1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告學(xué)生姓名：梁剛學(xué) 號(hào)： 20081233學(xué) 院：機(jī)電學(xué)院專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)（論文）題目車床零件托架零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)與仿真指導(dǎo)教師：李國平2012年3月15日開題報(bào)告填寫要求1 .開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委 員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指 導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽 署意見及所在專業(yè)審查后生效；2. 開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè) 計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印 在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見

2、；3. “文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報(bào)告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于 154. 有關(guān)年月日等日期，按照如“ 2002年4月26日”方式填1. 結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫1500字左右的文獻(xiàn)綜述（包括研究進(jìn)展，選題依據(jù)、目的、意義）文獻(xiàn)綜述1、本課題的研究意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢CA6140車床后托架的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)為本課題的研究內(nèi)容。對(duì)此研究查閱的 大量的資料，首先明白機(jī)械加工工藝過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。為了能具體確切

3、的說明工藝過程，使工件能按照零件圖的技術(shù)要求加工出來，就 得制定復(fù)雜的機(jī)械加工工藝規(guī)程來作為生產(chǎn)的指導(dǎo)性技術(shù)文件，學(xué)習(xí)研究制定機(jī)械加 工工藝規(guī)程的意義與作用就是本課題研究目的。 工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的技術(shù)文件，是指揮現(xiàn)場生產(chǎn)的根據(jù)。對(duì)于CA6140車床后 托架大批量生產(chǎn)，要求在給定的生產(chǎn)條件下，明確生產(chǎn)調(diào)度、技術(shù)準(zhǔn)備、器材配置等 安排。為該工件具體的每步工序制定詳細(xì)的加工工藝，并且在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，要 求此工藝過程最經(jīng)濟(jì)合理。 工藝規(guī)程是進(jìn)行組織生產(chǎn)，做好生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備的文件。 在工藝規(guī)程付諸實(shí)現(xiàn)的過程中，根據(jù)實(shí)踐結(jié)果，便于總結(jié)和積累生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，在機(jī)械加工過程中，夾具占有重要的地位。它可靠地

4、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。夾具的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)深入生產(chǎn)實(shí)際（對(duì) 工件的圖紙、工藝文件、生產(chǎn)綱領(lǐng)等分析），進(jìn)行調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)， 制訂出合理的設(shè)計(jì)方案。從國內(nèi)外機(jī)械制造工藝的技術(shù)水平來看發(fā)展較迅速，出現(xiàn)了很多新型的加工工藝 技術(shù)。如制造自動(dòng)化：在形式方面，制造自動(dòng)化有三個(gè)方面的含義：代替人的體力勞 動(dòng)；代替或輔助人的腦力勞動(dòng)；制造系統(tǒng)中人、機(jī)及整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管理、控制和優(yōu) 化。在功能方面，制造自動(dòng)化代替人的體力勞動(dòng)或腦力勞動(dòng)僅僅是制造自動(dòng)化功能目 標(biāo)體系的一部分。制造自動(dòng)化的功能目標(biāo)是多方面的，已形成一個(gè)有機(jī)體系。在范圍 方面，制造自動(dòng)化不僅涉及到

5、具體生產(chǎn)制造過程，而是涉及產(chǎn)品生命周期所有過程。制造自動(dòng)化技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 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程。這些工藝過程特別是熱加工過程是極其復(fù)雜的高溫、動(dòng) 態(tài)、瞬時(shí)過程，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 觀察，間接測試也十分困難，因而多年來，熱加工工藝設(shè)計(jì)只能憑“經(jīng)驗(yàn)”。近年來， 應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)及現(xiàn)代測試技術(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)科最為熱門的研究熱點(diǎn)和跨世紀(jì)的技術(shù)前沿。 成形精度向近無余量方向發(fā)展毛坯和零件的成形是機(jī)械制造

6、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方法。隨著毛坯精密成形工藝的發(fā)展，零件成形的形 狀尺寸精度正從近凈成形向凈成形即近無余量成形方向發(fā)展。“毛坯”與“零件”的界 限越來越小。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。 成形質(zhì)量向近無“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。近年來熱加工界提出了“向近無“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

7、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)工藝過程監(jiān)控及無損檢測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)超標(biāo)零件；通過零件安全可靠性能研究及評(píng)估， 確定臨界缺陷量值等。 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)0.025卩m表面粗糙度達(dá)0.0045卩m精切削加工技術(shù)由目前的紅處波段向加工可見光波段或不可見紫外線和X射線波段趨近；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。目前起高速切削鋁合金的切削已超過 1600m/min；鑄鐵為1500m/min；超高速切 削已成為解決一些難加工材料加工問題的一

8、條途徑。 采用新型能源及復(fù)合加工激光、電子束、離子束、分子束、等離子體、微波、超聲波、電液、電磁、高 壓水射流等新型能源或能源載體的引入，形成了多咱嶄新的特種加工及高密度能切割、 焊接、熔煉、鍛壓、熱處理、表面保護(hù)等加工工藝或復(fù)合工藝。其中以多種形式的激光 加工發(fā)展最為迅速。 采用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工藝過程的優(yōu)化控制微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化技術(shù)與工藝設(shè)備相結(jié)合，形成了從單機(jī)到系統(tǒng)，從剛 性到柔性，從簡單到復(fù)雜等不同檔次的多種自動(dòng)化成形加工技術(shù)，使工藝過程控制方式 發(fā)生質(zhì)的變化。 采用清潔能源及原材料、實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)機(jī)械加工過程產(chǎn)生大量廢水、廢渣、廢氣、噪聲、振動(dòng)、熱輻射等，勞動(dòng)條件繁重 危險(xiǎn)，已不適

9、應(yīng)當(dāng)代清潔生產(chǎn)的要求。其途徑：一是采用清潔能源，如用電加熱代替燃 煤加熱鍛坯；二是采用清潔的工藝材料開發(fā)新的工藝方法，如在鍛造生產(chǎn)中采用非石墨 型潤滑材料；三是采用新結(jié)構(gòu)，減少設(shè)備的噪聲和振動(dòng)。如在鑄造生產(chǎn)中，噪聲極大的 震擊式造型機(jī)已被射壓、靜壓造型機(jī)所取代。在清潔生產(chǎn)基礎(chǔ)上，滿足產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生 產(chǎn)到使用乃至回收和廢棄處理的整個(gè)周期都符合特定的環(huán)境要求的“綠色制造”將成為 21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征。 加工與設(shè)計(jì)之間的界限逐漸淡化，并趨向集成及一體化CAD/CAM FMS CIMS并行工程、快速原型等先進(jìn)制造技術(shù)及哲理的出現(xiàn)，使加工 與設(shè)計(jì)之間的界限逐漸淡化，并走向一體化。同時(shí)冷熱加工之間，加

10、工過程、檢測過程、 物流過程、裝配過程之間的界限亦趨向談化，、消失，而集成于統(tǒng)一的制造系統(tǒng)之中。 工藝技術(shù)與信息技術(shù)、管理技術(shù)緊密結(jié)合，先進(jìn)制造生產(chǎn)模式獲得不斷發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)系統(tǒng)是一個(gè)由技術(shù)、人和組織構(gòu)成的集成體系，三者有效集成才能取 得滿意的效果。因而先進(jìn)制造工藝只有通過和信息、管理技術(shù)緊密結(jié)合，不斷探索適應(yīng) 需求的新型生產(chǎn)模式，才能提高先進(jìn)制造工藝的使用效果。先進(jìn)制造生產(chǎn)模式主要有： 柔性生產(chǎn)、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)、精益生產(chǎn)、敏捷制造、并行工程、分散網(wǎng)絡(luò)化制造等。這些先進(jìn) 制造模式是制造工藝與信息、管理技術(shù)緊密結(jié)合的結(jié)果，反過來它也影響并促進(jìn)制造工 藝的不斷革新與發(fā)展。2. 本課題要研究或解決的問題

11、和擬采用的研究手段（途徑）1本課題的基本內(nèi)容，預(yù)計(jì)可能遇到的困難，提出解決問題的方法和措施本課題的基本內(nèi)容：CA6140車床后托架加工工藝及夾具設(shè)計(jì)CA6140車床后托架加工工藝設(shè)計(jì)可能遇到的困難：制訂CA6140車床后托架加工工藝規(guī)程，關(guān)鍵是工序的劃分和定位基準(zhǔn)的選擇。工序的劃分確定加工順序和工序內(nèi)容，安排工序的集中和分散程度，劃分工序階 段，這項(xiàng)工作與生產(chǎn)綱領(lǐng)有密切關(guān)系，具體可以根據(jù)生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù) 要求和機(jī)床設(shè)備等。生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序次數(shù)；如批量小時(shí)可采用在通用機(jī)床 上工序集中原則，批量大時(shí)即可按工序分散原則，組織流水線生產(chǎn)，也可利用高生產(chǎn)率 的通用設(shè)備，按工序集中

12、原則組織生產(chǎn)。定位基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)粗基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)的選擇原則；遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一、基準(zhǔn)重合。由 零件圖具體分析可得：CA6140車床后托架首先以一個(gè)側(cè)面和一個(gè)孔為粗基準(zhǔn)，對(duì)底平 面A進(jìn)行粗加工，再以底平面 A為基準(zhǔn)加工孔。夾具設(shè)計(jì)可能遇到的困難：工件定位是否正確，定位精度是否滿足要求，工件夾緊牢固是否可靠等等。工件在夾具中的定位精度，主要與定位基準(zhǔn)是否與工序基準(zhǔn)重合、定位基準(zhǔn)與定位 元件的配合狀況等因素有關(guān)，可提高夾具的制造精度，減少配合間隙，就能提高夾具在 機(jī)床上的定位精度，夾具中出現(xiàn)過定位時(shí)，可通過撤消多余定位元件，使多余定位元件 失去限制重復(fù)自由度的能力，增加過定位元件與定位基準(zhǔn)的配合間隙等辦法

13、來解決。夾緊必須可靠，但夾緊力不可過大，以免工件或夾具產(chǎn)生過大變形。可采用多點(diǎn)夾 緊或在工件鋼性薄弱部位安放適當(dāng)?shù)妮o助支撐。上述即為遇到困難的解決措施。2、本課題擬采用的研究手段（途徑）和可行性分析根據(jù)不同的研究對(duì)象擬采用不同的研究手段（途徑），本課題包括兩方面的內(nèi)容： CA6140車床后托架加工工藝的設(shè)計(jì)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

14、的種類和其質(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。 CA6140車床后托架毛坯材料為灰鑄鐵（HT150）,硬 度范圍在150200HBS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

15、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。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)積累起來的統(tǒng)計(jì)資料來估算。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

16、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 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，CA6140車床后托架的工藝規(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CA6140車床后托架鏜、銑、鉆等工序使用的專用夾具，此類夾具的特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)、 結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、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，且滿足定位精度要求。為了解決此問題， 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