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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
開(kāi) 題 報(bào) 告
題 目：CA6140車床后托架的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
院 （系）：攀枝花學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院
專 業(yè)：
學(xué)生姓名:
指導(dǎo)教師:
助理指導(dǎo)教師： 職稱 ：
1、本課題的研究意義，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)
CA6140車床后托架的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)為本課題的研究?jī)?nèi)容。對(duì)此研究查閱的大量的資料，首先明白機(jī)械加工工藝過(guò)程就是用切削的方法改變毛坯的形狀、尺寸和材料的物理機(jī)械性質(zhì)成為具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。
為了能具體確切的說(shuō)明工藝過(guò)程，使工件能按照零件圖的技術(shù)要求加工出來(lái)，就得制定復(fù)雜的機(jī)械加工工藝規(guī)程來(lái)作為生產(chǎn)的指導(dǎo)性技術(shù)文件，學(xué)習(xí)研究制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的意義與作用就是本課題研究目的。
①工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的技術(shù)文件，是指揮現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的根據(jù)。對(duì)于CA6140車床后托架大批量生產(chǎn)，要求在給定的生產(chǎn)條件下，明確生產(chǎn)調(diào)度、技術(shù)準(zhǔn)備、器材配置等安排。為該工件具體的每步工序制定詳細(xì)的加工工藝，并且在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，要求此工藝過(guò)程最經(jīng)濟(jì)合理。
②工藝規(guī)程是進(jìn)行組織生產(chǎn)，做好生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備的文件。
③在工藝規(guī)程付諸實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，根據(jù)實(shí)踐結(jié)果，便于總結(jié)和積累生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。
同時(shí)，在機(jī)械加工過(guò)程中，夾具占有重要的地位。它可靠地保證了工件的加工精度，提高了加工效率，減輕了勞動(dòng)的強(qiáng)度。夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)深入生產(chǎn)實(shí)際（對(duì)工件的圖紙、工藝文件、生產(chǎn)綱領(lǐng)等分析），進(jìn)行調(diào)查研究，吸取國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，制訂出合理的設(shè)計(jì)方案。
從國(guó)內(nèi)外機(jī)械制造工藝的技術(shù)水平來(lái)看發(fā)展較迅速，出現(xiàn)了很多新型的加工工藝技術(shù)。如制造自動(dòng)化：①在形式方面，制造自動(dòng)化有三個(gè)方面的含義：代替人的體力勞動(dòng)；代替或輔助人的腦力勞動(dòng)；制造系統(tǒng)中人、機(jī)及整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管理、控制和優(yōu)化。②在功能方面，制造自動(dòng)化代替人的體力勞動(dòng)或腦力勞動(dòng)僅僅是制造自動(dòng)化功能目標(biāo)體系的一部分。制造自動(dòng)化的功能目標(biāo)是多方面的，已形成一個(gè)有機(jī)體系。③在范圍方面，制造自動(dòng)化不僅涉及到具體生產(chǎn)制造過(guò)程，而是涉及產(chǎn)品生命周期所有過(guò)程。
制造自動(dòng)化技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
①采用模擬技術(shù)，優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)
成形、改性與加工是機(jī)械制造工藝的主要工序，是將原材料（主要是金屬材料）制造加工成毛坯或零部件的過(guò)程。這些工藝過(guò)程特別是熱加工過(guò)程是極其復(fù)雜的高溫、動(dòng)態(tài)、瞬時(shí)過(guò)程，其間發(fā)生一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)、冶金變化，這些變化不僅不能直接觀察，間接測(cè)試也十分困難，因而多年來(lái)，熱加工工藝設(shè)計(jì)只能憑“經(jīng)驗(yàn)”。近年來(lái)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)及現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)形成的熱加工工藝模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)風(fēng)靡全球，成為熱加工各個(gè)學(xué)科最為熱門的研究熱點(diǎn)和跨世紀(jì)的技術(shù)前沿。
????②成形精度向近無(wú)余量方向發(fā)展
毛坯和零件的成形是機(jī)械制造的第一道工序。金屬毛坯和零件的成形一般有鑄造、鍛造、沖壓、焊接和軋材下料五類方法。隨著毛坯精密成形工藝的發(fā)展，零件成形的形狀尺寸精度正從近凈成形向凈成形即近無(wú)余量成形方向發(fā)展?！懊鳌迸c“零件”的界限越來(lái)越小。有的毛坯成形后，已接近或達(dá)到零件的最終形狀和尺寸，磨削后即可裝配。
????③成形質(zhì)量向近無(wú)“缺陷”方向發(fā)展
毛坯和零件成形質(zhì)量高低的一另一指標(biāo)是缺陷的多少、大小和危害程度。由于熱加工過(guò)程十分復(fù)雜，因素多變，所以很難避免缺陷的產(chǎn)生。近年來(lái)熱加工界提出了“向近無(wú)“缺陷”方向發(fā)展”的目標(biāo)，這個(gè)“缺陷”是指不致引起早期失效的臨界缺陷概念。采取的主要措施有：采用先進(jìn)工藝，凈化熔融金屬薄板，增大合金組織的致密度，為得到健全的鑄件、鍛件奠定基礎(chǔ)；采用模擬技術(shù)，優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)一次成形及試模成功；加強(qiáng)工藝過(guò)程監(jiān)控及無(wú)損檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)超標(biāo)零件；通過(guò)零件安全可靠性能研究及評(píng)估，確定臨界缺陷量值等。
????④機(jī)械加工向超精密、超高速方向發(fā)展
????超精密加工技術(shù)目前已進(jìn)入納米加工時(shí)代，加工精度達(dá)0.025μm，表面粗糙度達(dá)0.0045μm。精切削加工技術(shù)由目前的紅處波段向加工可見(jiàn)光波段或不可見(jiàn)紫外線和X射線波段趨近；超精加工機(jī)床向多功能模塊化方向發(fā)展；超精加工材料由金屬擴(kuò)大到非金屬。
????目前起高速切削鋁合金的切削已超過(guò)1600m/min；鑄鐵為1500m/min；超高速切削已成為解決一些難加工材料加工問(wèn)題的一條途徑。
??? ⑤采用新型能源及復(fù)合加工
????激光、電子束、離子束、分子束、等離子體、微波、超聲波、電液、電磁、高壓水射流等新型能源或能源載體的引入，形成了多咱嶄新的特種加工及高密度能切割、焊接、熔煉、鍛壓、熱處理、表面保護(hù)等加工工藝或復(fù)合工藝。其中以多種形式的激光加工發(fā)展最為迅速。???
⑥采用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的優(yōu)化控制
????微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化技術(shù)與工藝設(shè)備相結(jié)合，形成了從單機(jī)到系統(tǒng)，從剛性到柔性，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜等不同檔次的多種自動(dòng)化成形加工技術(shù)，使工藝過(guò)程控制方式發(fā)生質(zhì)的變化。????
⑦采用清潔能源及原材料、實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)
機(jī)械加工過(guò)程產(chǎn)生大量廢水、廢渣、廢氣、噪聲、振動(dòng)、熱輻射等，勞動(dòng)條件繁重危險(xiǎn)，已不適應(yīng)當(dāng)代清潔生產(chǎn)的要求。其途徑：一是采用清潔能源，如用電加熱代替燃煤加熱鍛坯；二是采用清潔的工藝材料開(kāi)發(fā)新的工藝方法，如在鍛造生產(chǎn)中采用非石墨型潤(rùn)滑材料；三是采用新結(jié)構(gòu)，減少設(shè)備的噪聲和振動(dòng)。如在鑄造生產(chǎn)中，噪聲極大的震擊式造型機(jī)已被射壓、靜壓造型機(jī)所取代。在清潔生產(chǎn)基礎(chǔ)上，滿足產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到使用乃至回收和廢棄處理的整個(gè)周期都符合特定的環(huán)境要求的“綠色制造”將成為21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征。
⑧加工與設(shè)計(jì)之間的界限逐漸淡化，并趨向集成及一體化
CAD/CAM、FMS、CIMS、并行工程、快速原型等先進(jìn)制造技術(shù)及哲理的出現(xiàn)，使加工與設(shè)計(jì)之間的界限逐漸淡化，并走向一體化。同時(shí)冷熱加工之間，加工過(guò)程、檢測(cè)過(guò)程、物流過(guò)程、裝配過(guò)程之間的界限亦趨向談化，、消失，而集成于統(tǒng)一的制造系統(tǒng)之中。
⑨工藝技術(shù)與信息技術(shù)、管理技術(shù)緊密結(jié)合，先進(jìn)制造生產(chǎn)模式獲得不斷發(fā)展
先進(jìn)制造技術(shù)系統(tǒng)是一個(gè)由技術(shù)、人和組織構(gòu)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(jìn)制造工藝只有通過(guò)和信息、管理技術(shù)緊密結(jié)合，不斷探索適應(yīng)需求的新型生產(chǎn)模式，才能提高先進(jìn)制造工藝的使用效果。先進(jìn)制造生產(chǎn)模式主要有：柔性生產(chǎn)、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)、精益生產(chǎn)、敏捷制造、并行工程、分散網(wǎng)絡(luò)化制造等。這些先進(jìn)制造模式是制造工藝與信息、管理技術(shù)緊密結(jié)合的結(jié)果，反過(guò)來(lái)它也影響并促進(jìn)制造工藝的不斷革新與發(fā)展。
2、本課題的基本內(nèi)容，預(yù)計(jì)可能遇到的困難，提出解決問(wèn)題的方法和措施
本課題的基本內(nèi)容：CA6140車床后托架加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
CA6140車床后托架加工工藝設(shè)計(jì)可能遇到的困難：
制訂CA6140車床后托架加工工藝規(guī)程，關(guān)鍵是工序的劃分和定位基準(zhǔn)的選擇。
工序的劃分 確定加工順序和工序內(nèi)容，安排工序的集中和分散程度，劃分 工序階段，這項(xiàng)工作與生產(chǎn)綱領(lǐng)有密切關(guān)系，具體可以根據(jù)生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等。生產(chǎn)條件確定工藝過(guò)程的工序次數(shù)；如批量小時(shí)可采用在通用機(jī)床上工序集中原則，批量大時(shí)即可按工序分散原則，組織流水線生產(chǎn)，也可利用高生產(chǎn)率的通用設(shè)備，按工序集中原則組織生產(chǎn)。
定位基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)粗基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)的選擇原則；遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一、基準(zhǔn)重合。由零件圖具體分析可得：CA6140車床后托架首先以一個(gè)側(cè)面和一個(gè)孔為粗基準(zhǔn)，對(duì)底平面A進(jìn)行粗加工，再以底平面A為基準(zhǔn)加工孔。
夾具設(shè)計(jì)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(zhǔn)是否與工序基準(zhǔn)重合、定位基準(zhǔn)與定位元件的配合狀況等因素有關(guān)，可提高夾具的制造精度，減少配合間隙，就能提高夾具在機(jī)床上的定位精度，夾具中出現(xiàn)過(guò)定位時(shí)，可通過(guò)撤消多余定位元件，使多余定位元件失去限制重復(fù)自由度的能力，增加過(guò)定位元件與定位基準(zhǔn)的配合間隙等辦法來(lái)解決。
夾緊必須可靠，但夾緊力不可過(guò)大，以免工件或夾具產(chǎn)生過(guò)大變形?？刹捎枚帱c(diǎn)夾緊或在工件鋼性薄弱部位安放適當(dāng)?shù)妮o助支撐。
上述即為遇到困難的解決措施。
3、 本課題擬采用的研究手段（途徑）和可行性分析
根據(jù)不同的研究對(duì)象擬采用不同的研究手段（途徑），本課題包括兩方面的內(nèi)容：①CA6140車床后托架加工工藝的設(shè)計(jì) ②夾具設(shè)計(jì)
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(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和零件結(jié)構(gòu)選擇毛坯，毛坯的類型一般在零件圖上已有規(guī)定。對(duì)于鑄件和鍛件應(yīng)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(zhǔn)和計(jì)算加工余量時(shí)有所考慮。如果毛坯是棒料或型材，則按其標(biāo)準(zhǔn)確定尺寸規(guī)格，并決定每批加工件數(shù)。
毛坯的種類和其質(zhì)量對(duì)機(jī)械加工的質(zhì)量有密切的關(guān)系。同時(shí)對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)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(chǎn)故宜采用實(shí)體模樣（金屬模）進(jìn)行兩箱造型，這不僅簡(jiǎn)化了造型和合箱操作，還因型砂緊實(shí)度較為均勻，鑄件的表面質(zhì)量得到提高。在切削加工前進(jìn)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(xiàn)的白口組織（大量滲碳體出現(xiàn)）以便進(jìn)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(jī)床型號(hào)、刀具、夾具及量具等。擬訂工藝路線從實(shí)際出發(fā)，理論聯(lián)系實(shí)際和工人結(jié)合起來(lái)。常常需要提出幾個(gè)方案，進(jìn)行分析比較后再確定。
計(jì)算切削用量、加工余量及工時(shí)定額 查閱《切削用量手冊(cè)》等資料并進(jìn)行計(jì)算確定。目前，對(duì)單件小批量生產(chǎn)不規(guī)定切削用量，而是由操作工人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)自行選定，但對(duì)于自動(dòng)線和流水線，為保證生產(chǎn)的節(jié)拍，必須規(guī)定切削用量，并不能隨意改變。計(jì)算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工質(zhì)量以保證最終加工質(zhì)量。工時(shí)定額一般按各工廠的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)積累起來(lái)的統(tǒng)計(jì)資料來(lái)估算。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，工藝的改進(jìn)，新工藝，新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，工時(shí)定額應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的修改。
對(duì)機(jī)械加工工藝規(guī)程基本要求可歸結(jié)為質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。雖然有時(shí)互相矛盾，但只要把它們處理好，就會(huì)成為一個(gè)統(tǒng)一體。在三個(gè)要求中，質(zhì)量是首要的。質(zhì)量表現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)，質(zhì)量不能保證，根本談不上數(shù)量；質(zhì)量和生產(chǎn)率之間是密切聯(lián)系的，在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)該不斷地最大限度地提高生產(chǎn)率，滿足生產(chǎn)量的要求。如果兩者矛盾，則生產(chǎn)率要服從于質(zhì)量，應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下解決生產(chǎn)率問(wèn)題。在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能的節(jié)約耗費(fèi)，減少投資，降低制造成本，這就是經(jīng)濟(jì)性。
因此，CA6140車床后托架的工藝規(guī)程研究途徑應(yīng)該體現(xiàn)質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一，達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理及可行的最優(yōu)方案。
夾具設(shè)計(jì)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(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)率高。
夾具設(shè)計(jì)最關(guān)鍵是要求對(duì)工件定位正確，且滿足定位精度要求。為了解決此問(wèn)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(wèn)題。如定位基準(zhǔn)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(jī)床上的定位精度。
除此之外，選擇夾具的類型與結(jié)構(gòu)型式必須與零件生產(chǎn)批量大小相適應(yīng)，夾具結(jié)構(gòu)與零部件應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)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。
報(bào)告人簽名：賀兵
2006年 4 月 10 日
4、進(jìn)度計(jì)劃
序號(hào)
日期
進(jìn)度安排
1
3月27號(hào)
開(kāi)始進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)、熟悉題目及要求
2
3月31號(hào)
設(shè)計(jì)資料的收集及借閱
3
4月4號(hào)
分析研究所得到的設(shè)計(jì)資料
4
4月10號(hào)
方案設(shè)計(jì)、比較
5
4月20號(hào)
設(shè)計(jì)方案實(shí)施（設(shè)計(jì)、計(jì)算等）
6
5月20號(hào)
設(shè)計(jì)、論文整理及修改
7
6月9號(hào)
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯
8
9
4、 指導(dǎo)教師意見(jiàn)（對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的預(yù)測(cè)）
賀兵同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)選題后，能綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)研究、分析設(shè)計(jì)內(nèi)容，明確所要完成的設(shè)計(jì)任務(wù)和要求。對(duì)該設(shè)計(jì)課題即“機(jī)械加工工藝與夾具設(shè)計(jì)”以及與之相關(guān)的機(jī)械制造技術(shù)當(dāng)今的發(fā)展方向、發(fā)展水平的認(rèn)識(shí)基本正確，對(duì)該畢業(yè)設(shè)計(jì)的初步解決方法，思路基本正確。有關(guān)設(shè)計(jì)所需要的參考資料、手冊(cè)等的查閱、收集基本就緒，根據(jù)已具備的條件，可以進(jìn)行零件的機(jī)械加工藝工規(guī)程設(shè)計(jì)、并依據(jù)所優(yōu)選的零件機(jī)械加工規(guī)程進(jìn)行夾具的方案設(shè)計(jì)等工作。在進(jìn)行過(guò)程中，希望該同學(xué)注意保留有關(guān)方案構(gòu)思、計(jì)算等有關(guān)材料，以便后續(xù)工藝卡填寫及設(shè)計(jì)說(shuō)明書的整理。
指導(dǎo)教師：
年 月 日
6、教研室主任意見(jiàn)
教研室負(fù)責(zé)人：
年 月 日
說(shuō)明：
1、開(kāi)題報(bào)告應(yīng)根據(jù)教師下發(fā)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書，在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立撰寫，在畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始后兩周內(nèi)完成。
2、“課題的研究意義、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)”應(yīng)不少于1200字，“課題的基本內(nèi)容及研究手段和可行性分析”應(yīng)不少于1000字。
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