夹具开题报告.doc

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夹具设计

一、题目来源

夹具在实际的应用中非常广泛，同时也是工程设计的主要对象之一，因此，本设计题目即来自生产实际，又来源于科研真题。

二、研究的目的和意义

机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。

又称卡具。

从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。

随着我国现代工业技术的发展，对机械传动装置的技术性能和经济指标提出了越来越高的要求，普通夹具已经不能满足现代工业大批量高效生产的需要，而研制新型随行夹具是机械行业中重要的课题之一。

随行夹具主要是在自动生产线、加工中心、柔性制造系统等自动化生产中，用于外形不太规则、不便于自动定位、夹紧和运送的工件。

工件在随行夹具上安装定位后，由运送装置把随行夹具运送到各个工位上。

随行夹具一般以其底平面和两定位孔在机床上定位，并由机床工作台的夹紧机构夹紧，从而保证工件与刀具的相对位置。

当工件加工精度要求较高时，常把随行夹具的底平面分开成为定位基面和运输基面，以保护定位基面的精度。

随行夹具属于专用夹具范围，其装夹工件部分需按工件外形和工艺要求设计。

三、阅读的主要参考文献及资料名称

【1】李名望·机床夹具设计实例教程·化学工业·2009。

【2】蔡元顺·机床夹具设计·机械工业出版社·2001。

【3】肖继德，陈宁平·机床夹具设计·第2版·机械工业出版社·2001。

【4】吴拓·现代机床夹具设计·化学工业出版社·2009。

【5】李庆寿·机床夹具设计．机械工程出版社·1984。

【6】东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职业大学·机床夹具设

计手册·上海科学技术出版社·1988。

【7】孙己德·机床夹具图册．机械工业出版社.1983。

【8】南京机械研究所·金属切削机床夹具图册·机械工业出版社·1984。

【9】哈尔滨工业大学，上海工业大学·机床夹具设计·上海科学技术出版

社·1989。

【10】王启平·机床夹具设计·哈尔滨工业大学出版社·1988。

【11】林文焕，陈本通·机床夹具设计·国防工业出版社·1987。

【12】孟宪栋·机床夹具图册·机械工业出版社·1992。

【13】杨黎明·机床夹具设计手册·国防工业出版社·1996。

【14】于光国·机床夹具设计·重庆大学出版社·1995。

【15】白成轩·机床夹具设计原理·机械工业出版社·1997

四、国内外研究现状和发展趋势与研究的主攻方向

【1】国内外对夹具的研究现状

迄今为止，夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具（刀具、夹具、量具、模具）之一。

夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。

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1.1国内夹具发展史

我国国内的夹具始于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，以后又建立了数个生产组合夹具元件的工厂。

在当时曾达到全国年产组合夹具元件800万件的水平。

20世纪80年代以后，两厂又各自独立开发了适合nc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nc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。

1.2国外夹具发展史

从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。

当前国际上的夹具企业均为中小企业，专用夹具、可调整夹具主要接受本地区和国内订货，而通用性强的组合夹具已逐步成熟为国际贸易中的一个品种。

有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料，但欧美市场上一套用于加工中心的央具，而组合夹具的大型基础件尤其昂贵。

由于我国在组合夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势，随着我国加入wto和制造业全球一体化的趋势，特别是电子商务的日益发展，其中蕴藏着很大的商机，具有进一步扩大出口良好前景。

1.3国内外机床夹具发展现状

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。

【2】发展趋势

近些年来，随着数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统等现代或加工设备的广泛应用，使传统的机械加工的指导方法发生了重大变革，夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具，转变为装夹、定位。

而数字化的设备加工功能的广大化。

给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。

夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。

高精

随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。

高精度夹具的定位孔距精度高达±5μm，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。

德国demmeler（戴美乐）公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为±0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5μm以内；夹具重复安装的定位精度高达±5μm；瑞士erowa柔性夹具的重复定位精度高达2~5μm。

机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。

诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。

高效

为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。

了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。

新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用1~2秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。

为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3r夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。

采用美国jergens（杰金斯）公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。

模块、组合

夹具元件模块化是实现组合化的基础。

利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。

省工、省时，节材、节

能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。

模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用cad技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。

模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。

组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。

通用、经济

夹具的通用性直接影响其经济性。

采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。

德国demmeler（戴美乐）公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。

元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。

专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。

主动与国外夹具厂商联系，争取合资与合作，引进技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。

五、主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路

主要研究内容：

加工角形轴承箱时，钻孔、铰孔和扩孔所用的夹具。

初步设定为随行夹具，这样在大批量加工时提高效率。

关键问题：

由于角形轴承箱的形状特殊，所设计的夹具要考虑钻孔时定位的精确度，能否夹紧，夹紧后能否自锁以及夹紧力的调节。

解决思路：

1、在一侧面采用左右对称的v形架约束。

2、在一端面用以特殊的支撑板约束。

3、在外圆上用圆锥止动销。

4、把以上三种定位元件组合。

5、设计较为复杂，但零件品种少，采用了组合夹具，结构并不复杂，制造工艺简单。

六、完成毕业设计（论文）所必须具备的工作条件及解决方法

〔1〕已具备的条件：

指导老师给定的原始数据及任务书；基本的专业基础知识及个人分析能力；相关绘图软件（autocad,pro/e）等。

〔2〕尚缺条件：

相关资料；上机时间不能保证。

〔3〕拟解决方法：

借阅相关书籍杂志，充分利用数字图书馆；充分利用网络资源。

七、工作的主要阶段进度与时间安排

1、分析题目，搞好相关外文翻译，做好开题报告。

（7～8周）

2、根据设计内容的要求，查阅相关资料，明确设计方向，对存在的疑问咨询指导老师。

（9周）

3、进行毕业设计，包括：

相关方面的计算、确定参数，绘制相关图纸并建立图库，对资料进行整理。

（11～16周）

4、对毕业设计进行整理，与老师进行讨论修改，校核定稿。

（17周）

5、审查、阅读设计内容准备答辩。

（18周）

6、进行毕业答辩。

（19周）

八、指导老师审查意见篇二：

夹具毕业设计开题报告

表三：

毕业设计（论文）开题报告表篇三：

加工工艺及夹具设计开题报告

宜春学院

毕业设计开题报告

题目：

拨叉80-08的夹具设计

学院：

理工院系机电系

专业：

机械设计制造及其自动化

班级：

09机制

（1）班

学号：

0934304107

姓名：

指导教师：

填表日期：

一、选题的依据及意义

拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的啮合，用来推动变速器齿轮，改变齿轮位置的工具，通过将齿轮改变位置来改变齿比，以达到变速的目的，变速器的齿轮都是装在主轴和副轴上，通过拨叉来推动它们的前进或后退，就可以改变齿比。

高度发达的制造业和先进的制造技术，已成为衡量一个国家实力和技术水平的重要标志之一，成为一个国家在竞争激烈的国际市场上获胜的关键因素。

机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品质、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。

然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。

因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率、降低成本。

当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求，企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。

二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）

夹具的发展200已经有多年的历史，大致经历了三个阶段：

第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。

第二阶段，随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床—工件—工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。

这一阶段夹具发展的主要特点是高效率。

第三阶段，在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。

随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。

这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。

可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。

三、本课题研究内容

（1）、设计内容：

制订年产5000台ca6140机床拨叉80-08的加工工艺；

（2）、设计零件的加工夹具；

内容：

提交夹具装配图、零件图、加工工艺卡片、设计说明书及精度分析等相关设计分析结果。

四、本课题研究方法

工序的划分和定位基准的选择，在开始的时候，要认真分析零件图，了解拨叉的结构特点和技术要求。

加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，注意零件各孔系自身精度（同轴度，圆度，粗糙度等）和它们的相互位置精度，采用autocad软件绘制零件图，一方面增加我们对零件的了解认识，另一方面增加我们对autocad软件的熟悉。

工序的划分确定加工顺序和工序内容，安排工艺的加重和分散程度，划分工序阶段，与生产纲领有密切联系，具体可以根据生产类型，零件的结构特点，技术要求和机床设备。

定位基准的选择根据粗基准的选择原则：

遵循基准同意，基准重合。

夹具设计要确定工件定位是否正确，定位精度是否满足要求，工件夹紧是否可靠等等。

工件在夹具中的定位精度，主要是定位基准是否与工序基准重合，定位基准与定位元件的配合状况等因素有关，可提高夹具的制造精度，减少配合间隙，就能提高夹具在机床上的定位精度，夹具中出现过的定位时，可通过撤销多余定位元件，使多余定位元件失去限制重复自由度的能力，增加定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决，夹紧必须可靠，但夹紧力不可过大，一面工件或夹具产生过大变形，可采用多点夹紧或在工件刚性薄弱部位安放适当的辅助支撑，夹具的设计必须要保证夹具的定位准确的机构合理，考虑夹具的定位误差和安装误差。

我们将通过对工件与夹具的认真分析，结合一些夹具的具体设计事例，查阅相关的夹具设计资料，联系在工厂看到的一些加工的夹具来解决这些问题。

五、研究目标、主要特色及工作进度

研究目标、主要特色：

①能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制定工艺流程等等问题的方法。

②通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。

③课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强自己的解决工程实际问题的能力。

工作进度：

①调研，收集资料，查阅相关文献，了解拨叉的基本结构。

②掌握机械加工工艺设计的基本思路，初步拟定拨叉零件的工艺过程，完成开题报告。

③总结前期工作，分析拨叉的作用并绘制零件图。

④加工方案论证；确定加工工艺；编制零件的机械制造工艺规程和机械加工工艺卡片。

⑤设计关键工序的夹具，绘制夹具装配图和只要零件工作图。

⑥通过与老师讨论，对零件的主要技术条件进行分析，对制定的工艺规程进行修改和完善。

⑦总结前面的工作，开始撰写论文。

⑧完成论文初稿，与老师交流，修订初稿。

⑨终稿完成，打印装订，准备答辩。

六、参考文献

[1]李洪．机械加工工艺手册[m]．北京出版社，1996．1．

[2]陈宏钧．实用金属切削手册[m]．机械工业出版社，2005．1．

[3]上海市金属切削技术协会．金属切削手册[m]．上海科学技术出版社，2002．

[4]杨叔子．机械加工工艺师手册[m]．机械工业出版社，2000．

[5]徐鸿本．机床夹具设计手册[m]．辽宁科学技术出版社，2003．10．

[6]都克勤．机床夹具结构图册[m]．贵州人民出版社，1983．4．

[7]胡建新．机床夹具[m]．中国劳动社会保障出版社，2001．5．

[8]冯道．机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册[m]．安徽文化音像出版社，2003．

[9]王先逵．机械制造工艺学[m]．机械工业出版社，2000．

[10]马贤智．机械加工余量与公差手册[m]．中国标准出版社，1994．12．

[11]刘文剑．夹具工程师手册[m]．黑龙江科学技术出版社，1987．

[12]王光斗．机床夹具设计手册[m]．上海科学技术出版社，2002．8．

[13]中华人民共和国机械行业标准．机床夹具零件与部件．北京：

标准出版社，1998篇五：

阀体零件的机械加工工艺及工装夹具设计开题报告

.....毕业设计（论文）开题报告

2、题目难度分为：

a、b、c、d四个等级。

3、综合训练程度分为：

a、b、c三个等级。