CN100儀表板中間支架合件夾具設(shè)計開題報告.doc

1廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目：cn100儀表板中間支架合件夾具系別：機(jī)械工程系（數(shù)控方向）專業(yè)班級：數(shù)控092姓名：楊弘宇學(xué)號：20091162指導(dǎo)教師：李建寧二一年月日2一、選題的背景和意義（所選課題的歷史背景、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢）一、選題背景機(jī)械制造離不開金屬切削機(jī)床，而機(jī)床夾具則是保證機(jī)械加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、減輕勞動強(qiáng)度、降低對工人技術(shù)的過高要求、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化不可或缺的重要工藝裝備之一。機(jī)床夾具被廣泛用于制造業(yè)中，大量專用機(jī)床夾具的使用為大批量生產(chǎn)提供了必要條件。在機(jī)床制造或修理中，常常遇到在圓柱上橫穿孔的工件，這些工件的孔或螺紋孔的中心線不相交，需在車好圓柱后裝配，畫好孔的位置線，在按線加工孔或螺紋。以前當(dāng)工件畫好線后，用四爪卡盤按線進(jìn)行安裝，再加工內(nèi)孔。在校正的過程中，調(diào)整夾在圓柱面上的兩爪時，工件產(chǎn)生滾動，使劃線孔的中心線產(chǎn)生角度位移，很難將工件校正，而產(chǎn)生加工廢品。為此人們設(shè)計制造了夾具，通過30年的使用，效果很好。制造意義：夾具的制造在機(jī)械加工工藝中有著很重要的意義，從其作用和地位兩方面可以得知。一：機(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著十分重要的作用，歸納起來，主要表現(xiàn)在一下幾個方面。1.縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率，降低加工成本。2.保證加工精度穩(wěn)定加工質(zhì)量。3.降低對工人的技術(shù)要求，減輕工人的勞動強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。4.擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，實(shí)行一機(jī)多能。5.在自動化生產(chǎn)和流水線生產(chǎn)中便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍。二：床夾具在工藝系統(tǒng)中的地位：夾具不同于其他環(huán)節(jié)，他在工藝系統(tǒng)中有著特殊地位，夾具的整體剛度對工件加工的動態(tài)誤差產(chǎn)生著非常特殊的影響。當(dāng)夾具的整體剛度遠(yuǎn)大于其他環(huán)節(jié)，工件加工的動態(tài)誤差基本上只取決于夾具的制造精度和安裝精度。因此設(shè)計夾具時，對夾具的整體剛度應(yīng)給予足夠重視。如因工藝系統(tǒng)其他環(huán)節(jié)的剛度不足而引起較大的系統(tǒng)動態(tài)誤差時，也可以采取修正夾具定位元件的方法進(jìn)行補(bǔ)償。這就是夾具的能動作用。二、夾具的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀設(shè)計包括三個步驟:設(shè)備規(guī)劃、夾具規(guī)劃和夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計。目前,Joneja以及Ferreira3等人在進(jìn)行CAPP方面的研究中對設(shè)備規(guī)劃有詳細(xì)論述。計算機(jī)輔助夾具設(shè)計(CAFD)就夾具方面也作了一些工作:ChouYC,ChandruV等人提出的自動夾具定位和夾緊的一種方法；DeMeterEC提出的利用機(jī)械杠桿原理進(jìn)行定位和夾緊位置選擇的一種算法；MarkusA等人提出的針對棱柱形工件進(jìn)行組合夾具設(shè)計的基于規(guī)則的系統(tǒng)。目前,關(guān)于工件夾具的自動化配置方面的工作,自動夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(AFCD)中很少提及。TrappeyAJC等人提出了一個二維組合夾具元件的配置算法。幾乎所有的AFCD研究者都承認(rèn),在一個成功的AFCD系統(tǒng)中,工件的幾何形狀是一個關(guān)鍵因素。NnajiB,AlladinS等人也對具有復(fù)雜幾何形狀的工件進(jìn)行嘗試研究。然而其結(jié)果也僅僅適用于特定的幾何體,比如多邊形棱柱。Brost和Goldberg提出了一個“完整”的算法用來分析多邊形工件的組合夾具設(shè)計4,5。并開發(fā)出一個組合夾具設(shè)計系統(tǒng),針對一個任意存在的工件,能自動產(chǎn)生所有可行的夾具設(shè)計。并且采用力球分析的方法對產(chǎn)生的方案進(jìn)行優(yōu)化。以后的許多研究者大多借鑒了Brost和Goldberg的算法。組合夾具在動力學(xué)方面的研究也取得了一定的進(jìn)步,YuandGoldberg的夾具加載規(guī)劃方案是把夾具的加載問題看作基于傳感器的集成問題并給了一個規(guī)劃算法。Cai等提出了一種指導(dǎo)夾具設(shè)計的方法,此方法是縮小由于工件表面與夾具安裝誤差所帶來的定位誤差。Hockenberger與DeMter提出的模式是在工件加工期間工件的靜態(tài)分析,這種方法是一種定性分析并且是在抓緊或夾緊物體的最壞的情況下的偏差,這種情況是由于在單位扭球的干涉扭矩。三、發(fā)展趨勢今年來，隨著數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代化加工設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的機(jī)械加工制造方法發(fā)生了重大變革。夾具的功能已經(jīng)從過去的裝夾、定位、引導(dǎo)刀具，轉(zhuǎn)變?yōu)檠b夾、定位。而數(shù)字化的設(shè)備加工功能的擴(kuò)大化，給今后夾具的快速定位、快速裝夾提出了更高的要求。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，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。4二、研究的基本內(nèi)容和擬解決的主要問題研究的基本內(nèi)容：1、查閱資料分析了解國內(nèi)外的夾具設(shè)備的現(xiàn)狀2、查閱有關(guān)焊接夾具設(shè)計方面的文獻(xiàn)資料3、通過查閱資料，了解焊接夾具設(shè)計的基本要求，設(shè)計步驟及容易出現(xiàn)的問題4、結(jié)合具體圖紙?jiān)斒鰧A具體選擇，夾緊機(jī)構(gòu)，基本要求，定位原理，設(shè)計步驟等5、查詢相關(guān)資料并進(jìn)行整理和歸納加深對焊接工裝夾具設(shè)計的系統(tǒng)了解6、裝夾元件的選擇和裝配7、具體的焊接工裝設(shè)計裝焊方案和裝備要求8、其他機(jī)械附件的設(shè)計。9、夾具的精度分析解決的主要問題：焊接工裝夾具就是將焊件準(zhǔn)確定位和可靠夾緊，便于焊件進(jìn)行裝配和焊接、保證焊件結(jié)構(gòu)精度方面要求的工藝設(shè)備。在現(xiàn)代焊接生產(chǎn)中積極推廣和使用與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的工裝夾具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人勞動強(qiáng)度，加速焊接生產(chǎn)機(jī)械化、自動化等方面起著非常重要的作用。在焊接生產(chǎn)過程中焊接所需工時并不多，主要用于備料、裝配及其他輔助的工作，極大影響著焊接的生產(chǎn)速度。因此大力推廣焊接工裝夾具具有重要意義，也是目前焊接工作者研究的主要課題。5三、研究方法及措施大多數(shù)焊接工裝是為某種焊接組合件的裝配焊接工藝而專門設(shè)計的，屬于非標(biāo)準(zhǔn)裝置，往往需要根據(jù)產(chǎn)品機(jī)構(gòu)特點(diǎn)、生產(chǎn)條件和你實(shí)際需要自行設(shè)計制造。焊接工裝設(shè)計是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的重要內(nèi)容之一，也是焊接生產(chǎn)工藝設(shè)計的主要任務(wù)之一。對于汽車、摩托車和飛機(jī)等制造業(yè)，可以毫不夸張地說，沒有焊接工裝就沒有產(chǎn)品。通過在工藝設(shè)計時，提出所需要的工裝類型、結(jié)構(gòu)草圖和簡要說明，在此基礎(chǔ)上完成詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和零件設(shè)計及全部圖樣。工裝設(shè)計的質(zhì)量，對生產(chǎn)效率、加工成本、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)安全等有直接的影響，為此，設(shè)計焊接工裝時必須考慮實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、藝術(shù)性等。在機(jī)械設(shè)計和制造過程中，普遍存在尺寸鏈問題。在把零件組裝成機(jī)器的過程中，也就是將零件上有關(guān)的尺寸進(jìn)行組合和積累。由于零件尺寸存在制造誤差，因此裝配時也就會有誤差的綜合和積累。累積后形成的總誤差將會影響機(jī)器的工作性能和質(zhì)量。這就形成了零件的尺寸誤差和綜合誤差之間的相互影響關(guān)系。設(shè)計工裝夾具也不例外。合理地確定零件的尺寸公差和形位公差顯得很重要。通過本次畢業(yè)設(shè)計，不僅增強(qiáng)了對焊接工藝裝備專業(yè)性知識的系統(tǒng)化，而且將專業(yè)知識、設(shè)計能力和實(shí)踐能力的有機(jī)的結(jié)合在一起。收獲更深的應(yīng)該是夯實(shí)并拓寬了設(shè)計工裝夾具的思路以及對設(shè)計的思維原則性和靈活性的鍛煉。四、研究工作的步驟、進(jìn)度1、調(diào)研查閱文獻(xiàn)資料，了解夾具技術(shù)