一、题目调研
1. 发展历史
从1949年以来,我国机械工业有了很大的发展,已经成为工业中产品门类比较齐全、具有相当规模和一定技术基础的产业部门之一,其机械加工和夹具也有很大的发展,但是与工业发达国家相比,我们这方面的水平还存在着阶段性的差距,主要表现在机械产品质量和水平不够高,加工工艺过程不合理,夹具应用也比较少,使其加工工人劳动强度大,加工出来的产品也不理想。
2.发展现状
现在,各工业化国家都把制造技术视为当代科技发展为活跃的领域和国际间科技竞争的主战场,制定了一系列振兴计划、建立世界级制造技术中心,纷纷把先进制造技术列为国家关键技术和优先发展领域。
机械加工工艺及夹具随着制造技术的发展也突飞猛进。机械加工工艺以各个工厂的具体情况不同,其加工的规程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其随着情况的不同具有更加合理的工艺过程。也使产品的质量大大提高。制定加工工艺虽可按情况合理制定,但也要满足其基本要求:在保证产品质量的前提下,尽可能提高劳动生产率和降低加工成本。并在充分利用本工厂现有生产条件的基础上,尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验。还应保证操作者良好的劳动条件。但我国现阶段还是主要依赖工艺人员的经验来编制工艺,多半不规定工步和切削用量,工时定额也凭经验来确定,十分粗略,缺乏科学依据,难以进行合理的经济核算。
机床夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步,夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。
国际生产研究协会的统计表明,目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代,以适应市场的需求与竞争。然而,一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具,一般在具有中等生产能力的工厂里,约拥有数千甚至近万套专用夹具;另一方面,在多品种生产的企业中,每隔3~4年就要更新50~80%左右专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为10~20%左右。特别是近年来,数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统(FMS)等新加工技术的应用,对机床夹具提出了如下新的要求:
1)能迅速而方便地装备新产品的投产,以缩短生产准备周期,降低生产成本;
2)能装夹一组具有相似性特征的工件;
3)能适用于精密加工的高精度机床夹具;
4)能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具;
5)采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置,以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率;
6)提高机床夹具的标准化程度。
3.发展趋势
长期以来,加工工艺编制是由工艺人员凭经验进行的。如果由几位工艺员各自编制同一个零件的工艺规程,其方案一般各不相同,而且很可能都不是最佳方案。这是因为工艺设计涉及的因素多,因果关系错综复杂。CAPP将是机械加工工艺的发展趋势,它不仅提高了工艺设计的质量,而且使工艺人员从繁琐重复的工作中摆脱出来,集中精力去考虑提高工艺水平和产品质量问题。
3.夹具的发展趋势
现代机床夹具的发展趋势主要表现为标准化、高效化、精密化和柔性化等四个方面。
(1)标准化 机床夹具的目的就在于提高生产效率,这样也就必使其具有标准化和通用化,而机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准:GB/T2148~T2259-91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化,有利于夹具的商品化生产,有利于缩短生产准备周期,降低生产总成本。
(2)高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间,以提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如,在铣床上使用电动虎钳装夹工件,效率可提高5倍左右;在车床上使用高速三爪自定心卡盘,可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件,从而使切削速度大幅度提高。目前,除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外,在数控机床上,尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置,充分发挥了数控机床的效率。
(3)精密化 机床夹具的精度会直接影响到零件的加工精度,而随着机械产品精度的日益提高,势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多,例如用于精密分度的多齿盘,其分度精度可达±0.1";用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘,其定心精度为5μm。这些精密化的夹具为以后零件加工的精度提供了保证。
(4)柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似,它是指机床夹具通过调整、组合等方式,以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有:工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有:组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要,扩大夹具的柔性化程度,改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构,发展可调夹具结构,将是当前夹具发展的主要方向。
4.机械加工制造技术的发展趋势
(1)特种加工 它是指一些物理的、化学的加工方法,如电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、离子束加工等。特种加工方法的主要对象是难加工材料的加工,如金刚石、陶瓷等超硬材料的加工,其加工精度可达分子级加工单位或原子级加工单位,所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特种加工与传统加工相结合的复合加工有较大的发展前途。
(2)快速成形 利用离散、堆积成形概念,可将一个三维实体分解为若干二维实体制造出来,再经堆积而构成三维实体。
(3)精密工程 它包括精密加工的超精密加工技术、微细加工和超微细加工技术、微型机械和纳米技术等方面。当前,以纳米技术为代表的超精密加工技术和以微细加工为手段的微型机械技术有重要意义,它们代表了这一时期精密工程的方向。
(4)传统加工工艺的改造和革新 这一方面的技术潜力很大,如高速切削、超高速切削、强力磨削、超硬材料磨具的出现都对加工理论的发展、加工质量和效率的提高有重要意义。另一方面,旧设备的改造和挖潜,如普通机床改造成数控机床等,对机械工业的发展和提高是不容忽视的。
二、毕业实习
3月14日到3月25日,我们组由导师带领到衡阳拖拉机厂进行毕业实习。在此期间由衡阳拖拉机厂技术员指导我们有关拖拉机的设计思路、设计方法、设计过程中会遇到的问题以及解决方法的分析和讲解。
让我们详细的观看了拖拉机个零件的加工工艺规程及其各种机床的夹具。这些使得我们对自己的毕业设计有了一个大体的深刻的认识。使我们对毕业设计有了模糊的轮廓。并使我们发现了加工工艺规程中的易错之处。夹具的要求和安全的注意事项。
三、参考文献
[1]张耀宸主编. 《机械加工工艺手册》 [M]. 航空工业出版社,1987.
[2]李洪主编. 《机械加工工艺手册》 [M]. 北京出版社,1990.
[3]机械制造工艺设备设计手册编写组. 《机械制造工艺及设备手册》 [M]. 机械工业出版社,1992.
[4]王绍俊主编. 《机械制造工艺设计手册》 [M]. 哈尔滨工业大学出版社,1984.
[5]刘克明主编. 《公差与检测》 [M]. 机械工艺出版社, 1995.
[6]东北重型机械学院 洛阳工学院. 《机床夹具设计手册》 [M]. 上海科学技术出版社, 1990.
[7]陈宏钧主编. 《实用机械加工工艺手册》 [M]. 机械工业出版社,2009年.
[8]孙丽媛主编. 《机械制造工艺及专用夹具设计指导》 [C]. 冶金工业出版社,2002
四、时间安排
1. 毕业设计调研:2周(2、28—3、11)
2. 集中实习:2周(3、14—3、25)
3. 毕业设计:10周(3、28—6、3)
4. 答辩时间:1周(6、6—6、10)
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