机械专科开题报告
机械专科开题报告 1 1 、
课题名称：
数控铣床及加工中心产品设计
2 2 、选题理由
制造技术是各国经济竞争的重要支柱之一，经济的成功在很大程度上得益于先进的制造技术，而机床是机械制造技术重要的载体，它标志着一个国家的生产能力和技术水平。
机床工业是国民经济的一个重要先行部门，担负这为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，以 4 1994 年为例，全世界基础的消费额达 7 261.7 亿美元。其中美国的消费额 6 56 亿美元、中国6 33.6 亿美元。所以，在我国国民经济建设中，机床工业起着重要的作用。然而在机械制造业中，大批大量生产时采用专用机床、组合机床、专用自动线等并配以相应的工装，这些设备的初期投资费用大、生产准备时间长，并且不适应产品的更新换代。单件小批生产时，由于产品多变而不宜采用专用机床，特别是在国防、航空、航天和深潜的部门，其零件的精度要求非常高，几何 形状也日趋复杂，且改型频繁，生产周期短，这就要求迅速适应不同零件的加工。书空机床就是在这样的背景下产生和发展起来的一种新型自动化机床，它较好的解决了小批量、品种多变化、形状复杂和精度高的零件的自动化加工问题。随着计算机技术，特别是微型计算机技术的发展及其在数控机床上的应用，机床数控技
术正从普通数控向计算机数控发展。一个国家数控机床的拥有量（相对值），标志着这个国家机械制造业的现代化程度。数控铣床和加工中心因其特有的加工方式及其加工范围广在数控机床中占有重大的比例，因此研究《数控铣床及加工中心产品设计》具有重 大意义。
3 3 、国内外研究现状
当今世界，工业发达国家对机床工业高度重视，竞相发展机电一体化、高质量、高精、高效、自动化先进机床，以加速工业和国民经济的发展。长期以来，欧、美、亚在国际市场上相互展开激烈竞争，已形成一条无形战线，特别是随微电子、计算机技术的进步，数控机床在 0 20 世纪 0 80 年代以后加速发展，各方用户提出更多需求，早已成为四大国际机床展上各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。中国加入 O WTO 后，正式参与世界市场激烈竞争，今后如何加强机床工业实力、加速数控机床产业发展，实是紧迫而又艰巨 的任务。数控机床出现至今的0 50 年，随科技、特别是微电子、计算机技术的进步而不断发展。美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多的国家。
例如：在 9 19 世纪初时是 m 1mm 级，到 0 20 世纪初时提高到了 0.01mm近 级。而近 0 30 从 年来，普通机械加工的精度已从 m 0.01mm 提高到m 0.005mm 级，精密加工的精度已从 m 1um 级提高到 m 0.02um 级，超精密加工的精度已从 0 0 ～m 0.01um 级进入纳米级。在表面粗糙度方
面，日本用萤光碳素泡沫抛光剂和细微 2 SiO2 粉末抛光工作，成功获得了小于 0.0005um m 的表面粗糙度。过去们只注意表面粗糙度、波度和纹理等表面特征，忽视了表面之下 m 0.38mm 范围内的内部效应，即次表面效应对零件可靠性的影响。这方面尚需深入。
研究，采取相应措施，方能提高产品的质量和使用寿命及可靠性。
中国於 8 1958 年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。在 1958 ～9 1979 年间为第一阶段，从 9 1979 年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、终因表现欠佳，无法用於生产而停顿。主要存在的问题 是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国（地区）引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。在 0 20 余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能 、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不
能独立发展，基本上处於从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。
4 4 、研究内容：
1. 按图纸要求制定真确的工艺方案；
2. 选 择合理的刀具和切削工艺参数；
3. 编写数控加工程序。
5 5 、研究方法：
首先阅读大量相关文献资料，教材及新闻背景资料，包括机械制造的原理及方法，质量管理应用，数控机床现有技术水准，国际水平探讨方面的书籍，报刊。以了解可靠性的内容，质量管理的概况和数控机床领域的基本知识体系。然后通过调研，进一步了解企业现状及需求。接下来进行分析与设计。确定数据来源的真实准确。再进行系统设计。由于现有设备所采用的是分析设计方法，因此可以首先对原有设备进行适当的测试与调试，然后使用快速原型方法来提高加工质量，等得到企业有效的反馈信 息后再可以考虑用统计分析法和棕合法进行接下去的再分析，再设计
6 6 、进展按排：
1 1 、准备阶段（2 12 月 月 5 15 日～2 12 月 月 0 30 日）。搜集有关资料，准备
参考资料。
2 2 、完成开题报告及论文大纲交老师批阅（1 1 月1 1 日～1 1 月 15 日）。
3 3 、依据论文大纲完成论文一稿交老师批阅（1 1 月 月 6 16 日～3 3 月 月 10日）。
4 4 、完成论文二稿交老师批阅（3 3 月 月 1 11 日～4 4 月 月 0 10 日）。
5 5 、完成三稿（4 4 月 月 1 11 日～4 4 月 月 0 30 日）。
6 6 、完成相关论文简介、答辩提纲，准备答辩阶段（5 5 月 月 1 1 日～5 5月 月 0 10 日）。
7 7 、毕业设计答辩阶段（5 5 月中旬）。
7 7 、主要参考资料：
1 1 、周昌治, , 杨忠鉴, , 赵之渊, , 陈广凌, , 机械制造工艺学, , 重庆大学出版社出版7 ,2017 年 年 2 12 月第 6 6 次印刷. .
2 2 、张丽华, , 马立克，数控编程与加工技术，大连理工大学出版社7 ,2017 年 年 7 7 月第 2 2 版. .
3 3 、杨建明, , 数控加工工艺与编程, , 北京理工大学出版社7 ,2017 年 年 4 4月第 3 3 次印刷. .
4 4 、吕天玉, , 宫波, , 公差配合与测量技术, , 大连理工大学出版社，7 2017 年 年 7 7 月第 3 3 次印刷. .
5 5 、高波, , 机械制造基础, , 大连理工大学出版社7 ,2017 年 年 8 8 月第 1 1次印刷. .
6 6 、黄鹤汀, , 王芙蓉, ,）
金属切削机床（上册）, ,， 机械工业出版社， 2017年7 7 月第1 1 版第 10 次印刷. . 机械专科开题报告本课题是对制动杆
零件工艺规程及 40 ×0 30 面铣削夹具的设计，对此研究我查阅了大量的资料，首先明白机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。
在整工艺规程个设计过程中, , 我们将学习到更多的知识。
( ( 一) ) 我们必须仔细了解零件结构，认真分析零件图, , 培养我们独立识图能力, , 增强我们对零件图的认识和了解, , 通过对零件图的绘制, , 不仅能增强我们的绘图能 力和运用 D autoCAD 软件的能力。
( ( 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。在整个设计中也是非常重要的, , 通过这些设计, , 不仅让我们更为全面地了解零件的加工过程、加工尺寸的确定, , 而且让我们知道工艺路线和加工余量的确定, , 必须与工厂实际的. . 机床相适应。这对以前学习过的知识的复习, , 也是以后工作的一个铺垫。
( ( 三) ) 在这个设计过程中，我们还必须考虑工件的安装和夹紧。安装的正确与否直接影响工件加工精度，安装是否方便和迅速, , 又会影响辅助时间的长短，从而影响生产率, , 夹具是加工工件时，为完成 某道工序，用来正确迅速安装工件的装置。它对保证加工精度、提高生产率和减轻工人劳动量有很大作用。这是整个设计的重点，也是一个难点。
在设计工艺规程之后，我还要进行 40 ×0 30 面铣削夹具的设计。
夹具又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅
速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。
夹具的主要作用表现在以下几个方面。
( ( 一) ) 缩短辅助时间，提高劳动生产率。
( ( 二) ) 确保并稳定加 I I 精度，保证产品质量。
( ( 三) ) 降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强度。
( ( 四) ) 机床的加工范围得到扩大。
论文主要内容( ( 提纲) ) ：
根据不同的研究对象拟采用不同的研究手段( ( 途径) ) ，本课题包括两方面内容：
1 1 、制动杆加工工艺的设计和夹具设计。
2 2 、制定工艺规程的研究途径和可行性分析。
毛坯的选择：
根据生产纲领和零件结构选择毛坯，毛坯的类型一般在零件图上已有规定。对于铸件和锻件应了解其分模面、浇口、冒口位置和拔模率，以便在选择定位基准和计算加工余量时有所考虑。如果毛坯是棒料或型材，则按其标准确定尺寸规格，并决定每批加工件数。
毛坯的种类和其质量对机械加工的质量有密切的关系。同时对提高劳动生产率、节约材料、降低成本有 很大的影响。制动杆毛坯材料为灰铸铁 (HT150)在 ，硬度范围在 150 ～ 200HBS ，承受中等载荷。采用砂型铸造方法，由于大批量生产故宜采用实体模样( ( 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，铸件的表面质量得到提高。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的部位可能出现的白口组织( ( 大量渗碳体出现) ) 以便进行切削加工。
拟订工艺路线：
表示零件的加工顺序及加工方法，分出工序，安装或工位及工步等。并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。拟订工艺路线从实际出发，理 论联系实际和工人结合起来。常常需要提出几个方案，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。目前，对单件小批量生产不规定切削用量，而是由操作工人根据经验自行选定，但对于自动线和流水线，为保证生产的节拍，必须规定切削用量，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的加工质量以保证最终加工质量。工时定额一般按各工厂的实际经验积累起来的统计资料来估算。随着生产的发展，工艺的改。
进，新工艺，新技术的不断出现，工时定额应进行相应的修改。
对机械加 工工艺规程基本要求可归结为质量、生产率和经济性。虽然有时互相矛盾，但只要把它们处理好，就会成为一个统一体。在三个要求中，质量是首要的。质量表现在机械产品的各项技术性能指标，质量不能保证，根本谈不上数量; ; 质量和生产率之间是密切联系的，在保证质量的前提下，应该不断地最大限度地提高生产率，满足生产量的要求。如果两者矛盾，则生产率要服从
于质量，应在保证质量的前提下解决生产率问题。在保证质量的前提下，应尽可能的节约耗费，减少投资，降低制造成本，这就是经济性。
因此制动杆的工艺规程研究途径应该体现质量、生产率和经济性的 统一，达到经济合理及可行的最优方案。
夹具设计的研究途径和可行性分析
制动杆镗、铣、钻等工序使用的专用夹具，此类夹具的特点是针对性强、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。为了解决此问题，首先得了解影响定位精度的因素。然后采取措施解决具体的问题。如定位基准与定位元件的配合状况和影响定位精度，那么可以提高夹具的制造精度，减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。除此之外，选择夹具的类型与结构型式必须与零件生产批量大小相适应，夹具结构与零部件应具有足够的刚度和强度，从而保证夹具操作方便、夹紧可靠、使用安全、并有合理的装卸空间。
进度安排：
第 第 1 1 周：接受任务书，理解设计课题的主要任务，查找相关的中外文资料，调查国内外现状，写 相关调研报告，初步完成外文翻译工作。
第 第 2 2 周：分析给定参考资料，复原设计加工零件工作图。
第 第 3 3 周：设计加工工艺过程卡和加工工序卡。
第 第 4 4 周：工装夹具结构方案设计。
第 第 5 5 周：初步绘制工装夹具装配图。
第 第 6 6 周：完成绘制工装夹具装配图。
第 第 7 7 周：拆画一套夹具零件图。
第 第 8 8 至 至 1 11 周：支架及其工装夹具三维造型。
第 第 2 12 周：编写设计计算说明书提交初稿。
第 第 3 13 周：修改图纸和说明书并打印。