液压缸专用夹具及工艺设计

机制工艺课程设计

说明书

题目: 液压缸专用夹具及工艺设计姓名:

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2011年06月23日

目录

一零件的分析 (2)

1.1零件的作用 (2)

1.2 零件的工艺分析 (2)

二工艺规程设计 (2)

2.1毛坯 (3)

2.2工艺的选用原则 (3)

2.3基面的选择 (3)

2.4加工阶段的划分 (3)

2.5工序的确定 (4)

2.6切削用量的确定 (4)

2.7定位误差分析 (4)

三夹具设计 (5)

3.1定位方案 (5)

3.2夹紧方案 (5)

3.3夹具结构 (5)

四设计心得 (6)

五参考文献 (7)

一、零件的分析

1.1零件的作用

题目所给定的零件是液压缸零件图。它是将液压能转变为机械能的、做直线运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。根据常用液压缸额结构形式，可将其范围四种类型：活塞式，柱塞式，伸缩式和摆动式。

1.2零件的工艺分析

（1）为保证活塞在液压缸内移动顺利，对该液压缸内孔有圆柱度要求，对内孔轴线有直线度要求，内孔轴线与两端面间有垂直度要求，内孔轴线对两端支承外圆（Φ82h6）的轴线有同轴度要求。除此之外还特别要求：内孔必须光洁无纵向刻痕。

液压缸主要加工表面是内、外旋转表面，次要加工表面有端面。

（2）液压缸技术要求

1、液压缸端面要求与轴向表面垂直度公差为0.03mm，表面粗糙度为1.25，前后两端面要求同轴度为0.04mm。

2、内外圆柱内外圆柱要求圆柱度公差为0.04mm，其中，内表面粗糙度为0.32，外表面为2.5。

从上述分析可以看出，液压缸的主要加工表面内外两个圆柱表面，而保证活塞在液压缸内移动顺利，圆柱度要求，对内孔轴线有直线度要求，内孔轴线与两端面间有垂直度要求。

二、工艺规程设计

2.1毛坯的选择

常用毛坯种类有：铸件、锻件、焊件、冲压件。各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素：

（1）依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。例如，零件材料为铸铁，须用铸造毛坯；强度要求高而形状不太复杂的钢制品零件一般采用锻件。

（2）依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，例如结构比较复杂的零件采用铸件比锻件合理；结构简单的零件宜选用型材，锻件；大型轴类零件一般都采用锻件。

（3）依据生产类型确定毛坯。大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。例如模锻、压力铸造等。单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。

（4）确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。

液压缸的材料有很多种，对于低压小尺寸的可以选用灰口铸铁，常用的有HT200到HT350之间，要求高一些的可以选用球墨铸铁，要求再高一点的可以采用铸钢，我们选用的材料是无缝钢管，加工余量较小，工艺性能好，生产准备周期短，适合于批量较大的生产。

根据我们的实际情况，我们选用了无缝钢管作为毛坯。

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，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。

（1）加工外圆时基准的选择。

在加工φ82的外圆的时，可以采用以外圆定位，即直接采用三爪卡盘装夹工件，用顶尖顶住另一端面。

（2）加工内孔时基准的选择

因为内孔和φ82外圆有同轴度的要求，所以当将工件从车床上卸下，再安装在镗床上时，将会产生安装误差，不能保证同轴度，所以在加工内孔时，要

以加工过的外圆表面为基准，故选择采用V型块定位，以保证加工质量。

2.3加工阶段的划分

粗基准主要是去除零件大部分的余量，提高切削效率，并加工出精基准。半精加工的主要是为精加工做准备，并加工出次要表面。精基准则是切除很小的余量，以获得较高的精度和表面质量。

根据零件的技术要求，φ82外圆为6级精度，故其加工因分粗车——半精车——精车——金刚石车。

端面应有2.5的粗糙度要求，所以选择粗车——半精车——精车，以满足加工要求。

Φ70内孔选择在镗床上，因为是6级精度且有很高的表面质量，所以选择粗镗——半精镗——精镗——浮动镗。

2.4工序的确定

对个表面的加工要粗、精分开，先粗后精，多次加工，已逐步提高其精度和粗糙度。主要表面的精加工应安排在最后。

为了提高零件的机械性能和消除内应力而安排的热处理工序，如调质、时效处理等，一般应安排在粗加工之后，精加工之前。

2.5加工余量的确定

对于各工序的定位基准与设计基准重合时的表面的多次加工，其工序尺寸的计算比较简单，此时只要根据零件图上的设计尺寸、各工序的加工余量、各工序所能达到的精度，由最后一道工序开始依次向前推算，直至毛坯为止，即可确定各工序尺寸及公差。

2.6确定切削用量

镗孔1685*Ф70

根据机械加工工艺手册，卧式镗床镗削时的切削用量为：

粗镗时：V=20m/min, f=0.7mm/r, a

=2mm

p

=1mm

半精镗时：V=30m/min, f=0.3mm/r, a

p

=0.15mm

精镗时：V=20m/min, f=0.15mm/r, a

p

=0.01mm

浮动镗时：V=10m/min, f=0.5mm/r, a

p

2.7定位误差分析

△

DW =△

JB

+△

JW

采用V型块定位加工内孔时，其定位基准为Ф82外圆中心线，工序基准为Ф82外圆中心线，对刀基准为V型块理论圆中心线。

T=0.04

所以△

JB =0，△

JW

= T

d

/2(sinα/2)=0.022/(2*sin45°)=0.009<1/3T=0.013

故定位误差满足要求。

三、夹具设计

3.1定位方案

应该限制自由度：在加工内孔时应该限制四个自由度，→

y 、→

z

、⌒

y

、⌒

z

。

实际限制的自由度：因为是用两个V型

块定位，而且两个V型块之间距离较远，所以限制了→

y 、→

z

、⌒

y

、⌒

z

四个自由度。

为了使工件在加工过程中保持正确的定位

位置，需要夹紧装置，所以可以采用压板压住工件，用螺栓将其固定，以保证加工质量和生产安全。

3.2夹紧方案

由于本工序是对主液压缸深孔的加工，径向的自由度未限制，故应用夹紧装置固定。由于在镗孔时，液压缸有翻转的倾向，故在液压缸的上面,用两个压板夹紧，限制此自由度。

夹紧力大小对于确定夹紧装置的结构尺寸，保证夹紧可靠性等有很大影响。夹紧力过大易引起工件变形，影响加工精度。夹紧力过小则工件夹不紧，在加工过程中容易发生工件位移，从而破坏工件定位，也影响加工精度，甚至造成安全事故。由此可见夹紧力大小必须适当。

计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统，然后根据工件受切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，运动的工件还需考虑惯性）后处于静力平衡条件，求出理论夹紧力，为了安全起见再乘以安全系数K。

`

kW

W

式中W——计算出的理论夹紧力；

W——实际夹紧力；

K——安全系数，通常k=1.5～3.用于粗加工时，k=2.5～3

3.3夹具结构

四、设计心得

在设计过程中，我们遇到了很多困难，虽然这个零件相比起其他同学的零件要容易很多，但是这是我们第一次自己动手设计夹具，所以在这个过程中，有很多不懂的地方，从一开始的一头雾水到最后慢慢的有所了解，一步步的制定出工艺过程和工序内容等，都凝聚了我们小组同学的努力和辛勤。从这次的

课程设计的中，我发现我们了解的还是很有限，有很多的内容都不懂，所以磕磕绊绊的在困惑中前行着，我们查阅了很多的资料和手册，并向老师请教各种遇到的问题，最终才有了一个确定的方案，虽然只是一个夹具设计，但是在这个过程中，可以遇到很多的知识点，设计的过程中也是一个复习的过程，可以发现自己不足的地方并加以强化和吸收。

所谓学以致用，只是学习而不实践并不能把所学之物真正掌握，通过运用才可以再过程中明白一些理论。通过这次的课程设计，虽然我们不足的地方还是很多，但却是实实在在记住了很多以前忽略的地方

总之，这次的课程设计中是一个很有意义的过程，在课堂上我们只学习到了一些理论知识，在工厂参观中，我们看到了实际运用的夹具和设施，而这次得设计则是把两者相结合，更好的理解机制工艺这门学科，在这里，要向我们小组成员的辛勤努力表示感谢，向老师的认真指导表示感激！

五、参考文献：

1 《现代夹具设计手册》.机械工业出版社

2 《机械加工工艺手册》.机械工业出版社

3 《切削用量简明手册》. 机械工业出版社

4 《工艺手册》.上海科学技术出版社

5 《简明机械加工工艺手册》. 机械工业出版社