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畢業(yè)設計(論文)開題報告 題目： 推動架零件機械加工工藝以及專用夾具設計 系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 姓 名 學 號 導 師 2012年12月23日 1.畢業(yè)設計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關研究情況） 1.1題目背景和研究意義 機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營管理模式乃至社會的組織結(jié)構(gòu)和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來越高的要求，也就對機械加工工藝等提出了要求[1]。在實際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、形狀、尺寸和技術(shù)要求等條件不同，針對某一零件，往往不是單獨在一種機床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經(jīng)過一定的工藝過程。因此，我們不僅要根據(jù)零件具體要求，選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，一步一步地把零件加工出來。[2] 機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證[3]。夾具是能夠使產(chǎn)品按一定的技術(shù)要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝置，它主要用于保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量、減輕勞動強度、輔助產(chǎn)品檢測、展示、運輸?shù)萚4]。夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，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。因此，好的夾具設計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。在當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求下，企業(yè)對夾具的設計及制造提出了更高的要求[5]。 工件的工藝分析及夾具設計是工藝工程師必備的專業(yè)素質(zhì)。本課題的目的是通過完成畢業(yè)設計，使學生掌握機械加工的流程，對培養(yǎng)學生盡早成為合格工藝工程師具有重要的實踐意義。[6] 我還認為這次“推動架零件機械加工工藝以及專用夾具的設計”的畢業(yè)設計是完成了大學全部課程之后，進行的一次理論聯(lián)系實際的綜合運用。我希望通過這次畢業(yè)設計使我的專業(yè)知識、技能有進一步的提高，鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為自己以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下堅實的基礎。 1.2國內(nèi)外相關研究情況 1.2.1發(fā)展歷史 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段:第一階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這時夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是使加工過程加速和趨于完善。第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生了變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認識到夾具與操作人員改進工作及機床性能的提高有著密切的關系，所以對夾具引起了重視。第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結(jié)合，夾具為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備。[7] 1.2.2發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢 制造業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎，隨著以計算機技術(shù)為主導的現(xiàn)代科學技術(shù)的迅速發(fā)展，以“時間驅(qū)動”為特征的市場競爭、產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快、商品需求的多樣化、用戶素質(zhì)的提高等使制造業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，特別像推動架這樣不規(guī)則零件的加工就出現(xiàn)了一些問題，在現(xiàn)階段像推動架的加工還沒有達到現(xiàn)代自動化的水平。[8]在現(xiàn)代的中小批量生產(chǎn)中，它的加工工藝還需用人工畫線的方法來保證其精度，而對工件的裝夾也是通過人工的方法進行的。因此目前我國對推動架加工還處于效率低、成本高的階段。[9] 隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)張，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流。為了適應機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出了更高的要求。[10]特別像推動架零件的加工還處于落后的階段。在今后的發(fā)展過程中，應大力推廣使用組合夾具、半組合夾具、可調(diào)夾具，尤其是成組夾具。[11]在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精度、高效、模塊組合、通用、經(jīng)濟等方向發(fā)展。[12] 2.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1主要內(nèi)容： a. 對所給零件進行工藝分析，并建立該零件三維模型，設計該零件毛坯 b. 所給零件的工藝分析，計算、編寫加工工藝，有數(shù)控工序的并編寫數(shù)控代碼 c. 設計1-2個工序的機床夾具，有定位分析（自由度）、夾具的定位誤差計算等內(nèi)容 d. 繪制各夾具的裝配圖及部分零件圖；要求各夾具設計合理，符合工程實際 2.2研究方法、步驟 a. 分析推動架零件的結(jié)構(gòu)特點 b. 對推動架零件進行工藝分析 c. 確定毛坯種類、余量及毛坯尺寸 d. 定制推動架加工的工藝過程 e. 確定切削用量及基本工時 f. 夾具設計 3.本課題研究的重點及難點，前期已開展工作 3.1本課題研究的重點及難點[13] 制定零件的機械加工工藝路線，包括：制定工藝路線，選擇定位基準，選擇機床及其工、夾、量、刃具，確定加工余量及工序間尺寸與公差、確定切削用量。 夾具設計，包括：確定設計方案，繪制裝配圖和部分零件圖，選擇定位元件、計算定位誤差、計算夾緊力，說明其原理及操作方法。 3.2前期已開展工作 a. 明確設計要求，查閱、收集相關資料為設計做好準備 b. 完成了零件的二維圖、三維實體圖的繪制，見下圖3.1 、圖3.2 圖3.1 零件二維圖 圖3.2 三維實體圖 c. 對零件進行了工藝分析，初步制定了工藝路線方案[14] 工藝加工方案一: 工序I 銑φ32mm孔的端面 工序II 銑φ16mm孔的端面 工序III 銑φ32mm孔和φ16mm孔在同一基準的兩個端面 工序IV 銑深9.5mm寬6mm的槽 工序V 車φ10mm孔和φ16mm的基準面 工序VI 鉆φ10mm和鉆、半精鉸、精鉸φ16mm孔，倒角45° 工序VII 鉆、擴、鉸φ32mm，倒角45° 工序VIII 鉆、半精鉸、精鉸φ16mm,倒角45° 工序Ⅸ 鉆螺紋孔φ6mm的孔，攻絲M8-6H 工序Ⅹ 鉆φ6mm的孔，锪120°的倒角 工序Ⅺ 拉溝槽R3 工藝路線方案二: 工序I 銑φ32mm孔的端面 工序II 銑φ16mm孔的端面 工序III 銑φ32mm孔和φ16mm孔在同一基準的兩個端面 工序IV 銑深9.5mm寬6mm的槽 工序V 車φ10mm孔和φ16mm的基準面 工序VI 鉆、擴、鉸φ32mm，倒角45° 工序VII 鉆φ10mm和鉆、半精鉸、精鉸φ16mm孔，倒角45° 工序VIII 鉆、半精鉸、精鉸φ16mm,倒角45° 工序Ⅸ 鉆螺紋孔φ6mm的孔，攻絲M8-6H 工序Ⅹ 鉆φ6mm的孔，锪120°的倒角 工序Ⅺ 拉溝槽R3 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：兩個方案都是按加工面再加工孔的原則進行加工的。方案一是先加工鉆φ10mm和鉆、半精鉸、精鉸φ16mm的孔，然后以孔的中心線為基準距離12mm加工鉆、擴、鉸φ32mm,倒角45°[15]，而方案二則與此相反，先鉆、擴、鉸φ32mm,倒角45°，然后以孔的中心線為基準距離12mm鉆φ16mm的孔，這時的垂直度容易保證，并且定位和裝夾都很方便.因此，選擇方案二是比較合理的。 d. 夾具的初步設計 初步打算設計鉆零件下方Φ16mm的孔時所用的夾具 由于公差要求較低，因此本設計的重點應在加緊的方便與快速性上[16]。出于定位簡單和快速的考慮，選擇孔φ32和端面為基準定位，側(cè)面加定位銷輔助定位，使工件完全定位[17]。再使用快速螺旋卡緊機構(gòu)進行卡緊。 4.完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫） 進度安排： 第1周－第3周：熟悉課題，查閱資料，完成基礎知識的積累；運用AutoCAD、 Pro/E 軟件繪制零件的二維圖和三維圖，完成開題報告 第4周－第6周：典型工件的工藝分析，計算、編寫工件的加工工藝 第7周－第8周：各夾具的設計計算，定位分析，設計中存在的問題 第9周：中期檢查 第10周－第13周：繪制各夾具的裝配圖、部分零件工程圖 第14周－第15周：完成畢業(yè)論文 第16周：答辯 5 指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導教師： 年 月 日 6 所在系審查意見： 系主管領導： 年 月 日 6 參考文獻 [1] 趙家其. 機械制造工藝學課程設計指導書 [M] . 北京：機械工業(yè)出版社，2004. 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