滑块零件加工工艺及夹具设计.docx

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滑块零件加工工艺及夹具设计

摘要

本次毕业设计针对滑块工艺规程进行设计，涉及滑块的选材、确定毛坯和机械加工余量及工序尺寸与公差、拟定工艺路线、选择工艺设备；并进行切削用量和时间定额的计算，填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡片。

为了保证加工质量，提高生产效率，对关键工序进行夹具设计。

本文对夹具的工作原理、作用、分类和组成做了简单概述；着重分析了工序特点和要求，根据结果确定定位方案，设计定位元件、夹紧机构、对刀元件和夹具体。

因此，保证了加工精度和设计质量。

关键词：

滑块；工艺规程设计；夹具设计；生产规划

Abstract

Thispapercarriesonthedesigninviewoftheslidertechnologicalprocess,involvestheselectionoftheslider,thedeterminationofsemi-finishedmaterials,themachiningallowance,theworkingproceduresizeandthecommondifference.Idrawupthesliderroute,andchoosetheprocessunit.AndthenIcarryonthecomputationofthecuttingspecificationsandthetimenorm,nextIfillabove-mentionedresultsinmachine-finishingtechnologicalprocesscardandthemachine-finishingworkingprocedurecard.Inordertoguaranteetheprocessingqualityandenhancetheproductionefficiency,Icarryoutthejigdesigntotheessentialworkingprocedure.InthispaperIhavemadethesimpleoutlinetotheoperatingprinciple,thefunction,theclassificationandthecompositionofthejig.Ihavealsoemphaticallyanalyzedthecharacteristicandtherequestoftheworkingprocedure,determinedthelocalizationplanaccordingtotheresult,anddesignedthelocalizationpart,theclamporganization,theguidingcomponentandthejigbody.Therefore,theprocessingprecisionandthedesignqualityhavebeenguaranteed.

Keywords:

slider；Technologicalprocessdesign；Jigdesign；Productionplan

第1章绪论

1.1滑块加工技术现状及发展方向

（1）国内研究现状

滑块现在已经有很多可以供参考的工艺规程，但大多工艺规程过于笼统，要找到较为详细的加工工艺规程和加工过程中所用的夹具很困难。

很多厂家在新编写加工工艺规程的过程中，虽然他们有大量的可以提供的参考加工工艺规程，但还是要由技术人员添加很多详细的加工过程、进行大量的计算和分析、新设计加工过程中所用的的夹具。

同时由于我国的制造业落后，尤其在CAD/CAM方面落后与发达国家好几十年，所以以上过程大多是技术人员手工完成的。

这样不仅浪费了大量的人力和物力，而且生产效率低下，生产成本高，使的技术人员的大量时间和精力都用在了重复繁重的体力劳动上，从而限制了他们创造思维的发展。

国内有很多大的老牌汽车厂虽然他们有比较成熟的加工工艺规程，而且生产效率相对其它小的厂家较高。

根据我的总结这些大型国企还是有缺陷：

一、为了减少竞争压力，他们的工艺规程大多是保密的不外泻的。

这样虽然在一段时间内可以暂时保住他们的龙头地位，但从长远看它却是阻碍我国制造也发展的，尤其在这个各种先进制造系统正在不断孕育而生的时代。

二、他们现在所用的工艺规程和夹具大多数是十几年前甚至几十年前的老工艺。

这样就使得新进的技术人员得不到锻炼的机会，新进的设备得不到最好的使用，造成了人力物力的大量浪费。

同时竞争力逐渐衰退，经不起外界竞争的冲击。

滑块作为辅助支撑工件之用，存在着生产效率低、生产劳动强度大的缺陷，尤其是大批量生产，此问题更为突出。

所以在制定滑块加工工艺过程中可以在夹具上有所创新，实现更高的定位精度。

（2）国外研究状况

发达国家制造业比我国先进，CAD/CAM技术发展相对较成熟。

而且滑块属于典型零件的范畴，他们现在做机床尾座滑块加工工艺规程主要用CAPP,、CAFD完成，然后用人工做一些简单的修改就可以完成了。

现在常用的变异型CAPP系统主要是基于成组技术（GT）的。

所谓成组技术（GT）是一门生产技术科学，即利用事物相似性，把相似问题归类成组，寻求解决这一类问题相对统一的最优方案，从而节约时间和精力以取得所期望的经济效益。

成组技术的核心问题是充分利用零件上的几何形状及加工工艺相似性组织生产，以获得最大的经济效益。

利用这样的技术大大提高了生产效率，降低了产品的生产成本和缩短了产品研发周期，也可以把技术人员从繁琐重复的劳动中解放出来，能够充分发挥他们的创造性。

但这门技术也有缺点：

对一些非典型零件无法完成工艺规程设计；数据库容量过大；计算机所生成的加工工艺规程和夹具并不一定是最优的方案。

同时，国外在创成试CAPP系统方面也有一定发展，这种系统可以定义为一个能综合加工信息，自动为新的零件制定出工艺规程的系统，即根据零件信息，系统能够自动提取制造知识，产生零件所需要的各个工序和工步的加工内容；自动完成机床、工具的选择和加工过程的最优化；通过应用决策逻辑，可以模拟工艺设计人员的决策过程。

由于一个真正的创成型CAPP系统是要求很高的，现在的技术很难达到完全创成，尤其对于一些较为复杂的零件，所以完全创成的CAPP系统应用范围很小，只适用一些简单的零件。

现在应用比较广泛的是半创成型CAPP系统，是将以上两种CAPP系统相结合，即采用变异型CAPP系统与自动决策相结合的方式。

（3）发展方向

在新世纪里，随着电子信息等高科技技术的发展以及市场需求的个性话与多样化，先进制造技术正在向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化方向发展。

滑块的生产效率也会随着CAD/CAM技术和机床技术的发展不断得到提高，随着计算机集成制造系统（CIMS）和并行工程（CE）的迅速崛起，它的生产成本也会不断降低。

1.2本课题研究的目的、意义

滑块加工工艺规程设计属于一种典型零件的加工工艺规程设计，在编写它的加工工艺规程的过程中涉及到热处理、各类机床的选用、夹具设计等很多方面的知识，它综合了《机械制造技术基础》、《材料成型》、《工程材料》、《夹具设计》、《机床概论》等多门机械制造专业的主干专业课，因此在这个过程中不但可以使我加深以前所学的专业课的理解，也可以让我把以前所学的一些专业课程融会贯通，起到温故而知新的作用，为以后的继续学习和深造打下坚实的基础。

滑块属于一类典型的零件，掌握了它的加工工艺规程就等于掌握了这一类零件的加工工艺规程。

研究滑块加工工艺规程就等于在研究一类零件的加工工艺规程，因此制定出一套经济的加工工艺规程意义深远。

这不紧影响到这一类零件的加工成本，还可以为将来CAPP系统的发展准备出一套最优的检索资料。

滑块同时又属于一种精度要求比较高的难加工零件，它包括高精度外圆表面加工、内圆表面加工、内锥面加工、腔体加工等，加工方法包括车削、钻削、铣削、磨削等几种应用最广泛的加工方法，所以研究它的工艺规程有利于我们对几种常用的加工方法有一个更深层次的了解。

基于以上的加工原因，本课题研究的目的在于设计比较经济的工艺规程和设计一套专用的夹具，使得作为汽车重要附件的尾座滑块能够更好的便于机械加工为将来实现集成化生产创造条件。

1.3课题的主要内容

分析对比综合现有滑块加工工艺的基础上，设计出高效的加工工艺规程和夹具设计方案，达到降低成本，提高生产效率的目的。

滑块需求量大，所编写的工艺规程主要适用于大量生产的情况使用。

在加工过程中主要有一下问题：

（1）滑块属于回转件在以内圆为基准加工半精加工和精加工外圆面时装夹固定必须使用夹具实现定位，因此在进行半精加工和精加工前必须分别设计一套夹具；

（2）由于滑块是回转件，在铣床上铣腔体时没有夹具无法实现定位和夹紧，所以在铣腔体前也要设计一套夹具；（3）国内滑块生产工艺基本成型，要在前人基础上提出一套更加优化的方案也是一个很大的挑战。

如图1所示是滑块零件图

设计的主要内容：

1）滑块零件图和各部分所起的作用进行分析；

2）各类机床加工工艺研究；

3）重点对汽车加工工艺进行研究；

4）滑块加工工艺规程设计；

5）滑块半精加工、精加工、铣腔体过程中所用到的定位夹具的设计；

6）加工结束后检验过程的设计；

编写加工工艺规程卡片、夹具总图设计、论文撰写。

图3滑块

第2章滑块的机械加工工艺规程设计

2.1滑块的工艺分析及生产类型的确定

2.1.1滑块概述

滑块是汽车的重要零件。

它的作用是:

一、用来安装尾座滑块顶尖，利用尾座滑块顶尖来顶紧工件，并和主轴卡盘一起起支撑作用，做为工件车削时的定位基准；二、莫氏四号锥孔可以安装钻头、铰刀、镗刀，用来在工件上加工孔。

滑块在工作时承受着不断变化的压力、惯性力和它们的力矩作用，而且它的精度直接影响工件的定位精度，因此要求滑块具有强度高、刚度大、耐磨性好，莫氏四号锥孔表面加工尺寸精确，并且润滑可靠。

2.1.2滑块零件的技术要求

图2.1是滑块的简图，图2.2是它的三维图样。

它是常用的一种滑块类型，有一个莫氏四号锥面，锥面可以用来插入后顶尖和其他加工刀具；平腔体是用来安装平键的，起导向作用，所以滑块只能轴向移动，不能够转动；的小孔是排气孔，主要用来排气的；与平键相对的半圆键主要也是用来导向的。

滑块的结构复杂，加工尺寸精确、形位精度和表面质量要求较高；刚性差，定位和夹紧都比较困难，属易变形的箱体类零件。

滑块的主要加工表面有：

外表面、腔体面、斜面、外圆表面、孔、内圆表面等。

其机械加工的主要技术要求已标注在零件图上，但还应满足下列加工要求：

1）外表面粗糙度3.2；

2）mm孔的精度为IT8且轴心线与底面距离为19.5H9mm；

3）mm孔的精度为IT8且轴心线与底面距离为mm；

4）腔体mm对mm外圆轴心的平行度公差为0.025mm，对称度公差为0.1mm；

5）锥孔涂色检查其接触面积应大于75％；

6）调质处理28～32HRC；

7）局部外圆及锥孔淬火45～50HRC。

图2.1滑块零件简图

图2.2滑块三维图样

2.1.3确定滑块的生产类型和工艺特征分析

零件的生产类型对工艺规程的制订，具有决定性的影响。

生产类型就是对企业（或车间、工段、班组、工作地）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生产类型。

不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。

零件的生产类型是按零件的生产纲领来确定的。

生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划[3]。

零件在计划期为一年的生产纲领N可按下式计