第一篇：工艺工装设计及制作要点

工装设计简介及制作装配保管要点

一：工装定义：

工装, 即工艺辅助装备:指制造过程中所用的各种工具的总称.包括刀具/夹具/模具/量具/检具/辅具/钳工工具/工位器具等.工装为其通用简称.夹具, 顾名思义,用以装夹工件(或引导刀具)的装置

模具, 用以限定生产对象的形状和尺寸的装置.刀具, 机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料,所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。

辅具, 一般指用以连接刀具和机床的工具.（刀柄，夹筒等）

钳工工具, 各种钳工作业所用的工具总称

工位器具, 用以在工作地或仓库中存放生产对象或工具的各种装置.检具, 生产中检验所用的器具

治具, 制造用器具,这个词对应fixture,有时与工装同意,有时也指夹具，一般台资/韩资/日资等电子企业多用该词。

夹具属于工装,工装包含夹具,属于从属关系.夹具是加工时用来迅速紧固工件，使机床、刀具、工件保持正确相对位置的工艺装置。也就是说Workholding工装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。

二：夹具分类：

1． 通用夹具：已标准化，使用范围较宽，如：虎钳类、卡盘类、平板类、压板类、侧夹类、顶尖、鸡心夹头、万能分度头、回转工作台、花盘等。

2．专用夹具：针对某一工件的一定工序设计，适用于产品固定和工艺稳定的较大批量生产

3．可调夹具：加工完一种零件后，通过调整或更换夹具种的个别元件，即可加工相似尺寸和加工详尽的各种零件。

4．组合夹具：适用于新拼试制和多品种小批量生产（1）组合夹具，偏重考虑元件的通用性（2）拼装夹具，注重拼装的高效能 5．标准夹具(类似于标准件)

三、工件装夹的概念 1． 工件在开始加工前，首先必须使工件在机床上或夹具中占有某一正确的位置，这个过程称为定位。为了使定位好的工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，还需将工件压紧夹牢，这个过程称为夹紧。定位和夹紧的整个过程合起来称为装夹。

2．工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率、加工成本及操作安全都有直接影响。

四、工件装夹的方式 1．直接找正装夹

此法是用百分表、划线盘或目测直接在机床上找正工件位置的装夹方法。

2．划线找正装夹

此法是先在毛坯上按照零件图划出中心线、对称线和各待加工表面的加工线，然后将工件装上机床，按照划好的线找正工件在机床上的装夹位置。这种装夹方法生产率低，精度低，且对工人技术水平要求高，一般用于单件小批生产中加工复杂而笨重的零件，或毛坯尺寸公差大而无法直接用夹具装夹的场合。3．用夹具装夹

夹具是按照被加工工序要求专门设计的，夹具上的定位元件能使工件相对于机床与刀具迅速占有正确位置，不需找正就能保证工件的装夹定位精度，用夹具装夹生产率高，定位精度高，但需要设计、制造专用夹具，广泛用于成批及大量生产。

五、夹具设计基础

好的夹具设计的观念就是简单可靠，操作方便。而真正要设计一个好的夹具必须确定好定位的基准，合理的夹紧点，满足要求的最优夹紧力及方向。这一步不是一俩天的事情，一个是勤奋，二要靠天赋。不是每一个人都可以成为一个好的夹具设计师的。

夹具设计师：

根据生产工艺的需求，或根据研发部提供的技术资料，设计、制作夹具； 制定夹具材料的需求计划并负责夹具用料的管理； 领导夹具制作工人，及时完成夹具的制作、调整、维修；

跟踪夹具的制作进度，制作夹具的备件清单，完成相关的验收报告； 负责夹具维护规程的编制，负责夹具的优化，提高设备利用率； 协调新生产线夹具的装配调试，负责夹具的故障分析和故障排除； 对夹具的新结构、新材料、新工艺开展研究。

工装夹具设计的基本原则：

1.满足使用过程中工件定位的稳定性和可靠性；

2.有足够的承载或夹持力度以保证工件在工装夹具上进行的施工过程； 3.满足装夹过程中的简单与快速操作； 4.易损零件必须是可以快速更换的结构，条件充分时最好不需要使用其它工具进行；

5.满足夹具在调整或更换过程中重复定位的可靠性； 6.尽可能的避免结构复杂、成本昂贵；

7.尽可能选用市场上质量可靠的标准品作组成零件； 8.满足夹具使用国家或地区的安全法令法规；

9.设计方案遵循手动、气动、液压、伺服的依次优先选用原则； 10.形成公司内部产品的系列化和标准化

夹具设计的基本要求：

1.工装夹具应具备足够的强度和刚度 2．夹紧的可靠性 3．操作的灵活性

4．便于工件的装卸 5．良好的制作工艺性

设计的步骤：

1）.确定夹具结构方案。2）.绘制夹具工作总图阶段。3）.绘制装配夹具零件图阶段 4）.装配夹具说明文字部分。5）.必要时，还需要编写装配夹具说明书，包括机具的性能、使用注意事项等内容。6）。工装夹具制造的精度要求夹具的制造公差。7）.夹具结构工艺性 a应尽量采用各种标准件和通用件，制造专用件的比例应尽量少，减少制造劳动量和降低费用。b各种专用零件和部件结构形状应容易制造和测量，装配和调试方便。c便于夹具的维护和修理。d合理选择装配基准.装配基准应该是夹具上一个独立的基准表面或线，其它元件的位置只对此表面或线进行调整和修配。装配基准一经加工完毕，其位置和尺寸就不应再变动。那些在装配过程中自身的位置和尺寸尚须调整或修配的表面或线不能作为装配基准。

8）.结构的可调性经常采用的是依靠螺栓紧固、销钉定位的方式，调整和装配夹具时，可对某一元件尺寸较方便地修磨。还可采用在元件与部件之间设置调整垫圈、调整垫片或调整套等来控制装配尺寸，补偿其它元件的误差，提高夹具精度。9）.维修工艺性进行夹具设计时，应考虑到维修方便的问题。10).制造工装夹具的材料合理选用。

定位：限制六个自由度；自由度是确定物体状态所需的独立坐标数。（欠定位，过定位，不完全定位）一面两销，两面一点等。

如何分析工件：

a对工件具体形状的力学性能分析方法----找出最强部分，找出最易变形部分。

b对工件工艺性分析方法----找出最高要求部分，找出最难加工部分。

c对工件毛坏分析方法-----模具成形的特点，找出模具成形最稳定的部分。

六．夹具保管：

1．擦拭干净，配齐零件，放置平稳，大面承受压力，防止变形。防潮、防晒，涂油防锈。

2．库房保管，标识清楚，库容整洁。定区，定架，定位。

3．在现场使用中，生产车间要对工装进行保养，不许碰伤、摔伤、压变形、不可用来敲击他物，不得拆卸零件，用毕及时擦除水份并涂油防锈。

第二篇：工艺工装管理制度

工艺工装管理制度

一、目的：为了加强公司工艺工装的管理，保障工艺工装的使用状态，加强工艺装备对产品质量及生产效率的促进作用，特制定本制度。

二、适用范围

本制度规定了工艺工装的设计、制作、使用、维护和报废等程序。本制度适用于河北宏昌天马专用车有限公司的工艺工装的管理。

三、等级划分

本制度所指工艺工装分为：工位器具、吊（转）运器具、产品保证类工装、工具类四个类别。

本制度中工艺工装的管理等级划分如下：

A等级：各种具有不可替代性的工艺装备、电汽液类工装； B等级：各类吊（转）运器具类、工装模板胎具类； C等级：各种工位器具、工具类；

四、职责

4.1 生产保障部负责工艺工装的设计、组织验证、维修及报废审批等工作。

其中工艺保障科负责工艺工装的设计和组织验证工作，并负责工艺工装的管理及检查。设备保障科负责A类工装的维修、与报废等管理工作。

4.2 各工装使用部门（车间）负责工装在使用过程中的日常维护、点检及保养工作，负责B类、C类工装的维修工作。

4.3 供应部负责根据外购件清单购买相应零件，根据外协件清单及外协件图纸联系外协厂家加工外协件。

供应部负责外购工艺工装的洽谈、请购、购买、组织验收等工作。4.4 调度科负责根据相关图纸及下料单安排工装的下料、制作。

五、工艺工装的设计制作

5.1 工艺工装的制作申请与设计

5.1.1 公司各部门（车间）有工装需求时，由工装需求部门（车间）提交《工装制作申请表》向生产保障部提出制作申请，经生产保障部部长批准后由工艺保障科安排专人进行

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图纸设计。

5.1.2当公司产品或工艺变革需要新制工装时，由生产保障部部长安排工艺保障科进行工装的设计。

5.1.3 工艺保障科接到工装设计任务后根据工装使用要求确定工装的设计方案，经与相关人员商议确定后按照方案进行工装的设计工作。

5.1.4 工装图纸设计完成后，提交工艺保障科科长及生产保障部部长审核，经批准后编制自制件清单、外购件清单、外协件清单与设计图纸一同提交。

5.2 工艺工装的制作

5.2.1 工艺保障科负责将工装外协件图纸、特殊机加物资申购单、外购件请购报告提交供应部，供应部根据图纸、清单、请购报告安排外协件的制作及外购件的购买。

5.2.3 外购件及外协件到货后，由供应部通知工艺保障科，工艺保障科将工装全套设计图纸及下料单、自制件清单、外购件清单、外协件清单提交调度科，调度科安排相应班组进行工装制作。

5.2.4 调度科安排班组按照图纸进行工艺工装的制作，制作班组负责外协件、外购件的领用及工装的制作，制作过程中通知工艺保障科进行跟踪。5.3 工艺工装的验收

5.3.1 新设计工装制作完成后，由工艺保障科组织相关部门对工艺工装进行验收，验收合格后交付工装使用部门（车间）。制作不合格的由工装制作者进行返工，不能满足使用要求的由工艺保障科修改或重新设计图纸，之后制作班组按图纸进行整改。

5.3.2 工艺保障科根据工装的种类通知相关部门参与工装的验收，验收完毕须输出《工装验收确认单》（见附表）；

工位器具类工装验收参与部门为：工位器具使用班组、车间负责人，工位器具设计者、工位器具制作者；

吊（转）运器具类工装验收参与部门为：吊具使用部门、吊具设计者、工艺保障科、生产保障部、吊具制作者；

产品保证类工装验收参与部门为：工装使用部门、品质保障部、生产保障部、工装制作者、工装设计者；

工具类工装的验收参与部门为：工具使用班组、工具设计者。

5.4 对于结构简单、制作简易的工艺工装，由工装使用部门（车间）向生产保障部提出制作申请，经生产保障部批准后，可自行设计制作。制作完成后报工艺保障科，工艺保

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障科派专人进行验证及测绘存档。5.5 工艺工装的外委

由于生产加工条件限制，不能由我公司进行制作的工艺工装，经生产保障部、生产总监批准后，由供应部负责工艺工装的外委制作。生产保障部有义务进行配合工作，提供工艺工装的技术参数或功能要求等。

外委工装制作完成后，供应部必须组织品质保障部、生产保障部、供应部进行确认验收后再行交付相应车间，并输出《工装验收确认单》。

六、工艺工装的管理、使用与维护、保养

6.1 工艺工装的管理

工艺保障科负责工艺工装整个生命周期的管理，主要包括建档、追踪、检查、报废确认等工作。

工艺保障科根据工装的功用、结构对工装进行分等级管理，并确定相应等级的工装管理职责。

对于A等级工艺工装，工艺保障科进行编号、标识管理，具体标识见下示：

编号形式：HCTM-××CJ-××B-A001 6.2 工艺工装的使用、维护与保养

工装操作者必须严格遵守工装的操作规范，合理使用工装，若有损坏应及时向班组长或车间主任反映，各车间根据工装的等级进行相应处理。

6.2.1 工装使用班组应保持工装的清洁，定期对工装进行清洁、检查、维护，对于A等级工装必须输出点检、维护记录文件；

6.2.2 未经生产保障部同意，工艺工装不得改作他用；

6.2.3 未经生产保障部同意不得对工装的功能部件进行改制；

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6.2.4 工艺保障科对工装的使用状态进行监控，发现问题的通知工装使用部门限期整改。

七、工装的维修、改换

7.1 A等级工装使用过程中发生故障的，由使用部门（车间）填写《报修表》交设备保障科，由设备保障科组织维修。维修需要更换零部件的，由设备保障科报备相应的外购件、外协件及自制件，工艺保障科有义务提供支持工作；

B等级工装发生故障时，工装使用部门负责工装的维修，维修前通知工艺保障科，工艺保障科确认维修方案后才可进行维修，维修完成后通知工艺保障科，工艺保障科确认后再行投入生产使用；

C等级工装发生故障时，由工装使用部门进行自行维修，维修完成后由车间工段长确认后即可投入生产使用；

7.2 工装使用过程中造成损坏无法修复的，由工装使用部门提交工装制作申请，经工艺保障科确认后，由工艺保障科提交相关部门各种资料，按照工装的制作流程重新制作。损坏的工艺工装由工装使用部门按照相关流程进行相应处理；

7.3 由于产品结构更改，在用工装不能满足使用要求的，由工装使用部门通知工艺保障科，工艺保障科负责出具工装改制方案并提交调度科，调度科安排相关部门进行工装改制。

八、工艺工装的报废

8.1 工艺工装报废条件

8.1.1 工装长期使用磨损严重不能保证产品质量且不能进行修复的； 8.1.2 工装变形严重不能满足使用要求或具有安全隐患且无法修复的；

8.1.3 由于产品工艺改进、技术革新，工装无法进行改制的，由工艺保障科进行状态确认后保存期超过一年的；

8.1.4 经公司领导批准的其他予以报废的条件。8.2 工艺工装的报废；

B、C等级的工装满足报废条件的由工装使用部门填写工装报废申请表，由工艺保障科确认并出具报废方案，经生产保障部部长、生产总监批准后进行报废处理；

A等级的工装满足报废条件的由工装使用部门填写工装报废申请表，由设备保障科确认并出具报废方案，经生产保障部部长、生产总监、公司副总经理批准后进行报废处理。

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第三篇：工艺工装部职责

工艺工装部各类人员岗位职责

一、正副部长岗位职责 1.领导工艺工装部的各项工作。

2.对所编制的工艺文件及所设计的工装图纸不及时和质量低劣负责。3.对编制工艺材料消耗定额不及时和不正确负责。4.对生产中的工艺问题解决不及时、处理不当负责。5.为生产服务，及时地解决生产中出现的问题。6.督促帮助各工艺员完成本职工作。

7.副部长在部长的直接领导下分管工艺工作，并对部长负责。

二、产品工艺员岗位职责

1.参加新产品调研、设计方案讨论，审查产品设计的工艺性，会签产品设计图样，并组织会签老产品改进的设计图纸。

2.进行产品工艺分析，提出工艺方案，组织关键工艺试验研究。3.分阶段编制新产品的工艺文件，汇报及修改。

4.根据产品生产规模控制工装系数，分阶段提请设计和制造工艺装备，参加工装验证。

5.参加新产品试制，解决和组织试制过程中的工艺问题，并提出总结材料，参加鉴定会，编制工艺试制总结。

6.为生产服务，及时有效地处理生产中出现的技术问题。7.负责编制及贯彻工厂的工艺标准，负责工艺情报的收集。8.对因工艺准备考虑不周而错漏，影响生产进度及经济损失负责。

三、工装工艺员岗位职责

1.会签产品设计图纸和有关技术文件。

2.设计工艺和工位器具，处理制造中出现的问题，参加验证并及时修改设计。

3.根据生产情况和需要不断改进工艺装备的工位器具。4.设计工厂物料搬运器具与设备。

5.根据工装图纸及工艺文件编制材料定额的全套文件并及时修定。6.负责全处的考勤工作，标准化审检工作。

7.对因工装设计错漏影响预期生产造成的经济损失负责。

四、工艺材料定额员岗位职责

1.会签产品设计图纸明细表，给出工艺施工路线。2.根据设计图纸明细表编制工艺材料定额。3.根据生产情况和需要不断调整材料定额。4.对因材料定额错漏或不及时而影响生产负责。

工艺工装部职责

1.参与新产品设计方案的审议，负责产品设计的工艺性审查和会签产品设计资料，有权要求设计部门修改工艺性差的产品图纸。2.拟制新产品试制工艺方案和工艺措施。

3.编制产品工艺文件，提供全厂各有关部门、车间近期所需的工艺文件。承担车间工艺技术服务工作，并监督工艺规程的贯彻执行。

4.负责工艺装备，包括专用工具、夹具、吊具、辅具、工位器具、量检具、工序间专用运输工具和其他有关专用设备等的设计、选型及报废确认，参加工装的验证，负责工装设计的修改并解决其在制造和使用中的技术问题。供给生产部有关制造工装及工位器具需要的零件图纸。

5.掌握全厂主要设备及关键自制设备的使用程度，审核由有关部门提出的设备调迁、报废和更新计划。6.定期向厂提出工艺发展规划，包括： ⑴旨在提高产品质量、产量的工艺措施方案。

⑵采用新工艺、新技术、新设备提高制造水平的发展规划。⑶旨在节约能源或保护环境的设备改造方案或工艺措施方案。其中项⑴和项⑵每半年提一次，项⑶每年提一次或必要时提。

7.划定产品生产施工路线，编制工艺材料消耗定额，推广节约材料和综合利用经验，使定额达到先进合理。

8.负责组织对合理化建议、小改革、小发明、小创造以至重大技改项目的事前审查和事后鉴定工作,凡经鉴定的项目负责及时纳入工艺。9.编制和修订有关工艺工作的管理制度并贯彻实施。10.负责工艺情报的收集、统计等工作。11.车间如有工艺员，则对其在业务上进行指导。12.供给有关部门材料消耗定额。13.协助厂办制订工人的技术等级标准。

第四篇：左支座工艺工装设计说明书

一、零件的分析

（一）、零件的作用

图3-14所示是机床上的一左支座，它用螺钉通过4-Φ13mm孔连接于机架上，该零件纵横两方向上5 mm的槽使80mm 耳孔部分有一定弹性，利用一端带M20螺纹（穿过于Φ20mm孔）一端于Φ25H7配合的杆件通过旋紧，便装在Φ80H9孔内的心轴定位并夹牢。

（二）、零件的工艺分析

由图3-14得知，其材料为Ht200，球墨铸铁，该材料具有较高的强度，耐磨性、耐热性及减振性，适用于承受较大压力，要求耐磨的零件。

该零件上的主要加工面为车其底面140 mm，镗孔Φ80H9mm钻4xΦ20mm的孔，孔中Φ12mm 的通孔以及割槽5mm ,由参考文献[1]中有关面和孔加工的经济精度及机床达到的位置精度所知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可得的。

（三）确定毛坯、画毛坯——零件合图

根据毛坯零件材料确定毛坯为铸件，又零件生产类型为批量生产，毛坯的铸造方法选用砂型手工造型，此外消除残余应力，铸造后应安排人工时效。

参考文献[1]表2.3-6，该种铸件的尺寸公差等级为8～10级，故去尺寸公差等级取8级。

（1）查看毛胚余量；其中零件长度100mm（2）零件内孔为Φ80 H9mm查灰铸铁机械加工余量表

（3）零件的顶面和底面的加工余量分别为2.5mm 2mm。零件内孔机械加工余量为2mm（4）工序余量；查表5-27平面加工余量半精加工余量1.5mm（5）粗加工余量3mm 查表 5-68得内孔的半精加工余量0.1mm精加工余量1.5mm。

二、工艺规程设计

（一）、定位基准的选择

精基准的选择：左支座长140 mm正方形底面，中间Φ80的孔及四边4-Φ13的孔既是装配基准，又是设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循“基准重合” 1 的原则，实现和左支座零件“一面二孔”的类型定位方式。此外底面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单可靠，操作方便。

粗基准的选择，考虑到以下几点要求：第一，选择零件上那些平整的足够大的表面作为粗基准，第二，选择零件上重要表面作粗基准。

此外还应能保证定位准确，夹紧可靠。讨论后修改的拟订的加工工艺路线，如下表：

序号:

工序内容

设备型号

夹具 铸造毛坯 时效

铣

粗铣,精铣底面A面

专用铣夹具 40 钻孔4-ф13mm，扩孔4-ф20mm 专用钻夹具 50

钻

粗镗孔半精镗孔ф80H9(+0.087/0)mm

Z3025

专用镗夹具

孔口倒角2X45

车

钻孔ф21mm 扩孔ф25H7mm，ф38mm，ф43mm

专用钻夹具

钻

铣槽1(5mm)铣槽2(5mm)

XA61

专用铣夹具

钻孔ф21mm M8-7H的螺纹底孔

M10-7H的螺纹底孔

车

攻丝M10-7Hmm的孔 攻丝M8-7Hmm

专用攻螺纹夹具 100

检验 110

入库

（二）、选择加工设备及刀、夹量具

由于生产类型为批量生产，故加工设备宜以适用机床为主，以少量专用机床，其生产方式以常用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流程生产线，工件在个机床上的装卸及各机床间的传送均由它完成。

铣中间槽，考虑工件的定位夹紧方案，及夹具结构设计等问题，采用卧铣，选择XA6132卧式铣床（参考文献[1]表8-15），选择直径D为φ200的高速钢三面刃圆盘铣刀（参考文献[1]表10-40）专用夹具和游标卡尺。

（三）加工工序设计

1． 工序70的铣槽1。2。

参考文献【1】表2.4 －3.8并参考XA6132机床说明书。取铣槽1进给量f＝0.3mm/r 参考文献【1】表2－4－4，用插入法求得铣槽1的削速度v=27.7m/min.由此算出转速为 n=1000v/3.14d=(1000*27.7)/(3.14*5)=320r|min 按机床实际转速取n=450r/min.则实际切削速度v=(3.14*5*450)/1000=31.3n(四)夹具设计

1.设计的夹具为第70道工序－铣槽1，2。该夹具适用于XA6132卧式铣床，选择A面与加工的为定位基准。按照基准重合原则并考虑到目前有A面与孔加工，为避免重复使用粗机组基准，应以A面与孔定位.从对工件的结构形状分析，若工件以A面朝右放置在支撑板上，定位夹紧都比较可靠，也容易实现，待夹紧后就能满足加工要求。

方案一：以孔为主要定位基面，用长销限制工件四个自由度，用支撑钉相知一个自由度，但由于x转由长销限制，定位基准与工序基本相同，有利于保证槽侧面与空轴线的垂直度。但是这种定位方式不利于工件的夹紧，因为辅助支撑钉不能起定位作用，当对辅助支撑钉施加夹紧力时，由于端面的面积太小，工件极易歪斜变形，夹紧也不可靠。方案二：在4-Φ20的孔内斜插入一削边销限制一个移动自由度,再Φ80H9的孔内插入一圆柱销,限制2个转动自由度, 通过旋转压板压住工件，限制3个自由度

本道夹具因需要回转，若采用气动或液压夹紧，则气管或油管会防碍操作，故选用手动夹紧，使夹具简单，操作方便。

2.时铣刀需两个方向对刀,故应采用侧装直角对刀块6.由于两个铣刀的直径相等,两铣刀的距离则由两铣刀间的轴套长度确定.因此,只需设置一个对刀块即能满足铣两个槽的加工要求.3.在夹具上安装联动装置,夹具体应有适当高度,中间应有较大的空间,为了保证夹具在工作台上安装稳定,应按照夹具体的高宽比不大于1.25的原则确定其宽度,并在两端设置耳座,以便固定.4.夹具图上的尺寸,公差和技术要求

1)夹具最大轮廓尺寸为340mm.205mm,250mm.2)影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差为定位键与铣床工作台T形的配合尺寸18h8(T形槽为18H8)3)对刀块的位置尺寸10.82,24.955对刀块的位置尺寸h为限位基准到对刀块表面的距离.计算时应考虑定位基准在加工尺寸方向上的最小位移量,在本图中,由于工件定位基准面长度为140mm,槽宽为5mm,槽深控制尺寸64.8js12,所以对刀块水平反向的位置尺寸为

H=12.055/2mm 对刀块垂直方向的位置尺寸为

H2=(64.8-70.79/2)mm=29.41mm 取工件的相应尺寸公差的1/2～1/5 4)影响对刀精度的尺寸和公差Sr:塞尺的厚度尺寸为5h8 5.加工精度分析铣槽时对槽两侧面对轴线的对称度和平行度要求较高,应进行精度分析,其他加工要求未注公差或者公差很大,可不进行精度分析.1)铣槽侧面对轴线的对称度的加工精度

定位误差△D 由于对称度的工序基准是轴线,定位基准也是此轴线,故⊿B=0,因此对称度的定位误差为零.安装误差△A 定位键在T形槽中有两种位置,因此在两定位键之间

△A=Xmax=(0.027+0.027)mm=0.054mm 若加工尺寸在两定位键之外,则

△A=Xmax+2Ltg△a tg△a=Xmax/Lo 对刀误差△T 对称度的对刀误差等于尺塞厚度的公差,既△T=0.018mm 夹具误差△J 影响对称度的误差有:对刀块的水平位置尺寸的公差,所以△j=0.06m.铣槽时对轴线平行度的加工误差 定位误差△D 定位误差△D=0 安装误差△A 工件的轴线相对于工作台导轨平行时, △A=0 工件的轴线相对于工作台导轨有转角误差,使得槽的侧面对轴线产生平行度误差,所以

△A=tg△aL=(0.054/400*282)mm=0.038mm 对刀误差△T 由于平行度不受尺塞厚度的影响,所以△T=0 夹具误差△J 影响平行度的制造误差是设计心轴轴线与定位键侧面B的平行度0.03mm,所以△J=0.03mm.

第五篇：连杆的机械加工工艺及工装设计

网络教育学院

本 科 生 毕 业 论 文（设 计）

题

目： 连杆的机械加工工艺及工装设计

学习中心：

层 次： 专科起点本科

专 业：

年 级： 年 春/秋 季

学 号：

学 生：

指导教师：

完成日期： 年 月 日

连杆的机械加工工艺及工装设计

内容摘要

在机械制造批量生产中根据加工零件的工艺要求，就需要使用不同的加工方式。本文所要讲的连杆，其在柴油机的传动系统中颇为重要，由于连杆在柴油机中所占的重要地位，其加工的要求也较为精细，就例如在连杆加工中的形状精度以及尺寸精度的要求就很高。连杆在加工过程中，由于其自身的刚度条件较差，故而就可能在加工中产生变形，使零件作废，所以就需要在连杆的加工中将表面的粗加工及精加工分步而行，减小零件变形的可能性。零件加工技术要求的达成不仅仅需要在零件的加工中避免边形，还需要在加工中逐步的去达成加工要求，从而制造出精细标准的连杆零件。

连杆作为汽车发动机中的主要零件，其在柴油机中的作用就是将作用于柴油机活塞头部的力传递给柴油机的曲轴，再通过曲轴所作用的力带动活塞挤压活塞腔内的柴油气，从而不断的重复运动，带来源源不断的动力。而发动机所带来的动力是人们所不可缺少的，所以说，连杆零件在机械制造行业中占有十分重要的地位。

关键词：连杆；加工工艺；工装设计

I

连杆的机械加工工艺及工装设计

目 录

内容摘要........................................................................................................I 引 言.........................................................................................................1 1 绪论.........................................................................................................2 2 工艺规程设计.........................................................................................3 2.1年生产量和批量的确定....................................................................................3 2.2零件分析............................................................................................................3 2.3 定位基准的分析与选择.................................................................................4 2.3.1 基准的概念..............................................................................................................4 2.3.2 基准选择原则..........................................................................................................4 2.3.3 定位基准的选择......................................................................................................4 2.4 工艺路线的制定.............................................................................................4 2.5 工艺卡的填写...............................................................错误！未定义书签。夹具设计.................................................................................................6 3.1 定位基准的选择...............................................................................................7 3.2定位元件选择....................................................................................................7 3.3 夹紧元件的选择...............................................................................................8 3.4夹紧力的计算....................................................................................................8 结语.............................................................................................................10 参考文献......................................................................................................11

II

连杆的机械加工工艺及工装设计

引 言

连杆的组成有连杆体、连杆盖、螺栓以及螺母等零件，作为柴油机的重要零件之一，其形状参数以及尺寸参数都对柴油机的重量及形状尺寸结构等存在着很大的影响。故而，在连杆设计定型后的加工中需要去选择适合的加工工艺及工装设计，从而保证连杆零件的生产质量及效果。连杆在诸多发达国家的生产质量都很高，相对于国内的诸多产品来说非常的领先，除了设备问题及设计问题外大都是由于加工工艺及工装设计间的差距所造成的。本课题就通过对连杆这个零件的研究与了解，对其工艺规程进行了设计，并对夹具也进行了配套设计，从而使得所制造的连杆质量能够更上一层楼。

连杆的机械加工工艺及工装设计 绪论

本次设计主要研究的是连杆工艺以及钻孔夹具。在组合机床的设计中，夹具的设计是其中最为主要的一个部分，而夹具的设计是否合理，是被加工零件精度参数的最直接影响因素。此次设计中，主要针对以往手夹具动夹紧时的夹紧力不同、精度系数低、劳动强度大、误差大等不足进行改进，设计了气动夹紧的夹具，整体思路就是以加工端面作为工件的定位基准，以夹具的大断面孔和凸台作为定位面，以空气作为运行的动力源，具有环保、清洁、干净等优点。

具体设计思路:第一先确定已加工端面的定位方法，然后通过夹具的内孔、凸台，使用设计的气动夹具夹紧，这样可以使六个连杆的活动全部受到限制，从而夹紧零件，然后就可以确定零件的夹紧方法。

连杆的机械加工工艺及工装设计 工艺规程设计

2.1年生产量和批量的确定

1）已知生产纲领：202_件/年，年生产量=生产纲领  每台件数 （1+1%储备量）（1+1%废品率）

＝202_1（单缸柴油机）1.011.01 =202_件

月产量=年产量/12=170件

日产量=月产量/25.5=6.667 =7件

2）生产类型的确定：

查工艺人员手册，年产量202_件的属于中批生产。3）批量的确定及生产间隔期

在一个零件总的加工时间及最长工序时间确定的情况下，批量和生产间隔期相互制约，批量越大，生产间隔期越长，生产率高，但资金周转慢，批量越小，生产间隔期短，资金周转快，但生产率低，所以要同时兼顾二者。

批量的确定：

除了要考虑生产间隔期外，还要考虑车间毛坯仓库的面积，如批量大，则占用车间面积过大，资金投入大，周转慢，反之，如批量小，则毛坯的供给满足不了加工需要，则出现停工，以至于设备的闲置，工人的浪费。

考虑到以上的种种因素，定的批量时间为2天。

2.2零件分析

1． 零件作用：本零件作为柴油机活塞连杆用。2． 零件材料：本零件材料为HT200。

3． 零件热处理要求：由于本零件为铸件，需要进行时效处理。4． 零件技术要求：

本零件需加工的表面为：两端面、大头凸块两侧面、体与盖的结合面、螺栓定位孔面，其中两端面及结合面本身尺寸精度、表面粗糙度有较高要求，而且位置精度也有一定要求。（详细见工件零件图）5． 零件结构特点：由连杆大头、小头及连杆组成。

6． 加工出该工件所用的加工方法主要有：平面加工及孔加工。7． 零件设计基准：分析得知，其设计基准是大头孔。

连杆的机械加工工艺及工装设计

2.3 定位基准的分析与选择

8． 在制定零件加工工艺规程时，正确选择定位基准对保证加工表面的尺寸精度和相互位置精度的要求以及合理安排加工顺序都有重要的影响。2.3.1 基准的概念

基准是机械制造中应用十分广泛的一个概念，机械产品从设计时零件尺寸的标注，制造时工件的定位，校验时尺寸的测量，一直到装配时零部件的的装配位置确定等，都要用到基准的概念。基准就是用来确定生产对象上几何关系所依据的点，线或面。2.3.2 基准选择原则

在加工起始工序中。只能用毛坯上未曾加工过的表面作为定位基准，则该表面称为粗基准。利用已加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。2.3.3 定位基准的选择

在连杆的加工中，主要定位基准的选择是在小孔进行精铣之后选择小孔以及一个基面作为主要的定位基准，并用大头处指定一侧外表面为另一定位基面。

2.4 工艺路线的制定

（1）两端面的加工

（2）身盖分开面加工

（3）小头孔加工

（4）大头孔加工

其中工艺过程设计大致采用：锻造→调制→粗加工→检验→入库

在生产纲领已经确定为大量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

2.5 切削用量的确定

正确的对切削用量进行选择，不仅仅能够提高切削效率，还能够保证必要的刀具耐用度和经济性，同时保证加工质量，具有相当重要的作用。

（1）切削深度的选择，在进行加工时的切削深度应根据加工的粗精留下的余量确定。通常希望加工余量不要留得太大，否则，当吃刀深度较大时，切削力增加较为显著，从而就影响加工质量。

（2）进给量的选择，在进行加工时限制进给量提高的主要因素就是表面粗糙度。在进给量增大时，虽有利于断屑，但残留面积的高度会增大，从而导致切削

连杆的机械加工工艺及工装设计

力上升，表面质量下降。

（3）切削速度的选择，切削速度提高时，切削变形减小，切削力有所下降，而且不会产生积屑瘤和鳞刺。一般选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，尽可能提高切削速度。只有当切削速度受到工艺条件限制而不能提高时，才选用低速，以避开积屑瘤产生的范围。

连杆的机械加工工艺及工装设计 夹具设计

夹具是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而专门设计的，它是用于实现被加工零件的准确定位、夹压、刀具的导向，以及装卸工件时的限位等作用的。

组合机床的工作常常是多刀、多面和多工序同时加工，会产生很大的切削力和振动，因此组合机床佳句必须具有很好的刚性和足够的夹压力，以保证在整个加工过程中工件不产生任何位移。同时，也不应该对工件产生不容许的变形，组合机床的夹具是保证加工精度（尺寸精度、几何精度和位置精度等）的关键部件，其设计、制造和调整都必须有严格的要求，使其能持久的保持精度。此外，组合机床夹具应便于实现定位和夹压的自动化，并有动作完成的检查信号，保证切屑从加工空间自动排出，便于观察和检查，以及再不从机床上拆除夹具的情况下，能够更换易损件和维护调整。

在组合机床上加工时，必须使被加工零件对刀具及其导向保持正确的相对位置。这是靠夹具的定位支承系统来实现的，定位支承系统除用以确定被加工零件的位置外，还要承受被加工零件的重量和夹紧力，有时还需承受切削力。

定位支承系统主要由定位支承、辅助支承和一些限位元件组成，定位支承是指在加工过程中维持被加工零件的一定位置的元件。辅助支承是仅用作增加被加工零件在加工过程中的刚度及稳定性的一种活动式支承元件。

由于支承元件直接与被加工零件相接触，因此其尺寸、结构、精度和布置都直接影响被加工零件的精度，其设计应注意以下问题：

（1）合理布置定位支承元件，力求使其组成较大的定位支承平面，最好使夹紧力的位置对准定位支承元件，当受工件结构限制不能实现时，也应使定位支承元件尽量接近压紧力的作用线，并应使夹压力的各力中心处于定位支承平面内。

（2）提高刚度，减小定位支承系统的变形，应力求使定位元件（定位销）不受力。

（3）提高定位支承系统的精度及其元件的耐磨性，一边长期保持夹具的定位精度。

可靠的排出定位支承部件的切屑，使切屑不堵塞和粘附在支承定位系统上，对保证定位的准确性和工作可靠性有很大的影响。因此设计时应尽可能不使切屑落到定位支承系统上，当切屑有可能落在其上，必须采取有效的排屑和清理措施。

夹具体的设计：

夹具体是夹具的最大和最复杂的元件，而且也是承受符合最大的元件。在它上

连杆的机械加工工艺及工装设计

面安装定位元件、夹紧元件，对刀元件和导向元件，及其它的一切元件和机构并通过它将夹具安装在机床上。工件的加工精度与夹具体本身的精度有很大关系，而且在加工过程中产生的切削力，惯性力等及工件的自重作用在夹具体上，都可能影响工件的加工精度。因此，设计夹具体应考虑以下问题：

1)有适当的精度和尺寸稳定性，特别是位置精度直接影响工件在加工过程中产生的误差。

2)夹具体要有足够的强度和刚度，使夹具体能承受在加工过程中产生的作用力而不止变形和发生振动。

3)夹具体的机构要紧凑形状要简单，同时要有足够的空间位置，保证夹具的其它元件和机构安装方便，更换易损元件容易以及装卸工件方便。

4)夹具体的结构工艺性要好以便于制造，并注意消除内应力避免变形。5)夹具体的中心要低，安装在机床上能稳固和安全，为了安装后得到稳定，底面的中部一般都挖空，同时应根据机床连接部分的机构形状来确定夹具体连接部分的形状和结构。

6)在满足刚度和强度的前提下，夹具体应尽量轻，不重要的部位，可以挖空以减轻重量，便于装卸。

7)夹具体采用铸造件，由于铸造可得到各种复杂的外形，刚性好还能吸振，但需进行时效处理以消除内应力。

3.1 定位基准的选择

第一道工序，采用毛坯端面基准。由毛坯零件图可知，通过两孔四点定位，再加上下部两点定位，能够将毛坯稳稳固定在机床上，不会产生位移，符合六点定位原理。

3.2定位元件选择

定位元件的选择有4条原则：（1）定位元件要有较高的精度；（2）定位元件要有较高的耐磨性；（3）定位元件要有足够的刚度和硬度；（4）定位元件要有良好的工艺性。

对于本工序而言，定位销可设计为固定销，这样定位方便稳定，装置不复杂，直接将定位销打入孔中即可，当定位销时间长了有磨损时，可以直接换掉即可。

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3.3 夹紧元件的选择

选择夹紧元件主要有3条原则：

1）夹紧元件结构要简单，制造要容易，体积小，重量轻，并且要有足够的强度；

2）夹紧动作迅速，操作方便，使用安全，有足够的夹紧行程和装卸工作的空间；

3）夹紧力要适当。

对于本道工序而言，夹紧力要求不大，而定位面的面积比较大，为了保证夹紧可靠，夹紧机构采用了螺纹夹紧机构,此套机构是利用螺纹直接夹紧工件,结构紧凑,所占空间位置较小,便于装卸工件。

3.4夹紧力的计算

对于加工顶面，夹紧力向下的分力与切削力垂直，夹紧力的向里的分力与定位元件给的支持力抵消。计算加紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统，根据工件受切削力、夹紧力（大型工件还应考虑工件重力，运动的工件还应考虑惯性力等）的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。

Wk=WK 式中

Wk——实际所需夹紧力

W——在一定条件下，由静力平衡计算出的理论夹紧力（N）

K——安全系数 安全系数K可按下式计算：

K=K0K1K2K3K4K5K6=2.84 K0——考虑工件材料及加工余量均匀性的基本安全系数，取1.4 K1——加工性质，取1.2 K2——刀具钝化程度，取1.3 K3——切削特点，取1.0

K4——夹紧力的稳定性，取1.3 K5——手动夹紧时的手柄位置，取1.0 K6——仅有力矩使工件回转时工件与支承面接触的情况，取1.0 切削力：

连杆的机械加工工艺及工装设计

F=419·D·f0.8·Kp

=90526 N 切削扭矩：

M=0.21·D2·f0.8·Kp

=5194.136N·M 由夹紧力公式：

W=QL／rztgφ1+rztg(ω+φ2)

=36735.321N

Wk=W·K=104328.312N Wk > F

故而，机构产生的夹紧力足够

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结语

通过对连杆零件的机械加工工艺及其工装设计，使我学到了诸多的在课堂上难以学到的机械加工的知识，大致就有以下的三个方面：

首先，连杆零件的外形较为复杂，其制造技术要求相对较高，加工的刚度较差，容易在加工中产生边形。这就需要我们不仅仅能够正确的掌握定位基准的选择、切削用量、精度控制等专业知识，还应当要有严谨的设计态度，因为设计过程繁琐，要仔细认真才能够更好地完成。

其次，就是关于夹具的设计方法及步骤：定位基准的选择、定位元件的选择、夹紧元件的选择以及夹紧力的计算等等。在以前的课堂学习中，只是通过课本与老师的讲解才了解了一些关于夹具方面的专业知识，而通过这次设计，我在网络上查阅了诸多的相关资料，从而对夹具相关知识有了更多的了解，让我的专业知识能力得到了长足的进步。

最后，在本次的设计之中，我将这几年来所学的专业知识进行了温习，也掌握了诸多学习之外的专业知识。在设计中，将我所掌握的知识进行了整合，让我所学的知识得到了全面的整合，对我之后的学习与工作有着极大的帮助。

除了以上的三个方面，在设计过程中我还熟悉了资料的查阅途径，接触到了大量的专业相关书籍，可谓是收获良多。在此我要感谢在设计中给我帮助的老师与同学们，为我解决了诸多的问题，对本次设计起到了至关重要的作用。

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参考文献

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