机械工艺夹具毕业设计169曲轴形状和位置误差检测方法规划及典型检测系统设计.docx

1、 机械工艺夹具毕业设计机械工艺夹具毕业设计 169 曲轴形状和位置误差检测方法曲轴形状和位置误差检测方法规划及典型检测系统设计规划及典型检测系统设计*学院 毕业论文（设计）题 目：曲轴形状和位置误差检测方法 规划及典型检测系统设计 学 生 姓名：庞文娜 指 导 教师：系（院）别：机械电子系 专业、班级：机械设计制造及其自动化 填 表 时间：目录 1 引言 3 1.1 文献综述 3 1.2 课题任务和要求以及拟采取的手段 5 1.2.1 课题任务 5 1.2.2 课题要求 5 1.2.3 拟采用的研究流程 6 2 技术方案设计选择 7 2.1 概念设计 7 2.1.1 概念设计的定义 7 2.1

2、.2 概念设计的主要内容 7 2.1.3 本设计相关的概念设计说明 8 2.2 详细设计 21 2.2.1 床身部件的设计 22 2.2.2 工件的定位支撑部件的设计 23 2.2.3 检测机构的设计 24 3 综合验具的检测方法说明 25 4 综合验具易损件明细 26 5 综合验具的管理 27 5.1 综合验具的使用 27 5.2 综合验具的检定 27 5.3 综合验具的维护 27 结论 28 致谢 28 参考文献 29 曲轴形状和位置误差检测方法规划及典型检测系统设计 （*学院 机械电子系机械设计制造及自动化机制 班）指导老师：摘要 本文主要是针对实际中曲轴加工工序检测项目，进行分析和研究

3、，对其检测方法进行规划，并设计出对应检测项目的典型检测系统。所有检测系统的设计，并不是都进行了详细设计，对其中的六项检测内容做了概念设计，一项内容做了详细设计。在概念设计中，除了给出检测系统的概念图，还对验具的操作进行说明，并给出必要的尺寸。在详细设计中，把综合验具设计分为三个部分，即床身部件的设计，工件定位支撑部件的设计，以及检测机构的设计，并对各部分进行详细分析，讲述了其具体实现方案。由于为实际应用产品，因此给出了综合验具的使用和维护说明，并列出易损件的明细表。关键字 质量控制 测量 概念设计 曲轴 1绪论 所谓质量，是反映实体满足明确和隐含需要的能力的特征总合。质量是企业的根本竞争力。高

4、质量的产品是企业的根本，低质量的产品会毁掉市场，没有市场就没有将来。人们对质量的认识从五、六十年代“好的质量”到八十年代的“符合要求”再到二十一世纪的“顾客满意”都充分说明了一个问题，质量越来越被人们所重视，其重要性在 市场竞争中得到了证实，并且将是未来市场竞争的关注焦点。在我国，随着社会主义市场经济体制的建立和逐步完善，“质量是企业的生命”这一理念已为企业界所认同。为了达到好的质量，必须对产品进行检测，确保其满足要求。因此，对产品的质量检测也是很重要的。对产品进行检测离不开检测工具，工具的精度直接影响产品的质量。质量管理的发展已经经历了一百多年。质量的概念也从狭义的符合规范发展到以“顾客满意

5、”为目标。全面质量管理不仅提高了产品与服务的质量，而且在企业文化改造与重组的层面上，对企业产生深刻的影响，使企业获得持久的竞争能力。当前世界，新的管理模式和方法层出不穷，不断涌现。它已经成为国际上诸多跨国公司赢得市场的成功范例，也是一些世界级企业取得成功的诀窍。随着知识经济的到来，知识创新与管理创新必将极大地促进质量的迅速提高包括生产和服务的质量、工作质量、学习质量、直至人们的生活质量。质量管理的理论和方法将更加丰富，并将不断突破旧的范畴而获得极大的发展。现在国内很多企业的质量管理工作还基本处于质量管理的初期阶段，主要工作还局限于质量检验，企业内部的大部份管理人员和生产一线的操作人员品质意识还

6、比较低，还没有真正意识到“产品质量”对企业发展的重要性。对“量”的关注远远大于对“质”的关注，生产出来的产品只要能用就行。在其看来“能用”就是“符合要求”，就是合格产品。不管是什么样的质量管理方法，必须要应用到实际生产中。例如对发动机曲轴形状和位置误差的检测就属于质量管理的一部分。曲轴是内燃机中的重要零件之一,是承受冲击载荷传递动力的关键零件,在内燃机五大件(机体、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴)中是最难以保证加工质量的零件。它的作用是将活塞的往复直线运动变为旋转运动，并将这一旋转运动传递给其它的工作机械，用以输出发动机的功率。曲轴在工作时的受力情况非常复杂，它不但要受到很大的扭转应力以及大小和方向

7、都在周期性变化的弯曲应力的作用，而且还受到振动所产生的附加应力的作用。因此曲轴应有足够的强度、支撑刚度和耐磨性。发动机汽缸的数目、行程数，排列情况及各个汽缸的工作顺序决定了曲轴的形状和曲柄的相互位置。为了保证曲轴的正常工作，对曲轴规定了严格的技术要求。因此，如何快速的、准确的检测曲轴是相当关键的。目前对曲轴的测量仍然采用的是各项指标的单项测量方式，在方法上主要是采用了机械接触式的测量。1.2 课题任务和要求以及拟采取的手段 1.2.1 课题任务 汽车发动机典型部件曲轴的形状和位置误差检测方法规划及典型检测体统设计。1.2.2 课题要求 a)技术要求 1）要进行总体方案选择说明；2）综合验具应作

8、为生产线的有机组成部分，能方便、快捷、准确地检测工件；3）位置尺寸的检测要给出定量结果；4）综合验具设计应原理正确、结构简明、操作方便、可靠。b)工作要求 对于给定加工工序检测项目的检测方法进行比较和设计，设计内容为：1）曲轴安装正时带轮轴径端面到第三主轴径端面的距离检测；2）曲轴全长检测；3）曲轴后端面六个螺纹孔的位置精度检测；4）曲轴第三主轴径端面到前端中心孔的距离；5）曲轴后端轴承孔相对两侧中心孔的径向跳动检测；6）曲轴曲柄销的轴向位置检测；7）曲轴曲柄销的径向和周向位置检测。其中 1)6)进行方案设计；7)进行详细设计。对于详细设计：1）绘制综合验具的总装配图；2）对综合验具中与检测有

9、关的尺寸和精度进行计算及说明；3）编制零件明细表（区别标准和非标件）；4）主要部件装配图及主要零件图。5）制定此综合验具的使用和维护说明；6）提出易损件明细表；7）制定此综合验具的检定方法并说明。1.2.3 拟采用的研究流程 针对本课题，研究流程如下：注：括号内的日期为对应步骤完成的时间 1、明确设计任务。根据课题要求，确定验具的功能，明确设计需解决的问题。2、可行性分析。对设计内容进行全面分析，功能是否能实现。3、设计方案分析。根据验具须完成的功能，提出可能实现这些功能的多种方案。4、方案比较。对提出的方案进行比较和技术经济评价。5、确定设计方案。通过比较，选取最佳方案。6、详细设计。完成各

10、种设计计算、校核计算，产生总装配图，部件装配图和零件工作图等。7、编写设计说明书。2 技术方案设计选择 本设计设计课题可以分为两大部分，一部分是对部分检测项目的概念设计，另一部分是对部分检测项目的详细设计。下面对这两部分分别说明其技术方案的设计选择。2.1 概念设计 2.1.1 概念设计的定义 概念产品是对设计目标的第一次结构化的、，基本的、粗略的但却是全面的展示，它描述了设计目标的基本方向和轮廓，也是衡量验证所设计的产品是否能满足产品需求目标的主要手段。产品概念设计因而成为设计过程中最重要、最复杂、最不确定的设计阶段，也是产品形成价值过程中最有决定意义的阶段。概念产品是产品总体系统特征、性能

11、、结构、尺寸形状的描述和实现。概念产品是用以评估、验证产品对目标市场的适应性和符合产品需求说明书的满意度，也是用以制订、实施产品后续开发过程即生产、销售，服务等计划的技术基础。以概念产品为目标的设计称作产品概念设计。2.1.2 概念设计的主要内容 概念设计是根据产品生命周期各个阶段的要求，进行产品功能创造、功能分解以及功能和子功能的结构设计；进行满足功能和结构要求的工作原理求解和进行实现功能结构的工作原理方案的构思和系统化设计。在概念设计中，设计的产品应包括：产品的功能信息 产品的原理信息 简单的装配结构 简单的零部件形状信息 基本的可制造可装配信息 本次设计课题中共有六项概念设计。设计中按照

12、概念设计的要求对每项都做了分别说明。下面对六项概念设计分别说明。2.1.3 本设计相关的概念设计说明 2.1.3.1 轴安装正时带轮轴径端面到第三主轴径端面的距离检测 a)工序图 图 1带轮轴径端面到第三主轴径端面距离的工序图 b)待测尺寸 轴向尺寸 280.77 0.65 c)检测方法概念图及其说明 待测尺寸为轴向尺寸，须先找定一轴向基准。在此设计了一基准架。每次检测时，使曲轴前端面与基准架接触，这样可实现轴向基准的统一。为了保证每次检测前测表头与基准架的距离一定，设计了一导向板和对表器，在检测时，让测表沿导向板移动。图 2带轮轴径端面到第三主轴径端面距离检测概念图 由待测尺寸的偏差，尺寸精

13、确到 0.01mm，因此测表可选取百分表，而次此测表沿径向移动，但要检测的是轴向尺寸，普通百分表是无法实现的。因此，设计了如下结构来实现：图 3 测表结构 百分表 5用紧定螺钉 4紧固。测头 1的移动，经过连杆 2上的 45 度角转化百分表测杆方向。即轴向尺寸，转化到径向。在弹簧 3的作用下，测头 1可以一直紧贴曲轴表面。d)工件定位基准 两侧中心孔，A 面 e)工件检测基准 B 面 f)操作步骤 1)检查工件两侧中心孔是否有杂物，确保其整洁。2)按概念图方式对工件定位。3)将测表在对表器处对零。4)将对完表的测表沿导向板向工件推动，当测头接触到曲轴第三主轴径端面时，停止移动。5)观察测表指针

14、示数。6)将测表撤走，卸下工件，并放到指定处。7)清理检具，确保下次检测能正常进行。g)判断工件合格与否 若百分表指针示数在 65范围内，则该件合格，否则为不合格件。2.1.3.2 曲轴全长检测 a)工序图 图 4全长检测工序图 b)待测尺寸 轴向尺寸 489 0.3 c)检测方法概念图及其说明 图 5曲轴全长检测概念图 为了不影响检测，本方案使用 V 型架定位。检测内容为曲轴全长，因此可以以曲轴其中一端面与基准面接触，检测另一端面与基准端面的距离。在此设计方法中，设计一基准板，使其与曲轴后端面接触的面为基准，用测表检测曲轴前端面。有检测待测尺寸的偏差，测表选择了百分表。d)工件定位基准 主轴

15、轴线，A 面 e)工件检测基准 A 面 f)操作步骤 1)检查工件主轴端面是否有杂物，确保其整洁。2)按概念图方式对工件定位。3)将百分表在对表器处对零。4)将对完表的测表沿导向板向工件推动，使测头与曲轴前端面接触。5)观察百分表指针示数。6)将测表撤走，卸下工件，并放到指定处。7)清理检具，确保下次检测能正常进行。g)判断工件合格与否 若百分表指针示数在 30范围内，则该件合格，否则为不合格件。2.1.3.3 轴后端面六个螺纹孔的位置精度检测 a)工序图 图 6 六个螺纹孔位置精度检测工序图 b)待测尺寸 六个螺纹孔的位置度 c)检测方法概念图 图 7六个螺纹孔位置度检测概念图 本方案设计一

16、位置度量规，用插棒方法检测。位置量规结构如图示。图 8 位置量规 验棒结构如图示。图 9 验棒 为了保证检测正确，须对工件和位置量规正确定位，对工件使用两个 V 型架和两个定位板定位，使后端面六个螺纹孔位置一定。位置量规放在验具台上，用一定位板定位，使其上六个孔与曲轴后端面六个孔的位置保持一致。d)工件定位基准 主轴轴线，A 面，B 面 e)工件检测基准 主轴轴线 f)操作步骤 1)检查工件表面是否有杂物，确保其整洁。2)按概念图方式对工件定位。3)按概念图中方式将位置量规定位 4)用验棒依次插入位置量规的六个导向孔，直至不能再向里插入。5)撤走位置量规，卸下工件 6)清理检具，确保下次检测能正常进行。g)判断工件合格与否 若验棒能同时进入导向孔和螺纹孔底孔，则该件合格，否则为不合格件。附：位置度量规的计算过程 10X1.25螺纹孔小径为 8.647 测量部分：，查表：，导向部分：查表，查表，则，其中，为验棒测量表面的极限尺寸 为被测要素的综合公差 为被测内表面的理想边界尺寸 为位置量规测量部分的基本偏差 为测量部分的制造公差 为导向部分的最小间隙 为导向孔的极限尺寸 为测量表面的最大