2896 基于SolidWorks車床夾具虛擬設(shè)計,基于,solidworks,車床,夾具,虛擬,設(shè)計 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告課題名稱 基于 solidworks車床夾具虛擬設(shè) 學(xué)生姓名 張戰(zhàn)軍 學(xué) 號 8011208103 所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計 班 級 12-1 指導(dǎo)教師 丁羽 起止時間 2012.3-2012.6 機械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制填 表 說 明一、學(xué)生撰寫《開題報告》應(yīng)包含的內(nèi)容：1、本課題來源及研究的目的和意義；2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；6、完成本課題的工作方案及進度計劃；7、主要參考文獻（不少于 7篇）。二、本報告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。三、開題報告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在 3000字以上，由學(xué)生在本報告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加 A4紙張。四、每個畢業(yè)論文（設(shè)計）課題須提交開題報告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。一、選題的背景及意義夾具作為制造企業(yè)中重要的基礎(chǔ)工藝裝備，廣泛應(yīng)用于加工、檢測和裝配等制造過程中。作為生產(chǎn)準(zhǔn)備的重要組成部分，夾具設(shè)計的效率直接影響到制造的生產(chǎn)準(zhǔn)備時間和產(chǎn)品成本。一般來說，夾具設(shè)計過程不僅需要大量的有關(guān)零件設(shè)計、工藝和加工的數(shù)據(jù)，同時還需要設(shè)計人員具有很豐富的領(lǐng)域知識和設(shè)計經(jīng)驗。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，實現(xiàn)快速生產(chǎn)準(zhǔn)備的計算機輔助夾具設(shè)計（CAFD）技術(shù)成為國際上競相研究的熱點，它已經(jīng)越來越多的取代傳統(tǒng)的手工夾具設(shè)計。與傳統(tǒng)的夾具設(shè)計相比，計算機輔助夾具設(shè)計有著無可比擬的優(yōu)越性：1、設(shè)計者從繁瑣的勞動中解放出來，提高了設(shè)計的效率和設(shè)計質(zhì)量，使設(shè)計者把更多的注意力放在創(chuàng)新性開發(fā)上面；2、可以把夾具設(shè)計人員的經(jīng)驗和智慧存入計算機，構(gòu)成專家系統(tǒng)，有利于夾具設(shè)計技術(shù)的繼承和發(fā)展；3、由于計算機輔助夾具設(shè)計采用了統(tǒng)一的系統(tǒng)程序，可以獲得相對統(tǒng)一的設(shè)計與優(yōu)化結(jié)果，有利于實現(xiàn)夾具設(shè)計的“三化” ，即通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。多年來，機械制造過程中把設(shè)計藍圖比喻成工程師的語言，對于機床專用夾具而言，也總是利用眾多視圖的不同投影來描繪，采用標(biāo)注各種線條和符號繪圖，不僅費時費力，而且一旦理解有誤或形體表現(xiàn)，將會影響產(chǎn)品的制造和質(zhì)量。采用計算機輔助設(shè)計方法，零件的造型如同車間中加工零件的過程一樣，設(shè)計完成以后，零件就“加工”出來了，這樣不需要很強的空間想象力就可以設(shè)計出產(chǎn)品的真實三維模型，經(jīng)過虛擬裝配，可清楚地檢驗出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性.空間布置是否干涉等問題。造型結(jié)束后，將設(shè)計模型投影到二維圖紙空間，就可自動生成工程圖紙的三視圖.軸側(cè)圖.剖視圖等，大大方便了設(shè)計過程，形象直觀易于接受，從而達到更快地設(shè)計機械產(chǎn)品。本課題在探討機床專用夾具的基本知識和基本理論的同時，研究如何利用計算機圖形學(xué)采用計算機輔助設(shè)計專用夾具以及如何對專用夾具進行可視化設(shè)計，形成專用夾具計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在機械加工過程中，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，減輕了勞動的強度。夾具的設(shè)計過程中，應(yīng)深入生產(chǎn)實際（對工件的圖紙、工藝文件、生產(chǎn)綱領(lǐng)等分析） ，進行調(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。從國內(nèi)外機械制造工藝的技術(shù)水平來看發(fā)展較迅速，出現(xiàn)了很多新型的加工工藝技術(shù)。如制造自動化：①在形式方面，制造自動化有三個方面的含義：代替人的體力勞動；代替或輔助人的腦力勞動；制造系統(tǒng)中人、機及整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管理、控制和優(yōu)化。②在功能方面，制造自動化代替人的體力勞動或腦力勞動僅僅是制造自動化功能目標(biāo)體系的一部分。制造自動化的功能目標(biāo)是多方面的，已形成一個有機體系。③在范圍方面，制造自動化不僅涉及到具體生產(chǎn)制造過程，而是涉及產(chǎn)品生命周期所有過程。1.1 國內(nèi)夾具發(fā)展史我國國內(nèi)的夾具始于 20 世紀(jì) 60 年代，當(dāng)時建立了面向機械行業(yè)的天津組合夾具廠，和面向航空工業(yè)的保定向陽機械廠，以后又建立了數(shù)個生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。在當(dāng)時曾達到全國年產(chǎn)組合夾具元件 800 萬件的水平。20 世紀(jì) 80 年代以后，兩廠又各自獨立開發(fā)了適合 NC 機床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國國內(nèi)的需求，還出口到美國等國家。當(dāng)前我國每年尚需進口不少 NC 機床、加工中心，而由國外配套孔系夾具，價格非常昂貴，現(xiàn)大都由國內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯。1.2 國外夾具發(fā)展史從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國。當(dāng)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。1.3 國內(nèi)外機床夾具發(fā)展現(xiàn)狀研究協(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(xí)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。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：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(zhǔn)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；6）提高機床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。【2】發(fā)展趨勢近些年來，隨著數(shù)控機床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代或加工設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)的機械加工的指導(dǎo)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)備加工功能的廣大化。給今后夾具的快速定位、快速裝夾提出了更高的要求。夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術(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)濟方向發(fā)展。三、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析1.本課題在探討機床專用夾具的基本知識和基本理論的同時，研究如何利用計算機圖形學(xué)采用計算機輔助設(shè)計專用夾具以及如何對專用夾具進行可視化設(shè)計，形成專用夾具計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)。熟練使用 solidworks的各項功能。2.可行性分析：對于車床夾具，國內(nèi)外的研究已經(jīng)相當(dāng)成熟，對于繪圖軟件的掌握是自己要努力學(xué)會的。圖書館是有很多機床夾具設(shè)計的書，我們在實習(xí)時也做過夾具設(shè)計，對夾具設(shè)計有個初步了解。所以是可行的。四、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路對于本課題需要重點研究的是如何給夾具定位，即定位元件的選取，安全性，可靠性，簡單，明了，便于拆卸。設(shè)計夾緊裝置時一定要注意可靠，安全。因為夾具和工件一起隨主軸旋轉(zhuǎn)，除了切削力還有離心力的影響。因此夾緊機構(gòu)所產(chǎn)生的夾緊力必須足夠，自鎖要可靠，以防止發(fā)生設(shè)備及人身事故。 并對一些定位元件進行參數(shù)化設(shè)計，自己制作一個標(biāo)準(zhǔn)件庫有關(guān)夾具的。這方面的書可以查看自己所學(xué)的一些基本課程，去圖書館查閱相關(guān)資料。車床夾具與主軸的連接方式? ? 由于加工中車床夾具隨車床主軸一起回轉(zhuǎn)，夾具與主軸的連接精度直接影響夾具的回轉(zhuǎn)精度，故要求車床夾具與主軸二者軸線有較高的同軸度，且要連接可靠。通常連接方式有以下幾種： （1）夾具通過主軸錐孔與主軸連接?（2）夾具通過過渡盤與機床主軸連接? ?對定位及夾緊裝置的要求?（1）為保證車床夾具的安裝精度，安裝時應(yīng)對夾具的限位表面進行仔細(xì)找正。? ?（2）設(shè)置定位元件時應(yīng)考慮使工件加工表面的軸線與主軸軸線重合。? ?車床夾具的平衡及結(jié)構(gòu)要求? ? 對角鐵式、花盤式等結(jié)構(gòu)不對稱的車床夾具，設(shè)計時應(yīng)采用平衡裝置以減少由離心力產(chǎn)生的振動及主軸軸承的磨損。? ? 車床夾具一般都是在懸臂狀態(tài)下工作的，為保證加工過程的穩(wěn)定性；夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單緊湊，輕便且安全，懸伸長度盡量小，使重心靠近主軸前支承。為保證安全，夾具體應(yīng)制成圓形，加具體上的各元件不允許伸出夾具體直徑之外。此外，夾具的結(jié)構(gòu)還應(yīng)便于工件的安裝、測量和切屑的順利排出或清理。五、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法了解零件的用途，分析零件的技術(shù)要求，加工余量和工序尺寸的確定。 借助計算機三維設(shè)計軟件及二維繪圖軟件，并借助圖書館的書籍完成本設(shè)計。遇到困難可以去請教老師及同學(xué)。六、進度計劃第一步:通過上網(wǎng)及查閱資料的方法完成開題報告。第二步:選擇車床需加工的零件，進行分析。第三步:方案數(shù)據(jù)處理。第四步:繪制夾具體零件圖及裝配圖。第五步:完成裝配體的爆炸式圖及動畫演示。第六步:撰寫設(shè)計說明書第七步:整理修改說明說及二維圖。序號 日期 進度安排1 2011.12-2012.1 開始進行畢業(yè)設(shè)計、熟悉題目及要求2 2012.2-2012.3 設(shè)計資料的收集及借閱3 2012.3-2012.4 分析研究所得到的設(shè)計資料4 2012.4.5-2012.4.10 方案設(shè)計、比較5 2012.4.10-2012.4.20 設(shè)計方案實施（設(shè)計、計算等）6 2012.4.20-2012.5.10 設(shè)計、論文整理及修改7 2012.5.10 畢業(yè)設(shè)計答辯七、參考文獻[1]吳拓.《現(xiàn)代機床夾具設(shè)計》.第二版.化學(xué)工業(yè)出版社,2011.[2]吳拓.《機床夾具設(shè)計》.第一版.機械工業(yè)出版社,2007.[3]大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.《機械制圖》.第六版.高等教育出版社,2007.[4]鄒青.《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》.第一版.機械工業(yè)出版社,1991.[5]胡仁喜,康士廷,路純紅等.《SolidWorks 2008中文版標(biāo)準(zhǔn)實例教程》.第三版.機械工業(yè)出版社, 2009.[6]吳宗澤,羅圣國.《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》.第三版.高等教育出版社,2009.[7]大連理工大學(xué)工程圖教研室.《畫法幾何學(xué)》.第六版.高等教育出版社,2007.[8]王忠.《機械工程材料》.第一版.清華大學(xué)出版社,2008 .[9]江洪,酈祥林等.《SolidWorks2009 基礎(chǔ)教程》.第三版.機械工業(yè)出版社,2009.[10]董玉紅,張立勛.《機械控制工程基礎(chǔ)》.第二版.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2009.[11]吳恒文.《機械加工工藝基礎(chǔ)》.第一版.高等教育出版社,2009.[12]韓進紅.《互換性與技術(shù)測量》.第一版.第三版.高等教育出版社,2009.[13]陳日曜.《金屬切削原理》.第二版.機械工業(yè)出版社,2009.學(xué)生簽名 張戰(zhàn)軍 2012年 3月 1日指導(dǎo)教師審閱意見指導(dǎo)教師簽名 年 月 日