機(jī)械制造開(kāi)題報(bào)告

時(shí)間：2024-07-11 00:54:29 開(kāi)題報(bào)告我要投稿

　　一課題的來(lái)源及意義

機(jī)械制造開(kāi)題報(bào)告

　　本課題是對(duì)制動(dòng)桿零件工藝規(guī)程及40×30面銑削夾具的設(shè)計(jì)，對(duì)此研究我查閱了大量的資料，首先明白機(jī)械加工工藝過(guò)程就是用切削的方法改變毛坯的形狀、尺寸和材料的物理機(jī)械性質(zhì)成為具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。

　　在整工藝規(guī)程個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,我們將學(xué)習(xí)到更多的知識(shí)。

　　(一)我們必須仔細(xì)了解零件結(jié)構(gòu)，認(rèn)真分析零件圖,培養(yǎng)我們獨(dú)立識(shí)圖能力,增強(qiáng)我們對(duì)零件圖的認(rèn)識(shí)和了解,通過(guò)對(duì)零件圖的繪制,不僅能增強(qiáng)我們的繪圖能力和運(yùn)用autoCAD軟件的能力。

　　(二)制訂工藝規(guī)程、確定加工余量、工藝尺寸計(jì)算、工時(shí)定額計(jì)算、定位誤差分析等。在整個(gè)設(shè)計(jì)中也是非常重要的,通過(guò)這些設(shè)計(jì),不僅讓我們更為全面地了解零件的加工過(guò)程、加工尺寸的確定,而且讓我們知道工藝路線和加工余量的確定,必須與工廠實(shí)際的機(jī)床相適應(yīng)。這對(duì)以前學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)的復(fù)習(xí),也是以后工作的一個(gè)鋪墊。

　　(三)在這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,我們還必須考慮工件的安裝和夾緊.安裝的正確與否直接影響工件加工精度,安裝是否方便和迅速,又會(huì)影響輔助時(shí)間的長(zhǎng)短,從而影響生產(chǎn)率,夾具是加工工件時(shí),為完成某道工序,用來(lái)正確迅速安裝工件的裝置.它對(duì)保證加工精度、提高生產(chǎn)率和減輕工人勞動(dòng)量有很大作用。這是整個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn),也是一個(gè)難點(diǎn)。

　　在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程之后，我還要進(jìn)行40×30面銑削夾具的設(shè)計(jì)。

　　夾具又稱(chēng)卡具。從廣義上說(shuō)，在工藝過(guò)程中的任何工序，用來(lái)迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱(chēng)為夾具。

　　夾具的主要作用表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

　　(一)縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率

　　夾具的使用一般包括兩個(gè)過(guò)程：其一是夾具本身在機(jī)床上的安裝和調(diào)整，這個(gè)過(guò)程主要是依靠夾具自身的定向鍵、對(duì)刀塊來(lái)快速實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)找正、試切等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但速度稍慢;其二是被加工工件在夾具中的安裝，這個(gè)過(guò)程由于采用了專(zhuān)用的定位裝置(如V形塊等)，因此能迅速實(shí)現(xiàn)。

　　(二)確保并穩(wěn)定加I精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量

　　加工過(guò)程中，工件與刀具的相對(duì)位置容易得到保證，并且不受各種主觀因素的影響，因而工件的加工精度穩(wěn)定可靠。

　　(三)降低對(duì)操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度

　　由于多數(shù)專(zhuān)用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊，這在很大程度上減少了工人找正和調(diào)整工件的時(shí)間與難度，或者根本不需要找正和調(diào)整，所以，這些專(zhuān)用夾具的使用降低了對(duì)工人的技術(shù)要求并減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

　　(四)機(jī)床的加工范圍得到擴(kuò)大

　　很多專(zhuān)用夾具不僅能裝夾某一種或一類(lèi)工什，還能裝夾不同類(lèi)的工件，并且有的夾具本身還可在不同類(lèi)的機(jī)床上使用，這些都擴(kuò)大了機(jī)床的加工范圍。

　　二、國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r

　　近年來(lái)，機(jī)械制造工藝有著飛速的發(fā)展。比如，應(yīng)用人工智能選擇零件的工藝規(guī)程。因?yàn)樘胤N加工的微觀物理過(guò)程非常復(fù)雜，往往涉及電磁場(chǎng)、熱力學(xué)、流體力學(xué)、電化學(xué)等諸多領(lǐng)域，其加工機(jī)理的理論研究極其困難,通常很難用簡(jiǎn)單的解析式來(lái)表達(dá)。近年來(lái)，雖然各國(guó)學(xué)者采用各種理論對(duì)不同的特種加工技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，并取得了卓越的理論成就，但離定量的實(shí)際應(yīng)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(zhì)量與加工條件參數(shù)間都有其規(guī)律。因此，目前常采用研究傳統(tǒng)切削加工機(jī)理的實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法來(lái)了解特種加工的工藝規(guī)律，以便實(shí)際應(yīng)用，但還缺乏系統(tǒng)性。受其限制，目前特種加工的工藝參數(shù)只能憑經(jīng)驗(yàn)選取，還難以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化和自動(dòng)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(jī)床總數(shù)95%以上的非數(shù)控電火花成形加工機(jī)床和較大尺寸的模具型腔加工中得到廣泛應(yīng)用。雖然已有學(xué)者對(duì)其CAD、CAPP和CAM原理開(kāi)展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工藝數(shù)據(jù)的缺乏，仍未有成熟的商品化的CAD/CAM系統(tǒng)問(wèn)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(fù)雜電極的三維型面數(shù)據(jù)。隨著模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)及專(zhuān)家系統(tǒng)等多種人工智能技術(shù)的成熟發(fā)展，人們開(kāi)始嘗試?yán)眠@一技術(shù) 來(lái)建立加工效果和加工條件之間的定量化的精度、效率、經(jīng)濟(jì)性等實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ�，并得到了初�?的成果。因此，通過(guò)實(shí)驗(yàn)建模，將典型加工實(shí)例和加工經(jīng)驗(yàn)作為知識(shí)存儲(chǔ)起來(lái)，建立描述特種加工工藝規(guī)律的可擴(kuò)展性開(kāi)放系統(tǒng)的條件已經(jīng)成熟。并為進(jìn)一步開(kāi)展特種加工加工工藝過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬，應(yīng)用人工智能選擇零件的工藝規(guī)程和虛擬加工奠定基礎(chǔ)。

　　同時(shí)，在機(jī)械加工過(guò)程中，夾具占有非常重要的地位，它可靠地保證了工件的加工精度，提高了加工效率，減輕了勞動(dòng)的強(qiáng)度，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。

　　(一)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)夾具的制造精度要求更高。高精度夾具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夾具平臺(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;瑞士EROWA柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá)2~5μm。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具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，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。

　　(二)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。新型的電控永磁夾具，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，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國(guó)Jergens(杰金斯)公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。

　　(三)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。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。

　　(四)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。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。

　　三、本課題的研究目標(biāo)

　　本課題研究求對(duì)支架零件進(jìn)行合理的工藝設(shè)計(jì)，包括零件每一道工序的選用設(shè)備、切削刀具、切削用量、定位方式等，并要求繪出工序圖。另外要求對(duì)某夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。使學(xué)生把所學(xué)過(guò)的一些機(jī)械方面的基礎(chǔ)知識(shí),機(jī)械制造工藝學(xué),夾具以及和當(dāng)前最常用的畫(huà)圖軟件AutoCAD,有機(jī)的結(jié)合起來(lái),培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力,，為培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力打下良好基礎(chǔ)。通過(guò)設(shè)計(jì)使學(xué)生熟悉加工件的工藝分析過(guò)程,設(shè)計(jì)出最佳工藝方案.通過(guò)刀具的合理選擇以及夾具的實(shí)際設(shè)計(jì),提高學(xué)生的分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力,更重要的是讓學(xué)生的繪圖能力有進(jìn)步的提高.

　　四、研究?jī)?nèi)容

　　本課題研究求對(duì)零件進(jìn)行合理的工藝設(shè)計(jì)，包括零件每一道工序的選用設(shè)備、切削刀具、切削用量、定位方式等，并要求繪出工序圖。另外要求對(duì)某夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。使學(xué)生能把所學(xué)的機(jī)械制造工藝，金屬切削原理及工藝裝備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，為培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力打下良好基礎(chǔ)。

　　五、課題研究的方法和手段

　　根據(jù)不同的研究對(duì)象擬采用不同的研究手段(途徑)，本課題包括兩方面內(nèi)容：

　　制動(dòng)桿加工工藝的設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)

　　制定工藝規(guī)程的研究途徑和可行性分析

　　毛坯的選擇：

　　根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和零件結(jié)構(gòu)選擇毛坯，毛坯的類(lèi)型一般在零件圖上已有規(guī)定。對(duì)于鑄件和鍛件應(yīng)了解其分模面、澆口、冒口位置和拔模率，以便在選擇定位基準(zhǔn)和計(jì)算加工余量時(shí)有所考慮。如果毛坯是棒料或型材，則按其標(biāo)準(zhǔn)確定尺寸規(guī)格，并決定每批加工件數(shù)。

　　毛坯的種類(lèi)和其質(zhì)量對(duì)機(jī)械加工的質(zhì)量有密切的關(guān)系。同時(shí)對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、節(jié)約材料、降低成本有很大的影響。制動(dòng)桿毛坯材料為灰鑄鐵(HT150)，硬度范圍在150～200HBS，承受中等載荷。采用砂型鑄造方法，由于大批量生產(chǎn)故宜采用實(shí)體模樣(金屬模)進(jìn)行兩箱造型，這不僅簡(jiǎn)化了造型和合箱操作，還因型砂緊實(shí)度較為均勻，鑄件的表面質(zhì)量得到提高。在切削加工前進(jìn)行石墨化退火處理，消除鑄件表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織(大量滲碳體出現(xiàn))以便進(jìn)行切削加工。

　　擬訂工藝路線：

　　表示零件的加工順序及加工方法，分出工序，安裝或工位及工步等。并選擇各工序所使用的機(jī)床型號(hào)、刀具、夾具及量具等。擬訂工藝路線從實(shí)際出發(fā)，理論聯(lián)系實(shí)際和工人結(jié)合起來(lái)。常常需要提出幾個(gè)方案，進(jìn)行分析比較后再確定。

　　計(jì)算切削用量、加工余量及工時(shí)定額：

　　查閱《切削用量手冊(cè)》等資料并進(jìn)行計(jì)算確定。目前，對(duì)單件小批量生產(chǎn)不規(guī)定切削用量，而是由操作工人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)自行選定，但對(duì)于自動(dòng)線和流水線，為保證生產(chǎn)的節(jié)拍，必須規(guī)定切削用量，并不能隨意改變。計(jì)算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工質(zhì)量以保證最終加工質(zhì)量。工時(shí)定額一般按各工廠的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)積累起來(lái)的統(tǒng)計(jì)資料來(lái)估算。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，工藝的改進(jìn)，新工藝，新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，工時(shí)定額應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的修改。

　　對(duì)機(jī)械加工工藝規(guī)程基本要求可歸結(jié)為質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。雖然有時(shí)互相矛盾，但只要把它們處理好，就會(huì)成為一個(gè)統(tǒng)一體。在三個(gè)要求中，質(zhì)量是首要的。質(zhì)量表現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)，質(zhì)量不能保證，根本談不上數(shù)量;質(zhì)量和生產(chǎn)率之間是密切聯(lián)系的，在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)該不斷地最大限度地提高生產(chǎn)率，滿(mǎn)足生產(chǎn)量的要求。如果兩者矛盾，則生產(chǎn)率要服從于質(zhì)量，應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下解決生產(chǎn)率問(wèn)題。在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能的節(jié)約耗費(fèi)，減少投資，降低制造成本，這就是經(jīng)濟(jì)性。

　　因此制動(dòng)桿的工藝規(guī)程研究途徑應(yīng)該體現(xiàn)質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一，達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理及可行的最優(yōu)方案。

　　夾具設(shè)計(jì)的研究途徑和可行性分析

　　制動(dòng)桿鏜、銑、鉆等工序使用的專(zhuān)用夾具，此類(lèi)夾具的特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)率高。

　　夾具設(shè)計(jì)最關(guān)鍵是要求對(duì)工件定位正確，且滿(mǎn)足定位精度要求。為了解決此問(wèn)題，首先得了解影響定位精度的因素。然后采取措施解決具體的問(wèn)題。如定位基準(zhǔn)與定位元件的配合狀況和影響定位精度，那么可以提高夾具的制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機(jī)床上的定位精度。

　　除此之外，選擇夾具的類(lèi)型與結(jié)構(gòu)型式必須與零件生產(chǎn)批量大小相適應(yīng)，夾具結(jié)構(gòu)與零部件應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，從而保證夾具操作方便、夾緊可靠、使用安全、并有合理的裝卸空間。

　　六、課題研究的進(jìn)度安排

　　畢業(yè)設(shè)計(jì)總共12周，大致安排如下：

　　第1周：接受任務(wù)書(shū)，理解設(shè)計(jì)課題的主要任務(wù)，查找相關(guān)的中外文資料，調(diào)查國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，寫(xiě)相關(guān)調(diào)研報(bào)告，初步完成外文翻譯工作。

　　第2周：分析給定參考資料，復(fù)原設(shè)計(jì)加工零件工作圖。

　　第3周：設(shè)計(jì)加工工藝過(guò)程卡和加工工序卡。

　　第4周：工裝夾具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。

　　第5周：初步繪制工裝夾具裝配圖。

　　第6周：完成繪制工裝夾具裝配圖。

　　第7周：拆畫(huà)一套夾具零件圖。

　　第8至11周：支架及其工裝夾具三維造型。

　　第12周：編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)提交初稿。

　　第13周：修改圖紙和說(shuō)明書(shū)并打印。

　　第14周：論文整理、裝訂和參加答辯。

　　七、實(shí)驗(yàn)方案的可行性分析

　　1.個(gè)人的知識(shí)準(zhǔn)備、開(kāi)發(fā)能力方面

　　我通過(guò)課程設(shè)計(jì)基本了解夾具設(shè)計(jì)和原理，夾具方面的基礎(chǔ)知識(shí)掌握的也比較牢固，設(shè)計(jì)部件的層次比較清晰，對(duì)電腦繪圖軟件有基本的了解，外語(yǔ)水平較高，學(xué)習(xí)新事物的能力較強(qiáng)。

　　2.開(kāi)發(fā)工具方面

　　Pro.ENGINEER.Wildfire.2.0軟件：

　　Pro/ENGINEER是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，設(shè)計(jì)者可以隨意勾畫(huà)草圖，輕易改變模型。

　　Pro/ENGINEER有如下特點(diǎn)：

　　特征驅(qū)動(dòng)：凸臺(tái)、孔、倒角、腔、殼等;

　　參數(shù)化：參數(shù)、尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等;

　　通過(guò)零件的特征值之間，載荷/邊界條件與特征參數(shù)之間的關(guān)系來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計(jì)：規(guī)則排列的系列組件，交替排列，Pro/PROGRAM的各種能用零件設(shè)計(jì)的程序化方法等。

　　貫穿所有應(yīng)用的全局相關(guān)性：設(shè)計(jì)中，任何部分的變動(dòng)都將引起與之有關(guān)的每個(gè)部分變動(dòng)。

　　八、已具備的實(shí)驗(yàn)條件

　　加工零件圖參考樣圖1張

　　專(zhuān)用計(jì)算機(jī)1臺(tái)硬件環(huán)境：