開題報(bào)告(覃吉超)

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1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告學(xué)生姓名:覃吉超導(dǎo)師姓名、職稱：郭順生教授所屬學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：機(jī)械工程及自動(dòng)化1001班設(shè)計(jì)（論文）題目：數(shù)字化車間中組合鉆夾具三維建模與設(shè)計(jì)2014年3月17日武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告1.目的及意義機(jī)床夾具是機(jī)械制造過程屮用來固定加工對象，使Z占有正確的位置，以接受加工或檢測的裝置。由定位元件、夾緊裝置、對刀引導(dǎo)元件、連接元件以及夾具體等組成。能穩(wěn)定的保證工件的加工精度，減少輔助工時(shí)和機(jī)動(dòng)時(shí)間，有效擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能；組合夾具是一套由各種不同形狀、規(guī)格

2、和用途的標(biāo)準(zhǔn)化元件和部件組成的機(jī)床夾具系統(tǒng)，使用時(shí)，按照工件的加工要求從中選擇合適的元件和部件，用類似搭積木的方式組裝成的各種專用夾具。組合夾具的設(shè)計(jì)、組裝工吋短，能夠保證加工精度，省去了畫線等工序，使用完可以拆卸保存，根據(jù)加工零件的變化靈活組裝，具有很大的柔性，非常適用于多品種、小批量的生產(chǎn)模式，因此備受制造企業(yè)的青睞，應(yīng)用越來越廣泛。雖然組合夾具有如此多的優(yōu)點(diǎn)，但是國內(nèi)多數(shù)制造型企業(yè)并沒有發(fā)揮出組合夾具的優(yōu)勢，他們在設(shè)計(jì)制造夾具的過程中，對人工有很強(qiáng)的依賴性，仍然沿襲手繪圖紙的習(xí)慣，每一次設(shè)計(jì)都要繪制大量的手稿，查閱設(shè)計(jì)手

3、冊中的設(shè)計(jì)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，每一次修改都會(huì)重復(fù)做很多工作，工作量很大，效率低下，投入的時(shí)間和精力成本高，而設(shè)計(jì)岀來的夾具體，是沒有辦法進(jìn)行力學(xué)性能分析和干涉碰撞檢查的，因此，對設(shè)計(jì)的成果是否符合實(shí)際生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)是不確定的。部分企業(yè)省去了自己設(shè)計(jì)的繁雜過程，直接大批量購進(jìn)專用夾具（相關(guān)調(diào)查顯示，一般中等生產(chǎn)能力的工廠，大約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具），但是閑置率高，利用率低，且市場需求變化快，產(chǎn)品更新快，導(dǎo)致夾具的更新周期變短（每隔3—4年就要更新50—80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為10-20%左右），導(dǎo)致了很大程度上的資

4、源浪費(fèi)，極大的阻礙了企業(yè)的牛產(chǎn)和發(fā)展。因此，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)制造方法，已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)高效，快速和多樣化的生產(chǎn)需求了。近年來，國際上已經(jīng)將CAD和人工智能技術(shù)引入夾具的設(shè)計(jì)領(lǐng)域屮，使夾具的設(shè)計(jì)和裝配更加靈活，便捷，大大縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低了生產(chǎn)和人工成本。這一智能化技術(shù)就是數(shù)字化車間。數(shù)字化車間中的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)，是在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中，對夾具的整個(gè)設(shè)計(jì)和裝配過程進(jìn)行仿真，評(píng)估和優(yōu)化。省去了繪制二維圖，讀圖等繁雜過程，所有繪圖設(shè)計(jì)過程都在數(shù)字車間中完成，且可直觀的進(jìn)行三維建模，設(shè)計(jì)者只需要關(guān)注設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)是否合理可行，是

5、否可進(jìn)一步優(yōu)化等問題。數(shù)字化車間夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)優(yōu)于人工設(shè)計(jì)的地方還在于，前者可以進(jìn)行干涉檢查，力學(xué)性能分析，檢查很全面，修正簡便。數(shù)字化車間夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)大大降低了設(shè)計(jì)者的工作量和企業(yè)的成本，且設(shè)計(jì)效率高速度快，設(shè)計(jì)出的夾具可用性強(qiáng)，解決了企業(yè)面臨的生產(chǎn)瓶頸。數(shù)字化車間設(shè)計(jì)系統(tǒng)將是制造業(yè)不可或缺的重要工具。鑒于“數(shù)字化車間中組合夾具設(shè)計(jì)”的巨大實(shí)用價(jià)值和發(fā)展?jié)摿?，本課題將圍繞數(shù)字化建模的設(shè)計(jì)理念，利用solidworks三維建模軟件,以“數(shù)字化車間中組合鉆夾具的三維建模與設(shè)計(jì)”為例拋磚引玉，建立相應(yīng)組合夾具模型，裝配體等，并對設(shè)計(jì)

6、的組合鉆夾具裝配體進(jìn)行力學(xué)分析和干涉檢查，建立組合鉆夾具零件庫，根據(jù)所給零件進(jìn)行二次裝配。切實(shí)提高組合夾具的設(shè)計(jì)和裝配效率。1.國內(nèi)外數(shù)字制造技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀分析國外關(guān)于數(shù)字化的研究已經(jīng)取得了重大的突破。數(shù)字化制造技術(shù)起源于美國，19世紀(jì)50年代，MIT發(fā)明了NC機(jī)床和CAM處理系統(tǒng)，K&T公司研制成功了加工中心；60—70年代，CAD軟件和CAD/CAM系統(tǒng)的發(fā)展，進(jìn)入80年代之后，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）,極大的縮短了產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)，制造和管理的吋間；而90年代發(fā)展起來的快速成型技術(shù)（RP）,可以對產(chǎn)品進(jìn)行快速的評(píng)價(jià)

7、，修改和功能的試驗(yàn)，有效的縮短了產(chǎn)品開發(fā)的周期，促成了現(xiàn)代制造業(yè)的繁榮。美國也是組合夾具的主要生產(chǎn)國，孔系和槽系組合夾具都有生產(chǎn)。近年來，國外研究人員對夾具設(shè)計(jì)的三個(gè)步驟（設(shè)備規(guī)劃，夾具規(guī)劃，夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）進(jìn)行了深入研究，美國WorcesterPolytechnicInstitute機(jī)械I：程系的教授融亦鳴研究了適用于FMS和CIMS的孔系組合夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)。結(jié)合自己對夾具的深入研究和理解，出版了《計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)》一書，促進(jìn)了夾具業(yè)的發(fā)展。與國外相比，國內(nèi)數(shù)字化制造業(yè)起步較晚，技術(shù)受限于國外，且人量的高端數(shù)字化技術(shù)研究都集中

8、于國內(nèi)少數(shù)高等學(xué)府，如清華大學(xué)，浙江大學(xué)，四川大學(xué)等，與國內(nèi)企業(yè)的實(shí)際工程應(yīng)用斷節(jié)。導(dǎo)致最新的研究成果與工程一線缺乏直接的溝通和對接。且應(yīng)用僅限于汽車和飛機(jī)等少數(shù)制造領(lǐng)域。我國雖然數(shù)字化領(lǐng)域起步較晚，但是在機(jī)床夾具方面有長期的積累，國內(nèi)的夾具制造始于20世紀(jì)60年代，建立了面