机械制造课题调研报告样本.doc

实习（调研）汇报

一 课题起源及意义
本课题是对制动杆零件工艺规程及40×30面铣削夹具设计，对此研究我查阅了大量资料，首先明白机械加工工艺过程就是用切削方法改变毛坯形状、尺寸和材料物理机械性质成为含有所需要一定精度、粗糙度等零件。
在整工艺规程个设计过程中,我们将学习到更多知识。
（一）我们必需仔细了解零件结构，认真分析零件图,培养我们独立识图能力,增强我们对零件图认识和了解,经过对零件图绘制,不仅能增强我们绘图能力和利用autoCAD软件能力。
（二）制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算、工时定额计算、定位误差分析等。在整个设计中也是很关键,经过这些设计,不仅让我们更为全方面地了解零件加工过程、加工尺寸确实定,而且让我们知道工艺路线和加工余量确实定,必需和工厂实际机床相适应。 这对以前学习过知识复习,也是以后工作一个铺垫。
（三）在这个设计过程中,我们还必需考虑工件安装和夹紧.安装正确是否直接影响工件加工精度,安装是否方便和快速,又会影响辅助时间长短,从而影响生产率,夹具是加工工件时,为完成某道工序,用来正确快速安装工件装置.它对确保加工精度、提升生产率和减轻工人劳动量有很大作用。这是整个设计关键,也是一个难点。
在设计工艺规程以后，我还要进行40×30面铣削夹具设计。
夹具又称卡具。从广义上说，在工艺过程中任何工序，用来快速、方便、安全地安装工件装置，全部可称为夹具。
夹具关键作用表现在以下多个方面。
　　（一）缩短辅助时间，提升劳动生产率
　　 夹具使用通常包含两个过程：其一是夹具本身在机床上安装和调整，这个过程关键是依靠夹具本身定向键、对刀块来快速实现，或经过找正、试切等方法来实现，但速度稍慢；其二是被加工工件在夹具中安装，这个过程因为采取了专用定位装置(如V形块等)，所以能快速实现。
　　（二）确保并稳定加I精度，确保产品质量
　　 加工过程中，工件和刀具相对位置轻易得到确保，而且不受多种主观原因影响，所以工件加工精度稳定可靠。
　　（三）降低对操作工人技术要求和工人劳动强度
　　 因为多数专用夹具夹紧装置只需厂人操纵按钮、手柄即可实现对工件夹紧，这在很大程度上降低了工人找正和调整工件时间和难度，或根本不需要找正和调整，所以，这些专用夹具使用降低了对工人技术要求并减轻了工人劳动强度。
　　（四）机床加工范围得到扩大
　　 很多专用夹具不仅能装夹某一个或一类工什，还能装夹不一样类工件，而且有夹具本身还可在不一样类机床上使用，这些全部扩大了机床加工范围。
二、中国外发展情况
多年来，机械制造工艺有着飞速发展。比如，应用人工智能选择零件工艺规程。因为特种加工微观物理过程很复杂，往往包含电磁场、热力学、流体力学、电化学等很多领域，其加工机理理论研究极其困难,通常极难用简单解析式来表示。多年来，即使各国学者采取多种理论对不一样特种加工技术进行了深入研究，并取得了卓越理论成就，但离定量实际应用还有一定距离。然而采取每一个特种加工方法所取得加工精度和表面 质量和加工条件参数间全部有其规律。所以，现在常采取研究传统切削加工机理试验统计方 法来了解特种加工工艺规律，方便实际应用，但还缺乏系统性。受其限制，现在特种加工 工艺参数只能凭经验选择，还难以实现最优化和自动化，比如，电火花成形电极沉入式 加工工艺，它在占电火花成形机床总数95%以上非数控电火花成形加工机床和较大尺寸模具型腔加工中得到广泛应用。即使已经有学者对其CAD、CAPP和CAM原理开展了部分研究，并取得了部分结果，但因为工艺数据缺乏，仍未有成熟商品化CAD/CAM系统问世。通常 只能采取手工方法或部分借助于CAD造型、部分生成复杂电极三维型面数据。伴随模糊 数学、神经元网络及教授系统等多个人工智能技术成熟发展，大家开始尝试利用这一技术 来建立加工效果和加工条件之间定量化精度、效率、经济性等试验模型，并得到了初步 结果。所以，经过试验建模，将经典加工实例和加工经验作为知识存放起来，建立描述特 种加工工艺规律可扩展性开放系统条件已经成熟。并为深入开展特种加工加工工艺过程计算机模拟，应用人工智能选择零件工艺规程和虚拟加工奠定基础。
同时，在机械加工过程中，夹具占有很关键地位，它可靠地确保了工件加工精度，提升了加工效率，减轻了劳动强度，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环境保护方向发展带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。
　　（一）高精
　　伴随机床加工精度提升，为了降低定位误差，提升加工精度，对夹具制造精度要求更高。高精度夹具定位孔距精度高达±5μm，夹具支承面垂直度达成0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler(戴美乐)企业制造4m长、2m宽孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为±0.03mm；精密平口钳平行度和垂直度在5μm以内；夹具反复安装定位精度高达±5μm；瑞士EROWA柔性夹具反复定位精度高达2~5μm。机床夹具精度已提升到微米级，世界著名夹具制造企业全部是精密机械制造企业。诚然，为了适应不一样行业需求和经济性，夹含有不一样型号，和不一样档次精度标准供选择。
　　（二）高效
　　为了提升机床生产效率，双面、四面和多件装夹夹具产品越来越多。为了降低工件安装时间，多种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功效部件不停地推陈出新。新型电控永磁夹具，加紧和松开工件只用1~2秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工发明了条件。为了缩短在机床上安装和调整夹具时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具安装和校正。采取美国Jergens(杰金斯)企业球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提升生产效率作用。
　　（三）模块、组合
　　夹具元件模块化是实现组合化基础。利用模块化设计系列化、标准化夹具元件，快速组装成多种夹具，已成为夹具技术开发基点。省工、省时，节材、节能，表现在多种优异夹具系统创新之中。模块化设计为夹具计算机辅助设计和组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、经典夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具切削过程，既能为用户提供正确、合理夹具和元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不停地改善和完善夹具系统。组合夹具分会和华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询和开发公共平台，争取实现夹具设计和服务通用化、远程信息化和经营电子商务化。
　（四）通用、经济
　　夹具通用性直接影响其经济性。采取模块、组合式夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统可重组性、可重构性及可扩展性功效强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能表现出经济性好。德国demmeler(戴美乐)企业孔系列组合焊接夹具，仅用具种、规格极少配套元件，即能组装成多个多样焊接夹具。元件功效强，使得夹具通用性好，元件少而精，配套费用低，经济实用才有推广应用价值。
三、本课题研究目标
本课题研究求对支架零件进行合理工艺设计，包含零件每一道工序选择设备、切削刀具、切削用量、定位方法等，并要求绘出工序图。另外要求对某夹具进行设计。使学生把所学过部分机械方面基础知识,机械制造工艺学,夹具和和目前最常见画图软件AutoCAD,有机结合起来,培养学生系统设计能力,，为培养学生独立分析问题和处理问题能力打下良好基础。经过设计使学生熟悉加工件工艺分析过程,设计出最好工艺方案.经过刀具合理选择和夹具实际设计,提升学生分析问题,处理问题能力,更关键是让学生绘图能力有进步提升.
四、研究内容
本课题研究求对零件进行合理工艺设计，包含零件每一道工序选择设备、切削刀具、切削用量、定位方法等，并要求绘出工序图。另外要求对某夹具进行设计。使学生能把所学机械制造工艺，金属切削原理及工艺装备设计基础知识系统有机结合起来，为培养学生独立分析问题和处理问题能力打下良好基础。
五、课题研究方法和手段
依据不一样研究对象拟采取不一样研究手段（路径），本课题包含两方面内容：
制动杆加工工艺设计和夹具设计
制订工艺规程研究路径和可行性分析
毛坯选择：
依据生产纲领和零件结构选择毛坯，毛坯类型通常在零件图上已经有要求。对于铸件和锻件应了解其分模面、浇口、冒口位置和拔模率，方便在选择定位基准和计算加工余量时有所考虑。假如毛坯是棒料或型材，则按其标正确定尺寸规格，并决定每批加工件数。
毛坯种类和其质量对机械加工质量有亲密关系。同时对提升劳动生产率、节省材料、降低成本有很大影响。制动杆毛坯材料为灰铸铁（HT150），硬度范围在150～200HBS，承受中等载荷。采取砂型铸造方法，因为大批量生产故宜采取实体模样（金属模）进行两箱造型，这不仅简化了造型和合箱操作，还因型砂紧实度较为均匀，铸件表面质量得到提升。在切削加工前进行石墨化退火处理，消除铸件表层和壁厚较薄部位可能出现白口组织（大量渗碳体出现）方便进行切削加工。
拟订工艺路线：
表示零件加工次序及加工方法，分出工序，安装或工位及工步等。并选择各工序所使用机床型号、刀具、夹具及量具等。拟订工艺路线从实际出发，理论联络实际和工人结合起来。常常需要提出多个方案，进行分析比较后再确定。
计算切削用量、加工余量及工时定额：
查阅《切削用量手册》等资料并进行计算确定。现在，对单件小批量生产不要求切削用量，而是由操作工人依据经验自行选定，但对于自动线和流水线，为确保生产节拍，必需要求切削用量，并不能随意改变。计算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序加工质量以确保最终加工质量。工时定额通常按各工厂实际经验积累起来统计资料来估算。伴随生产发展，工艺改善，新工艺，新技术不停出现，工时定额应进行对应修改。
对机械加工工艺规程基础要求可归结为质量、生产率和经济性。即使有时相互矛盾，但只要把它们处理好，就会成为一个统一体。在三个要求中，质量是首要。质量表现在机械产品各项技术性能指标，质量不能确保，根本谈不上数量；质量和生产率之间是亲密联络，在确保质量前提下，应该不停地最大程度地提升生产率，满足生产量要求。假如二者矛盾，则生产率要服从于质量，应在确保质量前提下处理生产率问题。在确保质量前提下，应尽可能节省花费，降低投资，降低制造成本，这就是经济性。
所以制动杆工艺规程研究路径应该表现质量、生产率和经济性统一，达成经济合理及可行最优方案。
夹具设计研究路径和可行性分析
制动杆镗、铣、钻等工序使用专用夹具，这类夹具特点是针对性强、结构紧凑、操作简便、生产率高。
夹具设计最关键是要求对工件定位正确，且满足定位精度要求。为了处理此问题，首先得了解影响定位精度原因。然后采取方法处理具体问题。如定位基准和定位元件配合情况和影响定位精度，那么能够提升夹具制造精度，减小配合间隙就能提升夹具在机床上定位精度。
除此之外，选择夹具类型和结构型式必需和零件生产批量大小相适应，夹具结构和零部件应含有足够刚度和强度，从而确保夹具操作方便、夹紧可靠、使用安全、并有合理装卸空间。
六、课题研究进度安排
毕业设计总共12周，大致安排以下：
第1周：接收任务书，了解设计课题关键任务，查找相关中外文资料，调查中国外现实状况，写相关调研汇报，初步完成外文翻译工作。
第2周：分析给定参考资料，复原设计加工零件工作图。
第3周：设计加工工艺过程卡和加工工序卡。
第4周：工装夹具结构方案设计。
第5周：初步绘制工装夹具装配图。
第6周：完成绘制工装夹具装配图。
第7周：拆画一套夹具零件图。
第8至11周：支架及其工装夹具三维造型。
第12周：编写设计计算说明书提交初稿。
第13周：修改图纸和说明书并打印。
第14周：论文整理、装订和参与答辩。
七、试验方案可行性分析
1.个人知识准备、开发能力方面
我经过课程设计基础了解夹具设计和原理，夹具方面基础知识掌握也比较牢靠，设计部件层次比较清楚，对电脑绘图软件有基础了解，外语水平较高，学习新事物能力较强。
2.开发工具方面
Pro.ENGINEER.Wildfire.2.0软件：
Pro/ENGINEER是采取参数化设计、基于特征实体模型化系统，工程设计人员采取含有智能特征基于特征功效去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，设计者能够随意勾画草图，轻易改变模型。
Pro/ENGINEER有以下特点：
特征驱动：凸台、孔、倒角、腔、壳等；
参数化：参数、尺寸、图样中特征、载荷、边界条件等；
经过零件特征值之间，载荷/边界条件和特征参数之间关系来进行设计。
支持大型、复杂组合件设计：规则排列系列组件，交替排列，Pro/PROGRAM多种能用零件设计程序化方法等。
贯穿全部应用全局相关性：设计中，任何部分变动全部将引发和之相关每个部分变动。
八、已含有试验条件
加工零件图参考样图1张
专用计算机1台硬件环境：
CPU：Mobile Intel(R) Pentium(R)4-M 2.40GHz
内存：1G
软件环境：
操作系统：Microsoft Windows XP Home Edition sp2
开发工具：Pro.ENGINEER.Wildfire.3.0.AutoCAD.
Microsoft Office
浏览器：Microsoft Internet Explorer 6.0

九、参考文件
[1] 祁志红．机械制造基础[M]，北京：电子工业出版社，.
[2] 王道宏．机械制造技术[M]，杭州：浙江大学出版社，.
[3] 何七荣．机械制造工艺和工装[M]，北京：高等教育出版社，.
[4] 王茂元．金属切削加工方法和设备[M]，北京：高等教育出版社，.
[5] 倪森寿．机械制造工艺和装备[M]，北京：化学工业出版社，.
[6] 周伟平．机械制造技术[M]．武汉：华中科技大学出版社，.
[7] 张福润等．机械制造技术[M]．武汉：华中科技大学出版社，。
[8] 徐惠元、曾家驹．机械制造工艺学[M]．北京：机械工业出版社，.
[9] 刘志刚．机械制造基础[M]．北京；高等教育出版社，.
[10] 王明耀、张兆隆．机械制造技术[M]，北京：高等教育出版社，.
[11] Case-Based Reasoning in Conceptual Design[J]，CADDM,1998.