GY01-127@尾接杆零件的工艺规程和斜孔钻模设计
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机械毕业设计全套
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GY01-127@尾接杆零件的工艺规程和斜孔钻模设计,机械毕业设计全套
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机械专业外语文献翻译系 别 机电工程系 专 业 机械设计制造及其自动化班 级 161003 学生姓名 郑晋洋 学 号 103364 日 期 2014.5.20 机械设计摘要： 机器是由机械装置和其它组件组成的。它是一种用来转换或传递能量的装置，例如：发动机、涡轮机、车辆、起重机、印刷机、洗衣机、照相机和摄影机等。许多原则和设计方法不但适用于机器的设计，也适用于非机器的设计。术语中的“机械装置设计” 的含义要比“机械设计”的含义更为广泛一些，机械装置设计包括机械设计。在分析运动及设计结构时，要把产品外型以及以后的保养也要考虑在机械设计中。在机械工程领域中，以及其它工程领域中，所有这些都需要机械设备，比如：开关、凸轮、阀门、船舶以及搅拌机等。关键词： 设计流程 设计规则 机械设计设计流程设计开始之前就要想到机器的实际性，现存的机器需要在耐用性、效率、重量、速度，或者成本上得到改善。新的机器必需具有以前机器所能执行的功能。在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造性，不要受到任何约束。即使产生了许多不切实际的想法，也会在设计的早期，即在绘制图纸之前被改正掉。只有这样，才不致于阻断创新的思路。通常,还要提出几套设计方案，然后加以比较。很有可能在这个计划最后决定中,使用了某些不在计划之内的一些设想。一般的当外型特点和组件部分的尺寸特点分析得透彻时，就可以全面的设计和分析。接着还要客观的分析机器性能的优越性，以及它的安全、重量、耐用性，并且竞争力的成本也要考虑在分析结果之内。每一个至关重要的部分要优化它的比例和尺寸，同时也要保持与其它组成部分相协调。也要选择原材料和处理原材料的方法。通过力学原理来分析和实现这些重要的特性，如那些静态反应的能量和摩擦力的最佳利用，像动力惯性、加速动力和能量；包括弹性材料的强度、应力和刚度等材料的物理特性，以及流体润滑和驱动器的流体力学。设计的过程是重复和合作的过程，无论是正式或非正式的进行，对设计者来说每个阶段都很重要。最后，以图样为设计的标准，并建立将来的模型。如果它的测试是符合事先要求的，则再将对初步设计进行某些修改，使它能够在制造成本上有所降低。产品的设计需要不断探索和发展。许多方案必须被研究、试验、完善，然后决定使用还是放弃。虽然每个工程学问题的内容是独特的，但是设计师可以按照类似的步骤来解决问题。产品的责任诉讼迫使设计人员和公司在选择材料时，采用最好的程序。在材料过程中，五个最常见的问题为：（a）不了解或者不会使用关于材料应用方面的最新最好的信息资料；(b)未能预见和考虑材料的合理用途（如有可能，设计人员还应进一步预测和考虑由于产品使用方法不当造成的后果。在近年来的许多产品责任诉讼案件中，由于错误地使用产品而受到伤害的原告控告生产厂家，并且赢得判决）；(c)所使用的材料的数据不全或是有些数据不确定，尤其是当其性能数据长期不更新；(d)质量控制方法不适当和未经验证；(e)由一些完全不称职的人员选择材料。通过对上述五个问题的分析，可以得出这些问题是没有充分理由而存在的结论。对这些问题的研究分析可以为避免这些问题的出现而指明方向。尽管采用最好的材料选择方法也不能避免发生产品责任诉讼，设计人员和工业界按照适当的程序进行材料选择，可以大大减少诉讼的数量。从以上的讨论可以看出，选择材料的人们应该对材料的性质，特点和加工方法有一个全面而基本的了解。在随后生产和售后服务的几年中，要接受新观念的变化，或者由试验和经验为基础，进一步分析并改进。一些设计规则在本节中，建议要运用创造性的态度来替代和改进。也许会创造出更实用、更经济、更耐用的产品。为了激发创造性思维，下列是设计和分析的建议规则。前六个规则对设计者来说特别适用。1. 要有创造性的利用所需要的物理性质和控制过程。2. 认识负载产生的影响及其意义。3. 预测没有想到的负载。4. 创造出对载荷更为有利的条件。5. 提供良好的应力分布和最小的刚度条件。6. 运用最简单的方程来优化体积和面积。7. 选择组合材料。8. 仔细选择所备的原料和不可缺少的组件。9. 调整有效的设计方案，以适应生产过程和降低成本。10. 规定好准确的位置条件为了使组件安装时不干涉。机械设计包括一下内容：1. 对设计过程、设计所需要公式以及安全系数进行介绍。2. 回顾材料特性、静态和动态载荷分析，包括梁、振动和冲击载荷。3. 回顾应力的基本规律和失效分析。4. 介绍静态失效理论和静态载荷下机械断裂分析。5. 介绍疲劳失效理论并强调在压力条件下接近高循环的疲劳设计，这通常用在旋转机械的设计中。6. 深入探讨机械磨损机理、表面接触应力和表面疲劳现象。7. 使用疲劳分析技术校核轴的设计。8. 讨论润滑油膜与滚动轴承的理论和应用。9. 深入介绍直齿圆柱齿轮的动力学、设计和应力分析，并简单介绍斜齿轮、锥齿轮和涡轮有关方面的问题。10. 讨论弹簧设计、螺杆等紧固件的设计，包括传动螺杆和预紧固件。11. 介绍盘式和鼓式离合器以及制动器的设计和技术说明。机械设计一台完整机器的设计是一个复杂的过程。机械设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创造性，还必须在机械制图、运动学、工程材料、材料力学和机械制造工艺学等方面具有深厚的基础知识。任何产品在设计时第一步就是选择产品每个部分的构成材料。许多的材料被今天的设计师所使用。对产品的功能，它的外观、材料的成本、制造的成本作出必要的选择是十分重要的。对材料的特性必须事先作出仔细的评估。仔细精确的计算是必要的，以确保设计的有效性。在任何失败的情况下，最好知道在最初设计中有有缺陷的部件。计算（图纸尺寸）检查是非常重要的。一个小数点的位置放错，就可以导致一个本可以完成的项目失败。设计工作的各个方面都应该检查和复查。计算机是一种工具，它能够帮助机械设计师减轻繁琐的计算，并对现有数据提供进一步的分析。互动系统基于计算机的能力，已经使计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）成为了可能。心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。设计人员的基本职责是努力使机器来适应人们。这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一个对所有人来说都是最优的操作范围和操作过程。另一个重要问题，设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和磋商。在开始阶段，设计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和磋商，并得到批准。这一般是通过口头讨论，草图和文字材料进行的。如前所诉，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。发明、发现和科技知识本身并不一定能给人类带来好处，只有当它们被应用在产品上才能产生效益。因而，应该认识到在一个特定的产品进行设计之前，必须先确定人们是否需要这种产品。应当把机械设计看成是机械设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和制定产品的制造工艺学的一个良机。掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。仅仅使用数据和公式是不足以在一个好的设计中做出所需的全部决定的。另一方面，应该认真精确的进行所有运算。例如，即使将一个小数点的位置放错，也会使正确的设计变成错误的。一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的风险，当新的方法不适用时，就使用原来的方法。因此，设计人员必须要有耐心，因为 所花费的时间和努力并不能保证带来成功。一个全新的设计，要求屏弃许多陈旧的，为人们所熟知的方法。由于许多人墨守成规，这样做并不是一件容易的事。一位机械设计师应该不断地探索改进现有的产品的方法，在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结合起来。新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被解决之后，才能体现出新产品的优越性。因此，一个性能优越的产品诞生的同时，也伴随着较高的风险。应该强调的是，如果设计本身不要求采用全新的方法，就没有必要仅仅为了变革的目的而采用新方法。外文原文Mechanical DesignAbstract:A machine is a combination of mechanisms and other components which transforms, transmits. Examples are engines, turbines, vehicles, hoists, printing presses, washing machines, and movie cameras. Many of the principles and methods of design that apply to machines also apply to manufactured articles that are not true machines. The term mechanical design is used in a broader sense than machine design to include their design. the motion and structural aspects and the provisions for retention and enclosure are considerations in mechanical design. Applications occur in the field of mechanical engineering, and in other engineering fields as well, all of which require mechanical devices, such as switches, cams, valves, vessels, and mixers.Keywords: Mechanical Design mechanisms Design ProcessThe Design ProcessDesigning starts with a need real.Existing apparatus may need improvements in durability, efficiency, weight, speed, or cost. New apparatus may be needed to perform a function previouslydone by men, such as computation, assembly, or servicing. With the objective wholly or partlyIn the design preliminary stage, should allow to design the personnel fully to display the creativity, not each kind of restraint. Even if has had many impractical ideas, also can in the design early time, namely in front of the plan blueprint is corrected. Only then, only then does not send to stops up the innovation the mentality. Usually, must propose several sets of design proposals, then perform the comparison. Has the possibility very much in the plan which finally designated, has used certain not in plan some ideas which accepts.When the general shape and a few dimensions of the several components become apparent, analysis can begin in earnest. The analysis will have as its objective satisfactory or superior performance, plus safety and durability with minimum weight, and a competitive cost. Optimum proportions and dimensions will be sought for each critically loaded section, together with a balance between the strengths of the several components. Materials and their treatment will be chosen. These important objectives can be attained only by analysis based upon the principles of mechanics, such as those of static for reaction forces and for the optimum utilization of friction; of dynamics for inertia, acceleration, and energy; of elasticity and strength of materials for stress and deflection; of physical behavior of materials; and of fluid mechanics for lubrication and hydrodynamic drives. The analyses may be made by the same engineer who conceived the arrangement of mechanisms, or, in a large company, they may be made by a separate analysis division or research group. Design is a reiterative and cooperative process, whether done formally or informally, and the analyst can contribute to phases other than his own. Product design requires much research and development. Many Concepts of an idea must be studied, tried, and then either used or discarded. Although the content of each engineering problem is unique, the designers follow the similar process to solve the problems. Product liability suits designers and forced in material selection, using the best program. In the process of material, the most common problems for five (a) dont understand or not use about the latest application materials to the best information, (b) failed to foresee and consider the reasonable use material may (such as possible, designers should further forecast and consider due to improper use products. In recent years, many products liability in litigation, the use of products and hurt the plaintiff accused manufacturer, and won the decision), (c) of the materials used all or some of the data, data, especially when the uncertainty long-term performance data is so, (d) quality control method is not suitable and unproven, (e) by some completely incompetent persons choose materials.Through to the above five questions analysis, may obtain these questions is does not have the sufficient reason existence the conclusion. May for avoid these questions to these questions research analyses the appearance indicating the direction. Although uses the best choice of material method not to be able to avoid having the product responsibility lawsuit, designs the personnel and the industry carries on the choice of material according to the suitable procedure, may greatly reduce the lawsuit the quantity. May see from the above discussion, the choice material people should to the material nature, the characteristic and the processing method have comprehensive and the basic understanding. Finally, a design based upon function, and a prototype may be built. If its tests are satisfactory, the initial design will undergo certain modifications that enable it to be manufactured in quantity at a lower cost. During subsequent years of manufacture and service, the design is likely to undergo changes as new ideas are conceived or as further analyses based upon tests and experience indicate alterations. Sales appeal.Some Rules for DesignIn this section it is suggested that, applied with a creative attitude, analyses can lead to important improvements and to the conception and perfection of alternate, perhaps more functional, economical,and durable products. To stimulate creative thought, the following rules are suggested for the designer and analyst. The first six rules are particularly applicable for the analyst.1. A creative use of need of physical properties and control process.2. Recognize functional loads and their significance.3. Anticipate unintentional loads.4. Devise more favorable loading conditions.5. Provide for favorable stress distribution and stiffness with minimum weight.6. Use basic equations to proportion and optimize dimensions.7. Choose materials for a combination of properties.8. Select carefully, stock and integral components.9. Modify a functional design to fit the manufacturing process and reduce cost.10. Provide for accurate location and noninterference of parts in assembly. Machinery design covers the following contents.1. Provides an introduction to the design process , problem formulation ,safety factors.2. Reviews the material properties and static and dynamic loading analysis ,Including beam , vibration and impact loading. 3. Reviews the fundamentals of stress and defection analysis. 4. Introduces fatigue-failure theory with the emphasis on stress-life approaches to high-cycle fatigue design, which is commonly used in the design of rotation machinery. 5. Discusses thoroughly the phenomena of wear mechanisms, surface contact stresses ,and surface fatigue. 6. Investigates shaft design using the fatigue-analysis techniques. 7. Discusses fluid-film and rolling-element bearing theory and application 8. Gives a thorough introduction to the kinematics, design and stress analysis of spur gears , and a simple introduction to helical ,bevel ,and worm gearing. 9. Discusses spring design including compression ,extension and torsion springs. 10. Deals with screws and fasteners including power screw and preload fasteners. 11. Introduces the design and specification of disk and drum clutches and brakes.Machine DesignThe complete design of a machine is a complex process. The machine design is a creative work. Project engineer not only must have the creativity in the work, but also must in aspect and so on mechanical drawing, kinematics, engineerig material, materials mechanics and machine manufacture technology has the deep elementary knowledge. One of the first steps in the design of any product is to select the material from which each part is to be made. Numerous materials are available to todays designers. The function of the product, its appearance, the cost of the material, and the cost of fabrication are important in making a selection. A careful evaluation of the properties of a. material must be made prior to any calculations. Careful calculations are necessary to ensure the validity of a design. In case of any part failures, it is desirable to know what was done in originally designing the defective components. The checking of calculations (and drawing dimensions) is of utmost importance. The misplacement of one decimal point can ruin an otherwise acceptable project. All aspects of design work should be checked and rechecked. The computer is a tool helpful to mechanical designers to lighten tedious calculations, and provide extended analysis of available data. Interactive systems, based on computer capabilities, have made possible the concepts of computer aided design (CAD) and computer-aided manufacturing (CAM). How does the psychologist frequently discuss causes the machine which the people adapts them to operate. Designs personnels basic responsibility is diligently causes the machine to adapt the people. This certainly is not an easy work, because certainly does not have to all people to say in fact all is the most superior operating area and the operating process. Another important question, project engineer must be able to carry on the exchange and the consultation with other concerned personnel. In the initial stage, designs the personnel to have to carry on the exchange and the consultation on the preliminary design with the administrative personnel, and is approved. This generally is through the oral discussion, the schematic diagram and the writing material carries on. If front sues, the machine design goal is the production can meet the human need the product. The invention, the discovery and technical knowledge itself certainly not necessarily can bring the advantage to the humanity, only has when they are applied can produce on the product the benefit. Thus, should realize to carries on before the design in a specific product, must first determine whether the people do need this kind of productMust regard as the machine design is the machine design personnel carries on using creative ability the product design, the system analysis and a formulation product manufacture technology good opportunity. Grasps the project elementary knowledge to have to memorize some data and the formula is more important than. The merely service data and the formula is insufficient to the completely decision which makes in a good design needs. On the other hand, should be earnest precisely carries on all operations. For example, even if places wrong a decimal point position, also can cause the correct design to turn wrongly.A good design personnel should dare to propose the new idea, moreover is willing to undertake the certain risk, when the new method is not suitable, use original method. Therefore, designs the personnel to have to have to have the patience, because spends the time and the endeavor certainly cannot guarantee brings successfully. A brand-new design, the request screen abandons obsoletely many, knows very well the method for the people. Because many person of conservativeness, does this certainly is not an easy matter. A mechanical designer should unceasingly explore the improvement existing product the method, should earnestly choose originally, the process confirmation principle of design in this process, with has not unified it after the confirmation new idea. 本科毕业设计论文 题 目 尾接杆零件的工艺规程和斜孔钻模设计 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 指导教师 毕业时间 2014.6 nts本科毕业设计论文 2 毕业 任务书 一、题目 尾接杆零件的工艺规程和 斜孔钻模 设计 二、指导思想和目的要求 毕业设计（论文）是培养学生自学能力、综合应用能 力、独立工作能力的重要教学实践环节。 通过毕业设计，学生对四年所学知识进行回顾和总结，培养自学能能力和独立工作能力，对本专业加深了解，为步入社会工作岗位做好理论和时间准备。学会理论联系实际，用严谨和认真的态度分析和解决遇到的问题，从而实现认识的深化。 三、主要技术指标 1、 绘制零件图； 2、 设计与绘制毛坯图 3、 制定工艺路线 4、 编制全部工艺规程 5、 设计钻模 6、 编写论文 四、进度和要求 1、分析并绘制零件图 1 周 2、绘制毛坯图 1 周 3、设计工艺路线及编制工艺规程 4 周 4、设计工艺装备 3 周 5、编写说明书（论文） 2 周 五、主要参考书及参考资料 1 阎光明，侯忠滨 .现代制造工艺基础 .西安 :西北工业大学出版社 ,2007. 2 王长春，孙步功 .互换性与测量技术基础 .北京：北京大学出版社， 2010. 设计 论文 nts本科毕业设计论文 3 摘要 本设计 的 题目是 尾接杆工艺规程及斜孔钻模设计 。 内容可分为机械加工工艺规程编制和斜孔钻 模夹具设计两个部分。 首先，运用机械制造技术及相关的课程知识，解决工件在加工过程中的定位、加紧以及工艺路线的安排等方面的相关问题，确定相关的工艺尺寸及选择合适的机床和刀具。其次，通过分析 尾接杆 ，了解尾接杆的作用。然后，依据毛坯件和生产纲领的要求，制定出切实可行的铣夹具加工工艺规程路线，确定加工方案。最后，根据被加工零件的加工要求，参考机床夹具设计手册及相关方面的书籍，设计出高效、经济、合理并且能保证加工质量的夹具。 随着社会的进步和科技的发展，机床夹具的通用性也直接影响其经济性。机床夹具的高精、高效 、通用、经济等性质的良好发展将在我国的现代化工业建设和发展过程中起着至关重要的作用。 关键词： 夹具设计 ,机械加工 ,工艺 ,工装 nts本科毕业设计论文 4 ABSTRACT This design topic is The tail rod and inclined hole jig process design. Content can be divided into the machining process planning design and the machine tools fixture design two parts. First, with mechanical manufacturing technology and related course knowledge and solve workpiece position in the process, which belong to the process route arrangement and the related aspects related technology problem, determine the size and choose appropriate machine and tools. Secondly, through the analysis the tail rod, understand the tail rod. Then, on the basis and milling fixture blank piece and production program requirements, formulate feasible milling machining procedure line, fixture to determine processing plan. Finally, according to the requirements of the processing of processed spares, reference the machine tools fixture design manual and related books, design the efficient, economy, reasonable and can ensure the process quality fixture. Along with the progress of the society and the development of science and technology, the machine tools fixture commonality also directly affects its economy. The machine tools fixture with high precision, high efficiency, gm, economic and other properties of the good development will be in the modernization of our country in the process of the development of industrial construction and plays a vital role. KEY WORDS: fixture design, Mechanical processing, Craft,Fixtures nts本科毕业设计论文 5 目 录 第一章 绪论 . 7 1.1 课题背景及发展趋势 . 7 1.2 夹具的基本结构及夹具设计的内容 . 8 第二章 尾接杆工艺规程编制 . 9 2. 1 零件的分析 . 9 2.1.1 零件的作用 . 9 2.1.2零件的工艺分析 . 9 2.2 确定毛坯 . 11 2.2.1选择毛坯 . 11 2.2.2设计尾接杆毛坯图 . 12 2.3 工艺规程设计 . 14 2.3.1 定位基准的选择 . 14 2.3.2 工艺路线的制定 . 15 第三章 夹具设计的基本知识 . 18 3.1机床夹具的概述 . 18 3.1.1机床夹具的定义 . 18 3.1.2机床夹具的功用 . 18 3.1.3机床夹具的组成 . 18 3.1.4机床夹具的分类 . 19 3.2 机床夹具的设计特点和要求 . 20 3.2.1 机床夹具的设计特点 . 20 3.2.2 机床夹具的设计要求 . 20 3.3 机床夹具总图设计 . 20 3.3.1总图设计的步 骤 . 20 3.3.2总体设计的几点要求 . 21 第四章 尾接杆斜孔钻模设计 . 22 4.1夹具设计方法及步骤 . 22 4.2拟订定位方 法与对定位元件 . 23 4.2.1 定位方案分析 . 23 4.4 钻床夹具的设计 . 24 4.5 绘制尾接杆夹具装配图 . 25 nts本科毕业设计论文 6 前 言 设计是有关尾接杆零 件的加工工艺步骤的说明和 斜孔钻模 设计的具体阐述。工艺设计是在学习机械制造技术及机床夹具设计后，在生产实习的基础上，综合运用所学相关知识对零件进行加工工艺规程的设计和机床夹具的设计，根据零件加工要求制定出可行的工艺路线和合理的夹具方案，以确保零件的加工质量。 制造工艺是指加工制造产品或零件所使用的路线、设备及加工方法的总称。工艺可以是多样化的，它对成本和效率都会产生影响。 应用机床夹具，有利于保证工件的加工精度、稳定产品质量；有利于提高劳动生产率和降低成本；有利于改善工人劳动条件，保证安全生产；有利于扩大机床工 艺范围，实现“一机多用”。 为了提高机床在生产过程的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。随着社会的进步和科技的发展，机床夹具的通用性也直接影响其经济性。所以只有改进研发更高效率的夹具，以适应现代化工厂机床生产要求。 就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练， 从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础。 由于个人能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 nts本科毕业设计论文 7 第一章 绪论 加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。 机床夹具已成为机械加工中的重要装备，同时是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、 经济方向发展。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展 ,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。 1.1 课题背景及发展趋势 材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。随着机床加工精度 的提高，为了降低定位误差，提高加工精度对夹具的制造精度要求更高精度夹具的定位孔距精度也随着提高，机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 工业的模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用 CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。迅速发展对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产 的这种发nts本科毕业设计论文 8 展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。 1.2 夹具的基本结构及夹具设计的内容 与此同时夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。因此，我认为加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系，争取合资与合作，引进技术，这是改造和发展我国组合 夹具行业较为行之有效的途径。 按在夹具中的作用 ,地位结构特点 ,组成夹具的元件可以划分为以下几类 : (1)定位元件及定位装臵； (2)夹紧元件及定位装臵 (或者称夹紧机构 )； (3)夹具体； (4)对刀 ,引导元件及装臵 (包括刀具导向元件 ,对刀装臵及靠模装臵等 )； (5)动力装臵； (6)分度 ,对定装臵； (7)其它的元件及装臵 (包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉 ,销钉 ,键和各种手柄等 )； 每个夹具不一定所有的各类元件都具备 ,如手动夹具就没有动力装臵 ,一般的车床夹具不 一定有刀具导向元件及分度装臵。反之 ,按照加工等方面的要求 ,有些夹具上还需要设有其它装臵及机构 ,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装臵。 nts本科毕业设计论文 9 第二章 尾接杆工艺规程编制 2. 1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 零件是飞机液压助力器执行机构中的主要部件之一。从整体上来看，飞机液压助力器是安装在飞机副翼操纵机构中或方向舵操纵系统中，用于不可逆的液压助力器操纵。当飞机液压系统损坏或压力下降时，液压助力器外筒左右两腔沟通，即助力器当一拉杆使 用，以实现人力应急操纵。每架飞机上装有两台液压助力器。分别操纵左右副翼或方向舵。 尾接杆零件在产品中一端与液压助力器外筒组件连接，另一端通过关节轴承与飞机的副翼连接，其作用是带动飞机操纵系统的摇臂和拉杆，而使飞机的副翼偏转，在工作时能够传递 3800公斤以上的力，是一个能承受复杂力的受力件。 2.1.2 零件的工艺分析 零件的材质为 30CrMnSiA， 属中碳调质钢，强度高，焊接性能较差。30CrMnSiA 调质后有很高的强度和足够的韧性，淬透性也好。调质后该材料做砂轮轴，齿轮，链轮都可以。 30CrMnSiA 具有良好的加工性，加工变形微小，抗疲劳性能相当好。用于轴类、活塞类零配件等。用于汽车、飞机各种特殊耐磨零配件等。 nts本科毕业设计论文 10 图 1 尾接杆零件图 （ 1）零件的机构分析 1零件的主要加工表面： 61.5的两端面， 50轴面，孔 42，孔 28.5，孔 32及其两端面，球面 SR30。 2零件表面的形位公差： 50 左端面和 61.5 的两端面相对 D 面有圆跳动要nts本科毕业设计论文 11 求，左端面孔内的槽相对 D 面有平行度误差， 32 中心线相对 D 面有垂直 度和位置度误差， 32 有圆柱度形状公差限制。 3零件表面粗糙度分析： 50 轴面及其左端面、 61.5 的两端面、 32 的孔面粗糙度公差为 1.6。 4设计基准：零件右端外圆 35的中心线、零件左端外圆 50的端面。 （ 3）分析零件的材料和零件图上的技术要求 零件图上的技术要求： a，螺纹倒角 120度至丝底； b，磁力探伤； c，毛坯锻制，供应为无发纹钢，锻件按 HB5024-77/类； d，外表面镀铬 58 微米，除表面 B 外，螺纹 M6-6H 和其余内表面法兰 。 2.2 确定毛坯 2.2.1 选择毛坯 毛坯的选择是制定工艺规程中一项重要的内容，选择不同的毛坯就会有不同的加工工艺，采用不同的设备和工装，从而影响零件加工的生产率和成本。毛坯选择包括选择毛坯类型和毛坯制造方法两方面，应全面考虑机械加工成本和毛坯制造成本，以降低零件制造总成本。 毛坯的种类很多，同一种毛坯又 有多种制造方法。机械制造中常用的毛坯有以下几种。 形状复杂的毛坯，宜用铸造方法制造。 对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造 。 锻件 机械强度要求高的钢制作，一般要用锻件毛坯。锻件有自由锻造锻件和模锻件两种。 自由锻造锻件是在锻锤或压力机上，通过专用锻模而锻制作成形的锻件。它的精度和表面质量均比自由锻造好，可以使毛坯更接近工件接近工作形状，加工余量很小。同时由于模锻件的材料纤维组织分布好，锻制件的机械强度高。模锻的生产效率高，但需要专用的模具，且锻锤的吨位也要比自由锻造大。主 要适用于批量较大的中小型零件。 型材 型材按截面形状可分为：圆钢、方钢、六角钢、扁钢、槽钢及其他特殊截面的型材。型材有冷拉和热轧的两种。热轧的精度低，价格较冷拉的便宜，用于一般零件的毛坯。冷拉的尺寸较小，精度高，易于实现自动送料，但价格贵，多用于批量较大在自动机床上进行加工的情况。 nts本科毕业设计论文 12 焊接件 将型钢或钢板，焊接成所需的结构，适于单件小批生产中制造大型毛坯，其优点是制造简便，周期短，毛坯重量轻；缺点是焊接件抗振性差，由于内应力重新分布引起的变形大，因此在进行机械加工前需经时效处理 。 冲压件 在冲床上用冲模将板料冲制而成。冲压件的尺寸精度高，可以不再进行加工或只进行精加工，生产效率高。适于批量较大而厚度较小的中小型零件。 冷挤压件 在压力机上通过挤压模挤压面成。生产效率高。冷挤压毛坯精度高，表面粗糙度值小，可以不再进行机械加工，但要求材料塑性好，主要为有色金属和塑性好的钢材。适用于大批量生产中制造形状简单的小型零件。如仪表上和航空发动机中的小型零件。 粉末冶金 以金属粉末为原料，在压力机上通过模具压制成型后经高温烧结而成。生产效率高，零件的精度高，表面粗糙 度值小，一般可不再时行精加工，但金属粉末成本较高，适于大批大量生产中压制形状较简单的小型零件。 毛坯选择的依据 毛坯的选择既影响到毛坯制造工艺又影响到机械加工工艺，要根据零件生产纲领、材料的工艺特性及零件对材料性能的要求和零件的结构等因素而定。 生产纲领的大小 当零件生产纲领较大时，应采用精度与生产率都比较 高的毛坯制造方法，以便减少材料消耗和机械加工费用。当零件生产量较小时，应采用精度与生产率都比较低的毛坯制造方法，如自由锻件和手工造型铸件等。 零件材料及对材料组织和性能的要求 例如，材料为铸 件和青铜的零件，一般应选用铸件毛坯，重要的钢制零件，为保证良好的力学性能，不论结构复杂或简单，均不宜直接选取轧制型材 ，而应选用锻件毛坯。 零件的结构形状及外形尺寸 台阶直径不大的阶梯轴，可直接选取圆棒料（力学性能无特殊要求），直径相差较大时，为减少材料消耗和机械加工劳动量，则宜选用锻件毛坯。一些非旋转体的板条形钢质零件，多为锻件。尺寸大的零件，目前只能选取毛坯精度和生产率都比较低的自由锻造和砂型铸造，而中小型零件，则可选用锻模、精锻熔模铸造及压力铸造等先进的毛坯制造方法。 现有生产条件 选择毛坯时，要 考虑毛坯制造的实际水平、生产能力、设备情况及外协的可能性和经济性。 由于零件要求强度高，调质后有很高的强度、刚性和足够的韧性，淬透性也好。所以可以选择锻件作为毛坯。 2.2.2 设计尾接杆毛坯图 零件的材料为 30CrMnSiA。由于年产量为 4000 件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，nts本科毕业设计论文 13 适 合 大 批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。 （ 1）毛坯图的表示 毛坯总余量确定后，便可绘制毛坯图。其方法如下： 实线表示毛坯表面轮廓，以双点划线表示经切削加工后的表面，在毛坯图上可用交叉线表示加工余量。 毛坯图上的尺寸值包括加工余量在内。可在毛坯图上注明成品尺寸（基本尺寸）但必须加括号，如下图 1-2所示的（ 42）。 在毛坯图上可用符号表示出机械加工工序的基准。 在毛坯图上注有零件检验的主要尺寸及其公差，次要尺寸可不标注公差。 在毛坯图上注有材料规格及必要的技术要求。如材料及规格、毛坯精度、热处理及硬度、圆角半径、起模斜度、内部质量要求等。 （ 2）绘制尾接杆零件的毛坯图如下： nts本科毕业设计论文 14 图 2 尾接杆毛坯 2.3 工艺规程设计 2.3.1 定位基准的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 1基准的概念 基准：零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。 设计基准：零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。在尾接杆零件工艺设计中的设计基准 50的中心线和左端面。 定位基准：在加工时，用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所采用的基准，称为定位基准。当某工序的定位基准与设计基准不相符时，需要对它的工序尺寸进行换算。定位基准选择对保证加工精度、确定加工顺序及工序数量多少、夹具的结构都有重要的影响。零件上的定位基准、夹紧部位和加工面三者要互相协调、全面考虑。 2 精基准的选择原则 nts本科毕业设计论文 15 应保证加工精度和工件安装方便可靠。 基准重合原则 ：选用设计基准作为定位基准。 基准统一原则：采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面。 自为基准原则：选择加工表面本身作为定位基准。 互为基准原则：工件上两个相互位置要求很高的表面加工时，互相作为基准。 3 粗基准的选择原则 应保证各加工面有足够的余量，并尽快获得精基面。若要求保证某重要表面加工余量均匀，选该表面为粗基准。若要求保证加工面与不加工面间的位置，选不加工表面为粗基准。粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。粗基准表面，应平整光洁。 4 辅助基准的选择原则 为 装夹方便或实现基准统一，人为制造的一种定位基准。例如尾接杆零件设计中的球面端的方块就是此零件的辅助基准。 5 尾接杆的设计基准 1）粗基准的选择：以尾接杆 右端外圆 35中心线为粗基准。 2）精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则， 以外圆 50 和另一端的顶尖孔作为精基准。 2.3.2 工艺路线的制定 根据对零件所进行的工艺分析，不同表面采用的加工路线以及其所能达到的精度要求，在生产纲领已确定的情况下，结合对其加工阶段的划分，可以考虑采用普通机床配 以通用、专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。其工序顺序安排方案如下： 工序 05 锻造毛坯； 工序 10 去分模毛边，在钳工台去外圆 H段分模毛边； 工序 15 划线，钳工台； 工序 20 车 64和 52.5的外圆，并且车 52.5的右端面 A，按划线加工端面 A，然后以 A为基准加工 64的右端面，尖边倒圆 R0.10.5，采用普通车床C620和三爪卡盘； 工序 25 打顶尖孔 6，以 R34外圆为基准，尖边倒圆 R0.10.5，在普通车床 C620上采用中心钻 A3和三爪卡盘； 工序 30 车 64， 35.7和 25的外圆，以 52.5左端面及 52.5外圆为定位基准，尖边倒圆 R0.10.5，采用普通车床 C620和软三爪； 工序 35 钻孔 26，以 52.5右端面为基准，在大六角车床 1K36 上采用钻头 26和三爪卡盘； nts本科毕业设计论文 16 工序 40 镗孔 42，以 52.5右端面为基准，加工前找正外圆 A的跳动不大于 0.1，尖边倒圆 R0.10.5，采用普通车床 C620和软三爪； 工序 45 铣平面，以 52.5的中心线为基准，采用立式铣床 6H12和专用夹具； 工序 50 车球体，以外圆 35.7和 52。 5左端面为定位基准，采 用普通车床 C620和专用夹具； 工序 55 去除毛刺，在钳工台去 A、 B 表面毛刺 ； 工序 60 钻、铰孔 30.7，以右端面为基准，采用万能立式钻床 Z5125A和专用夹具； 工序 65 铣斜面，以孔 26的中心线为基准，与 R10和 25外圆相接，采用立式铣床 6H13和专用夹具； 工序 70 去除毛刺，钳工台去毛刺，尖边倒圆 R0.10.5，修锉 R10和 25外圆两斜面圆滑相接 ； 工序 75 铣凸 R，以 30.7的中心线为基准，在万能铣床 6H82 采用专用刀具和专用夹具； 工序 80 铣平面，以 52.5的中心 线为基准铣平面，保证铣后和表面 A平齐，在立式铣床 6H13 上 采用专用刀具和专用夹具； 工序 85 去除毛刺，钳工台去表面 A的毛刺，并修锉表面 A两次加工的接痕， 尖边倒圆 R0.10.5，打零件编号； 工序 90 镗孔 28.5，以 52.5的中心线为基准加工 28.5，加工前找正外圆 A的跳动不大于 0.1，采用普通车床 C620 和专用夹具； 工序 95 热处理，热处理 HRC： 36 41， 35.7外圆对中心的跳动不大于 0.1，打磨量不大于 0.1，零件吹砂 ； 工序 100 打氧化皮，孔 28.5进行打氧化皮处理，处理 后清理内孔和倒角的脏污及氧化皮，修正倒角 60，使用 普通车床 C620和专用夹具； 工序 105 研磨倒角，研磨顶尖孔倒角 60， 在普通机床 C620上采用专用刀具和专用夹具； 工序 110 磨外圆，端面 B磨不大于 0.1，端面 B、 K、 E对顶尖的跳动不大于 0.01，采用 3151 普通机床和专用夹具； 工序 115 去除毛刺； 工序 120 钻孔 2，以孔 30.7的中心线为基准，在台式钻床 CH12A上采用钻头 2和专用夹具，去钻孔毛刺； 工序 125 铣槽，在立式铣床 6H11上采用专用刀具和专用夹具； 工序 130 去顶尖孔，不许夹伤外圆，采用 C620普通机床和软爪卡盘； 工序 135 车球体，加工前找正外圆 A 的跳动不大于 0.1，采用车床 C620和专用夹具； 工序 140 去毛刺， 去铣槽和车球体后的毛刺，钳工台尖边倒圆 R0.10.5； nts本科毕业设计论文 17 工序 145 镗孔 31.66，以零件左端面为基准镗孔，允许和工序 150合并加工， 采用卧式镗床 2A716和专用夹具； 工序 150 精镗孔 31.93，以端面为基准，在卧式镗床 2A716上采用专用刀具加专用夹具； 工序 155 去除毛刺，钳工台上去零件外形全部毛刺，并打磨外表面，尖边倒 圆 R0.10.5； 工序 160 攻螺纹，螺纹中心线与凸 R 中心面 呈 45度角，螺纹倒角 120度至丝底，去钻孔毛刺，采用台式钻床 CH12A 和专用夹具； 工序 165 磁力探伤，保证零件材料不能有裂纹； 工序 170 检验； 工序 175 研磨孔 32，按并节轴承 UC17KU外环的实际尺寸研磨孔，保证过盈 0.01 0.024； 工序 180 表面处理，外表面镀镉镀层厚 58m，除 A 表面外螺纹 M6-6H 和其余内表面发兰 ； nts本科毕业设计论文 18 第三章 夹具设计的基本知识 3.1 机床夹具的概述 3.1.1 机床夹具的定义 机床夹具是机械加工中，在机床上用以确定工件位置并将其夹紧的工艺装备。在机械加工工艺系统中，机床夹具是一个重要的组成部分。为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。 机械制造 过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。又称 卡具 。从广义上说，在 工艺过程 中的任何 工序 ，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如 焊接夹具 、检验夹具、装配夹具、 机床 夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具 。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互 位置精度 等技术要求 ，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置 、 对刀 引导元件 (确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向 )、 分度装置 （使工件在一次安装中能完成数个 工位 的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组 成。 3.1.2 机床夹具的功用 一般情况下机床夹具的功用可以有以下几点 : （ 1）保证 被加工表面的位置精度。采用夹具装夹工件 ,可以准确的确定工件与刀具、机床之间的相对位置。 （ 2）提高劳动生产率。可以省去对工件的逐个找正与对刀 ,使用辅助的时间显著减少 ,可以实现多件多工位加工。 （ 3）扩大机床的使用范围。 （ 4）降低对人工的技术要求和减轻工人的劳动强度。 3.1.3 机床夹具的组成 (1)定位装置 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。 (2)夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切nts本科毕业设计论文 19 削力等）作用时不离开已经占据的正确的正确位置。 (3)对刀或导向 装置 其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。 (4)连接原件 其作用是确定夹具在机床上的正确位置。 (5)夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。 (6)其他元件或装置 是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。 以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。 3.1.4 机床夹具的分类 （ 1）按专门化程度分类 1通用夹具 通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。 2专用夹具 专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用 也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。 3通用可调夹具和成组夹具 其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。 4组合夹具 组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变， 万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。 5随行夹具 随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。 （ 2）按使用的机床分类 由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铣床夹具、nts本科毕业设计论文 20 钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。 （ 3） 按夹紧动力源分类 根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。 3.2 机床夹具的设计特点和要求 3.2.1 机床夹具的设计特点 机床夹具设计与其他装配设计比较，有较大的差别。主要表现在下列 5个方面： (1) 要有较短的设计和制造周期。一般没有条件对夹具进行原理性试验和复杂的计算工作。 (2) 夹具的精度一般比工件的精度高 2 3 等级。 (3) 夹具和操作工人的关系特别密切，要求夹具与生产条件和操作习惯密切结合。 (4) 夹具在一般情 况下是单件制造的，没有重复制造的机会。通常要求夹具在投产时一次成功。 (5) 夹具的社会协作制造条件较差，部分零件是非标准件，需要自己设计制作。 3.2.2 机床夹具的设计要求 设计夹具时，应满足下列几项基本要求： （ 1）应有足够的强度和刚度，以防受力变形 （ 2）安装需稳定，重心应尽量低，高宽比应小于 1.25 （ 3）结构应紧凑，形状应简单，装卸应方便 （ 4）应便于排屑 （ 5）应有良好的结构工艺性 （ 6）选择制造方法应能保证精度，考虑成本 3.3 机床夹具总图设计 3.3.1 总图设计的步骤 （ 1） 先用双点划线将工件按加工状态绘好 （ 2）依次绘制定位件、夹紧装置和夹紧元件、
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