配合零件设计机电工程.docx

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配合零件设计机电工程

论文题目：

配合零件设计

作者：

\

职业技能鉴定等级：

工具钳工技师

单位名称：

\

单位地址：

\

指导老师：

\

\年\月\日

目录

摘要4

前言5

第1章工件加工工艺分析6

1.1零件图分析6

1.2工艺分析8

第二章凸件的加工10

2.1划线10

2.2凸件的工艺路线11

2.3凸件的计算与测量12

第三章凹件的加工14

3.1划线14

3.2凹件的工艺路线15

3.3凹件的计算与测量16

第四章配合与打孔20

4.1配合20

4.2打芯棒孔21

结论24

致谢25

参考文献26

摘要

钳工是一门历史悠久的技术，随着科学技术的发展。

很多钳加工工作已被机械加工所代替，但钳加工工作作为机械制造中还是必不可少的工序，在现在仍具有相当重要的作用，如机械产品的装配、维修、检验都需要装配钳工工人的工作去完成，钳工具有工具简单，加工多样灵活，操作方便，适应面广的特点。

在划线、刮削、研磨和机械装配等钳工作业，至今尚无适当的机械化设备可以全部代替。

钳工主要是以手工操作为主，适宜各种工具来完成零件的加工。

与机械加工相比，钳工劳动强度大、生产效率低、制造精度不高，但也是机械加工中不便和难以完成的工种。

特别是装配钳工，它关系着产品的尺寸精度、位置精度、形位公差，也就是说装配钳工关系着产品的质量问题，合格与不合格。

所以本文论文将要设计一个配合件，我会把这个配合件从制作到最后完工的所有工艺说明一下。

关键词：

正弦规、打深孔、互换引孔、配合

前言

钳工属于冷加工，大多是在钳桌上用手工工具为主对工件进行加工的。

手工操作的特点是技艺性强，加工质量的好坏主要取决操作的技能水平的高低。

它的工作范围较广，且具有万能性和灵活性的优势，俗称万能工。

凡采用机械加工方法不太适宜或难以机械加工的场合，通常可由钳工完成。

钳工基本的手工操作有：

划线、锯削、锉削、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、弯形、刮削、研磨等，同时钳工还需要熟练操作加工设备：

车床、镗床、铣床、刨床、数控车床、磨床等。

本文论文将会涉及到划线、锯削、锉削、打冲眼、钻孔、扩孔、铰孔、还有最重要的如何测量，这个配合件的对称度要求较高，必须能正反互换配合，当中还有几个角度的测量必须用到正弦规，本文论文也会注重说下正弦规的使用，具体怎么测量。

第一章工件加工工艺分析

1.1零件图分析

图1-1

图1-2

图1-3

技术要求:

1.凸件是基准件，凹件是配作件；

2.配合时凹凸件注意换向，凹凸件配合间隙≤0.04；

3.翻转180°芯棒插不进去，配合不得分；

4.锐边去毛刺、倒角；

工件加工难点有：

对于凸件108°的角度精度能否保证；

对于凹件150°的角度精度能否保证；

三个Φ8孔之间的位置关系与尺寸精度能否保证；

对于插芯棒的两个深孔能否保证尺寸精度，能否保证其与工件的对称度；

对于插入芯棒后的配合间隙和凸件翻转180°插入芯棒后的间隙精度是否能保证；

1.2工艺分析

1.对凸件进行分析

凸件备的是一块50×50×12的方料，凸件作为基准件所以尺寸精度比较高。

而且外形上用到一个直角，各种测量都需要用到v型架，还有斜面要用到正弦规，所以这些尺寸都需要计算。

还有中间有个Φ8H7的孔，此孔要保证在中心位置，这影响到配合时与另外两个孔之间的位置尺寸精度，这个孔一定要试钻找正。

2.对凹件进行分析

凹件备的是一块100×50×12的料，凹件作为配作件，配合边没有过多精确的尺寸要求，两个?

8H7孔的精度却很重要，直接影响到配合时孔与孔之间的位置尺寸精度，这两个孔要先试钻找正打出一个，然后根据这个孔的实际尺寸重新定位另一个孔。

还有最重要的两个芯棒孔，这个影响到配合时能否正反配合。

所以芯棒孔需要互相引钻。

3.配合分析

相配件的主要工艺尺寸在凸件上，凸件作为基准件，凹件尺寸配做。

想要做好这个工件主要在于基准件各个要求的把握和Ф8H7的孔位精度的保证。

然后再配合在一起钻芯棒孔的时候，一定要引孔后拆开并用百分表打水平装夹，再打孔。

确定孔的垂直与对称。

保证在凸件和凹件插入芯棒时能翻转配合，并且间隙都在规定范围内从而达到技术要求。

图1-4

备料尺寸如图1-4，把所有尺寸做到精度。

为下面工件的加工做准备。

第二章凸件的加工

2.1划线

（一）、v型架高度计算：

如图2-1，

在划线前我要说明一下v型架的高度计算，因为在后面有许多的地方都要使用到v型架。

SYMBOL129\f"Wingdings"\s14.把一个Φ10的芯棒放在v型架上，用游标高度尺放在芯棒上量出A的初步高度SYMBOL130\f"Wingdings"\s14.用量块堆出A高，用百分表来对量块并调零SYMBOL131\f"Wingdings"\s14.用调好的表分表来打芯棒最高处，偏多少就在量块的基础上加多少。

=4\*GB3\*MERGEFORMAT④.C=A-5

-5（我的v型架高度为57.31）

（2）、凸件划线：

如图2-2，

把零件放在v型架上，用游标高度尺按图纸划线。

工件在v型架上划线，尺寸都要加上v型架的高度。

（v型架的高度计算参考上面）。

其中A的尺寸计算：

A=50/

+57.31=92.67；

带有角度的斜线我们要通过正弦规并用游标高度尺划出，这里不细说，具体的正弦规如何使用、如何测量都在凸件测量中会详细说明。

2.2凸件的工艺路线

图2-3

1、按图形a先打Φ4.8的孔，然后用游标卡尺测量孔与四边之间的距离，要始终保证距离相同，当不相同时用小锉刀伸进孔里，单边的修锉，修锉到距离相同时，再用Φ6的钻头扩孔，在重复上一步骤找正，然后再换Φ7.8最后一次扩孔，一定要实时的去测量孔到四边的距离是否相等。

这是为了保证孔的位置度和尺寸精度达到要求，最后用Φ8H7铰刀铰孔。

2、将工件夹持于台虎钳端面，按图b锯除需剔除部分，余量根据自己的锯削经验而定，一般为20～50丝。

锉削时注意手法，为了保证单面锉削不触碰其他表面，我们要把锉刀单边用砂轮休整一下，以防锉刀侧面接触其他表面。

此斜边需要使用到正弦规，水平线的边需要v型架配合百分表打尺寸，具体操作在下面详说。

3、按图c剔除另一部分，各操作重复上一步骤。

4、按图d锯割最后多余的材料，尺寸需要v型架与百分表。

锉削到尺寸精度即可，这里主要的说明下如何测量。

2.3凸件的计算与测量

（一）、图b的测量：

如图b所示，去掉角，现在与水平平行的面测量是放在v型架上用百分表打水平，尺寸为92.67（50/

+v型架高度）；另一边是把零件放在正弦规上，由于是108°，所以要用量块垫高27°使锉削的平面与水平面保持水平。

（1）所需量块组的高度可按下式计算：

H量=Lsina

式中H量-量块组高度；

L-正弦规中心距；

a-量块需垫高的角度；

根据公式H量=100×sin27°=45.4mm

所以量块垫的高度为45.4mm。

图2-4

如图2-4所示

（2）然后再算出正弦规在垫高27°之后本身的高度，SYMBOL129\f"Wingdings"\s14.把一个Φ10的芯棒放在v型架上，用游标高度尺放在芯棒上量出A的初步高度SYMBOL130\f"Wingdings"\s14.用量块堆出A高，用百分表来对量块并调零SYMBOL131\f"Wingdings"\s14.用调好的表分表来打芯棒最高处，偏多少就在量块的基础上加多少=4\*GB3\*MERGEFORMAT④正弦规本身高度=实测高度-芯棒高度=H-11.73（11.73是芯棒中心到正弦规的“尖点”通过三角函数算出的，sin72°×5

+5=11.73）

图2-5

如图2-5所示

（3）H工=（tan18°×12+50/

+21）×cos18°=60.26×cos18°=57.31mm

（4）h实=h工+h正。

H实尺寸是零件在正弦规通过垫高得出工件在正弦规上正确的尺寸后，用百分表打平面，保证此角达到尺寸精度。

（二）、图c的测量：

如图所示，图c与图b的测量方法一致，只是正弦规垫的量块高度不同，由于去掉一个角，影响正弦规与工件的接触，所以换个角度，此角度为63°，根据公式H量=100×sin63°=89.1mm，所以量块垫的高度为89.1mm。

其他的尺寸不用改。

（三）、图d的测量：

如图所示，将工件放在v型架上用百分表打尺寸，尺寸用量块拼出，尺寸等于（50/

+12+v型架高度）=104.67mm

第三章凹件的加工

3.1划线

图3-1

如图3-1所示

（1）、此凹件的划线主要是各个角上的斜线，其中有一对是150°的角要用到正弦规，这里先不具体说，主要的放在下面测量中会细说的。

（2）、而配合边的斜边主要是配作，虽然没有尺寸精度，但是为了保证对称度还是要计算出尺寸，而这个尺寸需要在正弦规上划出并计算出，具体在下面详说

（3）、还有一对45°角的斜线只要在v型架上就可以划出，如图中所示的A尺寸，即A尺寸计算：

100-（100-50

）/2=85.36mm；

A=85.36/

+50/

+v型架高度=95.71+57.31=153.02mm。

3.2凹件的工艺路线

图3-2

1、按图a所示，在中间打出Φ12的工艺孔，然后用锯条伸进去把多余的材料去除掉。

这种方法比打排孔并用錾子去除的工艺要好，因为在錾削过程中，工件可能会发生变形。

而采用打两个Φ12的工艺孔然后锯割就可以避免，当去除多余材料以后就可以用小锉刀锉削，虽然是配合边没有尺寸精度，但是为了保证对称度，所以我们照样计算出尺寸，以尺寸为准再加上与凸件的配合，边锉边修到尺寸。

2、按图b所示，让要去除的斜面垂直于水平面并夹持在台虎钳中，待多余的材料去除后，用锉刀锉削到尺寸精度即可，而尺寸的测量必须用到正弦规，具体的尺寸计算在下面尺寸计算中。

3、按图c所示，参照前一步的方法制作，只要多测量达到尺寸精度即可。

4、按图d、e所示去除两个角，两个角的角度为45°，这个就比较方便了，只需要v型架和百分表就可以测量，测量尺寸的计算方法参考上面凸件的划线A尺寸。

主要的是在测量中，应经常在量块上校验，以防百分表尺寸变换，造成尺寸超差。

3.3凹件的计算与测量

（一）、图a的测量

H量块=100×sin18°=30.9mm

A=加芯棒实测高度-芯棒到尖点高度=42.22-11.3=30.92

B计算方式：

50-（tan18°×12+21）=25.1

B=Sin72°×25.1+sin18°×50=39.32mm

即a图在正弦规上测量的尺寸为A+B=64.42mm

（二）、图b、c的测量

这两个角均为150°，外角为30°而且斜面比较小不适合用芯棒去测量。

所以在这里使用到了正弦规。

需用量块垫高30°可使斜面与工作台保持水平，如图3-3所示，将工件垫高30°。

图3-3

（1）所需量块组的高度可按下式计算：

H量=Lsina

式中H量-量块组高度；

L-正弦规中心距；

a-被测工件锥角；

根据公式H量=100×sin30°=50mm

所以量块垫的高度为50mm。

图3-4

（2）如图3-4所示，要算出正弦规在垫高30°之后本身的高度，方法参照上面凸件正弦规高度的测量。

这里只说明下Φ10芯棒到正弦规“尖点”的尺寸计算公式：

A=5

×sin75°+5=11.83mm。

H正弦规高度=H实测的高度-11.83

（3）最后算出工件在正弦规上本身的垂直距离即A尺寸。

图3-5

如图3-5所示，A尺寸计算：

A=78×sin30°+50×sin60°=82.3mm。

（4）H总高=82.3+H正弦规高度。

H总高尺寸就是零件在正弦规通过垫高30°，然后得出工件在正弦规上的正确尺寸。

此高度也就是前面划线时所需要的尺寸，知道这个尺寸后，测量方法是用量块拼出此尺寸，最后用百分表来打平面。

（三）、图d、e的测量

图3-6

如图3-6所示：

这一对角是45°的斜角，只要在v型架上通过百分表和量块就可以量出，如图中所示的A尺寸，即A尺寸计算：

100-（100-50

）/2=85.36mm；

A=85.36/

+50/

+=95.71mm。

算出A尺寸后加上v型架的高度就是要测量的高度，用量块拼出尺寸，然后用百分表打平面即可。

第四章配合与打孔

4.1配合

1、公差配合：

在做配合工件时，凸件和凹件上都有尺寸，而这些基本尺寸都有上偏差和下偏差的区分。

当做凸件时，工件的尺寸尽量做下偏差，上偏差则为零，要做小；而做凹件时，下偏差或者上偏差都可以做，但是两者的尺寸公差都要在要求范围以内。

2、透光和研点的配合：

透光就是通过相配合时，每个配合面的透光程度，来判断修配高的尺寸面。

研点就是在配合时，凸件和凹件配合时相互摩擦出的黑点，而黑点就是需要修配的高点。

在前面已经分析过，凸件为主要工件，尺寸要求分布在凸件上面，凹件为配作件没有尺寸要求。

凹件主要是在配合后，插入芯棒能与凸件换位换向，能够和凸件的间隙保持在0.04mm以内就行。

所以在凸件完成后，配合时发现高点都只是修配凹件，使凹件和凸件能够很好的配合。

先将两者能配合的部位配合，然后用透光法看光线从各个配合的间隙处穿透的是否均匀，如果均匀，则通过研点法直接去除研出的高点。

如果透出的光线不均匀，则需要分析是不是相配面是否有高处或者修配面是否不平整。

这时候研点法就能够研出高点，然后锉去高点就可以了。

但是有些时候研出的高点，并不准确，只是因为由于其他的高点的干扰，才出现的。

每个点都分析过，将高点去除，先固定一个方位配合，等配合间隙达到后，再换位。

由于之前凸件的尺寸经过计算控制过，所以在有一个方位进去后，其他方位也能够互换，只是个配合面配合时的配合间隙大小有些许的差别。

4.2打芯棒孔

图4-1

方法一：

引孔并分别装夹打孔

1、先用游标高度尺划线，并采用田字格的方法划出方格，这样可以消除划规样冲等积累误差，在打孔时可以实时检测，然后用洋冲打冲眼，洋冲一定要垂直于工件，然后用平行块垫凹件夹持于台虎钳上，并用Φ6钻头先试钻一浅坑，如钻出的锥坑与所划的钻孔圆周线不同心可及时予以纠正，如偏离较少，可靠移动工件或移动钻床主轴（摇臂钻床钻孔）来解决。

如果偏离较多，可用尖錾或样冲在偏移的相反方向錾出几条槽来，以减少此处的切割阻力而让钻头纠正偏心。

确保钻头与中心对中后，然后直接钻通凹件，在钻孔时要轻进刀，多提起清理钻头上的切屑，防止钻头被切屑挤死而折断。

每次进刀的深度随着孔越钻越深，进刀的深度要越来越少，不要怕麻烦。

2、将凹件和凸件配合在一起放在自制的v型架上（厚度相同），并用平行夹夹持，放在台虎钳上。

利用凹件上的孔来引孔。

无需钻多深，只要有点深坑即可。

3、将工件卸下来，把凸件单独装上去，直接用台虎钳并用百分表打平面，将工件调整水平后夹紧并钻孔，通孔将要钻穿时，要特别小心，尽量减小进给量，以防进给量增加而发生工件甩出事故。

4、配合件的单边以钻好Φ6的孔后，翻转180°再配合在一起，利用引孔的方法引钻对边上的孔，引出小坑之后就可以单独加工了。

5、然后参照上面的方法就可以单独扩孔、铰孔到尺寸精度。

方法二：

引孔一起装夹打孔

1、与第一种方法的区别是所有的孔都是一起装夹在一起引孔打出的，先配合在一起装夹在台虎钳上，然后下面垫木头制的v型架，并用平行夹固定凸件和凹件，

2、然后用Φ6钻头钻孔，先试钻，对中后一并钻通，然后翻转180°引孔钻，再扩孔、铰孔。

方法三：

凹件芯棒孔直接打出

1、在做凹件的时候，先固定出芯棒孔的位置，保证芯棒孔对称度和位置精度。

然后以孔做出凹件备料，这样孔就保证在位置上了。

2、然后再做凹件、凸件，再配合时打芯棒孔，直接用凹件上的孔引出凸件上的孔。

分析：

第一种方法虽然比较麻烦，但是这种先打一个孔再翻转180°配合再引孔的方法能保证对称度。

而且这个工件的芯棒孔比较深，打孔时随着孔打的越深，钻头越容易晃动，而孔就越容易歪斜。

所以方法一采用以孔引出小凹坑，再分开装夹打孔。

方法一与方法二差不多，主要是装夹上面有所区别，对于第二种由于配合在一起装夹，孔的深度比较深，直接配合打孔的话，虽然有台虎钳和平行夹夹持，但钻头切削力任然会引起震动，使得孔打的越深偏移越大。

因为这种夹持不像方法一那样是直接夹持的，配合边随时可能会发生位移导致引孔偏移。

而方法三在做凹件时就先把孔定位好了，虽然这种能保证凹件上芯棒孔的位置，但当配合引孔时没有方法一和二那种翻转180°引孔的方法好。

这种方法并不能保证对称度要求，这就导致工件翻转180°时芯棒插不进去，

结论：

综上三种打孔方法的比较，方法一要比较可靠，所以采用第一种方法。

4.3加工表面2×?

8H7的孔

1、凹件上有两个对称孔，凸件上的中心孔在做凸件时就先做好了，这时要保证凹件孔和凸件孔的孔距（图纸要求），因此在凹件上先划线，并划出田字格以便后面钻孔时检测。

2、打完冲眼后将凹件摆平装夹，选择

4.8钻头钻削，先试钻一个孔，确定孔对中后，将凸件与凹件配合在一起，检测与凸件上的孔之间的距离是否达标，偏离较少，可靠移动工件或移动钻床主轴（摇臂钻床钻孔）来解决。

如果偏离较多，可用尖錾或样冲在偏移的相反方向錾出几条槽来，以减少此处的切割阻力而让钻头纠正偏心。

确定后可以直接钻通，然后扩孔铰孔，达到?

8H7孔的精度。

3、在根据加工出来孔的实际尺寸，重新定位凹件右侧孔的位置，保证孔距精度，然后重复上一步骤。

总结

本次技师考核设计的课题是钳工工件——对称性配合件。

通过平时对课件练习的经验总结和询问老师，对工件进行综合的工艺分析后，确定了工件加工步骤。

这个零件的外形有许多的斜边，所以计算工艺尺寸是必不可少的。

有些尺寸是在v型架上量出，而有的是正弦规上量出的，这些尺寸在计算的时候，为了更容易算出尺寸，我们都要借助三角函数来计算，并且有的高度需要芯棒来间接得出尺寸关系。

在加工过程中，同一种工序可能有很多种方法做出，这时候就需要通过比较，通过测量方法、工艺的比较、装夹的方式等分析，选择能更好的提高工件加工精度的方法，进行加工，从而完成技师论文的设计。

这次毕业设计，不仅培养了我运用所学知识去分析问题和解决问题的能力，而且使我学会了根据实际操作经验对钳工工件的设计进行创新，缩小了所学理论知识与实际的距离。

使我能从实际操作的角度出发去考虑工件的加工设计方法，从而增强了自己的设计能力。

致谢

在学校度过6年多了,在这里我学到知识和为人处世的方法,在此感谢老师们对我的含辛茹苦的教诲。

对本次毕业设计指导我的老师表示我最衷心的感谢!

毕业设计开始以来，有幸多次聆听老师的教诲。

老师以她宽广的知识、在实际生产中所积累的经验，拓宽了我的视野和思维，为我的毕业设计得完成提供的宝贵的建议，并认真地修改了我的毕业设计初稿中的错误之处，使之一步步地完善起来。

老师的认真的态度，让我感到一丝感动。

在此也要感谢评阅老师对我论文的检查，谢谢你们！

通过本次毕业设计，获得实践的设计能力，巩固了学过的知识并运用到实践设计中去。

在专业技术应用能力上达到培养目标的基本要求，提高了自己的对钳工专业技术的掌握，有效的提高了综合设计和描述工件的加工工艺能力，为以后自己步入社会工作打下了坚实的基础。

参考文献

1《公差配合与技术》中国劳动社会保障出版

2《CAD/CAM技术》中国劳动社会保障出版社

3《钳工工艺学》中国劳动出版社

4《钳工工艺与技能训练》中国劳动社会保障出版社

5《机械制图》中国劳动社会保障出版社

6《机修钳工》机械工业出版社

7《钳工速算手册》机械工业出版社

目录

TOC\o"1-2"\h\z\u第一章总论1

第一节项目背景1

第二节项目概况2

第二章项目建设必要性5

第三章市场分析与建设规模7

第一节汽车市场需求分析7

第二节市场预测12

第三节项目产品市场分析13

第四节建设规模16

第四章场址选择17

第一节场址所在位置现状17

第二节场址建设条件17

第五章技术方案、设备方案、工程方案22

第一节技术方案22

第二节设备方案28

第三节工程方案33

第六章原材料、燃料供应38

第七章总图布置与公用辅助工程39

第一节总图布置39

第二节公用辅助工程43

第八章环境影响评价52

第一节环境保护设计依据52

第二节项目建设和生产对环境的影响52

第三节环境保护措施54

第四节环境影响评价56

第九章劳动安全卫生与消防57

第一节劳动安全卫生57

第二节消防64

第十章节能与节能措施67

第一节项目概况67

第二节项目综合能耗69

第三节节约及合理利用能源的主要措施71

第十一章项目实施进度与人力资源配置76

第一节建设工期76

第一节项目实施进度76

第二节生产组织与人员培训79

第十二章投资估算与资金筹措82

第一节建设投资估算82

第二节总投资估算86

第三节资金筹措86

第十四章财务效益分析88

第一节财务评价基础数据与参数选取88

第二节销售收入及销售税金估算89

第三节成本费用估算89

第四节财务评价91

第五节不确定性分析93

第十三章风险分析95

第十四章结论与建议97

第一节研究结论97

第二节建议97