多功能机械手毕业设计说明书（精选8篇）
多功能机械手的设计
摘要: 本次设计的多功能机械手用于加工自动线上，主要由手爪、手腕、手臂、机身、机座等组成，具备上料、翻转和转位等多种功能，并按该自动线的统一生产节拍和生产纲领完成以上动作。本机械手机身采用机座式，自动线围绕机座布置，其坐标形式为球坐标式，具有立柱旋转、手臂伸缩、手臂俯仰、腕部转动和腕部摆动5个自由度；驱动方式为液压驱动，且选用双联叶片泵，系统压力为2.5MPa，电机功率为5.5KW，共有整机回转油缸、手臂俯仰油缸、手臂伸缩油缸、手腕摆动油缸、手腕回转油缸、手爪夹紧油缸6个液压缸；定位采用机械挡块定位，定位精度为0.5～1mm，采用行程控制系统实现点位控制。
关键字： 机械手，球坐标，液压，机械挡块，点位控制
南华大学机械工程学院毕业设计
Abstract: The current design of multifunctional mechanical hand used for R175-type diesel organisms automatic processing line, mainly consist of claw, wrists, arms, body, base and so on.With moving the materials, turnover and transfer spaces, and many other functions, the automatic line with the unified production rhythms and production program completed more moves.With the automatic production line rhythms and the production of complete reunification of the above movements, automatic line is around the machine arrange, the coordinates of the ball coordinates of the form, with huge rotary, extendable arm, arm pitch, hitting and hitting back five moves freedom;Driven approach to hydraulic-driven, and the choice of double leaves pumps, the system pressure to 2.5MPa, 5.5KW electrical power for a total of whole sets of rotation tank, arm tilt cylinders, fuel tanks extendable arm, wrist swing tank, wrist rotation tank, claw clip tank six hydraulic oil tank;positioning a piece of machinery turned positioning, positioning accuracy for 0.5~1mm, using control systems to achieve their point spaces control.Key words: Mechanical hand, the ball coordinates, hydraulic, mechanical turned pieces, control point spaces
南华大学机械工程学院毕业设计
前言
本次毕业设计是在学完大学四年的基础知识和专业知识，进行了
一系列的生产实习和以前各次课程设计的基础上进行的一次综合性的
大总结。旨在培养我们综合运用所学的基础知识、专业知识去分析和
解决生产实际问题的能力及培养正确的设计思想，并通过运用设计标
准、规范、手册、图册、和查阅有关技术资料去进行理论计算、结构
思考、绘制图样、写相关说明性材料，培养我们机械设计的基本技能
和工程设计工作者的基本素质，为我们走上工作岗位打下坚实的基础。
本次毕业设计课题为R175型柴油机机体加工自动线上用的多功
能机械手。随着生产率水平的提高，人们对产品精度和质量要求越来
越来严格，企业生产线的自动化程度要求越来越高，工业机械手已成
为多数企业生产线上必不可少的设备。此次设计的机械手各组成部分
有：手爪、手腕、手臂、机身、机座等。并对其进行了严谨、详细的
设计、计算、校核和绘图。由于自身缺乏实践经验，而且本次设计内
容较多，任务繁重，而且这方面的资料少，加重了设计的难度。所以
在设计中难免会出现这样那样的错误，还请各位老师斧正。
总之，我希望通过本次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一
次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为将来 的工作打下一个良好的基础。
南华大学机械工程学院毕业设计
目 录
一、方案设计及主要参数的确定┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄5
（一）方案设计
┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄5
（二）主要参数的确定 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄6
二、抓取机构的设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄7
（一）抓取机构结构形式的确定 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄7
（二）夹紧力（握力）的确定┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄7
（三）夹紧缸驱动力的计算 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄10
（四）夹钳式抓取机构的定位误差分析 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄11
（五）夹紧液压缸主要尺寸的确定┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 13
三、送放机构的设计 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄16
（一）概述┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄16
（二）液压系统主要参数的确定 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄18
（三）机械手的腕部设计 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄21
（四）机械手的手臂和机身的设计 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄32
（五）液压系统元件的选择 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄38
（六）液压系统回路的分析┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄39
四、控制系统的设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄42
五、参考文献┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄43
六、谢辞┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄44
七、附录：科技论文翻译┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄45
南华大学机械工程学院毕业设计
一、方案设计及主要参数的确定
（一）方案设计
根据课题要求，机械手需要具备上料、翻转和转位等多种功能，并按该自动线的统一生产节拍和生产纲领完成以上动作，因此可采用以下多种设计方案。
（1）直角坐标系式，自动线成直线布置，机械手空中行走，顺序完成上料、翻转、转位等功能。这种方案结构简单，自由度少，易于配线，但需要架空行走，油液站不能固定，这使设计复杂程度增加，运动质量增大。
（2）机身采用立柱式，机械手侧面行走，顺序完成上料、翻转、转位等功能，自动线仍呈直线布置。这种方案可以集中设计液压站，易于实现电气、油路定点连接，但占地面积大，手臂悬伸量较大。
（3）机身采用机座式，自动线围绕机座布置，顺序完成上料、翻转、转位等功能。这种案具有电液集中、占地面积小、可从地面抓取工件等优点，但配线要求较高。
本设计拟采用
南华大学机械工程学院毕业设计
图（1）
（二）主要参数的确定
1.抓取重量
15kg 2.坐标形式和自由度
坐标形式为球坐标式，有五个自由度。
3.工作行程
工作行程由已知条件及方案分析确定： 最大工作半径1500mm； 手臂最大中心高1000mm； 手臂水平中心高700mm； 手臂伸缩行程450mm； 手臂回转范围：φ=0～270○； 手腕回转范围：翻转θ=0～180○； 腕部摆动范围：转位α=0～90○； 手臂上下摆动角度：β=0～60○。
4.运动速度
直线运动速度：手臂伸缩行程l=450mm，运动时间t=2s，则手臂伸缩速度为：
lv==0.45/2=0.225m/s； t回转运动速度：定为60○/s。
南华大学机械工程学院毕业设计
5.驱动方式
驱动方式采用液压驱动的方式。由于机械手操作时各缸不同时工作，手臂伸缩缸和手臂回转缸所需的流量大，其余各缸所需的流量均较小，因此可选用双联叶片泵。在小流量时，只需高压小流量供油，大流量低压泵卸荷；在大流量时，两泵同时供，这样可以减少系统功率损失，防止油温升高。
6.定位精度
定位采用机械挡块定位，定位精度为0.5～1mm。
7.控制方式
采用行程控制系统实现点位控制。
南华大学机械工程学院毕业设计
南华大学机械工程学院毕业设计
目前,市场上已存在大量的破冰机和垃圾清扫机,这些设计主要针对比较宽的路面。当今社会,城市里小区如雨后春笋般快速崛起,尤其在北方城市里,由于冬天都有大量的雪水,很容易在小区的街面上结成冰层,虽说不是很厚,面积也不是很大,但影响居民的正常生活,尤其是老年人与儿童很容易滑倒,如果将用在公路上的大型破冰机用于小区,一方面产生大量的噪音,使居民无法正常生活,另一方面在较窄的路面上,大型机械装置也无法使用。而且,目前破冰机只起破冰作用,破冰后将碎冰清扫到一旁,然后再人工推走或者用机车运走,既浪费了大量时间,又花费了大量成本,急需设计一种结构简捷、使用方便且有利于环保的清扫装置。
2 清扫装置的方案设计
2.1 总体方案设计
机械结构设计是将抽象的工作原理变成技术图样,然后进一步确定它们的加工工艺、材料、几何尺寸的过程。在此过程中要兼顾各种技术、经济和社会要求,并且对有关部件应尽可能设计出多种方案,从中优选或归纳出最合理的方案。机械结构设计遵循的设计原则可分下述两个方面:(1)功能设计为满足主要机械功能的要求而进行的设计;(2)质量设计兼顾各种要求和限制,提高产品的性价比[1]。
为满足小区狭窄路面的破冰与垃圾的清扫工作,清扫装置的结构设计,遵循上述原则及设计工艺流程,对各部件的功能、用途进行详细的分析研究计算,避免了大型破冰装置的噪音、环境的污染及对路面的损伤,使装置的结构设计更加合理。
根据清扫、破冰的特点,清扫装置的整体方案设计既要满足破冰时的刚度,又要结构简捷,为此,整体方案设计时应解决下述问题[2]:
(1)破冰方式。针对冰层的特点来确定破冰的方式以及破冰机构的组成,本设计主要针对的是小区的路面,冰层通常不太厚,一般在10~20mm左右,路面的积水也不会太多,冰层呈现片块状,以此来进行破冰钉的设计。
(2)清扫方式。清扫装置清扫的主要是碎冰、果皮等垃圾,清扫时要与地面轻微接触,既要保证清扫部位的强度,又要方便对垃圾的收集。
(3)传动方式。清扫装置的破冰及垃圾的清扫方式,要根据要求来设计,以往的破冰机械仅关注破冰机构,将冰打碎后堆放在路边,然后让清洁工人收走,这样浪费了时间,如何利用传动机构将碎冰、垃圾一起收集走,以及提供动力的方式,也是装置设计时考虑的主要问题。
2.2 工作原理
为了满足清扫装置总体设计要解决的问题,其构思设计的总体原理方案,如图1所示。
1.支架2.破冰机构3,8.柴油机4.清扫机构5.传送机构6.收集箱7.破冰间歇机构8.柴油机9.带轮传动机构
清扫装置主要用来破冰、运冰和清扫垃圾。柴油机通过带轮机构带动破冰机构、清扫机构以及传动机构,前面由破冰钉将冰层破碎,由清扫机构通过传动机构将其清扫到收集箱内,利用离合器,可以让机器在破冰工作和自由行走中随意切换,实现了破冰、清扫、收集的一条龙操作。在夏季可以将连接破冰机构的V型带卸下,此时柴油机仅带动清扫机构、传动机构实现果皮等垃圾的清扫。
2.3 主要参数
清扫装置由破冰机构、清扫机构、传送机构、动力机构、支架五大部分组成。主要技术参数:最大破冰、扫除宽度500~550mm;工作行进速度10~40km/h;最小残余量为≤20mm;传动比为1~2。
3 破冰机构设计
3.1 冰层分析
冰层厚度在10~20mm,冰层坚硬,但破断强度低,酥脆易碎,由于冰层和地面紧密贴附,难于使冰层再纵向变形,同时为了防止对路面的损伤,破冰钉的刃部相对于路面要有一个倾斜的角度,即可以用刀刃切入的方法促使其横向变形,随切入深度的增加,刃部的楔形截面产生挤压作用,促使冰层横向位移和变形,进而脆性断裂、破碎、剥离[3]。冰在-5℃~-40℃的强度如下:
(1)抗拉强度:σH=2.16+0.24t(1+0.1t)=4.41~50.61MPa
(2)抗压强度:σT=1.08+0.002t(0.13t-1)=1.0785~1.461MPa
(3)抗剪强度:τt=2.6+0.19t=3.55~10.2MPa
3.2 破冰机构设计
根据上述冰的特性、冰层强度,设计破冰钉的结构,既要能够快速破冰,又可以保护地面。破冰钉端部为楔槽,破冰钉的设计要较好地实现切入→挤压→剥离过程,窄而尖的刀条易于切入冰层,横向和纵向都变宽的刀身在最大限度上挤碎冰层,使完整的冰层碎裂移动形成散碎的冰块,以利于清扫机构的收集。将破冰钉与地面的垂直力F分解为F1和F2两个分力,F1用于切削冰层,F2用于挤压冰层,最终将冰层碾碎,切削刃的宽度为5mm,对地面伤害不大。其受力分析及结构见图2。
破冰钉作用在冰面上的力主要为压力与剪力,由上述可知,施加在冰上的压应力不小于1.461MPa,剪应力不小于10.2MPa,由此得,σ=F2/S≥σT(1)σ-破冰压应力;F2-破冰压力;S-切削刃面积,10-4m2;σT-许用压应力,1.461MPa。
代入式(1)求得,F2≥0.15N。
τ-破冰剪应力;F1-破冰剪力;A-冰层面积,4×10-4m2;τt-许用剪应力,10.2MPa。代入式(2)求得,F1≥4N。
在压力与剪力的共同作用下将冰层打碎,碎块的尺寸不大于20mm,方便于收集。
根据上述力的计算,为实现破冰机构的间歇破冰运动,在破冰机构的端部安装有凸轮机构,凸轮与破冰钉采用曲柄摇杆机构,整个结构由破冰钉、连杆、凸轮、带轮等部分组成。在凸轮3的带动下,破冰钉的转动范围为24°,破冰钉从水平位置向下倾斜最大尺寸为25mm,图3为运转轨迹图。
1.破冰钉2.连杆3.凸轮4.带轮
3.3 清扫机构的设计
清扫机构用来将碎冰进行清扫,同时清扫机构还用来清扫其他的一些果皮、碎屑等小区内常见的垃圾,主要由叶片、滚筒组成,对于清扫机构的设计,既要有足够的强度将路面上的杂物进行收集,保证清扫的质量,又要保护好地面。该结构的具体设计是:
叶片1均布在滚筒2上,滚筒2由5mm厚钢板通过轧制、焊接等工艺制成,在叶片的端部装有扫除部件,为了更好的保护地面,同时保证扫除的力度,选用国标1010尼龙丝材料。其具体结构如图4。
1.叶片2.滚筒3.尼龙丝
4 传动机构的结构设计
4.1 传送机构结构设计
传送机构是用来将碎冰、垃圾运送到收集箱中。带传动相对于其他的结构,具有结构简单、传送稳定的特点,因此,此处选用带传动的柔性输送装置[4]。
传送机构由斜挡板、滚柱、滚轴、传送带、直挡板组成,传送带与水平呈40°角,如图5所示,斜挡板1与直挡板5安装在支架上,是传动机构的支撑部件,传送带4通过滚柱2在滚轴3上连续运转,不断地将杂物传送到收集箱内。
1.斜挡板2.滚柱3.滚轴4.传送带5.直挡板
4.2 动力机构的选择计算
设计计算是机械产品设计的重要组成部分,其工程意义在于通过理论计算来验证设计的可靠性和合理性,主要包括强度计算、刚度计算、稳定性计算等方面的内容,对保证产品质量有非常重要的作用[5]。
机器动力设计中,主要考虑清扫机构、破冰机构、传送机构以及整机的行走四部分消耗的功率。
P∑-总功率;P1-破冰机构的功率,P1=kFv=0.42k W;P2-清扫机构的功率,0.36kW;P3-传送机构的功率,0.28k W;P4-整机行走的功率,P4=[10(V-12)2+(700γ/100)]A/η=1.435k W;K-系数,K=1.2~1.5。
将以上参数代入式(1)后求得:P∑=2.994~3.743k W。
由于柴油机具有热效率高、经济性好、排气污染少等特点,选取4.4k W单缸柴油机可满足机器的动力提供,柴油机通过减速器、V形带及带轮带动各机构运转。V形带及带轮均根据国家标准及具体的机构尺寸进行选择。
5 人因工程分析与有限元分析
5.1 人因工程分析
对于扶手高度的设计,在满足功能与结构要求的基础上,为了使设计的机构适合人的生理和心理等特点,达到工作过程中的高效率、安全和舒适这一目的,采用了人因工程分析法对扶手的形状、尺寸、结构进行设计,其高度为900mm,支架是清扫装置的支撑部件,由底盘、扶手、三车轮、收集箱四部分组成,其中底盘是主要的支撑部件,上述机构均要安装在底盘上,根据上述设计的相关尺寸及实际的调研数据,其长度尺寸为1074mm,宽度尺寸为720mm。收集箱焊接在底盘的后梁上,根据小区路面冰层的特点,其长宽高分别为582mm×183mm×210mm,容积为0.02m3,便于垃圾的收集,如图6。
1.底盘2.车轮3.扶手4.收集箱
5.2 有限元分析
为了保证机器工作平稳,需要对图6中底盘的受力进行有限元分析。对于底盘来说,基本为整体受力,作用在底盘上的力主要为各零部件的重力及破冰时的冲击力,根据受力情况,用ANSYS软件对底盘进行有限元分析如图7。
约束底面的所有自由度,加载重力作用及冲击力进行力学求解,求解后的受力总变形等值线如图8,支架变形值仅为0.25μm,整个运动处于平稳状态。
6 结论
不同于以往的破冰机械,多功能清扫装置结构简单、操作方便,在冬季可以用破冰机构破冰,碎冰的尺寸小于20mm,在夏季可以通过清扫机构捡拾垃圾清扫街道,在柴油机的带动下,提高了效率,通过设计计算、有限元分析等方法对对重要零部件进行了结构分析,整个结构设计合理,为样机的加工提供了依据。
参考文献
[1]方键.机械结构设计[M].北京:化学工业出版社,2006:1-2.
[2]邹长福,李金灵,孔灵嘉.可调式切割机设计[J].机械设计与制造,2011(9):28.
[3]张志平.介绍一种新型除雪设备[J].工程机械,2012(5):5.
[4]李玉光,胡萍,梁健宏.微型排爆排险机器人的机械结构设计[J].机械设计,2009(6):33-34.
肺
【主要成分】
肺泡、肺叶、支气管、肺组织、肺动脉、肺静脉等
【产品结构】
肺处于人体胸中最高的位置，分为左右两部分，是人的呼吸器官。左、右肺在形态结构有所差异：左肺狭长，分为上、下两叶;右肺宽短，分上、中、下三叶。肺质软，呈海绵状，富有弹性。肺泡展开的总面积约有70平方米，在安静状态下，通常只动用其中40平方米用于呼吸时的气体交换。肺表面颜色因年龄和生活环境而不同，幼儿的肺呈红色，成人因吸入空气中的尘埃等造成污染物沉积，肺会呈深灰或蓝黑色，吸烟者的肺可能会呈现棕黑色。 【产品功能】
身体各器官要正常工作都离不开氧气，而肺是输送氧气、排出二氧化碳的唯一器官，可谓身体的“换气机”。通过呼吸，肺泡会随时与大气接触并进行交换，把氧吸入血液、把二氧化碳呼出体外，它是人体与外界交流的“海关”。一般来说，通过测定通气功能、换气功能、肺循环功能，即可大致获知一个人的肺功能如何。此外，肺还具有免疫、分泌激素及代谢功能等。作为人体最重要的器官之一，肺却极为脆弱，肺部感染是老年人死亡很重要的原因之一，在我国，50岁以上中老年人肺炎病死率高达接近30%。在多器官衰竭的多米诺效应中，肺衰竭往往是倒下的第一块骨牌，是多器官衰竭的启动因素。
【保养事项】
可能对肺产生威胁的“敌人”多来源于空氣传播，主要包括以下几类：1.吸烟：这可以说是肺的头号杀手，它会损伤呼吸道上皮纤毛，降低这些呼吸道“清道夫”的保护作用。若长期吸烟，可导致肺功能下降，不仅使肺癌的危险增加，还可能诱发多种肺部疾病的发生。2.室外空气污染：汽车尾气、城市扬尘等污染空气中混杂的粉尘颗粒、微生物、化学毒物会直接威胁肺健康。更重要的是，一旦吸入的颗粒物质沉积在肺中，就很难清除。短期内可造成肺功能减弱;长期看，可能引发慢阻肺和肺癌等。3.厨房油烟：厨房燃料的燃烧过程中可产生大量的有害物质，长期大量吸入易诱发肺部病变，出现哮喘、气管炎、肺气肿等疾病，严重者招致肺纤维化。4.呼吸系统疾病（病毒、细菌）：许多人的肺炎都是因感冒未得到及时治疗或治疗不彻底导致的，流行性感冒更易造成多种合并症，并由此继发感染等。5.药物也是伤肺一大因素，例如药物性肺炎、哮喘、肺水肿、肺纤维化、肺栓塞等，都可能由药物诱发。如青霉素会导致低烧、头痛、咳嗽、气急、胸闷、多痰等药物性肺炎症状，阿司匹林、布洛芬等解热镇痛药可能引发药物性哮喘。
建议45岁以上的人至少每年到医院查一次肺功能;长期抽烟、接触室内外污染者，应从40岁开始每半年查一次肺功能。
【维修信息】
一、冲压工艺的介绍 ………………………………………
二、冲裁模介绍……………………………………………… 3
三、模具简介………………………………………………… 4
四、使用电脑软件绘图……………………………………… 4
五、凸模零件及其加工工艺………………………………… 5
六、模具装配图……………………………………………… 8
七、实验心得…………………………………………………9
一.冲压工艺的介绍
冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料，模具和设备是冲压加工的三要素。冲压加工是一种金属冷变形加工方法。所以，被称之为冷冲压或板料冲压，简称冲压。它是金属塑性加工（或压力加工）的主要方法之一，也隶属于材料成型工程技术。冲压工艺冲压工艺的种类
冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。
冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。
在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率
模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。
模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。
冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。
在每分钟生产数
十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。冲压工艺总结
冲压加工也存在着一些问题和缺点。主要表现在冲压加工时产生的噪音和振动两种公害，而且操作者的安全事故时有发生。不过，这些问题并不完全是由于冲压加工工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备及落后的手工操作造成的。随着科学技术的进步，特别是计算机技术的发展，随着机电一体化技术的进步，这些问题一定会尽快二完善的得到解决。冲压成形用户市场的迅猛发展为冲压行业带来了全新的发展机遇，虽然在冲压业发展的道路上还存在着各种各样的阻力与障碍，但我们始终相信，这些都阻挡不了冲压行业前进的步伐。
二.冲裁模介绍
冲裁模是冲压生产中不可缺少的工艺装备，良好的模具结构是实现工艺方案的可靠保证。冲压零件的质量好坏和精度高低，主要取决于冲裁模的质量和精度。冲裁模结构是否合理、先进，有直接影响到生产效率及冲裁模本身的使用寿命和操作的安全、方便性等。由于冲裁件形状、尺寸、精度和生产批量及生产条件不同，冲裁模的结构类型也不同。
冲裁模是从条料、带料或半成品上规定轮廓分离板料所使用的模具，通常指落料模和冲孔模。根据冲制零件尺寸、精度要求不同，冲裁模分为普通冲裁模和精密冲裁模。普通冲裁是以凸、凹模之间产生剪切裂纹的形式实现板料的分离。精密冲裁是以塑性变形的形式实现板料的分离。精密冲裁冲出的零件断面垂直、光洁、精度高。
冲裁模结构的合理性和先进性，对冲裁件的质量和精度，冲裁加工的生产率与经济效益、模具的使用寿命与操作安全等全都有密切的关系。
任何一副冲裁模都是由上模和下模两部分组成的。上模通过模柄或上模固定在压力机的滑块上，可随滑块做上、下往复运动，是冲模的运动部分；下模通过下模座固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。
三.模具简介
本周课程设计我们这组分到的是导柱式固定卸料落料模，如图所
示。导柱式卸料落料模凹模凸模是工作零用进保
件，这种冲模的上、下模正确位置是利导柱和导套的导向来保证的，且凸模在行冲裁之前，导柱已经进入导套，从而证了在冲裁过程中凸、凹模之间间隙的均匀性。该模具冲件由凸模逐次从凹模孔中推下并经压力机工作台孔漏入料箱。
四.使用电脑软件绘图
1、Pro/E系统软件介绍
Pro/Engineer 是美国PTC公司的产品，于1988年问世。10多年来，经历20余次的改版，已成为全世界及中国地区最普及的3D CAD/CAM系统的标准软件，广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、航天、家电、玩具等行业。Pro/E是全方位的3D产品开发软件包，和相关软件Pro/DESINGER（造型设计）、Pro/MECHANICA（功能仿真），集合了零件设计、产品装配、模具开发、加工制造、钣金件设计、铸造件设计、工业设计、逆向工程、自动测量、机构分析、有限元分析、产品数据库管理等功能，从而使用户缩短了产品开发的时间并简化了开发的流程；国际上有27000多企业采用了PRO/ENGINEER软件系统，作为企业的标准软件进行产品设计。
Pro/E独树一帜的软件功能直接影响了我们工作中的设计、制造方法。与其他同类三维软件（MDT、UG、CATIA等）相比，Proe/ENGINEER的不同之处在于以下几点：（1）基于特征的（Feature-Based）
Pro/ENGINEER是一个基于特征的（Feature-Based）实体模型建模工具，利用每次个别建构区块的方式构建模型。设计者根据每个加工过程，在模型上构建一个单独特征。特征是最小的建构区块，若以简单的特征建构模型，在修改模型时，更有弹性。
（2）关联的（Associative）
通过创建零件、装配、绘图等方式，可利用Proe/ENGINEER验证模型。由于各功能模块之间是相互关联的，如果改变装配中的某一零件，系统将会自动地在该装配中的其他零件与绘图上反映该变化。（3）参数化（Parametric）
Pro/ENGINEER为一参数化系统，即特征之间存在相互关系，使得某一特征的修改会同时牵动其他特征的变更，以满足设计者的要求。如果 某一特征参考到其他特征时，特征之间即产生父/子（parent/child）关系。（4）构造曲面（surface）
复杂曲面的生成主要有三种方法：1）由外部的点集，生成三维曲线，再利用Pro/E下surface的功能生成曲面。2）直接输入由Pro/desinger（造型设计）产生的曲面。3）利用import（输入）功能，以IGES、SET、VDA、Neutral等格式，输入由其他软件或三维测量仪产生的曲面。
（5）在装配图中构建实体
根据已建好的实体模型，在装配中，利用其特征（平面，曲面或轴线）为基准，直接构建新的实体模型。这样建立的模型便于装配，在系统默认状态下，完成装配.首先要生成壁厚，在外观设计的基础上，有两种产生壁厚的方法：1）如果外观设计产生的是实心体，使用（抽壳）功能，产生等或不等的壁厚。2）如果外观设计产生的是曲面，使用偏移曲面片的方法，产生均匀壁厚。然后根据产品的内部结构、添加特征，如填料、切除、加强筋、孔等，逐步完成模型的设计。（6）．动态仿真
该功能是由软件自带的机构模块实现的。机构模块（Mechanisms）主要有两大功能：定义机构和机构仿真运动。由此可见，该模块主要应用于产品结构检测及仿真设计。
产品各零件之间的装配关系，可使用仿真模块模拟实际操作。它可快速、准确地检测零部件的干涉、物理特征，模拟使用产品的操作过程，直观显示存在问题的区域及相关的零部件，指导设计者直接、快速地修改模型，从而缩短修改时间，提高设计效率。
2、软件在产品开发后期的应用（1）．生成工程图
Pro/E可以用来实现基于实体建模的工作流程而生成工程图纸，用户可以轻松地生成和保存2D工程图纸，由于工程图纸和3D零件动态连接，因此当用户修改生成视图的3D模型时，零件视图、尺寸和注释等都自动更新，节约了图纸管理和维护的时间。（2）． 演示市场销售
Pro/E的渲染工具可帮助用户以真实的照片有效地交流其设计。用户完成的高质量的零件、装配图、装配爆炸效果图，可用于演示、设计检查、市场销售、制作说明书等用途.最直观的 Pro/E 抛弃传统 CAD/CAM 软件中的线框和表面模型，而直接签于 3D 实体。这使我们的设计环境完全从 2D 或 2D 与 3D 混合状态上升为纯 3D 模式。产品或模具的描述信息变得更加完整，概念更加清晰，更易于抓住设计意图。设计质量和速度也大大提高，尤其是结合快速原型技术，可以大大缩短产品设计生产上市周期。总之，随着 Pro/E 的不断完善和发展，越来越多的问题将被解决，越来越多的理想将变为现实。Pro/E 的魅力将更多地体现为生产力水平的极大提高。
五.模具零件及其加工工艺
1，落料凸模的作用
在冷冲压模具中的凸模是最重要的部分。它的作用是在板料上冲出所需形状的工件。2,落料凸模尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的确定
（1）通过对落料凸模的测量，确定落料凸模的基本尺寸。如零件图（2）尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的确定 圆形凸模的三种形式
a）用于较大直径的凸模
b）用于较小直径的凸模
c）快速式的小凸模 所以落料凸模的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度如零件图所示 3，材料的选用
一般说来，对于形状简单。冲压件尺寸不大的模具工作零件，常选用碳素工具钢。所以该凸模材料选用T10A碳素工具钢。
4，加工过程
工序1；下料。棒料为锻造后的T10A碳素工具钢。工序2,；车端面。工序3；车外面。工序4；精车端面。
工序5；精车外面。
工序6；对工件进行淬火热处理。工序7；研磨。5，凸模零件三维图
六．模具装配图
七.实验心得
一周的课程设计使我们认识到了作为一名工程技术人员需具备的素质，扎实的专业知识和较宽的知识面，我们设计者之间团队的重要性，一周的时间里的能够让我们学到很多很多的实际性的知识，怎样才能在这一周里更好的运用学的知识来完成设计任务呢？这无疑让我们有时间做一个理性的思考。把所学的知识在这次设计中和自己的想法结合起来并在自己的设计中形象而生动的表现出来，我认为此次课程设计是我们走向工作的前奏也算是对个人的一个实践性的训练。
美丽而多彩的大学生活把我们带进了知识的殿堂，为了将来更好的服务社会，为了把我们已基本掌握的基础知识和专业课程更好的融会、贯通，而课程设计就是这道桥梁。
随着高新技术时代的发展，机械设计越来越表现出其特有的结构化新颖的作用，通过此次机械设计，使我对机械零件设计步骤和设计思想，得到了充分掌握，真正地能把所学到的知识初步地运用到了实践之中，收益很大，同时，也发现了自己的多方面的不足之处。
在这段时间里我们通过彼此之间的相互合作，交流学习，了解了许多新知识，尤其对机械原理和机械设计有了系统的掌握。但由于时间有限，学习心得不够深刻，还不能对所学的知识达到熟练的运用，这就需要我们在今后的工作中有待学习和提高。
这次接触课程设计，有一种特别的感觉，和以前接触的是完全不同的境界。一切都从零开始许多所学知识都已经淡忘了，翻阅资料，到图书馆借书，试着照书上的例题设计。校核、绘图，并且不断的修改，反复修改再验证。每一部分、每一个步骤都让我们感到了许多事情都是显得有些无奈必须都按技术要求来设计。虽然，我们为能如期完成了课程设计，应当承认，我们设计的全面性还还不够，考虑问题的周密性也不强，所设计的最后结果还没有达到最优效果。这其中有多方面原因，这包括对所学的知识不够熟练，在绘图中重新学了一下AutoCAD真的感觉到了它的方便和实用性。这也包括我们对实践中的机械零件的接触的太少了,在绘出标准的图形和用视图表达零件的方法上走了不少的弯路。
参考文献
课程名称：题目名称：班 级：姓 名：学 号：指导教师：评定成绩：教师评语： 机械制造工艺学
输出轴加工工艺及夹具设计 XX级 机械设计制造及自动化 专业 X 班 XXX XXXXXXXXXXXX XXXXXXXXX
指导老师签名：
年 月 日
目录
前言...............................................................................3
1、零件的工艺分析及生产类型的确定..................................................3 技术要求分析...................................................................3 零件的工艺分析.................................................................3...................................................................................3
2、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图..............................................3 选择毛坯.......................................................................3 毛坯尺寸的确定.................................................................4
3、选择加工方法，制定加工艺路线....................................................5 定位基准的选择.................................................................5 零件表面加工方法的选择.........................................................5 制定艺路线.....................................................................6
4、工序设计........................................................................7 选择加工设备与工艺装备.........................................................7 选择机床 根据工序选择机床..................................................7 选用夹具...................................................................7 选用刀具...................................................................8 选择量具...................................................................8 确定工序尺寸...................................................................8
5、确定切削用量及基本工时.........................................................10 切削用量。...................................................................10 基本时间......................................................................12
6、夹具设计.......................................................................12 定位方案......................................................................12 分度设计......................................................................13 切削力和夹紧力的计算..........................................................13
7、结论..........................................................................14 参考文献..........................................................................14 致 谢............................................................................15 附录..............................................................................15
输出轴加工工艺及夹具设计
摘 要：机械制造业的发展对世界经济起着非常重要的作用，而机械加工工艺的编制是机械制造技术的重要组成部分和关键工作。本文论述的是输出轴的加工工艺和夹具设计，着重于几个重要表面的加工，具有一定的尺寸、形状、位置要求，还有一些强度、表面粗糙度要求等，然而这些都会在文中得以体现。
关键词：制造；输出轴；加工工艺；夹具；
前言
机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业之后进行的。这是我们进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。我也相信通过课程设计能将零碎的知识点都联系起来，系统而全面的做好设计。
本次课程设计是机械制造工艺学这门课程的一个阶段总结，是对课堂中学习的基本理论和在生产实习中学到的实践知识的一个实际应用过程。由于知识和经验所限，设计会有许多不足之处，所以恳请老师给予指导。
零件的工艺分析及生产类型的确定
技术要求分析
题目所给定的零件车床输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使车床主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。综合技术要求等文件，选用铸件。
零件的工艺分析
从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单，其主要加工的面有φ
55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圆柱面，φ50、φ80、φ104的内圆柱表面，10个φ20的通孔，图中所给的尺寸精度高，大部分是IT6级；粗糙度方面表现在键槽两侧面、φ80内圆柱表面为Ra3.2um,大端端面为Ra3.2um,其余为Ra12.5um，要求不高；位置要求较严格，表现在φ55的左端面、φ80内孔圆柱面对φ75、φ60外圆轴线的跳动量为0.04mm, φ20孔的轴线对φ80内孔轴线的位置度为φ0.05mm,键槽对φ55外圆轴线的对称度为.0.08mm；热处理方面需要调质处理，到200HBW，保持均匀。通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。
选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
选择毛坯
毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获 3
得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：
1、型材
2、锻造
3、铸造
4、焊接
5、其他毛坯。根据零件的材料，推荐用型材或锻件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。本零件生产批量为中批量，所以综上所叙选择锻件中的模锻。
毛坯尺寸的确定
毛坯（锻件）图是根据产品零件设计的，经查《机械加工工艺手册》《金属机械加工工艺人员手册》知精车-半精车-粗车各余量,从而可得毛坯余量<或查表得到>,见表１。铸件的外圆角半径按表5-12确定，内圆角半径按5-13确定。结果为：外圆角半径：r2；内圆角半径：R3。按表5-11，外模锻斜度5，内模锻斜度7。下图为本零件的毛坯图
图1毛坯图
Fig 1 t rough map
选择加工方法，制定加工艺路线
定位基准的选择
本零件为带孔的管状零件，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵守“基准重合”的原则。具体而言，即选48孔及一端面作为精基准。由于本零件全部表面都需要加工，而孔作为精基准，应先进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。
零件表面加工方法的选择
加工阶段的划分
当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力,零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。
①粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精基准，如加工φ176、φ
55、φ60、φ65、φ75外圆柱表面。②半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，如φ
55、φ60、φ65、φ75外圆柱面，φ80、φ20孔等。
③精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。
基面先行原则
该零件进行加工时，要将端面先加工，再以左端面、外圆柱面为基准来加工，因为左端面和φ55外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才能使定位基准更准确，从而保证各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出来。
先粗后精
即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗车后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精车，以此为精车做 5
准备。
先面后孔
对该零件应该先加工圆柱表面，后加工孔，这样安排加工顺序，一方面是利用加工过的平面定位，稳定可靠，另一方面是在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，所以对于输出轴来讲先加工φ75外圆柱面，做为定位基准再来加工其余各孔。
工序划分的确定
工序集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利于采用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。
综上所述：考虑到工件是中批量生产的情况，采用工序分散
辅助工序的安排：辅助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除锈，退磁，检验等。
热处理工序的安排
热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加工性能，热处理主要分预备热处理，最终热处理和内应力处理等，本零件CA6140车床输出轴材料为45钢，在加工过程中预备热是消除零件的内应力，在毛坯锻造之后。最终热处理在半精车之后精车之前，按规范在840℃温度中保持30分钟释放应力。
制定艺路线
按照先加工基准面，先粗后精，基准统一等原则，该零件加工可按下述工艺路线进行。
工序1 粗车圆柱面φ176及端面。
工序2 粗车圆柱面φ
55、φ60、φ65和φ75和及台阶面。工序3 精车φ176外圆柱面及倒角。
工序4 半精车圆柱面φ
55、φ60、φ65和φ75和及台阶面。工序5 精车圆柱面φ
55、φ60、φ65和φ75和及台阶面。工序6 倒角。
工序7 粗镗内孔φ50、φ80、φ104。工序8 精镗内孔φ50、φ80、φ104。工序9 钻孔10³φ20。工序10 扩孔10³φ20。工序11 铰孔10³φ20。工序12 铣键槽16³10。工序13 钻斜孔2³φ8。工序15 去毛刺。工序15 终检。
工序设计
选择加工设备与工艺装备
选择机床 根据工序选择机床
（1）工序1、2、3、4和5是粗车和精车。各工序的工步数不多，大批大量生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，选用最常用的CA6140型卧式车床。
（2）工序7、8为镗削。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔，选用C616A型卧式车床。
（3）工序12铣削。工序工步简单，外廓尺寸不大，考虑本零件属成批大量生产，所选机床使用范围较广泛为宜，故可选常用用的X61W型铣床能满足加工要求。
（4）工序9、10和11是扩、钻、铰孔。可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，故选用Z525。
选用夹具
本零件除铣销，钻小孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。前车销工序用三爪自定心卡盘和心轴。
选用刀具
由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率，工件的加工精度，已加工表面质量，刀具的磨损和加工成本，所以正确的选择刀具材料是加工工艺的一个重要部分，刀具应具有高刚度，足够的强度和韧度，高耐磨性，良好的导热性，良好的工艺性和经济性，抗粘接性，化学稳定性。由于零件车床输出轴材料为45钢，推荐用硬质合金中的YT15类刀具，因为加工该类零件时摩擦严重,切削温度高,而YT类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐热性,在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长,所以加工45钢这种材料时采用硬质合金的刀具。粗车外圆柱面： 90°半精车，精车外圆柱面：前角为90°的车刀。钻头：高速钢刀具，直径为φ30；直径为φ18；扩孔钻：直径为φ19.8；铰刀：直径为φ20。镗刀，刀杆长度为200.B³H＝16³25。
选择量具
本零件属大批大量生产，一般配情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考参考文献[4]》相关资料，选择如下：读数值0.02、测量范围0～150游标卡尺，读数值0.01、测量范围0～150游标卡尺。读数值0.01、测量范围50～125的内径千分尺，读数值0.01、测量范围50～125的外径千分尺，读数值0.01、测量范围50～125的内径百分表（表5-108）。
确定工序尺寸
确定圆柱面的工序尺寸 圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表：
表3外圆柱面φ176 轴段加工余量计算
Tab3
工序间
工序名称
余量/mm 精车 粗车 毛坯 2 3
经济精度/mm
IT10 IT12 ±2
表面粗糙度Ra/μm
6.3 12.5
尺寸/mm 176 179 181
尺寸公差/mm
工 序
工序基本
标注工序
1760.14
1790.4
1812
表4外圆柱面φ55轴段加工余量计算
Tab4
工序间
工序名称
余量/mm 精车 半精车 粗车 毛坯 1.0 1.5
经济精度/mm
IT6 IT10 IT12
表面粗糙度Ra/μm
1.6
尺寸/mm
尺寸公差/mm
工 序
工序基本
标注工序
57.5 60
550.019 560.120 57.50.3
602
3.2
6.3 2.5
±2
Tab5
表5φ60轴段加工余量计算
工序间
工序名称
余量/mm 精车
半精车
粗车 毛坯 1.0 1.5
工
序
经济精度/mm
表面粗糙度Ra/μm
工序基本尺寸/mm
标注工序 尺寸公差/mm
IT6 IT10 IT12 ±2
1.6 3.2 6.3
62.5 65
6000.019
6100.120
2.5
62.500.30
652
表5φ65轴段加工余量计算
Tab5
工序间
工序名称
余量/mm 精车
半精车
粗车 毛坯 1.0 1.5
经济精度/mm
表面粗糙度Ra/μm
尺寸/mm
尺寸公差/mm
工
序
工序基本
标注工序
IT6 IT10 IT12 ±2
Tab5
1.6 3.2 6.3
67.5 70
6500.019 6600.120
2.5
67.500.30
702
表5φ75轴段加工余量计算
工序间
工序名称
余量/mm 精车
半精车 1.0 1.5
工
序
经济精度/mm
表面粗糙度Ra/μm
工序基本尺寸/mm
标注工序 尺寸公差/mm
IT6 IT10
1.6 3.2
76
7500.019 7600.120
粗车 毛坯 2.5
IT12 ±2
6.3
77.5 80
77.500.30
802
表5φ104内孔加工余量计算
Tab5
工序间
工序名称
余量/mm 精镗
粗镗
毛坯 1.8 3.2
经济精度/mm
表面粗糙度Ra/μm
尺寸/mm
尺寸公差/mm
0.035 1040工
序 工序基本标注工序
IT7 IT10 ±2
3.2 6.3
103.2 99
0.140 103.20 992
表5φ80内孔加工余量计算
Tab5
工序间
工序名称
余量/mm 精镗
粗镗
毛坯 1.5 2.5
经济精度/mm
表面粗糙度Ra/μm
尺寸/mm
尺寸公差/mm
0.030 8000.12 78.50工
序 工序基本标注工序
IT7 IT10 ±2
3.2 6.3
78.5 76 762
表5φ50内孔加工余量计算
Tab5
工序间
工序名称
余量/mm 精镗
粗镗
毛坯 1.5 2.5
经济精度/mm
表面粗糙度Ra/μm
尺寸/mm
尺寸公差/mm
0.025 5000.1 48.50工
序 工序基本标注工序
IT7 IT10 ±2
3.2 6.3
48.5 46 462
确定切削用量及基本工时
切削用量包括背吃刀量ap、进给量f和切削速度v。确定顺序是确定ap、f，再确定v。本说明书选取工序1粗车外圆55mm为例确定其切削用量及基本时间。
切削用量。
本工序为粗车。已知加工材料为45钢，锻件，有外皮；机床为CA6140型卧式车
床，工件装夹在三爪自定心卡盘中。
确定55mm外圆的切削用量。
所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀，根据表5-112，由于CA6140机床的中心高为200mm，故选用刀杆尺寸B³H=16mm³25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表5-133，选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角012，后角06、主偏角90、,副偏角10、刃倾角s0、刀尖圆弧半径0.8mm。
（1）确定背吃刀量ap 由于粗车双边余量为2.5mm，则ap＝2.25mm。
（2）确定进给量f 根据表5-114，在粗车钢件、刀杆尺寸为16mm25mm、ap3mm、工件直径为60~100mm时，f0.5~0.9mm/r。按CA6140机床的进给量选择f0.65mm/r。确定的进给量尚需满足机床进给强度的要求，故需进行校验。
根据表5-55，CA6140机床进给机构允许的进给力Fmax3530N。
根据表5-123，当钢材b570~670MPa、aP2.0mm、f0.75mm/r，r45，v65m/min(预计)时，进给力Ff760N。
Ff的修正系数为k0Ff1.0，ksFf1.0，kkFf1.17,故实际进给力为Ff7601.17N889.2N，由于FfFmax，所选的f0.65mm/r可用。
（3）选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表5-119，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T60min。
（4）确定切削速度v 根据表5-120，当用YT15硬质合金车刀加工钢材时，aP2.0mm，f0.75mm/r时，切削速度v97m/min。
切削速度的修正系数为sv0.8，tv0.65，Tv0.81，Tv1.0，Mvv1.0表2-9。则有：v970.80.650.81m/min40.9m/min 1000v100040.9nr/min203.4r/min
d64按CA6140机床的转速选择n185r/min3.08r/s,则实际切削速度v37.2m/min。
最后确定切削用量为：
ap1.25mm，f0.65mm/r，n185r/min，v37.2m/min。
基本时间
确定粗车外圆55的基本时间t 根据《机械制造工艺学》公式4-23车外圆基本时间为： 根据《机械制造工艺学》公式4-23车外圆基本时间为：
TjLll1l2ii fnfn式中：l83.4mm，l1i1
aptan(2~3)2mm，l20，f0.65mm/r，n3.08r/min，则Tj83.42s43s
0.653.08其余工步切削用量及基本工时计算从略
夹具设计
本夹具是第11道工序钻28通孔的专用夹具。刀具为直柄麻花钻8-L GB/T 6135.3－1996。
在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。因此，本设计的重点应在卡紧的方便性与快速性以及实现钻孔的分度上。下面是夹具设计过程：
定位方案
夹具特点，工件以另一端面和键槽定位，通过轴心，用螺栓夹紧。结构简单，制造容易。分度副间有污物时，不直接影响分度副的接触。缺点是无法补偿分度度间的配合间隙对分度精度的影响。分度板孔中一般压入耐磨衬套，与圆柱定位销采用H7/g6配合。其结构图如图3所示：
图3 28夹具装配图 Fig 3
26fixture assembly
分度设计
通过分度盘来实现。拧紧螺母，并通过开口垫圈将工件夹紧。转动手柄，可将分度盘松开。此时用捏手将定位销从定位套中拔出，使分度盘连同工件一起回转180°，将定位销重新插入定位套中，即实现了分度。再将手柄转回，销紧分度盘，即可进行加工。
切削力和夹紧力的计算
本工序加工是钻削可估算其夹紧力，其为螺旋夹紧机构。实际效果可以保证可靠的卡紧。
根据公式：
`MQWK[r`tan1rZtan(2)]10
MQ——原动力（N²mm）WK——实际所需夹紧力
r`——螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm）
rZ——螺纹中径之半(mm)——螺纹升角（°）
1——螺杆端部与工件间的当量摩擦角（°）
``——螺旋副的当量摩擦角（°），2cot2tan2 cos0——除螺旋机构以外的效率，其值为0.85~0.958。
参数:Wk = 100
使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。结论
此次课程设计确定了填料箱盖从铸件毛坯到成品在大量成批生产时的工艺过程，同时也设计了其中一道钻孔工序的夹具。
作为本学期的最后一次课程设计，需要我们综合前阶段所学习的机械制图、金属工艺学、金属材料、机械设计基础、互换性与测量技术、机械制造工艺学等多门课程的知识，同时还要运用数学、力学等基础学科知识以及设计手册上的标准。所以此次课程设计是我们本科阶段学习的知识的巩固，也是一个总结。
参考文献
[1] 陈宏钧.机械加工工艺手册[M].机械工业出版社，2003 [2] 王先逵.机械制造工艺学[M].机械工业出版社，2006 [3] 徐学林.互换性与测量技术基础[M].湖南大学出版社，2005 14
[4] 崇凯.机械制造技术基础课程设计指南[M].化学工业出版社，2007 [5] 胡农.车工技师手册[M].机械工业出版社，2004 [6] 王光斗.机床夹具设计手册[M].上海科学技术出版社，2000 [7] 曾庆福.机械制造工艺学[M].清华大学出版社，1989 [8] 赵如福.金属机械加工工艺人员手册[M].上海科学技术出版社，2000 [9] 王启平.机床夹具设计 [M].哈尔滨工业大学出版社，1996 [10] 陈宏钧.车工实用技术[M].机械工业出版社，2004 [11] 艾兴.切削用量简明手册[M].机械工业出版社，2004
致 谢
机械制造工艺学课程设计是学完了机械制造工艺学基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次课程设计过程中遇到了不少困难，在老师的帮助下和在图书馆查阅资料，最终解决了困难。而且，这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。
附录
目 录
前言
一 零件的分析
（一）零件的作用
（二）零件的工艺分析
（三）零件的结构特点
（四）关键表面的技术要求分析 二 工艺规程的设计
（一）确定生产类型
（二）确定毛坯的制造形式
（三）基准的选择
（四）各表面和孔加工方法的确定
（五）工序安排的原则
（六）工序集中和分散的考虑
（七）加工设备与工艺装备的选择
（八）不同方案的分析比较
（九）加工余量。切削用量，工时定额的确定
（十）工序尺寸和公差的确定 三夹具的设计
（1）设计思想与设计方案的比较（2）定位分析与定位误差的计算 上海工程技术大学课程设计论文
（3）对刀及导引装置的设计（4）夹紧机构的设计与夹紧力的计算（5）夹具操作动作说明 四设计体会 五主要参考文献
前言
机械制造工艺学课程设计是在学完机械制造工艺学和大部分专业课之后，进行了一次知识的全面的梳理和贯通，同时这个也是在毕业设计之前对于我们所学课程一次全面的复习，也是一次理论联系实践的训练，因此这次课程设计在学习中是一个很重要的环节。
就我个人而言，希望通过这次课程设计，对自己今后将从事的工作，进行一次适应性训练，通过设计锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为以后的工作打下一个良好的基础
由于能力有限，设计中还有很多不足之处，希望各位老师给予批评指导
一.零件的分析
（一）零件的作用
内阶梯套很少情况下单独使用，一般都与其他零件相配合，如法兰盘，上海工程技术大学课程设计论文
内阶梯套上的孔通常用来定位，根据这个零件可以设计一个夹具，进行零件的大批量的加工从而节约了时间，提高了生产效率，孔的直径为8公差要求为H8，要求比较高，因为是用轴套直接进行打孔，要考虑到钻孔镗孔铰孔等多道工艺的加工。
（二）零件的工艺分析
该零件是比较规则的圆柱形棒料零件，形状较规则，尺寸精度，形位精度要求较高，零件的主要技术要求分析如下：
（1）在该零件上打一个孔，并且整个零件长度为42，在设计专用的钻套类夹具的时候，要根据孔的大小，确定快换钻套的大小，并且根据快换钻套的大小来确定衬套的的尺寸，因为两者的间隙较小，根据零件的孔的尺寸8，确定衬套的大小，由于零件的长度42直接用车刀加工不太方便，更具三爪卡盘的行程，必须夹住足够的长度，因此可以选用毛坯的长度稍长一些，加工之后直接用割刀进行切割，然后放的余量读一些，直接进行加工到零件应该达到的尺寸，在棒料上打的两个孔的尺寸要求相差不大，应该先加工左端的直径为28的孔，然后调头夹住打完孔的一段直接打25的孔，由于大端的孔已经加工完成，因此在进行打孔的时候应该完全贯通的，两个孔的公差要求都是H7的，公差的要求较高。
（2）由于该材料是棒料，必须保证棒料在热处理加工的时候不能有松动，有砂眼，内部奥氏体不均匀等缺陷，以保证零件的强度，硬度，刚度在外力的作用下，不能发生意外事故。
上海工程技术大学课程设计论文
（三）零件的结构特点：
由于长度是42，宽度60，从零件的主视图来看是个长方形，孔的尺寸是8，孔上必须装上快换钻套，和衬套，并要使压板保持一定的刚度。
（四）关键表面的技术要求分析
毛坯的材料是棒料因此在加工的工程中，对于工件的表面粗糙度有一定的要求，内孔由于必须要与专门的夹具体的轴形成一定的配合关系，因此必须保证其粗糙度要小于外表面，在形成配合的过程中是一种的间隙配合，零件是大批量的生产，生产时要快速装夹，并且快速拆卸，因此这样的一种生产要求对于内孔的表面粗糙度提出了较高的要求，外表面的粗糙度是用车刀车出来的，外表面的粗糙度是3.2，直接采用粗车和半精车就可以使精度达到6.3-3.2这个精度级别，而这种方法是适合于除淬火钢之外的所有的各种金属，在车床上直接装夹进行车削，简单易行，效率提高了。
二.工艺规程设计
（一）确定生产类型
由于所生产的零件是内阶梯套，材料是HT200，可知是铸造出来的，在铸造的过程中一般采用砂型铸造，况且砂型铸造简单易行，原材料易得等优点被广泛的采用在形状比较简单的零件中，可以进行大批量的加工。
（二）确定毛坯的制造形式
上海工程技术大学课程设计论文
（1）毛坯的选择：由于采用的材料是HT200，可以看出是铸件，由于前面的工艺分析可知不能铸造的完全接近尺寸，必须铸造的比较长，用割刀进行切割的形式进行加工，毛坯的选择可以是75X100（2）毛坯图的说明：由于尺寸比较长可以先进行加工一下端面，把左端面加工出来，并且在左端面上打孔，加工左端面的孔至尺寸掉头夹住左端，采用一夹一顶的方式用割刀隔断工件，并且留出一定的余量，方便车出剩余的部分。
（三）基准的选择
根据零件图纸和零件的使用情况分析，知长度42的长度要求的不超过20丝，公差是±0.10，精度要求比较高，以此必须采用正确的定位才能保证，故对于基准的选这应该给予分析
（1）粗基准的选择：按照粗基准的选择要求，为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准，此处应该直接选择右端为第一毛基准，在加工28的孔时应保证孔壁均匀，里面的粗糙度达到1.6的要求。（2）精基准的选择：在左端面已经被车出之后，并且左端的大孔已经被打好了，掉头夹住左端面的时候，之后加工的各道工序应该以左端面为精基准，从左端面为轴向尺寸的定为精基准，这样就满足了基准重合的原则和互为基准的原则加工的过程中也许会出现某些基准不重合的情况，这时候需要进行尺寸链的换算。
上海工程技术大学课程设计论文
（四）各表面和孔加工方法的确定
表面加工方法的选择，就是为零件上每一个有质量高要求的表面选择一套合理的加工方法，在选择时一般先根据表面粗糙度选择最最终的加工方法，由于材料已经是铸件就不用采用磨削等方法直接用粗车和半精车就行，对于精度要求IT7的孔来说采用拉削，铰削，镗削，和磨削都可以，对于内阶梯套而言，直接进行钻孔和扩孔即可，对于直径为8竖直打下的孔可以采用钻，镗，铰等方法。
（五）工序安排的原则
机械的零件加工一般要经历切削加工，热处理，和辅助工序，因此在加工的时候要全面考虑切削工序安排的总的原则是前面的工序为后面的工序创造条件，做好基准准备，对于铸件为毛坯的内阶梯套设计的毛坯尺寸为100X75，粗加工之后由于加工余量大所受的夹紧力切削力也大，也许会引起变形，所以需要划分加工阶段逐步恢复和修正变形逐步提高表面的质量，并且也要遵循先面后孔的原则，在加工毛坯的时候夹住零件的右端面，车出左端面，进行加工28的孔，加工至尺寸掉头之后以左端面为基准进行加工若加工好平面，就能以左端面进行加工保证了右端面的平行度和和同轴度的要求。
（六）工序集中和分散的考虑
一般情况下，单件小批量只能采用工序集中，而大批量生产则可以集中，也可以分散，个表面加工方法确定之后，应该考虑 上海工程技术大学课程设计论文
哪些表面的合适在一道工序中完成，那些应该在分散的不同的工序从而确定零件加工的工艺过程的工序总数及内容。
（七）加工设备与工艺装备的选择
总的原则是根据生产类型和加工要求，使所选择的工艺装备既能保证加工质量，有经济合理，就内阶梯套而言，因为是铸件可以采用大批量的生产加工，直接用车床进行外圆内孔的加工，然后在打上面孔时候可以直接做一个夹具，用于快速的打孔生产，在打孔的时候尽量的快速装夹，打孔从而节约了时间。
（八）不同方案的分析比较
（1）工艺路线的拟定
为了保证达到零件的几何形状，尺寸精度位置精度及各项技术要求，必须要拟定合理的工艺路线
这样的零件根据生产纲领是成批的生产，所以采用专门设计的工夹量具，并要考虑工序集中，提高生产效率，是成本下降。
工艺路线方案
（一）精铸，退火 工序：
1，钻左端孔挂左端面 2，拉孔 3，车左端面
4，掉头夹住左端车右端面 5，割刀割掉
上海工程技术大学课程设计论文
6，打孔 7，精车右端面 工艺路线方案
（二）精铸，退火 工序： 1铣左端面
2钻。扩倒角铰出28H7孔 3夹住左端面车右端面 4割刀割掉 5打孔 6精车右端面
两个工艺方案的比较与分析：
两个工序方案除了前三道有些不同外，后面的工序都是相同的，前三道工序都是为了获得精基准。方案一是用车削的方法，在车端面的时候同时将孔一并完成，这样很好的保证了孔和端面的垂直度，方案二是直接铣两个端面，然后再钻床上直接加工出孔，因为两个端面一次性铣出，可以有较好的平行度，然后用端面定位，用滑柱钻模的钻套定中心，用钻模板直接压紧也能得到较好的孔与端面的垂直度，后面的工序以及孔和端面的定位，故基准是重合的，两方案在这点上是相同的。
（九）加工余量。切削用量，工时定额的确定
已知零件的尺寸，长度为42直径为60，但是毛坯的尺寸不能 上海工程技术大学课程设计论文
多出几毫米，因为这个零件在车床上根本装夹不住，因此毛坯的尺寸可以选的稍微多一些可以用一个割刀割除的多余尺寸来保证零件在车床上的加工的刚度要求。1.直径60的端面的加工
两端面的加工由车削来完成，工序余量为2mm由查表可得：n=800r/min则相应的切削速度为： V=πDn/1000=πx60x800/1000=150.80m/min 外圆的加工也是由车削完成的直接进行精加工车到外圆的尺寸60，加工的长度应该是50mm 打孔直径28H7 采用直径为24mm的高速钢钻头进行打孔尺寸由于没有公差尽量的先是长度短一些如19.5mm，然后进行用车刀进行镗孔，可以镗孔至尺寸27.8mm，找一个扩孔钻的直径为27.8mm的扩孔的钻头，然后进行一下粗铰可以由27.8铰到27.94，最后进行精铰至尺寸28H7，尺寸可以有钻头的长度来保证，查表得取进给量f=0.3mm/r按机床的实际转速取n=200r/min则实际的切削速度为
V=πdn/1000=3.14x28x200/1000=17.584m/min
掉头之后，夹住工件的长度为40mm，直接进行打右端面的孔，因为右端面的孔的直径是25，可以采用第一次钻头的直径为22mm，然后用车刀进行镗孔至24.8，进行粗铰至尺寸 上海工程技术大学课程设计论文
24.94mm，（十）工序尺寸和公差的确定 三.夹具体的设计
夹具体的设计应该根据加工的需要，原则上夹具的设计更具零件工艺设计中所规定的原则和要求来进行，比如工序名称，加工技术要求，机床型号前后的工序关系，基准定位夹紧部位。同时加工的零件数等。
夹具设计步骤如下：
（1）设计思想与设计方案的比较
对于内阶梯套上面主要有一个孔，如何打这个孔，可以专门的做一个夹具，用一个专门的夹具体放在钻床上可以直接打孔根据这个设计思想可以设计出一个专门的夹具，把工件放在轴上用螺母直接拧紧定位，直接打孔即可
（2）定位分析和定位误差的计算
在制定工艺规程的时候，定位基准的正确选择对保证零件的尺寸精度和相互位置的精度要求，也会对零件各表面的加工安排都有很大的影响，定位就是使工件的自由度被限制了，一般情况下要进行六点定位原则用合理支撑的六点限制工件的六个自由度使工件在夹具中位置完全确定，对于内阶梯套而言直径为28的孔和夹具体上的芯轴的配合应该是间隙配合，这样可以方便拆卸，当零件放上芯轴上左端面和台阶面必须重合而且紧紧的靠在台阶轴的右侧面，注意右侧面台阶不可太高，否则会形 上海工程技术大学课程设计论文
成过定位，必须要小于阶梯套的直径60，当内阶梯套被套在芯轴上时候，把开口垫圈套在轴上，是左侧面和阶梯套的右侧面紧靠，防止松动，然后旋紧螺母压紧开口垫圈使内阶梯套轴向被完全固定零件依靠夹具体上的芯轴前后也被固定。对刀及导引装置的设计两端面的加工由车削来完成，工序余量为2mm由查表可得：n=800r/min则相应的切削速度为： V=πDn/1000=πx60x800/1000=150.80m/min 外圆的加工也是由车削完成的直接进行精加工车到外圆的尺寸60，加工的长度应该是50mm 打孔直径28H7 采用直径为24mm的高速钢钻头进行打孔尺寸由于没有公差尽量的先是长度短一些如19.5mm，然后进行用车刀进行镗孔，可以镗孔至尺寸27.8mm，找一个扩孔钻的直径为27.8mm的扩孔的钻头，然后进行一下粗铰可以由27.8铰到27.94，最后进行精铰至尺寸28H7，尺寸可以有钻头的长度来保证，查表得取进给量f=0.3mm/r按机床的实际转速取n=200r/min则实际的切削速度为
V=πdn/1000=3.14x28x200/1000=17.584m/min掉头之后，夹住工件的长度为40mm，直接进行打右端面的孔，因为右端面的孔的直径是25，可以采用第一次钻头的直径为22mm，然后用车刀进行镗孔至24.8，进行粗铰至尺寸24.94mm，夹具体的设计应该根据加工的需要，原则上夹具的设计更具零件工艺 上海工程技术大学课程设计论文
设计中所规定的原则和要求来进行，比如工序名称，加工技术要求，机床型号前后的工序关系，基准定位夹紧部位。同时加工的零件数等
对于内阶梯套上面主要有一个孔，如何打这个孔，可以专门的做一个夹具，用一个专门的夹具体放在钻床上可以直接打孔根据这个设计思想可以设计出一个专门的夹具，把工件放在轴上用螺母直接拧紧定位，直接打孔即可
在制定工艺规程的时候，定位基准的正确选择对保证零件的尺寸精度和相互位置的精度要求，也会对零件各表面的加工安排都有很大的影响，定位就是使工件的自由度被限制了，一般情况下要进行六点定位原则用合理支撑的六点限制工件的六个自由度使工件在夹具中位置完全确定，对于内阶梯套而言直径为28的孔和夹具体上的芯轴的配合应该是间隙配合，这样可以方便拆卸，当零件放上芯轴上左端面和台阶面必须重合而且紧紧的靠在台阶轴的右侧面，注意右侧面台阶不可太高，否则会形成过定位，必须要小于阶梯套的直径60，当内阶梯套被套在芯轴上时候，把开口垫圈套在轴上，是左侧面和阶梯套的右侧面紧靠，防止松动，然后旋紧螺母压紧开口垫圈使内阶梯套轴向被完全固定零件依靠夹具体上的芯轴前后也被固定。（3）对刀及导引装置的设计
（4）当内阶梯套在夹具体的芯轴上被固定的时候，自由度被限制了，这时候可以考虑到应该对零件的打孔的设计，孔的直径为8，必须要安放一个衬套，一个快换钻套，上海工程技术大学课程设计论文
这两个的尺寸要设计准确，快换钻套的长度应该伸出的长一些，快换钻套的底端到工件的上表面的尺寸应该是小于5的，不能太短，不能让快换钻套和压板相平齐，这样间隙太大，当钻孔刀竖直打下去时直接碰到刚性工件，由于伸出的长度太长，可能会钻偏，从而造成工件的报废，下端面的距离和工件也不可太近，太近虽然具有良好的导向作用由于间隙太小零件的排屑不能及时排出，钻头会过热，因此会损伤钻头，并且产生的热应力会使工件发生变形，然后热胀冷缩，使孔加工的尺寸精度达不到要求，况且这个孔的加工精度要求比较高，当内阶梯套在夹具体的芯轴上被固定的时候，自由度被限制了，这时候可以考虑到应该对零件的打孔的设计，孔的直径为8，必须要安放一个衬套，一个快换钻套，这两个的尺寸要设计准确，快换钻套的长度应该伸出的长一些，快换钻套的底端到工件的上表面的尺寸应该是小于5的，不能太短，不能让快换钻套和压板相平齐，这样间隙太大，当钻孔刀竖直打下去时直接碰到刚性工件，由于伸出的长度太长，可能会钻偏，从而造成工件的报废，下端面的距离和工件也不可太近，太近虽然具有良好的导向作用由于间隙太小零件的排屑不能及时排出，钻头会过热，因此会损伤钻头，并且产生的热应力会使工件发生变形，然后热胀冷缩，使孔加工的尺寸精度达不到要求，况且这 上海工程技术大学课程设计论文
个孔的加工精度要求比较高，因此对刀原件的安装和定位就显得比较重要。
（5）夹紧机构的设计与夹紧力的计算
工件在夹具体上在夹紧的过程中应该保持工件在定位时已经获得了正确了位置，夹紧力是由大小，方向，作用点来确定就内阶梯套而言孔和芯轴必须垂直，所以应该以工件的左端面作为定位基准，并且夹紧力的方向也会垂直，较容易保证质量，夹紧力操作的公式为
Q=FL/(r`×tanψ+rXtan(ψ+α))r`螺杆的下端与工件接触的当量摩擦半径 r螺旋作用中径之半 α螺旋升角
螺杆下端与工件的摩擦角 螺杆与螺母的摩擦角
（五）夹具操作动作说明
因为零件是内阶梯套，并且生产是大批量生产因此如何的进行快速高效的进行打孔，是首先要解决的，在快速高效的同时如何保证孔与轴线的垂直度要求，所做的夹具体为钻床专用夹具，把工件放上直接进行快速的定位，夹紧，定位的时候不可出现过定位，把工件放上夹具体的芯轴上面，使左端面与台阶面的相重合，调整两个平面的平行度，左端面定位好之后，在右端面处放置一个开口垫圈是开口垫圈的左端面和和工件的额右端 上海工程技术大学课程设计论文
面相重合，保证平行度和垂直度等要求在开口垫圈的右侧放置上一个直径大于开口垫圈的直径螺母，通过和螺纹的拧紧，固定了开口垫圈的位置，也使零件的位置也被固定了当零件的自由度被确定的时候，直接可以在零件上打孔。四．设计体会
通过这次课程设计，我进一步地理解了所学的理论知识及具体运用这些知识通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关夹具设计方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！课程设计诚然是一门专业课，给我 上海工程技术大学课程设计论文
很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。
通过这次课程设计，自己对工艺人员所从事的工作有了亲身的体会，学会了查图表，资料手册等工具书，通过实例对工艺编程和切削用量的选择计算等做了一次练习。
总之，通过这次课程设计使我获益匪浅，为我今后的学习与工作打下一个坚实而良好的基础，在此衷心感谢各位老师的帮助和指导。五 主要参考文献
1刘力主编。机械制图。北京：高等教育出版社，2008 2左晓明主编。机械制图。上海：同济大学出版社，2009 3刘守勇主编。机械制造工艺与机床夹具。北京：机械工业出版社，1997 上海工程技术大学课程设计论文
4赵志修主编。机械制造工艺学。北京：机械工业出版社1985 5哈尔滨工业大学，上海工业大学主编，圆柱齿轮加工（第二版）上海：上海科学技术版社
日常生活中, 家居的安全性非常重要, 如今已有很多种窗户防盗系统, 如防盗网、窗磁传感器或者振动传感器, 其性能各有优劣, 在防盗功能方面并不完善。为了真正实现窗户防盗功能, 本文以单片机为核心控制元件, 在传统红外线防盗报警系统基础上, 开发了具有机械自锁功能的窗户防盗报警系统, 实现双重窗户防盗, 使人们的家居安全性大大提高。
1 窗户防盗报警系统硬件电路设计
该窗户防盗报警系统由硬件和软件部分组成。硬件部分又包括自锁机械装置部分和红外线声光报警电路部分, 如图1所示。
1.1 自锁机械装置
为了切实实现窗户防盗, 在窗户拉动底端凹槽中安装了一部分机械装置, 将铆合窗户底槽的部分做成锯齿状, 在窗户下部凹槽内安装了一个由步进电机控制的垂直装置, 由它来控制阻碍窗户打开的弹簧机械装置。其工作原理为:当窗户关闭时, 转动垂直装置压缩着带弹簧的阻碍装置;当窗外有人时, 红外传输中断, 此时, 由单片机触发步进电机转动垂直装置, 释放弹簧装置, 使其直接插入槽内任一锯齿内, 阻止窗户打开, 从而实现了真正的窗户防盗。
自锁机械装置是由步进电机来触发的, 本设计采用42BYGH4604型12 V步进电机和达林顿管ULN2003, 该驱动芯片具有耐高压、大电流的性能。步进电机是一种将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件, 其工作原理为:在非超载情况下, 电机的转速和停止位置取决于脉冲信号的频率和脉冲数, 当步进驱动器接收到一个脉冲信号, 它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度, 称为“步距角”。本设计中, 当发生声光报警时, 通过单片机发出脉冲信号实现角位移的变化来转动触发机械装置, 实现自锁功能。步进电机驱动电路如图2所示。
1.2 电源电路及单片机控制电路
电源电路中输出+5V直流电源, 在本系统中利用AT89S52单片机控制电路, 它主要由时钟电路与复位电路组成。其中, 时钟电路是由晶振与单片机引脚相连构成的, 复位电路是由复位开关与单片机的引脚相连构成的。本设计通过单片机的最小系统来实现声光报警和机械自锁功能。
1.3 红外线发射电路
红外线发射电路如图3所示。为保证红外线发射管发出适当强度的红外线束, 通过每个发射管的电流大小必须适当。如果通过电流过大, 发射管有可能被烧坏;否则, 发射出的红外光束过弱, 则达不到防盗报警器中的功能要求。为了使该设备具有良好的工作性能, 参照发射管的工作参数, 工作电流应为20 mA左右, 通过设置电路中限流电阻R3的大小来控制通过发射管的电流值, 经计算, 本电路中选取R3为470Ω。该发射电路的工作原理为:当电路供电时, 单片机的P1.2~P1.7接口均输出低电平, 此时, 发射管处于导通状态, 正常工作, 发出一定强度并能覆盖接收电路的红外线束。
1.4 红外线接收电路
红外线接收电路如图4所示。该部分电路主要用来接收红外线发射管发射出的红外线束, 其工作原理为:当电源提供+5V电压时, 红外线发射电路正常工作, 发出红外线束, 单片机的P3.0~P3.5各输出端口经反相器反相后均输出低电平, 此时接收管处于导通状态, 能正常接收发射电路发出的红外线束;如果有人闯入窗户附近区域, 使红外线传输中断, 则反相器各输出端均变为高电平, 接收管处于截止状态, 接收电路便停止工作。
1.5 声光报警电路
图5为声光报警电路。声光报警电路与单片机的P3.7口相连。其工作原理为:当有人闯入窗户附近区域时, 使得红外线传输中断, 接收管停止工作, 反相器的输出端由低电平变为高电平, 由此产生的脉冲信号驱动声光报警电路, 发光二极管闪烁, 蜂鸣器发出声响, 实现声光双重报警。
2 系统软件设计
本系统中所有涉及的信号均为TTL电平, 这为单片机控制程序的设计提供了很大的方便。该系统要实现的目标是:当检测到有人闯入窗户附近的红外线探测器探测范围内时, 单片机控制的声光报警电路发生报警, 此时, 由单片机发出脉冲信号控制步进电机转动触发机械装置, 阻止窗户打开, 实现双重防盗功能。其主程序流程框图如图6所示。
3 结论
本文设计的新型窗户防盗报警系统, 使得窗户防盗报警系统的功能加强, 符合智能家居防盗的发展目标, 具有良好的发展前景。
参考文献
[1]李朝青.单片机原理与接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2005.
[2]王洪建.AT89C2051在小区防盗报警系统中的应用[J].仪器仪表学报, 2011 (8) :188-190.
[3]王松德, 赵艳.红外探测无线遥控数显防盗报警系统[J].光谱学与光谱学分析, 2009 (3) :858-861.
[4]马东, 桑国瑞.汽车车窗关闭状态检测及报警系统开发[J].科技论坛, 2010 (23) :27-28.
[5]蒲灵敏.基于STC89C52单片机智能窗户控制系统的设计[J].中国科技信息, 2011 (5) :150-151.
制造商：珠海罗西尼表业有限公司
产品编号：5493
功能
小时、分钟、秒钟时刻指示；小时、分钟、秒钟计时功能，具有12小时、30分钟、60秒分段计时功能；星期、日历指示。
机心
ETA7750，自动上链机心，机心重要部位镶嵌17颗红宝石， 42小时的动力储备，机心采用与偏心螺丝原理相同的指针式微调装置，并具有刻度指示，以利于机心的微调操作，保证了运行精度。
表壳
全抛光不锈钢表壳、表圈、后盖，表带与表壳连结处的表带头亦采用全抛光工艺，覆盖层为真空离子电镀(IPG)；蓝宝石玻璃表镜与透视底盖，后盖采用全螺纹紧固方式，防水性能可达30米。
表带和表扣
深棕色鳄鱼皮带(赠送深棕色牛皮带)，不锈钢折叠表扣。
表盘
该腕表富有运动气息的面盘兼具高贵雅致风范是其特色。表盘为复杂双层表盘，银白色底表盘镶嵌金色罗马数字时符并搭配整点圆钉，子盘半圆周镶片、星期日历窗框。表盘为复古式的设计，通过盘面周圈的CD纹理同主盘面和子盘中央的菊花纹互相的映衬，加上复古的金色罗马立体时符字钉，并通过12点和6点的子盘周圈的黑色圈形成表盘的视觉中轴，在古典的纹路中渗透着活力，整个盘面显得时尚活力而成熟稳重。
技术数据
制造商：珠海罗西尼表业有限公司
产品编号：5493
功能
小时、分钟、秒钟时刻指示；小时、分钟、秒钟计时功能，具有12小时、30分钟、60秒分段计时功能；星期、日历指示。
机心
ETA7750，自动上链机心，机心重要部位镶嵌17颗红宝石， 42小时的动力储备，机心采用与偏心螺丝原理相同的指针式微调装置，并具有刻度指示，以利于机心的微调操作，保证了运行精度。
表壳
全抛光不锈钢表壳、表圈、后盖，表带与表壳连结处的表带头亦采用全抛光工艺，覆盖层为真空离子电镀(IPG)；蓝宝石玻璃表镜与透视底盖，后盖采用全螺纹紧固方式，防水性能可达30米。
表带和表扣
深棕色鳄鱼皮带(赠送深棕色牛皮带)，不锈钢折叠表扣。
表盘
该腕表富有运动气息的面盘兼具高贵雅致风范是其特色。表盘为复杂双层表盘，银白色底表盘镶嵌金色罗马数字时符并搭配整点圆钉，子盘半圆周镶片、星期日历窗框。表盘为复古式的设计，通过盘面周圈的CD纹理同主盘面和子盘中央的菊花纹互相的映衬，加上复古的金色罗马立体时符字钉，并通过12点和6点的子盘周圈的黑色圈形成表盘的视觉中轴，在古典的纹路中渗透着活力，整个盘面显得时尚活力而成熟稳重。
测试结果
表带及带扣
锁线切边的鳄鱼皮表带，花纹粗犷，表带软硬适中，能较好的贴合手腕。不锈钢折叠扣保证了良好的紧固性和稳定性，扣合部位弹性适中，无需太大力量就可达到扣合位置。
表壳
表壳与表带连接处没有采用传统的固定壳耳设计，而是采用表带头及活动连杆装置组合，设计独特，佩戴时更易贴合手腕，并且在壳耳底部位设计了表带头托位，这样可以有效避免因表带头活动范围过大而刮花壳体镀层。弧面阶梯状表圈增加表款层次感，弧面与表壳侧面契合良好，过渡顺滑。由于采用全抛光工艺，体现了较高质感的光泽度，稍许遗憾的是，手指接触后是会留下指印。
后盖
底盖采用透视设计，后盖玻璃采用与表面玻璃相同的蓝宝石水晶玻璃，有较好的耐磨损性。透视后盖设计，可以清晰的观察ETA7750机心运走情况，同时对机心整体构造、夹板加工装饰纹路制作工艺等都一览无遗，营造了强烈的视觉冲击。
表盘
表盘契合机心结构的前提下，采用双层设计，内圈装饰菊花纹，外圈装饰CD纹。表盘纹路为高吨位油压机冲压而成，纹路清晰，有很强的立体感。双层表盘的母盘及子盘装饰块，均采用镶嵌工艺，小时、分钟子盘外使用了金色镶片标记，准确的阐明了功能，增加视觉的层次感和装配的可靠性，同表盘搭配，彰显硬朗大气的运动风格。时符采用经典的罗马数字，在运动气息之上体现了尊贵典雅。
易读性
使用蓝钢指针，同银白色表盘和金色时符对比明显，读数清晰性出色，出于表款的尊贵风格没有荧光涂层，夜间不易读取。
机心
ETA7750高端计时机心。精良的机械制作水准，拥有的指针式微调装置，确保了出色的走时与调校，足够42小时的动力储存，保证了日常佩戴下不间断的精确运行。同时具有的止秒功能和分段计时功能，满足了精准调校时间和运动竞技过程中对时段计时的要求。日历采用慢跳，从23点左右开始变换，当时间到达午夜12点时，日历在15min内完成换历。
操控
采用大尺寸批花设计表冠更便于拨针调校，由于是机械机心，表冠拉伸时会略显用力，但拉伸整体顺畅，各个档位清晰，各档位调教操作准确灵活。按下2点位置按钮计时秒表开始或停止运行，按下4点位置按钮计时秒表复位。按钮操作手感适中，按压时触感良好，放松后回弹迅速，归位准确，整体操作过程中无粘滞感。
佩戴舒适度
整体腕表重量108克，表头大小41毫米，搭配可活动的表耳设计，软硬度适中的鳄鱼皮表带，贴合手腕曲线和锥度的折叠扣设计，使其不易松脱且佩戴舒适。整体腕表重量适中，相对大的表头尺寸，较好贴合了产品的运动概念。
总结
【多功能机械手毕业设计说明书】推荐阅读：
法兰盘机械设计说明书06-30
机械制造工艺学课程设计说明书09-25
电磁炉功能说明书12-15
更年安片说明书及主治功能10-04
多功能会议室设计方案10-28
数电课程设计 多功能数字钟06-08
多功能园林景观设计思想和方法的论文12-09
毕业设计功能07-25
多功能厅隔音设计方案10-12
机械手毕业论文...11-12
