【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)表“美國國家關(guān)鍵技術(shù)”報(bào)告，把制造技術(shù)列為六大技術(shù)領(lǐng)域的第二位。這些舉措引發(fā)了美國、歐洲、日本在制造技術(shù)上新一輪的競爭，美國、日本、德國等國家的專家已將制造科、信息科學(xué)、材料科學(xué)和生物科學(xué)一起列為當(dāng)今時(shí)代的四大支柱學(xué)科。我國在《關(guān)于制定十一五規(guī)劃的建議》中明確指出“要加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)，裝備制造業(yè)要依托重點(diǎn)工程提高重大技術(shù)裝備的國產(chǎn)化水平，要加快從加工裝配為主向自主研發(fā)制造延伸，按照產(chǎn)業(yè)集聚、規(guī)模發(fā)展和擴(kuò)大國際合作的要求，大力發(fā)展信息、生物、新材料、新能源、航空航天等產(chǎn)業(yè)”，使我國從制造大國向制造強(qiáng)國邁進(jìn)。制造技術(shù)是各國經(jīng)濟(jì)競爭的重要支柱之一，經(jīng)濟(jì)的成功在很大程度上得益于先進(jìn)的制造技術(shù)，而機(jī)床是機(jī)械制造技術(shù)重要的載體，它標(biāo)志著一個(gè)國家的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平。機(jī)床工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要先行部門，擔(dān)負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供現(xiàn)代化技術(shù)裝備的任務(wù)。其中美國的消費(fèi)額56億美元、所以，在我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，機(jī)床工業(yè)起著重要的作用。從17世紀(jì)中期帕斯卡提出靜壓傳動(dòng)原理，18世紀(jì)末英國制成第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)已有200~ 300年歷史。第二次世界大戰(zhàn)前后，成功的將液壓傳動(dòng)裝置用于艦艇炮塔轉(zhuǎn)向器，其后出現(xiàn)了液壓六角車床和磨床，一些通用技術(shù)機(jī)床到20世紀(jì)30年代才用上了液壓傳動(dòng)。進(jìn)30年來，原子能技術(shù)、航空航天技術(shù)、控制技術(shù)、材料技術(shù)、微電子技術(shù)的等學(xué)科的發(fā)展，再次將液壓技術(shù)推向前進(jìn)，使它發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制、檢測在內(nèi)的一門完成的自動(dòng)化技術(shù)，在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門都得到了應(yīng)用，如工程機(jī)械、冶金、軍工、農(nóng)機(jī)、汽車、輕紡、船舶、石油、航空和機(jī)床等。采用液壓傳動(dòng)的程度已成為衡量一個(gè)國家工業(yè)水平的重要指標(biāo)之一。該課題源于所學(xué)的液壓與氣壓傳動(dòng)。針對數(shù)控機(jī)床在液壓傳動(dòng)的應(yīng)用而提出的自動(dòng)夾緊系統(tǒng)的要求，作者與老師一起研究有關(guān)液壓的自動(dòng)夾緊系統(tǒng)。 在機(jī)械零件加工中，數(shù)控加工占有很大的比例。數(shù)控工裝是在零件數(shù)控加工中來確定零件與刀具、數(shù)控機(jī)床間相對位置的工藝裝備，其結(jié)構(gòu)相對簡單，形式比較固定。在數(shù)控加工中，數(shù)控工裝的選用和設(shè)計(jì)是制定加工工藝的基礎(chǔ)，是機(jī)械零件生產(chǎn)的一個(gè)重要組成部分，在企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。由于數(shù)控工裝和制造資源在確保零件生產(chǎn)質(zhì)量精度和提高生產(chǎn)效率中有著極高的重要性，制造企業(yè)都十分重視工裝的設(shè)計(jì)、制造及管理。數(shù)控工裝設(shè)計(jì)的好壞直接會(huì)影響零件的生產(chǎn)周期，也會(huì)直接影響生產(chǎn)精度，更會(huì)影響生產(chǎn)成本。隨著時(shí)代的飛速發(fā)展，科技逐步飛躍，工業(yè)裝備向著標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、自動(dòng)化、數(shù)字化方向發(fā)展。1）通用夾具通用夾具是指在一般通用機(jī)床上所附有的一些使用性能較廣泛的夾具，如車、磨床上的三爪和四爪卡盤、頂尖和雞心夾頭，銑、刨床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等，它們在使用上具有很大的通用性，往往無需調(diào)整或稍加調(diào)整（包括配換個(gè)別零件）就可用于裝夾不同的工件。這類夾具一般以具有標(biāo)準(zhǔn)化，并由專業(yè)工廠生產(chǎn)作為機(jī)床附件供用戶使用。通用夾具主要用于單件和中小批生產(chǎn)、裝夾形狀比較簡單和加工精度要求不太高的工件。 2）專用夾具專用夾具是指專門為某一種工件的某一工序設(shè)計(jì)的夾具。此類夾具一般不考慮通用性，以便使夾具設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、操作迅速和維修方便。專用夾具通常是由使用廠根據(jù)工件的加工要求自行設(shè)計(jì)與制造，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期較長，當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品或零件工藝過程變更時(shí)，往往無法繼續(xù)使用，故此類夾具只適用于在產(chǎn)品固定和工藝過程穩(wěn)定的大批量生產(chǎn)中使用。 3）可調(diào)夾具可調(diào)夾具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具。對不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個(gè)別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩種。通用可調(diào)夾具的通用范圍大，適用性廣，加工對象不太固定。成組夾具是專門為成組工藝中某組零件設(shè)計(jì)的，調(diào)整范圍僅限于本組內(nèi)的工件?？烧{(diào)夾具在多品種、小批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。 4）成組夾具 在生產(chǎn)中，有時(shí)由于加工批量較小，為每種零件都分別設(shè)計(jì)專用夾具很不經(jīng)濟(jì)，而使用通用夾具又往往不能滿足加工精度和生產(chǎn)效率的要求，故而采用成組加工工藝，并根據(jù)組內(nèi)的典型代表零件設(shè)計(jì)成組夾具。這類夾具在使用時(shí)，只需要對夾具上的部分定位、夾緊元件等進(jìn)行調(diào)整或更換，就可用于組內(nèi)不同工件的加工。這類夾具從外形上看，它和可調(diào)夾具不易區(qū)別。但它與可調(diào)夾具相比，具有使用對象明確、設(shè)計(jì)科學(xué)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。5）組合夾具 組合夾具時(shí)在夾具零、部件標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)的新型夾具。它是由一套結(jié)構(gòu)和尺寸已經(jīng)規(guī)格化、系列化的通用元件、合件和部件構(gòu)成。它們包括：基礎(chǔ)件、支撐件、定位件、導(dǎo)向件、壓緊件、緊固件、輔助件、合件和部件等。標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件具有較高精度和耐磨性，可組裝成各種夾具，夾具用畢即可拆卸，留待組裝新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，元件能重復(fù)多次使用，并具有可減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點(diǎn)；因此組合夾具在單件、中小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。雙臂曲柄鉆孔夾具，即為有關(guān)元件組成的組合夾具的事例，6）自動(dòng)線夾具自動(dòng)線夾具一般分為兩種：一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨著工件一起運(yùn)動(dòng)，并將工件沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移至下一個(gè)工位進(jìn)行加工。1）手動(dòng)夾具此類夾具是以操作工人手臂之力作為動(dòng)力源，通過加緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。為了盡量減輕工人的操作強(qiáng)度和保證夾緊工件的可靠性，此類夾具的夾緊機(jī)構(gòu)必須具有增力和自鎖作用。手動(dòng)就夾具一般采用結(jié)構(gòu)簡單的螺旋或偏心壓板機(jī)構(gòu)，制造方便，但使用時(shí)的工作效率低。2）氣動(dòng)夾具 此類夾具是用了壓縮空氣作為動(dòng)力源，通過管道、氣閥、氣缸等元件，產(chǎn)生夾緊工件的加緊力。但需要較大的夾緊力時(shí)，常常在氣缸和夾緊元件之間增設(shè)斜鍥式，鉸鏈?zhǔn)交蚋軛U式等擴(kuò)力機(jī)構(gòu)，因氣動(dòng)夾具的夾緊動(dòng)作迅速、夾緊力穩(wěn)定、操作方便，故在機(jī)械加工中得到廣泛應(yīng)用。 3）液壓夾具 此類夾具是用壓力油作為動(dòng)力源，通過管道、液壓閥、液壓缸等元件，采用夾緊工件的夾緊力。液壓夾具具有氣動(dòng)夾具的各種優(yōu)點(diǎn)，而夾緊動(dòng)作更為平穩(wěn)。采用較高油壓的液壓夾具，一般不用增力機(jī)構(gòu)即可直接夾緊工作，因而結(jié)構(gòu)簡單，體積較小。4）電動(dòng)夾具 此類夾具是以電動(dòng)機(jī)的扭力為動(dòng)力源，通過減速器產(chǎn)生夾緊工件的夾緊力。此種夾具的傳動(dòng)部分常采用齒輪減速裝置，顯得結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加緊動(dòng)作比氣動(dòng)和液壓夾緊緩慢。5）磁力夾具 此類夾具是以電磁鐵或永久磁鐵產(chǎn)生的磁力作為動(dòng)力源直接夾緊工件，一般多用于切削力較小的精加工，如車床上的電磁吸盤、平面磨床的磁力工作臺(tái)等。6）真空夾具 此類夾具時(shí)利用真空泵或以壓縮空氣為動(dòng)力源的抽氣唧筒，使夾具的內(nèi)腔產(chǎn)生真空，依靠四周大氣的壓力將工件壓緊。此類夾具的夾緊力較小，一般適用于精加工本身剛度較低的工件，如磨削加工不導(dǎo)磁的薄形工件等。7）切削力和離心力夾具 這是一種不用專門動(dòng)力裝置的機(jī)動(dòng)夾緊夾具。這類夾具，通常是利用機(jī)床的運(yùn)動(dòng)或切削加工過程中產(chǎn)生的離心力或切削力夾緊工件。工件+夾具→連接元件 機(jī)床 工件相對機(jī)床位置正確工件——→定位元件 夾具 保證了正確加工工件 工件相對刀具位置正確工件+夾具→對刀、引導(dǎo)元件→刀具1）保證工件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量 2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本3）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍和改變機(jī)床用途4）改善工人勞動(dòng)條件5）在流水線生產(chǎn)中便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍6）減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，縮短新產(chǎn)品試制周期第二章 數(shù)控機(jī)床全自動(dòng)夾緊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。按傳統(tǒng)加工方案，夾具為常規(guī)固定銑切夾具，加工中需要對夾具 進(jìn)行安裝位置調(diào)整。從時(shí)間上來看，機(jī)床實(shí)際切削時(shí)間只占整個(gè)過程的不足60%，其余都在等待，其中零件的裝夾 過程最為耗時(shí)。裝夾不當(dāng)既會(huì)影響加工質(zhì)量，又能破壞機(jī)床性能。造成這種狀況的直接原因是夾具結(jié)構(gòu)的原始、落后。目前我們的機(jī)床夾具基本上還是停留在原始的機(jī)械式手工安裝、夾緊工件的方式上，不但操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大、還造成準(zhǔn)備工時(shí)時(shí)間過長，直接影響到產(chǎn)品的研制周期，并降低了數(shù)控機(jī)床的使用效率。考慮該零件需要大批量生產(chǎn)，并且為了節(jié)約成本與時(shí)間，我們可以設(shè)計(jì)出專用夾具。該零件的毛坯為鑄件，材料QT600，由于其外形為長方形，在車床上不容易裝夾，故在大批量生產(chǎn)過程中設(shè)計(jì)夾具采用高效、省力的夾具結(jié)構(gòu)。在研究中，對比氣動(dòng)夾具和液壓夾具的優(yōu)缺點(diǎn)，液壓夾緊系統(tǒng)有氣動(dòng)夾緊系統(tǒng)的各種優(yōu)點(diǎn)，而夾緊動(dòng)作更為平穩(wěn)。故在數(shù)控機(jī)床全自動(dòng)夾緊系統(tǒng)中采用了液壓 控制夾緊動(dòng)作，這是由于零件的切削加工要求精度高、切削力大等原因，