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畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告
1.結(jié)合畢業(yè)設(shè)計情況,根據(jù)所查閱的文獻資料,撰寫2000字左右的文獻綜述:
文 獻 綜 述
一、設(shè)計(或研究)的依據(jù)、背景以及研究意義
隨著科學技術(shù)的進步與飛躍發(fā)展,我國的機械行業(yè)得到了大幅度的提升。材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ),一方面,技術(shù)制約著設(shè)計;另一方面,技術(shù)也推動著設(shè)計。從設(shè)計美學的觀點看,技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用,只要善于應(yīng)用材料的特性,予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當?shù)募庸すに嚕湍軌騽?chuàng)造出實用,美觀,經(jīng)濟的產(chǎn)品,即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”[1]。
技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導,新材料,新工藝的出現(xiàn),必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu),新的形態(tài)和新的造型風格[2-3]。材料,加工工藝,結(jié)構(gòu),產(chǎn)品形象有機地聯(lián)系在一起的,某個環(huán)節(jié)的變革,便會引起整個機體的變化。
工業(yè)的迅速發(fā)展,對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求,使多品種,對中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流,為了適應(yīng)機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢,必然對機床夾具提出更高的要求[4]。
氣門搖臂軸支座零件是1105柴油機中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座,它是柴油機上氣門控制系統(tǒng)的一個重要零件。直徑為φ18mm的孔用來裝配搖臂軸、軸的兩端各安裝進、排氣氣門搖臂。直徑為φ16mm的孔內(nèi)裝一個減壓軸,用于降低汽缸內(nèi)壓力,便于啟動柴油機。兩孔間距56mm可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門,起到支撐的作用。直徑φ11mm的孔用M10的螺桿與汽缸蓋相連,直徑φ3mm的孔用來排油[5]。
氣門搖臂軸支座零件在實際生產(chǎn)中,往往需求量較大,加工精度對其影響較大。分析本零件,零件材料為HT200,首先分析灰鑄鐵材料的性能,灰鑄鐵是一種脆性較高,硬度較低的材料,因此其鑄造性能好,切削加工性能優(yōu)越,故本零件毛坯可選擇鑄造的方法。在后期的零件加工的過程中,要想得到最終的理想工件,不僅需要使用高精度是機床,而且夾具也是起著至關(guān)重要的作用,夾具的設(shè)計是否合理將直接影響零件最后的精度和性能。
此次的設(shè)計是對大學期間所學各課程及相關(guān)的應(yīng)用繪圖軟件的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。其目的在于:?
(1)鞏固我們在大學里所學的知識,也是對以前所學知識的綜合性的檢驗;
(2)加強我們查閱資料的能力,熟悉有關(guān)資料;?
(3)樹立正確的設(shè)計思想,掌握設(shè)計方法,培養(yǎng)我們的實際工作能力;?
(4)通過對氣門搖臂軸支座的機械制造工藝設(shè)計,使我們在機械制造工藝規(guī)程設(shè)計,工藝方案論證,機械加工余量計算,工藝尺寸的確定,編寫技術(shù)文件及查閱技術(shù)文獻等各個方面受到一次綜合性的訓練,初步具備設(shè)計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。?
(5)能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求,運用夾具設(shè)計的基本原理和方法,學會擬定夾具設(shè)計方案,完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計,初步具備設(shè)計出高效,省力,經(jīng)濟合理并能保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力。?
(6)通過零件圖,裝配圖繪制,使我們對于AutoCAD繪圖軟件的使用能得到進一步的提高。
二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
(1)國外研究現(xiàn)狀
從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國。當前國際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè),專用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國內(nèi)訂貨,而通用性強的組合夾具已逐步成熟為國際貿(mào)易中的一個品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計資料,但歐美市場上一套用于加工中心的央具,而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴。由于我國在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累和性能價格比的優(yōu)勢,隨著我國加入WTO和制造業(yè)全球一體化的趨勢,特別是電子商務(wù)的日益發(fā)展,其中蘊藏著很大的商機,具有進一步擴大出口良好前景[6-8]。
在產(chǎn)品設(shè)計方面,普遍采用計算機輔助產(chǎn)品設(shè)計(CAD)、計算機輔助工程分析(CAE)和計算機仿真技術(shù);在加工技術(shù)方面,巳實現(xiàn)了底層(車間層)的自動化,包括廣泛地采用加工中心(或數(shù)控技術(shù))、自動引導小車(AGV)等[9-12]。近10余年來,發(fā)達國家主要從具有全新制造理念的制造系統(tǒng)自動化方面尋找出路,提出了一系列新的制造系統(tǒng)。如計算機集成制造系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)、并行工程、敏捷制造等。
(2)國內(nèi)研究現(xiàn)狀
機械行業(yè)作為一個傳統(tǒng)而又具有發(fā)展?jié)摿Φ男袠I(yè),伴隨著德國現(xiàn)在提出的“工業(yè)4.0”的概念以及中國提出的“2025計劃”,機械制造業(yè)面臨著有逐步向智能化方向轉(zhuǎn)變,最終實現(xiàn)全自動化、柔性化制造[13-15]。
我國在現(xiàn)代機械設(shè)計方面起步較晚,中國機械工程學會于1983年5月才召開了“第一次機械設(shè)計方法學討論會”,但經(jīng)過了多年的努力,我國在現(xiàn)代設(shè)計方法的研究方面已經(jīng)取得了可喜的成績,現(xiàn)在的中國可以自豪地稱為“世界的工廠”,“MADE IN CHINA”已經(jīng)是世界聞名了。雖然有了很大的進步,但是我國目前的整體機械設(shè)計水平還是有待于提高的,下面討論我國現(xiàn)階段使用較多的幾種設(shè)計方式。
研究協(xié)會的統(tǒng)計表明,目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?,F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代,以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而,一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具,一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠,里約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具;另一方面,在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中,每隔3~4年就要更新50~80%左右專用夾具,而夾具的實際磨損量僅為10~20%左右[16-17]。特別是近年來,數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、(FMS)等新加工技術(shù)的應(yīng)用,對機床夾具提出了如下新的要求[18-20]:
(1)能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn),以縮短生產(chǎn)準備周期,降低生產(chǎn)成本;
(2)能裝夾一組具有相似性特征的工件;
(3)能適用于精密加工的高精度機床夾具;
(4)能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具;
(5)采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置,以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率。
通過對比國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的研究,我們明顯可知,目前我國的機械加工能力遠遠趕不上國外,而夾具則是主要影響因素之一[21]。因此,本文開展對氣門搖臂軸支座零件的加工工藝分析及部分工裝設(shè)計研究顯示得非常重要。
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畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告
2.本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段(途徑):
1、 研究或解決的問題
本畢業(yè)設(shè)計擬解決的問題主要有以下幾個方面:
(1)通過對查閱資料,掌握其氣門搖臂軸支座零件的重要性。
(2)掌握氣門搖臂軸支座零件加工工藝和相應(yīng)夾具的設(shè)計流程。
(3)學習AutoCAD,并繪制氣門搖臂軸支座零件圖和毛坯圖。
(4)編制氣門搖臂軸支座零件的機械加工工藝規(guī)程;(選擇毛坯種類及制造方法,繪制毛坯圖。擬訂零件的機械加工工藝過程,選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備(刀具、夾具、量具、輔具),確定各工序切削用量及工序尺寸,計算某一代表工序的工時定額。)填寫工藝文件:工藝過程卡片、工序卡片。
(5)設(shè)計加工該零件通孔和通孔的專用夾具;繪制夾具裝配圖和主要的夾具零件圖。
(6)撰寫說明書,完成相應(yīng)的夾具設(shè)計和加工工藝設(shè)計。
2、 擬采用的研究手段
初步擬采用理論分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計相結(jié)合的研究方法。針對氣門搖臂軸支座主要采取以下方法:
①結(jié)合所學知識,首先對零件進行工藝分析,深入明白該零件的用途和作用。
②對零件毛坯進行設(shè)計。其中包括:毛坯的選擇、毛坯尺寸的確定。
③確定零件的工藝加工方案及工序。其中包括:加工方案的確定、工藝路線的確定、加工設(shè)備與工藝設(shè)備、切削用量和工時的確定等。結(jié)合本零件的特征,初步采用以下的加工工藝路線,如表1所示:
表1 擬采取的加工工藝路線
需加工表面
尺寸精度等級
表面粗糙度Ra/
加工方案
上端面
IT14
12.5
粗銑
36mm下端面
IT12
6.3
粗銑→半精銑
前端面
IT11
3.2
粗銑→半精銑
后端面
IT11
3.2
粗銑→半精銑
前端面
IT14
12.5
粗銑
后端面
IT14
12.5
粗銑
通孔
IT14
12.5
鉆
偏內(nèi)孔
IT14
12.5
鉆
通孔
IT8
1.6
鉆→擴→粗鉸→精鉸
通孔
IT8
1.6
鉆→擴→粗鉸→精鉸
④工裝夾具的確定。其中包括:夾具結(jié)構(gòu)方案、夾具固定方案、裝配圖尺寸的確定。
⑤針對某個工序夾具設(shè)計。其中包括:定位方案、導向裝置、加緊機構(gòu)、復制定位裝置、夾具體的設(shè)計等。
定位方案的定位元件選擇一個長定心軸,定心軸與定位孔的配合尺寸為配合完成定位,如圖1所示;導向裝置采用與孔尺寸相對應(yīng)的快換鉆套做導向元件,相應(yīng)的臥式鏜床上面采用快換夾頭,如圖2所示;加緊機構(gòu)在定心軸上直接做出一段螺桿,裝夾工件時,先將工件定位孔裝入帶有螺母的定心軸上,實現(xiàn)定位,然后在工件與螺母之間插上開口墊圈,最后擰緊螺母壓緊工件,如圖3所示;為了減小加工時工件的變形,保證加工時工藝系統(tǒng)的剛度,后端面處增加輔助支承,如圖4所示。
圖1 定位方案結(jié)構(gòu)示意圖 圖2 導向裝置結(jié)構(gòu)示意圖
圖3 加緊機構(gòu)示意圖 圖4 輔助定位裝置示意圖
⑤撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書,準備答辯。
三、 工作進度安排
第1-2周:選擇設(shè)計方向,收集資料,確定設(shè)計內(nèi)容,撰寫開題報告。
第3-4周:調(diào)研并學習氣門搖臂軸支座的工藝設(shè)計和夾具的設(shè)計方法。
第5-6周:繪制氣門搖臂軸支座夾具結(jié)構(gòu)圖及工作原理圖。
第7-8周:根據(jù)設(shè)計要求對相關(guān)參數(shù)進行計算并繪制氣門搖臂軸支座的夾具裝配圖及部分零件圖。
第9-10周:結(jié)合零件的特點,編制零件的加工工藝規(guī)程。
第11-12周:總結(jié)材料,撰寫畢業(yè)論文初稿。
第13周:查漏補缺并根據(jù)老師提出的修改意見完善圖紙及論文。
第14周:畢業(yè)設(shè)計定稿、打印,畢業(yè)答辯。
畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告
指導教師意見:
黨志杰同學在查閱了大量的和畢業(yè)設(shè)計工作有關(guān)的資料、書籍后,成功的完成了開題報告開題。
開題報告語言通順、格式規(guī)范。‘文獻綜述’部分對研究課題氣門搖臂軸支座零件有意義,并對相關(guān)技術(shù)和研究現(xiàn)狀進行了查新,且有一定的深度。國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進行了較為詳細的敘述,并對挖掘部件、分離部件等相關(guān)技術(shù)和研究現(xiàn)狀進行有一定深度。本課題要研究和解決的問題和擬采用的研究手段(途徑)部分中,提出問題明確,方法可行,圓滿完成本次畢業(yè)設(shè)計工作。
同意開題。
指導教師:
2016 年 3月22日
所在系審查意見:
同意開題
系主任:
2016 年 3月 22日