SPE175右箱工序卡及第一道工序的夹具设计开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：学 号：专 业：机械工程及自动化设计(论文)题目：SPE175右箱工序卡及第一道工序的夹具设计 指 导 教 师: 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述摘要 SPE175F汽油机是营林机械及发电机组的配套动力，右箱是其上面的重要零件。本文介绍了加工中心的工作原理和工艺，论述了按照已给定零件制订工艺过程以及对夹具的设计。关键词 汽油机 加工中心 工艺过程的制订 夹具设计 1 序言随着时代不断进步，经济飞速发展，生活水平的逐年提高，人们的环保意识，自我安全意识也在不断加强，同时也使人们对各种产品的要求更高了，汽油机显然更符合现在人们的需求。相比教于柴油机，汽油机的优点更加突出。汽油机轻巧、制造成本低、工作效率高、节约能源、噪声较小、低温启动性较好、使用和维护方便，以在机械、华工、医药、防止、微电子、食品、运输等领域得到了越来越广泛的运用1。在当今的中国社会，经济发展方式正由粗放密集型转向节约内项型，原来的生产方式必须进行比较大的变革。这就要求的在最短的时间内，创造出最高的加工效率，而且还要保证较高的生产质量。机械加工中的机床就必须符合这种条件下的生产加工2。我国小型汽油机从20世纪50年代开始生产，至今已初具规模，但随着改革开放的深化，国民经济的飞速发展，小型汽油机在产量、品种、质量、技术水平和配套等方面发展速度缓慢，不能适应市场需要。林海集团以小型林业机械为主，生产小型汽油机的历史都在30年以上，产品有油锯、风力灭火机、割灌机、割草机、喷雾机和水泵等。林海集团、西北林机厂的年产能力（指通用汽油机）都在10万台上。从19971999年，林海集团以摩托车产品为主，产量2.12.3万台。SPE175F型汽油机是江苏林海动力机械集团生产的一款新式汽油机。江苏林海动力机械集团具有五十多条研制和生产小型动力及配套机械的历史，有着强大的产品开发研制的能力。先后研制开发了排量从26ML到520ML的各种类型的二冲程、四冲程汽油机，卧式、立式、风冷、强制风冷、水冷、油冷及各种启动方式和用途的汽油发动机以及各类配套动力机械。现在集团主要的产品有通用发动机及小型汽油机发电组、油锯、风力灭火器、割灌机等配套机械；大批量生产雅马哈摩托车及摩托车发动机等；此外ATV、CUV等特种车辆畅销国内外市场。SPE175F是一款单缸汽油机，主要作为配套机械，使用在如油锯，割草机，小型水泵等小动力机械工件上，具有良好的市场效益。2 加工中心SPE175F型汽油机的生产纲领是单班制年产2万台。属于批量生产，在批量生产中为了提高生产效率，必须注意缩短加工时间和辅助时间，而尽可能使辅助和加工时间重合，使每个工位安装多个工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中，因而广泛采用加工中心。加工中心是根据工件加工需要，以大量系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或数控工件按预先确定的工序进行加工的高效专用机床3。加工中心能够对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工；可完成钻孔、扩孔、镗孔、攻螺纹、铣削、车孔端面等工序，随着加工中心技术的发展，其工艺范围日益扩大4。加工中心广泛应用于批量生产的行业，如：汽车、拖拉机、电动机、内燃机、阀门、缝纫机等制造业。主要加工箱体类零件，如汽缸体、变速箱体、汽缸盖、阀体等；一些重要零件的关键加工工序，虽然生产批量不大，也采用加工中心来保证其加工的质量5。3 工艺过程的制订生产过程是将原材料或半成品转变为成品所进行的全部过程。一般包括毛坯制造、零件加工、零件装配、部件或产品试验检测等阶段。在生产过程中，工艺过程占有重要的地位。工艺过程是与改变原材料或半成品成为成品直接有关的过程。它包括锻压、铸造、冲压、焊接、机械加工、热处理、表面处理、装配和试车等6。机械加工工艺过程在工艺过程占有重要的地位。它是指用机械加工的方法逐步改变毛坯的状态（形状、尺寸和表面质量），使之成为合格的零件进行机械加工工艺过程是由一系列顺序排列的工序组成的，而工序又包括工步、走刀、安装和工位等内容。毛坯依次通过这些工序而成为成品7。工序卡片是工艺规程的一种形式。它是按零件加工的每一道工序编制的一种工艺文件。它的内容包括：每一工序的详细操作、操作方法和要求等。它适用于大量生产的全部零件和成批生产的重要零件。在单件小批生产中，一些特别重要的工序也需要编制工序卡片8。（1）工序工序是指在一个工作地点，对一个或一组工件所连续进行的工作。它是组成工艺过程的基本单元。（2）工步在被加工表面、切削工具和机床的切削用量均保持不变的情况下所进行的工作。一个工序可包括一个工步，也可以包括几个工步。（3）走刀在一个工步中，切削工具从被加工表面上每切除一层金属所进行的工作。一个工步可包括一次或几次走刀。（4）安装工件在加工前，使工件在机床上占有正确的位置，然后使之夹紧的过程称为安装。在一个工序中，可能需要一次安装，也可能需要多次安装。多次安装常常会降低加工质量，还增加安装工件的辅助时间。（5）工位为了减少工件的安装次数，常采用各种回转工作台、回转夹具或移位夹具等在一次安装后改变工件的加工位置。这种使工件在机床上占有的每个加工位置称为工位9。工艺过程的制订，可能是在现有工厂的条件下，或者是在新设计的工厂条件下进行。对于前者，主要应从现有的设备和工艺装备出发，来制订较为合理的工艺过程，使现有的设备得到充分的利用；对于后者，则可以根据需要并考虑当前可能的条件来选择设备，因而可采用较为先进的设备。此外，要注意新技术、新工艺的应用10。零件图是工艺设计的原始资料和基本依据，工艺过程的设计必须能保证零件图上的全部要求。进行零件图的工艺分析时，要仔细地熟悉零件的构造及其技术要求，了解零件的工作条件、各部分的作用，并按制图规则绘制零件图。通过毛坯设计，应会正确地选择毛坯，并熟悉毛坯设计的内容和要求。首先要根据零件的结构、材料、生产规模、机械加工的要求（余量，基准等）决定毛坯的制造方法。然后（对锻造和铸造毛坯）确定其形状、出模角、圆角半径及技术条件。毛坯的尺寸和公差则在详细拟定零件机械加工工艺路线以后，根据各工序加工余量决定总加工余量及毛坯尺寸和公差。制订工艺过程时，首先要制订工艺路线，然后详细进行工序设计，这两个过程是相互联系的，需进行反复和综合的分析。制订工艺路线是制订工艺过程的总体布局，其任务是确定工序的数量、内容和顺序。.辅助工序的种类较多，包括去毛刺、倒棱、清洗、防锈、去磁、平衡和检验等。辅助工序也是必要的工序，若安排不当或遗漏，将会影响产品质量，甚至使机器不能使用。如未去净的毛刺将影响装夹、测量和装配精度以及工人安全；润滑油中未去净的切屑将影响机器的使用质量；研磨、珩磨后没清洗过的工件会带入残存的砂粒，加剧工件在使用中的磨损；用磁力夹紧的工件没有安排去磁工序，会使带有磁性的工件进入装配线，影响装配质量11。检验工序更是必不可少的工序。它对保证质量，防止产生废品起到重要作用。4 夹具的设计夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。设计方案的确定是一项十分重要的设计程序，方案的优劣往往决定了夹具设计的成败。因此，宁可在这里多花一点时间充分地进行研究、讨论，而不要急于绘图、草率从事。最好制订两种以上的结构方案，进行分析比较，确定一个最佳方案12。（1）确定定位方法，选择定位元件。定位应符合“六点定则”。定位元件尽可能选用标准件，必要时可在标准元件结构基础上作一些修改，以满足具体设计的需要。（2）确定夹紧方式，设计夹紧机构。夹紧可以用手动、气动、液压或其他力源形式。重点应考虑夹紧力的大小、方向、作用点，以及作用力的传递方式，看是否会破坏定位，是否会造成工件过量变形，是否能满足生产率的要求。对于气动、液压夹具，应考虑气（液压）缸的形式、安装位置、活塞杆长短等。（3）确定夹具整体结构方案。定位、夹紧确定之后，还要确定其他机构，如对刀装置、导引元件、分度机构、顶出装置等。最后设计夹具体，将各种元件、机构有机地连接在一起。（4）夹具精度分折。在绘制的夹具结构草图上，标注出初步确定的定位元件的公差配合关系及相互位置精度，然后计算定位误差，根据误差不等式关系检验所规定的精度是否满足本工序加工技术要求，是否合理。否则应采取措施后（如重新确定公差，更换定位元件，改变定位基准，必要时甚至改变原设计方案）重新分析计算。（5）夹具夹紧力分析。首先应计算切削力大小，它是计算夹紧力的主要依据13。夹具装配总图应能清楚地表示出夹具的工作原理和结构，各元件间相互位置关系相外廓尺寸。主视图应选择夹具在机床上使用时正确安放时的位置，并且是工人操作面对的位置。夹紧机构应处于“夹紧”状态下。要正确选择必要的视图、剖面、剖视以及它们的配置。尽量采用1：1的比例绘制14。说明书是课程设计总结性文件。通过编写说明书，进一步培养学生分析、总结和表达的能力，巩固、深化在设计过程中所获得的知识，是本次设计工作的一个重要组成部分15。参考文献1 李秀敏. 组合机床现状与发展思考J. 专题综述，2003第4期.2 申长宏. 机车只论箱箱体结构的优化设计J. 电力机车与城轨车辆，2007-5-20.3 熊海. 专用钻床结构设计中的若干关键技术研究J. 机械研究与应用，2006-2-12.4 李庆余. 机械制造装备M. 北京：机械工业出版社，2003.5 杜君文. 机械制造技术装备及设计M. 天津：天津大学出版社，1998.6 濮良贵，纪名刚. 机械设计M.第八版. 北京：高等教育出版社，2004.7 杨文君. 机械制造技术及设计M. 天津：天津大学出版社，2004.8 王雪红，罗永新. 机械制造工艺与装备M. 北京：化学工业出版社，1998.9 李凯岭. 机械加工工艺过程尺寸链M. 北京：国防工业出版社，2005. 10 赵如福. 金属机械加工工艺设计手册M. 上海：上海科技出版社，2003. 11 陈根琴，宋志良. 机械制造技术M. 北京：北京理工大学出版社，2001.12 杨可桢，程光蕴. 机械设计基础M.第四版. 北京：高等教育出版社，2004.13 孙丽媛. 机械制造工艺及专用夹具设计指导M. 南京：冶金工业出版社，1997.14 刘登平. 机械制造工艺及机床夹具设计M. 北京：北京理工大学出版社，2000.15 周世学. 机械制造工艺与夹具M. 北京：北京理工大学出版社，1996. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：通过对参考文献的阅读和学习，简单制订加工工序和夹具的设计的方法，针对任务书要求，从以下步骤进行设计：1. 首先收集一些关于SPE175F型汽油机的相关知识，对这些知识加以总结和分析，了解SPE175右箱的知识，为下面的课题开展作好准备。2. 以现有的SPE175毛坯的CAD为基础，通过查询分析获得的工艺过程解决夹工序的制订、具的设计、工件的定位等问题。3. 由于箱体件结构复杂、壁薄且不均匀，夹紧力过大或夹紧力着力点不适当，都会使工件产生夹紧变形。在这种状态下加工，虽然工件“合格”，但加工后撤去夹紧力，工件便恢复原状，破坏了已加工好的精度，在箱体加工中，必须注意夹紧对工件加工精度的影响，采取有效措施保证加工精度4. 同时，为了缩短辅助时间，易于操作和更换，准备采用气动杠杆夹紧装置。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：本文对小型汽油机进行了介绍，介绍了加工中心的工作原理，论述了按照已给定零件制订工艺过程以及夹具设计中确定定位方法、夹紧方式等五方面问题。对机加工工序卡及夹具设计有了一定的了解，为接下来所进行的毕业设计打下了良好的基础。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：SPE175右箱工序卡及第一道机加工夹具设计是江苏林海动力机械集团公司的设计课题，按照生产纲领单班2万台进行设计。通过本课题的设计，学生能基本熟悉箱体件机加工工序卡设计的全过程：学会对工艺路线进行比较，确定合理的工艺方案；根据零件材料、硬度、抗拉强度等原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸；根据加工要求正确地选择进给量、切削速度等切削用量，并能正确地进行计算，确定机床主轴转速、切削工时等。在机加工夹具设计中，会合理地选择夹紧点和定位基准，并根据相关参数正确地计算夹紧力；能根据零件在夹具中所起作用正确地选择材料及热处理，并对零件加工、装配有一个新的认识，会正确的选择尺寸公差、形位公差及表面粗糙度。本课题设计计算及查阅资料的工作量较大，如认真、独立完成整个设计过程应能够取得较大的提高，也为以后走上工作岗位开展各项工作提供一些方法。 指导教师： 年 月 日所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日