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湖 南 科 技 大 學(xué) 開題報告 學(xué) 生 姓 名： 陳煒迪 學(xué) 院： 機電學(xué)院 專業(yè)及班級： 機設(shè)2班 學(xué) 號： 1103010216 指導(dǎo)教師： 尹喜云 2015年 5 月 29日 湖南科技大學(xué) 2015屆畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 題 目 年產(chǎn)三十萬件法蘭盤機械加工工藝及工裝設(shè)計 作者姓名 陳煒迪 學(xué)號 1103010216 所學(xué)專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 1、 研究的意義，同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題（列出主要參考文獻） 制造業(yè)特別是機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營管理模式乃至社會的組織結(jié)構(gòu)和文化。由于中國潛在的巨大市場和豐富的勞動力資源，世界的制造業(yè)正在向中國轉(zhuǎn)移，中國正在成為世界的制造大國. 現(xiàn)代制造技術(shù)是以傳統(tǒng)制造技術(shù)與計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)交叉融合的結(jié)果，是一個集機械、電子、信息、材料與管理技術(shù)于一體的新型交叉學(xué)科，它使制造技術(shù)的技術(shù)內(nèi)涵和水平發(fā)生了質(zhì)的變化。 1999年國際生產(chǎn)工程學(xué)會（CIRP）第46屆年會主席吉川教授（日本）在報告中指出，世界上各個發(fā)達工業(yè)國經(jīng)濟上的競爭，主要是制造技術(shù)的競爭。在各個國家企業(yè)生產(chǎn)力的構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占55%~65%，日本及亞洲四小龍的發(fā)展，在很大程度上都是依靠他們重視制造技術(shù)。 發(fā)達工業(yè)國家，例如美國、日本、德國、瑞士等國的專家、教授已將制造科學(xué)與信息科學(xué)、材料科學(xué)、生物科學(xué)一起列為當(dāng)今時代四大支柱之一。而美國由于近年來缺乏對制造科學(xué)的重視，使他們許多產(chǎn)品缺乏競爭能力。為此，美國政府已將先進制造計劃列為國家預(yù)算唯一重點支持的科技領(lǐng)域，這已經(jīng)引起美國、歐洲、日本在制造技術(shù)上新一輪的競爭。 制造業(yè)是國民經(jīng)濟的物質(zhì)基礎(chǔ)和工業(yè)化的產(chǎn)業(yè)主體，是社會進步與富民強國之本。任何一個大國（我不是說像新加坡這樣的城市國家）為了自身的發(fā)展和安全，都將裝備制造業(yè)的發(fā)展和升級作為國家戰(zhàn)略來對待，高度發(fā)達的裝備制造業(yè)是實現(xiàn)工業(yè)化的必備條件，也是一個國家綜合競爭力的重要標(biāo)志。制造業(yè)在中國現(xiàn)階段至少有五個方面的作用：第一是我們國家經(jīng)濟高速增長的發(fā)動機；第二是推動國民經(jīng)濟和社會信息化的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)；第三是科技創(chuàng)新的重要載體；第四是勞動就業(yè)的主要部門；最后也是國家安全的一個基本保證。中國制造業(yè)在改革開放25年間得到了快速的增長，就是中國進出口是平衡的。中國制造業(yè)也面臨非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因為我們要走一條新型工業(yè)化的道路，就必須要以信息化帶動工業(yè)化，工業(yè)化促進信息化，走出一條科技含量高，經(jīng)濟效益好，資源消耗低，環(huán)境污染少，人力資源得到充分利用、充分發(fā)揮的新型工業(yè)化道路，這是我們的目標(biāo)。 一般人只認(rèn)識到機械制造工業(yè)必須依靠信息科學(xué)、材料科學(xué)來改造自己，這只是問題的一方面；而另一方面，信息科學(xué)、材料科學(xué)也必須依賴制造技術(shù)來取得的進展。例如，在計算機發(fā)展中最關(guān)鍵的問題高密集度的大規(guī)模集成電器與存儲器件的制做，有賴于制造技術(shù)的發(fā)展。 當(dāng)前我國機械制造廠（公司）第一線工程技術(shù)人員主力大部分是20世紀(jì)八十年代的機械制造及其工藝裝備專業(yè)的畢業(yè)生。在學(xué)校學(xué)習(xí)的知識是西方發(fā)達國家20世紀(jì)四十年代的制造技術(shù)，知識已非常陳舊；而且工廠實習(xí)的設(shè)備和制造技術(shù)已老化。 我所選擇的題目就是通過優(yōu)化工藝和設(shè)計專業(yè)夾具來達到提高生產(chǎn)率和減小加工誤差的目的，這一課題可以把我四面來學(xué)到的機械制造知識應(yīng)用于實踐也是對我學(xué)習(xí)的一次檢驗。 2、 研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題（根據(jù)任務(wù)要求進一步具體化） 設(shè)計法蘭盤的加工工藝，年產(chǎn)三十萬件。通過這次畢業(yè)設(shè)計，可以系統(tǒng)的把大學(xué)里的專業(yè)知識應(yīng)用到實際設(shè)計和生產(chǎn)中去，提高自己的動手能力和創(chuàng)新能力，鍛煉自己的自主能力和查閱資料的能力，以此提高自己的綜合素質(zhì)來適應(yīng)社會發(fā)展的需求。 本課題的基本內(nèi)容：法蘭盤加工工藝及夾具設(shè)計 1、法蘭盤加工工藝 1、 制訂法蘭盤加工工藝規(guī)程，關(guān)鍵是工序的劃分和定位基準(zhǔn)的選擇。在設(shè)計開始的過程中，我們必須要認(rèn)真分析零件圖，了解其盤體零件的結(jié)構(gòu)特點和相關(guān)的技術(shù)要求，對盤體零件的每一個細(xì)節(jié)，都應(yīng)仔細(xì)的分析，如盤體加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意盤體零件各孔系自身精度（同軸度、圓度、粗糙度等）和它們的相互位置精度（軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求），盤體零件的尺寸是整個零件加工的關(guān)鍵，必須弄清盤體零件的每一個尺寸。繪制零件圖是一個重點，同時因為盤體零件比較復(fù)雜,所以也是一個難點。我們采用autoCAD軟件繪制零件圖，一方面增加我們對零件的了解認(rèn)識，另一方面增加我們對autoCAD軟件的熟悉。 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、技術(shù)要求和機床設(shè)備等。生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序次數(shù)；如批量小時可采用在通用機床上工序集中原則，批量大時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，按工序集中原則組織生產(chǎn)。 2、夾具設(shè)計可能遇到的問題： 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，就能提高夾具在機床上的定位精度，夾具中出現(xiàn)過定位時，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?？刹捎枚帱c夾緊或在工件鋼性薄弱部位安放適當(dāng)?shù)妮o助支撐。夾具的設(shè)計必須要保證夾具的定位準(zhǔn)確和機構(gòu)合理,考慮夾具的定位誤差和安裝誤差。我們將通過對工件與夾具的認(rèn)真分析,結(jié)合一些夾具的具體設(shè)計事例,查閱相關(guān)的夾具設(shè)計資料,聯(lián)系在工廠看到的一些盤體零件加工的夾具來解決這些問題。 3、 特色與創(chuàng)新之處 不管是什么零件的機械加工，盤體都可以當(dāng)作一個典型的零件來看待，不管是加工路線的分析、工序卡的設(shè)計、工序尺寸的計算等等，都是很典型的。所以這個設(shè)計很有代表性。 基本使工藝路線達到最優(yōu)化的程度，設(shè)計的夾具有比較多的創(chuàng)新并滿足裝夾要求。 4、 擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線 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)和計算加工余量時有所考慮。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)。 毛坯的種類和其質(zhì)量對機械加工的質(zhì)量有密切的關(guān)系。同時對提高勞動生產(chǎn)率、節(jié)約材料、降低成本有很大的影響。法蘭盤毛坯材料為灰鑄鐵（HT200），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)故宜采用實體模樣（金屬模）進行兩箱造型，這不僅簡化了造型和合箱操作，還因型砂緊實度較為均勻，鑄件的表面質(zhì)量得到提高。在切削加工前進行石墨化退火處理，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床型號、刀具、夾具及量具等。擬訂工藝路線從實際出發(fā)，理論聯(lián)系實際和工人結(jié)合起來。常常需要提出幾個方案，進行分析比較后再確定。 計算切削用量、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。目前，對單件小批量生產(chǎn)不規(guī)定切削用量，而是由操作工人根據(jù)經(jīng)驗自行選定，但對于自動線和流水線，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。工時定額一般按各工廠的實際經(jīng)驗積累起來的統(tǒng)計資料來估算。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，工藝的改進，新工藝，新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，工時定額應(yīng)進行相應(yīng)的修改。 對機械加工工藝規(guī)程基本要求可歸結(jié)為質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。雖然有時互相矛盾，但只要把它們處理好，就會成為一個統(tǒng)一體。在三個要求中，質(zhì)量是首要的。質(zhì)量表現(xiàn)在機械產(chǎn)品的各項技術(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，減少投資，降低制造成本，這就是經(jīng)濟性。 因此，法蘭盤的工藝規(guī)程研究途徑應(yīng)該體現(xiàn)質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的統(tǒng)一，達到經(jīng)濟合理及可行的最優(yōu)方案。 夾具設(shè)計的研究途徑和可行性分析 法蘭盤座鏜、銑、鉆等工序使用的專用夾具，此類夾具的特點是針對性強、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、生產(chǎn)率高。 夾具設(shè)計最關(guān)鍵是要求對工件定位正確，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)具有足夠的剛度和強度，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。 5、 擬使用的主要設(shè)計、分析軟件及儀器設(shè)備 本次設(shè)計采用計算機繪圖，軟件為AUTOCAD2010,文檔類軟件為OFFICES2003。 6、參考文獻 [1]．趙志修 . 機械制造工藝學(xué)[M] . 機械工業(yè)出版社，1988 [2]．李洪 . 機械加工工藝手冊[M] . 北京出版社，1994 [3]．東北重型機械學(xué)院等 . 機床夾具設(shè)計手冊，第二版[M] . 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998 [4]．艾新，肖詩綱 . 切削用量手冊[M] . 機械工業(yè)出版社，1985. [5]．Wang Xiankui, Liu Chengying, Li Zhizhong,ect. THCAPP: Computer Aided Process Planning System in an Integrated Environment. Tsinghua Science and Technology, 1996.1(2): 119-123. 注： 1、開題報告是本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）的一個重要組成部分。學(xué)生應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書的要求和文獻調(diào)研結(jié)果，在開始撰寫論文之前寫出開題報告。 2、參考文獻按下列格式（A為期刊，B為專著） A：[序號]、作者（外文姓前名后，名縮寫，不加縮寫點，3人以上作者只寫前3人，后用“等”代替。）、題名、期刊名（外文可縮寫，不加縮寫點）年份、卷號（期號）：起止頁碼。 B：[序號]、作者、書名、版次、（初版不寫）、出版地、出版單位、出版時間、頁碼。 3、表中各項可加附頁。 7