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1、本科毕业设计（论文）开题报告 （2012届）学 院（部）： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 杨 帆 班 级： 机设081 学号 指导教师姓名： 熊显文 职称 教授 2011年12月20日题目：液压泵传动齿轮的机加工艺及相关夹具设计1.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写15002000字左右的文献综述。制造技术是一个永恒的主题，是设想、概念、科学技术物化的基础和手段，是国家经济与国防实力的体现，是国家工业化的支柱产业和关键。机械制造技术可以分为机械设计和机械加工工艺两大部分。工艺是制造技术的灵魂、核心和关键。现代制造工艺技术是先进制造技术的重要组成部分，也是其
2、最有活力的部分。产品从设计变为现实是必须通过加工才能完成的，工艺是设计和制造的桥梁，设计的可行性往往会受到工艺的制约。不是所有设计的产品都能加工出来，也不是所有的设计产品通过加工都能达到预定技术性能要求。“设计”和“工艺”都是同等重要的。工艺是生产过程中最活跃的因素 ，同样的设计可以通过不同的工艺方法来实现，工艺不同，所用的加工设备、工艺装备也就不同，其质量和生产率也会有差别。通常，有了某种工艺方法才有相应的工具和设备出现，反过来，这些工具和设各的发展又提高了该工艺方法的技术性能和水平，扩大了其应用范围。加工技术的发展往往是从工艺突破的，电加工方法的发明，出现了电火花线切割加工、电火花成形加工
3、等方法，发展了一系列的相应设备，形成了一个新兴行业，对模具的发展产生了重大影响。当科学家们发现激光、超声波可以用来加工时，出现了激光打孔、激光焊接、激光干涉测量、超声波打孔、超声波探伤等方法，相应地发展了一批加工设备，从而与其他非切削加工手段在一起，形成了特种加工技术，即非传统加工技术。由于工艺技术上的突破和丰富多彩，使得设计也扩大了眼界，以前有些不敢设计之处，现在敢于设计了。例如利用电火花磨削方法可以加工直径为0.1mm的探针；利用电子束、离子束和激光束可以为口工直径为0.1mm以下的微孔，而纳米加工技术的出现更是扩大了设计的广度和深度。现代制造技术已经不是单独的加工方法和工匠的“手艺”，已
4、经发展成为一个系统，在制造工艺理论和技术上有了很大的发展，例如在工艺理论方面主要有：加工成形机理和技术、精度原理和技术、相似性原理和成组技术、工艺决策原理和技术以及优化原理和技术等。在制造生产模式上出现了柔性制造系统、集成制造系统、虚拟制造系统、集群制造系统和共生制造系等。由于近些年制造工艺技术的发展，工艺内容有了很大的扩展，工艺技术水平有了很大提高；计算机技术、数控技术的发展使制造工艺自动化技术和工艺质量管理工作产生了革命性的变化。机械加工工艺是设计机械设备的依据，机械加工工艺过程是指，在生产过程中，按一定顺序逐渐改变生产对象的形状（铸造、锻造等）、尺寸（机械加工）、位置（装配）和性质（热处
5、理），使其成为预期产品的主要过程；或者与原材料变为成品直接有关的过程。可具体的分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、电镀、装配等工艺过程。它与机械加工工艺规程是有区别的，机械加工工艺规程是指将合理的机械加工过程以文件的形式写出。机械加工工艺是在生产车间的指明灯，它指导工人如何进行生产。一件零件从毛坯到成品完全是由技术员编制的机械加工工艺规程进行指导的，零件是废品还是合格品也完全是由机械加工工艺规程来决定的。由此可见机械加工工艺规程在制造技术中的地位与作用。机械加工工艺系统由金属切削机床、刀具、夹具及工件组成，它们彼此关联，相互影响，满足特定加工要求的系统。工艺过程：生产过程中，按一定顺
6、序逐渐改变生产对象的形状（铸造、锻造等）、尺寸（机械加工）、位置（装配）和性质（热处理），使其成为预期产品的主要过程；或者与原材料变为成品直接有关的过程。可具体的分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、电镀、装配等工艺过程。同一零件（产品）可以采用不同的加工过程，零件依次通过的全部加工过程称之工艺路线或工艺流程；它是制定工艺过程和进行车间分工的重要依据。机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，而工序又可以分为若干个安装、工位、工步和走刀。工序是指一个或一组工人在一个工作地对一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺内容。工序中内容非常的详尽，包括了夹紧的部位、定位元件、夹紧
7、元件以及加工的内容，一个工人只要加工完各个工序所要求的内容就可以把零件从毛坯加工成成品了。工序不仅是组成工艺过程的基本单元，也是制订时间定额，配备工人，安排作业和进行质量检验的基本单元。为了便于分析和描述工序的内容，工序还可以进一步划分工步。工步是指加工表面（或装配时的连接表面）和加工（或装配）工具不变的情况下所连续完成的那一部分工序。一个工序可以包括几个工步，也可以只有一个工步。一个工步可以包括一次走刀或几次走刀。工件在加工前，在机床或夹具上先占据一正确位置（定位），然后再夹紧的过程称为装夹。工件（或装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工艺内容称为安装。在一道工序中可以有一个或多个安装。为
8、完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备固定部分所占据的每一个位置，称为工位。 2. 选题依据、主要研究内容、研究思路及方案。2.1选题依据 我所选的课题是液压泵传动齿轮的机械加工工艺及其夹具设计，这里的液压泵齿轮不是一般用途的齿轮而是用在航空发动机上的，所以根据其工作条件要求零件的材料和所具有的性能就不一样，本零件所选用的材料是14CrMnSiNi2MoA。高速、重载及精密机器所用的主要齿轮传动，除要求材料性能优良，轮齿具有高强度及齿面具有高硬度（如5055HRC）外，还应进行磨齿等精加工。需精加工的齿轮目前多是先切齿，再做表面硬化处理，
9、最后进行精加工，精度可达5级或4级。这类齿轮精度高，价格较贵，所用热处理方法有表面淬火、渗碳、氮化、软氮化及氢化。合金钢材料结构根据所含金属的成分及性能可分别使材料的韧性、耐冲击性、耐磨性及抗胶合的能力等获得提高，也可通过热处理或化学热处理改善材料的力学性能及提高齿面的硬度。所以对于既是高速、重载，又要求质量小、尺寸小的航空用齿轮就得用性能优良的合金钢来制造。液压泵传动齿轮传动无论在性能机械加工制造的难度方面都比普通齿轮大，所以它所要求机械加工制造知识就广泛，例如仅其热处理方面就涉及到调质、氢化、淬火等还有镀铜、除铜、磁检、等机械加工工艺的内容，所以选择此课题可以把大学所学过的所有机械相关知识
10、都复习一遍。此课题还要求设计夹具，这就需要对齿轮的加工工序有一个感性的认识，更需要对各工序的合理定位夹紧要清楚的把握。选择此课题重点是对发动机传动齿轮的机械加工工艺的编制，要想达到齿轮的精度、性能要求需要怎么编制机械加工工艺合适，既要考虑到生产批量、加工效率还要兼顾加工质量，所以编制一套合理的机械加工工艺规程就显得尤为关键。此外还要求用AutoCAD绘制液压泵传动齿轮的标准零件图、每个工序的机械加工工艺卡片等，在编制滚齿及插齿夹具的时候要查阅很多标准件，这对我们查阅资料的能力也是个很大的考验。2.2主要研究内容结合自己所学知识，特别是机械加工工艺、公差、机械设计和数控机床等能准确的分析液压泵传
11、动零件的结构特点和技术要求分析；根据零件图给出的技术要求和尺寸，自己能编制出切实可行的机械加工工艺规程；根据图纸自己能很好的读图、识图；根据编制好的机械加工工艺规程可以设计出插齿及滚齿夹具并进行计算校正。 2.3研究思路及方案从零件图开始入手，首先要很好的吃透图纸，根据图纸及技术要求明确自己的设计任务，从零件图可以看出发动机传动齿轮的机械加工精度相当高这是由于其特殊功用及其工作条件决定的。在零件图上还可以看到除了齿轮的加工外还有内花键的加工，值得一提的是内花键与传动齿轮的机械加工要求并不同，这就牵涉到谁先谁后的问题，很明显这是机械加工工艺所要解决的问题。另外齿轮的毛坯采用的是锻件，首先应该安排
12、一道消除内应力的热处理工序以为后面的粗加工做准备，但是由于其航空用的发动机传动齿轮的特殊性要进行调质的处理，调质以后的硬度达到3037HRC，这无疑给后面的机械加工增加了难度。所以要合理的安排机械加工工艺的内容显得尤为重要。在编制完机械加工工艺规程后就要根据工序设计插齿及滚齿夹具，设计的夹具既要满足生产要求又要结构简单、操作方便。在明确了自己的设计任务后，根据已给的零件图查阅相关资料，如机械制图标准，计算机辅助设计软件AutoCAD的熟练使用，机械加工技术，夹具设计手册中规定的标准，所有相关的书籍要全部吃透，最后制定切实可行的工作进度。然后就在老师的指导下进行设计任务，在本次设计中老师安排了我
13、们下厂实习，使得我们可以真正的进行理论联系实际，把所学知识跟生产实际联系起来。工作进度及具体安排进度安排1、20111226-2011125 开题报告2、2012126-2012310 收集、查阅相关资料，拟定初步加工方案3、2012311-2012410 完成工艺文件的制定及说明书的初步写作4、2012411-2012510 完成夹具设计的所有工作及对完成工艺文件的制定及说明书的初步写作的进一步修改定稿5、2012510-2012610完善毕业设计资料及准备答辩主要参考资料参考文献：1 赵志修主编机械制造工艺学北京：机械工业出版社，20012 王先逵主编机械制造工艺学北京：机械工业出版社，20043 戴陆武主编机床夹具设计西安：西北工业大学出版社，19914 王启平主编机床夹具设计哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20055 王光斗主编机床夹具设计手册上海：上海科学技术出版社，20006 机械工业出版社编机械工程手册，1999.57 工艺设计手册北京：机械工业出版社，2003.1系（教研室）意见签名：年 月 日学院（部）主管领导意见签名：年 月 日4.指导教师意见指导教师： 年 月 日说明：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，将作为毕业设计（论文）成绩考查的重要依据，经导师审查后签署意见生效。