1、(2 )畢 業 設 計 （論 文） 材 料 之本科畢業設計（論文）開題報告端面夾具設計型：設計實驗研究口 論文名:口號:級:師: 間： 20142014 年 3 3 月 3 3 日20142014 年 月 日開題報告內容與要求一、畢業設計（論文）內容及研究意義（價值）1、 研究內容：本課題設計的是制動閥下殼體零件機械加工工藝及端面夾具設計。主要內容有編制零 件制造工藝方案，設計重要工序工序卡，繪制零件總工序圖，夾具定位方案、誤差計算， 專用夾具總圖及零件圖設計，并對專用夾具進行裝配仿真。2、 研究意義：（1）.我們必須仔細了解零件結構，認真分析零件圖。培養我們的獨立識圖能力。增強我們對零件圖的

2、認識和了解。通過圖形的原始資料建立三維模型。（2）制訂工藝規程、確定加工余量、工藝尺寸計算、工時定額計算、定位誤差分析等。 在整個設計中也是非常重要的，通過這些設計，不僅讓我們更為全面地了解零件的加工過 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重要性，這對以前學習過的知 識的復習，也是以后工作的一個鋪墊。（3）在這個設計過程中，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，又會影響輔助時間的長短，從而影響生產率，夾具是加工 工件時,為完成某道工序，用來正確迅速安裝工件的裝置.它對保證加工精度、提高生產率和 減輕工人勞動量有很題目制動閥下殼

3、體零件機械加工工藝及院:機械與汽車工程學院(2 )大作用。這是整個設計的重點，也是一個難點。所以夾具的重要性也就 應運而生，因為在機械加工過程中，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，減輕了勞動的強度，夾具的設計過程中，應深入生產實際，（對11工件的圖紙，工藝文件，生產綱領等分析），精心調查研究，吸取國內外的先進技術，制訂 出合理的設計方案。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。二、畢業設計（論文）研究現狀和發展趨勢（文獻綜述）1、研究現狀：機械制造

4、工藝是機械制造的核心技術，現代機械產品特點是品種更新快、生產周期短，這就要求整個加工系統及制造工藝技術向著柔性化、高效、自動化方向發展。目前我國的 機械制造業還處在發展階段，其中一些先進的工藝已開始應用于機械制造過程中。像精密 與超精密加工技術，微細加工與納米技術，高速加工技術，特種加工技術，制造自動化技 術，綠色制造技術等。隨著計算機技術的發展和成組技術理論的出現，CAD CAM CAPP數控加工技術、加工中心、自動控制技術、自動制造單元、自動制造系統、計算機集中控 制的流水線、柔性控制技術等先進技術在制造業中得到廣泛應用，大大縮短機電產品生產 周期，提咼了效率，保證產品咼精度、咼質量。2、

5、發展趨勢：現在，機械加工工藝及夾具隨著制造技術的發展也突飛猛進。機械加工工藝以各個工 廠的具體情況不同，其加工的規程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其隨著情況的 不同具有更加合理的工藝過程。也使產品的質量大大提高。制定加工工藝雖可按情況合理 制定，但也要滿足其基本要求：在保證產品質量的前提下，盡可能提高勞動生產率和降低 加工成本。并在充分利用本工廠現有生產條件的基礎上，盡可能采用國內、外先進工藝技 術和經驗。還應保證操作者良好的勞動條件。但我國現階段還是主要依賴工藝人員的經驗 來編制工藝，多半不規定工步和切削用量，工時定額也憑經驗來確定，十分粗略，缺乏科 學依據，難以進行合理的經濟核算。國

6、際生產研究協會的統計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總 數的85%左右。現代生產要求企業所制造的產品品種經常更新換代，以適應市場的需求與 競爭。別是近年來，數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統（FMS等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本；？能裝夾一組具有相似性特征的工件；？能適用于精密加工的高精度機床夾具；？能適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具；？采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產 提高機床夾具的標準化程度。夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高

7、速、高效、精密、復合、智能、環 保方向發展的帶動下，特別是計算機在夾具設計中的應用，夾具技術正朝著高精、高效、 模塊、組合、通用、經濟的方向發展。三、畢業設計（論文）研究方案及工作計劃（含工作重點與難點及擬采用的途徑）1、研究方案：（1） 根據不同的研究對象擬采用不同的研究方案（途徑），本課題包括以下內容：制動 閥下殼體零件的機械加工工藝設計和端面夾具設計，以及三維建模和裝配仿真。（2）、毛坯的選擇：根據原始資料，毛坯材料為CF8,即為不銹鋼材料。（3）、擬訂工藝路線：1)2)3)4)5)率；?6)確定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 使用的機床型號、刀具

8、、夾具及量具等。擬訂工藝路線從實際出發，理論聯系實際和工人 結合起來。常常需要提出幾個方案，進行分析比較后再確定。（4）確定切削用量、加工余量及工時定額：查閱切削用量手冊等資料并進行計算確定。為了保證生產的節拍，必須規定切削 用量，并不能隨意改變。確定加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工質量以保 證最終加工質量。2、工作計劃：階段應完成的主要工作備注第1-2周查閱資料，完成開題報告第3-4周分析零件，完成工藝方案 設計第5-6周完成重要工序卡設計第7-8周制疋夾具疋位方案，元成 誤差計算第9-10周對前期研究工作總結，完 成其中檢查第1112周繪制夾具總圖和零件圖第13-14周完成夾具

9、裝配仿真第15-16周撰寫畢業論文第17周答辯金屬機械加工工藝人員修訂組.金屬機械加工工藝人員手冊M.北京： 機械工業出版 社，1987.7艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊M.北京：機械工業出版社，1994鄒昌平.機械制造工藝學M.北京：中央廣播電視大學出版社；2012.12陳宏鈞.機械加工工藝技術及管理手冊M.北京： 機械工業出版社，2011.11趙雪松，任小中，于華.機械制造裝備設計M.武漢：華中科技大學出版社，2009.11趙雪松，任小中，趙曉芬.機械制造技術基礎M.武漢：華中科技大學出版社，2010.9上海市金屬切削技術協會.金屬切削手冊M.上海：上海科學技術出版社，2003陳宏鈞.實用

10、機械加工工藝手冊M.北京：機械工業出版社，1997毛平淮.互換性與測量技術基礎M.北京：機械工業出版社，2010.10孫本緒，熊萬武.機械加工余量手冊M.北京：國防工業出版社，1999閆志中，劉曉梅.計算機輔助夾具設計方法及發展趨勢J.內蒙古林學院學報（自然科學版），1996, 18（3）:69-74.四、主要參考文獻（不少于10篇，期刊類文獻不少于7篇，應有一定數量的外文文獻，至 少附一篇引用的外文文獻（3個頁面以上及其譯文）123467891011Comp uter-Aided Desig n, Wlume 42, Issue 12, December 2010, P ages 1085-

11、109418 Y. Kang, Y. Rong and M. Sun,“Con stra int based modular fixture assen nobHyeli ng andautomated design”，Proceedings of the ASME Manufacturing Science and Engineering Divisio n, 8,pp. 901 08, 1998.指導教師意見簽名：月 日教研室意見教研室主任（簽章）： 月 日評審小組意見參加評審人員（簽字）：月 日121314151617韓玉龍.Pro/ENGINEER Wildfire組件設計與運動仿真M

12、.北京：清華大學出版社.2004.11孫沛霞.淺談機械制造技術及其發展J.國土資源高等職業教育研究，2006( 3): 112-115.蔡瑾，段國林，姚濤.計算機輔助夾具設計技術回顧與發展趨勢綜述J.機械設計，2010,27(2):1-6.閆志中，劉曉梅.計算機輔助夾具設計方法及發展趨勢J.內蒙古林學院學報(自然科學版)，1996, 18(3):69-74.J. Cabadaj ,Theory of?co mpu ter aided?fixture?desig n? Orig inal Research Article Comp uters?i n In dustry,?V6lume 15,

13、Issues1,?1990,? Pages 141-147Hui Wang, Yiming (Kev in) Rong, Hua Li, P rice Shaun, Compu ter aided?fixture desig n: Rece nt research and trends Origi nalResearch ArticleAbstractWidely used in manufacturing, fixtures have a direct impact upon product manufacturing quality, p roductivity and cost, so

14、muchatte nti on has already bee n p aid to the research of computer aided fixture desig n (CAFD) and many achieveme nts in this field havebee n rep orted.In this paper, a literature survey of compu ter aided fixture desig n and automati on over the p ast decade is prop osed. First,an in troducti on

15、is give n on the fixture app licatio ns in in dustry.Then, sig ni fica nt works done in the CAFD field, in cludi ng their app roaches,requireme nts and working princip les are discussed.Fin ally, some prosp ective research trends are also discussed.Keywords : Computer aided fixture design Literature

16、 survey、TrendCompu ter aided fixture desig n: Rece nt research and trends1. In troduct ionA fixture is a mecha nism used in manu facturi ng to hold a work -p iece, p ositi on it correctly with res pect to a mach ine tool,and support it duri ng machi ning. Widely used in manu facturi ng.fixtures have

17、 a direct imp act upon p roduct quality, p roductivity and cost. Gen erally, the costs associated with fixture desig n andmanu facture can acco unt for 10%20% of the total cost of a manu facturi ng system. App roximately 40% of rejected p arts are due todime nsioning errors that are attributed to po

18、or fixture design .Fixture design work is also tedious and time-consuming. It ofte n heavilyrelies on fixture desig n engin eers exp erie nce/k no wledge and usually requires over 10 years manu facturi ng p ractice to desig nquality fixtures. Tradition ally, the desig n and manu facture of a fixture

19、 can take several days or eve n Ion ger to compi ete whe nhuma n exp erie nee in fixture design is utilized. And a good fixture design is often based on the designers experienee, his un derstanding of the p roducts, and a try-a nd-error p rocess.Therefore, with the increasingly intense global compet

20、ition which pushes every manufacturer in industry to make the best effortto sharpen its competitiveness by enhancing the products quality, squeez ing the p roduction costs and reduc ing the lead time to bringnew p roducts to the market, there is an stron g desire for the up grad ing of fixture desig

21、 n methodology with the hope of making soundfixture design more efficiently and at a lower cost. The development of computer-aided fixture desig n (CAFD) tech nology over the p astdecades can be attributed to the fulfilli ng of this goal.As an imp orta nt field in manu facturi ng, research and app l

22、icati ons of fixture desig n has bee n p aid much atte nti on overp ast decades 4,5. Many academic and app licati ons papers have bee n p ublished in this area. In this paper, we will focus on an investigati on of compu ter aided fixture desig n research in the past decade. The followi ng sect ions

23、will give a survey on the stateof the art of these researches. Some con clusi ons on research trends are also discussed 2. Fixtures in manu facturi ngA fixture is designed to position and hold one or more work-piece(s) within some specifications. It is widely used in manufacturing,e.g. machining (in

24、cluding turning, milling, grinding, drilli ng, etc), weldi ng, assembly, insp ecti on and testi ng. The followi ng Figs.are some real fixture design cases in manufacturing. Fixtures can be classified with different principles.However, compared with the publications of CAFD researchin machining fixtu

25、re field, only a few have bee n focused on other imp orta ntmanu facturi ng fields, for in sta nee, assembly fixtures and weld ing fixtures2.1. Weldi ng fixturesWeld ing is esse ntial to a high dollar volume of manu facturi ng p rocesses, in clud ing n ati onal defense industries. Accordingto Econom

26、ic Impact and Productivity of Welding, HeavyManu facturi ng In dustries Rep ort, by America n Weld ing Society and Edis on Weldi ng In stitute onJune 2001, The con tributi on of weldi ng to the US economy in 1999 via these in dustries was no less tha n $7.85 billio n. This figurerep rese nted 7% of

27、total expen ditures by these firms in 1999.So there are sig ni fica nt tech ni cal and commercial adva ntages in the devel opment and deployment of weld ing fixture desig n systems.In the p ast decade, only very limited CAFD research and app licati ons have bee n rep orted in the weld ing sector. I

28、n this field,due to the imp orta nee of weldi ng for sheet metal assembly in automobile and aeros pace in dustries, the assembly and weld ing of sheetmetal has received some sp ecial atte nti on. A weld fixture is ofte n devel oped to reduce the deformati on of each work -p iece dueto heat and resid

29、ual stress in the welding process and, hence, to reduce the dimensional variati on of the assembly. Therefore, some methodsof offli ne or on li ne deformati on an alysis were developed to enhance the fixtures ability on deformation controlling. In sheet metalassembly with laser welding fixtures also

30、 should ensure a fit-up of the mating surfaces to ensure proper laser beam weld op eratio n andlaser weld quality. As a result, a traditi onal 3-2-1 locat ing scheme is exte nded to a mixed locati ng idea, total locati ng anddirect locat ing for welds 1013.The total locat ing scheme is used to locat

31、e the en tire assembly, and the direct locati ng scheme is used to locate the weld joi ntsto meet the metals fit- up requireme nt.夾具被廣泛的應用于機械制造中，直接影響產品的質量、生產率和成本。如此多的關 注已經給計算機輔助夾具設計的研究（CAFD和在這一領域的產生許多研究成果。本文中， 計算機輔助夾具設計和自動化的研究已經有十年的歷史了。 首先， 介紹了夾 具在工業上應用。然后，工作在重要的設計領域，包括他們設計的方法，要求和工作原理 進行了討論。最后，還討論了一些未來的研究趨勢。關鍵詞：計算機輔助夾具設計；文獻調查；趨勢;計算機輔助夾具設計：最近的研究和發展趨勢1介紹夾具是在加工零件的過程中保持工件正確的定位于機床的一種設備。廣泛應用于制造 方面，夾具直接影響產品的質量，生產率和成本。一般來說，工裝夾具的設計和制造相關 的成本可以占到10%20%的制造系統的總成本。大