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本科生畢業(yè)設計 論文 開題報告 論文題目 貫穿孔毛刺的識別設備結構設計 專業(yè)班級 姓 名 學 號 指導教師 填表日期 二 一 三 年 三 月 說 明 1 畢業(yè)設計的開題報告是保證畢業(yè)設計質量的一個重要環(huán)節(jié) 為規(guī)范畢業(yè)設計的開題報告 特印發(fā)此表 2 學生應在開題報告前 通過調研和資料搜集 主動與指導 教師討論 在指導教師的指導下 完成開題報告 3 此表一式三份 一份交系裝入畢業(yè)設計 論文 檔案袋 一份交指導教師 一份學生自存 4 選題需經(jīng)基層教學單位 專業(yè) 討論審核 學院主管教學 院長批準 報教務處備案 方可正式進入下一步畢業(yè)設計 論文 階段 姓 名 開題時間 學 制 專業(yè)班級 指導教師 導師組長 論文題目 貫穿孔毛刺的識別設備結構設計 本課題國內外研究動態(tài)及意義 1 國內外研究動態(tài) 毛刺 是指在金屬 包括熱加工和冷加工 切割加工過程中在切削力作用下 產(chǎn)生晶粒剪切滑移 塑性變形使材料擠壓撕裂 導致工件表面過渡處出現(xiàn)各種尖 角 毛邊等不規(guī)則的金屬部分 隨著工業(yè)化和自動化程度的提高 機械加工領域 特 別是航空 航天 儀器儀表領域中 對機械零件制造精度要求的提高和機構設計的 微型化 毛刺的危害性尤為明顯 逐漸引起人們的普遍重視 并開始對毛刺的生成機 理及去除方法進行研究 毛刺是金屬切削加工中產(chǎn)生的普遍現(xiàn)象之一 也是金屬切削理論研究中迄今 為止尚未解決好的兩大難題 毛刺的生成與控制 切屑的處理與控制 之一 目前 檢測毛刺及去毛刺技術已受到各工業(yè)發(fā)達國家的普遍重視 相繼成立了許 多專門研究機構 進行了大量實驗研究 檢測毛刺去毛刺工藝已由手工作業(yè)向機械 化 自動化的方向發(fā)展 去毛刺的工藝方法也在逐年增加 據(jù)粗略統(tǒng)計 1972 年 去除毛刺的方法僅有 22 種 1975 年增加到 30 種 1990 年 則已達 70 余種 已涉及機械加工的各個方面 并不斷有新的去毛刺研究成果問世 隨著中國加入 WTO 改革開放進程的加快 產(chǎn)品競爭會日益激烈 提高產(chǎn)品內在 質量 增加系統(tǒng)可靠性 降低成本是企業(yè)面臨的唯一選擇 另外 隨著國家機電產(chǎn)品 出口比率的加大 也為去毛刺的研究和應用帶來鍥機 有跡象表明 歐 美 日本 臺灣 香港等國家和地區(qū)的一些企業(yè) 考慮或正在我國大陸設立光整設備生產(chǎn)基地 和設置服務中心 以搶先占領中國市場 國外已成功研制了用于 CNC 數(shù)控機床上的去毛刺技術 并已投入使用 該項 技術的核心是一套按不同幾何形狀確定的刀具 由刀桿 去毛刺工具和特殊軸承結 構三部分組成 具有非常短暫的工作節(jié)拍和很高的去毛刺質量 國內研制的由 PC 控制一組輪刷作為切削工具的半自動齒輪端面去毛刺機床已研制成功并投入使用 以德國 Bosch 公司研制的柔性去毛刺系統(tǒng) FDS Flexible Deburring 和包括切 屑處理 清洗在內 的柔性清整系統(tǒng) FFS Flexible Finishing System 為代表的高度自動化的去毛刺技術 已得到應用 這標志著去毛刺技術正向高新技術領域邁進 在美國的 SMC 生產(chǎn)加工工程師學會 和 ASME 美國機械工程師學會 對 這毛刺檢測有較深入的研究 但沒有制訂成國家標準 為了評定被測工件去毛刺 的質量 人們可以參照表面粗糙度的參數(shù)值范圍的評定規(guī)則 將去毛刺質量劃分 成 1 10 個等級 如圖 1 所示 這種定量方式是否能夠合理正確反映去毛刺質量 有待人們實踐中加以驗證 圖 1 說明 以 0 005 0 01mm 為一級初始范圍 其余多級的數(shù)值組成等比數(shù)列 一般來說 檢測毛刺時首先應將去毛刺后的工件清洗干凈并吹干內部毛刺在 必要時根據(jù)被檢測的工件的性能要求 外觀等方面來選擇適宜的檢測方法 2 本課題的意義 毛刺現(xiàn)象既是一個簡單的又是一個復雜的問題 隨著工業(yè)化和自動化程度的 提高 機械加工領域 特別是航空 航天 儀器儀表領域中 對機械零件制造精度要 求的提高和機構設計的微型化 毛刺的危害日益明顯 在實際工作中 若去毛刺的 方法適當 它會提高產(chǎn)品的質量 降低成本 否則 不但影響生產(chǎn)效率的提高 產(chǎn)品質量好壞 還會影響產(chǎn)品的成本 具體說 有些產(chǎn)品要求較高 經(jīng)過認真去 毛刺后由于毛刺較牢固 如果不是經(jīng)過切削加工是很難脫落的 有些高精度產(chǎn)品 特別是安全性能要求特別高 價值極高的產(chǎn)品 如飛機 衛(wèi)星等產(chǎn)品就要求徹底 消除毛刺 即使非常牢固的毛刺 需要經(jīng)過切削加工也要消除 否則萬一毛刺脫 落就會造成不可估量的損失 因此 毛刺去除與毛刺檢測對機械產(chǎn)品及機械工業(yè) 有著重要意義 畢業(yè)設計 論文 研究的內容 方法及擬解決的關鍵問題 1 完成內容 1 熟悉毛刺產(chǎn)生的原因及貫穿孔毛刺的特點 2 選擇毛刺識別的方法并設計識別設備 3 熟悉 Solidworks 及 Auto CAD 繪圖軟件 4 繪制識別設備結構圖 2 選擇毛刺檢測方法 一般來說 檢測毛刺時首先應將去毛刺后的工件清洗干凈并吹干內部毛刺在 必要時根據(jù)被檢測的工件的性能要求 外觀等方面來選擇適宜的檢測方法 如下 表 名稱 方法步驟 應用范圍 手感法 用手撫摸去毛刺部分 憑手感來決定如果扎手則認為毛刺還沒有完全清除 適用于對外觀有一定要求的產(chǎn)品 目測法 內部毛刺可剖開 用肉眼觀察 適用于產(chǎn)品的外觀和內部有一定精度要求的 掛絲法 內部毛刺可剖開用一根棉線沿棱邊移動 適用于產(chǎn)品性能有特定 棉線被掛住了 或破損了 則去毛刺不 徹底 要求的 如伺服閥的閥 口和密封性能要求較高 的產(chǎn)品 放大法 內部毛刺可剖開 用 5 10 倍放大鏡觀察工作 適用于對產(chǎn)品性能和精度有較高要求的產(chǎn)品 定量法 將工件進行縱剖或橫剖用萬能工具測量 并在工件棱邊上測出毛刺的寬度 適用于性能要求高密封性好的產(chǎn)品 激光掃描 法 將工件置于有放大性能的輪廓儀上拍照 根據(jù)照片可定量檢測毛刺的形狀及有關 參數(shù) 適用于高精度產(chǎn)品 現(xiàn)代工業(yè)對零件品質要求越來越高 機 電 光一體化及數(shù)字化是未來的發(fā)展 方向 因此 本設計采用激光掃描法檢測孔 跟據(jù)特點 設計激光掃描儀 3 擬定激光掃描儀方案 現(xiàn)擬定激光掃描儀傳動方案如下圖 2 所示 圖 2 激光掃描儀方案 激光掃描儀主體由兩個步進電機及兩組絲杠滑塊副組成 兩個步進電機帶動兩個 絲杠轉動 使絲杠上的滑塊移動 實現(xiàn)激光發(fā)射器在 X Y 平面內移動定位 激光 精準測出工件中的孔的形狀 并計算出毛刺輪廓及尺寸 通過計算機顯示端輸出 實現(xiàn)貫穿孔毛刺的識別 判斷零件是否合格 本傳動方案的優(yōu)點是 結構簡單 定位精度高 適用范圍廣泛 符合未來發(fā)展 的趨勢 缺點是 產(chǎn)品造價比較高 完成期限和預期進度 第 1 2 周 2013 年 3 月 1 日 3 月 14 日 畢業(yè)實習與設計調研 第 3 4 周 2013 年 3 月 14 日 3 月 21 日 畢業(yè)設計開題報告 第 5 12 周 2013 年 3 月 21 日 4 月 5 日 畢業(yè)設計主要工作 第 6 周 系統(tǒng)參數(shù)計算 材料選擇 動力選擇等 第 7 10 周 Solidworks 三維建模 生成工程圖 第 11 12 周 編寫設計計算說明書 準備電子文檔 第 13 周 2013 年 5 月 26 日 5 月 31 日 資格審查 論文修改時間 2013 年 6 月 1 日 6 月 3 日 畢業(yè)設計答辯 主要參考資料 1 機械設計手冊編輯委員會 機械設計手冊 1 2 第三版 M 北京 機械工業(yè)出 版社 2004 2 現(xiàn)代傳動設計手冊編輯委員會 現(xiàn)代傳動設計手冊 第二版 M 北京 機械 工業(yè)出版社 2002 3 機械設計手冊編輯委員會 機械設計手冊 3 新版 M 北京 機械工業(yè)出 版社 2005 4 王磊 王旭永 高壓水射流去毛刺技術的特征及應用 J 制造 材料 2001 39 443 7 9 5 張惠生 機械零件去毛刺工藝的現(xiàn)狀與發(fā)展 J 北京建筑工程學院學報 2011 17 4 58 61 6 王吉安 如何選擇去毛刺技術及檢測方法 J 工藝 2004 12 28 30 7 Yang D C H Blanche J G Design and application guiddines for cycloiddrives th machining toleran ces Mechan ism and MachineD Theo 1990 25 5 487 50 8 楊崇麟 板式換熱器工程設計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1994 9 顧繩谷 電機及拖動基礎 北京 機械工業(yè)出版社 1981 10 楊志芬 去毛刺技術 J 世界制造技術與裝備市場 1994 1 8 9 11 趙東標等 航空發(fā)動機葉片毛刺打磨方法 J 航空制造工程11998 6 34 35 12 胡志強 國外飛機零部件去毛刺和光飾技術概況 J 西飛科技 1992 1 44 46 13 李鐵詳 國內去毛刺及表面光整加工技術狀況 J 組合機床與自動加工技術 1996 4 2 3 14 吳敏鏡 毛刺及去毛刺技術 J 航天工藝11999 3 47 49 15 王衛(wèi)林 毛刺技術 J 航空制造工程11993 2 19 21 16 貴成 金屬切削中進給方向毛刺生成機理極其控制 J 應用科學學報11991 9 3 7269 275 17 季迪 去毛刺方法及設備 J 內燃機燃油噴射和控制12000 1 48 49 指導教師 導師組 意見 簽 名 年 月 日 審查小組意見 審查小組負責人 簽 名 年 月 日 備注 1 要有 5 篇以上相關文章的閱讀量 2 理 工科開題報告撰寫要求在 1500 字左右 人文社科開題報告在 2500 字左 右 包括論文選題的背景和意義 工作任務分析 調研報告 方案擬定與分析 畢業(yè)論文撰寫提綱及實施計劃 文獻綜述 理 工科可不提交文獻綜述 等 3 電腦打印 用 A4 紙 頁邊距左邊 3 2cm 右邊 2 54cm 上下邊距 2 54cm 在 左邊裝訂 內容為小四號宋體 行距為固定值 20 磅 4 文獻綜述 按文獻綜述格式打印 附在開題報告后面一起裝訂 文獻綜述內容 一 國內外發(fā)展狀況 隨著工業(yè)化和自動化程度的提高 機械加工領域 特別是航空 航天 儀器儀表 領域中 對機械零件制造精度要求的提高和機構設計的微型化 毛刺的危害性尤為明 顯 逐漸引起人們的普遍重視 并開始對毛刺的生成機理及去除方法進行研究 1953 年 日本許多廠家就開始研制用于汽車剎車鼓 汽缸體 變速箱體等大中型鑄 件的專用自動去毛刺機 由于這種去毛刺機械對零件的適應性差 價格貴等因素未 能得到普遍推廣應用 但這為后來發(fā)展起來的鑄件去毛刺技術奠定了良好基礎 在 理論研究方面 1958 年日本京都大學的奧島教授發(fā)表了 關于切削過程中的毛刺現(xiàn) 象 的論文 對產(chǎn)生毛刺的現(xiàn)象及毛刺的分類進行了論述 1959 年 宇都宮大學隈部教授發(fā)表了題為 用振動切削減少毛刺的探討 的論 文 1967 年 靜崗大學財滿教授發(fā)表了 關于鋁合金板鉆孔形成的毛刺的研究 一 文 同年 美國的R 威廉提出了將研磨劑與硅樹脂混合在一起 作為介質 壓入裝有 零件的模具中 將零件內表面和孔的毛刺去掉 即擠壓珩磨去毛刺技術 取得初步 成功 現(xiàn)該項技術已成為美國專利 1971 年 日本綜合鑄件中心在職業(yè)訓練大學木 下教授等的指導下 研制了數(shù)控式砂帶磨削裝置 可以去除任意形狀鑄件的毛刺 同年12 月 日本磨粒加工研究會舉辦了 去毛刺工藝講座 會上發(fā)表了磨粒 砂 布 超聲波 化學 電解等方法去除毛刺的論文 1972 年 小山株式會社研制的鑄 件去毛刺機 日本小松制作所的汽缸體自動去毛刺裝置均獲得日本自動化機械獎 日本東京芝浦電氣生產(chǎn)技術研究所的高孝哉對20 余種主要的去毛刺方法的去毛刺 原理 毛刺的大小 位置 去毛刺零件的形狀 自動化難易程度 作業(yè)設備費用 特征等進行了深入研究和論述 1973 年 美國狄地洲大學格里列斯皮完成了題為 機械加工中毛刺形成與性質 的論文 分析了機械加工過程中毛刺的形成原理 并 論述了實驗過程中對毛刺的觀測 美國對機械零件去毛刺技術比較重視 是因為美 國機械制造業(yè)發(fā)展迅速 產(chǎn)量高 批量大 質量要求高等因素 而用手工去毛刺滿足 不了生產(chǎn)發(fā)展的需要 1974年美國制造工程師學會首先成立了毛刺技術分會 著手 對去毛刺技術 進行研究 這是毛刺問題正式例入議事日程的開始 1976 年前后 日本已有去毛刺 技術方面的專利300 余件 其中有關塑料工件去毛刺技術的專利約有90 件 其間 日本的技術人員對產(chǎn)生毛刺的原因及預防措施進行了大量的研究和實驗 取得了一 定進展 其中振動光飾去毛刺機 又稱振動滾磨機 的研究與應用在世界上得到好評 1984 年以來 日本橫濱大學中山一雄教授以切削加工中最基本要素切削方向和刀具 切削刃為基準 對切削毛刺進行了較為全面 系統(tǒng)的定義分類 先后對車削 刨削加 工 中被加工件的物理性能 工件形態(tài) 刀具的幾何參數(shù)等因素對切削毛刺的影響進行 了大量的實驗研究與理論分析 這對有效抑制和減小毛刺的產(chǎn)生奠定了理論基礎 為交流有關毛刺問題的科研成果 國際毛刺技術組織在1976 年9 月28 30 日在美 國德克薩斯洲的霍斯頓召開了首屆抑制毛刺的國際會議 對有關毛刺問題進行了學 術交流 之后 于1977 年6 月在美國費城召開了控制毛刺和表面加工精度的第2 次 國際學術會議 又于1979 年10 月召開了第3 次毛刺問題的國際學術會議 交流研究 及控制毛刺的科研成果 國際生產(chǎn)工程學會 CIRP 也在其學術會議上 相繼就關于 切削毛刺生成機理與去除技術等研究內容進行了學術交流 促進了毛刺生成機理與 控制研究的深入發(fā)展 在2000 年9 月召開的第5 屆國際去毛刺和表面精整大會上 討論了以ISO9000為基礎的毛刺檢查標準 其中包括40 多項關于毛刺的技術問題 目前 去毛刺技術已受到各工業(yè)發(fā)達國家的普遍重視 我國原機械部液壓行業(yè)就把去 毛刺技術列為 七五 期間提高液壓產(chǎn)品質量的主要攻關項目 隨著我國工業(yè)化進 程的加快 零件去毛刺技術的應用范圍日益廣泛 有越來越多的部門開始重視零件去 毛刺技術的研究和應用 并已取得豐碩的研究成果 二 綜述 1 張惠生 機械零件去毛刺工藝的現(xiàn)狀與發(fā)展 J 北京建筑工程學院學報 2011 17 4 58 61 張惠生在本文中闡述了機械零件加工過程中毛刺危害與形成原因 毛刺的預防 措施 去毛刺工藝及發(fā)展趨勢 文中論述了常見去毛刺方法 為我們選擇提供了多種選擇途徑 常見去毛刺方 法有 1 人工去毛刺 2 刷子去毛刺法 3 振動光飾去毛刺法 4 熱能去毛刺法 5 化學去毛刺法 6 電化學去毛刺法 7 刷子 電磁放電去毛刺法 8 電熱絲去毛刺 9 放電加工去毛刺 10 磁力研磨去毛刺 11 激光去毛刺 12 超聲波去毛刺 13 機器人去毛刺 2 王吉安 如何選擇去毛刺技術及檢測方法 J 工藝 2004 12 28 30 王吉安在本文中提出了可能避免毛刺的產(chǎn)生的方法 降低刀具前刀面的表面粗糙度 增大刀具前角 減少切削厚度 對工件適當熱處理 減少塑性變形 采用抗黏結性能好的切削液 根據(jù)零件的塑性 適當調整切削速度 建立超穩(wěn)定的加工環(huán)境 采用特種加工方法 本文中也提出了可能避免毛刺的檢測方法 名稱 方法步驟 應用范圍 手感法 用手撫摸去毛刺部分 憑手感來決定如果扎手則認為毛刺還沒有完全清除 適用于對外觀有一定要求的產(chǎn)品 目測法 內部毛刺可剖開 用肉眼觀察 適用于產(chǎn)品的外觀和內部有一定精度要求的 掛絲法 內部毛刺可剖開用一根棉線沿棱邊移動 棉線被掛住了 或破損了 則去毛刺不徹 適用于產(chǎn)品性能有特定要求的 如伺服閥的閥口和 底 密封性能要求較高的產(chǎn)品 放大法 內部毛刺可剖開 用 5 10 倍放大鏡觀察工作 適用于對產(chǎn)品性能和精度有較高要求的產(chǎn)品 定量法 將工件進行縱剖或橫剖用萬能工具測量 并在工件棱邊上測出毛刺的寬度 適用于性能要求高密封性好的產(chǎn)品 拍照法 將工件置于有放大性能的輪廓儀上拍照 根據(jù)照片可定量檢測毛刺的形狀及有關參 數(shù) 適用于高精度產(chǎn)品 3 王磊 王旭永 高壓水射流去毛刺技術的特征及應用 J 制造 材料 2001 39 443 7 9 王磊 王旭永在本文中提出了高壓水射流去毛刺技術是利用水力噴射所具有的 物理作用和切割作用來去除毛刺的一種柔性加工工藝方法 論證了這種工藝去除毛 刺能力穩(wěn)定 生產(chǎn)效率高 易于實現(xiàn)光控 數(shù)控或機械手控制 并且全面介紹了高 壓水射流去毛刺技術的原理 特點 技術要點以及應用情況 4 機械設計手冊編輯委員會 機械設計手冊 1 2 第三版 M 北京 機械工業(yè)出版 社 2004 機械設計手冊提供了廣泛的數(shù)據(jù)查詢與方法查詢 它共6卷 其中第1卷包括機 械設計基礎資料 零件結構設計 機械制圖和幾何精度設計 機械工程材料 連接 件與緊固件 第2卷包括軸和聯(lián)軸器 滾動軸承 滑動軸承 機架 箱體及導軌 彈簧 機構 機械零部件設計禁忌 第3卷包括帶 鏈傳動 齒輪傳動 減速器 變速器 離合器 制動器 潤滑 密封 第4卷包括液力傳動 液壓傳動與控制 氣壓傳動與控制 第5卷包括光機電一體化系統(tǒng)設計 傳感器 控制元器件和控制 單元 電動機 第6卷包括機械振動與噪聲 疲勞強度設計 可靠性設計 優(yōu)化設 計 反求設計 數(shù)字化設計 人機工程與產(chǎn)品造型設計 創(chuàng)新設計 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 3 電腦打印 用 A4 紙 內容為小四號宋體 行距為固定值 20 磅 頁邊距左邊 3 2cm 右邊 2 54cm 上下邊距 2 54cm 在左邊裝訂