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本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
論文題目 貫穿孔毛刺的識別設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計
專業(yè)班級
姓 名
學(xué) 號
指導(dǎo)教師
填表日期
二〇一 三 年 三 月
說 明
1． 畢業(yè)設(shè)計的開題報告是保證畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)，
為規(guī)范畢業(yè)設(shè)計的開題報告，特印發(fā)此表。
2．學(xué)生應(yīng)在開題報告前，通過調(diào)研和資料搜集，主動與指導(dǎo)教師討論，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，完成開題報告。
3．此表一式三份，一份交系裝入畢業(yè)設(shè)計（論文）檔案袋，一份交指導(dǎo)教師，一份學(xué)生自存。
4．選題需經(jīng)基層教學(xué)單位（專業(yè)）討論審核、學(xué)院主管教學(xué)院長批準(zhǔn)、報教務(wù)處備案, 方可正式進入下一步畢業(yè)設(shè)計（論文）階段。
姓 名
開題時間
學(xué) 制
專業(yè)班級
指導(dǎo)教師
(導(dǎo)師組長)
論文題目
貫穿孔毛刺的識別設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計
本課題國內(nèi)外研究動態(tài)及意義：
1.國內(nèi)外研究動態(tài)
毛刺，是指在金屬（包括熱加工和冷加工）切割加工過程中在切削力作用下，產(chǎn)生晶粒剪切滑移、塑性變形使材料擠壓撕裂，導(dǎo)致工件表面過渡處出現(xiàn)各種尖角、毛邊等不規(guī)則的金屬部分。隨著工業(yè)化和自動化程度的提高,機械加工領(lǐng)域,特別是航空、航天、儀器儀表領(lǐng)域中,對機械零件制造精度要求的提高和機構(gòu)設(shè)計的微型化,毛刺的危害性尤為明顯,逐漸引起人們的普遍重視,并開始對毛刺的生成機理及去除方法進行研究。
毛刺是金屬切削加工中產(chǎn)生的普遍現(xiàn)象之一，也是金屬切削理論研究中迄今為止尚未解決好的兩大難題（毛刺的生成與控制，切屑的處理與控制）之一。
目前,檢測毛刺及去毛刺技術(shù)已受到各工業(yè)發(fā)達國家的普遍重視,相繼成立了許多專門研究機構(gòu),進行了大量實驗研究。檢測毛刺去毛刺工藝已由手工作業(yè)向機械化、自動化的方向發(fā)展,去毛刺的工藝方法也在逐年增加。
據(jù)粗略統(tǒng)計,1972 年,去除毛刺的方法僅有22種,1975 年增加到30種,1990 年則已達70 余種,已涉及機械加工的各個方面,并不斷有新的去毛刺研究成果問世。隨著中國加入WTO、改革開放進程的加快,產(chǎn)品競爭會日益激烈。提高產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量、增加系統(tǒng)可靠性、降低成本是企業(yè)面臨的唯一選擇;另外,隨著國家機電產(chǎn)品出口比率的加大,也為去毛刺的研究和應(yīng)用帶來鍥機。有跡象表明,歐、美、日本、臺灣、香港等國家和地區(qū)的一些企業(yè),考慮或正在我國大陸設(shè)立光整設(shè)備生產(chǎn)基地和設(shè)置服務(wù)中心,以搶先占領(lǐng)中國市場。
國外已成功研制了用于CNC 數(shù)控機床上的去毛刺技術(shù),并已投入使用。該項技術(shù)的核心是一套按不同幾何形狀確定的刀具,由刀桿、去毛刺工具和特殊軸承結(jié)構(gòu)三部分組成,具有非常短暫的工作節(jié)拍和很高的去毛刺質(zhì)量。國內(nèi)研制的由PC控制一組輪刷作為切削工具的半自動齒輪端面去毛刺機床已研制成功并投入使用。
以德國Bosch 公司研制的柔性去毛刺系統(tǒng)FDS( Flexible Deburring) 和包括切屑處理、清洗在內(nèi)
的柔性清整系統(tǒng)FFS(Flexible Finishing System) 為代表的高度自動化的去毛刺技術(shù)已得到應(yīng)用,這標(biāo)志著去毛刺技術(shù)正向高新技術(shù)領(lǐng)域邁進。
在美國的SMC（生產(chǎn)加工工程師學(xué)會）和ASME（美國機械工程師學(xué)會）對這毛刺檢測有較深入的研究，但沒有制訂成國家標(biāo)準(zhǔn)。為了評定被測工件去毛刺的質(zhì)量，人們可以參照表面粗糙度的參數(shù)值范圍的評定規(guī)則，將去毛刺質(zhì)量劃分成1～10個等級，如圖1所示。這種定量方式是否能夠合理正確反映去毛刺質(zhì)量，有待人們實踐中加以驗證。
圖1
說明：以0.005～0.01mm 為一級初始范圍，其余多級的數(shù)值組成等比數(shù)列
一般來說，檢測毛刺時首先應(yīng)將去毛刺后的工件清洗干凈并吹干內(nèi)部毛刺在必要時根據(jù)被檢測的工件的性能要求，外觀等方面來選擇適宜的檢測方法。
2.本課題的意義
毛刺現(xiàn)象既是一個簡單的又是一個復(fù)雜的問題，隨著工業(yè)化和自動化程度的提高,機械加工領(lǐng)域,特別是航空、航天、儀器儀表領(lǐng)域中,對機械零件制造精度要求的提高和機構(gòu)設(shè)計的微型化,毛刺的危害日益明顯，在實際工作中，若去毛刺的方法適當(dāng)，它會提高產(chǎn)品的質(zhì)量、降低成本，否則，不但影響生產(chǎn)效率的提高、產(chǎn)品質(zhì)量好壞，還會影響產(chǎn)品的成本。具體說：有些產(chǎn)品要求較高，經(jīng)過認(rèn)真去毛刺后由于毛刺較牢固，如果不是經(jīng)過切削加工是很難脫落的；有些高精度產(chǎn)品，特別是安全性能要求特別高，價值極高的產(chǎn)品，如飛機、衛(wèi)星等產(chǎn)品就要求徹底消除毛刺，即使非常牢固的毛刺，需要經(jīng)過切削加工也要消除，否則萬一毛刺脫落就會造成不可估量的損失，因此，毛刺去除與毛刺檢測對機械產(chǎn)品及機械工業(yè)有著重要意義。
畢業(yè)設(shè)計(論文)研究的內(nèi)容、方法及擬解決的關(guān)鍵問題：
1. 完成內(nèi)容：
（1）熟悉毛刺產(chǎn)生的原因及貫穿孔毛刺的特點
（2）選擇毛刺識別的方法并設(shè)計識別設(shè)備
（3）熟悉Solidworks及Auto CAD繪圖軟件
（4）繪制識別設(shè)備結(jié)構(gòu)圖
2. 選擇毛刺檢測方法：
一般來說，檢測毛刺時首先應(yīng)將去毛刺后的工件清洗干凈并吹干內(nèi)部毛刺在必要時根據(jù)被檢測的工件的性能要求，外觀等方面來選擇適宜的檢測方法（如下表）。
名稱
方法步驟
應(yīng)用范圍
手感法
用手撫摸去毛刺部分，憑手感來決定如果扎手則認(rèn)為毛刺還沒有完全清除
適用于對外觀有一定要求的產(chǎn)品
目測法
內(nèi)部毛刺可剖開，用肉眼觀察
適用于產(chǎn)品的外觀和內(nèi)部有一定精度要求的
掛絲法
內(nèi)部毛刺可剖開用一根棉線沿棱邊移動，棉線被掛住了，或破損了，則去毛刺不徹底。
適用于產(chǎn)品性能有特定要求的；如伺服閥的閥口和密封性能要求較高的產(chǎn)品
放大法
內(nèi)部毛刺可剖開，用5～10倍放大鏡觀察工作
適用于對產(chǎn)品性能和精度有較高要求的產(chǎn)品
定量法
將工件進行縱剖或橫剖用萬能工具測量，并在工件棱邊上測出毛刺的寬度
適用于性能要求高密封性好的產(chǎn)品
激光掃描法
將工件置于有放大性能的輪廓儀上拍照，根據(jù)照片可定量檢測毛刺的形狀及有關(guān)參數(shù)
適用于高精度產(chǎn)品
現(xiàn)代工業(yè)對零件品質(zhì)要求越來越高，機、電、光一體化及數(shù)字化是未來的發(fā)展方向，因此，本設(shè)計采用激光掃描法檢測孔，跟據(jù)特點，設(shè)計激光掃描儀。
3. 擬定激光掃描儀方案：
現(xiàn)擬定激光掃描儀傳動方案如下圖2所示：
圖2 激光掃描儀方案
激光掃描儀主體由兩個步進電機及兩組絲杠滑塊副組成，兩個步進電機帶動兩個絲杠轉(zhuǎn)動，使絲杠上的滑塊移動，實現(xiàn)激光發(fā)射器在X-Y平面內(nèi)移動定位，激光精準(zhǔn)測出工件中的孔的形狀，并計算出毛刺輪廓及尺寸，通過計算機顯示端輸出，實現(xiàn)貫穿孔毛刺的識別，判斷零件是否合格。
本傳動方案的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，定位精度高，適用范圍廣泛，符合未來發(fā)展的趨勢；缺點是:產(chǎn)品造價比較高。
完成期限和預(yù)期進度：
第1～2周，2013年3月1日～3月14日 畢業(yè)實習(xí)與設(shè)計調(diào)研。
第3～4周，2013年3月14日～3月21日 畢業(yè)設(shè)計開題報告。
第5～12周，2013年3月21日～4月5日 畢業(yè)設(shè)計主要工作：
第6周，系統(tǒng)參數(shù)計算、材料選擇、動力選擇等;
第7～10周，Solidworks三維建模，生成工程圖；
第11～12周，編寫設(shè)計計算說明書，準(zhǔn)備電子文檔；
第13周，2013年5月26日～5月31日 資格審查，論文修改時間；
2013年6月1日～6月3日 畢業(yè)設(shè)計答辯。
主要參考資料：
[1] 機械設(shè)計手冊編輯委員會.機械設(shè)計手冊（1-2）第三版[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004
[2] 現(xiàn)代傳動設(shè)計手冊編輯委員會.現(xiàn)代傳動設(shè)計手冊（第二版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002
[3] 機械設(shè)計手冊編輯委員會.機械設(shè)計手冊（3）（新版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005
[4] 王磊，王旭永．高壓水射流去毛刺技術(shù)的特征及應(yīng)用[J] 制造.材料，2001，39（443）：7— 9．
[5] 張惠生．機械零件去毛刺工藝的現(xiàn)狀與發(fā)展[J] 北京建筑工程學(xué)院學(xué)報，2011，17(4)：58— 61．
[6] 王吉安．如何選擇去毛刺技術(shù)及檢測方法[J] 工藝，2004，12：28— 30．
[7] Yang D C H．Blanche J G．Design and application guiddines for cycloiddrives th machining toleran ces．Mechan ism and MachineD~Theo~ ， 1990，25(5)：487～50
[8] 楊崇麟．板式換熱器工程設(shè)計手冊．北京：機械工業(yè)出版社，1994
[9] 顧繩谷．電機及拖動基礎(chǔ)．北京：機械工業(yè)出版社，1981
[10 ] 楊志芬.去毛刺技術(shù)[J ] 世界制造技術(shù)與裝備市場,1994(1) :8 - 9
[11] 趙東標(biāo)等.航空發(fā)動機葉片毛刺打磨方法[J ] 航空制造工程11998 ,6 :34 - 35
[12] 胡志強.國外飛機零部件去毛刺和光飾技術(shù)概況[J ] 西飛科技,1992 ,1 :44 - 46
[13]李鐵詳.國內(nèi)去毛刺及表面光整加工技術(shù)狀況[J ] 組合機床與自動加工技術(shù),1996 ,4 :2 - 3
[14] 吳敏鏡.毛刺及去毛刺技術(shù)[J ] 航天工藝11999 ,3 :47 - 49
[15] 王衛(wèi)林.毛刺技術(shù)[J ] 航空制造工程11993 ,2 :19 - 21
[16] 貴成.金屬切削中進給方向毛刺生成機理極其控制[J ] 應(yīng)用科學(xué)學(xué)報11991 ,9 (3) :7269 - 275
[17]季迪.去毛刺方法及設(shè)備[J ] 內(nèi)燃機燃油噴射和控制12000，1:48 - 49
指導(dǎo)教師（導(dǎo)師組）意見：
簽 名：
年 月 日
審查小組意見：
審查小組負(fù)責(zé)人（簽 名）：
年 月 日
備注：
1、 要有5篇以上相關(guān)文章的閱讀量。
2、 理、工科開題報告撰寫要求在1500字左右，人文社科開題報告在2500字左右，包括論文選題的背景和意義、工作任務(wù)分析、調(diào)研報告、方案擬定與分析、畢業(yè)論文撰寫提綱及實施計劃、文獻綜述（理、工科可不提交文獻綜述）等。
3、 電腦打印，用A4紙，頁邊距左邊3.2cm，右邊2.54cm,上下邊距2.54cm，在左邊裝訂；內(nèi)容為小四號宋體，行距為固定值20磅。
4、 文獻綜述（按文獻綜述格式打?。└皆陂_題報告后面一起裝訂。
文獻綜述內(nèi)容：
一．國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
隨著工業(yè)化和自動化程度的提高,機械加工領(lǐng)域,特別是航空、航天、儀器儀表領(lǐng)域中,對機械零件制造精度要求的提高和機構(gòu)設(shè)計的微型化,毛刺的危害性尤為明顯,逐漸引起人們的普遍重視,并開始對毛刺的生成機理及去除方法進行研究。
1953 年,日本許多廠家就開始研制用于汽車剎車鼓、汽缸體、變速箱體等大中型鑄件的專用自動去毛刺機。由于這種去毛刺機械對零件的適應(yīng)性差、價格貴等因素未能得到普遍推廣應(yīng)用,但這為后來發(fā)展起來的鑄件去毛刺技術(shù)奠定了良好基礎(chǔ)。在理論研究方面,1958 年日本京都大學(xué)的奧島教授發(fā)表了“關(guān)于切削過程中的毛刺現(xiàn)象”的論文,對產(chǎn)生毛刺的現(xiàn)象及毛刺的分類進行了論述。
1959 年,宇都宮大學(xué)隈部教授發(fā)表了題為“用振動切削減少毛刺的探討”的論文。1967 年,靜崗大學(xué)財滿教授發(fā)表了“關(guān)于鋁合金板鉆孔形成的毛刺的研究”一文。同年,美國的R. 威廉提出了將研磨劑與硅樹脂混合在一起,作為介質(zhì),壓入裝有零件的模具中,將零件內(nèi)表面和孔的毛刺去掉(即擠壓珩磨去毛刺技術(shù)) ,取得初步成功,現(xiàn)該項技術(shù)已成為美國專利。1971 年,日本綜合鑄件中心在職業(yè)訓(xùn)練大學(xué)木下教授等的指導(dǎo)下,研制了數(shù)控式砂帶磨削裝置, 可以去除任意形狀鑄件的毛刺。同年12 月,日本磨粒加工研究會舉辦了“去毛刺工藝講座”,會上發(fā)表了磨粒、砂布、超聲波、化學(xué)、電解等方法去除毛刺的論文。1972 年,小山株式會社研制的鑄件去毛刺機、日本小松制作所的汽缸體自動去毛刺裝置均獲得日本自動化機械獎。日本東京芝浦電氣生產(chǎn)技術(shù)研究所的高孝哉對20 余種主要的去毛刺方法的去毛刺原理、毛刺的大小、位置、去毛刺零件的形狀、自動化難易程度、作業(yè)設(shè)備費用、特征等進行了深入研究和論述。1973 年,美國狄地洲大學(xué)格里列斯皮完成了題為“機械加工中毛刺形成與性質(zhì)”的論文,分析了機械加工過程中毛刺的形成原理,并論述了實驗過程中對毛刺的觀測。美國對機械零件去毛刺技術(shù)比較重視,是因為美國機械制造業(yè)發(fā)展迅速,產(chǎn)量高、批量大、質(zhì)量要求高等因素,而用手工去毛刺滿足不了生產(chǎn)發(fā)展的需要。1974年美國制造工程師學(xué)會首先成立了毛刺技術(shù)分會,著手對去毛刺技術(shù)
進行研究,這是毛刺問題正式例入議事日程的開始。1976 年前后,日本已有去毛刺技術(shù)方面的專利300 余件,其中有關(guān)塑料工件去毛刺技術(shù)的專利約有90 件。其間,日本的技術(shù)人員對產(chǎn)生毛刺的原因及預(yù)防措施進行了大量的研究和實驗,取得了一定進展,其中振動光飾去毛刺機(又稱振動滾磨機)的研究與應(yīng)用在世界上得到好評。1984 年以來,日本橫濱大學(xué)中山一雄教授以切削加工中最基本要素切削方向和刀具切削刃為基準(zhǔn),對切削毛刺進行了較為全面、系統(tǒng)的定義分類,先后對車削、刨削加工
中被加工件的物理性能、工件形態(tài)、刀具的幾何參數(shù)等因素對切削毛刺的影響進行了大量的實驗研究與理論分析,這對有效抑制和減小毛刺的產(chǎn)生奠定了理論基礎(chǔ)。為交流有關(guān)毛刺問題的科研成果,國際毛刺技術(shù)組織在1976 年9 月28～30 日在美國德克薩斯洲的霍斯頓召開了首屆抑制毛刺的國際會議,對有關(guān)毛刺問題進行了學(xué)術(shù)交流;之后,于1977 年6 月在美國費城召開了控制毛刺和表面加工精度的第2 次國際學(xué)術(shù)會議,又于1979 年10 月召開了第3 次毛刺問題的國際學(xué)術(shù)會議,交流研究及控制毛刺的科研成果。國際生產(chǎn)工程學(xué)會(CIRP) 也在其學(xué)術(shù)會議上,相繼就關(guān)于切削毛刺生成機理與去除技術(shù)等研究內(nèi)容進行了學(xué)術(shù)交流,促進了毛刺生成機理與控制研究的深入發(fā)展。在2000 年9 月召開的第5 屆國際去毛刺和表面精整大會上,討論了以ISO9000為基礎(chǔ)的毛刺檢查標(biāo)準(zhǔn),其中包括40 多項關(guān)于毛刺的技術(shù)問題。
目前,去毛刺技術(shù)已受到各工業(yè)發(fā)達國家的普遍重視,我國原機械部液壓行業(yè)就把去毛刺技術(shù)列為“七五”期間提高液壓產(chǎn)品質(zhì)量的主要攻關(guān)項目。隨著我國工業(yè)化進程的加快,零件去毛刺技術(shù)的應(yīng)用范圍日益廣泛,有越來越多的部門開始重視零件去毛刺技術(shù)的研究和應(yīng)用,并已取得豐碩的研究成果。
二 綜述
[1] 張惠生．機械零件去毛刺工藝的現(xiàn)狀與發(fā)展[J] 北京建筑工程學(xué)院學(xué)報，2011，17(4)：58— 61．
張惠生在本文中闡述了機械零件加工過程中毛刺危害與形成原因,毛刺的預(yù)防措施,去毛刺工藝及發(fā)展趨勢。
文中論述了常見去毛刺方法，為我們選擇提供了多種選擇途徑，常見去毛刺方法有：
1) 人工去毛刺
2) 刷子去毛刺法
3) 振動光飾去毛刺法
4) 熱能去毛刺法
5) 化學(xué)去毛刺法
6) 電化學(xué)去毛刺法
7) 刷子、電磁放電去毛刺法
8) 電熱絲去毛刺
9) 放電加工去毛刺
10) 磁力研磨去毛刺
11) 激光去毛刺
12) 超聲波去毛刺
13) 機器人去毛刺
[2] 王吉安．如何選擇去毛刺技術(shù)及檢測方法[J] 工藝，2004，12：28— 30．
王吉安在本文中提出了可能避免毛刺的產(chǎn)生的方法：
?降低刀具前刀面的表面粗糙度；
?增大刀具前角；
?減少切削厚度；
?對工件適當(dāng)熱處理，減少塑性變形；
?采用抗黏結(jié)性能好的切削液；
?根據(jù)零件的塑性，適當(dāng)調(diào)整切削速度；
⑦建立超穩(wěn)定的加工環(huán)境；
⑧采用特種加工方法
本文中也提出了可能避免毛刺的檢測方法：
名稱
方法步驟
應(yīng)用范圍
手感法
用手撫摸去毛刺部分，憑手感來決定如果扎手則認(rèn)為毛刺還沒有完全清除
適用于對外觀有一定要求的產(chǎn)品
目測法
內(nèi)部毛刺可剖開，用肉眼觀察
適用于產(chǎn)品的外觀和內(nèi)部有一定精度要求的
掛絲法
內(nèi)部毛刺可剖開用一根棉線沿棱邊移動，棉線被掛住了，或破損了，則去毛刺不徹底。
適用于產(chǎn)品性能有特定要求的；如伺服閥的閥口和密封性能要求較高的產(chǎn)品
放大法
內(nèi)部毛刺可剖開，用5～10倍放大鏡觀察工作
適用于對產(chǎn)品性能和精度有較高要求的產(chǎn)品
定量法
將工件進行縱剖或橫剖用萬能工具測量，并在工件棱邊上測出毛刺的寬度
適用于性能要求高密封性好的產(chǎn)品
拍照法
將工件置于有放大性能的輪廓儀上拍照，根據(jù)照片可定量檢測毛刺的形狀及有關(guān)參數(shù)
適用于高精度產(chǎn)品
[3] 王磊，王旭永．高壓水射流去毛刺技術(shù)的特征及應(yīng)用[J] 制造.材料，2001，39（443）：7— 9．
王磊，王旭永在本文中提出了高壓水射流去毛刺技術(shù)是利用水力噴射所具有的物理作用和切割作用來去除毛刺的一種柔性加工工藝方法。論證了這種工藝去除毛刺能力穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)光控、數(shù)控或機械手控制。并且全面介紹了高壓水射流去毛刺技術(shù)的原理、特點、技術(shù)要點以及應(yīng)用情況。
[4] 機械設(shè)計手冊編輯委員會.機械設(shè)計手冊（1-2）第三版[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004
機械設(shè)計手冊提供了廣泛的數(shù)據(jù)查詢與方法查詢，它共6卷，其中第1卷包括機械設(shè)計基礎(chǔ)資料，零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，機械制圖和幾何精度設(shè)計，機械工程材料，連接件與緊固件；第2卷包括軸和聯(lián)軸器，滾動軸承，滑動軸承，機架、箱體及導(dǎo)軌，彈簧，機構(gòu)，機械零部件設(shè)計禁忌；第3卷包括帶、鏈傳動，齒輪傳動，減速器、變速器，離合器、制動器，潤滑，密封；第4卷包括液力傳動，液壓傳動與控制，氣壓傳動與控制；第5卷包括光機電一體化系統(tǒng)設(shè)計，傳感器，控制元器件和控制單元，電動機；第6卷包括機械振動與噪聲，疲勞強度設(shè)計，可靠性設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計，反求設(shè)計，數(shù)字化設(shè)計，人機工程與產(chǎn)品造型設(shè)計，創(chuàng)新設(shè)計。
備注：1、文獻綜述內(nèi)容包括：國內(nèi)外研究理論、研究方法、進展情況、存在問題、參考依據(jù)等。
2、文獻綜述必須切題。
3、電腦打印，用A4紙。內(nèi)容為小四號宋體，行距為固定值20磅，頁邊距左邊3.2cm，右邊2.54cm,上下邊距2.54cm，在左邊裝訂。