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畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
題目：多功能組合銑夾具設(shè)計
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
班 級
姓 名
學(xué) 號
導(dǎo) 師
2012年12月26日
1．畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況）
1.1課題名稱
多功能組合銑夾具設(shè)計
1.2課題研究背景和意義
1.2.1組合夾具是一種先進(jìn)的工藝裝備，它是由一套預(yù)先制造好的各種不同的形狀、不同規(guī)格、不同尺寸、具有互換性、高耐磨性和高精度的標(biāo)準(zhǔn)元件組成，其結(jié)構(gòu)靈活多變，適應(yīng)性廣，元件可長期循環(huán)使用，組合夾具分為槽系和孔系兩個系列，隨著科技不斷發(fā)展，組合夾具的應(yīng)用程度在機(jī)械行業(yè)得到了很大的提高，特別是近年來機(jī)械行業(yè)領(lǐng)域正朝著高精度、高質(zhì)量、高效率、低成本方向發(fā)展，因此為了適應(yīng)現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，組合夾具的發(fā)展也達(dá)到了更高的領(lǐng)域，其由原來的孔系組合夾具和槽系組合夾具發(fā)展到孔槽系組合夾具。孔槽系組合夾具是采用孔和槽結(jié)合的定位結(jié)構(gòu)，克服了槽系夾具剛性差、不穩(wěn)定，及孔系夾具不能連續(xù)調(diào)整的缺點(diǎn)，將孔、槽夾具的優(yōu)勢合二為一，其可用幾小時的組裝周期代替幾個月的設(shè)計制造周期，從而縮短了生產(chǎn)周期；節(jié)省了工時和材料、保證加工精度，提高生產(chǎn)率、降低了生產(chǎn)成本，擴(kuò)大了機(jī)床的工藝范圍；還可減輕工人勞動強(qiáng)度，減少夾具庫房面積，有利于管理。
1.2.2組合夾具是一種先進(jìn)的工藝裝備，它是由一套預(yù)先制造好的各種不同的形狀、不同規(guī)格、不同尺寸、具有互換性、高耐磨性和高精度的標(biāo)準(zhǔn)元件組成，其結(jié)構(gòu)靈活多變，適應(yīng)性廣，元件可長期循環(huán)使用。組合夾具的元件精度高、耐磨，并且實(shí)現(xiàn)了完全互換，元件精度一般為IT6~IT7級。用組合夾具加工的工件，位置精度一般可達(dá)IT8~IT9級，若精心調(diào)整，可以達(dá)到IT7級。由于組合夾具有很多優(yōu)點(diǎn)，又特別適用于新產(chǎn)品試制和多品種小批量生產(chǎn)，所以近年來發(fā)展迅速應(yīng)用較廣。組合夾具的主要缺點(diǎn)是體積較大，剛度較差，一次投資多，成本高，這使組合夾具的推廣應(yīng)用受到一定限制。隨著機(jī)械制造業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來越快，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式逐步被中小批量生產(chǎn)模式所取代，機(jī)械制造系統(tǒng)欲適應(yīng)這種變化需具備較高的柔性。國外己把柔性制造系統(tǒng)(FMS)作為開發(fā)新產(chǎn)品的有效手段，并將其作為機(jī)械制造業(yè)的主要發(fā)展方向。柔性化的著眼點(diǎn)主要在機(jī)床和工裝兩個方面，組合夾具是工裝柔性化的重點(diǎn)。組合夾具是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度很高的工藝裝備，它是由一套預(yù)先制造好的各種不同形狀、不同規(guī)格、不同尺寸、具有完全互換性的標(biāo)準(zhǔn)元件和組合件，按工件的加工要求組裝而成的夾具。它可以拆卸、清洗，并可重新組裝成新的夾具，其應(yīng)用非常普遍，尤其適合于多品種、中小批量的生產(chǎn)。由于組合夾具的平均設(shè)計和組裝時間是專用夾具所花時間的5%-20%，可以認(rèn)為組合夾具就是柔性夾具的代名詞。 一個優(yōu)良的組合夾具必須滿足下列基本要求：（1）保證工件的加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量 保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確地選定定位基準(zhǔn)、定位方法和定位元件，必要時還要進(jìn)行定位誤差分析，還要注意夾具中其它零部件的結(jié)構(gòu)對加工精度的影響，確保組合夾具能滿足工件的加工精度要求。（2）提高生產(chǎn)效率，降低成本 組合夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機(jī)構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。 （3）良好的強(qiáng)度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性能， 組合夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力簡單、合理、便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗、維修等，有利于提高組合夾具的制造精度。（4）操作性能好 組合夾具的操作方便、省力、安全可靠。在客觀條件允許及又經(jīng)濟(jì)適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動、液壓等機(jī)械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動強(qiáng)度。（5）經(jīng)濟(jì)性好 組合夾具應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，力求結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，以降低組合夾具的成本。因此，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對組合夾具方案進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以提高組合夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。（6）擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍 使用組合夾具可以改變原機(jī)床的用途和使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能 。（7）排屑順暢 組合夾具中積集切削會影響到工件的定位精度，切削的熱量使工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。清理切削將曾加輔助時間，降低生產(chǎn)率。因此組合夾具設(shè)計中要給予排屑問題充分的重視。
1.2.3我國國內(nèi)的組合夾具始于20世紀(jì)60 年代, 當(dāng)時建立了面向機(jī)械行業(yè)的天津組合夾具廠, 和面向航空工業(yè)的保定向陽機(jī)械廠, 和面向航空工業(yè)的保定向陽機(jī)械廠, 以后又建立了數(shù)個生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。當(dāng)時產(chǎn)品均為引進(jìn)前蘇聯(lián)烏斯貝（YCⅡ） 槽系組合夾具系統(tǒng)。推廣應(yīng)用遍及機(jī)械航空、電子輕工、造船、紡織等各類制造業(yè), 取豐碩的社會經(jīng)濟(jì)效益。在使用過程中改進(jìn)并修改了原系統(tǒng), 建立了適合我國國情有我國特色的槽系組合夾具系統(tǒng)。在當(dāng)時曾達(dá)到全國年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。至今天津保定二廠仍是我國組合夾具的主要生產(chǎn)基地。20世紀(jì)80 年代以后,兩廠又各自獨(dú)立開發(fā)了適合, 機(jī)床加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng), 不僅滿足了我國國內(nèi)的需求,。還出口到美國等國家。當(dāng)前我國每年尚需進(jìn)口不少, 而由國外配套孔系夾具, 價格非常昂貴, 現(xiàn)大都由國內(nèi)配套, 節(jié)約了大量外匯。 從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國。前蘇聯(lián)的( YC)Ⅱ槽系組合夾具系統(tǒng)非常著名, 以后又開發(fā)了孔系組合夾具系統(tǒng)沖合沖模和焊接組合夾具系統(tǒng), 但主要在國內(nèi)應(yīng)用, 出口交流較少。德國一直都重視工藝裝備（包括夾具） 的設(shè)計制造及其標(biāo)準(zhǔn)化,組合夾具和各種機(jī)床附件都由專業(yè)化中小型企業(yè)生產(chǎn)。這些企業(yè)中具有代表性的有：Halder 是設(shè)計生產(chǎn)槽系組合夾具的著名公司；Bluco 是享譽(yù)世界生產(chǎn)完整系列孔系組合夾具系統(tǒng)的供應(yīng)商；Kipp 生產(chǎn)中型和大型孔系組合夾具；Witte公司生產(chǎn)孔系組合檢測夾具, 是為三座標(biāo)準(zhǔn)測量機(jī)（CMM） 配套的絕好的柔性檢測夾具。目前在美國本土生產(chǎn)銷售和出租組合夾具的工廠都是小型企業(yè),分為三種類型： 一種是專門銷售出租組合夾具的小型工廠! 二是工具制造廠, 同時生產(chǎn)或銷售組合夾具# 三為某類機(jī)械廠, 在生產(chǎn)某一產(chǎn)品的同時也生產(chǎn)銷售組合夾具。在芝加哥附近的Rockford 的Bluco公司原為德國Bluco 公司的銷售代理商, 現(xiàn)已獨(dú)立生產(chǎn)、銷售、租賃, 16 ㎜ 、12㎜ 、10㎜ 三個系列的公制孔系組合夾具。Carrlane是一家工具公司, 生產(chǎn)夾具通用零部件, 歷史悠久, 20 世紀(jì)82年代后期開始生產(chǎn)銷售英制孔系組合夾具。TECO 公司是一家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件夾具通用件和檢測儀表附件的工廠, 也于10余年前生產(chǎn)商標(biāo)為“QU.CO”的英制孔系組合夾具。西部亞利桑那州的Stevens工具公司早在20多年前開始制造組合夾具的基礎(chǔ)件, 然后用鋁板為用戶制造過渡板, 以適應(yīng)客戶各種工件的要求。該公司目前生產(chǎn)有本公司特色的整套英制孔系組合夾具。別為當(dāng)前國際當(dāng)前國際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè), 專用夾具可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國內(nèi)訂貨, 而通用性強(qiáng)的組合夾具已逐步成熟為國際貿(mào)易中的一個品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計資料, 但歐美市場上一套用于加工中心的夾具，通常為機(jī)床價格1/10-1/15，而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴。由于我國在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累和性能價格比的優(yōu)勢, 隨著我國加入WTO制造業(yè)全球一體化的趨勢, 特別是電子商務(wù)的日益發(fā)展, 其中蘊(yùn)藏著很大的商機(jī), 具有進(jìn)一步擴(kuò)大出口良好前景。
2.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施
2.1主要內(nèi)容：
繪制裝配圖、繪制全部非標(biāo)零件圖、主要零件工藝規(guī)程編制、說明書。
本設(shè)計的基本要求如下：
2.1.1 不少于3000字的文獻(xiàn)綜述；
2.1.2分析并確定最佳設(shè)計方案；
2.1.3確定總體方案設(shè)計，繪制裝配圖；
2.1.4運(yùn)用AutoCAD等工具軟件輔助設(shè)計完成組合夾具整體結(jié)構(gòu) ；
2.1.5查閱和專業(yè)相關(guān)的英文資料，并按要求翻譯成中文；
2.1.6按照要求的畢業(yè)設(shè)計說明書內(nèi)容、格式及要求，撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。
2.2擬采用的研究方案：
該夾具為銑工件上50H7mm直槽的組合夾具。工件以大平面及 40H7mm孔為定位基準(zhǔn)，用支撐件限制工件的轉(zhuǎn)動自由度。通過平板和圓形壓板夾緊工件。夾具的定位、壓緊裝置均安裝在由長方形基礎(chǔ)板所組成的彎板上，該夾具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
2.3研究步驟、方法及措施：
2.3.1對組合夾具零件進(jìn)行工藝分析，包括零件的技術(shù)要求、表面尺寸、形狀及位置精度、表面糙度等；
2.3.2分析課題中所涉及的機(jī)械原理、機(jī)械傳動和機(jī)構(gòu)；
2.3.3在圖書館查閱相關(guān)的書籍、文獻(xiàn)、資料、論文等；
2.3.4尋求導(dǎo)師的指導(dǎo)和幫助；
2.3.5網(wǎng)上搜索最新的期刊，了解相關(guān)的動態(tài)。
3.本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工作
3.1重點(diǎn)及難點(diǎn):
本課題所研究的重點(diǎn)在于如何經(jīng)濟(jì)、快速而又簡單準(zhǔn)確地完成組合夾具的組裝和加工過程，并要求其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理, 性能優(yōu)良, 滿足工藝要求, 通用性強(qiáng), 應(yīng)用范圍廣。難點(diǎn)在于工件的裝夾和固定，必須確保其各個自由度都能固定。 同時我們還需要Auto CAD等作圖工具來配合完成夾具設(shè)計過程，而Auto CAD作為以CAD技術(shù)為內(nèi)核的輔助設(shè)計軟件，Auto CAD具備了CAD技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的基本功能。作為一個通用的工種設(shè)計平臺，Auto CAD還擁有強(qiáng)大的人機(jī)交互能力和簡便的操作方法，十分方便廣大普通用戶
3.2前期工作：
3.2.1查閱了相關(guān)專業(yè)資料為設(shè)計做好準(zhǔn)備；
3.2.2完成和分析最佳方案、文獻(xiàn)綜述；
3.2.3完成了總體零件圖的測繪及其工藝性分析；
3.2.4進(jìn)行了組合夾具結(jié)構(gòu)的分析，擬訂了備選結(jié)構(gòu)方案。
4.完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃（按周次填寫）
1～2周：熟悉課題，根據(jù)老師給的資料運(yùn)用Auto CAD等軟件繪制零件圖，翻譯外文資料；
3～4周：確定組合夾具類型及結(jié)構(gòu)，繪制組合夾具結(jié)構(gòu)草圖，準(zhǔn)備開題答辯；
5～8周：對夾具工作部分尺寸及公差進(jìn)行設(shè)計計算，并運(yùn)用Auto CAD輔助設(shè)計完成部分夾具零件，準(zhǔn)備中期答辯；
9～14周：運(yùn)用Auto CAD完成夾具整體結(jié)構(gòu)圖，完成夾具零件的選材、工藝規(guī)程的編制、裝配圖及零件圖的 繪制等工作；
15～17周：對所有圖紙進(jìn)行校核，編寫設(shè)計說明書，所有資料提請指導(dǎo)教師檢。
參考文獻(xiàn)
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5.指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見）
指導(dǎo)教師： 年 月 日
6.所在系審查意見：
系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日