本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第1頁共29頁1引言1.1課題的來源及研究意義四年的大學生活接近尾聲時，我們進行了為期近四個月的畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是對大學四年來我們所學到的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的一次系統(tǒng)性的總結(jié)與綜合運用，同時也是培養(yǎng)我們分析問題和解決問題能力的良好的機會，而且畢業(yè)設(shè)計也是大學教學的最后一個重要環(huán)節(jié)。因此，認真踏實地做好這次畢業(yè)設(shè)計不僅意味著我們能否順利畢業(yè)，而且對今后我們走上工作崗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意義。另外，畢業(yè)設(shè)計還可以培養(yǎng)我們獨立思考，開發(fā)思維和協(xié)調(diào)工作的能力，這對今后踏入社會以后能否盡快地適應社會也有很大的幫助。機械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設(shè)水平的主要標志之一。這是因為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學技術(shù)的現(xiàn)代化程度，都會通過機械工業(yè)的發(fā)展程度反映出來。人們之所以要廣泛使用機器，是由于機器既能承擔人力所不能或不便進行的工作，又能較人工生產(chǎn)改進產(chǎn)品的質(zhì)量，特別是能夠大大提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動條件。機械工業(yè)肩負著為國民經(jīng)濟各個部門提供技術(shù)裝備和促進技術(shù)改造的重要任務，在現(xiàn)代化建設(shè)的進程中起著主導和決定性的作用。所以通過大量設(shè)計制造和廣泛使用各種各樣先進的機器，就能大大加強和促進國民經(jīng)濟發(fā)展的力度，加速我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)。由機械制造工藝系統(tǒng)的組成機床、工件、刀具和夾具可看出夾具在機械加工中占有很重要的地位。尤其在成批生產(chǎn)時更是大量的采用機床夾具。它們是機床和工件之間的聯(lián)結(jié)裝置，使工件相對于機床或刀具獲得正確位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，所以機床夾具設(shè)計是裝備設(shè)計中一項重要的工作，是加工過程中最活躍的因素之一。本研究課題是以江蘇林海動力機械集團的SPE175發(fā)動機左箱體缸頭結(jié)合面轉(zhuǎn)盤銑夾具為設(shè)計對象，目的是對箱體上表面進行銑削加工。江蘇林海動力機械集團是集科工貿(mào)及金融與大專院校于一體的由60多個成員單位組成的跨行業(yè)、跨地區(qū)的大型企業(yè)集團，林海集團是江蘇林海動力機械集團公司的簡稱。企業(yè)始建于1956年，具有五十年研制和生產(chǎn)小型動力及配套機械的歷史，有專業(yè)生產(chǎn)線和柔性生產(chǎn)線組成的國內(nèi)一流的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，有達到國家一級計量水平的計量檢測系統(tǒng)，有動力試驗中心和CAD開發(fā)中心組成的研究開發(fā)系統(tǒng)等，具備了強大的產(chǎn)品開發(fā)能力。企業(yè)主要生產(chǎn)摩托車、摩托車發(fā)動機、特種車輛、小型汽油機、小型汽油發(fā)電機組、林業(yè)機械、本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第2頁共29頁消防機械等七大類100多種規(guī)格的產(chǎn)品。本次設(shè)計將根據(jù)企業(yè)的自身要求，以現(xiàn)有的加工設(shè)備為基礎(chǔ)，為SPE175發(fā)動機左箱體缸頭結(jié)合面的銑削加工設(shè)計專用的夾具，在滿足生產(chǎn)要求的基礎(chǔ)上提高生產(chǎn)率，并盡量節(jié)約成本。同時通過本次設(shè)計，培養(yǎng)學生綜合運用所學基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和各項技能，著重培養(yǎng)設(shè)計、計算、分析問題和解決問題的能力，進而總結(jié)、歸納和獲得合理結(jié)論，進行較為系統(tǒng)的工程訓練，初步鍛煉科研能力，提高論文撰寫和技術(shù)表達能力，為實際工作奠定基礎(chǔ)。1.2機床夾具概述1.2.1夾具的概念在金屬切削機床上加工工件時，為了保證加工表面的尺寸、幾何形狀和相互位置精度，應使工件相對刀具和機床切削成形運動有正確的位置，然后將工件夾緊固定以完成安裝過程。在機床上用于安裝工件的工藝裝備稱為機床夾具。夾具在工藝裝備中占有十分重要的地位，它對保證工件的加工精度、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、擴大機床使用范圍等方面具有重要的作用，尤其在成批生產(chǎn)時更是大量的采用機床夾具。機床夾具的好壞將直接影響工件加工的質(zhì)量，所以機床夾具設(shè)計是裝備設(shè)計中一項重要的工作，是加工過程中最活躍的因素之一。1.2.2機床夾具在機械加工中的作用（1）可靠和穩(wěn)定地保證工件的加工精度（2）提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本（3）減輕勞動強度（4）擴大機床的工藝范圍1.2.3機床夾具的基本組成就夾具組成元件的功能來看可以分為：（1）定位元件及定位裝置（2）夾緊元件及夾緊裝置（3）導向元件（4）對刀元件及定向元件（5）夾具體（6）其他元件及裝置本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第3頁共29頁1.2.4機床夾具的類型機床夾具的種類很多，形狀千差萬別。為了設(shè)計和制造上的方便，往往按某一屬性進行分類。常見的分類有以下兩種：（1）按夾具的通用特性劃分如通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、成組夾具、組合夾具、隨行夾具。（2）按所使用的機床劃分如車床夾具、銑床夾具、鏜床夾具、磨床夾具和鉆床夾具等等。1.2.5夾具發(fā)展變革機械制造業(yè)經(jīng)過了漫長的發(fā)展歷程，從遠古簡單的石器打磨，到現(xiàn)代工業(yè)的數(shù)控加工，已經(jīng)擺脫了手工作坊的作業(yè)方式，進入集團化生產(chǎn)、專業(yè)化協(xié)作的生產(chǎn)階段。而夾具隨著機械制造模式的改變也經(jīng)歷了變革。在科技高速發(fā)展的今天，為了使企業(yè)整體的數(shù)字化和現(xiàn)代化加工技術(shù)能夠得到更快的發(fā)展，就要使夾具設(shè)計和數(shù)字化、現(xiàn)代化加工技術(shù)相結(jié)合，解決好夾具設(shè)計制造過程中的一系列問題，企業(yè)在產(chǎn)品制造過程中的許多疑難問題就會迎刃而解。1.3機床夾具在國內(nèi)外的發(fā)展趨勢夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。1.3.1高精隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達5m，夾具支承面的垂直度達到0.01mm/300mm，平行度高達0.01mm/500mm。德國demmeler（戴美樂）公司制造的4m長、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5m以內(nèi)；夾具重復安裝的定位精度高達5m；瑞士EROWA柔性夾具的重復定位精度高達25m。機床夾具的精度已提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。當然，為了適應不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇1。1.3.2高效為了提高機床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第4頁共29頁液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用12秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機床上安裝與調(diào)整夾具的時間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機床夾具的安裝與校正。采用美國Jergens（杰金斯）公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機時間，提高生產(chǎn)效率的作用1。1.3.3模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計的系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計為夾具的計算機輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ)，應用CAD技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設(shè)計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統(tǒng)1。1.3.4通用、經(jīng)濟夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。德國demmeler（戴美樂）公司的孔系列組合焊接夾具，僅用