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1、毕业设计（论文）开题报告题目输出轴零件机械制造工艺与夹具设计课题类别：设计论文口学生姓名：学号:班级：专业（全称）：机械设计制造及其自动化指导教师：一、本课题设计（研究）的目的：本设计题目针对由有关企业提供的输出轴零件的工程图纸，要求建立其3D模型，编制其机械加工工艺规程，按教师的指定设计其中一道工序的专用夹具，并撰写设计说 明书。本次课题设计属于机械制造工艺和夹具设计，主要是让我们综合运用机械制造工 程原理课程及专业课程的理论知识，结合金工实习，生产实习中学到的实践知识，学以 致用，独立的分析和解决机械加工工艺问题。能够培养我们根据被加工零件的技术要求， 运用夹具设计的基本原理拟定夹具设计方
2、案，完成夹具结构设计，提咼我们结构设计能 力。二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述） ：1、研究现状如今，企业为了增强市场竞争力和快速响应市场变化而采用多种新技术的环境下， 革新传统的工艺设计手段，采用以计算机为主的现代化工艺设计和管理方式是企业上水 平上台阶的关键之一。随着科学技术的发展，特别是计算方法和计算机的迅猛发展，大 大的推动了加工工艺的进步 。CAPP技术有效解决了工艺设计中效率低、工艺质量不 稳定、不便于管理、柔性化等难题。运用 CAPP技术，可以是工艺人员从繁琐重复的事 务性工作中解脱出来，缩短了整个产品的开发周期。随着先进制造技术的发展和市场竞 争的加剧，传统的夹具存在着
3、效率低，精度低等问题，新型的专用夹具、随行夹具已经 运用地越来越广泛9。因此，快速实现夹具的设计已成为企业的迫切要求，计算机辅助 夹具设计即CAFD能很好的解决这些难题，大大的提高了夹具的设计效率，对保证产品 质量，提高生产率，减轻劳动强度，缩短产品周期等都具有重要的意义o2、发展趋势随着国家信息化政策的制定和落实以及现代制造技术的飞速发展，对CAPP系统提出了更高的要求。在此形势下， CAPP系统的发展具有以下特点。（1）工具化和工程化各企业的工艺环境、管理模式千差万别，CAPP系统要适应各企业的具体情况，提 高其通用性， 就要加强CAPP系统的工具化和工程化。开发 CAPP系统时，应将CA
4、PP系 统分解为多个相对独立的工具进行开发， 如开发零件信息描述工具、工艺决策工具、工艺文档输出工具、知识和数据的输入工具以及用户界面构造工具等。由用户或者开发 软件的公司根据企业具体情况输入数据和知识，形成面向制造和管理环境的CAPP系统，用户还可以进行二次开发。在工程化方面，既不能不考虑企业原有的环境和模式，也不能完全盲目服从。要根据对国家、国际标准和先进制造技术的分析，结合各类用户的根本需求，引导用户的工艺设计进程，促进工艺设计规化，从而规CAPP系统的实施过程，在统一的标准化工艺基础上开发出适应一般企业工艺规程的CAPP系统，使大部分企业使用的CAPP系统成为具有个性特征的主体相似的工
5、程化产品。(2) 集成化和网络化CAPP是 CAD CAM间的桥梁， 是CAD PDM和 ERP的重要产品信息来源， 同时也需 要由CAD提供产品设计模型的特征信息。因此，必须在并行工程思想指导下实现CAD/CAPP/CA的全面集成，充分发挥CAPP系统在整个生产过程中的信息中枢和功能协 调作用，从而实现CAPP与 CAD的双向信息交换与传送；实现与生产计划、调度系统的有效集成；建立与质量控制系统的在联系。CAPP与 CAD的双向信息交换与传送体现 在CAPP与 CAD并行。CAD CAPP提供工艺设计的原始数据； CAPP为CAD产品设计提 供工艺性反馈，对设计方案和结果进行可制造性分析和评
6、价，以便尽早发现问题，确保设计的合理性。目前的主要方法是建立可制造性综合评价功能模块或子系统，根据零件信息、制造资源信息， 在一定工艺原则指导下建立评价目标函数，对零件的结构工艺性和加工工艺性进行分析和评价。网络化是系统集成应用的必要条件。CAPP对实现 各种角色、工种的并行工艺设计，对外与CAD实现双向数据交换， 与CAQ CAMI PDM等的集成应用都需要网络化作为技术支撑，才能实现真正的信息化和自动化。企业的工艺数据集中到工艺数据库， 其他应用系统通过网络可以在数据库中存取数据，在数据库管理系统的支持下，工艺数据的安全性和一致性得到保证，各系统的数据交换和传输接口也得到统一，使企业能够敏
7、捷地响应市场的需求，增强企业的市场竞争力。(3) 知识化和智能化随着复合智能系统、专家系统、人工神经网络技术和模糊推理技术的发展和应用， CAPPS统不会停留在以解决事务性、管理性工作为主的阶段。基于知识的CAPPS统除了作为工艺设计的辅助工具，还有将工艺专家的经验和知识积累起来并加以充分利用的任务。现代CAPPg统向着知识化和智能化方向发展。国外商品化软件中已推出CAPP专家系统外壳，由用户定义各种决策规则、工艺数据和计算公式，具有较大的智能化特征。当生产环境改变时，专家系统只要输入新的知识就能适应；系统还能随时向用户提供运行的过程和理由，并向用户作出各种解释， 便于工艺人员作出干预和选择，
8、以制定出优化的工艺过程；专家系统还可以不断补充和更新知识，从而随着科技的发展和生产条件的改进而不断提高工艺设计的水平。现代CAPP系统在知识化的基础上，从 实际出发，为工艺人员提供多个备选工艺方案，并能够根据操作者的工作记录进行各种层次的自学习和自适应，具有一定的智能性。（4）柔性化和规化CAPP系统是用来辅助工艺设计人员进行工作的，不宜取代工艺设计人员而追求完全自动化。在方式上实行人机协作，关键决策由工艺人员作出。决策和判断一个复杂繁琐的问题，对具备足够的工艺知识和判断能力的工艺人员来说并不困难，但对计算机来说却可能难以胜任； 同时，知识库及其使用法则需要逐步建立、 验证和完善，是 一个渐进
9、式的过程。现代CAPP系统必须体现柔性化， 即以交互式设计为基础，上开发 出适应企业需求的CAPP系统。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技 术也正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。（1）高精随着机床加工精度的提高为了降低定位误差，提高加工精度对夹具的制造精度要求更高高精度夹具的定位 孔距精度高达5um夹具支承面的垂直度达到0.01/300mm,平行度高达0.01/500mm,机 床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选 择。（2）高
10、效为了提高机床的生产效率双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自 动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动液压夹紧等，快速夹紧功能部 件不断地推出新。新型的电控永磁夹具，夹紧和松开工件只用1-2秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装和调整 夹具的时间，提高生产效率的作用（3）模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具 技术开发的基点。省工、省时、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化 设计为夹具的计算机辅助设计和组装打下基础，应用 CA
11、D技术，可建立兀件库、典型 夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模 拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确的夹具配套方案，又能积累经验，了解市 场需求，不断地改进和完善夹具系统。（4）通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、 可重构性及可扩展性功能强，应用围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快， 才能体现出经济性好。德国戴美乐公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少 的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好元 件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广
12、应用的价值 .三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段） ：研究的重点难点：（1）定位基准的选择（2）工艺路线的拟定（3）加工余量和工序尺寸的确定（4）夹具结构方案的设计（5）装配图的绘制研究步骤（1）读懂图纸（2）绘制零件平面图和三维图（3）确定生产类型和毛坯制造方法（4）选择定位基准（5）拟定工艺路线（6）确定加工余量，工序尺寸与偏差（7）选择机床和通用工装（8）形成工艺过程综合卡夹具设计部分：（1）确定总体结构方案（2）设计夹紧元件（3）设计夹紧装置（4）设定对定装置（4）计算夹具工作能力（5）设计夹具体研究途径工件在机加工时，需要选择定位基准。选择精基准时，重点考虑如何减少
13、工件的定 位误差，保证工件的加工精度，同时考虑工件装卸方便，夹具简单。选择粗基准时，保 证相互位置要求原则、余量均匀原则、便于工件装夹原则、粗基准不得重复使用原则。 定位基准一旦被确定，则其定位方案也被基本上确定。工艺路线方面需要考虑年生产量, 工序的集中分散和成本方面。尽量避免由于装夹引起的基准不重合。加工余量和工序尺 寸方面应严格按照设计手册上来，确定各工序的加工余量，并制定工艺卡。在夹具设计 过程中的夹具方案的确定是需要解决的一个关键问题。应该考虑一下几个方面：六点定 位原理确定定位方式；确定刀具的引导方法；确定工件的夹紧方案。（1）查阅资料，通资料搜集、整理、查询，了解工艺设计的方法、步骤（2）到校外实习参观，初步熟悉同类产品的制作流程，加工手段（3）读懂图纸，初步拟定定位基准和工艺路线（4）通过小组讨论，进行可行性分析，选择加工路径（5）通过询问老师，确定进行哪一步骤的夹具设计（6）查阅手册，按步骤进行参数选取。（7）整理设计成果，完成任务书