1、非整圆检具设计安徽机电职业技术学院 毕业设计题目：系 别 机 械 工 程 系 专 业 班 级 姓 名 学 号 2012 2013学年第一学期第一章 绪论1.1研究内容在分析相应零件图纸的基础上，设计该零件的综合检具，拟定其关重零件的机械加工工艺，并借助于三维UG软件绘制出该检具的装配图。1.2选题背景本设计题目来源于社会实际,本课题主要是检具设计，提高我们对检具行业和检测技术的了解，掌握零件的设计，更熟练的使用制图软件，为便于我在将来到岗位上尽快的投入工作状态。所以提前让我的对这方面知识有一些了解。1.3研究的意义随着现代科学技术的发展，检具作为检查产品的专用设备在工业、汽车、国防、航天、科研
2、以及零部件加工车间等使用日益普遍，现已成为机械制造业的各个领域中不可缺少的通用机械产品。当前，检具生产行业正处于一个非常有利的发展时机。这是因为：一、国有经济持续稳定发展。国家为了发展制造业，固定资产投资逐步扩大，推出了很多项对机械厂有利发展的措施，机械加工需要大量的检具配套。二、随着WTO的加入，国际贸易门坎降低以及发达国家调整产品结构，中国正逐渐成为世界上最大的加工厂这一趋势的显现，检具产品的加工制作面临更大的发展空间。检具是工业生产企业为控制产品的各种机械尺寸而特制的一种工具，适用于大批量生产的产品，如汽车零部件，以替代专业测量工具。制造业的发展和需求，推动了检具工业的发展。近年来，在满
3、足检测控制的要求，对检具的构造、材料和生产工艺等方面，对如何做到更好地提高性能、降低成本等也予以密切关注。本课题主要针对检具零件的结构、检具的组装，结合国内外检具的运用现状和发展趋势，进行检具零件的设计、加工工艺过程的设计以及夹具的设计等工作。在明确设计任务和设计要求，不要偏离题目的前提下，仔细研究设计方案，理清设计思路，使设计过程清晰化、简洁、准确。其中主要包括检具的三维成型和加工工艺规程的设计。一般情况下，一个零部件至少需要一个检具。当被测工件固定在专用检具上后，质量控制工程师使用手工工具如塞尺、量表等测量工件与检具之间的误差。这里，检具是所有测量的参考和基准。所以，这种专用检具的制造和装
4、配精度决定了产品尺寸误差检测的可靠度。一旦检具本身有误差时，产品质量就可能出现严重问题。因此，专用检具的定期和不定期检定就非常重要，以确保检具不至于因为变形而不在可用状态。夹紧装置设计是检具设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。在设计过程中应深人实际，进行调查研究，吸取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案，再进行具体的设计。综合检具的出现让我们能够更好的检测轴类零件是否合格，提高零件检测的工作效率，减少了劳动力的消耗，充分发挥了检具的利用价值。1.4检具国内外现状和发展趋势欧美作为机械制造业的发源地，也是经济最发达的地区，代表了检具设计与制造的最高水平。
5、与检具有关的新型成套设备发展的特点是测量精准全面、高效率和简捷方便。随着各类成套设备、工艺流程和性能的改善，国外检具的系列品种还在不断增加。近年来，世界主要工业国经济复苏，国际市场对精密测量仪器，尤其是综合检具的需求出现了高速增长的势头。目前，国外发达国家对检具已达到相当的要求，并且还在逐年提高。随着新技术的发展，综合检具朝着使用方便，应用范围更广，成本更低方向发展。综合检具产业态势的变化会随着市场的变化而发展。技术工艺，是衡量一个企业是否具有先进性，是否具备市场竞争力，是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。随着我国垂直度和深度综合检具市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业
6、内企业关注的焦点。了解国内垂直度和深度综合检具生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。据中国机床工具工业年鉴的统计资料表明，随着世界机床工业继续快速发展以及中国机床工业迅速成长，综合检具的市场需求将随之同步成长。在高端检具领域，由于受加工工艺、材料等方面的制约，国产检具在质量上、产量上还与国际知名品牌存在着差距。国内检具企业应抓住产业结构调整的良好机遇，走自己的路，要不断强化技术改造和创新，缩小差距，把自己的品牌做大做强，中国进入WTO后，综合检具和量具产品的防水性能、可靠性等有了明显提高、出口量有了大幅度增加的同时，国内市场的开拓推广
7、也得到了发展，国内销售量也有了大幅度的提高。进一步加强企业创新能力，提高国产综合检具的精确度和稳定性，提高综合检具适应车间现场的加工环境和条件的能力，提高综合检具机构中传统机械零部件的加工装配精度，提高综合检具的测量数据处理能力和智能化水平，在加大生产规模的同时，改进、提高加工工艺水平来降低成本，是我国综合检具制造业技术发展的努力方向。通常，专用检具（hard fixture）是基于产品CAD和质量控制要求来定制的，一般情况下，一个零部件至少需要一个检具。当被测工件固定在专用检具上后，质量控制工程师使用手工工具如塞尺、量表等测量工件与检具之间的误差。这里，检具是所有测量的参考和基准。所以，这种
8、专用检具的制造和装配精度决定了产品尺寸误差检测的可靠度。一旦检具本身有误差时，产品质量就可能出现严重问题。因此，专用检具的定期和不定期检定就非常重要，以确保检具不至于因为变形而不在可用状态。第二章综合检具总体设计2.1综合检具设计要求在非整圆直径检具设计这些部件时，应让综合检具具有足够的测量精度，应具有足够的测量效率，结构应尽量简单，应具有经济性。设计要求如下：（1） 作为对设计的控制，设计方应参考概念草图和其书面描述 。（2） 所有的图纸应能将尺寸精确地标注出来。另外：检具设计图必须包括在检具上的被测零件轮廓图（虚线）。线条要足够粗以便于图纸的复印。检具原材料清单应包括原材料的尺寸，所有标准
9、件应用厂商名称和其目录型号标明。除非为了澄清制造要求，检具零件图应与检具总图分开。所有的尺寸应以公制表示，但在检具原材料清单中的原材料尺寸可能有英制尺寸。如可能，检具原材料(如:角架、堆积块、铰链、导板、螺钉和键等)应尽可能选用可采购到的标准件。（3） 在选择材料、导板、销、定位夹紧装置时，应考虑检具使用的环境，以确保检测夹具在现行生产的有效期内保持其原有的功能。（4） 定位基准的方案必须应用于检具设计图纸中和检具上，一般概念是：将被测零件定位在由第一定位面，第二定位面，第三定位面(译注：6点定位原则）组成的三维空间中。（5） 定位基准孔的定位装置。不用作定位装置的检验销不能限制非规定定位基准
10、的任何方向的被测零件的运动。这种情况可使用导轨或可移动的检具零件来允许被测零件在非定位方向上的移动。但是，只有使用高精度的导轨才能不影响规定的定位装置的定位精度。对定性型检具的检验销需充分运用最大的允许公差，即用于检测被测零件的检具上的定位装置应按最大实体条件制造。这种销可能装在 一个导板或可移动的零件上以允许在非定位方向上的移动。对定量型检具的所有基准定位销均不考虑其尺寸大小（独立原则），并将被测零件准确地定位在规定的定位基准方向上。（6） 在检具设计图上无需标明常规的制造注解。（如螺钉等）。（7） 检具设计中应确定在被测零件检测中应用的每一检具零件，包括测量销的尺寸。此外，还应确定所有可拆
11、卸及可互换的检具零件，并注明它们相关功能。（8） 为了保证从制造到认证中尺寸测量的一致性，设计中应包括注明的坐标测量的基准起始点。这些点可以是工装球、销子、零位块或基座上其他一些可以清楚识别的区域。（9） 检具设计应做到：每个检具零件在其任何活动位置上都不会超出检具的基座。检具设计图中没有必要标注重复或左右的对称，在实际可行时，只要注明特有的、单侧的细部即可，并加上“除已指出部分外对中心轴对称”的附注。（10） 对检具设计的任何更改，都应该用文字数字按顺序注明于附于第一页右上角的更改通知栏内，并且在整个设计中合适之处圈出。每一更改项都应有一简短的参考适当EWO或工程更改号码的更改说明。（11）
12、 在最终的设计稿中应该包括使用该种检具的操作指导和/或操作顺序，在适用的 情况下应考虑使用多种语言的操作指导。2.2 综合检具零件设计原则1 工作可靠工作可靠即能在寿命期限内正常发挥其功能。每一个机械零件在机器中必然有一定的功用，有些关键零件对机器正常工作有决定性作用。要把机械零件设计放在设计机器的系统工程中进行，通过科学设计，务必保证机械零件工作可靠。影响零件是否可靠工作的因素有：强度、刚度、寿命、振动稳定性、精度、摩擦磨损等。在设计机械零件时，要仔细考虑所有细节，比如：操纵手轮要防滑，操纵力要在人力范围内；噪音不要超标；不要污染环境、体积要小、安全性高、维修方便、环境变化的影响等。2 便于
13、加工装配机械零件要有良好加工和装配工艺性，以缩短制造周期、提高企业反应速度，增强企业竞争力，降低成本。3 经济性好在满足产品功能的条件下降低产品成本是企业不变的目标。零件的材料和制造费用占机械产品成本中较大比例。降低零件成本的主要方法有：减小零件的体积和重量、尽量减少贵重材料使用量、提高材料利用律、尽量减少加工费用。4 符合有关标准设计师首先是国家公民，要遵守国家法规和有关规定，如标准、专利法、商标法等。要尽量使用标准化的零件，以提高产品质量、合理简化品种、缩短设计制造周期、降低制造成本、保护环境。2.3 零件的分析2.3.1测块与座 测块与座是非整圆直径检具的重要组成部分，它的外表面采用弧形
14、，这样设计减少了零件的内应力，增强了零件的结构，与另一个零件更好的连接在一起，同时也有美观的作用。它的中心线要与连接轴的中心线要重合，测块的中心孔为10.5cm，孔表面的粗糙度为1.6，孔两边各设一个螺纹孔，它的直径为M5,它的螺纹公差带：中径、小径均为7H，右旋。测块两边的距离为60cm，它的上偏差为0.005，它的下偏差为0.005，它以孔10.5的中心线为基准，两边的对称度误差为0.01，它与上表面的垂直度误差为0.005cm。测块的上表面粗糙度为0.4，测块的下内表面的粗糙度为0.4。测块与测块座是用钎焊在一起的，表面要进行发黑处理，测块材料为硬质合金，而测块座用35号钢，具有很好的耐
15、磨性，增长检具的使用寿命。2.3.2 检具体 检具体是检具的主要结构，它使用的是T10A钢，材料具有硬而又耐腐蚀的特性，主要是提高它的使用寿命。它的上部分的结构为25cm的圆柱体，采用圆柱体不断减少了零件的内应力，增强了它的结构，而且它也便于质检者使用，美观。而下部分使用弧形，是为了达到结构要求的前提下，减少材料的使用。而检具体上部分采用螺纹孔，是为了更好地与表座连接，螺纹孔的直径是M16，它的中径和小径的公差带均为7H,采用的是右旋螺纹，孔深为21cm，它是根据表座外螺纹的长度而设定的。下方有个直径为17cm，深为3cm的孔，目的是为了防止材料在受热的情况下膨胀有空余空间。而下部分孔径是10
16、cm，上偏差为0.009cm，下偏差为0cm，是为了能与测杆中部的直径进行间隙配合，测杆中部的长度为35cm，而这孔深是50cm，留有15cm的孔深，是将弹簧套在6cm的测杆上，当测杆受到作用力时，能够上移，并在撤走这力时，测杆还能恢复原来的位置。而它的上方是6cm，上偏差为0.006，下偏差为0cm，它以10cm为基准，同轴度误差为0.005cm。孔的下偏差为零的目的是为了和测杆进行间隙或过盈配合，它的直径是根据测杆的直径而来。检具体的右侧有个M7的螺纹孔是为了通过螺钉来控制测杆上下移动的距离。检具体的下表面的粗糙度为0.8，是为了更好地与测块连接。检具体两边各有一个沉孔，是为了将检具体和测
17、块连接在一起。而采用椭圆的沉孔是为了万一有定位误差时，可以采用螺钉在孔中移动，减少定位误差，同时也增加了它的美观。检具体的下表面与圆柱体的表面垂直度误差是0.005cm，孔的表面粗糙度为0.4，10和6孔表面采用淬火HRC5862热处理。2.3.3 表套 表套是将千分表和检具体连接在一起，它的质量的好坏直接影响着整个检具的寿命，所以要对表套进行调质处理，知道它的强度为HRC2932。要对它的表面进行发黑处理，防止检具体由于人接触而生锈。它使用的材料是45钢，它具有耐磨，易加工的特点，而且价格便宜。表套的外径30进行滚花处理，不但增加了它的美观，而且增加手与表套的摩擦力，更好地将表套旋入检具体。
18、表套的内径为8，是因为千分表的测杆直径为6，留有间隙是为了防止表杆与检具体的中心线不在一起时有空间可以调整。而它的上部分直径为12，是为了能用垫片来固定千分表。它的表面粗糙度为1.6，是为了减少粗糙度对千分表定位的影响。而30cm的下表面的粗糙度为1.6，是为了更好地与检具体配合，减少配合误差。M16cm的外直径采用的是h6的小径螺纹，是为了将表套更好地固定在检具体上，对这个零件进行倒角，是为了减少零件的内应力。而带有螺纹的外径长为13cm，是根据要固定的千分表所要承受的力分析而来的，它能很好的固定表座和千分表所带来的承载力，它的中间有个退刀槽，是为了防止加工螺纹时碰伤30cm的下表面。2.3
19、.4 测杆 测杆是将被测件对它的力传递给千分表，从而判断零件是否合格。测杆的下部分的长度为10cm，直径为5cm的尺寸段要进行淬火到HRC5862，因为这段要与外界接触，所以对它的硬度要求要高。它与零件接触的下端面为半球体，是为了让它的最低点与零件接触。测杆的其它部分的表面淬火为HRC4852，硬度要求比下部分稍低一点而测杆的中部有一个长为12cm的槽，这是根据零件允许的误差范围而设定的。槽深为3cm，这是根据测杆要承受多大的力而设定这深度的。它的中部表面的粗糙度为0.4cm，需要这么高的精度是因为这个表面与检具体的内表面是间隙配合，而且能够滑动，不能受到太大的阻力，所以表面质量要好。而长为55cm，6这个表面和检具体也是间隙配合，能够在检具体内自由滑动，6cm的圆柱表面是以10的表面为基准，同轴度为0.005。2.3.4 滚花螺钉 滚花螺钉的作用是将两个零件连接在一起，在这里它的作用是通过挤压来固定千分表
