薄壁零件夹具设计开题报告.doc

本科生毕业论文（设计）开题报告题 目: 关于薄壁零件的夹具设计的研究 姓 名: 潘玉霞 学 院: 工学院 专 业: 材料成型及控制工程 班 级: 92班 学 号: 30209125 指导教师: 肖茂华 职称: 2013年 3月 4日南京农业大学教务处制本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等（列出主要参考文献）一、选题的目的、意义及相关研究动态和自己的见解：选题目的：近几年来，随着经济社会的发展，各行各业的生产加工技术都发生了翻天覆地的变化，为了满足人们不断增长的需求，机械行业正在寻找合适的生产加工材料。而薄壁零件已日益广泛地应用在各工业部门， 因为它具有重量轻，节约材料，构紧凑等优点。上述优点在很大程度上促进了工业部门的发展。例如在航天航空领域引入的薄壁零件，其重要性不言而喻。随着科技的发展,我们期待着有更好的改进方法,能取其精髓,去其糟粕,使解决问题的效果达到最优。目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。另一面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为15%左右。因此需要有能装夹一组具有相似特征工件的夹具。但薄壁零件的加工是车削和铣削中比较棘手的问题，原因是薄壁零件刚性差，强度弱，在加工中极容易变形，使零件的形位误差增大，不易保证零件的加工质量。对于批量大的生产，我们可利用数控车床高加工精度及高生产效率的特点，并充分地考虑工艺问题对零件加工质量的影响，为此对工件的装夹、刀具几何参数、程序的编制等方面进行试验， 有效地克服薄壁零件加工过程中出现的变形，保证了加工精度,为今后更好的加工薄壁零件提供了好的依据及借鉴。选题意义：1、我国无论农业还是工业都是世界制造大国，但却不是生产大国，在国际上缺乏竞争力，简单点说就仅仅是给别的先进大国打工。随着中国加入世界贸易组织，工业产品市场的进一步开放，使我国零件加工产业面临更加严峻的挑战。但我们也应该抓住我国巨大的国际市场加工产业的发展机遇，充分发挥我国的比较优势，扬长避短，这对推动我国工业加工的发展壮大以至加快我国国民经济的发展具有重要的意义。2、解决工业加工尤其是薄壁零件的加工问题是我国国民经济协调、健康、全面发展的重大问题。到目前为止，工业一直是我国的支柱产业，而零件的加工尤其是薄壁零件的加工也一直是我国的重点工作。积极促进工业加工产业的发展，这有效地调整了我国的工业结构，发展了地域优势特色经济。同时，对增加国民收入，帮助国民脱贫致富，促进全国经济的健康稳定的发展起到了积极地作用。3、改善薄壁零件的加工产业的发展状况可以为国民经济注入活力。发展中国出口品牌，扩大中国生产，中国加工出口，将有力地带动地方经济，带动农业以及其他等相关产业链的技术进步以及相关加工产业的蓬勃发展。工装夹具的设计和使用是促进生产迅速发展的重要工艺措施。掌握夹具设计原理,以及合理的制造工艺,是提高产品加工质量的根本。相关研究动态：1 影响薄壁零件加工精度的因素影响薄壁零件加工精度的因素又有很多，但归纳起来主要有以下三个方面：（1）受力变形。因工件壁薄，在夹紧力的作用下容易产生变形，从而影响工件的尺寸精度和形状精度。（2）受热变形。因工件较薄，切削热会引起工件热变形，使工件尺寸难于控制。（3）振动变形。在切削力（特别是径向切削力）的作用下，很容易产生振动和变形，影响工件的尺寸精度、形状、位置精度和表面粗糙度。2 提高薄壁零件加工精度和效率的措施既然影响薄壁件加工精度的因素找到了，我们将如何提高薄壁零件的加工精度呢？笔者将介绍提高薄壁件加工精度和效率的措施。薄壁零件是工业零件加工产业在生产实践中遇到的一个重要的问题。该产品加工批量大,为了提高产品的合格率和生产效率，我们从工件的装夹、刀具几何参数、工艺的编制等方面进行综合考虑，实践证明，能有效提高零件的精度，保证了产品的质量和加工周期。2.1 加工薄壁零件的难度从工件特点分析，从零件要求看，加工薄壁零件的难度主要有：因为是薄壁零件，部分厚度仅有4mm，而且如果批量较大，既要考虑如何保证工件在加工时的定位精度，又要考虑装夹方便、可靠。通常的车削都是用三爪卡盘夹持外圆或撑内孔的装夹方法来加工，但零件较薄，受力很大，刚性不足，容易引起晃动，因此要充分考虑如何装夹定位的问题。2.2 优化夹具设计由于工件壁薄，刚性较差，如果采用常规方法装夹，工件将会受到轴向切削力和热变形的影响出现弯曲变形，很难达到技术要求。为解决此问题，多数都会设计一套适合薄壁零件加工的专用夹具，增加装夹刚性。综上所述，目前我国工业加工零件的改善主要集中在夹具设计方面，因此关于设计合理的薄壁零件的夹具研究较广泛。所以本文拟从薄壁零件为角度，为其设计出合理的夹具，希望找出一条提升工业实力的道路。参考文献:1 胡佳英.薄壁套筒零件的加工.机械工程师,2002.2.52532 刘伟.柔性制造与组合夹具.机械工人冷加工,2003.3 靖颖怡.虚拟拼装组合夹具时元件信息自动获取方法的研究组合机床与自动化加工技术,2002.7.21254 周世学.机械制造工艺与夹具(第2版)M.北京理工大学出版社, 2006.5 孟少龙机械加工工艺手册第1卷M北京机械工业出版社，1991.6 刘文剑、曹天河、赵维夹具工程师手册M哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987.7 贵州工学院机械制造工艺教研室机床夹具结构图册M贵州人民出版社，1983.8 数字化手册编委会机床夹具设计手册M北京机械工业出版社，2004.9 肖继德、陈宁平.机床夹具设计手册M北京机械工业出版社，2005.10 赵运航. 环形薄壁件加工中的胀紧减振夹具设计 . 中国新技术新产品2011.11 张业俊. 薄壁件精镗内孔的数控车夹具设计 . 金属加工(冷加工)，1999.12 张贤凯. 大型薄壁件运输夹具的设计方法研究 . 天津大学硕士论文，2010.研究的目标、内容和拟解决的关键问题研究目标：1.设计薄壁件在车削时的专用夹具。2.设计薄壁件在铣削时的专用夹具。3.要求学生具有较强的绘图能力、解决问题和分析问题的能力，完成文献综述和外文翻译等工作。研究内容：薄壁零件刚性差，强度弱，在加工过程中由于残余应力、装夹力、切削力、切削热等因素作用,薄壁结构零件极易发生加工变形和切削振动，导致加工误差，从而难以保证零件的加工精度和表面质量，严重情况下造成零件报废。尤其是装夹力，是决定薄壁件加工质量的主要因素。本课题通过设计薄壁件在车削和铣削时的专用夹具，对夹具进行结构设计，并对装夹过程进行仿真和优化。拟解决的关键问题： 文章分为四个部分，首先是引言部分，提出了论文的研究背景和意义，并且对相关的文献进行综述；接着对薄壁零件设计产业发展的现状进行了分析。第三部分运用分析法，对不同夹具设计所面临的优势、劣势、机会和威胁进行了综合的分析。最后，在前面二个部分的基础上，针对不同零件所面临的实际情况，设计了有利于提高零件精度的夹具。研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析研究方法：1. 文献检索法：了解目前对薄壁零件的夹具研究及发展现状。2. 比较分析法：分析比较不同的夹具对薄壁零件精度及其他的影响。3. 调查分析：了解不同夹具的特点及应用场合。4. 需求分析及可行性论证：由上至下完成软件模型的仿真规划。技术路线：一、引言（一）研究背景与意义（二）研究动态（三）主要研究内容和方法二、薄壁零件夹具设计的发展概况三、各种不同的夹具对比分析（一）优势分析（二）劣势分析（三）机会分析（四）威胁分析四、适合于同类的薄壁零件的夹具设计（一）薄壁零件的细分及目标选择（二）产品分析（三）材料分析（四）技术要求分析（五）夹具设计五、结论可行性分析：1.调查得来的数据相对准确，对先行薄壁零件的夹具设计现状发展趋势得到充分了解和分析；2.对薄壁零件的各种材料要求，技术要求等有过系统的学习，包括设备更新问题。3.指导老师有相关方面的研究经验，能够很好地得到知识性的帮助和指导。4.对模型的构造和仿真及优化有一定的学习基础。特色或创新之处1.在学习夹具设计的同时还学习了一些有关夹具各种尺寸的计算及要满足的技术要求；2.夹具设计不仅仅应用了初级软件，如OutCAD,ProE等，还学会应用一些高级软件，学会这些软件的应用之后，可以用来仿真，优化等，极大地提高了工作效率；3.夹具设计的同时也要求我们对模型的构造有一定的理解。研究计划及预期进展起止日期工作内容备 注1.10.1.30学习薄壁零件的夹具设计的相关知识,收集、整理相关资料，进入论文初步研究阶段。2.203.20撰写文献综述，翻译英文资料，完成开题报告。3.214.20设计薄壁件在车削和铣削时的专用夹具，对夹具进行结构设计，并对装夹过程进行仿真和优化。学会基本的仿真应用4.215.10根据指导老师的意见进行结构改进。5.115.17完成毕业论文撰写工作，答辩，并按规定格式打印装订并装袋。已具备的条件、尚缺少的条件和拟解决的途径（包括利用教学实验中心、科研实验室、实习基地、校外其它企事业单位等条件的计划与落实情况）已具备