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1 外文翻譯 機(jī)械加工零件的工藝及夾具設(shè)計(jì) 摘 要 本文對(duì)機(jī)械加工零件的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行了分析 確定了機(jī)械加工工藝 路線 夾具在機(jī)械加工中所占的地位和重要性 以及夾具設(shè)計(jì) 隨著科學(xué)的日 益發(fā)展進(jìn)步和國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整 工程機(jī)械行業(yè)已成為沒有政策壁壘的完全競(jìng) 爭(zhēng)行業(yè) 關(guān)鍵詞 技術(shù)背景 發(fā)展趨勢(shì) 工序 定位方案 1 機(jī)械加工歷史背景及其意義 機(jī)械制造業(yè)是一個(gè)古老而永遠(yuǎn)充滿生命力的行業(yè) 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展 對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的要求越來越高 機(jī)械制造工藝也在日新月異地發(fā)展 自新中國(guó)成 立以來 我國(guó)的制造技術(shù)與制造業(yè)得到了長(zhǎng)足發(fā)展 一個(gè)具有相當(dāng)規(guī)模和一定 技術(shù)基礎(chǔ)的機(jī)械工業(yè)體系基本形成 改革開放二十多年來 我國(guó)制造業(yè)充分利 用國(guó)內(nèi)國(guó)外兩方面的技術(shù)資源 有計(jì)劃地推進(jìn)企業(yè)的技術(shù)改造 引導(dǎo)企業(yè)走依 靠科技進(jìn)步的道路 使制造技術(shù) 產(chǎn)品質(zhì)量和水平及經(jīng)濟(jì)效益發(fā)生了顯著變化 為推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn) 盡管我國(guó)制造業(yè)的綜合技術(shù)水平有 了大幅度提高 但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比 仍存在階段性差距 進(jìn)入二十一世紀(jì) 我國(guó)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)仍然是制造業(yè) 特別是在我國(guó)加入世貿(mào)組織后 世界 的制造中心就從發(fā)達(dá)國(guó)家遷移到了亞洲 我國(guó)有廉價(jià)的勞動(dòng)力和廣大的消費(fèi)市 場(chǎng) 因此 我國(guó)工業(yè)要想發(fā)展 就需要有相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)備來支持 機(jī)械工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的裝備工業(yè) 是科學(xué)技術(shù)物化的基礎(chǔ) 是高新技術(shù)產(chǎn) 業(yè)化的載體 是國(guó)防建設(shè)的基礎(chǔ) 是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的重要支柱 也是為提 高人民生活質(zhì)量 提供消費(fèi)類機(jī)電產(chǎn)品的供應(yīng)工業(yè) 它對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的質(zhì)量 和效益 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化具有極其重要的作用 2 機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 隨著社會(huì)的發(fā)展 各種機(jī)械逐漸運(yùn)用到各個(gè)行業(yè)中 不管是在農(nóng)用 軍用 工用等方面 離開了機(jī)械的操作就談不上效率 因此 從某中角度上來說 一 個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力 社會(huì)地位 和機(jī)械行業(yè)的發(fā)展是密不可分的 各工業(yè)化國(guó) 家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷程表明 沒有強(qiáng)大的裝備制造業(yè) 就不可能實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的工 業(yè)化 現(xiàn)代化和信息化 3 目前裝備制造業(yè)發(fā)展滯后是制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn) 業(yè)升級(jí)的重要因素 加大結(jié)構(gòu)調(diào)整力度 推進(jìn)機(jī)械工業(yè)持續(xù) 健康 穩(wěn)定發(fā)展 對(duì)于轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式 提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體素質(zhì) 增強(qiáng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力 保障國(guó)防安全等都具有重要而深遠(yuǎn)的意義 3 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂 3 1 機(jī)械加工工藝過程的定義 機(jī)械加工工藝過程是指用機(jī)械加工方法改變毛坯的形狀 尺寸 相對(duì)位置 和性質(zhì)等 使其成為成品或半成品的全過程 機(jī)械加工工藝過程直接決定零件 及產(chǎn)品的質(zhì)量和性能 對(duì)產(chǎn)品的成本 生產(chǎn)周期都有較大的影響 是整個(gè)工藝 過程的重要組成部分 3 2 機(jī)械加工工藝過程的組成 組成機(jī)械加工工藝過程的基本單元是工序 工序又是由安裝 工位 工步 及走刀組成的 工序是指一個(gè)或一組工人 在一個(gè)工作地對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所 連續(xù)完成的那一部分工藝過程 工序是制定勞動(dòng)定額 配備工人及機(jī)床設(shè)備 安排作業(yè)計(jì)劃和進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的基本單元 安裝是工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序 當(dāng)應(yīng)用轉(zhuǎn)位 或移位 加工的機(jī)床 或夾具 進(jìn)行加工時(shí) 在一次裝夾 中 工件 或刀具 相對(duì)于機(jī)床要經(jīng)過幾個(gè)位置依次進(jìn)行加工 在每一個(gè)工作 位置上所完成的那一部分工序 稱為工位 采用多工位加工可以減少裝夾的次 數(shù) 減少裝夾誤差 提高生產(chǎn)率 工步是加工表面在切削刀具和切削用量 僅指主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量 都不 變的情況下所完成的那一部分工藝過程 在一個(gè)工步中 如果要切掉的金屬層很厚 可分幾次切削 每切削一次 就稱為一次走刀 3 3 機(jī)械加工工藝規(guī)程的定義 規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造過程和操作方法等的工藝文件 稱為工藝規(guī)程 它 是企業(yè)生產(chǎn)中的指導(dǎo)性技術(shù)文件 3 4 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用及內(nèi)容 機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù) 根據(jù)它來組織原材料和毛 坯的供應(yīng) 進(jìn)行機(jī)床調(diào)整 專用工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造 編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃 調(diào)配勞動(dòng)力 以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等 機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn) 進(jìn)行計(jì)劃調(diào)度的依據(jù) 有了它就可以制 定生產(chǎn)產(chǎn)品的進(jìn)度計(jì)劃和相應(yīng)的調(diào)度計(jì)劃 并能做到各工序科學(xué)地銜接 使生 產(chǎn)均衡 順利 實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì) 高產(chǎn)和低消耗 機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片 是兩個(gè)主要的工藝文件 機(jī) 械加工工藝過程卡片 是說明零件加工工藝過程的工藝文件 在單件 小批量 生產(chǎn)中 以機(jī)械加工工藝過程卡片指導(dǎo)生產(chǎn) 過程卡的各個(gè)項(xiàng)目編制較為詳細(xì) 機(jī)械加工工序卡片是為每個(gè)工序詳細(xì)制定的 用于直接指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn) 多 用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件 3 5 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則及步驟 在一定的生產(chǎn)條件下 以最少的勞動(dòng)消耗和最低的費(fèi)用 按計(jì)劃加工出符 合圖紙要求的零件 是制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的基本原則 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟如下 根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型 分析零件加工的工藝性 選擇毛坯的種類和制造方法 擬訂工藝過程 工序設(shè)計(jì) 編制工藝文件 4 夾具設(shè)計(jì) 4 1 夾具設(shè)計(jì)的意義 在機(jī)械行業(yè)中 如何去保證工件的高精度 加工的成本等實(shí)質(zhì)性問題 一 直是從事于機(jī)械行業(yè)人員研究的問題 其中在設(shè)計(jì)夾具的時(shí)候就要考慮以上問 題 高效的夾具是工件高精度的保證 如何讓夾具更高效 更經(jīng)濟(jì) 這是行業(yè) 人急需要解決的 隨著社會(huì)的發(fā)展 科技的不斷提高 各種高科技技術(shù)逐漸滲透到各個(gè)行業(yè) 如何利用這些高科技為人類服務(wù) 如何充分利用這些高科技在機(jī)械行業(yè)中 這 還需要機(jī)械行業(yè)人員不斷的努力 開拓創(chuàng)新 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 和社會(huì)市場(chǎng)需要 夾具的設(shè)計(jì)在逐步的超向柔性制 造系統(tǒng)方向發(fā)展 迄今為止 夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一 刀 具本身已高度標(biāo)準(zhǔn)化 用戶只需要按品種 規(guī)格選用采購 而模具和夾具則和產(chǎn) 品息息相關(guān) 產(chǎn)品一有變化就需重新制作 通常是屬于專用性質(zhì)的工具 模具已發(fā) 展成為獨(dú)立的行業(yè) 夾具在國(guó)內(nèi)外也正在逐漸形成一個(gè)依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小 行業(yè) 組合夾具不僅具有標(biāo)準(zhǔn)化 模塊化 組合化等當(dāng)代先進(jìn)設(shè)計(jì)思想 又符 合節(jié)約資源的原則 更適合綠色制造的環(huán)境保護(hù)原理 所以是今后夾具技術(shù)的一 個(gè)重要發(fā)展方向單位 機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置 至于裝夾各種刀具用的裝置 則一般 稱為 輔助工具 輔助工具有時(shí)也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi) 按照機(jī)床 夾具的應(yīng)用范圍 一般可分為通用夾具 專用夾具和可調(diào)整式夾具等 通用夾具是在普通機(jī)床上一般都附有通用夾具 如車床上的卡盤 銑床上的 回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 分度頭 頂尖座等 它們都一標(biāo)準(zhǔn)化了 具有一定的通用性 可以用 來安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進(jìn)行特殊的調(diào)整 但是 在實(shí)際 生產(chǎn)中 通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要 或者因?yàn)樯a(chǎn)率低而必 須把通用夾具進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn) 或者由于工件的形狀 加工的要求等的不同須專 門設(shè)計(jì)制造一種專用夾具 以解決生產(chǎn)實(shí)際的需要 用夾具是為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計(jì)制造的 其功 用主要有下列幾個(gè)方面 1 保證工件被加工表面主要包括加工工件所需要的機(jī)動(dòng) 時(shí)間和裝卸工件等所需要的輔助時(shí)間兩部分 2 采用專用夾具后 安裝工件和轉(zhuǎn) 換工位的工作都可以大為簡(jiǎn)化 不再需要畫線和找正 縮短了工序的輔助時(shí)間并 且節(jié)省了畫線這個(gè)工序 從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率 在生產(chǎn)中由于采用了多工件平 行加工的夾具 使同時(shí)加工的幾個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間將與加工一個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間 相同 采用回轉(zhuǎn)式多工位連續(xù)加工夾具 可以在進(jìn)行切削加工某個(gè)工件的同時(shí) 進(jìn)行其它工件的裝卸工作 從而使輔助時(shí)間與機(jī)動(dòng)時(shí)間相重合 總之 隨著專用 夾具的采用和進(jìn)一步改善 可以有效地縮短工序時(shí)間 滿足生產(chǎn)不斷發(fā)展的需要 3 采用專用夾具還能擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 例如在普通車床上附加鏜模夾具后 便可以代替鏜床工作 裝上專用夾具后可以車削成型表面等 以充分發(fā)揮通用機(jī) 床的作用 4 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 保障安全生產(chǎn) 根據(jù)生產(chǎn)需要 采用一些氣動(dòng) 液壓 或其它機(jī)械化 自動(dòng)化程度較高的專用夾具 對(duì)于減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 保障生產(chǎn) 安全和產(chǎn)品的穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)都有很大作用 加工大型工件時(shí) 例如加工車床床身上 下兩面上的螺孔 需要把床身工件翻轉(zhuǎn)幾次進(jìn)行加工 勞動(dòng)強(qiáng)度大而且不安全 采用電動(dòng)回轉(zhuǎn)式鉆床家具后 就能夠達(dá)到提高生產(chǎn)效率 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 保障生產(chǎn) 安全的目的 4 2 夾具的發(fā)展趨勢(shì) 工業(yè)設(shè)計(jì)是人類社會(huì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物 從英國(guó)莫里斯的 工藝 美術(shù)運(yùn)動(dòng) 到德國(guó)的包豪斯設(shè)計(jì)革命以及美國(guó)的廣泛傳播與推廣 工業(yè)設(shè)計(jì) 經(jīng)過了醞釀 探索 形成 發(fā)展百余年的歷史滄桑 時(shí)至今日 工業(yè)設(shè)計(jì)已成 為一門獨(dú)立的專業(yè)學(xué)科 并且有一套完整的研究體系 1980 年國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)理事會(huì) ICSID 給工業(yè)作了明確定義 就批 量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言 憑借訓(xùn)練 技術(shù)知識(shí) 經(jīng)驗(yàn)及視覺感受 而預(yù)示材料 結(jié)構(gòu) 構(gòu)造 形態(tài) 色彩 表面加工 裝飾以新的品質(zhì)和規(guī)格 叫做工業(yè)設(shè)計(jì) 根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況 工業(yè)設(shè)計(jì)師應(yīng)在上述工業(yè)產(chǎn)品全部側(cè)面或其中幾個(gè)方面 進(jìn)行工作 而且需要工業(yè)設(shè)計(jì)師對(duì)包裝 宣傳 展示 市場(chǎng)開發(fā)等問題的解決 付出自己的技術(shù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及視覺評(píng)價(jià)能力時(shí) 這也屬于工業(yè)設(shè)計(jì)的范疇 材料 結(jié)構(gòu) 工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ) 一方面 技術(shù)制約著設(shè)計(jì) 另一方面 技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì) 從設(shè)計(jì)美學(xué)的觀點(diǎn)看 技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ) 還具有其本身的 功能 作用 只要善于應(yīng)用材料的特性 予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形 式和適當(dāng)?shù)募庸すに?就能夠創(chuàng)造出實(shí)用 美觀 經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品 即在產(chǎn)品中發(fā) 揮技術(shù)潛在的 功能 任何設(shè)計(jì)都是時(shí)代的產(chǎn)物 它的不同的面貌 不同的特征反映著不同歷史 時(shí)期的科學(xué)技術(shù)水平 技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo) 新材料 新工藝的出現(xiàn) 必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu) 新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格 材料 加工工藝 結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的 某個(gè)環(huán)節(jié)的變革 便會(huì)引起整個(gè)機(jī)體的變化 現(xiàn)在 機(jī)械加工工藝及夾具隨著制造技術(shù)的發(fā)展也突飛猛進(jìn) 機(jī)械加工工 藝以各個(gè)工廠的具體情況不同 其加工的規(guī)程也有很大的不同 突破已往的死 模式 使其隨著情況的不同具有更加合理的工藝過程 也使產(chǎn)品的質(zhì)量大大提 高 制定加工工藝雖可按情況合理制定 但也要滿足其基本要求 在保證產(chǎn)品 質(zhì)量的前提下 盡可能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本 并在充分利用本工廠 現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上 盡可能采用國(guó)內(nèi) 外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn) 還應(yīng)保證 操作者良好的勞動(dòng)條件 但我國(guó)現(xiàn)階段還是主要依賴工藝人員的經(jīng)驗(yàn)來編制工 藝 多半不規(guī)定工步和切削用量 工時(shí)定額也憑經(jīng)驗(yàn)來確定 十分粗略 缺乏 科學(xué)依據(jù) 難以進(jìn)行合理的經(jīng)濟(jì)核算 國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明 目前中 小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占 工件種類總數(shù)的 85 左右 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代 以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng) 然而 一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾 具 一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里 約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具 另 一方面 在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中 每隔 3 4 年就要更新 50 80 左右專用夾 具 而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為 10 20 左右 特別是近年來 數(shù)控機(jī)床 加工 中心 成組技術(shù) 柔性制造系統(tǒng) FMS 等新加工技術(shù)的應(yīng)用 對(duì)機(jī)床夾具提出 了如下新的要求 1 能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn) 以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 降低生產(chǎn)成 本 2 能裝夾一組具有相似性特征的工件 3 能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具 4 能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具 5 采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置 以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提 高勞動(dòng)生產(chǎn)率 6 提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化 高效化 精密化和柔性化等 四個(gè)方面 利用更好的夾具 可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 提高加工精度 減少廢品 可以 擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 改善操作的勞動(dòng)條件 因此 夾具是機(jī)械制造中的一項(xiàng) 重要的工藝裝備 一個(gè)好的夾具是加工出合格產(chǎn)品的首要條件 為了讓夾具有 更好的發(fā)展 夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn) 學(xué) 研協(xié)作的力度 加快用高新技術(shù)改造和 提升夾具技術(shù)水平的步伐 創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站 充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò) 技術(shù) 與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù) 主動(dòng)與國(guó)外夾具廠商聯(lián)系 爭(zhēng)取合資 與合作 引進(jìn)技術(shù) 這是改造和發(fā)展我國(guó)夾具行業(yè)較為行之有效的途徑 參考文獻(xiàn) 1 裘愉 組合機(jī)床 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 2 金振華 組合機(jī)床及其調(diào)整與使用 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1990 3 沈延山 生產(chǎn)實(shí)習(xí)與組合機(jī)床設(shè)計(jì) 大連 大連理工大學(xué)出版社 1989 4 上海市大專院校機(jī)械制造工藝學(xué)協(xié)作組編著 機(jī)械制造工藝學(xué) 福建科學(xué) 技術(shù)出版社 1996 5 王華坤 范元?jiǎng)?機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 北京 兵器工業(yè)出版社 2000 6 馮辛安 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1998 7 陳日曜 機(jī)械原理 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1992 8 方子良 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 上海 上海交通大學(xué)出版社 2004 9 劉秋生 李忠文 液壓傳動(dòng)與控制 北京 宇航出版社 1994 10 陳于萍 周兆元 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 11 東北重型機(jī)械學(xué)院等 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上海 上海科技技術(shù)出版社 1979 12 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 聯(lián)合編寫組 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1987 13 王先逵 機(jī)械制造工藝學(xué) 上下冊(cè) 北京 清華大學(xué)出版社 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