水鉆磨拋機(jī)拋盤a組專用夾具設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)+開題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　水鉆磨拋機(jī)拋盤A組專用夾具設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 </p>

2、<p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文

3、敘述了水鉆夾具的背景、意義，水鉆（水晶玻璃）的發(fā)展歷史，以及夾具在國內(nèi)外的一些相關(guān)研究的最新成果及動(dòng)態(tài)，如用圖表的形式直觀的展示了我國水鉆行業(yè)的現(xiàn)狀，今年水鉆市場價(jià)格分析及預(yù)測等。</p><p>　　采用了逆向設(shè)計(jì)，完成了從無到有，從有到新的水鉆專用夾具設(shè)計(jì)和改進(jìn)。在某水鉆機(jī)床公司通過對(duì)一已報(bào)廢的單排水鉆夾具的拆裝，對(duì)各零件尺寸的測量、材料的選用，以及觀察水鉆磨拋機(jī)的整體運(yùn)作情況等，設(shè)計(jì)了一個(gè)雙排的水鉆夾具。再

4、通過相關(guān)的參數(shù)，完成軸承壽命、強(qiáng)度校核等計(jì)算，完成了最后的設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：水鉆，多工位磨床，水鉆夾具，逆向設(shè)計(jì)</p><p>　　Group A of Diamond grinding and polishing machine polishing wheel dedicated fixture design</p><p><b>

5、　　Abstract</b></p><p>　　This paper describes the background of diamond jig, meaning, diamond (crystal glass) history, as well as a number of fixtures at home and abroad the latest research results and

6、developments, such as an intuitive graphical form showing the status of China's diamond industry, this year diamond market price analysis and prediction. </p><p>　　Research method is to use a certain amo

7、unt of reverse design was completed from scratch, from the special diamond to the new fixture design and improvement. Machine tool company in a diamond has been scrapped by a single drainage drilling fixture disassembly,

8、 measurement of the size of the parts, materials selection, and the observation of the overall diamond grinding and polishing machine operation, etc., designed a double row of diamond jig . And through the relevant param

9、eters, complete beari</p><p>　　Keywords: Diamond，multi-site grinder，diamond jigs，reverse design</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>

10、;　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1課題的來源1</p><p>　　1.2課題的意義1</p><p>　　1.3水鉆行業(yè)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3.1水鉆的國內(nèi)外發(fā)展歷史及現(xiàn)狀2</p>

11、;<p>　　1.3.2 夾具的發(fā)展和研究現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3.3夾具的研究動(dòng)態(tài)5</p><p>　　2水鉆磨床及其磨頭機(jī)構(gòu)7</p><p><b>　　2.1水鉆磨床7</b></p><p>　　2.1.1水鉆磨床示意圖7</p><p>　　2.1.

12、2主要用途和適用范圍8</p><p>　　2.1.3使用環(huán)境8</p><p>　　2.2 技術(shù)參數(shù)8</p><p>　　2.2.1 機(jī)床的主要性能8</p><p>　　2.2.2 機(jī)床的主要參數(shù)9</p><p>　　2.3磨頭機(jī)構(gòu)工作簡述9</p><p>　　2.4夾具設(shè)

13、計(jì)10</p><p>　　2.4.1夾具的總體設(shè)計(jì)10</p><p>　　2.4.2水鉆夾具的主要指標(biāo)參數(shù)12</p><p>　　3設(shè)計(jì)計(jì)算和校核13</p><p>　　3.1水鉆夾具計(jì)算和校核13</p><p>　　3.1.1軸承設(shè)計(jì)與校核13</p><p>　　3.1

14、.2蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)與校核13</p><p><b>　　4設(shè)計(jì)說明16</b></p><p>　　4.1逆向設(shè)計(jì)方法的說明16</p><p><b>　　結(jié)論17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b></p><p>　

15、　致謝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　附錄19</b></p><p>　　附錄圖1 水鉆夾具19</p><p>　　附錄圖2 止動(dòng)卡針20</p><p>　　附錄圖3 后蓋板20</p><p>　　附錄圖4 端蓋護(hù)鐵A21</p><p>

16、;　　附錄圖5 端蓋護(hù)鐵B21</p><p>　　附錄圖6 蝸桿A22</p><p>　　附錄圖7 蝸桿B22</p><p>　　附錄圖8 針A23</p><p>　　附錄圖9 針B23</p><p>　　附錄圖10 夾具體24</p><p>　　附錄圖11 調(diào)整墊板2

17、4</p><p>　　附錄圖12 內(nèi)托25</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題的來源</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，全球經(jīng)濟(jì)處于一個(gè)高速發(fā)展、變革的時(shí)期。在以高科技產(chǎn)業(yè)為主要支撐、智力資源為重要依托的知識(shí)經(jīng)濟(jì)條件下，理工業(yè)正

18、在發(fā)生質(zhì)的飛躍，出現(xiàn)了精密和超精密加工等先進(jìn)制造技術(shù)。磨削加工是保證產(chǎn)品形位精度的最后一道關(guān)鍵工序，其加工精度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量［1］。</p><p>　　水鉆，又稱水晶玻璃鉆石［2］。而隨著人們物質(zhì)文明和精神文明的提高，對(duì)自身的形象要求相應(yīng)地也越來越高，配備的飾物不再單純地從保值或增值的角度考慮，逐步向同服飾、愛好、場合等因素匹配著眼，因此希望飾物、備件多樣化［3］。然而世界資源的不斷開發(fā)利用，那些稀有礦石也

19、伴隨著不斷枯竭。于是人們對(duì)人造寶石的需求更為迫切，還希望其品種豐富，絢麗多彩，形象逼真，價(jià)格低廉［4］。用無機(jī)非晶態(tài)材料或玻璃來仿制品類眾多的無色或彩色天然寶石和玉石，可以達(dá)到以假亂真的程度，其外形和物化性能方面能通過組份的調(diào)節(jié)，使產(chǎn)品與天然礦石加工物難分伯仲［3］。水鉆行業(yè)的發(fā)展可謂不可估量，其勢頭一片大好。但是近幾年江蘇東海水晶加工業(yè)發(fā)展迅速,產(chǎn)品暢銷國內(nèi)外,但質(zhì)高品優(yōu)的產(chǎn)品占比例太少,大量的劣質(zhì)產(chǎn)品充填市場,嚴(yán)重的影響了水晶飾品的

20、聲譽(yù)［5］。</p><p>　　為此展開了有關(guān)水鉆磨拋機(jī)的研究和水鉆夾具的改進(jìn)設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　1.2課題的意義</b></p><p>　　不論是傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。夾具一直伴隨著機(jī)械制造業(yè)的變革而改變。而夾具作為刀具和工件加工時(shí)的基礎(chǔ)部件不論在哪種類型的機(jī)床上都有著重要的地位。</p>

21、;<p>　　研磨拋光是許多水晶飾品、寶石等加工中的最后一道工序，是把首飾完美的呈現(xiàn)出來的關(guān)鍵［5］。良好的夾具是研磨拋光的重要支持［6］。夾具設(shè)計(jì)及制造又是整個(gè)制造過程中生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和加工成本的重要因素，工裝設(shè)計(jì)水平的高低，很大程度上反映出企業(yè)制造能力的高低。</p><p>　　如何縮短工藝裝備設(shè)計(jì)所需要的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間及設(shè)計(jì)制造成本是是否能在激烈的市場競爭占據(jù)有利地位的一個(gè)手段［7］。由于通常情

22、況下企業(yè)夾具設(shè)計(jì)能力不足，普遍缺乏熟練的夾具設(shè)計(jì)人員，夾具準(zhǔn)備時(shí)間長，設(shè)計(jì)方法陳舊，設(shè)計(jì)效率低。所以減少夾具返修率，對(duì)于生產(chǎn)和保護(hù)拋盤有著重要的意義。夾具的質(zhì)量優(yōu)良與否在整個(gè)水鉆產(chǎn)品加工制作中有著重要意義。</p><p>　　1.3水鉆行業(yè)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1水鉆的國內(nèi)外發(fā)展歷史及現(xiàn)狀</p><p>　　水鉆是一種俗稱，其主要成分是水

23、晶玻璃[3]。水晶玻璃已有悠久歷史，遠(yuǎn)古時(shí)代因?yàn)椴Ａг想s質(zhì)多，玻璃往往是不透明或半透明的［2］。13世紀(jì)，威尼斯人制成了無色透明的玻璃。到了中世紀(jì)，波希米亞的水晶玻璃制造技術(shù)逐漸傳到中歐和西歐，英、法等玻璃廠，之后有了長足的發(fā)展。1764年Ranaut在法國巴卡拉(Baccarat)的一個(gè)小村莊建立了玻璃廠，這個(gè)后來產(chǎn)權(quán)多次易手，廠名幾度變更的巴卡拉卻始終深入人心，在法國甚至在歐洲，提到鉛水晶，就會(huì)想到巴卡拉。1851年英國第一個(gè)世界

24、展覽會(huì)上設(shè)計(jì)師Paxton用沃特福德的玻璃來做墻面、屋頂，建成通體透明的水晶宮，開創(chuàng)了玻璃建筑的新紀(jì)元，在世界建筑史占了一席重要的地位。還有百多年歷史的施華洛世奇(Swarovski)水晶玻璃，更是代替鉆石、玉石等名貴裝飾品應(yīng)用到了時(shí)裝、鞋帽、鐘表上［2］。</p><p>　　固然我國戰(zhàn)國時(shí)代楚國人已用石英砂、方鉛礦、重晶石為原料制造了鉛鋇硅酸鹽成分玻璃的劍首、劍珥、玉璧等裝飾玻璃，但這些玻璃與近代的鉛水晶玻璃

25、有顯著的區(qū)別[8]。20世紀(jì)50年代我國研制的鉛玻璃，主要是光學(xué)玻璃的火石玻璃，用作光學(xué)材料，60年代研制了防輻射用的鉛玻璃。到了70年代大連、上海等器皿廠才研制了真正意義上的中鉛(PbO>24%)和高鉛(PbO>30%)水晶玻璃［2］。下面是2010年四月份我國水鉆產(chǎn)品市場現(xiàn)狀及應(yīng)用研究報(bào)告的一些圖表數(shù)據(jù)：</p><p>　　圖1-1水鉆產(chǎn)銷對(duì)比和產(chǎn)品國內(nèi)市場份額</p><p

26、>　　圖1-2水鉆價(jià)格分析預(yù)測</p><p>　　水鉆的全球需求量很大。這種材質(zhì)因?yàn)檩^經(jīng)濟(jì)，同時(shí)視覺效果上又有鉆石般的奪目感覺，因此很受人們的歡迎［3］。磨削加工是保證產(chǎn)品形位精度的最后一道關(guān)鍵工序，其加工精度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量［1］。而且科學(xué)合理地設(shè)計(jì)夾具和工裝是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高加工精度一個(gè)重要手段［9］。</p><p>　　1.3.2 夾具的發(fā)展和研究現(xiàn)狀</p&g

27、t;<p>　　機(jī)械制造業(yè)經(jīng)過了漫長的發(fā)展歷程，從遠(yuǎn)古簡單的石器打磨，到現(xiàn)代工業(yè)的數(shù)控加工,已經(jīng)擺脫了手工作坊的作業(yè)方式，進(jìn)入集團(tuán)化生產(chǎn)、專業(yè)化協(xié)作的生產(chǎn)階段［6］。而夾具隨著機(jī)械制造模式的改變也經(jīng)歷了變革［10］。其最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期，至今大約經(jīng)歷了三個(gè)階段：</p><p>　　第一階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，使得加工過程進(jìn)一步提高效率和趨于完善；&

28、lt;/p><p>　　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；</p><p>　　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。</p><p>　　我國機(jī)械工業(yè)自建國以來有了很大的發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)中產(chǎn)品門類比較齊全、具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)部門之一[11]。機(jī)械加工和夾

29、具也有很大的發(fā)展，但是與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我們這方面的水平還存在著階段性的差距，主要表現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和水平不夠高，加工工藝過程主要依賴工藝人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行不合理編制工藝，使其加工工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，加工出來的產(chǎn)品不理想［12］。</p><p>　　國際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批，多品種生產(chǎn)的產(chǎn)品種類已占工件種類總數(shù)85％左右[3]。</p><p>　　為適應(yīng)市場的需求與競爭，現(xiàn)代

30、生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代 [6] 。但是一般企業(yè)都仍習(xí)慣于采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為15％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床（NC）、加工中心（MC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、成組加工（GT）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)代機(jī)床夾具提出了如下新的要求：</p>&l

31、t;p>　　1）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；</p><p>　　2）能裝夾具有相似性特征的工件；</p><p>　　3）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；</p><p>　　4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；</p><p>　　5）采用以液壓等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高

32、勞動(dòng)生產(chǎn)率；</p><p>　　6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。</p><p>　　長久以來，加工工藝編制是由工藝人員憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的[14]。其涉及的因素多，因果關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，往往由幾位工藝員各自編制會(huì)有不同的工藝規(guī)程，而且很可能都不是最佳方案[16]。計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)（CAPP）將是機(jī)械加工工藝的發(fā)展趨勢，它不僅提高了工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量，而且使工藝人員從繁瑣重復(fù)的工作中擺脫出來，集中精

33、力去考慮提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量問題［17］。伴隨著這樣的原因，現(xiàn)代化的夾具發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化等五個(gè)方面：</p><p><b>　　1）精密化</b></p><p>　　隨著產(chǎn)品精度的不斷提高，相應(yīng)的對(duì)機(jī)床夾具的精度要求勢必也不斷提高。例如。瑞士EROWA柔性夾具的重復(fù)定位精度高達(dá)2—5μm；德國demmeler公司制造的4m長、

34、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為士0.03mm，精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以內(nèi)，夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm；用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度可達(dá)0.2~0.5μm；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm[8]。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)。</p><p><b>　　2）高效化</b></p><p>　　高

35、效化夾具能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，其主要是通過減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間來完成的。常見的高效化夾具有高速化夾具、自動(dòng)化夾具、具有夾緊力裝置的夾具等[8] 。比如美國Jergens(杰金斯)公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上；同樣瑞典的3R夾具也僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。目前，除了在自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、生產(chǎn)流水線、自動(dòng)化夾具外，在加工中心等數(shù)控機(jī)床上出現(xiàn)了各種自動(dòng)更換夾

36、具的裝置以及自動(dòng)裝夾工件的夾具，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。</p><p><b>　　3）柔性化</b></p><p>　　機(jī)床夾具的柔性化是指機(jī)床夾具通過組合、調(diào)整等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等［11］。為

37、適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。</p><p><b>　　4）模塊化</b></p><p>　　組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。省工、省時(shí)、節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中［17］。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)。

38、應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺(tái)，爭取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。</p><p><b>　　5）標(biāo)準(zhǔn)化</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的

39、兩個(gè)方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：gb/t2148~t2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本［8］。</p><p>　　1.3.3夾具的研究動(dòng)態(tài)</p><p>　　在機(jī)械制造業(yè)中，有大部分的企業(yè)從事單件小批量生產(chǎn)和成批生產(chǎn)。為解決單件小批量生產(chǎn)的不合理問題，從20世紀(jì)40年代開始，人

40、們已著手研制能夠多次重復(fù)使用的夾具，也就是出現(xiàn)了組合夾具。組合夾具是在夾具的原件和合件完全標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件，按照組合花的原理，針對(duì)不同的工件迅速組裝成各種專用夾具，使用完畢后再拆散成元件和合件，如此不斷重復(fù)使用。</p><p>　　計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面，受到了各國學(xué)者的廣泛重視。然而目前計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)大多采用人機(jī)對(duì)話的交互方式，這要求設(shè)計(jì)人員的

41、素質(zhì)要求較高，其質(zhì)量好壞完全取決于設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)水平，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能代替人的思維，無法達(dá)到智能化自動(dòng)化。目前KBE技術(shù)的產(chǎn)生為傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究帶來了新的方法和思路。</p><p>　　伴隨組合夾具設(shè)計(jì)組裝人員老化現(xiàn)象特別嚴(yán)重的原因，進(jìn)行組合夾具智能化設(shè)計(jì)研究就顯得很有必要了。</p><p>　　目前專家系統(tǒng)技術(shù)是人工智能（AI）在工程領(lǐng)域應(yīng)用中最為成功的技術(shù)之一。進(jìn)行夾具設(shè)

42、計(jì)專家系統(tǒng)的研究，實(shí)質(zhì)就是把夾具設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的專業(yè)只是和優(yōu)秀組裝工的經(jīng)驗(yàn)、技巧進(jìn)行總結(jié)歸納存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中去，然后利用這些專家只是規(guī)則推理設(shè)計(jì)出夾具組裝方案。</p><p>　　現(xiàn)有的組合夾具設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的投入使用，是的組合夾具設(shè)計(jì)人員拜托了以往的模式，實(shí)現(xiàn)了組合夾具設(shè)計(jì)專家的知識(shí)共享，大大的提高了組合夾具設(shè)計(jì)規(guī)劃的效率和正確性。</p><p>　　眼下人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、基于遺傳算法的優(yōu)化

43、技術(shù)等等都出現(xiàn)在夾具設(shè)計(jì)之中。</p><p>　　2水鉆磨床及其磨頭機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　2.1水鉆磨床</b></p><p>　　2.1.1水鉆磨床示意圖</p><p>　　現(xiàn)用如下圖一款多工位數(shù)控單尖水鉆磨床的示意圖，來作介紹：</p><p>　　圖2-1多工位水鉆磨床&l

44、t;/p><p>　　圖2-2多工位水鉆磨床</p><p>　　1—磨頭機(jī)構(gòu)；6—吹氣結(jié)構(gòu)；2—限位插銷機(jī)構(gòu)；7—下料機(jī)構(gòu)；3—頂升銷機(jī)構(gòu)；8—上料機(jī)構(gòu)；4—磨拋機(jī)構(gòu)；9—膠粉機(jī)構(gòu)；5—中間主軸機(jī)構(gòu)；10—高頻加熱機(jī)構(gòu)</p><p>　　2.1.2主要用途和適用范圍</p><p>　　機(jī)床主要是以高速轉(zhuǎn)動(dòng)的磨拋盤磨削水鉆坯珠，通過步進(jìn)電機(jī)控

45、制每次磨拋后坯珠轉(zhuǎn)過的角度，把圓形坯珠磨成多面體顆粒。</p><p>　　本機(jī)床適用目前市場上大部分水鉆產(chǎn)品的磨拋加工。</p><p><b>　　2.1.3使用環(huán)境</b></p><p>　　機(jī)床供電電壓為三相交流：380V 頻率為：50Hz</p><p>　　機(jī)床供氣氣壓0.5-0.6 MPa

46、 進(jìn)氣管需Ф12 </p><p><b>　　2.2 技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　2.2.1 機(jī)床的主要性能</p><p>　　電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，邊上插銷機(jī)構(gòu)限位，實(shí)現(xiàn)5等分限位；磨頭由多個(gè)氣缸和步進(jìn)電機(jī)組合實(shí)現(xiàn)連貫動(dòng)作；上料機(jī)構(gòu)和膠粉機(jī)構(gòu)由氣缸實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，下料機(jī)構(gòu)由氣缸加電機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。</p><

47、p>　　2.2.2 機(jī)床的主要參數(shù)</p><p>　　機(jī)體尺寸（長x寬x高） 2400x2400x2000 mm</p><p>　　機(jī)體重量 3噸左右</p><p>　　磨拋工位數(shù)

48、2磨1拋(1磨2拋)</p><p>　　磨頭工位數(shù) 5</p><p>　　磨頭4狀態(tài) 0°（垂直狀態(tài)上下料）、48°（磨拋<可調(diào)>）</p><p>　　55°（抬頭<可調(diào)>）、90°（水平看光

49、）</p><p>　　磨頭最大工作行程 105 mm </p><p>　　主軸斜輪齒數(shù)比 160:19 </p><p>　　磨拋涂層尺寸 D=500 mm d=120

50、 mm</p><p><b>　　主運(yùn)動(dòng)電機(jī)</b></p><p>　　磨頭步進(jìn)電機(jī) 功率 350W</p><p>　　伺服電機(jī) 功率 1.2KW</p><p>　　轉(zhuǎn)速

51、 3000r/min</p><p>　　磨盤電機(jī) 功率 1.1KW</p><p>　　轉(zhuǎn)速 940r/min </p><p>　　磨盤電機(jī) 功率

52、 1.5KW</p><p>　　轉(zhuǎn)速 940r/min </p><p>　　拋盤電機(jī) 功率 2.2KW</p><p>　　轉(zhuǎn)速

53、 變頻調(diào)速 -- r/min</p><p>　　下料電機(jī) 功率 25W</p><p>　　轉(zhuǎn)速 1350r/min</p><p>　　高頻加熱功率

54、 20KW</p><p>　　機(jī)床瞬間總功率 30KW</p><p>　　注：伺服電機(jī)、下料電機(jī)、高頻高熱裝置屬間歇性用電，故機(jī)床實(shí)際用電量遠(yuǎn)小于30kw/h，約為10kw/h</p><p>　　磨拋機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)螺母轉(zhuǎn)一圈 磨拋盤上升/下降1.5mm<

55、;/p><p>　　2.3磨頭機(jī)構(gòu)工作簡述</p><p>　　磨頭機(jī)構(gòu)（圖2-3）是由多個(gè)氣缸加電機(jī)組合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的機(jī)構(gòu)，氣缸（8）控制頭部抬升的角度：0°（垂直狀態(tài)上下料）、48°（磨拋狀態(tài)<可調(diào)>），55°（抬頭狀態(tài)<可調(diào)>）、90°（對(duì)接狀態(tài)），氣缸（10）和側(cè)邊（1）限位機(jī)構(gòu)來控制90°對(duì)接狀態(tài)頭部伸出的長

56、度和上膠粉時(shí)的伸出長度，氣缸（10）主要控制磨拋時(shí)的水平運(yùn)動(dòng)，氣缸（11）（12）控制橫向插銷，分別限位48°和55°，夾緊塊（7）結(jié)合氣缸（8），組成多鉸鏈機(jī)構(gòu)，達(dá)到控制頭部多角度的目的，氣缸（10）推動(dòng)基座（9）實(shí)現(xiàn)頭部伸出的動(dòng)作，電機(jī)通過鏈輪、齒輪傳動(dòng)（6）控制夾具（3）針的定角度轉(zhuǎn)動(dòng)，限位塊（1）和定位塊（2）是限制磨頭運(yùn)行行程，限位塊裝有特制的外六角螺釘（易損件），T型防水罩（5）主要是防止水掉落到夾具針上

57、，起到防水的作用。</p><p>　　磨頭機(jī)構(gòu)上步進(jìn)電機(jī)（4）通過鏈輪與齒輪傳動(dòng)，速度比為1：2，即步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，大齒輪轉(zhuǎn)半圈。要使水鉆的面數(shù)多元化，可從步進(jìn)電機(jī)入手。</p><p><b>　　圖2-3磨頭機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　2.4夾具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　

58、2.4.1夾具的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　如今的夾具已經(jīng)發(fā)展出多種多樣的類型，按專門化程度分有通用、專用、組合、隨行夾具等。專用夾具相比較于通用夾具更為復(fù)雜，除了由定位裝置、夾緊裝置及夾具體的構(gòu)成外，還需要另外加導(dǎo)向?qū)Φ对?，其余裝置或元件則可按需要確定。傳統(tǒng)的專用夾具總體組成如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-4專用夾具組成</p><p>　　本文是

59、針對(duì)數(shù)控水鉆磨拋機(jī)拋盤專用夾具的設(shè)計(jì)，由于水鉆夾具的特殊性，結(jié)合圖2-4的專用夾具組成形成的技術(shù)路線：</p><p><b>　　圖2-5技術(shù)路線</b></p><p>　　（1）研究資料，明確設(shè)計(jì)任務(wù)。首先仔細(xì)閱讀裝配圖，清楚的了解零件的作用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料及技術(shù)要求；其次研究零件的工藝規(guī)程，充分地了解工序的加工內(nèi)容和加工要求。必要時(shí)還應(yīng)了解同類零件所用過的夾具

60、及其使用情況，作為設(shè)計(jì)時(shí)的參考。</p><p>　?。?）擬定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖。主要是確定定位方式、夾緊方式、導(dǎo)向方式以及夾具的整體布置等等。</p><p>　　（3）繪制夾具總圖、標(biāo)注有關(guān)尺寸及技術(shù)要求。夾具總圖盡量是1：1按國家標(biāo)準(zhǔn)繪制，這樣可以使所繪制的夾具圖有良好的直觀性。</p><p>　　（4）繪制零件圖。對(duì)夾具總圖中的非標(biāo)準(zhǔn)件均應(yīng)繪

61、制零件圖，零件圖視圖的選擇應(yīng)盡可能與零件在總圖上的工作位置相一致。</p><p>　　下圖是總體的布置設(shè)計(jì)：</p><p>　　圖2-6 雙排針夾具</p><p>　　2.4.2水鉆夾具的主要指標(biāo)參數(shù)</p><p>　　蝸桿頭數(shù)可根據(jù)要求的傳動(dòng)比和效率來選定。單頭蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比可以較大，但效率較低，如要提高效率，應(yīng)增加蝸桿的頭數(shù)。但

62、蝸桿頭數(shù)過多，又會(huì)給加工帶來困難。所以，通常蝸桿頭數(shù)取為1、2、4、6。結(jié)合此設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)，最后蝸桿頭數(shù)取為=1。</p><p>　　渦輪齒數(shù)主要是根據(jù)實(shí)際應(yīng)用與夾具體整體大小決定的，非標(biāo)零部件件。材料選取40Gr，40Cr屬于可氮化鋼，經(jīng)氮化處理后可獲得較高的表面硬度，調(diào)質(zhì)后氮化處理硬度最高能達(dá)到HRA72～78。氮化工件工藝路線：鍛造－退火－粗加工－調(diào)質(zhì)－精加工－除應(yīng)力－粗磨－氮化－精磨或研磨。</p

63、><p><b>　　3設(shè)計(jì)計(jì)算和校核</b></p><p>　　3.1水鉆夾具計(jì)算和校核</p><p>　　3.1.1軸承設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　假設(shè)其工作條件：使用年限10年，每天工作8小時(shí)，每年300個(gè)工作日，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。磨頭步進(jìn)電機(jī)選用型號(hào)為86BYG250D，工作時(shí)功率為350W，轉(zhuǎn)速300r/

64、min。</p><p>　　(1)初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</p><p>　　根據(jù)已知條件，軸承預(yù)計(jì)壽命：，球軸承：。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　圓周力</b></p><p><b>　　軸向力</b><

65、/p><p>　　該軸承只受到徑向力用，所以</p><p><b>　　(2)選擇軸承型號(hào)</b></p><p>　　選擇51101軸承 </p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　式中： --軸承轉(zhuǎn)速（r/min）</p&g

66、t;<p>　　--基本額定動(dòng)載荷（N）</p><p>　　--當(dāng)量動(dòng)載荷（N）</p><p><b>　　代入得： </b></p><p>　　故所選軸承滿足壽命要求。</p><p>　　3.1.2蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　已知：蝸輪的直徑D=3mm，電機(jī)功率

67、P=350w，軸的轉(zhuǎn)速n=150r/min。</p><p>　　法向壓力角取。齒輪傳動(dòng)的螺旋角不宜選得過大，常在之間選擇，這里取。蝸桿有長和短兩根，采用長桿來做校核，必滿足。</p><p><b>　　(1)蝸桿的轉(zhuǎn)矩T</b></p><p><b>　　蝸桿的轉(zhuǎn)矩</b></p><p>&

68、lt;b>　?。?）蝸桿彎矩計(jì)算</b></p><p><b>　　受力分析計(jì)算：</b></p><p><b>　　圓周力</b></p><p><b>　　徑向力</b></p><p><b>　　軸向力</b></p&

69、gt;<p>　　在豎直平面內(nèi)，由靜平衡方程得</p><p><b>　　由，即</b></p><p>　　由該方程組解得 ,</p><p><b>　　，。</b></p><p>　　在水平面內(nèi)，由靜平衡方程得</p><p><b>　

70、　由，即</b></p><p><b>　　由該方程組解得 </b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　由剪力圖和彎矩圖可知,在C點(diǎn)處的彎矩最大</p><p>　　轉(zhuǎn)軸在扭轉(zhuǎn)與彎曲組合變形下的強(qiáng)度條件為</p><p><b&

71、gt;　?。?-2）</b></p><p>　　式中： --抗彎截面系數(shù)；</p><p><b>　　--截面彎矩；</b></p><p><b>　　--截面扭矩；</b></p><p>　　--材料許用應(yīng)力()。</p><p>　　查<&l

72、t;機(jī)械設(shè)計(jì)>>得許用應(yīng)力，抗彎截面系數(shù)</p><p><b>　　得</b></p><p>　　經(jīng)過校核與實(shí)際情況相結(jié)合12mm的蝸桿完全滿足需求。</p><p>　　圖3-1 蝸桿載荷分析圖</p><p><b>　　4設(shè)計(jì)說明</b></p><p>

73、;　　4.1逆向設(shè)計(jì)方法的說明</p><p>　　早期在進(jìn)行產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)時(shí)，所采用的方法主要是正向設(shè)計(jì)法；這是一個(gè)從概念設(shè)計(jì)起步到CAD建模、數(shù)控編程、數(shù)控加工的過程，產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的正向設(shè)計(jì)流程示意： 概念設(shè)計(jì) → CAD/CAM系統(tǒng) → 制造系統(tǒng) → 新產(chǎn)品。 </p><p>　　但對(duì)于復(fù)雜的產(chǎn)品，正向設(shè)計(jì)方法也顯示出了他的不足，設(shè)計(jì)過程難度系數(shù)大、周期較長、成本高、不利于產(chǎn)品的研

74、制開發(fā)，因?yàn)闊o法完全預(yù)估產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過程中會(huì)出現(xiàn)什么樣的狀況，如果每一次都因?yàn)橐恍┚植康膯栴}而導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)品推到重來，不管從時(shí)間上還是從成本上都是不可接受的。如果有方法改正在正向設(shè)計(jì)過程中所產(chǎn)生的局部問題自然是兩全其美的事，正是在這樣的背景下自然發(fā)展并形成了逆向設(shè)計(jì)的方法。 </p><p>　　逆向設(shè)計(jì)通常是根據(jù)正向設(shè)計(jì)概念所產(chǎn)生的產(chǎn)品原始模型或者已有產(chǎn)品來進(jìn)行改良，通過對(duì)產(chǎn)生問題的模型進(jìn)行直接的修改、試驗(yàn)和分析得

75、到相對(duì)理想的結(jié)果，然后再根據(jù)修正后的模型或樣辦通過掃描和造型等一系列方法得到最終的三維模型。</p><p>　　采用逆向設(shè)計(jì)的方法所得到的產(chǎn)品模型，因?yàn)槭怯袑?shí)際的模型參與各種試驗(yàn)因此得到的結(jié)果相對(duì)于概念化推算和電腦虛擬模擬更接近真實(shí)，從而能迅速找到并確定產(chǎn)品的正確形態(tài)縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。 </p><p>　　而在逆向設(shè)計(jì)這些環(huán)節(jié)中，數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、模型重構(gòu)是產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)逆向設(shè)計(jì)的三大

76、關(guān)鍵環(huán)節(jié)。逆向設(shè)計(jì)的一般流程： 產(chǎn)品樣件 → 數(shù)據(jù)采集 → 數(shù)據(jù)處理CAD/CAE/CAM系統(tǒng) → 模型重構(gòu) → 制造系統(tǒng) → 新產(chǎn)品。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)從收集、整理資料，到實(shí)地閱讀裝配圖，了解零件的作用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，演算出材料及技術(shù)要求，還了解同類相似零件所用過的情況等入手。從原先的單排夾具改進(jìn)為現(xiàn)在的雙排水鉆夾具。這樣一來，在原先的加工條件環(huán)境下可以明顯提高勞工效率。</p><

77、p>　　當(dāng)然夾具的外形增大，使得上下料機(jī)構(gòu)在選擇上有了差異，或者需要重新設(shè)計(jì)上下料機(jī)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)加工。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，了解了水鉆的用途和加工工藝，熟悉了水鉆磨拋機(jī)的工作機(jī)理，對(duì)水鉆磨拋機(jī)有了一定的認(rèn)識(shí)。并且熟悉了水鉆夾具的結(jié)構(gòu)外形，主要功能。掌握了夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并由單排針的結(jié)構(gòu)提出了雙排

78、針的設(shè)計(jì)方案。對(duì)其結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計(jì)、并對(duì)主要零部件進(jìn)行必要參數(shù)的設(shè)計(jì)、計(jì)算和校核。根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案、零部件的參數(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，用三維軟件CATIA進(jìn)行三維建模并將其轉(zhuǎn)化為二維多視圖，最后用A畫出水鉆夾具的裝配圖和主要零部件圖。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)是結(jié)合目前實(shí)際生產(chǎn)，為水鉆磨拋機(jī)專門設(shè)計(jì)的一種專用夾具。該夾具具有良好的加工精度，針對(duì)性強(qiáng)，且具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代機(jī)床夾具所要求的高效化和精密化的特點(diǎn)，可以

79、有效的減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力，有效地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　［1］范晉偉，關(guān)佳亮，王文超，周順生，董廣譜，岳中軍，曹美寧.SMART—CNC超精密數(shù)控曲面磨床綜合誤差補(bǔ)償技術(shù)［J］.北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，32（4）:306-310.</p><p

80、>　　［2］中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng)綜合.領(lǐng)略水晶玻璃的發(fā)展歷史掌握市場動(dòng)態(tài).</p><p>　　‘http://www.glass.com.cn/glassnews/newsinfo_53117.html’2011-1-9.</p><p>　?。?］印保忠，胡百柳.彩色玻璃水鉆、仿寶石、仿玉石及琉璃的生產(chǎn)和應(yīng).‘http://www.shlkx.net/xsyj/scjs/sc_08072.

81、html’2011-1-8.</p><p>　?。?］曾妙城.水鉆打磨夾具分度蝸桿加工的工藝分析［J］.廣西輕工業(yè)，2009（9）：35,82.</p><p>　?。?］董志好.水晶飾品拋光應(yīng)注意的問題［J］.中國寶玉石，1996,（02）:49.</p><p>　?。?］潘衛(wèi)平，孫宇寧，魏樂林.自動(dòng)轉(zhuǎn)為研磨拋光夾具的設(shè)計(jì)［B］.40（456）:47.<

82、/p><p>　?。?］黃全印.超精斷面磨床夾具的改進(jìn)設(shè)計(jì)［J］.現(xiàn)代車用動(dòng)力，2010，（1）:50-52.</p><p>　?。?］財(cái)富天下網(wǎng).機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向.</p><p>　　‘http://www.3158.cn/news/20100426/11/5841265729_1.shtml’2011-1-9.</p><p>　

83、　［9］李忠明.磨床工夾具設(shè)計(jì)及應(yīng)用［J］.精密制造與自動(dòng)化，2009，（2）：32-34.［10］郭立，劉建成，張柏清.電飯煲陶瓷內(nèi)膽球面磨床夾具設(shè)計(jì)分析［J］.陶瓷學(xué)報(bào)，2001,22（2）:95-98.</p><p>　　［11］袁培峰.磨床高精度夾具的設(shè)計(jì)［J］.汽車工藝與材料，2009，（2）：49-50.</p><p>　?。?2］孫建軍.利用多工位夾具提高數(shù)控機(jī)床加工效率

84、［J］.煤礦機(jī)電，2007，（1）：85-86.</p><p>　　［13］隋聚艷.夾具的發(fā)展及其趨勢分析［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2009,（19）：323-324.</p><p>　　［14］方和平.柔性夾具的發(fā)展與應(yīng)用［J］.現(xiàn)代制造工程，2002,（1）:55-57.</p><p>　　［15］李延平，張喜群，王耀武，梁齊.新一代夾具的發(fā)展與應(yīng)用［J］.機(jī)

85、械工人，2006，（6）：43-44.</p><p>　　［16］胡新林，孟凡輝.某加工中心多工位夾具的結(jié)構(gòu)及制造［J］.金屬加工，2006，,3（8）：47-48，52.</p><p>　　［17］鄭森偉，王偉，遲巖，李梅，劉偉.行星式研磨拋光機(jī)通用夾具設(shè)計(jì)［J］.機(jī)電技術(shù)，2010,（2）：55-56.</p><p>　　［18］V．Subramaniam

86、，A.Senthil.Kumar，K.C.Seow.A multi-agent approach to fixture design［J］.Journal of Intelligent Manufacturing，2001，（12）：31-42.</p><p>　?。?9］Djordje Vukelic，Uros Zuperl，Janko Hodolic.Complex system for fixture s

87、election,modification,and design［J］.The International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2009，（45）：731-748.</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　附錄圖1 水鉆夾具</b></p&g

88、t;<p><b>　　附錄圖2 止動(dòng)卡針</b></p><p><b>　　附錄圖3 后蓋板</b></p><p>　　附錄圖4 端蓋護(hù)鐵A</p><p>　　附錄圖5 端蓋護(hù)鐵B</p><p><b>　　附錄圖6 蝸桿A</b></p>

89、<p><b>　　附錄圖7 蝸桿B</b></p><p><b>　　附錄圖8 針A</b></p><p><b>　　附錄圖9 針B</b></p><p><b>　　附錄圖10 夾具體</b></p><p>　　附錄圖11 調(diào)整墊

90、板</p><p><b>　　附錄圖12 內(nèi)托</b></p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　水鉆磨拋機(jī)拋盤A組專用夾具設(shè)計(jì)</p><p>　　1前言部分（闡明課題的研究背景和意義）</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，全球經(jīng)濟(jì)處于一個(gè)

91、高速發(fā)展、變革的時(shí)期。在以高科技產(chǎn)業(yè)為主要支撐、智力資源為重要依托的知識(shí)經(jīng)濟(jì)條件下，理工業(yè)正在發(fā)生質(zhì)的飛躍，出現(xiàn)了精密和超精密加工等先進(jìn)制造技術(shù)。磨削加工是保證產(chǎn)品形位精度的最后一道關(guān)鍵工序，其加工精度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量［1］。</p><p>　　水鉆，又稱水晶玻璃鉆石［2］。而隨著人們物質(zhì)文明和精神文明的提高，對(duì)自身的形象要求相應(yīng)地也越來越高，配備的飾物不再單純地從保值或增值的角度考慮，逐步向同服飾、愛好、場

92、合等因素匹配著眼，因此希望飾物、備件多樣化［3］。然而世界資源的不斷開發(fā)利用，那些稀有礦石也伴隨著不斷枯竭。于是人們對(duì)人造寶石的需求更為迫切，還希望其品種豐富，絢麗多彩，形象逼真，價(jià)格低廉［4］。水鉆的發(fā)展可謂不可估量，用無機(jī)非晶態(tài)材料或玻璃來仿制品類眾多的無色或彩色天然寶石和玉石，可以達(dá)到以假亂真的程度，其外形和物化性能方面能通過組份的調(diào)節(jié)，使產(chǎn)品與天然礦石加工物難分伯仲［3］。其勢頭一片大好。但是近幾年江蘇東海水晶加工業(yè)發(fā)展迅速,產(chǎn)

93、品暢銷國內(nèi)外,但質(zhì)高品優(yōu)的產(chǎn)品占比例太少,大量的劣質(zhì)產(chǎn)品充填市場,嚴(yán)重影響了水晶飾品的聲譽(yù)［5］。</p><p>　　拋光是寶石加工中的最后一道工序,是把寶石自然美呈現(xiàn)出來的關(guān)鍵［5］。良好的夾具是研磨拋光的重要支持［6］。夾具和工藝裝備是重要的基礎(chǔ)部件，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)夾具和工裝是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高加工精度一個(gè)重要手段［7］。所以夾具的質(zhì)量優(yōu)良與否在整個(gè)水鉆產(chǎn)品加工制造中扮演著重要的角色。</p>

94、<p>　　2主題部分（闡明課題的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向，以及對(duì)這些問題的評(píng)述）</p><p>　　2.1水鉆的的歷史及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　水鉆是一種俗稱，其主要成分是水晶玻璃[3]。水晶玻璃已有悠久歷史，遠(yuǎn)古時(shí)代因?yàn)椴Ａг想s質(zhì)多，玻璃往往是不透明或半透明的［2］。到了13世紀(jì)，威尼斯人制成了無色透明的玻璃。到了中世紀(jì)，波希米亞的水晶玻璃制造技術(shù)逐漸傳到

95、中歐和西歐，英、法等玻璃廠，之后有了長足的發(fā)展。1764年Ranaut在法國巴卡拉(Baccarat)的一個(gè)小村莊建立了玻璃廠，這個(gè)后來產(chǎn)權(quán)多次易手，廠名幾度變更的巴卡拉卻始終深入人心，在法國甚至在歐洲，提到鉛水晶，就會(huì)想到巴卡拉。1851年英國第一個(gè)世界展覽會(huì)上設(shè)計(jì)師Paxton用沃特福德的玻璃來做墻面、屋頂，建成通體透明的水晶宮，開創(chuàng)了玻璃建筑的新紀(jì)元，在世界建筑史占了一席重要的地位。還有百多年歷史的施華洛世奇(Swarovski)

96、水晶玻璃，更是代替鉆石、玉石等名貴裝飾品應(yīng)用到了時(shí)裝、鞋帽、鐘表上［2］。</p><p>　　固然我國戰(zhàn)國時(shí)代楚國人已用石英砂、方鉛礦、重晶石為原料制造了鉛鋇硅酸鹽成分玻璃的劍首、劍珥、玉璧等裝飾玻璃，但這些玻璃與近代的鉛水晶玻璃有顯著的區(qū)別[8]。20世紀(jì)50年代我國研制的鉛玻璃，主要是光學(xué)玻璃的火石玻璃，用作光學(xué)材料，60年代研制了防輻射用的鉛玻璃。到了70年代大連、上海等器皿廠才研制了真正意義上的中鉛(P

97、bO>24%)和高鉛(PbO>30%)水晶玻璃［2］。下面是2010年四月份我國水鉆產(chǎn)品市場現(xiàn)狀及應(yīng)用研究報(bào)告的一些圖表數(shù)據(jù)：</p><p>　　最近幾年國內(nèi)水鉆產(chǎn)銷量對(duì)比以及水鉆產(chǎn)品國內(nèi)市場份額圖</p><p>　　今后幾年市場價(jià)格分析及預(yù)測圖</p><p>　　水鉆的全球需求量很大［4］。這種材質(zhì)因?yàn)檩^經(jīng)濟(jì)，同時(shí)視覺效果上又有鉆石般的奪目感覺，

98、因此很受人們的歡迎［3］。磨削加工是保證產(chǎn)品形位精度的最后一道關(guān)鍵工序，其加工精度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量［1］。而且科學(xué)合理地設(shè)計(jì)夾具和工裝是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高加工精度一個(gè)重要手段［9］。</p><p>　　2.2夾具的發(fā)展三階段</p><p>　　機(jī)械制造業(yè)經(jīng)過了漫長的發(fā)展歷程，從遠(yuǎn)古簡單的石器打磨，到現(xiàn)代工業(yè)的數(shù)控加工,已經(jīng)擺脫了手工作坊的作業(yè)方式，進(jìn)入集團(tuán)化生產(chǎn)、專業(yè)化協(xié)作的生產(chǎn)階

99、段［6］。而夾具隨著機(jī)械制造模式的改變也經(jīng)歷了變革［10］。其最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期，至今大約經(jīng)歷了三個(gè)階段：</p><p>　　第一階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，使得加工過程進(jìn)一步提高效率和趨于完善；</p><p>　　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；</p><p>

100、　　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［11］。</p><p>　　2.3夾具的國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　我國機(jī)械工業(yè)自建國以來有了很大的發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)中產(chǎn)品門類比較齊全、具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)部門之一[12]。機(jī)械加工和夾具也有很大的發(fā)展，但是與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我們這方面的水平還存在著階段性的差距，主要表現(xiàn)在機(jī)

101、械產(chǎn)品質(zhì)量和水平不夠高，加工工藝過程主要依賴工藝人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行不合理編制工藝，使其加工工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，加工出來的產(chǎn)品不理想［13］。</p><p>　　2.4夾具的國外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　國際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批，多品種生產(chǎn)的產(chǎn)品種類已占工件種類總數(shù)85％左右[8]。</p><p>　　為適應(yīng)市場的需求與競爭，現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)

102、品品種經(jīng)常更新?lián)Q代 [6] 。但是一般企業(yè)都仍習(xí)慣于采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為15％左右［14］。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床（NC）、加工中心（MC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、成組加工（GT）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)代機(jī)床夾具提出了如下新的要求：</p><p>

103、　　1）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；</p><p>　　2）能裝夾具有相似性特征的工件；</p><p>　　3）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；</p><p>　　4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；</p><p>　　5）采用以液壓等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率[1

104、5]；</p><p>　　6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。</p><p>　　2.5現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向</p><p>　　長久以來，加工工藝編制是由工藝人員憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的[12]。其涉及的因素多，因果關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，往往由幾位工藝員各自編制會(huì)有不同的工藝規(guī)程，而且很可能都不是最佳方案[16]。計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)（CAPP）將是機(jī)械加工工藝的發(fā)展趨勢，它不僅提高了

105、工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量，而且使工藝人員從繁瑣重復(fù)的工作中擺脫出來，集中精力去考慮提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量問題［17］。伴隨著這樣的原因，現(xiàn)代化的夾具發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化等五個(gè)方面：</p><p><b>　　1）精密化</b></p><p>　　隨著產(chǎn)品精度的不斷提高，相應(yīng)的對(duì)機(jī)床夾具的精度要求勢必也不斷提高。例如。瑞士EROWA柔性夾具的重

106、復(fù)定位精度高達(dá)2—5μm；德國demmeler公司制造的4m長、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為士0.03mm，精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以內(nèi)，夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm［13］；用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度可達(dá)0.2~0.5μm；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm[8]。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)。</p><p><b>　　2）高

107、效化</b></p><p>　　高效化夾具能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，其主要是通過減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間來完成的。常見的高效化夾具有高速化夾具、自動(dòng)化夾具、具有夾緊力裝置的夾具等 [8] 。比如美國Jergens(杰金斯)公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上；同樣瑞典的3R夾具也僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正［13］。目前，除了在自動(dòng)線配

108、置相應(yīng)的高效、生產(chǎn)流水線、自動(dòng)化夾具外，在加工中心等數(shù)控機(jī)床上出現(xiàn)了各種自動(dòng)更換夾具的裝置以及自動(dòng)裝夾工件的夾具，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。</p><p><b>　　3）柔性化</b></p><p>　　機(jī)床夾具的柔性化是指機(jī)床夾具通過組合、調(diào)整等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾

109、具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等［11］。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。</p><p><b>　　4）模塊化</b></p><p>　　組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。省工、省時(shí)、節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各

110、種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中［17］。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)。應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺(tái)，爭取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化[18]。</p><p><b>　　5）標(biāo)準(zhǔn)化</b>

111、;</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：gb/t2148~t2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本［8］。</p><p>　　3總結(jié)部分（將全文主題進(jìn)行扼要總結(jié)，提出自己的見解并對(duì)進(jìn)一步的發(fā)展方向做出預(yù)測）</p>

112、<p>　　本文主要簡述了水鉆（水晶玻璃）的歷史發(fā)展和國外的一些基本情況，并用圖表的形式對(duì)我國水鉆的現(xiàn)狀和趨勢做了直觀的展示。以及夾具在國內(nèi)外的一些發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。</p><p>　　隨著數(shù)控機(jī)床等不斷的發(fā)展，從原先對(duì)機(jī)床操作人員的高要求，逐漸的改變?yōu)閷?duì)機(jī)床自動(dòng)化能力、高精度、高速化的發(fā)展方向；同時(shí)對(duì)零部件的質(zhì)量要求也越來越高。為了提高產(chǎn)品精度，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，降低成本，提高效益，夾具的設(shè)計(jì)是至關(guān)重

113、要的。雖然它與產(chǎn)品品質(zhì)沒有直接關(guān)系，但是在這個(gè)講究科技的時(shí)代沒有性能優(yōu)良的夾具是萬萬不行的。這需要我們?nèi)轿坏恼J(rèn)知現(xiàn)代科技知識(shí)。多多學(xué)習(xí)國外的一些先進(jìn)的知識(shí)、技術(shù)、管理經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　水鉆屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè),而且有污染，隨著國外的加工全部轉(zhuǎn)移到勞動(dòng)力便宜的發(fā)展中國家生產(chǎn),比如我國產(chǎn)品大多用于出口。2009年的金融危機(jī)也使水鉆行業(yè)有了不小的沖擊。但是國家出臺(tái)了不少對(duì)于中小企業(yè)和飾品行業(yè)利好的政策，對(duì)水鉆

114、行業(yè)有了一定的促進(jìn)。就像在國外一篇計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)上說的一樣，自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)很重要[19]。隨著柔性制造系統(tǒng)的作為開發(fā)新產(chǎn)品的有效手段，其著眼點(diǎn)又是在工裝和機(jī)床兩方面上，夾具將是工裝柔性化的重點(diǎn)。結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)優(yōu)化，擁有以液壓等動(dòng)力源的自動(dòng)夾具應(yīng)用到水鉆磨拋機(jī)上的，將使生產(chǎn)更加高效，性能更加穩(wěn)定。</p><p><b>　　4參考文獻(xiàn)</b></p><p&g