机械毕业设计（论文）-自行车右曲柄工装设计【全套图纸】 .doc

苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文）自行车右曲柄工装设计摘 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。全套图纸，加153893706关键字 曲柄；夹具；加工工艺bike right crank tooling designabstractin 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 technologyiii苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文）目录第1章 绪论11.1 引言11.2 机械加工工艺规程的作用11.3 机械加工工艺规程的设计原则21.4 课题背景及发展趋势31.5 本章小结3第2章 工艺规程设计52.1 毛坯的制造形式52. 2 零件分析523 基准的选择6231 精基准选择的原则62.3.2 粗基准的选择原则724制定工艺路线825毛坯尺寸、机械加工余量、工序尺寸的确定926确定切削用量及基本工时102.7 本章小结22第3章 曲柄的夹具设计2431 铣床夹具设计24311 定位装置的设计24312 夹紧装置的设计25313 铣床夹具的示意图2532钻床夹具设计26321定位装置的设计26322 夹紧装置的设计27323 钻床夹具的示意图2833钻床夹具设计28331定位装置的设计29332 夹紧装置的设计30333 钻床夹具体的示意图303.4 本章小结31结 论32致 谢33参考文献34附录a 译文35附录b design of tool machine prop4763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。第2章 工艺规程设计2.1 毛坯的制造形式按照设计任务书，本次设计的自行车类型年产量为10000辆，其上有左、右曲柄各一个。若右曲柄的备品率为8%，机械加工废品率为1%，则该零件的年生产纲领为：件/年可见，右曲的年产量为10908件。自行车右曲柄可以看成是独立的一部分，属于轻型机械，由此，根据机械设计制造技术基础课程设计指导教程表1-4，由生产纲领与生产类型的关系可以确定该零件的生产为大批生产。由该零件的功用及自行车的工作状况知，该零件需要具备较高的强度，所以选择碳素钢材料，它不仅能满足强度要求同时价格低廉。因此可以确定毛坯的制造形式为锻造。由于该曲柄成批生产，根据机械设计制造技术基础课程设计指导教程表2-1可知。2. 2 零件分析1）了解零件用途设计工艺规程时，首先应分析零件图纸以及该零件所在部件或总成的装配图，掌握该零件在部件或总成中得位置、功能以及部件或总成对该零件提出的技术要求，明确零件的主要工作表面，以便在拟定工艺规程时采取措施予以保证。2） 分析零件的技术要求从零件图上可以看出标有表面粗糙度的有平面、外圆端面、内孔等。其中，表面粗糙度要求最高的是孔，公差等级达到it7级，表面粗糙度为，该孔是右曲柄的主要设计基准从表面间的位置精度要求来看，与孔中心线平行度公差为，与孔对底面垂直度公差为。3）审查零件工艺性审查零件图样上的视图、尺寸公差和技术要求是否正确、统一、完整、审查零件的结构工艺，是否有利于机械加工、装配、热处理以及毛坯制造等方面。对右曲柄零件图进行工艺审核后，可知该零件图视图正确、完整，尺寸、公差技术要求齐全，加工要求合理，零件的结构工艺性较好。 23 基准的选择用来确定生产对象几何要素间几何关系所依据的点、线、面，称为基准，基准又分为设计基准和工艺基准两类。拟定工艺路线的第一步是选择定位基准。231 精基准选择的原则(1)基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。(2)基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。(3)互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。（4）.自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。（5）便于装夹原则。应该选定位可靠、装夹方便的表面作为基准。所选得精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支承面积较大的表面。综上零件底面不但是精度要求高，而且也是零件的设计基准、装备基准与测量基准。为避免由于基准不重合而产生误差，保证加工精度，应该选择底面作为精基准。2.3.2 粗基准的选择原则选择粗基准时，主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面的位置关系具有重要的影响。因此在选择时，一般遵循下列原则： (1)保证相互位置要求原则。对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工表面与加工表面的位置要求，应该选择不加工表面作为粗基准，如果零件上有多个不加工表面，则应该以其中与加工表面相互位置要求较高的表面作为粗基准。(2)保证加工表面加工余量合理分配原则。选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。(3)便于工件装夹原则。应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。(4)粗基准在同一尺寸方向上只允许使用一次的原则。粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。对本零件来说，只要加工端面和孔，粗基准就要根据加工端面和孔的原则来选择，加工孔的一端面，用孔的另一个端面来作为粗基准，加工孔，用不加工的外圆面作为粗基准，按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准）。综上选取顶面为粗基准。24制定工艺路线 工艺路线的拟定包括：各表面加工方法的确定；加工阶段的划分；工序顺序的安排。1） 各表面加工方法 （1） 顶面采用粗车。 （2） 与30mm半圆弧相切的两端面、底面采用粗铣。 （4） 16mm孔采用钻、铰。 （5） 17mm孔采用扩孔方式。 （6） 14mm孔采用钻和攻丝的方式。 （7） 9mm孔采用钻和铰。 （8） 23mm孔外端面采用粗车，半精车。2） 加工阶段的划分 粗加工阶段，半精加工阶段，精加工阶段，精整和光整加工阶段3） 工序顺序安排表2-1 工序过程工序号工序名称工序内容设备定位基准020粗车粗车顶面a车床底面b030粗铣粗铣底面b卧式铣床顶面a及孔上端面040粗铣粗铣前端面c卧式铣床后端面d及孔侧端面050粗铣粗铣后端面d卧式铣床前端面c及孔侧端面060钻钻孔钻床底面半圆端面以及孔侧端面070铰铰孔钻床080钻钻孔钻床090钻钻钻床100攻丝攻螺纹机用丝攻110钻钻孔钻床底面，顶面，孔120车粗车外圆端面车床底面，孔130车及倒角精车外圆端面并倒角车床25毛坯尺寸、机械加工余量、工序尺寸的确定 1）毛坯尺寸、机械加工余量的确定 由于该零件材料为锻钢，屈服强度，抗拉强度，根据机械制造工艺学课程设计指导书表2-6知，锻件的机械加工余量与公差为精度等级f,根据机械加工后锻件的最大轮廓尺寸由表2-6可查得各加工表面加工余量如下表。表2-2 加工表面加工余量加工表面单边余量/mm备注顶面因为锻造顶面，故加大取4.0所有孔的孔径都小于30mm，所以无法直接锻造出来底面3.0前、后两端面3.0加工表面的毛坯尺寸只需要将零件尺寸加上查取的相应加工余量即可，所得毛坯尺寸如下表。表2-3 毛坯尺寸零件尺寸/mm单边加工余量/mm毛坯尺寸/mm34,5顶面为4，底面为341.530336由于其它表面精度要求不高，且不作加工要求，可直接通过零件尺寸锻得，同时根据锻造加工要求，孔径低于的孔在锻造时也不与锻出，所以整个零件的毛坯形状相对简单，具体毛坯图如下。.2）工序尺寸确定确定工序尺寸时，对于加工精度要求较低的表面，只需要粗加工工序就能保证设计要求，将设计尺寸作为工序尺寸即可，上下偏差的标注也按设计规定。当加工表面精度要求较高时，往往要经过数道工序才能达到要求。零件各外表面粗精度要求较低，粗铣即可，上表面，粗车，工序余量4mm，粗糙度ra6.3。下表面，粗铣，工序余量3mm，粗糙度ra6.3。前后两端面，粗铣，工序余量3mm，粗糙度ra6.3。孔，钻，工序余量（双边）16mm，铰，工序余量（双边）1mm，粗糙度ra1.6。孔，钻，工序余量(双边)9mm，铰，工序余量（双边）1mm，粗糙度ra6.3。扩孔，工序余量（双边）1mm，粗糙度ra12.5。车外圆端面，粗车，工序余量（双边）6mm，精车，工序余量（双边）1mm，粗糙度ra6.3。26确定切削用量及基本工时工件材料：q235，。工序20：粗车顶面加工要求：粗车顶面，切削量为4mm，零件直径为30mm。刀具：硬质合金可转位刀具，刀杆尺寸。切削速度：其中，则需要的车床主轴转速范围机床：选用ca6140卧式车床，根据通用工艺装备选得查金属机械加工手册选取710实际切削速度为 工序30：铣底面加工要求：粗铣底面，切削量3mm，铣削宽度取最大处36mm，表面粗糙度要求ra6.3。刀具：高速钢镶齿套式面铣刀,直径d=125mm,孔径d=40，l=40mm,z=14每齿进给量：，由于本工序背吃刀量和铣削宽度较大，选择最小的每齿进给量切削速度：参考有关手册，高速钢铣刀铣削速度为15-25m/min则需要铣床主轴转速范围是机床：现选用x60卧室铣床，根据通用工艺装备选得查金属机械加工手册选取实际切削速度为工作台每分钟进给量为根据金属机械加工手册纵向进给量取，则实际每齿进给量为切削工时 切入长度切出长度加工长度=工序40：粗铣前后两端面加工要求：粗铣两端面，切削量3mm，铣削宽度18mm，表面粗糙度要求ra6.3。刀具：高速钢镶齿套式面铣刀,直径d=125mm,孔径d=40，l=40mm,z=14每齿进给量：，由于本工序背吃刀量和铣削宽度较大，选择最小的每齿进给量切削速度：参考有关手册，高速钢铣刀铣削速度为15-25m/min则需要铣床主轴转速范围是机床：现选用x60卧室铣床，根据通用工艺装备选得查金属机械加工手册选取实际切削速度为工作台每分钟进给量为根据金属机械加工手册纵向进给量取，则实际每齿进给量为切削工时 切入长度切出长度加工长度=工序50：钻孔机床：钻孔，所用机床为z3025摇臂钻床。刀具：根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-19知选取d=14mm，l=189mm,莫式圆锥号为1号的高速钢柄麻花钻作为道具。具体参数为，。当时，选择钻头后刀面磨损极限为0.8mm，耐用度t=45min。1. 切削用量 （1）确定被吃刀量 钻孔时，。 （2）确定进给量 按照加工要求决定进给量。钻头直径，工件材料 为锻钢，进给量取值范围为，由于钻孔后要用铰刀加工，乘以系数0.75，最终。根据z3025机床标注进给量，选取。（3） 确定切削速度 根据计算公式确定切削速度 其中，根据z3025机床标准主轴转速，选取，实际转速为2. 基本时间 工件切削部分长度：切入量：超出量：工序60：铰孔在钻完孔以后用铰刀进行加工，要求粗糙度为ra1.6。刀具：选用锥柄机用铰刀，莫氏锥柄号2号。 1.切削用量 （1）确定被吃刀量 铰孔时，。 （2）确定进给量 按照加工要求决定进给量。铰刀直径，工件材料 为锻钢，进给量取值范围为，根据z3025机床标注进给量，选取。(3)确定切削速度 根据计算公式确定切削速度 其中，根据z3025机床标准主轴转速，选取，实际转速为2.基本时间 工件切削部分长度：切入量：超出量：工序70：钻孔加工要求：钻孔，所用机床为z3025摇臂钻床。根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-19知选取d=17mm，l=223mm,莫式圆锥号为3号的高速钢柄麻花钻作为道具。具体参数为，。当时，选择钻头后刀面磨损极限为0.8mm，耐用度t=45min。 1.切削用量 （1）确定被吃刀量 钻孔时，。 （2）确定进给量 按照加工要求决定进给量。钻头直径，工件材料 为锻钢，进给量取值范围为，根据z3025机床标注进给量，选取。 （3）确定切削速度 根据计算公式确定切削速度 其中，根据z3025机床标准主轴转速，选取，实际转速为2.基本时间 工件切削部分长度：切入量：超出量：工序80：钻螺纹底孔 机床：钻螺纹底孔，所用机床为z3025摇臂钻床。刀具：根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-19知选取d=12mm，l=182mm,莫式圆锥号为1号的高速钢麻花钻作为道具。具体参数为，。当时，选择钻头后刀面磨损极限为0.8mm，耐用度t=45min。 1.切削用量 （1）确定被吃刀量 钻孔时，。 （2）确定进给量 按照加工要求决定进给量。钻头直径，工件材料 为锻钢，进给量取值范围为，由于钻孔后要用丝锥攻螺纹，要乘以系数0.5，最终。根据z3025机床标注进给量，选取。（4） 确定切削速度 根据计算公式确定切削速度 其中，根据z3025机床标准主轴转速，选取，实际转速为2.基本时间 工件切削部分长度：切入量：超出量：工序90：攻螺纹螺纹机床：攻螺纹，所用机床为z3025摇臂钻床。刀具：根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-21知选取细柄机用高速钢丝锥，根据加工材料取丝锥前角，后角，刀具耐用度t=90min。 1.切削用量 （1）确定被吃刀量 。 （2）确定进给量 等于工件螺纹的螺距，即 （3）确定切削速度 根据计算公式确定切削速度 其中，取。根据z3025机床标准主轴转速，选取，实际转速为2.基本时间 其中，工序100：钻孔机床：钻孔，所用机床为z3025摇臂钻床。刀具：根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-19知选取d=7mm，l=223mm,莫式圆锥号为1号的高速钢柄麻花钻作为刀具。具体参数为，。当时，选择钻头后刀面磨损极限为0.8mm，耐用度t=45min。 1.切削用量 （1）确定被吃刀量 钻孔时，。 （2）确定进给量 按照加工要求决定进给量。钻头直径，工件材料 为锻钢，进给量取值范围为，由于钻孔后要用铰刀加工，乘以系数0.5，又钻孔深度大于3倍直径，需乘上修正系数。由于，最终。根据z3025机床标注进给量，选取。（5） 确定切削速度 根据计算公式确定切削速度 其中，根据z3025机床标准主轴转速，选取，实际转速为3. 基本时间 工件切削部分长度：切入量：超出量：工序11：铰孔在钻完孔以后用铰刀进行加工，要求粗糙度为ra6.3。刀具：选用锥柄机用铰刀，莫氏锥柄号1号。 1.切削用量 （1）确定被吃刀量 铰孔时，。 （2）确定进给量 按照加工要求决定进给量。铰刀直径，工件材料 为锻钢，进给量取值范围为，根据z3025机床标注进给量，选取。(3)确定切削速度 根据计算公式确定切削速度 其中，根据z3025机床标准主轴转速，选取，实际转速为2.基本时间 工件切削部分长度：切入量：超出量：工序12：粗车孔外端面机床：ca6140卧式车床刀具：高速钢可转位刀具1. 切削量（1） 确定背吃刀量（2） 确定进给量 根据刀具材料进给量（3） 确定切削速度 根据ca6140机床的主轴转速取，实际转速为2. 基本时间 0.12min工序12：半精车孔外端面机床：ca6140卧式车床刀具：高速钢可转位刀具1.切削量 （1）确定背吃刀量 （2）确定进给量 根据刀具材料 （3）确定切削速度 根据ca6140机床的主轴转速取，实际转速为3. 基本时间 0.11min2.7 本章小结本章主要描述机械加工的工艺规程，工艺规程是指导施工的技术文件。一般包括以下内容：零件加工的工艺路线，各工序的具体加工内容，切削用量、工时定额以及所采用的设备和工艺装备等。在车间生产过程包括直接改变工件形状、尺寸、位置和性质等主要过程，还包括运输、保管、磨刀、设备维修等辅助过程。生产过程中，按一定顺序逐渐改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质使其成为预期产品的这部分主要过程称之为工艺过程。零件依次通过的全部加工过程称为工艺路线或工艺流程。技术人员根据工件产量、设备条件和工人技术情况等，确定并且用工艺文件规定的机械加工工艺过程，称为机械加工工艺规程。机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。因此，机械加工工艺规程在机械加工中起着重要的作用，主要包括以下的几个方面：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。第3章 曲柄的夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。需要设计专用夹具。在设计夹具时，必须考虑到所设计的夹具应满足下列几个要求。1） 保证加工精度。2） 夹具的总体方案与生产纲领相适应。3） 安全、方便、减轻劳动强度。4） 排屑顺畅。5） 夹具具有良好的强度、刚度和结构工艺性。夹具体设计：本次设计采用锻造夹具体，因为其工艺性好，可以根据需要出各种复杂的形状，具有较强的抗压强度、刚度、和抗震性，在生产中应用广泛，材料选用ht250。31 铣床夹具设计设计工序铣削加工零件底面铣床夹具，本夹具将用x60卧室铣床，刀具：高速钢镶齿套式面铣刀。 本夹具主要用来粗铣零件底面，为后续的加工创造一个很好的基准平面，由于本道工序加工精度要求不高，所以如何提高生产率是首要问题。311 定位装置的设计（1） 定位基准选择 根据加工要求和基准重合原则，并选用粗基准定位，选择零件顶面作为主要定位基准。 （2）选定定位元件 零件顶面选用一个固定支承钉，一个可调支承，左右两端面选用一个固定v形块，一个移动v形块，为保证加工强度，同时还加装一个辅助支承（不作定位元件使用）。 （3）误差分析1）定位误差b:因基准重合，故b=02）对刀误差t： 由于夹具上的对刀装置对定位元件的位置不准确,将导致加工表面的位置发生变化,由此而造成的加工尺寸误差t=s+hs塞尺厚s的制造公差;查金属机械加工手册得0.014mmh对刀块工作面至限位基准的尺寸可按工件的尺寸公差的1/2-1/5取值，工件的尺寸公差为0.05。故取0.01mm。t=0.01mm+0.014mm=0.024mm3）安装误差a： 定位基面与夹具体底面的平行度为0.005。总误差为=b+t+a=0mm+0.024mm+0.005mm=0.029mm零件尺寸公差为0.05mm，总误差小于工件尺寸的2/3未超出技术要求。以上误差分析说明此夹具保证加工精度。312 夹紧装置的设计（1） 夹紧力确定 一般安全系数加工性质系数，粗加工取刀具钝化系数断续切削速度，连续切削时取 （2）夹紧装置选择为使夹紧可靠，采用单螺旋夹紧机构，故夹紧力的力源采用手动夹紧，而无需采用复杂的动力装置。313 铣床夹具的示意图夹具示意图，如下图。图3-1 铣床夹具图32钻床夹具设计设计工序钻螺纹底孔，机床为z3025摇臂钻床，刀具：高速钢高速钢麻花钻。 本夹具主要用来钻螺纹底孔，由于该孔加工时要求与孔中心线平行度公差为0.5/100，对k面的垂直度公差为0.5/100，所以设计夹具时主要应考虑如何提高精度。321定位装置的设计（1） 定位基准选择 根据加工要求和基准重合原则，并选用精基准定位，选择孔与底面作为定位基准。（2） 选定定位元件 定位衬套，移动v形块（3）误差分析 1）定位误差：工序基准与定位基准重合，基准不重合误差b=0 基准位移误差y=0 2)对刀误差-钻模板底孔至定位元件的尺寸公差0mm-钻套内外圆的同轴度 0.012-刀具与钻套的最大配合间隙0.01mm-刀具在钻套中的偏斜值，x3b-工件孔的长度 s-钻模板与工件表面的距离 h-钻模板的高度x3= 0.02mm孔与端面的垂直度要求是0.05, x3小与垂直度要求的2/3所以未超出技术要求。以上误差分析说明此夹具保证加工精度。322 夹紧装置的设计（1） 夹紧力确定 一般安全系数加工性质系数，粗加工取刀具钝化系数断续切削速度，连续切削时取， （2）夹紧装置选择为使夹紧可靠，采用单螺旋夹紧机构，故夹紧力的力源采用手动夹紧，而无需采用复杂的动力装置。323 钻床夹具的示意图钻床夹具示意图，如下图表3-2 钻床夹具33钻床夹具设计设计工序钻孔钻床夹具，机床：z3025摇臂钻床。刀具：高速钢柄麻花钻。本夹具主要用来钻孔，精度要求不是很高，主要应考虑如何提高生产效率。331定位装置的设计 （1）定位基准选择 根据加工要求和基准重合原则，选用粗基准定位，选择零件前端面作为定位基准。（2）选定定位元件 定位衬套，支承板，削边销 （3）误差分析工序基准与定位基准重合，b=0mm基准位移误差为 y=0.041mm2)对刀误差-钻模板底孔至定位元件的尺寸公差0.04mm-钻套内外圆的同轴度0.04mm-刀具与钻套的最大配合间隙0.01mm-刀具在钻套中的偏斜值，x3b-工件孔的长度 s-钻模板与工件表面的距离 h-钻模板的高度x3 0.02mm=0.071mm（3）安装误差a=0 总误差=y+t+a=0.041+0.071+0=0.111mm零件尺寸公差为0.2mm 总误差小于工件尺寸公差的2/3所以未超出技术要求。以上误差分析说明此夹具保证加工精度。332 夹紧装置的设计（1）夹紧力确定 一般安全系数加工性质系数，粗加工取刀具钝化系数断续切削速度，连续切削时取 （2）夹紧装置选择为使夹紧可靠，采用螺旋夹紧机构，故夹紧力的力源采用手动夹紧，而无需采用复杂的动力装置。333 钻床夹具体的示意图钻床夹具示意图如下。表3-3 钻床夹具3.4 本章小结机械制造离不开金属切削机床，而机床夹具则是保证机械加工质量、提高生产效率、减轻劳动强度、降低对工人技术的过高要求、实现生产过程自动化不可或缺的重要工艺装备之一。机床夹具被广泛用于制造业中，大量专用机床夹具的使用为大批量生产提供了必要条件。零件在工艺规程制定后，就要按照工艺规程顺序进行加工。加工中除了需要机床、刀具、量具之外，最主要的便是夹具，它是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床或刀具获得正确位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一。结 论本设计研究过程中仍然存在不足之处，有的问题还待于进一步深入，具体如下：（1）缺乏实际工厂经验，对一些参数和元件的选用可能不是非常合理，有一定的浪费。（2）选用各种加工刀具时可能有些误差。（3）系统的设计不太完善，在与计算机配合进行精确的数据采集和控制上还有一些不足。致 谢四年的学习生活即将结束，在此对院校领导、班主任、及各位老师表示衷心的感谢，感谢您们对我四年来的教育和培养，使我增长了更多的知识。经过最终的毕业设计，使我有了从理论到实践又从实践到理论的过程。同时，感谢在我实习过程中给予我大力帮助和支持的领导及同学。本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的相对匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这里首先要感谢我的指导老师杨建峰老师。杨老师平日里工作繁多，但在我毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计相对较为复杂烦琐，但是李老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩杨老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。 其次还要感谢大学四年来所有的老师，为我们打下采矿专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。最后，衷心感谢苏州科技学院天平学院四年来对我的大力栽培，在今后的工作中，我会加倍地去学习和工作，多用理论知识来指导现场，把所学的知识用到实践中去。谢谢参考文献1 杨沿平，机械精度设计与检测技术基础 ，北京：机械工业出版社，2004。2 陈立德，机械制造装备设计，北京：高等教育出版社，2006。3 李昌年，机床夹具设计与制造 ，北京：机械工业出版社，2006。4 刘友才，机床夹具设计 ，北京：机械工业出版社，1992 。5 孟少龙，机械加工工艺手册第1卷m，北京：机械工业出版社，1991。6 金属机械加工工艺人员手册修订组，金属机械加工工艺人员手册m，上海：上海科学技术出版社，1979。7 李洪，机械加工工艺师手册m，北京：机械工业出版社，1990。8 马贤智，机械加工余量与公差手册m，北京：中国标准出版社，1994。9 上海金属切削技术协会，金属切削手册m，上海：上海科学技术出版社，1984。10 周永强，高等学校毕业设计指导m，北京：中国建材工业出版社，2002。11 薛源顺,机床夹具设计(第二版) m,机械工业出版社,2003.112 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计m，重庆：重庆大学出版社，1995。13 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册m，上海：上海科学技术出版社，1980。14 李庆寿，机械制造工艺装备设计适用手册m，银州：宁夏人民出版社，1991。 15 乐兑谦，金属切削刀具，机械工业出版社，2005：4-17。16 杨翟，陈国香，机械制造与模具制造工艺学，北京：清华大学出版社，2006附录a 译文机床刀具设计课题研究意义：机床原来的刀库控制程序是单独设计的，没有采用刀具管理系统，功能也比较单一，只实现了刀库刀具的找刀、刀库最短路径定位、主轴换刀，而且不支持大型刀具。在刀库自动选刀方面，在计算机记忆式选刀的基础上采用了西门子840d特色功能，使选刀程序更简洁，并完成空刀套的查找。刀库快速换刀利用step-7完成编程，并在实际中得到验证。在刀库定位问题上，plc程序控制采用模块化设计方法，这对今后生产类似机床将十分有利，很容易将其利用到其他机床上。自动换刀系统将以较快的速度增长，缩短换刀时间，提高刀具的定位精度是重要的手段，有利于数控技术的发展。刀具及其元件库存是现代生产管理中的重要环节, 特别是大型车间管理。传统的人工记帐管理方式, 效率低下, 错误率高, 且信息数据不能共享, 刀具的使用状态和寿命周期无法跟踪, 不能适应当前信息化管理需要。结合生产实际, 我们在车间刀具准备间建立刀具贮存立体库系统, 以满足车间刀辅具储存与管理的需要。该系统采用最优化技术, 利用计算机存储的大量库存信息, 能及时、准确、全面地反映刀具库的库存情况。整个系统采用图形界面, 人机对话由中文菜单提示, 可实现各种功能选择和各种信息的输入。管理系统采用在线帮助功能。可通过车间管理层、网络系统实现信息管理和共享。具有自动库存管理、刀具入库管理、刀具出库管理和统计查询功能。1.系统组成及其控制结构整个系统包括机械结构及电气控制系统。1.1.1 机械结构及工作原理刀具库由支架、驱动机构、传动系统、刀架、护罩、电气控制系统等部分组成。支架由立柱、横梁、上下导向环轨、支撑地轨组成。1)驱动机构该系统选用了变频调速的方法。采用锥形制动电机, 带变频调速, 经摆线针轮减速器, 通过链轮传动。2)拖动与传动系统采用变频控制技术。通过变频调速, 可使传动轴转速在正常范围内调节使刀架回转速度控制到 5 30mm in, 2 个传动轴各带上、下2 个链轮通过上、下2 条异形滚子链带动货架转动。链条胀紧机构采用螺纹调节胀紧, 为定期胀紧方式。调节时上、下链条松度调节一致, 使链条受力均匀。3)刀架与防护罩整库共有14 列独立刀架。其中 13 列为插座式刀架, 1 列为抽屉式刀架, 每个刀架背部通过销轴与上、下输送链链板联接, 底部安装滚轮, 链条转动带动刀架沿地轨转动。插座式刀架分bt40 刀架和bt50 刀架 2 种形式。为加强管理, 保证安全, 美化造型, 货架外围加防护罩。抽屉式刀架分 6 个抽屉放