套筒加工開題報告

時間：2024-06-17 04:09:12 開題報告我要投稿

套筒加工開題報告

　　大學(xué)生活又即將即將結(jié)束，大學(xué)生們都開始做畢業(yè)設(shè)計了，而我們做畢業(yè)設(shè)計之前要先寫好開題報告，那么優(yōu)秀的開題報告是什么樣的呢？以下是小編為大家整理的套筒加工開題報告，僅供參考，大家一起來看看吧。

套筒加工開題報告

　　學(xué)生姓名

　　專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化班級

　　指導(dǎo)教師評閱教師

　　完成日期 2021年 2月 15 日

　　套筒的工藝分析與夾具設(shè)計

　　學(xué)生：吳新剛

　　指導(dǎo)老師：張明松

　　教學(xué)單位：三峽大學(xué)機械與材料學(xué)院

　　1 課題來源

　　本課題來源于生產(chǎn)實際，探討機械加工中一般性基礎(chǔ)問題。課題涉及知識面較廣，且設(shè)計要求較高，對學(xué)生的設(shè)計能力，特別是思考能力是一個很好的鍛煉。課題研究內(nèi)容包括機械工程學(xué)科的力學(xué)，材料學(xué)，機械原理，機械設(shè)計，公差與互換性，機械制造工藝等知識，特別涉及機構(gòu)的應(yīng)用與創(chuàng)新是本課題的主要靚點。使學(xué)生能得到全面的鍛煉。課題要求學(xué)生具備較強的機構(gòu)設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，對學(xué)生是一個挑戰(zhàn)。課題為典型的機械設(shè)計類課題，涉及機械知識全面，與機械專業(yè)方向結(jié)合緊密。

　　2 研究的目的與意義

　　2.1研究的目的

　　隨著世界經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的騰飛，市場不斷國際化全球化，各行各業(yè)的競爭日益激烈。企業(yè)要想在殘酷的競爭中生存下來謀求發(fā)展，就要想方設(shè)法提高競爭力�？s短新產(chǎn)品的研發(fā)和開發(fā)時間，提高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，降低研發(fā)成本，進行創(chuàng)新性設(shè)計，只有這樣，才能滿足市場不斷變化的需求。

　　在現(xiàn)代企業(yè)的機械生產(chǎn)中，如何保證零件加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，是企業(yè)不斷追求的目標。隨著市場競爭的日趨激烈，對機械零件的技術(shù)性和經(jīng)濟性提出了更高的要求，而良好的技術(shù)經(jīng)濟性很大程度取決于機械加工工藝的制定。套筒零件是機械產(chǎn)品中最常見的一種零件，其生產(chǎn)工藝比較特殊，改造后的套筒零件可達到較高的精度，同時夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便快捷，能重復(fù)使用，大大降低了成本。

　　2.2研究的意義

　　零件的加工工藝編制，在機械加工中占有非常重要的地位，零件工藝編制得合不合理，這直接關(guān)系到零件最終能否達到質(zhì)量要求;夾具的設(shè)計也是不可缺少的一部分，它關(guān)系到能否提高其加工效率的問題。因此這兩者在機械加工行業(yè)中是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

　　機械加工工藝過程是指用機械加工方法改變毛坯的形狀，尺寸，相對位置和性質(zhì)使其成為零件的全過程。

　　機械加工工藝過程的基本單位是工序，工序又由安裝，工位，工步及走刀組成。

　　規(guī)定產(chǎn)品或零件制造過程和操作方法的工藝文件，稱為工藝規(guī)程。機械加工工藝規(guī)程的主要作用如下：

　　1.機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備工作的主要依據(jù)，根據(jù)它來組織原料和毛坯的供應(yīng)，進行機床調(diào)整，專用工藝裝備的設(shè)計與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計劃，調(diào)配勞動力，以及進行生產(chǎn)成本核算等。

　　2.機械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)，進行計劃調(diào)度的依據(jù)，有了它就可以指定進度計劃，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和低消耗。

　　3.機械加工工藝規(guī)程是新建工廠的基本技術(shù)文件，根據(jù)它和生產(chǎn)綱領(lǐng)，才能確定所需機床的種類和數(shù)量，工廠的面積，機床的平面布置，各部門的安排。機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片是兩個主要的工藝文件，對于檢驗工序還有檢驗工序卡片，自動，半自動機床完成的工序，還有機床調(diào)整卡片。機械加工工藝過程卡片是說明零件加工工藝過程的工藝文件。機械加工工序卡片是每個工序制定時，用于直接指導(dǎo)生產(chǎn)，用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。

　　在機床上加工工件時，為了保證加工精度，必須正確安裝工件，使其對機床切削成形運動和刀具占有正確位置，還必須對“定位”。為了不因受切削力、慣性力、重力等外力作用而破壞工件已定的正確位置，還必須對其施加一定的夾緊力，這一過程稱為“夾緊”。定位和夾緊全過程稱為“安裝”。在機床上用來完成工件安裝任務(wù)的重要工藝裝備，就是各類夾具中應(yīng)用最為廣泛的“機床夾具”。

　　機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，且有專業(yè)廠生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。因此，專用夾具的設(shè)計是一項重要生產(chǎn)準備工作，每一個從事機械加工工藝的工裝設(shè)計人員，都應(yīng)掌握有關(guān)夾具設(shè)計的基礎(chǔ)知識。

　　套筒零件是一種常用零件，研究套筒零件的加工工藝和夾具生產(chǎn)技術(shù)，可以改進套筒零件的生產(chǎn)方法，提高工廠的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高零件精度，對實際生產(chǎn)具有重要意義。

　　3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

　　3.1國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀

　　套筒零件的加工工藝根據(jù)其功能，結(jié)構(gòu)形狀，材料和熱處理以及尺寸大小的不同而異。就其結(jié)構(gòu)形狀來劃分，大體可以分為短套筒和長套筒兩大類。它們在加工過程中，其裝夾方式和加工方法都有很大的差別。

　　1)套筒零件的功用與結(jié)構(gòu)特點

　　套筒零件在產(chǎn)品中通常起支撐或?qū)蜃饔�，由于功用不同，在結(jié)構(gòu)和尺寸上有著很大的差異，但在結(jié)構(gòu)上仍有共同的特點：零件的主要表面為同軸度要求較高的內(nèi)外旋轉(zhuǎn)表面，零件壁的厚度薄且受力容易變形。其主要技術(shù)要求為：外圓表面直徑精度，通常取IT7~8;內(nèi)孔直徑精度，通常取IT7;內(nèi)外圓的同軸度;孔軸線與端面的垂直度及表面粗糙度等。

　　2)生產(chǎn)加工現(xiàn)狀

　　由于套筒零件壁薄，受到徑向力容易變形。為了解決這些問題，常采用以下兩種裝夾方式：

　　(1)用外圓定位裝夾;

　　(2)用已加工內(nèi)孔定位。在生產(chǎn)過程中一般采用均勻徑向力夾緊或軸向力夾緊的方式。常用的夾具有軟爪，心軸，彈簧夾頭，液性塑料夾具等。這些夾具都是根據(jù)不同的套筒零件專門設(shè)計出來的專用夾具，一旦零件結(jié)構(gòu)，尺寸改變或者停產(chǎn)，這些夾具將成為報廢品，從而造成極大的浪費，增加生產(chǎn)成本，這對企業(yè)來說是要盡量避免出現(xiàn)的。

　　套筒零件加工中的主要工藝問題：

　　一般套筒零件在機械加工中的主要問題是保證內(nèi)外圓的相互位置精度(即保證內(nèi)，外圓表面的同軸度以及軸線與端面的垂直度要求)和防止變形。

　　1)保證相互位置精度

　　要保證內(nèi)外圓表面間的同軸度以及軸線與端面的垂直度要求，通�？刹捎孟铝腥N工藝方案：(1)在一次安裝中加工內(nèi)外圓表面和端面。(2)全部加工分在幾次安裝中進行，先加工孔，然后以孔為定位基準加工外圓表面。(3)全部建工分在幾次安裝中進行，先加工外圓，然后以外圓表面為定位基準加工內(nèi)孔。

　　2)防止變形的方法

　　薄壁套筒在加工過程中，往往由于夾緊力，切削力和切削熱的影響而引起變形，致使加工精度降低。需要熱處理的薄壁套筒，如果熱處理工序安排不當(dāng)，也會造成不可校正的變形。防止薄壁套筒的變形，可以采取以下措施：

　　(1)減小夾緊力對變形的影響;

　　(2)減小切削力對變形的影響;

　　(3)減小熱變形引起的誤差。

　　3.2未來發(fā)展趨勢

　　4、加工工藝未來的發(fā)展趨勢：

　　1.采用模擬技術(shù)，優(yōu)化工藝設(shè)計

　　成形、改性與加工是機械制造工藝的主要工序，是將原材料(主要是金屬材料)制造加工成毛坯或零部件的過程。這些工藝過程特別是熱加工過程是極其復(fù)雜的高溫、動態(tài)、瞬時過程，其間發(fā)生一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)、冶金變化，這些變化不僅不能直接觀察，間接測試也十分困難，因而多年來，熱加工工藝設(shè)計只能憑“經(jīng)驗”。近年來，應(yīng)用計算機技術(shù)及現(xiàn)代測試技術(shù)形成的熱加工工藝模擬及優(yōu)化設(shè)計技術(shù)風(fēng)靡全球，成為熱加工各個學(xué)科最為熱門的研究熱點和跨世紀的技術(shù)前沿。

　　應(yīng)用模擬技術(shù)，可以虛擬顯示材料熱加工(鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、注塑等)的工藝過程，預(yù)測工藝結(jié)果(組織性能質(zhì)量)，并通過不同參數(shù)比較以優(yōu)化工藝設(shè)計，確保大件一次制造成功;確保成批件一次試模成功。模擬技術(shù)同樣已開始應(yīng)用于機械加工、特種加工及裝配過程，并已向擬實制造成形的方向發(fā)展，成為分散網(wǎng)絡(luò)化制造、數(shù)字化制造及制造全球化的技術(shù)基礎(chǔ)。

　　2.成形精度向近無余量方向發(fā)展毛坯和零件的成形是機械制造的第一道工序。金屬毛坯和零件的成形一般有鑄造、鍛造、沖壓、焊接和軋材下料五類方法。隨著毛坯精密成形工藝的發(fā)展，零件成形的型成形的形狀尺寸精度正從近凈成形(Near Net Shape Forming)向凈成形(Net Shape Forming)即近無余量成形方向發(fā)展�！懊鳌迸c“零件”的界限越來越小。有的毛坯成形后，已接近或達到零件的最終形狀和尺寸，磨削后即可裝配。主要方法有多種形式的精鑄、精鍛、精沖、冷溫擠壓、精密焊接及切割。如在汽車生產(chǎn)中，“接近零余量的敏捷及精密沖壓系統(tǒng)”及“智能電阻焊系統(tǒng)”正在研究開發(fā)中。

　　3. 成形質(zhì)量向近無“缺陷”方向發(fā)展毛坯和零件成形質(zhì)量高低的一另一指標是缺陷的多少、大小和危害程度。由于熱加工過程十分復(fù)雜，因素多變，所以很難避免缺陷的產(chǎn)生。近年來熱加工界提出了“向近無“缺陷”方向發(fā)展”的目標，這個“缺陷”是指不致引起早期失效的臨界缺陷概念。采取的主要措施有：采用先進工藝，凈化熔融金屬薄板，增大合金組織的致密度，為得到健全的鑄件、鍛件奠定基礎(chǔ);采用模擬技術(shù)，優(yōu)化工藝設(shè)計，實現(xiàn)一次成形及試模成功;加強工藝過程監(jiān)控及無損檢測，及時發(fā)現(xiàn)超標零件;通過零件安全可靠性能研究及評估，確定臨界缺陷量值等。

　　4.機械加工向超精密、超高速方向發(fā)展超精密加工技術(shù)目前已進入納米加工時代，加工精度達0.025μm，表面粗糙度達0.0045μm。精切削加工技術(shù)由目前的紅處波段向加工可見光波段或不可見紫外線和X射線波段趨近;超精加工機床向多功能模塊化方向發(fā)展;超精加工材料由金屬擴大到非金屬。

　　5、夾具設(shè)計未來的發(fā)展趨勢：

　　夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具、卡盤技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。

　　(1)高精

　　隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對卡盤的制造精度要求更高。高精度卡盤的定位孔距精度高達±5μm，夾具支承面的垂直度達到0.01mm/300mm，平行度高達0.01mm/500mm。德國demmeler(戴美樂)公司制造的4m長、2m寬的孔系列組合焊接卡盤平臺，其等高誤差為±0.03mm;精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以內(nèi);夾具重復(fù)安裝的定位精度高達±5μm;卡盤的重復(fù)定位精度高達2～5μm[12]。機床卡盤的精度已提高到微米級，世界知名的卡盤制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性，卡盤有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇。

　　(2)高效

　　為了提高機床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具卡盤產(chǎn)品越來越多。

　　為了減少工件的安裝時間，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地推陳出新。新型的電控永磁卡盤，加緊和松開工件只用1～2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機床上安裝與調(diào)整夾具的時間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機床卡盤的安裝與校正。采用美國Jergens(杰金斯)公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將卡盤定位和鎖緊在機床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換卡盤，起到縮短停機時間，提高生產(chǎn)效率的作用。

　　(3)模塊、組合

　　夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計的系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計為夾具的計算機輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，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(shè)計，為用戶三維實體組裝夾具[13]。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設(shè)計與服務(wù)的通用化、遠程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。

　　(4)通用、經(jīng)濟

　　夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴展性功能強，應(yīng)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。德國demmeler(戴美樂)公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具[14]。元件的功能強，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費用低，經(jīng)濟實用才有推廣應(yīng)用的價值。專家們建議組合夾具行業(yè)加強產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動與國外夾具廠商聯(lián)系，爭取合資與合作，引進技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。

　　6、研究的主要內(nèi)容

　　本課題研究的主要內(nèi)容為，通過對套筒零件的工藝進行分析，設(shè)計出套筒零件的加工工藝規(guī)程，其中包括確定毛坯的制造形式，基準的選擇，確定工藝路線等。另外要設(shè)計出相應(yīng)的夾具。

　　7、工作的主要階段、進度及要求

　　8、最終目標及完成時間

　　本課題最終要完成如下目標：對套筒零件的加工工藝進行分析，設(shè)計出其加機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片，完成相應(yīng)夾具的設(shè)計，達到核審單位的核審標準。

　　最終完成時間為6月初，參加答辯。

　　9、現(xiàn)有條件及必須采取的措施

　　現(xiàn)有條件為大學(xué)期間所學(xué)的有關(guān)專業(yè)課程和從網(wǎng)上搜集的相關(guān)論文，相應(yīng)的制圖軟件。目前仍需要搜集更多的資料，復(fù)習(xí)所學(xué)的相關(guān)知識，閱讀更多的相關(guān)文獻，以對課題有更深的了解。

　　10、協(xié)助單位及要解決的主要問題

　　本課題要解決生產(chǎn)中的實際問題，由于經(jīng)驗不足，需要得到各位老師和同學(xué)的大力支持和幫助。

　　參考文獻

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