论文之毕业设计

本科毕业设计(论文)开题报告题目：下壳体零件机械加工工艺及端面夹具设计课题类型：设计■实验研究□论文□学生姓名：管风鹏学号：312101010204专业班级：机制2122学院：机械设计制造及其自动化指导教师：王幼民（教授）开题时间：2016年2月26日2016年2月26日2开题报告1.选题的背景和意义1.1选题的背景研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂，里约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20％左右。1.2选题意义对夹具创新设计的研究，对国内机械制造有着重要意义：（1）保证加工精度采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置，工件的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，其加工精度高而且稳定。（2）提高生产率、降低成本用夹具装夹工件，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少了辅助工时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夹具装夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。另外，采用夹具后，产品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显地降低了生产成本。（3）扩大机床的工艺范围使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。例如，在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；通过专用夹具还可将车床改为拉床使用，以充分发挥通用机床的作用。（4）减轻工人的劳动强度3用夹具装夹工件方便、快速，当采用气动、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度。2．设计内容2.1主要设计内容1）完成壳体零件的三维造型2）完成壳体零件的工艺规程及工序卡片3）完成壳体上一副钻夹具的设计任务4）完成壳体上一副铣夹具的设计任务5）完成夹具全部零件的三维造型及装配2.2拟解决的关键问题（1）对于壳体零件的定位基准不好选择。定位基准通常应优先考虑产品设计时的设计基准，并且尽可能的选择加工面做基准，不采用过多的毛坯面定位。（2）完成零件工艺卡片时，所需采用的机床型号不好选择。可以查找机械加工手册。（3）机床夹具设计精度难以把握。可以用综合分析公式计算出来。3．设计的方法及措施3.1可行性分析设计专用壳体夹具，可以保证加工精度，提高工作效率，减低劳动强度，全面提高经济效益，最大程度的减少人力损耗。各种创新夹具的设计，既能节省材料，又能节省时间，提高劳动生产率，促进社会和谐发展。由于铣削加工切削用量及切削力较大，又是多刃断续切削，加工时易产生振动，因此设计铣床夹具时应注意：夹紧力要足够且反行程自锁；夹具的安装要准4确可靠，即安装及加工时要正确使用定向键、对刀装置；夹具体要有足够的刚度和稳定性，结构要合理。对于钻夹具，钻套安装在钻模板或夹具体上，用来确定工件上加工孔的位置，引导刀具进行加工，提高加工过程中工艺系统的刚性并防振。钻模板用于安装钻套，确保钻套在钻模上的正确位置，钻模板多装在夹具体或支架上。3.2方法及措施1）题目所给的零件是壳体，所以对密封性要求较高。零件材料是HT200。零件年产量是小批量生产，而且零件的加工尺寸不大，在考虑提高生产率，保证加工精度后可采用铸造成型。零件形状并不复杂，因此形状毛坯可与零件形状尽量接近。由技术要求可知该零件是铸件，参考机床夹具设计手册可知，根据铸件制造方法，采用金属型铸造经济精度最好。还可用proe软件画出该零件的三维造型图进行综合分析。2）壳体加工工序前后一般都穿插有其它普通的加工工序，如衔接的不好就容易产生矛盾。因此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚壳体加工工序与普通零件加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点，从而保证质量目标及综合以上原则。3）为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专门的铣夹具和钻夹具。设计夹具时，首先要确定工件的定位方式及定位元件的结构；其次要确定工件的夹紧方式，选择合适的夹紧机构；再者要确定刀具的对刀、导向方式，选择对刀、导向元件。4．预期设计成果壳体零件的三维造型，艺及工序过程卡，一副钻夹具装配图，一副铣夹具装配图，全部零件的三维造型图及装配图。55工作计划阶段应完成的主要工作备注第1——2周查阅资料，完成开题报告第3——4周分析零件，完成工艺方案设计第5——6周完成重要工序卡设计第7——8周制定夹具定位方案，完成误差计算第9——10周对前期研究工作总结，完成其中检查第11——12周绘制夹具总图和零件图第13——14周完成夹具装配仿真第15——16周撰写毕业论文第17周答辩6数控机床夹具的发展趋势1.国内外研究历史和现状1.2国内机床夹具发展历史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。在当时曾达到全国年产组合夹具元件800万件的水平。20世纪80年代以后，两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统，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。1.2国外机床夹具发展历史从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。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。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夹具，通常为机床价格的1110﹩到1115﹩，而组合夹具的大型基础件尤其昂贵。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。1.3国内外机床夹具发展现状国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，7一般在具有中等生产能力的工厂，里约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20％左右。特别是近年来，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，对机床夹具提出了如下新的要求：（1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；（2）能装夹一组具有相似性特征的工件；（3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；（4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；（5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；（6）提高机床夹具的标准化程度。2．研究方向现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。2.1标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148~T2259－91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。2.2精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5μm。2.3高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。83．研究趋势夹具是机械加工不可缺少部件，机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向研究。3.1高精化高精机床加工精度提高，降低定位误差，提高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到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler（戴美乐）公司制造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5μm以内；夹具重复安装定位精度高达±5μm；瑞士EROWA柔性夹具重复定位精度高达2～5μm。机床夹具精度已提高到微米级，世界知名夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，适应不同行业需求和经济性，夹具有不同型号，以及不同档次精度标准供选择。3.2高效化提高机床生产效率，双面、四面和多件装夹夹具产品越来越多。减少工件安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断推陈出新。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、多面和多件加工创造了条件。缩短机床上安装与调整夹具时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具安装与校正。采用美国Jergens（杰金斯）公司球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧机床工作台上，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，提高生产效率作用。3.3模块、组合化9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，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发基点。省工、省时，节材、节能，体现各种先进夹具系统创新之中。模块化设计为夹具计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、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、合理夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发公共平台，争取实现夹具设计与服务通用化、远程信息化和经营电子商务化。3.4通用、经济化夹具通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式夹具系统，一次性投资比较大，夹具系统可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国demmeler（戴美乐）公司孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少配套元件，即能组装成多种多样焊接夹具。元件功能强，使夹具通用性好，元件少而精，配套费用低，经济实用才有推广应用价值。4．结束语机械工业是国民经济的支柱产业，现代机械制造技术是机械工业赖以生存和发展的重要保证。机械制造工艺是制造机械产品的技巧、方法和程序。机械制造中，需要加工顺序、装配工序及检验工序等，使用大量的夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品，可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造的一项重要工艺设备。10参考文献（含开题报告和文献综述）[1]孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导[M].北京：冶金工业出版社，2010.[2]张金生等.机械制造工艺与夹具设计指导[M].北京：机械工业出版社，1995.[3]王启平.机械制造工艺学(第5版)[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999.[4]薛顺源等.机床夹具设计[M].北京:机械工业出版社，2001.[5]赵良才等.计算机辅助工艺过程设计[M].北京；机械工业出版社，2003.[6]张亚明.机床夹具的分类与构成[J].科技资讯.2008,(4).[7]蔡光起等.机械制造技术基础[M].沈阳：东北大学出版社，2002.[8]卢克超.周利平.计算机辅助专用夹具CAD系统开发和研究[J].数控机床市场.2006,(7).[9]朱家诚.机械设计课程设计[M].合肥：合肥工业大学出版社，2008.[10]王凤鲜.浅谈组合夹具的重要作用[J].科技情报开发与经济.2008,(