活塞机械加工夹具设计-毕设论文
活塞机械加工夹具设计
[引言]
本设计通过对内燃机铝活塞加工技术的发展、活塞的工作环境以及结构特点的分析，确定了活塞的加工过程及加工方案，其中主要包括：生产纲领和生产类型的确定、材料的选择、毛坯的制造方法、机械加工余量的确定、各加工工序切削用量的确定、工序时间的计算以及工序卡片的编制。最后，进一步选择并设计了两套典型的机床夹具，精镗销孔夹具设计和钻油孔夹具设计，其中主要包括：定位方案与夹紧方案的设计，分度装置的设计、两套夹具的工作原理以及在夹具设计过程中应该注意的问题。经过设计分析和论证，活塞的工艺设计与夹具设计是可行的。
[正文]
一、本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势
活塞是发动机中的重要零件之一。它在工作时承受发动机汽缸内高温气体的压力，并通过活塞销、连杆将压力传给曲轴。因此活塞是在高温、高压和连续变负载下工作的。
发动机活塞的材料为铝合金，它的导热性好、重量轻、惯性力小，并具有较好的切削加工性。铝活塞的毛坯采用金属模浇铸。毛坯的精度较高，活塞销孔也能铸出，因此机械加工余量可以相应地减少。毛坯在机械加工前要切去浇冒口，并进行时效处理，以消除铸造时因冷却不均匀而产生的内应力。
本课题基本内容是某活塞机械加工工艺及其夹具设计，要研究的主要内容有：
1）设计开始的过程中，我们应该认真分析零件图，了解要加工零件的结构特点和相关的技术要求，对活塞的每一个细节，都应仔细的分析，如活塞加工表面的平行度、同轴度、粗糙度等，特别是要注意各部分自身精度（同轴度、圆度、粗糙度）和它们的相互位置精度（轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求），该加工零件的各孔的尺寸是整个设计加工的关键，必须弄懂其每个尺寸的意义。我们采用AutoCAD软件绘制零件图，一方面增加对
零件的了解认识，另一方面增加我们对AutoCAD软件的熟悉。
2）活塞的加工工艺过程是整个设计的重点内容，在设计过程中，我们必须严格地选择毛坯、制订工艺规程、确定加工余量、计算工艺尺寸、计算工时定额以及定位误差的分析，为了与实际加工相吻合，我们还必须对加工设备、切削用量、加工装备等进行选择和设计，这个阶段内容较多，涉及的范围也比较广，为了设计的参数合理，我们必须广泛查阅相关的书籍，达到设计的合理性和实用性。
3）为了工件定位准确和夹紧的快速，提高效率和降低工人的劳动强度，提高零件加工精度和安装找正方便，我们要采用专用的夹具。在夹具设计过程中，我们统一采用以端面和止口为主要定位面来进行加工。因为我们未学习过夹具的设计和计算。所以工作量大大地增加了，只有通过在实习过程中对夹具的感性认识和夹具设计参考书以及夹具图册来进行设计和计算。所以，夹具的设计是整个设计的重点，也是一个难点。
夹具的设计必须要保证夹具的定位准确和机构合理，考虑夹具的定位误差和安装误差。我们将通过对工件与夹具的认真分析，结合一些夹具的具体设计事例，查阅相关的夹具设计资料，联系在工厂看到的一些活塞加工的夹具来解决这些问题。
根据活塞零件的特点，活塞加工不宜采用工序集中的原则，一般采用工序分散的原则来安排加工顺序，因为活塞加工一般为大批生产，加工要求较高，且刚性较差，所以加工应划分阶段，尽可能将粗、精加工分开进行。逐步提高定位基准的精度和加工表面的精度。
在加工发动机活塞零件的工艺过程中，我们必须保证其各部分的加工精度和与连接部件的装配精度，其主要技术要求如下：
1）裙部外圆要求与汽缸精密配合，尺寸公差为6级精度等级，表面粗糙度Ra0.63um。
2）为了使活塞销工作时能在空中自由转动，活塞销孔尺寸公差为6级以上精度、表面粗糙度Ra0.16um、圆度公差0.0015mm、孔的圆柱度公差0.003 mm。
3）为了使活塞销和销孔受力均匀，减少不均匀摩擦，活塞销孔对裙部轴线必须垂直，在100 mm长度上公差为0.035mm，对称度为0.2 mm。
4）销孔轴线到顶面距离为56，上下偏差为+0.08 mm，-0.08 mm。
5）为使活塞环能随气缸套孔径大小而自由地涨缩，环槽的宽度尺寸、表面粗糙度及对裙部外圆轴线的位置也有较高的要求。 [1]
二、活塞结构特点
活塞在气缸内工作时，混合气在燃烧室内燃烧时产生的温度超过890摄氏度；活塞高速运动时其加速度达到25000～70000m/s；四冲程发动机工作时活塞顶部中心温度在330摄氏度左右，二冲程发动机则为400到450摄氏度。由此可见，活塞是在一个高温的环境中工作。在发动机汽缸内，活塞在一部分工作循环压缩气体，而在另一部分工作循环，汽缸内的混合气体燃烧膨胀，活塞承受高温气体压力，并把压力通过活塞销、连杆传给曲轴。可见活塞是在高温高压下作长时间变负荷的往复运动，活塞的结构就要适应这样的工作条件。
活塞顶面用于承受高温气体的压力,在活塞外圆表面上有三个环槽，离顶面最远的一个环槽是油环槽，槽内装有油环，将气缸壁上多余的润滑油刮去，第一环为气环槽，用于安装气环，密封燃烧工质，第二环为扭曲环。活塞环上部分称为头部，其余部分称为活塞裙部。
活塞采用ZL101铝铜合金材料锻造，它由顶部、头部、裙部三部分组成。头部呈圆锥体，裙部呈椭圆，顶部为ω形；头部有三道环槽，上面两道安装气环，下面一道安装油环；油环底部分布着两排回油孔，油槽下面还有一排油孔；活塞头部从上至下呈圆锥体，裙部呈椭圆，内腔复杂，壁厚较均匀。
图1 活塞简图
如图1所示，平面1称为活塞的顶面，它承受气体的压力，并受到高温气体
的直接作用。两个环行的槽2称为环槽，其中靠近顶点的二个环槽称为气体槽，在气体槽中放置有弹性的活塞环，用以密封活塞顶面以上的燃烧室；离顶面最远的一个环槽称为油环槽，在油环槽中放置油环（或称刮油环），它把飞溅到气缸套内壁上的多余的润滑油刮去，使油从油环槽的小孔3中流回曲轴箱。包括顶面和环槽在内的部分4称为活塞头部。其余部分5称为活塞裙部，在活塞工作过程中起导向作用。活塞中间的贯穿孔6称为活塞销孔，活塞孔的两端有锁环槽。图中标号7是一个短圆柱面和圆锥面的组合，通常称为止口。它是专为加工活塞而设置的辅助基准面，在结构上和功能上没有作用。[2]
活塞在工作过程中易产生受力变形和热变形。如图2所示,活塞的曲顶面受到汽缸内气体压力的作用,产生弹性变形.由于活塞裙部在圆周方向刚性不同,在销孔轴线方向的弹性变形量比垂直于该方向的弹性变形量大,使活塞裙部在受力后变成椭圆。另一方面,活塞顶部与高温气体接触,热量通过活塞顶部传到活塞裙部,温度升高产生热变形。由于活塞裙部圆周上金属分布不均匀，销孔轴线方向金属厚，热膨胀量大；垂直于销孔轴线发向热膨胀量小。从而使活塞裙部由于热变成椭圆，如图2的虚线所示。
图 2 活塞在工作中的变形
所以无论是受力变形或热变形都使原来的圆柱形的裙部变成椭圆形，椭圆的长轴在活塞的销孔的轴心线方向上。这样，比然使活塞与汽缸的间隙不均匀地减少甚至消失，以至于发生强烈的磨损甚至咬住。为了补偿上述变形，由活塞裙部设计制造成椭圆形，椭圆的长轴在垂直于活塞销孔轴心线的方向上，并在活塞裙
部的销孔附近铸出两块凹吭，增加裙部与汽缸内壁的间隙。椭圆度的大小随活塞的型号不同。在活塞上，椭圆的长轴和短轴要控制在离圆位置4.3°以内，相互位置误差在4.3°以内。[3]
此外，活塞工作时，顶面和高温气体直接接触，热量由头部传到裙部，头部温度高，热膨胀量大；裙部温度低，热膨胀量小。为了补偿这种不均匀的热变形，把活塞头部的外径设计的比裙部小，同时活塞裙部也设计成上小下大的锥形。活塞裙部的锥度是0.015～0.040mm。
为了减少向裙部传导的热量，在活塞（主要是高速内燃机用活塞）上铣有横槽，以减少向下传热的面积。在活塞上还铣有纵向槽（稍斜）以增加活塞裙部的弹性（横向槽也有类似作用）。为了活塞的气密性和耐磨性，增加其寿命，在气环槽下镶嵌一高镍铸铁环。使铸铁的热膨胀系数更接近ZL101，以便满足零件要求。
活塞销孔内装活塞销与连杆小头孔相连接。为了使活塞销的磨损均匀，在工作温度下，应使活塞销在活塞孔及连杆小头衬套孔中能自由转动，即所谓“浮动式”活塞销。为了避免活塞销在工作过程中轴向窜动，在锁环槽中装有锁环。[4]三、活塞的工艺规程的制订
活塞的技术要求已由国家科委制定了国家标准，对各部分的尺寸公关、形状和位置公差以及表面粗糙度均有详细的规定，现采用JB3931—85标准说明如下：
(1) 活塞裙部外圆要求与气缸很精密的配合，因此裙部外圆尺寸公差一般为IT6，对于高速内燃机要达IT5。为了减少机械加工的困难，将活塞裙部和气缸套孔径的制造公差放大三倍，装配时将活塞按裙部尺寸分为三组，气缸套按孔径尺寸分成三组，对相应的组的进行装配，以保证达到要求的间隙。裙部的椭圆度和锥度公差在分组尺寸公差范围内。裙部外圆粗糙度Ra≤0.63μm。[5]
(2) 对于浮动式活塞销孔，为了使活塞在工作过程中能在孔中自由转动，销孔尺寸公差IT6级以上。为了减少机械加工工作量，活塞销孔和活塞销的装配也采用分组装配法，当销孔内圆表面粗糙度Ra≤0.16。
(3) 活塞销孔的位置公差要求如下：
a. 销孔轴心线到顶面的距离影响气缸的压缩比，影响发动机的效率，对于此活塞这一距离为56±0.08mm。
b. 销孔轴心线对裙部轴心线的垂直度过影响活塞销、销孔及连杆的受力情况。垂直度误差过大将使活塞销、销孔及连杆单侧受力，活塞在气缸中倾斜，加剧磨损，垂直度在100mm长度上为0.030mm。
c. 销孔轴心线在裙部轴心线的对称度误差也会引起不均匀磨损，对称度公差为0.030mm。
(4) 为了使活塞环能随气缸孔径大小的变化而自由地胀缩，对活塞环槽作下列规定：
a. 活塞环平面母线对裙部轴线的垂直度，且在25mm长度上为0.06mm。
b. 活塞环槽平面对裙部轴线圆跳动为0.04mm。
c．环槽宽度尺寸公差为0.015～0.035mm
d.活塞环槽上下面平面粗糙度Ra≤0.63μm。
(5) 为了保证发动机运转平稳，同一发动机各活塞的重量不应相差很大，重量差不得大于名义重量的2.2％。活塞按重量分组装配。[6]
生产纲领是企业在计划期内应当生产的包括备品和废品在内的年产量。可按下式计算:
+
N
=Qn
α+
)
1(β
( 1 )
式中：N——零件的年生产纲领（件／年）；
Q——产品的年产量（台／年）；
n——每台产品中，该零件的数量（件／台）；
a——备品率；
%
b——废品率；
%
根据零件易磨损和损坏的程度，备品率定为2.8 %-4.7 %，现取4%，此活塞属于机械零件，一般废品率取1 %。
故N＝ 6 × 1 ×（1 + 4 %+ 1 %）
＝6.3 （万件）
生产类型是企业生产专业化程度的分类，一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。其中成批生产又可以分为大批生产、中批生产和小批生产。
根据《机械制造工艺设计简明手册》中查得：本产品属于轻型机械，且生产纲领为6.3万台，远远大于5万台，所以此活塞的生产属于大量生产。结合活塞加工JB3931--85标准其工艺过程的主要特点为:
(1) 工件具有互换性,装配采用分组选择装配法。
(2) 铸件广泛采用金属模机器造型高生产率毛坯制造方法，毛坯精度高，加工余量小。
(3) 广泛采用高生产率的专用机床及自动机床，按流水线形式排列。
(4) 广泛采用高生产率刀具、夹具和量具。
(5) 对操作工人的技术要求较低，对调整工人的技术要求较高。
(6) 必须制定详细的工艺规程。[7]
铸造铝合金按化学成分可分为：铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金和铝锌合金。
采用高碳合金工具钢整体淬火的活塞，在工作中和钎杆接触的平面不变形，不易产生裂纹，而采用低碳合金钢渗碳淬火的活塞，在工作中和钎杆接触的平面易产生变形（平面凹陷）和裂纹，如果裂纹扩大，就会产生断裂使活塞报废。在高速柴油机中，为了减少往复直线运动部分的惯性作用,都采用了铜硅铝合金作为活塞材料。在低速、重负荷、低级燃料的发动机中，有时用铸铁作为活塞材料。在汽车工业中很少用铸铁活塞。
铜硅铝合金比铸铁具有下列优点:
(1) 导热性好,使活塞顶面的温度降低较快，可以提高发动机的压缩比，又不至于引起混合气体的自燃，因而可以提高发动机的功率；
(2) 重量轻,惯性力小；
(3) 可切削性好。但它也有一些缺点:
a. 材料的价格比较贵；
b. 热膨胀系数大,约为铸铁的两倍；
c. 机械强度及耐磨性较差。
但总的来说,铝合金的优点超过缺点，所以在高速内燃机中都用它。而且耐磨性方面可以通过镶嵌一高镍铸铁环来提高其气密性和耐磨性，增加其寿命。
选择毛坯应考虑的因素：
(1）零件力学性能的要求相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其力学性
能有所不同。铸铁件的强度，离心浇注、压力浇注的铸件，金属型浇注的铸件，砂型浇注的铸件依次递减。
(2）零件的结构形状和外轮廓尺寸形状较简单、壁厚均匀的毛坯可采用金属型铸造。
(3）生产纲领和批量生产纲领大时宜采用高精度与高生产率的毛坯制造方法。(4）现场生产条件和发展应经过技术经济分析和论证。
从生产批量来看，此零件属于大批量生产，宜采用精度和生产率高的毛坯制造方法，以减少材料消耗和机械加工工作量。可考虑用金属铸造、熔模铸造、模锻、精锻等方法获得毛坯；从零件的结构来看，由于此零件属于外形较复杂的小型零件，而且它的壁厚不算薄。故可以考虑采用压铸、金属铸造、熔模铸造等精密铸造方法。同时可以减少切削加工或不进行切削加工；从毛坯的制造方法来看，铸铝和铸铜等有色金属材料适合用铸造方法获得毛坯；从铸铝件的力学性能来看，可采用金属型铸造的铸件、金属型浇注的铸件、砂型浇注的铸件，且强度依次递减,毛坯质量依次降低。
综上所述，该活塞零件的材料选用ZL101，该材料的成分及性能见表1，毛坯采用金属型铸造。用金属型铸型，在重力下浇注成型。对铝合金铸件有细化组织的作用，生产率高，无粉尘，但是设备费用高，手工操作时，劳动条件差。铸件表面的粗糙度Ra12.5～6.3μm，结晶细，加工余量小。适用于成批大量的生产。[8]
(1) 铸造斜度的大小按下列原则确定：金属的收缩阻力大时，斜度应大；收缩量大和熔点高的合金，斜度应大；铸件需要拔模部分的尺寸大时，斜度应小，反之斜度应大。
(2) 铸件上各面斜度的数值应尽可能一致，以便于制造模具及造型。待加工表面
的斜度数值可以大一些。
表 1 铸铝101的成分及性能
合金代号
主要化学成分/％
铸造方
法
b
σ
s
σ
用途Si Cu Mg Zn
MP
a
%
铝硅合金ZL101
6.5
～
7.5
＜
0.
1
0.25
～
0.45
＜
0.1
J,T5
20
2
2
形状复杂的砂
型、金属型和压
力铸造零件
表 2 各种铸造方法的最小铸造斜度
斜度位置铸造方法
砂型金属型壳型压铸外表面0°30ˊ0°30ˊ0°20ˊ0°15ˊ内表面1°1°0°20ˊ0°30ˊ铸造圆角及半径
表 3 铸造圆角
铸造方法铸造圆角计算公式
最小圆角半径（mm）
铝合金镁合金铜合金锌合金
黑色金
属
金属型铸
造
11
~()
46
R A B
=+ 1 2 2 — 2
(1) 铸件壁部连接处的内转角应有铸造圆角。
(2) 依照铸造圆角计算公式算出数值后，应选取与其接近的机械制造业常用的标准尺寸（详见GB2822—81）。为便于制造，半径应尽可能统一。在此，对于金属型铸件一般统一便用R3或R5。[9]
铸锻件的机械加工余量按JB3735-85确定，确定时，根据估算的锻件的重量、加工精度及锻件形状的复杂系数，由《简明机械加工工艺手册》查得：金属型铸件的尺寸公差等级为6～8级。可查得：
(1) 外圆的加工余量为4.0mm。
(2) 销孔的加工余量为3.0mm。
其它表面加工余量由零件尺寸决定(如图3所示):
图 3 活塞毛坯图
金属型浇注结构紧密，能承受较大压力，其生产率较高，适用于铁碳合金、有色金属及其合金的大批大量生产。金属型铸造允许毛坯的最大质量为110kg，毛坯的最小壁厚为1.5mm，形状复杂程度一般，精度等级CT要求为6～8级，毛坯的尺寸公差为0.09～0.47，表面粗糙度为Ra为12.5～6.3μm，加工余量等级为F。
定位基准的选择一般原则:
a. 选最大尺寸表面为安装面，选最长距离的表面为导向面，选最小尺寸的表面为支承面。
b. 首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸精度。
c. 应尽量选择零件的主要表面为定位基准。
(1) 粗基准的选择除了应考虑以上的一般原则外，还必须考虑以下几个原则：
a. 尽量选择不加工表面作为粗基准，如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。
b. 选择加工余量均匀的表面作为粗基准。
c. 选择加工余量较小的表面作为粗基准。
d. 选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。
e. 粗基准一般只能使用一次，特别是主要的定位基准，以避免产生较大的位置误差。
(2) 根据上述的选择粗基准的基本原则，综合以上各个原则并考虑活塞的实际情况选择加工粗基准如下：
a. 以活塞毛坯内腔为粗基准加工外圆和端面,再以外圆为基准加工精基准止口。因为粗车后的外圆面是加工余量小、较准确的、光洁的、面积较大的平面，
而且它也是一个重要的表面，它的余量比较均匀。
b. 直接以活塞毛坯外圆和端面为粗基准加工精基准止口,由于活塞的毛坯加工是采用金属型铸造，其铸造精度较高，加工余量小且余量均匀，以其作为粗基准同样可以满足加工要求。
（3）精基准的选择：
和粗基准一样，精基准的选择除了要考虑一般原则外，还有它自身应当注意的问题：
a. 尽量用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以避免产生基准不重合误差。
b. 当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能的采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以避免产生基准转换误差。
c. 当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”的原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。
d. 为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。
e. 有多种方案可供选择时，应选择定位准确、稳定、加紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。
那么根据以上的各个原则，结合实际情况对精基准的选择如下：
活塞是一个薄壁零件,在外力作用下很容易产生变形。活塞主要表面的尺寸精度和形位精度的要求都很高,因此希望以一个统一基面定位来加工这些要求高的表面。目前生产活塞的工厂大多采用止口和端面做为统一基准。止口是专门为加工活塞而设置的辅助基准面，在结构上和功能上没有任何作用。在精加工时,除精车外圆等少数工序用止口处的锥面和顶面上的中心孔定位,其余工序都采用止口和端面定位。
采用止口和端面（或锥面和中心孔）作为基面有下列优点：
a. 用这种定位方法可以加工裙部、头部、顶面、销孔等主要表面及其他次要表面。在一次安装中可车削多个表面，既提高了生产率，又能保证这些表面的位置精度。
b. 活塞裙部在半径方向的刚性差，利用止口和端面（或锥面和中心孔）定位可以沿活塞轴向夹紧，就不致引起严重的变形，从而可以进行多刀切削。
机械加工工艺路线的最终确定，一般要通过一定范围的论证，即通过对几条工艺路线的分析与比较，从中选出一条适合本厂条件的、确保加工质量、高效和低成本的最佳工艺路线。下面将从以上几个方面来确定活塞的机械加工工艺路线。
零件表面加工方法的选择应考虑的问题:
（1）零件表面的加工方法，主要取决于加工表面的技术要求。这些技术要求还包括由于基准不重合而提高了对作为精基准表面的技术要求。根据各加工表面的技术要求，首先选择能保证该要求的最终加工方法，然后确定各工序、工步的加工方法。
（2）选择加工方法应考虑每种加工方法的加工经济精度范围；材料的性质及可加工性；工件的结构形状及尺寸大小；生产纲领及批量；工厂现有设备条件等。
(3) 加工经济精度分析。各种加工方法所能达到的加工经济精度和表面粗糙度都是在一定的范围内的。任何一种加工方法只要精心操作、细心调整、选择合适的切削用量，其加工经济精度就可以得到提高，其加工表面粗糙度值就可以减少。但是加工经济精度提高得愈高，表面粗糙度值减少得愈小，则所消耗的时间与成本也会愈大。
生产上加工经济精度的高低是用其可以控制的加工误差的大小来表示的。加工误差小，则加工精度高；加工误差大，则加工精度低。一般来说，加工误差和加工成本之间成反比例关系。
可以看出：对一种加工方法来说，加工误差小到一定程度，加工成本提高很多，加工误差却降低得很少；加工误差大到一定程度以后，即使加工误差增大很，加工成本降低得很少。因此所谓加工经济精度是指在正常加工条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。
（4）材料的性质及可加工性。本零件的材料采用ZL101，它的化学成分是:Si6.5～7.5％,Cu＜0.1%,Mg0.25~0.45%,Zn＜0.1%,其余为Al。这种材料的工艺性能如下：
a. 切削性能：ZL101的硬度为100HB，为易切削材料。
b. 热处理性能：铝活塞毛坯在机械加工前要切去浇冒口，并进行时效处理，消除铸造时因冷却不均匀而产生的内应力。时效处理是将活塞加热至210～240℃，保温7～9h后，自然冷却，活塞经过时效处理后能增加强度和硬度。
(5) 生产率的要求。本活塞零件的生产类型属于大批大量生产。因而对生产率要求就相对的比较高。
综合以上几点，再考虑工厂的工艺能力和现有设备的加工经济精度，查《机械加工工艺手册》对拟订本零件的加工方法如表4。
按加工性质和作用不同，工艺过程一般划分如下加工阶段：粗加工阶段；半精加工阶段；精加工阶段；光整加工阶段。它们的主要工作与要求如表5所示。
表 4 加工方法的拟订
加工步骤加工方法
外圆的加工活塞裙部外圆的精度要求为IT6～IT5，表面粗糙度要求为Ra≤0.63,材料为ZL
这样对于活塞外圆的加工选用：粗车——精车——金刚石车椭圆，
这样可以达到的粗糙度为Ra=0.8～0.2μm。
端面的加工端面的精度要求为IT8级、材料为ZL101，故可采用一次车削完成，这样能达到的精度等级为IT8～10，粗糙度为Ra=6.3～1.6μm满足要求。
该零件活塞对于外圆以及销孔孔的加工质量要求比较高，其余的加工质量要求并不高，又毛坯采用金属型铸造精度比较高，加工余量小，故除了外圆加工时安排了粗车，精车，金刚石车，加工销孔时安排了粗镗，精镗和滚压三个加工阶段外，其余工序均安排粗加工、精加工两阶段完成。[10]
按照加工顺序的选择原则：
(1）先加工基准面，再加工其它表面。
(2）一般情况下，先加工平面，后加工孔。
续表4 加工步骤加工方法
止口的加工这个部分表面是为了加工出精基准而加工的，粗糙度要求不是很高，为Ra≤1.25μm，精度要求为IT7，故可采用两次车削完成，即采用粗车——精车的加工方法,这样能达到的精度等级为IT8～7，粗糙度为
a
R=3.2～0.8μm满足要求。
销孔的加工销孔的表面的精度要求为IT6以上，要求较高，粗糙度Ra≤0.16μm，故考虑采用。粗镗——精镗—滚压的加工方法，这样可以达到的精度等级为IT6～IT7，粗糙度为Ra=0.4～0.05μm满足要求。
斜油孔的加
工斜油孔的表面粗糙度也为Ra小于等于12.5μm，它的精度要求并不高，且孔径也小于20mm，故它的加工方法也可以直接采用钻来实现，精度为IT11-IT12。
直油孔的加
工直油孔表面粗糙度也为Ra小于等于12.5μm，它的精度要求并不高，且孔径也小于20mm，故它的加工方法也可以采用钻来实现，精度也为IT11-IT12。
环槽的加工位置精度要求较高，而尺寸精度要求不是很高，故可以考虑采用粗车——精车完成。精度等级为IT7～8，粗糙度为Ra=6.3～1.6μm满足要求。
头部外圆的
加工精度要求为IT8～10，而外圆开始已经进行一次粗车，故可以用一次精车就可以达到要求，这样可以达到的精度等级为IT7～IT8，粗糙度为Ra=3.2～0.8μm满足要求。
气门内、外
槽
的加工位置精度要求较高，而尺寸精度要求也不是很高，故仍可以考虑采用直接一次铣削完成。精度等级为IT11～12，粗糙度为Ra=12.5～3.2μm 满足要求
销孔卡环槽的加工位置精度要求较高，而尺寸精度要求不是很高，故可在销孔精镗后采用车削完成。精度等级为IT8～10，粗糙度为Ra=6.3～3.2μm满足要求。
表 5 各加工阶段的加工要求
加工阶段加工要求
粗加工阶段主要是去除各加工表面的余量，并作出精基准，因此这一阶段关键问题是提高生产率
半精加工阶段在半精加工阶段减小粗加工中留下的误差，使加工面达到一定的精度，为精加工作好准备
精加工阶段在精加工阶段，应确保尺寸、形状和位置精度达到图纸规定的精度要求以及表面粗糙度要求
续表5 加工阶段加工要求
精密、超精密加工、光整加工阶
段这是对那些要求很高的零件安排的，是为了达到零件最终的精
度要求
(3）先加工主要表面，后加工次要表面。[11]
(4）先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
根据活塞零件加工的实际情况，本设计拟定了两条加工路线来进行比较分析：
方案一：
a. 工艺过程
第一道工序：粗车止口，端面
第二道工序：粗车外圆
第三道工序：粗镗销孔
第四道工序：粗切外圆环槽、顶面
第五道工序：钻直油孔
第六道工序: 钻斜油孔
第七道工序: 去内腔毛刺
第八道工序：精车止口，打中心孔
第九道工序：精车外圆、环槽并倒角
第十道工序：精镗销孔
第十一道工序：切卡环槽
第十二道工序：车椭圆裙部
第十三道工序：铣气门内槽
第十四道工序：铣气门外槽
第十五道工序：滚压销孔
图形见所附机械加工工艺过程卡片。
b. 热处理工序的安排：
时效处理：为了消除残余应力，对于尺寸大、结构复杂的铸件，需在粗加工
齿轮类零件加工工艺分析及夹具方案
齿轮类零件加工工艺分析及夹具设计 学校：襄阳职业技术学院 系院：汽车工程学院 班级：机械设计与制造1002 姓名：曾凯 指导老师：黄贞贞
目录 摘要 (4) 第一章齿轮类零件加工工艺规程编制概述 (5) 1.1工艺编制的总体步骤 (5) 第二章对齿轮类零件的加工工艺编制及分析 (6) 2.1分析齿轮类零件的技术要求 (6) 2.2明确毛坯尺寸 (8) 2.3拟定工艺路线 (8) 2.4设计工序内容 (10) 2.5填写工艺文件 (10) 第三章对齿轮类零件加工工艺进行合理性分析 (11) 第四章夹具设计的要求 (11) 4.1 了解夹具设计的总体要求 (11) 第五章夹具设计的特点 (12) 5.1确定夹具的类型 (12) 5.2钻模的主要类型 (12) 第六章工件夹紧计算及选择 (13) 6.1工件的夹紧 (13) 6.2 夹紧力的选择 (13) 6.3夹紧力的计算及精度分析 (14) 第七章夹具的结构分析及设计 (16)
7.1夹具的夹紧和定位 (16) 7.2夹具的导向 (17) 第八章夹具的总体分析 (17) 第九章致谢 (18)
摘要 齿轮类零件是典型零件之一，它在机械主要用于传动，齿轮类零件主要有齿轮．齿轮轴，涡轮涡杆，在机械领域运用很广泛。 按传动形式分圆柱类齿轮、锥齿轮、齿条等。 按齿形状分：齿轮、齿、字齿等。 按制作方法分：铸造齿轮、烧结齿轮、轧制齿轮等。 我以齿轮加工工艺编制分析齿轮的加工要求，在生产实际中阐述齿轮的工艺过程，及工艺的合理性。 夹具在机械加工中有举足轻重的作用，好的夹具才是保障零件加工的方法。我从夹具的分析、设计、计算、使用方面概述夹具的用途。 按专业化程度可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具、成组夹具、标准夹具、随行夹具、组合机床夹具等。我这次设计的是盖板式钻夹具。这是一种专用夹具，专为一工件的一道工序而设计的夹具。 关键词：齿轮、夹具、工艺、设计
毕业设计论文夹具设计
xxx毕业论文 摘要 本文研究的是汽车左前纵梁及轮罩的焊接夹具设计问题，要求使工件定位迅速，装夹迅速，省力，减轻焊件装配定位和夹紧时的繁重体力劳动。实现机械化，使焊接条件较差的空间位置焊缝变为焊接条件较好的平焊位置，劳动条件的改善，同时也有利于提高焊缝的质量。 本文首先分析了汽车左前纵梁及轮罩焊装夹具设计的必要性和可行性；然后围绕左前纵梁及轮罩焊装夹具设计这一核心，通过对汽车焊装生产线、汽车焊装夹具的结构特点进行分析，归纳了焊装夹具的设计步骤和要点；重点对汽车左前纵梁及轮罩焊接夹具的设计，包括定位器的设计，夹具体设计，夹紧装置的设计。其中，定位器的设计是保证焊件在夹具中获得正确装配位置的零件和部件，应利用先装好的零件作为后装配零件某一基面上的定位支撑点，可以减少定位器的数量，提高装配精度；夹具体的设计是通过控制焊件角变形的夹紧力计算和控制焊件弯曲变形的夹紧力计算来确定的，通过公式计算得出拘束角变形所需的单位长度（焊缝）夹紧力,再根据焊件形状、尺寸来完成夹具体的设计。 夹紧装置的设计是本文设计的重中之重，这次设计的主要核心是通过气缸来改善传统手动夹紧的的繁重体力消耗以提高生产效率。根据要求，设计气缸主要是对工件的夹紧，合理的气缸选择，合理的气动原理思路，极大地提高了生产效率和产品质量。 关键词：工装; 夹具；汽动；焊接
Abstract This study is the car left front rail and wheel cover welding fixture design, requirement for a workpiece positioning rapidly and clamping quickly, effort, reduce welding assembly positioning and the clamping heavy manual labor. Realization of mechanization, make for better conditions for the downhand welding position welding, improve working conditions and to improve the welding quality of poor condition of the space position of welding seam welding. This paper first analyzes the car left front longitudinal beam and the wheel cover the necessity and feasibility of welding fixture design, and then around the left front rail and wheel cover welding fixture design of the core, according to structural characteristics of car body welding production line, automobile welding fixture analysis, summed up the welding fixture design steps and main points; key to car left front longitudinal beam and the wheel cover welding fixture design, including locator design, clip specific design and clamping device design. Among them, design of locator is guarantee welding fixture in China obtain accurate position of the assembly of parts and components, should use first loaded parts as assembly parts a base surface positioning supporting point, can reduce the locator number to enhance the assembly precision; to clamp the specific design is by the angle to control the welding deformation of the clamping force calculation and control of welding a bending deformation of the clamping force calculation to determine the, through the formula calculation show that angle restraint deformation required per unit length (weld) clamping force, then according to the welding shape, size to complete specific design clamp. Clamping device design is the most important in this paper, the main core of this design is through the cylinder to improve the traditional manual clamping of the heavy manual to improve production efficiency. According to the requirements, the design of the cylinder is mainly for the clamping of the workpiece, a reasonable choice of the cylinder, a reasonable aerodynamic principle of thinking, greatly improving the production efficiency and product quality. Key words: Tooling；fixtures；pneumatic；welding
夹具毕业设计论文设计
摘要 设计是以实践为主，理论与实践想结合的，通过对零件的分析与加工工艺的设计，提高我们队零件图的分析能力和设计能力。达到一个毕业生应有的能力，使我们在学校所学的各项知识得以巩固，以更好的面对今后的各种挑战。 此次设计的主要是围绕分油活门的加工工艺以及对钻Φ17的孔设计夹具来展开的。在加工过程中，我们在现有的条件下保证质量，加工精度来完成，对我们来说具有一定的挑战性。其主要容有：分析零件图，确定生产类型和毛坯，确定加工设备和工艺设备，确定加工方案及装夹方案，刀具的选择，切削用量的选择与计算，数据处理，对刀点和换刀点的确定，加工的实际操作，加工后的检验工作。在机械设计制造各行业的工艺过程中广泛应用着各种不同的，用以固定加工对象，使之占有正确位置，以便接受施工的一种工艺装备，通称为夹具。本次设计主要是对钻Φ17的孔进行夹具设计，首先通过学习让哦我们对夹具设计有了初步的了解，然后再老师的指导下，对夹具设计方案分析和选择 。选定方案后，通过查阅相关夹具设计书籍和相关图例在钻孔夹具设计中，最终完成钻孔的夹具设计。最后撰写参考文献，组织附录等等。 关键词: 加工工艺，工序，工步，切削用量，切削速度（mm/min），切削深度（mm）,进给量（mm/n,mm/r）, 夹具 . ABSTRACT The design is given priority to with practice, theory and practice to combine, based on the analysis of the components and design process, improve our team parts of the ability to analyze and design. Achieve a graduate student should have the ability, so that we learn in school to consolidate the knowledge, in order to better face the future challenges. This design is mainly around the oil valve and processing technology on drilling a17hole jig design to start. In the process, we in the existing conditions to guarantee the quality, precision machining to complete, for us is a challenge. Its main contents are: analysis of parts diagram, determine the type of production and blank, determine the processing equipment and technology equipment, determine the processing scheme and clamping scheme, the choice of cutting tool, cutting
湖北理工学院 机床夹具毕业设计论文
目录 一、零件的分析 (2) （一）零件的生产纲领 (2) （二）零件的作用 (2) （三）零件的形状及其具体尺寸、公差 (2) （四）零件的工艺分析 (2) 二、工艺规程设计 (4) （一）确定毛坯的制造形式 (4) （二）基面的选择 (4) （三）制定工艺路线 (4) （四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (5) （五）确定切削用量及基本工时 (8) 三、夹具设计 (17) （一）切削力及夹紧力计算 (17) （二）定位元件的选定 (17) （三）夹具设计及操作的简要说明 (17) 四、总结 (19) 五、参考文献 (20)
一、零件的分析 （一）零件的生产纲领 此零件为小批量生产，所以工序要集中，步骤尽量简单。见后面零件图。 （二）零件的作用 拨叉零件主要用在操作机构中，比如改变车床滑移齿轮的位置，实现变速；或者应用于控制离合器的啮合、断开的机构中，从而控制横向或纵向进给。通过φ40mm的孔安装在轴上，拨叉顶部开有5mm宽的通槽。Φ40mm的孔上开有8mm宽的键槽，拨叉一端开φ20mm的轴孔中间穿一小轴，通过拨块拨动。 （三）零件的形状及其具体尺寸、公差 如后面零件图所示。 （四）零件的工艺分析 由零件图可知，其材料为45钢，具有较高强度，耐磨性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。拨叉共有多组加工表面，现分述如下： 1、以φ40mm孔为中心的加工表面： 这一组加工表面包括：与φ40+0.0390 mm相垂直的两端面B、C，在φ40+0.0390 mm孔中宽8mm键槽，其中主要加工表面为φ40+0.0390 mm的孔。 2、以φ20孔为中心的加工表面： 这一组加工表面包括一个φ20+0.0250mm的孔及倒角，尺寸为35mm与φ20+0.0250mm相垂直的两个平面D、E，其中主要加工表面为φ20+0.0250mm的孔。 3、以φ18mm为中心的加工表面 这一组加工表面包括：一个φ18mm的孔，尺寸为φ35mm的沉头孔，以及与孔φ35mm相垂直的轴向宽5mm的槽。 4、以M12mm孔为中心的加工表面
齿轮夹具毕业设计论文
ZHEJIANG WATER CONSERV ANCY AND HYDROPOWER COLLEGE 机床夹具设计实训 题目：插22mm宽键槽的夹具设计 系（部）：机械电子工程系 专业班级：数控11-2 姓名：吴宏鸾 学号：201133043 指导教师：陈仙明王铁流
2013年7月2日 目录 1.零件与工艺分析 (1) 2.机夹类型的选择 (1) 3．定位装置的设计 (2) 3.1 定位方案的确定 (2) 3.2 定位误差分析 (2) 4 .夹紧装置设计 (3) 4.1 夹紧机构................................... . (3) 4.2 夹紧力的计算 (3) 5 .夹具体设计 (4) 6 .夹具精度分析 (5)
一、零件与工艺分析 零件图 1 、齿轮加工工艺程的内容和要求 齿轮的加工工艺程一般应包括以下内容：齿轮毛坯加工、齿面加工、热处理工艺及齿面的的精加工。在编制工艺过程中，常因齿轮结构、精度等级、生产批量和生产环境的不同，而采取各种不同的工艺方案。 齿轮加工工艺过程大致可以划分如下几个阶段： 1)齿轮毛坯的形成：锻件、棒料或铸件； 2)粗加工：切除较多的余量； 3)半精加工：车、滚、插齿； 4)热处理：调质、渗碳淬火、齿面高频感应加热淬火等 5)精加工：精修基准、精加工齿形 2、齿轮加工工艺过程分析 为了减少定位误差，提高齿轮加工精度，在加工时应满足以下要求： 1)应选择基准重合、统一的定位方式； 2)内孔定位时，配合间隙应近可能减少； 3)定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来，以保证垂直度要求。 本工序在齿轮Φ85mm内圆处插22mm宽的键槽，工序图如图1-1所示。在进行本工序前，定位基准Φ227.5mm的外圆表面未加工，其他端面及外圆都已经加工，达到图纸的要求。该工序所用的设备为插床，刀具选择标准键槽插刀，本工序选用Φ22键槽插刀。键槽的宽为22mm，键槽的深度要求为90.4mm，表面粗糙度为12.5mm。 二、机床夹具的类型的选择 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。 机床夹具的种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。
铣床专用夹具毕业设计论文
摘要 我国社会主义现代化要求机械制造工业为国民经济各部门的技术进步、技术改造提供先进、高效的技术装备，它首先要为我国正在发展的产业包括农业、重工业、轻工业以及其它产业提供质量优良、技术先进的技术装备，同时还要为新材料、新能源、机械工程等新技术的生产和应用提供基础备。本论文是结合目前实际生产中，通用夹具不能满足生产要求，用通用夹具装夹工件效率低、劳动强度大、加工质量不高，而且往往需要增加划线工序，本论文为铣床专用夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案、对刀方案，夹具体的设计及加工精度等方面的分析。本夹具能在加工常规零件的时候使质量进一步提升，并降低劳动强度，能在保证产品质量加工精度的同时批量生产，从而降低生产成本。从而夹具的使用在某种程度上提高实际生产中企业的效益。因而对夹具知识的认识和学习，在今天显的优重要起来。 关键词：装备；制造；铣床；专用夹具
ABSTRACT China's socialist modernization requirements for mechanical manufacturing industry sectors of the national economy progress of technology, technical transformation to provide advanced, effective technical equipment, it must first for China is in the development of the industry include agricultural, heavy industry, light industry and other industries provide good quality, technical advanced technical equipment, but also for new materials, new energy, mechanical engineering of production and application of new technology provides the basis of equipment. The present paper is combining the actual production, gm can not meet the production requirements, fixture using universal fixture clamping work-piece efficiency, low labor strength, processing quality is not high, and often need to increase crossed process, and special design of a milling machine fixture, mainly including fixture positioning scheme, clamping, of cutter scheme, the concrete and the TAB folder design and machining precision analysis. This fixture can in processing of conventional parts that quality further ascension, and reduce the labor intensity, can guarantee the quality of its products processing precision and batch production, so as to reduce the production cost. Thus fixture use in some extent improve the efficiency of enterprises in practical production. Thus to fixture knowledge know and study the optimal in today's show for important up. Key words: equipment；manufacturing；milling；the machine tool's fixture
机械毕业设计英文外文翻译354汽车车身焊装夹具的设计要点
附录 (英文文献及中英文对照) The designing features of automobile body welding fixture Auto body clamp is required for the amorphous body stamping required to locate and clamp, to form the body components, combined parts, sub-assembly and assembly, While taking advantage of suitable welding method to form their own welding pieces of the whole. Welding fixture welding process is a secondary device, but in the process of mass production car body, the device is essential. It not only can improve welding productivity, but also to ensure the dimensional accuracy of welding products and appearance requirements of the important devices. The assembly and welding fixtures there is no uniform specifications and standardization, are non-standard equipment. Design.and manufacturing process according to the structural characteristcs of the specific models, production conditions and the actual demand from the line of design and manufacturing. 1. asonable decomposition of auto body parts welded together to determine the type of fixture required. Two or more of the
拨叉夹具毕业设计论文
机械制造技术基础课程设计零件的机械加工工艺规程及夹具设计 学生姓名赵思佳 所在专业机械设计制造及其自动化 所在班级机电1081 指导教师谭光宇职称教授副指导教师职称 答辩时间2011年7 月5 日
目录 设计总说明.......................................................................................................I 课程设计题目. (1) 1 拔叉的工艺分析及生产类型的确定 (2) 1.1 拨叉的用途 (2) 1.2 拔叉的技术要求 (2) 1.3 审查拨叉的工艺性 (2) 1.4 确定拨叉的生产类型 (3) 2 确定毛坯、绘制毛坯简图 (3) 2.1 选择毛坯 (3) 2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (3) 2.3 绘制毛坯简图 (4) 3 拟定拔叉工艺路线 (5) 3.1 定位基准的选择 (5) 3.2 表面加工方法的确定 (6) 3.3 加工阶段的划分 (7) 3.4 工序的集中与分散 (7) 3.5 工序顺序的安排 (7) 3.6 确定工艺路线 (7) 4 机床设备及工艺装备的选用 (8) 4.1 机床设备的选用 (8)
4.1 工艺装备的选用 (8) 5 加工余量、工序尺寸及公差的确定 (8) 6 切削用量的计算 (8) 6.1 钻孔工步切削用量 (8) 6.2 攻螺纹工步切削用量 (8) 7 时间定额的计算 (9) 7.1 基本时间tj的计算 (9) 7.2 辅助时间tf的计算 (10) 7.3 其他时间的计算 (10) 7.4 单件时间tdj的计算 (10) 8 夹具设计 (10) 8.1 夹具作用及其组成 (10) 8.2 夹具设计 (11) 8.3 定位误差分析与计算 (12) 8.4 夹具设计及操作的简要说明 (12) 参考文献 (13) 小结 (14)
钻夹具设计毕业论文.doc
钻夹具设计毕业论文 1．钻夹具的设计思路与工作原理 我的设计课题是对耳环孔的钻夹具的设计，装配图图纸如附1,为此我了解了耳环钻孔的加工工艺。 步骤 内容 要求 刀具 1 钻孔至4 深保证尺寸22±0.5 锥柄麻花钻 2 孔口去刺 直柄 3 孔口倒角 0.5×45°
对于耳环孔的加工，我选择了立式钻床进行加工，同时为了保证孔的同轴度，我选择了固定式钻模。经过查阅相关资料，钻夹具设计装配图如附1所示 该夹具工作原理：夹具在工作台上安装以后，刀具在固定钻套5的引导下钻4孔. 钻夹具的有关概念 2.1钻夹具: 用在各类钻床上进行钻、扩、铰孔的夹具统称为钻床夹具。习惯上称为钻模。钻模在结构上的主要特点是都带有安装钻套的钻模板、刀具的引导装置。因此被加工孔的位置精度主要由钻模来保证。 2.2钻夹具的作用： （1）提高劳动生产率。在生产中依靠夹具专门定位元件可快速准确地完成工件在加工工位上的定位和夹紧，省去对工件找正、调整和装夹过程，缩短了每一工件的装夹辅助时间。 （2）保证工件的加工精度，稳定整批工件的加工质量。夹具设计和应用重在解决工件可靠定位和稳定装夹，可以使工件之间加工条件差异性大为减小，所以采用夹具可以在保证加工精度上极大的稳定整批工件的加工质量。 （3）改善工人劳动条件。使用夹具后，工件的装卸方便而快捷，减轻了工人的劳动强度，夹具的防护封闭装置也保证了工人的生产安全。 3．钻夹具的结构类型 钻床夹具应用广泛，种类较多，常用钻夹具的结构两类型大致可分为固定
式、回转式、翻转式、盖板式和滑注式等几种类型。在设计耳环孔钻夹具时我采用了固定式钻模。 固定式钻模,在使用的过程中,钻模在机床上的位置是固定不动的.这类钻模加工精度较高，可以更好保证孔的位置尺寸精度.在附1装配图中,使用固定式钻模板钻孔精度高.。 4．钻夹具的组成 4.1定位元件 用来确定工件在夹具中正确位置的元件称为定位元件。在附1装配图中台阶定位销3和v形块6，手旋螺钉16于定位元件。 4.2夹紧元件 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的元件称为夹紧元件。在附1装配图中螺杆9，支板10，手把11和v形块6夹紧元件组成了一个夹紧机构。 4.3导向元件 用来确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件。在附1装配图中带肩固定钻套5是引导刀具加工的导向元件，导板8也是导向元件。钻夹具的导向元件是钻套，钻套按结构的不同，可分为固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套几类。 钻套中引导刀具内径尺寸及偏差根据引导刀具尺寸定，通常取引导刀具最大极限尺寸，若钻套引导是刀具导向部分，可按基孔制相应选取钻套内径h7/f8。本次所设计的钻套不属于标准件需要自己设计,采用材料为t8a，内外轮廓粗糙度均为1.6，如图附5所示.
汽车座椅骨架的焊接夹具毕业设计说明书
汽车座椅骨架的焊接夹具毕业设计说明书 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
摘要 本文研究的是汽车座椅骨架的焊接夹具设计问题，要求使工件定位迅速，装夹迅速，省力，减轻焊件装配定位和夹紧时的繁重体力劳动。实现机械化，使焊接条件较差的空间位置焊缝变为焊接条件较好的平焊位置，劳动条件的改善，同时也有利于提高焊缝的质量。 本文首先分析了汽车座椅骨架焊装夹具设计的必要性和可行性；然后围绕座椅骨架焊装夹具设计这一核心，通过对汽车焊装生产线、汽车焊装夹具的结构特点进行分析，归纳了焊装夹具的设计步骤和要点；重点对汽车座椅骨架夹具的设计，包括基准面的选择，定位器的设计，夹具体设计，夹紧装置的设计。其中，基准面的选择是根据总成件的大小，确定基板的尺寸，然后从标准件库选出合适的基板；定位器的设计是保证焊件在夹具中获得正确装配位置的零件和部件，应利用先装好的零件作为后装配零件某一基面上的定位支撑点，可以减少定位器的数量，提高装配精度；夹具体的设计是通过控制焊件角变形的夹紧力计算和控制焊件弯曲变形的夹紧力计算来确定的，通过公式计算得出拘束角变形所需的单位长度（焊缝）夹紧力q为N，阻挡弯曲变形所需的夹紧力q为208711N，再根据焊件形状、尺寸来完成夹具体的设计。 夹紧装置的设计是本文设计的重中之重，这次设计的主要核心是通过气缸来改善传统手动夹紧的的繁重体力消耗以提高生产效率。根据要求，设计气缸主要是对工件的夹紧，所以应该选择双作用气缸。本文通过公式的计算确定一种缸径D为50mm，另一种缸径D为75mm。合理的气缸选择，合理的气动原理思路，极大地提高了生产效率和产品质量。
机床夹具毕业设计论文毕业设计资料
编号: 毕业论文(设计) 题目机床夹具设计 指导教师侯晓霞 学生姓名刘文举 学号200801703095 专业机械设计制造及其自动化 教学单位德州学院机电工程系（盖章） 二O一二年五月十日
目录 摘要及关键词 (2) 1 引言 (2) 1.1 机床夹具设计 (2) 1.2 选题目的和意义 (2) 1.3 国内外的研究现状和发展趋势 (2) 2 机床夹具概述 (3) 2.1 工件装夹与夹具 (3) 2.2 夹具的分类 (5) 2.3 夹紧装置的作用 (6) 2.4 机床夹具设计的一半步骤 (7) 3 夹具总体方案设计 (8) 3.1 定位原理及其实现 (8) 3.2 误差分析 (9) 3.3 夹紧方式 (12) 3.4 夹紧力的数值计算 (12) 3.4 夹紧点的数目及位置 (14) 4 铣床夹具 (15) 4.1 铣床夹具的分类 (15) 4.2 铣床通用夹具的结构 (15) 4.3 铣床夹具的设计特点 (16) 4.4 典型数控机床夹具 (16) 4.5 数控铣床夹具 (17) 参考文献 (18) 谢辞 (19)
机床夹具设计 刘文举 （德州学院机电系，山东德州253023） 摘要：制造业中广泛应用的夹具，是产品制造各工艺阶段中十分重要的工艺装备之一，生产中所使用夹具的质量、工作效率，及夹具使用的可靠性，都对产品的加工质量及生产效率有着决定性的影响。首先对夹具的概念进行了解，再进行机床夹具的设计，从定位到误差分析再到确保加工精度，然后计算出加紧力确定加紧点位数等细节计算。 关键词：定位；机床夹具；加工精度；定位点；夹紧力 1 引言 1.1 机床夹具的设计 在机床上对工件进行加工时，为了保证加工寿面相对其它表面的尺寸和位置精度，首先需要使工件在机床上占有准确的位置，井在加工过程中能承受各种力的作用而始终保持这一准确位置不变。前者称为工件酌定位，后者称为工件的夹紧，这一整个过程统称为工件的装夹。在机床上装夹工件所使用的工艺装备称为机床夹具(以下简称夹具)。 1.2 选题目的和意义 夹具最早出现在18世纪后期，随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。 1.3 本题在国内外的研究现状和发展趋势 随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，中
CA6140拨叉专用夹具毕业设计论文
工艺规程及工艺装备 （中批量生产） 设计者曾令理 指导教师黎良新 广西大学机械工程学院 机电041班 2007年7月18日
目录 序言 (1) 工艺规程与夹具设计过程 (2) 一、设计题目,计算生产纲领及生产型 (2) 二、零件的分析 (2) 1．零件的作用 (2) 2．零件的工艺分析 (2) 三、确定毛坯的制造方法,初步确定毛坯的形状 (3) 四、工艺规程设计 (3) 1．定位基准的选择 (3) 2．零件表面加工方法的选择 (4) 3．制订工艺路线 (5) 4．确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 (6) 5．确定切削用量及基本工时 (10) 5、1 工序Ⅰ端面A铣削用量及基本时间的确定 (10) 5、2工序Ⅱ钻——扩孔Φ22mm (13) 5、3 工序Ⅲ端面D铣削用量及基本时间的确定 (15) 5、4 工序Ⅳ槽8mm的铣削用量及基本时间的确定 (17) 5、5 工序Ⅴ槽18mm的铣削用量及基本时间的确定 (19) 5、6 工序Ⅶ锪2X15°的倒角切削用量及基本时间的确定 (21) 5、7 工序Ⅶ拉花键孔切削用量及基本时间的确定 (22) 四、夹具的设计 (21) 五、参考资料 (23)
序言 一、设计目的： 现代机械制造工艺设计是宽口径机械类专业学生在学完了《机械制造技术基础》等技术基础和专业课理论之后进行的一个实践教学环节。其目的是巩固和加深理论教学内容，培养学生综合运用所学理论，解决现代实际工艺设计问题的能力。通过工艺规程及工艺装备设计，学生应达到： 1、掌握零件机械加工工艺规程设计的能力； 2、掌握加工方法及其机床、刀具及切削用量等的选择应用能力； 3、掌握机床专用夹具等工艺装备的设计能力； 4、学会使用、查阅各种设计资料、手册和国家标准等，以及学会绘制工序图、夹具总装图，标注必要的 技术条件等。 二、设计感想与体会： 三周的课程设计就是一个团队合作的过程。所谓1+1>2，一个团队的合作，使我们的设计成果不到三周时间就渐渐呈现在我们的眼前。看着眼前的手工图纸、CAD图和设计计算的手稿，三周的设计过程一幕幕浮现在眼前。 三周的设计让我们学到了很多东西。这次设计可以说是三年的课程学习所掌握的所有机械工程学科的基础知识的融会贯通，因为我们以前曾经学得很好，但是都是理论的东西，学习了马克思主义哲学之后，终于知道理论联系实际才使我们有了更进一步的体会。 在这次设计中，我学会的如何设计、如何计算，更重要的是我学会了合作，我懂得了团队合作的重要性。我们以前做的设计都是一个人的，而且规模小，不需要什么规划，这次可以说是综合了我们的所有智慧。同时，得到了我们的指导老师——黎梁新老师的大力支持。此外还有王小纯、王勇老师的大力帮助，在此表示感谢！ 由于我们水平所限，设计中难免有错误和不妥之处，在此还诚请指导老师批评指正。
夹具设计毕业论文
机床夹具毕业论文 【摘要】 制造业中广泛应用的夹具，是产品制造各工艺阶段中十分重要的工艺装备之一，生产中所使用夹具的质量、工作效率，及夹具使用的可靠性，都对产品的加工质量及生产效率有着决定性的影响。 首先对夹具的概念进行了解，再进行机床夹具的设计，从定位到误差分析再到确保加工精度，然后计算出加紧力确定加紧点位数等细节计算。 【关键词】定位；加工精度；定位点；夹紧力。
1 机床夹具概述 1.1工件装夹与夹具 一、工件装夹的概念． 在机床上对工件进行加工时，为了保证加工寿面相对其它表面的尺寸和位置精度，首先需要使工件在机床上占有准确的位置，井在加工过程中能承受各种力的作用而始终保持这一准确位置不变。前者称为工件酌定位，后者称为工件的夹紧，这一整个过程统称为工件的装夹。在机床上装夹工件所使用的工艺装备称为机床夹具(以下简称夹具)。 工件的装夹，可根据工件加工的不同技术要求，采取先定位后夹紧或在夹紧过程中同时实现定位两种方式，其目的都是为了保证工件在加工时相对刀具及切削成形运动（通常由机床所提供)具有准确的位置。例如在牛头刨床上加工一槽宽尺寸为B的通槽，若此通槽只对A面有尺寸和平行度要求时(图1-1a)，可采用先定位后夹紧装夹的方式；若此通槽对左右侧两面有对称度要求时(图1—lb)，则要求采用在夹紧过程中实现定位的对中装夹方式。 二、工件装夹的方法 在机床上对工件进行加工时，根据工件的加工精度要求和加工批量的不同，可采用如下两种装夹方法：、 (一)找正装夹法——即通过对工件上有关表面或划线的找正，最后确定工件加工时应具有准确位置的装夹方法。 (二)夹具装夹法——即通过安装在机床上的夹具对工件的定位和夹紧，最后确定工件加工时应具有准确位置的装夹方法。由于夹具装夹法的装夹效率高、操作简便和易于保证加工精度，故多在成批或大量生产中采用。 三、用夹具装夹时保证工件加工精度的条件 采用夹具装夹法对工件进行加工时，为了保证工件加工表面相对其它有关表面的尺寸和位置精度，必须满足下述三个条件： (一)工件在夹具中占据一定的位置； (二)夹具在机床上保持一定的位置； …三)夹具相对刀具保持一定的位置。 四、夹具的组成 虽然加工工件的形状、技术要求不同，所使用的机床不同，在
专用夹具毕业设计论文案例
专用钻床夹具的设计 专用夹具的设计过程包括： 1、准备阶段 2、设计阶段 3、绘图阶段 4、标注尺寸、技术要求 5、编写零件明细表 6、绘制非标准夹具零件图 下面以某麦稻联合收割机中的一零件为例，介绍钻床专用夹具的设计过程。 1.1准备阶段 该零件的零件图见图1。 生产类型：中批生产。 毛坯类型：棒料：φ110X15 零件的加工工艺流程见表1。 现要求设计第30道工序的专用钻床夹具。 第30道工序的机械加工工艺卡片见表.2。 机床：Z5125 刀具：φ7钻头（W18Cr4V） 1.2设计阶段 1.根据零件图和工艺过程确定零件定位夹紧方案 根据零件特点，按照工艺过程要求，确定工件定位夹紧方案，设计夹具的总体结构。结果见图2所示。 图 2 根据夹紧方案设计的夹具总体结构
图1 零件图
表1 零件的加工工艺流程
（续）
表 2 第30道工序机械加工工艺卡片
2.定位方案设计 （1）在本设计方案中，工序尺寸为φ85±0.27、φ7 1 .00+，工序基准为孔的中心线。要满足加工要求理 论应限制的自由度为：。 （2）根据工序基准选择φ72孔中心线及工件大端面为定位基准，结合第2章的内容，确定内孔采用 φ72 6 8 g H 的孔轴配合定位，工件大端面用平面定位。通过定位实际限制了工件的五个自由度。 定位元件布置如图3所示。 图 7-3 布置定位元件 （3）定位误差分析 对尺寸φ85±0.27而言，工序尺寸为42.5±0.135。 Δjb ： 定位基准为φ72孔中心线，工序基准为φ72孔中心线，基准重合。 故Δjb=0； Δdb ： 工件以φ72圆孔定位，为任意边接触。 Δdb =ΔD+Δd+Δmin ΔD=0.046 Δd=0.019 Δmin=0.010 Δdb =0.075 Δdw =Δjb+Δdb =0+0.075=0.075 ΔT=0.27 ΔT/3=0.090 Δdw =0.075＜ΔT/3=0.090 对φ71 .00 +而言，因为是钻孔加工，属定尺寸刀具加工，故其由刀具保证。 经校核，该定位方案可行。 3.布置导引元件 （1）确定钻套形式 根据零件的加工特点，钻套形式选用固定钻套，钻套以H7/n6固定在钻模板上。
箱座的加工工艺及夹具设计大学论文
1引言 本次的毕业设计课题是箱座的加工工艺及夹具设计，其主要有二个任务：（1）设计优化箱座的工艺路线，在能保证产品质量的前提下，获得较好的经济效益、较高的生产效率，而且能达到便于操作和维护；（2）以SolidWorks软件为开发平台，根据软件提供的多种标准件和合件等组成的夹具库，从而实现快速响应设计和大规模定制设计。箱座的结构较为复杂，加工的表面多，所以一般在箱座零件图上都对它们的位置精度、尺寸精度、、及其表面粗糙度提出较高的要求，所以在制 形状精度 位置精度、尺寸精度、、及其表面粗糙度定箱座加工工艺时如何保证形状精度 就成为了考虑的重点。 夹具有很多地分类方法，在这不多介绍，此次研究的对象是组合夹具。组合夹具是机床夹具中系列化、标准化、通用化，“三化”程度最高的一种夹具。随着数控机床的广泛应用，组合夹具由于其结构灵活多变、柔性好、元件能够实现长期重复的使用及其设计和组装的周期短等特点，使其在企业中得到广泛的运用。因此组合夹具的设计效率和设计质量会对产品的质量和上市时间产生的影响就越来越大。在长期的实际的生产中，企业已经在组合夹具的设计过程中积累了丰富而宝贵的设计经验，当前迫切需要就是有一种高效可行的方法能够重复利用这些已有的设计经验来提高组合夹具的设计质量和效率。 2 箱座的分析 2.1箱座的功用 课题选取的是生产实际中的一个部件——级圆柱齿轮减速器的箱座。减速器箱体是减速器外壳部分，它里面存放齿轮、轴等核心零件，它的二对支承孔用来支承二根轴，因此是齿轮和轴的正常运行的重要支撑。而箱座的加工的质量将 会对机器的精度、性能 接影响。 及使用寿命都会产生直
图1：—级圆柱齿轮减速器的箱座 2.2箱座的工艺分析 该箱座需要加工的是箱座下底面、支承孔、结合面、箱座的四周平面。在箱盖和箱座合箱后，能够保证边缘应平齐，相互错位时每边不大于2mm。未注的铸造箱座的圆角为R3—R5，未注的倒角为C2，其表面粗糙度为Ra12.5μm。 2.2．1主要支承孔的精度 +），表面该箱座的主要支承孔的尺寸及公差为左支承孔φ100H7（035.0 +），表面粗糙度为Ra1.6μ粗糙度为Ra1.6μm，右左支承孔φ80H7（030.0 m，二个支承孔的形状精度（圆度和圆柱度）不超过孔径的公差一半箱座的左支承孔同轴度为φ0.025mm，右支承孔同轴度为φ0.01mm。平行孔之间既规定孔距公差为±mm .0，孔心线之间的平行线之间平行度公差为 032 .0，从而保证齿轮副地齿啮合质量。6个地脚螺栓孔的表面粗糙度为03 mm Ra12.5μm，箱盖和箱座连接螺栓孔的表面粗糙度为Ra12.5μm。 2.2．2主要平面的精度