学位论文-—sc63112综合检具.doc

2010届机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）第一章 绪论1.1 选题背景本设计题目来源于社会实际,本课题主要是SC6311-2综合检具设计，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。1.2 综合检具概述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专用测量工具，适用于大批量生产的产品，如汽车零部件等，以替代卡规、塞规、三坐标测量机等测量工具。游标卡尺，深度尺属于量具，非检具。综合检具是用于对各种零件如轴类零件、箱体类零件等多个尺寸的综合检测。SC6311-2综合检具应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。综合检具是组合检具，综合检具由定位装置、夹紧装置、测量装置和辅助装置（包括导向装置、传动装置和测量零件的紧固装置）组成。SC6311-2综合检具是由一系列机械零部件组合而成的简易检具台设备，主要由底板、检测座、直角座、导向座、锁紧座、定位座、检测滑块和手柄杆组成。SC6311-2综合检具适用于检测轴类零件，检测轴类零件的孔和槽。SC6311-2综合检具的底板用于固定检测座、直角座、导向座、锁紧座、定位座等用于对被检测的轴承定位零件。定位座、直角座、锁紧螺钉和量棒对被检测轴类定位，检测座、检测滑块、手柄杆、球头和检测座盖板构成的机构对轴类零件的槽宽度进行检测。综合检具采用钢骨架结构或板式结构，（底座在 400X600以下用板式结构）凡重量在20kg 以上的检具应在适当位置设置4个起吊钩，设置的位置须考虑起吊平稳、起吊钩高度应保证钢丝绳不与检具构件发生干涉。检具放置时，基准面不应着地。底座下面应有支撑。钢骨架结构的检具应设置滚轮。检测座装置采用可拆卸结构，以便对检具进行校验。手动夹紧装置及检测滑块装置应设置在检具的合理位置，操作灵活，锁紧稳定可靠，不与其它构件发生干涉，夹紧方向应与应与零面垂直。1.3 研究该题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，如卡规、塞规、位置度检具等。制造业的发展和需求，推动了检具工业的发展。近年来，在满足检测控制的要求，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。另外，传统检具通常是无法重复使用的，而柔性检具通过调整和重新标定，几乎全部可以重复使用，相比之下，柔性检具的经济性是显而易见的。从趋势上看，误差检测的自动化和系统的重复使用性是检具的发展方向。夹紧装置设计是SC6331-2综合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。而深入生产实际调查研究中，应当掌握下面的一些资料：(1) 工件图纸：详细阅读工件的图纸，了解工件被加工表面是技术要求，该件在机器中的位置和作用，以及装置中的特殊要求。(2) 工艺文件：了解工件的工艺过程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面状况，基准面选择的情况，可用机床设备的主要规格，与夹具连接部分的尺寸及切削用量等。(3) 生产纲领：夹具的结构形式应与工件的批量大小相适应，做到经济合理。(4) 制造与使用夹具的情况，有无通用零部件可供选用。工厂有无压缩空气站；制造和使用夹具的工人的技术状况等。综合检具开始设计前，应召开一个设计概念的预备会议。应参加的主要人员为：供应商检具工程师、检具设计及制造方的代表和GM的SQE。还可以邀请：GM产品工程师、尺寸工程工程师、生产（译注：总装）厂代表和GM采购代表。设计概念应包括详细的检具的草图和书面描述，以便能依此进行检具设计。设计概念不必详细得如一个完成的设计，但应包括下列信息：被测零件与检具基座的位置关系。最好使用装车位置，然而，其它位置可能更适应被测零件/量具的使用（即第一使用位置）（译注：见第14页术 语）。如果相对装车位置有偏 离 ，应以90为增量进行偏转。定位基准方案应与几何尺寸及公差图纸（GD&T）一致。支撑被测零件的检具零件和装置。建议的夹紧技术。用于检测下列特性的检具零件和装置。设计概念应考虑操作者的人机工程学、被测零件的装和拆的容易度、三坐标 检查和SPC的数据采集的可行性。当检具用于全球性的整车项目时，应考虑操作者的习惯。GM的SQE将审核和批准在产品表面上选取用于采集SPC数据来监测KPC特性 的X、Y、Z位置。如果可能，需考虑到相配零件的KPC位置，以获得相互对应的数据结果。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 综合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。几十年来，随着国外大型成套技术的发展，出现了一系列新型成套设备与单机。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。随着国外大型成套技术的发展，出现了一系列新型成套设备与单机。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，近年来我国工具行业（包括刀具和量具量仪制造）有了长足的发展。2001年与2000年相比，工业总产值增长11.8%，销售产值增长约11.5%；2002年工业总产值同比增长20.8%，销售产值增长14.8%；2003年工业总产值同比增长16.1%，销售产值增长13.8%；2004年上半年与2003年同期相比，工业总产值增加达22.9%，销售额增长达29.4%，经济增速势头强劲。据我国数显行业分会统计和预测，“十一五”期间，综合检具的需求量的年增长率将达到20%以上，到2010年，销售额将达到810亿元，发展前景十分看好。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。2002年以来，世界机床行业呈现快速增长态势。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也得到了发展，国内销售量也有了大幅度的提高。但是，和国外先进综合检具产品和技术相比仍有较大差距，特别是普通性能的检具、尤其是量大面广的柔性检具，行业内存在着严重的低价销售、恶性竞争的局面。令人感到宽慰和欣喜的是，国内检具制造企业，近年来在柔性检具的自主开发上加大了投资力度，柔性检具是具备可调、大部分部件可以重复使用的专用尺寸误差检测工具。柔性检具可以通过适当调整完成对不同型号或产品的检测，所以具备一对多、所占空间小、材料浪费少的特点。同时，柔性检具通常是模块化结构，制造周期通常都比较短。综合检具在这方面的优点尤为突出。世界制造业的中心正逐步向我国转移。在经济全球化的今天，世界制造业的中心正逐步向亚洲和中国转移。改革开放、国民经济的快速发展，尤其是我国在进入WTO后，促进了我国制造业的蓬勃发展；汽车制造业、航空制造业、家电制造业的发展，大大推动了我国检具、柔性检具综合检具的发展。综合检具的国内外市场空间巨大，发展前景良好。尽早将我国从综合检具的制造大国转变成为综合检具制造强国，我国检具行业任重而道远。我国经济步入重工业化阶段后，作为装备制造业“工业母机”的机床消费量持续增长。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。2002年以来，世界机床行业呈现快速增长态势。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也得到了发展，国内销售量也有了大幅度的提高。但是，和国外先进综合检具产品和技术相比仍有较大差距，特别是普通性能的检具、尤其是量大面广的柔性检具，行业内存在着严重的低价销售、恶性竞争的局面。令人感到宽慰和欣喜的是，国内检具制造企业，近年来在柔性检具的自主开发上加大了投资力度，柔性检具是具备可调、大部分部件可以重复使用的专用尺寸误差检测工具。柔性检具可以通过适当调整完成对不同型号或产品的检测，所以具备一对多、所占空间小、材料浪费少的特点。同时，柔性检具通常是模块化结构，制造周期通常都比较短。在大量的资金投入的情况下，已经取得成效，分别取得了或正在取得具有自主知识产权的技术专利。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。汽车制造业中，检具被广泛用于冲压、注塑、装配等车间，价格从几万人民币到上百万人民币不等。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。1.5 综合检具工作原理SC6311-2综合检具由定位装置、夹紧装置、测量装置和辅助装置（包括导向装置、传动装置和测量零件的紧固装置）组成。总的来说，SC6311-2综合检具就是通过自身的定位装置、夹紧装置和辅助装置把被检测零件定位，在通过检测装置对零件是否合格进行检测。在S6311-2综合检具中，直角座、定位座、定位销、锁紧座、锁紧螺钉、导向座及量棒对零件进行夹紧定位。首先，将零件的一端定位座和定位销组成的定位装置上，同时，零件的另一端放置在直角座上，这样就对零件完成了2个方向的定位。其次，在导向座、套筒和量棒构成的体系的作用下，通过量棒插入零件的孔中对零件进行导向，其实量棒在对零件导向的同时就对零件进行了两个方向的定位，量棒也对零件的孔的误差进行了检测；如果量棒很容易就插入零件的孔中并能左右摇动一段距离，则零件不合格；如果量棒无法插入孔中，则零件也不合格；当量棒能慢慢插入孔中，且当量棒深入孔中一大段距离后，左右摇动的距离很小很小，则被检测零件的孔是合格的。上述过程基本对零件进行了定位，下面通过锁紧座和锁紧螺钉对零件进行固定夹紧，通过扭动锁紧座与锁紧螺钉接触的螺纹，使锁紧螺钉前移，以至顶紧被检测的零件。这样，就通过直角座、定位座、定位销、锁紧座、锁紧螺钉、导向座及量棒对零件进行夹紧定位的过程。在已经对零件定位加紧以后，就对零件的槽进行检测。检测座、检测滑块、检测滑块盖板、螺钉、手柄杆以及球头构成了检测装置。检测装置通过球头推进滑块向前移动，最终深入到零件的槽中去，对零件的槽进行检测。第二章 综合检具总体设计2.1 综合检具设计要求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专用测量工具，适用于大批量生产的产品，如汽车零部件等，以替代卡规、塞规、三坐标测量机等测量工具。游标卡尺，深度尺属于量具，非检具。综合检具是用于对各种零件如轴类零件、箱体类零件等多个尺寸的综合检测。综合检具由定位装置、夹紧装置、测量装置和辅助装置组成，SC6311-2综合检具由底板、直角座、导向座、检测滑块座、定位座、锁紧座、锁紧螺钉、定位销、套、量棒、检测滑块、检测滑块盖板手柄杆和球头组成，在设计SC6311-2综合检具这些部件时，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（MMC）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） 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 定位装置设计零件定位一般通过3个平面，即第一基准（A）、第二基准（B）和第三基准（C）。第一基准需要3个或更多的接触点；第二基准需要2个接触点；第三基准需要1个接触点，即321原则。但在实际生产中很少用“点”来定位，大多数用定位元件的“面”来代替“点”。综合检具的定位方式及定位元件的构成与零件的形状、尺寸、精度有关。应尽量选择重心平面作为第一平面，以便于零件在重力的作用下与基准面接触。SC6311-2综合检具以321定位原则作为规范，对综合检具进行定位装置设计，以保证对被检测零件的定位。SC6311-2综合检具的定位装置由直角座、导向座、定位座、定位销、套及量棒构成，通过上述部件对零件进行定位。定位座和直角座用来放置零件，并起到对零件的定位作用，量棒插入零件的孔中，对零件进行导向，同时也对零件的孔进行检测和对零件完成定位，定位座和定位销构成的机构是保证零件定位的又一道防线。2.3.1 定位座与定位销 定位座是综合检具的重要部件，连接轴通过放置在直角座和定位座上面，位于水平位置，使连接轴的中心线与底板的边平行，平行度为0.01。为了满足定位要求，定位座选材尤其重要，定位座选用T10A为材料，淬火5560HRC，定位座长为36mm，宽为31mm，高20mm。为了满足零件的定位，定位座表面与基准保持平行度为0.01。定位座固定在底板上，现设2个定位孔，2个螺纹孔，将定位座固定在底板上，定位孔同样存在一定的偏差，取此定位孔为6，上偏差为+0.012，下偏差为0，为了完成对连接轴的定位，定位销安装在定位座中，必须设计出定位销，选用直销最为合适，要保证被检测零件的定位，根据定位座的大小，在定位座上适合位置设计出定位销孔6，上偏差选为+0.012，下偏差为0，现定位座如图2-1。 图2-1 定位座定位销是对零件的定位关键部件，选用直销，定位销安装在定位座中间的孔，定位销，选T10A为材料，淬火5560HRC，定位销下端直径尺寸为6，上偏差为+0.02，下偏差为0.012，长为20mm，以便于和定位座连接。为了满足对零件的检测要求，定位销上端直径尺寸为8，上偏差为0，下偏差为-0.01，长为14mm，定位销如图2-2。 图2-2 定位销定位销与定位座之间采用过渡配合，在孔和轴配合中，由于两者的公差带相互交叠，任取一对孔和轴相配，可能具有间隙，也可能具有过盈的配合，称为过盈配合。误差计算，在定位座上的定位销孔6，上偏差选为+0.012，下偏差为0。取定位销的上偏差为+0.020，下偏差为+0.012，定位座上定位孔的上偏差为+0.012，下偏差为0，带入计算， ES=+0.012 , EI=0 es=+0.020 , ei=+0.012最大间隙 X = ES - ei = +0.012-(+0.012) = 0最大过盈 Y = EI es = 0 (+0.020) =-0.020配合公差=0-（-0.020）=0.020，在允许的误差范围内。定位销上端直径尺寸为8，上偏差为0，下偏差为-0.01，长为14mm，根据被检测零件的误差允许值。在定位座与定位销之间取形位公差为0.01。即去定位销与基准的垂直度取为0.01。2.3.2 直角座在综合检具中，直角座对零件起到规正方向，使零件的中心线为处于水平位置，直角座选用T10A为材料，淬火5562HRC，为了便于放置零件，直角座长设计为65mm，宽为25mm，前面定位座高度为20mm，为了保证零件处于水平线上，直角座上用来放置零件的高度设计为20mm，放置宽度为10mm，由于零件放置在直角座上，必然存在定位误差，前面定位与基准的平行度为0.01，取直角座上定位部分的，平行度为0.01，零件与直角座一竖直边靠齐，为了保证零件的定位，此竖直边的垂直度设计为0.01。直角座如图2-3。 图2-3 直角座2.3.3 导向座、套和量棒导向座、套和量棒构成导向系统，同时起到定位和检测作用，首先对部件选材，导向座选用45号钢，套选用T10A，量棒选用T10A；为了更好的检测零件的合格度，对导向座、套和量棒热处理，导向座调质2733HRC，套淬火5560HRC，量棒淬火5560HRC，量棒的中心位置安装在离底板26mm，为了便于安装量棒，导向座高度设为36mm，导向座宽为20mm，为了保证量棒对零件的导向、定位和检测，在导向座和量棒直接设计出套，套外径为12，上偏差为+0.029，下偏差为+0.018，内径为8，为导向座在定位时，取定位公差为+0.029-0.018=0.011，取量棒与基准的垂直度为0.01。导向座如图2-4。 图2-4 导向座为了对零件定位和导向，量棒必须插入到零件的孔当中去，零件的孔直径为4.88，上偏差为0，下偏差为-0.005。则设计量棒时，保证深入孔的外径为4.88，上偏差为0，下偏差为-0.005。量棒如图2-5。 图2-5 量棒套与量棒采用间隙配合。要求间歇在0.0020.004之间。孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸，所得之差为正时，此差值称为间隙，由于孔、轴是有公差的，所以，实际间隙的大小将随着孔和轴的实际尺寸而变化。孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸，所得的代数差，称为最大间隙（X）。孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差，称为最小间隙（X）。考虑到连接轴的孔与槽之间的检测距离为A，所以在安装综合检具的量棒时，要保证量棒中心线与滑块中心线的距离也为A，就必须使导向座的中心和检测座的中心距离为A， A = 160-75-30/2-35.5=34.5mm连接轴的孔为4.88mm，上偏差为0，下偏差为-0.005，槽为15.07mm，上偏差为0，下偏差为-0.01。检测距离的上下偏差为， ei = 0+0 = 0 es = -0.005-0.01 = -0.015综合检具的定位系统，符合6点定位原则，完成了对零件的全面定位，使综合检具在检测的时候，更好的检测出零件合格与否。 2.4 夹紧装置设计考虑到零件在机构上的装配关系，当零件放在综合检具的基准面上时，可以用夹紧装置，将零件和基准面相贴合。另外夹紧装置应具有足够的刚性，并使零件变形最小，所以夹紧装置的夹头应该与基准面垂直。锁紧装置由锁紧座和锁紧螺钉组成，锁紧座选用45号钢，调质2733HB；锁紧螺钉选用45号钢以便对零件进行夹紧，淬火3540HRC。夹紧力作用点是指夹紧时，加紧元件与零件表面的接触位置。它对零件的夹紧稳定性和变形有很大的影响。在对零件的夹紧过程中，选择夹紧力作用点时，要考虑几个因素：1、夹紧力应落在支撑元件上或几个支撑元件所形成的支撑平面内。2、夹紧力应落在零件刚性较好的部位上。3、夹紧力应尽可靠近工件面，可以增加夹紧的可靠性，防止和减少工件的振动。夹紧力的方向是与工件定位基准所处的位置，以及工件所受外力的作用方向等有关。考虑夹紧力的方向时应该：垂直于工件的主要定位基面，以保证精度。夹紧部位应该有利于减少所需要的加紧力的大小。夹紧力的大小对检测零件装夹的可靠性，零件和锁紧螺钉的变形，夹紧装置的复杂程度等都有着很大的影响。因此，在夹紧力的作用点和方向确定之后，还要恰当的夹紧力大小。如图2-3，锁紧螺钉。综合检具的夹紧装置由锁紧座和锁紧螺钉构成，为了保证锁紧螺钉对连接轴进行锁紧，锁紧螺钉的中心线必须保证与底面的距离为26mm，以至于锁紧座必须高于26mm，设计锁紧座高32mm，由于锁紧螺钉安装在锁紧座上，设计锁紧的宽度为12mm。为了保证锁紧座安装在底板上，对锁紧座加工螺孔2个。锁紧螺钉是夹紧装置的主要部分，锁紧座如图2-6。 图2-6 锁紧座由于锁紧螺钉只是对零件进行锁紧，锁紧座与量棒的距离要求一般尺寸就可以达到，锁紧螺钉中心线与底板的高度也只需要要求一般尺寸即可，为了便于对零件的锁紧，锁紧螺钉与零件的接触位置设计成小圆面，小圆面直径为4，锁紧螺钉手动旋转，锁紧螺钉前进，顶紧零件，把锁紧螺钉手动旋转的部分设计成网纹，便于旋转，锁紧螺钉如图2-7。 图2-7 锁紧螺钉2.5 检测装置设计检测装置是用来检测零件是否合格的装置，所以检测装置的精度要求一定要很高，才能检测出零件是否合格，但检测装置又不能要求太高，否则反而会把合格的零件检测成不合格品。为了对连接轴的槽进行检测，SC6311-2综合检具的检测装置由检测座、检测滑块、检测滑块盖板、手柄杆和球头组成。SC6311-2综合检具在和零件相接的地方，必须保证检具部件的公差是零件的2倍，这样才能很好的检测零件是否合格。这就牵连到形位公差的计算。检测滑块可以说的上是综合检具最重要的部分了，对检测滑块选用材料T10A，淬火5560HRC，根据零件尺寸设计，检测滑块宽15 mm，高10mm，在综合检具中为了对槽的宽度的检测，检测滑块的误差允许范围为，上偏差为0，下偏差为-0.01。检测滑块如图2-8. 2-8 检测滑块检测座的设计尤其重要，检测做采用材料T10A，淬火5560HRC，检测滑块安装在检测座上的位置的确定，通过计算，零件定位夹紧后，零件的槽相对于底板的高度为35mm，检测座的高为45mm，检测座的宽为35mm，检测座如图2-9。 图2-9 检测座前面已经对连接轴进行了精确定位，夹紧； 在对零件进行定位时，定位销为8mm。所以零件轴在这儿的定位误差：=-0.01/2=-0.005mm。在量棒对零件的检测和定位时，量棒和零件的接触尺寸为4.88mm， 综合检具检测滑块的尺寸为1015mm。对零件515mm的键槽进行检测，零件的键槽的误差:=-0.01/2=-0.005mm。键槽尺寸为15mm。零件的尺寸误差只允许-0.005。 综合检具直角座上的形位误差为0.01mm，零件与直角座接触的轴段部分的直径12，上偏差为+0.005mm，下偏差为-0.005mm。滑块中心线与量棒中心线的距离为34.5，允许误差为，上偏差为0,下偏差为-0.015。 通过上述计算，综合检具的检测滑块的中心线的垂直度选为0.01。这样就能对零件的检测做的一定的精确。2.6 底板设计 底板选材料为45号钢，45号钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工；同时，它具有较好的耐磨性、铸造性和切削性。在底板设计中，我们对它调质270300HB，这样，调质处理后底板具有良好的综合机械性能。根据连接轴的零件图纸，设计出的底板，长为191mm，宽为103mm，厚为25mm；这样才能达到最佳。对底板上下表面要求表面粗糙度为0.8，其余面皆为3.2。下面分别对定位装置、夹紧装置和检测装置在底板上的位置进行设计。连接轴是放置在定位座和直角座上的，因此，定位座和直角座最好放置在底板的中间位置附近，以底板的一长度边为x轴，以底板的一宽度边为y轴来设计综合检具部件在底板上的孔中心位置，直角座放置在底边右边部分，与y轴的距离为52.5mm，保证直角座垂直于y轴，在底板上，钻去4个孔，分别是2个定位孔，1个螺纹孔，用来固定直角座，2个定位孔中心坐标为（23，52.5）、（42，52.5），2个螺纹孔中心坐标为（8，52.5）、（57，52.5）。同理，设计定位座在底板上的孔中心坐标，螺纹孔中心坐标为（162.5，53）、（182.5，68），定位孔中心坐标为（162.5，68）、（182.5，53）。夹紧座在底板的孔位置，设计在靠近底板的长度边，与定位座靠近，以便于对检测零件进行锁紧，它由2个螺纹孔安装在底板上，中心坐标为（120，84）、（145，84）。导向座的定位，设计在直角座上方，紧靠底板的长度边，它分别由2个定位销定位，2个螺钉紧固；定位孔中心坐标为（33，97）、（67，84），螺纹孔中心坐标为（33，84）、（67，97）。检测座固定在底板靠近长度边的位置，与导向座和锁紧座异边。检测座上安装的检测滑块与导向座上的量棒之间的距离已经有连接轴索确定，为22.5mm。在底板上设计2个定位孔，2个螺纹孔，对检测座进行定位装配，其中，定位孔的中心坐标为（59，22.5）、（110，8.5），螺纹孔的中心坐标为（59，8.5）、（110，22.5）。底板上定位孔和螺纹孔的大小设计，首先，在保证定位座、直角座、锁紧座、导向座和检测座的定位装配的前提下，尽量简化底边的加工步骤，降低加工成本；其次，要使底板上加工出的孔便于加工，也要便于检测，更好的把定位座、直角座、锁紧座、导向座和检测座装配在底板上，造成的安装误差越小越好。考虑以上问题，底板定位孔设计为6，螺纹孔为M6-6H。底板如图2-10图2-10 综合检具底板第三章 零件机加工工艺流程及工艺分析3.1 工艺流程分析本工艺流程是对该产品图纸做综合性思考，然后考虑其各部分结构形式以及个表面要加工部分的粗糙度要求、基准要求和加工定位夹紧的合理方便性以及所使用的各机床设备所制定的产品加工顺序。其作用如下：（1） 为工艺过程卡片做好准备，工艺流程的确定正确直接关系到工艺过程的正确性。（2） 是写工序卡片的基础，工序卡片里面的定位夹紧很重要，基准的选择要恰当，工艺流程的是否正确也关系到工序卡片制定的是否合理性。 根据对SC6311-2综合检具零件图的工艺分析和加工方法的基本确定，并考虑到其各表面粗糙度的不同，加工的机床设备和方法也不同。3.2 对连接轴制定出的加工顺序 连接轴的加工工艺为: 1 、粗车端面； 用C614车床，以三爪卡盘、顶尖固定材料，粗车端面。2、半精车端面；用C614车床，以三爪卡盘、顶尖固定材料，半精车端面3、粗车外圆到12.5mm，深55mm，深75mm；用C614车床，以三爪卡盘、顶尖固定材料，粗车外圆到12.5mm，相对于毛坯的端面，车深55mm的外圆和深75mm的外圆；4、精车外圆到12mm，深55mm，深75mm；用C614车床，以三爪卡盘、顶尖固定材料，精车外圆到12mm，相对于毛坯的端面，车深55mm的外圆和深75mm的外圆；5、铣平面2030；用立式铣床X52K，以铣平面夹具固定，用可转位面铣刀50，铣平面2030。6、铣平面3530；用立式铣床X52K，以铣平面夹具固定，用可转位面铣刀50，铣平面2030。7、铣平面7510.38；用立式铣床X52K，以铣平面夹具固定，用可转位面铣刀80，铣平面2030。8、铣槽155；用立式铣床X52K，以铣槽夹具固定，用可转位面铣刀10，铣槽155。9、精镗通孔4.88。 用组合铣床，以镗孔夹具固定，运用精镗模、镗杆及微调镗刀、专用检具等设备，精镗通孔4.88 工序1粗车端面 工序2半精车端面 工序3粗车外圆到12.5mm，深55mm，深75mm 工序4精车外圆到12mm，深55mm，深75mm工序5铣平面2030 工序6铣平面3530 工序7铣平面7510.38 工序9精镗通孔4.88 工序8铣槽155总结本次毕业设计虽然仅仅经历了短暂的三个月，但是它浓缩了大学四年学习的全过程，体现了我们对所学知识的掌握和领悟程度。由于我们是第一次进行整体性地设计，不可避免地碰到了许多困难，有时甚至会感到无法下手。无论碰到什么样的困难，我都没有退缩，凭借着一股求知的热情，再加上指导老师的帮助，然后再回到书本攻克一个又一个的难题，最终圆满地完成了本次设计。通过本次毕业设计，使我在各个方面都有了很大的提高，具体地表现在以下几个方面：1.对大学四年所学到的东西进行了归纳总结，找到了各种学科之间的交叉点，同时构成了一个知识网络，形成了一个整体的知识体系，进一步完善了自己的知识结构。2.对所学习知识点进行查漏补缺，并了解学习了新的知识，开阔了视野，拓宽了自己的知识面。养成了勤学好问的习惯，同时具有了一定的创新思维。3.利用理论知识解决实际问题的能力得到