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大連交通大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）實習(xí)（調(diào)研）報告
調(diào)研報告
一、 課題的來源及意義
本次畢業(yè)設(shè)計的題目是支架工藝規(guī)程及加工孔工裝夾具設(shè)計。
當(dāng)今世界，工業(yè)制造發(fā)達(dá)國家的對其加工設(shè)備（機(jī)床）工業(yè)高度重視，競相發(fā)展機(jī)電一體化、高精、高效、高自動化先進(jìn)機(jī)床，以加速工業(yè)制造及處進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。中國加入WTO后，正式參與世界市場激烈競爭，今后如何加強(qiáng)機(jī)床工業(yè)實力、加速數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實是緊迫而又艱巨的任務(wù)。而支架零件主要起支承和連接作用，是機(jī)床中必不可缺的零件之一。
支架零件多用肋板、 耳板、底板和圓柱形軸、孔、實心桿等部分組合而成。設(shè)計支架零件的夾具要求學(xué)生全面地綜合地運用本畢業(yè)極其有關(guān)先修畢業(yè)的理論和實踐知識，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計，這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計對所學(xué)相關(guān)各畢業(yè)的深入綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。另外在做完這次畢業(yè)設(shè)計之后，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉：
（1）運用機(jī)械制造工藝學(xué)專業(yè)中的基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，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，保證零件的加工質(zhì)量。
（2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。
（3）學(xué)會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。
就我個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加工作打一個良好的基礎(chǔ)。
二、 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
國外狀況:
隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新的技術(shù)革命不斷取得新的進(jìn)展和突破，技術(shù)的飛躍發(fā)展已經(jīng)成為推動世界經(jīng)濟(jì)增長的重要因素。市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產(chǎn)品越來越向多品種、小批量、高質(zhì)量、低成本的方向發(fā)展，為了保持和加強(qiáng)產(chǎn)品在市場上的競爭力，產(chǎn)品的開發(fā)周期、生產(chǎn)周期越來越短，于是對制造各種產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝裝備—夾具的要求越來越苛刻 。
一方面企業(yè)為追求規(guī)模效益，使得夾具向著高速、精密、長壽命方向發(fā)展；另一方面企業(yè)為了滿足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代快、贏得市場的需要，要求夾具向著制造周期短、成本低的快速經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。計算機(jī)、激光、電子、新材料、新技術(shù)的發(fā)展，使得快速經(jīng)濟(jì)制造夾具技術(shù)如虎添翼，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，類型不斷增多，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益越來越顯著。
國內(nèi)狀況:
夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)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，國內(nèi)夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。
三、 課題研究的目標(biāo)
通過本次畢業(yè)設(shè)計，能夠把先修課程如機(jī)械制圖，理論力學(xué)，材料力學(xué)，機(jī)械制造，機(jī)械工程材料，互換性與測量技術(shù)，機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計等課程中所獲得的理論知識在實際的設(shè)計工作中綜合地加以運用，使這些知識得到鞏固發(fā)展，并使理論知識在實際的設(shè)計工作中綜合的結(jié)合起來。
畢業(yè)設(shè)計是高等工科院校相關(guān)專業(yè)的學(xué)生第一次進(jìn)行的比較完整的實踐訓(xùn)練。通過這個環(huán)節(jié)，能夠培養(yǎng)從事夾具設(shè)計應(yīng)用與開發(fā)方面工作所需的基本技能：查閱科技資料、切削用量、工藝流程、夾具體設(shè)計等知識，為畢業(yè)后工作打下良好基礎(chǔ)，樹立正確的設(shè)計思想。
零件的結(jié)構(gòu)特點：分析零件圖知，該支架的結(jié)構(gòu)屬于相對簡單的零件，總共有五個通孔和四個端面需要加工。五個通孔的加工精度較高，因而在保證五個通孔的位置精度的同時也要保證其加工精度。此外該支架的四個端面的加工精度較低，它們的加工誤差也直接影響其后續(xù)的加工。
四、課題研究的內(nèi)容
本課題主要研究的內(nèi)容為:根據(jù)所給零件圖部分圖樣進(jìn)行復(fù)原設(shè)計加工零件工樣圖，并設(shè)計該零件的加工工藝規(guī)程。設(shè)計一套加工支架3*φ7孔的工裝夾具，并采用AutoCAD繪制該夾具的二維、三維裝配圖及零件圖。
五、課題研究的方法和手段
1．設(shè)計前的基礎(chǔ)準(zhǔn)備
(1).研究產(chǎn)品對象.
(2).熟悉工件.
(3).工裝夾具制造知識.
2.工裝夾具設(shè)計的工藝準(zhǔn)備
(1).對零件圖進(jìn)行工藝性分析
(2).對夾具結(jié)構(gòu)的初步分析.
(3).選定夾具體.
(4).繪制二維工件圖.
3.設(shè)計工裝夾具
(1).夾具結(jié)構(gòu)的擬定與比較.
(2).繪制夾具總裝圖.
(3).夾具圖樣的修訂與定型.
4.調(diào)研結(jié)果
擬定支架零件工藝過程的原則
1先面后孔
支架零件基本是由平面和支撐孔組成。一般應(yīng)先加工最主要平面（也可能包括一些次要平面），后加工支撐孔。這樣，可以為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的定位基準(zhǔn)面。此外，主要平面式支架的裝配基準(zhǔn)，先加工主要平面可使定位基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn)重合，從而消除因基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。
2.粗、精加工
對于剛度較差、要求較高的支架零件，為了減少加工后的變形，一般要粗、精加工分開，即在主要平面和支撐孔的粗加工之后，再進(jìn)行主要平面和各支撐孔的半精加工和精加工。
根據(jù)上述分析，在單件、小批量生產(chǎn)中，要求較高的支架類零件的主要加工工藝過程可安排如下：
鑄造毛坯-粗加工主要平面-粗加工支撐孔-半精加工主要平面-半精加工支撐孔-精加工主要平面-精加工支撐孔。
至于其他次要平面的加工，可根據(jù)情況穿插進(jìn)行。如有螺紋孔，放到最后進(jìn)行。
零件結(jié)構(gòu)工藝性分析：該零件主要應(yīng)該有以下工序。
01鑄造毛坯
10銑上底面
20銑圓柱前后側(cè)面
30銑后側(cè)大平面
40鉆、擴(kuò)、鉸φ20H7孔
50鉆、擴(kuò)、鉸φ6H8孔
60鉆、擴(kuò)、鉸3*φ7孔
基準(zhǔn)面的選擇
基準(zhǔn)面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要過程之一?；娴倪x擇正確與否，可以是加工質(zhì)量的到保證，生產(chǎn)效率提高，否則，不但加工工藝過程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的報廢，使用無法進(jìn)行，難以在工期內(nèi)完成加工任務(wù)。
粗基準(zhǔn)的選擇對于本杠桿來說是至關(guān)重要的，對于一般零件而言，應(yīng)以出加工的表面為粗基準(zhǔn)，本零件正好符合要求，對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)考慮到基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。
該支架的四個端面的表面粗糙度要求較高為Ra6.3μm，所以其加工過程是先以其粗加工為基準(zhǔn),待其它的加工完后再進(jìn)行精加工，所以一般要采用粗銑，半精銑，精銑的過程才能滿足其要求，但因工件尺寸相對較小，故可直接采用粗銑，精銑的過程。該零件另外的主要加工較復(fù)雜的是五個通孔的加工，分析知φ7的三個通孔的尺寸和精度，表面粗糙度的要求是一樣的，只是其在零件上的位置不同而已，因而可以同時加工，這樣就減少了其整個零件的加工工步和時間，該零件的通孔的加工過程也是比較復(fù)雜的，因為不僅有尺寸公差要求（精度等級均為IT8），而且通孔表面粗糙度要求均為Ra1.6μm，Ra3.2μm,Ra12.5μm.因而需通過鉆、擴(kuò)鉆、粗鉸，精鉸的過程來滿足尺寸公差和達(dá)到表面粗糙度的要求，其中因為小孔的尺寸過小，可以省略擴(kuò)鉆的過程，即經(jīng)過鉆、粗鉸，精鉸的過程就可達(dá)到要求。
根據(jù)課題要求，我應(yīng)該設(shè)計出一套鉆3*φ7孔的夾具，所以應(yīng)選擇鉆床夾具。
根據(jù)鉆床的特點，應(yīng)使工件在加工時滿足完全定位，初選六點定位原則，使用壓板或螺栓加緊，隨著畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行，再另行詳細(xì)設(shè)計。
六、實驗方案的可行性分析
1. 個人的知識準(zhǔn)備、開發(fā)能力方面
本人基本了解夾具設(shè)計和原理，夾具方面的基礎(chǔ)知識掌握的也比較牢固，有過課程設(shè)計和在多家工廠實習(xí)的經(jīng)驗，設(shè)計部件的層次比較清晰，對電腦繪圖軟件有基本的了解，學(xué)習(xí)新事物的能力較強(qiáng)。
2. 開發(fā)工具方面
Pro.ENGINEER.Wildfire.2.0軟件：
2.1．Pro/ENGINEER
Pro/ENGINEER是采用參數(shù)化設(shè)計的、基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，設(shè)計者可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。
Pro/ENGINEER有如下特點：
特征驅(qū)動：凸臺、孔、倒角、腔、殼等；
參數(shù)化：參數(shù)、尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等；
通過零件的特征值之間，載荷/邊界條件與特征參數(shù)之間的關(guān)系來進(jìn)行設(shè)計。
支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計：規(guī)則排列的系列組件，交替排列，Pro/PROGRAM的各種能用零件設(shè)計的程序化方法等。
貫穿所有應(yīng)用的全局相關(guān)性：設(shè)計中，任何部分的變動都將引起與之有關(guān)的每個部分變動。
七、課題研究的進(jìn)度安排
畢業(yè)設(shè)計總共14周，大致安排如下：
第一周：熟悉給定的參考資料和翻譯外文。
第二周：分析給定參考資料，復(fù)原設(shè)計加工零件工作圖。
第三周：設(shè)計加工工藝過程卡和加工工序卡。
第四周：采用AutoCAD繪制支架三維零件圖。
第五周：工裝夾具方案設(shè)計與選擇。
第六周：設(shè)計工裝夾具裝配圖。
第七周：設(shè)計工裝夾具裝配圖。
第八周：設(shè)計工裝夾具裝配圖。
第九周：拆畫工裝零件圖。
第十周：采用AutoCAD繪制三維工裝夾具圖。
第十一周：采用AutoCAD繪制三維工裝夾具圖。
第十二周：編寫設(shè)計計算說明書提交初稿。
第十三周：修改圖紙和說明書并打印。
第十四周：論文整理、裝訂和參加答辯。
八、可具備的實驗條件
硬件環(huán)境：
CPU：Mobile Intel(R) Pentium(R)4-M 2.40GHz
內(nèi)存：1G
軟件環(huán)境：
操作系統(tǒng)：Microsoft Windows XP Home Edition sp2
開發(fā)工具：Pro.ENGINEER.Wildfire.3.0
瀏覽器：Microsoft Internet Explorer 6.0
九、參考文獻(xiàn)
[1].徐發(fā)仁編.氣動液壓機(jī)床夾具設(shè)計.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1982.
[2].東北重型機(jī)械學(xué)院等編.機(jī)床夾具設(shè)計手冊（第二版）.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980.
[3].王辰寶.機(jī)械加工工藝學(xué).北京：東南大學(xué)出版社，2008.
[4].盧秉恒.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.
[5].王小華.機(jī)械夾具圖冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.
[6].機(jī)械設(shè)計手冊編委會.機(jī)械設(shè)計手冊（新版1~6冊）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.
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