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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
一、設(shè)計(jì)（或研究）的依據(jù)、背景以及研究意義
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與飛躍發(fā)展，我國的機(jī)械行業(yè)得到了大幅度的提升。材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計(jì)；另一方面，技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)美學(xué)的觀點(diǎn)看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに?，就能夠?chuàng)造出實(shí)用，美觀，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”[1]。
技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格[2-3]。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個(gè)環(huán)節(jié)的變革，便會(huì)引起整個(gè)機(jī)體的變化。
工業(yè)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，對中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機(jī)床夾具提出更高的要求[4]。
氣門搖臂軸支座零件是1105柴油機(jī)中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座，它是柴油機(jī)上氣門控制系統(tǒng)的一個(gè)重要零件。直徑為φ18mm的孔用來裝配搖臂軸、軸的兩端各安裝進(jìn)、排氣氣門搖臂。直徑為φ16mm的孔內(nèi)裝一個(gè)減壓軸，用于降低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動(dòng)柴油機(jī)。兩孔間距56mm可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門，起到支撐的作用。直徑φ11mm的孔用M10的螺桿與汽缸蓋相連，直徑φ3mm的孔用來排油[5]。
氣門搖臂軸支座零件在實(shí)際生產(chǎn)中，往往需求量較大，加工精度對其影響較大。分析本零件，零件材料為HT200，首先分析灰鑄鐵材料的性能，灰鑄鐵是一種脆性較高，硬度較低的材料，因此其鑄造性能好，切削加工性能優(yōu)越，故本零件毛坯可選擇鑄造的方法。在后期的零件加工的過程中，要想得到最終的理想工件，不僅需要使用高精度是機(jī)床，而且夾具也是起著至關(guān)重要的作用，夾具的設(shè)計(jì)是否合理將直接影響零件最后的精度和性能。
此次的設(shè)計(jì)是對大學(xué)期間所學(xué)各課程及相關(guān)的應(yīng)用繪圖軟件的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。其目的在于：?
（1）鞏固我們在大學(xué)里所學(xué)的知識，也是對以前所學(xué)知識的綜合性的檢驗(yàn)；
（2）加強(qiáng)我們查閱資料的能力，熟悉有關(guān)資料；?
（3）樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)我們的實(shí)際工作能力；?
（4）通過對氣門搖臂軸支座的機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)，使我們在機(jī)械制造工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，工藝方案論證，機(jī)械加工余量計(jì)算，工藝尺寸的確定，編寫技術(shù)文件及查閱技術(shù)文獻(xiàn)等各個(gè)方面受到一次綜合性的訓(xùn)練，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。?
（5）能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步具備設(shè)計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理并能保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力。?
（6）通過零件圖，裝配圖繪制，使我們對于AutoCAD繪圖軟件的使用能得到進(jìn)一步的提高。
二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
（1）國外研究現(xiàn)狀
從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國。當(dāng)前國際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國內(nèi)訂貨，而通用性強(qiáng)的組合夾具已逐步成熟為國際貿(mào)易中的一個(gè)品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計(jì)資料，但歐美市場上一套用于加工中心的央具，而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴。由于我國在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累和性能價(jià)格比的優(yōu)勢，隨著我國加入WTO和制造業(yè)全球一體化的趨勢，特別是電子商務(wù)的日益發(fā)展，其中蘊(yùn)藏著很大的商機(jī)，具有進(jìn)一步擴(kuò)大出口良好前景[6-8]。
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，普遍采用計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助工程分析(CAE)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；在加工技術(shù)方面，巳實(shí)現(xiàn)了底層(車間層)的自動(dòng)化，包括廣泛地采用加工中心(或數(shù)控技術(shù))、自動(dòng)引導(dǎo)小車(AGV)等[9-12]。近10余年來，發(fā)達(dá)國家主要從具有全新制造理念的制造系統(tǒng)自動(dòng)化方面尋找出路，提出了一系列新的制造系統(tǒng)。如計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)、并行工程、敏捷制造等。
（2）國內(nèi)研究現(xiàn)狀
機(jī)械行業(yè)作為一個(gè)傳統(tǒng)而又具有發(fā)展?jié)摿Φ男袠I(yè)，伴隨著德國現(xiàn)在提出的“工業(yè)4.0”的概念以及中國提出的“2025計(jì)劃”，機(jī)械制造業(yè)面臨著有逐步向智能化方向轉(zhuǎn)變，最終實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化、柔性化制造[13-15]。
我國在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方面起步較晚，中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)于1983年5月才召開了“第一次機(jī)械設(shè)計(jì)方法學(xué)討論會(huì)”，但經(jīng)過了多年的努力，我國在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的研究方面已經(jīng)取得了可喜的成績，現(xiàn)在的中國可以自豪地稱為“世界的工廠”，“MADE IN CHINA”已經(jīng)是世界聞名了。雖然有了很大的進(jìn)步，但是我國目前的整體機(jī)械設(shè)計(jì)水平還是有待于提高的，下面討論我國現(xiàn)階段使用較多的幾種設(shè)計(jì)方式。
研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為10～20％左右[16-17]。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了如下新的要求[18-20]：
（1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；
（2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；
（3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；
（4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；
（5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
通過對比國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的研究，我們明顯可知，目前我國的機(jī)械加工能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上國外，而夾具則是主要影響因素之一[21]。因此，本文開展對氣門搖臂軸支座零件的加工工藝分析及部分工裝設(shè)計(jì)研究顯示得非常重要。
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
1、 研究或解決的問題
本畢業(yè)設(shè)計(jì)擬解決的問題主要有以下幾個(gè)方面：
（1）通過對查閱資料，掌握其氣門搖臂軸支座零件的重要性。
（2）掌握氣門搖臂軸支座零件加工工藝和相應(yīng)夾具的設(shè)計(jì)流程。
（3）學(xué)習(xí)AutoCAD，并繪制氣門搖臂軸支座零件圖和毛坯圖。
（4）編制氣門搖臂軸支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程；（選擇毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖。擬訂零件的機(jī)械加工工藝過程，選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具），確定各工序切削用量及工序尺寸，計(jì)算某一代表工序的工時(shí)定額。）填寫工藝文件：工藝過程卡片、工序卡片。
（5）設(shè)計(jì)加工該零件通孔和通孔的專用夾具；繪制夾具裝配圖和主要的夾具零件圖。
（6）撰寫說明書，完成相應(yīng)的夾具設(shè)計(jì)和加工工藝設(shè)計(jì)。
2、 擬采用的研究手段
初步擬采用理論分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相結(jié)合的研究方法。針對氣門搖臂軸支座主要采取以下方法：
①結(jié)合所學(xué)知識，首先對零件進(jìn)行工藝分析，深入明白該零件的用途和作用。
②對零件毛坯進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中包括：毛坯的選擇、毛坯尺寸的確定。
③確定零件的工藝加工方案及工序。其中包括：加工方案的確定、工藝路線的確定、加工設(shè)備與工藝設(shè)備、切削用量和工時(shí)的確定等。結(jié)合本零件的特征，初步采用以下的加工工藝路線，如表1所示：
表1 擬采取的加工工藝路線
需加工表面
尺寸精度等級
表面粗糙度Ra/
加工方案
上端面
IT14
12.5
粗銑
36mm下端面
IT12
6.3
粗銑→半精銑
前端面
IT11
3.2
粗銑→半精銑
后端面
IT11
3.2
粗銑→半精銑
前端面
IT14
12.5
粗銑
后端面
IT14
12.5
粗銑
通孔
IT14
12.5
鉆
偏內(nèi)孔
IT14
12.5
鉆
通孔
IT8
1.6
鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸
通孔
IT8
1.6
鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸
④工裝夾具的確定。其中包括：夾具結(jié)構(gòu)方案、夾具固定方案、裝配圖尺寸的確定。
⑤針對某個(gè)工序夾具設(shè)計(jì)。其中包括：定位方案、導(dǎo)向裝置、加緊機(jī)構(gòu)、復(fù)制定位裝置、夾具體的設(shè)計(jì)等。
定位方案的定位元件選擇一個(gè)長定心軸，定心軸與定位孔的配合尺寸為配合完成定位，如圖1所示；導(dǎo)向裝置采用與孔尺寸相對應(yīng)的快換鉆套做導(dǎo)向元件，相應(yīng)的臥式鏜床上面采用快換夾頭，如圖2所示；加緊機(jī)構(gòu)在定心軸上直接做出一段螺桿，裝夾工件時(shí)，先將工件定位孔裝入帶有螺母的定心軸上，實(shí)現(xiàn)定位，然后在工件與螺母之間插上開口墊圈，最后擰緊螺母壓緊工件，如圖3所示；為了減小加工時(shí)工件的變形，保證加工時(shí)工藝系統(tǒng)的剛度，后端面處增加輔助支承，如圖4所示。
圖1 定位方案結(jié)構(gòu)示意圖 圖2 導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)示意圖
圖3 加緊機(jī)構(gòu)示意圖 圖4 輔助定位裝置示意圖
⑤撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備答辯。
三、 工作進(jìn)度安排
第1-2周：選擇設(shè)計(jì)方向，收集資料，確定設(shè)計(jì)內(nèi)容，撰寫開題報(bào)告。
第3-4周：調(diào)研并學(xué)習(xí)氣門搖臂軸支座的工藝設(shè)計(jì)和夾具的設(shè)計(jì)方法。
第5-6周：繪制氣門搖臂軸支座夾具結(jié)構(gòu)圖及工作原理圖。
第7-8周：根據(jù)設(shè)計(jì)要求對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算并繪制氣門搖臂軸支座的夾具裝配圖及部分零件圖。
第9-10周：結(jié)合零件的特點(diǎn)，編制零件的加工工藝規(guī)程。
第11-12周：總結(jié)材料，撰寫畢業(yè)論文初稿。
第13周：查漏補(bǔ)缺并根據(jù)老師提出的修改意見完善圖紙及論文。
第14周：畢業(yè)設(shè)計(jì)定稿、打印，畢業(yè)答辯。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見：
黨志杰同學(xué)在查閱了大量的和畢業(yè)設(shè)計(jì)工作有關(guān)的資料、書籍后，成功的完成了開題報(bào)告開題。
開題報(bào)告語言通順、格式規(guī)范?！墨I(xiàn)綜述’部分對研究課題氣門搖臂軸支座零件有意義，并對相關(guān)技術(shù)和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了查新，且有一定的深度。國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了較為詳細(xì)的敘述，并對挖掘部件、分離部件等相關(guān)技術(shù)和研究現(xiàn)狀進(jìn)行有一定深度。本課題要研究和解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）部分中，提出問題明確，方法可行，圓滿完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。
同意開題。
指導(dǎo)教師：
2016 年 3月22日
所在系審查意見：
同意開題
系主任：
2016 年 3月 22日