范文一：夹具的文献综述

文献综述 一 前言

毕业设计是在完成立大学的全部课程 之后进行的一次理论联系实际的综合运用, 是我对专业知识技能有了进一步的提高, 为 以后从事专业技术的工作打下基础, 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, 也是企业上品种·上质量·上水品·加速产 品更新,是提高经济效益的技术保证。工艺 规程的意义和重要性:1指导生产的主要技 术文件机械加工车间生产计划调度工人的 操作,零件的加工质量检验,加工成本的核 算,都是以工艺规程为依据的,处理生产中 的问题也常以工艺规程作为共同的依据。 2是生产准备的主要依据车间生产新零件时, 首先制定该零件的机械加工工艺规程, 再根 据工艺规程进行生产准备。 3是新建设机械

厂(车间)的基本技术文件新建 (扩建 ) 批量 或大批量机械加工车间(工段)时,应根据 工艺规程确定所需机床的种类和数量以及 在车间的布置,再由此确定车间的面积大 小, 动力和吊装设备配置以及所需工人的工 种·技术等级·数量等,夹具是制造系统的 重要组成部分, 不论是传动制造还是现代制 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, 从而使在产品保证精度的 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 机床夹具的概述

夹具最早出现在 1787年,至今经历了 三个发展阶段, 第一阶段表现为夹具与人的 结合,在工业发展初期,机械制造的精度较 低, 机械产品工件的制造质量主要依赖于劳 动者个人的经验和手艺, 而夹具仅仅作为加 工工艺过程中的一种辅助工具; 第二阶段是 随着机床汽车飞机等制造业的发展, 夹具的 门类才逐步发展齐全。 夹具的定位夹紧导向 (或对刀 ) 元件的结构也日趋完整,逐渐发展 成为系统的主要工艺装备之一, 第三阶段即 近代由于世界科学技术的进步及社会生产 力的迅速提高,夹具在系统中占据重要地 位。 第一阶段主要特征表现为夹具与机床的 紧密结合。 2— 1夹具的现状及生产对其提出 新的要求现代生产要求企业制造的产品品 种经常更新换代,以适应市场的激烈竞争, 尽管国际生产研究协会的统计表明中不批, 多品种生产的工件已占工件种类的 85%左

右,然而目前,一般企业习惯与采用传统的 专用夹具, 在一个具有单一生产的能力工厂 中约拥有 13000~15000套专用夹具另一方 面,在多品种生产的企业中,约隔 4年就要 更新 80%左右的专用夹具, 而夹具的实际磨 损量只有 15%左右, 特别最近年来柔性制造 系统(FMS ) , 数控机床(NC ) ,加工中心 (MC )和成组加工(GT 等新技术被应用 和推广, 实中小批生产的生产率逐步走近与 大批生产的水平。综上所述,现代生产对夹 具提出了如下新的要求:(1)能迅速方便地 装备新产品的投产以缩短生产终备周 期 ; (2)能装夹一组相似性特征的工件; (3) 适用于精密加工的高精度的机床; (4)适用 于各种现代制造技术的新型技术; (5)产用 液压汞站等为动力源的高效夹紧装置, 进一 步提高劳动生产率。 2— 2现代夹具的发展方 向 现代夹具的发展方向表现为精密化,高

效化,柔性化,标准化等四个方面:1精密 化 随着机械产品精度的日益提高,势必也 相应提高对其精度要求。 精密化夹具的结构 类型很多,例如用于精密分度的多齿盘,其 分度可达 +-0·1,用于精密车削的高精度三 爪卡盘, 其定心精度为 5um , 又如用于轴承 套圈磨削的电磁无心夹具工件的圆度可达 0·2~0·5um 。 2高效化 高效化夹具主要 用来减少工件加工的机动时的和辅助时的, 以提高劳动生产率,减少工人的劳动强度, 常见的高效化夹具有:自动化夹具,高速化 夹具,具有夹紧动力模块的夹具等。例如使 用电动虎钳装夹工件, 可使工件效率比普通 虎钳提高了五倍左右; 而高速卡盘则可保证 卡爪在转速 9000r /min 的条件下能正常夹 紧工件、是切削速度大幅调高。 3柔性化 夹具的柔性化与机床的柔性化相似、 它是通 过组合等方式、以适应工艺可变因素主要

有:工序特征、生产批量、工件的形状和尺 寸等具有柔性化挺重的新型夹具种类主要 有:组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、 模块夹具、数控夹具等,在较长时间内、夹 具的柔性化趋向将是家具发展的主要方向。 4标准化 夹具的标准化与通用化是相互 联系的两个方面、 在制造典型夹具结构的基 础上、首先进行夹具元件和部件的通用化、 建立典型尺寸系列或变型以减少功能用途 相近的夹具元件和部件的形成 :舍弃一些功 能低劣结构、通用方法包括:夹具、部件、 元件、 毛坯和材料的通用化夹具的标准化阶 段是通用化的深入、 并为工作图的审查创造 了良好的条件。目前、我国已有夹具零件、 部 件 的 国 家 标 准 :GB2148~2249-80、 GB2262~2269-80以及通用夹具的标准、组 合夹具标准等。 夹具的标准化也是夹具柔性 化高效化的基础、作为发展趋势、这类夹具

的标准化、 有利于夹具专业化生产和有利于 缩短生产周期、降低生产成本。社会环境因 素也发生了很大的变化, 这些都推动了传统 机械制造向先进制造技术转变。

范文二：夹具的概况文献综述

重庆工学院毕业论文 文献综述

夹具的概况

(文献综述)

摘要: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化加工设备的广泛应用，使传统的机械加工的制造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。而数字化得设备加工功能的扩大化，给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。 关键词:夹具;设备;趋势;成组技术

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。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具 。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求 ，加工前必须将工件装好(定位)、夹牢(夹紧)。夹具通常由定位元件(确定工件在夹具中的正确位置)、夹紧装置 、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置(使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类)、连接元件以及夹具体(夹具底座)等组成。夹具种类按使用特点可分为:?万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。?专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具(用于组合机床自动线上的移动式夹具)。?可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。?组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。

夹具的发展历程，大约可分为三个阶段:第一阶段主要表现在夹具与人的结合上，这时夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，使得加工过程进一步提高

1

重庆工学院毕业论文 文献综述 效率和趋于完善;第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧;第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。 1 国内外发展趋势

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。

1. 1 高精度

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 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。

1. 2 高效率

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。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J ergens (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。 1. 3 模块化

组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。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。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。

1. 4 通用化

经济夹具的通用性直接影响其经济性。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。德国demmeler 公司的孔系列组

2

重庆工学院毕业论文 文献综述 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。随着我国经济的高速发展,社会对机械产品需求多样化的趋势也越来越明显。为此,制造技术的研究者提出了成组技术的科学理论及实践方法,它能从根本上解决生产由于品种多,产量小带来的矛盾。成组技术GT ( Group T2echnology) 是一门生产技术科学,它研究如何识别和发掘生产活动中有关事务的相似性,并对其进行充分利用。即把相似的问题归类成组,寻求解决这一组问题相对统一的最优方案,以取得所期望的经济效益。成组技术应用与机械加工方面,乃是将多种零件按其工艺的相似性分类成组以形成零件族,把同一零件族中零件分散的小生产量汇集成较大的成组生产量,从而使小批量生产能获得接近于大批量生产的经济效果。

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化加工设备的广泛应用，使传统的机械加工的制造方法发生了重大变革，由一次装夹多面加工，代替了传统的多次装夹和多次加工，由大批量生产转变为多品种小批量的生产。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扩大化，已经装夹具的引导刀具的功能完全替代，给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。

当前经济和技术的发展很快，世界的竞争已经转变为企业之间的竞争，这种竞争在机械工业中表现的尤为突出。表现为:

(1)新产品开发研制加快、产品的品种和系列越来越多样化。

(2)用户要求交货期越来越短，精度越来越高，这些特点决定了生产过程必须向敏捷化、柔性制造技术发展才能保证适应市场需要。与此同时产品全寿命周期的精度质量也要得到相应保证。这也是现代高效加工理念下的并行工程、快速反应制造策略。具体到企业实际，在机床功能确定、工艺相对完善的情况下，工艺装备的快速设计制造就成为当今生产过程中缩短周期的有效途径。因此解决夹具的问题，特别是采用KEB夹具，能够提高生产各类产品和零部件的综合制造能力。

1、机械制造业夹具应用现状

机械制造业经过了漫长的发展历程，从远古简单的石器打造，到现代工业的数控加工，已经摆脱了手工作坊的作业方式，进入集团化生产、专业化协作的生产阶段。而夹具随着机械制造模式的改变也经历了变革。

3

重庆工学院毕业论文 文献综述

最早的夹具是专用夹具的模式，在发展一个时期后，随着加工技术的发展和需求，组织夹具，通用夹具，慢慢出现在各个生产企业中。近年来，由于数控装备日益推广，产品的加工能力和加工效率的提高，使专用夹具生产周期长，保存占地面积大的行点表现出来，使得传统的夹具已经成为各生产企业生产效率和经济效益发展的阻碍。

同时，在单件小批量生产中，由于批量小，设计制造夹具增加研发成本和延长生产周期。因此，这时候最多采用的生产模式是简易生产，即土法上马以牺牲产品质量为代价来保证生产需求，这在科技高速发展的今天，明显不适应社会发展的需求。为了使企业整体的数字化和现代化加工技术能够得到更快的发展，就要使夹具设计和数字化、现代化加工技术相结合，所以必须大力推广KBE夹具。只要能解决好夹具设计制造过程中的一系列问题，企业主产品制造过程中的许多疑难问题就会迎刃而解。

2、KBE夹具

(1)KBE KBE是Knowledge Based Engineering的缩写，是基于知识的工程。知识工程KBE是通过知识驱动和繁衍对工程问题提供最佳解决方案的计算机集成处理技术，是领域专家知识的继承、集成、创新和管理，是计算机辅助技术(CAX)与人工智能技术的集成。

(2)KBE夹具的设计 KBE把知识、技能、经验、原理、规范等结合到三维CAD系统中，使得设计人员只要输入工程参数或应用要求，系统就能依据相关的知识，推理构造出符合特定要求的工程设计结果KBE夹具。KBE的重点在于知识的积累和知识的重复应用，并以最快速度开发出优质、高知识含量的新产品。

发展趋势见附图。

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重庆工学院毕业论文 文献综述

依据以上原理，我们可以采用完全基于三维平台的设计并行方式，建立三维夹具设计系统，和CAPP工艺系统的数据连接和共享，利用并行方式进行夹具和工艺设计过程的整合。实现的功能如下:

?基于设计意图捕捉的三维装配过程:建立夹具标准件库、部件库。以产品模型装配体中已有的零件、部件的装配特征为捕捉对象，辅之以动态的干涉检验。自动进行三维模型的增强装配。

?基于KBE技术的夹具快速三维设计:建立夹具典型结构库、夹具强度计算经验知识库、专家设计知识库，规范夹具设计，提高夹具设计效率和质量，针对夹具设计中各专业的薄弱环节，提供相应的技术支持和方便快捷的设计手段，使夹具设计、装配、使用及管理发展到基于信息/知识的夹具设计新阶段。提高夹具设计的效率，使夹具设计经验得以保存、重用、实现真正意义上的计算机辅助设计，而不再是单纯的电子图板。使企业在夹具设计方面实现基于知识的快速设计，提高企业夹具设计管理水平。

?计算机辅助夹具定位准确性分析及设计优化。

?计算机辅助夹紧力及夹紧顺序分析与优化:这种软件虽然各大软件厂商都在进行研究，然而只是西安易博软件公司有相应的商用软件，并正在大力推广。我们希望他们一直走下去，为加快我国的工艺软件事业作出贡献。

(3)KBE夹具制造 KBE夹具制造与其称为制造，还不如称为装配来得更直接一些。现代夹具的制造，已经从过去的传统方式脱离出来，在产品制造企业中，只应用不生产，夹具制造功能完全交由专业夹具生产厂家来生产制造。其结构组成

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重庆工学院毕业论文 文献综述 以组合夹具为基础，结合各行业企业的特点，建立行业夹具零件标准，构建一个由标准夹具元件、通用元件及少量专用件的新型组装式KBE夹具。同时要突破组装式夹具的强度问题、定位精准性的问题。这种夹具是应用企业根据自身主产品特点提出要求亦或夹具制造厂家按企业特点提供元件、组件，应用企业自主装配，检测并应用到生产线上。使用结束后，拆装并入库保管。

其特点为:

?保存占地面积小，制造周期短。

?满足循环经济的要求，最大的生产利用率。

?可实现工序间精确定位转换。

由于各个企业自身特点，因此KBE夹具以行业定制和标准化为基础。特别是和机床的通用接口，同一零件的机床夹具在不同工序、不同机床上应有统一的接口，以保证快速准确的装夹定位。这方面的工作现在还需机床厂和夹具供应厂商进行密切的合作，共同研发出高效的接口结构。

3、结语

KBE夹具以其高效、经济的特点，正在逐步为各大企业公司所认同，但其大面积的推广需要做大量的细致的工作。

硬件方面，由于组合夹具元件一次投入过高因此使好多企业望而却步，但是它的长期效益是不可估量的。不过我们可以采取夹具中心站的解决方案，在同一机械工业区，可引进一个中心站，或由一个企业建立中心站，中心站除了供应本企业使用外还可对外实现租赁，即解决了企业建站投资回收问题，又满足了小企业的夹具需求。

现在我们越来越重视环保，提倡绿色制造，循环经济，那么组装式的KBE夹具正在为这一时代提供有力的保证。

参考文献:

,1,王凤鲜. 浅谈组合夹具的重要作用[ J ] . 科技情报开发与经济.2008 , (13) .

,2,张亚明. 机床夹具的分类与构成[J ] . 科技资讯. 2008 , (4) ,3,卢克超. 周利平. 计算机辅助专用夹具CAD 系统开发和研究[J ].数控机床市场.2006,(7) .

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范文三：刀具夹具的文献综述

夹具的概况

(文献综述)

摘要 :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 化加工设备的广泛应用,使传统的机械加工的制造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。而数字化得设备加工 功能的扩大化,给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。

关键词 :夹具;设备;趋势;成组技术

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。例如焊接夹具、检验夹具、装 配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见,常简称为夹具 。在机床上加 工工件时,为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面 的相互位置精度等技术要求 , 加工前必须将工件装好 (定位) 、 夹牢 (夹紧) 。 夹具通常由定位元件(确定工件在夹具中的正确位置)、夹紧装置 、对刀引 导元件 (确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向 ) 、分度装置(使工件在一 次安装中能完成数个工位的加工, 有回转分度装置和直线移动分度装置两类) 、 连接元件以及夹具体(夹具底座)等组成。夹具种类按使用特点可分为:①万 能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等,有很大的通用性, 能较好地适应加工工序和加工对象的变换,其结构已定型,尺寸、规格已系列 化,其中大多数已成为机床的一种标准附件。②专用性夹具。为某种产品零件 在某道工序上的装夹需要而专门设计制造,服务对象专一,针对性很强,一般 由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模 (引导刀具在工 件上钻孔或铰孔用的机床夹具 ) 、镗模 (引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具 ) 和随行夹具(用于组合机床自动线上的移动式夹具)。③可调夹具。可以更换 或调整元件的专用夹具。④组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件 组成的夹具,适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任 务。

夹具的发展历程,大约可分为三个阶段:第一阶段主要表现在夹具与人的 结合上,这时夹具主要是作为人的单纯的辅助工具,使得加工过程进一步提高

效率和趋于完善 ; 第二阶段,夹具成为人与机床之间的桥梁,夹具的机能发生 变化,它主要用于工件的定位和夹紧;第三阶段表现为夹具与机床的结合,夹 具作为机床的一部分,成为机械加工中不可缺少的工艺装备。

1 国内外发展趋势

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。

1. 1 高精度

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 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。

1. 2 高效率

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。 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 J ergens (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。

1. 3 模块化

组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。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。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。

1. 4 通用化

经济夹具的通用性直接影响其经济性。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。德国 demmeler 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。随着我国经济的高速发展 , 社会对机械产品需求多样化的趋势也越来越明 显。为此 , 制造技术的研究者提出了成组技术的科学理论及实践方法 , 它能从根本上 解决生产由于品种多 , 产量小带来的矛盾。成组技术 GT ( Group T2echnology) 是一 门生产技术科学 , 它研究如何识别和发掘生产活动中有关事务的相似性 , 并对其进行 充分利用。即把相似的问题归类成组 , 寻求解决这一组问题相对统一的最优方案 , 以 取得所期望的经济效益。 成组技术应用与机械加工方面 , 乃是将多种零件按其工艺的 相似性分类成组以形成零件族 , 把同一零件族中零件分散的小生产量汇集成较大的 成组生产量 , 从而使小批量生产能获得接近于大批量生产的经济效果。

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化 加工设备的广泛应用,使传统的机械加工的制造方法发生了重大变革,由一次装夹 多面加工,代替了传统的多次装夹和多次加工,由大批量生产转变为多品种小批量 的生产。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扩大化,已经装夹具的引导刀具的功能完全替代,给今后 夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。

当前经济和技术的发展很快, 世界的竞争已经转变为企业之间的竞争, 这种竞 争在机械工业中表现的尤为突出。表现为:

(1)新产品开发研制加快、产品的品种和系列越来越多样化。

(2)用户要求交货期越来越短,精度越来越高,这些特点决定了生产过程必须 向敏捷化、柔性制造技术发展才能保证适应市场需要。与此同时产品全寿命周期的 精度质量也要得到相应保证。这也是现代高效加工理念下的并行工程、快速反应制 造策略。具体到企业实际,在机床功能确定、工艺相对完善的情况下,工艺装备的 快速设计制造就成为当今生产过程中缩短周期的有效途径。因此解决夹具的问题, 特别是采用 KEB 夹具,能够提高生产各类产品和零部件的综合制造能力。

1、机械制造业夹具应用现状

机械制造业经过了漫长的发展历程,从远古简单的石器打造,到现代工业的数 控加工,已经摆脱了手工作坊的作业方式,进入集团化生产、专业化协作的生产阶 段。而夹具随着机械制造模式的改变也经历了变革。

最早的夹具是专用夹具的模式,在发展一个时期后,随着加工技术的发展和需 求,组织夹具,通用夹具,慢慢出现在各个生产企业中。近年来,由于数控装备日 益推广,产品的加工能力和加工效率的提高,使专用夹具生产周期长,保存占地面 积大的行点表现出来,使得传统的夹具已经成为各生产企业生产效率和经济效益发 展的阻碍。

同时,在单件小批量生产中,由于批量小,设计制造夹具增加研发成本和延长 生产周期。因此,这时候最多采用的生产模式是简易生产,即土法上马以牺牲产品 质量为代价来保证生产需求,这在科技高速发展的今天,明显不适应社会发展的需 求。为了使企业整体的数字化和现代化加工技术能够得到更快的发展,就要使夹具 设计和数字化、现代化加工技术相结合,所以必须大力推广 KBE 夹具。只要能解决 好夹具设计制造过程中的一系列问题,企业主产品制造过程中的许多疑难问题就会 迎刃而解。

2、 KBE 夹具

(1) KBE KBE是 Knowledge Based Engineering的缩写,是基于知识的 工程。知识工程 KBE 是通过知识驱动和繁衍对工程问题提供最佳解决方案的计算机 集成处理技术, 是领域专家知识的继承、 集成、 创新和管理, 是计算机辅助技术 (CAX ) 与人工智能技术的集成。

(2) KBE 夹具的设计 KBE把知识、技能、经验、原理、规范等结合到三维 CAD 系统中,使得设计人员只要输入工程参数或应用要求,系统就能依据相关的知识, 推理构造出符合特定要求的工程设计结果 KBE 夹具。 KBE 的重点在于知识的积累和 知识的重复应用,并以最快速度开发出优质、高知识含量的新产品。

发展趋势见附图。

依据以上原理,我们可以采用完全基于三维平台的设计并行方式,建立三维 夹具设计系统, 和 CAPP 工艺系统的数据连接和共享, 利用并行方式进行夹具和工艺 设计过程的整合。实现的功能如下:

①基于设计意图捕捉的三维装配过程:建立夹具标准件库、部件库。以产品模 型装配体中已有的零件、部件的装配特征为捕捉对象,辅之以动态的干涉检验。自 动进行三维模型的增强装配。

②基于 KBE 技术的夹具快速三维设计:建立夹具典型结构库、夹具强度计算经 验知识库、专家设计知识库,规范夹具设计,提高夹具设计效率和质量,针对夹具 设计中各专业的薄弱环节,提供相应的技术支持和方便快捷的设计手段,使夹具设 计、装配、使用及管理发展到基于信息 /知识的夹具设计新阶段。提高夹具设计的效 率,使夹具设计经验得以保存、重用、实现真正意义上的计算机辅助设计,而不再 是单纯的电子图板。使企业在夹具设计方面实现基于知识的快速设计,提高企业夹 具设计管理水平。

③计算机辅助夹具定位准确性分析及设计优化。

④计算机辅助夹紧力及夹紧顺序分析与优化:这种软件虽然各大软件厂商都在 进行研究,然而只是西安易博软件公司有相应的商用软件,并正在大力推广。我们 希望他们一直走下去,为加快我国的工艺软件事业作出贡献。

(3) KBE 夹具制造 KBE夹具制造与其称为制造,还不如称为装配来得更直 接一些。现代夹具的制造,已经从过去的传统方式脱离出来,在产品制造企业中, 只应用不生产,夹具制造功能完全交由专业夹具生产厂家来生产制造。其结构组成

以组合夹具为基础,结合各行业企业的特点,建立行业夹具零件标准,构建一个由 标准夹具元件、通用元件及少量专用件的新型组装式 KBE 夹具。同时要突破组装式 夹具的强度问题、定位精准性的问题。这种夹具是应用企业根据自身主产品特点提 出要求亦或夹具制造厂家按企业特点提供元件、组件,应用企业自主装配,检测并 应用到生产线上。使用结束后,拆装并入库保管。

其特点为:

①保存占地面积小,制造周期短。

②满足循环经济的要求,最大的生产利用率。

③可实现工序间精确定位转换。

由于各个企业自身特点, 因此 KBE 夹具以行业定制和标准化为基础。 特别是和 机床的通用接口,同一零件的机床夹具在不同工序、不同机床上应有统一的接口, 以保证快速准确的装夹定位。这方面的工作现在还需机床厂和夹具供应厂商进行密 切的合作,共同研发出高效的接口结构。

3、结语

KBE夹具以其高效、经济的特点,正在逐步为各大企业公司所认同,但其大面 积的推广需要做大量的细致的工作。

硬件方面,由于组合夹具元件一次投入过高因此使好多企业望而却步,但是它 的长期效益是不可估量的。不过我们可以采取夹具中心站的解决方案,在同一机械 工业区,可引进一个中心站,或由一个企业建立中心站,中心站除了供应本企业使 用外还可对外实现租赁,即解决了企业建站投资回收问题,又满足了小企业的夹具 需求。

现在我们越来越重视环保,提倡绿色制造,循环经济,那么组装式的 KBE 夹具 正在为这一时代提供有力的保证。

参考文献:

[1]王凤鲜 . 浅谈组合夹具的重要作用 [ J ] . 科技情报开发与经济 .2008 , (13) . [2]张亚明 . 机床夹具的分类与构成 [J ] . 科技资讯 . 2008 , (4)

[3]卢克超 . 周利平 . 计算机辅助专用夹具 CAD 系统开发和研究 [J ].数控机床市 场 .2006,(7) .

范文四：夹具文献综述

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目 录

一、前言 ........................................ 3

二、机床夹具概述

2.1夹具的现状及生产对其提出新的要求............ 3,4

2.2现代夹具的发展方向.......................... 4,5

2

一、前言

毕业设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。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，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。

工艺规程的意义和重要性:

1、指导生产的主要技术文件机械加工车间生产计划、调度，工人的操作，零件的加工质量检验，加工成本的核算，都是以工艺规程为依据的。处理生产中的问题，也常以工艺规程作为共同的依据。

2、是生产准备的主要依据车间生产新零件时，首先要制定该零的机械加工工艺规程，再根据工艺规程进行生产准备。

3、是新建设机械厂(车间)的基本技术文件新建(扩建)批量或大批量机械加工车间(工段)时，应根据工艺规程确定所需机床的种类和数量以及在车间的布置，再由此确定车间的面积大小、动力和吊装设备配置以及所需工人的工种、技术等级、数量等。

夹具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、机床夹具概述

夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期，机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具;第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向(或对刀)元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一;第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会

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生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。

2.1夹具的现状及生产对其提出新的要求

现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类的85%左右，然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有单一生产的能力工厂中约拥有13000~15000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统(FMS)、数控机床(NC)、加工中心(MC)和成组加工(GT)等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步走近于大批生产的水平。综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求:

(1)能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期;

(2)能装夹一组相似性特征的工件;

(3)适用于精密加工的高精度的机床;

(4)适用于各种现代化制造技术的新型技术;

(5)采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率。 2.2现代夹具的发展方向

现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面:1.精密化

随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高对其精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度可达?0.1，用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5μm，又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度可达0.2~0.5μm。

2.高效化

高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的，以提高劳动生产率，减少工人劳动强度，常见的高效化夹具有:自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力模块的夹具等。例如使用电动虎钳装夹工件，可使工件效率比普通虎钳提高了5倍左右;而高速卡盘则可保证卡爪在转速9000r/min的条件下能正常夹紧工件，使切削速度大幅度提高。

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3.柔性化

夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是通过调组合等方式，以适应工艺可变因素主要有:工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等，具有柔性化挺重的新型夹具种类主要有:组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块夹具、数控夹具等，在较长时间内，夹具的柔性化趋向将是夹具发展的主要方向。 4.标准化

夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面，在制造典型夹具，结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和不见的形成:舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括:夹具、部件、元件、毛坯和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造了良好的条件。目前，我国已有夹具零件、部件的国家标准:GB2148~2249-80,GB2262~2269-80以及通用夹具标准，组合夹具标准等。夹具的标准化也是夹具柔性化高效化的基础，作为发展趋势，这类夹具的标准化，有利于夹具的专业化生产和有利于缩短生产周期，降低生产成本。 用,社会环境因素也发生了很大变化,这些都推动了传统机械制造向先进制造技术转变。

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范文五：夹具设计文献综述

ZQ350减速器传动轴键槽铣夹具设计文献综述

机械电子工程专业机械A1321班 李雪 指导老师：张玉英 前言

夹具最早出现在18世纪后期，随着人们生活水平的提高，科学的不断发展进步，从辅助工具慢慢发展为门类齐全的加工装备的夹具，在机械加工焊接，热处理，装配中有着不可取代的地位，在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定工件，使之占在正确位置以接受加工或检测的工艺装备称为机床夹具。其组成包括定位元件、夹紧装置、夹具与机床之间的连接元件、对刀或导向元件、其他装置或元件、夹具体。使用机床夹具可以保证工件的加工精度，减少辅助工时，大幅提高生产效率，还能扩大机床使用范围，实现“一机多能”。机床夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响着机械加工的质量、生产效率和成本。夹具不仅用于金属切削加工，还可以应用在检验、装配、焊接零件、生产线制造等过程中，是机械加工过程中必不可少的工艺装备。机床夹具设计的效率和质量对产品的上市时间和质量的影响很大，在产品生产制造中具有重要的意义，各个企业都在不断地增加人力和物力来加快其设计和生产速度。

机床夹具的功能

（1）保证加工精度工件加工过程通过机床夹具进行定位、加紧，以保证加工表面稳定的位置精度。

（2）缩短辅助时间，提高生产率夹具的使用，可以减少划线、找正、对刀等辅助时间，多件，多工位的夹具及气动、液动的夹紧装置能进一步减少辅助时间，提高生产率。

（3）扩大了机床的使用范围有的机床夹具实质上对机床进行了局部改造，扩大了原来机床的功能和使用范围。

（4）降低了对工人技术水平的要求和减轻工人的劳动强度，保证生产安全。 夹具的发展历程, 大约可以分为三个阶段:

第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上, 这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具, 使得加工过程进一步提高效率和趋于完善. 这一阶段使用夹具旨在提高生产率。

第二阶段, 夹具成为人与机床之间的桥梁, 夹具的机能发生变化, 它主要用于工件的定位和夹紧。

第三阶段表现为夹具与机床的结合, 夹具作为机床的一部分, 成为机械加工中不可缺少的工艺装备，夹具是实现工艺的手段之一。

夹具分类

随着机械制造业的不断发展，机床夹具的种类日趋繁多，常可按照应用范围、使用机床、夹具动力源来分类。

（1）按夹具的应用范围分类

根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调整夹具和组合夹具等。

第一，通用夹具。通用夹具的结构、尺寸已经标准化，无需特殊调整就可用来加工一定范围内的不同工件，具有一定的通用性。常用的通用夹具包括：万能分度头、机用虎钳、三爪自定心卡盘、顶尖、中心架和磁力工作台等。但该类夹具的精度较低，在装夹、找正和夹紧过程中，要求工人的技术必须熟练，而且对于结构和工艺较复杂的工件较难装夹。

第二，专用夹具。专用夹具是专为某一工件的某道工序设计制造的夹具。专用夹具只用于某种零件装夹，因此无需考虑通用性，可做成整体结构以提高夹具精度。专用夹具的设计制造一般需要1～2个月，设计周期较长、投资较大，但生产率和加工精度较高，所以常用在产品相对稳定、批量较大的生产中。

第三，可调整夹具。通过调整或更换个别零部件，能适用多种工件加工的夹具，称为可调整夹具。可调整夹具是针对通用夹具和专用夹具的不足而发展起来的一类新型夹具。它与专用夹具的根本区别在于，它适用于不同工件的安装。可调整夹具分为两部分：基本部分和可调整部分。基本部分是不变的，但可调整部分可根据加工对象的改变，作相应的调整或调换

第四，组合夹具。组合夹具由一套预先制造好的的标准元件及部件组装而成，一般是为某一工件的某一工序组装的。夹具用完可拆卸，清洗后留待组装新的夹具。因此，它把专用夹具的设计、制造、使用、报废的过程变为组装、拆散、清洗入库、再组装的循环利用过程。这样可用几个小时的组装周期代替几个月的设计制造周期，从而可缩短生产准备周期，并且元件能重复多次使用，节省了工时和材料，特别适用于新产品试制和多品种小批量生产。

（2）按使用机床分类

夹具按使用机床不同，可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具以及其他机床夹具等。

（3）按夹具动力源分类

按夹具动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具以及真空夹具等。

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。

夹具是机械加工中不可缺少的部件，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离精度高达±5μm ，夹具支承面的垂直度达到0.01㎜/300㎜，平行度高达0.01㎜/500㎜。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±0.03㎜；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。

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。为了减少工件的安装时间，各种定心夹紧、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。新型的电控用词夹具，夹紧和松开工件只用12秒，夹具结构简单，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。

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点的基点。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，进行夹具设计优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真道具的切削过程，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，不断改进和完善夹具系统。组合家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、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。

夹具设计中采用高精、高效、模块、组合、通用经济方向发展的思路，在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，充分利用现代信息和网络媒体，引进技术，争取合资与合作，与时俱进地创新和发展夹具技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。

现代机床夹具发展方向

纵观夹具的发展历史以及提升夹具品质的技术发展，过去常用的工艺规程已慢慢地适应不了现代市场的要求，全球化市场进程的加快促使夹具硬件必将朝着以下几方面发展：

标准化对现有夹具的零部件，各类型的夹具结构及专用夹具的零部件实行统一的标准化、系列化、通用化，是原来单件生产的夹具，转变为专业化的生产，以降低成本，保证质量，缩短产品的生产周期。

柔性化加强专用夹具与同一类零件加工的夹具之间的可调性；加强专用夹具的重复利用，实行组合化后，减少因工艺的不同造成的夹具的报废情况。

精密化机械产品的不断精密使得高精度机床的大量涌现，势必要求机床夹具跟随时代发展步伐实现精密化。

高效自动化未获得良好的效益，机械加工在不断的提高生产率、降低成本、改善劳动强度，同样要求着机床夹具的发展要满足自动流水线的生产要求，中小批量的产品生产同样需要考虑适合自身程度的高效自动化。

研究目的及意义

随着市场竞争的日趋激烈，数控机床夹具如何快速适应产品变化并充分发挥数控加工设备的加工效能，成为企业关注的重要问题。

众所周知，工装夹具是工艺装备的重要组成部分，是工艺过程中最活跃的因素之一，并直接影响产品的质量、生产效率及加工成本[1]。随着科学技术的不断步，数控加工设备已经飞速发展起来，与之相适应的数控机床夹具也在不断发展变化。国内数控加工设备已具有相当规模，数控加工在生产中已占有较大的比重并将继续扩大，而与之对应的数控机床夹具却并未受到足够的重视。国内企业对传统工装夹具历来比较重视，但对数控机床夹具的应用却缺乏足够的认识和规划。由于缺乏选用数控机床夹具系统的考虑，因而出现了在先进的加工设备上采用相对落后的通用夹具或专用夹具的情况，以至于不能充分发挥此类设备的效能。如何提高夹具的快速反应能力，以充分发挥数控机床和加工中心的加工效能，是目前夹具设计所面临的课题[2]。

总结

夹具设计中采用高精、高效、模块、组合、通用经济方向发展的思路，在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，充分利用现代信息和网络媒体，引进技术，争取合资与合作，与时俱进地创新和发展夹具技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。

参考文献

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