套筒加工開(kāi)題報(bào)告

時(shí)間：2024-06-17 04:09:12 開(kāi)題報(bào)告我要投稿

套筒加工開(kāi)題報(bào)告

　　大學(xué)生活又即將即將結(jié)束，大學(xué)生們都開(kāi)始做畢業(yè)設(shè)計(jì)了，而我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)之前要先寫(xiě)好開(kāi)題報(bào)告，那么優(yōu)秀的開(kāi)題報(bào)告是什么樣的呢？以下是小編為大家整理的套筒加工開(kāi)題報(bào)告，僅供參考，大家一起來(lái)看看吧。

套筒加工開(kāi)題報(bào)告

　　學(xué)生姓名

　　專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)

　　指導(dǎo)教師評(píng)閱教師

　　完成日期 2021年 2月 15 日

　　套筒的工藝分析與夾具設(shè)計(jì)

　　學(xué)生：吳新剛

　　指導(dǎo)老師：張明松

　　教學(xué)單位：三峽大學(xué)機(jī)械與材料學(xué)院

　　1 課題來(lái)源

　　本課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際，探討機(jī)械加工中一般性基礎(chǔ)問(wèn)題。課題涉及知識(shí)面較廣，且設(shè)計(jì)要求較高，對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，特別是思考能力是一個(gè)很好的鍛煉。課題研究?jī)?nèi)容包括機(jī)械工程學(xué)科的力學(xué)，材料學(xué)，機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，公差與互換性，機(jī)械制造工藝等知識(shí)，特別涉及機(jī)構(gòu)的應(yīng)用與創(chuàng)新是本課題的主要靚點(diǎn)。使學(xué)生能得到全面的鍛煉。課題要求學(xué)生具備較強(qiáng)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力，對(duì)學(xué)生是一個(gè)挑戰(zhàn)。課題為典型的機(jī)械設(shè)計(jì)類(lèi)課題，涉及機(jī)械知識(shí)全面，與機(jī)械專(zhuān)業(yè)方向結(jié)合緊密。

　　2 研究的目的與意義

　　2.1研究的目的

　　隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的騰飛，市場(chǎng)不斷國(guó)際化全球化，各行各業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。企業(yè)要想在殘酷的競(jìng)爭(zhēng)中生存下來(lái)謀求發(fā)展，就要想方設(shè)法提高競(jìng)爭(zhēng)力�？s短新產(chǎn)品的研發(fā)和開(kāi)發(fā)時(shí)間，提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低研發(fā)成本，進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，只有這樣，才能滿(mǎn)足市場(chǎng)不斷變化的需求。

　　在現(xiàn)代企業(yè)的機(jī)械生產(chǎn)中，如何保證零件加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，是企業(yè)不斷追求的目標(biāo)。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，對(duì)機(jī)械零件的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性提出了更高的要求，而良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性很大程度取決于機(jī)械加工工藝的制定。套筒零件是機(jī)械產(chǎn)品中最常見(jiàn)的一種零件，其生產(chǎn)工藝比較特殊，改造后的套筒零件可達(dá)到較高的精度，同時(shí)夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便快捷，能重復(fù)使用，大大降低了成本。

　　2.2研究的意義

　　零件的加工工藝編制，在機(jī)械加工中占有非常重要的地位，零件工藝編制得合不合理，這直接關(guān)系到零件最終能否達(dá)到質(zhì)量要求;夾具的設(shè)計(jì)也是不可缺少的一部分，它關(guān)系到能否提高其加工效率的問(wèn)題。因此這兩者在機(jī)械加工行業(yè)中是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

　　機(jī)械加工工藝過(guò)程是指用機(jī)械加工方法改變毛坯的形狀，尺寸，相對(duì)位置和性質(zhì)使其成為零件的全過(guò)程。

　　機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本單位是工序，工序又由安裝，工位，工步及走刀組成。

　　規(guī)定產(chǎn)品或零件制造過(guò)程和操作方法的工藝文件，稱(chēng)為工藝規(guī)程。機(jī)械加工工藝規(guī)程的主要作用如下：

　　1.機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)，根據(jù)它來(lái)組織原料和毛坯的供應(yīng)，進(jìn)行機(jī)床調(diào)整，專(zhuān)用工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，調(diào)配勞動(dòng)力，以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等。

　　2.機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)，進(jìn)行計(jì)劃調(diào)度的依據(jù)，有了它就可以指定進(jìn)度計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和低消耗。

　　3.機(jī)械加工工藝規(guī)程是新建工廠(chǎng)的基本技術(shù)文件，根據(jù)它和生產(chǎn)綱領(lǐng)，才能確定所需機(jī)床的種類(lèi)和數(shù)量，工廠(chǎng)的面積，機(jī)床的平面布置，各部門(mén)的安排。機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片是兩個(gè)主要的工藝文件，對(duì)于檢驗(yàn)工序還有檢驗(yàn)工序卡片，自動(dòng)，半自動(dòng)機(jī)床完成的工序，還有機(jī)床調(diào)整卡片。機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片是說(shuō)明零件加工工藝過(guò)程的工藝文件。機(jī)械加工工序卡片是每個(gè)工序制定時(shí)，用于直接指導(dǎo)生產(chǎn)，用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。

　　在機(jī)床上加工工件時(shí)，為了保證加工精度，必須正確安裝工件，使其對(duì)機(jī)床切削成形運(yùn)動(dòng)和刀具占有正確位置，還必須對(duì)“定位”。為了不因受切削力、慣性力、重力等外力作用而破壞工件已定的正確位置，還必須對(duì)其施加一定的夾緊力，這一過(guò)程稱(chēng)為“夾緊”。定位和夾緊全過(guò)程稱(chēng)為“安裝”。在機(jī)床上用來(lái)完成工件安裝任務(wù)的重要工藝裝備，就是各類(lèi)夾具中應(yīng)用最為廣泛的“機(jī)床夾具”。

　　機(jī)床夾具的種類(lèi)很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，且有專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專(zhuān)為某工件加工工序服務(wù)的專(zhuān)用夾具，則需各制造廠(chǎng)根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。因此，專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，每一個(gè)從事機(jī)械加工工藝的工裝設(shè)計(jì)人員，都應(yīng)掌握有關(guān)夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)。

　　套筒零件是一種常用零件，研究套筒零件的加工工藝和夾具生產(chǎn)技術(shù)，可以改進(jìn)套筒零件的生產(chǎn)方法，提高工廠(chǎng)的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高零件精度，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有重要意義。

　　3 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

　　3.1國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀

　　套筒零件的加工工藝根據(jù)其功能，結(jié)構(gòu)形狀，材料和熱處理以及尺寸大小的不同而異。就其結(jié)構(gòu)形狀來(lái)劃分，大體可以分為短套筒和長(zhǎng)套筒兩大類(lèi)。它們?cè)诩庸み^(guò)程中，其裝夾方式和加工方法都有很大的差別。

　　1)套筒零件的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　套筒零件在產(chǎn)品中通常起支撐或?qū)蜃饔�，由于功用不同，在結(jié)構(gòu)和尺寸上有著很大的差異，但在結(jié)構(gòu)上仍有共同的特點(diǎn)：零件的主要表面為同軸度要求較高的內(nèi)外旋轉(zhuǎn)表面，零件壁的厚度薄且受力容易變形。其主要技術(shù)要求為：外圓表面直徑精度，通常取IT7~8;內(nèi)孔直徑精度，通常取IT7;內(nèi)外圓的同軸度;孔軸線(xiàn)與端面的垂直度及表面粗糙度等。

　　2)生產(chǎn)加工現(xiàn)狀

　　由于套筒零件壁薄，受到徑向力容易變形。為了解決這些問(wèn)題，常采用以下兩種裝夾方式：

　　(1)用外圓定位裝夾;

　　(2)用已加工內(nèi)孔定位。在生產(chǎn)過(guò)程中一般采用均勻徑向力夾緊或軸向力夾緊的方式。常用的夾具有軟爪，心軸，彈簧夾頭，液性塑料夾具等。這些夾具都是根據(jù)不同的套筒零件專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)出來(lái)的專(zhuān)用夾具，一旦零件結(jié)構(gòu)，尺寸改變或者停產(chǎn)，這些夾具將成為報(bào)廢品，從而造成極大的浪費(fèi)，增加生產(chǎn)成本，這對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)是要盡量避免出現(xiàn)的。

　　套筒零件加工中的主要工藝問(wèn)題：

　　一般套筒零件在機(jī)械加工中的主要問(wèn)題是保證內(nèi)外圓的相互位置精度(即保證內(nèi)，外圓表面的同軸度以及軸線(xiàn)與端面的垂直度要求)和防止變形。

　　1)保證相互位置精度

　　要保證內(nèi)外圓表面間的同軸度以及軸線(xiàn)與端面的垂直度要求，通�？刹捎孟铝腥N工藝方案：(1)在一次安裝中加工內(nèi)外圓表面和端面。(2)全部加工分在幾次安裝中進(jìn)行，先加工孔，然后以孔為定位基準(zhǔn)加工外圓表面。(3)全部建工分在幾次安裝中進(jìn)行，先加工外圓，然后以外圓表面為定位基準(zhǔn)加工內(nèi)孔。

　　2)防止變形的方法

　　薄壁套筒在加工過(guò)程中，往往由于夾緊力，切削力和切削熱的影響而引起變形，致使加工精度降低。需要熱處理的薄壁套筒，如果熱處理工序安排不當(dāng)，也會(huì)造成不可校正的變形。防止薄壁套筒的變形，可以采取以下措施：

　　(1)減小夾緊力對(duì)變形的影響;

　　(2)減小切削力對(duì)變形的影響;

　　(3)減小熱變形引起的誤差。

　　3.2未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

　　4、加工工藝未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)：

　　1.采用模擬技術(shù)，優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)

　　成形、改性與加工是機(jī)械制造工藝的主要工序，是將原材料(主要是金屬材料)制造加工成毛坯或零部件的過(guò)程。這些工藝過(guò)程特別是熱加工過(guò)程是極其復(fù)雜的高溫、動(dòng)態(tài)、瞬時(shí)過(guò)程，其間發(fā)生一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)、冶金變化，這些變化不僅不能直接觀(guān)察，間接測(cè)試也十分困難，因而多年來(lái)，熱加工工藝設(shè)計(jì)只能憑“經(jīng)驗(yàn)”。近年來(lái)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)及現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)形成的熱加工工藝模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)風(fēng)靡全球，成為熱加工各個(gè)學(xué)科最為熱門(mén)的研究熱點(diǎn)和跨世紀(jì)的技術(shù)前沿。

　　應(yīng)用模擬技術(shù)，可以虛擬顯示材料熱加工(鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、注塑等)的工藝過(guò)程，預(yù)測(cè)工藝結(jié)果(組織性能質(zhì)量)，并通過(guò)不同參數(shù)比較以?xún)?yōu)化工藝設(shè)計(jì)，確保大件一次制造成功;確保成批件一次試模成功。模擬技術(shù)同樣已開(kāi)始應(yīng)用于機(jī)械加工、特種加工及裝配過(guò)程，并已向擬實(shí)制造成形的方向發(fā)展，成為分散網(wǎng)絡(luò)化制造、數(shù)字化制造及制造全球化的技術(shù)基礎(chǔ)。

　　2.成形精度向近無(wú)余量方向發(fā)展毛坯和零件的成形是機(jī)械制造的第一道工序。金屬毛坯和零件的成形一般有鑄造、鍛造、沖壓、焊接和軋材下料五類(lèi)方法。隨著毛坯精密成形工藝的發(fā)展，零件成形的型成形的形狀尺寸精度正從近凈成形(Near Net Shape Forming)向凈成形(Net Shape Forming)即近無(wú)余量成形方向發(fā)展。“毛坯”與“零件”的界限越來(lái)越小。有的毛坯成形后，已接近或達(dá)到零件的最終形狀和尺寸，磨削后即可裝配。主要方法有多種形式的精鑄、精鍛、精沖、冷溫?cái)D壓、精密焊接及切割。如在汽車(chē)生產(chǎn)中，“接近零余量的敏捷及精密沖壓系統(tǒng)”及“智能電阻焊系統(tǒng)”正在研究開(kāi)發(fā)中。

　　3. 成形質(zhì)量向近無(wú)“缺陷”方向發(fā)展毛坯和零件成形質(zhì)量高低的一另一指標(biāo)是缺陷的多少、大小和危害程度。由于熱加工過(guò)程十分復(fù)雜，因素多變，所以很難避免缺陷的產(chǎn)生。近年來(lái)熱加工界提出了“向近無(wú)“缺陷”方向發(fā)展”的目標(biāo)，這個(gè)“缺陷”是指不致引起早期失效的臨界缺陷概念。采取的主要措施有：采用先進(jìn)工藝，凈化熔融金屬薄板，增大合金組織的致密度，為得到健全的鑄件、鍛件奠定基礎(chǔ);采用模擬技術(shù)，優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)一次成形及試模成功;加強(qiáng)工藝過(guò)程監(jiān)控及無(wú)損檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)超標(biāo)零件;通過(guò)零件安全可靠性能研究及評(píng)估，確定臨界缺陷量值等。

　　4.機(jī)械加工向超精密、超高速方向發(fā)展超精密加工技術(shù)目前已進(jìn)入納米加工時(shí)代，加工精度達(dá)0.025μm，表面粗糙度達(dá)0.0045μm。精切削加工技術(shù)由目前的紅處波段向加工可見(jiàn)光波段或不可見(jiàn)紫外線(xiàn)和X射線(xiàn)波段趨近;超精加工機(jī)床向多功能模塊化方向發(fā)展;超精加工材料由金屬擴(kuò)大到非金屬。

　　5、夾具設(shè)計(jì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)：

　　夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具、卡盤(pán)技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。

　　(1)高精

　　隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對(duì)卡盤(pán)的制造精度要求更高。高精度卡盤(pán)的定位孔距精度高達(dá)±5μm，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler(戴美樂(lè))公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接卡盤(pán)平臺(tái)，其等高誤差為±0.03mm;精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以?xún)?nèi);夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm;卡盤(pán)的重復(fù)定位精度高達(dá)2～5μm[12]。機(jī)床卡盤(pán)的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的卡盤(pán)制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，卡盤(pán)有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。

　　(2)高效

　　為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具卡盤(pán)產(chǎn)品越來(lái)越多。

　　為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁卡盤(pán)，加緊和松開(kāi)工件只用1～2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線(xiàn)切割機(jī)床卡盤(pán)的安裝與校正。采用美國(guó)Jergens(杰金斯)公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將卡盤(pán)定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線(xiàn)上更換卡盤(pán)，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。

　　(3)模塊、組合

　　夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開(kāi)發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶(hù)使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶(hù)三維實(shí)體組裝夾具[13]。模擬仿真刀具的切削過(guò)程，既能為用戶(hù)提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專(zhuān)業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢(xún)與開(kāi)發(fā)的公共平臺(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。

　　(4)通用、經(jīng)濟(jì)

　　夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國(guó)demmeler(戴美樂(lè))公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具[14]。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價(jià)值。專(zhuān)家們建議組合夾具行業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專(zhuān)業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動(dòng)與國(guó)外夾具廠(chǎng)商聯(lián)系，爭(zhēng)取合資與合作，引進(jìn)技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國(guó)組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。

　　6、研究的主要內(nèi)容

　　本課題研究的主要內(nèi)容為，通過(guò)對(duì)套筒零件的工藝進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出套筒零件的加工工藝規(guī)程，其中包括確定毛坯的制造形式，基準(zhǔn)的選擇，確定工藝路線(xiàn)等。另外要設(shè)計(jì)出相應(yīng)的夾具。

　　7、工作的主要階段、進(jìn)度及要求

　　8、最終目標(biāo)及完成時(shí)間

　　本課題最終要完成如下目標(biāo)：對(duì)套筒零件的加工工藝進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出其加機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片，完成相應(yīng)夾具的設(shè)計(jì)，達(dá)到核審單位的核審標(biāo)準(zhǔn)。

　　最終完成時(shí)間為6月初，參加答辯。

　　9、現(xiàn)有條件及必須采取的措施

　　現(xiàn)有條件為大學(xué)期間所學(xué)的有關(guān)專(zhuān)業(yè)課程和從網(wǎng)上搜集的相關(guān)論文，相應(yīng)的制圖軟件。目前仍需要搜集更多的資料，復(fù)習(xí)所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，閱讀更多的相關(guān)文獻(xiàn)，以對(duì)課題有更深的了解。

　　10、協(xié)助單位及要解決的主要問(wèn)題

　　本課題要解決生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，由于經(jīng)驗(yàn)不足，需要得到各位老師和同學(xué)的大力支持和幫助。

　　參考文獻(xiàn)

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