大学毕业论文-尾接杆零件的工艺规程和斜孔钻模设计

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本科毕业设计论文设计论文设计论文毕业任务书一、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、主要技术指标绘制零件图；设计与绘制毛坯图制定工艺路线编制全部工艺规程设计钻模编写论文四、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.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ABSTRACTThisdesigntopicisThetailrodandinclinedholejigprocessdesign.Contentcanbedividedintothemachiningprocessplanningdesignandthemachinetool'sfixturedesigntwoparts.First,withmechanicalmanufacturingtechnologyandrelatedcourseknowledgeandsolveworkpiecepositionintheprocess,whichbelongtotheprocessroutearrangementandtherelatedaspectsrelatedtechnologyproblem,determinethesizeandchooseappropriatemachineandtools.Secondly,throughtheanalysisthetailrod,understandthetailrod.Then,onthebasisandmillingfixtureblankpieceandproductionprogramrequirements,formulatefeasiblemillingmachiningprocedureline,fixturetodetermineprocessingplan.Finally,accordingtotherequirementsoftheprocessingofprocessedspares,referencethemachinetool'sfixturedesignmanualandrelatedbooks,designtheefficient,economy,reasonableandcanensuretheprocessqualityfixture.Alongwiththeprogressofthesocietyandthedevelopmentofscienceandtechnology,themachinetool'sfixturecommonalityalsodirectlyaffectsitseconomy.Themachinetool'sfixturewithhighprecision,highefficiency,gm,economicandotherpropertiesofthegooddevelopmentwillbeinthemodernizationofourcountryintheprocessofthedevelopmentofindustrialconstructionandplaysavitalrole.KEYWORDS:fixturedesign,Mechanicalprocessing,Craft,Fixtures目录TOC\o"1-9"\h\u5670第一章

绪论 746971.1

课题背景及发展趋势 777981.2

夹具的基本结构及夹具设计的内容 83758第二章尾接杆工艺规程编制 9318212.1零件的分析 9176152.1.1零件的作用 947602.1.2零件的工艺分析 9248312.2确定毛坯 1113992.2.1选择毛坯 1110802.2.2设计尾接杆毛坯图 12127782.3工艺规程设计 1481012.3.1定位基准的选择 14214932.3.2工艺路线的制定 1522706第三章夹具设计的基本知识 18222403.1机床夹具的概述 1889133.1.1机床夹具的定义 18267523.1.2机床夹具的功用 18256333.1.3机床夹具的组成 18285803.1.4机床夹具的分类 19257563.2机床夹具的设计特点和要求 20182083.2.1机床夹具的设计特点 208943.2.2机床夹具的设计要求 20271553.3机床夹具总图设计 20197043.3.1总图设计的步骤 20254213.3.2总体设计的几点要求 216770第四章尾接杆斜孔钻模设计 2284564.1夹具设计方法及步骤 22312064.2拟订定位方法与对定位元件 2359724.2.1定位方案分析 23156514.4钻床夹具的设计 24119984.5绘制尾接杆夹具装配图 25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。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；

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。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。图1尾接杆零件图（1）零件的机构分析eq\o\ac(○,1)零件的主要加工表面：Φ61.5的两端面，Φ50轴面，孔Φ42，孔Φ28.5，孔Φ32及其两端面，球面SR30。eq\o\ac(○,2)零件表面的形位公差：Φ50左端面和Φ61.5的两端面相对D面有圆跳动要求，左端面孔内的槽相对D面有平行度误差，Φ32中心线相对D面有垂直度和位置度误差，Φ32有圆柱度形状公差限制。eq\o\ac(○,3)零件表面粗糙度分析：Φ50轴面及其左端面、Φ61.5的两端面、Φ32的孔面粗糙度公差为1.6。eq\o\ac(○,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/Ⅱ类；d，外表面镀铬5~8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。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。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eq\o\ac(○,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。eq\o\ac(○,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。eq\o\ac(○,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。eq\o\ac(○,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。eq\o\ac(○,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、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、对刀装置或导引件、夹具本体及各个连接件等（3）标注必要的尺寸、配合和技术要求3.3.2总体设计的几点要求（1）定位件、夹紧件、导引件等元件设计时应尽可能标准化、通用化（2）为操作方便和防止装反，应设置止动销、障碍销、防误装标志等（3）运动部件必须运动灵活、可靠（4）零部件结构工艺性要好，应易于制造、检测、装配和调整（5）夹具结构应便于维修和更换零部件（6）适当考虑提高夹具的通用性第四章尾接杆斜孔钻模设计在机械加工中，必须使工件、夹具、刀具和机床之间保持正确的相互位置，才能加工出合格的零件。即工件在夹具中定位正确和夹紧可靠、夹具在机床上安装正确、刀具相对于工件的位置正确。所以在设计一个夹具的时，主要包括定位元件的选择、定位误差的分析与计算、夹紧力的确定及典型夹紧装置等等。以此来设计这却无误的所需夹具4.1夹具设计方法及步骤1.研究原始资料，明确设计任务.夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其内容主要是了解工件的结构特点、材料；确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。其次是根据设计任务收集有关资料，如机床的技术参数，夹具零部件的国家标准、部颁标准和厂订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可收集一些同类夹具的设计图样。2.考虑和确定夹具的结构方案，绘制结构草图;夹具草图画出后，应征求有关人员的意见，并送有关部门审查，然后根据他们的意见对夹具方案作进一步修改。3.绘制夹具总图。

4.确定并标注有关尺寸和夹具技术要求

。

5.绘制夹具零件图。4.2拟订定位方法与对定位元件图3160工序工序图加工所需设计的夹具为加工160工序中的孔，如图3，工序要求选择六个自由度，定位基准为尾接杆右端内空32。由工序图可知，该孔位于尾接杆右端圆孔竖直中心线偏左45°处，为使定位误差为0，所以定位时选择Ø32孔轴面和尾接杆轴向中心线为定位基准。4.2.1定位方案分析1.确定需要限制的自由度以及选择定位基面和定位元件从加工要求考虑，在工件上钻孔，沿孔中心线的定位自由度可以不限制，由此可提出以下两种设计方案（（X轴平行纸面水平方向，Y轴垂直纸面，Z轴平行纸面竖直方向））：方案一：对Φ50端面用圆柱销可限制y轴的移动的自由度，对Φ32轴面用一圆柱销限制四个自由度（x和z轴的转动及其移动），对所加工面的反面采取可调支撑可限制y轴的转动自由度。方案二：对Φ32轴面用一圆柱销限制四个自由度（x和z轴的转动及其移动），对零件两个端面用两个圆销定位，限制y轴的移动的自由度。综上分析两种方案：在方案一中由于只固定零件左右两端，固工件刚性较差，可能在加工时引起工件变形，所以综合考虑选择方案二。4.4钻床夹具的设计钻床类夹具是用于钻床上用于加工孔的夹具，简称钻模。它主要作用是控制刀具的位置和引导其送进方向，以保证工件被加工孔的位置精度要求。1、钻模板的选择。钻模板分类：（1）固定模板式钻模。（2）覆盖式钻模。适合大型工件。(3)翻转式钻模，加工不同方向上的孔。（4）回转式钻模，加工沿圆周分布的许多孔。尾接杆钻孔是单方向的单孔，结构比较简单，无须更换钻套和改变工位，可以采用固定模板式钻模，装有钻套的钻模板用两个销钉和四个螺钉固定在夹具体上。2、钻套的选择钻套是钻模上特有的一种元件，钻套的作用是确定刀具的位置和在加工中引导刀具。分为：（1）固定钻套，适合小批量生产。（2）可换钻套，适合大量单工序加工。（3）快换钻套，适合连续加工。（4）特种加工。此次尾接杆的工艺路线是先钻孔再扩孔在钻螺纹，是在同一机床上完成连续不同工序，所以适宜选用快换钻套。钻套内径与刀具间应保证一定配合间隙，钻、扩时选F8。钻套的内径和高度计算：钻套1的内径：本次加工工序为钻孔，孔直径为2mm，钻套内经按F8配合，固钻套内径为Ø2F8+0.020/+0.005钻套2的内径:本次加工工序为扩孔，孔直径为5mm，钻套内经按F8配合，固钻套内径为Ø5F8+0.025/0.010钻套高度:高度