水鉆磨拋機拋盤b組專用夾具設(shè)計【開題報告】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計開題報告</b></p><p>　　機械設(shè)計制造及自動化</p><p>　　水鉆磨拋機拋盤B組專用夾具設(shè)計</p><p>　　1、選題的背景、意義</p><p>　　在機械加工過程中，夾具占有非常重要的地位，它可靠地保證了工件的加工精度，提高了加工效率，減輕了勞動的強度，夾具

2、的設(shè)計過程中，應(yīng)深入生產(chǎn)實際，精心調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外的先進技術(shù)，制訂出合理的設(shè)計方案。</p><p>　　目前中國制造業(yè)發(fā)展迅猛，以前的我國制造業(yè)普遍使用剛性專機加工各種各樣的零部件，導(dǎo)致改型和生產(chǎn)個零部件周期較長。隨著我國制造業(yè)發(fā)展和各種零件的需求與日俱增，加工設(shè)備和工藝也向著柔性化的方向轉(zhuǎn)變。加工裝備的柔性概念和需求主要體現(xiàn)在對設(shè)備快速性和適應(yīng)性的需求上，因此制造商不得不尋求柔性和產(chǎn)量之間的最佳組合。當(dāng)然

3、，在滿足了柔性的條件下、也有著不同的解決方案，如：模塊化、可變換化、可重新配置化、在線兼容性等。不論采用哪種方案，使用高性能的液壓夾具都顯得尤為重要，現(xiàn)在，柔性專機、可重新配置的機床及專用加工中心的組合應(yīng)用，使得發(fā)動機零件的加工變得越來越柔性化，具體情況取決于每個加工項目的產(chǎn)量配額</p><p>　　研磨拋光是許多水晶飾品、寶石等加工中的最后一道工序，是把首飾完美的呈現(xiàn)出來的關(guān)鍵。夾具設(shè)計及制造又是整個制造過程

4、中生產(chǎn)準備時間和加工成本的重要因素，工裝設(shè)計水平的高低，很大程度上反映出企業(yè)制造能力的高低。隨著人們物質(zhì)文明和精神文明的提高，對自身的形象要求相應(yīng)地也越來越高，配備的飾物不再單純地從保值或增值的角度考慮，逐步向同服飾、愛好、場合等因素匹配著眼，因此希望飾物、備件多樣化。然而資源的不斷開發(fā)利用，那些稀有礦石也伴隨著不斷枯竭，于是人們對人造寶石的需求更為迫切。</p><p>　　如何縮短工藝裝備設(shè)計所需要的生產(chǎn)準備

5、時間及設(shè)計制造成本是是否能在激烈的市場競爭占據(jù)有利地位的一個手段。由于通常情況下企業(yè)夾具設(shè)計能力不足，普遍缺乏熟練的夾具設(shè)計人員，夾具準備時間長，設(shè)計方法陳舊，設(shè)計效率低。所以減少夾具返修率，對于生產(chǎn)和保護拋盤有著重要的意義。</p><p>　　2、相關(guān)研究的最新成果及動態(tài) </p><p>　　2.1夾具的發(fā)展方向</p><p>　　長久以來，加工工藝編制是由

6、工藝人員憑經(jīng)驗進行的。其涉及的因素多，因果關(guān)系錯綜復(fù)雜，往往由幾位工藝員各自編制會有不同的工藝規(guī)程，而且很可能都不是最佳方案。計算機輔助工藝過程設(shè)計（CAPP）將是機械加工工藝的發(fā)展趨勢，它不僅提高了工藝設(shè)計的質(zhì)量，而且使工藝人員從繁瑣重復(fù)的工作中擺脫出來，集中精力去考慮提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量問題。伴隨著這樣的原因，現(xiàn)代化的夾具發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、模塊化、標準化等五個方面：</p><p>&l

7、t;b>　　1）精密化</b></p><p>　　隨著產(chǎn)品精度的不斷提高，相應(yīng)的對機床夾具的精度要求勢必也不斷提高。例如。瑞士EROWA 柔性夾具的重復(fù)定位精度高達2—5μm；德國demmeler公司制造的4m長、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為士0．03mm，精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm 以內(nèi)，夾具重復(fù)安裝的定位精度高達±5μm；用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工

8、件的圓度可達0.2~0.5μm；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm。機床夾具的精度已提高到微米級。</p><p><b>　　2）高效化</b></p><p>　　高效化夾具能提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度，其主要是通過減少工件加工的基本時間和輔助時間來完成的。常見的高效化夾具有高速化夾具、自動化夾具、具有夾緊力裝置的夾具等。比如美國Jergen

9、s(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床工作臺上；同樣瑞典的3R夾具也僅用1分鐘，即可完成線切割機床夾具的安裝與校正。目前，除了在自動線配置相應(yīng)的高效、生產(chǎn)流水線、自動化夾具外，在加工中心等數(shù)控機床上出現(xiàn)了各種自動更換夾具的裝置以及自動裝夾工件的夾具，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。</p><p><b>　　3）柔性化</b></p><p>

10、　　機床夾具的柔性化是指機床夾具通過組合、調(diào)整等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。</p><p><b&

11、gt;　　4）模塊化</b></p><p>　　組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ) 省工、省時、節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計為夾具的計算機輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ)。應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設(shè)計。為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設(shè)計與服務(wù)的通用化、遠程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。</p&

12、gt;<p><b>　　5）標準化</b></p><p>　　機床夾具的目的就在于提高生產(chǎn)效率，這樣也就必使其具有標準化和通用化，而機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面、經(jīng)濟夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148～T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準

13、備周期，降低生產(chǎn)總成本。</p><p>　　2.2夾具的研究動態(tài)</p><p>　　在機械制造業(yè)中，有大部分的企業(yè)從事單件小批量生產(chǎn)和成批生產(chǎn)。為解決單件小批量生產(chǎn)的不合理問題，從20世紀40年代開始，人們已著手研制能夠多次重復(fù)使用的夾具，也就是出現(xiàn)了組合夾具。組合夾具是在夾具的原件和合件完全標準化的基礎(chǔ)上，由一套預(yù)先制造好的標準元件和合件，按照組合花的原理，針對不同的工件迅速組裝成各

14、種專用夾具，使用完畢后再拆散成元件和合件，如此不斷重復(fù)使用。</p><p>　　計算機輔助夾具設(shè)計是計算機輔助機械設(shè)計的一個重要方面，受到了各國學(xué)者的廣泛重視。然而目前計算機輔助夾具設(shè)計大多采用人機對話的交互方式，這要求設(shè)計人員的素質(zhì)要求較高，其質(zhì)量好壞完全取決于設(shè)計人員的設(shè)計水平，計算機遠遠不能代替人的思維，無法達到智能化自動化。目前KBE技術(shù)的產(chǎn)生為傳統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)研究帶來了新的方法和思路。<

15、/p><p>　　伴隨組合夾具設(shè)計組裝人員老化現(xiàn)象特別嚴重的原因，進行組合夾具智能化設(shè)計研究就顯得很有必要了。</p><p>　　目前專家系統(tǒng)技術(shù)是人工智能（AI）在工程領(lǐng)域應(yīng)用中最為成功的技術(shù)之一。進行夾具設(shè)計專家系統(tǒng)的研究，實質(zhì)就是把夾具設(shè)計領(lǐng)域中的專業(yè)只是和優(yōu)秀組裝工的經(jīng)驗、技巧進行總結(jié)歸納存儲到計算機中去，然后利用這些專家只是規(guī)則推理設(shè)計出夾具組裝方案。</p><

16、;p>　　現(xiàn)有的組合夾具設(shè)計專家系統(tǒng)的投入使用，是的組合夾具設(shè)計人員拜托了以往的模式，實現(xiàn)了組合夾具設(shè)計專家的知識共享，大大的提高了組合夾具設(shè)計規(guī)劃的效率和正確性。</p><p>　　眼下人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、基于遺傳算法的優(yōu)化技術(shù)等等都出現(xiàn)在夾具設(shè)計之中。</p><p>　　3、課題的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法（技術(shù)路線）、研究難點及預(yù)期達到的目標</p><p

17、>　　研究設(shè)計的內(nèi)容及預(yù)期目標：是V8數(shù)控水鉆磨床拋盤B組專用夾具設(shè)計，既拋盤B組專用夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過30萬次反復(fù)抗沖擊和反復(fù)加熱（800℃左右）后變形量要求小于0.1mm。</p><p><b>　　3.1 夾具的組成</b></p><p>　　機床夾具的種類和結(jié)構(gòu)雖然繁多，但它們的組成均可概括為以下幾個部分，這些組成部分既相互獨立又相互聯(lián)系。</

18、p><p>　　(1) 定位元件 </p><p>　　定位元件保證工件在夾具中處于正確的位置。</p><p>　　(2) 夾緊裝置 </p><p>　　夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力(切削力等)作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。</p><p>　　(3) 對刀

19、或?qū)蜓b置</p><p>　　對刀或?qū)蜓b置用于確定刀具相對于定位元件的正確位置。 </p><p><b>　　(4) 連接元件</b></p><p>　　連接元件是確定夾具在機床上正確位置的元件。因此，夾具體可兼作連接元件。車床夾具上的過渡盤、銑床夾具上的定位鍵都是連接元件。</p><p>　　(5) 夾具

20、體 </p><p>　　夾具體是機床夾具的基礎(chǔ)件，如圖3-3中的件3，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。</p><p>　　(6) 其它裝置或元件 </p><p>　　3.2 專用夾具設(shè)計的一般步驟：</p><p>　　夾具設(shè)計一般包括3個步驟?：安裝規(guī)劃(setup planning)，夾具規(guī)劃(fixture plann

21、ing)和夾具構(gòu)形設(shè)計(fix—ture configuration design)(如圖1所示)．</p><p>　　安裝規(guī)劃的任務(wù)是確定加工時的定位裝夾次數(shù)，工件在每次裝夾中的定位方式及加工面；夾具規(guī)劃的任務(wù)是確定加工時工件上的定位面、定位點及夾緊面、夾緊點；夾具構(gòu)形設(shè)計是指選擇某些夾具元件，并組裝成能夾緊工件的夾具．夾具構(gòu)形設(shè)計已經(jīng)成為CAFD領(lǐng)域的一個重要問題．隨著越來越多的CNC機床和加工中心的應(yīng)用，

22、許多加工都可在一次裝夾中全部完成，這就需要有可靠的夾具構(gòu)型設(shè)計．Zone—Ching Lin和Jen—Ching Huang 對三坐標測量機進行了組合夾具的夾具規(guī)劃，即復(fù)雜的小支撐面和大的支撐面的夾具規(guī)劃，并基于成組技術(shù)建立了組合夾具元件編碼庫，同時在夾具規(guī)劃中應(yīng)用了多種啟發(fā)式算法．Y．Wu，Y．Rong， W．Ma 等提出了關(guān)于夾具精度、夾具規(guī)劃、夾具可及性和裝夾穩(wěn)定性的一種分析，分析結(jié)果可以用來驗證夾具設(shè)計的性能．</p>

23、;<p><b>　　3.3 研究難點</b></p><p>　　夾具是整個機床中活動性最大的部件之一，它不僅僅是用來定位夾緊而且要有良好的導(dǎo)向性。其設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，在傳統(tǒng)夾具設(shè)計中是需要設(shè)計者有一定的經(jīng)驗。</p><p>　　當(dāng)然對整個機床的工作環(huán)境、結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求也要了解的十分清楚。再通過對夾具的受力分析等，裝夾時的彎曲變形分析剛度強度

24、計算才能最終得到期望的設(shè)計。</p><p>　　4、研究工作詳細工作進度和安排</p><p>　　1、2010年11月份～2009年11月21日 課題題目的選取 2、2010年11月22日～2009年12月1日 確定研究方向、內(nèi)容，完成設(shè)計計劃書。 3、2010年12月2日～2011年 1月10日 查閱相關(guān)文獻、資料，，完成外文翻譯及文獻綜述 4、201

25、1年1月10日～2011年2月27日 完成開題報告 5、2011年3月份～2011年3月中旬 明確設(shè)計思路，完成詳細的總體設(shè)計方案 6、2011年3月中旬～2011年4月中旬 完成機械設(shè)計分析計算、裝配圖 7、2011年4月中旬～2011年4月底 零部件圖及編寫設(shè)計說明書 8、2011年5月～2011年5月中旬 完成工作總結(jié)，完成畢業(yè)論文。 9、2011年5月27～29日

26、 畢業(yè)答辯</p><p><b>　　5、參考文獻</b></p><p>　?。?］范晉偉，關(guān)佳亮，王文超，周順生，董廣譜，岳中軍，曹美寧.SMART—CNC超精密數(shù)控曲面磨床綜合誤差補償技術(shù)［J］.北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，32（4）:306-310.</p><p>　?。?］中國經(jīng)濟網(wǎng)綜合.領(lǐng)略水晶玻璃

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