文献综述
1. 课题研究的现状及发展趋势:
镗模是一种精密夹具。它主要用来加工箱体类零件上的精密孔系。镗模又称镗床夹具。镗模和钻模一样,是依靠专门的导引元件(镗套)来导引镗杆,从而保证所镗的孔具有很高的位置精度[1]。由此可见,采用镗模后,镗孔的精度便可不受机床精度的影响。镗模广泛应用于高效率的专用组合镗床和一般普通镗床。即使缺乏上述专门镗床,也可以利用镗模来加工精密孔系。一般镗模是由定位元件、夹紧装置、镗套、镗模支架和镗模底座四部分组成。镗床夹具设计在机械制造技术课程设计中占有重要的地位,对于提高我们对于机床夹具的理解,分析解决问题的能力有很大帮助[2]。
镗床夹具是能够使产品按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装置,它主要用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测、展示、运输等。机床夹具在机械加工中起着重要的作用,所以应用十分广泛[3]。归纳起来有以下几个方面的作用:保证工件的加工精度,稳定产品质量;提高劳动生产率和降低加工成本;改善工人劳动条件;在流水线生产中,便于平衡生产节拍[4]。
为保证产品高质量,减小工人劳动强度,提高劳动生产率和解决高产优质的技术问题,普通镗床与数控镗床应时而出,然而不同的空隙零件根据其应用的场合及目的不同,因而制定的加工工艺也就不同,因此也就决定了当前镗床的种类及特性。当前镗床种类繁多,既有专用的也有通用的,既有普通的也有自动化的数控镗床[5]。因此,现代化条件下机械制造业朝着保证减少各种原材料消耗、生产效率高、稳定性和可靠性高、自动化程度及加工精度高的新一代技术方向发展[6]。
镗床夹具主要用于加工精密孔或孔系。它主要由镗模底座、镗查勘支架、镗套、镗杆以及必需的定位、夹紧装置组成[7]。镗床夹具的种类按导向支架的布置形式分为双支承镗模、单支承镗模和无支承镗模三类。为防止镗刃破坏镗模板上引导孔的孔壁,躲在引导孔中设置高硬度的镗套,以维持镗模板的孔隙精度[8]。
国外镗床有突飞猛进的发展。其表现在于机床的结构、精度和寿命,以及自动化水平、生产效率等方面都有很大的提高。在产品开发工作上,采用模块化设计和计算机辅助设计等现代化设计方法,在确保产品设计质量和技术水平的前提下,产品品种大量涌现,变型产品也越来越多,除可满足市场的需求外,还可获得了较大的经济效益[9]。一些科学技术比较发达的国家,已由生产镗床转向生产更高水平的自动化机床,并已生产和研制出更高一级的现代化水平的设备,从而为实现无人化工厂奠定了基础。国外数控镗床的演变过程有两种:一种是以普通镗床为基础,配以数字控制系统,而成为数控镗床;另一种是与普通镗床无关,独立设计而成。国外很多机床公司都是由过去生产普通镗床转而生产当代的数控镗床的[10]。很多机床厂家已不生产一般的普通机床,已将其扩散到发展中国家去生产,而把主要精力集中到更高级的数控镗床,并进行大量的科学研究工作因而取得了较大技术和经济利益。
我国与发达国家同类产品相比,还有较大差距,首先是自主创新能力不够,当前多以仿制为主,或引进技术合作生产,缺乏自主知识品牌的高档产品,往往关键的核心技术,关键的功能部件,还得从国外购买。其次是产品质量,尤其是整机可靠性,还有较大差距,这也是用户最关注的问题之一,影响了国产镗床的市场占有率[11]。由于西方垄断势力的技术封锁,我国研发与生产总体进度缓慢[12],但在“十五”期间,是我国机床工具行业发展最快的五年,通过引进技术合作生产等形式[13],在新产品研发方面取得较大进展。在高速、高精度、自动化程度、使用寿命及高稳定性等方面有了较大突破[14]。
随着国民经济的高速发展对机械装备制造业提出了愈来愈高的要求,作为生产各种工业产品和民用产品的重要工艺装备,夹具已发展成为一门产业。专用机床夹具产品的应用也越来越广泛,优秀夹具的应用对产品的加工成本,质量及生产效率产生很大的影响[15]。现在国内外夹具行业研究的动态是小而专,小而精[16],同时也在不断地面向技术集成化,设备精良化,产品品牌化,管理信息化,经营国际化方向发展。由于专用机床在大批量生产,特别是自动化生产线的广泛应用,对其夹具的需求也日益增加[17]。镗镗夹具又作为夹具重大的一部分,而支架类零件又是许多机械设备的关键部件,需求量大,采用镗镗加工,生产成本低,效率高,也能满足产品设计的各种使用性能要求,固支架镗镗夹具有很好的设计与制造的研究价值[18]。
近些年来,随着加工中心和数控机床以及柔性制造系统等新型加工技术的引进,对机床的夹具也有了更高的要求[19]。如要求可以装夹一组同类型的工件、要求能够被用于高精密加工的机床所适用等等。夹具在机械制造加工中起着不可或缺的作用,在机床技术朝着精密、高效、人工智能的方向发展时,夹具技术也正向高效、高速、高精度、组合化、经济的发展趋势前进[20]。
