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毕业设计论文综合检具设计

毕业设计〔论文〕任务书

题    目  SC6311-2综合检具设计

〔任务起止日期  2010  年  3月15日~  2009  年  6月10日〕

机电与汽车工程  学  院  机械设计与制造  专业1班

学生    步海          学      号  06120124    

指导教师      钢        教研室主任    渝    

院领导      伟  

课题容：

在分析相应零件图纸的根底上，设计该零件的综合检具，拟定其关重零件的机械加工工艺，并借助于三维UG软件绘制出该检具的装配图。

课题任务要求：

1、    掌握检具设计的关键要素；

2、    了解机械加工的工装设备，并能按照不同的情况进展选择；

3、    掌握机械加工工艺设计的一般步骤；

4、    三维UG造型，二维CAD出图。

主要参考文献：

1、    五先逵.?

机械加工工艺手册?

第2版，第1、2卷，机械工业，2007年

2、    编委会.?

机械设计实用手册?

，机械工业，2008年

3、    钢.?

数控铣及加工中心编程?

，大学，2007年

同组设计者：

注：

1.此任务书应由指导教师填写。

    2.此任务书最迟必须在毕业设计开场前一周下达给学生。

学生完成毕业设计〔论文〕工作进度方案表

序号    毕业设计〔论文〕工作任务    工作进度日程安排

        周次    1    2    3    4    5    6    7    8    9    10    11    12    13    14    15    16    17    18    19    20

1    英文文献翻译        _    _    _                                                                    

2    文献检索收集资料            _    _    _                                                                

3    检具设计方案制定                        _                                                            

4    检具设计                            _    _                                                    

5    检具零件工艺设计                                    _    _                                            

6    三维转二维                                            _    _                                    

7    绘制检具图纸                                                    _    _                            

8    撰写毕业设计说明书（论文）                                                            _                        

9                                                                                        

10                                                                                        

注：

1.此表由指导教师填写。

2.此表每个学生一份，作为毕业设计〔论文〕检查工作进度之依据；

3.进度安排请用“—〞在相应位置画出。

毕业设计〔论文〕阶段工作情况检查表

时间    第一阶段    第二阶段    第三阶段

容    组织纪律    完成任务情况    组织纪律    完成任务情况    组织纪律    完成任务情况

检    查    情    况                        

教师

签字    签字            日期    签字            日期    签字                  日期

注：

1.此表应由教师认真填写；

2.“组织纪律〞一栏根据学生具体执行情况如实填写；

3.“完成任务情况〞一栏按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写；

4.对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出警告或不能参加辩论的建议

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，构造应尽量简单，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展检测。

综合检具采用钢骨架构造或板式构造，〔底座在400X600以下用板式构造〕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预。

检具放置时，基准面不应着地。

底座下面应有支撑。

钢骨架构造的检具应设置滚轮。

检测座装置采用可拆卸构造，以便对检具进展校验。

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预，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开展，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开展时机。

这是因为：

一、国有经济持续稳定开展。

国家为了开展制造业，固定资产投资逐步扩大，推出了很多项对机械厂有利开展的措施，机械加工需要大量的检具配套。

二、随着WTO的参加，国际贸易门坎降低以及兴旺国家调整产品构造，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开展空间。

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。

制造业的开展和需求，推动了检具工业的开展。

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、降低本钱等也予以密切关注。

本课题主要针对检具零件的构造、检具的组装，结合国外检具的运用现状和开展趋势，进展检具零件的设计、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开展方向。

夹紧装置设计是SC6331-2综合检具设计中的一个重要组成局部，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，进展调查研究，吸取国外的先进技术，制定出合理的设计方案，再进展具体的设计。

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，了解工件被加工外表是技术要求，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，工件被加工外表及待加工面状况，基准面选择的情况，可用机床设备的主要规格，与夹具连接局部的尺寸及切削用量等。

（3）生产纲领：

夹具的构造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。

综合检具开场设计前，应召开一个设计概念的预备会议。

应参加的主要人员为：

供给商检具工程师、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，以便能依此进展检具设计。

设计概念不必详细得如一个完成的设计，但应包括以下信息：

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°为增量进展偏转。

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。

用于检测以下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工程时，应考虑操作者的习惯。

GM的SQE将审核和批准在产品外表上选取用于采集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    综合检具国外现状和开展趋势

欧美作为机械制造业的发源地，也是经济最兴旺的地区，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开展，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开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，国际市场对精细测量仪器，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开展，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开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，国际市场对精细测量仪器，尤其是综合检具的需求出现了高速增长的势头。

目前，国外兴旺国家对检具已到达相当的要求，并且还在逐年提高。

随着新技术的开展，综合检具朝着使用方便，应用围更广，本钱更低方向开展。

综合检具产业态势的变化会随着市场的变化而开展。

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开展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业企业关注的焦点。

了解国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说明，近年来我国工具行业〔包括刀具和量具量仪制造〕有了长足的开展。

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到达20%以上，到2010年，销售额将到达8～10亿元，开展前景十分看好。

随着世界机床工业继续快速开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。

国检具企业应抓住产业构造调整的良好机遇，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，国市场的开拓推广也得到了开展，国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、大局部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构造，制造周期通常都比拟短。

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、国民经济的快速开展，尤其是我国在进入WTO后，促进了我国制造业的蓬勃开展；汽车制造业、航空制造业、家电制造业的开展，大大推动了我国检具、柔性检具综合检具的开展。

综合检具的国外市场空间巨大，开展前景良好。

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开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。

国检具企业应抓住产业构造调整的良好机遇，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，国市场的开拓推广也得到了开展，国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、大局部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构造，制造周期通常都比拟短。

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准确度和稳定性，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，改良、提高加工工艺水平来降低本钱，是我国综合检具制造业技术开展的努力方向。

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〔hardfixture〕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展检测。

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展夹紧定位。

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展导向，其实量棒在对零件导向的同时就对零件进展了两个方向的定位，量棒也对零件的孔的误差进展了检测；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，那么零件不合格；如果量棒无法插入孔中，那么零件也不合格；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，那么被检测零件的孔是合格的。

上述过程根本对零件进展了定位，下面通过锁紧座和锁紧螺钉对零件进展固定夹紧，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展夹紧定位的过程。

在已经对零件定位加紧以后，就对零件的槽进展检测。

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，对零件的槽进展检测。

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，构造应尽量简单，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准确地标注出来。

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点定位原那么〕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〔独立原那么〕，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“除已指出局部外对中心轴对称〞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，并且在整个设计中适宜之处圈出。

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那么

    1工作可靠

    工作可靠即能在寿命期限正常发挥其功能。

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展，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，比方：

操纵手轮要防滑，操纵力要在人力围；噪音不要超标；不要污染环境、体积要小、平安性高、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、提高企业反响速度，增强企业竞争力，降低本钱。

    3经济性好

    在满足产品功能的条件下降低产品本钱是企业不变的目标。

零件的材料和制造费用占机械产品本钱中较大比例。

降低零件本钱的主要方法有：

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