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自动钻铰孔装置设计,自动,钻铰孔,装置,设计
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开题报告学 生 姓 名：学 号：专 业：设计(论文)题目：自动钻铰孔装置设计指 导 教 师: 2010年 3 月 19 日开题报告填写要求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”。 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 述一、 引言机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，其目标是“稳，准，快”。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能极大地提高劳动生产效率。本文以钻铰孔装置为研究方向，运用PLC编程对钻孔铰孔、夹具、回转工作台的控制进行自动化生产的研究和分析。随着机械制造向高速、高效、自动化方向发展，以及各种难加工材料的相继出现和广泛应用，机加工的效率、加工质量和加工性能等已成为评价机械加工性能的主要指标1。机械加工程序中，钻孔、铰孔是孔加工中最重要的连续加工内容。因此对自动钻铰孔装置的研究与发展具有减少装夹次数、降低工人劳动强度、提高生产率和加工精度以及节约了能源和材料的重要意义。二、钻铰孔装置简介钻铰孔装置由：钻铰孔工具、夹具、控制系统以及回转工作台组成。孔加工一般分为钻孔、铰孔、扩孔以及镗孔根据加工的不同要求钻头刀具的选择也有不同要求。1：钻铰孔工具介绍钻削的主运动是刀具旋转，进给运动是刀具的轴向移动。钻孔和孔口加工能达到的尺寸精度为 IT12IT11,能达到表面粗糙度为 Ra 256.3m。扩孔的尺寸精度为IT10IT9，表面粗糙度为Ra 6.33.2m。铰孔的尺寸精度为IT8IT6，表面粗糙度为 Ra 1.60.4m 23。 因此很容易看出钻孔属于粗加工，而铰孔属于精加工。2：钻头的类型有以下几种：1）麻花钻（twist drill），是应用最广的孔加工工具，因其容屑槽成螺旋状而形似麻花而得名钻头材料一般为高速工具钢或硬质合金。2）铰刀（reamer bit）是孔的精加工工具，铰孔时从工件孔壁上切除微量金属层，以提高其尺寸精度和孔表面质量4。3：孔加工的工艺特点 581）钻孔用钻头在工件实体部位加工孔称为钻孔。麻花钻刚性较差，钻孔时轴线容易歪斜。由于横刃的影响导致定心不准。钻削时产生轴向力很大。2）扩孔当所需加工的孔径较大、孔的质量要求较高时、就需要扩孔。扩孔是对孔的半精加工。生产批量较大时，采用扩孔钻。生产批量较小时，就用麻花钻扩孔。3）铰孔9铰孔在较低的切削速度（c=1.5m/min5m/min）、较大的进给量（f=0.5mm/r3mm/r）和很小的背吃刀量的条件下进行，这样不会产生积积屑瘤，保证孔的质量较好。三、 夹具1：夹具的作用有：1）工件易于正确定位，保证加工精度。2）缩短安装时间，提高劳动生产率。3）钻孔夹具还可以对工件起到夹紧作用，防止发生工件移位。4）使用夹具可以保证工件的加工的质量一致，降低对操作人员技术的要求。2：钻孔夹具设计特点1113：在钻床上钻孔，重要的工艺要求是孔的位置精度。孔的位置精度用其他方法都不能保证，在成批生产时常使用钻床夹具，通过钻床夹具上的钻套引导刀具进行加工，既保证了位置精度，又可提高刀具的刚性，使加工质量和生产率都得到显著的提高。夹具由定位元件、定位装置、夹紧装置、对刀-导向元件、连接元件、夹具体及其他装置组成10。工件的定位：工件的定位并不是使工件固定，而是使工件占据固定的位置，这些都是通过定位元件完成的。工件定位原理为“六点定位原理”，利用“六点定位原理”定位时需要注意有完全定位、部分定位、欠定位和重复定位的问题。典型定位方式：平面定位（第一、二、三定位基准）；圆柱孔定位（定位心轴、定位销）；外圆柱面定位（定心定位、支承定位、V型块定位）。工件的夹紧：夹紧过程中，不改变工件定位后所占据的正确位置。夹紧力的大小适当，既要保证工件的整个加工过程中的位置稳定不变、无振动，又要使工件不产生过大的变形。工艺性好，在保证生产效率的前提下，其结构力求简单、便于制造和维修。使用性好，夹紧装置的操作应当安全、方便、省力。四、 控制系统该装置的控制是典型的顺序控制，非常适宜用可编程控制器进行控制，采用可编程控制器构成控制系统，可以减小电气控制设备体积，使其工作更加可靠，同时其控制要求易于修改，日常工作中维护量小，其优点是显而易见的。1：PLC简介可编程控制器（PLC）又称逻辑控制器，是工业环境中使用的数字操作的电子系统。它使用可编程存储器存储用户设计的存储命令，用这些指令来实现逻辑运算、顺序操作、定时、计数、算术运算，通过数字或模拟输入/输出来控制各种机电一体化系统14。PLC具有程序可变、抗干扰能力强、可靠性高、功能强、体积小、耗电低等显著优点，特别是易于编程，使用操作维修方便，价格低廉。因此，PLC具有广泛的应用前景。2：PLC工作原理PLC实质上是一台面向用户的专用数字控制计算机。通过输入/输出接口与被控制对象相连接，根据控制系统的具体要求，通过编程器预先把程序写入存储器中然后执行此程序，完成控制任务。PLC主要利用逻辑运算以实现各种开关量的控制，根据逻辑梯形图所表达的顺序过程用PLC指令编写程序。3：PLC在钻孔装置中的应用1）了解工序过程及控制要求2）进行PLC的设计，利用PLC对钻孔装置的动作要求控制的设计步骤如下：a 确定输入/输出信号; b 按实际加工工艺要求绘制加工过程流程图; c 根据上述流程图，画出逻辑控制图；d 根据逻辑控制图绘出PLC梯形图；e 用PLC提供的有关指令，根据梯形图编写程序15。通过对钻铰孔装置、夹具设计和PLC编程控制器的初步了解，确定了装置设计的方向和研究方法手段，为今后的工作奠定了基础。参考文献1 任兆应,张维纪.实用钻孔技术M.北京：金盾出版社,1997.2 方子良,宋彪.机械制造技术基础M.南京:南京理工大学出版社,2003.3 孟庆东.如何保证钻孔精度J.职业技术培训,2000(4).4 孙立新.铰孔加工的质量分析与影响因素Z.中国高新技术企业技术论坛5 张青,陈祖权,任建新.多轴传动钻孔装置设计J.柴油机设计与制造,2007，15（1）：49-52.6 李曙生.气动盘式自动钻孔机的设计J.机床与液压.2006(4):146-148.7 武春华,李昌乐.普通车床半自动钻孔装置J.现代制造工程.2002(8):40-41.8 黄庚荣.改变麻花钻的刃面形状提高斜面钻孔精度J.机械工人（冷加工），1999（9）：119 张书辉.浮动铰孔装置的设计及应用J.岳阳师范学院学报（自然科学版），2002，15（4）：72-74.10 丁同梅,周正武.钻孔夹具设计J.机械研究与应用, 2008, 21(5):67-69.11 黄安庆.一种实现经济型数控车床自动钻孔的夹具J.科技成果管理与研究,2008(8):39-41.12 李炜,张晓霞.钻孔定位夹具设计J.模具制造,2007(11):56-57.13 吕云海.一种圆周分度钻孔夹具J.新技术新工艺实用技术与工艺装备,2005（11）：27-28.14 宫淑贞,徐世许.可编程控制器原理及应用M.第2版,北京：人民邮电出版社,2008.15 蔡卫东,王红岩,王文明.PLC在自动钻孔机床中的应用J.山东机械,2002(2):38-40.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）：本课题主要研究自动化钻铰孔装置的设计问题，利用PLC对装置系统完成控制要求，具体措施如下：1） 根据所提供的零件加工的要求进行详细的分析；2）根据分析的结果，参考相关资料对钻头、铰刀、夹具、装
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