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南京理工大學泰州科技學院
畢業(yè)設計(論文)開題報告
學 生 姓 名：
萬小強
學 號：
0501510136
專 業(yè)：
機械工程及自動化
設計(論文)題目：
CA6140車床后托架的
加工工藝及夾具設計
指 導 教 師:
路建萍 張少文
2009年 3 月 22 日
開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見；
3．“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）；
4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫
2000字左右的文獻綜述：
文 獻 綜 述
摘要 雖然我國的機械制造工藝有著飛速的發(fā)展，但離定量的實際應用尚有一定的距離。我們需要不斷研究不斷創(chuàng)新，從而得到更多新型的制造加工工藝技術。利用液壓原理制造出高效的夾具，使加工柔性化，可以大大促進制造工藝的不斷革新與發(fā)展。
關鍵詞 工藝 夾具 制造技術
1 我國機械制造工藝的現狀
近年來，機械制造工藝有著飛速的發(fā)展。比如，應用人工智能選擇零件的工藝規(guī)程。因為特種加工的微觀物理過程非常復雜，往往涉及電磁場、熱力學、流體力學、電化學等諸多領域，其加工機理的理論研究極其困難,通常很難用簡單的解析式來表達。近年來，雖然各國學者采用各種理論對不同的特種加工技術進行了深入的研究，并取得了卓越的理論成就，但離定量的實際應用尚有一定的距離。然而采用每一種特種加工方法所獲得的加工精度和表面質量與加工條件參數間都有其規(guī)律。因此，目前常采用研究傳統(tǒng)切削加工機理的實驗統(tǒng)計方法來了解特種加工的工藝規(guī)律，以便實際應用，但還缺乏系統(tǒng)性。受其限制，目前特種加工的工藝參數只能憑經驗選取，還難以實現最優(yōu)化和自動化，例如，電火花成形電極的沉入式加工工藝，它在占電火花成形機床總數95%以上的非數控電火花成形加工機床和較大尺寸的模具型腔加工中得到廣泛應用。雖然已有學者對其CAD、CAPP和CAM原理開展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工藝數據的缺乏，仍未有成熟的商品化的CAD/CAM系統(tǒng)問世。通常只能采用手工的方法或部分借助于CAD造型、部分生成復雜電極的三維型面數據。隨著模糊數學、神經元網絡及專家系統(tǒng)等多種人工智能技術的成熟發(fā)展，人們開始嘗試利用這一技術來建立加工效果和加工條件之間的定量化的精度、效率、經濟性等實驗模型，并得到了初步 的成果。因此，通過實驗建模，將典型加工實例和加工經驗作為知識存儲起來，建立描述特種加工工藝規(guī)律的可擴展性開放系統(tǒng)的條件已經成熟。并為進一步開展特種加工加工工藝過程的計算機模擬，應用人工智能選擇零件的工藝規(guī)程和虛擬加工奠定基礎[1～3]。
2 新型的加工工藝技術
從國內外機械制造工藝的技術水平來看發(fā)展較迅速，出現了很多新型的加工工藝技術。如制造自動化：
(1)在形式方面，制造自動化有三個方面的含義：代替人的體力勞動；代替或輔助人的腦力勞動；制造系統(tǒng)中人、機及整個系統(tǒng)的協(xié)調、管理、控制和優(yōu)化。
(2)在功能方面，制造自動化代替人的體力勞動或腦力勞動僅僅是制造自動化功能目標體系的一部分。制造自動化的功能目標是多方面的，已形成一個有機體系。
(3)在范圍方面，制造自動化不僅涉及到具體生產制造過程，而是涉及產品生命周期所有過程[4，5]。
3 制造業(yè)柔性化發(fā)展
我們都知道減少停工檢修期是提高生產力,使生產能力利用系數最大化的一項重要因素。然而零件加工過程中的精確定位和裝夾的重復精度也是改進效率和質量的關鍵。譬如柔性加工中心的產生就是為了減少產品循環(huán)周期[6，7]。
??? 目前中國制造業(yè)發(fā)展迅猛，以前的我國制造業(yè)普遍使用剛性專機加工各種各樣的零部件，導致改型和生產個零部件周期較長。隨著我國制造業(yè)發(fā)展和各種各種零件的需求與日俱增，加工設備和工藝也向著柔性化的方向轉變。加工裝備的柔性概念和需求主要體現在對設備快速性和適應性的需求上，因此制造商不得不尋求柔性和產量之間的最佳組合。當然，在滿足了柔性的條件下、也有著不同的解決方案，如：模塊化、可變換化、可重新配置化、在線兼容性等。不論采用哪種方案，使用高性能的液壓夾具都顯得尤為重要，現在，柔性專機、可重新配置的機床及專用加工中心的組合應用，使得發(fā)動機零件的加工變得越來越柔性化，具體情況取決于每個加工項目的產量配額
使用液壓夾具的主要優(yōu)勢是能節(jié)省夾緊和松卸工件時所花的大量的時間。有關統(tǒng)計資料表明液壓夾緊相比機械夾緊節(jié)省90%～95%的時間，縮小了生產循環(huán)周期，從而增加了產量也就意味著降低了成本[8～10]。
4 結束語
先進制造技術系統(tǒng)是一個由技術、人和組織構成的集成體系，三者有效集成才能取得滿意的效果。因而先進制造工藝只有通過和信息、管理技術緊密結合，不斷探索適應需求的新型生產模式，才能提高先進制造工藝的使用效果。先進制造生產模式主要有：柔性生產、準時生產、精益生產、敏捷制造、并行工程、分散網絡化制造等。這些先進制造模式是制造工藝與信息、管理技術緊密結合的結果，反過來它也影響并促進制造工藝的不斷革新與發(fā)展[11～13]。
參 考 文 獻
[1] 龔仲華.機械制造技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.
[2] 鄭曉峰.數控技術及應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.
[3] 韓建海.先進制造系統(tǒng)[M].武漢:華中科技大學出版社,2007.
[4] 于駿一．典型零件制造工藝[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1989.
[5] 王季琨．機械制造工藝學[M]．天津：天津大學出版社，2004.
[6] 李宏勝，黃尚先.機床工藝[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.
[7] 齊曉芬.數控車床的升級改造[J].機床電器，2001.
[8] 傅家驥.工業(yè)經濟學[M].北京：清華大學出版社，1996.
[9] 李峻勤.數控機床的工藝[M].北京：國防工業(yè)出版社，1999.
[10] 濮良貴．機械設計[M]．北京：高等教育出版社，2002．
[11] 陳貴榮．先進制造工藝[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.
[12] 于國良．普通機床的工藝[M].北京：國防工業(yè)出版社，2000.
[13] 李宏勝.現代制造技術[M].北京：清華大學出版社，2005.
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
一．本課題需要解決的問題
本課題的基本內容：CA6140車床后托架加工工藝及夾具設計
CA6140車床后托架加工工藝設計可能遇到的困難：
制訂CA6140車床后托架加工工藝規(guī)程，關鍵是工序的劃分和定位基準的選擇。
工序的劃分 確定加工順序和工序內容，安排工序的集中和分散程度，劃分 工序階段，這項工作與生產綱領有密切關系，具體可以根據生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等。生產條件確定工藝過程的工序次數；如批量小時可采用在通用機床上工序集中原則，批量大時即可按工序分散原則，組織流水線生產，也可利用高生產率的通用設備，按工序集中原則組織生產。
定位基準的選擇 根據粗基準，精基準的選擇原則；遵循基準統(tǒng)一、基準重合。由零件圖具體分析可得：CA6140車床后托架首先以一個側面和一個孔為粗基準，對底平面A進行粗加工，再以底平面A為基準加工孔。
夾具設計可能遇到的困難：
工件定位是否正確，定位精度是否滿足要求，工件夾緊牢固是否可靠等等。
工件在夾具中的定位精度，主要與定位基準是否與工序基準重合、定位基準與定位元件的配合狀況等因素有關，可提高夾具的制造精度，減少配合間隙，就能提高夾具在機床上的定位精度，夾具中出現過定位時，可通過撤消多余定位元件，使多余定位元件失去限制重復自由度的能力，增加過定位元件與定位基準的配合間隙等辦法來解決。
夾緊必須可靠，但夾緊力不可過大，以免工件或夾具產生過大變形。可采用多點夾緊或在工件鋼性薄弱部位安放適當的輔助支撐。
上述即為遇到困難的解決措施。
二．擬采用的研究手段
根據不同的研究對象擬采用不同的研究手段（途徑），本課題包括兩方面的內容：(1)CA6140車床后托架加工工藝的設計(2)夾具設計
制定工藝規(guī)程的研究途徑和可行性分析
毛坯的選擇：根據生產綱領和零件結構選擇毛坯，毛坯的類型一般在零件圖上已有規(guī)定。對于鑄件和鍛件應了解其分模面、澆口、冒口位置和拔模率，以便在選擇定位基準和計算加工余量時有所考慮。如果毛坯是棒料或型材，則按其標準確定尺寸規(guī)格，并決定每批加工件數。
毛坯的種類和其質量對機械加工的質量有密切的關系。同時對提高勞動生產率、節(jié)約材料、降低成本有很大的影響。CA6140車床后托架毛坯材料為灰鑄鐵（HT150），硬度范圍在150～200HBS，承受中等載荷。采用砂型鑄造方法，由于大批量生產故宜采用實體模樣（金屬模）進行兩箱造型，這不僅簡化了造型和合箱操作，還因型砂緊實度較為均勻，鑄件的表面質量得到提高。在切削加工前進行石墨化退火處理，消除鑄件表層和壁厚較薄的部位可能出現的白口組織（大量滲碳體出現）以便進行切削加工。
擬訂工藝路線：表示零件的加工順序及加工方法，分出工序，安裝或工位及工步等。并選擇各工序所使用的機床型號、刀具、夾具及量具等。擬訂工藝路線從實際出發(fā)，理論聯系實際和工人結合起來。常常需要提出幾個方案，進行分析比較后再確定。
計算切削用量、加工余量及工時定額 查閱《切削用量手冊》等資料并進行計算確定。目前，對單件小批量生產不規(guī)定切削用量，而是由操作工人根據經驗自行選定，但對于自動線和流水線，為保證生產的節(jié)拍，必須規(guī)定切削用量，并不能隨意改變。計算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工質量以保證最終加工質量。工時定額一般按各工廠的實際經驗積累起來的統(tǒng)計資料來估算。隨著生產的發(fā)展，工藝的改進，新工藝，新技術的不斷出現，工時定額應進行相應的修改。
對機械加工工藝規(guī)程基本要求可歸結為質量、生產率和經濟性。雖然有時互相矛盾，但只要把它們處理好，就會成為一個統(tǒng)一體。在三個要求中，質量是首要的。質量表現在機械產品的各項技術性能指標，質量不能保證，根本談不上數量；質量和生產率之間是密切聯系的，在保證質量的前提下，應該不斷地最大限度地提高生產率，滿足生產量的要求。如果兩者矛盾，則生產率要服從于質量，應在保證質量的前提下解決生產率問題。在保證質量的前提下，應盡可能的節(jié)約耗費，減少投資，降低制造成本，這就是經濟性。
因此，CA6140車床后托架的工藝規(guī)程研究途徑應該體現質量、生產率和經濟性的統(tǒng)一，達到經濟合理及可行的最優(yōu)方案。
夾具設計的研究途徑和可行性分析：
CA6140車床后托架鏜、銑、鉆等工序使用的專用夾具，此類夾具的特點是針對性強、結構緊湊、操作簡便、生產率高。
夾具設計最關鍵是要求對工件定位正確，且滿足定位精度要求。為了解決此問題，首先得了解影響定位精度的因素。然后采取措施解決具體的問題。如定位基準與定位元件的配合狀況和影響定位精度，那么可以提高夾具的制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機床上的定位精度。
除此之外，選擇夾具的類型與結構型式必須與零件生產批量大小相適應，夾具結構與零部件應具有足夠的剛度和強度，從而保證夾具操作方便、夾緊可靠、使用安全、并有合理的裝卸空間。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
指導教師意見：
1．對“文獻綜述”的評語：
該生通過閱讀與本課題相關的參考文獻，進行了一定的總結，撰寫的本文獻綜述能夠反映“CA6140車床后托架加工工藝及夾具設計”的課題背景以及相關知識，論文撰寫較通順，符合規(guī)范，達到了撰寫文獻綜述要求和目的，為畢業(yè)設計后期分析打下了良好的基礎。
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：
“CA6140車床后托架加工工藝及夾具設計”這一課題的深度、廣度及工作量均適中，合適學生在畢業(yè)設計期間完成，希望該生能獨立的進行CA6140車床后托架加工工藝及夾具設計的研究，完成課題的要求，撰寫畢業(yè)論文，達到進行科研訓練和本科畢業(yè)設計的要求。
指導教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
年 月 日
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