毕业设计开题报告（含文献综述、外文翻译）题目41/2英寸管螺纹滚压装置的设计、仿真及受力分析姓名倪东杰学号 0936210099班级2009级（4）班专业机械设计制造及其自动化学院机械工程学院指导教师（职称）聂秋根张莉开题报告1.选题的背景和意义1.1选题的背景螺纹是机械工程中常用的连接方式，作为机械设计中的一种基本而又必要的元素，广大设计人员必须对螺纹进行深入的学习和掌握，不仅要能正确、合理的选用螺纹，还要了解螺纹的加工方法和工艺，以便解决生产中可能遇到的问题。
螺纹的加工方法主要有螺纹切削和螺纹滚压两种。
按滚压模具的不同，螺纹滚压又可分搓丝和滚丝两类。
而滚丝按照进给方式的不同，又分为三种形式：径向螺纹滚压，切向螺纹滚压，轴向螺纹滚压。
金属加工制造商们正面临着前所未有的竞争压力。
“用一贯采用的方式”加工零件已经行不通了。
将最好的加工工艺与特定应用场合相匹配，对某个加工作业而言可能意味着要么从中赢利，要么就失掉它。
界限是非常严格而没有回旋余地的。
准确而精密的螺纹加工对任何车间而言都是一种关键的技巧。
考虑将螺纹滚压作为制造螺纹零件的一种可能工具应该作为车间加工策略之一。
螺纹滚压需要在滚轮架和滚轮方面进行刀具投资，这种投资比单点螺纹切削刀片要高。
然而，对于涉及硬化材料、较高表面光洁度、表面一致性以及较高生产量的应用场合，长远来看螺纹滚压技术可能具有更高的性价比。
1.2选题意义螺纹滚压加工就是用滚压工具进行挤压，是金属塑性变形而形成螺纹的方式。
滚压螺纹的金属纤维是连续的，而切削螺纹的金属纤维是断开的，与切削方法相比，滚压不是一种金属切削过程。
它不通过去除金属而形成所需要的轮廓，而是按滚轮拉丝模的镜像形成螺纹，是一种无切削螺纹成型工艺。
但是目前国内外在螺纹冷滚压精密成形的工艺方面的研究较少。
因此对螺纹冷滚压进行研究，有助于促进这种无切削新技术的推广应用,具有重要的理论意义和实用价值。
通过此次毕业设计，可在下述几方面得到锻炼：1）绘制装置的装配图和非标零件图，以提高我们设计一般机械装置的能力和绘图能力。
2）结合学院实验室加工条件，编制装置的主要零件加工工艺规程，以提高我们编制零件加工工艺的能力和对工艺的了解。
3）借助于相关计算机软件，建立三维图形及数模，并进行运动仿真及受力分析，便于装置的装配与调试，以提高我们对CAD/CAM，UG应用软件的使用能力和熟悉程度。
4）撰写毕业设计说明书，以提高我们对专业文档书写与组织的能力以及计算分析能力。
5）培养自身独立思考和独立工作的能力。
综上，此次毕业设计将是对我在工作前学习实践的一次检验，巩固加深大学期间所学的知识，并为以后的社会工作做好了技术储备，具有十分重要的意义。
2．设计内容2.1 主要设计内容1．收集资料，撰写文献综述、开题报告，进行外文翻译；2．绘制管螺纹滚压装置装配图和主要非标零件图；3．编制主要零件加工工艺规程(注：加工场地为学院实验室)；4．构建装置的三维图形及数模，并进行三维运动仿真；5．撰写毕业设计说明书。
2.2 拟解决的关键问题1. 41/2管螺纹的滚压变形问题(管螺纹壁厚较薄，而直径又较大)，如何保证在力作用下薄壁管不变形、裂开。
2. 高效的管螺纹滚压装置的结构尺寸的确定。
3. 塑性成型仿真分析。
3．设计的方法及措施3.1 可行性分析通过查阅分析大量的资料和文献，对41/2的大管螺纹滚压装置进行结构设计，并建立3D模型，在此基础上运动DEFORM软件进行塑性成型仿真，力学分析，以解决41/2管螺纹的滚压变形问题。
3.2 方法及措施本毕业设计工作分为五部分，设计方法与措施拟定如下：1）通过查阅分析大量的资料和文献，分析研究高效的管螺纹滚压装置，熟悉设计对象，通过AutoCAD绘制管螺纹滚压装置装配图和主要非标零件图。
绘制零件图和装配图时，需要考虑主视图和视图的数量，尽量采用1：1的比例来绘制。
2）编制主要零件加工工艺规程。
在设计前，应对工件有关工艺进行详细的分析，然后按步骤逐一进行。
为避免基准不重合而引起的基准不重合误差，保证加工精度应遵循基准重合原则。
故工序尺寸及公差计算如下步骤：①根据相关手册确定各工序的基本余量；②根据各种加工方法的经济精度表格确定各工序尺寸的公差；③由后工序向前工序逐个计算工序尺寸，得各工序尺寸及公差。
3）构建装置的三维图形及数模，并进行三维运动仿真。
设计一种高效的管螺纹滚压装置主要就是要解决41/2管螺纹的滚压变形问题，而这可以通过改变结构增加滚压头的数量来实现，为了完成装置的设计，需要借助于UG，DEFORM计算机软件，建立三维模型，并进行受力分析。
4）撰写毕业设计说明书。
详细的阐明设计过程和依据，并进行零件的分析计算。
4．预期设计成果画出41/2的大管螺纹滚压装置的2D零件图和装配图，主要零件加工工艺规程，各零件及装配的3D模型，以及仿真分析结果，设计说明书。
5．设计工作进度计划本毕业设计的阶段划分与进度安排如下：第七学期第 11 周—第 13周 (12.11.12-12.11.30)：收集资料，上交文献综述打印稿。
第七学期第 14 周—第 16 周 (12.12.3-12.12.21)：上交开题报告打印稿。
第七学期第 17 周 (12.12.24-12.12.29)：上交外文翻译打印稿。
第七学期第 18 周 (13.1.2-13.1.4)：前期检查(文献综述、开题报告、外文翻译)。
第八学期第 1 周—第 6 周(2013.2.25-2013.4.5)：确定总体方案，绘制装配图和零件图(3周)；编制主要零件加工工艺规程(1周)；构建装置的三维图形及数模，并进行三维运动仿真及受力分析(1周)；撰写毕业设计说明书(1周)。
第八学期第 7 周指导教师审查，中期检查。
第八学期第 8 周完善和补充毕业设计内容。
第八学期第 9 周主审教师审阅。
第八学期第 10 周答辩。
第八学期第 12 周第二次答辩(第一次答辩前没完成的学生或准备不充分的学生或第一次答辩未能通过的学生)简介螺纹加工1.前言螺纹是机械工程中常用的连接方式，任何一台机器和装置，包括铁路运输机械、汽车、起重机械、石油钻探和航天机械、机床和压力容器产品等，其零、部件之间的联接几乎都离不开螺纹零件。
通常，一台机器中的螺纹零件，占整机零件数量的80%以上，随着制造业发展的逐渐机械化，精密化和复杂化，螺纹的应用也越来越广，对加工的要求也越来越高，由此可见，螺纹加工在加工制造中有特殊而重要的地位，因此行业竞争也就不可避免，金属加工制造商们正面临着前所未有的竞争压力。
“用一贯采用的方式”加工零件已经行不通了。
将最好的加工工艺与特定应用场合相匹配，对某个加工作业而言可能意味着要么从中赢利，要么就失掉它。
界限是非常严格而没有回旋余地的。
2.2.螺纹加工的演变及发展螺纹原理的应用可追溯到公元前 220年希腊学者阿基米德创造的螺旋提水工具。
到公元4世纪,地中海沿岸国家在酿酒用的压力机上开始应用螺栓和螺母的原理。
1500年左右,意大利人列奥纳多·达芬奇绘制的螺纹加工装置草图中，已有应用母丝杠和交换齿轮加工不同螺距螺纹的设想。
1760年，英国人J.怀亚特和W.怀亚特兄弟获得了用专门装置切制木螺钉的专利。
1778年，英国人J.拉姆斯登曾制造一台用蜗轮副传动的螺纹切削装置，能加工出精度很高的长螺纹。
1797年，英国人H.莫兹利在由他改进的车床上，利用母丝杠和交换齿轮车削出不同螺距的金属螺纹，奠定了车削螺纹的基本方法。
此后各种螺纹发展进入高速车道，各种螺纹加工方法相继诞生。
具体分类如图（1）所示。
图1 螺纹加工方法的分类2.1螺纹切削一般指用成形刀具或磨具在工件上加工螺纹的方法,主要有车削、铣削、攻丝、套丝、磨削、研磨和旋风切削等。
2.1.1螺纹车削车削螺纹的传动原理车削螺纹时必须用丝杠带动刀架进给，使工件每转一周，刀具移动的距离等于螺纹的螺距。
通常在具体操作时，可按车床进给箱表牌上表示的数值按交换齿轮齿数及工件的螺距值，调整相关的调速手柄位置或更换交换齿轮，使丝杠的转速符合要求，从而车出不同螺距的螺纹。
螺纹车削既可以车外螺纹也可以车内螺纹（如图2所示）。
图2 螺纹车削车削的关键是车刀，在车床上车削螺纹可采用成形车刀或螺纹梳刀。
用成形车刀车削螺纹，由于刀具结构简单，是单件和小批生产螺纹工件的常用方法；用螺纹梳刀车削螺纹，生产效率高，但刀具结构复杂，只适于中、大批量生产中车削细牙的短螺纹工件。
普通车床车削梯形螺纹的螺距精度一般只能达到8～9级；在专门化的螺纹车床上加工螺纹，生产率或精度可显著提高。
螺纹车刀的准备是进行螺纹车削的基础。
1.螺纹车刀的材料的选择。
用作螺纹车刀的材料，常规有高速钢和硬质合金两种，车刀材料的选择是否合理，对车削效率和加工质量有较大的影响。
2.刀尖角的刃磨与测量。
螺纹刀尖角的精度直接决定螺纹的牙形角，必须正确刃磨，这与保证螺纹精度有很大关系。
3.两侧刃后角的刃磨。
在刃磨两侧后角时，应注意螺纹旋升角对螺纹加工质量的影响，在刃磨螺纹车刀时，顺走刀方向应加上螺旋升角，背走刀方向减去螺旋升角。
4.前角对牙形角的影响。
5.装刀偏差对螺纹精度的影响。
螺纹车刀的安装是否正确对螺纹精度会产生一定影响。
车削螺纹的常用方法是直进法和左右切削法。
合理的切削用量的选择是根据不同的加工步骤，工件材料，切削方法选择不同的车削用量。
2.1.2螺纹铣削20世纪初，汽车工业的发展进一步促进了螺纹的标准化和各种精密、高效螺纹加工方法的发展，各种自动张开板牙头和自动收缩丝锥相继发明，螺纹铣削开始应用。
随着时代的进步，数控行业在我国大中型机械加工业用得越来越广泛，一些大型零件的螺纹加工，传统的螺纹车削和丝锥、板牙已无法满足生产的需要。
而在数控铣床或加工中心得到广泛应用的今天，采用三轴联动机床进行螺纹加工，改变了螺纹的加工工艺方法，取得了良好的效果。
螺纹铣削广泛应用的瓶颈也不断削弱，以往困难而费时的螺纹加工也因此得到很大改变。
作为一种新型的螺纹加工工艺，螺纹铣削与攻丝相比有着独有的优势和更广泛灵活的使用方式和应用场合（如图3所示）。
图3 螺纹铣削当在以下情况下需要加工螺纹时采用铣削加工时最好的选择：1.非旋转类或非对称型零件2.加工盲孔且没有螺纹退刀槽3.大型镗孔直径4.断续切削螺纹铣削相对于其他螺纹加工方式的优点：1.采用高速切削和快速进给可以节省加工时间2.当工件难以定位且螺纹尺寸较大时则体现了螺纹铣削的高效性能3.同一把刀具可以完成左右手螺纹的加工4.同一个刀杆适用于内外螺纹的加工同一个刀杆适用于不同螺距规格的刀片5.可以加工NPT型螺纹6.适用于加工硬材料7.可以获得良好的表面粗糙度8.采用同一把刀具可以加工螺距相同直径不同的螺纹9.不会发生攻丝折断现象而需通过昂贵的EDM装置取出10.可以直接从盲孔加工出全螺纹螺纹铣削是一种用途广泛的新型的先进加工技术，但是它也有它的局限性。