CN100仪表板中间支架合件夹具设计开题报告.doc

1广西工学院鹿山学院毕业设计（论文）开题报告题目：cn100仪表板中间支架合件夹具系别：机械工程系（数控方向）专业班级：数控092姓名：杨弘宇学号：20091162指导教师：李建宁二一年月日2一、选题的背景和意义（所选课题的历史背景、国内外研究现状和发展趋势）一、选题背景机械制造离不开金属切削机床，而机床夹具则是保证机械加工质量、提高生产效率、减轻劳动强度、降低对工人技术的过高要求、实现生产过程自动化不可或缺的重要工艺装备之一。机床夹具被广泛用于制造业中，大量专用机床夹具的使用为大批量生产提供了必要条件。在机床制造或修理中，常常遇到在圆柱上横穿孔的工件，这些工件的孔或螺纹孔的中心线不相交，需在车好圆柱后装配，画好孔的位置线，在按线加工孔或螺纹。以前当工件画好线后，用四爪卡盘按线进行安装，再加工内孔。在校正的过程中，调整夹在圆柱面上的两爪时，工件产生滚动，使划线孔的中心线产生角度位移，很难将工件校正，而产生加工废品。为此人们设计制造了夹具，通过30年的使用，效果很好。制造意义：夹具的制造在机械加工工艺中有着很重要的意义，从其作用和地位两方面可以得知。一：机床夹具在机械加工中起着十分重要的作用，归纳起来，主要表现在一下几个方面。1.缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低加工成本。2.保证加工精度稳定加工质量。3.降低对工人的技术要求，减轻工人的劳动强度，保证安全生产。4.扩大机床的工艺范围，实行一机多能。5.在自动化生产和流水线生产中便于平衡生产节拍。二：床夹具在工艺系统中的地位：夹具不同于其他环节，他在工艺系统中有着特殊地位，夹具的整体刚度对工件加工的动态误差产生着非常特殊的影响。当夹具的整体刚度远大于其他环节，工件加工的动态误差基本上只取决于夹具的制造精度和安装精度。因此设计夹具时，对夹具的整体刚度应给予足够重视。如因工艺系统其他环节的刚度不足而引起较大的系统动态误差时，也可以采取修正夹具定位元件的方法进行补偿。这就是夹具的能动作用。二、夹具的国内外研究现状设计包括三个步骤:设备规划、夹具规划和夹具结构设计。目前,Joneja以及Ferreira3等人在进行CAPP方面的研究中对设备规划有详细论述。计算机辅助夹具设计(CAFD)就夹具方面也作了一些工作:ChouYC,ChandruV等人提出的自动夹具定位和夹紧的一种方法；DeMeterEC提出的利用机械杠杆原理进行定位和夹紧位置选择的一种算法；MarkusA等人提出的针对棱柱形工件进行组合夹具设计的基于规则的系统。目前,关于工件夹具的自动化配置方面的工作,自动夹具结构设计(AFCD)中很少提及。TrappeyAJC等人提出了一个二维组合夹具元件的配置算法。几乎所有的AFCD研究者都承认,在一个成功的AFCD系统中,工件的几何形状是一个关键因素。NnajiB,AlladinS等人也对具有复杂几何形状的工件进行尝试研究。然而其结果也仅仅适用于特定的几何体,比如多边形棱柱。Brost和Goldberg提出了一个“完整”的算法用来分析多边形工件的组合夹具设计4,5。并开发出一个组合夹具设计系统,针对一个任意存在的工件,能自动产生所有可行的夹具设计。并且采用力球分析的方法对产生的方案进行优化。以后的许多研究者大多借鉴了Brost和Goldberg的算法。组合夹具在动力学方面的研究也取得了一定的进步,YuandGoldberg的夹具加载规划方案是把夹具的加载问题看作基于传感器的集成问题并给了一个规划算法。Cai等提出了一种指导夹具设计的方法,此方法是缩小由于工件表面与夹具安装误差所带来的定位误差。Hockenberger与DeMter提出的模式是在工件加工期间工件的静态分析,这种方法是一种定性分析并且是在抓紧或夹紧物体的最坏的情况下的偏差,这种情况是由于在单位扭球的干涉扭矩。三、发展趋势今年来，随着数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统等现代化加工设备的广泛应用，使得传统的机械加工制造方法发生了重大变革。夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具，转变为装夹、定位。而数字化的设备加工功能的扩大化，给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。4二、研究的基本内容和拟解决的主要问题研究的基本内容：1、查阅资料分析了解国内外的夹具设备的现状2、查阅有关焊接夹具设计方面的文献资料3、通过查阅资料，了解焊接夹具设计的基本要求，设计步骤及容易出现的问题4、结合具体图纸详述对夹具体选择，夹紧机构，基本要求，定位原理，设计步骤等5、查询相关资料并进行整理和归纳加深对焊接工装夹具设计的系统了解6、装夹元件的选择和装配7、具体的焊接工装设计装焊方案和装备要求8、其他机械附件的设计。9、夹具的精度分析解决的主要问题：焊接工装夹具就是将焊件准确定位和可靠夹紧，便于焊件进行装配和焊接、保证焊件结构精度方面要求的工艺设备。在现代焊接生产中积极推广和使用与产品结构相适应的工装夹具，对提高产品质量，减轻工人劳动强度，加速焊接生产机械化、自动化等方面起着非常重要的作用。在焊接生产过程中焊接所需工时并不多，主要用于备料、装配及其他辅助的工作，极大影响着焊接的生产速度。因此大力推广焊接工装夹具具有重要意义，也是目前焊接工作者研究的主要课题。5三、研究方法及措施大多数焊接工装是为某种焊接组合件的装配焊接工艺而专门设计的，属于非标准装置，往往需要根据产品机构特点、生产条件和你实际需要自行设计制造。焊接工装设计是生产准备工作的重要内容之一，也是焊接生产工艺设计的主要任务之一。对于汽车、摩托车和飞机等制造业，可以毫不夸张地说，没有焊接工装就没有产品。通过在工艺设计时，提出所需要的工装类型、结构草图和简要说明，在此基础上完成详细的结构和零件设计及全部图样。工装设计的质量，对生产效率、加工成本、产品质量以及生产安全等有直接的影响，为此，设计焊接工装时必须考虑实用性、经济性、可靠性、艺术性等。在机械设计和制造过程中，普遍存在尺寸链问题。在把零件组装成机器的过程中，也就是将零件上有关的尺寸进行组合和积累。由于零件尺寸存在制造误差，因此装配时也就会有误差的综合和积累。累积后形成的总误差将会影响机器的工作性能和质量。这就形成了零件的尺寸误差和综合误差之间的相互影响关系。设计工装夹具也不例外。合理地确定零件的尺寸公差和形位公差显得很重要。通过本次毕业设计，不仅增强了对焊接工艺装备专业性知识的系统化，而且将专业知识、设计能力和实践能力的有机的结合在一起。收获更深的应该是夯实并拓宽了设计工装夹具的思路以及对设计的思维原则性和灵活性的锻炼。四、研究工作的步骤、进度1、调研查阅文献资料，了解夹具技术要求，与老师进行交流，完成任务书、完成开题报告与完成外文翻译。（第一至第二周）2、进行方案设计，完成总体设计。（第三周至第五周）3、进行技术设计，完成各部分结构设计（装配图）。（第六周至第十二周）4、设计计算完成论文说明书和外文翻译。（第十三周至第十四周）5、准备和参加答辩。（第十五至第十六周）