大學(xué)畢業(yè)論文-尾接桿的工藝及鉆模設(shè)計(jì)

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目尾接桿的工藝及鉆模設(shè)計(jì)專業(yè)名稱機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名指導(dǎo)教師畢業(yè)時(shí)間第一章緒論機(jī)械制造工業(yè)是為現(xiàn)代化建設(shè)提供各種機(jī)械裝備的部門(mén)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中具有十分重要的地位。機(jī)械制造工業(yè)的發(fā)展規(guī)模和水平是反映國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志，因此，我國(guó)一貫都把發(fā)展機(jī)械制造工業(yè)作為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。建國(guó)40多年來(lái)，機(jī)械制造工業(yè)的發(fā)展取得了很大的成績(jī)，逐步形成了產(chǎn)品門(mén)類基本齊全，配置比較合理的機(jī)械制造工業(yè)體系，成為全國(guó)最大的產(chǎn)品部門(mén)之一。目前，機(jī)械制造工業(yè)除了為國(guó)家建設(shè)提供各種普通機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、電力機(jī)械、重型機(jī)械、儀表和各種機(jī)床外，還能提供各種大型的成套設(shè)備，在高新技術(shù)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)方面，也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。我國(guó)機(jī)械制造工業(yè)雖然取得了很大的進(jìn)步，但與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，在生產(chǎn)能力、技術(shù)水平、管理水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率等方面，還有很大的差距。因此，我國(guó)的機(jī)械制造工業(yè)今后的發(fā)展，除了不斷提高常規(guī)機(jī)械生產(chǎn)的工藝裝備和工藝水平外，還必須研究開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)高效精密工藝，為高新技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供新工藝、新裝備，加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)研究，強(qiáng)化和掌握引進(jìn)技術(shù)，提高自主開(kāi)發(fā)能力，形成常規(guī)制造技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)并進(jìn)的機(jī)械制造工業(yè)結(jié)構(gòu)。

第二章尾接桿零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造工藝的發(fā)展機(jī)械制造工藝學(xué)的研究范疇是零件的機(jī)械加工和裝配的工藝過(guò)程。采用硬度比工件高的切削刀，在力的作用下使工件的材料發(fā)生分離，從而獲得所需的形狀、尺寸和表面質(zhì)量的零件再將零件裝配成機(jī)器。隨著科學(xué)的發(fā)展，出現(xiàn)硬度很高的加工材料，這些材料很難用傳統(tǒng)的切削或磨削的方法來(lái)加工，某些極小的形狀不規(guī)則的空隙、型腔也很難用傳統(tǒng)的加工方法獲得，于是出現(xiàn)了應(yīng)用電能、聲能、光能或者化學(xué)能等來(lái)加工金屬的特殊加工技術(shù)。但另一方面科技的發(fā)展對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的精度提出越來(lái)越高的要求，特別是宇航器件和集成元件的制造，原有的加工方法已不能滿足我們高精度和高表面的需求，于是各種超精密加工方法就應(yīng)運(yùn)而生，且加工精密的等級(jí)在不斷的提高。制造自動(dòng)化及其發(fā)展是機(jī)械制造行業(yè)中的最新技術(shù)進(jìn)步的又一個(gè)標(biāo)志，但隨著數(shù)控加工的應(yīng)用的推廣，CAD和CAM逐步進(jìn)入實(shí)用階段，特別是柔性制造系統(tǒng)（FMS）的出現(xiàn)，提高生產(chǎn)效率，降低成本，同時(shí)也保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和改善了勞動(dòng)條件。目前，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）正在研究和開(kāi)發(fā)，也即將投入使用，它的出現(xiàn)將會(huì)更大程度的改變現(xiàn)代世界的機(jī)械行業(yè)。2.2機(jī)械制造工藝基本概念機(jī)械加工工藝過(guò)程是指機(jī)械加工方法逐步改變毛坯的狀態(tài)（形狀、尺寸和表面質(zhì)量等），使之成為合格零件所進(jìn)行的全部過(guò)程。把工藝過(guò)程的有關(guān)內(nèi)容，用文件的形式確定下來(lái)，稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程。機(jī)械加工工藝過(guò)程可分為：工序。一個(gè)工人或一臺(tái)機(jī)床對(duì)一個(gè)工件所連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程。工序是組成工藝過(guò)程的基本單元。（2）工步。在加工表面不變、切削工具不變、切削用量不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程。（3）走刀。走刀是切削工具在加工表面上切削一次所完成的那一部分工藝過(guò)程。整個(gè)工藝過(guò)程由若干個(gè)工序組成，每一個(gè)工序可包括一個(gè)工步或幾個(gè)工步，每一個(gè)工步包括一次或幾次走刀。（4）安裝。使工件在機(jī)床上定位并將它夾緊的過(guò)程。（5）工位。2.3零件的說(shuō)明2.3.1零件圖圖2-1尾接桿零件圖2.3.2零件說(shuō)明（1）零件的功用尾接桿零件（圖2-1）是飛機(jī)液壓助力器執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的主要部件之一。從整體上來(lái)看，飛機(jī)液壓助力器是安裝在飛機(jī)副翼操縱機(jī)構(gòu)中或方向舵操縱系統(tǒng)中，用于不可逆的液壓助力器操縱。當(dāng)飛機(jī)液壓系統(tǒng)損壞或壓力下降時(shí)，液壓助力器外筒左右兩腔溝通，即助力器當(dāng)一拉桿使用，以實(shí)現(xiàn)人力應(yīng)急操縱。每架飛機(jī)上裝有兩臺(tái)液壓助力器。分別操縱左右副翼或方向舵。尾接桿零件在產(chǎn)品中一端與液壓助力器外筒組件連接，另一端通過(guò)關(guān)節(jié)軸承與飛機(jī)的副翼連接，其作用是帶動(dòng)飛機(jī)操縱系統(tǒng)的搖臂和拉桿，而使飛機(jī)的副翼偏轉(zhuǎn)，在工作時(shí)能夠傳遞3800公斤以上的力，是一個(gè)能承受復(fù)雜力的受力件。（2）零件的結(jié)構(gòu)分析①零件的主要加工表面：有軸外圓?50,?61.5及其左右端面，?42的孔，?28.5的孔，?32的孔，球面SR30。②主要形位誤差：?50端面和?61.5兩端面對(duì)C表面的圓跳動(dòng)公差為0.02mm。?32中心線對(duì)C面的位置度公差0.1mm，垂直度公差為100:0.08,?32圓柱度公差為0.005mm。加工表面相互之間的尺寸精度和位置精度。②提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本。使用夾具后可減少劃線、找正等輔助時(shí)間，易于實(shí)現(xiàn)多件、多工位加工。③擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍。④改善工人勞動(dòng)條件。2．專用夾具的組成①定位件。作用是確定工件在夾具中的位置。②夾緊件。作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時(shí)所占據(jù)的位置在加工過(guò)程中不會(huì)因受力而產(chǎn)生位移，同時(shí)防止或減少振動(dòng)。③導(dǎo)向、對(duì)刀元件。引導(dǎo)刀具或確定刀具與被加工面之間的正確位置。④連接元件。確定夾具本事在機(jī)床的工作臺(tái)或主軸上的位置。⑤夾具體。夾具的基座和骨架，用來(lái)連接或固定夾具上各元件。⑥其他裝置和元件。3.2.4專用夾具的設(shè)計(jì)依據(jù)和主要原則1．專用夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)①研究被加工工件的工序圖和工藝規(guī)程，著重了解本工序的工序尺寸、精度要求、工件的材料和生產(chǎn)批量。②研究本工序的定位基準(zhǔn)以及該基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)的關(guān)系，以確定定位方法。③使用該夾具的機(jī)床規(guī)格與狀況。④夾具制造車間的有關(guān)資料。⑤檢索類似夾具的有關(guān)資料。2．專用夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循的主要原則①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。②盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)夾具元件。③減少夾具元件的熱處理與精加工工序。④合理選取夾具的公差。⑤簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)圖紙。3.3工件的夾緊及夾緊裝置3.3.1夾緊的基本概念定位和夾緊是安裝工件時(shí)密切相關(guān)的兩個(gè)問(wèn)題，必須一起考慮，工件定位后，必須要靠夾緊裝置來(lái)確保工件在整個(gè)加工過(guò)程中始終保持在準(zhǔn)確位置上，保證加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率。一般夾緊裝置由三部分組成：力源部分，中間傳力機(jī)構(gòu)，加緊元件。3.3.2夾緊裝置分類和效用1．簡(jiǎn)單加緊機(jī)構(gòu)①楔塊夾緊：夾緊后能夠自鎖（楔塊升角小于摩擦角），夾緊力不大，通常與其他夾緊方式組合使用，或用于夾緊力不大的工序中。②螺旋夾緊：構(gòu)件主要是螺釘和螺母，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊可靠，夾緊力大，自鎖牢靠，通用性大。③偏心夾緊：操作迅速，構(gòu)造簡(jiǎn)單，但工作行程小，自鎖性差，夾緊力一般。2．組合夾緊①螺釘-壓板夾緊機(jī)構(gòu)。②偏心輪-壓板夾緊機(jī)構(gòu)。④其他形式組合夾緊機(jī)構(gòu)。

第四章尾接桿鉆模2夾具設(shè)計(jì)4.1機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法和步驟一般來(lái)說(shuō)，夾具的設(shè)計(jì)的全過(guò)程主要分為四個(gè)階段：1．設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作。①熟悉工序圖。②了解所用的機(jī)床、刀具的情況。③了解生產(chǎn)批量和對(duì)夾具的需用情況。④了解夾具制造車間的生產(chǎn)條件和技術(shù)現(xiàn)狀。⑤準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)夾具要使用的各種標(biāo)準(zhǔn)、工廠規(guī)定、典型夾具圖冊(cè)和有關(guān)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性及參考性資料等。2．?dāng)M定夾具的結(jié)構(gòu)方案①對(duì)工件的定位方案。②對(duì)工件的夾緊方案。③對(duì)刀或?qū)б桨傅取?．繪制夾具總圖。4．繪制夾具零件圖。圖4-1鉆孔工序圖4.2夾具的設(shè)計(jì)要求本次設(shè)計(jì)的為工序60的鉆模夾具設(shè)計(jì)，為專用夾具。?32孔加工中心線對(duì)尾接桿零件的軸向中心線有位置度的位置誤差和垂直度的方向誤差的技術(shù)要求，此零件為長(zhǎng)桿類零件，采用短的定位件不利于零件的加工，容易引起加工變形。4.3夾具對(duì)于自由度的限制根據(jù)“六點(diǎn)定位”原則以及機(jī)床各類夾具的特點(diǎn)及其誤差，應(yīng)限制?50端面在X軸方向的移動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)三個(gè)自由度，而零件右端加一個(gè)限制一個(gè)自由度的支撐即可。4.4工件的定位基準(zhǔn)由圖4—1知，為消除加工誤差，應(yīng)該選擇尾接桿?50左端面和?35軸面為定位基準(zhǔn)，保證孔?32中心線與?50左端面的距離為213.5mm。而要滿足?32孔中心線對(duì)尾接桿零件的軸向中心線有位置度的位置誤差和垂直度的方向誤差的技術(shù)要求，定位時(shí)選擇以?35軸面為定位基準(zhǔn)。4.5定位元件的選用有以上分析可知，定位基準(zhǔn)選取的是端面和外圓軸面，參考零件對(duì)加工孔對(duì)中性和形位公差的要求，在此選取端面平板和V形塊組合定位的方法，其中端面平板限制?50端面在X軸方向的移動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)三個(gè)自由度，?35外圓柱面的短V形塊限制Y軸和Z軸的移動(dòng)兩個(gè)自由度，零件右端加一個(gè)限制一個(gè)自由度的支撐釘。優(yōu)點(diǎn)：此零件為長(zhǎng)桿類零件，采用短的定位件不利于零件的加工，容易引起加工變形，同時(shí)一對(duì)短V形塊替代長(zhǎng)的V形塊能更好的保證零件的對(duì)中性，保證零件的加工精度，而且更加經(jīng)濟(jì)。4.6定位誤差計(jì)算下面計(jì)算上述方案中存在的誤差δ誤差：①定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不一致所引起的原始尺寸的誤差，稱為定基誤差，即工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，以δ定基表示。②工件定位基準(zhǔn)對(duì)其規(guī)定位置的最大可能的位移量稱為定位誤差，以δ定位表示。故零件在夾具上的定位誤差為：δ誤差=δ定基+δ定位而在上述方案中定位基準(zhǔn)和工序設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，所以δ定基=0。又由于平面定位本身誤差不計(jì)，V形塊產(chǎn)生的誤差對(duì)水平方向上無(wú)誤差影響。所以δ定位=0.故能最大程度的減小誤差。4.7夾緊裝置的選擇夾緊裝置的設(shè)計(jì)，首先確定夾緊力的三要素：方向、大小和作用點(diǎn)，然后再進(jìn)一步確定傳力方式和具體設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)。常用的簡(jiǎn)單夾緊機(jī)構(gòu)主要有：楔塊夾緊、螺旋夾緊以及偏心夾緊三種方式，通過(guò)對(duì)三種方式進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)兼顧操作方便，夾緊可靠，可以采用螺旋—壓板夾緊機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)工件裝卸方便，壓板位置可以調(diào)整，螺母不必取下即可夾緊或松開(kāi)。采用可以調(diào)整夾緊角度的壓板，使得力的作用線重合，而且保持定位對(duì)中性，使夾緊力均勻地作用在零件上。其次夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢(shì)，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形選擇垂直于工件定位面。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選擇在定位元件支承點(diǎn)的作用范圍內(nèi)，以及工作剛度高的位置。確保工件定位準(zhǔn)確、不變形。4.8鉆床夾具的設(shè)計(jì)鉆床類夾具是用于鉆床上用于加工孔的夾具，簡(jiǎn)稱鉆模。它主要作用是控制刀具的位置和引導(dǎo)其送進(jìn)方向，以保證工件被加工孔的位置精度要求。1．鉆模板的選擇。鉆模板分類：（1）固定模板式鉆模（2）覆蓋式鉆模(3)翻轉(zhuǎn)式鉆模（4）回轉(zhuǎn)式鉆模在本次設(shè)計(jì)題目中的尾接桿鉆孔是單方向的單孔，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，無(wú)須更換鉆套和改變工位，所以可以采用固定模板式鉆模，裝有鉆套的鉆模板用兩個(gè)銷釘和四個(gè)螺釘固定在夾具體上。2．鉆套的選擇鉆套是鉆模上特有的一種元件，鉆套的作用是確定刀具的位置和在加工中引導(dǎo)刀具。分為：（1）固定鉆套，適合小批量生產(chǎn)。（2）可換鉆套，適合大量單工序加工。（3）快換鉆套，適合連續(xù)加工。（4）特種加工。此次尾接桿的工藝路線是先鉆孔再鉸孔，是在同一機(jī)床上完成連續(xù)不同工序，所以適宜選用快換鉆套。鉆套內(nèi)徑與刀具間應(yīng)保證一定配合間隙，鉆、擴(kuò)時(shí)選F8，粗鉸時(shí)選G7.下面進(jìn)行鉆套的內(nèi)徑和高度計(jì)算：①鉆套的內(nèi)徑：本次加工工序?yàn)殂@孔、擴(kuò)孔和鉸孔，孔直徑為?30.7+0.10。首先選擇?25+0-0.33標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆鉆孔，其鉆套內(nèi)徑按F8配合為?25+0.053+0.020,。然后用?30.2+0-0.39擴(kuò)孔鉆進(jìn)行擴(kuò)孔，其鉆套內(nèi)徑按F8配合為?30.2+0.059+0.025。最后用?30.7+0.067+0.042鉸刀進(jìn)行鉸孔，其鉆套內(nèi)徑按G7配合為?30.767+0.034+0.009。②鉆套高度。高度H較大時(shí)刀具與鉆套之間可能產(chǎn)生的偏移量很小，但會(huì)加快刀具與鉆套之間的磨損。H過(guò)小時(shí)，導(dǎo)向性不好，刀具易傾斜。一般情況H按（1—3）d（d為鉆套內(nèi)徑）。所以鉆套高度選為50mm左右為宜。3．?32孔中心線軸向位置尺寸213.5±0.15的誤差分析①基準(zhǔn)重合，δ定基=0.②夾具為平面定位，δ定位=0.③夾緊力引起變形方向?qū)υ汲叽绮挥绊?，δ夾緊=0.④調(diào)整誤差：1、鉆套座孔軸線對(duì)定位面的尺寸（即213.5）公差，取值公差的1/5，為±0.03mm。2、鉆套內(nèi)外圓同軸度允差，一般取0.01—0.005mm，今取為0.01mm，兩項(xiàng)和為0.07mm。3、鉆套外圓與襯套內(nèi)孔配合一般為F7/m6，所以其配合公差為0.041mm。4、襯套與鉆模板配合為H7/n6，所以其配合公差為0.049mm。⑤鉆頭中的偏斜。加工孔深15mm，按偏斜計(jì)算，上面分析中鉆套高度H=50mm，鉆套底面到被加工孔間隙取S=0mm，深度B=15mm，鉆頭和鉆套最大配合間隙Δmax=0.059mm，鉆頭磨損量定為0.02mm.則偏斜量為X=（H/2+S+B)=(25+0+15)=0.0632所以δ總==0.1mm<0.3mm，所以能保證工件的加工精度要求。所以該鉆套是符合要求的。4.9繪制尾接桿鉆孔夾具的裝配圖圖4-2鉆孔夾具主視圖圖4-3鉆孔夾具側(cè)視圖圖4-4鉆孔夾具俯視圖

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致謝光陰荏苒，四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，各位老師給予了莫大的幫助和培養(yǎng)，同學(xué)們相互支持和鼓勵(lì)，使我在充實(shí)而快樂(lè)的大學(xué)時(shí)光里受益匪淺。在這段時(shí)光里我受益匪淺。經(jīng)歷大半年時(shí)間的磨礪，畢業(yè)論文終于完稿，在這段時(shí)間里，我得到了許多的老師的關(guān)懷和同學(xué)的幫助，在此我向他們表達(dá)我最誠(chéng)摯的謝意。首先，我要感謝鄧修瑾老師，她為人謙和，平易近人。但是對(duì)于我們的論文卻是十分的嚴(yán)格，而且她每周一的固定時(shí)間和地點(diǎn)都會(huì)檢查我們上周的任務(wù)完成情況，然后根據(jù)我們的完成情況給我們安排下一周的任務(wù)，她是我學(xué)習(xí)的楷模，為我以后的人生路樹(shù)立了偉大的榜樣。她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和對(duì)事業(yè)身體力行，盡職盡責(zé)的孜孜追求將影響和激勵(lì)我的一生。借此機(jī)會(huì)，我向鄧?yán)蠋熇?/p>