组合机床及夹具设计开题报告

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊一：课题名称粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计

二：目的和意义

众所周知制造业作为我国的支柱产业，而制造业的主体和基础是机床行业，全球经济贸易的一体化对我国制造业的要求不断提高，然而各种技术壁垒已经阻碍了我国机床行业走向国际化，怎样刷新这被动局面，积极的应对挑战、抓住机遇、赢得发展的契机，成为机床行业普遍面临的问题。机床改造或者说对组合机床总体设计及其对应夹具设计的优化在汽车、机床、内燃机、航空等行业应用广泛，并批量投入生产。

对于属于多功能的组合机床，工业领域内有很多贴切的称呼来形容它，如“多任务处理装置”、“多功能机床”、“多程序生产系统”等，它可谓是加工领域的新星，可降低成本和简化配置，过去只有使用多机操作才能完成的任务，现在可以集中到一台机床上加工完成，由于市场需求的不断变化，我们通过对机床总体设计及其对应夹具设计的优化，使产品的生产周期更短，效率更高，这是其一；由于产品的生命周期在不断缩短，故今天的市场更加强烈需求组合机床，这是其二；还有就是由于组合机床是一种技术综合性很高的高技术专用产品，根据用户的特殊要求而设计的，涉及到了加工工艺，刀具，测量，控制诊断监控，清洗，装配和试泄等技术，我国组合机床技术水平相对发达国家要落后一些，国内所需要的一些高水平组合机床都是从国外进口，工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，从而使产品的生产成本提高，这是其三；由以上三点得知，对组合机床总体设计及专门的夹具设计的优化势在必行。三：国内外发展概况

在国外，组合机床的最大用户汽车制造业认为, 在生产方式进入到多品种化时代,，如今再订购或设置没有柔性的专用设备, 将会犯时代的错误。而机床制造厂家认为, 仅能加工单一或少数固定产品对象的专用机床及自动线几乎再也找不到市场。未来用户的需要是, 既能满足中大批量生产的高效率要求, 同时又应具有N C 机床的多品种加工的柔性。超高速，超高精度加工技术装备与复合，多功能，多轴化控制装备等远在我国前面。而高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度，所以我们主攻这两点是我们今后的发展方向。除此之外，国外发展了很多的新型部件，尤其是多坐标部件，使其模块化和坐标化了，适应可调可变、多品种加工的市场需求；有些还通过引进信息通讯技术是现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据，在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距。因此我国组合机床技术装备柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用也将是将是今后的发展方

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在我国组合机床行业已发展成为自成体系，配套齐全的行业，其科研和生产都具有相当的基础，应用也深入到很多行业。但是由于行业内多数为中小型企业，其市场竞争能力普遍较弱。业内人士认为一些外部因素是制约我国组合机床行业发展的重要原因，具体表现在：国内市场的无序竞争，国外强大企业对国内市场的虎视眈眈。由于国内机床行业的不景气，原来一些不从事组合机床生产的机床制造企业也把组合机床作为企业解困，发展品种，调整产品结构的措施来挤占组合机床市场，随着集体和个体经济的发展，一些原来从事过组合机床设计和生产的人组织了诸多形式的公司，对建立有序市场也有一定的影响。据了解，相同规模的企业在承接同一批组合机床制造任务时的报价相差竟达40%多，这无疑是一种变相的自相残杀。

自从我国加入WTO以后，制造业所面临的机遇与挑战并存。组合机床行业企业适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，组合机床行业工业增加值、产品销售率、全员工资总额、出口交货值等经济指标均有不同程度的增长，新产品、新技术较去年均有大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。

1）行业企业产品结构的变化组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械、化工机械、军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备，随着我国加入WTO后与世界机床行业进一步接轨，组合机床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。从近两年的企业生产情况看，数控机床与加工中心的市场需求量在上升，而传统的钻、镗、铣组合机床则有下降趋势，制造技术和成套工艺装备方面发展。

2）行业企业体制的快速转变

组合机床行业企业正在以股份制、民营化等多种形式快速发展。

3）组合机床技术装备现状与发展趋势

组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台式组合机床等；随着技术的不断进步，一种新型的组合机床

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊——柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在组合机床行业中所占份额也越来越大。

由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺，研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需求，真正成为刚柔兼备的自动化装备。

组合机床代表了目前我国组合机床装备较高的技术水平，但随着市场竞争的加剧和对产品需求的提高，高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控组合机床及其自动线正在冲击着传统的组合机床行业企业，因此组合机床装备的发展思路必须是以提高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠性和组合机床技术的成套性为主攻方向。一方面，加强数控技术的应用，提高组合机床产品数控化率；另一方面，进一步发展新型部件，尤其是多坐标部件，使其模块化、柔性化，适应可调可变、多品种加工的市场需求。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外，产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据；通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。

最后就是关于组合机床的发展思考，虽然组合机床行业产销呈现上升趋势，但行业内一些企业同样存在负债经营的情况，主要原因是传统的组合机床产品不能满足用户柔性化、高精度、短周期的市场需求，同时组合机床行业一些企业存在现代化管理水平低、人才流失严重、科研成果不能迅速转化为生产力等

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1组合机床总体设计

（1）制定工艺方案：

即确定零件在组合机床上完成的工艺内容及加工方法，选择定位基准和夹紧部位，决定工步和刀具种类及其结构形式，选择切削用量。

(2)确定机床的配置形式：

固定式夹具单工位组合机床可达到的加工精度很高，而移动式夹具多工位组合机床因存在移位和定位误差，其加工精度一般比固定式夹具低，现在我们是要钻孔，对精度要求比较高，所以应选固定式夹具单工位组合机床。

(3)绘制组合机床“三图一卡”

1)绘制被加工零件工序图：

主要内容是画出被加工零件的形状和尺寸及与本工序机床设计有关部位结构形状和尺寸；本工序选定的定位基准，夹压部位及夹紧方向；本工序加工表面的尺寸，精度，表面粗糙度，形位公差等技术要求；被加工零件的名称、编号、材料、硬度及被加工部位的加工余量等。

2)绘制加工示意图：

主要内容是画出工件，刀具及导向，托架及多轴箱之间的相对位置及联系尺寸；主轴结构类型，尺寸及外伸长度；刀具类型，数量和结构尺寸；接杆，浮动卡头，导向位置等结构尺寸；刀具，导向套间的配合，刀具，接杆，主轴之间的连接方式及配合尺寸。

3)绘制机床联系尺寸总图：

主要内容是在被加工零件工序图和加工示意图的基础上画出机床的配置形式，主要构成及各部件的安装位置，相互联系，运动关系和操作方位的总体布局图。

4）编写机床生产率计算卡：

生产率计算卡是反映机床生产节拍或实际生产率和切削用量，动作时间，生产纲领及负荷率等关系的技术文件，我们根据加工示意图所确定的工作循环及切削用量等，计算机床生产率，再写成生产率计算卡。

2机床专用夹具的设计方案

(1)确定夹具方案

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1）定位方案

工序图只是给出了原理方案，我们要分析本工序的工序内容及加工精度要求，按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，确定具体的定位方案和定位元件。

2）确定夹紧力的方向，作用点，以及夹紧元件，估算夹紧力大小，选择和设计动力源。

(2)绘制夹具装配图

总装配图应按国家标准尽可能1：1的绘制，这样图样有良好的直观性。

(4)绘制夹具零件图

(5)编写说明书

五：进度安排

1（2014年3月19—3月20日）选题与定题阶段

2（2014年3月24日—年4月11日）收集资料与开题报告

3（2014年4月12—4月25日）科技译文

4（2014年4月26日-5月2日）设计阶段

5（5月26日—6月9日）答辩准备阶段

六：参考文献

[1]孟少农主编机械加工工艺手册北京：机械工业出版社，1992

[2]侯世增主编装配图的画法机械制图北京：高教出版社，1989

[3]陈隆德主编互换性与测量技术基础北京：高教出版社，1988

[4]李天无主编简明工程师手册昆明：云南科技出版社，1992

[5]曹龙华主编机械原理北京：高教出版社，1986

[6]沈阳工学院等主编组合机床设计上海：科技出版社，1985

[7]谢家瀛主编组合机床简明设计手册北京：机械工业出版社，1994

[8]牛永生，吴隆，李立姜春鹰主编机械制造技术西安：陕西科技出版社，

[9]关慧贞冯辛安主编机械制造装备设计北京：机械工业出版社

[10]濮良贵，纪名刚主编机械设计北京：高等教育出版社

[11]徐仁发. 机床夹具设计. 重庆：重庆大学出版社，1993

[12]孟少庚. 机械加工工艺手册. 北京：机械工业出版社，1992

[13]戴曙. 金属切削机床. 北京：机械工业出版社，1994

[14]扬列群. 形状和位置公差. 北京：中国标准出版社，1992

[15]大连组合机床研究所.组合机床设计（第一册）.北京：机械工业出版社1975

[16]大连组合机床研究所. 组合机床设计手册. 北京：机械工业出版社，1975

[17]沈阳工业大学. 组合机床设计. 上海：上海科学技术出版社，1985

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊[18] Gross, H., 1983, Electrical feed-drives for machine tools, John Wiley & Sons.

[19] Chen, Y. and Tlusty, J., 1995, “Effect of low-friction guide ways and lead-screw flexibility on dynamics of high-speed machines”, Annals of the CIRP, Vol. 44/1, pp. 353-356