齿轮箱工艺及钻2-φ20孔、工装及专机设计
开题报告
 
1    夹具简述
夹具是机械制造厂里使用的一种工艺设备，分为机床夹具、焊接夹具、装配夹具及检验夹具等。
各种金属切削机床上用于装夹工件的工艺装备，称机床夹具，如车床上使用的三爪自定心卡盘、铣床上使用的平口虎钳等。
1.    1机床夹具在机械加工中的作用
对于工件进行机械加工的时候，为了保证加工要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。为此，在进行机械加工前，先要将工件夹好。
工件的装夹方法有两种：一种是工件直接装夹在机床的工作台或花盘上；另一种是工件装夹在夹具上。
采用第一种方法装夹工件时，一般要先按照图样的要求在工件表面上画线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时用划针或者百分表找正后再夹紧。这种方法无须专用的设备，但效率低，一般用于单件和小批量生产。批量大时，大都用夹具装夹工件。
用夹具装夹工件有下列的优点：
1/能稳定的保证工件的加工精度  用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。
2/能提高劳动生产率  使用夹具装夹工件方便，快速，工件不许要划线找正，可显著的减少辅助工时，提高劳动生产率；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，因此可以加大切削用量，提高劳动生产率；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可以采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。
3/能扩大机床的使用范围。

1.2    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。
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。
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。为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。
 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。
    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。
 2．我国夹具的发展趋势
    我国夹具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国夹具技术有了很 大发展，夹具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命夹具又上了新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件具为代表，我国主要汽车夹具企业，已能生产部分轿车覆盖件夹具。
体现高水平制造技术的多工位级进模、覆盖面大增，已从电机、电铁芯片夹具，扩大到接插件、电子零件、汽车零件、空调器散热片等家电零件夹具上。塑料模已能生产34"、48"大展幕彩电塑壳夹具，大容量洗衣机全套塑料夹具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料夹具。塑料模热流道技术更臻成熟，气体铺助注射技术已开始采用。压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸 模及汽车后轿齿轮箱压铸模等。夹具质量、夹具寿命明显提高；夹具交货期较前缩短。夹具CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的夹具CAD/CAE 软件。电加工、数控加工在夹具制造技术发展上发挥了重要作用。夹具加工机床品种增多， 水平明显提高。快速经济制模技术得到了进一步发展，尤其这一领域的高新技术快速原型制 造技术(RPM)进展很快，国内有多家已自行开发出达到国际水平的相关设备。夹具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。夹具材料方面，由于对夹具寿命的重视，优质夹具钢的应用有较大进展。正由于夹具行业的技术进步，夹具水平得以提高 ，夹具国产化取得了可喜的成就。历年来进口夹具不断增长的势头有所控制，夹具出口稳步增长。
3．主要参考资料
 孙恒，陈作模主编。机械原理（第六版）。北京：高等教育出版社，2001
 王先逵。机械制造工艺学。上海：上海科技出版社
 濮良贵，纪明刚主编。机械设计（第七版）。北京：高等教育出版社，2001
 詹启贤。自动机械设计。北京：轻工业出版社，1987
 东北重型机械学院等编。机床夹具手册。上海：上海科技出版社