畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告年 3 月 20 日 （學(xué)生填表）課題名稱(chēng) 離合器鉆孔夾具設(shè)計(jì)和加工仿真學(xué)生姓名 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 課題類(lèi)型 工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 講師 課題來(lái)源 生產(chǎn)1. 綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義一 國(guó)內(nèi)研究動(dòng)態(tài)夾具的發(fā)展歷程，大約可分為三個(gè)階段：第一階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這時(shí)夾具主要是作為人的單純的輔助工具，使得加工過(guò)程進(jìn)一步提高效率和趨于完善;第二階段，夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊；第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備。一般企業(yè)仍大量采用傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專(zhuān)用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔 3~4 年就要更新 50~80％左右專(zhuān)用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10~20％左右。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(dòng)下,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。CAFD 即計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)，從 20 世紀(jì) 70 年代開(kāi)始發(fā)展至今，已成為CAD/CAM 集成技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。傳統(tǒng)夾具設(shè)計(jì)理論與先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而開(kāi)發(fā)出的各種 CAFD 系統(tǒng)成為專(zhuān)用夾具新的設(shè)計(jì)方法。哈爾濱第一輕工機(jī)械廠等也使用虛擬制造技術(shù)，即模型庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)為設(shè)計(jì)人員提供產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，并利用產(chǎn)品工藝規(guī)則模型，成品模型來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，最終輸出新產(chǎn)品模型和相關(guān)信息。采用此技術(shù)可以提供設(shè)計(jì)和管理決策，對(duì)生產(chǎn)成本，周期和能力影響和信息，以便能夠正確處理產(chǎn)品性能與制造成本，生產(chǎn)進(jìn)度和風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系。二 國(guó)外研究現(xiàn)狀從國(guó)際上看，俄國(guó)、德國(guó)和美國(guó)是夾具的主要生產(chǎn)國(guó)和研發(fā)國(guó)。數(shù)控機(jī)床（FC）、加工中心（MC）、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等現(xiàn)代或加工設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)的機(jī)械加工的指導(dǎo)方法發(fā)生了重大變革，夾具的功能已經(jīng)從過(guò)去的裝夾、定位、引導(dǎo)刀具，轉(zhuǎn)變?yōu)檠b夾、定位。而數(shù)字化的設(shè)備加工功能的廣大化。給今后夾具的快速定位、快速裝夾提出了更高的要求。例如，德國(guó) demmeler 公司制造的 4m 長(zhǎng)、2m 寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái),其等高誤差為±0.03mm ,精密平口鉗的平行度和垂直度在 5μm 以?xún)?nèi),夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm;瑞士 EROWA 柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá) 2-5μm。采用美國(guó) J ergens (杰金斯) 公司的球鎖裝夾系統(tǒng),1 分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上。三 選題依據(jù)和意義隨著我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)裝置的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提出了越來(lái)越高的要求。因此，對(duì)夾具創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究，對(duì)國(guó)內(nèi)機(jī)械制造有著重要意義。汽車(chē)用離合器蓋板孔排列和形狀各不相同，工件輕小，加工復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度高，現(xiàn)查閱文獻(xiàn)資料，開(kāi)展調(diào)查研究設(shè)計(jì)離合器鉆孔夾具（ 翻轉(zhuǎn)式），用于減少工件裝夾的次數(shù)，提高工件上各孔之間的位置精度 ；提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本；擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍；減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。（1）保證加工精度采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高而且穩(wěn)定。（2）提高生產(chǎn)率，降低成本用夾具裝夾工件，無(wú)需找正便可以使工件迅速的定位和加緊，顯著的減少了輔助工時(shí);用夾具裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量。另外，采用夾具后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率下降，對(duì)工人技術(shù)要求降低，明顯降低了生產(chǎn)成本。（3）擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍使用專(zhuān)用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的適用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。（4）減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度用夾具裝夾工件方便，快速，當(dāng)采用氣動(dòng)，液壓等夾緊裝置時(shí)，可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。2. 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題研究的基本內(nèi)容汽車(chē)用離合器蓋板面孔排列和形狀各不相同，工件輕小，一般小于 10kg現(xiàn)查閱文獻(xiàn)資料，開(kāi)展調(diào)查研究設(shè)計(jì)離合器鉆孔夾具（ 翻轉(zhuǎn)式），對(duì)夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)，用 Pro/e 三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件把各零件進(jìn)行三維造型，然后將各零件進(jìn)行裝配。并提出常用的裝配方案和所設(shè)計(jì)的裝配方案，分別對(duì)各種裝配方案進(jìn)行優(yōu)化分析然后將各零件進(jìn)行裝配。同時(shí)，編寫(xiě)夾具的其中一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)件的加工工序卡。用 Pro/e 三維軟件對(duì)該非標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行數(shù)控加工自動(dòng)編程并用仿真軟件在數(shù)控機(jī)床上加工出該零件。擬解決的主要問(wèn)題（1）工件的夾緊方式的選擇，夾緊裝置的選擇；（2）刀具的對(duì)刀導(dǎo)向方案確定；夾具與機(jī)床的連接方式的確定；（3）如何進(jìn)行數(shù)控加工自動(dòng)編程；（4）能否實(shí)現(xiàn)最終的設(shè)計(jì)要求。3. 研究步驟、方法及措施1）設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備，研究原始資料，明確設(shè)計(jì)任務(wù)分析研究被加工零件的零件圖、任務(wù)書(shū)等文件，了解零件的作用、形狀、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料和本工序的加工要求、切削用量和所使用的工藝基準(zhǔn)及所使用的工藝裝備，以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)與導(dǎo)師進(jìn)行磋商。 收集有關(guān)資料，包括所使用機(jī)床的技術(shù)參數(shù)，所使用刀具、量具的規(guī)格，夾具零部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，夾具設(shè)計(jì)資料（圖冊(cè)和設(shè)計(jì)手冊(cè)），工廠的生產(chǎn)組織、制造工藝及制造水平等。 2）方案設(shè)計(jì)，確定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖（1）確定夾具的類(lèi)型。（2）定位設(shè)計(jì)。（3）確定工件的夾緊方式，選擇合適的夾緊裝置。（4）確定刀具的對(duì)刀導(dǎo)向方案。（5）確定夾具與機(jī)床的連接方式。（6）確定其它元件和裝置的結(jié)構(gòu)形式，如定位鍵、分度裝置等。（7）確定夾具總體布局和夾具體的結(jié)構(gòu)形式。（8）繪制結(jié)構(gòu)草圖3）分析計(jì)算與審核，確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸和夾具技術(shù)要求（1）定位誤差、加工精度分析；對(duì)動(dòng)力夾緊裝置進(jìn)行夾緊力驗(yàn)算；當(dāng)夾具有多個(gè)方案時(shí)可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，取效益高的方案。 （2）夾具的標(biāo)志是否完整、夾具的搬運(yùn)是否方便。（3）夾具與機(jī)床的連接是否牢固和正確。（4）定位元件是否可靠和精確。（5）夾緊裝置是否安全和可靠。（6）工件的裝卸是否方便。（7）夾具與有關(guān)刀具、輔具等之間的協(xié)調(diào)關(guān)系是否良好。（8）加工過(guò)程中切屑的排除是否良好。（9）操作的安全性是否可靠。（10）加工精度能否符合工件圖樣所規(guī)定的要求。（11）生產(chǎn)率能否達(dá)到工藝要求。（12）夾具是否具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和經(jīng)濟(jì)性。（13）夾具的標(biāo)準(zhǔn)化審核。4）總體設(shè)計(jì) 繪制夾具總圖（1）盡量選用 1：1 的比例。（2）盡可能選擇面對(duì)操作者的方向作為主視圖。（3）總圖應(yīng)把夾具的工作原理、結(jié)構(gòu)和各種元件間的裝配關(guān)系表達(dá)清楚。（4）線繪制工件外形輪廓、定位基準(zhǔn)面、夾緊表面和加工表面。待加工表面的加工余量可用網(wǎng)格線或粗實(shí)線表示。在總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面的線條。（5）合理標(biāo)注尺寸、公差和技術(shù)要求（6）合理選擇材料 5）零件的加工仿真1 用 Pro/e 三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件零件造型，然后 cad 出圖2 編寫(xiě)零件的加工工序卡3 用 Pro/e 三維軟件對(duì)零件進(jìn)行數(shù)控加工自動(dòng)編程并用仿真軟件在數(shù)控機(jī)床上加工4. 研究工作進(jìn)度第 1-2 周：調(diào)研、文獻(xiàn)查詢(xún)與閱讀、資料分析、制定方案，編寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告； 第 3-4 周：確定總體方案，畫(huà)出裝配圖及零件圖草圖并進(jìn)行夾具的精度分析。第 5-8 周：用 Pro/e 軟件對(duì)夾具進(jìn)行繪制與裝配并生成 CAD 圖。第 9-10 周：對(duì)其中一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)零件編寫(xiě)加工工序卡，并用 Pro/e 軟件對(duì)其中工序進(jìn)行數(shù)控加工自動(dòng)編程。 第 11 周 ：用仿真軟件在數(shù)控機(jī)床上完成該工序的加工。第 12-13 周：編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，翻譯英文資資料；第 14-15 周：審核修改畢業(yè)論文準(zhǔn)備答辯。5.主要參考文獻(xiàn)[1] 王光斗.機(jī)床夾具手冊(cè). 上海:上海科技技術(shù)出版社，2000.11[2] 曹巖主編.機(jī)床夾具手冊(cè)與三維圖庫(kù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.3[3] 陳宏鈞.簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.01[4] 吳拓，方瓊珊.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006[5] 詹友剛. Pro/ENGINEER 中文野火版 5.0 數(shù)控加工教程. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.7[6] 朱勇.數(shù)控機(jī)床仿真.上海：上?？萍技夹g(shù)出版社，2009.10[7]王純祥 工裝夾具設(shè)計(jì)及應(yīng)用 北京：化學(xué)工藝出版社，2014.9[8] 朱耀祥，浦林祥 現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社，2010.2[9]韓文靜 《金屬加工:冷加工》, 2016(1):61-62[10]機(jī)械設(shè)計(jì)零件與實(shí)用裝置圖冊(cè)[11]濮良貴 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]北京高等教育出版社 2006[12]肖黎明 Pro/ENGINEER 野火版零件設(shè)計(jì)完全解析 北京：中國(guó)鐵道出版社 2011.11[13]黃鍵 管法蘭墊片，緊固件選用手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2006.5[14]吳拓 現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì)及實(shí)例 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2015.10[15]王伯平 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004[16]程宏均 實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2014系意見(jiàn)系 主任簽字： 年 月 日.