2022年2022年机械加工调研报告 .pdf

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1、实习（调研）报告一、课题来源及意(一)课题的来源在 21 世纪，世界机械工业的发展进入了前所未有的高速阶段，与其他行业相比，机械工业的发展具有地位化，规模化，全球化和高技术化的特点。21 世纪初机械制造业的重要特征表现在它全球化，网络化，虚拟化，智能化以及环保，协调的绿色制造等。而柔性化，敏捷化，智能化，信息化便成为了21 世纪初机械制造业发展的总趋势。机械工业是国民经济的装备部，是为经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业还是新兴产业都离不开各种的机械装备。机械工业的规模和技术水平是恒联国家经济实力和科学技术水平的重要标志。在现代企业的机械生产中，如何保证零件加工质量，提

2、高生产率，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，对机械零件的技术性与经济性提出了更高的要求，而良好的技术经济性很大程度取决于机械加工工艺的制定。(二)课题的意义零件的加工工艺编制，在机械加工中占有重要地位，零件工艺编制的合不合理，这直接关系到零件最终能否达到质量要求；夹具的设计也是不可或缺的一部分，它关系到能否提高其加工效率的问题。因此，这两者在机械加工行业中是至关重要的环节。机械加工工艺过程是指用机械加工的方法改变毛坯的尺寸，形状，相对位置和性质，使其成为零件的全过程。机械加工工艺过程的基本单位是工序，工序又由安装，工位，工步及走刀组成。规定产品或零件制造过程或操作方法

3、的工艺文件，称为工艺规程。机械加工工艺规程的主要作用如下：1、机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据，根据他来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业规划等。2、机械加工工艺规程也是组织生产，进行计划调度的依据，有了它就可以制定进度计划，实现优质高产和低消耗。3、机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件，根据给他和生产纲领才能所需机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置等。在机床上加工零件时，为了保证加工精度，必须正确安装零件使其对机床的切削成形运动和刀具占有正确位置，还必须对工件进行定位惯性力，重力等外力作用而破坏工件确定的准确位置，还必须对其施加一定

4、的夹紧力，这一过程称为夹紧。定位和夹紧过程称为安装，在机床上用来完成工件安装任务的重要工艺装备就是机床夹具。机床夹具的种类很多，其中，适用范围最广的通用夹具，规格尺寸多以标准化且有专长生产。而广泛用于批量生产，专门为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。因此，专用夹具的设计是一项重要的生产准备工作，每一个从事机械加工工艺的工装设计人员，都应掌握有关夹具设计的基础知识。研究钻孔的加工工艺和夹具生产技术，可以改进有孔零件的生产方法，提高工厂的生产效率，降低生产成本，提高零件精度，对实际生产有重要意义。二、国内外发展现状钻孔的加工工艺根据其功能，结构形状，材料和热

5、处理以及尺寸大小的不同而异。就其结构形状来划分，大体上可以分为短套筒和长套筒两大类。他们在加工过程中，其装夹方式和加工方法都有很大的差别。1、法兰盘的功用及结构特点名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 5 页 -法兰（Flange），又叫法兰凸缘盘或突缘。法兰是管子与管子之间相互连接的零件，用于管端之间的连接；也有用在设备进出口上的法兰，用于两个设备之间的连接，如减速机法兰。法兰连接或法兰接头，是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆连接。管道法兰系指管道装置中配管用的法兰，用在设备上系指设备的进出口法兰。法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。法兰间用衬垫

6、密封。法兰分螺纹连接（丝扣连接）法兰、焊接法兰和卡夹法兰。法兰都是成对使用的,低压管道可以使用丝接法兰，四公斤以上压力的使用焊接法兰。两片法兰盘之间加上密封垫，然后用螺栓紧固。不同压力的法兰厚度不同，它们使用的螺栓也不同。水泵和阀门，在和管道连接时，这些器材设备的局部，也制成相对应的法兰形状，也称为法兰连接。凡是在两个平面周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件，一般都称为“法兰”，如通风管道的连接，这一类零件可以称为“法兰类零件”。但是这种连接只是一个设备的局部，如法兰和水泵的连接，就不好把水泵叫“法兰类零件”。比较小型的如阀门等，可以叫“法兰类零件”。2、生产加工法兰盘主要加工方法：生产工艺主要

7、分为锻造、铸造、割制、卷制这四种。该零件材料为HT200，考虑到法兰盘在工作过程中受力不大，轮廓尺寸也不大，各处壁厚相差较小，从结构形式上看，几何形体不是很复杂，采用铸造生产比较合适，故可以采用铸造成型。3、机械加工未来发展的趋势加工工艺未来的发展趋势：（1）采用模拟技术，优化工艺设计成形、改性与加工是机械制造工艺的主要工序，是将原材料（主要是金属材料）制造加工成毛坯或零件的过程，这些工艺过程特别是热加工过程是极其复杂的高温、动态、瞬时过程，期间发生一系列复杂的物理，化学，冶金变化，这些变化不仅不能直接观察，间接测试也十分困难，因而多年来，热加工工艺设计只能凭“经验”。近年来，应用计算机技术及

8、现代测试技术行成的热加工工艺模拟及优化设计技术风靡全球，成为热加工各个学科最为热门的研究热点和跨世纪的技术前沿。应用模拟技术，可以虚拟显示材料热加工（铸造、锻压、焊接、热处理、注塑等）的工艺过程，预测工艺结果（组织性能质量），并通过不同参数比较以优化工艺设计，确保大件一次制造成功，确保呈成批件一次模拟成功。模拟技术同样已开始应用于机械加工、特种加工及装配过程，并已向拟实制造成形的方向发展，成为分散网络化制造、数字化制造机制造全球化的技术基础。（2）成形质量相向近无“缺陷”方向发展毛皮和零件的成形是机械制造的第一道工序。金属毛坯和零件的成形一般有铸造、锻造、冲压、焊接和轧材下料五类方法。随着金属

9、致密成型工艺的发展，零件成型的形成的尺寸精度正从近净成形（Near Net ShapeForming）向净成形(Net ShapeForming)即近无余量成型方向发展。“毛坯”与“零件”的界限愈来愈小，有的毛坯成形后，已接近或达到零件的最终形状和尺寸，磨削后即可装配。主要方法有多种形式的精铸、精锻、精冲、冷温挤压，紧密焊接及切割。如在汽车生产中，“接近零余量的敏捷及精密冲压系统”及“智能重阻焊系统”正在研究与发展。（3）成型质量向近无“缺陷”方向发展毛坯和零件成形质量高低的一个指标是缺陷的多少、大小和危害程度。由于热加工过程十分复杂，因素多变，所以很难避免缺陷的产生。近年来热加工界提出了向近

10、无“缺陷”方向发展的目标，这个“缺陷”是指不致引起早期失效的临界缺陷概念。采取的主要措施由：采用先进工艺，净化融融金属薄板，增大合金组织的致密度，未得到健全的铸件、锻件奠定基础；名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 5 页 -采用模拟技术，优化工艺设计，实现一次成型机模拟成功；加强工艺过程监控及无损检测，及时发现超标零件；通过零件安全可靠性能研究及评估，确定临界缺陷量值等。（4）机械加工向超精密、超高速方向发展超精密加工技术目前已进入纳米加工时代，加工精度达0.025m，表面粗糙度达0.0045m。精切削加工技术由目前的红处波段向加工可见光波段或不可见紫外线和X射线波段

11、趋势，抄经加工机床向多功能模块化方向发展，抄经加工材料有金属扩大到非金属。夹具设计未来的发展趋势：夹具是机械加工不可或缺的部件，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、卡盘技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。（1）高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对卡盘的制造精度要求更高。高精度卡盘的定位孔距精度高达5m，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm,德国 demmeler(戴米乐)公司制造的4m 厂、2m 宽的孔系列组合焊接卡盘品太，其等高误差为0.03mm；精密平口钳的平行度和垂

12、直度在5m 以内；夹具重复安装的定位精度高达5m；卡盘的重复定位精度高达2-5m。机床了卡盘的精度以提高到微米级，世界知名的卡盘制造公司都是精密机械制造企业，诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，卡盘有不同的型号，以及不同的档次的精度标准供选择。(2）高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和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、气动和液动加紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁卡盘，夹紧和松开工件只用1-2 秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造条件。为了缩短在机床上安装于调整夹具的时间，满足3R

13、夹具仅用1 分钟，即可完成线切割机床卡盘的安装与校正。(3)模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的的系统化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算辅助设计与组装打下了基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，技能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断的改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建家具专业技术网站，为夹具

14、行业停工信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。(4)通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可拓展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国戴美乐公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，是的夹具的通用性好，元件少而精，配件的费用低，经济适用才能有推广应用的价值。专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度，加快用高新科技改造和提升夹具技术水平的步伐，创建

15、夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外家具厂商联系，争取合资与合作，引进技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。三、本课题的研究目标1.本课题理论联系实际，能够培养学生查阅科技资料及翻译英文资料的能力；名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 5 页 -2.提高学生分析问题、解决问题的能力；3.采用 AutoCAD 和 Pro/e 对工装夹具设计二维设计及三维造型，能够进一步地提高学生的计算机绘图能力；4.本课题为学生今后从事自动化工艺装备设计工作打下坚实的基础四、研究的主要内容本课题研究的主要内容为，通过对转

16、速器盘的工艺进行分析，设计出转速器盘的加工工艺规程，其中包括确定毛坯的制造形式，基准的选择，确定工艺路线等。另外还要设计出加工2-9 孔的机床夹具。并采用AutoCAD 和 Pro/e 绘制该夹具的二维、三维装配图及零件图。五、研究方法和加工手段法兰盘镗孔加工中时的主要工艺问题：由于法兰盘零件壁薄，刚性差，强度弱，在装夹及加工过程种容易产生变形。(1）保证工件与刀具的平行度粗加工端面时，要以法兰端面为基准，应保证工件与刀具的平行度。所以法兰端面是重要的基准面。(2）保证刀架刀柄与法兰端面的垂直度粗加工端面与孔是一次装夹完成，只需更换刀具即可完成操作。粗加工孔时，要通过镗刀完成，所以要保证刀架刀

17、柄与法兰端面的垂直度。镗刀的安装刀杆伸出刀架处的长度应尽可能短，以增加刚性，避免因刀杆弯曲变形，而使孔产生锥形误差。刀尖应略高于工件旋转中心，以减小振动和扎刀现象，防止镗刀下部碰坏孔壁，影响加工精度。刀杆要装正，不能歪斜，以防止刀杆碰坏已加工表面。注意，镗通孔用的普通镗刀，为减小径向切削分力，以减小刀杆弯曲变形，一般主偏角为45 75，常取60 70六、进度安排毕业设计总共14 周，大致安排如下：第 1 周：调研报告和翻译外文第 2 周：分析给定的参考资料，复原设计加工零件工作图。第 3 周：设计加工工艺过程卡和加工工序卡。第 4 周：工装夹具结构方案设计。第 5 周：绘制工装夹具装配图。第

18、6 周：绘制工装夹具装配图。第 7 周：绘制工装夹具装配图。第 8 周：拆画夹具零件图。第 9 周：工装夹具三维造型。第 10 周：工装夹具三维造型。第 11 周：编写设计计算说明书提交初稿。第 12 周：编写设计计算说明书提交初稿。第 13 周：修改图纸和说明书并打印。第 14 周：论文整理、装订和参加答辩。已具备的实验条件加工零件图参考样图1 张专用计算机1 台Microsoft Office 2003AutoCAD2007名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 5 页 -Pro4.0八、参考文献1卢秉恒.机械制造技术基础.北京：机械工业出版社，20082王隆太.先进制造技术.北京：机械工业出版社，20113王先奎.机械加工工艺手册.北京：机械工业出版社，20074龚定安.机床夹具设计原理.西安：陕西科学出版社，1983名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 5 页 -