毕业设计论文任务书.DOC

1、毕业设计 (论文 )任务书 学生姓名 专业班级 指导教师 工作单位 机械制造及其自动化 设计 (论文 )题目 : 微型电机轴轴端扁部加工夹具设计 弹性件夹紧夹具设计 设计（论文）主要内容： 微型电机轴轴端扁部加工夹具设计 夹具方案分析与选择、总体设计及主要零件设计 要求完成的主要任务 : 1. 夹具方案分析、开题报告； 2. 夹具总体设计； 3. 主要零部件设计； 4. 外文翻译； 5. 说明书。 必读参考资料： 1. 夹具设计手册 2. 夹具设计图册 3. 机械设计手册 4. 机械制造工艺设计简明手册 5. 组合机床设计图册 6. 机械制造工艺及 专用夹具设计制导 7. 机床夹具零件及部件国

2、家标准 8. 机械制造工艺设计手册 指导教师签名： 教研室主任签名： 盖章 毕业设计 (论文 )开题报告 题目 微型电机轴轴端扁部加工夹具设计 弹性件夹紧夹具设计 1目的及意义（含国内外的研究现状分析）： 我国微电机行业创建于 20世纪 50 年代末期，从为满足国防武器装备需要开始，经历了仿制、自行设计和研究开发的阶段，至今已有 40 余年的发展历史，已形成产品开发、规模化生产和关键零部件、关键材料、专用制造设备 、测试仪器配套的完整的工业体系。 自 20世纪 80 年代以来，微电机的国内需求在不断增长。我国已引进 50 余条生产线，实现 25 个大类、 60个系列、 400 个品种、 200

3、0 个规格微特电机大批量、规模化生产。主要产品是有刷永磁直流电动机、小功率交流电动机、交直流串激电动机、罩极电动机、步进电动机、振动电机 (手机用 )等。 1999 年我国微电机产量约 30亿台，其中民营和国企的产量约 2.5 亿台，独资企业的产量约 12亿台，香港地区的产量约 14 亿台 (德昌公司 12亿台 )，台湾地区的产量约 1.8 亿台。2000 年生产量约 39亿台， 占全球总产量的 60。 2000 年世界微电机市场约 65 亿台，我国出口 27.26 亿台，占国际市场约 42的份额，其中玩具电机 32151.1 万台， 37.5W 的交直两用电机1970.6 万台， 750W

4、的直流电动机、发电机 237.7 万台。据统计， 80为日本、我国香港和台湾地区在内地的投资企业所生产出口的微电机。 2001 年出口创汇在 5000 万美元的企业有 6 家：青岛三美电机有限公司 14134 万美元，天津三美电机有限公司 12450 万美元，珠海三美电机有限公司 10803 万美元，东芝华强三洋马达有限公司 9955 万美元，万宝至马达大连有限公司 9690 万美元，珠海松下马达有限公司8082 万美元，三协精机 (福建 )有限公司 7271 万美元。 技术含量高的微电机，如精密无刷电动机、高速同步电动机、高精度步进电动机、片状绕组无刷电动机、高性能伺服电动机以及新原理新结构

5、超声波电动机国内尚未形成商品化或批量生产能力。所以国内对高精密微特电机还依赖进口。据海关统计， 19952000 年年均用汇增长 26.9， 2001 年虽然增加 4.81，还达 11.97 亿美元。 据统计，我国微电机生产及配 套厂家在 1000 家以上，从业人员超过 10 万人，工业总产值超过 100 亿元。微电机行业已成为国民经济和国防现代化建设中不可缺少的一个基础产品工业。 日本是世界微电机的最大制造国， 1996 年其产量达 23 亿台，出口量达 16 亿台， 2000 年其产量降至 17 亿台，产值也下降至 673.3 亿日元，约为 10 年前日本微电机产值的一半。日本 Mabuc

6、hi 马达公司是全球最大的微电机制造商，它制造了世界 DC 电机市场产品一半以上，在我国大陆和台湾省、马来西亚、越南等地均设有生产厂，该公司在全球各地的 DC 电机综合生产能力已达 15 亿台。 由于日本在磁性材料、电子控制和生产工艺上的领先地位，从而使其不仅在微电机的生产方面居世界霸主地位，在技术领域也雄居世界前沿，其微电机产品具有大转矩、小尺寸、高控制精度、低功耗、长寿命和低成本的竞争优势。 2基本内容和技术方案： 基本内容： 针对微型电机轴轴端扁部加工制订夹具方案，并对夹具的方案进行分析与选择，确定方案后对夹具进行总体设计及主要零件设计，其中包括：对零件进行工艺分析；选择毛胚的制造方式；

7、制订零件的机械加工工艺路线；工艺装备设计。最后需完成以下任务： . 夹具方案分析、开 题报告； . 夹具总体设计； . 主要零部件设计； . 外文翻译； . 说明书。 技术方案： 针对零件的形状、大小、材料、硬度、刚性、加工部位的结构特点、加工精度、表面粗糙度以及定位、夹紧方法、工艺过程、所采用的道具及切削用量、现场环境和条件、生产率要求等确定设计方案，选择定位元件计算定位误差，计算所需夹紧力、设计夹紧机构，画夹具装配图。 采用弹性件夹紧夹具，两相互垂直平面进行径向定位，挡板进行轴向定位。由于微电机轴的直径为 2.58mm，故采用 50 件同时加 工的方式。 3进度安排： 第 3-4 周：查阅

8、有关微电机轴轴端扁部的加工资料，初步了解微电机轴轴端扁部的加工方法，并编写开题报告。 第 5-7 周：外文翻译，并确定夹具的方案。 第 8-13 周：对夹具进行设计， 完成夹具图纸的绘制。 第 14 周：编写设计说明书。 第 15 周：答辩 . 4指导老师意见： 指导教师签名： 年 月 日 注： 1. 开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导 下由学生独立撰写，在毕业设计开始后三周内完成； 2设计的目的及意义至少 800 字，基本内容和技术方案至少 400 字； 3指导教师意见应从选题的理论或实际价值出发，阐述学生利用的知识、原理、建立的模型正确与否、学生的论证充分否、学生

9、能否完成课题，达到预期的目标。 郑 重 声 明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 本人签名： 日期： 目 录 摘 要 1 ABSTRACT 2 1 绪论 3 1.1 微电机的发展概述 3 1.2 夹具的发展趋势 4 1.3 本课题 的研究内容 5 2 夹具方案分析与选择 6 2.1 径向定位分析 6 2.1.1 V 形 块定位误差产生原因的分析 6 2.1.2 V 形 块定位误差的计算 7 2.1.3 两垂直平面定位误差

10、分析 10 2.2 轴向定位分析 11 2.3 夹紧方案分析 11 2.4 装夹方案分析 13 3 夹具设计 13 3.1 定位基准的选择 13 3.2 夹紧力的确定 14 3.3 定位误差分析 14 3.3.1 采用两相互垂直平面径向定位的定位误差分 析 14 3.3.2 采用挡板轴向定位的定位误差分析 15 3.3.3 采用一面两销定位误差分析 15 3.3.4 夹具设计及操作的简要说明 16 4 主要零件设计 16 4.1 夹具体设计 16 4.2 塑料板设计 18 4.3 其他主要零件设计 18 总 论 20 参考文献 21 致 谢 错误 !未定义书签。 1 摘 要 本设计分析了微电机

11、轴的结构特点 ,并针对其轴尺寸小 ,装夹比较困难的问题设计了高效率的铣削微电机轴端扁部的工装 ,解决了实际生产中的技术难点 . 定位误差分析与确定是机械加工工艺规程设计中不可或缺的重要内容，定位误差的确定恰当与否直接影响加工质量、工艺性和生产成本。轴端扁部作为零件设计和机械加工的典型形面，其尺寸位置定位误差的确定具有代表性。本 设计为了保证轴端扁部的高度尺寸，比较了 V 形块定位和两相互垂直平面定位两种 定位方案时轴端扁部尺寸的定位误差和方案的优劣，最终 采用两相互垂直平面进行径向定位。这种径向定位方式的好处是能是定位基准和设计基准重合，保证轴端扁部的高度尺寸不超差。在刚性压板下垫一层弹性材料

12、构成组合压板，并采用手动加紧方式实施夹紧。 关键词： 微电机轴；工装；两相互垂直平面；组合压板 2 ABSTRACT The present study analyzed the structure characteristic of the micro motor shaft,designed the fixture of milling micro motor shaft for its technical demands and high efficiency,and resolved technical difficulties in the practical production.

13、 The analysis and determination of locating errors are an indispensable and important task in the design of process planning for mechanical components. Determination of the locating errors has direct influence on the quality, manufactureability, and cost, of the component.Key-seat, with its typical

14、surfaces and shapes, gains its representativeness in the locating error calculations.The design dimensions in order to ensure the high groove,V-block location, and two mutually upright flat location for both the key-seat dimension and its parallelism.t Examples are also given for using this approach

15、 .Final two mutually upright flat location to the radial orientation.This approach has the advantage of radial positioning is positioning to base benchmarks and design overlap, to ensure a high degree keyway size does not tolerance. In the rigid plate layer of elastic material composition Xiadian co

16、mbination plate, and manually clamping step manner. Key words: micro-motor; fixture; two mutually upright flat location; Combination plate 3 1 绪论 微电机综合了电机、微电子、电力电子、计算机、自动控制、精密机械、新材料等多门学科的高新技术行业，尤其是电子技术和新材 料技术的应用促进了微特电机技术进步。微电机制造工序多，涉及精密机械、精细化工、微细加工、磁材料处理、绕组制造、绝缘处理等工艺技术，需要的工艺装备数量大、精度高 。 出于经济效率的考虑，企业组

17、织微电机生产一般为大批量生产，但微电机轴加工的技术要求比较高，更由于其尺寸较小，在加工时对其实施装夹比较困难，不容易保证技术要求。对轴端台肩面的铣削和磨削加工，由于尺寸和位置精度要求较高，用一般的装夹方式不容易保证。因此，设计制造装夹方便、可靠、高效的铣削（或磨削）夹具是大批大量生产微电机轴的重要保证。 1.1 微电机的发展 概述 世界经济在不断发展，人们生活水平在不断提高，微特电机作为不可缺少的基础机电产品，它既有低、中档、低投资的劳动密集型产品，又有采用先进制造技术、新兴电子技术和新材料技术应用相结合的高投资技术密集型产品，并已融入生产和销售的全球化。 日本在 AV、 OA 用微特电机轻、

18、薄、小型化家电、空调用微特电机高效率化、静音化、工业伺服用微特电机高性能化诸方面进行了大量研发工作，在世界上处于领先地位，其产品技术含量大，占据了世界高档微特电机的绝大部分市场。 我国微电机行业创建于 20 世纪 50 年代末期，从为满足国防武器 装备需要开始，经历了仿制、自行设计和研究开发的阶段，至今已有 40 余年的发展历史，已形成产品开发、规模化生产和关键零部件、关键材料、专用制造设备、测试仪器配套的完整的工业体系。据统计，我国微电机生产及配套厂家在 1000 家以上，从业人员超过 10 万人，工业总产值超过 100 亿元。微电机行业已成为国民经济和国防现代化建设中不可缺少的一个基础产品

19、工业。 自 20世纪 80 年代以来，微特电机的国内需求在不断增长。我国已引进 50 余条生产线，实现 25个大类、 60个系列、 400 个品种、 2000 个规格微特电机大批量、规模化生产。主要 产品是有刷永磁直流电动机、小功率交流电动机、交直流串激电动机、罩极电动机、步进电动机、振动电机 (手机用 )等。 1999 年我国微特电机产量约 30 亿台，其中民营和国企的产量约 2.5 亿台，独资企业的产量约 12亿台，香港地区的产量约 14亿台 (德昌公司 12 亿台 )，台湾地区的产量约 1.8 亿台。 2000年生产量约 39亿台，占全球总产量的 60。 技术含量高的微特电机，如精密无刷

20、电动机、高速同步电动机、高精度步进电动机、片状绕组无刷电动机、高性能伺服电动机以及新原理新结构超声波电动机国内尚未形成商品化或批量生产能力 。所以国内对高精密微特电机还依赖进口。据海关统计， 19952000 年年均用汇增长26.9， 2001 年虽然增加 4.81，还达 11.97 亿美元。 微电机主要应用于三个领域： 4 1） 运动机械 无特殊控制要求的驱动场合作为运动机械负载的动力源 。 2） 音响设备 例如，在盒式录像机中，微特电机既是磁鼓组件的关键元件，又是其主导轴驱动、收供带和磁带盒的自动装载以及磁带张力控制的重要元件。 3） 自动化设备 办公自动化设备、计算机外部设备和 工业自动

21、化 设备。如磁盘驱动器、复印机、数控机床、机器人等都应用了微电机 。 1.2 夹具的 发展趋势 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 1） 高精 随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达 5 m，夹具支承面的垂直度达到 0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。德国 demmeler(戴美乐 )公司制造的 4m 长、 2m 宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为 0.03mm； 精密平口钳

22、的平行度和垂直度在 5 m 以内；夹具重复安装的定位精度高达 5 m；瑞士 EROWA 柔性夹具的重复定位精度高达 25 m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制 造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 2） 高 效 为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新 型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用 12 秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件

23、。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典 3R 夹具仅用 1 分钟，即可 完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国 Jergens(杰金斯 )公司的球锁装夹系统， 1 分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。 3） 模块、组合 夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为 夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用 CAD 技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档

24、案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程 信息化和经营电子商务化。 4） 通用、经济 5 夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国 demmeler(戴美

25、乐 )公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费 用低，经济实用才有推广应用的价值。专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度，加快 用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系，争取合资与合作，引进技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。 机床夹具是在机床上装夹的一种装置，其作用是使工件相对于机床和刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。机床夹具的设计需要我们综合运

26、用所学知识，根据零件的结构特点和产品的加工要求，进行加工工艺规程和夹具的设计。机床夹具是保证机械产品质量高、数量多、成本低的一种极重要的工艺 装备。其主要功能如下： 1） 保证加工质量 使用机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工面与定位面之间以及被加工表面相互之间的位置精度。使用机床夹具后，这种这种精度主要靠家具和机床来保证，不再依赖于工人的技术水平。 2） 提高生产效率，降低生产成本 使用夹具后可减少划线、找正等辅助时间，且易实现多件、多工位加工。在现代机床夹具中，广泛采用气动、液动等机动夹紧装置，可使辅助时间进一步减少。 3） 扩大机床工艺范围 在机床上使用夹具可使加工变得方便

27、，并可 扩大机床的工艺范围。例如，在车床或钻床上使用镗模，可以代替镗床镗孔。又如，使用靠模夹具，可在车床或铣床上进行仿行加工。 4） 减轻工人劳动强度，保证安全生产。 1.3 本课题的研究内容 微电机在运动机械、音响设备、自动化设备等行业应用的范围广，数量多，因此微电机轴对微电机的性能具有十分重要的意义。长期以来，微电机轴轴端扁部加工的夹具一直采用 V 型块进行径向定位。采用 V 型块定位的方案在实际加工时由于工件的尺寸和形状误差， V 形块的制造和安装误差，包括夹角误差、对称度误差等，而这些误差的综合不是简单的代数加减，而是 矢量方式的叠加，导致产品经常超差，影响产品生产效率和成本。为避免产品经常性超差，则需改进微电机轴的定位方式。通过对微电机轴轴端扁部的分析，采用两相互垂直的平面定位，可保证定位基准和设计基准重合，减少定位误差，为提高生产率，将多个相互垂直的平面组合在一起，并采用弹性材料进行夹紧。采用这种方案，可避免产品的经常性超差，提高生产效率。夹紧时为了避免刚性压板压伤工件，采用弹性压板进行多点浮动夹紧。