一、选题依据
（一）研究目的和意义
1.目的
随着市场竞争的日趋激烈，回转盘夹具如何快速适应产品变化并充分发挥数控加工设备的加工效能，成为企业关注的重要问题。
众所周知，工装夹具是工艺装备的重要组成部分，是工艺过程中最活跃的因素之一，并直接影响产品的质量、生产效率及加工成本。随着科学技术的不断步，数控加工设备已经飞速发展起来，与之相适应的回转盘夹具也在不断发展变化。国数控加工设备已具有相当规模，数控加工在生产中已占有较大的比重并将继续扩大，而与之对应的回转盘夹具却并未受到足够的重视。国企业对传统工装夹具历来比较重视，但对回转盘夹具的应用却缺乏足够的认识和规划。由于缺乏选用回转盘夹具系统的考虑，因而出现了在先进的加工设备上采用相对落后的通用夹具或专用夹具的情况，以至于不能充分发挥此类设备的效能。如何提高夹具的快速反应能力，以充分发挥回转盘和加工中心的加工效能，是目前夹具设计所面临的课题。
2.意义
夹具设计中采用高精、高效、模块、组合、通用经济方向发展的思路，在组合夹具行业加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，充分利用现代信息和网络媒体，引进技术，争取合资与合作，与时俱进地创新和发展夹具技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。
（二）国内外研究现状
1.国外研究现状
国外回转盘夹具最早出现在18世纪后期，随着人们生活水平的提高，科学的不断发展进步，从辅助工具慢慢发展为门类齐全的加工装备的夹具，在机械加工焊接，热处理，装配中有着不可取代的地位，在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定工件，使之占在正确位置以接受加工或检测的工艺装备称为机床夹具。其组成包括定位元件、夹紧装置、夹具与机床之间的连接元件、对刀或导向元件、其他装置或元件、夹具体。使用机床夹具可以保证工件的加工精度，减少辅助工时，大幅提高生产效率，还能扩大机床使用围，实现“一机多能”。机床夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响着机械加工的质量、生产效率和成本。夹具不仅用于金属切削加工，还可以应用在检验、装配、焊接零件、生产线制造等过程中，是机械加工过程中必不可少的工艺装备。机床夹具设计的效率和质量对产品的上市时间和质量的影响很大，在产品生产制造中具有重要的意义，各个企业都在不断地增加人力和物力来加快其设计和生产速度。
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3~4年就要更新50~80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20％左右。特别是近年来，回转盘、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。
夹具是机械加工中不可缺少的部件，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。
夹具设计中采用高精、高效、模块、组合、通用经济方向发展的思路，在组合夹具行业加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，充分利用现代信息和网络媒体，引进技术，争取合资与合作，与时俱进地创新和发展夹具技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。
纵观夹具的发展历史以及提升夹具品质的技术发展，过去常用的工艺规程已慢慢地适应不了现代市场的要求，全球化市场进程的加快促使夹具硬件必将朝着以下几方面发展：
标准化：对现有夹具的零部件，各类型的夹具结构及专用夹具的零部件实行统一的标准化、系列化、通用化，是原来单件生产的夹具，转变为专业化的生产，以降低成本，保证质量，缩短产品的生产周期。
柔性化 加强专用夹具与同一类零件加工的夹具之间的可调性；加强专用夹具的重复利用，实行组合化后，减少因工艺的不同造成的夹具的报废情况。
精密化：机械产品的不断精密使得高精度机床的大量涌现，势必要求机床夹具跟随时代发展步伐实现精密化。
高效自动化：未获得良好的效益，机械加工在不断的提高生产率、降低成本、改善劳动强度，同样要求着机床夹具的发展要满足自动流水线的生产要求，中小批量的产品生产同样需要考虑适合自身程度的高效自动化。
2.国内研究现状
在我国，回转盘发展已有28年的历史，其科研和生产都具有相当的基础，应用也已深入到很多行业。是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。回转盘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。我国传统的回转盘及回转盘自动线主要采用机、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（近年研制的回转盘加工连杆、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。回转盘的分类繁多，有大型回转盘和小型回转盘，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回转盘等；随着技术的不断进步，一种新型的回转盘——柔性回转盘越来越受到人们的青睐，它应用多位机械箱、可换机械箱、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回转盘。另外，近年来回转盘加工中心、数控回转盘、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在回转盘行业中所占份额也越来越大。
由于回转盘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。我国回转盘及回转盘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回转盘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。
从2002年年底第21届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析，机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的机械转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心，机械转速10000～20000r/min，最高进给速度可达20～60m/min；复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。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。
在这些方面我国回转盘装备还有相当大的差距，因此我国回转盘技术装备高速度、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。
（三）学术准备情况
经过大学四年学习，掌握了专业所学的基本知识，具备完成毕业设计的基本能力，能够熟练运用办公软件和CAD对课题研究内容进行撰写、绘制图纸。针对所研究课题了解了国内外研究现状及发展趋势，利用图书馆、网络查找大量与课题相关的书籍、论文、手册等材料，现已经做好撰写毕业设计的前期准备工作。
加工工艺及回转盘机械箱体毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。
回转盘已成为机械加工中的重要装备。回转盘的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展，回转盘的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。
（四）研究思路及方法
1.研究思路
制订回转盘机械加工工艺规程，关键是工序的划分和定位基准的选择。在设计开始的过程中，我们必须要认真分析零件图，了解其箱体零件的结构特点和相关的技术要求，对箱体零件的每一个细节，都应仔细的分析，如箱体加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特别是要注意箱体零件各孔系自身精度（同轴度、圆度、粗糙度等）和它们的相互位置精度（轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求），箱体零件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清箱体零件的每一个尺寸。绘制零件图是一个重点，同时因为箱体零件比较复杂，所以也是一个难点。我们采用autoCAD软件绘制零件图，一方面增加我们对零件的了解认识，另一方面增加我们对autoCAD软件的熟悉。
2.研究方法
（1）调查法
以回转盘为目的、有计划、有系统地搜集回转盘的实状况或历史状况的材料。
（2）文献研究法
根据回转盘的研究，通过知网、万方调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握回转盘所要的研究的问题。
（3）比较法
通过比较法来确定找出回转盘在国内外的相同点和不同点。例：发电机和电动机的区别很多，比如它们的原理、结构、用途及能量转换不同。
二、论文结构框架
（一）论文提纲
1.绪论：回转盘的特征及其工作原理、回转盘的工作原理、回转盘的发展趋势及国内外现状；
2.回转盘的设计要求及机械加工工艺的选择；
3.动力辊总设计：机械设计、夹具设计、加工工艺设计；
4回转盘中的链轮设计：回转盘的参数选择及设计计算、回转盘的结构和计算、回转盘的张紧；
5.回转盘中的动力夹具设计及校核：机械加工设计、工艺设计校核和计算、轴承寿命校核。
（二）参考文献
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[4] Xu H L , Li Y W , Gong B . Design of Wear Resistance Test Device for Anchor Bit Used in Coal Mine[C]// CCEAI 2021: 5th International Conference on Control Engineering and Artificial Intelligence. 2021.
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[9] 曹瀚心. 连杆零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计[J]. 中国机械, 2016(3):2.
[10] 汤文辉. 连杆零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计研究[J]. 山东工业技术, 2019(5):1.
三、计划进程安排
2022年12月12日-2023年2月28日：细致研读参考文献，完成与课题相关的调研工作，提交调研报告。
2023年3月1日-3月12日：完成回转盘总体方案的设计。
2023年3月13日-3月22日：完成回转盘的相关设计计算、校核，并撰写论文。
2023年3月23日-4月2日：完成回转盘装配图及零件图的绘制（按国家制图标准绘图并标注），完成论文初稿并准备中期检查。
2023年4月3日-4月15日：参加中期检查，按照答辩教师与指导教师评阅要求修改论文。
2023年4月16日-4月23日：继续完善关键环节的设计计算、校核和论文结构、内容，修改图纸，参加专业第一次查重。
2023年4月24日-5月1日：进一步完善论文计算与校核部分，完成毕业论文终稿并进行专业第二次查重。
2023年5月1日-5月7日：按照指导教师的意见，修改并完成毕业设计图纸。
2023年5月8日-5月14日：提交毕业设计（论文）定稿（含图纸）并接受专业评阅及答辩资格审核，准备毕业答辩。
2023年5月15日-5月21日：参加毕业答辩。
四、审核意见
指导教师意见：
学术准备较为充分，研究内容全面，研究思路较为清晰，研究方法合理，论文结构框架层次较清晰，进程安排符合学院要求。同意开题。
指导教师（签字）
年 月 日
系部（专业）意见：
1、通过 2、完善后通过 3、未通过
负责人（签字）
年 月 日
