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東莞理工學院城市學院 畢業(yè)設計（論文）任務書13 學生姓名 黎建鋒 專業(yè)班級 05級機械設計制造及自動化1班 學號 15 指導教師姓名及職稱 黃健求教授、粟志娟副教授 題 目 機床主軸箱加工工藝及夾具設計 論文（設計）的主要任務與具體要求（有實驗環(huán)節(jié)的要提出主要技術指標要求） 1. 開題報告 2. 撰寫有關機械設計制造專業(yè)文獻綜述(不少于5千字) 3. 有關機械設計制造專業(yè)文獻英譯漢(不少于5千字) 4. 機床主軸箱加工工藝及夾具設計 1)機械加工工藝規(guī)程設計:機械加工工藝過程卡設計;機械加工工藝過程綜合卡設計;機械加工工序卡設計(指定3-5個工序);2)夾具設計:指定工序夾具裝配圖(總圖)設計(0#圖1張);3) 夾具零件圖設計(累計0#圖2張) 5.編寫機床主軸箱加工工藝及夾具設計計算說明書(不少于10頁1萬字,打印2份以上) 進度安排（包括時間劃分和各階段主要工作內(nèi)容） 畢業(yè)設計時間：第4周――第16周共13周 開題報告：第4周（3月14日前）完成；文獻綜述：第9周前（4月17日前）完成； 英譯漢譯文：第9周前（4月17日前）完成； 第6周: 1)機械加工工藝規(guī)程設計 第7-10周: 夾具裝配圖(總圖)設計 第11-14周: 夾具零件圖設計 第15周:編寫機床主軸箱加工工藝及夾具設計計算說明書 第16周:準備畢業(yè)答辯 第17周: 評定成績,上報材料 主要參考文獻 機械制圖;公差配合與技術測量;工程材料與熱處理;機械制造技術基礎 機械制造工藝學課程設計指導書;機械設計手冊, 機床夾具設計原理, 夾具設計手冊;夾具設計圖冊 系審核意見： 審核人簽名及系公章： 年 月 日 任務下達人（簽字） 年 月 日 任務接受人（簽字） 年 月 日 備注：1、本任務書一式三份，由指導教師填寫相關欄目，經(jīng)系審核同意后，系、教師和學生各執(zhí)一份。 2、本任務書須與學生的畢業(yè)設計（論文）一并裝訂存檔。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） [深孔鉆床設計] 學生姓名： ?？裳? 學生學號： 200510621027 院（系）： 機電工程學院 年級專業(yè)： 05機制一班 指導教師： 周 忠 教授 助理指導教師： 二〇〇七年四月 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 致謝 1 本科畢業(yè)設計（論文）選題審批表 題目名稱 題目性質(zhì) □工程設計　　□理論研究 □實驗研究　　□計算機軟件 □綜合論文　　□其它 題目來源 □科研題目 　□生產(chǎn)現(xiàn)場 □教學　 　□其它 □自擬題目 選題理由： 指導教師意見： 簽名： 年 月 日 院（系）領導小組意見： 簽名： 年 月 日 備注： 2 本科畢業(yè)設計（論文）任務書 題　目 1、畢業(yè)設計（論文）應達到的目的： 2、畢業(yè)設計（論文）的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： 3、對畢業(yè)設計（論文）成果的要求〔包括圖表、實物等硬件要求〕 2 本科畢業(yè)設計（論文）任務書 4、主要參考文獻 5、畢業(yè)設計（論文）工作進度計劃： 序號 設計（論文）工作進度 日期（起止周數(shù)） 1 開題報告 2 實施研究 3 完成初稿 4 修改定稿 5 成績評定 6 答 辯 指導教師（簽字） 日期 年 月 日 教研室意見： 年 月 日 學生（簽字）： 接受任務時間： 年 月 日 注：任務書由指導教師填寫。 3 本科畢業(yè)設計（論文）開題報告 題　目 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 。起重機作為許多行業(yè)中日常生產(chǎn)必不可少的關鍵和重要設備，其工作的可靠性、安全性、先進性一直受到人們的高度重視。但是由于受傳統(tǒng)機械制造工藝的限制，改革開放前30年國內(nèi)機械行業(yè)所用起重機基本上是在原蘇聯(lián)的模式下做的一些小型的改進和發(fā)展。隨著國內(nèi)改革開放政策的不斷深入，大量國外先進技術的引入，現(xiàn)代化的起重機也發(fā)生了較大的變化。由于其巨大的用途和其廣泛的應用，起重機對國民經(jīng)濟的發(fā)展和制造業(yè)的進步起著無可替代的作用，因而，研究并制造先進、優(yōu)越的起重機將有利于社會各行業(yè)，特別是機械、橋梁、建筑等行業(yè)的發(fā)展，減輕人們的勞動強度，提高搬運、裝卸、生產(chǎn)的自動化程度，創(chuàng)造出合理而方便快捷的有機物流系統(tǒng)，從而大大提高生產(chǎn)力水平！ 2、本課題的基本內(nèi)容，預計可能遇到的困難，提出解決問題的方法和措施 本課題的基本內(nèi)容是對50/10t雙梁橋式起重機大車運行機構及主梁進行設計計算。這里需要先提出2至3個起重機大車運行機構及主梁方案，然后分析確定方案，接著對大車運行機構及主梁的各部件進行計算選擇或者設計，之后再繪制出相關的工程圖和控制系統(tǒng)圖等。在設計過程中可能遇到的餓困難是本設計的大車運行機構一些部件的選擇計算和主梁的設計計算部分過于復雜。要解決此問題可以請教指導老師或者采用經(jīng)驗法計算選擇，以達到順利完成設計的目的。 報告人簽名： 年 月 日 3、本課題擬采用的研究手段（途徑）和可行性分析 先參觀了解生產(chǎn)實際中的橋式起重機的使用和工作原理，查閱一些有關起重機設計制造的一些重要資料，認真分析橋式起重機的相關參數(shù)和性能指標，然后明確設計思路，從而確定設計方案，最后在采用類比和經(jīng)驗的方法進行可行性分析，充分地考慮本設計的合理性和現(xiàn)實性以及經(jīng)濟性的指標，盡量讓設計出來的橋式起重機能滿足更多更大的工作要求，并有足夠大的安全系數(shù)。 3 本科畢業(yè)設計（論文）開題報告 4、進度計劃 序號 日期 進度安排 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5、指導教師意見（對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計結果的預測） 指導教師(簽字)： 年 月 日 6、教研室意見 教研室主任(簽字)： 年 月 日 說明：開題報告應根據(jù)教師下發(fā)的畢業(yè)設計（論文）任務書，在教師的指導下由學生獨立撰寫，在畢業(yè)設計開始后兩周內(nèi)完成。 4 本科畢業(yè)設計（論文）指導教師工作記錄 (由指導老師填寫與學生見面、電話、網(wǎng)上指導的主要內(nèi)容，原則上一周填寫一次。) 指導記錄： 填寫時間： 年 月 日 教師簽名 學生簽名 指導記錄： 填寫時間： 年 月 日 教師簽名 學生簽名 指導記錄： 填寫時間： 年 月 日 教師簽名 學生簽名 指導記錄： 填寫時間： 年 月 日 教師簽名 學生簽名 4 本科畢業(yè)設計（論文）指導教師工作記錄 (由指導老師填寫與學生見面、電話、網(wǎng)上指導的主要內(nèi)容，原則上一周填寫一次。) 指導記錄： 填寫時間： 年 月 日 教師簽名 學生簽名 指導記錄： 填寫時間： 年 月 日 教師簽名 學生簽名 指導記錄： 填寫時間： 年 月 日 教師簽名 學生簽名 指導記錄： 填寫時間： 年 月 日 教師簽名 學生簽名 4 本科畢業(yè)設計（論文）指導教師工作記錄 (由指導老師填寫與學生見面、電話、網(wǎng)上指導的主要內(nèi)容，原則上一周填寫一次。) 指導記錄： 填寫時間： 年 月 日 教師簽名 學生簽名 指導記錄： 填寫時間： 年 月 日 教師簽名 學生簽名 指導記錄： 填寫時間： 年 月 日 教師簽名 學生簽名 指導記錄： 填寫時間： 年 月 日 教師簽名 學生簽名 4 本科畢業(yè)設計（論文）指導教師工作記錄 (由指導老師填寫與學生見面、電話、網(wǎng)上指導的主要內(nèi)容，原則上一周填寫一次。) 指導記錄： 填寫時間： 年 月 日 教師簽名 學生簽名 指導記錄： 填寫時間： 年 月 日 教師簽名 學生簽名 指導記錄： 填寫時間： 年 月 日 教師簽名 學生簽名 指導記錄： 填寫時間： 年 月 日 教師簽名 學生簽名 5 本科畢業(yè)設計（論文）中期檢查記錄 學 生 填 寫 前期 工作 小結 完成的主要工作及質(zhì)量，存在的問題和擬解決的方法： 指導情況 □指導教師堅持每周指導，認真負責，要求嚴格 □指導教師指導不夠，要求欠嚴格 學生簽名 年 月 日 指 導 教 師 填 寫 對學生完成任務情況的評價 □按計劃完成預定的工作內(nèi)容 完成質(zhì)量：□好 □一般 □差 □未按計劃完成預定的工作內(nèi)容，主要原因： 指導情況 □堅持每周指導，學生積極尋求和接受指導 □學生尋求和接受指導主動性不夠 教師簽名 年 月 日 院（系）中期檢查領導小組填寫 對學生學習的評價 □按計劃完成預定的工作內(nèi)容 完成質(zhì)量：□好 □一般 □差 □未按計劃完成預定的工作內(nèi)容 對指導教師工作的評價 □堅持每周指導，認真負責，要求嚴格，指導記錄填寫詳實、規(guī)范 □堅持每周指導，認真負責，指導記錄填寫不詳實、欠規(guī)范 □未堅持每周指導 整改意見 檢查小組負責人(簽字) 年 月 日 6 本科畢業(yè)設計（論文）指導教師成績評審表 題目名稱 評分項目 分值 得分 評價內(nèi)涵 工作 表現(xiàn) 20% 01 學習態(tài)度 6 遵守各項紀律，工作刻苦努力，具有良好的科學工作態(tài)度。 02 科學實踐、調(diào)研 7 通過實驗、試驗、查閱文獻、深入生產(chǎn)實踐等渠道獲取與畢業(yè)設計有關的材料。 03 課題工作量 7 按期圓滿完成規(guī)定的任務，工作量飽滿。 能力 水平 45% 04 綜合運用知識的能力 10 能運用所學知識和技能去發(fā)現(xiàn)與解決實際問題，能正確處理實驗數(shù)據(jù)，能對課題進行理論分析，得出有價值的結論。 05 應用文獻的能力 5 能獨立查閱相關文獻和從事其他調(diào)研；能提出并較好地論述課題的實施方案；有收集、加工各種信息及獲取新知識的能力。 06 實驗（設計）能力 10 能正確設計實驗方案，獨立進行裝置安裝、調(diào)試、操作等實驗工作，數(shù)據(jù)正確、可靠。 07 計算能力 5 具有較強的數(shù)據(jù)運算與處理能力。 08 外文應用能力 5 能按學校規(guī)定結合設計（論文）閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料，翻譯準確、通順、文字流暢，有外文摘要和外文書目。 09 計算機應用能力 5 能運用計算機進行資料搜集、加工、處理和輔助設計等。 10 對實驗結果的分析能力（或綜合分析能力、技術經(jīng)濟分析能力） 5 具有較強的數(shù)據(jù)收集、分析、處理、綜合的能力。 成果 質(zhì)量 35% 11 插圖（或圖紙）質(zhì)量、篇幅 5 符合本專業(yè)規(guī)定要求。 12 論文（或設計說明書）撰寫水平 10 綜述簡練完整，有見解；立論正確，論述充分，結論嚴謹合理；實驗正確，分析處理科學。 13 論文（或設計）的實用性與科學性 5 具有科學性，有一定的實用價值。 14 論文（或設計）規(guī)范化程度 5 文字通順，技術用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表完備、整潔、正確；用語格式、圖表、數(shù)據(jù)、各種資料的運用及引用都要規(guī)范化。 15 創(chuàng)新 10 對前人工作有改進或突破，或有獨特見解。 是否達到答辯要求 成績 指導教師評語 指導教師簽名： 年　月　日 7 本科畢業(yè)設計（論文）評閱人成績評審表 題目名稱 評分項目 分值 得分 評價內(nèi)涵 選題 質(zhì)量 20% 01 選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標 7 符合培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃中對能力知識結構的基本要求，達到畢業(yè)設計綜合訓練的目的。 02 題目難易度、工作量 6 題目貼切，有較強科學性，難易度適中，題目規(guī)模適當。 03 與生產(chǎn)、科研、實驗室建設等實際的結合程序 7 符合本學科的發(fā)展，解決生產(chǎn)、科研和實驗室的建設等任務中出現(xiàn)的工程實際問題，具有一定的科學意義和實際價值。 能力 水平 45% 04 綜合運用知識的能力 10 能運用所學知識和技能去發(fā)現(xiàn)與解決實際問題，能正確處理實驗數(shù)據(jù)，能對課題進行理論分析，得出有價值的結論。 05 應用文獻的能力 5 能獨立查閱相關文獻和從事其他調(diào)研；能提出并較好地論述課題的實施方案；有收集、加工各種信息及獲取新知識的能力。 06 實驗（設計）能力 10 能正確設計實驗方案，獨立進行裝置安裝、調(diào)試、操作等實驗工作，數(shù)據(jù)正確、可靠。 07 計算能力 5 具有較強的數(shù)據(jù)運算與處理能力。 08 外文應用能力 5 能按學校規(guī)定結合設計（論文）閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料，翻譯準確、通順、文字流暢，有外文摘要和外文書目。 09 計算機應用能力 5 能運用計算機進行資料搜集、加工、處理和輔助設計等。 10 對實驗結果的分析能力（或綜合分析能力、技術經(jīng)濟分析能力） 5 具有較強的數(shù)據(jù)收集、分析、處理、綜合的能力。 成果 質(zhì)量 35% 11 插圖（或圖紙）質(zhì)量、篇幅 5 符合本專業(yè)規(guī)定要求。 12 論文（或設計說明書）撰寫水平 10 綜述簡練完整，有見解；立論正確，論述充分，結論嚴謹合理；實驗正確，分析處理科學。 13 論文（或設計）的實用性與科學性 5 具有科學性，有一定的實用價值。 14 論文（或設計）規(guī)范化程度 5 文字通順，技術用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表完備、整潔、正確；用語格式、圖表、數(shù)據(jù)、各種資料的運用及引用都要規(guī)范化。 15 創(chuàng)新 10 對前人工作有改進或突破，或有獨特見解。 是否達到答辯要求 成績 評閱人評語 　　 評閱人（簽名）： 　　　年　月　日 7 本科畢業(yè)設計（論文）評閱人成績評審表 題目名稱 評分項目 分值 得分 評價內(nèi)涵 選題 質(zhì)量 20% 01 選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標 7 符合培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃中對能力知識結構的基本要求，達到畢業(yè)設計綜合訓練的目的。 02 題目難易度、工作量 6 題目貼切，有較強科學性，難易度適中，題目規(guī)模適當。 03 與生產(chǎn)、科研、實驗室建設等實際的結合程序 7 符合本學科的發(fā)展，解決生產(chǎn)、科研和實驗室的建設等任務中出現(xiàn)的工程實際問題，具有一定的科學意義和實際價值。 能力 水平 45% 04 綜合運用知識的能力 10 能運用所學知識和技能去發(fā)現(xiàn)與解決實際問題，能正確處理實驗數(shù)據(jù)，能對課題進行理論分析，得出有價值的結論。 05 應用文獻的能力 5 能獨立查閱相關文獻和從事其他調(diào)研；能提出并較好地論述課題的實施方案；有收集、加工各種信息及獲取新知識的能力。 06 實驗（設計）能力 10 能正確設計實驗方案，獨立進行裝置安裝、調(diào)試、操作等實驗工作，數(shù)據(jù)正確、可靠。 07 計算能力 5 具有較強的數(shù)據(jù)運算與處理能力。 08 外文應用能力 5 能按學校規(guī)定結合設計（論文）閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料，翻譯準確、通順、文字流暢，有外文摘要和外文書目。 09 計算機應用能力 5 能運用計算機進行資料搜集、加工、處理和輔助設計等。 10 對實驗結果的分析能力（或綜合分析能力、技術經(jīng)濟分析能力） 5 具有較強的數(shù)據(jù)收集、分析、處理、綜合的能力。 成果 質(zhì)量 35% 11 插圖（或圖紙）質(zhì)量、篇幅 5 符合本專業(yè)規(guī)定要求。 12 論文（或設計說明書）撰寫水平 10 綜述簡練完整，有見解；立論正確，論述充分，結論嚴謹合理；實驗正確，分析處理科學。 13 論文（或設計）的實用性與科學性 5 具有科學性，有一定的實用價值。 14 論文（或設計）規(guī)范化程度 5 文字通順，技術用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表完備、整潔、正確；用語格式、圖表、數(shù)據(jù)、各種資料的運用及引用都要規(guī)范化。 15 創(chuàng)新 10 對前人工作有改進或突破，或有獨特見解。 是否達到答辯要求 成績 評閱人評語 　　 評閱人（簽名）： 　　　年　月　日 8 本科畢業(yè)設計（論文）答辯記錄表 （由記錄人使用） 題目名稱 姓 名 學號 專業(yè) 指導教師 職稱 答辯小組名單 姓名 性別 職稱 職務 其他 答辯記錄： 記錄人（簽字）： 年 月 日 9 本科畢業(yè)設計（論文）答辯成績評審表 （答辯小組用） 題目名稱 姓 名 學號 專業(yè) 評分項目 分值 得分 評價內(nèi)涵 01 答辯準備 5 準備充分 02 陳述表達 10 思路清晰；語言表達準確，概念清楚，論點正確； 03 選題 5 符合本學科的發(fā)展和培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃中對能力知識結構的基本要求，達到畢業(yè)設計（論文）綜合訓練的目的。 04 設計（論文）思路 15 分析歸納合理，方案論證充分，實驗方法科學。 05 主要完成情況 30 圓滿完成規(guī)定任務，工作量飽滿，難度較大，具備綜合運用所學知識和技能，有分析、解決實際問題的能力，論文（設計）有應用價值。 06 回答專家提問 10 回答問題有理論根據(jù)，基本概念清楚，主要問題回答準確、深入，有邏輯性。 07 論文書寫質(zhì)量 10 條理清楚，文理通順，用語符合技術規(guī)范；圖表完備、整潔、正確，書寫格式規(guī)范 08 文獻查閱 5 合理使用各種檢索工具，能獨立檢索文獻資料。 09 創(chuàng)新 10 對前人工作有改進或突破，或有獨特見解，有一定的應用價值。 成 績 答辯 小組 評語 組長(簽字)： 年　　月　　日 10 本科畢業(yè)設計（論文）成績評定表 （答辯委員會用） 題目名稱 姓名 學號 專業(yè) 評分項目 評定成績 各項成績 所占比例 實際得分 指導教師評分 30% 評閱人評分 評閱人1 30% 評閱人2 答辯小組評分 40% 成績等級結論 是否同意畢業(yè)設計（論文）通過 □同意 □不同意（□重新修改□重新答辯） 院（系）答辯委員會主任簽字： 年 月 日 院（系）公章： 說明：1. 畢業(yè)設計（論文）的成績應由指導教師、評閱人、答辯小組三部分的評分組成。 2.成績折算標準：優(yōu)→>=90分、良→>=80分、中→>=70分、及格→>=60分、不及格→<60分。 17 攀枝花學院畢業(yè)設計（論文） 摘 要 制造業(yè)是一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，其發(fā)展水平標志著該國家或地區(qū)的經(jīng)濟實力、科技水平、生活水準和國防實力。而制造業(yè)的生產(chǎn)能力主要取決于制造裝備——機床的先進程度。 本文對減速器箱蓋連接孔的加工工藝進行了詳細的分析，就其孔的加工提出了“一次裝夾，多工位加工，達到產(chǎn)品圖樣的精度要求”的思路。根據(jù)這一思路設計了鉆孔深孔鉆床設計。 該深孔鉆床由立柱、立柱底座、中間底座、液壓滑臺、動力箱、多軸箱等組成。本文對各部分的設計進行了詳細的計算和論證。 關鍵詞：深孔鉆床,離合器壓盤,主軸箱,夾具 Abstract The Manufacture is an important support of economic development in a country or area. Its level of development stands for the economic power, technical and scientific level, living standard and national defensive power of the country or area. While the capability of production in trade of manufacture mostly depends on the advanced producing equipment－machine tool . This paper has carried out detailed analysis for the case cover processing technology of gear reducer that joins hole, the processing for its hole have put forward the train of thought of " once pack folder, work position is processed , reach the precision requirement of product pattern ".According to this train of thought , have designed the four-axle first work drilling machine of bit alignment. This paper presents the design and calculating of each part of this machine tool. Keyword: Modular machine tool, Clutch plate 目 錄 摘要…………………………………………………………………………………………… Ⅰ Abstract……………………………………………………………………………………… Ⅱ 1 緒論…………………………………………………………………………………………… 1 1.1 機床在國民經(jīng)濟的地位及其發(fā)展簡史……………………………………………………1 1.2深孔鉆床的國內(nèi)、外現(xiàn)狀 ………………………………………………………………2 1.2.1 國內(nèi)深孔鉆床現(xiàn)狀……………………………………………………………………3 1.2.2 國外深孔鉆床現(xiàn)狀……………………………………………………………………4 1.3機床設計的目的、內(nèi)容、要求…………………………………………………………5 1.3.1設計的目的……………………………………………………………………5 1.3.2設計內(nèi)容………………………………………………………………………………5 1.3.3設計要求………………………………………………………………………………6 1.4機床的設計步驟…………………………………………………………………………6 1.4.1調(diào)查研究……………………………………………………………………………6 1.4.2擬定方案……………………………………………………………………………6 1.4.3工作圖設計…………………………………………………………………………6 2 深孔鉆床的總體設計……………………………………………………………………… 8 2.1 深孔鉆床方案的制定………………………………………………………………………8 2.1.1 制定工藝方案………………………………………………………………………8 2.1.2 確定深孔鉆床的配置形式和結構方案……………………………………………8 2.2 確定切削用量及選擇刀具……………………………………………………………10 2.2.1 確定工序間余量……………………………………………………………………10 2.2.2 選擇切削用量………………………………………………………………………10 2.2.3 確定切削刀、切削扭矩、切削功率………………………………………………11 2.2.4 選擇刀具結構………………………………………………………………………11 2.3 “三圖一卡”的編制……………………………………………………………………12 2.3.1 被加工零件工序圖………………………………………………………………… 12 2.3.2 加工示意圖…………………………………………………………………………13 2.3.3 機床聯(lián)系尺寸圖……………………………………………………………………17 2.3.4 生產(chǎn)率計算卡………………………………………………………………………20 2.4 多軸箱的設計…………………………………………………………………22 2.4.1 繪制多軸箱設計原始依據(jù)圖……………………………………………………22 2.4.2 主軸、齒輪模數(shù)的選擇…………………………………………………………23 2.4.3 多軸箱的傳動設計………………………………………………………………23 2.4.4 繪制傳動系統(tǒng)圖…………………………………………………………………25 2.4.5 傳動零件的校核…………………………………………………………………26 2.5 確定機械重塊平衡機構……………………………………………………………30 2.6 液壓系統(tǒng)……………………………………………………………………………32 2.6.1 Z軸液壓泵的確定…………………………………………………………………32 2.6.2 Ｙ軸液壓動力的確定………………………………………………………………33 2.6.3 擬定液壓系統(tǒng)圖……………………………………………………………………34 3 夾具設計……………………………………………………………………………………36 3.1機床夾具的概述…………………………………………………………………………36 3.1.1機床夾具的組成……………………………………………………………………36 3.1.2機床夾具的類型…………………………………………………………………… 36 3.2 工件機構特………………………………………………………………………………37 3.3 工件定位方案和定位元件的設計………………………………………………………37 3.4 夾緊方案和夾緊元件的設計…………………………………………………………… 37 3.5 夾具的性能及優(yōu)點……………………………………………………………………… 37 3.6 夾具體的設計…………………………………………………………………………… 38 3.7 誤差分析與計算………………………………………………………………………… 38 3.8 夾具精度分析計算……………………………………………………………………… 39 3.9 夾具設計及操作的簡要說明…………………………………………………………… 40 4 結論……………………………………………………………………………………………41 參考文獻…………………………………………………………………………………42 致謝………………………………………………………………………………………43 附件1:機床夾具零件圖、多軸箱裝配圖、聯(lián)系尺寸總圖及被加工零件工序圖 附件2：工作記錄及成績評定冊 IV 攀枝花學院畢業(yè)設計（論文） 英文原文 New Trends and Problems in Material Processing Machine Design Theory WANG Ai-lun ,DUAN Ji-an ,HUANG Ming-hui , ZHONG Jue (College of Mechanical & Electronic Engineering ,Central South University ,Changsha 410083 ,Hunan China) Abstract :Based on reviewing the historical background, prospecting for the development trend ,analyzing the complicacy and mechanism and summing up some achievements and experiences in scientific research , several new problems and the possible direction of development in material processing technology and machine are proposed ,such as ,producing new concept materials possessing some specific and extraovdinary properties by means of integrating and coalescing conelative frontier science and technology ;and thereafter a brief discussion is given. Keywords: interface; extraordinary physical field; procession machine ; function material 1　The Time Background of Material Processing Machine In the long span of history of human progress ,many tools ,machines and methods were created and a variety of materials with different properties were processed. Materials and its processing have become one of pillar and driving force of mankind progress. In pace with multi - polar competition in current world and people’s striving perseveringly for happier life ,material function goes beyond unceasingly men’s knowledge and imagination ,for example ,cryptic function material ,semiconductor material ,energy material ,vibration - absorptive material , super - strength aluminum alloy accounting for 70 percent of application of aeronautics and space ,metal foil of 4～5m ,deep drawing plate with anisotropy below 1 percent ,electronic aluminum foil with micro - orientation up to 95 percent ,heat resisting aluminum alloy with super strong specific strength used in aeronautics ,space and deep sea ,etc. [1 ,2 ] Thus several important development trends with distinct time features in material processing domain are shaped up as follows : (1) Creating material processing machine with extraordinary physical field for processing material with special texture structures and functions. For example ,applications of thermal energy and mechanical energy are breaking through unceasingly technology limit ,and some non - tradition energy ,such as microwave ,chemical energy , bioenergy , etc. , are introduced into material processing procedure one after another ,so that some material processing machines with extraordinary energy circumstance are produced. (2) Breaking through traditional physical limits and integrating melting ,solidifying ,plastic deformation and heat treatment to obtain special function of material and cut down expenses[3 ] . For example ,near - net shaping material processing technology , such as fast rolling , spraying deposition ,over - plastic molding , injection molding , high energy beam ,etc ,is applied. (3) Material processing process is forged ahead in the direction of high speed ,heavy - duty and high accuracy online control ,for instance , the rolling speed goes up to 130 m·s - 1 ,the deformation pressure rises up to 300 MPa ,accuracy of dimension up to 0.1μm ,accuracy of shape up to 0. 1 I ,strength accuracy comes up to 0.1 MPa. For these reasons ,it is necessary for material processing machine design theory to integrate and coalesce ingeniously correlative frontier science and technology to create and produce some new concept material processing machine with following functions. 2　Due Functions of New Concept Material Processing Machine (1) To have the ability to produce and bear extraordinary physical field and transmit extraordinary energy flow with the aim of providing extraordinary physical circumstances necessary for new concept material processing. For example ,high gradient temperature field with the speed of cool - down of work interface which exceeds 104～106 K·s - 1 , line wave and pulse complex exerted in solidifying - deforming area , super - strength contact stress field of material forming interface ,turbulent flow field of molten metal with very big flakiness ratio ,low frequency magnetic field with random frequency ,microwave field for powder metal heating ,ultrasonic field for large volume solidifying ,etc. [4 ] ,are applied. (2) To have the ability to work in critical state so that high stability and ideal performance of processing machine is ensured under the circumstance of reinforced technological condition and multi - field coupling operation. For example ,chatter suppressing capability of fast ultra - thin rolling under the condition of boundary lubricating state[5 ] ,the capability of self - excited vibration suppressing under the condition of special friction state ,synergism stability and disturbance stability of flexible connecting parallel shaft with multi - driving system ,etc. [4 ] ,are ensured. (3) To have the ability to accurately control the material processing in order to obtain low loss ,high efficiency and high quality of material processing. For example , super - high accuracy on - line monitor of products form ,on – line monitor and on - line adjustment of products texture and properties ,precision coordination control of multi - procedure , on - line monitor of micro - orientation of metal plastic deformation ,etc. [4 ] ,are ensured. Some products accuracy index may be enumerated as follows : dimensional accuracy coming to 0.1μm , microstructure uniformity to crystal lattice ,strength error to 0.1 MPa ,etc. [4 ] In short ,only by new concept material processing machine with extraordinary function being designed and made , can special function material be processed. 3 　Science Problems and Study Contents of Metal Material Processing Machine Under the Circumstance of Extraordinary Physical Field In view of these facts and background mentioned above ,several new research topics can be advanced as follows. 3. 1 Coupling Heat Transfer Mechanism of Multi - Phase Interface Temperature - Stress Field A brand - new microstructure can be obtained through continuously large deformation and fast solidifying when melting metal is in critical state of liquid solid. At this very moment ,high density heat flow and dynamic heat resistance are present in material processing circumstance[6 ,7 ] . A basic theory problem of designing this kind of machine is to study mechanism of heat transmittance and energy conversion ,and to establish mathematical model . 3. 2 Friction Constraint Mechanism of Plastic Flow Interface of Material Processing Machine The coupling between operation mechanism and workpiece is very complicated because plastic flow is present in processing interface. The interface state , determined by velocity , load thermodynamic process , elasticity of operation mechanism ,plasticity of workpiece ,dynamic behaviour of interface sticking - sliding and partial hydrodynamic lubrication ,etc ,affect and form friction constraints mechanism peculiar to material processing machine ,because these constraints present strong non - linearity ;and under certain circumstances ,the constraints may be destroyed or mismatched instantaneously and thus dynamic instability is resulted in. Thus following problems can be put forward : Mechanism of“spectre chatter”arose from sticking - sliding friction and partial hydrodynamic lubrication in rolling interface , instability condition and mechanism of constraint between smooth surface and rotating body under the circumstance of high speed ,heavy - duty and boundary lubrication , Lubrication film absorption mechanism and physical chemistry behaviour of interface of unceasingly regenerative surface ,the relationship between rheological characteristic and machine operation parameters. 3. 3 Multi - Body Non - Linear Contact Mechanism Under the Condition of Extra - High Pressure Field To build the super strength pressure field on large area is one of basic function of material processing machine , and it is also necessary to form by once large - size structure element (such as spacecraft , intercontinental vehicles ,car and large - scale aeroplane etc) . The ability to build super strong pressure field is one of important feature and the base of independent national defense. Under the circumstance of super strength pressure field ,multi - body strong nonhertz contact and non - linear friction will be produced ,thus local permanent deformation and degrading of element accuracy may be led. New theory foundation of design of machine with super strength pressure field will be furnished through study of multi - body strong non - hertz contact mechanism , multi - body non - linear friction mechanism (such as providing force - displacement mixed solving process of three - dimension multi - body) . 3. 4 Load Distribution Law in Multi - Sliding Pair With Structure Bias Load With regard to statically indeterminate structure ,load distribution of constraint point is determined by deformation compatibility condition. However ,concerning some plane large - size statically indeterminate structure with sliding degree of freedom in third dimension ,load distribution can not be determined by deformation compatibility condition. Thus new theory basis will be provided by analyzing of contact behaviour and mechanism of sliding pair (such as creep ,force of friction ,integral deformation compatibility condition ,etc) . 3. 5 Coupling Mechanism and Stability of Multi - Physical Fields in Material Processing Systems In the wake of system function becoming more and more diversified , conventional technology limits in material processing machine is being broke through unceasingly ,system structure also becomes increasingly complicated ,and system performance becomes increasingly multi - causal . For example ,any instantaneous state of roller in fast rolling mills is affected by elastic deformation ,plastic flow ,heat transfer process , hydro - dynamic lubrication process ,interface physical chemistry molecular state and so on[5 ] . In addition ,electromechanical coupling in processing system have already gone beyond conventional concept ,for instance ,some singular point phenomenon (such as micro - variable can be transformed into macro - variable) ,are present ,thus roller operation instability may be led by perturbation[8 ] . Therefore ,this subject will study the interaction mechanism of multi - physical field and the influence on processing system stability and processing material quality started with analysis of micro - state of executive body. 3. 6 Multi - Technology Integration and Coalescence of Accurate Control The material processing machine ,which operate under the circumstance of extraordinary physical field ,is a complicated large - scale system ,and some parameters of the system vary on feasible field boundary ;thereby ,to keep under accurate control and adjustment of multi field circumstance ,multi - dimension coordination ,multi - energy conversion , multi - level information transfer ,interface multi - process coupling ,etc. is of much significance. Since a variety of multi - interaction exists in control model ,it is necessary to establish integration framework of coordination work according to decoupling of control model ,so as to accurate control based on the multi - technology integration and coalescence is realized. 3. 7 Quasi - Reality Design and Concurrent Design Based on Knowledge Innovation Systems Digitalization and visualization of material processing technology will promote immediately the quality of design, operation and control . Therefore optimization of material processing technology and material processing machine by means of realization of virtual simulation of processing procedure through quasi - reality design and concurrent design is one of our pressing study subjects. 3. 8 Mechanical Behavior of Special Function Materials in the Extraordinary Physical Field Many key elements and parts in material processing machine are often under the circumstance of super strong force field ,temperature field ,electronic magnetic field and flow field ,and must have the functions of constructing special physical interface. However ,it is difficult for common single - substance material such as metal ,ceramic polymer ,etc. to have both high index of single property and excellent overall quality. Therefore we need to use certain material with new functions for key position[9 ] ,for instance ,multi - dimension function gradient material with ultrahigh physical property ,multi - dimension function gradient material with intelligence. For these reasons ,it is necessary to study basic law and mechanism of these kind of function material mentioned above ,for instance ,stress (strain) distribution function ,failure mechanism and design criteria of material under the circumstance of extraordinary physical field ,static (dynamic) stiffness and damping ,digitalization design and visualization design of processing system made of gradient function material ,etc ,so that the general mechanics law of element which is under the circumstance of extraordinary physical field and made of anisotropy multi - dimension gradient function material is obtained. Nowadays ,material processing science and technology is forging rapidly ahead. A forward - looking study aiming at key technology problem of material processing machine will provide theory and technology reserve for manufacturing science and industry of 21st century. 英文翻譯 材料制備機械設計理論中的新趨勢和新問題 王艾倫,段吉安,黃明輝,鐘 掘 (中南大學機電工程學院,湖南長沙 410083) 摘 要:在全面綜述材料制備機械技術及設備發(fā)展動態(tài)的基礎上,提出了研究領域的幾個新問題和發(fā)展方向,如通過集成和融合現(xiàn)代相關前沿科學和技術，生產(chǎn)具有超常和特殊性能的新概念材料等,并進行了簡要分析和討論. 關鍵詞:界面;超常物理場;制備機械;功能材料 1．機械材料加工的時代背景 在人類進步的一段長時間范圍內(nèi)，許多工具、機械和方法被提出來；不同的原料用不同的工具來加工。原料及其處理過程已經(jīng)變成了推動人類進步不可缺的一部份。在當前世界中日益激烈的競爭和人們追求幸福生活的今天，物質(zhì)的功能已經(jīng)遠遠超出了人類現(xiàn)有的并不斷增長的知識及想象。例如：神秘原料功能，半導體材料，原料能量有吸力的材料，在航空領域中占有70%份額的強力鋁合金4~5um的薄金屬片，用各向異性深沖壓金屬板在1%以下；電子鋁箔與強耐熱鋁合金已經(jīng)被應用到航空、宇宙及深海領域中，等等；在原料加工加工領域中不同的時間段里，材料重要發(fā)展趨勢就這樣形成了： （1）在特殊的物理領域里制造原料加工機械，是為了能有特殊的質(zhì)地結構和輔助性的加工功能。例如：運用熱能和機械能能夠突破科學技術的極限，將一些不常用的能量，例如：微波、化學能、生物能等等，一個接一個的被引入到材料加工中來，因此一些加工特殊能量原材料的加工設備就被制造出來了。 （2）突破傳統(tǒng)的物質(zhì)限制，將溶化、凝固、造型一體化，然后加熱得到具有特殊功能的原料，這樣就可以降低加工費用。例如：材料加工整形技術，比如像快速翻滾，噴霧處理、塑膠成型、噴射造型法、高能量射束等等被應用。 （3）原料加工處理正在向高速、重載和高精度在線控制方向上邁進。例如：軋制速度達到130m/s，壓力變形已達到300MPa，尺寸精度達到了0.1um，成型精度已達到0.1i；濃度精度已達到0.1MPa。由于這些原因，原料加工機械設備設計理論將科學與技術相關聯(lián)的領域有機的結合起來設計生產(chǎn)一中新概念材料加工設備是可能的。 2．對于新概念材料加工設備的期望功能 （1）要有能力生產(chǎn)具有特殊物質(zhì)的領域；能傳送那些對于新概念材料加工在特定的物質(zhì)環(huán)境下是非常必要的特殊能流。例如：在高溫環(huán)境下能使那些高溫波或者脈沖以超過104~106K/s的速度冷卻下來；將外表面的凝固、變形合成一體，然后在將超強接觸面應力重新組合成新的分界面；融化的大金屬薄片的湍流；隨機的低頻率磁場用于金屬末加熱的微波、用于大量凝固的超聲波等等都已經(jīng)被應用了。 （2）有能力在臨界狀態(tài)下工作，因此高穩(wěn)定性和理想性能的處理設備是在加強技術條件和室外操作的保證。例如：禁止在潤滑狀態(tài)下邊界上的搖晃；在特有的摩擦狀態(tài)下的抗震能力；有韌性的連接管的合力穩(wěn)定性和干擾穩(wěn)定性與軸相比更易驅(qū)動系統(tǒng)。 （3）有能力精確的控制原料加工而獲得低損耗、高功率、高性能的原料加工。例如：精確的在線監(jiān)測產(chǎn)品成型；在線監(jiān)測和在線調(diào)整產(chǎn)品品質(zhì)和器具還有在線控制金屬、塑膠成型的程序。產(chǎn)品的精確度指數(shù)可以列舉如下：宏觀上精確度可達到0.1um，微觀上的晶狀體結構非常均勻，濃度誤差在0.1MPa 。簡而言之，擁有特別功能的新概念原料加工設備應該被設計和生產(chǎn)出來。這樣的話，那些特別性能的原料就能被處理加工了。 3．在特殊的物理領域和環(huán)境下金屬材料加工設備的問題和需要學習的內(nèi)容 由于這些原因和以上提到的背景，如下的一些新的研究主題應該被改進： 3.1 連接傳熱裝置和溫度應力場的相界面 當融化金屬處于液體和固體的臨界狀態(tài)時通過連續(xù)的變形和快速凝固，一種全新的微觀結構可以被獲得。在這個非常時刻，高濃度的熱流和動態(tài)的熱阻力在材料加工處理中成了主要事項。關于設計這個設備的基本理論問題是要學習核心傳動系統(tǒng)合能量轉(zhuǎn)化和建立數(shù)學模型。 3.2 材料加工設備表面粘流摩擦力的抑制 操作裝置和工件的連接是相當復雜的因為粘流阻擋了加工表面界面態(tài)由周轉(zhuǎn)速度、熱力學處理工作量、操作裝置的彈性、工件的可塑性、滑性界面的動態(tài)行為、局部水力的潤滑油等等來決定。它們影響著材料加工設備抗摩擦裝置的成型。因為它們會會強制其產(chǎn)生很大的非線性，這種強制會在瞬間被損壞或者是失諧，最后會導致動態(tài)不穩(wěn)定性。因此提出了以下的問題：機械裝置的噪聲可能在晃動的界面引起滑動摩擦、不穩(wěn)定狀態(tài)；在高速、重載和邊界潤滑狀態(tài)下在光滑表面和旋轉(zhuǎn)式噴灌器之間的裝置抑制。潤滑油薄膜吸收裝置和不斷再生的表面的物理化學行為；流變學的特征和操作參數(shù)之間的關系。 3.3 在高壓場條件下非線性接觸式機械裝置 在大范圍內(nèi)組建一個超強力壓力場是材料加工設備的一個基本功能。當然形成一個大結構的元素也是可能的（例如太空船、大陸洲際間的交通工具、汽車、飛機）。組建一個超強壓力場是最重要的特征之一，也是保衛(wèi)國家獨立最基本的裝備。在強壓力場環(huán)境下，接觸式和非線性摩擦將會產(chǎn)生；因此將會導致局部的永久的變形和不好的因素。在強壓力場下設計過程中，將會涉及到設備的設計新理論，例如：非接觸式、非線性摩擦機構。 3.4 負荷分配規(guī)律 關于超靜定結構，抑制點的負荷分配規(guī)律由相容性條件決定。雖然，關于那些大尺寸的、不定的、靜止的結構在真實空間中是自由變化的，但負荷分配規(guī)律是不能決定相容性條件。因此新的基礎理論由分析接觸行為和變形裝置獲得（例如：摩擦力、變形相容性條件，等等）。 3.5 耦合裝置和在材料加工系統(tǒng)中物理領域內(nèi)的穩(wěn)定性 隨著系統(tǒng)的功能越來越多元化；許多限制材料加工進度的傳統(tǒng)技術正在不斷的被改善；系統(tǒng)結構也逐漸變得越來越復雜，系統(tǒng)性能變得越來越好。例如：鋼扎廠的快速瞬間反轉(zhuǎn)受彈性形變、粘流、散熱處理、水動力潤滑處理的，物理化學分子狀態(tài)的影響。另外，機電的耦合在處理系統(tǒng)中已經(jīng)超出了傳統(tǒng)的概念；例如，一些奇特的現(xiàn)象（微小的變化可以引起很大的變化）已經(jīng)出現(xiàn)；因此，滾筒操作的不穩(wěn)定性可能會導致混亂。所以，這個主題將會在機械裝置的物理領域中，在處理系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響和加工助劑質(zhì)量上被提及和充分關注； 3.6 技術綜合和合并精準的控制 在特定的物理條件下進行操作的材料加工設備是一個相當復雜系統(tǒng)，一些系統(tǒng)的參數(shù)在領域的邊界上也是可以改變的；因此在領域環(huán)境下精確的控制與調(diào)整，調(diào)和尺寸，能量轉(zhuǎn)換，信息傳遞，界面耦合等等是非常重要的。因為在控制模型中多種交互作用的存在，根據(jù)退耦控制模型而建立綜合框架是必要的；精確的控制基于綜合技術。 3.7 優(yōu)化的和創(chuàng)新的設計基于創(chuàng)新的知識 材料加工技術能促進產(chǎn)品的設計質(zhì)量的提高。最優(yōu)化的材料加工技術和材料加工設備意味著實現(xiàn)實質(zhì)的仿真通過類似的設計和一致的設計是我們學習的主題。 3.8 在特殊的領域里機械裝置的特殊功能和應用 一些重要的元素和部分在材料加工設備中常常在強力場、溫度場、電磁場和流場中工作，有建造特別物理界面的功能；雖然對那些普通單一的物質(zhì)象金屬、陶瓷等擁有單一的高指數(shù)和卓越的總質(zhì)量是很困難的。因此我們需要在重要部位采用具有新功能的原料；例如：尺度功能有傾向的材料是想當可貴的。由于這些原因，學習基本法律和以上提到的具有這些功能的機械裝置；例如：強調(diào)分配功能、破壞機理和在特定領域中的設計標準，靜態(tài)（動態(tài)）的硬度和阻尼，模糊設計和明朗設計處理系統(tǒng)構成了有斜度的材料，等等。 今天，材料加工科學和技術正在快速的向前發(fā)展；把學習的目標瞄準材料加工設備的技術問題將會為21世紀的制造業(yè)提供技術支持。 - 55 -