625 外筒襯套零件的工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)（車床夾具和銑床夾具）【優(yōu)秀含7張CAD圖+18張工藝工序卡+文獻(xiàn)翻譯+說明書】
625 外筒襯套零件的工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)（車床夾具和銑床夾具）【優(yōu)秀含7張CAD圖+18張工藝工序卡+文獻(xiàn)翻譯+說明書】,優(yōu)秀含7張CAD圖+18張工藝工序卡+文獻(xiàn)翻譯+說明書,625,外筒襯套零件的工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)（車床夾具和銑床夾具）【優(yōu)秀含7張CAD圖+18張工藝工序卡+文獻(xiàn)翻譯+說明書】,襯套,零件,工藝,規(guī)程
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
題 目 外筒襯套零件的工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)論文任務(wù)書
一、題目
外筒襯套零件的工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)
二、指導(dǎo)思想和目的要求
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、綜合應(yīng)用能力、獨(dú)立工作能力的重要教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)生應(yīng)獨(dú)立承擔(dān)一部分比較完整的工程技術(shù)設(shè)計(jì)任務(wù)。要求學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，積極性和創(chuàng)造性，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中著重培養(yǎng)獨(dú)立工作能力和分析解決問題的能力，嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的工作作風(fēng)，理論聯(lián)系實(shí)際，以嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，進(jìn)行有創(chuàng)造性的工作，認(rèn)真、按時(shí)完成任務(wù)。
三、主要技術(shù)指標(biāo)
1、零件圖一張；
2、毛坯圖一張；
3、工藝規(guī)程一本；
4、工藝裝備（夾具1-2套）；
5、說明書一份
四、進(jìn)度和要求
1、分析并繪制零件圖 2周
2、繪制毛坯圖 1周
3、設(shè)計(jì)工藝路線及編制工藝規(guī)程 5周
4、設(shè)計(jì)工藝裝備 4周
5、編寫說明書（論文） 2周
五、主要參考書及參考資料
1、閆光明主編 《 現(xiàn)代制造工藝基礎(chǔ) 》 西北工業(yè)大學(xué)出版社 2007
2、哈工大李益民主編 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社，1994
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
前 言 - 1 -
第1章零件的分析 - 2 -
1.1零件的作用 - 2 -
1.2零件的工藝分析 - 3 -
1.2.1結(jié)構(gòu)工藝分析 - 3 -
1.2.2材料加工性 - 4 -
第2章工藝規(guī)程設(shè)計(jì) - 5 -
2.1工藝路線設(shè)計(jì) - 5 -
2.1.1確定毛坯的尺寸 - 5 -
2.1.2主要表面的加工方法 - 5 -
2.1.3加工階段劃分 - 5 -
2.1.4基準(zhǔn)選擇 - 6 -
2.1.5工序集中與分散 - 7 -
2.1.6制訂工藝路線 - 8 -
2.2工序設(shè)計(jì) - 9 -
2.2.1工序尺寸、機(jī)械加工余量的確定 - 9 -
2.2.2機(jī)床及工藝裝備的選擇 - 11 -
第3章夾具設(shè)計(jì) - 15 -
3.1夾具設(shè)計(jì) - 15 -
3.1.1擬定夾具方案 - 15 -
3.1.2自由度分析 - 16 -
3.1.3繪制夾具總圖 - 20 -
3.1.4繪制夾具零件圖 - 20 -
3.1.5夾具精度分析 - 20 -
第4章結(jié)論 - 27 -
致 謝 - 28 -
參 考 文 獻(xiàn) - 29 -
畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) - 30 -
III
摘 要
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是對(duì)外筒襯套零件的加工工藝規(guī)程及某些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。外筒襯套零件是飛機(jī)液壓助力器執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的主要部件之一。它在產(chǎn)品中一端與液壓助力器外筒組件連接，中間孔與活塞外圓配合，起到一端的支撐作用。
本文共有四大章，第一章對(duì)外筒襯套零件進(jìn)行了詳細(xì)的工藝分析；第二章詳細(xì)介紹了零件工藝規(guī)程的編制，包括工藝路線和工序的設(shè)計(jì)；第三章對(duì)某些工序的專用夾具的設(shè)計(jì)方法及步驟進(jìn)行了詳細(xì)的說明;第四章對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的整體設(shè)計(jì)過程進(jìn)行總結(jié)概括。
關(guān)鍵詞：外筒襯套，工藝分析，工藝規(guī)程，專用夾具
ABSTRACT
This graduation design is to set of spare parts of the process planning and processes the special fixture design. This part is the executing agency for the help of the major components. It is one of the end of the hydraulic help with the component connection, the middle of a vast and round and up to the end of the supporting role.
This passage include of four chapters, the first chapter carried out a detailed process analysis; second chapter introduces the components of the preparation process planning, including process routes and process design; third chapter on some special fixture design process methods and steps described in detail; the fourth chapter of the graduate design summed up the overall design process.
KEY WORD: Outer tube bushing, Process planning , Process analysis, The special fixture，Sum
- II -
前 言
外筒襯套零件的工藝及夾具設(shè)計(jì)是屬于工藝類的畢業(yè)設(shè)計(jì)，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們機(jī)械專業(yè)的學(xué)生在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及相關(guān)的專業(yè)課之后進(jìn)行的。它是我們在大學(xué)期間的最后一門課程，也是我們步入社會(huì)參加工作的重要過渡環(huán)節(jié)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們將理論與實(shí)踐相結(jié)合，訓(xùn)練了我們分析問題、解決問題的能力，為今后參加工作、深造學(xué)習(xí)奠定了一定的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
就我個(gè)人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉和提高自己分析問題、解決問題的能力，并對(duì)零件的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)有了比較深入的了解。
由于能力所限，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)難免有不足之處，懇請各位老師給予指教。
第1章 零件的分析
1.1零件的作用
題目所給定的零件是飛機(jī)液壓助力器執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的主要部件之一。它在產(chǎn)品中一端與液壓助力器外筒組件連接，中間孔與活塞外圓配合，起到一端的支撐作用。從整體上來看，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。
1.2零件的工藝分析
1.2.1結(jié)構(gòu)工藝分析
圖1-1 零件圖
外筒襯套構(gòu)形并不復(fù)雜，但從整體構(gòu)形看剛性差、壁薄，最小壁厚只有1.975mm.其主要表面有：內(nèi)孔Φ26，兩槽Φ32.55和Φ32.35，外圓柱面Φ37.5及其端面T，Φ47.5外圓端面K.非主要表面為：2個(gè)Φ8的螺紋孔。且該零件尺寸精度與位置精度高，因此，在設(shè)計(jì)工藝過程時(shí)，首先要解決變形對(duì)精度的影響問題。這里特別強(qiáng)調(diào)要注意溫度產(chǎn)生變形和內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生變形對(duì)精度的影響問題。如上圖1-1
零件軸向主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為Φ37.5外圓端面T且外圓柱面Φ37.5和Φ47.5外圓端面K它們要在最后工序進(jìn)行磨削。因此，涉及到多尺寸保證問題。在確定工序的尺寸，公差時(shí)要經(jīng)過尺寸鏈計(jì)算，基準(zhǔn)選擇和工序安排也要考慮這一問題。
Φ37.5外圓表面A對(duì)Φ26內(nèi)孔表面B的跳動(dòng)量0.01，Φ47.5外圓端面K對(duì)Φ37.5外圓表面A的跳動(dòng)量0.01，Φ37.5外圓端面T對(duì)Φ37.5外圓表面A的跳動(dòng)量0.03，Φ32.55兩槽表面C、D對(duì)Φ26內(nèi)孔表面B的跳動(dòng)量0.05。采用互為基準(zhǔn)給予保證。
零件主要表面的加工精度為IT6-IT10，表面粗糙度Ra=1.6,Ra=0.8,Ra=0.4，Ra=0.2；非主要表面粗糙度為Ra=6.3,Ra=3.2。零件主要表面要求較低的粗糙度是為提高工件抗疲勞強(qiáng)度。位置關(guān)系精度要求較高，相互之間的跳動(dòng)量允差為0.01～0.05。
1.2.2材料加工性
QAl9-4材料是一種含鐵的鋁青銅，有較高的強(qiáng)度和減摩性，良好的耐腐性，且熱態(tài)下壓力加工性良好，因此切削加工無特別困難。
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1工藝路線設(shè)計(jì)
2.1.1確定毛坯的尺寸
零件材料為QAl9-4。從零件圖紙知此零件的最大尺寸: Φ47.5×28。當(dāng)零件外徑為Φ47～Φ48，長度≦200mm時(shí)，查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊（第2版）表6-5知：外徑（材料）為50mm,單端面加工余量1.5。所以毛坯長度尺寸為28+2×1.5。
即毛坯尺寸：Φ50×31±0.5
2.1.2主要表面的加工方法
Φ37.5外圓表面A加工精度為IT6級(jí)，表面粗糙度為0.4，最終加工方法為磨削。Φ26內(nèi)孔表面B及Φ32.55兩槽表面C和Φ32.35D的加工精度分別為：IT7、IT10、IT10,粗糙度分別為：Ra=0.2、 Ra =0.8、Ra=1.6,最終加工方法應(yīng)選用研磨，而準(zhǔn)備工序應(yīng)為粗鏜，半精鏜。Φ47.5外圓端面K精度要求較低，但表面粗糙度Ra為0.8，因此也選用磨削。
非主要表面2×Φ8，應(yīng)選用銑削。2×M4-2應(yīng)選用攻螺紋。
2.1.3加工階段劃分
由于該加工精度高，因此，必須劃分加工階段。該零件某些表面精度達(dá)IT6,粗糙度Ra=0.4,所以整個(gè)工藝路線劃分為四各階段，即粗加工、半精加工、精加工、光整加工階段。
2.1.4基準(zhǔn)選擇
（1）粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
⑴．粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。
⑵．選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。
⑶．應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
⑷．應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。
⑸．粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
粗基準(zhǔn)選擇毛坯外圓表面，目的是便于定位穩(wěn)定，加緊可靠，并能傳遞較大力矩。粗基準(zhǔn)為第一次加工所選定的面。
（2）精基準(zhǔn)選擇
⑴．基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。
⑵．基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。
⑶．互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對(duì)淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。
自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。
精基準(zhǔn)選擇主要考慮的重點(diǎn)是如何減少誤差，提高定位精度。例如：外筒襯套以外圓作為精基準(zhǔn)使用專用夾具裝夾，以內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)用心軸裝夾。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸的換算，這在后面專用夾具設(shè)計(jì)時(shí)詳細(xì)介紹，此處不再說明。
2.1.5工序集中與分散
確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：
⑴．工序分散原則
工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。
⑵．工序集中原則
工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
此零件的工序有粗車外圓和內(nèi)孔、車端面、粗銑圓弧、銑外型、攻螺紋、修銼、檢查、磨孔、車倒角、去毛刺、鈍化，主要體現(xiàn)工序分散的原則。優(yōu)點(diǎn)采用比較簡單的機(jī)床和工藝裝備，容易調(diào)整。
2.1.6制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。其主要任務(wù)是選擇確定各個(gè)表面的加工方法和加工方案，確定如何劃分加工階段，確定工序集中與分散程度，確定各個(gè)表面加工順序和裝夾方式，以及詳細(xì)擬訂工序的具體內(nèi)容。此外，制訂工藝路線還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
外筒襯套工藝路線：
工序5 備料Φ50×31+0.5
工序10 粗車外圓Φ37.5及內(nèi)孔Φ26及倒角30°
工序15 粗車Φ47.5外圓及端面，零件小端外圓及端面，倒角0.5×45°
工序20 粗銑Φ36.5外圓輪廓
工序25 粗鏜孔Φ26，及兩槽Φ32.55，Φ32.35，倒圓R1、R2
工序30 半精車零件小端外圓及Φ47.5外圓端面，倒角0.5×45°
工序35 精銑Φ36.5外輪廓
工序40 半精車Φ37.5及Φ36.5外圓，倒角30°，倒角0.5×45°
工序45 攻2×M4-2螺紋及銑2×Φ8外圓弧
工序50 銑2×R6.5+0.3圓弧
工序55 修銼
工序60 研磨孔Φ26
工序65 檢驗(yàn)
工序70 磨外圓Φ37.5及K面至圖紙要求
工序75 車倒角30°至圖紙要求
工序80 去毛刺
工序85 研磨孔Φ26至圖紙要求
工序90 檢驗(yàn)
工序95 鈍化
工序100 檢驗(yàn)
2.2工序設(shè)計(jì)
工序設(shè)計(jì)主要為定位基準(zhǔn)的選擇、工藝路線的擬定、機(jī)床和工藝裝備選擇、確定加工余量、工序尺寸研究和計(jì)算，有時(shí)還需確定切削余量。
2.2.1工序尺寸、機(jī)械加工余量的確定
（1）Φ37.5外圓表面（即A面）
查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊（第2板）表6-9～6-10得：
各工序公稱余量：
粗車：2.0mm
半精車：2.1mm
精磨：0.4mm
計(jì)算工序尺寸的方法是后道工序的工序尺寸加上后道工序的加工余量為前道工序的工序尺寸。
精磨后： 按零件圖規(guī)定尺寸為Φ37.5mm
半精車后： 尺寸為：Φ37.5+0.4=Φ37.9mm
粗車后： 尺寸為：Φ37.9+2.1=Φ40.0mm
工序尺寸的公差應(yīng)參考經(jīng)濟(jì)加工精度來確定，標(biāo)注時(shí)按“入體”的方法標(biāo)注。
精磨：按零件圖設(shè)計(jì)要求標(biāo)注Φ37.5 Ra=0.4
半精車： Φ37.9 Ra=1.6
粗車： Φ40 Ra=3.2
（2）Φ47.5外圓端面（即K面）
屬基準(zhǔn)不重合引起的尺寸換算問題
畫尺寸鏈如右圖：
其中封閉環(huán)為：7，增環(huán)為：23，減環(huán)為：H
由計(jì)算公式有： 7=23-H 得：H=16mm
-0.1=0-EI(H) 得：EI(H)=+0.1mm
-0.2=-0.2-ES(H) 得：ES(H)=0mm
所以： H=16mm （工序40尺寸）
查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊（第2版）表6-15～6-18得：
粗車端面余量為：1.2
精車端面余量為：0.6
磨端面的加工余量為：0.3
據(jù)此可以確定工序45之前工序的加工尺寸。
（3）內(nèi)圓表面（Φ32.55，Φ26）
查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊（第2版）表6-20有：
工序尺寸的公差應(yīng)參考經(jīng)濟(jì)加工精度來確定，標(biāo)注時(shí)按“入體”的方法標(biāo)注。
（4）螺紋孔（2×M4-2）及外圓弧(2×Φ8)
螺紋孔采用鉆頭按圖紙要求一次加工成型
外圓弧采用銑鉆按圖紙要求一次加工成型
2.2.2機(jī)床及工藝裝備的選擇
工序05：備料
機(jī)床：鋸床
工序10：車削外圓、端面及內(nèi)孔
機(jī)床：C620臥式車床
工藝裝備：夾具：三爪卡盤刀具：車刀量具：塞規(guī)、游標(biāo)卡尺
工序15：車削端面及外圓
機(jī)床：C620臥式車床
工藝裝備：夾具：三爪卡盤量具：卡規(guī)
工序20：銑削
機(jī)床：6H11立式銑床
工藝裝備：夾具：轉(zhuǎn)盤刀具：靠模銑刀
工序25：鏜孔
加工要求：表面C對(duì)表面B的跳動(dòng)量不大于0.02（一次定位加工保證）
機(jī)床：C620臥式車床
工藝裝備：夾具：軟三爪刀具：切槽刀量具：卡盤、量環(huán)
工序30：車削外圓及端面
加工要求：加工前找正心軸的跳動(dòng)量不大于0.05夾邊倒圓R0.2～0.3
機(jī)床：C620臥式車床
工藝裝備：夾具：車床心軸量具：卡規(guī)、卡板
工序35：銑削外輪廓
加工要求：加工前找正夾具定位心軸的跳動(dòng)量不大于0.05
機(jī)床：6H11立式銑床
工藝裝備：夾具：轉(zhuǎn)盤、銑床靠模刀具：靠模銑刀
工序40：車削外圓
加工要求：加工前找正心軸外圓的跳動(dòng)量不大于0.05注明夾邊倒圓R0.2～0.3
機(jī)床：C620臥式車床
工藝裝備：夾具：車床心軸量具：卡規(guī)、卡板
工序45：攻螺紋
加工要求：螺紋倒角90°至絲底去毛刺
工藝裝備：夾具：鉆模刀具：銑鉆、絲錐、鉆頭量具：塞規(guī)
機(jī)床：CH12A攻絲機(jī)
工序50：銑削
機(jī)床：6H11立式銑床
工藝裝備：夾具：銑床夾具刀具：立銑刀
工序55：修銼
加工要求:修R5，去外表面所有毛刺
設(shè)備：鉗工臺(tái)
工序60：研磨孔
加工要求：表面C對(duì)表面B的跳動(dòng)量不大于0.03孔的錐度，橢圓度不大于0.01
設(shè)備：研磨機(jī)
工藝設(shè)備：刀具：研磨具量具：量環(huán)
工序65：檢驗(yàn)
工序要求：外觀檢驗(yàn)尺寸檢驗(yàn)
工藝裝備：量具：量環(huán)、塞規(guī)、卡板、檢驗(yàn)夾具
工序70：磨削
加工要求：按相同編號(hào)的另外一外筒襯套內(nèi)孔Φ35.7實(shí)際尺寸配磨表面A，間隙0.005～0.02
表面A對(duì)表面B的跳動(dòng)量不大于0.008
表面K對(duì)表面A的跳動(dòng)量允差0.01
機(jī)床：外圓磨床
工藝裝備：夾具：磨床心軸量具：錐心棒
工序75：車削
加工要求：車倒角2.5×30°拋光R0.5去磨后毛刺
機(jī)床：C620臥式車床
工藝裝備：夾具：磨床心軸
工序80：去毛刺
加工要求：去外表面上毛刺
設(shè)備：鉗工臺(tái)
工序85：研磨孔
加工要求：表面A對(duì)表面B的跳動(dòng)量不大于0.01
設(shè)備：研磨機(jī)
工藝裝備：刀具：研磨具量具：錐心棒、量環(huán)
工序90：檢驗(yàn)
工序要求：尺寸檢驗(yàn)外觀檢驗(yàn)
工藝裝備：量具：錐心棒、量環(huán)
工序95：鈍化
技術(shù)要求：將零件鈍化
工序100：檢驗(yàn)
工序105：入庫
工序要求：與相同編號(hào)的外筒襯套成套交庫
第3章 夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
經(jīng)過與指導(dǎo)教師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)工序—30車外圓和工序—35銑外形的銑床靠模夾具。其中工序30夾具將用于C620車床，刀具為車刀，量具為卡規(guī)和卡尺；工序35夾具將用于6H11立式銑床，刀具為靠模銑刀，對(duì)工件的外形進(jìn)行銑削。
3.1車床心軸和銑床靠模夾具的設(shè)計(jì)
3.1.1擬定夾具方案
（1）對(duì)工件的定位方案：確定其定位方法和定位件
工序30：采用前幾道工序已加工的左端面及孔作為定位基準(zhǔn)，錐體的端面
和外圓作為定位件。
工序35：采用前幾道工序已加工的左端面及孔作為定位基準(zhǔn)，定位件為定位心軸。
（2）對(duì)工件的夾緊方案：確定其夾緊方法和夾緊裝置
工序30：工件用錐體定位后，采用墊圈并配用螺母夾緊，完成本工序的夾緊。
工序35：工件以定位心軸為定位件和靠模定位后，通過靠模、板及墊圈并配用螺母完成夾緊。
3.1.2自由度分析
圖3-1 工序30
工序30：工序要求限制x、y、z方向移動(dòng)和y、z 轉(zhuǎn)動(dòng)方向5個(gè)自由度。內(nèi)孔定位限制了z、y方向的移動(dòng)和z、y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，端面定位限制了x軸的移動(dòng)，如下圖所示。工序加工前要求找正Φ沿25.96表面的跳動(dòng)量不大于0.05，尖邊倒圓R0.2~0.3。如圖3-2所示
圖3-2 車床心軸總裝圖
1—錐體 2—墊圈 3—螺母
圖3-3 工序35
工序35：工序要求限制x、y移動(dòng)方向和x、y、z轉(zhuǎn)動(dòng)方向5個(gè)自由度；實(shí)際限制了5個(gè)自由度。工序要求加工前找正夾具定位心軸的跳動(dòng)量不大于0.05.定位心軸限制了x、y的移動(dòng)和沿x、y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，端面限制了z軸的移動(dòng)，如下圖所示。如圖3-4
圖3-4銑床靠?？傃b圖
1—板 2—螺釘 3—定位軸 4—靠模 5—螺母 6—圓銷 7—圓銷
3.1.3繪制夾具總圖
當(dāng)夾具的結(jié)構(gòu)方案確定后，就可以正式繪制夾具總圖。繪圖比例按1：1（直觀性好）。主要視圖必須按照加工時(shí)的工位狀態(tài)表示，而主視圖，盡可能選取與操作者正對(duì)著的位置。被加工的工件要用雙點(diǎn)化線繪出。
3.1.4繪制夾具零件圖
夾具總圖設(shè)計(jì)完成后，還要繪制夾具中非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖，并對(duì)其提出相應(yīng)的技術(shù)要求。所設(shè)計(jì)的零件圖要求結(jié)構(gòu)工藝性良好，以便于制造、檢驗(yàn)和裝配。
3.1.5夾具精度分析
在夾具結(jié)構(gòu)方案確定及總圖設(shè)計(jì)完之后，還應(yīng)對(duì)夾具精度進(jìn)行分析與計(jì)算，
以確保設(shè)計(jì)的夾具能滿足工件的加工要求。
在加工工序所規(guī)定的精度要求中與夾具密切相關(guān)的是被加工表面的位置尺寸和相互位置的要求
（1）工序30
位置尺寸如下圖所示，為Φ36.3 0.1、23+0.15。下面將進(jìn)行有關(guān)誤差的分析和校核。
圖3-5 工序30簡圖
影響尺寸Φ36.3 0.1的誤差分析
心軸的徑向跳動(dòng)量只要小于0.05即可
影響尺寸23+0.15的誤差分析
夾具在機(jī)床上安裝時(shí)，沒有平行度和垂直度誤差，不會(huì)對(duì)該原始尺寸產(chǎn)生影響，故δ=0
與加工方法有關(guān)的誤差δ，對(duì)刀塊的位置尺寸誤差，調(diào)刀誤差，車刀的跳動(dòng)等所引起的加工方法誤差，可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，并參照經(jīng)濟(jì)加工精度，大約取0.2mm
以上諸項(xiàng)可能造成的最大誤差為：
δ=δ+δ=0+0.2=0.2mm
這小于工序公差0.3
圖3-6 車床心軸總裝圖
1—錐體 2—墊圈 3—螺母
（2）工序35精銑外形
銑外形的位置尺寸如下圖所示，分別為13+0.1、26+0.2、15+0.2、
Φ36.5 ，下面將進(jìn)行有關(guān)誤差的分析與校核。如圖3-7所示
圖3-7 工序35簡圖
1）影響尺寸13+ 0.1的誤差分析
定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，所以定基誤差δ=0
工件以孔為定位基準(zhǔn)，用定位軸定位，限制了x、y 移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)方向的4個(gè)自由度，其定位誤差δ=a+△+a=0.014+0.023+[0-（-0.008）]=0.045
因夾緊力所引起的變形方向?qū)υ撛汲叽绲臒o影響， 則加緊所致的誤差δ=0
夾具在機(jī)床上安裝時(shí)沒有平行度誤差，也就不會(huì)對(duì)工序35的尺寸13+0.1加工產(chǎn)生影響，所以δ=0
與加工方法有關(guān)的誤差δ，對(duì)刀塊的位置尺寸誤差，調(diào)刀誤差，銑刀的跳動(dòng)，機(jī)床工作臺(tái)面的傾斜和變形等所引起的加工方法誤差，可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，并參照經(jīng)濟(jì)加工精度，大約取0.15mm
以上諸項(xiàng)可能造成的最大誤差為：0+0.045+0+0+0.15=0.195mm這遠(yuǎn)小于工序公差0.2
2）影響尺寸26+0.2的誤差分析
定位基準(zhǔn)為孔軸心線，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為A面，所以δ=0.2
定位誤差同影響尺寸13+ 0.1中的定位誤差相同，所以δ=0.045
δ、δ、δ與影響尺寸13+0.1的誤差分析相同分別為：δ=0、δ=0、δ=0.15
所以δ+δ+δ+δ+δ=0.2+0.045+0+0+0.15=0.395遠(yuǎn)小于工序公差0.4
3）影像尺寸15+0.2的誤差分析
這個(gè)尺寸在粗銑的時(shí)候，通過下端作為面定位基準(zhǔn)，一次加工就可以保證。
4）影響尺寸Φ36.5的誤差分析
由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，所以δ= 0
由于工件以孔為定位基準(zhǔn)，用定位軸定位，所以定位誤差
δ= a+△+a=0.045
因夾緊力所引起的變形方向?qū)υ撛汲叽绲臒o影響，則夾緊所致的誤差δ=0
夾具在機(jī)床上安裝時(shí)，沒有平行度和垂直度誤差，不會(huì)對(duì)該原始尺寸產(chǎn)生影響，故δ=0
與加工方法有關(guān)的誤差δ，可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，并參照經(jīng)濟(jì)加工精度，大約取0.15mm
所以δ+δ+δ+δ+δ=0+0.045+0+0+0.15=0.195
遠(yuǎn)小于工序公差0.34
由以上的初步分析來看，這個(gè)銑床靠模夾具能保證工件的精度要求。
圖3-8 銑床靠?？傃b圖
1—板 2—螺釘 3—定位軸 4—靠模 5—螺母 6—圓銷 7—圓銷
第4章 結(jié)論
外筒襯套零件的加工工藝規(guī)程及某些專用夾具設(shè)計(jì)，主要是對(duì)外筒襯套零件的加工工藝及夾具所進(jìn)行的設(shè)計(jì)。外筒襯套零件的工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)主要包括加工工藝路線的設(shè)計(jì)和工序設(shè)計(jì)，其中工序設(shè)計(jì)主要為機(jī)床和工藝裝備選擇、確定加工余量、計(jì)算工序尺寸，有時(shí)還需確定切削余量。夾具的設(shè)計(jì)主要是要設(shè)計(jì)出正確的定位夾緊機(jī)構(gòu)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)正確合理，夾具的定位夾緊機(jī)構(gòu)也能達(dá)到定位夾緊的目的，能保證加工零件的精度。在設(shè)計(jì)中也遇到了一些問題，如出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達(dá)到的精度。在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，因定位基準(zhǔn)選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。不過在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下，在自己的不懈努力下，這些問題都一一得到了解決。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)都有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，也加深了對(duì)大學(xué)四年所學(xué)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解。畢業(yè)設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際的最有效的方法。在具體設(shè)計(jì)中必須考慮到方方面面的問題，在理論中正確無誤的設(shè)計(jì)在實(shí)踐中往往可能存在各種問題。這樣在設(shè)計(jì)中必須考慮所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否合理，在實(shí)際運(yùn)用中能否正常工作，而不僅僅考慮理論上的可行性，畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)了從實(shí)際出發(fā)加工零件和設(shè)計(jì)夾具。
致 謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)作為我們大學(xué)生活之中的最后一次考驗(yàn)，也是對(duì)我們大學(xué)中所學(xué)知識(shí)的一個(gè)總結(jié)，一個(gè)全面性的運(yùn)用，經(jīng)過3個(gè)月的設(shè)計(jì)，終于完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這里非常感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師鄧修瑾老師，在她的精心指導(dǎo)下，我才能順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，也要感謝對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)支持的各位同學(xué)。更要感謝的是大學(xué)幾年來教育我的各位老師，在你們精心的培育下，使我才能完成大學(xué)學(xué)業(yè)。 4年的大學(xué)生活即將結(jié)束，也許我將不會(huì)再有機(jī)會(huì)進(jìn)入校園能如此靜心深入地學(xué)習(xí)知識(shí)，我將不會(huì)有機(jī)會(huì)再接受厚重文化的熏陶，我將不會(huì)再有機(jī)會(huì)聆聽各位尊敬師長的教誨，我記得家人曾經(jīng)對(duì)我講過這個(gè)世界上只有兩顆真心，一顆是父母對(duì)子女的愛心，一顆是老師對(duì)學(xué)生的關(guān)心。在此，我對(duì)你們表示深深的感謝。
我勤懇忘我地檢查凝結(jié)學(xué)習(xí)的結(jié)晶，完成了這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)。完成后，我沒有絲毫的沾沾自喜，反倒是更多的忐忑不安，當(dāng)我自以為懂得越多的時(shí)候，越來越多的知識(shí)是我所不明白的。我發(fā)現(xiàn)由于我自身才疏學(xué)淺，專業(yè)深度不夠，盡管指導(dǎo)老師費(fèi)盡心思地指點(diǎn)我，可是我這個(gè)笨學(xué)生完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)仍有很多不到之處?；蛟S這是我個(gè)人能力的桎梏吧，敬請各位老師多加指點(diǎn)，讓我大學(xué)期間的最后一次作業(yè)能給我?guī)砀嗟氖斋@。
參 考 文 獻(xiàn)
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畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)
時(shí)光飛逝，為期一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。回首這一學(xué)期的設(shè)計(jì)過程，感慨萬千。使我學(xué)到了以前在課本中學(xué)不到的東西。受益匪淺！
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，使我真正意識(shí)到自己的不足之處。以前上課沒有學(xué)到的知識(shí)，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中也涉及到了。使我真正感覺到了知識(shí)的重要性。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)將我以前學(xué)過的機(jī)械制圖、公差與技術(shù)測量、金屬工藝學(xué)、現(xiàn)代制造工藝基礎(chǔ)等學(xué)科的知識(shí)很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學(xué)知識(shí)的作用。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，首先是對(duì)所研究的工件進(jìn)行工藝分析，通過工件的工藝分析，我對(duì)該工件的圖紙要求及如何加工有了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。其次是對(duì)工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機(jī)床加工，怎樣加工，加工工藝設(shè)備等，因此，機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)中還用到了AutoCAD等相關(guān)制圖軟件。因?yàn)閷W(xué)的時(shí)間長了，因此在開始畫圖的時(shí)候有很多問題，而且不熟悉，需參閱課本。但不久就能在保證質(zhì)量的情況下熟練完成。AutoCAD制圖軟件不僅在現(xiàn)在而且在今后參加工作也有很大的作用。因此，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)真正將以前所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中來了。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，還有一個(gè)重要的部分就是關(guān)于部分工序的專用夾具設(shè)計(jì)，因?yàn)闄C(jī)床的夾具設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)過程中只是作為理論知識(shí)吸收的，并沒有親自設(shè)計(jì)過，因此，在開始設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中存在這樣那樣的問題，在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，我根據(jù)步驟一步一步設(shè)計(jì)，畫圖，查閱關(guān)于各種專用夾具的設(shè)計(jì)資料，通過自己的努力和老師的認(rèn)真講解之下，完成了本次部分工序的專用夾具的設(shè)計(jì)。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多知識(shí)，特別是了解了設(shè)計(jì)人員的一些設(shè)計(jì)思想，我也懂得了，作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中不能有一點(diǎn)馬虎，每個(gè)步驟必須有根有據(jù)，不是憑空捏造的。而且，各種標(biāo)準(zhǔn)都必須按照國家標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)，查閱大量資料，只有這樣才能設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的作品的。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，對(duì)我來說有所收獲也存在著不足之處。
收獲：
（1） 能把以前所學(xué)的各種知識(shí)，綜合的應(yīng)用到這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，鞏固了以
前所學(xué)的知識(shí)。
（2） 學(xué)會(huì)了參閱各種資料及查閱大量關(guān)于機(jī)械類的手冊。
（3） 學(xué)會(huì)了獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。
不足之處：
（1） 有些問題的解決方法不是很好，需要在以后的學(xué)習(xí)實(shí)踐中進(jìn)一步改善。
（2） 有些工藝路線制定的不是太好，加工余量的確定不是很精確，須在以
后的實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步改善。
綜上所述：這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我以后參加工作起到了很大的幫助，我認(rèn)識(shí)到無論是工作還是學(xué)習(xí)都必須做到認(rèn)真、謹(jǐn)慎、時(shí)時(shí)處處細(xì)心。
Robot companion localization at home and in the office
Arnoud Visser J¨urgen Sturm Frans Groen
Intelligent Autonomous Systems, Universiteit van Amsterdam
http://www.science.uva.nl/research/ias/
Abstract
The abilities of mobile robots depend greatly on the performance of basic skills such as
vision and localization. Although great progress has been made to explore and map extensive
public areas with large holonomic robots on wheels, less attention is paid on the localization
of a small robot companion in a confined environment as a room in office or at home. In
this article, a localization algorithm for the popular Sony entertainment robot Aibo inside a
room is worked out. This algorithm can provide localization information based on the natural
appearance of the walls of the room. The algorithm starts making a scan of the surroundings by
turning the head and the body of the robot on a certain spot. The robot learns the appearance
of the surroundings at that spot by storing color transitions at different angles in a panoramic
index. The stored panoramic appearance is used to determine the orientation (including a
confidence value) relative to the learned spot for other points in the room. When multiple
spots are learned, an absolute position estimate can be made. The applicability of this kind of
localization is demonstrated in two environments: at home and in an office.
1 Introduction
1.1 Context
Humans orientate easily in their natural environments. To be able to interact with humans, mobile
robots also need to know where they are. Robot localization is therefore an important basic skill
of a mobile robot, as a robot companion like the Aibo. Yet, the Sony entertainment software
contained no localization software until the latest release1. Still, many other applications for a
robot companion - like collecting a news paper from the front door - strongly depend on fast,
accurate and robust position estimates. As long as the localization of a walking robot, like the
Aibo, is based on odometry after sparse observations, no robust and accurate position estimates
can be expected.
Most of the localization research with the Aibo has concentrated on the RoboCup. At the
RoboCup2 artificial landmarks as colored flags, goals and field lines can be used to achieve localization
accuracies below six centimeters [6, 8].
The price that these RoboCup approaches pay is their total dependency on artificial landmarks
of known shape, positions and color. Most algorithms even require manual calibration of the actual
colors and lighting conditions used on a field and still are quite susceptible for disturbances around
the field, as for instance produced by brightly colored clothes in the audience.
The interest of the RoboCup community in more general solutions has been (and still is) growing
over the past few years. The almost-SLAM challenge3 of the 4-Legged league is a good example of
the state-of-the-art in this community. For this challenge additional landmarks with bright colors
are placed around the borders on a RoboCup field. The robots get one minute to walk around and
explore the field. Then, the normal beacons and goals are covered up or removed, and the robot
must then move to a series of five points on the field, using the information learnt during the first
1Aibo Mind 3 remembers the direction of its station and toys relative to its current orientation
2RoboCup Four Legged League homepage, last accessed in May 2006, http://www.tzi.de/4legged
3Details about the Simultaneous Localization and Mapping challenge can be found at http://www.tzi.de/
4legged/pub/Website/Downloads/Challenges2005.pdf
1
minute. The winner of this challenge [6] reached the five points by using mainly the information of
the field lines. The additional landmarks were only used to break the symmetry on the soccer field.
A more ambitious challenge is formulated in the newly founded RoboCup @ Home league4. In
this challenge the robot has to safely navigate toward objects in the living room environment. The
robot gets 5 minutes to learn the environment. After the learning phase, the robot has to visit 4
distinct places/objects in the scenario, at least 4 meters away from each other, within 5 minutes.
1.2 Related Work
Many researchers have worked on the SLAM problem in general, for instance on panoramic images
[1, 2, 4, 5]. These approaches are inspiring, but only partially transferable to the 4-Legged league.
The Aibo is not equipped with an omni-directional high-quality camera. The camera in the nose
has only a horizontal opening angle of 56.9 degrees and a resolution of 416 x 320 pixels. Further,
the horizon in the images is not a constant, but depends on the movements of the head and legs of
the walking robot. So each image is taken from a slightly different perspective, and the path of the
camera center is only in first approximation a circle. Further, the images are taken while the head
is moving. When moving at full speed, this can give a difference of 5.4 degrees between the top and
the bottom of the image. So the image seems to be tilted as a function of the turning speed of the
head. Still, the location of the horizon can be calculated by solving the kinematic equations of the
robot. To process the images, a 576 Mhz processor is available in the Aibo, which means that only
simple image processing algorithms are applicable. In practice, the image is analyzed by following
scan-lines with a direction relative the calculated horizon. In our approach, multiple sectors above
the horizon are analyzed, with in each sector multiple scan-lines in the vertical direction. One of
the general approaches [3] divides the image in multiple sectors, but this image is omni-directional
and the sector is analyzed on the average color of the sector. Our method analysis each sector on
a different characteristic feature: the frequency of colortransitions.
2 Approach
The main idea is quite intuitive: we would like
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