孔距检具.docx
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孔距检具.docx
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孔距检具
摘要
本文主要介绍了利用专用检具对孔距进行检测,开始先对孔检具的一些基本知识进行了说明,比如孔距检具的原理、孔距检具的作用、孔距检具一些部件的工艺及加工方法等。
然后对一些常规的孔距检测方法进行了介绍并对其中涉及的一些常用检具进行了说明,最后针对一个图纸设计了一款专用检具进行孔距的检测。
在整篇文章的开始我先说明了专用检具在平时生产中的重要作用。
在现代制造业中孔距检具的应用越来越广泛了,对孔距检具的要求也越来越高,随之对孔距的检测也要求更加准确,更加快速,所以要求我们设计专用检具来快速准确的判断零件是否合格已经是形式所趋了。
摘要…………………………………………………………………2
前言…………………………………………………………………4
第一章绪论…………………………………………………………5
第1.1节选题背景……………………………………………………………5
第1.2节孔距检具概述………………………………………………………5
第1.3节研究该题的意义……………………………………………………5
第1.4节检具国内外现状和发展趋势………………………………………7
第1.5节孔距检具工作原理…………………………………………………8
前言
时间已不知不觉,竟悄无声息的从我身边流过,不给任何提示,突然才发现它以来到毕业前夕!
毕业设计是其中最后一个环节,是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。
随着制造业的迅速发展,中心具检具应用愈来愈广泛。
在完成几年的课程学习和课程、生产实习,我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械加工工艺、检测等专业基础课和专业课方面的知识,对零件的检测有了一个系统、全面的理解,达到了学习的目的。
对于孔距具检具这个实践性非常强的设计课题,我上网和在图书馆寻找了大量的资料。
在指导老师的协助下和同学之间的讨论中设计时,将充分利用和查阅各种数据,尽最大努力搞好本次毕业设计。
在设计的过程中,将有一定的困难,但有指导老师的悉心指导和自己的努力,相信会完满的完成毕业设计任务。
本次设计以孔距测量为主线,综合了百分表,最后到专业量具的设计。
在设计该专业量具的同时总结了以往专用量具的一般方法、步骤,把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来,所谓学以致用。
在设计中除使用传统方法外,同时引用了CAD、UG等技术,力求达到减小劳动强度,提高工作效率的目的。
由于实际经验和理论技术有限,设计的错误和不足之处在所难免,希望各位老师批评指正,谢谢!
1绪论
1.1选题背景
本设计题目来源于社会实际,本课题主要是孔距检具设计,提高我们对检具行业和检测技术的了解,掌握零件的设计,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孔距检具概述
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。
孔距检具是用于对各种零件如轴类零件、箱体类零件等尺寸的检测。
孔距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。
孔距检具由定位装置、夹紧装置、测量装置和辅助装置组成。
孔距检具是由一系列机械零部件组合而成的简易检具设备,主要由底座、支撑座、百分表、校表块、芯轴、测棒、紧定螺钉、定位销等组成。
孔距检具适用于检测轴类零件。
孔距检具的底座用于固定支撑座、芯轴。
底座、芯轴对被检测零件定位。
检测座装置采用可拆卸结构,以便对检具进行校验。
夹紧装置及检测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。
夹紧装置设计是孔距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)工艺档:
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;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:
供货商检具工程师、检具设计及制造方的代表。
还可以邀请:
产品工程师、尺寸工程工程师、生产厂代表和采购代表。
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)。
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一致。
支撑被测零件的检具零件和装置。
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。
孔距检具的出现让我们能够更好的检测轴类两孔是否合格,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。
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。
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,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8~10亿元,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,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,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。
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,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,提高检具适应车间现场的加工环境和条件的能力,提高检具机构中传统机械零部件的加工装配精度,提高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。
2孔距检具总体设计
2.1孔距检具设计要求
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。
孔距检具由百分表、表架、紧定螺钉、定位销、底座、校表块等,在设计孔距检具这些部件时,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(双点划线)。
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,检具原材料应尽可能选用可采购到的标准件。
(3)在选择材料定位夹紧装置时,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:
六点定位原则)组成的三维空间中。
(5)在检具设计图上无需标明常规的制造注解。
(如螺钉等)。
(6)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。
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。
(7)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。
(8)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。
(9)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或工程更改号码的更改说明。
(10)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。
2.2孔距检具零件设计原则
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:
操纵力要在人力范围内、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。
主要零件的设计
1.底座:
1.零件的作用及材料的确定:
底座是固定芯轴和支撑做的重要零件。
零件的材料为HT200。
考虑到其工作的环境以及加工的难度,选择锻件。
2.零件的尺寸确定:
考虑到检具的活动范围和底座的作用,以及材料的用度及零件本身的重量,确定底座如图所示:
2.芯轴:
1.零件的作用及材料的选择:
芯轴是回转类零件,主要用于待测零件的定位,所以芯轴要有一定的配合精度以及表面接触强度,还要有足够的耐磨性,以满足使用要求。
所以,芯轴采用45号钢作为其材料。
1.零件的尺寸:
该零件是轴类零件,形状不太复杂,尺寸精度要求比较高。
φ20的外圆,30的外圆,都有很高的尺寸精度要求,主要是为了和其装配件很好的装配。
零件的材料为45号钢,考虑到精度要求因此选择锻件,保证零件工作可靠。
轴类要求材质,韧性,疲劳强度等条件较高,锻件工艺性好。
机架要求精度一般都不高,而且大都是批量生产,用铸件可以满足要求。
因为芯轴是待测零件的定位元件,所以其尺寸要求应满足与待测零件的配合,
支撑座的材料选择:
此处材料选用HT200 由于该材料抗拉强度和塑性低,但铸造性能和减震性能好并且能承受较大应力。
考虑到实用度以及结构工艺性该检具支撑座要求具有一定的强度与耐磨性能,中等精度,外表面无瑕疵,美观,性能可靠。
3.阶梯轴的设计:
1.材料的选择:
阶梯轴选用时主要考虑它的的强度、刚度、耐磨性等要求,以及为实现这些要求而采用的热处理方式,同时考虑制造工艺问题加以选用,力求经济合理。
轴的常用材料是中碳钢45钢和合金刚40Cr。
但是选择合金钢时必须进行热处理,才能发挥合金钢的优势,否则合金钢对应力的敏感性对轴的强度反而产生不利的影响。
根据工作条件要求,轴都要整体热处理,一般是调质,对不重要的轴进行正火处理。
对要求高或耐磨的轴要进行表面处理,以及表面强化处理(如喷丸、輻压等)和化学处理(如渗碳、渗氮、氮化等),以提高其强度(尤其疲劳强度)和耐磨,耐腐蚀等性能。
在该检具中,对此轴的要求必须耐磨性好而且强度和刚度要高,考虑经济合理性因此选用45钢。
轴的结构工艺性是指轴的结构形式应便于加工和装配轴上零件,并且生产率高,成本低。
一般说,轴的结构越简单,工艺性越好。
因此,在满足使用要求的前提下,轴的结构形式因尽量简化。
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