篇一：套筒工艺分析余夹具设计开题报告(李行)
湖南大学
毕业设计（论文）
开题报告
题目
学生姓名学号
专业 机械设计制造及其自动化 班级
评阅教师
完成日期2013年 3月 12 日
套筒的工艺分析与夹具设计
学生：李行
指导老师：杨军
教学单位：湖南大学远程与继续教育学院
1 课题来源
本课题来源于生产实际，探讨机械加工中一般性基础问题。课题涉及知识面
较广，且设计要求较高，对学生的设计能力，特别是思考能力是一个很好的锻炼。
课题研究内容包括机械工程学科的力学，材料学，机械原理，机械设计，公差与
互换性，机械制造工艺等知识，特别涉及机构的应用与创新是本课题的主要靓点。
使学生能得到全面的锻炼。课题要求学生具备较强的机构设计能力和创新能力，
对学生是一个挑战。课题为典型的机械设计类课题，涉及机械知识全面，与机械
专业方向结合紧密。
2 研究的目的与意义
2.1研究的目的
随着世界经济的迅猛发展和科学技术的腾飞，市场不断国际化全球化，各行
各业的竞争日益激烈。企业要想在残酷的竞争中生存下来谋求发展，就要想方设
法提高竞争力。缩短新产品的研发和开发时间，提高产品的设计质量，降低研发
成本，进行创新性设计，只有这样，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。随着市场竞争的日趋激烈，对机械零件的技术
性和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。套筒零件是机械产品中最常见的一种零件，其生产工艺比较特殊，改
造后的套筒零件可达到较高的精度，同时夹具结构简单，操作方便快捷，能重复
使用，大大降低了成本。
2.2研究的意义
零件的加工工艺编制，在机械加工中占有非常重要的地位，零件工艺编
制得合不合理，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
缺少的一部分，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方法改变毛坯的形状，尺寸，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和操作方法的工艺文件，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，根据它来组织原料和毛坯
的供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配
劳动力，以及进行生产成本核算等。
2.机械加工工艺规程也是组织生产，进行计划调度的依据，有了它就可以指
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，根据它和生产纲领，才能
确定所需机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部门的安排。
机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片是两个主要的工艺文件，对于检
验工序还有检验工序卡片，自动，半自动机床完成的工序，还有机床调整卡片。
机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。机械加工工序卡片
是每个工序制定时，用于直接指导生产，用于大批量生产的零件和成批生产中的
重要零件。
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，使其对机床
切削成形运动和刀具占有正确位置，还必须对“定位”。为了不因受切削力、惯
性力、重力等外力作用而破坏工件已定的正确位置，还必须对其施加一定的夹紧
力，这一过程称为“夹紧”。定位和夹紧全过程称为“安装”。在机床上用来完成
工件安装任务的重要工艺装备，就是各类夹具中应用最为广泛的“机床夹具”。
机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准
化，且有专业厂生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹
具，则需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。
套筒零件是一种常用零件，研究套筒零件的加工工艺和夹具生产技术，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，提高零件精度，
对实际生产具有重要意义。
3 国内外的研究现状和发展趋势
3.1国内外的研究现状
套筒零件的加工工艺根据其功能，结构形状，材料和热处理以及尺寸大小的
不同而异。就其结构形状来划分，大体可以分为短套筒和长套筒两大类。它们在
加工过程中，其装夹方式和加工方法都有很大的差别。
1）套筒零件的功用与结构特点
套筒零件在产品中通常起支撑或导向作用，由于功用不同，在结构和尺寸上
有着很大的差异，但在结构上仍有共同的特点：零件的主要表面为同轴度要求较
高的内外旋转表面，零件壁的厚度薄且受力容易变形。其主要技术要求为：外圆
表面直径精度，通常取IT7~8；内孔直径精度，通常取IT7；内外圆的同轴度；孔
轴线与端面的垂直度及表面粗糙度等。
2）生产加工现状
由于套筒零件壁薄，受到径向力容易变形。为了解决这些问题，常采用以下
两种装夹方式：（1）用外圆定位装夹；（2）用已加工内孔定位。在生产过程中一
般采用均匀径向力夹紧或轴向力夹紧的方式。常用的夹具有软爪，心轴，弹簧夹
头，液性塑料夹具等。这些夹具都是根据不同的套筒零件专门设计出来的专用夹
具，一旦零件结构，尺寸改变或者停产，这些夹具将成为报废品，从而造成极大
的浪费，增加生产成本，这对企业来说是要尽量避免出现的。
套筒零件加工中的主要工艺问题：
一般套筒零件在机械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，外圆表面的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求）和防止变形。
1）保证相互位置精度
要保证内外圆表面间的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求，通常可采用下
列三种工艺方案：（1）在一次安装中加工内外圆表面和端面。（2）全部加工分在
几次安装中进行，先加工孔，然后以孔为定位基准加工外圆表面。（3）全部建工
分在几次安装中进行，先加工外圆，然后以外圆表面为定位基准加工内孔。
2）防止变形的方法
薄壁套筒在加工过程中，往往由于夹紧力，切削力和切削热的影响而引起变
形，致使加工精度降低。需要热处理的薄壁套筒，如果热处理工序安排不当，也
会造成不可校正的变形。防止薄壁套筒的变形，可以采取以下措施：（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）减小热变形引起的误差。
3.2未来发展趋势
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部件的过程。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，其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，应用计算机技术及现代测试技术形成的热加工工艺
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；确保成批件一次试模成功。
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、数字化制造及制造全球化的技术基础。
2.成形精度向近无余量方向发展
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。随着毛坯精密成形工艺的发展，
零件成形的型成形的形状尺寸精度正从近净成形（Near Net Shape Forming）
向净成形（Net Shape Forming）即近无余量成形方向发展。“毛坯”与“零
件”的界限越来越小。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、精密焊
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“智能电
阻焊系统”正在研究开发中。
3. 成形质量向近无“缺陷”方向发展
毛坯和零件成形质量高低的一另一指标是缺陷的多少、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。采取的主要措施有：采用先进工艺，净化熔融金属薄板，增
大合金组织的致密度，为得到健全的铸件、锻件奠定基础；采用模拟技术，优化
工艺设计
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0.025μm，表面粗
糙度达0.0045μm。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射线波段趋近；超精加工机床向多功能模块化方向发展；超精加
工材料由金属扩大到非金属。
夹具设计未来的发展趋势：
夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、
篇二：套筒工艺及铣床夹具设计
本科毕业设计论文
题 目 套筒工艺及铣床夹具设计
专业名称 机械设计制造及其自动化
学生姓名
指导教师
毕业时间
毕业任务书
一、 题目
套筒工艺及铣床夹具设计
二、指导思想和目的要求
机械加工工艺与夹具设计是全面地综合运用有关专业课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。通过该毕业设计，综合所学专业知识，熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确的解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制定工艺规程等问题的方法，培养编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，同时培养分析问题和解决问题的能力，加深理论知识的理解，强化生产实习中的感性认识。设计过程也是理论联系实际的过程，能培养理论联系实际的设计思想，并学会使用手册，查询相关相关资料等，提高分析和解决工程实际问题的独立工作能力，能巩固，加深和扩展有关呢机械加工工艺与夹具方面的知识，为以后的实际工作奠定坚实的基础。
三、主要技术指标
1. 机械中英文材料
2. 套筒的CAD制图
3. 套筒的加工工艺过程综合卡
4. 铣床夹具设计图
5. 设计毕业论文
四、进度和要求
第一阶段：第八学期第1，2周，完成零件CAD制图， 撰写开题报告
第二阶段：第八学期第3，4周，修改并完成文献综诉与译文，；
第三阶段：第八学期第5，6周，分析套筒工艺设计的初步思想；
第四阶段：第八学期第7，8周，研读工艺规程设计资料，制定零件加工工艺规程；
第五阶段：第八学期第9，10周，铣床夹具设计与计算，绘制制定零件图；
第六阶段：第八学期第11，12周，完善铣床夹具设计，画出夹具装配图。
第七阶段：第八学期第13，14周，拟定毕业设计论文框架，整理和撰写设计论文，形成终稿，送审，修改，并装订。
五、主要参考书及参考资料
[1] 闫光明，侯忠滨，张云鹏。现代制造工艺基础[M]西安：西北工业
大学出版社，2007.
[2] 狄瑞坤，潘晓弘，樊晓燕。机械制造工程[M]杭州：浙江大学出版社。2001.
[3] 薛源顺，机床夹具设计[M]北京：机械工业出版社，2000
[4] 许建新，孔宪光，张振明，CAPP技术综述[J]CAD/CAM与制造业信息化。2002.
[5] 蔡瑾，段国林，李翠玉，李德红，夹具设计技术发展综诉[J]河北工业大学报， 2002.
[6] 魏米，吴大春，机械加工工艺路线的拟定[J]，民营科技，2008.
学生 指导教师系主任
摘 要
工艺学是研究机械加工工艺技术和夹具设计为主的技术学科,具有很强的实践性,要求学习过程中应紧密联系生产实践,同时它又具有很强的综合性。本次毕业设计研究的课题是套筒零件加工工艺编制及铣床夹具设计，主要内容如下：首先，对零件进行分析，根据零件图提出的具体加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸。第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准，制定工艺路线方案，第三步，根据已经确定的工艺路线，选择加工设备及工艺装备，再确定每一工步的切削用量。在机械设计制造各行业的工艺过程中广泛应用着各种不同的，用以固定加工对象，使之占有正确位置，以便接受施工的一种工艺装备，通称为夹具。本次夹具设计则是设计铣套筒圆弧R10mm 的夹具。设计夹具先对原始资料进行分析，明确设计的要求和意图，然后提出具体的定位、夹紧、对刀方案和夹具体的一般结构。为保证设计的可靠性，还要对夹具的夹紧力和精度进行了分析。同时使设计基准与定位基准相重合，保证了槽侧面的加工精度与位置公差。然后确定夹具结构方案，然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。最后，把整个设计过程整理为设计说明书和图纸，至此整个设计基本完成。
关键词：套筒，加工工艺，铣床夹具
I
篇三：复杂箱体类零件数控加工工艺的研究开题报告
本科生毕业论文（设计）开题报告 题目名称 复杂箱体类零件数控加工工艺的研究 学生姓名 专业 机电技术教育 学号指导教师姓名 所学专业 机电技术 职称 高级实验师 完成期限 一、选题的目的意义 箱体类零件是机器或部件的基础件，通过它把机器上的零部件联结成一个整体。其加工 质量在很大程度上决定着部件或机器的装配精度与性能。汽车上的变速箱属于多面多孔、高 精度、高性能要求的复杂箱体类零件，如何高效高质量地完成这类零件的加工，除了必须具 备先进的数控加工设备之外，还必须确定优化的加工工艺方案。从大量加工实例分析中看出， 工艺方案考虑不周，加工路线设计不好，会造成数控加工差错，工量成倍增加，制造成本上 升，使价格昂贵的加工中心使用经济效益差。我们研究其数控加工工艺，进一步明确编制合 理的加工工艺流程、选择合适的定位装夹方案、有效利用各种数控设备和加工刀具、设定最 佳切削用量是保证复杂箱体类零件加工质量、提高生产效率的重要途径。 因此，对箱体零件在加工中心上的工艺规程设计具有重大实用意义！ 二、国内外研究现状 自 20 世纪 90 年代开始，世界发达国家已广泛采用加工中心进行柔性加工，其适应多品 种的生产。特别是 20 世纪 90 年代后期，高速加工中心问世以后，应用更加普遍。我国从 1958 年开始研究数控机床，1965 年开始研制晶体管数控系统。80 年代初随着改革开放的实施，
我 国从国外引进技术，推动了我国数控机床新的发展高潮。80 年代末期，我国还在一定范围内 探索实施 CIMS。90 年代我国还加强了自主知识产权数控系统的研制工作，取得了一定成效。 但是，我国的数控加工设备和工艺与发达国家还有一定的差距。以变速器壳体为例，国 际水平的加工工时为 12-13 分钟，在日本的加工时间为 14-15 分钟，在我国的加工时间为 30 分钟左右，差距是一目了然的。 三、主要研究内容 （1）通过工厂参观和查找资料，了解箱体类零件的工艺特点 （2）依照实践经验和查找相关文献，论述数控加工路线确定原则 （3）根据数控实习经验和箱体类零件的工艺特点，详述箱体类零件各个需加工的面，孔 等工序在加工中心上的定位装夹原则和加工方法 （4）技术要求：制定出箱体类零件在加工中心上的合理的加工路线确定原理，确定重要 工序的装夹定位方法和加工方法 四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线 1.实际调查研究，在此基础上进探讨行分； 2.通过图书馆、网络查阅相关文献资料，了解国内外发展趋势； 3.与指导老师商讨以及与同组同学共同分析和探讨； 4.结合所学理论知识，进行分析、研究。五、主要参考文献与资料〔1〕刘旭宇，陈绍荣．加工中心上箱体零件加工工艺路线的确定〔J〕 机床与液压， ． 2003（2）：260～262 ．机电信息，2001（9）〔2〕彭庆林，林国湘．侧面定位基准在变速箱体加工中的应用〔J〕 ：53～54 ．机电
信息，2004（7）〔3〕彭庆林，陈从桂．箱体加工工艺分析〔J〕 ：99～101 ．机械工人，2005（3）〔4〕谭惠忠，熊晓红．数控加工工艺设计〔J〕 ：72～73〔5〕李慧珠．加工箱体长孔的工艺方法〔J〕．机械工程师，2007（2）：143 ．重庆：2003（3）〔6〕刘长吉．内燃机箱体类零件柔性加工应注意的几个问题〔J〕 ：15～16 ．工程机械，2002〔7〕杨洪波，林辉，王友刚等．变速器箱体机械加工工艺过程的改进〔J〕（8）：47～48〔8〕李立平．汽车变速器壳体加工工艺研究〔D〕．天津：天津大学机械工程学院，2004 ．山东交通科技，2004（4）〔9〕高慧．压路机变速箱体加工工艺分析〔J〕 ：78～81〔10〕徐福革．55 kW 输送机减速箱加工工艺过程分析〔J〕 ：4～6 ．煤炭技术，2002，21（8） ．机车车辆工艺，2003（6）〔11〕刘孝峰，丛云中．地铁齿轮箱加工工艺的优化〔J〕 ：13～15〔12〕陈军，贾友文，孙召瑞．箱体类零件设计和加工应用技术研究〔J〕．机械工程师，2007 ：53～55（2） ．制造工〔13〕张明，刘庭辉，魏建芳等．小型蜗轮减速器箱体加工工装的设计及应用〔J〕 ：56～57程师，2003（6）〔14〕傅克宝．箱体零件的技术要求与检测方法〔J〕 ：52～53 ．工程机械，2000（10） ．机车车辆工艺，2004（5）〔15〕郭华胜．铸钢齿轮箱箱体机械加工工艺的改进〔J〕 ：18～38〔16〕倪志荣．机械加工应该重视定位基准的选择〔J〕．机械工人，2003（9）：48-49
六、指导教师审批意见 签名： 年 月 日09/20 11:46 102 机体齿飞面孔双卧多轴组合机床及 CAD 设计09/08 20:02 3kN 微型装载机设计09/20 15:09 45T 旋挖钻机变幅机构液压缸设计08/30 15:32 5 吨卷扬机设计10/30 17:12 C620 轴拨杆的工艺规程及钻 2-Φ16 孔的钻床夹具设计09/21 13:39 CA6140 车床拨叉零件的机械加工工艺规程及夹具设计 83100308/30 15:37 CPU 风扇后盖的注塑模具设计09/20 16:19 GDC956160 工业对辊成型机设计08/30 15:45 LS 型螺旋输送机的设计10/07 23:43 LS 型螺旋输送机设计09/20 16:23 P-90B 型耙斗式装载机设计09/08 20:17 PE10 自行车无级变速器设计10/07 09:23 话机机座下壳模具的设计与制造09/08 20:20 T108 吨自卸车拐轴的断裂原因分析及优化设计09/21 13:39 X-Y 型数控铣床工作台的设计09/08 20:25 YD5141SYZ 后压缩式垃圾车的上装箱体设计10/07 09:20 ZH1115W 柴油机气缸体三面粗镗组合机床总体及左主轴箱设计09/21 15:34 ZXT-06 型多臂机凸轮轴加工工艺及工装设计10/30 16:04 三孔连杆零件的工艺规程及钻 Φ35H6 孔的夹具设计08/30 17:57 三层货运电梯曳引机及传动系统设计10/29 14:08 上盖的工工艺规程及钻 6-Ф4.5 孔的夹具设计10/04 13:45 五吨单头液压放料机的设计10/04 13:44 五吨单头液压放料机设计09/09 23:40 仪表外壳塑料模设计09/08 20:57 传动盖冲压工艺制定及冲孔模具设计09/08 21:00 传
动系统测绘与分析设计10/07 23:46 保护罩模具结构设计09/20 15:30 保鲜膜机设计10/04 14:35 减速箱体数控加工工艺设计10/04 13:20 凿岩钎具钎尾的热处理工艺探索设计09/08 21:33 分离爪工艺规程和工艺装备设计10/30 15:26 制定左摆动杠杆的工工艺规程及钻 Ф12 孔的夹具设计10/29 14:03 前盖板零件的工艺规程及钻 8-M16 深 29 孔的工装夹具设计10/07 08:44 加油机油枪手柄护套模具设计09/20 15:17 加热缸体注塑模设计10/07 09:17 动模底板零件的工艺规程及钻 Φ52 孔的工装夹具设计10/08 20:23 包缝机机体钻孔组合机床总体及夹具设计09/21 15:19 升板机前后辅机的设计09/09 22:17 升降式止回阀的设计09/22 18:52 升降杆轴承座的夹具工艺规程及夹具设计09/09 16:41 升降杠杆轴承座零件的工艺规程及夹具设计08/30 15:59 半自动锁盖机的设计（包装机机械设计）08/30 15:57 半轴零件的机械加工工艺及夹具设计10/29 13:31 半轴零件钻 6-Φ14 孔的工装夹具设计图纸09/26 13:53 单吊杆式镀板系统设计08/30 16:20 单级齿轮减速器模型优化设计08/30 16:24 单绳缠绕式提升机的设计09/09 23:08 卧式加工中心自动换刀机械手设计09/08 22:10 厚板扎机轴承系统设计09/18 20:56 叉杆零件的加工工艺规程及加工孔 Φ20 的专用夹具设计08/30 19:32 双卧轴混凝土搅拌机机械部分设计09/09 22:33 双模轮胎硫化机机械手控制系统设计09/09 22:32 双辊驱动五辊