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1、XX学院毕 业 设 计 说 明 书题目： 叉车滚轮的工装设计 二级学院（直属学部）： 专业： 数控技术 班级： 数控车51101 学生姓名： 学号： 指导教师姓名： 职称： 评阅教师姓名： 职称： 2015年 9月摘 要叉车滚轮应用于农业机械，建筑机械，和水利机械，是其中很重要的构件之一，该厂生产的产品大都远销美国、巴西等国家。年生产几十万件，属于大批量生产。根据公司现有设备，该产品加工多用专用设备。本文主要是介绍了叉车滚轮的加工工艺及加工中所需要的专用夹具的设计。首先对零件进行了工艺性分析了解各加工面所需要打到的加工精度，确定各个加工面的加工余量。制定合理的能够满足加工需要的工艺方案。为了保
2、证零件的加工精度需要进行基准面的选择和对零件的定位，并遵循一定基本原则，并进行定位误差的分析。加工中还涉及到各种加床夹具的设计。本文主要介绍的是专用工艺方案的设计，主要有夹具的定位，零件与零件的连接、夹具体与机床的连接和误差分析。关键词：加工工艺 工艺方案 夹具目录绪论1第1章 国内外研究现状及发展趋势7第2章 零件的工艺分析及生产类型的确定72.1 工艺分析72.2 生产类型8第3章 工艺过程设计73.1 加工方法的选择83.2 加工基准的选择103.3 初定工艺路线13第4章 毛坯的选择15第5章 确定机械加工余量及毛坯、设计毛坯图175.1确定机械加工余量175.2 确定毛坯尺寸225.
3、3 设计毛坯图26第6章 工序设计286.1 选择加工设备与工艺设备306.2 确定工序尺寸31第7章 确定切削用量及基本时间32第8章 夹具的设计348.1 设计分析368.2 定位基准的选择388.3 结构设计408.4 中心高度的定位418.5 夹具材料的选择38第9章 总结39致谢40参考文献45常州工学院毕业设计绪论机床夹具是在切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧的工艺装备。它的重要作用是：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，冲锋发挥和扩大机床的工艺性能。因此夹具在机械制造中占有重要的地位。机床夹具的设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品
4、质量和提高劳动生产率的一项技术措施。我们在设计中也应该注意一些重要方法，我们必须深入生产实践调查研究，因为，这样有利于我们掌握一些重要资料，例如： （1）工件的图纸详细阅读图纸，了解工件被加工表面的技术要求，该件在机械中的位置和作用，以及装配中的特殊要求。（2）工艺文件了解工件的工艺过程，本工序的加工要求，工件已加工面及及待加工面的状况，基准面的选择状况，可用的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批量大小相适应，做到经济合理。（4）制造与使用夹具的状况等。我深刻明白要想做好这次夹具设计，我也要了解并注意设计夹具出现的问题，对夹具最基本的要求
5、是：工件的定位准确，定位精度满足加工要求，工件夹紧牢固可靠，操作安全方便，成本低廉。工件夹具中的定位精度，主要是定为基准是否与工序基准重合，定位基准的形式和精度，定位元件的形式和精度，定位元件的布置方式，定位基准与定位元件的配合状况等因素有关。这些因素所造成的误差，可以通过数学计算求得。在采取提高定位精度的措施时，要注意到夹具制造上的可能性。在总的定位精度满足加工要求的条件下，不要过高的提高工件在夹具中的定位精度。夹具在机床上的定位精度，和刀具在夹具上的导向精度也不应忽视。夹具在机床上的定位精度，主要与定位元件表面与机床配合处的位置精度。夹具与机床连接处的配合间隙等因素有关。因此，提高夹具制造
6、精度，减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。如果定位精度要求很高，而通过提高夹具制造精度的措施已不可能或不合理时，应采用调整法或就地加工法解决，即在安装夹具时找正定位表面的准确位置，或在夹具安装后加工定位表面，使夹具在机床上获得高精度定位。刀具在夹具上的导向精度通常利用导向元件或对刀元件来保证。因此影响刀具在夹具上的导向精度的因素有：导套中心到定位元件产生变形等。夹具中出现过定位时，可通过撤销多余定位定位元件，使多余定位元件失去限制重复自由度的能力，增加过定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决。制造技术的重要性是不言而喻的，它与当今的社会发展密切相关。现代制造技术是当前世界各国研究和发
7、展的主题，特别是在市场经济的今天，它更占有十分重要的地位。人类的发展过程是一个不断制造的过程，在人类发展的初期，为了生存，制造了石器以便于狩猎，此后，出现了陶器，铜器，铁器，和一些简单的机械，如刀，剑，弓，箭等兵器，锅，壶，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水车等农用工具，这些工具和用具的制造过程都是简单的制造过程，主要围绕生活必需和存亡征战，制造资源，规模和技术水平都非常有限。随着社会的发展，制造技术的范围，规模的不断扩大，技术水平的不断提高，向文化，艺术，工业发展，出现了纸张，笔墨，活版，石雕，珠宝 ，钱币金银饰品等制造技术。到了资本主义和社会主义社会，出现了大工业生产，使得人类的物质生活和文明有
8、了很大的提高，对精神和物质有了更高的要求，科学技术有了更快更新的发展，从而与制造工艺的关系更为密切。蒸汽机的制造技术的问世带来了工业革命和大工业生产，内燃机制造技术的出现和发展形成了现代汽车，火车和舰船，喷气涡轮发动机制造技术促进了现代喷气客机和超音速飞机的发展，集成电路制造技术的进步左右了现代计算机的水平，纳米技术的出现开创了微创机械的先河，因此，人类的活动与制造密切相关，人类活动的水平受到了限制，宇宙飞船，航天飞机，人造飞机，人造卫星以及空间工作站等技术的出现，使人类活动走出了地球，走向太空。本文是与叉车滚轮有关的工装设计，叉车应用与工业机械中，通常用与托运大或笨重的货物，以减轻人力劳动强
9、度从而节约企业成本。插车在托运器重货物是靠其两侧的支撑架来实现的，支撑架在唾弃重物时由上下两根轴支撑通过链条带动把重物托起，在运转过程中由于存在着摩擦使链条在带动托运架旋转时产生很大的噪音很震动，为消除这种现象在插车中用了很多的轴承！滚动轴承是一种通用性很强，标准化，系列化程度很高的基础元件。由于各种机械有着不同的工作条件，对滚动轴承在载荷能力，结构和使用性能等方面都提出了各种不同的要求。为此，滚动轴承就需要有各式各样的结构。但最基本的结构是由内圈，外圈，滚动体和保持架组成。1. 内圈通常与轴配合，并与轴一起旋转。2. 外圈通常与轴承座孔或机械部件外壳配合，起支撑作用。但在某些场合也有外圈旋转
10、，内圈固定的，或内外圈都是旋转的。3. 滚动体借助保持架均匀的排列在内圈和外圈之间。滚动体有球，圆柱滚子，滚针，圆锥滚子和球面滚子等，它们的形状大小和数量直接影响轴承的承载能力和使用性能。4. 保持架将轴承中的一直组滚动体等距离隔开，引导滚动体在正确的滚道上运动，改善轴承内部载荷分配和润滑性能。为了适应某些使用要求，有的轴承会增加或减少一些零件，如无内圈，无外圈，即无内圈有无外圈；或带防尘盖，密封圈及安装调整用的紧定套.轴承在工作时对其影响最大的除了他的制造精度外其游隙对其影响也很大如果游隙选择不正确同样不能正常工作，轴承的游隙可分为径向游隙和轴向游隙，径向游隙指一个圈固定不动另一个相对固定套
11、圈径向移动量，轴向游隙是指一个套圈固定另一个移动套圈相对移动套圈轴向偏移量；游隙又有工作游隙，安装游隙和原始游隙之分，原始游隙指未安装前的游隙，安装游隙指安装后的游隙，由于安装过盈配合的原因，内圈在安装时会有相应的膨胀，使游隙减小，一般原始游隙大于安装游隙；工作游隙指轴承在运转时的游隙，轴承在运转时由于材料和受摩擦产生的热不一样，使轴承内外圈的热膨胀不同使游隙变大或减小，由于离心力的不同内膨胀小于外圈的膨胀，也造成游隙减小，一般来说工作游隙有大与安装游隙。由于游隙的存在又潜在要求轴承的沟道精度要高，给造成加工带来难度，所以在设计轴承时一定要多方考虑轴承的游隙。本课题所涉及到的是叉车两侧的滚动轴
12、承，它的结构外观图为图0.1 滚动轴承外观图这类轴承很一般的深沟球的工作原理基本一样，所不同的是该轴承是双滚道，内圈固定在车体上，外圈旋转并起一定的支撑作用，剖开图如下：图0.2 滚动轴承结构图如图所示，该产品由内圈，外圈，滚动体密封槽组成，他于一般深沟球轴承的区别在与：他是双滚道，没有保持架，内圈由轴做成，轴的两段各有一个孔，他是用来安装用的，用螺栓连接在车架上，内圈固定外圈旋转，为防止灰尘等一些杂物进入滚道影响轴承的旋转精度，在轴承的两端装有密封圈来防止硬度大的颗粒进入滚道，同时还可以提高轴承的使用寿命。第1章 国内外研究现状及发展趋势 随着经济的高速发展，国家基本建设的规模越来越大，需要
13、吊运的物品的质量、体积和起升高度都越来越大，起重机愈来愈显示其优越性，市场容量迅速上升，引起了国际知名厂商的关注，国内起重机行业也兴起了起重机开发热潮。早在2002年，徐工集团就已经成为了世界最大的起重机生产商之一，而大吨位起重机的关键技术一直掌握在外国手中。为了能够更好的吸收外国的技术，提高设计水平，加快设计步伐，徐工集团与吉林大学签订了合作开发大吨位轮式起重机整体与结构设计计算软件的项目。支腿作为保证起重机正常工作的主要结构，其强度是否符合设计要求，对整体设计非常重要。从以上分析可以发现，叉车滚轮零件是机器及部件的基础件，它将机器及部件中的轴、轴承和齿轮等零件按一定的相互位置关系装配成一个
14、整体，并按预定传动关系协调其运动。叉车滚轮的装配基准面与加工中的定位基准面应有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔与装配基准面之间应有一定距离尺寸精度的要求。其中设计专用夹具和组合镗头的应用进一步提高叉车滚轮的加工精度和效率。特别是在工装的设计上，要求根据被加工零件的加工要求，设计得高效、省力、经济合理，并能保证加工质量。机床夹具在保证产品优质、高产、低成本，充分发挥现有设备的潜力，便于工人掌握复杂或精密零件加工技术，减轻工人的劳动强度，夹具在机械制造各行业的运用，大幅度提高了机械零件的质量和产品的稳定性，提高了劳动生产率，降低了产品的成本。近年来在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有
15、限元分析方法得到了广泛的应用。早在20世纪50年代末、60年代初国际上就有很多国家投入大量的人力和物力开发具有强大功能的有限元分析程序。其中最为著名的是由美国国家宇航局（NASA）在1995年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的NASTRAN有限元分析系统。从那时到现在，世界各地的研究机构和大学也发展了一批规模小但使用灵活、价格较低的专用或通用的有限元分析软件，主要由德国的ASKA、英国的PAFEC、法国的SYSTUS、美国的ABQUS、ADINA、ANSYS、BERSAFE、BOSOR、ELAS、MARC和STARDYNE等公司的产品。当今国际上有限元分析方法和软件发展呈现出以下一些趋势:1）从单纯的结构力学计算发展到求解许多物理场问题。2）有求解线性工程问题进展到分析非线性问题。随着科学技术的发展，线性理论已经远远不能满足设计的要求。3）增强可视化的前置建模和后置数据处理功能。早期有限元分析软件研究重点在于推导新的高效率求解方法和高精度单元。随着数值方法的逐步完善，尤其是计算机运算速度的飞速发展，整
