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本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告
論文題目
叉架類零件數(shù)控加工工藝及夾具設計
學 院
專業(yè)班級
姓 名
學生學號
指導教師
填表日期
一、選題的背景和意義
機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。因此，機械加工工藝規(guī)程在機械加工中起著重要的作用，主要包括以下的幾個方面：（1） 工藝規(guī)程是指導生產的主要技術文件，機械加工車間生產的計劃、調度，工人的操作，零件的加工質量檢驗，加工成本的核算，都是以工藝規(guī)程為依據(jù)的。處理生產中的問題，也常以工藝規(guī)程作為共同依據(jù)。如處理質量事故，應按工藝規(guī)程來確定各有關單位、人員的責任。 （2） 工藝規(guī)程是生產準備工作的主要依據(jù) 車間要生產新零件時，首先要制訂該零件的機械加工工藝規(guī)程，再根據(jù)工藝規(guī)程進行生產準備。如：新零件加工工藝中的關鍵工序的分析研究；準備所需的刀、夾、量具（外購或自行制造）；原材料及毛坯的采購或制造；新設備的購置或舊設備改裝等，均必須根據(jù)工藝來進行。（3） 工藝規(guī)程是新建機械制造廠（車間）的基本技術文件 。新建（改.擴建）批量或大批量機械加工車間（工段）時，應根據(jù)工藝規(guī)程確定所需機床的種類和數(shù)量以及在車間的布置，再由此確定車間的面積大小、動力和吊裝設備配置以及所需工人的工種、技術等級、數(shù)量等。 此外，先進的工藝規(guī)程還起著交流和推廣先進制造技術的作用。典型工藝規(guī)程可以縮短工廠摸索和試制的過程。因此，工藝規(guī)程的制訂是對于工廠的生產和發(fā)展起到非常重要的作用，是工廠的基本技術文件。
夾具是機械加工不可缺少部件，機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。
一、高精機床加工精度提高，降低定位誤差，提高加工精度對夾具制造精度要求更高高精度夾具定位孔距精度高達±5μm，夾具支承面垂直度達到0.01mm/300mm，平行度高達0.01mm/500mm。機床夾具精度已提高到微米級，世界知名夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然，適應不同行業(yè)需求和經(jīng)濟性，夾具有不同型號，以及不同檔次精度標準供選擇。
二、高效提高機床生產效率，雙面、四面和多件裝夾夾具產品越來越多。減少工件安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷推陳出新。新型電控永磁夾具，加緊和松開工件只用1～2秒，夾具結構簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件?？s短機床上安裝與調整夾具時間。
三、模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化基礎。利用模塊化設計系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術開發(fā)基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)各種先進夾具系統(tǒng)創(chuàng)新之中。模塊化設計為夾具計算機輔助設計與組裝打下基礎，應用CAD技術，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具切削過程，既能為用戶提供正確、合理夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷改進和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學合作，正著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產品咨詢與開發(fā)公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設計與服務通用化、遠程信息化和經(jīng)營電子商務化。
四、通用、經(jīng)濟夾具通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，夾具系統(tǒng)可重組性、可重構性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。
二、研究目標、內容（論文提綱）及擬解決關鍵問題
研究目標：
叉架加工工藝規(guī)程夾具設計
主要研究的內容：
包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。
一 零件的分析
1.1 零件的作用
1.2 零件的工藝分析
二. 毛坯的確定
2.1確定毛坯的制造形式
2.2毛坯形狀及尺寸
三 擬定加工工藝路線
3.1 基準的選擇
3.1.2粗基準選擇
3.1.2 精基準的選擇
3.2 制定工藝路線
四 零件加工工序設計
五、 夾具設計
5.1 問題的提出
5.2 定位基準的選擇
5.3 切削力及夾緊力計算
5.4 定位誤差分析
5.5 夾具設計及操作簡要說明
要解決的問題，預期目標，研究步驟，方法及措施：
要解決的問題：對零件進行分析，設計出零件的工藝路線，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量，然后進行專用夾具的設計。
預期目標：繪制出零件圖和毛坯圖，制定出工藝過程卡和工序卡，繪制夾具裝配圖和夾具體，撰寫設計說明書。
研究步驟，方法及措施：
對零件進行工藝分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；
對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；
對工件設計專用夾具，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件。
三、研究方法及技術路線
方案一：
1
鑄造
鑄造
2
時效處理
時效處理
3
銑
銑Φ20孔兩端面
4
鉆
鉆擴鉸Φ20孔
5
鉆
鉆M20x1.5螺紋底孔
6
銑
銑叉口端面
7
鉆
鉆Φ8銷孔
8
鉆
鉆2-M8孔
9
鉆
鉆4-Φ6.2孔
10
銑
銑寬42mm槽
11
攻
攻M20x1.5螺紋
12
檢驗
檢驗，入庫
方案二：
1
鑄造
鑄造
2
時效處理
時效處理
3
銑
銑Φ20孔兩端面
4
銑
銑叉口端面
5
鉆
鉆擴鉸Φ20孔
6
鉆
鉆M20x1.5螺紋底孔，攻絲
7
鉆
鉆Φ8銷孔
8
鉆
鉆2-M8孔
9
鉆
鉆4-Φ6.2孔
10
銑
銑寬42mm槽
11
檢驗
檢驗，入庫
上面的工序加工不太合理，因為由經(jīng)驗告訴我們大多數(shù)都應該先銑平面再加工孔，那樣會更能容易滿足零件的加工要求，效率不高，但同時鉆兩個孔，對設備有一定要求。
方案一和方案二的區(qū)別在于方案一先加工Φ20孔端面，再加工Φ20孔，再加工M20螺紋底孔，后面工序采用Φ20孔和M20螺紋底孔定位，采用一面兩銷，這樣可以為后面工序利用更好的定位基準；而方案二是把端面加工完畢再加工孔，加工完M20螺紋底孔立即攻絲，不能作為定位基準。綜合考慮我們選擇方案一。
最終工藝路線如下：
1
鑄造
鑄造
2
時效處理
時效處理
3
銑
銑Φ20孔兩端面
4
鉆
鉆擴鉸Φ20孔
5
鉆
鉆M20x1.5螺紋底孔
6
銑
銑叉口端面
7
鉆
鉆Φ8銷孔
8
鉆
鉆2-M8孔
9
鉆
鉆4-Φ6.2孔
10
銑
銑寬42mm槽
11
攻
攻M20x1.5螺紋
12
檢驗
檢驗，入庫
四、研究基礎
叉架零件的加工工藝規(guī)程及其夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。
五、主要參考文獻及出處（10篇以上）
1. 崇凱主編.機械制造技術基礎課程設計指南.北京.化學工業(yè)出版社，2006
2. 王先逵主編.機械制造工藝學.北京.機械工業(yè)出版社，2005
3. 王先逵主編.機械加工工藝手冊.北京.機械工業(yè)出版社，2006
4. 楊叔子主編.機械加工工藝師手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2001
5. 李旦、王杰主編.機床專用夾具圖冊.哈爾濱工業(yè)大學出版社，1998
6. 趙家齊主編.機床制造工藝學課程設計指導書.北京.機械工藝出版社，2000
7. 陳于萍、周兆元主編.互換性與測量技術基礎.北京.機械工業(yè)出版社，2005
8. 王光斗、王春福主編.機床夾具設計手冊.上海.上?？茖W技術出版社，2000
9. 李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994
10. 孫本緒、熊萬武編.機械加工余量手冊.北京：國防工業(yè)出版社，1999
11. 劉守勇主編.機械制造工業(yè)與機床夾具.北京：機械工業(yè)出版社，2000
六、實施計劃
在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。
指導教師意見：
簽字：
年 月 日
院（系）審批意見：
簽章：
年 月 日
文獻綜述內容：
叉架的加工工藝及夾具設計
1、前言
機械的加工工藝及夾具設計是在完成了大學的全部課程之后，進行的一次理論聯(lián)系實際的綜合運用，使我對專業(yè)知識、技能有了進一步的提高，為以后從事專業(yè)技術的工作打下基礎。機械加工工藝是實現(xiàn)產品設計，保證產品質量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產準備，計劃調度、加工操作、生產安全、技術檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質量、上水平，加速產品更新，提高經(jīng)濟效益的技術保證。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設計可以提高產品勞動生產率，保證和提高加工精度，降低生產成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設計及制造提出了更高的要求。
2、發(fā)展歷史
夾具從產生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認識到，夾具與操作人員改進工作及機床性能的提高有著密切的關系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備。
3、發(fā)展現(xiàn)狀
制造業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎，隨著以計算機技術為主導的現(xiàn)代科學技術的迅速發(fā)展，以“時間驅動”為特征的市場競爭、產品更新?lián)Q代的加快、商品需求的多樣化、用戶素質的提高等使制造業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，特別像后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的加工就出現(xiàn)了一些問題，在現(xiàn)階段像后鋼板彈簧吊耳類的加工還沒達到現(xiàn)代自動化的水平。在現(xiàn)代的中小批量生產中，它的加工工藝還需人工畫線的方法來保證其精度，而對工件的裝夾也是通過人工的方法進行的。因此我國對后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的加工還處于效率低、成本高的階段。
4、發(fā)展趨勢
隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)展，對產品的品種和生產率提出了愈來愈高的要求，使多品種，中小批生產作為機械生產的主流，為了適應機械生產的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高的要求。特別像后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的加工還處于落后階段。在今后的發(fā)展過程中，應大力推廣使用組合夾具、半組合夾具、可調夾具，尤其是成組夾具。在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精高效模塊組合通用經(jīng)濟方向發(fā)展。
5、設計面臨的問題
在設計中，需要對零件加工工藝方案和夾具進行設計，在確定加工工藝方案時，可能會出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達到的精度。在進行夾具設計時，可能因定位基準選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機構時由于機構的大小，尺寸等不合理，而達不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點或作用面的位置不合理而使工件產生翻轉。所以在設計過程中應制訂多套方案，以供比較選擇最優(yōu)，同時還要多請教指導老師和同學，并多查閱相關的書籍來盡可能好的完成設計。
6、總結
在機械制造中，用以裝夾工件（和引導刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來固定加工對象，使之占有正確位置，接受施工或檢測的裝置。
在機械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機床上占有正確的位置，確定工件在機床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機床夾具，簡稱夾具。
在機械制造中，為完成需要的加工工序、裝配工序及檢驗工序等，使用著大量的夾具。利用夾具，可以提高勞動生產率，提高加工精度，減少廢品，可以擴大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件。因此，夾具是機械制造中的一項重要的工藝裝備。夾具設計的基礎理論一個好的機床夾具，首先要保證能加工出合格的產品。為此，所設計的夾具首先應滿足以下兩項要求：第一，在未受外力作用時，加工件對刀具和機床應保持正確的位置，即加工件應有正確的定位。第二，在加工過程中，作用于加工件上的各種外力，不應當破壞加工件原有的正確定位，即對加工件應有正確的夾緊。
參考文獻
[1]?孫麗媛，機械制造工藝及專用夾具設計指導，北京：冶金工業(yè)出版社，2002。
[2] 東北重型機械學院等，機床夾具設計手冊，上海：上?？茖W技術出版社，1979。
[3]?劉守勇等，機械制造工藝與機床夾具.?北京:機械工業(yè)出版社，1994.7
[4]?王啟平，機床夾具設計[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社，1988.
[5]?林文煥.陳本通，機床夾具設計[M].北京:國防工業(yè)出版社，1987.
[6]?徐發(fā)仁，機床夾具設計[M].重慶:重慶大學出版社，1996.7
[7]?王昆等，機械設計課程設計[M].武漢:?高等教育出版社，1995
[8]?邱宣懷，機械設計[M].第四版.北京:高等教育出版社，1997
[9]?柯明揚，機械制造工藝學[M].?北京:北京航天航空大學出版社，1995
[10] 孟少龍，機械加工工藝手冊第1卷，北京：機械工業(yè)出版社，1991。
[11] 《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組，金屬機械加工工藝人員手冊，上海：上?？茖W技術出版社，1979。
備注：1、文獻綜述內容包括：國內外研究理論、研究方法、進展情況、存在問題、參考依據(jù)等。
2、文獻綜述必須切題，并寫出兩萬字以上的筆記或三千字以上的文獻綜述。
3、電腦打印，用A4紙。內容為小四號宋體，行距為固定值20磅。