机床及夹具设计毕业设计开题报告.doc

南京工程学院 车辆工程系 本科毕业设计（论文）开题报告题 目：箱体侧孔加工专机及夹具设计专 业： 机械设计制造及其自动化(汽车技术) 班 级： 汽车081 学 号：215080104学 生 姓 名： 曹 瑞 起 止 日 期： 2012.2.202012.6.8 指 导 教 师： 贺曙新 副教授 发证书日期 2012年3月21日说 明1根据南京工程学院毕业设计(论文)工作管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第24周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。本科毕业设计(论文)开题报告学生姓名曹瑞学 号215080104专 业机械设计制造及其自动化（汽车技术）指导教师姓名贺曙新职 称副教授所在院系车辆工程课题来源自拟课题课题性质工程设计课题名称箱体侧孔加工专机及夹具设计毕业设的内容和意义本次设计的具体内容：采用计算机绘图技术，进行箱体侧孔加工专机及夹具的设计（研究），并应用CAD/CAM技术进行计算机绘图。1 按给定工件选择合理的加工形式；2 设计钻孔组合机床(三图一卡)；3 设计机床夹具总图；4 设计若干零件图及有关部件图；5 撰写毕业论文本课题研究的意义：随着现代化工业技术的快速发展，特别是随着它在自动化领域内的快速发展，组合机床的研究已经成为当今机器制造业的一个重要方向，在现代工业运用中，大多数机器的设计和制造都是用机床大批量完成的。现代大型工业技术的飞速发展，降低了组合机床的实现成本，软件支持机制也使得实现变得更为简单，因此，研究组合机床的设计具有十分重要的理论和现实意义。在工业高速发展的现代化浪潮中，各种机械设计和制造中，组合机床的应用越来越广泛，越来越转化为生产力，从这个意义上讲，对组合机床的研究具有重要的现实意义。组合机床是根据工件加工需要，以通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。组合机床是按照系列化标准化设计的通用部件和按加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，从而缩短了设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到了广泛的应用，并可用以组成自动生产线。文献综述组合机床是以系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量的专用部件组成的专用机床。它适宜于在大批、大量生产中对一种或几种类似零件的一道或几道工序进行加工。这种机床既有专用机床的结构简单、生产率和自动化程度较高的特点，又具有一定的重新调整能力，以适应工件变化的需要。由于组合机床是一种高效率自动化机床，并且能从多方面、多工位对一个或多个工件同时进行多刀加工，因而特别适用于成批、大量定型产品的加工。目前，我国组合机床已经越来越广泛的应用于汽车、拖拉机、内燃机、电机、阀门、自行车、缝纫机、仪表仪器、机床制造及国防工业等部门1。组合机床设计制造从“一所一厂”起步已发展到如今个独立的配套齐全的行业。我国组合机床制造技术的发展大体经历以下四个阶段：1引进消化，开创我国组合机床技术标准体系2普及组合机床技术，发展形成行业3组织科技攻关，努力担高组合机床技术水平4柔性制造技术的发展，推动了组合机床传统制造技术的转变。我国组合机床具有较强的总量供给能力3。近年来，随着我国国民经济迅速发展和国防建设的必要强化，国家装备制造业对机床这种基础性、战略性生产制造手段，提出了急迫的大量的需求。特别是2001年以来，我国机床市场消费金额跃居世界第一位。面对这一巨大需求，我国机床工业奋力迎战，2002年市场自我满足率达到48%；2008年达到61%，自我满足率上升至世界第三位，截至2009年6月，我国机床工业全国企业总数4832个，工业总产值908.5亿美元名列世界第三位、出口71.3亿美元占世界第六位，进口123.9亿美元占世界首位。近十多年来，组合机床及其自动线在高效、高生产率、柔性化以及采用并行(同步)工程制订更为合理、更为节省的方案方面取得了不小的进展2。尤其是汽车工业，为了提高汽车的性能，对零件的加工精度提出了一些新的要求， 因此对机床性能的要求也更高了。文献2主要论述了液压驱动、精益生产和机敏制造、复原组合机床和再生组合机床等对组合机床发展的影响，并通过新颖刀具及加工技术、提高加工精度、高速部件、工件输送和冷却等方面的研究，提出对机床的改进方案，使机床和自动线在提高加工效率、柔性和可靠性方面得到了很大的发展。目前随着数控技术、电子技术、计算机技术等的发展，组合机床的机械结构和控制系统也发生了巨大变化。针对传统组合机床在加工过程中存在的弊端，不断采用先进的设计技术和手段，加快设计速度，提高设计质量，缩短开发周期，是提高企业竞争力，改变目前机床业现状的有效途径。组合机床的突破性进展包括：1、数控化6。数控组合机床的出现，不仅完全改变了过去那种由继电器电路组成的组合机床的控制系统，而且，还创造了自动换刀和自动控制切削用量的组合机床，还有用于加工中小批生产箱体零件的可自动更换主轴箱的组合机床。用一台这样的组合机床就能完成一种工件的全部的工序加工，能起到一条流水线的作用。特别是数字程序控制发展，为发展这种机床创造了更有利的条件。现在组合机床及其自动化一般已不是完成一个工件的某道工序，而常常是用于完成工件的全部加工工序。2、模块化5。数控加工二模块化极大地丰富了组合机床的通用件，它必将引起组合机床通用件发生根本性变化。3、高速化。由于高速加工可大大降低零件表面粗糙度及切削力，大大减小切削温度，提高生产效率，故机床的高速化研究方兴未艾，特别是数控机床的主运动和进给运动速度已达到了惊人高速。例如德国大众汽车厂在加工铝金缸盖燃烧室侧面时，采用PCD铣刀，铣削速度高达3 075mmin，进给速度达3 600mmmin，而采用安装有CBN刀片的新颖镗刀加工灰铸铁时， 切削速度达800mmin，进给速度达 500 mmmin。4、精密化。由于机床实现了数控化，因而机床的加工精度越来越高，使一些过去看来难以达到的加工精度今天也已经实现了。5、全防护化。全封闭是现在机床的一大特点，不论是单机还是机床生产线，均采用全封闭的外罩， 电器、液压全部采用空中走线。全封闭防护，不但使机床及其生产线外形美观，而且也提高了安全性、可靠性和维修的便利性。机械制造离不开组合机床，而机床夹具则是保证机械加工质量、提高生产效率、降低生产成本、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。机床夹具被广泛应用于机械制造业中，大量专用机床夹具的使用微大批量生产提供了必要的条件。机床夹具是在机床上加工零件时所使用的一种工艺装备，用它来准确的确定工件与刀具之间的相对位置，即实现工件的定位和夹紧，以完成加工所需要的准确相对运动7。夹具是由各种不同作用的元件组成的。主要有：定位元件、夹紧元件、自动定心元件或装置、夹具体、引导元件、分度元件或装置、靠模元件或装置、动力元件或装置和其他元件。文献9-11运用组合机床的理论知识，对溜板箱体孔系、汽车发动机机体侧面斜油孔、变速器壳体销孔等的加工进行组合机床的设计，介绍了组合机床上专用部件主轴箱的功用、整体设计思路和设计过程，并在设计中很好地避免了工件重复定位的误差、细长杆刚性不足等问题，从而确保了工件孔系的加工精度，降低劳动强度，提高了生产率，也给我们以后的设计提供了很好的案例和思路。组合机床装备的发展思路必须是以提高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠性和组合机床技术的成套性为主攻方向。一方面，加强数控技术的应用，提高组合机床产品数控化率；另一方面，进一步发展新型部件，尤其是多坐标部件，使其模块化、柔性化，适应可调可变、多品种加工的市场需求。 我国机床行业的发展是迅速的，成就是巨大的。但由于起步晚、底子薄，与世界先进水平相比，还有较大差距。为了适应我国工业、农业、国防和科学技术现代化的需要，为了提高机床产品在国际市场上的竞争能力，必须深入开展机床基础理论研究，加强工艺试验研究，大力开发精密、重型和数控机床，使我国的机床工业尽早跻身于世界先进行列。参考文献：1吴立梅. 组合机床发展及相关特点分析J.科技资讯，2010（8）：86-872裘愉. 从几个侧面看组合机床的发展动向J.组合机床与自动化加工技术，1994（11）：43-473梁训塇. 奋战六十年 我国机床工业进入世界前列J.中国机床工具工业协会，2009,37（9）: 1-34李春梅，崔风奎.组合机床CAD系统J.新技术新工艺，2004（10）：28-305李春梅，崔风奎.组合机床模块化设计CAD系统J.河南科技大学学报，2004，25（8）：9-126关锡友，孙伟.数控机床主轴系统动力学特性分析方法研究J.组合机床与自动化加工技术，2010（04）：1-57 吴玉光，高曙明.组合夹具设计的几何原理J.机械工程学报，2002，38（1）：117-1228 申晓龙，陈根余.夹具设计中定位误差的微分计算J.工具技术，2006，40（11）：30-329 刘涛，刘伟.变速器壳体销孔加工组合机床设计J. 组合机床与自动化加工技术，2001（07）：24-2510 胡建成.溜板箱体孔系加工双面卧式9轴组合机床设计J.凿岩机械气动工具，2011（02）：13-1811 刘玉梅，刑鹏飞，潘为祥，郑少华.发动机机体通大侧面斜油孔加工工艺研究J.制造技术与机床，2009（02）：159-16112 J.L.Lin，C.L.Lin. The use of the orthogonal array with grey relational analysis to optimize the electrical discharge machining process with multipleperformance characteristicsJ. International Journal of Machine Tools&Manufacure，2002（02）：237-244研究内容1 组合机床的总体设计 该组合机床总体结构包括动力箱、多轴箱、夹具、刀具接杆、液压滑台、中间底坐、夹具系统、液压等几大部分。整体布局确定为卧式六轴头单工位钻孔组合机床。2动力部件设计动力部件是用以实现切削刀具的旋转和进给运动的部件，是液压滑台和动力的组合。机床动力箱的电机提供多轴箱轮系转动和刀具的旋转切削等动力。动力滑台由滑座、滑鞍和驱动装置所组成，在滑鞍上安装动力箱用以配合多轴箱。3 液压装置的设计液压滑台、定位夹紧装置均为液压控制。并采用了液压控制阀，保证了运动的平衡性，循环性和精确性。4 夹具的设计要钻削这样的孔，工件安装在夹具上固定不动，刀具做进给。需设置钻模架。该夹具由夹具底座、钻模架、钻套、压板、定位销、支承板等零部件组成。采用“一面两孔”来定位工件，并采用液压夹紧装置。研究计划第1周 布置任务，熟悉被加工零件；第2周 熟悉被加工零件；第3周 参观，收集资料，撰写开题报告，翻译；第4周 撰写开题报告，翻译；第5周 分析被加工零件零件加工工艺；第6周 拟定方案，确定切削用量及选择刀具；第7周 被加工零件工序图，加工示意图；第8周 机床联系尺寸图，生产率计算卡；第9周 机床联系尺寸图