（毕业论文）-六角螺栓车总长装置设计论文

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1、六角螺栓车总长装置设计六角螺栓车总长装置设计 摘摘 要要 本课题是针对某厂生产的零件（六角螺栓）进行车总长的装置设计，该课题是对 某企业实际产品的加工过程设计，具有较强的实践性，需实习调研过程。在我们去实 践观察的过程中不仅提高了自身的观察能力而且也同时提高了我们的思考，判断等综 合能力。通过对该课题的研究和设计，可以巩固我们对所学理论知识掌握，提高我们 解决实际生产中设计开发问题的能力和创新性。在我的毕业设计中，综合各方面的考 虑自己设计了一个弹簧夹头，其中弹簧夹头的材料是很有讲究的，这在后面都会说到。 夹头主要利用了楔形结构。因为工厂的工作环境和成本效率，我选择了气动的传动方 案。虽然看上

2、去很简单，但是就生产效率的提高上去看绝对起到了非常大的效果。 关键字关键字：气缸；弹簧夹头；弹簧钢；六角螺栓；楔形结构 The lathing total length fixture design of tapped stud Abstract This topic is for a certain part(hex bolts) which should be turn the total length out. The subject is very practical.It also need to investigate in the factory.During the inves

3、tigation,it do not only promote our ability of observation but also enhance our thinking and judgment comprehensive abilities.We can turn our theoretical knowledge into practice.In my graduation design,I have considered many aspects.I have designed a spring chuck which is wedge- shaped.The material

4、of the spring chuck is complex.Because of the working environment and the cost,I think the pneumatic transmission is best.Although it is easy,it is very useful for the improvement of the efficiency. The keywords：cylinder； spring chuck； spring steel； hexagonal bolt； wedged structure 目目 录录 引引 言言.1 第第

5、1 1 章章 绪绪 论论.2 1.1 六角螺栓简介2 1.2 六角螺栓级别和扭力(扭矩)的相对关系2 1.3 弹簧夹头的现状和应用现状3 第第 2 章章 气压传动方案气压传动方案.4 2.1 方案的提出.4 2.2 整体方案的分析、比较与确定.5 第第 3 章章 气缸的确定气缸的确定.6 3.1 气缸的选择.6 3.1.1 气缸的使用要求 .6 3.1.2 气缸的选择要点 .6 3.2 气缸各机构数据计算.6 3.2.1 气缸的作用力大小 .6 3.2.2 活塞(或缸)的运动速度 .8 3.2.3 气缸的选择 11 第第 4 4 章章 弹簧夹头的设计弹簧夹头的设计.15 4.1 弹簧夹头的使用

6、和制造15 4.1.1 何时使用弹簧夹头 15 4.1.2 弹簧夹头的应用 16 4.1.3、弹簧夹头提出问题及提出解决问题的方案.19 4.1.4、弹簧夹头的改进.19 4.1.5、在加工夹具体和夹具头时对加工精度的保证.20 4.1.6、卡块的加工工艺及其精度的保证.22 4.2 弹簧夹头的工艺24 4.2.1 弹簧夹头的热处理 24 4.3 提高弹簧夹头寿命的探讨26 4.3.1 提高寿命的探讨 26 4.3.2 弹簧夹头的精度分析 27 结论与展望结论与展望.28 致致 谢谢.29 参考文献参考文献.30 附录附录 A A31 附录附录 B.36 插图清单插图清单 图 1-1 不锈钢六

7、角螺栓2 图 3-1 气缸输出力经验图7 图 3-2 气缸输出力经验图8 图 3-3 活塞杆径与活塞杆最大计算长度()之间的关系9 图 3-4 活塞杆径与活塞杆最大计算长度()之间的关系9 图 3-5 .10 图 3-6 气缸空气消耗量 11 图 3-7 气缸二维图.13 图 3-8 气缸三维图.13 图 4-1 以前的弹簧夹头结构.18 图 4-2 镶块式弹簧夹头.19 图 4-3 夹头外锥面车加工示意图.19 图 4-4 夹头定位面加工原理.20 图 4-5 圆锥面的磨削原理.20 图 4-6 夹头内孔的磨削原理.21 图 4-7 夹头导向面的磨削原理.21 图 4-8 卡块六分口的铣削原

8、理.22 图 4-9 磨削卡块外径原理.22 图 4-10 弹簧夹头示意图23 图 4-11 淬火+低温回火工艺图.23 图 4-11 弹簧夹头回火工艺示意图24 图 4-12 热处理工艺工艺曲线26 表格清单表格清单 表 3-1 气缸型号表.11 表 4-1 回火温度和时间的关系. .24 引引 言言 本课题是对某厂生产零件-六角螺栓进行机械车加工总长的装置设计，该课题是 对某企业实际产品的加工过程设计，具有较强的实践性，需实习调研过程。在我们去 实践观察的过程中不仅提高了自身的观察能力而且也同时提高了我们的思考，判断等 综合能力。通过对该课题的研究和设计，可以巩固学生对所学理论知识掌握，提

9、高学 生解决实际生产中设计开发问题的能力和创新性。由于是大批量生产如果用三爪卡盘 就行装夹，效率方面肯定是上不去的，在这样的基础上我们进行了改装，设计出了配 套的弹簧夹头与气压顶紧的装置，以致使生产效率得到了很大的提高。从中也是我们 运用所学知识和技能来解决实际问题的一个重要环节，更是对大学阶段所学关于机械 及气压知识和实际动手能力的一个考察。通过这次课题，不但可以提高我们的综合训 练设计能力、科研能力，其中包括实际动手能力、查阅文献能力，撰写论文能力，还 是一次十分难得的提高创新能力的机会，并且使我在以下几个方面得到训练： 1、了解气压传动系统设计的基本方法和设计要求，培养了我们运用所学理论

10、知识解决 具体工程技术问题的能力。 2、掌握气压传动系统的设计步骤，熟悉设计的有关技术文件，规范设计手册及相关元 件的国家标准。 3、根据设计任务要求，进行工况分析和确定气压系统的气压元件拟定出气压系统，并 对气压系统主要性能作必要的设计计算。 针对大学中所学的机械及气压方面的知识，我选择这个课题来完成我的毕业设计， 并进行了大量的实地调研考察，尝试和论证。本次设计中主要以课本和搜集来的各种 资料作为依据，基于所学的知识，从简单入手，循序渐进，逐步掌握设计的一般方法 和步骤，让我把知识掌握的更加牢固，并把所学的知识融成一个体系，以适应将来实 际工作的需要。由于初次设计，所学知识又存在大量局限，

11、实际经验也存在着大量的 不足，因此对一些问题可能考虑不周，致使设计中难免会存在有某些缺点和错误，恳 请各位老师批评指正。 第第 1 1 章章 绪绪 论论 1.1 六角螺栓简介 六角螺栓即六角头螺栓（部分螺纹）-C 级及六角头螺栓（全螺纹）-C 级，又名六 角头螺栓（粗制） 、毛六角头螺栓、黑铁螺丝。图 1-1 不锈钢六角螺栓 常用的标准可参见：SH3404、HG20613、HG20634 等。 1.2 六角螺栓级别和扭力(扭矩)的相对关系 在螺纹紧固件的使用中应用的较广泛的是螺栓螺母连接副的形式，应用的较多 的是有预紧力的连接方式，预紧力的连接可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力及螺 栓的疲劳强

12、度，并且能增强螺纹连接体的紧密性和刚度。在螺纹紧固件的连接使用中， 没有预紧力或预紧力不够时，起不到真正的连接作用，一般称之为欠拧；但过高的预 紧力或者不可避免的超拧也会导致螺纹连接的失败。众所周知，螺纹连接的可靠性是 由预紧力来设计和判断的，但是，除在实验室可以测量外，在装配现场一般是不易直 观的测量。螺纹紧固件的预紧力则多是采用力矩或转角的手段来达到的。因此，当设 计确定了预紧力之后，安装时采用何种控制方法？如何规定拧紧力矩的指标？则成为 关键重要问题，这就提出来了螺纹紧固件扭（矩）拉（力）关系的研究课题。 螺纹紧固件扭拉关系，不仅涉及到扭矩系数、摩擦系数（含螺纹摩擦系数和支 撑面摩擦系数

13、）、屈服紧固轴力、屈服紧固扭矩和极限紧固轴力等一系列螺纹连接副 的紧固特性的测试及计算方法，还涉及到螺纹紧固件的应力截面积和承载面积的计算 方法等基础的术语、符号的规定。并且也还必须给出螺纹紧固件紧固的基本规则、主 要关系式以及典型的拧紧方法。目前，这些内容 ISO/TC2 尚无相应的标准，德国工程 师协会早在七十年代就发表了 DVI2230高强度螺栓连接的系统计算技术准则。日本 也于 1987 和 1990 年发布了三项国家标准，尚未查到其他国家的标准。国内尚未发现 相应的行业标准，仅少数企业制定了企业标准。尤其是随着引进技术的国产化不断的 拓展和螺纹紧固件技术发展的需要，这一需求日趋迫切。

14、这也就是制定此项标准的初 衷。 1.3 弹簧夹头的现状和应用现状 在现代复杂的制造环境中，想在最佳状态下保持连续切削加工，大多数工厂都必 须经过机床制造商的严格培训，认真学习新设备的加工运动原理、结构特征和使用技 巧，方能进行操作使用。尤其对于顶端的技术系统，更是如此。例如，先进的机床控 制系统，复杂形状零件的 5 轴加工程序的汇编等。庆幸的是，有一种与此相反的处理 方案，这就是截止目前已经开发出的一些功能强大、精度高，但又容易操作(勿须专门 培训)和使用寿命长的工艺装备。用以快速定位、夹紧工件(或刀具)的相对卡盘定位精 度高的弹簧夹头(或称弹簧套)就属于这一范畴。它具有 100 多年的悠久历

15、史和很广阔的 应用范围。 第一个弹簧夹头的使用并不是很理想的。但当时确实证明了一个事实，一个好的 工件夹头的使用，能提高生产效率和加工零件精度。后来，在车床开发制造领域享有 盛名的 Hardinge 公司，在 1901 年骄傲地在他们开发的车床上使用了(于 1890 年)由本 公司研制成功，用以提供工件定位与夹紧的弹簧夹头，并将他们的产品图纸和开发的 系列产品向外公布。当时主要是为适应钟表和透镜制造业大批量生产的市场需要而开 发的。能如此好地为早期(1920 年前)的普通车床与凸轮式多轴自动车床提供得心应手 的弹簧夹头产品，的确令人难以置信。这就如同在现在的先进的 CNC 车床上配置一套 现代

16、化技术的控制系统。 让我们回顾以往，随着加工与设备技术的不断进步，在要求各个系统都能极高地 提高生产效率的设计改革潮流中，对作为机床的最基本但又很重要的工艺装备弹簧夹 头，却从没有给以设计的空间和时间。这似乎是件非常奇怪的事情。 在机床结构也在以飞快速度变换着的形势下，能继续保持原弹簧夹头基本结构保 持不变的这一奇迹，主要归功于它特具有的灵巧、精致的结构和功能强大、使用方便 以及经济性好等特点。弹簧夹头虽小，但在机床工业中确实起到了很重要的作用，这 是都是由于它具有以下很强的功能： 1. 能精确地定位与夹紧工件(或刀具)，具有抵抗扭矩和承受来自多方向切削力的 功能。 2. 具有增大驱动力(拉力)和转换驱动力为工件(或刀具)夹紧力的功能。 3. 具有快速松开工件(或刀具)的功能。 4. 具有在不降低加工精度和使工件不受损害前提下的高重复精度。 5. 具有能在较宽的主轴转速范围内工作与只有极小的夹紧力损失的能力。 第第 2 章章 气压传动方案气压传动方案 2.1 方案的提出 该课题的传动方案可以分为气动式，液压式，和机械式三类。采用方式不同，结 果会