【文章內(nèi)容簡介】 到夾具體定位端面和定位外圓交界處清根問題。端面和定位外圓分為兩 個單獨的零件 時無此問題 ,。夾具要不要清根 ， 應(yīng)根據(jù)工件的結(jié) 構(gòu)而定。如果零件定位內(nèi)孔孔口倒角較小或無倒角 ， 則必須清根 ,如果零件定位孔孔口倒角較大或孔口是空位 ， 則不需要清根 ， 而且交界處可以倒為圓角 R。端面與外圓定位時 ， 與上述相同。讓刀問題在設(shè)計圓盤類刀具 (如銑刀、砂輪等 )加工的夾具時 ， 會存在讓刀問題。設(shè)計這類夾具時 ， 應(yīng)考慮銑刀或砂輪完成切削或磨削后 ， 銑刀或砂輪的退刀位置 ， 其位置大小應(yīng)根據(jù)所使用的銑刀或砂輪的直徑大小 ， 留出超過刀具半徑的尺寸位置即可。更換問題在設(shè)計加工結(jié)構(gòu)相同或相似 ， 尺寸不同的系列產(chǎn)品零件夾具時 ， 為了降低生產(chǎn)成本 ,提高夾具的利用率 ， 往往會把夾具設(shè)計為只更 換某一個或幾個零件的通用型夾具 。 由于現(xiàn)代加工的高速發(fā)展，對傳統(tǒng)的夾具提出了較高要求，如快速、高效、安全等。要想達到這樣的生產(chǎn)要求，就必須計算加工工序零件在加工過程中由于切削力、重力、慣性力等所產(chǎn)生的切削力及切削力矩，按照夾具設(shè)計中所確定的夾緊方式進行夾緊力的計算，為了減小夾具的具體尺寸，就需要增大夾具的定位區(qū)間，增大由夾緊力而產(chǎn)生的摩擦力矩、正壓力及由此而產(chǎn)生的摩擦力，以達到夾具小巧而精用的目的。同時為了減少工人的勞動強度，提高工件的裝夾效率，還需要對夾具的夾緊機構(gòu)的行程進行設(shè)計，以期以最短的夾緊行程，達 到最佳的夾緊效果。 研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的 85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔 34 年就要更新 5080％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 1020％左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、（ FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機床夾具提出了如下新的 要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3）能適用于精密加工的高精度機床夾具； 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具； 5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率； 6）提高機床夾具的標準化程度。 本課題應(yīng) 達到的要求 通過實際調(diào)研和采集相應(yīng)的設(shè)計數(shù)據(jù)、閱讀相關(guān)資料相結(jié)合，首先通過對零件的三維造型，對零件的基本結(jié)構(gòu)及作用有個大致的了解，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過對金屬切削加工、金屬切削機床、機 械設(shè)計與理論等相關(guān)知識充分掌握后，分析零件的加工工藝，確定零件各原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文） 通過答辯 加工表面的加工方法，進而形成零件的機械加工工藝路線。并能根據(jù)零件的加工工序要求，分析零件的定位方式、金屬切削加工過程中的機床工作臺驅(qū)動、工件夾緊等方面的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合機械機構(gòu)設(shè)計的相關(guān)理論知識，完成工件的有效定位及夾緊，從而使整個零件的加工工藝路線經(jīng)濟，工件定位方案合理，來達到產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計。 針對實際使用過程中存在的金屬加工工藝文件編制、工件夾緊及工藝參數(shù)確定及計算問題，綜合所學的機械理論設(shè)計與方法、機械加工工藝文件編制及實施等方面的知識， 設(shè)計出一套適合于實際的零件加工工藝路線，從而實現(xiàn)適合于現(xiàn)代加工制造業(yè)、夾緊裝置的優(yōu)化設(shè)計。 這次 畢業(yè) 設(shè)計是機械制造與自動化 專業(yè) 的一個十分重要的學習環(huán)節(jié)， 是對入學以來所學的機械方面的知識進行 的 一次全面的檢查、鞏固和提高。這次 畢業(yè) 設(shè)計是應(yīng)用所學基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識與技能去分析和解決生產(chǎn)實際問題的一次綜合訓練。把所學的知識能夠綜合運用到實際零件的加工中。通過本次設(shè)計使我鞏固了已學的知識，加深了印象，使自己能夠運用所學的機械加工知識解決一些具體的問題 。 此次 畢業(yè) 設(shè)計涉及的知識面有夾具設(shè)計、零件安裝、加工工藝、數(shù)值計算 、 刀具的性能、測量技術(shù)、 CAD 制圖 、Autodesk Inventor 外還涉及到金屬材料、公差配合及加工設(shè)備等多方面的知識。通過這次畢業(yè) 設(shè)計我發(fā)現(xiàn)了自己還有許多知識還沒有掌握牢固。但更多的是通過這次設(shè)計使我提高、鞏固、擴大了自己所學到的理論知識與技能，提高自己設(shè)計計算、制圖、編寫技術(shù)文件的能力 ， 學會正確使用技術(shù)資料、標準、手冊等工具書 ， 并在這次設(shè)計中培養(yǎng)了我對機械設(shè)計的獨立工作能力，掌握了一定的機械加工設(shè)計方法步驟和思路為以后的學習和設(shè)計工作打下了良好的基礎(chǔ)。同時，也使我體會到了老師平時對我們的諄諄教導、 用心良苦。 由于本人水平有限，設(shè)計還有許多不足之處，希望老師給予批評和指正 。 原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文） 通過答辯 2 零件的造型 零件造型軟件介紹 Autodesk Inventor 軟件為工程師提供了一套全面靈活的三維機械設(shè)計、仿真、工裝模具、可視化和文檔編制工具集，能夠幫助制造商超越三維設(shè)計，體驗數(shù)字樣機解決方案。借助 Inventor 軟件，工程師可以將二維 AutoCAD 圖紙和三維數(shù)據(jù)整合到單一數(shù)字模型中，并生成最終產(chǎn)品的逼真圖像，以便于在實際制造前，對產(chǎn)品的外形、結(jié)構(gòu)和功能進行驗證。通過基于 Inventor 軟件的數(shù)字樣機解決方案，能夠以數(shù)字方式設(shè)計、可視化和仿真產(chǎn)品，進而提高產(chǎn)品質(zhì)量，削減開發(fā)成本，縮短上市時間等特點。 零件造型過程 本次畢業(yè)設(shè)計的課題為單拐曲軸的工藝及工裝設(shè)計，零件的二維圖如圖 所示。 根據(jù)零件的二維圖，打開造型軟件，選擇基準面，首先草繪出零件的對稱面的平面輪廓，再通過旋轉(zhuǎn)可得到曲軸主軸頸的實體圖，如圖 所示。 再對主軸頸與曲軸頸間連板進行拉伸，如圖 所示。 對草繪出的曲軸頸進行旋轉(zhuǎn)，得到曲軸頸的實體如圖 所示。 再對主軸頸與曲軸頸間連板進行拉伸，如圖 所示。 根據(jù)二維圖，通過旋轉(zhuǎn)得到如圖 所示。 圖 二維輪廓圖 圖 主軸頸旋轉(zhuǎn)圖 原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文） 通過答辯 圖 拉伸圖 圖 曲軸頸三維圖 圖 拉伸圖 圖 主軸頸實體圖 原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文） 通過答辯 根據(jù)二維圖，通過拉伸得到鍵槽，如圖 所示。 使用孔工具中的打孔命令打孔，如圖 所示。 使用孔工具中的打孔命令打孔，如圖 所示。 圖 拉伸鍵槽 圖 打孔 圖 打孔 原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文） 通過答辯 使用孔工具中的打孔命令繼續(xù)進行打孔，如圖 所示。 三維圖完成如圖 所示。 圖 打孔 圖 三維圖 原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文） 通過答辯 3 零件的工藝分析 零件工藝分析 1） 主軸頸、連桿軸頸本身精度： 主軸頸φ 110+ + 尺寸公差等級 IT6，表面粗糙度 Ra 為 m，連桿軸頸φ 尺寸公差等級為 IT7，表面粗糙度 Ra 為 m，軸頸長度公差等級為 IT13，圓柱度誤差 ，連桿軸竟的圓柱度誤差 。 2）位置精度，主軸頸與連桿軸頸的平行度φ ，主軸頸的同軸度誤差為φ 。 3）零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 曲軸的結(jié)構(gòu)與一般 軸不同，它有主軸頸、連桿軸頸、主軸頸和連桿軸頸之間的連接板組成，其 L/D=818/110=＜ 12，鋼性差，易變形，形狀復雜，它的工作特點是在變動和沖擊載荷下工作，對曲軸的基本要求是高強度、高韌性、高耐磨性和回轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，因而安排曲軸加工過程應(yīng)考慮到這些特點。 零件的功用分析 軸類零件的功用 曲軸屬于軸類零件。 軸類零件是機器中的主要零件之一，它的主要功能是支承傳動零件 (齒輪、帶輪、離合器等 )和傳遞扭矩。 對于軸類零件而言，它們都是長度 L 大于直徑 d 的回轉(zhuǎn)體零件，若 L／ d≤ 12，通常稱 為剛性軸，而 L／ d≥ 12 則稱為撓性軸。其加工表面主要有內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、軸肩、螺紋、花鍵、溝槽、鍵槽等組成。 軸類零件的主要技術(shù)要求 軸通常是由支承軸頸支承在機器的機架或箱體上，實現(xiàn)運動傳遞和動力傳遞的功能。支承軸頸表面的精度及其與軸上傳動件配合表面的位置精度對軸的工作狀態(tài)和精度有直接的影響 ]6[ 。因此，軸類零件的技術(shù)要求通常包含以下幾個方面 ]15[ 。 （ 1）尺寸精度：主要指直徑和長度的精度。直徑精度由使用要求和 配合性質(zhì)確定：對主要支承軸頸，可為 IT6～ IT9；特別重要的軸頸可為 IT5。長度精度要求一般不嚴格，常按未注公差尺寸加工，要求高時，可允許偏差為 50～ 200μ m。 （ 2）形狀精度：主要是指支承軸頸的圓度、圓柱度，一般應(yīng)將其控制在尺寸公差范圍內(nèi)，對精度要求高的軸，應(yīng)在圖樣上標注其形狀公差。 （ 3）位置精度：主要指裝配傳動件的配合軸頸相對裝配軸承的支承軸頸的同軸度、圓跳動及端面對軸心線的垂直度等。普通精度的軸，配合軸頸對支承軸頸的徑向圓跳動一般為 10～ 30μ m，高精度的為 5～ 10μ m。 （ 4）表面粗糙度：是根據(jù) 軸運轉(zhuǎn)速度和尺寸精度等級決定的。配合軸頸的表面粗糙度 Ra 值為 ～ m，支承軸頸的表面粗糙度 Ra 值為 ～ m。 （ 5）其他要求：為改善軸類零件的切削加工性能或提高綜合力學性能及其使用壽命，原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文） 通過答辯 必須根據(jù)軸的材料和使用要求，規(guī)定相應(yīng)的熱處理要求。 軸類零件的材料、毛坯及熱處理 軸類零件應(yīng)根據(jù)不同工作條件和使用要求選擇不同的材料和不同的熱處理方法，以獲得一定的強度、韌性和耐磨性。 45 鋼是一般軸類零件常用的材料，經(jīng)過調(diào)質(zhì)可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合力學性能。 40Cr 等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后，具有較高的綜合力學性能。軸承鋼 GCr15和彈簧鋼 65Mn可制造較高精度的軸，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻感應(yīng)加熱淬火后再回火，表面硬度可達50～ 58HRc，并具有較高的耐疲勞性能和耐磨性。對于高轉(zhuǎn)速、重載荷等條件工作的軸，可選用 20CrMnTi、 20Mn2B 等低碳合金鋼或 38CrMoAl 中碳滲氮鋼 ]14[ 。 軸類零件常用的毛坯是圓棒料、鍛件或鑄件等，對于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對于外圓 直徑相差大的階梯軸或重要軸，常選用鍛件；對某些大型或結(jié)構(gòu)復雜的軸（如曲軸），常采用鑄件。 軸類零件在機加工前、后和過程中一般均需安排一定的熱處理工序。在機加工前，對毛坯進行熱處理的目的主要是改善材料的切削加工性、消除毛坯制造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。如對鍛造毛坯通過退火或正火處理可以使鋼的晶粒細化、降低硬度、便于切削加工，同時也消除了鍛造應(yīng)力。對于圓棒料毛坯，通過調(diào)質(zhì)處理或正火處理可以有效地改善切削加工性。在機加工過程中的熱處理，主要是為了在各個加工階段完成后，消除內(nèi)應(yīng)力，以利于后續(xù)加工工序保證加工精度。在終加工 工序前的熱處理，目的是為了達到要求的表面力學物理性能，同時也消除應(yīng)力。 曲軸是將直線運動轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運動，或?qū)⑿D(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動的零件。它是往復式發(fā)動機、壓縮機、剪切機與沖壓機械的重要零件。曲軸的結(jié)構(gòu)與一般軸不同，它有主軸頸、連桿軸頸、主軸頸和連桿軸頸之間的連接板組成。 原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文） 通過答辯 4 零件工藝規(guī)程設(shè)計 確定毛坯的制造形式 曲軸工作時要承受很大的轉(zhuǎn)矩及變形的彎曲應(yīng)力，容易產(chǎn)生扭振、折斷及軸頸磨損，要求材料應(yīng)有較高的強度、沖擊韌度、疲勞強度和耐磨性，所以要求用球墨鑄鐵 QT6002 曲 軸的毛坯：此零件屬中批生產(chǎn)，固采用鑄造毛坯。 加工方法分析及確定 該零件是單拐曲軸。中批量生產(chǎn)。故選用中心孔定位，它是輔助基準，裝夾方便節(jié)省找正時間又能保證連桿軸頸的位置精度，連桿軸頸與主軸頸的中心距為 120，所以不能直接在軸端面上鉆中心孔，加工連桿時，可以用加工過的主軸頸作為定位基準，安裝到專用的偏