基于SolidWorks车床夹具虚拟设计【开合螺母】【说明书+CAD】
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塔里木大学毕业论文(设计)开题报告课题名称 基于solidworks车床夹具虚拟设 学生姓名 张战军 学 号 8011208103 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 机械设计 班 级 12-1 指导教师 丁羽 起止时间 2012.3-2012.6 机械电气化工程学院教务办制填 表 说 明一、学生撰写开题报告应包含的内容:1、本课题来源及研究的目的和意义;2、本课题所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析;3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析;4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路;5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法;6、完成本课题的工作方案及进度计划;7、主要参考文献(不少于7篇)。二、本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在接到“毕业论文(设计)任务书”的两周内独立撰写完成,并交指导教师审阅。三、开题报告要求手写体,字数在3000字以上,由学生在本报告册内填写,页面不够可自行添加A4纸张。四、每个毕业论文(设计)课题须提交开题报告一式三份,一份学生本人留存,一份指导教师存阅,一份学生所在学院存档,备检备查。一、选题的背景及意义夹具作为制造企业中重要的基础工艺装备,广泛应用于加工、检测和装配等制造过程中。作为生产准备的重要组成部分,夹具设计的效率直接影响到制造的生产准备时间和产品成本。一般来说,夹具设计过程不仅需要大量的有关零件设计、工艺和加工的数据,同时还需要设计人员具有很丰富的领域知识和设计经验。随着计算机技术的飞速发展,实现快速生产准备的计算机辅助夹具设计(CAFD)技术成为国际上竞相研究的热点,它已经越来越多的取代传统的手工夹具设计。与传统的夹具设计相比,计算机辅助夹具设计有着无可比拟的优越性:1、设计者从繁琐的劳动中解放出来,提高了设计的效率和设计质量,使设计者把更多的注意力放在创新性开发上面;2、可以把夹具设计人员的经验和智慧存入计算机,构成专家系统,有利于夹具设计技术的继承和发展;3、由于计算机辅助夹具设计采用了统一的系统程序,可以获得相对统一的设计与优化结果,有利于实现夹具设计的“三化”,即通用化、标准化、系列化。 多年来,机械制造过程中把设计蓝图比喻成工程师的语言,对于机床专用夹具而言,也总是利用众多视图的不同投影来描绘,采用标注各种线条和符号绘图,不仅费时费力,而且一旦理解有误或形体表现,将会影响产品的制造和质量。 采用计算机辅助设计方法,零件的造型如同车间中加工零件的过程一样,设计完成以后,零件就“加工”出来了,这样不需要很强的空间想象力就可以设计出产品的真实三维模型,经过虚拟装配,可清楚地检验出产品结构的合理性.空间布置是否干涉等问题。造型结束后,将设计模型投影到二维图纸空间,就可自动生成工程图纸的三视图.轴侧图.剖视图等,大大方便了设计过程,形象直观易于接受,从而达到更快地设计机械产品。 本课题在探讨机床专用夹具的基本知识和基本理论的同时,研究如何利用计算机图形学采用计算机辅助设计专用夹具以及如何对专用夹具进行可视化设计,形成专用夹具计算机辅助设计系统。二、国内外研究现状在机械加工过程中,夹具占有重要的地位。它可靠地保证了工件的加工精度,提高了加工效率,减轻了劳动的强度。夹具的设计过程中,应深入生产实际(对工件的图纸、工艺文件、生产纲领等分析),进行调查研究,吸取国内外的先进技术,制订出合理的设计方案。从国内外机械制造工艺的技术水平来看发展较迅速,出现了很多新型的加工工艺技术。如制造自动化:在形式方面,制造自动化有三个方面的含义:代替人的体力劳动;代替或辅助人的脑力劳动;制造系统中人、机及整个系统的协调、管理、控制和优化。在功能方面,制造自动化代替人的体力劳动或脑力劳动仅仅是制造自动化功能目标体系的一部分。制造自动化的功能目标是多方面的,已形成一个有机体系。在范围方面,制造自动化不仅涉及到具体生产制造过程,而是涉及产品生命周期所有过程。1.1 国内夹具发展史我国国内的夹具始于20世纪60年代,当时建立了面向机械行业的天津组合夹具厂,和面向航空工业的保定向阳机械厂,以后又建立了数个生产组合夹具元件的工厂。在当时曾达到全国年产组合夹具元件800万件的水平。20世纪80年代以后,两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统,不仅满足了我国国内的需求,还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口不少NC机床、加工中心,而由国外配套孔系夹具,价格非常昂贵,现大都由国内配套,节约了大量外汇。1.2 国外夹具发展史从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。当前国际上的夹具企业均为中小企业,专用夹具、可调整夹具主要接受本地区和国内订货,而通用性强的组合夹具已逐步成熟为国际贸易中的一个品种。有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料,但欧美市场上一套用于加工中心的央具,而组合夹具的大型基础件尤其昂贵。由于我国在组合夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势,随着我国加入WTO和制造业全球一体化的趋势,特别是电子商务的日益发展,其中蕴藏着很大的商机,具有进一步扩大出口良好前景。1.3国内外机床夹具发展现状研究协会的统计表明,目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代,以适应市场的需求与竞争。然而,一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具,一般在具有中等生产能力的工厂,里约拥有数千甚至近万套专用夹具;另一方面,在多品种生产的企业中,每隔34年就要更新5080左右专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为1020左右。特别是近年来,数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统、(FMS)等新加工技术的应用,对机床夹具提出了如下新的要求:1)能迅速而方便地装备新产品的投产,以缩短生产准备周期,降低生产成本;2)能装夹一组具有相似性特征的工件;3)能适用于精密加工的高精度机床夹具;4)能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具;5)采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置,以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率;6)提高机床夹具的标准化程度。【2】发展趋势 近些年来,随着数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统等现代或加工设备的广泛应用,使传统的机械加工的指导方法发生了重大变革,夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具,转变为装夹、定位。而数字化的设备加工功能的广大化。给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。 夹具是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。三、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析 1.本课题在探讨机床专用夹具的基本知识和基本理论的同时,研究如何利用计算机图形学采用计算机辅助设计专用夹具以及如何对专用夹具进行可视化设计,形成专用夹具计算机辅助设计系统。熟练使用solidworks的各项功能。 2.可行性分析:对于车床夹具,国内外的研究已经相当成熟,对于绘图软件的掌握是自己要努力学会的。图书馆是有很多机床夹具设计的书,我们在实习时也做过夹具设计,对夹具设计有个初步了解。所以是可行的。四、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路 对于本课题需要重点研究的是如何给夹具定位,即定位元件的选取,安全性,可靠性,简单,明了,便于拆卸。设计夹紧装置时一定要注意可靠,安全。因为夹具和工件一起随主轴旋转,除了切削力还有离心力的影响。因此夹紧机构所产生的夹紧力必须足够,自锁要可靠,以防止发生设备及人身事故。 并对一些定位元件进行参数化设计,自己制作一个标准件库有关夹具的。这方面的书可以查看自己所学的一些基本课程,去图书馆查阅相关资料。 车床夹具与主轴的连接方式由于加工中车床夹具随车床主轴一起回转,夹具与主轴的连接精度直接影响夹具的回转精度,故要求车床夹具与主轴二者轴线有较高的同轴度,且要连接可靠。通常连接方式有以下几种: (1) 夹具通过主轴锥孔与主轴连接(2) 夹具通过过渡盘与机床主轴连接 对定位及夹紧装置的要求(1)为保证车床夹具的安装精度,安装时应对夹具的限位表面进行仔细找正。(2)设置定位元件时应考虑使工件加工表面的轴线与主轴轴线重合。 车床夹具的平衡及结构要求对角铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具,设计时应采用平衡装置以减少由离心力产生的振动及主轴轴承的磨损。 车床夹具一般都是在悬臂状态下工作的,为保证加工过程的稳定性;夹具结构应力求简单紧凑,轻便且安全,悬伸长度尽量小,使重心靠近主轴前支承。为保证安全,夹具体应制成圆形,加具体上的各元件不允许伸出夹具体直径之外。此外,夹具的结构还应便于工件的安装、测量和切屑的顺利排出或清理。五、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法 了解零件的用途,分析零件的技术要求,加工余量和工序尺寸的确定。 借助计算机三维设计软件及二维绘图软件,并借助图书馆的书籍完成本设计。遇到困难可以去请教老师及同学。六、进度计划第一步:通过上网及查阅资料的方法完成开题报告。第二步:选择车床需加工的零件,进行分析。第三步:方案数据处理。第四步:绘制夹具体零件图及装配图。第五步:完成装配体的爆炸式图及动画演示。第六步:撰写设计说明书第七步:整理修改说明说及二维图。序号日期进度安排12011.12-2012.1开始进行毕业设计、熟悉题目及要求22012.2-2012.3设计资料的收集及借阅32012.3-2012.4分析研究所得到的设计资料42012.4.5-2012.4.10方案设计、比较52012.4.10-2012.4.20设计方案实施(设计、计算等)62012.4.20-2012.5.10设计、论文整理及修改72012.5.10毕业设计答辩七、参考文献1吴拓.现代机床夹具设计.第二版.化学工业出版社,2011.2吴拓.机床夹具设计.第一版.机械工业出版社,2007.3大连理工大学工程图学教研室.机械制图.第六版.高等教育出版社,2007.4邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程.第一版.机械工业出版社,1991.5胡仁喜,康士廷,路纯红等.SolidWorks 2008中文版标准实例教程.第三版.机械工业出版社, 2009.6吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册.第三版.高等教育出版社,2009.7大连理工大学工程图教研室.画法几何学.第六版.高等教育出版社,2007.8王忠.机械工程材料.第一版.清华大学出版社,2008 .9江洪,郦祥林等.SolidWorks2009基础教程.第三版.机械工业出版社,2009.10董玉红,张立勋.机械控制工程基础.第二版.哈尔滨工业大学出版社,2009.11吴恒文.机械加工工艺基础.第一版.高等教育出版社,2009.12韩进红.互换性与技术测量.第一版.第三版.高等教育出版社,2009.13陈日曜.金属切削原理.第二版.机械工业出版社,2009. 学生签名 张战军 2012年3月1日指导教师审阅意见指导教师签名 年 月 日
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