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

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钻床夹具设计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 钻床夹具的示意图26

3.2 本章小结26

结论27

致谢28

参考文献29

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。

参考文献

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内容简介：: 苏州科技学院天平学院毕业设计(论文)开题报告论文题目自行车右曲柄工装设计院 (系) 机电工程系专业机械设计制造及其自动化学生姓名 XX 学号指导教师杨建锋 2012年 3 月 1 日1本课题研究的背景、目的及意义研究的背景：自行车是人类历史上一项伟大的发明，它改变了人类代步需要借助外力的束缚。尽管随着社会的发展人们代步的工具越来越多，但自行车因为其自身方便灵巧，绿色环保等多种优点而依然被广泛使用，而自行车曲柄则是驱动系统中的主要部件之一。自行车曲柄的作用：1.曲柄和脚蹬、中轴、链轮、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成了自行车的驱动系统，人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而使自行车不断前进。2.曲柄应用了物理学上的杠杆原理，减轻了人们驾车的疲劳，是一项巧妙的设计。自行车曲柄分为左右两个，由于加工过程方法类似，所以本次设计只取右曲柄作为研究设计对象。研究的目的及意义：我国是一个自行车使用的大国，自行车的需求量依然很大。近年来中国制造业发展迅速，生产自动化水平越来越高，机械制造业在国民经济中占有比例也随之提高，而像自行车上的普通零件也由传统的生产方式转向机械自动化生产。机械制造技术是机械制造企业实现产品设计，完成产品生产，保证产品质量，提高经济效益的共性技术和基础技术。在全球范围内，机械制造技术正朝着精密化、自动化、敏捷化和可持续发展的方向发展。由此对机械工艺装备制造方面的人才的需求也是特别的大，对于工厂实际的制造要求，需要工艺制造人员合理的安排工艺规程，并且设计制造出符合产品技术要求的夹具。从而在最短的时间内生产多更多的产品，创造更多的收益。通过此次对自行车右曲柄的工艺制定及夹具的设计，进一步肯定了机械制造工业在发展我国国民经济中的地位与作用，我国现代化建设的发展速度在很大的程度上取决于机械装备制造业的发展水平，从这个意义上说，加快振兴机械装备制造业是至关重要的。同时，充分融合四年所学的机械设计制造方面的专业知识以及实践、实习所得到的经验。从而锻炼自己对具体机械制造问题的分析，解决能力。使得具备制定中等复杂程度零件的工艺规程和设计针对工件工艺加工所需的夹具的能力其次也锻炼了自己查找资料文献的能力以及各种机械辅助软件的操作和使用。2本课题主要研究内容和预期目标研究的内容：本课题的主要研究内容为，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过程，即制定自行车右曲柄机械加工工艺规程的制定。同时为保证加工精度，提高生产效率，减轻劳动强度，适应自动化生产设计切实可行的机床夹具。研究的预期目标：本课题的预期目标为，通过对零件图的分析，掌握该零件在整个部件中得位置，功用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，统筹安排生产工序，确保工艺规程的合理，省时。根据零件要求的加工误差，生产规模制定出的夹具要能够保证具有足够刚度、强度、稳定性以及良好的工艺性。3本课题拟采用的研究方法、步骤研究的方法：本课题主要采用计算法，分析法，文献检索法，AutoCAD机械制图法。研究的步骤：1.机械加工工艺规程的步骤1）根据零件图和产品装配图，对零件进行工艺分析2）计算零件的生产纲领，确定生产类型3）确定毛坯的种类和制造方法4）确定毛坯的尺寸和公差5）拟定工艺路线6）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差7）选择各个工序的机床设备及刀具，量具及工艺装备8）确定各个工序的切削用量和时间定额9）编制工艺文件2.夹具设计步骤：1）分析零件图纸2）确定夹具的结构方案3）绘制夹具的装配草图和装配图4) 绘制夹具零件图5）编写夹具设计说明书3.具体工艺方案工艺方案一：工序1 锻造。工序2 粗车零件顶面。工序3 粗铣零件底面。工序4 粗铣零件前后两端面。工序5 钻mm的孔。工序6 铰mm的孔。工序7 钻17mm的孔。工序8 钻mm的螺纹孔。工序9 攻mm的螺纹。工序10 钻mm的孔。工序11 铰mm的孔。工序12 粗车mm孔的外端面。工序13 半精车mm孔的外端面，并倒角。工序14 为其它要求倒角的边倒角。工序15 去毛刺，表面镀铬，清洗。工序16 终检。工艺方案二：工序1 锻造。工序2 粗车零件顶面。工序3 粗铣零件底面。工序4 粗铣零件前后两端面。工序5 钻mm的螺纹孔。工序6 攻mm的螺纹。工序7 钻mm的孔。工序8 铰mm的孔。工序9 钻17mm的孔。粗铰，精铰mm的孔。工序10 粗车mm孔外端面。工序11 半精车mm孔的外端面，并倒角。工序12 钻mm的孔。工序13 铰 mm的孔。工序14 为所有其它要求倒R1.5角的边倒角。工序15 去毛刺，表面镀铬，清洗。工序16 终检。上述两个方案的差别在于，方案一是以mm孔为中心进行加工的，方案二是以mm的螺纹孔为中心进行加工的。由于mm孔是整个零件加工精度要求最高的，所以方案一选取它作为中心进行加工，能够保证零件的整个加工精度要求。同时方案二在还没有对mm孔进行加工时，先对mm孔的外端面进行了加工，这样就增加了mm孔加工定位误差。所以最终从加工精度要求方面考虑选择工艺方案一比较的合理。4本课题主要参考文献1 周宏甫.机械制造技术基础.北京：高等教育出版社，2004；2 张普礼.机械加工工艺装备.南京：东南大学出版社，1995；3 哈尔滨工业大学，上海工业大学.机床夹具设计.上海：上海科学技术出版社，1989；4 刘友才，肖继德.机床夹具设计.北京：机械工业出版社，1997；5 刘茂元.机械制造技术.北京：机械工业出版社，2001；6 郑修本.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社，2000；7 李庆余.机械制造装备设计.北京：机械工业出版社，2003；8 黄鹤汀.机械制造装备.北京：机械工业出版社，2001；9 刘守勇.机械制造工艺与机床夹具.北京：机械工业出版社，2004；10 王先逵.机械加工工艺手册.北京：机械工业出版社；11 李昌年.机床夹具设计与制造.北京：机械工业出版社；12 张德泉.机械制造装备及其设计.天津：天津大学出版社；13 邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程. 北京：机械工业出版社；14 吴拓，方琼珊.机械制造工艺与机床夹具课程设计指导. 北京：机械工业出版社。5 本课题的具体进度安排（包括序号、起迄日期、工作内容）2012-02-13至2012-03-11 查阅资料, 撰写开题报告，翻译外文资料2012-03-12至2012-04-0

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