汽车半轴套的工艺及自动上下料机构设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘要 1 .未定义书签。 前言 4 第一章 半轴套加工工艺 .件的分析 . 1 件的作用 . 1 件的结构特点 . . 零件的材质 坯的确定 . 1 . 毛坯加工方法的确 定 . 毛坯尺寸及加工总余量的确定 1 坯的重量计算 . 1 . . .定位基准的选择 .不同工艺路线的分析比较 .择机床设备及工艺装备 3 定机械加工余量，工序尺寸及其公差 3 写工艺卡片和机械加工工序卡 5第二章 机床夹具设计 . .床夹具概论 . 机床夹具概论 工件的安装 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 床夹具的功用 6 .具设计的基本要求 .具设计方法和步骤 . 研究原始资料，明确设计任 务 7 . . 7 三章 自动 上下料机构的设计 8 . . . . . 9 . .四章 液压系统的设计 . 11 压传动系统的特点 . . 14 . 15 压源系统 . 制液压系统图 . 15 16 . .五章 电气系统设计 . .编程控制器简介 . 可编程控制器的工作原 理 .1 7 . .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 气设备概述 . . 基本组合 . . 22 气控制的变压系统部分设计 . 列 能 . 用和确定 I/O 设备 . 23 选择 型号及 I/O 点数的分析 . . 制程序设计 . 论 . 辞 . 考 文 献 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘要 本次毕业设计是围绕着 汽车的后桥相配合和连接其内的汽车半轴套筒的工艺工装来展开的。容主要包括以下几个方面： 设计零件的加工工艺、一套专用夹具，设计上料和下料机构及其相关的液压、电控系统。 自动化早已成为工业生产的主流，在 成批大量生产率很高，机动工时很短的情况下，自动上下料机构是一项重复而复杂的工作。为了提高生产率，减轻体力劳动，保证安全生产，所以采用自动上下料机构来代替人类的工作。一个好的上下料装置应达到： (1)提高装备生产率和工人劳动生产率，显著减轻工人的劳动强度。 (2)工作稳定可靠，运转噪声小，不会损坏工件，使用寿命长。 (3)结构紧凑、简单、最大限度采用标准化零件通用性好、易于制造维修成本低。 自动上下料机构是本次设计中的一个重要和特殊的部分，所谓上料、下料机构是指在相关的加工过程中实现自动给料和自动送料的机械装 置。它是利用机械传动机构与液压系统、电控系统相配合，实现自动工作循环。 液压传动具有许多优点，如结构紧凑，体积小，重量轻，反应快，承载能力大；较易实现无级调速，调速比大；运动平稳；易于实现自动化；特别是采用电 液联合传动时，能实现较复杂的自动化工作循环；具有自润滑能力；磨损小，寿命长；液压元件易于实现通用化、标准化，便于大批量生产。液压传动有如此多的优点，因此，本次所设计的自动上下料机构的驱动方式就采用液压驱动，并由 控制。 关键词： 汽车 、液压传动系统、 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is in to to to a of to a a of to or an to at to in is up is a of of so up to A up (1) of of (2) is is t is (3) to in in up is an of it is to to to is a to to in to is to of to or an to to to to to as is is is to no to is to to or an to to is a to in to to to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 an up to LC to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 前 言 毕业设计是学生的最后一个教学环节，全国高教机械设计及制造专业教学指导委员会第三次会议记要指出，“毕业设计题目应该以产品（或工程）设计类题目为主，尤其要鼓励去工厂从高真实产品设计”。在实际工程设计中，学生可以得到所学过的理论基础，技术基础，专业课全面的训练，为将来做好机械设计工程师的工作，提供全面的锻炼机会。 我们这次毕业设计题目，是结合老师的具体研制项目设立的，我们在实习厂所参观的并以以往设备为参考，结合所学机械各方面知识，在老师指导下，查阅许多手册，经过不断的改进，最终设计出了此次冲底专用机 构，从而避免了加工质量差，生产效率低，设备昂贵的问题。 我此次毕业设计的任务是汽车半轴套自动上下料机构，在崔广臣老师的辅导下，对原有的结构进行了改进，从而可以减少劳动强度。计算正确，五张零号图纸，符合工作量的要求。 通过这次毕业设计，我在计算，制图，公差与技术测量，机械原理，机械设计，金属材料与热处理，机械制造工艺，液压传动系统，电气控制系统方面的知识都受到全面的综合训练，在机电液的结合方面使我受益匪浅。特别是崔广臣老师在工作中对我的耐心辅导，他对学生强烈的责任感和严谨的治学态度，无不给我以深刻的影响。 由 于类似的大型课题第一次接触，经验能力方面的欠缺，错误之处一定存在，恳请各位老师给予批评指正。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章 半轴套加工工艺 件的分析 件的作用 汽车的半轴套筒安装在 且套在汽车半轴的外面。汽车半轴安装在汽车半轴套筒的内孔里，二者之间有较为精密的配合。汽车半轴套筒的作用是通过承受来自车身的常驻扭矩和弯矩来保证汽车的半轴免受损害。 件的结构特点 零件的主要表面为同轴度较高的内外圆旋转表面，其尺寸精度直接影响到半轴套与汽车后桥的配合。零件壁厚较薄容 易变形、零件的长度较长。 件的材质 零件的材质为 45较高的强度和耐磨性，适合较大的引力。 坯的确定 坯加工方法的确定 根据零件加工工艺性及零件尺寸精度，在选择毛坯的加工方法时，要综合分析零件的轮廓、尺寸精度、形状、位置、加工表面技术要求、最终确定了采用模锻来制造毛坯，精度等级 2级。 坯尺寸及加工总余量的确定 经查阅工艺手册确定零件的毛坯尺寸，详见表 坯尺寸及加工总余量： 加工表面 锻件毛坯尺寸 零件尺寸 总余量 外表面 85 端面 703 孔 58 70 12 坯的重量计算 经查零件的比重为 经计算毛坯体积 7M= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 位基准的选择说明 (1)粗基准的选择 粗基准的选择应满足以下要求： 保证加工其他面时有足够的加工余量。 保证精加工时定位面有一定的精度。 为满足上述要求，应选外圆表面作为粗基准 。 (2)精基准的选择 为了保证阶梯轴的外圆精度，采用中心孔为精基准，符合基准重合原则和基准统一原则。 同工艺路线的分析比较 工艺方案 1 工序 1：备料 工序 2：铣圆柱端面以及中心孔。 工序 3：仿形粗车一端外圆柱面 工序 4：仿形粗车另一端外圆柱面 工序 5：中间检验 外观检验 尺寸检验 以中心孔为基准，各个轴径跳动不大于 工序 6：仿形精车一端外圆柱面 工序 7：仿形精车另一端外圆柱面 工序 8：磨削凸外圆柱面，保证外圆表面粗糙度 序 9：车一端螺纹 工序 10：镗内孔至尺寸，保证内孔表面 粗糙度 工序 11：铣凹槽，保证表面粗糙度 序 12：清洗 苏打水溶液 工序 13：最终检验 工艺方案 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 工序 1：备料 工序 2：铣端面 工序 3：镗内孔至尺寸 工序 4：粗车外圆柱面 工序 5：中间检验 外观检验 尺寸检验 以中心孔为基准，各个轴径跳动不大于 工序 6：精车外圆柱面 工序 7：磨削凸外圆柱面 工序 8：车一端螺纹 工序 9：铣凹槽 工序 10：清洗 苏打水溶液 工序 11：最终检验 方案二用普通车床加工工件的外圆柱面，加工难度大。综合对比可得，工艺一优于工艺二。最终选择工艺路 线一为本次设计的加工工序。 择机床设备及工艺装备 为了适应中批量生产的要求，通常选择以通用机床为主，辅以少量专用机床的流水线，刀具量具围绕相关机床而具体定夺。详见工艺卡片。 (1)铣端面及内孔时，考虑到生产效率及装夹方便，采用专用组合机床，一双面镗床。铣端面时根据金属切削原理与刀具刀具采用 00用专用夹具和量规。倒角时因倒角要求为 60采用专用倒角刀具，量具采用游标卡尺。 (2)粗车外圆轴径如工序简图 据被加工零件的直径和长度选用加工设备为 用刀具采用机械夹固式重磨车刀，根据切削深度，选用弹性刀槽式夹固车刀，夹具先用专用夹具，选用游标量具。另外采用测量轴径的专用卡规。 (3)粗车 轴径时，选用设备与上面的车床选用同一型号，刀具也为机夹式车刀，专用夹具，专用卡规和游标卡尺。依次精车 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 参采用多刀半自动车床，选用加工设备为 车床。机夹车刀，专用夹具。 (4)精磨 用加工设备为型号 削用刀具选用砂轮， 夹具为专用夹具，量具为专用量具。 (5)车螺纹时选用加工设备为 具为螺纹车刀，量具采用专用量具，夹具采用专用夹具。 (6)铣凹槽时采用加工设备为铣床选用 卧式铣床，刀具为专用铣刀，夹具为专用夹具，量具采用专用量具。 定机械加工余量，工序尺寸及其公差 本次设计的工序是由毕业设计导师指定的工序，根据金属机械加工工艺人员手册中表 5别确定本次工序（粗车外圆轴径 机械加工余量，以及尺寸及其公差，如加工工序图表所示：结合毛坯图和零件图可知各轴径的 总余量分布如下表 径 1 2 3 4 5 总余量 车轴径 以后各工序中不需要再加工，所以粗车后这两个轴径的余量为零，其余三个轴径的余量见列表 3 5 多刀同时精车 2 2 2 精磨 车后各轴径总余量 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 由表 如表 径 总余量 写工艺卡片和机械加工工序卡 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第二章 机床夹具设计 床夹具概论 床夹具概念 在机械制造厂的生产过程中用来安装工件使之固定在正确位置上，完成其切削加工、检验、装配、焊接等工作，所使用的工艺装备称为夹具。 件的安装 在机床上加工工件时，为了保证工件被加工表面的尺寸，几何形状及相互位置精 度方面的要求，事先必须将工件正确地安装到机床加工位置上去。工件的安装一般包括定位和夹紧两个过程：即首先应使工件相对于机床及刀具占有一个正确的位置，这就是工件的定位，然后将工件固紧在这一既定位置上，使之不因受切削力、重力、离心力或惯性力作用而发生位置改变，这就是工件的夹紧。工件的安装一般有两种方式：直接在机床工作台或通用夹具上安装；采用专用夹具安装。 床夹具的功用 (1)保证产品加工精度，稳定产品质量； (2)提高生产率，降低加工成本； (3)改善工人劳动条件； (4)扩大机床的工艺范围 。 床夹具的组成 机床夹具因被加工工件的加工表面不同或使用机床种类的不同而有各种不同的结构形式，但就机床夹具具体结构而言，大致可分为以下几个部分：定位元件、夹紧装置、导向对刀元件、连接元件、其它装置和元件、夹具体。 具设计的基本要求 (1)稳定地保证工件的加工技术要求； (2)提高机械加工的劳动生产率，降低工件的成本； (3)结构简单，便于制造和维修； (4)操作安全、方便。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 具设计方法和步骤 究原始资料，明确设计任务 本次是对汽车半轴套进行外圆表面机加，根据任务说 明书，采用 床加工。所以，夹具是安装在工作台上的。 具结构方案的设计 确定工件的夹紧方式和设计夹紧装置 计算内涨夹紧工件所需要的夹紧力： 弹性夹盘直径 ： d=200190 卡盘悬伸长度： H=(,这里取 400爪斜角： =30 弹性盘厚度： h=(r 每个卡爪所需的径向夹紧力 : n 里， K= =n=8 根据径向所需径向夹紧力 卡爪所需张量： 2C=h 100000K 薄壁盘所需推力： Q = r2/ N） = 2(1E = (1)夹具总图应遵循机械制图国家标准绘制，图形大小的比例尽量取 1： 1，为求使绘制的夹具总图有良好的直观性，如工件过大时选用 1： 2等缩小比例，过小时取 2： 1的比例； (2)在总图中应以 最少数量视图清楚地表示出夹具的工作原理和结构，表示各种元件或装置之间的位置关系等； (3)绘制总图的顺序：先用点划线绘出工件的轮廓外形及定位基准，并用网状线显示出加工余量；把工件轮廓为视透明体，然后按着工件的形状及位置依次画出定位、导向、夹紧及其它元件或装置的具体结构；最后绘制夹具体，形成一个完整买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 的夹具； (4)在夹具总图上标注出零件编号，按规定要求填写标题栏和明细表； (5)确定并标注有关尺寸和夹具技术要求。 如图所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 第三章 自动 上下料机构的设计 上料架是存放未加工毛坯的支架，工作时，将工件挡在挡铁的后面，当上料机构抓缺一个工件后，后一个工件沿斜面导轨向下滚，再被挡铁挡住，然后进行下一个工作循环。 下料架是用来引导已加工件沿导轨滚落到指定存放处。上料架和下料架之间滑轨组成一个间隙，此间隙起到上料和下料过程中的限制作用，使工件不会脱手。 根据上料架需要实现的作用，以及参考机床中心高度 1230定上料架的最高高度为 1580角 下面是钢板底座，为了防止工件在下滑的过程中脱离轨道 两边，在底座上焊接角钢，起到导向的作用。导轨就焊接在底座上，底座用四个支管支撑，其中较短的两个支撑在机床铁制箱座上用螺钉钉于箱体上，较长的两个支撑用螺钉固定于地基上。上料架整体采用焊接件。 根据下料架的作用，参考机床中心高度 1230及上、下料动作的实现，设计下料架最高的高度为 1258料架的底座也采用焊接件。其导轨的形状与上料相似。在连接方面，前端是用螺钉固定与机床的箱座上，另一端较长的两个支撑用螺钉固定于地基上。上料架整体采用焊接件。 安装时，先将 液压机构固定于机床的铁制底座上，然后参考装配图，将上下料机构安装。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 将毛坯存放于上料架上，可同时放多件。工件被焊接在导轨上的挡铁挡住。抓料手和推料手通过液压机构传动上升，将工件推过挡铁。工件沿导轨滚到抓料手中部。通过行程开关，抓料手托着工件下行到机床中心，待加工结束后，抓料手和推料手托着工件上升。由于此机构中的弹簧张开时只能支撑抓料手和一个工件的重力，当抓料手接触到挡铁前面的待加工工件时，弹簧开始压缩，推料手则继续上升将已加工完的工件推过抓料手的中间分隔部分，此时，弹簧张开，将 待加工工件推过挡铁 ,进行下一工作循环。 第四章 液压系统的设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 压传动系统的特点 液压传动具有许多优点，如结构紧凑，体积小，重量轻，反应快，承载能力大；较易实现无级调速，调速比大；运动平稳；易于实现自动化；特别是采用电 液联合传动时，能实现较复杂的自动化工作循环；具有自润滑能力；磨损小，寿命长；液压元件易于实现通用化、标准化，便于大批量生产。 设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进行进一步液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及 与设计内容有关的其它方面的情况了解清楚。 (1)主机的概况：用途，性能，工艺流程，作业环境，总体布局等； (2)液压系统要完成那些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何； (3)液压缸驱动机构的运动形式，运动速度； (4)各动作机构的载荷大小及其性质； (5)对调速范围，运动平稳性，转换精度等性能方面的要求； (6)自动化程度，操作控制方式的要求； (7)对防尘，防燥，噪音，安全可靠性的要求。 (1)液压缸工作压力的确定 升降缸的工作压力初步确定为 1p =50 (2)液压缸内径 由公式 ( : N 又由公式 (122 )(4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 则 100)10110(102392044 23621 液压缸内径 D=130 塞杆直径 d=110 (3)液压缸壁厚和外径的计算 对于液压缸的内径 D 与其壁厚的比值 D/ 10 的厚壁圆筒 , ) 式中 试验压力，一般取最大工作压力的（ 倍 , 取 2=50 缸筒材料的许用应力 , 材料为 45 钢 ,采用模锻进行锻造 ,其许用应力 =115 则 5(21 3 0 壁厚 =18缸筒外径 21 30+18 2=166外由于在进出油口上有凸台 ,其内径 D=100 径 60 体见零件图。 (4)液压缸工作行程的确定 液压缸工作行程长度 ,可根据执行机构实际工作的最大行程来确定。 液压缸的工作行程为 400 (5)缸盖厚度的确定 液压缸缸盖上有连接缸体的孔 ,其有效厚度 由公式 ( )(2 22 y 式中 t 缸盖有效厚 度 ( 缸盖止口内径 ( 0mm 缸盖孔的直径 ( 0文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 缸盖材料的许用应力 ,其材料为 =25 则 6110(t t=306)最小导向长度的确定 对一般的液压缸 ,最小导向长度 由公式 ( 220 式中 L 液压缸的最大行程； D 液压缸的内径。 则 H21102070= H=136塞的宽度 =(, 则液压缸的活塞宽度 B=58 86 B=63可。 (7)缸体长度的确定 则升降缸缸体长度 L=20+70+90+30+136=346 (8)活塞杆的稳定性验算和强度验算 活塞 杆的稳定性验算 103110346 由于活塞杆的长度 0倍 (即 较结果大于 0N 时） 25506： =标志（比较结果等于 0N 时） 25507： 标志（比较结果小于 0N 时） (5)计数器：计数器指令： 以进行预置 4 位的 的减法计算，每当计数输入信号 为 ，计数器的当前值减一。计数器的设定值范围为： 0000须用 设定。计数器的计数方式为递减计数。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 (6)数据移位指令：数据移位指令为： 0), 0)为移位指令器，移位寄存有三个端子，数据输入端 位脉冲输入端 复位端 R。当复位端 R 为 移位脉冲 由 上升沿时，所定义的开始通道 结束通道 E 中的所有位移次左移一位， E 通道的最高位溢出丢失， 道的最低位（ 即 第一位）则移移进数据的输入端 数据，开始通道号 必须小于或等于结束通道号 E，并且 和 必须在同一个区域。 用和确定 I/O 设备 根据上述对控制对象的分析，本机床所需的 I/O 设备及点数见大图： 选择 型号及 I/O 点数的分析 型选择的基本原则是，在功能满足的前提下，保证可靠、维护使用方便，以获得最佳的性能价格比。 型号种类很多，在选用 还需考虑以下问题： (1)选用规模适当的 入、输出点数是衡量 模大小的重要指标。因此，在选用 ，首先要确保有足够的 I/O 点数，并留有一定的余地，一般考虑 10%15%的备用量。另外，如果只是为了实现单机自动化或机 电一体化产品，可选用小型 控制系统较大， I/O 点数较多，被控制设备较分散，则可选用大、中型 (2)容量要满足用户要求 户程序所需内存容量一般与开关量输入输出点数、模拟量输入输出点数以及用户程序的编写质量等有关。 对 户程序存储器容量的估算，有以下经验公式： 存储器总字数 =（开关量 I/O 点数 10） +（模拟量点数 150） 本系统中无模拟量，所以该公式变为： 存储器总字数 =(开关量 I/O 点数 10)=26 10=260 按经验公式所算得的存储器字数还要留有 25%的余量，即 存储器总字数为 260 （ 1+=325 (3)功能要相当、结构要合理 对只要求用于继电器控制功能的系统，控制一台或几台小设备，或者用于对原有买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 设备的改造，加强完善其功能等场合，选择一般小型机即可，若被控制对象是开关量和模拟量并存，则要选择有相应功能的 此外，还要考虑 结 构。在单机自动化和一些小型控制系统中易选整体式 (4)输入 /输出模块的选择 选择哪一种功能的输入输出模块和哪一种输出形式，取决于控制系统中输入输出信号的种类、参数要求和技术要求。 输入模块分为直流 5V/12V/24V/48V/60V 几种；交流 115V/220V 两种。一般应根据现场设备与模块之间的距离来选择电压的大小。本系统中选用直流 24V。 输出模块按方式不同又有继电器输出、晶体管输出和双闸管输出三种。对开关频繁、低功率因数的感性负载，可使用晶闸管输出（交流输出）。继电器输出模块承受过电压和过电流的 能力较强，价格比较便宜，但响应速度较慢，在输出变化不是很快、很频繁时，可优先考虑使用。 制程序设计 因为在手动操作方式下，各种动作都是用按钮控制来实现，其程序可独立与自动操作程序而另行设计。因此，总程序可分为两段独立的部分 :手动操作程序和自动操作程序。程序的总结构如图。若选择自动操作方式，将跳过手动程序段而执行自动程序。 (1)手动操作程序的设计 手动操作控制简单，可按照一般继电器控制系统的逻辑设计法来设计。手动操作的梯形图如图所示。 (2)自动操作程序设计 自动操作控制比较复杂，可先绘出控制流程图 （功能表图），以表示程序执行的顺序和条件如下图 : 自动操作程序的控制原理及工作过程分析如下： (3)编写控制程序的语句表 手动和自动程序设计好后，按总程序结构框图，将两段程序嵌入，就可得到整个系统的应用程序。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 结 论 毕业设计是机械专业本科段学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次毕业设计，我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。我的毕业设计内容源于生产实践，使得毕业设计和实践得到了充分的结合，有利于培养 解决工程实际问题的能力。 在设计过程中，通过把自己几年来所学到的专业知识和实践相结合，并运用到设计中，我顺利完成了毕业设计的各项任务。但在设计过程中，我对一些理论问题掌握的不够充分，经过多次向指导老师请教才得以解决。在今后学习和工作中，我会更多的吸取相关方面的知识，不断提高自己的专业水平能力。 通过本次毕业设计，我了解和掌握了机械、液压和 炼了自己分析问题和解决问题的能力，并积累了一定的实践经验，为今后的工作打下了坚实的基础。但由于时间紧、任务重，再加上本人的知识水平和能力有限， 以及经验不足，设计中难免存在一些缺点和错误，欢迎各位老师给予批评指正。 在设计过程中，我得到了崔广臣老师的精心指导，以及其他 老师 和 同学的大力帮助，感觉受益匪浅，在此向他们表示衷心的感谢！ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 谢 辞 将近四个月的毕业设计马上就要结束了 我从中学到了很多书本上学不到的东西 ,这次使我受益匪浅 . 我这次所设计的题目是汽车半轴套自动上下料机构设计 ,其中涉及到很多其他专业方面的知识 . 在以前的设计中