锅炉检修平台快速装夹设计
摘 要二十一世纪的制造业面临着顾客的需求、不可未知、快速多变和全球不断增加的市场竞争，并且竞争力不断增加。市场环境不断的变化要求制造系统加工的产品能够快速变换以此来满足市场的需求。近来的制造业发展表明，作为制造系统重要组成部分的夹具设计部分，金属加工中一个重要的影响因素就是工件在夹具上的快速装夹很可能成为未来制造业发展的方向，它能比较好的满足上述要求并符合我国国情。因此，夹具的设计成为一个值得深入研究的问题，本文对此进行了一系列的探索和发现。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题的目的及意义 1
1.2夹具的发展简史及其分类： 1
1.3夹具的发展趋势和方向 2
1.3.1国内的发展趋势 2
1.3.2国外的发展趋势 2
1.3.3现代夹具的发展方向： 3
第二章 有限元法概述 5
2.1有限元的发展史 5
2.2有限元法基本理论 5
2.3有限元软件Hypermesh 简介及其特点 7
第三章 锅炉检修平台分析 8
3.1 锅炉检修平台概述 8
3.2 锅炉检修平台有限元分析 8
3.3 三维模型的建立...........................................................................................................12
第四章 结论与展望 14
4.1结论 14
4.2展望 14
结束语 15
致谢 16
参考文献 17
第一章 绪论
1.1课题的目的及意义
纵观当今的时代要想拥有更好的经济发展前景现，就必须提高劳动生产率，但是影响生产率的因素有很多，其中就有
这些年来，数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统等现代化的加工设备使用非常广泛，从而导致了传统的机械设备发生了重大的变革，这样可以缩短加工时间，从而提高生产率，降低制造成本。
并且受数字化的设备加工功能的
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
扩大化使夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具,转变为定位、装夹。给夹具的快速定位、装夹提出了更加高的要求。
比如夹具是在机械加工制造的过程中,用来使加工的对象在固定时,可使其占有正确的位置，以便接受加工、检查。
所以本课题主要就是对于快速装夹的一个设计
装夹包含了工件在夹具或者机床上的定位和夹紧的一个过程，就是说工件在开始加工之前，前提是要确保工件在夹具或者机床上有正确的位置并使工件不发生位移而夹紧。
而快速装夹，就是工件在夹具上的装夹，夹具设计所依据的法则就是高速、高效、精密、可靠。
在装夹时主要考虑到以下方面：一方面是零件的夹紧，就是说装夹为了不会出现跟预期的位置产生变化需要满足一定的夹持力来确保；另一方面是零件的定位，其中要考虑到零件所合适的加工设备，就是说零件是以什么形态进行得；也包括重复定位问题，当零件进行批量化的生产时，每批零件的所定位的面和被加工尺寸的几何关系和精度是一样的。
1.2夹具的发展简史及其分类：
夹具最早出现在1787年。
夹具的发展过程主要分为一下几个阶段：
第一阶段表现为夹具与人的结合，由于机械制造工业处于初期发展，所以机械制造的精度是比较低的，夹具只能作为一种辅助工具在加工工艺的过程中，所以劳动者个人的经验或收益对机械产品的加工质量有主要影响。
第二阶段是在制造业的已经发展中时，夹具逐渐成为系统的主要工艺装备之一是因为夹具的分类开始齐全而夹具的定位、夹紧的结构等也逐渐完善。
第三阶段是近代科学技术的进步与社会生产力的迅速提高，该阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合，是由于夹具在系统中占相当重要的地位。
通常夹具的分类可分为：
通用夹具、专用夹具、组合夹具、拼装夹具、通用可调夹具、成组夹具。
其中这个课题所用到的夹具为专用夹具，专用夹具的组成包含了一下两个方面：
(1)定位装置 工件在开始加工之前，要确保工件在夹具中占的某一特定位置。
（2）夹紧装置 工件在夹具或者机床上因加工过程的外力导致工件发生位移，而为了使工件不发生便宜需要将工件夹紧。因此有了夹紧装置。
1.3夹具的发展趋势和方向
1.3.1国内的发展趋势
夹具开始进行运用是在20世纪60年代，在数个夹具有关的工厂之前，就已经有些很好的家具厂成立，比如当时的天津组合夹具厂、保定向阳机械厂等等。这些组合夹具在当时的水平之下能达到全国年产800万，是一个相当可观的数值。在20世纪80年代以后，由于国外的配套孔系的夹具价格对于我国来说已经是很高的了，为了能更好的符合国情，满足我国国内的需求，所在我国天津夹具厂和向阳的机械厂两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统。现大国内都可以去此类零件进行配置，大量的降低了生产成本。但是一些进口的NC机床、加工中心还是需要进行外购得。
1.3.2国外的发展趋势
由于现在全球一体化，我国也加入了WTO和制造业的发展趋势，其中带来的商机不言而喻，发展前景是很值得期待得。其中有关夹具方面的贸易已经在国际贸易中日渐成熟。但是在国际上的一些夹具企业还是以中小企业为主。对于专用夹具和可调整的夹具还是以接受本地区和国内订货为主，其中组合夹具的生产国主要来自于俄国、德国和美国。在现在这个贸易全球化的时代，虽然夹具作为国际贸易中一个品种逐渐成熟并有很强的通用性但相比较而言那些比较大型基础件在欧美市场出售价格还是相当高得。那是因为有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料。
据相关的统计表明，为了适应市场的竞争环境，现在许多企业都追求产品的更新，使工件的品种繁多且大都是是少量的生产并且占工件总数的85％左右。然而，就现在的一些多品种企业来说，经常会更新60％左右的专用夹具在3到4年间，就夹具的磨损程度来说也只是在十分之一到二十分之一这样。另一方面，中等生产能力的工厂一般会有数千数万套的夹具，且大多是采用传统的专用夹具。特别是近些年，对于数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统、（FMS）等新加工技术的应用，机床夹具更是提出了新的要求：
（1）为降低成本，通过减少生产的时间，使用了能迅速而方便地新产品装备的投入；
（2）要能适用高精度的和现代化的新型机床夹具；
（3）为了减轻劳动强度和提高生产率，采用液压站等作为动力源的高效夹紧装置；
（4）能适用于一些相似性的特征的工具；
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题的目的及意义 1
1.2夹具的发展简史及其分类： 1
1.3夹具的发展趋势和方向 2
1.3.1国内的发展趋势 2
1.3.2国外的发展趋势 2
1.3.3现代夹具的发展方向： 3
第二章 有限元法概述 5
2.1有限元的发展史 5
2.2有限元法基本理论 5
2.3有限元软件Hypermesh 简介及其特点 7
第三章 锅炉检修平台分析 8
3.1 锅炉检修平台概述 8
3.2 锅炉检修平台有限元分析 8
3.3 三维模型的建立...........................................................................................................12
第四章 结论与展望 14
4.1结论 14
4.2展望 14
结束语 15
致谢 16
参考文献 17
第一章 绪论
1.1课题的目的及意义
纵观当今的时代要想拥有更好的经济发展前景现，就必须提高劳动生产率，但是影响生产率的因素有很多，其中就有
这些年来，数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统等现代化的加工设备使用非常广泛，从而导致了传统的机械设备发生了重大的变革，这样可以缩短加工时间，从而提高生产率，降低制造成本。
并且受数字化的设备加工功能的
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
扩大化使夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具,转变为定位、装夹。给夹具的快速定位、装夹提出了更加高的要求。
比如夹具是在机械加工制造的过程中,用来使加工的对象在固定时,可使其占有正确的位置，以便接受加工、检查。
所以本课题主要就是对于快速装夹的一个设计
装夹包含了工件在夹具或者机床上的定位和夹紧的一个过程，就是说工件在开始加工之前，前提是要确保工件在夹具或者机床上有正确的位置并使工件不发生位移而夹紧。
而快速装夹，就是工件在夹具上的装夹，夹具设计所依据的法则就是高速、高效、精密、可靠。
在装夹时主要考虑到以下方面：一方面是零件的夹紧，就是说装夹为了不会出现跟预期的位置产生变化需要满足一定的夹持力来确保；另一方面是零件的定位，其中要考虑到零件所合适的加工设备，就是说零件是以什么形态进行得；也包括重复定位问题，当零件进行批量化的生产时，每批零件的所定位的面和被加工尺寸的几何关系和精度是一样的。
1.2夹具的发展简史及其分类：
夹具最早出现在1787年。
夹具的发展过程主要分为一下几个阶段：
第一阶段表现为夹具与人的结合，由于机械制造工业处于初期发展，所以机械制造的精度是比较低的，夹具只能作为一种辅助工具在加工工艺的过程中，所以劳动者个人的经验或收益对机械产品的加工质量有主要影响。
第二阶段是在制造业的已经发展中时，夹具逐渐成为系统的主要工艺装备之一是因为夹具的分类开始齐全而夹具的定位、夹紧的结构等也逐渐完善。
第三阶段是近代科学技术的进步与社会生产力的迅速提高，该阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合，是由于夹具在系统中占相当重要的地位。
通常夹具的分类可分为：
通用夹具、专用夹具、组合夹具、拼装夹具、通用可调夹具、成组夹具。
其中这个课题所用到的夹具为专用夹具，专用夹具的组成包含了一下两个方面：
(1)定位装置 工件在开始加工之前，要确保工件在夹具中占的某一特定位置。
（2）夹紧装置 工件在夹具或者机床上因加工过程的外力导致工件发生位移，而为了使工件不发生便宜需要将工件夹紧。因此有了夹紧装置。
1.3夹具的发展趋势和方向
1.3.1国内的发展趋势
夹具开始进行运用是在20世纪60年代，在数个夹具有关的工厂之前，就已经有些很好的家具厂成立，比如当时的天津组合夹具厂、保定向阳机械厂等等。这些组合夹具在当时的水平之下能达到全国年产800万，是一个相当可观的数值。在20世纪80年代以后，由于国外的配套孔系的夹具价格对于我国来说已经是很高的了，为了能更好的符合国情，满足我国国内的需求，所在我国天津夹具厂和向阳的机械厂两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统。现大国内都可以去此类零件进行配置，大量的降低了生产成本。但是一些进口的NC机床、加工中心还是需要进行外购得。
1.3.2国外的发展趋势
由于现在全球一体化，我国也加入了WTO和制造业的发展趋势，其中带来的商机不言而喻，发展前景是很值得期待得。其中有关夹具方面的贸易已经在国际贸易中日渐成熟。但是在国际上的一些夹具企业还是以中小企业为主。对于专用夹具和可调整的夹具还是以接受本地区和国内订货为主，其中组合夹具的生产国主要来自于俄国、德国和美国。在现在这个贸易全球化的时代，虽然夹具作为国际贸易中一个品种逐渐成熟并有很强的通用性但相比较而言那些比较大型基础件在欧美市场出售价格还是相当高得。那是因为有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料。
据相关的统计表明，为了适应市场的竞争环境，现在许多企业都追求产品的更新，使工件的品种繁多且大都是是少量的生产并且占工件总数的85％左右。然而，就现在的一些多品种企业来说，经常会更新60％左右的专用夹具在3到4年间，就夹具的磨损程度来说也只是在十分之一到二十分之一这样。另一方面，中等生产能力的工厂一般会有数千数万套的夹具，且大多是采用传统的专用夹具。特别是近些年，对于数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统、（FMS）等新加工技术的应用，机床夹具更是提出了新的要求：
（1）为降低成本，通过减少生产的时间，使用了能迅速而方便地新产品装备的投入；
（2）要能适用高精度的和现代化的新型机床夹具；
（3）为了减轻劳动强度和提高生产率，采用液压站等作为动力源的高效夹紧装置；
（4）能适用于一些相似性的特征的工具；
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