机械工艺夹具毕业设计131活塞工艺夹具设计说明书

摘要

活塞是汽车发动机中的一个主要零件，承受着交变的机械负荷和热负荷，发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一，随着汽车整车对发动机动力性、经济性和可靠性的要求越来越严格，活塞也就更加需要具备良好的耐热性、耐磨性、导向性和密封性。为满足零件的功能，其加工质量尤为关键。

基于活塞特有的机械加工工艺特点，单靠一般的通用机床很难满足活塞的高精度要求，因此专用的设备及工艺装备在活塞切削加工中使用广泛。其功能和精度也直接影响了最终产品关键的质量指标。本论文主要是针对活塞加工的工艺规程及加工中所使用的典型专用夹具、刀具和量具的设计进行详细说明。根据活塞工作条件、结构特点以及技术要求等因素，编制了两套工艺方案，择优制定了活塞加工的工艺规程，并设计了两套关键工序中专用设备所使用的专用夹具以及专用的刀具和检具各一套。

关键词活塞；工艺；夹具；刀具；检具

Abstract

Piston is a main section of automotive engine, which endure cross-changing mechanical load and heat load. It is also one of the key parts which have the worst working environment in the engine. Piston need to have well nature of heat-resistant,wearable, oriented and airproof along with the whole auto required more and stricter about the engine’s charter of momentum,economy and reliability. the quality of processing are so important for satisfied the parts function.

Based on the technologic characters of mechanical working which belong to piston, it is difficult to satisfy the high precision demand of piston only relaying on a general common machine tool. So the special equipment and technological outfit are extensive use in piston cutting processing.The quality of the final products is also directly influenced by function and accuracy. This paper is primary aimed at technological procedure of the piston and give a detail illustration about typical special fixture, cutter and measuring implement in processing. According to piston working condition, structural trait, technological request and some factors, people weave two technological proposals. The better proposal will selected to make technological procedure of the piston, and design a special fixture, a special cutter and a test tool respectively in processing of special equipment in two key procedures.

Key words piston; technology; fixture; cutter; test tool

目录

绪论 (1)

1 活塞的工艺分析……………………………………………….. .2

1.1 活塞的作用……………………………………………… .2

1.2 活塞的特点 (2)

1.3 活塞的主要技术条件分析 (3)

2 活塞的工艺规程的设计 (4)

2.1 活塞的材料和毛坯的制造 (4)

2.2 定位基面的选择 (4)

2.3 制定工艺路线 (5)

2.4 机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定 (9)

2.5 确定切削用量及基本工时 (10)

2.6 重点工序的加工说明 (12)

3 专用夹具的设计 (14)

3.1 车削外圆夹具的设计………………………………………...153.1.1

工序加工要求及工艺分析………………………………….15 3.1.2 夹具定位方案的确定（定位基准、定位元件的选择）…………..15 3.1.3 夹具夹紧机构的设计……………………………………...16 3.1.4 夹具体的设计……………………………………………17 3.2

精镗销孔夹具的设计 (17)

3.2.1 工序加工要求及工艺分析 (17)

3.2.2 夹具定位方案的确定（定位基准、定位元件的选择） (17)

3.2.3 夹具的工作原理 (18)

3.2.4 夹紧液压系统设计 (18)

4 专用量具的设计 (20)

5 专用刀具的设计 (22)

5.1滚压加工的介绍 (22)

5.2 专用刀具（滚压头）的结构 (22)

5.3 滚压头的工作原理 (23)

结论 (24)

致谢 (25)

参考文献 (26)

附录 A 英文原文 (27)

附录 B 汉语翻译 (36)

绪论

随着人类社会机械化、自动化程度的日益提高，内燃机作为一种可移动的动力源已广泛应用于生产和生活的各个领域。活塞是内燃机的关键零件，其结构复杂，加工工序多。目前，国内活塞行业所用加工机床除引进外，大多为国产通用机床或在此基础上进行较为简易改造的设备，一条生产线一般由17-20台设备组成，采用粗放型生产方式，设备精度低，工件需多次装夹定位，加工过程累积误差大，工件精度低、稳定性差、废品率高、劳动生产率低，生产现状和设备远远不能满足市场竞争的需要。国内机床行业虽然也为活塞行业提供了一定数量的活塞专用机床，但由于对活塞加工工艺缺乏深入的了解，也未能摆脱活塞行业原有的生产加工方式。在国外工业发达国家的一些实力较强的活塞制造公司，如德国MAHLE公司、KS公司、英国AE公司、日本AR7等，其活塞加工己实现了工序优化组合，一人多机数控化生产，机加工过程中周转环节少，工艺条件稳定，产品尺寸精度高。对于批量大的活塞品种，他们将其加工设备连成数控全自动生产线，设备基本上全是自行设计制造。由于国外机床行业雄厚的基础，他们采用了一定数量的机床通用零部件，专业性较强的零部件仍靠自主开发设计。设计过程中，他们充分利用国外机床行业的先进设计及制造技术对机床进行优化，如

有限元法等动、静态设计分析，使其能够满足活塞高精加工的要求。

1 活塞的工艺分析

1.1 活塞的作用

活塞位于发动机汽缸内,作往复运动,当燃烧室里的混合气体(空气和燃料)点燃并膨胀时,活塞受到气体的压力,并经过活塞销及连杆将压力送给曲柄。气体的吸入,压缩,废气的排除,也都由活塞的运动来完成。因此活塞工作的主要特点是在高温高压下作长时间的连续变负荷往复运动。为了提高活塞的工作性能和寿命,它必须具有如下的要求：

（1）在高温高压下具有足够的强度和刚度。

（2）较轻的结构重量。

（3）良好的耐磨性和耐蚀性。

（4）良好的导热性,热膨胀系数小。

（5）保证气缸内部空间密封。

1.2 活塞的结构特点

6102活塞顶部为燃烧室,混合气体在里面燃烧,它的容积大小决定着里面能够容纳多少混合气体,也就决定了燃烧后所产生的压强大小。

靠近顶部的环槽分为气环槽和油环槽为放置活塞环用,在气环槽内放置的活塞环使活塞头部与气缸不接触,并用以密封活塞的顶部,防止漏气。远离顶部的环槽钻有油孔,它把飞溅到气缸

套内壁上的多余润滑油刮去,并通过油孔流回,使之不致进入燃烧室,活塞的裙部在活塞的工作过程中起导向的作用,底部有精加工的止口,它是为加工活塞而设置的辅助精基面,在结构和功能上没有作用。

在工作过程中将产生受力变形和热变形,由于活塞裙部在圆周方向刚度不同,在活塞的轴线方向的弹性变形比垂直于该方向的弹性变形大,使活塞裙部在受力后变成椭圆,另一方面,在高温的工作环境下也要产生热变形。销孔轴线方向的金属厚,热鼓胀比垂直于该方向上的大,也将使活塞裙部变形后成为椭圆,这样的话将必然使活塞与气缸套的间隙,不均匀的减少乃至消失,以至产生强烈的摩擦甚至咬住。为了补偿上述的变形,所以把活塞的裙部设计制造成椭圆开,椭圆的长轴在垂直于活塞销孔轴心线的方向上。]1[

活塞在工作时顶部在直接和高温气体接触的,而裙部是间接传来的热量,故而头部的热鼓胀量要比裙部的大,为了补偿这种不均匀的变形,故把活塞头部的外径设计得比裙部小,同时头部也设计成上小下大的锥形。

同时在活塞裙部的销孔附近加工出凹坑,用来增加裙部与气缸套内壁的间隙。

1.3活塞的主要技术条件分析

1.3.1 活塞裙部外圆与气缸的配合

活塞裙部外圆与气缸要求是一种精密地配合,因而裙部外圆一般要求公差等级IT6,为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均放大二倍,装配时按裙部的尺寸分成二组对应装配,以保证大致要求的间隙。裙部外圆的粗糙度Ra≤1.6μm]1[。

1.3.2 活塞销的要求

为了使活塞销在工作过程中能在孔中自由转动,销孔的大小要求IT6级,同时为了减少机加工工作量,活塞和活塞孔的装配也采用分组装配法,销孔内圆的粗糙度Ra≤0.2μm。

1.3.4 销孔(活塞的)的位置公差也应有严格要求

销孔轴心线到顶面的距离影响气缸的压缩比,也就影响发动机的效率,因此控制在53.3±0.05 mm内。

销孔轴心线对裙部轴心的垂直度影响活塞销,销孔和连杆的受力情况过大将使活塞销,销孔,连杆单侧受力。活塞在气缸套中倾斜,加剧磨损,因此这一垂直度在100mm长度上公差为0.035mm。

销孔轴心线对裙部轴心线的对称度也会不均匀摩损,故而限制。

1.3.5 活塞重量的要求

为了保证发动机运转平稳,在同一发动机上各活塞的重量不应相差太大,对于6120柴油机活塞,同级活塞的重量差不能超过20克,即活塞的重量差不得大于活塞名义重量的±2.5%.活塞在装配的时候应按重量进行分组。

2活塞工艺规程的设计

2.1活塞的材料及毛坯的制造

活塞在发动机内是做高速的往复运动,为了减少其惯性的作用采用的材料为共晶铝硅合金。

它的化学成分为：共晶铝硅合金（％）

Ｓi 11-13 ; Cu 1-2 ; Mg 0.4-1 ;

Mn 0.2-0.7; Fe ≤0.8; 其余Ａl

它比铸铁具有以下的优点：

(1) 导热性好，使活塞顶面降温快，可以提高发动机的压缩比，下至于引起混合气体自燃,可以提高发动机效率。

(2) 重量轻，惯性力小。

(3) 切销性能好。

(4) 可以得到精确的毛坯。

由于是大批大量的生产３０万件每年，为了提高毛坯的精度，铸出活塞的销孔及燃烧室，减少机加工余量，故而毛坯的铸造是采用金属模铸造。

毛坯在机械加工前先要去浇冒口，并进行时效处理，消除铸造时因冷却不匀而产生的内应力，增加强度及硬度，时效处理是将活塞加热到１８０°－２００°Ｃ，保温６－８小时后自

然冷却]2[。

2.2 定位基面的选择

定位基准的选择直接影响零件的加工精度和生产效率。

活塞是一种薄壁型零件，在外力作用的情况下是很容易产生变形的，而活塞主要表面的尺寸精度和位置精度的要求都很高，因此应以一个统一的统一基面定位来加工这些要求高的表面，如直接采用外圆定位的话（即设计基准）将有可能产生大的变形。故在这里采用活塞的止口端面来作为统一基准]3[。

加工活塞通常选择活塞内腔顶部和止口为粗基准，裙部端面和止口为大多数工序的精基准，有时还要用外圆表面、销孔及顶面作为以后各工序的定位基准。由于以内腔面作为粗基准来直接加工内止口不方便，故先安排以毛坯内腔圆面为粗基准来粗车外圆，再以外圆表面和内腔顶面定位，加工止口和裙部端面，这样可保证外圆表面和内腔之间壁厚的均匀性及顶厚，并为以后的工序准备好定位基准。

经验表明，在活塞定位止口的相对表面出现环状磨痕，是由于定位止口配合间隙偏大、精车时余量不均或松动引起的。

在精车外圆和精磨外圆这两工序中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．精镗销孔则由于精度要求很高，为避免产生基准不重合误差，而采用的是设计基准做为定位基准。

采用止口和端面作为基面有下列优点：

(1) 用这种定位方法可以加工裙部，头部，顶面，销孔等主要及其它次要表面，而且在有一道工序中，一次安装就可以车削外圆，顶面，环槽,实现了工序的集中．既可提高生产率，又能保证这些表面的位置精度。

(2) 活塞裙部在半径方向的刚性差，利用止口和端面定位可以沿活塞轴向夹紧，就不至引起严重的变形，同时又可以进行多刀切削提高生产效率．当然也有一些缺点：如果加工一些本来不需要加工的表面，而且是一些精度要求极高的要经过两次加工的表面。止口对裙部外圆的同轴度误度将影响环槽的位置精度，但总的说来，采用止口端面作为统一基准虽然增加了加工工时和设备，但它有利于保证加工质量，故而采用它来定位是可行的。

2.3制定工艺路线

制订工艺路线的出发点是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合

理的保证，在生产纲领已确定为大量生产和条件，故可以适当地采用专用机床配以专用夹具。除此还应考虑经济效果，使生产成本尽量下降。

2.3.1 加工方法的确定

1、裙部外圆

其精度、表面粗糙度要求要求比较高，一般可以采用粗车-半精车-粗磨-精磨或者粗车-半精车-精细车的加工方案。在粗车、半精车之后，精加工时采用哪种方案，要由具体的生产条件、工件材料和裙部形状来确定。对于本次设计的零件，是铝合金活塞，适合采用精细车是方案，而不是采用磨削方案，因为磨削时砂轮容易被堵塞而影响加工质量。

裙部加工时应该注意表面粗车和精车的余量和进刀量均不能太大，否则，粗车刀痕太深将会导致精车时切削抗力发生周期性变化，刀痕难以消除从而引起表面台阶。精车余量及进刀量太大或精车时切屑除不畅，也会使表面存在台阶或各种杂乱痕迹，特别是裙部下方，情况更加严重。

精车时，椭圆长轴应与销孔轴线垂直，长轴数据在垂直于销孔轴线的方向上量取。如果因为加工而引起椭圆长轴与销孔不垂直，会出现当长轴值等于图纸尺寸时，在实际椭圆长轴方向上的裙部壁厚将增加（如图2.1）。就使这个方向上裙部与缸壁间隙减小，造成在这个方向上活塞裙部易发生磨损烧结等故障。出现长轴偏离的原因主要由于精车活塞时夹具调整不良和装夹活塞时定位不良引起的。因此在精车活塞时注意控制其长轴与销孔轴线垂直，允许偏差≤?

3

-

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图2.1 长轴椭圆图

必须指出，椭圆长轴偏移和销孔偏心有区别，前者为加工时椭圆长轴离开图纸椭圆长轴规定的位置，是加工不当引起的。后者指销孔轴线偏离活塞轴线，是改善活塞工作条件的需

要。

2、活塞销孔

活塞销孔的尺寸精度、形状精度、表面粗糙度和它与裙部轴线和顶面的位置精度均要求很高。若活塞销孔轴线至顶部距离过小，会使压缩比变小；过大则压缩比增大，且顶部与缸盖碰击。若销孔轴线与活塞轴线不垂直，将引起活塞在气缸中偏斜，使活塞局部磨损加剧，活塞裙部低端与平衡重发生干涉。因此，虽然尺寸不大，但是以常用的扩孔-绞孔的方案是达不到要求的。对于该液态模锻毛坯，由于销孔未锻出，扩孔之前要先钻孔。到底采用何种终加工方法，要由生产条件和活塞销孔的尺寸决定，本加工零件的活塞孔比较小，所以适宜采用滚挤进行最终加工。

3、活塞环槽

在活塞的技术条件中，对环槽宽度的尺寸精度、环槽平面的表面粗糙度以及其与裙部轴线的相对位置精度的要求都很高，由于环槽的宽度与深度都不大，可用精确刃磨与安装的切槽刀经过粗车、精车两次加工达到全部要求，本零件气环槽深度和宽度都较小，可以不经过粗车而一次车削达到要求。

在精车环槽切刀入槽底时，切削力骤然增大(是初入槽底之前的4倍以上)，有一个分力使拖板突然向上抬起，削弱了拖板在运动方向抵抗变形的能力；另一个分力在拖板上作用。这两种力的反作用力通过活塞进一步作用到机床主轴和尾架顶尖套筒上，引起工艺系统突然产生很大的弹性形变，导致环槽侧面产生平面度误差。另外，活塞定位基准与定位元件之间、机床主轴与轴承之间、尾架导筒与尾架孔之间都存在间隙，加上精车前粗加工的环槽底面与活塞精定位之间存在一定的同轴度误差而造成切削余量不均匀，都会使切削力发生改变，使工艺系统在产生形变的同时又产生振动。这样为保证环槽上下平面的质量技术要求，就必须要求机床运动系统、工装、有良好的配合精度和刚性，并且对刀具的刚性、切削刃角度和锋利程度也有较高的要求。

4、活塞顶面

活塞顶面是比较重要的表面，在精车裙部外圆、精镗销孔等工序中要以顶面作为精基准，因此，要经过粗车，精车两次加工。

2.3.2 工艺路线方案一

工序号工艺名称

1．钻销孔．

2．车止口

3．铣销座凹坑

4．铣顶面凹槽

5．铣回油槽

6．钻减应力孔

7．粗车前半外圆、精车各环岸

8．精车顶面

9．半精车裙部外圆、精车各环岸

10. 钻销座油孔

11. 精车各环槽、环岸倒角

12. 扩销孔、外端倒角

13. 粗镗销孔

14. 精镗销孔

15.销孔内倒角

16.车锁环槽

17.精车裙部外圆

18. 滚挤销孔

19. 清洗

20.最终检查

2.3.3 工艺路线方案二．

工序号工艺名称

1.钻销孔

2.车止口

3.钻减应力孔

4.铣销座凹坑

5.铣顶面凹槽

6.铣回油槽

7.粗车前半外圆、精车各环岸

8.精车顶面

9.半精车裙部外圆、精车各环岸

10.精车各环槽、环岸倒角

11.中间检查

12.扩销孔、外端倒角

13.钻销座油孔

14.粗镗销孔

15.精车裙部外圆

16.精镗销孔

17.销孔内倒角

18.车锁环槽

19.滚挤销孔

20.清洗

21.最终检查

2.3.4 工艺方案的比较与分析

在安排活塞加工的工序顺序时，要遵循下面的一些原则：

1、先基面后其他面。在安排工艺过程时，前面的工序要为后续工序准备好定位用的精基面和供施加夹紧力的夹紧部位，以便保证定位准确、夹紧可靠。在“半自动车削”工序之前先安排了“车止口”工序，以便为“半自动车削”工序加工出定位基面—止口内孔和内端面；还安排了“铣销座凹坑”的工序，目的是在活塞销座上边铣出两个凹坑，供“半自动车削”工序中安装工件时施加夹紧力用。而“半自动车削”工序又为后面的一些工序如扩销孔、粗镗销孔、精车外圆裙部等准备好了精基面—顶面和头部外圆。同时头部外圆也是提供这些工序施加夹紧力的表面。

2、先粗后精。安排主要表面的加工工序时，按照粗加工-半精加工-精加工-光整加工的顺序进行，以避免粗加工和半精加工时，夹紧力、切削力、切削热等因素使工件产生较大的变形，破坏已精加工、光整加工的加工质量或使其受到损伤。在活塞的加工工艺中，先安排“钻销孔”、“半自动车削”“扩销孔”“粗镗销孔”再安排“精车裙部外圆”、“精镗销孔”，最后才安排“滚挤销孔”工序，就是出于上述考虑。

3、同一主要表面的粗加工、半精加工、精加工、光整加工、尽量用其他工序隔开，以利于减少该主要表面因工件内应力重新分布而产生的变形，确保其加工精度。如安排活塞销孔这一主要表面的加工顺序时，在“钻销孔”与“扩销孔”两工序间安排了多道工序，其中“车止口”和“铣销座凹坑”两道为加工辅助表面工序，“钻减应力孔”和“铣回油槽”两道为加工次要表面的工序，“半自动车削”为加工裙部外圆、环槽等主要表面的工序，“中间检查”为辅助工序，在“扩销孔”与“粗镗销孔”两道工序间，安排了“钻销座油孔”这一加工次要表面工序。

4、安排加工工序时，应该尽量避免断续切削，并使加工时的刚度尽量提高些，以提高刀具的

耐用度，避免加工中的振动，确保加工质量。如“车锁环槽”工序安排在“半自动车削”之前，这样，在“半自动车削”工序车削油环槽时，就自然得切除了减应力孔和回油槽外部的毛刺。

综合上面的叙述，方案二的加工工序最为合理，所以选择它作为活塞的加工工艺。

2.4 机械加工余量.工序尺寸及毛坯尺寸的确定

该活塞零件材料为硅铝合金,毛坯重量约为2300克,生产类型为大批大量生产,采用的毛坯为金属模铸造出来的。

根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下：

Φ126 x 156(mm)

2.4.1 止口的加工余量

总余量：3mm 粗车余量：2.6mm 精车余量：0.4mm

2.4.2 端面及顶面的加工余量

端面的总余量为：4mm

粗车余量为： 3.8mm

精车余量为：0.2mm

顶面的总余量为：5mm

粗车的加工余量为： 3.5mm

半粗车的加工余量为： 1.37mm

精车的加工余量为：0.13mm

2.4.3销孔的加工余量

滚压的加工余量：0.15mm

精镗的加工余量为：0.30 mm

粗镗的加工余量为： 3.55 mm

则总的加工余量为： 4 mm

2.4.4外圆的加工余量:

毛坯的总加工余量为：3 mm

精车之后细车加工余量：0.25 mm

粗车之后精车的加工余量：0.6 mm

粗车的加工余量： 2.15 mm

2.5 确定切削用量及基本工时(重点工序)

2.5.1 加工条件

工件材料：共晶铝硅合金金属模浇铸

加工要求：精镗销孔

机床：740金钢镗床

刀具：精镗专用镗刀

2.5.2计算切削用量

镗刀的进给量为：0.10mm/r

切削速度为：4m/s

主轴每分钟转数：1700r/min

切削深度：0.15mm

2.5.3 基本工时

机动时间的定额定义：在一定的技术组织条件下制定出来的完成单位产品某顶工作所必须的时间,时间定额是安排生产计划核算成本的重要依据之一,也是设计或扩建工厂或车间时计算设备和人员数量的重要资料,时间定额中的基本时间则要根据切削用量和行程长度来确定,其余的组成时间则根据经验数据来确定。

其理论公式为：

T单体=T基本+T技术服务+T组织服务+T间隙+T准备终结

其中T辅助=(15-20)%T基本

T技术服务=(10-15)%T基本

T组织服务=(5-7)%T基本

T间隙==(2-6)%T基本

T准备终结==(1.35-1.5)%T基本

总之T单体==(1.35-1.5)%T基本

在本工序的加工情况下,T基本的计算如下：

T基本=(L1+L2+L3)i/ns

式中i-走刀次数;

s-每转进给量;

n-每分钟转数

车刀L1=3-5mm L2=2-3mm

则T基本=(147+3+2)/170*0.1≈0.88min

T基本=1.32min

2.6 重点工序的加工说明

2.6.1 止口的加工

止口的加工分为粗加工和精加工两步,由于止口是作为整个加工过程中的工艺基准,其加工精度要求当然是相当高的,所以必须采用合理的加工方法才能保证精度和要求。

如图2.2所示

支承钉

长三爪

图2.2 长三爪卡盘

用一般的三爪卡盘夹持不够牢固,所以把卡爪加长以避免工件在切削力作用下产生倾斜,工件的初始位置由支承钉确定轴向位置,而被加工的止口和端面的最终位置由装在刀架的长杆决定。即当刀架进给时,长杆和刀架一起移动,当长杆的头部与活塞的内顶部接触时,微支开关(连在长杆上的)被触动而使刀架停止进给,以保证工序尺寸,这种用长杆控制工序尺寸的好处在

于毛坯的制造误差不会影响燃烧室的壁厚,但是它同样也会带来一个缺点,如果毛坯的外圆和内壁有较大的同轴度的误差,用外圆加工出的止口与外圆同轴而与内壁不同轴,以后再用止口定位加工出的外圆表面就会造成壁厚不均匀,如果毛坯的外圆与内壁的同轴度误差不大时,则用上述方法就不会造成很的壁厚差,由于6120活塞的毛坯采用的是金属浇注,精度较高,故采用上述定位方法基本能保证壁厚差。

2.6.2 环槽的加工

在零件图的技术要求中对环槽侧面的垂直度。圆跳动和槽宽的尺寸精度都有较高的要求,加工中由于切槽刀在宽度方面的刚性较差,端面到环槽的距离不可避免的要有误差,以致切槽刀在宽度方向上余量不均匀,造成两侧面的切削力不相等,会使刀具在切削过程是产生弯曲。影响尺寸精度和位置精度,故而应增加环槽的切削次数。为了保证槽间距离,切槽刀和其夹板两侧面都应磨到Ra<0.63μm。

为了保证槽宽的尺寸精度,必须将切槽刀宽度的浮动严格限制在0.005mm以内,为了保证槽的侧面和裙部的轴心线垂直,除了刀架溜板的运动方向应与活塞裙部的轴心线垂直外,还必须将切槽刀安装得与裙部轴心线垂直。

3 专用夹具的设计

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。

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±5μm，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；精密平口钳的平行度和垂直度在5μm以内；夹具重复安装的定位精度高达±5μm；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达2～5μm。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。

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1～2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。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。

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。

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。

3.1车削活塞外圆夹具的设计

3.1.1工序加工要求及工艺分析

本工序是在活塞六轴半自动车床上粗车活塞的外圆，外圆粗加工的技术要求是：尺寸为

3.096.102-φ，粗糙度为m Ra μ3.6=，可知加工位置精度不高，夹具的设计难度不大。当然同时

也要考虑到夹紧机构的可靠、简单、方便、省力和安全等基本要求。

3.1.2夹具定位方案的确定

本道工序是在止口和销座凹坑的加工完成之后进行的，止口的内孔和内端面是活塞加工

的辅助端面，半自动车床车削的要求虽然高些，但工件只需要安装一次，便可以完成活塞外圆上多个工位的加工，本工序利用的就是止口内孔和内端面定位，在销座凹坑上施加夹紧力进行夹紧的。

止口内孔和内端面是辅助精基面，利用辅助精基面定位，有下列好处：

1、符合“基准统一原则”即若干道工序都可以使用它定位。因而，既有利于保证这些工序加工的表面之间的位置精度，又有利于减少夹具设计制造的工作量。

2、有利于工序的集中。

3、便于沿轴向夹紧，以减少工件的变形，保证加工精度。

4、便于配件生产和成组夹具的运用。在配件生产中，同一台发动机各汽缸孔磨损程度不同，要求各活塞加工成不同尺寸，由于止口尺寸相同，故即使加工别的型号的活塞该夹具也可以

很好的互换使用。

当然，采用辅助精基面定位也有一些不足之处。例如：

1、不符和“基准重合”原则，因而，会产生一些基准不重合的定位误差。

2、 在工艺过程中，要增加一些专门的工序，如加工止口，打中心孔等，因此使用的设备和工时也有所增加。

该夹具采用的定位元件也满足：

1、足够的精度

2、足够的硬度和耐磨性

3、足够的强度和刚度

4、工艺性好的基本要求。

另外，止口在夹具上定位时，为了保证最小间隙和提高定位精度，以及以后各工序加工表面之间的位置精度和加工余量的均匀性等，要求止口孔径与夹具配合达到7

6H h 。 经验表明，在活塞定位止口的相对表面出现环状磨痕，是由于定位止口配合间隙偏大、

精车时余量不均或松动引起的.

3.1.3夹具夹紧机构的设计

夹具采用的是由液压机构推动的卡爪在销座凹坑上施加夹紧力进行夹紧的。如图3.1夹具

的主体由连杆1、卡爪2、和夹具体组成，当液压机构推动连杆1向前运动时，由于卡爪2上的斜槽的导向，使得两卡爪绕销3转动一定的角度，从而使得卡爪前端张开，在活塞的凹坑上施加夹紧力，夹紧活塞。当本工序加工完成之后，液压机构往回运动带动连杆回复，从而使得卡爪前端缩回，退出并卸下活塞。

图3.1 车削活塞外圆夹具

3.1.4夹具体的设计

夹具体是夹具的基础件，在夹具体上要安装组成各种元件，设计时应该满足以下基本要

求：

1、保证在加工过程中夹具体在夹紧力/切削力等外力作用下不产生变形和震动。

2、结构简单具有良好的工艺性

3、 尺寸稳定，对于铸件夹具体要进行时效处理。

4、 便于排屑。为了便于排屑夹具体须将定位、导向夹紧机构连成一体并准确的安 装在车床上]5[

基于以上原则，该夹具体结构采用简单的前端呈平端锥体的回转体，其与六轴半自动车床靠螺栓进行连接。

3.2精镗活塞销孔夹具的设计

3.2.1工序加工要求及工艺分析

本工序为精镗活塞的销孔，工序的精度要求为0

01.028-φ，表面粗糙度Ra=6.4m μ，活塞两销孔

的同轴度值为0.00125，销孔中心线与裙部轴心线的垂直度为100：0.035，销孔中心线距顶面距离尺寸为05.03.53±mm 。

3.2.2夹具定位方案的确定

本工序为对活塞的销孔进行精镗，可选用静压镗床进行加工，工件以外圆，待加工销孔在三瓣中间卡爪及定位销（图3.2）定位，螺钉1（图3.3）为轴向预定位支承。

图3.2 定位销

课程设计说明书--箱体机械加工工艺及夹具设计

（ 二 〇 一 六 年 七 月 机械制造技术 课程设计说明书 设计课题： 箱体机械加工工艺及夹具设计 学 生： 韩孝彬 学 号： 2134022503 专 业： 农业机械化及其自动化 班 级： 2013级 指导教师： 赵德金

目录 课程设计任务书 (3) 设计条件： (3) 设计要求： (3) 摘要 (4) 设计说明 (5) 一、零件的分析 (8) 1、零件的特点分析 (8) 2、零件的作用 (8) 二、零件的工艺分析 (9) 三、确定毛胚、绘制毛胚简图 (11) 1、选着毛坯 (11) 2、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (11) 3、绘制零件的毛坯简图 (12) 四、拟定箱体的工艺路线 (13) 1、定位基准的选择 (13) 2、零件表面方法的确定 (13) 3、加工阶段的安排 (15) 4、工序的集中与分散 (15) 5、工顺序的安排 (16) 6、确定工艺路线 (16) 五、加工余量、工序尺寸和公差的确定 (18) 1、工序3与工序4----加工底脚面与凸端面的加工余量、工序尺寸和公差的 确定 (18) 2、工序5---粗铣和半精铣上端面加工余量、工序尺寸和公差的确定 (18) 3、工序6，7的---粗铣和半精铣前后端面加工余量、工序尺寸和公差的确定 (19) 4、工序8、9、10、11----粗镗-半精镗-精镗各圆的加工余量、工序尺寸和公 差的确定 (19) 5、工序12、13、15、16----钻各孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定 . 20 六、切削用量、时间定额的精算 (21) 1、切削用量的确定 (21) 2、时间定额的预算 (23) 七、夹具总体方案设计 (26) 1、工件装夹方案的确定 (26) 2、其它元件的选择 (26) 3、镗床夹具总图的绘制 (31) 八、总结与体会 (32) 九、致谢 (33) 十、参考文献 (34) 附录：夹具的三维实体图 (36)

《机制工艺及夹具设计课程设计》指导书

《机制工艺及夹具设计课程设计》指导书 设计题目：设计“P46法兰盘（CA6140车床，831004）”零件的机械加工工艺规程及某一工序的专用夹具（生产纲领：中批） 设计要求： 零件图１张 毛坯图１张 机械加工工艺过程综合卡片１套 专用夹具装配图１张 夹具体零件图１张 课程设计说明书１份 目录 1.零件的分析 (1) 1.1零件的作用 (1) 1.2零件的工艺分析 (1) 2.工艺规程设计 (1) 2.1确定毛坯的制造形式 (1) 2.2基面的选择 (1) 2.3制定工艺路线 (2) 2.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (4) 2.5确定切削用量及基本工时 (7) 3.夹具设计 (25) 3.1问题的提出 (25) 3.2夹具设计 (25) 4.参考文献 (28)

1.零件的分析 1.1零件的作用 题目所给定的零件是CA6140车床上的法兰盘，法兰盘起联接作用是车床上的重要零件。 1.2零件的工艺分析 法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以Φ20+0.045 为中 心 ,包括:两个Φ100-0.12 0.34mm 的端面,尺寸为Φ450 -0.017mm 的圆柱面,两个Φ90mm 的端面及上面的4个Φ9mm 的透孔。Φ450 -0.6mm 的外圆柱面及上面的Φ6mm 的销孔,Φ90mm 端面上距离中心线分别为34mm 和24mm 的两个平面。 这组加工表面是以Φ20+0.045 mm 为中心,其余加工面都与它有位置关系,可以 先加工它的一个端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工其它加工表面。 2工艺规程设计 2.1确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200，由于零件年产量为1000件，已达到中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造，法兰盘因毛坯比较简单，采用铸造毛坯时一般是成队铸造，再进行机械加工。这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。 2.2基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 1)粗基准的选择 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。选择粗基准的出发点是：一要考虑如何分配各加工表面的余量：二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的，但对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则）现选取Φ45外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。

连杆的机械加工工艺及夹具设计开题报告

附件3 新乡职业技术学院 毕业设计(论文)开题报告书 题目名称：连杆的机械加工工艺及夹具设计 学生姓名： 学号：1002010125 系部：机械制造系 专业年级： 2010级机械设计与制造1班 指导教师： 填写时间：2013年11月28日

新乡职业技术学院毕业设计（论文）开题报告 一、选题的根据：1）本选题的理论、实际意义 2）综述国内有关本选题的研究动态和自己的见解 （一）、毕业设计是一个总结性的教学环节，是全面系统地融会所学理论知识和专业见解，培养综合分析和处理问题的能力以及设计创新精神。本课题结合自身将来所要 设计、毛坯的选择、零件各表面加工方法及加工路线、零件加工路线的选择、设备、 设计要求在指导老师的指导下，独立系统的完成一项机械设计，解决与之有关的所 综合性强的显著特点。因此毕业设计对于培养我初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。 （二）、随着科学技术的发展，人类文明已经达到了空前的发展，机械化取代手工生产已经成为全球公认的趋势，社会的各行各业都离不开各种各样的机械设备，而所有的这些设备都是由机械制造工业提供的，在机械制造学科领域的知识体系中，以目前形势，是要从零部件的自主知识产权逐步向整体设计自主知识产权过渡。这应该是较齐全、具有较大规模的制造体系。基础工业部门80%以上的生产能力是由国内设备提供的；农业装备几乎全部由国内提供；部分重要产品的产量已跃居世界前列。但外国发达国家比较先进。投资大、自主知识产权的比重小、无核心技术是急需改变的局面。因此，提高连杆锻造成型精度及强度，节约设备投入，提高材料利用率，提高生产效率、增大自主创新是主要的发展方向。

汽车发动机活塞加工工艺及夹具设计.

ISB6.7L汽车发动机活塞加工工艺及夹具设计 系部：机电工程系 学生姓名：朱艳 专业班级：机电13D2班 学号： 131012244 指导教师：于霜 2016年 1 月 20 日

声明 本人所呈交的ISB6.7L汽车发动机活塞加工工艺及夹具设计，是我在指导教师、公司领导、同事的指导下独立进行分析研究所取得的成果。本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明 并表示谢意。 作者签名： 日期：

【摘要】 现在敏捷制造、快速原型制造、快速模具工装制造技术已经成为内燃机零件工业特别是活塞行业竞争的焦点。因此，针对各种内燃机活塞机械加工工艺过程的广泛探索，从而缩短或简化工艺流程、提高产品质量、降低生产制造成本也变得越来越重要。本毕业设计论文通对分析活塞加工技术的发展、活塞的结构特点、活塞各个工作面的加工特征及其工作环境，确定了ISB6.7L活塞的加工方案及加工过程。并对精镗销孔夹具定位与夹紧进行了设计，分析其工作原理，以及在夹具设计过程中应该注意的问题。并分析论证其可行性。 关键词：发动机活塞加工工艺夹具设计 Title The Engine Piston Processing Technology and Fixture Design Of ISB6.7L Automobile Abstract Now the agile manufacturing, rapid prototyping and rapid tooling die & mould manufacturing technology has become the focus of internal combustion engine parts industry, especially the piston industry competition.Therefore, in view of all kinds of internal combustion engine piston machining process widely, thus shortening or simplified technological process, improve product quality, reduce the production cost is also becoming more and more important.The graduation design paper through the analysis of the piston processing technology development, the structure characteristics of piston, piston each working face processing characteristics and its working environment, determine the processing scheme and processing process of ISB6.7L piston.And the fine boring and pin hole positioning and clamping jig design, analyzes its working principle, and the problems should be noticed in the process of fixture

夹具设计说明书

哈尔滨理工大学 机械制造技术基础 课程设计说明书 设计题目：制定CA6140车床拨叉的加工工艺，设计钻φ5锥孔及2-M8孔的钻床夹具 设计者：李志荣 指导教师：敖晓春 2006年9月28日 .

目录 机械自造工艺及夹具课程设计任务书 (3) 序言 (4) 零件的分析 (4) 零件的作用 (4) 零件的工艺分析 (4) 工艺规程设计 (5) 确定毛坯的制造形式 (5) 基准面的选择 (5) 制定工艺路线 (5) 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (6) 确定切削用量及基本工时 (7) 夹具设计 (12) 问题提出 (12) 夹具设计 (12) 参考文献 (13)

哈尔滨理工大学 机械自造工艺及夹具课程设计任务书 设计题目：制定CA6140车床拨叉的加工工艺，设计钻φ5孔及2-M8孔的钻床夹具 设计要求：中批量生产手动夹紧通用工艺装备 设计时间：2006.9.11~2006.9.29 设计内容：1、熟悉零件图； 2、绘制零件图（一张）； 3、绘制毛坯图（一张）； 4、编写工艺过程卡片和工序卡片（各一张）； 5、绘制夹具总装图； 6、绘制夹具零件图； 7、说明书 班级：机械03-1 班 学生：李志荣 指导教师：敖晓春 系主任： 2006年09月29日

序 言 机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。 由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。 一、 零件的分析 （一） 零件的作用： 题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于厢体内部：主要作用是传递纽距，帮助改变机床工作台的运动方向。零件在主视方向均有8mm 的筋板 支撑，零件中部有0220025。+φ的花键孔，上平面分别有M8的螺纹孔和5mm 的锥孔.,所有技术要求都是为了机床总体装配.。 (二)零件的工艺分析： 本零件可从零件图中可知,它有三组加工面,而有位置要求,还有两组孔,也有位置和精度要求。 1、零件左端面，它是毛坯铸造出来之后等待加工的第一个面，此面将作为初基准，表面粗糙度为 3.2。根据表面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，即节省时间又能达到技术要求。 2、零件顶面，它是以底面为粗基准而加工的，它将作为精基准以完成以

机械工艺夹具毕业设计20变速箱盖夹具设计

大批生产的汽车变速器左侧盖加工工艺及指定工序夹具设计 摘要：本设计要求“以质量求发展，以效益求生存”，在保证零件加工质量的 前提下，提高了生产率，降低了生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方面方向之一。通过对该变速器左侧盖零件图的分析及结构形式的了解，从而对变速器进行工艺分析、工艺说明及加工过程的技术要求和精度分析。然后再对变速器左侧盖结合面加工进行夹具设计与精度和误差分析，该工艺与夹具设计结果能应用于生产要求。 Abstract This Paper requires that" with quality beg development, with benefits seek to live on to store ", under the prerequisite of guaranteeing the quality of element processing , have raised productivity and reduced production cost, is one of mainly direction of domestic and international modern machining technology developing. Through knowing and analysis the the left side transmission cover part drawing for transmission, so as to analysis the process, make process explanation and analysis the technical requirement and the precision of the left side transmission cover. Then, carry out the design of clamping apparatus and analysis the precision and error for the processing of the contact plane of left side transmission cover, this technology and the design result of clamping apparatus can apply in production requirement. 关键词：变速器左侧盖加工工艺定位夹具设计

泵前体加工工艺及夹具设计

绪论 毕业设计是学生的最后一个教学环节，机械设计及制造专业教学指导委员会第三次会议记要指出，“毕业设计题目应该以产品（或工程）设计类题目为主，尤其要鼓励去工厂从高真实产品设计”。在实际工程设计中，学生可以得到所学过的理论基础，技术基础，专业课全面的训练，为将来做好机械设计工程师的工作，提供全面的锻炼机会。 械制造工艺与设备专业毕业设计是在学完了机械制造工艺学（含工艺和夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行一个必要的环节。这次毕业设计能够使我们综合的运用机械工艺学的基本理论，并结合生产实习中学到的东西，独立的分析和解决工艺问题。初步的具备了设计一个中等复杂零件的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本方法与原理，拟定夹具设计方案，完成夹具设计结构的能力，也是熟悉和运用有关手册、图册等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。为未来从事工作大下良好基础。 通过这次毕业设计，我在计算，制图，公差，机械原理，机械设计，机械制造工艺方面的知识都受到全面的综合训练，使我受益匪浅。特别是在张老师在工作中对我的耐心辅导，他对学生强烈的责任感和严谨的治学态度，无不给我以深刻的影响。 通过这次设计，我相信我无论是在理论上还是在运用上，都会有较大程度的提高，为日后的工作铺平道路。毕业设计是我4年来的知识结晶。在设计过程中总会存在一些疏漏之处、缺点和不足，请各位老师批评指正，在此表示由衷的感谢。

1泵前体加工工艺 1.1泵前体加工工艺分析 我的设计题目是泵前体加工工艺及夹具设计 对于我的设计，我把它分为两部分，即工艺设计部分和夹具设计部分 首先我看图纸对泵前体进行了基本的结构和工艺分析： 一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。泵前体是双联泵体上的一个重要零件，因为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂复杂，但侧面两孔和四个面的精度要求较高，此外还有对精度要求不是很高的下面和进油孔要求加工。四个M20的螺纹孔和中心孔有0. 3的同轴度的要求，所以需要精加工以保证形位公差，孔φ72，φ55的孔粗糙度要求达到0.8所以也需要进行精加工。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它的加工是非常关键和重要的。 1.2泵前体的工艺要求及工艺分析 一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。 1.2.1泵前体的技术要求 其加工有五组加工。左侧面、右侧面及中心孔、上表面和下表面、上表面的五个孔、前表面的八个孔。 ⑴．先粗车左侧面然后以此为粗基准,加工右侧面，之后以右侧面为精基准加工左侧面，跳动的范围在0.02mm Ra=12.5。 ⑵．以前端面为精基准铣上下表面，Ra=12.5

夹具设计分析

前言 地方及周边地区的快速发展需要越来越多的实用型应用型人才。高等职业教育根据“必须、够用”原则培养出一大批能把科学发现转化应用技术，把产品设计转化为工艺流程，把宏观决策转化为微观管理的技术型和管理型的人才。正是在这种背景下，我们为全面提升自身的知识结构、能力结构和素质结构进行此次毕业设计。 毕业设计是继专业基础课程如机械制造工艺学、工程力学、机械设计、差与技术测量、夹具设计等之后，并在一定生产实习的基础上进行的一个教学环节，要求我们综合运用所学知识，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、成本的一种极重要的工艺装备。其主要作用是：可靠地保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。 机床夹具设计是工艺装备设计的重要组成部分。一个好的设计，应能稳定地保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力，制造、维护容易等其衡量指标。 本人设计的课题是气缸体工艺及其液压夹紧铣床夹具设计。原始数据及设计要求见设计任务书。 通过本次毕业设计，我能够综合的运用机械制造工艺学中的基本知识和理论,结合生产实习中的实践知识,独立地分析和解决工艺问题,已初步具备设计一定复杂程度的零件的工艺规程能力和运用夹具设计的基本原理和方法.拟订夹具 设计方案,完成夹具结构设计的能力,并熟悉和运用相关手册、图表等技术资料及编写技术文件等技能的一次综合训练的机会,为今后从事的工作打下良好的 基础。 作为一名高职院校的学生，我深知自己知识、能力和经验的不足,正是这种不足让我在今后的工作中更加谦虚谨慎、脚踏实地、不断进步，敬请各位老师多多指教。

夹具设计说明书

《夹具课程设计》 学生姓名邓俊宏 学号 20121495 班级模具12-1班 指导老师张俊纪 2014/12/15

目录 一．课程设计任务 二．定位基准的选择 三．确定夹具的结构方案 1、根据工序加工要求，确定工件在夹具中的定位方案 2 夹紧方案 3、确定夹紧机构 4、尺寸的确定 5.夹具精度分析 6，制定工艺路线 7．夹具体设计 四．夹具装配图 五．夹具使用注意事项、保养及维护 六．课程设计总结 七．参考资料

一夹具设计任务： 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强 度，需要设计专用夹具。 二．定位基准选择： 底面对孔的中心线有一定的垂直度公差要求。因此以底面为定位基准，由于铸件的公差要求较大,利用两个大端面表面作为辅助定位基准时,只有采用自动对中夹具才能同时保证对铣削50h11槽精度的公差要求.为了提高加工效率,现决定采用套装式直齿三面刃铣刀来完成铣削。 1，零件的工艺分析 按照零件的工艺要求以及工作要求，选取零件的材料为KTH350－10，可锻铸铁有较高的韧性和强度，能用于承受较高的冲击，振动及扭转负荷下的进行工作。为此一下是壳体需要加工的表面及加工表面之间的要求。 1.上下两端面粗糙度为1 2.5。 2.侧面槽44×28mm的粗糙度为12.5。 3.内孔Φ48mm的内壁粗糙度为6.3。 4.内孔Φ30mm的内壁粗糙度为6.3。

2，确定毛坯种类 零件材料为KTH350-10,考虑零件在运行中受到的冲击力小，零件结构复杂生产类型为大批量生产，故宜选用金属型铸造，查《机械加工工艺设计简明手册》P516 ,选用可锻铸铁尺寸公差等级为C7～8，本设计中选用8级。 3，确定铸件加工余量及形状 查《机械加工工艺设计简明手册》P509，可知孔径小于Φ10mm的铸件将不予铸出。 孔径大于Φ10mm时，查《机械加工工艺设计简明手册》P517，可知：铸件加工余量与工艺余量是为了机械加工时能满足最后精度要求而具有足够被切削的材料量，一 A15.0公式计算 般按照 e=CA2.0 max 式中e————余量值 A ————铸件的最大尺寸（mm） max A————加工表面最大尺寸（mm） C————系数；由于本设计中零件为组建且为大批量生产，则加工顶面时C=0.65，加工侧表面及地面时C=0.45. 铸件中孔φ30mm的加工余量e=0.45×892.0×6615.0＝2.13mm 上表面的加工余量e＝0.65×892.0×8915.0＝3.13mm

机械工艺夹具毕业设计243专用镗床夹具设计

题目：专用镗床夹具设计 班级： 姓名： 专业：机械设计 指导教师： 答辩日期：

专用镗床夹具设计 摘要 机床夹具是机械加工工艺系统的重要组成部分，是机械制造中的一项重要工艺装备。机床夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响机械加工的质量、生产率和生产成本以及工人的劳动强度等。因此机床夹具设计是机械加工工艺准备中的一项重要工作。 在专用夹具的设计中，根据设计任务主要就连杆、泵体的装用镗床夹具进行了设计，完成了对夹具用的定位件、导向件对刀件、导引件等夹具中用到的零件的设计，并用Soidworks进行了三维建模。夹具的设计，根据所设计出的工件外形及加工要求，设计出合适的夹具。考虑到泵体的外形较大，故应在选用夹具的定位件时使用支承板，而连杆的工件尺寸较小，但加工精度要高。 本文设计的夹具，基本上可以满足工程需要，本文使用的设计方法，也可为同类夹具的设计提供参考。 关键词：镗床夹具；Solid Works；专用夹具；泵体；连杆

Design of Special Boring Fixture Abstract Tool fixture machining process is an important component of the system is an important mechanical manufacturing technology and equipment. Tool fixture in machining plays an important role, which directly affect machining quality, productivity and production costs and labor intensity and so on. Therefore, the design of jigs and fixtures machining process is an important work in preparation. Dedicated fixture design, based mainly on the connecting rod design task, the pump's installation jig boring machine has been designed with complete fixture with the positioning of parts, pieces of guidance documents on the knife, guidance documents and other parts used in fixtures design, and conducted a three-dimensional modeling with Soidworks. Fixture design, based on the design of the workpiece shape and processing requirements, design a suitable fixture. Taking into account the shape of a larger pump, it should be in the selection of the positioning fixture used parts bearing plates, and connecting rod workpiece size smaller, but higher precision. This fixture was designed to basically meet the engineering needs of the design used in this method can also be designed for similar reference fixture. Key Words：boring fixture；Solid Works；special fixtures；pμmp；link

工艺和夹具设计(课程设计)

目录 一、生产纲领 (3) 二、确定毛坯 (3) （一）、毛坯种类和材料尺寸 (3) （二）、技术要求 (3) （三）、绘制毛坯简图 (3) 三、制定机械加工工艺路线 (4) （一）、选择定位基准 (4) （二）、选择各表面加工方法，确定加工路线 (5) 四、选择刀具 (7) 五、选择机床 (8) 六、确定各加工工序的加工余量，计算工序尺寸和公差 (8) 七、确定切削用量和基本时间 (14) (一)、工序05一端外圆的切削用量的确定 (14) （二）、工序10切削用量及基本时间的确定 (15) （三）、工序15切削用量及基本时间的确定 (17) （四）、工序25切削用量及基本时间的确定 (19) （五）、工序40切削用量及基本时间的确定 (21) （六）、工序45切削用量及基本时间的确定 (24) 八、夹具的设计 (26) （一）、问题的提出 (27) （二）、夹具设计 (27)

1、定位基准选择及定位方案 (27) 2、切削力、夹紧力综合平衡计算 (27) 结论 (29) 参考文献 (30) 致谢 (31)

WDS-100试验机夹具体工艺规程 一、生产纲领为大批量生产，年产30000件 二、确定毛坯 （一）、毛坯种类和材料尺寸： WDS-100试验机夹具体零件的材料为42CrMo是一种性能良好的钢材，其钢坯为锻坯（模锻）。毛坯尺寸为Φ162×78㎜，每块可生产一件产品。 （二）、技术要求： 1、调质处理270~290HB。 2、M39×3-7H螺纹与件2008旋合。 3、化学镀 4、未注倒角C0.5 ①第一条技术要求是希望用合金调质钢42CrMo制成的零件有较高的强度和良好的塑性及韧性。通常的处理方法为淬火和高温回火，可较好的满足性能要求。 ②第二条技术要求主要是保证零件的传动灵活而无轴向窜动。 ③第三条技术要求化学镀主要是为了提高零件表面的硬度，改善其表面耐磨性、耐腐蚀、抗高温氧化的力学性能和化学性能。 ④第四条技术要求是为了改善零件应力的集中分布和强度性能，同时美化外观，也起到劳动保护的作用。 （三）、绘制毛坯简图

夹具设计说明书资料

郑州科技学院 机械制造工艺学课程设计任务书 题目：设计“手柄套”零件的机械加工工艺规程及夹具设计内容： 1.零件图 1张 2.毛坯图 1张 3.机械加工工艺过程卡 1份 4.机械加工工序卡 1份 5.夹具设计装配图 1张 6.夹具体零件图 1张 7.课程设计说明书 1份 班级：机制本六班 姓名：袁文明 学号： 201233188 指导教师：刘志响 教研室主任：郑喜贵 2015年 10月 21日

页17 共页1 第 目录 目录 (1) 设计任务书 (2) 序言 (3) 一、零件的分析 (3) （一）零件的作用 (3) （二）零件的工艺分析 (3) 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) 1.粗基准的选择 (4) 2.精基准的选择 (4) （三）制定工艺路线 (4) 1.工艺路线方案一 (5) 2.工艺路线方案二 (5) 3.工艺方案的比较和分析 (6) （四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (7) 1.机械加工余量 (8) 2.工序尺寸和毛坯尺寸的确定 (9) 三、专用夹具的设计 (9) （一）设计主旨 (9) （二）夹具设计 (9) 1.定位基准的选择 (9) 2.钻销力以及夹紧力的计算 (10) 3.定位误差分析 (11) 4.夹具设计及操作说明 (14) 四、课程设计心得体会 (16) 参考文献 (17)

页17 共页2 第 序言 机械制造工艺与机床夹具课程设计是机械制造工艺与机床夹具课程设计课 程教学的一个不可或缺的辅助环节。它是我们全面运用课程及其有关选修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。 我希望能通过这次设计巩固我们前面所学的知识，并深化我对它的理解，为以后更好地走向工作打下基础。 因知识和能力有限，设计过程难免会有许多不足之处，还请老师指正。 一、零件的分析 图1.1 手柄套零件图 （一）零件的作用 题目给出的是机床用“手柄套”，如图1.1所示,它起着连接手柄和转轴的作用，主要是用来传递转矩，使转轴旋转，从而起到调控作用。其中?12孔用来安装转轴，并通过两个?6H8mm孔进行轴向固定。?8孔则用于安装手柄，借此来传递转矩。?5H7mm孔只用于加工时的定位作用，通过它来保证3个径向孔的位置精度。 （二）零件的工艺分析 手柄套主要有两组加工表面，她们相互间有一定的位置精度。现分述如下： 1. 以?12H7mm孔为中心的加工表面。 页17 共页3 第 它包括，?16mm孔，?12H7mm孔，左右两端面，?45mm外圆面以及定位用的?5H7mm 孔，它们在加工时互为基准，彼此相互联系来保证形状位置精度。另，工件的四个1x45°直角也可以并入该组加工表面。 2. 以?8mm为主的加工表面 它包括，?8mm孔和两个?6H8mm孔，即径向的三个圆面加孔。 这两组表面以及表面组内之间，有一定的位置要求，主要是： (1) ?12mm孔轴线与?45mm右端面的垂直度公差为0.05mm； (2) 两个?6mm孔与?12mm孔轴线的位置度公差为0.12mm。 由上可知，对于这两组表面，可以先加工一组（第一组）表面，然后借助专用夹具以及定位孔加工另一组表面（第一组），并且通过一次装或互为基准来保证其位置精度。 1、工艺规程设计 （1）确定毛坯的制造形式 零件材料为45钢。考虑其耐磨性其受到的局部冲击，选用锻件。又因为零件年产量为4000件，可采用普通模煅，以提高生产效率并保证加工质量。 （2）基面的选择

机械毕业设计-带轮零件的加工工艺及夹具设计

ABSTRACT The design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements. Key words: Angle gear seat parts; fixture;

扁叉制造工艺与夹具设计

扁叉制造工艺与夹具设 计 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

xxxxxx 大学 毕业论文（设计） 论文题目扁叉制造工艺与夹具设计 姓名 ___xxxxx ______ 学号 ___xxxxxx __ 院系 __xxxxxxx______ 专业 xxxxxx 指导教师 xxxx 职称 xxxxx 中国·合肥 二零一五年五月 毕业论文成绩评定表 1．评语：毕业论文（设计）答辩委员会于年月日审查了该生毕业论文（设计），并参考指导教师和评阅人的意见，认为： 2．成绩为： 3．其他建议： 毕业论文（设计）答辩领导小组组长（签字） 年月日 目录 1引言 (4) 课程意义 (4) 主要工作 (4) 2零件分析 (6) 零件的作用 (6) 零件的结构要求 (6) 零件的工艺分析 (6) 3确定毛坯的尺寸公差及加工余量 (7)

确定毛培 (7) 确定毛坯件的尺寸公差、机械加工余量 (9) 绘制扁叉毛坯简图 (11) 4工艺规程设计 (11) 定位基准的选择 (11) 拟订工艺路线 (12) 5切削用量的计算和基本时间的确定 (13) 工序1切削用量和工时的确定 (13) 工序2切削用量和工时的确定 (14) 工序3切削用量和工时的确定 (16) 工序4切削用量和工时的确定 (17) 6专用夹具设计 (18) 铣凸台铣床夹具 (18) 铣圆柱四侧面夹具 (21) 钻φ10孔夹具 (25) 结论 (27) 致谢 (27) 参考文献 (28) 附件

扁叉制造工艺与夹具设计 作者：xxxx 指导老师：xxxx （xxxx大学工学院 11级机械设计制造及其自动化合肥230036） 下载须知： 摘要：在这样一个快速发展的社会中，人们对生产加工的效率问题愈加重视，对零部件的加工精度，要求也愈来愈高，但保持加工效率高的同时，也需要保证加工的精度，因而在加工过程之中，对相关夹具的要求也愈来愈高。在生产的过程里，夹具体有这些作用：保证稳定可靠的完成各项加工精度要求；缩短加工所需的工时，提高劳动的生产效率；降低所需要的生产成本；减轻操作所需的劳动强度；可尽量以较低的技术等级进行加工；扩大机床的工艺范围等。所以在设计夹具过程中，我们应该尽可能的优化夹具体结构，并且对于夹具的定位和夹紧要进行严格的要求，不能出现过定位和欠定位等情况，夹紧时加紧力的大小也应该进行严格要求。因此根据这些要求，来设计调速杠杆的夹具时要定位合理，加紧力合理且结构尽可能优化。 关键词：定位夹紧时间结构 1 引言 课题意义 机械制造业就是制造有一定形状位置和尺寸的零件产品。机械制造业所生产的产品不仅可以供人们使用，而且可以为其他产业提供所需的零件装备。制造业的发展同时也是国民经济发展水平的一个体现，是一个国家或地区的重要经济支柱。而在制造业中所必须的工具就是弓箭的夹具，夹具是现代工件加工过程中必不可少的一部分，随着制造业的发展夹具的作用也越来越重要，应用也越来越广泛。也正应为夹具的重要性，使得生产上对零件夹具的定位、夹紧及整体结构越来越重视。 主要工作 本篇论文的主要工作涉及到结构设计的问题，其主要是根据零件图对扁叉的加工工艺过程进行严格规划，制定工艺过程卡和相应的工序卡片。然后根据零件的形状和大小，对其进行分析选择合理的定位方案，不能存在欠定位和过定位定位方案确定以后选择合理的夹紧方案，然后再根据设计方案画出夹具体进行三维建模。 图1扁叉零件图 图2零件的三维构造草图

零件工艺生产与夹具设计

一·零件的工艺分析及生产类型的确定 (一)零件的作用三维网技术论坛& P( U２］９ C' f＄ t' J0 w5 k' \?题目所给定的零件为CＡ6１4０车床输出轴,其主要作用，一是传递转矩，使车床主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷;三是支撑传动零部件。https://www.wendangku.net/doc/97915607.html,) Ｋ１ c! V２ H７s. {% k, Ｅ?（二)零件的材料及其力学性能三维网技术论坛% ｐ／ F s, Ｄ: `０ｎ$ K4 ｙ?零件的材料为４5钢,是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。其价格较便宜，经过调质或正火后可得到较好的切削性能,而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可达5２HRC-45HRC.? 1零件的工艺分析 结构比较简单，其主要加工的面有φ55、φ６0、φ6５、φ75、φ176的外圆柱面,φ５0、φ8０、φ1０4的内圆柱表面，1０个φ2０的通孔,图中所给的尺寸精度高，大部分是IＴ6级; 粗糙度方面表现在键槽两侧面、φ80内圆柱表面为Ra3.2um,大端端面为Ra ３.2um,其余为Ra１2.5uｍ，要求不高； 位置要求较严格表现在φ55的左端面、φ80内孔圆柱面对φ７5、φ６0外圆轴线的跳动量为０.０4ｍｍ, φ20孔的轴线对φ80内孔轴线的位置度为φ０.05mｍ,键槽对φ55外圆轴线的对称度为．０.08mm;

热处理方面需要调质处理,到20０HBS，保持均匀。通过分析该零件,其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰,尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。 2轴类零件的装夹 轴类零件的加工通常采用三爪卡盘,三爪卡盘能自动定心，装卸工件快。但是由于夹具的制造和装夹误差,其定心精度约为０.05—０.10ｍｍ左右。由于零件较长,常采用一夹一顶的装夹法，即工件定的一端用车床主轴上的卡盘夹紧，另一端用尾座顶尖支撑,这样就克服了刚性差不能承受重切削的缺点，为进一步提高加工精度，可采用中心架作中间辅助支撑,适用于半精加工和精加工。 ?二、夹具设计 2.3 钻底孔夹具设计 ２.3．1 研究原始质料 加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔的位置公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 二、工装夹具设计方案的确定 1、基准面的选择（夹具体方式的确定) 夹具体是夹具的基本件，它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体，而且还要考虑工件装卸的方便。因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。在设计夹具体时应满足以下基本要求。?①、具有足够的强度和刚度。②、结构简单、轻便，在保证强度和刚度前提下结构尽可能简单紧凑,体积小、质量轻和便于工件装卸。③、安装稳定牢靠。④、结构的工艺性好,便于制造、装配和检验⑤、尺寸要稳定且具有一定精度。⑥、清理方便。夹具体毛坯制造方法的选择综合考虑结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等,选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体；夹具体的外形尺寸在绘制夹具总图时,根据工件、定位元件、夹紧装置及其辅助机构在总体上的配置,夹具体的外形尺寸便已大体确定。然后进行造型设计,再根据强度和刚度要求选择断面的结构形状和壁厚尺寸。夹具体的壁厚３０mm,长度16１mｍ，宽度320ｍm;根据设计要求,夹具体上设计有螺孔、销孔,并且要求定位定位器和夹紧器的销孔在装配时配作。 ２、定位方式及元器件选择?定位器的作用是要使工件在夹具中具有准确和确定不便的位置，在保证加工要求的情况下，限制足够的自由度。工件的定位原理: 自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿OX,OY，OZ三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置,则必须限制六个自由度。工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但仍然能保证加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生产中，为了调整和控制不可避免产生的焊接应力和变形,有些自由度是不必要限制的,故可采用不完全定位的方法。在焊接夹具设计中，按加工要求应限制的自由度而没有被限制的欠定位是不允许的；而选用两个或更多的支撑点限制一个自由度的方法称为过定位,过定位容易位置变动,夹紧时造成工件或定位元件的变形,影响工件的定位精度,过定位也属于不合理设计?①、以工件的平面为基准进行定位时，常采用挡铁、支撑钉进行定位。以工件的已加工的面为定位基准,限定了绕X、Y轴的转动两个自由度。?②工件以圆柱外表面为基准进行定位时常采用V形铁定位器。以两端的小圆柱外表面,