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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述
小型渦輪的夾具設(shè)計文獻(xiàn)綜述
姓名：張秦天 班級：機(jī)制1102 指導(dǎo)教師：侯志敏
引言
機(jī)械加工工藝是機(jī)械制造的核心技術(shù)。機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程。通過查閱資料首先明確了渦輪的作用以及渦輪的一些簡單介紹，分析了機(jī)械制造技術(shù)的地位與發(fā)展，本次論文的主體部分為夾具的設(shè)計，介紹了夾具的國內(nèi)外發(fā)展概況和前景。
正文
機(jī)械設(shè)計制造工藝學(xué)是以研究機(jī)械加工工藝技術(shù)和夾具設(shè)計為主的技術(shù)學(xué)科。具有很強(qiáng)的實踐性，要求學(xué)習(xí)過程中應(yīng)緊密聯(lián)系生產(chǎn)實踐，同時他又具有很強(qiáng)的綜合性。機(jī)械加工工藝是只用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為和各零件過程。機(jī)床夾具是機(jī)床上裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機(jī)床和刀具有一個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。使用夾具可以有效的保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，減輕工人勞動強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)等，因此，夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。箱體是機(jī)器的基礎(chǔ)零件，他將機(jī)器和部件中的軸、齒輪等有關(guān)零件連接成一個整體，并保持正確的相對位置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運動。因此箱體的加工質(zhì)量直接影響機(jī)器工作精度、使用性能和壽命。箱體的種類很多，其尺寸大小和結(jié)構(gòu)形式隨著機(jī)器的結(jié)構(gòu)和箱體在機(jī)器中功用的不同有著較大的差異。
在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，先進(jìn)加工工藝日新月異，20世紀(jì)70—80年代，渦輪技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命發(fā)展緊密結(jié)合。改革開放后，我國引進(jìn)一批加工裝備，通過引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)和科研攻關(guān)，逐步掌握了各種箱體零件的設(shè)計及制造要求。
機(jī)械制造技術(shù)的地位與發(fā)展
機(jī)械制造技術(shù)作為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)是全面建設(shè)小康社會的第一支柱產(chǎn)業(yè)，是國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和國家安全的保障。
現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)、電器自動化技術(shù)、信息技術(shù)、管理技術(shù)的綜合應(yīng)用，信息技術(shù)促使著現(xiàn)代化技術(shù)，加工制造的精密化、快速化、自動化技術(shù)的柔性化、智能化，整個制造過程的網(wǎng)絡(luò)化、全球化。
在工業(yè)發(fā)達(dá)國家都把機(jī)械制造技術(shù)作為國家級關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域，盡管決定國家競爭力的因素有很多種，但制造業(yè)的基礎(chǔ)地位不能忽視，20世紀(jì)90年代以來，各發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，如，美國、日本歐共體等都針對機(jī)械制造領(lǐng)域做出了國家級發(fā)展計劃，旨在提高本國的制造業(yè)在全球范圍的影響力和競爭能力。
目前我國成為了一個制造大國，但還不是一個制造強(qiáng)國，很多技能不熟練，很多大型裝備不能自己制造，缺乏創(chuàng)新。據(jù)統(tǒng)計，我國光電子制造設(shè)備的90%，IC制造裝備的85%。高檔數(shù)控機(jī)床的70%都需要進(jìn)口。
機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展將具有一下三個特點：
1.制造科學(xué)體系不斷完善?，F(xiàn)代制造業(yè)正從技藝，技術(shù)走向科學(xué)。“數(shù)字化”、“虛擬化”、“集成化”、“網(wǎng)絡(luò)化”、“智能化”、“精密化”、“極限化”都是當(dāng)今制造科學(xué)與技術(shù)發(fā)展研究的焦點。
2.機(jī)械制造技術(shù)與其他領(lǐng)域的科學(xué)將不斷融合，一起豐富和發(fā)展。例如：制造科學(xué)與生命科學(xué)、生物學(xué)交叉的生物制造、仿生物制造。
3.綠色制造將是機(jī)械制造重點發(fā)展的領(lǐng)域。人類社會必然發(fā)展方向是人與自然的和諧相處，制造必須充分保障自然環(huán)境，所以必然會走向“綠色”之路，這是實現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一項重要途徑。
機(jī)械加工工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展
機(jī)械加工工藝隨著科技的發(fā)展，并且與計算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術(shù)結(jié)合為制造系統(tǒng)，形成現(xiàn)代制造工程學(xué)。而物料流、能量流、信息流是組成制造系統(tǒng)的三個基本要素。現(xiàn)在的機(jī)械加工工藝主要有CAPP和成組技術(shù)。
CAPP是指通過計算機(jī)輸入被加工零件的原始數(shù)據(jù)，加工條件和加工要求，由計算機(jī)自動地進(jìn)行編碼，編程，繪圖直至最后輸出經(jīng)過優(yōu)化的工藝規(guī)程卡片。在國外，經(jīng)過十多年的努力，特別是以美國、法國為代表的西方制造廠商，如Boeing、Airbus等著名公司在工藝與過程管理集成及優(yōu)化方面，開發(fā)和集成了大量的CAPP 工程應(yīng)用軟件和制造數(shù)據(jù)管理軟件，建立了各類工程數(shù)據(jù)庫、材料庫、設(shè)計和制造特征數(shù)據(jù)庫、典型工藝庫、典型零件庫等，初步解決了產(chǎn)品技術(shù)準(zhǔn)備階段的信息集成與共享問題（如CAD/CAPP/CAM 集成），制定了相應(yīng)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并成功地應(yīng)用于新型飛機(jī)的研制和型號技術(shù)改造中，大大提高了設(shè)計質(zhì)量、縮短了研制周期、降低了開發(fā)成本。
國內(nèi)對CAPP的研究始于80年代初，但發(fā)展很快，特別是在國家863/CIMS計劃的支持和指導(dǎo)下，近年來CAPP技術(shù)已取得了很大的成績，在國內(nèi)得到一定程度應(yīng)用的CAPP系統(tǒng)有華中理工大學(xué)的開目CAPP，浙江大學(xué)的GS-CAPP，清華大學(xué)的TH-CAPP等。經(jīng)過30多年的發(fā)展，CAPP經(jīng)歷了檢索式、派生式、創(chuàng)成式的發(fā)展階段，在生產(chǎn)原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、決策方法等方面日趨合理、完善。
成組技術(shù)GT（Group?Technology）是一門生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)，它研究如何識別和發(fā)掘生產(chǎn)活動中有關(guān)事務(wù)的相似性，并對其進(jìn)行充分利用。成組技術(shù)從50年代提出到如今已經(jīng)歷了近50年的發(fā)展和應(yīng)用。成組技術(shù)作為一門綜合性的生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)是計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計、計算機(jī)輔助制造（CAM）和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術(shù)基礎(chǔ)。我國早在60年代初就在紡織機(jī)械、飛機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械等機(jī)械制造業(yè)中推廣應(yīng)用成組技術(shù)，并初見成效。近年來，為適應(yīng)我國社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，要求機(jī)械工業(yè)加速技術(shù)改造的步伐，尤其是需要對占重要比例的中、小型企業(yè)引進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和組織管理的革新工作；因此，成組技術(shù)再度受到國家有關(guān)部、局和工廠企業(yè)，研究所及高等院校的重視
可以相信，隨著應(yīng)用推廣和科研工作的持續(xù)開展，成組技術(shù)對提高我國機(jī)械工業(yè)的制造技術(shù)和生產(chǎn)管理水平將日益發(fā)揮其重要的作用。
夾具的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
通用夾具一般被認(rèn)為是在19世紀(jì)后期出現(xiàn)的，當(dāng)時歐美工廠中出現(xiàn)天軸傳動的車床，同時又有了夾持的卡盤，因為兩者不可分割，這是最早出現(xiàn)的夾具。20世紀(jì)初，美國美國福特汽車公司推出T型轎車，訂單隨之激增。當(dāng)時的機(jī)床精度還較差，為了保證零件的互換性，達(dá)到要求的孔距精度，出現(xiàn)殼鉆模和鏜模，有效地提高了生產(chǎn)率。到了20世紀(jì)20年代初，美國汽車工業(yè)的年產(chǎn)量已超過百萬輛以上的規(guī)模。“普通通用機(jī)床+專用夾具”這一生產(chǎn)方式拉開了近現(xiàn)代大批量生產(chǎn)的帷幕[11]。夾具的發(fā)展歷程，大約可以分為三個階段：第一個階段，主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這時夾具主要是作為人的單純的輔助工具，使得加工效率提高；第二階段，夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊；第三階段，表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備[12]。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)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。20世紀(jì)80年代以后，夾具在制造業(yè)中不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)的機(jī)械加工領(lǐng)域，而且擴(kuò)大到了檢驗、焊接等多種生產(chǎn)過程[9]。
夾具結(jié)構(gòu)和設(shè)計的發(fā)展主要受生產(chǎn)模式、制造工藝、機(jī)床或設(shè)備發(fā)展的影響。隨著數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代化加工設(shè)備的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法發(fā)生了重大變革，由一次裝夾多面加工代替了傳統(tǒng)的多次裝夾和多次加工，由大批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗥贩N小批量的生產(chǎn)。而數(shù)字化設(shè)備加工功能的擴(kuò)大化，已經(jīng)將夾具引導(dǎo)刀具的功能完全替代了，給今后夾具的快速定位、快速裝夾提出了更高的要求[10]。
隨著機(jī)械制造業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來越快，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式逐步被中小批量生產(chǎn)模式所取代，機(jī)械制造系統(tǒng)欲適應(yīng)這種變化需具備較高的柔性。國外己把柔性制造系統(tǒng)（FMS）作為開發(fā)新產(chǎn)品的有效手段，對機(jī)床夾具提出了新的要求，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)以及計算機(jī)輔助夾具設(shè)計等方向發(fā)展[11]。
總結(jié)
綜上所述，我從這次設(shè)計中學(xué)到了許多關(guān)于箱體機(jī)加工工藝和夾具設(shè)計，為以后設(shè)計提供了大量材料，另外，箱體零件機(jī)械加工工藝和專用夾具設(shè)計方面的研究，主要是從采用先進(jìn)的設(shè)備、工裝和檢測手段以及對機(jī)床夾具的要求等方面入手，盡量使工序集中，提高生產(chǎn)率，提高加工精度，減少輔助工序，降低成本，使生產(chǎn)計劃組織工作得以簡化。但是由于工序高度集中容易造成單機(jī)瓶頸，這是一個需要解決的問題，這些問題出現(xiàn)在機(jī)床的穩(wěn)定性、可靠性，對設(shè)備的使用維護(hù)以及刀具的制造管理上。所以，對箱體零件機(jī)械加工工藝和專用夾具設(shè)計的研究仍要不斷進(jìn)行。
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