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湖南科技大學 11 屆畢業(yè)設計（論文）開題報告
題 目
年產(chǎn)3萬件的推動架的加工工藝及其夾具設計
作者姓名
吳明志
學號
1103010414
所學專業(yè)
機械設計制造及其自動化
1、 研究的意義，同類研究工作國內外現(xiàn)狀、存在問題（列出主要參考文獻）
制造業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎，隨著以計算機技術為主導的現(xiàn)代科學技術的迅速發(fā)展，以“時間驅動”為特征的市場競爭、產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快、商品需求的多樣化、用戶素質的提高等使制造業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，特別像推動架這樣不規(guī)則零件的加工就出現(xiàn)了一些問題，在現(xiàn)階段像推動架的加工還沒有達到現(xiàn)代自動化的水平]。在現(xiàn)代的中小批量生產(chǎn)中，它的加工工藝還需用人工畫線的方法來保證其精度，而對工件的裝夾也是通過人工的方法進行的。因此目前我國對推動架加工還處于效率低、成本高的階段[7]。
a. 現(xiàn)代機械制造技術的現(xiàn)狀
在產(chǎn)品設計方面，普遍采用計算機輔助產(chǎn)品設計(CAD)、計算機輔助工程分析(CAE)和計算機仿真技術；在加工技術方面，已實現(xiàn)了底層(車間層)的自動化，包括廣泛地采用加工中心(或數(shù)控技術)、自動引導小車(AGV)等．近10余年來，發(fā)達國家主要從具有全新制造理念的制造系統(tǒng)自動化方面尋找出路，提出了一系列新的制造系統(tǒng)。如計算機集成制造系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)、并行工程、敏捷制造等。
(1) 計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)
它是在自動化技術、信息技術和制造技術的基礎上，通過計算機及其軟件，將制造廠全部生產(chǎn)活動所需的各種分散的自動化系統(tǒng)有機地集成起來，是適合于多品種、中小批量生產(chǎn)的總體高效率、高柔性的制造系統(tǒng)。首先在功能上，它包含了一個工廠的全部生產(chǎn)經(jīng)營活動，即從市場預測、產(chǎn)品設計、加工工藝、制造、管理至售后服務以及報廢處理的全部活動．因此它比傳統(tǒng)的工廠自動化的范圍要大得多，是一個復雜的大系統(tǒng)，是工廠自動化的發(fā)展方向。其次，在集成上，它涉及的自動化不是工廠各個環(huán)節(jié)自動化的簡單疊加，而是在計算機網(wǎng)絡和分布式數(shù)據(jù)庫支持下的有機集成。這種集成主要體現(xiàn)在以信息和功能為特征的技術集成，即信息集成和功能集成。計算機集成制造系統(tǒng)的核心技術是CAD/CAM技術。
(2) 智能制造系統(tǒng)(IMS)
是指將專家系統(tǒng)、模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)絡等人工智能技術應用到制造系統(tǒng)中，以解決復雜的決策問題，提高制造系統(tǒng)的水平和實用性。人工智能的作用是要代替熟練工人的技藝，學習工程技術人員的實踐經(jīng)驗和知識，并用于解決生產(chǎn)中的實際問題，從而將工人、工程技術人員多年來積累起來的豐富而又寶貴的實踐經(jīng)驗保存下來，在實際的生產(chǎn)中長期發(fā)揮作用。智能制造系統(tǒng)的核心技術是人工智能。
(3) 并行工程(CE)
又稱同步工程或同期工程，是針對傳統(tǒng)的產(chǎn)品串行開發(fā)過程而提出的概念和方法．并行工程是集成地、并行地設計產(chǎn)品及其相關各種過程的系統(tǒng)方法。該方法要求開發(fā)人員從設計開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期中的所有因素，包括產(chǎn)品制造工藝、質量、成本、進度計劃和用戶要求等。并行工程通過組成多學科的產(chǎn)品開發(fā)群組協(xié)同工作，利用各種計算機輔助工具等手段，使產(chǎn)品開發(fā)的各個階段，既有一定的時序又能并行，同時采用上、下游的各種因素共同決策產(chǎn)品開發(fā)各階段工作的方式，在產(chǎn)品開發(fā)的早期就能及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)全過程中的問題，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質量，降低成本，增加企業(yè)競爭能力．并行工程強調在集成環(huán)境下的并行工作，因此，它是CIMS進一步發(fā)展的方向。
(4) 敏捷制造(AM)
又稱靈捷制造、迅速制造和靈活制造等，它是將柔性生產(chǎn)技術、熟練掌握生產(chǎn)技能和知識的勞動力與促進企業(yè)內部和企業(yè)之間相互合作的靈活管理集成在一起，通過所建立的共同基礎結構，對迅速改變或無法預見的消費者需求和市場時機作出快速響應。敏捷制造的基本原理是采用標準化和專業(yè)化的計算機網(wǎng)絡和信息集成基礎結構，以分布式結構連接各類企業(yè)，構成虛擬制造環(huán)境，以競爭合作為原則，在虛擬制造環(huán)境內動態(tài)選擇合作伙伴，并通過組成虛擬企業(yè)來適應持續(xù)多變、無法預料的市場變化．敏捷制造的核心是虛擬公司，虛擬公司映射為虛擬制造系統(tǒng)，虛擬制造系統(tǒng)是敏捷制造的關鍵．敏捷制造是一種戰(zhàn)略決策，它是能使各合作伙伴既保證各自的利益，又能獲得共同利益的一種全新的生產(chǎn)組織模式和制造模式。目前，敏捷制造仍在發(fā)展研究中。
b.機械加工工藝的未來發(fā)展趨勢
(1) 集成化發(fā)展趨勢
隨著機械自動化技術在機械制造業(yè)中的逐漸推廣，機械制造工藝不斷趨向于集成化，原本分散型的加工模式也逐漸向集成化靠攏，機械制造開始具備連續(xù)性和規(guī)模性。目前在機械制造業(yè)中集成化的利用主要是連續(xù)性加工和機電一體化，它們主要是針對零件加工的一次性完成，而集成化今后的發(fā)展趨勢則是使整個成品集體化生產(chǎn)。
(2) 微納化發(fā)展趨勢
在機械制造工藝中提高加工材料的性能，對加工工藝過程進行優(yōu)化是促進機械制造工藝發(fā)展的主要途徑，對加工進行精密化更是提高加工零件使用壽命的關鍵，納米技術的發(fā)展使得機械制造工藝已逐步趨向于微觀化。
(3) 自動化發(fā)展趨勢
自動化技術在機械制造業(yè)中的運用使得機械制造工藝有了很大的改善，無論是加工質量還是加工效率都有了大幅度的改觀。隨著經(jīng)濟全球化的腳步加快，提高機械制造生產(chǎn)線的自動化程度就變得尤為重要，而自動化技術也將成為機械制造業(yè)今后發(fā)展的必然趨勢，同時這也是建立自動化制造工廠的必要條件。
(4) 數(shù)字化發(fā)展趨勢
數(shù)字化作為機械制造工藝發(fā)展的一個重要方向，它決定了生產(chǎn)的準確性和系統(tǒng)的工作效率，對機械制造工藝進行數(shù)字化還體現(xiàn)在設計環(huán)節(jié)和生產(chǎn)過程當中，數(shù)字化的設計使得整個機械制造工藝過程更加完整高效。除此之外，對生產(chǎn)過程進行數(shù)字化管理也是生產(chǎn)的一個基礎條件，它可以引導企業(yè)逐漸走上科學發(fā)展道路。
隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)張，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，中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流。為了適應機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出了更高的要求。特別像推動架零件的加工還處于落后的階段。在今后的發(fā)展過程中，應大力推廣使用組合夾具、半組合夾具、可調夾具，尤其是成組夾具。在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精度、高效、模塊組合、通用、經(jīng)濟等方向發(fā)展。
2、 研究目標、內容和擬解決的關鍵問題（根據(jù)任務要求進一步具體化）
目標：年產(chǎn)3萬件的推動架的加工工藝及其夾具設計
制定推動架加工工藝規(guī)程，關鍵是工序的劃分和定位基準的選擇。在設計開始的過程中，我們必須認真分析零件圖，了解零件圖的結構特點和相關的技術要求，對推動架的每一個細節(jié)都應仔細分析，弄清楚沒一個零件的尺寸。繪制零件圖是重點。
夾具設計中可能存在的問題
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，主要與定位基準是否與工序基準重合、定位基準與定位元件的配合狀況等因素有關，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自由度的能力，增加過定位元件與定位基準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?shù)妮o助支撐。夾具的設計必須要保證夾具的定位準確和機構合理,考慮夾具的定位誤差
和安裝誤差。通過對工件與夾具的認真分析,結合一些夾具的具體設計事例,查閱相關的夾具設計料。
3、 擬采取的研究方法、步驟、技術路線
資料所示，推動架是牛頭刨床進給機構中的小零件，其主要作用是把從電動機傳來的旋轉運動通過偏心輪杠桿使推動架繞其軸心線擺動，同時撥動棘輪，帶動絲杠轉動，實現(xiàn)工作臺的自動進給。在設計推動架機械加工工藝過程時要通過查表法準確的確定各表面的總余量及余量公差，合理選擇機床加工設備以及相應的加工刀具，進給量，切削速度、功率，扭矩等用來提高加工精度，保證其加工質量
步驟：
對零件進行工藝分析，畫零件圖。
確定毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖
擬定零件的機械加工工藝過程，選擇各工序的加工設備和工藝裝備，確定各工序加工余量和工序尺寸，計算各工序的切削用量和工時定額，進行技術和經(jīng)濟分析。
填寫工藝文：工藝過程卡片，工序卡片。
填寫制定工序的專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖
撰寫說明書。
工序的劃分
確定加工順序和工序內容，安排工序的集中和分散程度。劃分工序階段與生產(chǎn)綱領有密切關系，具體可以根據(jù)生產(chǎn)類型，零件的結構特點技術要求和設備等。生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序次數(shù)，此次設計批量大可按工序分散原則，組織流水線生產(chǎn)，也可利用高生產(chǎn)率的通用設備按工序集中原則生產(chǎn)
定位基準的選擇：根據(jù)粗基準，精基準的選擇原則，遵循基準統(tǒng)一，基準重合。
擬定零件加工工藝路線
先對零件進行分析，了解零件的性能，功用，工作條件；零件的材料和熱處理要求，零件的確切形狀和結構特點，零件的確切形狀和結構特點，零件的主要加工表面主要技術要求和關鍵的技術問題以及零件的結構工藝性。結合生成實踐過程中學到得到的知識來擬定。
4、 擬使用的主要設計、分析軟件及儀器設備
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)系實際和工人結合起來。常常需要提出幾個方案，進行分析比較后再確定。
選擇切削用量的原則是：粗加工時，以提高勞動生產(chǎn)率為主，選用較大的切削量；半精加工和精加工時，選用較小的切削量，保證工件的加工質量
6、參考文獻
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