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1. 研究目的与意义

夹具在实际的应用中非常广泛，同时也是工程设计的主要对象之一，随着市场竞争的日趋激烈，机床夹具如何快速适应产品变化并充分发挥加工设备的加工效能，成为企业关注的重要问题。

众所周知，工装夹具时工艺设备的重要组成部分，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。随着科学技术的不断变化。国内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，以充分发挥机床和加工中心的加工效能，时目前夹具设计所面临的课题。

夹具是制造系统的重要组成部分，随着先进制造技术的发展和市场竞争的夹具，传统的夹具设计方式已成为企业中产品快速上市的瓶颈，企业迫切需要提高夹具设计的效率。

2. 国内外研究现状分析

迄今为止，夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具(刀具、夹具、量具、模具)之一。夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业[1]。

我国国内的夹具始于20世纪60年代，当时建立了面向机械行业的天津组合夹具厂，和面向航空工业的保定向阳机械厂，以后又建立了数个生产组合夹具元件的工厂[2]。在当时曾达到全国年产组合夹具元件800万件[3]的水平。20世纪80年代以后，两厂又各自独立开发了适合nc机床[4]、加工中心的孔系组合夹具系统[5]，不仅满足了我国国内的需求，还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口不少nc机床、加工中心，而由国外配套孔系夹具，价格非常昂贵，现大都由国内配套，节约了大量外汇[6]。

从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国[7]。当前国际上的夹具企业均为中小企业，专用夹具、可调整夹具主要接受本地区和国内订货，而通用性强的组合夹具已逐步成熟为国际贸易中的一个品种[8]。有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料，但欧美市场上一套用于加工中心的央具，而组合夹具的大型基础件尤其昂贵[9]。由于我国在组合夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势，随着我国加入wto和制造业全球一体化的趋势，特别是电子商务的日益发展，其中蕴藏着很大的商机，具有进一步扩大出口良好前景。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：在对一些薄壁类零件进行加工时，需要以内孔为基准进行定位，再进行其他部位孔、面的加工。由于零件的壁薄，所以在加工中很容易产生变形，使用内胀芯轴夹具对于内孔定位薄壁零件加工能减少装夹时间2/3以上，提高加工效率一倍以上，减少装夹变形，提高加工精度。

夹具除了要有足够高的定位精度外，还应该保证夹紧可靠及加工稳定，因此根据加工条件对夹具进行有限元分析可以虚拟分析工件的变形情况和夹具的刚度。

根据设计参数，利用计算机辅助设计软件及ansys分析软件完成薄壁零件夹具的虚拟设计及有限元分析。通过学习了解常用夹具的组成及设计方法，掌握计算机辅助设计软件，在计算机辅助软件中完成数字化模型；完成有限元分析

4. 研究创新点

利用计算机辅助设计软件及ANSYS分析软件完成薄壁零件夹具的虚拟设计及有限元分析