機械工藝調研報告

1、機械工藝調研報告 實習（調研）報告 一、課題來源及意 (一)課題的來源 在 21 世紀，世界機械工業(yè)的發(fā)展進入了前所未有的高速階段，與其他行業(yè)相比，機械工業(yè)的發(fā)展具有地位化，規(guī)?；?，全球化和高技術化的特點。21 世紀初機械制造業(yè)的重要特征表現(xiàn)在它全球化，網(wǎng)絡化，虛擬化，智能化以及環(huán)保，協(xié)調的綠色制造等。而柔性化，敏捷化，智能化，信息化便成為了 21 世紀初機械制造業(yè)發(fā)展的總趨勢。 機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的裝備部，是為經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)還是新興產(chǎn)業(yè)都離不開各種的機械裝備。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是恒聯(lián)國家經(jīng)濟實力和科學技術水平的重要標志。 在現(xiàn)代企業(yè)的機械生

2、產(chǎn)中，如何保證零件加工質量，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，是企業(yè)不斷追求的目標。隨著市場競爭的日益激烈，對機械零件的技術性與經(jīng)濟性提出了更高的要求，而良好的技術經(jīng)濟性很大程度取決于機械加工工藝的制定。 (二)課題的意義 零件的加工工藝編制，在機械加工中占有重要地位，零件工藝編制的合不合理，這直接關系到零件最終能否達到質量要求；夾具的設計也是不可或缺的一部分，它關系到能否提高其加工效率的問題。因此，這兩者在機械加工行業(yè)中是至關重要的環(huán)節(jié)。 機械加工工藝過程是指用機械加工的方法改變毛坯的尺寸，形狀，相對位置和性質，使其成為零件的全過程。 機械加工工藝過程的基本單位是工序，工序又由安裝，工位，工步及走刀

3、組成。規(guī)定產(chǎn)品或零件制造過程或操作方法的工藝文件，稱為工藝規(guī)程。機械加工工藝規(guī)程的主要作用如下： 1、機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備工作的主要依據(jù)，根據(jù)他來組織原料和毛坯的供應，進行機床調整，專用工藝裝備的設計與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)規(guī)劃等。 2、機械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)，進行計劃調度的依據(jù)，有了它就可以制定進度計劃，實現(xiàn)優(yōu)質高產(chǎn)和低消耗。 3、機械加工工藝規(guī)程是新建工廠的基本技術文件，根據(jù)給他和生產(chǎn)綱領才能所需機床的種類和數(shù)量，工廠的面積，機床的平面布置等。 在機床上加工零件時，為了保證加工精度，必須正確安裝零件使其對機床的切削成形運動和刀具占有正確位置，還必須對工件進行定位慣性力，重力等外力作

4、用而破壞工件確定的準確位置，還必須對其施加一定的夾緊力，這一過程稱為夾緊。定位和夾緊過程稱為安裝，在機床上用來完成工件安裝任務的重要工藝裝備就是機床夾具。 機床夾具的種類很多，其中，適用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多以標準化且有專長生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專門為某工件加工工序服務的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設計制造。因此，專用夾具的設計是一項重要的生產(chǎn)準備工作，每一個從事機械加工工藝的工裝設計人員，都應掌握有關夾具設計的基礎知識。 研究鉆孔的加工工藝和夾具生產(chǎn)技術，可以改進有孔零件的生產(chǎn)方法，提高工廠的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高零件精度，對實際生產(chǎn)有重要意義。 二、國內外

5、發(fā)展現(xiàn)狀 鉆孔的加工工藝根據(jù)其功能，結構形狀，材料和熱處理以及尺寸大小的不同而異。 就其結構形狀來劃分，大體上可以分為短套筒和長套筒兩大類。他們在加工過程中，其裝夾方式和加工方法都有很大的差別。 1、法蘭盤的功用及結構特點 2、生產(chǎn)加工 法蘭盤主要加工方法：生產(chǎn)工藝主要分為鍛造、鑄造、割制、卷制這四種。 該零件材料為 ht200，考慮到法蘭盤在工作過程中受力不大，輪廓尺寸也不 大，各處壁厚相差較小，從結構形式上看，幾何形體不是很復雜，采用鑄造生產(chǎn)比較合適，故可以采用鑄造成型。 3、機械加工未來發(fā)展的趨勢 加工工藝未來的發(fā)展趨勢： （1）采用模擬技術，優(yōu)化工藝設計 成形、改性與加工是機械制造工藝

6、的主要工序，是將原材料（主要是金屬材料）制造加工成毛坯或零件的過程，這些工藝過程特別是熱加工過程是極其復雜的高溫、動態(tài)、瞬時過程，期間發(fā)生一系列復雜的物理，化學，冶金變化，這些變化不僅不能直接觀察，間接測試也十分困難，因而多年來，熱加工工藝設計只能憑經(jīng)驗。近年來，應用計算機技術及現(xiàn)代測試技術行成的熱加工工藝模擬及優(yōu)化設計技術風靡全球，成為熱加工各個學科最為熱門的研究熱點和跨世紀的技術前沿。 應用模擬技術，可以虛擬顯示材料熱加工（鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、注塑等）的工藝過程，預測工藝結果（組織性能質量），并通過不同參數(shù)比較以優(yōu)化工藝設計，確保大件一次制造成功，確保呈成批件一次模擬成功。 模擬技術

7、同樣已開始應用于機械加工、特種加工及裝配過程，并已向擬實制造成形的方向發(fā)展，成為分散網(wǎng)絡化制造、數(shù)字化制造機制造全球化的技術基礎。 （2）成形質量相向近無缺陷方向發(fā)展 毛皮和零件的成形是機械制造的第一道工序。金屬毛坯和零件的成形一般有鑄造、鍛造、沖壓、焊接和軋材下料五類方法。隨著金屬致密成型工藝的發(fā)展，零件成型的形成的尺寸精度正從近凈成形（near net shape forming）向凈成形(net shape forming)即近無余量成型方向發(fā)展。毛坯與零件的界限愈來愈小，有的毛坯成形后，已接近或達到零件的最終形狀和尺寸，磨削后即可裝配。主要方法有多種形式的精鑄、精鍛、精沖、冷溫擠壓，緊

8、密焊接及切割。如在汽車生產(chǎn)中，接近零余量的敏捷及精密沖壓系統(tǒng)及智能重阻焊系統(tǒng)正在研究與發(fā)展。 （3）成型質量向近無缺陷方向發(fā)展 毛坯和零件成形質量高低的一個指標是缺陷的多少、大小和危害程度。由于熱加工過程十分復雜，因素多變，所以很難避免缺陷的產(chǎn)生。近年來熱加工界提出了向近無缺陷方向發(fā)展的目標，這個缺陷是指不致引起早期失效的臨界缺陷概念。采取的主要措施由：采用先進工藝，凈化融融金屬薄板，增大合金組織的致密度，未得到健全的鑄件、鍛件奠定基礎；采用模擬技術，優(yōu)化工藝設計，實現(xiàn)一次成型機模擬成功；加強工藝過程監(jiān)控及無損檢測，及時發(fā)現(xiàn)超標零件；通過零件安全可靠性能研究及評估，確定臨界缺陷量值等。 （4）

9、機械加工向超精密、超高速方向發(fā)展 超精密加工技術目前已進入納米加工時代，加工精度達 0.025m，表面粗糙度達0.0045m。精切削加工技術由目前的紅處波段向加工可見光波段或不可見紫外線和 x 射線波段趨勢，抄經(jīng)加工機床向多功能模塊化方向發(fā)展，抄經(jīng)加工材料有金屬擴大到非金屬。 夾具設計未來的發(fā)展趨勢： 夾具是機械加工不可或缺的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具、卡盤技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。 （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，對卡盤的制造精度要求更高。高精度卡盤的定位孔距精度高達5m，夾具支承

10、面的垂直度達到 0.01mm/300mm，平行度高達 0.01mm/500mm,德國 demmeler(戴米樂)公司制造的 4m 廠、2m 寬的孔系列組合焊接卡盤品太，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；夾具重復安裝的定位精度高達5m；卡盤的重復定位精度高達 2-5m。機床了卡盤的精度以提高到微米級，世界知名的卡盤制造公司都是精密機械制造企業(yè)，誠然，為了適應不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性，卡盤有不同的型號，以及不同的檔次的精度標準供選擇。 (2）高效 為了提高機床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件夾緊的夾具卡盤產(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

11、、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液動加緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁卡盤，夾緊和松開工件只用 1-2秒，夾具結構簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造條件。為了縮短在機床上安裝于調整夾具的時間，滿足 3r 夾具僅用 1 分鐘，即可完成線切割機床卡盤的安裝與校正。 (3)模塊、組合 夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎。利用模塊化設計的的系統(tǒng)化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術開發(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。模塊化設計為夾具的計算輔助設計與組裝打下了基礎，應用 cad 技術，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，

12、進行夾具優(yōu)化設計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，技能為用戶提供正確、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，不斷的改進和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學合作，正在著手創(chuàng)建家具專業(yè)技術網(wǎng)站，為夾具行業(yè)停工信息交流、夾具產(chǎn)品咨 詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設計與服務的通用化、遠程信息化和經(jīng)營電子商務化。 (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、可重構性及可拓展性功能強，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。德國戴美樂公司的孔系列組合焊接夾具，僅

13、用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強，是的夾具的通用性好，元件少而精，配件的費用低，經(jīng)濟適用才能有推廣應用的價值。 專家們建議組合夾具行業(yè)加強產(chǎn)、學、研協(xié)作的力度，加快用高新科技改造和提升夾具技術水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡技術，與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術。主動與國外家具廠商聯(lián)系，爭取合資與合作，引進技術，這是改造和發(fā)展我國組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。 三、本課題的研究目標 1. 本課題理論聯(lián)系實際，能夠培養(yǎng)學生查閱科技資料及翻譯英文資料的能力； 2. 提高學生分析問題、解決問題的能力； 3. 采用 autocad 和 pro

14、/e 對工裝夾具設計二維設計及三維造型，能夠進一步地提高學生的計算機繪圖能力； 4. 本課題為學生今后從事自動化工藝裝備設計工作打下堅實的基礎 四、研究的主要內容 本課題研究的主要內容為，通過對轉速器盤的工藝進行分析，設計出轉速器盤的加工工藝規(guī)程，其中包括確定毛坯的制造形式，基準的選擇，確定工藝路線等。另外還要設計出加工2-9 孔的機床夾具。并采用 autocad 和 pro/e 繪制該夾具的二維、三維裝配圖及零件圖。 五、研究方法和加工手段 法蘭盤鏜孔加工中時的主要工藝問題： 由于法蘭盤零件壁薄，剛性差，強度弱，在裝夾及加工過程種容易產(chǎn)生變形。 (1）保證工件與刀具的平行度 粗加工端面時，要

15、以法蘭端面為基準，應保證工件與刀具的平行度。所以法蘭端面是重要的基準面。 (2）保證刀架刀柄與法蘭端面的垂直度 粗加工端面與孔是一次裝夾完成，只需更換刀具即可完成操作。粗加工孔時，篇二：機械調研報告 調研報告 1. 課題的來源及意義 隨著全球制造產(chǎn)業(yè)的區(qū)域轉移整個制造行業(yè)競爭的加劇，所有機械加工生產(chǎn)單位都面臨提高生產(chǎn)效率的問題。而在機加過程中作為裝夾工件的工藝裝備的夾具，在提高生產(chǎn)效率方面有其特別的優(yōu)勢。特別是在切削加工過程中，配以適當?shù)募庸ぽo助工具（如夾具）等，有利于提高企業(yè)生產(chǎn)效率，使得許多復雜零件的加工成為可能，常規(guī)零件加工的質量進一步提升，并降低勞動強度，在保證產(chǎn)品質量加工精度的同時批

16、量生產(chǎn)，從而降低生產(chǎn)成本。夾具的使用在某種程度上提高實際生產(chǎn)中企業(yè)的效益。因而對夾具知識的認識和學習，在今天顯得尤為重要起來。同時結合目前實際生產(chǎn)中，常常發(fā)現(xiàn)近用通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，用通用夾具裝夾工件生產(chǎn)效率低勞動強度大，加工質量不高，而且往往需要增加劃線工序，而專門設計的夾具，主要包括夾具的定位方案，夾緊方案、對刀方案，夾具體與定位鍵的設計及加工精度等方面的分析?？梢杂行У臏p少工件加工的基本時間和輔助時間，大大提高了勞動生產(chǎn)力，從而可以有效地減輕工人的勞動強度和增加勞動效率。 2. 夾具的發(fā)展狀況 夾具最早出現(xiàn)在 1787 年，隨著科學技術的巨大進步及.生產(chǎn)力的迅速提高，機床夾具已從一

17、種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝設備?？萍嫉倪M步，生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品在市場上的競爭，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短，對機床夾具的設計、制造、使用提出了新的更高的要求。現(xiàn)代機床夾具應該朝精密化、柔性化、標準化等方面發(fā)展。 由于我國經(jīng)濟近年來的快速發(fā)展，機械制造工業(yè)的壯大，在國民經(jīng)濟中占重要地位的制造業(yè)領域得以健康快速的發(fā)展。制造裝備的改進，使得作為制造工業(yè)重要設備的各類機加工藝裝備也有了許多新的變化。特別是作為機械制造中裝夾工件的工藝裝備的夾具，在機械化大生產(chǎn)的今天顯得更加重要起來，因為夾具是加工成產(chǎn)內不可缺少的重要部分。機械制造中特別是在金屬切削加工過程中，配以適當?shù)膴A具等加工輔助工具，有利于提高企

18、業(yè)生產(chǎn)效率，降低勞動強度，保證加工產(chǎn)品質量，從而降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)效益。從而在某種程度上為提高我國企業(yè)的競爭力有一定的促進作用。 3. 機床夾具概論 3.1. 機床夾具及其功用 3.1.1 概念 機床夾具是在機械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受 加工或檢測并保證加工要求的機床附加裝置，簡稱為夾具。 在實際生產(chǎn)中夾具的作用是將工件定位，以使加工工件活得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。 3.1.2 機床夾具的主要功能 在機床上加工工件的時候，必須用夾具裝好夾牢所要加工的工件。將工件裝好，就是在機床上確定工件相對與刀具的正確位置，這一過程稱為定位。將工件夾

19、緊，就是對工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，成為裝夾。機床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作。工件裝夾情況的好壞，將直接影響工件的加工精度。 3.2. 夾具裝夾工件的方法及特點 工件的裝夾方法有找正裝夾法和夾具裝夾法兩種。 找正裝夾方法是以工件的有關表面或專門劃出的線痕作為找正依據(jù)，用畫針或指示表進行找正，將工件正確定位，然后將工件夾緊，進行加工。這種方法安裝方法簡單，不需專門設備，但精度不高，生產(chǎn)率低，因此多用于單件、小批量生產(chǎn)。 夾具裝夾方法是靠夾具將工件定位、夾緊，以保證工件相對于刀具、機床的正確位置具有以下特點： 1. 工

20、件在夾具中的正確定位，是通過工件上的定位基準面與夾具上的定位元件相接觸而實現(xiàn)的。因此，不再需要找正便可將工件夾緊。 2. 由于夾具預先在機床上已調整好位置（也有在加工過程中再進行找正的），因此，工件通過夾具對于機床也就占有了正確的位置。 3. 通過夾具上的對刀裝置，保證了工件加工表面相對于刀具的正確位置。 4. 裝夾基本上不受工人技術水平的影響，能比較容易和穩(wěn)定地保證加工精度。 5. 裝夾迅速、方便，能減輕勞動強度，顯著地減少輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率。 6. 能擴大機床的工藝范圍。如鏜削圖機體上的階梯孔，若沒有臥式鏜床和專用設備，可設計一夾具在車床上加工。 7. 3 機床夾具的分類和組成 機床

21、夾具的種類很多，形狀千差萬別。為了設計、制造和管理的方便，往往按某一屬性進行分類。 3.3.1 按夾具的通用特性分類 目前中國常用夾具有通用夾具、專用夾具、可調夾具、組合夾具和自動線夾具等五大類。 1. 通用夾具 通用夾具是至結構、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具，其優(yōu)點是適應性強，不需要調整或稍加調整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內的各種工件。這類夾具已商品化。如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。其缺點是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)力較低且較難裝夾形狀復雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。

22、2. 專用夾具 專用夾具是針對某一工件的某一道工序的加工要求而專門設計和制造的夾具。特點是針對性強。適用于產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。 3. 可調夾具 夾具的某些元件可調整或可更換，已適應多種工件的夾具，稱為可調夾具。它還分 為通用可調夾具和成組夾具兩類。 4. 組合夾具 組合夾具是由可循環(huán)使用的標準夾具零部件（或專用零部件）組裝成易于連接和拆卸的夾具。根據(jù)被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成專用夾具，夾具使用完畢，可以方便地拆開。夾具主要應用在單件，中、小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具。 5. 自動線夾具 自動線夾具一般分為兩種，一種為固定式夾

23、具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進行加工。 3.3.2 按夾具使用的機床分類 這是專用夾具所用的分類方法?？煞譃檐嚧病姶?、鏜床、平面磨床、齒輪加工夾具、拉床等夾具。多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具。 3.3.3 按夾具動力源分類 按夾具夾緊動力源可將夾具分為手動夾具和機動夾具兩大類。為減輕勞動強度和確保安全生產(chǎn)，手動夾具應有擴力機構與自鎖性能。常用的機動夾具有氣動夾具，液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、電磁夾具、真空夾具和離心夾具等。 3.3.4 機床夾具的組成 雖然機床夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是

24、相同的，將各類夾具中作用相同的結構或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個組成部分，這些組成部分既相互獨立又相互聯(lián)系。 1. 定位支承元件 定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。 2. 夾緊裝置 夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。 3. 連接定向元件 這種元件用于將夾具與機床連接并確定夾具對機床主軸、工作臺導軌的相互位置。 4. 對刀元件或導向元件 這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確未知的元件稱為對刀元件，用于確定刀具

25、位置并引導刀具進行加工的元件稱為導向元件。 5. 其它裝置或元件 根據(jù)加工需要，有些夾具上還設有分度裝置、靠模裝置、工件頂出機構、電動扳手和平衡塊等，以及標準化了的其它連接元件。 6. 夾具體 夾具體是夾具的基體骨架，用來配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結構、鍛造結構、焊接結構和裝配結構，形狀有回轉體形和底座等形狀。上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。 7. 4 機床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 夾具最早出現(xiàn)在 18 世紀后期。隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 3.4.1 機床夾具的現(xiàn)狀 有關統(tǒng)計表明，目前的中

26、、小批量生產(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，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍喜歡與大量采用傳統(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%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 10-20%左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)（fms）等新加工技術的應用，對機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