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1、编号 本科生毕业论文孔槽系组合夹具设计Slotted Modular Fixture Design学 生 姓 名 专 业 学 号 指 导 教 师 学 院 二一一年六月29摘 要组合夹具是一种先进的工艺装备，它是由一套预先制造好的各种不同的形状、不同规格、不同尺寸、具有互换性、高耐磨性和高精度的标准元件组成，其结构灵活多变，适应性广，元件可长期循环使用，组合夹具分为槽系和孔系两个系列，随着科技不断发展，组合夹具的应用程度在机械行业得到了很大的提高，特别是近年来机械行业领域正朝着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展，因此为了适应现代制造技术的发展，组合夹具的发展也达到了更高的领域，其由原来的孔系
2、组合夹具和槽系组合夹具发展到孔槽系组合夹具。孔槽系组合夹具是采用孔和槽结合的定位结构，克服了槽系夹具刚性差、不稳定，及孔系夹具不能连续调整的缺点，将孔、槽夹具的优势合二为一，其可用几小时的组装周期代替几个月的设计制造周期，从而缩短了生产周期；节省了工时和材料、保证加工精度，提高生产率、降低了生产成本，扩大了机床的工艺范围；还可减轻工人劳动强度，减少夹具库房面积，有利于管理。关键词：组合夹具 孔系 槽系 孔槽系 Abstract Modular fixture is an advanced technology and equipment, it is a good set of pre-man
3、ufacturing a variety of different shapes, different sizes, different sizes, with interchangeable, high wear resistance and high-precision standard components, its structure Flexibility, adaptability, long-term recycling of components, integrated systems and fixture holes into slot two series, with t
4、he continuous development, the application of modular fixture degree in mechanical industry has been greatly improved, especially In recent years, is moving in the field of precision machinery industry, high quality, high efficiency, lower costs, so in order to adapt to modern manufacturing technolo
5、gy, the development of modular fixture also reached a higher field, the combination of holes from the original Modular Fixture fixture and development to Slot Slotted Modular Fixture. Slotted Modular Fixture is combined with the positioning holes and slots structure, to overcome the rigid tank clamp
6、 system is poor, unstable, and can not continuously adjust the fixture holes shortcomings, the holes, slots combined the advantages of clamp, which can be used The assembly of a few hours instead of months, the design cycle, manufacturing cycle, thus shortening the production cycle; save hours of wo
7、rk and materials, ensure accuracy, improve productivity, reduce production costs, expanding the range of machine tool technology; can also reduce the labor Strength, reduce fixture warehouse area is conducive to management.Keywords: modular fixture; holes; tank system; hole slot system目 录摘 要IAbstrac
8、tII第1章 绪论11.1 研究的目的及意义11.2 国内外的发展及研究状况21.3 本课题研究的内容3第2章 组合夹具的类型52.1 组合夹具的概念52.2 槽系组合夹具52.3 孔系组合夹具52.4 孔槽系组合夹具62.4.1 孔槽系组合夹具在数控机床中的应用62.4.2 孔槽系组合夹具在焊接中的应用62.4.3 孔槽系组合夹具的发展趋势7第3章 组合夹具的基本组成83.1 主要有八大类元件组成及元件图8第4章 工件在组合夹具中的定位与夹紧114.1 工件的定位114.1.1 工件定位的概念114.1.2 定位基准的概念114.2 定位原理114.2.1 六点定位原理114.2.2 完全定
9、位114.3 定位误差的分析与计算124.3.1 定位误差的概念124.3.2 产生定位误差的原因134.3.3 工件以孔定位134.4 工件在夹具中的夹紧154.4.1 工件的夹紧154.4.2 夹紧力的确定15第5章 CATIA设计系统205.1 CATIA简介205.2 CATIA界面介绍205.2.2 CATIA的工作界面215.3 CATIA V5的设计思路21第6章 孔槽系组合夹具236.1 零件的结构分析236.2 工艺规程设计236. 3 夹具设计246.3.1 设计夹具体的基本要求246.3.2 夹具设计为螺旋夹紧机构256.5 组合夹具的组装26总 结28参考文献29致 谢
10、30第1章 绪论1.1 研究的目的及意义 组合夹具是一种先进的工艺装备，它是由一套预先制造好的各种不同的形状、不同规格、不同尺寸、具有互换性、高耐磨性和高精度的标准元件组成，其结构灵活多变，适应性广，元件可长期循环使用。组合夹具的元件精度高、耐磨，并且实现了完全互换，元件精度一般为IT6IT7级。用组合夹具加工的工件，位置精度一般可达IT8IT9级，若精心调整，可以达到IT7级。由于组合夹具有很多优点，又特别适用于新产品试制和多品种小批量生产，所以近年来发展迅速应用较广。组合夹具的主要缺点是体积较大，刚度较差，一次投资多，成本高，这使组合夹具的推广应用受到一定限制。随着机械制造业的飞速发展，产
11、品的更新换代越来越快，传统的大批量生产模式逐步被中小批量生产模式所取代，机械制造系统欲适应这种变化需具备较高的柔性。国外己把柔性制造系统(FMS)作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展方向。柔性化的着眼点主要在机床和工装两个方面，组合夹具是工装柔性化的重点。组合夹具是一种标准化、系列化、通用化程度很高的工艺装备，它是由一套预先制造好的各种不同形状、不同规格、不同尺寸、具有完全互换性的标准元件和组合件，按工件的加工要求组装而成的夹具。它可以拆卸、清洗，并可重新组装成新的夹具，其应用非常普遍，尤其适合于多品种、中小批量的生产。由于组合夹具的平均设计和组装时间是专用夹具所花时间的5
12、%-20%，可以认为组合夹具就是柔性夹具的代名词。一个优良的组合夹具必须满足下列基本要求：（1） 保证工件的加工精度，稳定加工质量保证加工精度的关键，首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还要进行定位误差分析，还要注意夹具中其它零部件的结构对加工精度的影响，确保组合夹具能满足工件的加工精度要求。（2） 提高生产效率，降低成本组合夹具的复杂程度应与生产纲领相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。（3） 良好的强度、刚度和结构工艺性能组合夹具的结构应力简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修等，有利于提高组合夹具的制造精度。（4） 操
13、作性能好组合夹具的操作方便、省力、安全可靠。在客观条件允许及又经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。（5） 经济性好组合夹具应尽量采用标准件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低组合夹具的成本。因此，设计时应根据生产纲领对组合夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高组合夹具在生产中的经济效益。（6） 扩大机床的使用范围使用组合夹具可以改变原机床的用途和使用范围，实现一机多能（7） 排屑顺畅组合夹具中积集切削会影响到工件的定位精度，切削的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。清理切削将曾加辅助时间，降低生产率。因此组合夹具设计中要给予排屑问题充分
14、的重视。1.2 国内外的发展及研究状况我国国内的组合夹具【1】始于20世纪60 年代, 当时建立了面向机械行业的天津组合夹具厂, 和面向航空工业的保定向阳机械厂, 和面向航空工业的保定向阳机械厂, 以后又建立了数个生产组合夹具元件的工厂。当时产品均为引进前苏联乌斯贝（YC） 槽系组合夹具系统。推广应用遍及机械航空、电子轻工、造船、纺织等各类制造业, 取丰硕的社会经济效益。在使用过程中改进并修改了原系统, 建立了适合我国国情有我国特色的槽系组合夹具系统。在当时曾达到全国年产组合夹具元件800万件的水平。至今天津保定二厂仍是我国组合夹具的主要生产基地。.20世纪80 年代以后,两厂又各自独立开发了
15、适合, 机床加工中心的孔系组合夹具系统, 不仅满足了我国国内的需求,。还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口不少, ) 机床加工中心, 而由国外配套孔系夹具, 价格非常昂贵, 现大都由国内配套, 节约了大量外汇。从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。前苏联的( YC)槽系组合夹具系统非常著名, 以后又开发了孔系组合夹具系统冲合冲模和焊接组合夹具系统, 但主要在国内应用, 出口交流较少。德国一直都重视工艺装备（包括夹具） 的设计制造及其标准化,组合夹具和各种机床附件都由专业化中小型企业生产。这些企业中具有代表性的有：Halder 是设计生产槽系组合夹具的著名公司；Bluco 是享誉世界生产完整系列孔系组合夹具系统的供应商；Kipp 生产中型和大型孔系组合夹具；Witte公司生产孔系组合检测夹具, 是为三座标准测量机（CMM） 配套的绝好的柔性检测夹具。目前在美国本土生产销售和出租组合夹具的工厂都是小型企业,分为三种类型： 一种是专门销售出租组合夹具的小型工厂! 二是工具
