孔系套筒零件工藝及夾具設計【含7張CAD圖紙】

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畢業(yè)設計（論文）開題報告書 2015—2016學年 設計題目： 孔系套筒零件工藝及夾具設計 所在學院： 機電工程學院 專 業(yè)： 機械設計與制造 班 級： 13機械一 學 號： 姓 名： 企業(yè)導師： 學校導師： 填表日期 2015 年 10 月 15 日 畢業(yè)設計（論文）題目 孔系套筒零件工藝及夾具設計 結合畢業(yè)設計課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫400字左右的文獻綜述。 文獻綜述： 夾具最早出現在1787年，至今經歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現為夾具與人的結合。在工業(yè)發(fā)展初期，機械制造的精度較低，機械產品工件的制造質量主要依賴勞動者個人的經驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導向（或對刀）元件的結構也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學技術的進步及社會生產力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據相當重要的地位。這一階段的主要特征表現為夾具與機床的緊密結合。Chou YC Chandru V等人提出的自動夾具定位和夾緊的一種方法；de meter EC提出的利用機械杠桿原理進行定位和夾緊位置選擇的一種算法。Cai等提出了一種指導夾具設計的方法，此方案是縮小由于工件表面與夾具安裝誤差所帶來的定位誤差。Hockenberger[4]與Demter提出的模式是在工件加工期間工件的靜態(tài)分析，這種方法是一種定性分析并且是在抓緊或夾緊物體的最壞的情況下的偏差，這種情況是由于干涉扭矩。夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設計可以提高產品勞動生產率，保證和提高加工精度，降低生產成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設計及制造提出了更高的要求。 改革開放以來，隨著中國與世界的接軌，中國不斷的引進了西方先進的加工技術，而且隨著世界科技的飛速發(fā)展，數控機床，加工中心，柔性制造單元，柔性制造系統(tǒng)等一系列高端設備得以廣泛的運用，使得我國的加工精度和加工方法也發(fā)生了革命性的改變。產品更新換代的加快，產品需求的多樣化，是制造業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)，特別像孔系套筒主要零件這種不規(guī)則零件就出現了重大問題，現階段孔系套筒主要零件加工還打不到自動化加工，它的工藝好需要人工畫線的方法來保證，而零件的裝夾也是通過人工來完成的，所以現階段我國對孔系套筒主要零件這種不規(guī)則零件的加工的效率還是比較低的階段。夾具方面人們也從過去傳統(tǒng)的夾具的裝夾，定位，刀具的引導定位為夾具的裝夾和定位，隨著數字化加工設備的擴大化，已經將夾具的引導刀具功能完全替代，給今后的夾具的快速裝夾與定位提出了更高的要求。 近年來，機械制造工藝有著飛速的發(fā)展。比如，應用人工智能選擇零件的工藝規(guī)程。因為特種加工的微觀物理過程非常復雜，往往涉及電磁場、熱力學、流體力學、電化學等諸多領域，其加工機理的理論研究極其困難,通常很難用簡單的解析式來表達。近年來，雖然各國學者采用各種理論對不同的特種加工技術進行了深入的研究，并取得了卓越的理論成就，但離定量的實際應用尚有一定的距離。然而采用每一種特種加工方法所獲得的加工精度和表面 質量與加工條件參數間都有其規(guī)律。因此，目前常采用研究傳統(tǒng)切削加工機理的實驗統(tǒng)計方 法來了解特種加工的工藝規(guī)律，以便實際應用，但還缺乏系統(tǒng)性。受其限制，目前特種加工 的工藝參數只能憑經驗選取，還難以實現最優(yōu)化和自動化，例如，電火花成形電極的沉入式 加工工藝，它在占電火花成形機床總數95%以上的非數控電火花成形加工機床和較大尺寸的模具型腔加工中得到廣泛應用。雖然已有學者對其CAD、CAPP和CAM原理開展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工藝數據的缺乏，仍未有成熟的商品化的CAD/CAM系統(tǒng)問世。通常 只能采用手工的方法或部分借助于CAD造型、部分生成復雜電極的三維型面數據。隨著模糊 數學、神經元網絡及專家系統(tǒng)等多種人工智能技術的成熟發(fā)展，人們開始嘗試利用這一技術 來建立加工效果和加工條件之間的定量化的精度、效率、經濟性等實驗模型，并得到了初步 的成果。因此，通過實驗建模，將典型加工實例和加工經驗作為知識存儲起來，建立描述特種加工工藝規(guī)律的可擴展性開放系統(tǒng)的條件已經成熟。并為進一步開展特種加工加工工藝過程的計算機模擬，應用人工智能選擇零件的工藝規(guī)程和虛擬加工奠定基礎。 隨著不規(guī)則形狀零件在現代制造業(yè)中的廣泛運用，如何加工這類零件，如何保證這類零件的加工精度就顯得尤為重要。不規(guī)則零件因其結構較為復雜，例如箱體零件結構就比較復雜，其內部呈腔型，壁厚較薄且不均勻。有許多孔距精度較多的孔系和許多螺紋緊固孔加工，還有一些較大的平面要加工，故不規(guī)則零件不可能運用鍛鑄一次性加工成型，而需充分了解零件，對其進行深入的工藝分析，從而制定一個較為適合該類零件的加工工藝，并根據制定的工藝設計相應的專用工藝裝備，不僅可以保證加工的精度，還可以提高勞動生產率，改善工人的勞動條件，從而降低生產成本、保證工藝規(guī)律，獲得良好的經濟效益。 我們都知道減少停工檢修期是提高生產力、使生產能力利用系數最大化的一項重要因素。然而零件加工過程中的精確定位和裝夾的重復精度也是改進效率和質量的關鍵。譬如柔性加工中心的產生就是為了減少產品循環(huán)周期。 目前中國制造業(yè)發(fā)展迅猛，以前的我國制造業(yè)普遍使用剛性專機加工各種各樣的零部件，導致改型和生產個零部件周期較長。隨著我國制造業(yè)發(fā)展和各種零件的需求與日俱增，加工設備和工藝也向著柔性化的方向轉變。加工裝備的柔性概念和需求主要體現在對設備快速性和適應性的需求上，因此制造商不得不尋求柔性和產量之間的最佳組合。當然，在滿足了柔性的條件下、也有著不同的解決方案，如：模塊化、可變換化、可重新配置化、在線兼容性等。不論采用哪種方案，使用高性能的液壓夾具都顯得尤為重要，現在，柔性專機、可重新配置的機床及專用加工中心的組合應用，使得發(fā)動機零件的加工變得越來越柔性化，具體情況取決于每個加工項目的產量配額 夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟的方向發(fā)展。 本畢業(yè)設計要解決的實際問題和擬采用的設計方法（途徑）： 通過網絡、期刊、教材、廠家資料及國內外相關文獻查閱。根據要求完成對孔系套筒主要零件加工工藝和夾具設計系統(tǒng)設計。完成設計圖紙的繪制并進行相關校核工作，完成設計說明書的編寫。 孔系套筒主要零件加工工藝 1、制訂孔系套筒主要零件加工工藝規(guī)程，關鍵是工序的劃分和定位基準的選擇。在設計開始的過程中，我們必須要認真分析零件圖，了解其孔系套筒主要零件的結構特點和相關的技術要求，對孔系套筒主要零件的每一個細節(jié)，都應仔細的分析，如孔系套筒主要零件加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意孔系套筒主要零件各孔系自身精度（同孔系套筒主要零件度、圓度、粗糙度等）和它們的相互位置精度（孔系套筒主要零件線之間的平行度、垂直度以及孔系套筒主要零件線與平面之間的平行度、垂直度等要求），孔系套筒主要零件的尺寸是整個零件加工的關鍵，必須弄清孔系套筒主要零件的每一個尺寸。繪制零件圖是一個重點，同時因為孔系套筒主要零件比較復雜,所以也是一個難點。我們采用autoCAD軟件繪制零件圖，一方面增加我們對零件的了解認識，另一方面增加我們對autoCAD軟件的熟悉。 2、夾具設計可能遇到的問題： 工件定位是否正確，定位精度是否滿足要求，工件夾緊牢固是否可靠等等。 工件在夾具中的定位精度，主要與定位基準是否與工序基準重合、定位基準與定位元件的配合狀況等因素有關，可提高夾具的制造精度，減少配合間隙，就能提高夾具在機床上的定位精度，夾具中出現過定位時，可通過撤消多余定位元件，使多余定位元件失去限制重復自由度的能力，增加過定位元件與定位基準的配合間隙等辦法來解決。 夾緊必須可靠，但夾緊力不可過大，以免工件或夾具產生過大變形。可采用多點夾緊或在工件鋼性薄弱部位安放適當的輔助支撐。夾具的設計必須要保證夾具的定位準確和機構合理,考慮夾具的定位誤差和安裝誤差。我們將通過對工件與夾具的認真分析,結合一些夾具的具體設計事例,查閱相關的夾具設計資料,聯系在工廠看到的一些孔系套筒主要零件加工的夾具來解決這些問題. 上述即為遇到困難的解決措施 課題研究的主要方法： （1） 搜集資料，了解并掌握孔系套筒主要零件加工工藝結構和工作原理。 （2） 確定設計大體思路，撰寫開題報告，要求完成具體的設計內容及計算。 （3） 根據設計任務書的要求，熟悉相關軟件AutoCAD，確定設計方法及設計要點。按要求完成完整的設計計劃及預期達到的結果，進行相關設計及計算。 （4） 對所設計夾具設計相關校核，準備相關資料。 對設計說明書初稿進行相關格式修改，對設計圖紙并進行修改。 參考文獻： [1] 薛源順.機床夾具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011. [2] 陳旭東.機床夾具設計[M].北京：清華大學出版社，2010. [3] 徐鴻本.機床夾具設計手冊[M].遼寧：遼寧科學技術出版社，2004. [4] 聞邦椿.機械設計手冊，北京：機械工業(yè)出版社.2010. [5] 徐名聰. 機床夾具三維計算機輔助設計[J].現代制造工程，2004, 101～102. [6] 周海寶. 提高機床夾具精度的實用方法[J].機械工程師，2000.16～17. [7] 鄭文偉.機械原理[M].北京：高等教育出版社，2010. [8] 張克猛.理論力學[M].北京：科學出版社，2008. [9]　Ye Zhonghe,Lan Zhaohui,Smith.MR.Mechanisms and Machine Theory. Beijing :Higher Efucation [10] KHURMI RS,GUPTA JK.Theory of Machines.First Multicolor Revised and Updated Edition,published by Euras-Ia Publishing House Ltd.,2005. 指導教師意見： 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日