套筒加工开题报告

大学生活即将结束，大学生开始做毕业设计。在我们做毕业设计之前，我们应该写一份好的开题报告。那么什么是优秀的开题报告呢？以下是我给你整理的套筒加工开模报告，仅供参考。让我们看一看。

学生姓名

专业机械设计制造及其自动化类

指导教师评价教师。

完成日期:2021二月15

套筒的工艺分析及夹具设计

学生:吴新刚

指导老师:张

教学单位:三峡大学机械与材料学院

1主题来源

本课题来源于生产实践，讨论机械加工中的一般基本问题。该学科涉及知识面广，对设计要求高，对学生的设计能力，尤其是思维能力是一个很好的锻炼。学科的研究内容包括力学、材料学、机械原理、机械设计、公差与互换性、机械制造技术等知识，尤其是机构的应用与创新是本学科的主要亮点。让学生得到全面的锻炼。学科要求学生有很强的制度设计能力和创新能力，这对学生是一种挑战。该学科是一门典型的机械设计学科，涉及全面的机械知识，与机械专业方向结合紧密。

2研究的目的和意义

2.1研究的目的

随着世界经济的快速发展和科学技术的迅猛发展，市场不断国际化和全球化，各行各业的竞争日趋激烈。企业要想在残酷的竞争中生存和发展，就必须努力提高自己的竞争力。缩短新产品的研发时间，提高产品的设计质量，降低研发成本，进行创新设计。只有这样，我们才能满足市场不断变化的需求。

在现代企业的机械生产中，如何保证零件的加工质量，提高生产效率，降低生产成本，是企业不断追求的目标。随着市场竞争的日益激烈，对机械零件的技术经济性提出了更高的要求，良好的技术经济性很大程度上取决于加工工艺的制定。套筒零件是机械产品中最常见的零件，其生产工艺比较特殊。改进后的套筒部分可以达到更高的精度，夹具结构简单，操作方便快捷，可以重复使用，大大降低了成本。

2.2研究的意义

零件的工艺规划在机械加工中起着非常重要的作用，零件的工艺规划合理与否直接关系到零件最终能否满足质量要求。夹具的设计也是必不可少的一部分，关系到能否提高其加工效率。因此，这两者是机械加工行业中至关重要的环节。

加工工艺是指通过加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性能，使其成为零件的全过程。

加工过程的基本单位是工序，工序由安装、工位、工步和进刀组成。

规定产品或零件的制造工艺和操作方法的工艺文件称为工艺规范。加工工艺规程的主要功能如下:

1.加工工艺规范是生产准备的主要依据。据其介绍，用于组织原材料和毛坯的供应，调整机床，设计制造专用工艺设备，编制生产作业计划，调配劳动力，进行生产成本核算。

2.加工工艺规范也是组织生产和调度的基础。有了它，就可以指定进度，实现优质、高产、低耗。

3.加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。根据它和生产程序，可以确定所需机床的类型和数量，工厂的面积，机床的平面布局和各部门的安排。加工工艺卡和加工工艺卡是两种主要的工艺文件。检验工序有检验工序卡、自动和半自动机床完成的工序和机床调整卡。加工工艺卡是说明零件加工工艺的工艺文件。加工工艺卡是在制定各工序时，用来直接指导生产、批量生产和批量生产中重要零件的零件。

在机床上加工工件时，为了保证加工精度，必须正确安装工件，使其为机床和刀具的切削成形运动占据正确的位置，还必须“定位”。为了不被切削力、惯性力、重力等外力破坏工件的正确位置，必须对其施加一定的夹紧力。这个过程叫做“夹紧”。定位夹紧的全过程称为“安装”。用于在机床上完成工件安装任务的重要工艺装备，是各类夹具中应用最广泛的“机床夹具”。

机床夹具种类繁多，其中应用最广泛的通用夹具有标准化的规格尺寸，由专业工厂生产。而大批量生产中广泛使用的，专门服务于某一工件加工工序的专用夹具，则需要各个厂家根据工件加工工艺来设计制造。因此，专用夹具的设计是一项重要的生产准备工作，每个从事机械加工技术的夹具设计人员都应该掌握夹具设计的基本知识。

套筒部分是一个公共部分。研究套筒零件的加工工艺和夹具生产工艺，可以改进套筒零件的生产方法，提高工厂的生产效率，降低生产成本，提高零件的精度，对实际生产具有重要意义。

3国内外研究现状及发展趋势

3.1国内外研究现状

套筒零件的加工工艺因其功能、结构形状、材料、热处理和尺寸而异。按其结构形态可分为短袖和长袖两大类。在加工过程中，它们的装夹方式和加工方法有很大的不同。

1)套筒零件的功能和结构特点

套筒零件通常在产品中起支撑或导向作用。由于它们的作用不同，在结构和尺寸上有很大的差异，但在结构上仍有相同的特点:零件的主要表面是同轴度要求较高的内外旋转面，零件壁薄，受力容易变形。其主要技术要求是:圆柱面直径的精度，通常为7 ~ 8；内孔直径的精度，通常为IT7内外圆的同轴度；孔轴线与端面的垂直度和表面粗糙度等。

2)生产加工状况

由于套筒零件壁薄，在径向力作用下容易变形。为了解决这些问题，经常使用以下两种夹紧方法:

(1)用外圆定位夹紧；

(2)用加工好的内孔定位。在生产过程中，一般采用均匀径向力夹紧或轴向力夹紧。常用的夹具有软爪、芯轴、弹簧夹头、液塑夹具等。这些夹具是根据不同的套筒零件专门设计的。一旦零件的结构和尺寸改变或停产，这些夹具就会成为报废产品，造成极大的浪费，增加生产成本，企业应尽量避免。

套筒零件加工中的主要技术问题:

一般套筒零件在加工中的主要问题是保证内外圆的相互位置精度(即保证内外圆表面的同轴度和轴线与端面的垂直度)和防止变形。

1)来保证相互的位置精度。

为保证内外圆面的同轴度和轴线与端面的垂直度，通常可采用以下三种工艺方案:(1)一次安装加工内外圆面和端面。(2)所有加工都是在几个装置中进行的。首先加工孔，然后以孔为基准加工圆柱面。(3)所有建造工程须在数个装置中进行。首先加工外圆，然后根据外圆表面加工内孔。

2)防止变形的方法

在加工薄壁套筒的过程中，由于夹紧力、切削力和切削热的影响，往往会产生变形，导致加工精度下降。需要热处理的薄壁套筒，如果热处理工艺安排不当，也会造成无法纠正的变形。为防止薄壁套筒变形，可采取以下措施:

(1)减小夹紧力对变形的影响；

(2)减小切削力对变形的影响；

(3)减少热变形引起的误差。

3.2未来发展趋势

4、加工技术的未来发展趋势:

1.利用模拟技术优化工艺设计。

成形、修形和加工是机械制造技术的主要工序，是将原材料(主要是金属材料)制造成毛坯或零件的过程。这些工艺过程，尤其是热加工过程，是极其复杂的高温、动态、瞬时过程，在此过程中会发生一系列复杂的物理、化学和冶金变化。这些变化不仅无法直接观察到，而且间接测试也非常困难。因此，多年来，热加工工艺设计只能靠“经验”。近年来，利用计算机技术和现代测试技术形成的热加工过程模拟和优化设计技术席卷全球，成为热加工各学科最热门的研究热点和跨世纪的技术前沿。

利用模拟技术，对热加工(铸造、锻造、焊接、热处理、注射成型等)的工艺过程进行模拟。)可虚拟展示，并可预测工艺结果(组织、性能、质量)，通过对比不同参数优化工艺设计，确保大型零件一次性制造成功。确保一批零件一次测试成功。仿真技术也被应用于机械加工、特种加工和装配过程，并向虚拟制造方向发展，成为分散网络化制造、数字化制造和制造全球化的技术基础。

2.成形精度正朝着接近零裕度的方向发展。毛坯和零件的成形是机械制造的第一道工序。金属坯料和零件通常通过铸造、锻造、冲压、焊接和轧制形成。随着毛坯精密成形技术的发展，零件成形的形状和尺寸精度正从近净成形发展到净成形，即近无余量成形。“空白”和“部分”的界限越来越小。有些毛坯成形后接近或达到零件的最终形状和尺寸，磨削后即可装配。主要方法包括各种形式的精密铸造、精密锻造、精密冲压、冷温挤压、精密焊接和切割。比如在汽车生产中，“接近零余量的敏捷精密冲压系统”、“智能电阻焊系统”都在研发中。

3.成型质量正朝着几乎没有“缺陷”的方向发展。毛坯和零件成形质量的另一个指标是缺陷的数量、大小和危害程度。由于热加工过程非常复杂，因素多变，很难避免缺陷的发生。近年来，热加工领域提出了“向几乎没有“缺陷”的方向发展”的目标，指的是不会引起早期失效的临界缺陷的概念。采取的主要措施是:采用先进技术净化金属熔体，增加合金组织密度，为获得完好的铸锻件奠定基础；采用模拟技术，优化工艺设计，实现一次成型和试模成功；加强过程监控和无损检测，及时发现超标部分；通过对零件安全性和可靠性的研究和评估，确定临界缺陷值。

4.机械加工正在向超精密、超高速方向发展。目前，超精密加工技术已经进入纳米加工时代，加工精度达到0.025μm，表面粗糙度达到0.0045微米..精加工技术正从目前的红色波段向可见波段或不可见的紫外线和X射线波段靠近。超精加工机床正在向多功能模块化方向发展；超精加工材料从金属扩展到非金属。

5.夹具设计的未来发展趋势；

夹具是机械加工中不可缺少的一部分。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的推动下，夹具和卡盘技术正在向高精、高效、模块化、组合、通用、经济的方向发展。

(1)高精度

随着机床加工精度的提高，为了减少定位误差，提高加工精度，要求卡盘的制造精度更高。高精度卡盘定位孔间距精度达到5微米，夹具支撑面垂直度达到0.01mm/300mm，平行度达到0.01mm/500mm。德国demmeler公司制造的4m长2m宽孔系列组合焊接卡盘平台，等高误差为0.03mm精密平口钳的平行度和垂直度在5μm以内；重复安装夹具的定位精度高达5微米；卡盘的重复定位精度高达2 ~ 5微米[12]。机床卡盘的精度已经提高到微米级，世界著名的卡盘制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了满足不同行业的需求和经济性，卡盘有不同的型号和不同等级的精度标准可供选择。

(2)高效率

为了提高机床的生产效率，双面、四面、多件夹紧的夹具卡盘产品越来越多。

为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等。和快速夹紧功能部件不断推出。新型电控永磁吸盘夹紧和松开工件仅需1 ~ 2秒，夹具结构简化，为机床多工位、多面、多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装和调整夹具的时间，瑞典3R夹具只需要1分钟就可以完成WEDM机床卡盘的安装和调整。美国杰根斯公司的球锁夹紧系统能在1分钟内将卡盘定位并锁紧在机床工作台上。球锁夹紧系统可用于替代柔性生产线上的卡盘，缩短停机时间，提高生产效率。

(3)模块和组合

夹具组件的模块化是实现组合的基础。采用模块化设计的系列化、标准化夹具部件，快速装配各种夹具，已成为夹具技术发展的基点。省工、省时、省材、节能体现在各种先进夹具系统的创新上。模块化设计为夹具的计算机辅助设计和装配奠定了基础。利用CAD技术，可以建立零件库、典型夹具库、标准和用户档案库，为用户的三维实体优化夹具设计和装配夹具[13]。模拟刀具的切削过程，不仅可以为用户提供正确合理的夹具和零件匹配方案，还可以积累经验，了解市场需求，不断改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在建立夹具专业技术网站，为信息交流、夹具产品咨询和开发提供公共平台，努力实现夹具设计和服务的通用化、远程信息化和电子商务化。

(4)通用性和经济性

夹具的通用性直接影响其经济性。模块化组合夹具系统一次性投资大。只有夹具系统具有强大的可重构性、可重构性和可扩展性，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，投资回收快，才能显示出良好的经济性。德国demmeler公司的孔系列组合式焊接夹具，只需少量种类和规格的配套元件即可组装成各种焊接夹具[14]。组件的强大功能使夹具具有通用性，组件少而精，配套成本低，推广应用经济实用。专家建议，组合夹具行业应加强产学研合作，加快用高新技术改造提升夹具技术的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进创新发展夹具技术。积极联系国外夹具制造商，争取合资合作，引进技术，是我国组合夹具产业转型发展的有效途径。

6.研究的主要内容。

本研究的主要内容是通过对套筒零件的工艺分析来设计套筒零件的加工程序，包括确定毛坯的制造形式、选择基准和确定工艺路线。此外，还应设计相应的夹具。

7.工程的主要阶段、进度和要求

8、最终目标和完成时间

本项目的最终目标是分析套筒类零件的加工工艺，设计其加工工艺卡和加工工艺卡，完成相应夹具的设计，达到审核单位的审核标准。

最终完成时间是6月初，我会参加答辩。

9.现有条件和必须采取的措施

现有的条件是大学期间学过的相关专业课，从网上搜集的相关论文，以及相应的绘图软件。目前，我们仍然需要收集更多的信息，复习我们所学的相关知识，阅读更多的相关文献，以便更深入地了解该主题。

10，协助单位及要解决的主要问题

为了解决生产中的实际问题，本课题由于经验不足，需要老师和同学的大力支持和帮助。

参考

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刘洪文。材料力学(第四版)[M]。北京:高等教育出版社，2004。

沈雪芹。公差配合与技术测量[M]。北京:高等教育出版社，1998。

[7]王·。机械加工工艺手册[M]第二版。北京:机械工业出版社，2007。

丁公安。蔡建国。机床夹具的设计原理[M]。Xi安:陕西科学技术出版社，1983。

王光斗，王春福。机床夹具设计手册[M]。上海:上海科学技术出版社，2000。

[10]邹清。机械制造技术基础教学课程设计[M]。北京:机械工业出版社，2004。

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