多功能組合銑夾具設(shè)計開題報告.doc

畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題目：多功能組合銑夾具設(shè)計系別機電信息系專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化班級姓名學(xué)號導(dǎo)師2012年12月26日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課題名稱多功能組合銑夾具設(shè)計1.2課題研究背景和意義1.2.1組合夾具是一種先進的工藝裝備，它是由一套預(yù)先制造好的各種不同的形狀、不同規(guī)格、不同尺寸、具有互換性、高耐磨性和高精度的標(biāo)準元件組成，其結(jié)構(gòu)靈活多變，適應(yīng)性廣，元件可長期循環(huán)使用，組合夾具分為槽系和孔系兩個系列，隨著科技不斷發(fā)展，組合夾具的應(yīng)用程度在機械行業(yè)得到了很大的提高，特別是近年來機械行業(yè)領(lǐng)域正朝著高精度、高質(zhì)量、高效率、低成本方向發(fā)展，因此為了適應(yīng)現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，組合夾具的發(fā)展也達到了更高的領(lǐng)域，其由原來的孔系組合夾具和槽系組合夾具發(fā)展到孔槽系組合夾具?？撞巯到M合夾具是采用孔和槽結(jié)合的定位結(jié)構(gòu)，克服了槽系夾具剛性差、不穩(wěn)定，及孔系夾具不能連續(xù)調(diào)整的缺點，將孔、槽夾具的優(yōu)勢合二為一，其可用幾小時的組裝周期代替幾個月的設(shè)計制造周期，從而縮短了生產(chǎn)周期；節(jié)省了工時和材料、保證加工精度，提高生產(chǎn)率、降低了生產(chǎn)成本，擴大了機床的工藝范圍；還可減輕工人勞動強度，減少夾具庫房面積，有利于管理。1.2.2組合夾具是一種先進的工藝裝備，它是由一套預(yù)先制造好的各種不同的形狀、不同規(guī)格、不同尺寸、具有互換性、高耐磨性和高精度的標(biāo)準元件組成，其結(jié)構(gòu)靈活多變，適應(yīng)性廣，元件可長期循環(huán)使用。組合夾具的元件精度高、耐磨，并且實現(xiàn)了完全互換，元件精度一般為IT6IT7級。用組合夾具加工的工件，位置精度一般可達IT8IT9級，若精心調(diào)整，可以達到IT7級。由于組合夾具有很多優(yōu)點，又特別適用于新產(chǎn)品試制和多品種小批量生產(chǎn)，所以近年來發(fā)展迅速應(yīng)用較廣。組合夾具的主要缺點是體積較大，剛度較差，一次投資多，成本高，這使組合夾具的推廣應(yīng)用受到一定限制。隨著機械制造業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來越快，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式逐步被中小批量生產(chǎn)模式所取代，機械制造系統(tǒng)欲適應(yīng)這種變化需具備較高的柔性。國外己把柔性制造系統(tǒng)(FMS)作為開發(fā)新產(chǎn)品的有效手段，并將其作為機械制造業(yè)的主要發(fā)展方向。柔性化的著眼點主要在機床和工裝兩個方面，組合夾具是工裝柔性化的重點。組合夾具是一種標(biāo)準化、系列化、通用化程度很高的工藝裝備，它是由一套預(yù)先制造好的各種不同形狀、不同規(guī)格、不同尺寸、具有完全互換性的標(biāo)準元件和組合件，按工件的加工要求組裝而成的夾具。它可以拆卸、清洗，并可重新組裝成新的夾具，其應(yīng)用非常普遍，尤其適合于多品種、中小批量的生產(chǎn)。由于組合夾具的平均設(shè)計和組裝時間是專用夾具所花時間的5%-20%，可以認為組合夾具就是柔性夾具的代名詞。一個優(yōu)良的組合夾具必須滿足下列基本要求：（1）保證工件的加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確地選定定位基準、定位方法和定位元件，必要時還要進行定位誤差分析，還要注意夾具中其它零部件的結(jié)構(gòu)對加工精度的影響，確保組合夾具能滿足工件的加工精度要求。（2）提高生產(chǎn)效率，降低成本組合夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。（3）良好的強度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性能，組合夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力簡單、合理、便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗、維修等，有利于提高組合夾具的制造精度。（4）操作性能好組合夾具的操作方便、省力、安全可靠。在客觀條件允許及又經(jīng)濟適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動、液壓等機械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動強度。（5）經(jīng)濟性好組合夾具應(yīng)盡量采用標(biāo)準件和標(biāo)準結(jié)構(gòu)，力求結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，以降低組合夾具的成本。因此，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對組合夾具方案進行必要的技術(shù)經(jīng)濟分析，以提高組合夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益。（6）擴大機床的使用范圍使用組合夾具可以改變原機床的用途和使用范圍，實現(xiàn)一機多能。（7）排屑順暢組合夾具中積集切削會影響到工件的定位精度，切削的熱量使工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。清理切削將曾加輔助時間，降低生產(chǎn)率。因此組合夾具設(shè)計中要給予排屑問題充分的重視。1.2.3我國國內(nèi)的組合夾具始于20世紀60年代,當(dāng)時建立了面向機械行業(yè)的天津組合夾具廠,和面向航空工業(yè)的保定向陽機械廠,和面向航空工業(yè)的保定向陽機械廠,以后又建立了數(shù)個生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。當(dāng)時產(chǎn)品均為引進前蘇聯(lián)烏斯貝（YC）槽系組合夾具系統(tǒng)。推廣應(yīng)用遍及機械航空、電子輕工、造船、紡織等各類制造業(yè),取豐碩的社會經(jīng)濟效益。在使用過程中改進并修改了原系統(tǒng),建立了適合我國國情有我國特色的槽系組合夾具系統(tǒng)。在當(dāng)時曾達到全國年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。至今天津保定二廠仍是我國組合夾具的主要生產(chǎn)基地。20世紀80年代以后,兩廠又各自獨立開發(fā)了適合,機床加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng),不僅滿足了我國國內(nèi)的需求,。還出口到美國等國家。當(dāng)前我國每年尚需進口不少,而由國外配套孔系夾具,價格非常昂貴,現(xiàn)大都由國內(nèi)配套,節(jié)約了大量外匯。從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國。前蘇聯(lián)的(YC)槽系組合夾具系統(tǒng)非常著名,以后又開發(fā)了孔系組合夾具系統(tǒng)沖合沖模和焊接組合夾具系統(tǒng),但主要在國內(nèi)應(yīng)用,出口交流較少。德國一直都重視工藝裝備（包括夾具）的設(shè)計制造及其標(biāo)準化,組合夾具和各種機床附件都由專業(yè)化中小型企業(yè)生產(chǎn)。這些企業(yè)中具有代表性的有：Halder是設(shè)計生產(chǎn)槽系組合夾具的著名公司；Bluco是享譽世界生產(chǎn)完整系列孔系組合夾具系統(tǒng)的供應(yīng)商；Kipp生產(chǎn)中型和大型孔系組合夾具；Witte公司生產(chǎn)孔系組合檢測夾具,是為三座標(biāo)準測量機（CMM）配套的絕好的柔性檢測夾具。目前在美國本土生產(chǎn)銷售和出租組合夾具的工廠都是小型企業(yè),分為三種類型：一種是專門銷售出租組合夾具的小型工廠!二是工具制造廠,同時生產(chǎn)或銷售組合夾具#三為某類機械廠,在生產(chǎn)某一產(chǎn)品的同時也生產(chǎn)銷售組合夾具。在芝加哥附近的Rockford的Bluco公司原為德國Bluco公司的銷售代理商,現(xiàn)已獨立生產(chǎn)、銷售、租賃,16、12、10三個系列的公制孔系組合夾具。Carrlane是一家工具公司,生產(chǎn)夾具通用零部件,歷史悠久,20世紀82年代后期開始生產(chǎn)銷售英制孔系組合夾具。TECO公司是一家生產(chǎn)標(biāo)準件夾具通用件和檢測儀表附件的工廠,也于10余年前生產(chǎn)商標(biāo)為“QU.CO”的英制孔系組合夾具。西部亞利桑那州的Stevens工具公司早在20多年前開始制造組合夾具的基礎(chǔ)件,然后用鋁板為用戶制造過渡板,以適應(yīng)客戶各種工件的要求。該公司目前生產(chǎn)有本公司特色的整套英制孔系組合夾具。別為當(dāng)前國際當(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,而通用性強的組合夾具已逐步成熟為國際貿(mào)易中的一個品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計資料,但歐美市場上一套用于加工中心的夾具，通常為機床價格1/10-1/15，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格比的優(yōu)勢,隨著我國加入WTO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,其中蘊藏著很大的商機,具有進一步擴大出口良好前景。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主要內(nèi)容：繪制裝配圖、繪制全部非標(biāo)零件圖、主要零件工藝規(guī)程編制、說明書。本設(shè)計的基本要求如下：2.1.1不少于3000字的文獻綜述；2.1.2分析并確定最佳設(shè)計方案；2.1.3確定總體方案設(shè)計，繪制裝配圖；2.1.4運用AutoCAD等工具軟件輔助設(shè)計完成組合夾具整體結(jié)構(gòu)；2.1.5查閱和專業(yè)相關(guān)的英文資料，并按要求翻譯成中文；2.1.6按照要求的畢業(yè)設(shè)計說明書內(nèi)容、格式及要求，撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。2.2擬采用的研究方案：該夾具為銑工件上50H7mm直槽的組合夾具。工件以大平面及40H7mm孔為定位基準，用支撐件限制工件的轉(zhuǎn)動自由度。通過平板和圓形壓板夾緊工件。夾具的定位、壓緊裝置均安裝在由長方形基礎(chǔ)板所組成的彎板上，該夾具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。2.3研究步驟、方法及措施：2.3.1對組合夾具零件進行工藝分析，包括零件的技術(shù)要求、表面尺寸、形狀及位置精度、表面糙度等；2.3.2分析課題中所涉及的機械原理、機械傳動和機構(gòu)；2.3.3在圖書館查閱相關(guān)的書籍、文獻、資料、論文等；2.3.4尋求導(dǎo)師的指導(dǎo)和幫助；2.3.5網(wǎng)上搜索最新的期刊，了解相關(guān)的動態(tài)。3.本課題研究的重點及難點，前期已開展工作3.1重點及難點:本課題所研究的重點在于如何經(jīng)濟、快速而又簡單準確地完成組合夾具的組裝和加工過程，并要求其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,性能優(yōu)良,滿足工藝要求,通用性強,應(yīng)用范圍廣。難點在于工件的裝夾和固定，必須確保其各個自由度都能固定。同時我們還需要AutoCAD等作圖工具來配合完成夾具設(shè)計過程，而AutoCAD作為以CAD技術(shù)為內(nèi)核的輔助設(shè)計軟件，AutoCAD具備了CAD技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的基本功能。作為一個通用的工種設(shè)計平臺，AutoCAD還擁有強大的人機交互能力和簡便的操作方法，十分方便廣大普通用戶3.2前期工作：3.2.1查閱了相關(guān)專業(yè)資料為設(shè)計做好準備；3.2.2完成和分析最佳方案、文獻綜述；3.2.3完成了總體零件圖的測繪及其工藝性分析；3.2.4進行了組合夾具結(jié)構(gòu)的分析，擬訂了備選結(jié)構(gòu)方案。4.完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫）12周：熟悉課題，根據(jù)老師給的資料