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武夷學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告
學(xué)院 屆 專業(yè)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
課題名稱
矩形齒花鍵套機(jī)械加工工藝及花鍵拉刀設(shè)計(jì)
一、本課題的研究背景、意義，在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，尚待研究的問題
本課題的研究背景、意義:
通過進(jìn)行本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，全面系統(tǒng)地對學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)方法和研究方法的基本訓(xùn)練。要求學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的研究。學(xué)生能獨(dú)立進(jìn)行資料的收集、加工與整理，能綜合運(yùn)用科學(xué)的理論、知識(shí)和技能，鍛煉獨(dú)立解決設(shè)計(jì)問題的能力，圖紙繪制規(guī)范，符合國家標(biāo)準(zhǔn)，編寫符合要求的設(shè)計(jì)說明書并答辯，從而使學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，并掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序規(guī)范和方法。
近年來中國制造業(yè)快速發(fā)展，中國機(jī)械行業(yè)發(fā)展得也非常好，急切需要工藝裝備方面的人才。根據(jù)工廠實(shí)際情況，要求工藝技術(shù)人員能制定合理的工藝規(guī)程，并設(shè)計(jì)出符合產(chǎn)品技術(shù)要求的花鍵拉刀。
工藝規(guī)程的制定與花鍵拉刀設(shè)計(jì)，可以使學(xué)生得到機(jī)械專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)鍛煉。首先，看懂加工零件的零件圖需要機(jī)械制圖和互換性與測量技術(shù)兩門課的知識(shí)；其次制定工藝規(guī)程需要機(jī)械制造工藝學(xué)的知識(shí)；花鍵拉刀設(shè)計(jì)需要機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的知識(shí)；最后還要畫出花鍵拉刀圖總裝圖和重要零件的零件圖。
國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢:
1.國外研究現(xiàn)狀
目前,單件、小批量生產(chǎn)正逐漸成為現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)新的生產(chǎn)模式。在這種模式中,要求加工機(jī)床和花鍵拉刀裝備具有更好的柔性,以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、降低生產(chǎn)成本,所以,按單一品種設(shè)計(jì)專用花鍵拉刀的方法已不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求,而組合花鍵拉刀正是適應(yīng)這一生產(chǎn)模式的柔性工裝設(shè)備。它對縮短工藝裝備的設(shè)計(jì)、制造周期,以及產(chǎn)品換型后對原有工裝花鍵拉刀延續(xù)使用起到至關(guān)重要的作用。國外為了適應(yīng)這種生產(chǎn)模式,也把柔性制造系統(tǒng)作為開發(fā)新產(chǎn)品的有效手段,并將其作為機(jī)械制造業(yè)的主要發(fā)展?；ㄦI拉刀的設(shè)計(jì)包括三個(gè)步驟:設(shè)備規(guī)劃、花鍵拉刀規(guī)劃和花鍵拉刀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。目前,Joneja以及Ferreira等人在進(jìn)行CAPP 方面的研究中對設(shè)備規(guī)劃有詳細(xì)論述。計(jì)算機(jī)輔助花鍵拉刀設(shè)計(jì)(CAFD) 就花鍵拉刀方面也作了一些工作:Chou YC ,Chandru V[9 ]等人提出的自動(dòng)花鍵拉刀定位和夾緊的一種方法;De Meter EC提出的利用機(jī)械杠桿原理進(jìn)行定位和夾緊位置選擇的一種算法;Markus A[11 ]等人提出的針對棱柱形工件進(jìn)行組合花鍵拉刀設(shè)計(jì)的基于規(guī)則的系統(tǒng)。目前,關(guān)于工件花鍵拉刀的自動(dòng)化配置方面的工作,自動(dòng)花鍵拉刀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)( AFCD) 中很少提及。TrappeyAJC等人提出了一個(gè)二維組合花鍵拉刀元件的配置算法。幾乎所有的AFCD 研究者都承認(rèn),在一個(gè)成功的AFCD 系統(tǒng)中, 工件的幾何形狀是一個(gè)關(guān)鍵因素。Nnaji B ,Alladin S[13 ]等人也對具有復(fù)雜幾何形狀的工件進(jìn)行嘗試研究然而其結(jié)果也僅僅適用于特定的幾何體,比如多邊形棱柱。Brost 和Goldberg 提出了一個(gè)“完整”的算法用來分析多邊形工件的組合花鍵拉刀設(shè)計(jì)。并開發(fā)出一個(gè)組合花鍵拉刀設(shè)計(jì)系統(tǒng),針對一個(gè)任意存在的工件,能自動(dòng)產(chǎn)生所有可行的花鍵拉刀設(shè)計(jì)。并且采用力球分析的方法對產(chǎn)生的方案進(jìn)行優(yōu)化。以后的許多研究者大多借鑒了Brost 和Goldberg 的算法。組合花鍵拉刀在動(dòng)力學(xué)方面的研究也取得了一定的進(jìn)步,Yu and Goldberg 的花鍵拉刀加載規(guī)劃方案是把花鍵拉刀的加載問題看作基于傳感器的集成問題并給了一個(gè)規(guī)劃算法。Cai 等提出了一種指導(dǎo)花鍵拉刀設(shè)計(jì)的方法,此方法是縮小由于工件表面與花鍵拉刀安裝誤差所帶來的定位誤差。Hockenberger 與DeMter 提出的模式是在工件加工期間工件的靜態(tài)分析,這種方法是一種定性分析并且是在抓緊或夾緊物體的最壞的情況下的偏差,這種情況是由于在單位扭球的干涉扭矩。
2.國內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國于80 年代末開始對組合花鍵拉刀元件的設(shè)計(jì)與管理進(jìn)行了研究和開發(fā),在總結(jié)和吸取我國應(yīng)用和發(fā)展槽系花鍵拉刀經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)現(xiàn)代機(jī)械加工特征及花鍵拉刀的發(fā)展趨勢,研制了新一代孔系組合花鍵拉刀系統(tǒng)。此系統(tǒng)發(fā)揮了槽系平移可調(diào)性和孔的旋轉(zhuǎn)可調(diào)性的優(yōu)勢,可直接組裝獲得任何直線尺寸和角度尺寸。此系統(tǒng)把大中小三個(gè)系列的元件有機(jī)融為一體,可在一塊多花鍵拉刀基礎(chǔ)板上,既能組裝單個(gè)大工件花鍵拉刀,又能組裝多個(gè)中小零件花鍵拉刀,有利于裝花鍵拉刀基礎(chǔ)板長期固定在機(jī)床工作臺(tái)上,此系統(tǒng)還設(shè)有孔系和槽系過渡元件,便于實(shí)現(xiàn)孔、槽系花鍵拉刀元件混合使用。北京工商大學(xué)麻建東和劉璇開發(fā)的組合花鍵拉刀元件庫,元件庫模塊的核心程序用ObjectARX SDK2. 02工具包開發(fā),界面程序用AU TOCAD 提供的對話框控制語言DCL (Dialog Cont rol Language) 語言開發(fā),在VC + + 6. 0 下編譯和聯(lián)接,生成的ARX 可執(zhí)行程序在AU TOCADR14 下直接加載運(yùn)行。元件庫可為使用者提供7 類組合花鍵拉刀元件三維圖形的瀏覽以及交互設(shè)計(jì)功能,并生成三維組合花鍵拉刀構(gòu)形圖,在CAD 環(huán)境中可進(jìn)行修改或刪除山東工業(yè)大學(xué)的徐志剛在“廣義映射原理”的指導(dǎo)下,開發(fā)了支持“top - down”風(fēng)范的花鍵拉刀設(shè)計(jì)軟件自動(dòng)化系統(tǒng)。吳玉光博士在這個(gè)領(lǐng)域取得了較大的突破。提出孔系基礎(chǔ)板組合花鍵拉刀設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方法。該方法利用連桿機(jī)構(gòu)原理自動(dòng)確定由直線和圓弧組成定位邊界的零件的全部候選定位方案。并提出定位銷可見概念和定位銷轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)的概念,進(jìn)行定位方案的裝卸方便性分析。進(jìn)一步提出瞬心三角形和同向邊的概念,對工件進(jìn)行可夾緊性分析,確定工件邊界的可夾緊范圍。其理論水平在國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)開拓了新的局面。
尚待研究的問題:
⑴矩形花鍵套工藝分析
⑵矩形花鍵套花鍵拉刀草圖的確定
⑶花鍵拉刀方案的方案論證
⑷主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算
⑸繪制裝配圖的基本規(guī)范
⑹繪制零件圖的基本規(guī)范
⑺設(shè)計(jì)計(jì)算的說明書的編寫
二、完成任務(wù)的研究思路和方案
研究思路:確定加工順序和工序內(nèi)容，安排工序的集中和分散程度，劃分工序階段，這項(xiàng)工作與生產(chǎn)綱領(lǐng)有密切關(guān)系，具體可以根據(jù)生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等。生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序次數(shù)；如批量小時(shí)可采用在通用機(jī)床上工序集中原則，批量大時(shí)即可按工序分散原則，組織流水線生產(chǎn)，也可利用高生產(chǎn)率的通用設(shè)備，按工序集中原則組織生產(chǎn)。
課題研究的主要方案：
(1)搜集資料，了解并掌握矩形齒花鍵套主要零件加工工藝結(jié)構(gòu)和工作原理。
(2)確定設(shè)計(jì)大體思路，撰寫開題報(bào)告，要求完成具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容及計(jì)算。
(3)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，熟悉相關(guān)軟件AutoCAD，確定設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。按要求完成完整的設(shè)計(jì)計(jì)劃及預(yù)期達(dá)到的結(jié)果，進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)及計(jì)算。
(4)對所設(shè)計(jì)花鍵拉刀設(shè)計(jì)相關(guān)校核，準(zhǔn)備相關(guān)資料。
(5)對設(shè)計(jì)說明書初稿進(jìn)行相關(guān)格式修改，對設(shè)計(jì)圖紙并進(jìn)行修改。
3、 其它需要的條件
需要準(zhǔn)備一臺(tái)電腦，繪圖軟件CAD還有WORD等辦公軟件。
借閱《機(jī)械制圖》、《金屬工藝學(xué)》、《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》、《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)》、《機(jī)械工程材料應(yīng)用基礎(chǔ)》、《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》、《機(jī)械制造裝備技術(shù)》、《數(shù)控技術(shù)》以及CAD、pro-E、UG等軟件的一些基本操作，能獨(dú)立完成一些專業(yè)基礎(chǔ)課的課程設(shè)計(jì)，并能進(jìn)行一些具有實(shí)踐性的分析。
四、課題工作的總體安排及進(jìn)度
第一周到第四周 收集資料，閱讀文獻(xiàn)；
第五周 編制開題報(bào)告；
第六周 外文翻譯；
第七周 總體方案設(shè)計(jì)；
第八周 進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的計(jì)算；
第九周 進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的計(jì)算；
第十周 進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的計(jì)算；
第十一周 進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的計(jì)算；
第十二周 根據(jù)計(jì)算結(jié)果畫出要求的圖紙草圖；
第十三周 根據(jù)計(jì)算結(jié)果畫出要求的圖紙草圖；
第十四周 根據(jù)計(jì)算結(jié)果畫出要求的圖紙草圖；
第十五周 整理說明書；
第十六周 整理說明書；
第十七周 編寫計(jì)算說明書，形成畢業(yè)設(shè)計(jì)全部文件，準(zhǔn)備答辯；
第十八周 畢業(yè)答辯；
五、指導(dǎo)教師評(píng)語
××××××××
注：建議填寫內(nèi)容：對學(xué)生提出的方案給出評(píng)語，明確是否同意開題，提出學(xué)生完成上述任務(wù)的建議、注意事項(xiàng)等。
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指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
六、院系意見：
院系（蓋章）
年 月 日