摘 要
近年来随着机械行业的飞速发展，机械生产已从传统生产方式向机械自动化方式转换。为保证加工要求，需要设计与加工方式所对应的机床夹具。本次毕业设计研究的对象是自行车曲柄，主要任务是规划加工工艺和设计生产加工所需要的夹具。对于工装设计来说，制定加工工艺规程是非常重要的一步。首先要对曲柄进行全面的分析，确定曲柄的作用和曲柄基本参数。了解曲柄各个表面的加工要求，然后确定曲柄毛坯制造形式，毛坯的制造方式又和零件的材料、形状以及产量等方面因素有关。最后制定生产工序和加工要求。对于本次工装设计制定了三套夹具，包括一套铣床夹具和两套钻床夹具，设计一套夹具首先要考虑的是定位，必须限制所有需要限制的自由度。其次，是夹紧装置的选用，保证零件在加工过程中不受切削力的影响而发生任何方向的移动。同时还要计算夹具的定位误差，确定加工所用的机床和刀具。最后还需要对整个夹具的尺寸、形状和可行性等进行评估。
关键字 曲柄；夹具；加工工艺
Bike right crank tooling design
Abstract
In recent years, with the rapid development of mechanical industry，Machinery production from the traditional production methods to have mechanical automation way conversion.To ensure that the requirements of the processing,Need to design and processing methods corresponding machine tool fixtures.The graduation design research object is a bicycle crank,The main task is planning process and design production processing need fixture.For tooling design example,Make processing technology and procedures are very important step.First to crank on comprehensive analysis,To determine the role of crank and crank basic parameters.Understand each surface processing requirements crank,Then, to determine the crank blank manufacturing form,The manufacture of blank way and parts and materials, shape and production factors, etc.Finally make the production processes and processing requirements.For the tooling design made three sets of fixture,Include a milling machine fixtures and two sets of drilling machine fixture,Design a fixture should consider above all is the positioning,Must limit all need to limit of freedom.secondly,Is the choice of clamping device,Ensure parts in the machining process not by cutting force of the influence of the movement of the direction of any accident.Also the positioning error calculation fixture,Determine the machine tool and tools used processing.Finally also need to the fixture size, shape and feasibility evaluation, etc.
Keywords crank; fixture;processing technology
目录
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 机械加工工艺规程的作用 1
1.3 机械加工工艺规程的设计原则 2
1.4 课题背景及发展趋势 3
1.5 本章小结 3
第2章 工艺规程设计 5
2.1 毛坯的制造形式 5
2. 2 零件分析 5
2．3 基准的选择 6
2．3．1 精基准选择的原则 6
2.3.2 粗基准的选择原则 7
2．4制定工艺路线 8
2．5毛坯尺寸、机械加工余量、工序尺寸的确定 9
2．6确定切削用量及基本工时 10
2.7 本章小结 22
第3章 曲柄的夹具设计 24
3．1 铣床夹具设计 24
3．1．1 定位装置的设计 24
3．1．2 夹紧装置的设计 25
3．1．3 铣床夹具的示意图 25
3.2 本章小结 25
结 论 26
致 谢 27
参考文献 28
第1章 绪论
1.1 引言
毕业设计是大学生毕业之前的最后一项重要任务，作为一名机械专业的学生，机械毕业设计是机械工程类专业学生完成本专业学习计划的最后一个极为重要的实践性环节，要求我们能够综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。这对我们即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。本人此次设计的题目是自行车右曲柄的工装设计，通过本次设计我希望能达到以下几个目的一、锻炼自己综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化所学的知识。二、树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法。三、培养自己树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。 四、完善自己进行调查研究，面向实际，面向生产，向同学和老师学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。五、认清机械制造业在国民经济中的重要地位，明确我们机械人所肩负着振兴我国机械业的使命。
由于本人水平有限，本说明书难免存一些错误以及不足，希望各位老师和同学提出宝贵的意见和建议。
1.2 机械加工工艺规程的作用
采用机械加工的方法，改变毛坯的形状、尺寸、相互位置关系和表面质量，使其成为可完成某种使用要求的零件的过程，称为机械加工工艺规程。工艺规程一般包括以下几个重要方面：
1） 工艺规程是指导生产的主要技术文件
机械加工车间生产的计划、调度，工人的操作，零件的加工质量检验，加工成本的核算，都是以工艺规程为依据的。处理生产中的问题，也常以工艺规程作为共同依据。如处理质量事故，应按工艺规程来确定各有关单位、人员的责任。
2） 工艺规程是生产准备工作的主要依据
车间要生产新零件时，首先要制订该零件的机械加工工艺规程，再根据工艺规程进行生产准备。如：新零件加工工艺中的关键工序的分析研究；准备所需的刀、夹、量具（外购或自行制造）；原材料及毛坯的采购或制造；新设备的购置或旧设备改装等，均必须根据工艺来进行。
3） 工艺规程是新建机械制造厂（车间）的基本技术文件
新建（改.扩建）批量或大批量机械加工车间（工段）时，应根据工艺规程确定所需机床的种类和数量以及在车间的布置，再由此确定车间的面积大小、动力和吊装设备配置以及所需工人的工种、技术等级、数量等。
此外，先进的工艺规程还起着交流和推广先进制造技术的作用。典型工艺规程可以缩短工厂摸索和试制的过程。因此，工艺规程的制订是对于工厂的生产和发展起到非常重要的作用，是工厂的基本技术文件。
1.3 机械加工工艺规程的设计原则
设计机械加工工艺规程应遵循如下原则：
1）可靠地保证零件图样上所有技术要求的实现。在设计机械加工工艺规程时，如果发现图样上某一技术要求规定得不适当，只能向有关部门提出建议，不得擅自修改图样或不按图样上的要求去做。
2）必须能满足生产纲领的要求。
3）在满足技术要求和生产纲领要求的前提下，一般要求工艺成本最低。
4）尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全。
同时制定工艺规程时必须具备下列原始材料：
1)产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。
2)毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及锻件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。
3)车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。
4)各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。
1.4 课题背景及发展趋势
随着科技技术的不断发展，机械制造业的生产模式发生了巨大的改变，械制备的发展呈如下趋势；
1）向高效、高速、高精度方向发展
2）多功能复合化、柔性自动化的产品成为发展主流
3）实施绿色制造与可持续发展战略
4）智能制造技术和智能化装备快速发展
为适应生产发展的需要，当前自控机构、机器人机构、仿生机构、柔性及弹性机构和机电光液综合机构等的研制有了很大进展。在机械的分析与综合中，也有只考虑其运动性能过渡到同时考虑其动力性能，考虑记协在运转时的构件振动和弹性变形、运动服的间隙和构件的误差对机械运动及动力性能的影响，以及如何对构件和机械进一步做好动力平衡的问题等等。
尽管，自行车曲柄作为一个传统零件，技术相对成熟，但我们仍然必须看到其潜在的发展空间。比如，选材方面，是否可以选用新型材料从而减轻重量而改善质量。加工方面，是否能够改变传统的生产模式从而提高生产效率而增加收益。发展研究方面，是否能够通过进一步完善其形状、尺寸等从而使产品设计更加人性化。
目前，在机械的分析和综合中日益广泛地应用了计算机技术，发展推广了计算机辅助设计、优化设计、考虑误差的概率设计，提出了多种便于机械经分析和综合的工具。编制了许多大型通用或专用的计算机程序。
1.5 本章小结
随着机械业的不断发展，我们应该深刻认识到机械制造工业在发展国民经济中的地位与作用，作为一名机械毕业生，我们要了解我国在机械制造行业方面所取得的成绩和当前存在的主要问题，以及制造技术发展的方向。熟悉生产过程和工艺过程的概念。了解工艺过程每个组成的定义，树立远大的理想，为我国的机械行业做出自己的贡献。
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