开题报告-割草机支架工艺制定及夹具设计

PAGE上海工程技术大学毕业设计开题报告学院╳╳╳╳学院专业（四号宋体居中）班级学号（四号宋体居中）学生（四号宋体居中）指导教师（四号宋体居中）题目割草机支架工艺制定及夹具设计1综述1.1课题目的与意义机械制造业是国民经济最重要的基础产业，而机械制造技术的不断创新是机械工业发展的技术基础和动力。随着科学技术的进步以及新的管理思想、管理模式和生产秘史的引进，近年来，先进制造技术在机械加工领域中的应用越来越广泛，越来越深入。我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此，对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。这篇论文会对国内割草机支架零件加工工艺夹具的历来的情况进行一个简要的概述，而且加上了割草机支架零件加工工艺夹具工作的理念简述，综述国内外割草机支架零件加工工艺夹具的现在的发展情况后，也综合了它的装置构造是如何设计概念。论文中，做好了割草机支架零件加工工艺夹具构造与设计的方案，对该装置的参数进行设计，校对其强度，分析其运动，割草机支架零件加工工艺夹具的每个机械构造和尺寸分别得到确认和完善。1.2课题内容和拟解决的关键问题本毕业设计的课题是割草机支架零件的机械加工工艺及夹具设计。从图纸中可以清楚的知道，支架类零件的作用是用来支撑运动零件和其他的基本零件，支架类零件的组成部分形状多种多样，支架类零件也各有不同，但是按照其结构功能大体可以分为三大部分：工作主题部分、安装部分和连接支承部分，随着科学技术的迅猛发展，支架类零件的制作和使用过程中得到了一致好评，应用的范围一直在扩展，这种零件在机械的使用中具有良好的稳定性和操纵性，一直是气密性要求高适应好等高要求铸件应用的主要对象。这种设计是必须要培养自主学习以及自我创新的能力。所以这种设计是全面和实用的，涵盖广泛的知识。因此，我们不仅要关注设计中的基本概念，也需要关注生产实践。把理论和生产实践结合起来，我们才能完成好这次的设计。本次课题设计最主要的问题是分析支架零件的加工工艺，制定零件机械加工工艺过程卡和工艺卡片，另外就是设计零件加工过程中的专用夹具等，夹具在设计的过程中需要考虑工件的定位以及定位元件的设计和夹具夹紧机构的设计。1.3研究目标本次课题的研究除了完成研究任务之外，对产品的工艺制定是人们的焦点所在，通常选取普遍的制定方案，此方案是按照人工的方式来设计企业自制基本零件的工艺过程。当今市场客户对产品的需求是多品种小批量，因此这样的工艺设计会带来问题。于是，我们决定在成组分类的基础上，完成工艺制定。成组工艺和典型工艺是两种较主要的工艺设计标准化。以功能相同的同类型零件为对象，使同种零件型的工艺过程变得典型，能得出拥有相同工序顺序及内容的工艺，被称作典型工艺。然而成组工艺则不需要零件的功能结构相同，只需是许多零件在某一道工序能在同一个设备上，用同种工艺方法进行生产。1.4课题涉及领域的国内外进展现状和前沿情况先进制造技术AMT(AdvancedManufacturingTecnology)是在传统制造的基础上，不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果，将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称，也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。1.我国先进制造技术的现状自建国以来，尤其是改革开放以来，我国机械制造业得到了迅速地发展。机械工业是我国工业中发展最快的行业之一。20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。20世纪80年代以后，随着市场全球化的进一步发展，市场竞争变得越来越激烈。20世纪90年代初，随着CIMS技术的大力推广应用，包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。在全国范围内，部署了CIMS的若干研究项目，诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略，CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果，获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统，底层基础自动化还十分薄弱，数控机床由于编程复杂，还没有真正发挥作用。因此，与工业发达国家相比，我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上的差距。2.国外先进制造技术的现状在产品设计方面，普遍采用计算机辅助产品设计(CAD)、计算机辅助工程分析(CAE)和计算机仿真技术；在加工技术方面，巳实现了底层(车间层)的自动化，包括广泛地采用加工中心(或数控技术)、自动引导小车(AGV)等．近10余年来，发达国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方面寻找出路，提出了一系列新的制造系统。如计算机集成制造系统、智能制造系统、并行工程、敏捷制造等。当前先进制造技术的发展趋势大致有以下几个方面：1、信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用2、设计技术不断现代化3、成形及改进制造技术向精密、精确、少能耗、无污染方向发展4、加工制造技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展5、工艺由技艺发展为工程科学，工艺模拟技术得到迅速发展6、专业、学科间的界限逐渐淡化、消失7、绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征。8、虚拟现实技术在制造业中获得越来越多的应用9、信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展，造业在经历了少品种小批量--少品种大批量、--多品种小批量生产模式的过渡后,先进制造模式必将获得不断发展。半个世纪来，我国机械制造业虽然从无到有，从小到大取得了较快的发展，但与西方先进工业国家相比还存在这明显的差距，主要表现在如下方面：（1）产品档次低，高水平产品所占比例小目前我国机械工业主导产品达到当代国际先进水平的不到5%，达到上世纪90年代国际先进水平的占25%，答到80年代水平的占40%。（2）创新开发能力差，新产品贡献率低我国大中型企业生产的2000多种主导产品的平均生命周期为10.5年，而美国一般仅有3-4年。美国制造业的新产品的贡献率已达到国内生产总值的52%。（3）专业化生产水平低我国基础零部件、基础工艺专业化水平与国外先进国家比较存在很大的差距。（4）企业生产管理技术落后目前，我国大部分企业的生产管理依旧停留在过去计划经济管理方式上，现金管理模式和手段未能得到实施。目前我国制造企业的技术水平与国先进水平相比较，从总体上看差距达20年左右。结合我国基本国情，解决我国先进制造技术目前问题应：（1）提高认识，全面规划，力促先进制造技术的发展。（2）深化科技体制改革，推动技术创新体系的建设。（3）将引进消化国外先进制造技术与自主开发创新相结合。（4）大力发展先进高新制造技术及其产业。（5）积极培养创造性人才，努力提高制造业的全员素质。目前国内在现代夹具的发展方向，主要有四个方面，分别是：柔性化、精密化、标准化和高效化。精密化指的是如今随着机器产品的精细程度越来越高，必定也将使夹具的精度要求提高。精密化夹具的种类繁多，比方精度可以达到±0.1的多齿盘，定心精度可以达到5μm的三爪定心卡盘，三抓定心卡盘常被应用在对车削要求高的情况。标准化指的是夹具的标准化与通用化是彼此相关的。现今国内被广泛使用的夹具零部件的国家标准有：GB/T2148~T2259-91和其他常用夹具、组合夹具标准等。夹具的标准化有助于减少生产所需时间、提高大规模生产效率，减少生产所需成本。高效化夹具指的是通过此类夹具能减少加工工件所需的时间，以此来提高生产效率，并降低了生产工人的劳动强度。普遍的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等等。比如：电动虎钳装夹，此种夹具多数被应用于铣床上，通过此夹具，可使得效率提升五倍之多。还有高速三爪自定心卡盘，此类夹具大多被应用于车床，在某试验中，转速高达9千r/min，此夹具仍然能牢牢地夹紧零件，使得切削速度提高。如今，在加工中心上有许多能够自动装夹加工零件的夹具和能够自动切换夹具的设备，充分发挥了数控机床的效率。从国外的夹具发展情况来看，状况如下：主要的夹具生产大国是美国、德国及俄国三国。现今，国际上的夹具厂商普遍都是中小型，许多专用夹具和可调整夹具仅仅只接受自己国家或所处地方的采购。然而，通用性较强的组合夹具正渐渐成为国际交易市场中的一大类。目前尚缺乏对与产值有关的夹具和夹具量的国际交易统计数据，但有一套被应用在加工中心的夹具在欧洲和美国市场，其中组合夹具中的大型零件价格特别高。我国的组合夹具技术是有一定上风的，这是因为我们国家历史的沉淀与生产资源的性价比之高。在我国加入WTO之后，制造业逐渐走向国际化，随着电子商务平台一天天的壮大，相信这当中蕴含着巨大的商机，具有进一步扩大出口良好前景。现代制造技术是现代技术和工业创新的集成，是国家制造业的水平的主要标志，也是国家工业的基础和支柱。随着社会的发展，人们对产品的要求也发生了很大变化，要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求，就必须采用先进的机械制造技术。因此，我们应抓住机遇，了解我国机械制造技术的发展现状，把握现代机械制造技术的发展趋势，使我国现代制造业与世界发达国家站在同一起跑线上2方案论证2.1工艺路线设计零件主加工面是割草机支架的两组加工面，并且两组加工面成60度夹角，需要加工的部位有左侧端面、台阶面、粗镗φ28、φ26、φ24、割1.3mm宽槽、钻孔φ5、钻孔5-φ4.2、攻螺纹5-M5、φ25.2、φ24、φ25.4、φ31。零件的整体表面的粗糙度不是很高的。零件半成品是具有热处理要求的铸件。为了确保装配的可靠性跟操作的准确性，零件的精度有很高的要求。拟好方案因为各个表面的加工方式和粗精加工的标准已经确定，现在就根据“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”“基准先行”的标准。工序号工序名工序内容1铸造铸造毛坯尺寸75*160*802清砂清除浇注系统、冒口、型砂、飞边、飞刺等3热处理人工时效处理4涂漆非加工面涂防锈漆5粗铣、镗粗铣左侧端面、台阶面、粗镗φ28、φ26、φ246精铣、镗精铣左侧端面、台阶面、精镗φ28、φ26、φ247割1.3mm宽槽、钻孔φ5、钻孔5-φ4.2、攻螺纹5-M58粗镗粗镗φ25.2、φ24、φ25.4、φ319精镗精镗φ25.2、φ24、φ25.4、φ3110检验检查各部尺寸精度11入库成品入库表格3-1工艺的流程方案1工序号工序名工序内容1铸造铸造毛坯尺寸75*160*802清砂清除浇注系统、冒口、型砂、飞边、飞刺等3热处理人工时效处理4涂漆非加工面涂防锈漆5粗铣粗铣左侧端面6粗铣粗铣台阶面7粗镗粗镗φ288粗镗粗镗φ269粗镗粗镗φ2410精铣精铣左侧端面11精铣精铣台阶面12精镗精镗φ281314精镗精镗φ2614精镗精镗φ2415割1.3mm宽槽16钻钻孔φ517钻钻孔5-φ4.218攻攻螺纹5-M519粗镗粗镗φ2420粗镗粗镗φ25.421粗镗粗镗φ3122精镗精镗φ2423精镗精镗φ25.424精镗精镗φ3125检验检查各部尺寸精度26入库成品入库表格3-2工艺的流程方案2分析以上两个工艺路线，加工的顺序都是先加工左侧端面和台阶孔后加工夹角60度方向台阶孔，工艺路线一遵循工序集中原则，工艺路线二遵循工序分散原则，通过分析割草机支架零件图可以发现零件上的台阶孔有同轴度要求，由于工艺路线二工序比较分散，在加工同轴孔的时候由于二次定位导致要保证台阶孔的同轴度比较困难，相反遵循工序集中原则的工艺路线一则比较容易保证台阶孔的同轴度，故选择工艺路线一比较合适。2.2夹具设计概述1）加工工件的详细零件图2）零件的流程序卡3）生产的纲领（设计的任务，详细见表格5-1）工件的名称割草机支架零件夹具的类型专用的夹具材料HT200生产的类型大批量的生产机床的型号割草机同时安装的夹工件数2个表格2-1生产的纲领夹具在已经过去的2个世纪里，它历经了三个重要阶段。第一阶段就是：夹具知识被当做工件上的夹紧装配。第二阶段：夹具的高效率、高精度装夹，在机械制造中的优势日益显现，逐步诚意机床设备的重要组成部分。第三阶段：夹具的精度不仅大大提高，且往柔性化方向发展。随着数控技术的发展，夹具做到了与特种设备的集成使用，生产加工水平不断提高，完全能够满足大量的的生产需求。1）按照零件的加工工艺要求，合理的选择装夹方式，使其空间6各自由度都得到限制，确保定位装夹可靠，但也要避免过定位。2）选选取定位的元件，并设计出相应的定位装置首先我们需要确定主要的定位基面的尺寸大小很内部结构好怎样更好的帮助定位基准，按照生产的要求以及岁尺寸精度的要求，来确定好定位原件的内部结构跟尺寸的精度要求。（1）定位的原理为：六点定位原理（2）定位的元件就是：芯轴、圆柱支承钉参考文献[1]董玉红．数控技术[M]．北京：高等教育出版社，2004．[2]覃岭．数控加工工艺基础[M]．重庆：重庆大学出版社，2004．[3]戴向国，等．Mastercam9．0数控加工基础教程[M]．北京：人民邮电出版社，2004．[4]范俊广．数控机床及应用[M]．北京：机械工业出版社，1998．[5]杨毅．数控加工的工艺设计[J]．机械工程师，2001，2(2)：24—26．[6]惠延坡，沙杰等．加工中心的数控编程与操作技术[