开 题 报 告
法兰盘加工工艺及夹具设计
一、选题背景与文献宗述
机械夹具在我国的发展前景十分广泛，有着很大的发展空间，机械夹具的要求结构简单，使用方便，制造精度高。它是与加工工艺相辅相成的统一体。就本次设计而言，为了减少零件的加工成本，在选择工装夹具时我们着重考虑通用机床的通用夹具，力求方便、快捷、时效。只对那些有特殊加工要求的工序进行了专用的工装夹具设计，绘制出了完整的工装夹具图，并对操作进行了简单的说明。
加工工艺及夹具设计是一个拓宽思维的工作，其实针对一个机械零件的加工可以设计出不同的工艺流程，在对与这些设计结果没有一个准确的衡量标准，也就是说这些设计没有绝对的谁好谁劣，有的只是适合不适合，对与一个特定的工厂实际情况，也许只有一到两种适合的加工工艺流程，这就需要我们在设计之前对工厂实际情况有一个更加全面的了解，并参考国内外的发展现状，结合实际的工人技术水平，设计出更加合理，并适合工厂实际情况的工艺流程，以此提高零件的加工效率，降低工人的劳动强度，为我国机械加工行业注入一剂强心剂，使我国机械行业有一个更好的发展，这不但是每一个从事机械行业技术人员的责任，也是我们学习机械制造的在校大学生的任务。
这就给我们提出了一个更大的挑战，作为一个即将跨入机械行业大学生，我们应该用于接受这种挑战，在实际的工作中不断提高自身的素质，加强对实际情况的认识，了解全面的关于加工工艺的外在因素，设计出更好更适合实际的工艺流程。
二、国内外研究现状分析
1.国内发展状况
随着世界经济的飞速发展和市场的全球化, 制造业的竞争空前激烈, 竞争的焦点是以最快的上市时间、最高的质量、最低的成本、最好的服务赢得市场, 其核心是上市时间，传统的大量生产模式及其相应技术已无法适应现代社会多样化、快节奏的新要求了，世界各国正致力于研究和探索适应现代市场和社会需求的现代制造技术。
在加工工艺方面，我国机械制造行业一直是遵循一定的设计原则进行，并参考其他的同类产品的设计实例。在设计工艺规程之前做好一定的准备工作，它包括：零件图、装配图、产量、有关资料和手册、工厂实际状况、国内外发展动向。同时还要遵循技术上的先进性、经济上合理性、使用上安全性的原则。
设计工艺过程时所涉及的问题主要是：划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面加工方法、安排加工顺序和组合工序等，其中夹具的设计及选择是在工序设计时进行的。在现代生产中，工装夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着工件的加工精度、劳动生产率和产品的制造成本等，故工装夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。
中国机械制造业经过半个多世纪的发展，已经形成了独立的工业体系，有了相当的规模和实力，越来越多的产品开始进入世界前列。然而，随着机械制造业竞争方式的转变，主要表现在性能，质量，营销，品牌等方面，中国的机械制造业同样面临着显著的问题：
（1）大而不强：由于中国企业自主创新能力不足，导致机械产品没有世界名牌，缺少具有自主知识产权的和较强国际竞争力的产品；很多关键技术和核心技术还来自国外；新产品贡献率、新产品寿命周期等指标大大低于工业发达国家；基础研究、前沿技术研究，行业共性和关键技术的研究严重缺乏。
（2）产业结构不合理：由于种种原因，中国的机械制造产业存在着严重的失衡现象。如汽车制造行业明显过热，充斥着大量的企业，竞争异常激烈，企业利润越来越低，而有些行业却是没有大型企业或是一家独大的情况。
然而，随着计算机在产品设计和制造工程中的普及应用，应用计算机进行工艺的辅助设计已成为可能。计算机辅助工艺规程设计CAPP（Computer Aided Process Planning）受到愈来愈广泛的重视。所谓CAPP是指通过计算机输入被加工零件的原始数据，加工条件和加工要求，由计算机自动地进行编码，编程，绘图直至最后输出经过优化的工艺规程卡片。使用CAPP不仅克服了传统加工工艺中的各项缺点，适应当前日趋自动化的现代制造环节的需要，而且为实现计算机集成制造提供了必要的技术基础。
CAPP 技术作为制造业信息化的重要组成部分，是产品制造信息的集成地，也是先进制造系统的重要支撑技术之一。CAPP系统作为产品设计/制造一体化的桥梁，是企业管理信息化的基础。国内对CAPP的研究始于80年代初，但发展很快，特别是在国家863/CIMS计划的支持和指导下，近年来CAPP技术已取得了很大的成绩，在国内得到一定程度应用的CAPP系统有华中理工大学的开发的CAPP，浙江大学的GS-CAPP，清华大学的TH-CAPP等。
2.国外发展状况
国外发达国家的机械行业发展历尽了几百年，已经在技术上、管理上形成了自己独特的经营模式。可以说在某些领域形成了垄断的局面，致使我们在短期内无力赶超。尤其是在加工工艺方面更是形成了自己一套纯熟的模式，而且还提出了很多新的设计理念和设计模式，其中绿色设计就是一种全新的设计理念，它是设计方法和设计工具的有效集成。绿色制造是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现。绿色设计和绿色制造是机械制造行业的发展趋势
在国外，计算机辅助工艺规程设计CAPP，经过十多年的努力，特别是以美国、法国为代表的西方制造厂商在工艺与过程管理集成及优化方面，开发和集成了大量的CAPP 工程应用软件和制造数据管理软件，建立了各类工程数据库、材料库、设计和制造特征数据库、典型工艺库、典型零件库等，初步解决了产品技术准备阶段的信息集成与共享问题，制定了相应的企业标准规范，并成功地应用于新型飞机的研制和型号技术改造中，大大提高了设计质量、缩短了研制周期、降低了开发成本。
三、研究内容
本设计是对法兰盘零件进行工艺设计及其工装夹具设计，该法兰盘是CA6140机床减速箱上的重要元件，其主要作用是标明刻度，实现纵向进给。因此，对于零件的工艺要求也相对较高，这就对我们的加工工艺设计提出了更高的要求。工艺设计是机械制造生产过程技术准备工作的一个重要内容，是联接产品设计和制造的桥梁，是企业生产活动的枢纽，它也是制订生产计划，进行生产管理的重要依据。
本文在对零件工艺性、加工方法、基准选择进行认真分析比较的基础上，拟定出了两种不同的工艺设计方案，参照工厂的实际情况及实现加工的难易程度，并最终确定了最优的工艺设计流程，该工艺设计流程很好的保证了零件的尺寸要求、表面粗糙度要求、相对位置精度要求等。在参照相关工艺设计资料的基础上本文还对逐道工序进行了加工机床、基本工时以及切削用量的选择及计算。并最终拿出了机械加工工艺工程综合卡片，即工厂实际的加工流程图。
四、遇到问题及解决方法
工装夹具是机械制造过程中最常用的一种工艺装备。在机械制造过程中，它装在机床上，使工件相对刀具与机床保待正确的位置，并能承受切削力。工装夹具的主要作用是保证加工精度、提高劳动生产率、改善工人的劳动强度、降低生产成本、扩大机床的使用范围和保证生产安全，因此，工装夹具在机械制造中占有很重要的地位。它们的研究对机械工业也有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。
夹具设计是与工艺设计相辅相成的统一体，一般是在零件的机械加工工艺过程制订之后按照某一工序的具体要求进行的。其设计设计步骤如下：
（1）设计准备
首先应分析、研究工件的结构特点、工艺要求、工件的材料、生产批量以及本工序的技术要求。然后，了解所使用机床的规格、性能、精度及使用刀具、量具的规格，了解本厂工人的技术水平等。
（2）方案的确定
在经过设计准备阶段后，拟定设计方案。
n确定夹具类型。
n确定工件定位方案，选择相应的定位装置。
n确定夹紧方式，选择夹紧装置
n确定刀具调整方案，选择合适的导向元件及对刀元件
n考虑各种装置、元件的布局，确定夹具的总体结构。
在设计时，同时构思几套方案，绘出草图，经过分析、比较选出最佳方案。
（3）夹具的精度分析
为保证夹具设计的正确性，必须对夹具精度进行分析，验证夹具公差小于工件允许公差。
（4）绘制夹具总图
夹具总图应该遵循国家制图标准来绘制，总图比例除特殊情况外，一般按1：1 绘制，以保证良好的直观性。主视图应取操作者实际工作时的位置，以作为装配夹具时的依据并供使用时参考。总图中的视图应尽量少，但必须能够清楚地表示出夹具的工作原理和整体结构，表示出各种装置、元件相互位置关系等。绘制总图的顺序一般可采用：
n用双点划线绘出工件的轮廓外形，并显示出加工余量。
n把工件轮廓线视为“透明体”，按照工件的开关及位置依次绘出定位、导向、夹紧及其他元件或装置。
n绘出夹具体，形成一个夹具整体。
n确定并标注有关尺寸和夹具技术要求。如标注轮廓尺寸，装配、检验尺寸及公差，主要元件、装置之间的相互位置精度要求等。
n总图上标出夹具名称、零件编号，填写夹具零件明细表和标题栏。
五、技术路线
1.收集相关法兰盘相关资料进行整理分析
2.进行加工工艺方案研讨及设计
3.加工工艺加工设计
4.夹具工艺设计
5.夹具设计
六、进度安排
第一阶段：选题及收集资料.............2019年3月-2019年4月
第二阶段：开题报告及计划.............2019年4月-2019年6月
第三阶段：课题研究分析...............2019年5月-2019年7月
第四阶段：论文撰写及修改.............2019年5月-2019年7月
第五阶段：申请论文答辨...............2019年7月-2019年9月
第六阶段：毕业答辨...................2019年9月
七、参考文献
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