活塞销孔镗铰夹具结构设计【字数：12787】
摘 要本设计说明书首先阐述了课题的研究背景、国内现状及设计目的。该夹具是针对于材料为铁基粉末冶金的电动机—压缩机关键工序活塞销孔镗铰专用夹具。本设计使用V形块作为定位元件，采用铁基粉末冶金作为活塞的材料，铁基粉末冶金材料内部存在一些残余空隙，因此在加工活塞销孔的过程中夹具的夹紧力不是特别大；为了确保能够有充足的夹紧力，同时使活塞在整个加工过程中减少变形，采用浮动弹簧压紧模式，用V形活块来压紧活塞，可以达到该夹具的设计要求；同时采用凸轮驱动装置方便实现零件的装夹，采用摆动油缸装置代替原先的手动装置，能够准确地实现零件的装夹。本设计的目的是为了使零件装夹方便，提高劳动生产率，同时要保证了活塞销孔的尺寸精度和形位公差要求及活塞顶部到销孔的中心距，使加工质量稳定。
目 录
1.引言 1
1.1课题的研究背景 1
1.2国内夹具的现状研究 2
1.3本设计的目的 2
2.活塞的分析 3
2.1活塞的作用 3
2.2活塞的加工路线、工艺分析 3
2.2.1活塞的加工工艺路线流程 3
2.2.2活塞机械加工工序卡片 3
2.2.3压缩机活塞加工的工艺分析 4
2.2.4活塞销孔镗铰过程分析 4
3.夹具结构的参数计算 7
3.1夹具的切削力计算 7
3.2夹具的夹紧力计算 8
3.3压缩弹簧的长度计算 9
4.夹具结构的设计及分析 11
4.1夹具设计思路 11
4.2定位装置分析 11
4.3夹紧装置分析 13
4.3.1动力装置分析 15
4.4分度装置及夹具体分析 18
4.5夹具装配图分析 19
5.总结 22
参考文献 23
致谢 24
附录 25
1.引言
活塞销孔加工在压缩机活塞加工工艺过程中是比较困难的，因为需要确保销孔的圆柱度、销孔相对于活塞外圆的垂直度﹑销孔相对于方身的对称度等不同的形位公差要求，还要确保活塞销孔到活塞顶部的中心间距以及销孔的尺寸精度等。由于销 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
孔的加工控制要素很多，质量不能满足加工要求，导致加工过程中废品率很高。为了解决这一现象，本次毕业设计以《活塞销孔镗铰夹具结构的设计》为题目。
1.1课题的研究背景
随着现代科技的不断进步，越来越高的要求影响到了其重要零部件的加工。活塞[1]是汽车发动机汽缸体内的核心零部件，其加工精密度要求变得更高。活塞销孔加工是活塞在加工过程中的关键工序，其特点是精度高，相关因素多。传统装夹夹具在加工过程中，销孔的形位公差精度较小，为了增加活塞制造水平，提高活塞销孔的加工质量，需要设计一个有创新的夹具。
常熟某压缩机分公司在加工活塞销孔镗铰关键工序的过程中，采取固定的V形块、压板、螺纹驱动压板压紧等装置，整个结构设计上存在以下不足之处：①采用V形块是固定不动的，将其作为定位元件不可以调整，在半精磨活塞外圆的加工工序时，会导致外圆的圆柱度误差较大并且很难消除这个误差，活塞销孔对活塞外圆的垂直度也会产生误差，最终导致该零件报废；②平面压板和活塞外圆的机构夹紧是以线或者点为接触方式，在加工过程中会发生转动或者移动跑偏，在这种情况下，活塞的夹紧力变小，可靠性会降低；③采用螺纹驱动压板压紧，相当于工人手动地控制螺纹夹紧，这对工人有很高的要求，需要有多年的操作经验以及熟练的手感才可以控制活塞的夹紧力度，普通工人很难控制活塞的夹紧力度，手动操作夹具过程中总会造成定位、压紧不可靠还会导致活塞压紧的部件发生变形，从而零件的废品率很高。本设计创新性地设计了活塞销孔镗铰夹具，加入液压缸自动摆动夹紧夹具取代了原有手动式夹具。 1.2国内夹具的现状研究
夹具是机床在加工过程中很重要的组成部分，随着机床[2]加工的精度发展地越来越高，夹具的重要性也越来越大，夹具的创新程度也在不断适应现代制造业。我国现有的活塞销孔加工通常都是通过传统的机床夹具首先进行定位，然后通过镗床的刀杆以很高的速度旋转磨削，但是在这个加工过程中，由于定位的不准确，会影响控制要素的精度从而严重影响了销孔的加工速度。传统的夹具通常只需要满足在加工过程中对零件没有影响，定位精确可靠并且便于工人操作即可。当生产的产品或零件工艺过程变更时，想要实现工厂的定制化的加工特点，则需要工厂所使用的压缩机生产商自己找专业人员设计专用夹具。专用夹具能够满足工厂定制化地根据工件的加工要求实现加工工艺，专用夹具的优点有结构简单及紧凑，操作迅速并且维修方便。通过这些现状可以得知在活塞销孔加工这方面，需要设计制造专用夹具，从而节约工厂的成本，获得更大的收益。
1.3本设计的目的
压缩机分厂在加工活塞销孔镗铰关键工序的过程中，本设计采取是固定的V形块、压板、螺纹驱动压板压紧等夹具方式，在整个结构设计上存在很多不合理之处。螺纹带动压紧这一加工方式对工人的要求很高并且不稳定。按照工厂平时操作的数据，在实际的加工过程中，有4%左右该关键工序产品会报废，大大地造成了工厂的成本浪费。活塞销孔镗铰夹具的设计增加了液压缸装置，通过液压缸活塞杆的摆动来实现自动装夹，本设计的目的则是为了劳动生产效率以及增加活塞销孔镗铰关键工序产品的合格率，使加工质量稳定，同时也使工人的劳动条件变的方便，进而劳动强度变小。
2.活塞的分析
2.1活塞的作用
在这种设计中，压缩机中的活塞由于电动机自己旋转，活塞在经过曲柄连杆机构的期间中在气缸内做往复运动。活塞与气缸之间的间隙要适当，间隙过大过小都会引起不良后果。活塞销连接活塞及连杆小头，采用“半浮式”使它们一端固定，一端浮动。对于润滑和工作条件，活塞销、活塞销孔、连杆小头在这方面要求十分苛刻。由于活塞销孔的尺寸非常小，它的精度要求会很高，因此需要添加液压缸使夹具在最大程度地提高加工精度要求。
2.2活塞的加工路线、工艺分析
2.2.1活塞的加工工艺路线流程
（1）活塞外圆粗磨削
（2）准备车槽
（3）将活塞钻横孔
（4）将孔口倒角
（5）清洗工件
（6）活塞外圆半精磨削
（7）活塞销孔镗铰
（8）销孔去毛刺
目 录
1.引言 1
1.1课题的研究背景 1
1.2国内夹具的现状研究 2
1.3本设计的目的 2
2.活塞的分析 3
2.1活塞的作用 3
2.2活塞的加工路线、工艺分析 3
2.2.1活塞的加工工艺路线流程 3
2.2.2活塞机械加工工序卡片 3
2.2.3压缩机活塞加工的工艺分析 4
2.2.4活塞销孔镗铰过程分析 4
3.夹具结构的参数计算 7
3.1夹具的切削力计算 7
3.2夹具的夹紧力计算 8
3.3压缩弹簧的长度计算 9
4.夹具结构的设计及分析 11
4.1夹具设计思路 11
4.2定位装置分析 11
4.3夹紧装置分析 13
4.3.1动力装置分析 15
4.4分度装置及夹具体分析 18
4.5夹具装配图分析 19
5.总结 22
参考文献 23
致谢 24
附录 25
1.引言
活塞销孔加工在压缩机活塞加工工艺过程中是比较困难的，因为需要确保销孔的圆柱度、销孔相对于活塞外圆的垂直度﹑销孔相对于方身的对称度等不同的形位公差要求，还要确保活塞销孔到活塞顶部的中心间距以及销孔的尺寸精度等。由于销 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
孔的加工控制要素很多，质量不能满足加工要求，导致加工过程中废品率很高。为了解决这一现象，本次毕业设计以《活塞销孔镗铰夹具结构的设计》为题目。
1.1课题的研究背景
随着现代科技的不断进步，越来越高的要求影响到了其重要零部件的加工。活塞[1]是汽车发动机汽缸体内的核心零部件，其加工精密度要求变得更高。活塞销孔加工是活塞在加工过程中的关键工序，其特点是精度高，相关因素多。传统装夹夹具在加工过程中，销孔的形位公差精度较小，为了增加活塞制造水平，提高活塞销孔的加工质量，需要设计一个有创新的夹具。
常熟某压缩机分公司在加工活塞销孔镗铰关键工序的过程中，采取固定的V形块、压板、螺纹驱动压板压紧等装置，整个结构设计上存在以下不足之处：①采用V形块是固定不动的，将其作为定位元件不可以调整，在半精磨活塞外圆的加工工序时，会导致外圆的圆柱度误差较大并且很难消除这个误差，活塞销孔对活塞外圆的垂直度也会产生误差，最终导致该零件报废；②平面压板和活塞外圆的机构夹紧是以线或者点为接触方式，在加工过程中会发生转动或者移动跑偏，在这种情况下，活塞的夹紧力变小，可靠性会降低；③采用螺纹驱动压板压紧，相当于工人手动地控制螺纹夹紧，这对工人有很高的要求，需要有多年的操作经验以及熟练的手感才可以控制活塞的夹紧力度，普通工人很难控制活塞的夹紧力度，手动操作夹具过程中总会造成定位、压紧不可靠还会导致活塞压紧的部件发生变形，从而零件的废品率很高。本设计创新性地设计了活塞销孔镗铰夹具，加入液压缸自动摆动夹紧夹具取代了原有手动式夹具。 1.2国内夹具的现状研究
夹具是机床在加工过程中很重要的组成部分，随着机床[2]加工的精度发展地越来越高，夹具的重要性也越来越大，夹具的创新程度也在不断适应现代制造业。我国现有的活塞销孔加工通常都是通过传统的机床夹具首先进行定位，然后通过镗床的刀杆以很高的速度旋转磨削，但是在这个加工过程中，由于定位的不准确，会影响控制要素的精度从而严重影响了销孔的加工速度。传统的夹具通常只需要满足在加工过程中对零件没有影响，定位精确可靠并且便于工人操作即可。当生产的产品或零件工艺过程变更时，想要实现工厂的定制化的加工特点，则需要工厂所使用的压缩机生产商自己找专业人员设计专用夹具。专用夹具能够满足工厂定制化地根据工件的加工要求实现加工工艺，专用夹具的优点有结构简单及紧凑，操作迅速并且维修方便。通过这些现状可以得知在活塞销孔加工这方面，需要设计制造专用夹具，从而节约工厂的成本，获得更大的收益。
1.3本设计的目的
压缩机分厂在加工活塞销孔镗铰关键工序的过程中，本设计采取是固定的V形块、压板、螺纹驱动压板压紧等夹具方式，在整个结构设计上存在很多不合理之处。螺纹带动压紧这一加工方式对工人的要求很高并且不稳定。按照工厂平时操作的数据，在实际的加工过程中，有4%左右该关键工序产品会报废，大大地造成了工厂的成本浪费。活塞销孔镗铰夹具的设计增加了液压缸装置，通过液压缸活塞杆的摆动来实现自动装夹，本设计的目的则是为了劳动生产效率以及增加活塞销孔镗铰关键工序产品的合格率，使加工质量稳定，同时也使工人的劳动条件变的方便，进而劳动强度变小。
2.活塞的分析
2.1活塞的作用
在这种设计中，压缩机中的活塞由于电动机自己旋转，活塞在经过曲柄连杆机构的期间中在气缸内做往复运动。活塞与气缸之间的间隙要适当，间隙过大过小都会引起不良后果。活塞销连接活塞及连杆小头，采用“半浮式”使它们一端固定，一端浮动。对于润滑和工作条件，活塞销、活塞销孔、连杆小头在这方面要求十分苛刻。由于活塞销孔的尺寸非常小，它的精度要求会很高，因此需要添加液压缸使夹具在最大程度地提高加工精度要求。
2.2活塞的加工路线、工艺分析
2.2.1活塞的加工工艺路线流程
（1）活塞外圆粗磨削
（2）准备车槽
（3）将活塞钻横孔
（4）将孔口倒角
（5）清洗工件
（6）活塞外圆半精磨削
（7）活塞销孔镗铰
（8）销孔去毛刺
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