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曲轴铣端面打中心孔组合机床及专用夹具设计【铣端面】【说明书+CAD】

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内容简介:
开题报告填写要求1开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效;2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;3“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于15篇(不包括辞典、手册);4有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 74082005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告1结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000字左右的文献综述:文 献 综 述随着现代经济的飞速发展,企业的生产效益和成本控制成为企业生存的基本条件,而效益的提高离不开技术水平的提升,组合机床就是在这种条件下发展起来的。现代工业中应用组合机床加工大批量零件,快捷高效,使得企业实现其效益最大化。本次课题设计任务是制定组合机床的加工工艺、组合钻孔工序的工装设计、组合机床中夹具的设计。在工艺制定过程中,根据零件的工艺结构分析来确定组合机床的设计方案,并寻求最佳的工艺方案,借此说明了工艺在生产过程中的重要性。 一、组合机床现状与发展趋势组合机床是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用,因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业1。我国传统的组合机床主要采用机、电、气、液压控制,它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件(近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额),完成钻孔、扩孔、铰孔,加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台,在孔内镗各种形状槽,以及铣削平面和成形面等2。组合机床的分类繁多,有大型组合机床和小型组合机床,有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式,还有多工位回转台式组合机床等3。另外,近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机(清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线)等在组合机床行业中所占份额也越来越大。我国组合机床总体技术水平比发达国家要相对落后,国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大,并使产品生产成本提高4。随着技术的不断进步,一种新型的组合机床柔性组合机床越来越受到人们的青睐,它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换,配以可编程序控制器(PLC)、数字控制(NC)等,能任意改变工作循环控制和驱动系统,并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。因此,市场要求我们不断开发新技术、新工艺,研制新产品,由过去的“刚性”机床结构,向“柔性”化方向发展,满足用户需求,真正成为刚柔兼备的自动化装备5。大连组合机床研究所是我国比较权威的组合机床研究基地,现就其近几年所研制的组合机床对目前我国组合机床装备技术的基本情况进行举例说明:(1)为某冰箱压缩机厂提供的ZHS-1283冰箱压缩机外支撑八工位回转工作台组合机床,镗孔精度9.097mm0.004mm, 表面粗糙度Ra0.8m,节拍时间26s(2件),采用交流伺服滑台,HSK接杆,主轴带中孔冷却液通道,全封闭防护。 (2)ZHS-XU86凸轮轴轴承盖加工自动线是为某汽车公司研制的用于30万辆轿车生产的高精度、高生产率、多品种数控自动线。该线采用多种先进技术:可控扭矩夹紧扳手、气浮输送、电液比例阀、高精度空心锥柄接杆、高密度材料镗杆、数控精密十字滑台、分布式控制系统与监测系统、故障诊断及显示系统、大流量冷却排屑和全封闭防护系统,节拍38s。 (3)UD80型换刀换箱柔性加工单元。该单元是一种高效、高精度与高柔性的数控机床,机床有5个坐标,交换托板尺寸为800mm800mm,刀库容量60,120,180任选,箱库容量12个,能在一次装夹下完成铣、钻、铰、攻丝、镗孔、镗车等工序的单轴加工和多轴加工,适合中大批量生产规模的箱体零件和成组杂件的加工,也适用于中小批量多品种零件的生产。(4)为某航空动力机械公司生产的柔性生产线的物流输送系统。该系统采用了链式摩擦轮滚道、电动滚筒、托盘自动识别、计算机生产调度等技术,可实现被输送零部件的定向、定位、升降、回转,通过编码识别及计算机的生产调度实现无序混流输送等6。 上述组合机床大体代表了目前我国组合机床装备较高的技术水平。但随着市场竞争的加剧和对产品需求的提高,高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控组合机床及其自动线正在冲击着传统的组合机床行业企业,因此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7。在2002年年底第21届日本国际机床博览会上,在来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中,超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据业内人士分析,机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度8。该届博览会上展出的加工中心,主轴转速1000020000r/min;复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时,加工的形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外,产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化,满足各种各样产品的加工需求。 然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用,信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高,操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改,对运转状况进行监控并积累有关数据;通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距9。 二、专用夹具的现状及发展方向夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步,夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备10。1)国际生产研究协会的统计表明,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,以适应市场的需求与竞争11。然而,一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具,一般在具有中等生产能力的工厂里,约拥有数千甚至近万套专用夹具;另一方面,在多品种生产的企业中,每隔34年就要更新5080左右专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为1020左右12。特别是近年来,数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统(FMS)等新加工技术的应用,对机床夹具提出了如下新的要求: (1)能迅速而方便地装备新产品的投产,以缩短生产准备周期,降低生产成本; (2)能装夹一组具有相似性特征的工件; (3)能适用于精密加工的高精度机床夹具; (4)能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具; (5)采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置,以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率; (6)提高机床夹具的标准化程度13。 2)组合机床专用夹具的特点组合机床夹具和一般夹具所起的作用看起来好像很接近,但其结构和设计要求却有很显著的,甚至是根本的区别。组合机床夹具的结构和性能,对组合机床配置方案的选择有很大的影响。以下是组合机床专用夹具的主要特点。 (1)一般的机床夹具是作为机床的辅助机构设计的,而组合机床夹具是机床的主要组成部分,其设计工作是整个组合机床设计的重要内容之一。 (2)组合机床夹具和机床其他部件有着密切的联系,如回转或移动工作台、回转鼓轮、主轴箱、刀具和辅具、钻模版和托架以及支承部件等。正确的解决它们之间的关系是保证组合机床工作可靠和使用性能良好的重要条件之一,而且夹具的结构也要按这些部件的具体要求来确定。 (3)由于组合机床常常是多刀、多面和多工序同时加工,会产生很大的切削力和振动,因此组合机床夹具必须具有很好的刚性和足够的夹紧力,以保证在整个加工过程工件不产生任何位移。同时,也不应使工件产生不容许的变形。 (4)组合机床夹具是保证加工精度的关键部件,其设计、制造和调整都必须有严格的要求,使其能持久的保持精度。 (5)组合机床夹具应便于实现定位和夹紧的自动化,并有动作完成的检查信号;保证切削从加工空间自动排除;便于观察和检查,以及在不从机床上拆下夹具的情况下,能够更换易损件和维护调整14。3)现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。(1)标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准:GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化,有利于夹具的商品化生产,有利于缩短生产准备周期,降低生产总成本。(2)精密化 随着机械产品精度的日益提高,势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多,例如用于精密分度的多齿盘,其分度精度可达0.1;用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘,其定心精度为5m。 (3)高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间,以提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如,在铣床上使用电动虎钳装夹工件,效率可提高5倍左右;在车床上使用高速三爪自定心卡盘,可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件,从而使切削速度大幅度提高。目前,除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外,在数控机床上,尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置,充分发挥了数控机床的效率15。 三、总结综上所述,组合机床及专用夹具广泛应用于现代企业各个领域,大大提高了企业的生产效率,节约了成本,使得企业在现代高速发达的经济背景下存活下来。但也看得出我国的组合机床技术还不够成熟,很多关键技术需要国外引进这样也加大了企业成本有待我们进一步提高。 参考文献01 张龙勋. 机械制造工艺学课程设计指导书M. 北京:机械工业出版社,1999.02 王章忠. 机械工程材料M. 北京:机械工业出版社,2001.03 吉卫喜. 机械制造基础M. 北京:机械工业出版社,2001.04 金振华. 组合机床及其调整与使用M.北京:机械工业出版社,1984. 05 林文焕. 机床夹具设计M. 北京:国防工业出版社,1987.06 黄鹤汀. 机械制造设备M. 北京:机械工业出版社,2001.07 高化. 机床夹具设计M. 西安:交通大学出版社,1992.08 E. G. Hoffman. JIGS AND FIXTURE DESIGN M. London,1990.09 孙恒. 机械原理M. 北京.高等教育出版.2000.10 薛源顺. 机床夹具设计M. 北京.机械工业出版社.2000.11 璞良贵. 机械设计M. 北京. 高等教育出版社.2001.12 吴宗泽. 机械设计M. 北京. 高等教育出版社.200213 方子良. 机械制造技术基础M. 上海:上海交通大学出版社,2004.14 何庆. 机械制造专业毕业设计指导与范例M. 北京:化学工业出版社,2007.15 徐灏. 疲劳强度设计M. 北京.机械工业出版社.2004.毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):1 本课题拟解决的问题 本设计为曲轴铣端面打中心孔组合机床及专用夹具设计,主要包括零件的工艺性分析,总体方案的确定,三图一卡的设计以及夹具部分的设计二解决方案根据组合机床完成工序的一些限制及组合机床各种工艺方法能达到的加工精度、表面粗糙度及技术要求,解决零件是否可以利用组合机床加工以及采用组合机床加工是否合理的问题。必须要在掌握了大量的零件加工工艺资料的基础上,统盘考虑影响制定零件工艺方案、机床配置型式、结构方案的各种因素及应注意的问题。经过分析比较,以确定零件在组合机床上合理可行的加工方法、确定工序间加工余量、选择合适的切削用量、相应的刀具结构、确定机床配置型式等等。经过努力,可以设计出一台能满足加工要求,保证加工精度,运转平稳,工
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