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夾具夾緊力的優(yōu)化及對(duì)工件定位精度的影響
B.Li 和 S.N.Mellkote
布什伍德拉夫機(jī)械工程學(xué)院，佐治亞理工學(xué)院，格魯吉亞，美國(guó)研究所
由于夾緊和加工，在工件和夾具的接觸部位會(huì)產(chǎn)生局部彈性變形，使工件尺寸發(fā)生變化，進(jìn)而影響工件的最終加工質(zhì)量。這種效應(yīng)可通過(guò)最小化夾具設(shè)計(jì)優(yōu)化，夾緊力是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)變量，可以得到優(yōu)化，以減少工件的位移。本文提出了一種確定多夾緊夾具受到準(zhǔn)靜態(tài)加工部位的最佳夾緊力的新方法。該方法采用彈性接觸力學(xué)模型代表夾具與工件接觸，并涉及制定和解決方案的多目標(biāo)優(yōu)化模型的約束。夾緊力的最優(yōu)化對(duì)工件定位精度的影響通過(guò)3-2-1式銑夾具的例子進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：彈性 接觸 模型 夾具 夾緊力 優(yōu)化
前言
定位和夾緊的工件加工中的兩個(gè)關(guān)鍵因素。要實(shí)現(xiàn)夾具的這些功能，需將工件定位到一個(gè)合適的基準(zhǔn)上并夾緊，采用的夾緊力必須足夠大，以抑制工件在加工過(guò)程中產(chǎn)生的移動(dòng)。然而，過(guò)度的夾緊力可誘導(dǎo)工件產(chǎn)生更大的彈性變形 ，這會(huì)影響它的位置精度，并反過(guò)來(lái)影響零件質(zhì)量。所以有必要確定最佳夾緊力，來(lái)減小由于彈性變形對(duì)工件的定位誤差，同時(shí)滿足加工的要求。在夾具分析和綜合領(lǐng)域上的研究人員使用了有限元模型的方法或剛體模型的方法。大量的工作都以有限元方法為基礎(chǔ)被報(bào)道[參考文獻(xiàn)1-8]。隨著得墨忒耳[8]，這種方法的限制是需要較大的模型和計(jì)算成本。同時(shí)，多數(shù)的有限元基礎(chǔ)研究人員一直重點(diǎn)關(guān)注的夾具布局優(yōu)化和夾緊力的優(yōu)化還沒(méi)有得到充分討論，也有少數(shù)的研究人員通過(guò)對(duì)剛性模型[9-11]對(duì)夾緊力進(jìn)行了優(yōu)化，剛型模型幾乎被近似為一個(gè)規(guī)則完整的形狀。得墨忒耳[12，13]用螺釘理論解決的最低夾緊力，總的問(wèn)題是制定一個(gè)線性規(guī)劃，其目的是盡量減少在每個(gè)定位點(diǎn)調(diào)整夾緊力強(qiáng)度的法線接觸力。接觸摩擦力的影響被忽視，因?yàn)樗^法線接觸力相對(duì)較小，由于這種方法是基于剛體假設(shè)，獨(dú)特的三維夾具可以處理超過(guò)6個(gè)自由度的裝夾，復(fù)和倪[14]也提出迭代搜索方法，通過(guò)假設(shè)已知摩擦力的方向來(lái)推導(dǎo)計(jì)算最小夾緊力，該剛體分析的主要限制因素是當(dāng)出現(xiàn)六個(gè)以上的接觸力是使其靜力不確定，因此，這種方法無(wú)法確定工件移位的唯一性。
這種限制可以通過(guò)計(jì)算夾具——工件系統(tǒng)[15]的彈性來(lái)克服，對(duì)于一個(gè)相對(duì)嚴(yán)格的工件，該夾具在機(jī)械加工工件的位置會(huì)受夾具點(diǎn)的局部彈性變形的強(qiáng)烈影響。Hockenberger和得墨忒耳[16]使用經(jīng)驗(yàn)的接觸力變形的關(guān)系（稱為元功能），解決由于夾緊和準(zhǔn)靜態(tài)加工力工件剛體位移。同一作者還考察了加工工件夾具位移對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的影響[17]。桂 [18] 等 通過(guò)工件的夾緊力的優(yōu)化定位精度彈性接觸模型對(duì)報(bào)告做了改善，然而，他們沒(méi)有處理計(jì)算夾具與工件的接觸剛度的方法，此外，其算法的應(yīng)用沒(méi)有討論機(jī)械加工刀具路徑負(fù)載有限序列。李和Melkote [19]和烏爾塔多和Melkote [20]用接觸力學(xué)解決由于在加載夾具夾緊點(diǎn)彈性變形產(chǎn)生的接觸力和工件的位移，他們還使用此方法制定了優(yōu)化方法夾具布局[21]和夾緊力[22]。但是，關(guān)于multiclamp系統(tǒng)及其對(duì)工件精度影響的夾緊力的優(yōu)化并沒(méi)有在這些文件中提到 。
本文提出了一種新的算法，確定了multiclamp夾具工件系統(tǒng)受到準(zhǔn)靜態(tài)加載的最佳夾緊力為基礎(chǔ)的彈性方法。該法旨在盡量減少影響由于工件夾緊位移和加工荷載通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化夾緊力的一部分定位精度。接觸力學(xué)模型，用于確定接觸力和位移，然后再用做夾緊力優(yōu)化，這個(gè)問(wèn)題被作為多目標(biāo)約束優(yōu)化問(wèn)題提出和解決。通過(guò)兩個(gè)例子分析工件夾緊力的優(yōu)化對(duì)定位精度的影響，例子涉及的銑削夾具3-2-1布局。
1． 夾具——工件聯(lián)系模型
1．1 模型假設(shè)
該加工夾具由L定位器和帶有球形端的c形夾組成。工件和夾具接觸的地方是線性的彈性接觸，其他地方完全剛性。工件——夾具系統(tǒng)由于夾緊和加工受到準(zhǔn)靜態(tài)負(fù)載。夾緊力可假定為在加工過(guò)程中保持不變，這個(gè)假設(shè)是有效的，在對(duì)液壓或氣動(dòng)夾具使用。在實(shí)際中，夾具工件接觸區(qū)域是彈性分布，然而，這種模式的發(fā)展，假設(shè)總觸剛度（見(jiàn)圖1）第i夾具接觸力局部變形如下：
(1) 其中（j=x，y，z）表示，在當(dāng)?shù)刈幼鴺?biāo)系切線和法線方向的接觸剛度
第 19 頁(yè) 共 15 頁(yè)
圖1 彈簧夾具——
工件接觸模型。
表示在第i個(gè)
接觸處的坐標(biāo)系
（j=x，y，z）是對(duì)應(yīng)沿著xyz方向的彈性變形，分別 （j= x，y，z）的代表和切向力接觸 ，法線力接觸。
1．2 工件——夾具的接觸剛度模型
集中遵守一個(gè)球形尖端定位，夾具和工件的接觸并不是線性的，因?yàn)榻佑|半徑與隨法線力呈非線性變化 [23]。由于法線力接觸變形作用于半徑和平面工件表面之間，這可從封閉赫茲的辦法解決縮進(jìn)一個(gè)球體彈性半空間的問(wèn)題。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題， 是法線的變形，在[文獻(xiàn)23 第93頁(yè)]中給出如下：
（2）
其中式中 和是工件和夾具的彈性模量，、分別是工件和材料的泊松比。
切向變形沿著和切線方向）硅業(yè)切力距有以下形式[文獻(xiàn)23第217頁(yè)]
（3）
其中、 分別是工件和夾具剪切模量
一個(gè)合理的接觸剛度的線性可以近似從最小二乘獲得適合式 （2），這就產(chǎn)生了以下線性化接觸剛度值：在計(jì)算上述的線性近似，
（4）
(5)
正常的力被假定為從0到1000N，且最小二乘擬合相應(yīng)的R2值認(rèn)定是0.94。
2．夾緊力優(yōu)化
我們的目標(biāo)是確定最優(yōu)夾緊力，將盡量減少由于工件剛體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，局部的夾緊和加工負(fù)荷引起的彈性變形，同時(shí)保持在準(zhǔn)靜態(tài)加工過(guò)程中夾具——工件系統(tǒng)平衡，工件的位移減少，從而減少定位誤差。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)是通過(guò)制定一個(gè)多目標(biāo)約束優(yōu)化問(wèn)題的問(wèn)題，如下描述。
2.1 目標(biāo)函數(shù)配方
工件旋轉(zhuǎn)，由于部隊(duì)輪換往往是相當(dāng)小[17]的工件定位誤差假設(shè)為確定其剛體翻譯基本上，其中 、、和 是 沿，和三個(gè)正交組件（見(jiàn)圖2）。
圖2 工件剛體平移和旋轉(zhuǎn)
工件的定位誤差歸于裝夾力，然后可以在該剛體位移的范數(shù)計(jì)算如下：
（6）
其中表示一個(gè)向量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
但是作用在工件的夾緊力會(huì)影響定位誤差。當(dāng)多個(gè)夾緊力作用于工件，由此產(chǎn)生的夾緊力為,有如下形式：
（7）
其中夾緊力是矢量，夾緊力的方向矩陣，是夾緊力是矢量的方向余弦，、和 是第i個(gè)夾緊點(diǎn)夾緊力在、和方向上的向量角度（i=1、2、3...,C）。
在這個(gè)文件中，由于接觸區(qū)變形造成的工件的定位誤差，被假定為受的作用力是法線的，接觸的摩擦力相對(duì)較小，并在進(jìn)行分析時(shí)忽略了加緊力對(duì)工件的定位誤差的影響。意指正常接觸剛度比，是通過(guò)（i=1，2…L）和最小的所有定位器正常剛度相乘，并假設(shè)工件、、取決于、、的方向，各自的等效接觸剛度可有下式計(jì)算得出（見(jiàn)圖3），工件剛體運(yùn)動(dòng)，歸于夾緊行動(dòng)現(xiàn)在可以寫(xiě)成：
(8)
工件有位移，因此，定位誤差的減小可以通過(guò)盡量減少產(chǎn)生的夾緊力向量 范數(shù)。因此，第一個(gè)目標(biāo)函數(shù)可以寫(xiě)為：
最小化 （9）
要注意，加權(quán)因素是與等效接觸剛度成正比的在、和 方向上。通過(guò)使用最低總能量互補(bǔ)參考文獻(xiàn)[15，23]的原則求解彈性力學(xué)接觸問(wèn)題得出A的組成部分是唯一確定的，這保證了夾緊力和相應(yīng)的定位反應(yīng)是“真正的”解決方案，對(duì)接觸問(wèn)題和產(chǎn)生的“真正”剛體位移，而且工件保持在靜態(tài)平衡，通過(guò)夾緊力的隨時(shí)調(diào)整。因此，總能量最小化的形式為補(bǔ)充的夾緊力優(yōu)化的第二個(gè)目標(biāo)函數(shù)，并給出：
最小化 （10）
其中代表機(jī)構(gòu)的彈性變形應(yīng)變能互補(bǔ)，代表由外部力量和力矩配合完成，是遵守對(duì)角矩陣的， 和是所有接觸力的載體。
如圖3 加權(quán)系數(shù)計(jì)算確定的基礎(chǔ)
內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）
2.2 摩擦和靜態(tài)平衡約束
在（10）式優(yōu)化的目標(biāo)受到一定的限制和約束，他們中最重要的是在每個(gè)接觸處的靜摩擦力約束。庫(kù)侖摩擦力的法律規(guī)定（是靜態(tài)摩擦系數(shù)）,這方面的一個(gè)非線性約束和線性化版本可以使用，并且[19]有：
（11）
假設(shè)準(zhǔn)靜態(tài)載荷，工件的靜力平衡由下列力和力矩平衡方程確保（向量形式）：
(12)
其中包括在法線和切線方向的力和力矩的機(jī)械加工力和工件重量。
2.3界接觸力
由于夾具——工件接觸是單側(cè)面的，法線的接觸力只能被壓縮。這通過(guò)以下的的約束表（i=1，2…,L+C） （13）
它假設(shè)在工件上的法線力是確定的，此外，在一個(gè)法線的接觸壓力不能超過(guò)壓工件材料的屈服強(qiáng)度（）。這個(gè)約束可寫(xiě)為：
（i=1，2，…,L+C） (14)
如果是在第i個(gè)工件——夾具的接觸處的接觸面積，完整的夾緊力優(yōu)化模型，可以寫(xiě)成：最小化 (15)
3．模型算法求解
式（15）多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題可以通過(guò)求解約束[24]。這種方法將確定的目標(biāo)作為首要職能之一，并將其轉(zhuǎn)換成一個(gè)約束對(duì)。該補(bǔ)充（）的主要目的是處理功能，并由此得到夾緊力（）作為約束的加權(quán)范數(shù)最小化。對(duì)為主要目標(biāo)的選擇，確保選中一套獨(dú)特可行的夾緊力，因此，工件——夾具系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)（即最低能量狀態(tài)），此狀態(tài)也表示有最小的夾緊力下的加權(quán)范數(shù)。 的約束轉(zhuǎn)換涉及到一個(gè)指定的加權(quán)范數(shù)小于或等于，其中是 的約束，假設(shè)最初所有夾緊力不明確，要確定一個(gè)合適的。在定位和夾緊點(diǎn)的接觸力的計(jì)算只考慮第一個(gè)目標(biāo)函數(shù)（即）。雖然有這樣的接觸力，并不一定產(chǎn)生最低的夾緊力，這是一個(gè)“真正的”可行的解決彈性力學(xué)問(wèn)題辦法，可完全抑制工件在夾具中的位置。這些夾緊力的加權(quán)系數(shù)，通過(guò)計(jì)算并作為初始值與比較，因此，夾緊力式（15）的優(yōu)化問(wèn)題可改寫(xiě)為:
最小化 （16）
由： (11)–(14) 得。
類似的算法尋找一個(gè)方程根的二分法來(lái)確定最低的上的約束, 通過(guò)盡可能降低上限，由此產(chǎn)生的最小夾緊力的加權(quán)范數(shù)。 迭代次數(shù)K，終止搜索取決于所需的預(yù)測(cè)精度和，有參考文獻(xiàn)[15]：
（17）
其中表示上限的功能，完整的算法在如圖4中給出。
圖4 夾緊力的優(yōu)化算法（在示例1中使用）。 圖5 該算法在示例2使用
4． 加工過(guò)程中的夾緊力的優(yōu)化及測(cè)定
上一節(jié)介紹的算法可用于確定單負(fù)載作用于工件的載體的最佳夾緊力，然而，刀具路徑隨磨削量和切割點(diǎn)的不斷變化而變化。因此，相應(yīng)的夾緊力和最佳的加工負(fù)荷獲得將由圖4算法獲得，這大大增加了計(jì)算負(fù)擔(dān)，并要求為選擇的夾緊力提供標(biāo)準(zhǔn)， 將獲得滿意和適宜的整個(gè)刀具軌跡 ，用保守的辦法來(lái)解決下面將被討論的問(wèn)題，考慮一個(gè)有限的數(shù)目（例如m）沿相應(yīng)的刀具路徑設(shè)置的產(chǎn)生m個(gè)最佳夾緊力，選擇記為， ， …,在每個(gè)采樣點(diǎn)，考慮以下四個(gè)最壞加工負(fù)荷向量：
(18)、和表示在、和方向上的最大值，、和上的數(shù)字1，2，3分別代替對(duì)應(yīng)的和另外兩個(gè)正交切削分力，而且有：
雖然4個(gè)最壞情況加工負(fù)荷向量不會(huì)在工件加工的同一時(shí)刻出現(xiàn)，但在每次常規(guī)的進(jìn)給速度中，刀具旋轉(zhuǎn)一次出現(xiàn)一次，負(fù)載向量引入的誤差可忽略。因此，在這項(xiàng)工作中，四個(gè)載體負(fù)載適用于同一位置，（但不是同時(shí)）對(duì)工件進(jìn)行的采樣 ，夾緊力的優(yōu)化算法圖4，對(duì)應(yīng)于每個(gè)采樣點(diǎn)計(jì)算最佳的夾緊力。夾緊力的最佳形式有：
(i=1,2,…,m) (j=x,y z,r) (19)
其中是最佳夾緊力的四個(gè)情況下的加工負(fù)荷載體，(C=1，2，…C)是每個(gè)相應(yīng)的夾具在第i個(gè)樣本點(diǎn)和第j負(fù)荷情況下力的大小。是計(jì)算每個(gè)負(fù)載點(diǎn)之后的結(jié)果，一套簡(jiǎn)單的“最佳”夾緊力必須從所有的樣本點(diǎn)和裝載條件里發(fā)現(xiàn)，并在所有的最佳夾緊力中選擇。這是通過(guò)在所有負(fù)載情況和采樣點(diǎn)排序，并選擇夾緊點(diǎn)的最高值的最佳的夾緊力，見(jiàn)于式 （20）：
（k=1，2，…，C） （20）
只要這些具備，就得到一套優(yōu)化的夾緊力，驗(yàn)證這些力，以確保工件夾具系統(tǒng)的靜態(tài)平衡。否則，會(huì)出現(xiàn)更多采樣點(diǎn)和重復(fù)上述程序。在這種方式中，可為整個(gè)刀具路徑確定“最佳”夾緊力 ，圖5總結(jié)了剛才所描述的算法。請(qǐng)注意，雖然這種方法是保守的，它提供了一個(gè)確定的夾緊力，最大限度地減少工件的定位誤差的一套系統(tǒng)方法。
5．影響工件的定位精度
它的興趣在于最早提出了評(píng)價(jià)夾緊力的算法對(duì)工件的定位精度的影響。工件首先放在與夾具接觸的基板上，然后夾緊力使工件接觸到夾具，因此，局部變形發(fā)生在每個(gè)工件夾具接觸處，使工件在夾具上移位和旋轉(zhuǎn)。隨后，準(zhǔn)靜態(tài)加工負(fù)荷應(yīng)用造成工件在夾具的移位。工件剛體運(yùn)動(dòng)的定義是由它在、和方向上的移位和自轉(zhuǎn)（見(jiàn)圖2），
如前所述，工件剛體位移產(chǎn)生于在每個(gè)夾緊處的局部變形，假設(shè)為相對(duì)于工件的質(zhì)量中心的第i個(gè)位置矢量定位點(diǎn)，坐標(biāo)變換定理可以用來(lái)表達(dá)在工件的位移，以及工件自轉(zhuǎn)如下: (21)
其中表示旋轉(zhuǎn)矩陣,描述當(dāng)?shù)卦诘趇幀相聯(lián)系的全球坐標(biāo)系和是一個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣確定工件相對(duì)于全球的坐標(biāo)系的定位坐標(biāo)系。假設(shè)夾具夾緊工件旋轉(zhuǎn)，由于旋轉(zhuǎn)很小，故也可近似為：
（22）
方程（21）現(xiàn)在可以改寫(xiě)為： （23）
其中是經(jīng)方程（21）重新編排后變換得到的矩陣式，是夾緊和加工導(dǎo)致的工件剛體運(yùn)動(dòng)矢量。工件與夾具單方面接觸性質(zhì)意味著工件與夾具接觸處沒(méi)有拉力的可能。因此，在第i裝夾點(diǎn)接觸力可能與的關(guān)系如下：
（24）
其中是在第i個(gè)接觸點(diǎn)由于夾緊和加工負(fù)荷造成的變形，意味著凈壓縮變形，而負(fù)數(shù)則代表拉伸變形; 是表示在本地坐標(biāo)系第i個(gè)接觸剛度矩陣，是單位向量. 在這項(xiàng)研究中假定液壓/氣動(dòng)夾具，根據(jù)對(duì)外加工負(fù)荷，故在法線方向的夾緊力的強(qiáng)度保持不變，因此，必須對(duì)方程（24）的夾緊點(diǎn)進(jìn)行修改為：
（25）
其中是在第i個(gè)夾緊點(diǎn)的夾緊力，讓表示一個(gè)對(duì)外加工力量和載體的6×1矢量。并結(jié)合方程（23）—（25）與靜態(tài)平衡方程，得到下面的方程組：
（26）
其中，其中表示相乘。由于夾緊和加工工件剛體移動(dòng)，q可通過(guò)求解式（26）得到。工件的定位誤差向量， （見(jiàn)圖6），
現(xiàn)在可以計(jì)算如下： （27）
其中是考慮工件中心加工點(diǎn)的位置向量，且
6．模擬工作
較早前提出的算法是用來(lái)確定最佳夾緊力及其對(duì)兩例工件精度的影響例如：
1．適用于工件單點(diǎn)力。
2．應(yīng)用于工件負(fù)載準(zhǔn)靜態(tài)銑削序列
如左圖7 工件夾具配置中使用的模擬研究 工件夾具定位聯(lián)系; 、和全球坐標(biāo)系。
3-2-1夾具圖7所示，是用來(lái)定位并控制7075 - T6鋁合金（127毫米×127毫米×38.1毫米）的柱狀塊。假定為球形布局傾斜硬鋼定位器/夾具在表1中給出。工件——夾具材料的摩擦靜電對(duì)系數(shù)為0.25。使用伊利諾伊大學(xué)開(kāi)發(fā)EMSIM程序[參考文獻(xiàn)26] 對(duì)加工瞬時(shí)銑削力條件進(jìn)行了計(jì)算，如表2給出例（1），應(yīng)用工件在點(diǎn)（109.2毫米，25.4毫米，34.3毫米）瞬時(shí)加工力，圖4中表3和表4列出了初級(jí)夾緊力和最佳夾緊力的算法 。該算法如圖5所示 ，一個(gè)25.4毫米銑槽使用EMSIM進(jìn)行了數(shù)值模擬，以減少起步（0.0毫米，25.4毫米，34.3毫米）和結(jié)束時(shí)（127.0毫米，25.4毫米，34.3毫米）四種情況下加工負(fù)荷載體，
（見(jiàn)圖8）。模擬計(jì)算銑削力數(shù)據(jù)在表5中給出。
圖8最終銑削過(guò)程模擬例如2。
表6中5個(gè)坐標(biāo)列出了為模擬抽樣調(diào)查點(diǎn)。最佳夾緊力是用前面討論過(guò)的排序算法計(jì)算每個(gè)采樣點(diǎn)和負(fù)載載體最后的夾緊力和負(fù)載。
7．結(jié)果與討論
例如算法1的繪制最佳夾緊力收斂圖9，
圖9
對(duì)于固定夾緊裝置在圖示例假設(shè)（見(jiàn)圖7），由此得到的夾緊力加權(quán)范數(shù)有如下形式：.結(jié)果表明，最佳夾緊力所述加工條件下有比初步夾緊力強(qiáng)度低得多的加權(quán)范數(shù)，最初的夾緊力是通過(guò)減少工件的夾具系統(tǒng)補(bǔ)充能量算法獲得。由于夾緊力和負(fù)載造成的工件的定位誤差，如表7。結(jié)果表明工件旋轉(zhuǎn)小，加工點(diǎn)減少錯(cuò)誤從13.1％到14.6％不等。在這種情況下，所有加工條件改善不是很大，因?yàn)閺淖畛跬ㄟ^(guò)互補(bǔ)勢(shì)能確定的最小化的夾緊力值已接近最佳夾緊力。圖5算法是用第二例在一個(gè)序列應(yīng)用于銑削負(fù)載到工件，他應(yīng)用于工件銑削負(fù)載一個(gè)序列。最佳的夾緊力，，對(duì)應(yīng)列表6每個(gè)樣本點(diǎn)，隨著最后的最佳夾緊力，在每個(gè)采樣點(diǎn)的加權(quán)范數(shù)和最優(yōu)的初始夾緊力繪圖10，在每個(gè)采樣點(diǎn)的加權(quán)范數(shù)的，，和繪制。
結(jié)果表明，由于每個(gè)組成部分是各相應(yīng)的最大夾緊力，它具有最高的加權(quán)范數(shù)。如圖10所示，如果在每個(gè)夾緊點(diǎn)最大組成部分是用于確定初步夾緊力，則夾緊力需相應(yīng)設(shè)置，有比相當(dāng)大的加權(quán)范數(shù)。故是一個(gè)完整的刀具路徑改進(jìn)方案。上述模擬結(jié)果表明，該方法可用于優(yōu)化夾緊力相對(duì)于初始夾緊力的強(qiáng)度，這種做法將減少所造成的夾緊力的加權(quán)范數(shù)，因此將提高工件的定位精度。
圖10
8．結(jié)論
該文件提出了關(guān)于確定多鉗夾具，工件受準(zhǔn)靜態(tài)加載系統(tǒng)的優(yōu)化加工夾緊力的新方法。夾緊力的優(yōu)化算法是基于接觸力學(xué)的夾具與工件系統(tǒng)模型，并尋求盡量減少應(yīng)用到所造成的工件夾緊力的加權(quán)范數(shù)，得出工件的定位誤差。該整體模型，制定一個(gè)雙目標(biāo)約束優(yōu)化問(wèn)題，使用-約束的方法解決。該算法通過(guò)兩個(gè)模擬表明，涉及3-2-1型，二夾銑夾具的例子。今后的工作將解決在動(dòng)態(tài)負(fù)載存在夾具與工件在系統(tǒng)的優(yōu)化，其中慣性，剛度和阻尼效應(yīng)在確定工件夾具系統(tǒng)的響應(yīng)特性具有重要作用。
9．參考資料：
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3、P. Chandra, S. M. Athavale, R. E. DeVor 和S. G. Kapoor.“負(fù)載對(duì)表面平整度的影響”工件夾具制造科學(xué)研討會(huì)論文集1996，第一卷：146-152頁(yè)。
4、R. J. Menassa 和V. R. DeVries.“適用于選拔夾具設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法，美國(guó)ASME工業(yè)工程雜志：113 、 412-414，1991。
5、A. J. C. Trappey, C. Su 和J. Hou.《計(jì)算機(jī)輔助夾具分析中的應(yīng)用有限元分析和數(shù)學(xué)優(yōu)化模型》， 1995 ASME程序，MED： 777-787頁(yè)。
6、 S. N. Melkote, S. M. Athavale, R. E. DeVor, S. G. Kapoor 和J. Burkey .“基于加工過(guò)程仿真的加工裝置作用力系統(tǒng)研究”， NAMRI/SME：207–214頁(yè), 1995
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8、E. C. DeMeter. 《快速支持布局優(yōu)化》，國(guó)際機(jī)床制造， 碩士論文 1998。
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10、S. H. Lee 和 M. R. Cutkosky. 《具有摩擦性的夾具規(guī)劃》 美國(guó)ASME，工業(yè)工程學(xué)報(bào)：1991，320–327頁(yè)。
11、S. Jeng, L. Chen 和W. Chieng.“最小夾緊力分析”，國(guó)際機(jī)床制造，碩士論文 1995年。
12、E. C. DeMeter.《加工夾具的性能的最小——最大負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)》 美國(guó)ASME，工業(yè)工程雜志 ：1994
13、E. C. DeMeter .《加工夾具最大負(fù)荷的性能優(yōu)化模型》 美國(guó)ASME，工業(yè)工程雜志 1995。
14、JH復(fù)和AYC倪.“核查和工件夾持的夾具設(shè)計(jì)”方案優(yōu)化，設(shè)計(jì)和制造，4，碩士論文： 307-318，1994。
15、T. H. Richards、埃利斯 霍伍德.1977,《應(yīng)力能量方法分析》，1977。
16、M. J. Hockenberger and E. C. DeMeter. 對(duì)工件準(zhǔn)靜態(tài)分析功能位移在加工夾具的應(yīng)用程序，制造科學(xué)雜志與工程： 325–331頁(yè), 1996。
實(shí)習(xí)報(bào)告
學(xué)校：湖南科技大學(xué) 班級(jí)：03機(jī)本一班
學(xué)號(hào)：2003181140 姓名：秦國(guó)軍
2007年1月到 4月我在深圳寶明精工有限公司實(shí)習(xí)，這是我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次總結(jié)，也為我以后做上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在公司里我不僅用我的專業(yè)知識(shí)成功的解決了一些問(wèn)題，而且也學(xué)到一些在學(xué)校沒(méi)有涉及到的關(guān)于機(jī)械方面的知識(shí)，我最有體會(huì)的不是這些，而是怎樣處理好與上級(jí)以及同事之間的關(guān)系，使我走上社會(huì)有了好的開(kāi)始。兩個(gè)月以來(lái)，經(jīng)理為我精心準(zhǔn)備學(xué)習(xí)計(jì)劃，下面我將結(jié)合兩個(gè)月以來(lái)的實(shí)際工作談?wù)勊鶎W(xué)所悟。
在注塑車間實(shí)習(xí)，我對(duì)公司的設(shè)備型號(hào)，工作原理以及設(shè)備的調(diào)校，產(chǎn)品的主要缺陷，產(chǎn)生缺陷的主要原因與解決方法等有了一定的了解。
公司的主要設(shè)備是用海天的注塑機(jī)，根據(jù)鎖模力的大小大致可以分為HT250X1，HT530X1，HT650X2，HT1250X2，HT2800X23種。其工作原理如下：
?注塑機(jī)是一種專用的塑料成型機(jī)械，它利用塑料的熱塑性，經(jīng)加熱融化后，加以高的壓力使其快速流入模腔，經(jīng)一段時(shí)間的保壓和冷卻，成為各種形狀的塑料制品.
注塑機(jī)的工作循環(huán)：
1）鎖合模：模扳快速接近定模扳,且確認(rèn)無(wú)異物存在下，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為高壓，將模板鎖合.
2）射臺(tái)前移到位：射臺(tái)前進(jìn)到指定位置.
3）注塑：可設(shè)定螺桿以多段速度，壓力和行程，將料筒前端的溶料注入模腔。
4）冷卻和保壓：按設(shè)定多種壓力和時(shí)間段，保持料筒的壓力，同時(shí)模腔冷卻成型。
5）冷卻和預(yù)塑：模腔內(nèi)制品繼續(xù)冷卻，同時(shí)液力馬達(dá)驅(qū)動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)將塑料粒子前推，螺桿在設(shè)定的背壓控制下后退，當(dāng)螺桿后退到預(yù)定位置，螺桿停止旋轉(zhuǎn)，注射油缸按設(shè)定松退，預(yù)料結(jié)束。
6）射臺(tái)后退：預(yù)塑結(jié)束后，射臺(tái)后退到指定位置。
7）開(kāi)模：模扳后退到原位.
8）頂出：頂針頂出制品。
? 注塑成型是一門工程技術(shù)，它所涉及的內(nèi)容是將塑料轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏貌⒛鼙３衷行阅艿闹破?。注射成型的重要工藝條件是影響塑化流動(dòng)和冷卻的溫度，壓力和相應(yīng)的各個(gè)作用時(shí)間。然而對(duì)設(shè)備的調(diào)校也就是對(duì)注塑溫度與注塑壓力的控制。
一、 溫度控制
1、料筒溫度：注射模塑過(guò)程需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。前兩種溫度主要影響塑料的塑化和流動(dòng)，而后一種溫度主要是影響塑料的流動(dòng)和冷卻。每一種塑料都具有不同的流動(dòng)溫度，同一種塑料，由于來(lái)源或牌號(hào)不同，其流動(dòng)溫度及分解溫度是有差別的，這是由于平均分子量和分子量分布不同所致，塑料在不同類型的注射機(jī)內(nèi)的塑化過(guò)程也是不同的，因而選擇料筒溫度也不相同。
2、噴嘴溫度：噴嘴溫度通常是略低于料筒最高溫度的，這是為了防止熔料在直通式噴嘴可能發(fā)生的"流涎現(xiàn)象"。噴嘴溫度也不能過(guò)低，否則將會(huì)造成熔料的早凝而將噴嘴堵死，或者由于早凝料注入模腔而影響制品的性能
3、模具溫度：模具溫度對(duì)制品的內(nèi)在性能和表觀質(zhì)量影響很大。模具溫度的高低決定于塑料結(jié)晶性的有無(wú)、制品的尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求，以及其它工藝條件（熔料溫度、注射速度及注射壓力、模塑周期等）。
二、壓力控制： 注塑過(guò)程中壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種，并直接影響塑料的塑化和制品質(zhì)量。
1、塑化壓力：（背壓）采用螺桿式注射機(jī)時(shí)，螺桿頂部熔料在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力稱為塑化壓力，亦稱背壓。這種壓力的大小是可以通過(guò)液壓系統(tǒng)中的溢流閥來(lái)調(diào)整的。在注射中，塑化壓力的大小是隨螺桿的轉(zhuǎn)速都不變，則增加塑化壓力時(shí)即會(huì)提高熔體的溫度，但會(huì)減小塑化的速度。此外，增加塑化壓力常能使熔體的溫度均勻，色料的混合均勻和排出熔體中的氣體。一般操作中，塑化壓力的決定應(yīng)在保證制品質(zhì)量?jī)?yōu)良的前提下越低越好，其具體數(shù)值是隨所用的塑料的品種而異的，但通常很少超過(guò)20公斤/平方厘米。
2、注射壓力：在當(dāng)前生產(chǎn)中，幾乎所有的注射機(jī)的注射壓力都是以柱塞或螺桿頂部對(duì)塑料所施的壓力（由油路壓力換算來(lái)的）為準(zhǔn)的。注射壓力在注塑成型中所起的作用是，克服塑料從料筒流向型腔的流動(dòng)阻力，給予熔料充模的速率以及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)。
在模具師傅的指導(dǎo)下，我了解到模具的注意事項(xiàng)主要是如下幾方面：
一 模具的安裝作業(yè)：
1． 注塑機(jī)的大小能力，應(yīng)與產(chǎn)品的大小配套。
1） 平常應(yīng)使用，動(dòng)作穩(wěn)定的注塑機(jī)。
2） 模具安裝面不應(yīng)有灰塵、異物。
3） 模具安裝面不應(yīng)凹凸。
2． 應(yīng)使用指定螺栓直接把模具裝上去，如果不能時(shí)才使用壓板。
3． 使用壓板時(shí)應(yīng)考慮好模具重量與成型狀態(tài)再進(jìn)行安裝。使用螺栓的數(shù)量：1噸以上的模具固定側(cè)、移動(dòng)側(cè)各8個(gè)，1噸以下的模具固定側(cè)、移動(dòng)側(cè)各4個(gè)。
4． 推頂器桿應(yīng)使用同一長(zhǎng)度，同一直徑的并取好平衡頂出。
5． 確認(rèn)射嘴R
1） 射嘴R應(yīng)小于模具唧嘴接觸部分R。
2） 射嘴的孔徑應(yīng)小于模具的孔徑。
3） 確實(shí)對(duì)好中心。
4） 射嘴接觸部位不應(yīng)有裂紋、傷痕。
6． 注塑機(jī)模具開(kāi)閉沖程調(diào)整。
7． 確認(rèn)油壓型心拉出器回路的設(shè)定。
8． 用注塑機(jī)緊固模具時(shí)，確認(rèn)其平行度低速合模。
一定要取下開(kāi)關(guān)保險(xiǎn)銷配件。
9． 推桿、推板是否正常動(dòng)作，是否完全反射。
應(yīng)充分注意，并確認(rèn)與推桿，滑板型芯及內(nèi)腔干涉部分。
二、成型作業(yè)：
10． 在開(kāi)始成型作業(yè)時(shí)，一定要事先對(duì)模具進(jìn)行加溫。
11. 成型作業(yè)中應(yīng)關(guān)好安全門，安全門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，不要從安全門的上部、下部把身體伸進(jìn)到里面去。
12. 成型作業(yè)開(kāi)始時(shí)，不要把樹(shù)脂一次充填完，應(yīng)從充填不足狀態(tài)開(kāi)始分3—4次全部充填完。
13. 不要施加不適當(dāng)?shù)暮夏Ａ?。（在所需的最小限度?nèi)）。
14. 萬(wàn)一由于過(guò)量填充出現(xiàn)溢料時(shí)，要馬上完全清除。
1） 滑板中心、彈簧、螺栓頭部、導(dǎo)套等空隙里流有溢料時(shí)，應(yīng)完全清除。
2） 去掉溢料后，確認(rèn)動(dòng)作是否異常。
15． 絕對(duì)不要進(jìn)行二次成形。
16． 對(duì)于模具的開(kāi)閉動(dòng)作，應(yīng)一直目視到動(dòng)作結(jié)束為上止。
17． 確認(rèn)是否在留有灰塵，毛刺以及筋部殘留樹(shù)脂的狀態(tài)下進(jìn)行成形。
1. 確認(rèn)樹(shù)脂是否堵塞在模具里。
2. 模具內(nèi)是否有灰塵等。
18． 確認(rèn)模具的滑板型芯是否正常動(dòng)作。
19． 確認(rèn)推桿，傾斜銷有否卡住，有無(wú)異常磨耗。
20． 導(dǎo)銷，導(dǎo)套，機(jī)械手，滑板型芯是否斷油。
1. 模具摺動(dòng)面一周應(yīng)涂一次潤(rùn)滑油。（清除臟油）
確認(rèn)涂在模具摺面上的油，是否粘到產(chǎn)品上
在車間呆了兩個(gè)月，我發(fā)現(xiàn)每個(gè)工藝員在調(diào)工藝時(shí)，都是先打出產(chǎn)品，看看產(chǎn)品的缺陷是怎樣的，在依照缺陷調(diào)整相應(yīng)的工藝，我覺(jué)得學(xué)什么都要了解其思路，這樣才能學(xué)以致用，所學(xué)有成。
以上呢就我在公司的一些心得體會(huì)，我相信通過(guò)這次實(shí)習(xí)，今后我將很好的走上工作崗位，融入社會(huì)，我社會(huì)作出我應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
(2007屆)
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料
學(xué) 院、系：
機(jī) 械 工 程 學(xué) 院
專 業(yè)：
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名：
曾 建 峰
班 級(jí)：
機(jī)本0301班
學(xué)號(hào) 26030139
指導(dǎo)教師姓名：
周 立
職稱 副 教 授
最終評(píng)定成績(jī)：
2007 年 5 月
目錄
第一部分 過(guò)程管理資料
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書(shū) (4 )
二、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 (6 )
三、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展情況記錄 (10)
四、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告 (12)
五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱表 (13)
六、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱表 (14)
七、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及最終成績(jī)?cè)u(píng)定表 (15)
第二部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
八、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ( )
2007屆
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料
第一部分 過(guò)程管理資料
2007屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書(shū)
院(系)：機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)教師
周 立
學(xué)生姓名
曾 建 峰
課題名稱
CA6110型鋁活塞的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)
內(nèi)
容
及
任
務(wù)
本設(shè)計(jì)對(duì)CA6110型鋁活塞的工藝過(guò)程進(jìn)行了全面的闡，內(nèi)容包括：活塞的技術(shù)條件分析，工序的安排，加工余量的確定，切削用量的計(jì)算，設(shè)備、工夾具的選擇，工序時(shí)間的計(jì)算、擬訂，工序卡片的制定。以及對(duì)兩套典型夾具進(jìn)行的分析計(jì)算.本文的重點(diǎn)就是工藝過(guò)程的分析、典型夾具的設(shè)計(jì)。
擬
達(dá)
到
的
要
求
或
技
術(shù)
指
標(biāo)
1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份，達(dá)1.5萬(wàn)字以上，且要符合規(guī)范要求；
2、設(shè)計(jì)圖樣全部用AutoCAD繪制，總的繪圖量達(dá)3張A0以上；
其中：活塞零件圖,鉆油孔夾具圖,銑床夾具零件圖等．
3、全部有電子文檔．
進(jìn)
度
安
排
起止日期
工作內(nèi)容
2007.03.28------2007.04.06
調(diào)研、收集資料，熟悉課題內(nèi)容，完成開(kāi)題報(bào)告
2007.04.07------2007.04.20
完成整體設(shè)計(jì)方案及工序．
2007.04.21------2007.05.15
完成整體裝配尺寸計(jì)算及所有圖紙。
2007.05.16------2007.05.28
完成說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)和收尾工作。
主
要
參
考
資
料
1 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001，第二版
2 王光斗、王春福.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000，第三版
3 孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991，第1、2卷
4 徐圣群.簡(jiǎn)時(shí)機(jī)械加工工藝手冊(cè)［M］.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1991
5 陸名彰.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)［M］.湖南：湘潭工學(xué)院，2000
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10 廖念釗、莫雨松.互換性與技術(shù)測(cè)量［M］.北京:中國(guó)計(jì)量出版社，2002
11 禹金云、吳曉.材料力學(xué)［M］.湖南:中南工業(yè)大學(xué)出版社，1998
12 邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.北京:高等教育出版社，2002
13 王紹俊.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1985
14 唐保寧,高學(xué)滿.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)［M］.上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,1993.
15 顧崇锨.機(jī)械制造工藝學(xué)［M］.陜西:陜西科學(xué)技術(shù)出版社,1989.
教研室
意見(jiàn)
簽名：
年 月 日
院(系)主管領(lǐng)導(dǎo)意見(jiàn)
簽名：
年 月 日
湖 南 工 業(yè) 大 學(xué)
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
（2007屆）
學(xué) 院、系：
機(jī) 械 工 程 學(xué) 院
專 業(yè)：
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名：
曾 建 峰
班 級(jí)：
機(jī)本 0301
學(xué)號(hào) 26030139
指導(dǎo)教師姓名：
周 立
職稱 副 教 授
助教職稱的填寫(xiě)在第二行；如只有一位指導(dǎo)教師則去掉第二行，如有三位教師，則再添加一行。
2007年 3月29日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
（1） 結(jié)合課題任務(wù)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)1500～2000字左右的文獻(xiàn)綜述。
1. 課題來(lái)源、目的、意義
本畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題“活塞的機(jī)械加工工藝，典型夾具及其CAD設(shè)計(jì)”來(lái)自湖南江濱機(jī)器廠湖南活塞生產(chǎn)線南。湖南江濱機(jī)器廠隸屬于中國(guó)兵器工業(yè)裝備總公司，主要生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、齒輪、機(jī)油泵。地處長(zhǎng)沙、湘潭“金三角”地帶，京廣鐵路、107、320國(guó)道傍廠而過(guò)。八十年代，工廠從德國(guó)MAHLE公司引進(jìn)活塞設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)技術(shù)，九十年代又先后引進(jìn)CNC橢圓車床、CNC異形銷孔鏜床、CNC真空直讀光譜儀等先進(jìn)設(shè)備。工廠生產(chǎn)的活塞直徑Φ50－Φ250，種類涉及單金屬活塞、鑲?cè)钊?nèi)冷油道活塞、可控膨脹鋼片活塞、電子束焊接活塞、擺體式活塞、鋼頂鋁裙組合活塞、鍛造活塞等八種。工廠奉行“不斷進(jìn)取，成為最佳”的質(zhì)量方針，通過(guò)中國(guó)新時(shí)代質(zhì)量體系認(rèn)證中心GJB/Z9002-ISO9002質(zhì)量體系認(rèn)證，活塞產(chǎn)品先后多次獲湖南省優(yōu)、部?jī)?yōu)稱號(hào)，暢銷歐美、中東、東南亞、臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)。C6110型活塞是湖南江濱機(jī)器廠生產(chǎn)的一款針對(duì)大功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的活塞，由于它的性能好，壽命長(zhǎng)，得到用戶的極大好評(píng)。
機(jī)械制造工藝問(wèn)題有三個(gè)指標(biāo)，首先是加工質(zhì)量。從滿足產(chǎn)品性能和耐用性而提出的零件加工質(zhì)量要求有兩個(gè)方面：加工精度和加工表面質(zhì)量。前者包括了零件的尺寸精度、形狀精度和位置精度；后者包括了零件表面的粗糙度、波度、物理和機(jī)械性能，國(guó)際上近年來(lái)稱之為“表面完整性”。
其次是要求生產(chǎn)時(shí)消耗的物質(zhì)、能源和勞動(dòng)量要盡量地少，也就是生產(chǎn)率要高，生產(chǎn)成本要低，這就需要對(duì)多種工藝過(guò)程方案進(jìn)行分析和比較，進(jìn)行優(yōu)化選擇。最后，要求機(jī)械零件的裝配工藝在質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的達(dá)到一定的指標(biāo)。
機(jī)械制造中的質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性三者具有密切的辨證關(guān)系和靈活性。在解決某一具體工藝問(wèn)題時(shí)，需要全面地加以考慮。工藝部門在完成一臺(tái)機(jī)械的零件加工和裝配工藝過(guò)程的全面分析和方案比較、抉擇以后，最終將以工藝文件（卡片）的方式填寫(xiě)下來(lái)，通常稱為工藝規(guī)程，供生產(chǎn)準(zhǔn)備和車間實(shí)施之用。
本設(shè)計(jì)在參加江濱機(jī)器廠活塞生產(chǎn)線實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，根據(jù)以上要求，對(duì)CA6110活塞生產(chǎn)的工藝過(guò)程進(jìn)行分析以后，擬訂了一個(gè)生產(chǎn)工藝規(guī)程，對(duì)其中涉及到的一個(gè)典型夾具進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析。
(2).選題依據(jù)、主要研究?jī)?nèi)容、研究思路及方案
已有工作基礎(chǔ)和解決的主要問(wèn)題
有了相關(guān)設(shè)計(jì)原理及技術(shù)要求的原始資料，借到幾本工藝設(shè)計(jì)的相關(guān)書(shū)籍。在湖南江濱機(jī)器廠進(jìn)行考察，對(duì)活塞加工有了更深刻的認(rèn)識(shí)和理解。
已經(jīng)學(xué)習(xí)了<<機(jī)械原理>>,<<機(jī)械制造工藝學(xué)>>,<<夾具設(shè)計(jì)>>,<<金屬材料及熱處理>>等相關(guān)課程。
在設(shè)計(jì)中主要考慮工藝過(guò)程的分析、典型夾具的設(shè)計(jì)。
研究思路和研究方案
本課題為機(jī)械加工工藝的范疇,牽涉到內(nèi)燃機(jī)方面的科學(xué),所以 “活塞的機(jī)械加工工藝，典型夾具及其CAD設(shè)計(jì)”要求我有一定的內(nèi)燃機(jī)知識(shí)，熟悉活塞的工況和經(jīng)常發(fā)生的問(wèn)題。
以以往的課題設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，采用理論和實(shí)際相結(jié)合的方法。實(shí)地參觀，考察廠里現(xiàn)有工藝加工設(shè)備及熱處理設(shè)備,以便在設(shè)計(jì)中盡量運(yùn)用現(xiàn)有設(shè)備及加工工藝。多查相關(guān)資料，多和老師、工人師傅、同學(xué)研究討論，選擇在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下最合理的設(shè)計(jì)方案。
研究方案大體是:
1. 活塞的技術(shù)要求
2. 活塞的加工
3. 鉆油孔夾具設(shè)計(jì)
4. 銑氣門夾具設(shè)計(jì)
(3).時(shí)間進(jìn)度計(jì)劃：
2007.03.28------2007.04.06 調(diào)研、收集資料，熟悉課題內(nèi)容，完成開(kāi)題報(bào)告2007.04.07------2007.04.20 完成整體設(shè)計(jì)方案及工序
2007.04.21------2007.05.15 完成整體裝配尺寸計(jì)算及所有圖紙。］
2007.05.16------2007.05.28 完成整體設(shè)計(jì)方案及工序．
4.指導(dǎo)教師意見(jiàn)（對(duì)課題方案的可行性、深度、廣度及工作量的意見(jiàn)）：
指導(dǎo)教師___________
年 月 日
說(shuō)明：開(kāi)題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報(bào)告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫(xiě)，將作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)考查的重要依據(jù)，經(jīng)導(dǎo)師簽署意見(jiàn)及教研室審查后生效。
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展情況記錄
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：CA6110型鋁活塞的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 班級(jí)：機(jī)本0301班 學(xué)號(hào)：26030139 學(xué)生：曾建峰 指導(dǎo)教師：周立
時(shí) 間
任務(wù)完成情況
指導(dǎo)教師意見(jiàn)
第 1 周
至
第 2 周
查看相關(guān)資料和編寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
第 3 周
至
第 6 周
完成工藝規(guī)程
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
第 7 周
至
第 10 周
完成夾具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
注：教師監(jiān)督學(xué)生如實(shí)記錄畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過(guò)程中根據(jù)《課題任務(wù)書(shū)》擬定的進(jìn)度與進(jìn)展情況以及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和困難，并簽署意見(jiàn)。
第11 周
至
第 12 周
完成整體裝配尺寸計(jì)算與繪制一部分圖紙
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
第 13 周
至
第 14 周
完成圖紙的繪制工作,寫(xiě)一部分設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
第 15 周
至
第 16 周
完成所有說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)和收尾工作。
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
注：教師監(jiān)督學(xué)生如實(shí)記錄畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過(guò)程中根據(jù)《課題任務(wù)書(shū)》擬定的進(jìn)度與進(jìn)展情況以及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和困難，并簽署意見(jiàn)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告
院（系）
機(jī)械工程學(xué)院
班級(jí)
J0301班
學(xué)生姓名
曾建峰
指導(dǎo)教師
周立
課題名稱： CA6110型鋁活塞的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)
課題主要任務(wù)：
1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份，達(dá)1.5萬(wàn)字以上，且要符合規(guī)范要求；
2、設(shè)計(jì)圖樣全部用AutoCAD繪制，總的繪圖量達(dá)3張A0以上；
其中：活塞零件圖,鉆油孔夾具圖,銑床夾具零件圖等
3、全部有電子文檔.
1、 簡(jiǎn)述開(kāi)題以來(lái)所做的具體工作和取得的進(jìn)展或成果
通過(guò)討論發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題與總體方案的確定
通過(guò)對(duì)活塞技術(shù)要求的分析，制定出工藝規(guī)程,以及夾具設(shè)計(jì)。
2、下一步的主要研究任務(wù)，具體設(shè)想與安排
通過(guò)對(duì)活塞工藝的設(shè)計(jì);繪制出活塞零件圖(A0)一張,夾具零件2張.
3、存在的具體問(wèn)題
機(jī)械夾具設(shè)計(jì)不好影響活塞的加工精度.
4、指導(dǎo)教師對(duì)該生前期研究工作的評(píng)價(jià)
指導(dǎo)教師簽名：
日 期：
湖南工業(yè)大學(xué)2007屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱表
院、系： 機(jī)械工程學(xué)院
學(xué)生姓名
曾建峰
學(xué) 號(hào)
26030139
班 級(jí)
機(jī)本0301班
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)教師姓名
周立
課題名稱
CA6110型鋁活塞的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)
評(píng)語(yǔ)：（包括以下方面，①學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、材料的完整性和規(guī)范性；②檢索和利用文獻(xiàn)能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；③學(xué)術(shù)水平或設(shè)計(jì)水平、綜合運(yùn)用知識(shí)能力和創(chuàng)新能力；）
該生在畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過(guò)程中認(rèn)真努力，已完成設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中規(guī)定的工作量，該設(shè)計(jì)方案可行，繪制了設(shè)計(jì)圖紙A3.5張。圖紙表達(dá)基本正確，標(biāo)注的尺寸和技術(shù)要求符合規(guī)范，編寫(xiě)了設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)共40頁(yè)，內(nèi)容基本完整，并用計(jì)算機(jī)全部打印出。
該生通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)能力和查閱資料手冊(cè)能力顯著提高，該生畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)可為良好。
是否同意參加答辯：
是□ 否□
指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)
分值：
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
湖南工業(yè)大學(xué)2007屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱表
院、系： 機(jī)械工程學(xué)院
學(xué)生姓名
曾建峰
學(xué) 號(hào)
26030139
班 級(jí)
機(jī)本0301班
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
評(píng)閱教師姓名
課 題
CA6110型鋁活塞的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)
評(píng)語(yǔ)：（對(duì)論文學(xué)術(shù)評(píng)語(yǔ)（包括選題意義；文獻(xiàn)利用能力；所用資料可靠性；創(chuàng)新成果及寫(xiě)作規(guī)范化和邏輯性）
針對(duì)課題內(nèi)容給設(shè)計(jì)者（作者）提出不少于3個(gè)問(wèn)題，作為答辯時(shí)的必答題
1.
2.
3.
選題與文獻(xiàn)綜述（20分）
分值：
創(chuàng)新性(15分)
分值：
基礎(chǔ)理論和專門知識(shí)(35分)
分值：
作者寫(xiě)作、表達(dá)能力(30分)
分值：
合 計(jì)
分值：
是否同意參加答辯
是□ 否□
評(píng)閱人（簽名）： 年 月 日
湖南工業(yè)大學(xué)2007屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及最終成績(jī)
評(píng) 定 表
院、系（公章）：
學(xué)生姓名
曾建峰
學(xué)號(hào)
３９
班級(jí)
機(jī)本0301班
答辯
日期
課題名稱
CA6110型鋁活塞的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)
教師
成 績(jī) 評(píng) 定
分值
評(píng) 定
小計(jì)
教師1
教師2
教師3
教師4
教師5
課題介紹
思路清晰，語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確，概念清楚，論點(diǎn)正確，實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)，分析歸納合理，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)，設(shè)計(jì)（論文）有應(yīng)用價(jià)值。
30
答辯
表現(xiàn)
思維敏捷,回答問(wèn)題有理論根據(jù)，基本概念清楚，主要問(wèn)題回答準(zhǔn)確大、深入,知識(shí)面寬。
必
答
題
40
自
由
提
問(wèn)
30
合 計(jì)
100
答 辯 評(píng) 分
分值：
答辯小組長(zhǎng)簽名：
答辯成績(jī)a：
×25％＝
指導(dǎo)教師評(píng)分
分值：
指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)b：
×50％＝
評(píng)閱教師評(píng)分
分值：
評(píng)閱教師評(píng)定成績(jī)c：
×25％＝
最終評(píng)定成績(jī)：
分?jǐn)?shù)： 等級(jí)：
答辯委員會(huì)主任簽名：
年 月 日
說(shuō)明：最終評(píng)定成績(jī)＝a+b+c，三個(gè)成績(jī)的百分比由各院、系自己確定，但應(yīng)控制在給定標(biāo)準(zhǔn)的10％左右。
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