零件数控加工工艺分析及工艺装备设计概述模板.doc

摘 要

高效率、高精度加工是数控机床加工最关键特点之一。利用数控机床加工，其产品加工质量一致性好，加工精度和效率均比一般机床高出很多，尤其在轮廓不规则、复杂曲线或曲面、多工艺复合化加工和高精度要求产品加工时，其优点是传统机床所无法比拟。本课题对异性体、复杂曲线、多工艺复合化加工进行探索，设计出三种切实可行工艺步骤及工艺装备。在产品加工过程中，工件在夹具内定位和夹紧显得尤其关键。须依据六点定位对产品进行合理定位，欠定位、完全定位还是过定位全部须依据实际生产过程决定。夹具是涵盖了从加工到组装几乎全部操作过程一个装夹设备。因为大量加工操作需要装夹，夹具设计在制造系统中就变得很关键，它直接影响加工质量，生产率和制造成本。本文经过分析支承套结构特点和加工要求，制订了一套较合理夹具设计，从而为确保该零件加工精度将提供一个经济实用工艺装备，含有一定实用价值。经过对多种定位夹紧装置分析比较，选择并组合了一套既能够满足加工要求，又比较简练装置，并对各工步进行数控编程。

关键词：数控加工，工艺步骤，工艺装备，夹具设计

Components Numerical Control Processing Craft Analysis
and Craft Equipment Design

ABSTRACT

The high efficiency, the precision work are one of numerical control engine bed processing most main characteristics. Using the numerical control engine bed processing, its product processing quality uniformity is good, the processing precision and the efficiency outdo compared to the ordinary engine bed very much, especially when outline not rule, complex curve or curved surface, multi-craft recombine processing and high accuracy request product processing, its merit is the traditional engine bed is unable to compare. This topic to the opposite sex body, the complex curve, the multi-craft recombine processing carries on the exploration, designs three practical and feasible technical processes and the craft equipment. In the product processing process, the work piece appears in jig localization and the clamp specially importantly. Must act according to six localizations to carry on the reasonable localization to the product, owes the localization, locates completely crosses the localization all to have to act according to the actual production process decision. The jig covered from has processed clamps the equipment to the assembly nearly all operating process one kind of attire. Because the massive processing operation needs to install clamps, the jig design changes can it be that the constant weight in the manufacture system to want, it affects the processing quality directly, the productivity and the production cost. This article through the analysis support components, the air compressor snifting valve lid as well as the supporting the unique feature and the processing request which wraps, has formulated a set of reasonable jig design, thus for guaranteed this components the processing precision will provide one economical practical craft equipment, will have certain practical value. Through to each kind of localization clamp analysis comparison, chose and combines a set both to be able to satisfy the processing request, and the quite succinct installment, and carried on the numerical control programming to each step working procedure.

Key word: numerical control processing, technical process, craft equipment, jig design

零件数控加工工艺分析及工艺装备设计

0 引言
伴随科技进步，机械制造业也正日新月异地改变着，对机械产品要求也日趋严格，尤其是在加工精度方面。为了确保产品精度要求，必需协调产品加工中每一个方面，因为任首先误差累积起来，将对产品精度产生间接影响。制造业中尤其是机械制造业，在产品生产过程中根据特定工艺，不管其生产规模怎样，全部需要种类繁多工艺装备，而制造业产品质量、生产率、成本无不和工艺装备相关。伴随不规则形状零件在现代制造业中广泛应用，怎样确保这类零件加工精度就显得尤为关键。
高效率、高精度加工是数控机床加工最关键特点之一。数控加工替换传统加工占据生产制造主导地位已成为一个趋势，但因为历史原因，传统加工设备和优异数控机床并存，是现在乃至以后很长一段时期内大多数制造企业设备现实状况。怎样从工艺角度依据各企业设备现实状况、产品生产规模、零件结构形式和加工精度要求等方面来合理地进行产品工艺方案设计，充足发挥企业现有数控设备和传统设备加工效率，使企业设备资源和人力资源得到充足利用，需要从多个方面来探讨。其中数控编程系统正向集成化，网络化和智能化方向发展。

1 数控加工技术概述
1.1 数控加工技术发展
数控加工发展趋势是高速和精密，另一个发展趋势是完整加工，即在一台机床上完成复杂零件全部加工工序。
数控加工中程序编制也伴随数控机床更新而改变。50年代，MIT设计了一个专门用于机械零件数控加工程序编制语言，称为APT（Automatically Programmed Tool）。其后，APT几经发展，形成了诸如APTII、APTIII（立体切削用）、APT（算法改善，增加多坐标曲面加工编程功效）、APTAC（Advanced contouring）(增加切削数据库管理系统)和APT/SS（Sculptured Surface）(增加雕塑曲面加工编程功效)等优异版。
采取APT语言编制数控程序含有程序简练，走刀控制灵活等优点，使数控加工编程从面向机床指令“汇编语言”级，上升到面向几何元素.APT仍有很多不便之处：采取语言定义零件几何形状，难以描述复杂几何形状，缺乏几何直观性；缺乏对零件形状、刀具运动轨迹直观图形显示和刀具轨迹验证手段；难以和CAD数据库和CAPP系统有效连接；不轻易作到高度自动化，集成化。针对APT语言缺点，1978年，法国达索飞机企业开始开发集三维设计、分析、NC加工一体化系统，称为CATIA。随即很快出现了像EUCLID，UGII，INTERGRAPH，Master C A M， Pro/Engineering及NPU/GNCP等系统，这些系统全部有效处理了几何造型、零件几何形状显示，交互设计、修改及刀具轨迹生成，走刀过程仿真显示、验证等问题，推进了CAD和CAM向一体化方向发展。到了80年代，在CAD/CAM一体化概念基础上，逐步形成了计算机集成制造系统（CIMS）及并行工程（CE）概念。现在，为了适应CIMS及CE发展需要，数控编程系统正向集成化，网络化和智能化方向发展。
1.2 数控加工工艺特点
数控加工工艺含有以下特点：
(1) 数控机床加工精度高。通常只需一次加工即能达成加工部位精度，而不需分粗加工、精加工。
(2) 在数控机床上工件一次装夹，能够进行多个部位加工，有时甚至可完成工件全部加工内容。
(3) 因为刀具库或刀架上装有几把甚至更多备用刀具，所以，在数控机床上加工工件时刀具配置、安装和使用不需要中止加工过程，使加工过程连续。
(4) 依据数控机床加工时工件装夹特点和刀具配置、使用特点区分于一般机床加工时情况，工件各部位数控加工次序可能和一般、机床上加工工件次序也有很大区分。
另外依据数控机床高速、高效、高精度、高自动化等特点，数控加工还含有以下工艺特点：
1) 切削量用比一般机床大。
2) 工序相对集中。
3) 较多地使用自动换刀(ATC)。
4) 首件需试切削。
5) 工艺内容更具体更具体，工艺要求更严密更正确。
高效率、高精度加工是数控机床加工最关键特点之一。利用数控机床加工，其产品加工质量一致性好，加工精度和效率均比一般机床高出很多，尤其是在轮廓不规则、复杂空间曲面、 多工艺复合化加工和高精度要求产品加工时，其优点是传统机床所无法比拟。数控加工另一个特点是产品装夹定位灵活，同一产品零件可能有多个加工方案。然而正是其灵活性和高精度要求对其高效应用带来了不足，如存在数控程序编制、刀具工装夹具准备周期长等不利原因。数控工艺合理性和高质量数控程序快速编制是限制数控加工瓶颈问题之一。数控加工成本相对较高也是制约其广泛应用一个原因。数控加工对技术人员水平要求相当高，数控工艺和程序质量是确保产品加工质量合格最关键和最关键原因。数控加工时，产品质量完全靠数控工艺和数控程序来确保。产品加工具体细节在进行工艺设计和程序编制时必需全方面考虑，只有设计正确才能确保产品加工质量要求。在数控加工朝高速、超高速和复合化加工方向发展趋势下，对技术人员就提出了更高要求。
1.3 数控机床和一般机床相比含有优越性
一般机床加工时，其加工成本相对较低，工序较长，且工步中很多具体细节由技术工人来完成，对技术工人水平要求相对较高。数控机床加工工艺相比较一般机床加工工艺优越性有以下几点：
(1) 数控加工工艺“内容十分具体、工艺设计工作相当严密”。数控机床加工工艺和一般机床加工工艺相比较，因为采取数控机床加工含有加工工序少，所需专用工装数量少等特点，克服了一般传动工艺方法弱点，通常说来，数控加工工序内容要比一般机床加工工序内容复杂。从编程来看，加工程序编制要比一般机床编制工艺规程复杂。
(2) 数控加工工艺“复合性”。采取数控加工后，工件在一次装夹下能完成镗、铣、铰、攻丝等多个加工，所以，数控加工工艺含有复合性特点，也能够说数控加工工艺工序把传统工艺中工序“集成”了，这使得零件加工所需专用夹具数量大为降低，零件装夹次数及周转时间也大大降低了，从而使零件加工精度和生产效率有了较大提升。数控加工工艺设计是对工件进行数控加工前期工艺准备工作，不管是手工编程还是自动编程，这项工作必需在程序编制工作以前完成。为了优化数控程序设计、提升编程效率、合理使用数控机床，我们有必需对数控加工工艺设计等技术问题加以分析、研究，以做好数控机床加工前技术准备工作。
数控加工替换传统加工占据生产制造主导地位已成为一个趋势，但因为历史原因，传统加工设备和优异数控机床并存，是现在乃至以后很长一段时期内大多数制造企业设备现实状况。怎样从工艺角度依据各企业设备现实状况、产品生产规模、零件结构形式和加工精度要求等方面来合理地进行产品工艺方案设计，充足发挥企业现有数控设备和传统设备加工效率，使企业设备资源和人力资源得到充足利用，需要从多个方面来探讨。数控工艺和一般工艺结合好坏直接影响到数控机床和一般机床加工效率发挥，进而影响到生产计划任务完成。提升产品机械加工工艺和数控程序编制质量，是早日实现制造业产品高精度、高效率、高质量加工必需处理问题之一。所以，寻求传统加工工艺和数控加工工艺合理衔接路径和方法，对于提升企业经济效益是很有意义。
数控工艺和一般工艺结合路径和方法，具体可从以下多个方面来实施：
(1) 产品设计状态和生产批量。
(2) 粗精加工和加工精度结合。
(3) 精密设备和通常设备结合。
(4) 加工工种之间结合。
(5) 技术交流和技术创新相结合。

2.夹具设计过程
2.1 设计夹具目标
在机械制造机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷、热工艺过程中，使用着大量夹具。所谓夹具就是一切用来固定加工对象，使之占有正确位置，接收施工或检测装置。在机械制造中采取大量夹具，机床夹具就是夹具中一个。它装在机床上，使工件相对刀具和机床保持正确相对位置，并能承受切削力作用。机床夹具作用关键有以下多个方面：较轻易、较稳定地确保加工精度，因为用夹具装夹工件时，工件相对机床（刀具）位置由夹具来确保，基础不受工人技术水平影响，所以能较轻易、较稳定地确保工件加工精度；提升劳动生产率，因为采取夹具后，工件不需要划线找正，装夹也方便快速，显著地降低了辅助时间，提升了劳动生产率；扩大机床使用范围，因为使用专用夹具能够改变机床用途、扩大机床使用范围，比如，在在车床或摇臂转床上安装镗模夹具后，就能够对箱体孔系进行镗削加工；改善劳动条件、确保生产安全，因为使用专用机床夹具能够减轻工人劳动强度、改善劳动条件，降低对工人操作技术水平要求，确保安全。
2.2 夹具分类
（1）通用夹具
通用夹具是指已经标准化，在一定范围内可用于加工不一样工件夹具。比如， 车床上三爪卡盘和四爪卡盘、顶尖和鸡心夹头；铣床上平口钳、分度头和回转工作台等。它们有很大通用性，无需调整或稍加调整就能够用于装夹不一样工件。这类夹具通常已经标准化。由专业工厂生产，作为机床附件供给给用户。
（2）专用夹具
专用夹具是指专为某一工件某道工序加工而专门设计夹具，含有结构紧凑，操作快速、方便等优点。专用夹具通常由使用厂依据要求自行设计和制造，适适用于产品固定且批量较大生产中。
（3）组合夹具
组合夹具是在机床夹具零部件标准化基础上，由一整套预先制造好，含有多种不一样形状、不一样规格尺寸标准元件和合件，根据组合化原理，针对工件加工要求组装成多种专用夹具。夹具使用完成后，能够拆卸，留待组装新夹具时使用。
组合夹具应用范围十分广泛。它最适合于品种多、产品改变快、新产品试制和单件小批生产等场所，在批量生产中也可利用组合夹具替换临时短缺专用夹具，以满足生产要求。用组合夹具元件能够组装成各类机床夹具。数控机床和柔性制造单元出现，愈加推进了组合夹具技术进步，扩大了组合夹具应用范围。
组合夹具含有以下特点：组合夹具元件可供数次使用，但其一旦组装成某个夹具后，该夹具结构仍属专用性，只能一次使用。当变换加工对象时，通常仍需全部拆开，重新组装成新夹具结构，以满足新工件加工要求。和专用夹具不一样，组合夹具最终精度，是靠各组成元件精度，直接组合来确保，不许可进行任何补充加工，不然无法确保元件交换性。因为组合夹具是由各标准元件组合起来，所以刚性较差，尤其是元件连接结合面接触刚度，对加工精度影响较大。通常组合夹具外形尺寸较大，不及专用夹具那样紧凑。这种夹具不受生产类型限制，能够随时组装，以应生产之急。
（4）拼装夹具
拼装夹具是指按某一工件某道工序加工要求，由标准化、系列化夹具元件，直接按专用夹具装配方法（销钉定位、螺栓紧固）装配成专用夹具。采取拼装夹具大大缩短了专用夹具设计和制造周期，而且当产品改型时原来夹具大部分元件仍可拆下重新使用，适适用于多品种、小批量生产中。
（5）通用可调夹具
通用可调夹具是指依据不一样尺寸或种类工件，调整或更换部分定位元件或夹紧元件而形成专用夹具。加工对象不很确定，通用范围较大，适适用于多品种、小批量生产中。
（6）成组夹具
成组夹具是指专为加工成组工艺中某一组零件而设计可调夹具。加工对象明确，只需调整或更换部分定位元件或夹紧元件便可使用，调整范围只限于本零件组被工件，适适用于成组加工。
通用可调夹具和成组夹具全部是一个比较优异、继承性好新型夹具。采取这两种夹具可大大降低专用夹具数量，缩短生产准备周期，降低生产成本，加紧产品更新换代，并可有效地促进并实现机床夹具标准化、系列化和通用化。
通用可调夹具和成组夹具区分在于：前者加工对象不很确定，其更换调整部分结构设计，往往含有较大适应性，通用范围大；而成组夹具则是为成组加工工艺中一组零件而专门设计，加工对象十分明确，可调范围也只限于本组内零件，因以后者亦称为专用可调夹具。
2.3 专用夹具组成
（1）定位装置
这种装置包含定位元件及其组合，其作用是确定工件在夹具中位置，即经过它使工件加工时相对于刀具及切削成形运动处于正确位置，如支撑钉、支撑板、V形块、定位销等。
（2）夹紧装置
它作用是将工件压紧夹牢，确保工件在定位时所占据位置在加工过程中不因受重力、惯性力和切削力等外力作用而产生位移，同时预防或减小振动。它通常是一个机构，包含夹紧元件（如夹爪、压板等），增力及传动装置（如杠杆、螺纹传动副、斜楔、凸轮等）和动力装置（如气缸、油缸）等。
（3）对刀—引导装置
它作用是确定夹具相对于刀具位置，或引导刀具进行加工，如对刀块、钻套、镗套等。
（4）其它元件及装置
如定向件、操作件和依据夹具特殊功用需要设置部分装置，如分度装置、工件顶出装置、上下料装置等。
（5）夹具体
用于连接夹具各元件及装置，使其成为一个整体基础件，并和机床相关部位连接，以确定夹具相对于机床位置。
2.4 经典定位元件
工件以平面定位：工件以平面作为定位基面，是最常见定位方法之一。如箱体、床身、机座、支架等类零件加工中，较多采取了平面定位。工件以平面定位时常见定位元件以下所述。
A关键支承：
它关键用来限制工件自由度，起定位作用。
1） 固定支承，有支承釘和支承板两种形式，在使用过程中她们全部是固定不动。当工件以粗糙不平粗基准定位时，采取球头支承釘。齿纹头支承釘用在工件侧面，它能增大摩擦因数，预防工件滑动。当工件以加工过平面定位时，可采取平头支承釘或支承板。
为确保各固定支承定位表面严格共面，装配后，需将其工作表面一次磨平。支承钉和夹具体孔配合采取H7/ r6或H7/n6,当支承需要常常更换时，应加衬套。衬套外径和夹具体孔配合通常采取H7/n6或H7/r6，衬套内径和支承钉配合选择H7/s6。
可调支承，是指支承钉高度能够调整。调整时要先松后调，调好后用防松螺母锁紧。
可调支承关键用于工件以粗基准面定位、或定位基面形状复杂（如成型面、台阶面等），和各批毛坯尺寸、形状改变较大时情况。可调支承在一批工件加工前调整一次。在同一批工件加工中，它作用同固定支承相同。
自位支承（浮动支承） 在工件定位过程中，它能自动地调整位置，其特点是：支承点位置能伴随工件定位基面不一样而自动调整，定位基面压下其中一点，其它点便上升，甚至各点全部和工件接触。接触点数增加，提升了工件装夹刚度和稳定性，但其作用仍相当于一个固定支承，只限制工件一个自由度。
B 辅助支承
辅助支承用来提升工件刚度和稳定性，不起定位作用。辅助支承工作特点是：待工件定位夹紧后，再调整支承钉高度，使其和工件相关表面接触并锁紧。每安装一个工件就调整一次辅助支承。另外，辅助支承还能够起预定位作用。常见辅助支承有：螺旋式辅助支承、自位式辅助支承和推引式辅助支承。
工件以圆孔定位：工件以圆孔表面作为定位基面时，常见以下定位元件：
圆柱销（定位销）当工件孔径较小时（D=3-10mm），为增加定位销刚度，避免销子因受撞击而折断，或热处理时淬裂，通常把根部倒成圆角。这时夹具体上应有沉孔，使定位销圆角部分沉入孔内而不会妨碍定位。大批大量生产时，能够采取带衬套结构形式。为了便于工件装入，定位销头部应有15度倒角。
定位销工作部分直径可按g5、g6、f6、f7制造，定位销和夹具体配合可用H7/r6、H7/n6，衬套和夹具体选择过渡配合H7/n6，其内径和定位销为间隙配合H7/h6、H7/h5。
2） 圆柱心轴
其定位部分直径按h6、g6或f6制造，装卸工件方便，但定心精度不高。为了降低因配合间隙而造成工件倾斜，工件常以孔和端面联合定位，所以要求工件定位孔和端面有较高垂直度，最好能在一次装夹中加工出来。
使用开口垫圈可实现快速装卸工件，开口垫圈两端面应相互平行。当工件内孔和端面垂直度误差很大时，因采取球面垫圈。
3） 圆锥销 限制了X、Y、Z三个自由度。
4） 圆锥心轴（小锥度心轴）这种定位方法定心精度较高，不用另设夹紧装置，但工件轴向定位误差较大，传输扭矩较小，适适用于工件定位孔不低于IT7精车和磨削加工，不能加工端面。
工件以外圆柱面定位：工件以外圆柱面定位时，常见以下元件：
V形块 它有固定式和活动式两种。固定式V形块在夹具体上装配，通常见两个定位销和2-4个螺钉连接，活动式V形块除限制工件一个移动自由度外，还兼有夹紧作用。它定位最大优点就是对中性好，它可使一批工件定位基准轴线对中在V形块两斜面对称平面上，而不受定位基准直径误差影响。V形块定位另一个特点是不管定位基准是否经过加工，是完整圆柱面还是局部圆弧面，全部可采取V形块定位。所以，V形块是用得最多定位元件。
定位套 它用来限制沿轴向自由度，常和端面联合定位。用端面作为关键定位面时，应控制套长度，以免夹紧时工件产生不许可变形。它结构简单，轻易制造，但定心精度不高，通常适适用于精基准定位。
半圆套 这种定位方法关键用于大型轴类零件及不便于轴向装夹零件。定位基面精度不低于IT8-IT9，半圆最小内径取工件定位基面最大直径。
2.5 夹具中夹紧机构
夹具中夹紧装置通常由动力源和夹紧机构两个部分组成。动力源是产生原始作用力部分，如用人体力对工件进行夹紧，称为手动夹紧；若采取气动，液动，电动和机床运动等动力装置来替换人力进行夹紧，则称为机动夹紧。夹紧机构是接收和传输原始作用力，使其变为夹紧力并实施夹紧任务部分，包含中间传输力机构和夹紧元件。中间传输力机构把来自人力或动力装置力传给夹紧元件，再由夹紧元件直接和工件受压面接触，最终完成夹紧任务。
在夹紧组成中能够看出，不管采取任何动力源（手动或机动），外加原始作用力要转化为夹紧力，全部必需经过夹紧机构。夹具中常见夹紧机构有斜碶夹紧机构、螺旋夹紧机构、圆偏心夹紧机构、铰链夹紧机构、定心对中夹紧机构和联动夹紧机构等。
（1）斜碶夹紧机构：斜碶夹紧机构是夹紧机构中最基础形式之一，螺旋夹紧机构，圆偏心夹紧机构，定心对中夹紧机构等均是斜碶夹紧机构变形，因为手动斜碶夹紧机构在夹紧工件时既费时又费力，效率很低，故实际上多在机动夹紧装置中采取。
（2）螺旋夹紧机构：利用螺杆直接夹紧工件，或和其它元件组成复合夹紧机构夹紧工件，是应用较广泛一个夹紧机构，因为螺旋夹紧机构含有结构简单，轻易制造，夹紧可靠，扩力比较大和夹紧行程不受限制等特点，所以在手动夹紧装置中被广泛使用，在夹具中除采取螺杆直接夹紧工件外，常常采取螺旋压板夹紧机构。
（3）圆偏心夹紧机构：因为偏心圆夹紧力小，自锁性能又不是很好，故只使用于切削负荷不大而且无很大震动场所，为满足自锁条件，其夹紧行程也对应受到限制，用和夹紧行程较小场所。
（4）铰链夹紧机构：因铰链夹紧机构结构简单，扩力比较大，适适用于多点或多件夹紧，在气动或液动夹具中广泛应用。
（5）定心、对中夹紧机构：定心，对中夹紧机构是一个特殊夹紧机构，工件在其上同时实现定位和夹紧。
（6）联动夹紧机构：工件装夹所使用夹具，有需要同时有多个点对工作工件进行夹紧，而有则需要同时夹紧多个工件，为了提升效率，降低装夹时间，可采取联动夹紧机构。
2.6 夹具发展趋势
夹具是机械加工不可缺乏部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环境保护方向发展带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。
 1） 高精度
伴随机床加工精度提升，为了降低定位误差，提升加工精度，对夹具制造精度要求更高。高精度夹具定位孔距精度高达±5μm，夹具支承面垂直度达成0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler(戴美乐)企业制造4m长、2m宽孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为±0.03mm；精密平口钳平行度和垂直度在5μm以内；夹具反复安装定位精度高达±5μm；瑞士EROWA柔性夹具反复定位精度高达2~5μm。机床夹具精度已提升到微米级，世界著名夹具制造企业全部是精密机械制造企业。诚然，为了适应不一样行业需求和经济性，夹含有不一样型号，和不一样档次精度标准供选择。
2） 高效
为了提升机床生产效率，双面、四面和多件装夹夹具产品越来越多。为了降低工件安装时间，多种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功效部件不停地推陈出新。新型电控永磁夹具，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、多面和多件加工发明了条件。为了缩短在机床上安装和调整夹具时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具安装和校正。采取美国Jergens(杰金斯)企业球锁装夹系统，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，提升生产效率作用。
3） 模块、组合
夹具元件模块化是实现组合化基础。利用模块化设计系列化、标准化夹具元件，快速组装成多种夹具，已成为夹具技术开发基点。省工、省时，节材、节能，表现在多种优异夹具系统创新之中。模块化设计为夹具计算机辅助设计和组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、经典夹具库、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。模拟仿真刀具切削过程，既能为用户提供正确、合理夹具和元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不停地改善和完善夹具系统。组合夹具分会和华中科技大学合作，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、夹具产品咨询和开发公共平台，争取实现夹具设计和服务通用化、远程信息化和经营电子商务化。
4） 通用、经济
夹具通用性直接影响其经济性。采取模块、组合式夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统可重组性、可重构性及可扩展性功效强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能表现出经济性好。德国demmeler(戴美乐)企业孔系列组合焊接夹具，仅用具种、规格极少配套元件，即能组装成多个多样焊接夹具。元件功效强，使得夹具通用性好，元件少而精，配套费用低，经济实用才有推广应用价值。
教授们提议组合夹具行业加强产、学、研协作力度，加紧用高新技术改造和提升夹具技术水平步伐，创建夹具专业技术网站，充足利用现代信息和网络技术，和时俱进地创新和发展夹具技术。主动和国外夹具厂商联络，争取合资和合作，引进技术，这是改造和发展中国组合夹具行业较为行之有效路径。

3.机械加工工艺规程制订
3.1 机械加工工艺规程作用
工艺规程作用在于：
（1）它是组织生产和计划管理关键资料，生产安排和调度、要求工序要和质量检验等全部以工艺规程为依据。制订和不停完善工艺规程，有利于稳定生产秩序，确保产品质量和提升生产率，并充足发挥设备能力。一切生产人员全部应严格实施和落实，不应任意违反或更改工艺规程内容。
（2）是新产品投产前进行生产准备和技术准备依据，比如刀、夹、量具设计、制造或采购，原材料、半成品及外购件供给及设备、人员配置等。
（3）在新建和扩建工厂或车间时必需有产品全套工艺规程作为决定设备、人员、车间面积和投资预算等原始资料。
（4）行之有效优异工艺规程还起着交流和推广优异经验作用，有利于其它工厂缩短试制过程，提升工艺水平。
3.2 机械加工工艺规程制订程序
制订机械加工工艺规程原始资料关键是产品图纸，生产纲领，现场加工设备及生产条件等，有了这些原始资料并由生产纲领确定了生产类型和生产组织形式以后，即可着手机械加工工艺规程制订，其内容和次序以下:
1.分析被加工零件；
2.选择毛坯；
3.设计工艺过程:包含划分工艺过程组成、选择定位基准、选择零件表面加工方法、安排加工次序和组合工序等。
4.工序设计:包含选择机床和工艺装备、确定加工余量、计算工序尺寸及其公差、确定切削用量及计算工时定额等；
5.编制工艺文件。
3.3 毛坯选择
在制订零件机械加工工艺规程之前,还要对零件加工前毛坯种类及其不一样制造方法进行选择。因为零件机械加工工序数量、材料消耗、加工劳动量等全部在很大程度上和毛坯选择相关，故正确选择毛坯含有重大技术经济意义。常见毛坯种类有：铸件、锻件、型件、焊接件、冲压件等，而相同种类毛坯又可能有不一样制造方法。具体铸造特点及应用范围见表3.1。
选择毛坯应该考虑生产规模大小，它在很大程度上决定采取某种毛坯制造方法经济性。如生产规模较大，便可采取高精度和高生产率毛坯制造方法，这么，即使一次投资较高，但均分到每个毛坯上成本就较少。而且，因为精度较高毛坯制造方法生产率通常也较高，既节省原材料又可显著降低机械加工劳动量，再者，毛坯精度高还可简化工艺和工艺装备，降低产品总成本。
选择毛坯应该考虑工件结构形状和尺寸大小。比如，形状复杂和薄壁毛坯，通常不能采取金属型铸造；尺寸较大毛坯，往往不能采取模锻、压铸和精铸。再如，一些外形较特殊小零件，因为机械加工很困难，则往往采取较精密毛坯制造方法，如压铸、熔模铸造等，以最大程度地降低机械加工量。
选择毛坯应考虑零件机械性能要求。相同材料采取不一样毛坯制造方法，其机械性能往往不一样。比如，金属型浇铸毛坯，其强度高于用砂型浇铸毛坯，离心浇铸和压力浇铸毛坯，其强度又高于金属型浇铸毛坯。强度要求高零件多采取锻件，有时也可采取球墨铸铁件。
选择毛坯，应从本厂现有设备和技术水平出发考虑可能性和经济性。还应考虑利用新工艺、新技术和新材料可能性，如精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等。用这些毛坯制造方法后，可大大降低机械加工量，有时甚至可不再进行机械加工，其经济效果很显著。
表3.1 铸造特点及应用范围表
毛坯种类
制造精度 (1T)
加工余量
原 材 料
工件尺寸
工件形状
适 用
生产类型
生产成本
型 材
型材焊接件
砂型铸造
自由铸造
一般模锻
钢模铸造
精密铸造
压力铸造
熔模铸造

13级以下
13级以下
11—15
10～12
8—11
8—11
7—10
大
通常
大
大
通常
较小
较小
小
很小
多种材料
钢材
铸铁、青铜为主
钢材为主
钢、缎铝、铜等
铸铝为主
钢材、锻铝等
铸铁、铸钢、青铜
铸铁、铸钢、青铜
小型
大、中型
多种尺寸
多种尺寸
中、小型
中、小型
小型
中、小型
小型为主
简单
较复杂
复杂
较简单
通常
较复杂
较复杂
复杂
复杂
多种类型
单件
多种类型
单件小批
中批、大批量
中批、大批量
大批量
中批、大批量
中批、大批量
低
低
较低
较低
通常
通常
较高
较高
高

3.4 定位基准选择
正确地选择定位基准是设计工艺过程一项关键内容，也是确保零件加工精度关键。
定位基准分为精基准、粗基准和辅助基准。在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工 表面作为定位基准(粗基准)。在后续工序中，则使用已加工表面作为定位基准(精基准)。
在制订工艺规程时，总是先考虑选择怎样精基准以确保达成精度要求并把各个表面加工出来，然后再考虑选择适宜粗基准把精基准面加工出来。另外，为了使工件便于装夹和易于取得所需加工精度，可在工件上某部位作一辅助基准，用以定位。应从零件整个加工工艺过程全局出发，在分析零件结构特点、设计基准和技术要求基础上，依据粗、精基准选择标准，合理选择定位基准。
（1）精基准选择
①“基准重合”标准
应尽可能选择被加工表面设计基准作为精基准，即“基准重合”标准。这么能够避免因基准不重合而引发误差。
②“基准统一”标准
应选择多个表面加工时全部能使用定位基准作为精基准，即“基准统一”标准。这么便于确保各加工表面间相互位置精度，避免基准变换所产生误差，并简化夹具设计制造工作。
③“互为基准”标准
当两个表面相互位置精度及其本身尺寸和形状精度全部要求很高时，可采取这两个表面互为基准，反复数次进行精加工。
④“自为基准”标准
在一些要求加工余量尽可能小而均匀精加工工序中，应尽可能选择加工表面本身作为定位基准。
另外，精基准选择还应便于工件装夹和加工，降低工件变形及简化夹具结构。需要指出是，上述四条选择精基准标准，有时是相互矛盾。比如，确保了基准统一就不一定符合基准重合等等。在使用这些标按时，要具体情况具体分析，以确保关键技术要求为出发点，合理选择这些标准。
（2） 粗基准选择
①若工件必需首先确保某关键表面加工余量均匀，则应选该表面为粗基准。
②在没有要求确保关键表面加工余量均匀情况下，若零件上每个表面全部要加工，则应以加工余量最小表面作为粗基准。这么可使这个表面在加工中不致因加工余量不足，造成加工后仍留有部分毛面，致使工件报废。
③在没有要求确保关键表面加工余量均匀情况下，若零件有表面不需要加工时，则应以不加工表面中和加工表面位置精度要求较高表面为粗基准。若既需确保某关键表面加工余量均匀，又要求确保不加工表面和加工表面位置精度，则仍按本标准处理。
④选作粗基准表面，应尽可能平整和光洁，不能有飞边、浇口、冒口及其它缺点，方便定位正确，装夹可靠。
⑤粗基准在同一尺寸方向上通常只许可使用一次，不然定位误差太大。不过，当毛坯是精密铸件或精密锻件，毛坯质量高，而工件加工精度要求又不高时，能够反复使用某一粗基准。
3.5 零件表面加工方法选择
零件表面加工方法,首先取决于加工表面技术要求。但应注意，这些技术要求不一定就是零件图所要求要求，有时还可能因为工艺上原所以在某方面高于零件图上要求。如因为基准不重合而提升对一些表面加工要求。或因为被作为精基准而可能对其提出更高加工要求。
当明确了各加