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畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 題目：鉸鏈?zhǔn)姐@模板夾具設(shè)計與裝配工藝 規(guī)劃  1. 畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況） 1.1題目背景、研究意義 夾具作為傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)中最重要的工藝裝備之一已有了一百余年的歷史，在機(jī)械業(yè)的發(fā)展過程中發(fā)揮了巨大的作用。我國社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃指出，振興裝備制造業(yè)是推進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的主要內(nèi)容[1]。所謂“裝備制造業(yè)”就是傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)中的主體。因為裝備制造業(yè)的發(fā)展水平是國家工業(yè)化、現(xiàn)代化水平和綜合國力的重要標(biāo)志，這意味著我國的工業(yè)將在不太長的時間內(nèi)逐步趕上并達(dá)到當(dāng)今世界上發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)水平[2]。隨著裝備制造業(yè)的發(fā)展，作為裝備制造業(yè)的必不可少組成部分的工藝裝備(夾具)也必然會得到相應(yīng)的重視[3]。近年來我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展推動了機(jī)床和工具行業(yè)從低谷中走出，我國已連續(xù)8年保持世界上機(jī)床最大消費市場和世界機(jī)床第一大進(jìn)口國，而對于與機(jī)床配套的夾具設(shè)計更是不可或缺[4]。 夾具是能夠使產(chǎn)品按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝置，它主要用于保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量、減輕勞動強(qiáng)度、輔助產(chǎn)品檢測、展示、運輸?shù)取C(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，所以應(yīng)用十分廣泛[5]。歸納起來有以下幾個方面的作用：保證工件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本；改善工人勞動條件；在流水線生產(chǎn)中，便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍[6]。對于不同種類的機(jī)床，其對應(yīng)的夾具有不同的分類。包括：車床類夾具、銑床類夾具、鉆鏜床夾具、組合夾具、數(shù)控機(jī)床夾具、自動線夾具及其他機(jī)床夾具[7]。本課題主要研究的是針對鉆鏜床設(shè)計的夾具，鉆模的結(jié)構(gòu)形式繁多，歸類方法各異。按照鉆模有夾具體，結(jié)合使用方面的特點，通?？煞譃橐韵挛宸N形式[8]： （1） 固定式鉆模 這種鉆模在使用時被固定在鉆床工作臺上，鉆模的位置固定不動。它可用于立式鉆床、搖臂鉆床和多軸鉆床上[9]。 （2） 翻轉(zhuǎn)式鉆模 夾具整體在鉆床工作臺上翻轉(zhuǎn)，順序鉆削各孔。主要用于加工中、小型工件分布在不同表面上的孔[10]。 （3） 回轉(zhuǎn)式鉆模 其一般用于加工同一圓周上的平行孔系，或分布在圓周上的徑向孔。一般為專用的工作夾具與標(biāo)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)臺聯(lián)合使用[11]。 （4） 蓋板式鉆模 蓋板式鉆模是由鉗工的劃線樣板演變來的，它沒有夾具體。定位元件、導(dǎo)引元件和夾緊裝置全部安裝在鉆模板上，使用時象蓋子一樣蓋在工件加工部位上，是最簡單的一種鉆模[12]。 （5） 滑柱式鉆模 滑柱式鉆模由標(biāo)準(zhǔn)通用底座為主體組成的鉆模。該標(biāo)準(zhǔn)通用底座由升降鉆模板、升降機(jī)機(jī)構(gòu)和夾具體組成。它的結(jié)構(gòu)已標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)格尺寸也系列化、可由制造部門預(yù)先批量生產(chǎn)備用[13]。 孔加工中，需要加工中、小型零件分布在不同表面上的孔，同時在鉆模設(shè)計中，常常遇到工件鉆孔后需要孔口倒角或攻螺紋、或鉸孔:有的被加工孔為階梯孔，有的工件孔組內(nèi)孔距很小，小到不足以放置兩個鉆套[13]。有的工件相當(dāng)大，在同一表面上或幾個平面上有位置要求的兩個或多個孔組，孔組間的距離又很大。一般的鉆模結(jié)構(gòu)是很難或不能滿足其要求的[14]。為加工上述類型的工件孔，我們采用鉆模板可以翻轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)形式，解決了上述難加工問題、使鉆孔夾具結(jié)構(gòu)變得簡單、緊湊，既能保證質(zhì)量，使用又方便，還提高了效率[15]。這也就是本課題所設(shè)計的鉸鏈?zhǔn)姐@模。 1.2國內(nèi)外相關(guān)研究情況 從文獻(xiàn)上可見，從80年代中期開始，計算機(jī)輔助夾具設(shè)計（CAFD）和自動夾具設(shè)計（AFD）在國際上普遍受到重視[18]。其中隨著CAD/CAM系統(tǒng)在工業(yè)中的建立，CAFD很自然地應(yīng)用到了夾具設(shè)計當(dāng)中，而且由于夾具對制造成本和制造周期的影響非常大，研究人員才開始注意到CAFD的重要作用，并把縮短加工準(zhǔn)備周期作為CAFD的一個重要目標(biāo)[19]。九十年代后發(fā)展起來的CAFD轉(zhuǎn)向了以產(chǎn)品夾具結(jié)構(gòu)為目的，實際生產(chǎn)應(yīng)用為導(dǎo)向的夾具軟件設(shè)計上。目前CAFD的發(fā)展大大降低了制造研制周期，優(yōu)化了制造加工過程，驗證了制造工藝流程，在FMS及CIMS中正發(fā)揮著越來越重要的作用。近年來組合夾具系統(tǒng)的設(shè)計受到了夾具行業(yè)的普遍關(guān)注，并且在一些文獻(xiàn)中對該領(lǐng)域的最新發(fā)展成果進(jìn)行了回顧[20]。 隨著我國機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展[16]。目前發(fā)展的成組技術(shù)是應(yīng)用系統(tǒng)工程學(xué)的觀點，把中、小批生產(chǎn)中的設(shè)計制造和管理等方面作為一個生產(chǎn)系統(tǒng)整體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn)活動的各個方面，全面實施成組技術(shù)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益，我國不少高等工業(yè)院校結(jié)合教學(xué)和科研工作，在成組技術(shù)基本理論及其應(yīng)用方面、軟件系統(tǒng)方面都開展了許多研究工作，并取得了不少成果[17]。 2. 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1本課題研究的主要內(nèi)容 （1）以軸承蓋為對象，對鉸鏈?zhǔn)姐@模板零件的工藝分析；鉸鏈?zhǔn)姐@模板工件的定位分析（自由度）； （2）鉸鏈?zhǔn)姐@模板零件工件定位誤差計算；鉸鏈?zhǔn)姐@模板工件夾緊力的分析與計算； （3）鉸鏈?zhǔn)姐@模板零件夾具的工作原理；鉸鏈?zhǔn)姐@模板設(shè)計中存在的問題； （4）鉸鏈?zhǔn)姐@模板夾具裝配工藝設(shè)計與仿真。 研究方案： 由于工作零件是軸承蓋（如下圖1所示）。 圖1 軸承蓋 軸承蓋孔如使用數(shù)控鉆床加工，則結(jié)構(gòu)復(fù)雜，定位困難，成本較高；而劃線鉆孔則效率較低，不能滿足批量生產(chǎn)要求。為此，專門設(shè)計一種適用于大批量加工軸承蓋孔的專用模具。設(shè)計兩種對比方案進(jìn)行對比： 2.2研究方案及方法 （1）軸承蓋鉆模 見圖2，工件孔以定位銷1定位。旋轉(zhuǎn)手柄6使壓板5繞支點4回轉(zhuǎn)，而將工件的下部壓緊在定位釘7上。當(dāng)鉆完孔再攻螺紋時應(yīng)松開鎖緊螺釘3，翻起鉸鏈鉆模板2。 1 —定位銷 2 —鉸鏈鉆模板 3 —鎖緊螺釘 4 —支點 5 —壓板 6 —手柄 7 —定位釘圖2 普通鉸鏈?zhǔn)姐@ （2）專用鉸鏈?zhǔn)姐@模 專用鉸鏈?zhǔn)姐@模如圖3所示，可將軸承蓋板固定在鉆模當(dāng)中，翻轉(zhuǎn)兩個鉸鏈?zhǔn)姐@模壓緊之后，可以同時對多個鉆孔進(jìn)行加工。加工過程中不用多次移位，安裝、拆卸方便，有利于大批量進(jìn)行加工。本夾具使用在搖臂鉆床上，加工汽車變速箱上蓋Φ10mm孔、锪Φ12mm沉孔深2.5mm,鉆M10mm螺紋底孔Φ8.4mm、锪平面保證尺寸32.50.1mm。 工件放在兩個圓柱銷2上，前后移動工件使定位孔對準(zhǔn)并滑進(jìn)兩個定位銷。轉(zhuǎn)動配氣閥手柄10，壓縮空氣進(jìn)入氣缸右側(cè)，推動活塞桿7向左移動，將工件以底面及2-Φ12mm孔，分別在五個支撐釘3、圓柱銷1、削邊銷4上定位并夾緊。 5 裝卸工件時，松開鎖緊螺母5和9，翻轉(zhuǎn)鉸鏈鉆模板6和8。 圖3 專用鉸鏈?zhǔn)姐@模 方案對比如下： 定位 夾緊 成本 效率 周期 生產(chǎn) 方案1 加工時蓋在工件上定位 結(jié)構(gòu)簡單，夾緊力不大 低 低 生產(chǎn)周期長 小批量 方案2 典型的一面兩銷定位 為了工件便于夾緊采用氣動夾緊 高 高 生產(chǎn)周期短 大批量 方案對比表1 綜上所述，本次設(shè)計選用第二套方案。 3.本課題研究的重點及難點，前期已開展工作 重點及難點： 設(shè)計出針對軸承蓋為對象的鉸鏈?zhǔn)姐@模，并且分析和計算定位誤差、夾緊力等，然后進(jìn)行繪制CAD，SolidWorks等圖，并對三維模型進(jìn)行干涉及仿真檢驗。 前期已開展的工作： （1）查閱相關(guān)資料，閱讀文獻(xiàn)，對夾具設(shè)計背景初步了解； （2）初步了解常規(guī)夾具的設(shè)計及加工方法； （3）初步了解關(guān)于鉸鏈?zhǔn)姐@模的一些相關(guān)知識； （4）學(xué)會運用SolidWorks，CAD等作圖軟件。 4.完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃（按周次填寫） 第1周－第3周：查閱資料，完成文獻(xiàn)綜述和開題報告。 第4周－第7周：工件的分析；定位分析（自由度）。 第7周－第9周：鉸鏈?zhǔn)姐@模的工作原理；設(shè)計中存在的問題。 第10周－第13周：鉸鏈?zhǔn)姐@模裝配工藝設(shè)計與仿真。 第14周－第15周：完成畢業(yè)論文。 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在系審查意見： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 參考文獻(xiàn) [1] 吳拓.現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2009.1-2. 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