毕业论文开题报告-十字接头机械加工工艺及翻转钻模设计.doc

学 科 类：工 科 学 号：110202010444学校代码：12795 密 级：2015届本科生毕业论文十字接头机械加工工艺及翻转钻模设计（开题报告）院 系： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 指导教师： 答辩日期： 二一五 年 四 月南昌理工学院学位评定委员会办公室印刷毕业设计(论文)开题报告学生姓名专业机械设计制造及其自动化班级11级统招4班拟选题目十字接头机械加工工艺及翻转钻模设计选题依据及研究意义1. 选题的依据十字接头为液压系统中常用的一种元件，主要用于连续液路之间的压力传动，所以对外形尺寸、形位公差要求不高，主要注意抗压、密封、接口锥度的问题。飞机的制造不同于一般的机械加工工业，从飞机的发展简史看，它对一个国家是具有战略性的高技术产业，从第二次世界大战结束至今，现代局部战争的经验表明，空中力量的强弱已成为决定现代战争胜负的关键。再由于世界经济以及旅游业的蓬勃发展，各国航空运输在运输结构中所占比例越来越大，空运业的发达与否已成为衡量一个国家现代化（特别是交通现代化）与信息化的重要标志。 经过40 多年建设，我国航空工业逐步形成了门类比较齐全，科研、生产、教育紧密结合的工业体系，成为国民经济中技术密集、基础雄厚的高科技产业之一，在飞机制造业方面我国虽有很大的进步，但与世界上其它发达的工业国家，如美国、俄罗斯、法、英和德等国家相比，存在着较大差距，需要我们花费十年、二十年或更长的时间艰苦奋斗才能赶上。从飞机制造业的总体规模、技术实力、设计制造大中型客机能力以及研制先进的军用飞机水平上等几方面的差距尤为明显。因此，对于我国航空方面的研究制造显得尤为可贵，将我国的航空航天事业向前推进是一件迫切的事。2. 研究意义航空制造业对大国意义重大，航空工业是技术密集、资金密集、高附加值、高风险的大工业，按最终用户可分为军用航空与民用航空，军用航空可分为战斗机、轰炸机、军用运输机、机载武器等，民用航空可分为干线飞机、支线飞机、公务机及小型通用飞机等。目前世界上共有50 多个国家拥有不同规模的航空工业，但生产干线大飞机及第四代军机的核心航空技术，仍被美、欧、俄等少数国家垄断。航空工业覆盖了机械、电子、材料、冶金、仪器仪表、化工等几乎所有的工业门类，涉及空气动力学、人机工程学、系统工程学、项目管理等数百种学科，具有产业链条长、辐射面宽、联带效应强的特点，发展航空工业能够带动整个国家的工业水平。从国防角度看，航空制造更是意义重大，空军这个在一战的炮火中诞生的军种，至今已经走过了近百年的历史路程。在新的世纪，空军将会在战争中发挥越来越重要的地位。其地位，将不再是陆军的附庸，它的作用，将赶上乃至超过陆军。航空武器的发展。使空军在现代战争中具有更大的打击力量，并使用于战争的全过程。现代战争的实践预示，空中战场将成为现代战争的一个主要战场。如果空军不具有必要的抗击和反击力量，就会导致战略被动。现代战争通常从空中突袭开始，并贯穿战争的始终，通过“外科手术式”空袭达到战略目的。战争是双方整体作战系统的较量，平面的优势难以和立体优势相抗衡，需要的是陆、海、空、天、电力量的最佳组合和作战交通相互匹配所形成的整体威力，而制空权成为其首要因素。选题研究现状1.飞机制造业的简史及概况（1）从国际上来看，国外的飞机制造业的简史及概况如下：本世纪初，法国、德国、英国、意大利、俄罗斯、美国和日本等国是最早建立飞机制造工业的国家。据统计，第一次世界大战期间，各参战国总共生产了各类飞机约20 万架，欧美开始出现了一批较大规模的飞机制造企业。第一次世界大战后，人们又认识到飞机在交通运输方面的作用，先是传递邮政快件，进而用于快速运送旅客。这个时期航空科学技术的发展步伐也加快了。全金属结构、悬臂式机翼、大功率活塞发动机、变距螺旋桨、可收放起落架、密闭式座舱、自动驾驶设备等一系列技术创新，使得飞机的升阻比和速度在 2030 年代提高了24 倍。各国民用飞机的产量越来越大。飞机制造业开始脱离了原来依附于其他产业的地位，成为具有自己独立体系的高技术产业部门第二次世界大战使飞机制造业出现了空前大发展，这是因为参战飞机种类增多、性能提高，空军成为对战争全局有重要影响的军种。1939 1945 年，美国、英国、法国、苏联、德国、意大利、日本等参战国的飞机装备数量逐年增多。这些参战国的飞机制造业在战时迅速膨胀，一些生产民用车辆、机械设备、仪器仪表的民用产品制造企业都加入了飞机的生产行列，一些国家的飞机制造业在战时成了国内的最大工业。第二次世界大战后，尽管军事订货减少，但由于冷战的开始，美国和前苏联作为竞争对手，展开了长达40 年之久的全球性军备竞赛，飞机制造业在产量上虽远不及战时，但在飞机质量上则不断地提高，飞机制造技术高速发展。特别是第二次世界大战后期出现了喷气技术，它带来了飞机制造业的新的飞跃，以最能体现先进航空科学技术的喷气战斗机研制为主要内容的飞机制造技术的竞争，在美国和前苏联这两个超级大国之间展开了。由于飞机机体设计、喷气推进技术、航空电子技术、先进制造技术、高强度合金和复合材料技术、航空仿真技术等一系列技术上的突破，使得飞机制造业在高、精、尖发展方面迈开了大步。而且这些先进技术也转移到民用飞机上，使得飞机性能更好、更安全可靠，因此民用航空也得到了迅速的发展，特别是航空运输业迅速崛起和不断壮大，使得民用飞机生产成为航空工业的重要组成部分。同时，飞机的种类不断增多，特别是各类民用飞机和直升机的产量逐步增加，使飞机制造业从主要面向军用，转向军民共用。进入90 年代以来，由于前苏联的解体和冷战的结束，全世界军用飞机的订货量陡然下降，但各国并未放松对航空科技的发展在海湾战争结束仅三周后，美国政府公布的国家关键技术报告中，以显著地位把航空列为美国六大关键技术领域之一，进入了国家22 项关键技术项目的行列，美国现在的方针是要保持其空中力量能用高技术同时打胜两场局部战争。为此，美国对军用飞机的发展提出了多研制新技术飞机，同时缩小生产规模的方针。（2）在国内，飞机制造业的简史及概况如下：中国的航空航天工业起步于2 0世纪5 0 年代，于 1951 年在原来极其薄弱的基础上建立和发展起来的。50年代初，航空工业迅速建设起一批骨干工厂，实现了从修理到制造的过渡，一举跨入制造喷气飞机的世界行列，并尝试自行设计飞机。60 年代起，坚持独立自主的发展道路，飞机品种和数量不断增长，原材料和配套产品也基本立足国内，并成立了航空研究院以及一批专业设计所和研究所，航空工业的布局从沿海转向内地。1978年以后，在国家改革开放方针的指引下，我国航空工业进入一个新的发展时期，航空科学研究取得重大进展，产品更新换代速度加快，军转民、内转外的战略转变初见成效。经过6 0 年的发展，我国的航空工业累计生产几十种飞机和直升机超过2 万架，发动机近6 万台，导弹2万多枚，出口和援赠飞机2 4 00 多架。“十一五”期间，中国民用航空工业产品产值达到4 6 7 亿元，是“十五”期间的3 . 7倍。目前，国内航空航天工业主要由中国航空工业集团、中国航天科技集团和中国航天科工集团三家集团公司构成，三家企业大约占据了中国航空航天工业9 5 % 以上的份额。从总体上看，我国的航空航天工业呈现快速增长的趋势，无论是营业收入还是获利能力方面均呈现不断改善的趋势。2010年，三家企业总计获得了3846亿人民币的营业收入。根据2010年营业收入，我国航空航天三强企业可排列在世界航空航天企业第12至21位，但在运营效率上仍稍有逊色，如与世界航空航天前1 5 强企业相比则差距更大。2.先进的飞机制造须运用先进的数控加工技术随着计算机技术的不断发展，许多国家把该技术运用到了各个领域，尤其是西方一些发达国家，早在50年前就将数控技术应用到了飞机制造业中，基本实现了飞机加工数控化，广泛采用CAD/CAM/CAPP系统和DNC技术，达到数控加工高效率，建立了柔性生产线并发展了高速切削加工技术。（1）实现高效数控加工西方发达国家在航空制造业中数控机床占的比例高达50%80%左右，波音、麦道、空中客车等飞机制造公司都配置了大量的大型、多坐标数控铣和加工中心及与之相关的配套设备等，基本实现了数控加工的高效率化。（2）广泛应用CNC技术进入2l世纪，CNC技术已普遍应用在各个领域。如波音、空中客车、麦道等公司都在生产制造线建立了CNC系统，连接分布在若干不同车间中的上百台数控设备，包括加工中心、大型铣床、数控测量机。美国大约有2万多家小型飞机零部件转包制造商，85%都使用了CNC系统。采用CNC技术具有明显的经济和技术效益，可提高20%一25%的生产效率。（3）广泛应用先进的CAD/CAPP/CAM系统广泛应用CAD，CAPP/CAPP/CAM自动化设计制造应用软件以及DFX等并行工程，并有足够的工艺知识数据库、切削参数数据库、各种规范化的技术资料作为使能工具。因而设计与工艺手段先进，工艺精良，NC加工程序优质，缩短了工艺准备周期，提高了设备利用率和生产效率，大大缩短了零件生产周期。3.本课题的发展趋势及存在的主要问题 随着微电子、计算机技术的飞速发展，数控机床的一些关键技术得以突破，同时由于飞机结构件中新材料、新结构的大量应用，高速、高精、智能、环保等成为航空数控加工机床未来的主要发展方向。（1）高速加工机床依然是数控加工机床发展的主要方向整体结构设计是减轻飞机重量、提高性能的主要途径，在现代飞机设计中整体结构件数量越来越多，结构越来越复杂，尺寸越来越大。飞机整体结构零件的一个显著特点就是材料利用率非常低，只有2%10%，因此提高加工效率是飞机零件加工必需解决的问题。由于计算机技术和刀具技术的快速发展，以高转速、高进给为特点的高速加工机床在航空加工领域得以应用，这不但成倍地提高了生产效率、改善了零件的加工精度和表面质量，而且有效地解决了常规加工中难以解决的问题（如超薄零件的加工问题，钛合金、纤维增强塑料等特殊材料的高效加工问题），是提高生产效率和薄壁结构零件加工的有效解决方案。因此，高速加工数控机床依然是实现飞机整体零件高效加工的主要装。（2）高精度数控机床应用日渐广泛作为主要承力部件的飞机结构件，不但要满足与其他零件的装配协调关系，还要满足自身的结构尺寸精度、零件重量等方面的要求。为了提高飞机整体性能，飞机结构零件正向尺寸更大、精度更高、数量更多的方向发展，精确制造将是未来飞机制造业中的一个热点。航空制造领域对高精度数控机床的需求非常旺盛，大型飞机结构件的精密加工将是对数控机床行业的一个挑战，提高数控机床基础大件结构特性和热稳定性，控制环境温度、加工状态等不确定因素以提高机床加工精度将是机床制造业与航空制造业共同关注的焦点。（3）智能化是实现高精、高效加工的主要途径实现高精密加工需要数控设备对加工状态进行实时监控，并根据监控情况自动进行调整或补偿，从而实现零件精密加工。如加工过程刀具状态监控、零件在线检测、故障自诊断和智能维护等就是对加工系统各要素进行实时状态监控的智能技术。（4）目前，环保已经成为工业发展的一个重要目标。环保型机床是指无污染、节能低耗的机床，符合ISO1400 环保标准。在机床设计中可采用脂润滑代替油润滑，以减少泄漏污染，将液压油与冷却液彻底分离，采用油液回收装置、整体防护罩及空气过滤净化装置等，把加工中产生的污染在加工区域进行处理以免产生扩散；另外，干切削加工技术是绿色制造的一个主要方向，干切削相对于传统的湿切削而言，可以节约大量的冷却液支出，更重要的是可以保护工人的健康和环境，其社会效益更为巨大。因此，在未来的机床中，环保因素将会越来越强烈地得到体现。研究内容1.研究思路和框架根据“计算机在飞机进气道底座中的仿真运用”课题的特点，结合课题所给零件图的数据、技术参数、工作要求，通过市场调研与分析综合考虑设计方案，并通过多种方案的分析比较和优化设计，选择一种最佳的设计方案来完成本课题的研究。利用软件模拟仿真加工与自动编程对优化方案的选择提供了很好的科学依据。课题的研究方案符合课题的基本目的，满足课题的基本要求，最后，利用幻灯片的形式答辩更加锻炼了学生的实践能力。 基本框架是：1)分析工件图并绘出工件的二维图及三维图；2)加工方法的选择；3)工序的划分；4)定位与夹紧方式的选择；5)加工顺序的安排；6)确定走刀路线和工步顺序；7)切削用量的选择；8)对刀点和下刀点的确定；9)数控加工刀具的选择；10)工件在数控机床上的装夹与夹具的选择；11）利用仿真软件对工件进行加工，跟据所编程序选择合理的刀具等参数进行数控模拟加工；12)编写设计说明书；2.研究方式和方法在对本课题的研究中，要保证所采用的研究方法切实可行，并从中得到较为优秀的研究方案。1)阅读大量相关的文献资料、教材及新闻背景资料，；2)用调研的方法来进一步的了解企业的现状以及需求；3)合理分析零件特性，确保所选毛胚时零件的强度、刚度达标；4）根据零件的设计要求进行数控编程，对所要设计的零件进行仿真、模拟；5）对零件进行数控加工工艺性分析，据加工零件的设计图纸及相关技术文件，对零件的材料、毛坯种类、形状、尺寸、精度、表面质量以及热处理要求等进行综合分析；6)确定数据来源地真实性与可靠性，详细分析零件加工时的合理性，再进行系统设计；7)对原有设备进行适当的调试与测试，排除数控机床在加工零件时可能出现的故障以及提高加工质量；8)等得到企业有效地反馈信息后，用统计分析法和综合法进行再分析，再设计。论文提纲一、 绪 论（一）数控机床的产生和发展（二）数控加工的特点（三）先进的飞机制造须运用先进的数控加工技术（四）数控加工技术在飞机上的运用（五）本课题的主要内容及任务二、 零件图样及工艺的分析（一）零件的结构特点分析（二）零件的技术要求分析（三）零件的结构工艺性分析三、 毛坯的选择（一）毛坯的制造形式（二）毛坯尺寸的确定四、 数控加工工艺路线的确定（一）加工中走刀路线的确定（二）定位基准的选择（三）加工顺序的安排（四）加工工序及工步的划分五、 进气道底座的建模设计（一）零件数据采集（二）建模过程六、 刀具与切削用量的选取（一）刀具的选择（二）刀具工艺参数设置（三）切削用量的合理选择七、 进气道底座的仿真加工及程序的编制（一）编程方法的选择（二）机床坐标系的确定（三）数控加工仿真及程序的编制参考文献致 谢主要参考文献：1.陈立德 .机械设计基础M 北京：高等教育出版社，20042.丁娜仁花 .浅谈飞机先进制造技术的应用与发展J 天津：中国高新技术企业，2009年第09期3.