拖拉機氣缸套設計及精鏜氣缸套內孔夾具設計

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1 緒 論 機械加工工藝過程是機械生產過程的一部分，是直接生產過程。它-------是用金屬切削刀具或者磨料工具加工零件，使零件達到要求的形狀、尺寸和表面粗糙度。 一個零件往往有多個面要加工，如果沒有合理的工藝規(guī)程和專用夾具加工，通常要一個面一個面的加工，生產效率低，同時，各加工孔的形狀和位置公差以及尺寸精度都難以保證，工人勞動強度大，特別是大批大批量生產的工藝，更是大大地增加了生產周期，而且成本也很高。在編制工藝規(guī)程的時候要在保證質量的前提下，盡可能的降低成本。因此，好的工藝規(guī)程應該是質量、生產率和經(jīng)濟性的統(tǒng)一表現(xiàn)。 為了克服多面零件加工效率低不利的一面，行之有效的方案就是設計合理的工藝規(guī)程和專用夾具。  2 零件的分析 2.1 零件簡介 題目所給的是柴油機汽缸套。汽缸套是柴油機重要零件。它與汽缸蓋以及活塞形成氣體壓縮、燃燒和膨脹的空間，以實現(xiàn)柴油機工作循環(huán)過程。汽缸套的內圓面是它的工作表面，是汽缸套的重點表面，汽缸套是一種薄壁零件，容易因夾緊力和切削力而變形，因而保證其形狀精度比較困難。 汽缸套的磨損包括正常磨損、腐蝕磨損、磨料磨損和熔著磨損。為了提高汽缸套的耐磨性，進一步改進材料還有很大的潛力。 對氣缸和缸套表面進行高周波表面淬火，可使它的耐磨料磨損性能比不淬硬的鑄鐵提高1~2倍，但淬硬時缸套易變形、裂紋，鏜鋼困難，加工成本高。 氣缸表面鍍鉻可以使耐磨材料磨損性能大為提高，但其工藝復雜，成本很高。 汽缸套分兩種，干式汽缸套和濕式汽缸套 2.2 零件的工藝分析 零件的材料為38CrMoAlA，38CrMoAlA是一種專用氮化鋼，經(jīng)氮化處理處硬度相當高，硬度在HV800以上, 硬度、耐磨性比45號鋼要好，但價格也比45號鋼高。以下是汽缸套零件圖的分析。 1 小端面直徑115mm 2 大端面直徑135mm 3 內孔直徑 Φ950+0.04圓柱度要求0.03 由以上分析可知，可先粗車內孔，然后以此為粗基準進行加工，并且保證位置精度。由于此缸套零件沒有復雜的加工曲面，所以上述的技術要求采用常規(guī)加工工藝均可保證。  3 確定毛坯 3.1 確定毛坯種類 由于汽缸套結構簡單，可以使用管材作為毛坯，材料為38CrMoAlA合金結構鋼。汽缸套在柴油機中所受沖擊較大，零件機械性能要求較高，生產類型為大批量生產。 3.2 選取毛坯 按經(jīng)驗選取管材，Φ152mm，壁厚38mm，長度為217mm 3.3 有多次加工表面的加工余量 用材料去除法制造機器零件時，一般都要從毛坯切除一層層材料之后最后才能得到符合圖紙規(guī)定要求的零件。毛坯上留作加工用的材料層，稱為加工余量。加工余量又有總余量和工序余量之分。某一表面毛坯尺寸與零件設計尺寸之差稱為總余量，以t表示。該表面加工相鄰兩工序尺寸之差稱為工序余量t1,總余量t與工序余量t1的關系可用下式表示。 式中：n—某一表面所經(jīng)歷的工序數(shù)。? 單邊余量與雙邊余量? 被包容面加工工序余量及公差? 工序余量有單邊余量和雙邊余量之分。對于非對稱表面，其加工余量用單邊余量zb表示：? zb＝la-lb? 式中：zb—本工序的工序余量；?lb—本工序的基本尺寸；?la—上工序的基本尺寸。? 對于外圓與內圓這樣的對稱表面，其加工余量用雙邊余量2zb表示，? 對于外圓表面有：2zb＝da-db；對于內圓表面有：2zb＝db－da? 由于工序尺寸有偏差，故各工序實際切除的余量值式變化的，因此工序余量有公稱余量（簡稱余量）、最大余量zmax、最小余量zmin之分，對于上圖所示被包容面加工情況，本工序加工的公稱余量：zb＝la-lb? 公稱余量的變動范圍：tz＝zmax—zmin＝tb＋ta? 式中：tb—本工序工序尺寸公差；?ta—上工序工序尺寸公差。? 工序尺寸公差一般按“入體原則”標注。對被包容尺寸(軸徑)，上偏差為0，其最大尺寸就是基本尺寸；對包容尺寸（孔徑、鍵槽）、下偏差為0，其最小尺寸就是基本尺寸。 4 工藝規(guī)程設計 4.1 定位基準的選擇 在制定工藝過程時，選擇定位基準的主要目的是為了保證加工表面的位置精度。因此選擇定位基準的總原則應該是從有較高位置精度要求的表面中進行選擇。定位基準的選擇包括粗基準和精基準的選擇。 4.1.1 粗基準的選擇 1.選擇不加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 2.選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 3.應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 4.應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。 5.粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 4.1.2 精基準的選擇 選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準確、牢固、方便。 精基準選擇的原則是： 基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 基準統(tǒng)一原則。應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準。基準的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。 此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。 4.2 表面加工方法的選擇 選擇加工方法時，首先根據(jù)零件主要表面的技術要求和工廠具體條件，先選定它的最終工序方法，然后再逐一選定該表面各有關前導工序的加工方法。同一種表面可以選用各種不同的加工方法加工，但每種加工方法所能獲得的加工質量、加工時間和所花費的費用卻是各不相同的，工程技術人員的任務，就是要根據(jù)具體加工條件(生產類型、設備狀況、工人的技術水平等)選用最適當?shù)募庸し椒ǎ庸こ龊虾鯃D紙要求的機器零件。具有一定技術要求的加工表面，一般都是只通過一次加工就能達到圖紙要求的，對于精密零件的主要表面，往往要通過多次加工才能逐步達到加工質量要求。例如，加工一個精度等級為IT7的螺紋孔，其最終工序選用絲錐攻絲，則其前導工序可分別選為鉆孔，擴孔，鉸孔。主要表面的加工方案和加工工序選定之后，再選定次要表面的加工方案和加工工序。 4.2.1 加工階段的劃分 將零件的加工過程劃分為加工階段的主要目的是：? 1 保證零件加工質量；? 2 有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時處理；? 3 有利于合理利用機床設備。 此外，將工件加工劃分為幾個階段，還有利于保護精加工過的表面少受磕碰損壞。 以下是具體的加工階段 1 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。 2 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9~IT10。表面粗糙度為Ra10~1.25μm 3 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷. 4 光整加工階段 對某些要求特別高的需進行光整加工，主要用于改善表面質量，對尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為IT5~IT6,表面粗糙度為Ra1.25~0.32μm。 4.2.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 1 工序集中的特點 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。 2 工序分散的特點 工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產中仍可將工序集中而不致花費過多的生產準備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟效果。 4.2.3 加工順序的安排 先加工定位基準面，再加工其它表面? 先加工主要表面，后加工次要表面? 先安排粗加工工序，后安排精加工工序? 先加工平面，后加工孔? 熱處理工序及表面處理工序的安排： 為改善工件材料切削性能安排的熱處理工序，例如，退火、正火、調質等，應在切削加工之前進行。? 為消除工件內應力安排的熱處理工序，例如，人工時效、退火等，最好安排在粗加工階段之后進行。為了減少運輸工作量，對于加工精度要求不高的工件也可安排在粗加工之前進行。對于機床床身、立柱等結構較為復雜的鑄件，在粗加工前后都要進行時效處理(人工時效或自然時效)，使材料組織穩(wěn)定，日后不再有較大的變形產生。為提高工件表面耐磨性、耐蝕性安排的熱處理工序以及以裝飾為目的而安排的熱處理工序，例如鍍鉻、鍍鋅、發(fā)蘭等，一般都安排在工藝過程最后階段進行。? 其它工序的安排?為保證零件制造質量，防止產生廢品，需在下列場合安排檢驗工序：1)粗加工全部結束之后；2)送往外車間加工的前后；3)工時較長和重要工序的前后；4)最終加工之后。 除了安排幾何尺寸檢驗工序之外，有的零件還要安排探傷、密封、稱重、平衡等檢驗工序。?零件表層或內腔的毛刺對機器裝配質量影響甚大，切削加工之后，應安排去毛刺工序。零件在進入裝配之前，一般都應安排清洗工序。工件內孔、箱體內腔易存留切屑，研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附著在工件表面上，要注意清洗。在用磁力夾緊工件的工序之后，要安排去磁工序，不讓帶有剩磁的工件進入裝配線。 4.3 機床設備及工藝裝備的選擇 所選機床設備的尺寸規(guī)格應與工件的形體尺寸相適應，精度等級應與本工序加工要求相適應，電機功率應與本工序加工所需功率相適應，機床設備的自動化程度和生產效率應與工件生產類型相適應。工藝裝備的選擇將直接影響工件的加工精度、生產效率和制造成本，應根據(jù)不同情況適當選擇。在中小批生產條件下，應首先考慮選用通用工藝裝備(包括夾具、刀具、量具和輔具)；在大批大量生產中，可根據(jù)加工要求設計制造專用工藝裝備。機床設備和工藝裝備的選擇不僅要考慮設備投資的當前效益，還要考慮產品改型及轉產的可能性，應使其具有足夠的柔性。 4.3.1 汽缸套加工機床 1 機床簡介 T716立式金剛鏜床的性能，規(guī)格，參數(shù)。 主軸直徑 75毫米 110毫米 鏜孔直徑及鏜孔深度 使用 75毫米主軸鏜孔 最小鏜孔直徑 76毫米 最大鏜孔深度 250毫米 最大鏜孔直徑 115毫米 最大鏜孔深度 325毫米 使用直徑110毫米主軸鏜孔 最小鏜孔直徑 115毫米 最大鏜孔深度 340毫米 最大鏜孔直徑 165毫米 最大鏜孔深度 410毫米 注：訂購直徑45毫米之主軸 最小鏜孔直徑 57毫米 最大鏜孔深度 167毫米 主軸最大移動量 550毫米 手輪一轉最大移動量 6毫米 主軸中心至滑架直立面距離 310毫米 主軸中心至立架導軌面距離 360毫米 手動及快速時，主軸端面至工作臺面距離 最大 30毫米 最小 580毫米 工作臺工作面尺寸 （長*寬） 1200毫米*500毫米 工作臺丁形槽數(shù) 3 工作臺縱向最大移動量 700毫米 手輪每轉工作臺縱向移動量 6毫米 主軸轉速級數(shù) 6種 主軸轉數(shù) 475 600 轉每分 主軸每轉進給級數(shù) 4種 軸每轉進給量 0.05 0.08 0.125 0.2毫米 主軸快速行程速度 3.8至4米每分 機動進給量最大允許進給抗力 200公斤 主傳動電動機 型 號 J042-4T2 功 率 2.8千瓦 轉 速 1430轉每分 電 壓 220-380伏 快速移動電動機 型 號 J032-4T2型 功 率 1千瓦 轉 速 1420轉每分 電 壓 220-380伏 機床外形尺寸（長*寬*高） 1712×1845×2225 毫米 機床重量 2500公斤 2 機床的主要用途 本機床主要用于鏜制汽車汽缸孔，裝置夾具附件后，可以鏜制柴油機汽缸套筒等。 使用的刀具主要以硬質合金或金剛石到頭為主。 3 本機床的部件介紹 1 立架 立架為一箱形。固定在基座上，前有二導軌，滑架與主軸籍絲桿，螺母沿此導軌上下移動。立架頂部裝有快速移動電動機，使用齒輪與絲桿連接，開動后，可使主軸與滑架作快速移動，立架后上部裝有平衡主軸及滑架之重錘。 立架下有一部電氣箱，電氣設備即裝在箱內。 立架中部裝有能使滑架與主軸上下之手搖移動機構及能是滑架與主軸手動，激動及快速移動的變換機構。 2 滑架 滑架是使主軸自變速箱活的回轉運動及使主軸上下移動的部件 滑架頂部裝有一對三角皮帶輪及調整皮帶用的張緊機構，通過主軸端部之離合器即能使主軸回轉，離合器由單獨手柄操縱，手柄向下即接通離合器，向上脫開。 3 變速箱 變速箱裝在立架底部的基座上，通過一系列的傳動付，使主軸獲得各種轉動及進給量。 4 主軸 主軸固定在滑架上，通過主軸端部的離合器傳動由兩個高精度的單列向心推力球軸承支撐，通過其內部的彈簧能自動消除軸承的間隙，使機床能長期保證使用精度。 5 工作臺組 工作臺組由工作臺及臺座組成，固定在立架前基座上，工作臺通過手輪，斜齒輪，絲桿，螺母能沿著臺座的導軌作縱向移動。 2.1.4 機床的吊運，安裝與開車前的注忌事項 機床在運輸時，應保持直立狀態(tài)，運輸途中及移動時，不許有沖擊震動等現(xiàn)象。 機床開箱的順序：（1）拆卸上護木板 （2）拆卸側護木板 （3）裝在基礎之前卸下底板。 用吊車搬運時，機床與繩索間應墊以氈布襯木，以免擦傷機床之外表面。機床可墊入滾木托想基地，堆在拖動中不可使機床過分擺動。所有涂過防銹油脂之機床加工表面，應用汽油，煤油或其他溶劑清洗，不可用砂布或刮刀刮。 基礎高度為700-1200毫米，具體尺寸由土壤承壓能力決定，機床如置于一般混凝土上，混凝土的厚度不小于400毫米。 在安裝機床之前，做機床的基礎時，應按本機床使用說明書中機床的地基圖，圖中所示之地腳螺釘位置處作出四個100毫米×100毫米之方孔。機床移至基礎上以后，用斜鐵或調整鐵墊平機床，將地腳螺釘放入方孔并套在機床基礎的螺孔上，旋上螺母，然后在方孔中填充水泥，硬化后再旋緊螺母并調整機床，使機床的工作臺面在縱橫方向的水平允差不大于0.02：1000，并校正立架導軌與工作臺面的垂直度。 卡車前應按照機床的潤滑規(guī)定加油并作全面檢查。 檢查滑架頂部三角皮帶傳動處之惰輪是否張緊。 開始使用機床以前，要進行空運轉試車，并檢查接地是否妥當。 機床開動時，不可變換手柄位置。 4.4 制定工藝路線及數(shù)據(jù)量計算 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能型機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產成本盡量下降。 可參考加工方案 Φ95mm孔 粗車→半精鏜→精鏜 Φ135mm外圓 粗車→半精車 Φ123mm外圓 粗車→半精車 Φ113mm外圓 粗車→半精車 Φ116mm外圓 粗車→半精車 Φ118mm外圓 粗車→半精車→磨 Φ112mm外圓 粗車→半精車 Φ115mm外圓 粗車→半精車 采用加工汽缸套工藝路線如下 工序0 備料 工序1 粗車外圓Φ152mm至Φ140mm 工序2 粗車一端面，掉頭裝夾，粗車另一端面 工序3 半精車一端面，掉頭裝夾，半精車另一端面 工序4 粗車內孔Φ76mm至Φ85m 工序5 粗車外圓至Φ136mm 工序6 粗車內孔至Φ91.5mm 工序7 半精車外圓至Φ135mm 工序8 車Φ113mm外圓 工序9 半精鏜內孔 工序10 精鏜內孔 工序11車內圓倒角 工序12 車Φ116mm外圓 工序13 車Φ118mm外圓 工序14 車Φ112mm外圓 工序15 車Φ115mm外圓 工序16 精車外形 工序17 鍍鉻 工序18 車槽 工序19 磨Φ118mm面 工序20 滲氮 工序21 磁粉檢測并清洗 工序22 檢驗 4.4.1 重點加工表面數(shù)據(jù)計算 工序1 粗車外圓Φ152至Φ140 （1） 加工條件 工件材料：合金結構鋼 機床：C620-1臥式車床 刀具：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-53選擇刀片材料YG6，刀桿尺寸16X25mm Kr=90°γo=20° （2）計算切削用量 確定背吃刀量：由上可知單邊余量為Z=6mm，可一次切除，ap=6mm 確定進給量f： 根據(jù)《新編機械工程技術手冊》表9-55 當?shù)稐U尺寸為16X25mm時取f=0.6mm/r 計算切削速度：按《切削手冊》表1.27，切削速度計算公式為（壽命選T =60min） 其中，Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2。修正系數(shù)Kv見《切削手冊》 Kmv=1.44，Ksv=0.8，Kkv=1.04，Kkrv=0.81，KBv=0.97 所以 確定機床主軸轉速： 與192.33r/min相近的機床轉速為200r/min 則實際切削速度為： 計算切削工時 式中L=217,L1=4,L2=0,所以 工序2 粗車一端面，掉頭裝夾，粗車另一端面 加工條件 工件材料：合金結構鋼 機床：C620-1臥式車床 刀具：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-53選擇刀片材料YG6，刀桿尺寸16X25mm 工序3 半精車一端面，掉頭裝夾，半精車另一端面 機床：C620-1臥式車床 刀具：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-53選擇刀片材料YG6，刀桿尺寸16X25mm 工序4 粗車內孔Φ76至Φ85 （1）加工條件 工件材料：合金結構鋼 機床：C620-1臥式車床 刀具：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-53選擇刀片材料YG6，刀桿尺寸16X25mm Kr=90°γo=20° （2） 確定切削用量 確定背吃刀量：由上可知單邊余量為Z=4.5mm，可一次切除，ap=4.5mm 確定進給量f： 根據(jù)《新編機械工程技術手冊》表9-55 當?shù)稐U尺寸為16X25mm時取f=0.5mm/r 計算切削速度：按《切削手冊》表1.27，切削速度計算公式為（壽命選T =60min） 其中，Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2。修正系數(shù)Kv見《切削手冊》 Kmv=1.44，Ksv=0.8，Kkv=1.04，Kkrv=0.81，KBv=0.97 所以 確定主軸轉速 按機床選取n=500r/min 則實際的切削速度為 工序5 粗車外圓至Φ136 機床：C620-1臥式車床 刀具：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-53選擇刀片材料YG6，刀桿尺寸16X25mm 工序6粗車內孔至Φ92 機床：C620-1臥式車床 刀具：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-53選擇刀片材料YG6，刀桿尺寸16X25mm 工序7半精車外圓至Φ135 （1）加工條件 工件材料：合金結構鋼 機床：C620-1臥式車床 刀具：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-53選擇刀片材料YG6，刀桿尺寸16X25mm Kr=90°γo=20 （2）計算切削用量 確定背吃刀量：單邊余量Z=0.5mm，可一次切除ap=0.5mm 確定進給量f：根據(jù)《新編機械工程技術手冊》表9-55 當?shù)稐U尺寸為16X25mm時取f=0.6mm/r 計算切削速度：按《切削手冊》表1.27，切削速度計算公式為（壽命選T =60min） 其中，Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2。修正系數(shù)Kv見《切削手冊》 Kmv=1.44，Ksv=0.8，Kkv=1.04，Kkrv=0.81，KBv=0.97 所以 確定主軸轉速 按機床選擇n=400r/min 則實際切削速度 計算切削工時 式中L=213,L1=4,L2=0,所以 工序8車Φ113mm外圓 機床：C620-1臥式車床 刀具：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-53選擇刀片材料YG6，刀桿尺寸16X25mm 工序9 半精鏜內孔 機床選擇：T716立式鏜床 刀具選擇：粗鉸刀 YG6 根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-27，鏜孔余量為1.5~2.0mm，取Z=1.5mm 故ap=1.5mm 根據(jù)《新編機械工程技術手冊》表9-70可知，v=80~120m/min,f=3~5mm/r 取v=80m/min, 取進給量f=4mm/r 則主軸轉速為 工序10 精鏜內孔 機床選擇：T716立式鏜床 刀具選擇：精鉸刀 YG6 根據(jù)上步工序，可知余量為Z=0.5/2=0.25mm，故ap=0.25 根據(jù)《新編機械工程技術手冊》表9-70可知，v=50~100m/min,，f=2~5mm/r 取v=50m/min 進給量f=3mm/r 則主軸轉速為 圓周力 軸向切削力 所需功率 Pm<2.8KW,故機床功率足夠 工序11車內圓倒角 機床：C620-1臥式車床 刀具：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-53選擇刀片材料YG6，刀桿尺寸16X25mm 工序12 車Φ116mm外圓 機床：C620-1臥式車床 刀具：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-53選擇刀片材料YG6，刀桿尺寸16X25mm 工序13 車Φ118mm外圓 機床：C620-1臥式車床 刀具：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-53選擇刀片材料YG6，刀桿尺寸16X25mm 工序14 車Φ112mm外圓 機床：C620-1臥式車床 刀具：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-53選擇刀片材料YG6，刀桿尺寸16X25mm 工序15 車Φ115mm外圓 機床：C620-1臥式車床 刀具：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-53選擇刀片材料YG6，刀桿尺寸16X25mm 工序16 精車外形 機床：C620-1臥式車床 刀具：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-53選擇刀片材料YG6，刀桿尺寸16X25mm 工序17 鍍鉻 厚度0.03~0.04 工序18 車槽 機床：C620-1臥式車床 刀具：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-53選擇刀片材料YG6，刀桿尺寸16X25mm 工序19 磨Φ118mm面 機床：端面磨床 工序20 滲氮 滲氮表面硬度≥750HV 工序21 磁粉檢測并清洗 機床：磁力探傷機 工序22 檢驗 5 夾具設計 5.1 夾具概述 夾具是機床的重要組成部件，是根據(jù)機床的工藝和結構方案的具體要求而設計的。它是用于實現(xiàn)被加工零件的準確定位，夾壓，刀具的導向，以及裝卸工件時限位等等作用的。 機床夾具很一般夾具所起的作用看起來好像很接近，但其結構和設計要求卻有著很顯著的甚至是根本的區(qū)別。組合機床夾具的結構和性能，對加工零件工藝規(guī)程配置方案的選擇，有很大的影響。下面介紹一下夾具的一些主要特點。 一般的夾具是作為機床的輔助機構設計的，而夾具是機床的主要組成部分，其設計工作是整個機床設計的重要部分之一。 夾具和加工零件工藝規(guī)程有極其密切的聯(lián)系：如回轉或移動工作臺，回轉鼓輪，主軸箱，刀具和輔具，鉆模板和托架，以及支承部件等等。正確地解決它們之間的關系，是保證組合機床的工作可靠和使用性能良好的重要條件之一。而且夾具的結構也要按這些部件的具體要求來確定。如在液壓驅動的立式回轉工作臺機床上的夾具，其夾壓系統(tǒng)就可采用液壓作為動力；而在臥式鼓輪機床上的夾具，則多采用電氣—機械的夾緊方法。 由于組合機床常常是多、多面和多工序同時加工，會產生很大的切削力和振動。因此組合機床夾具必須具有很好的剛性和足夠的夾壓力，以保證在整個加工過程中工件不產生任何位移。同時，也不應使工件產生不容許的變形。 機床夾具設計基本要求如下 （1）保證工件的加工精度 夾具采用合理的定位、夾緊方案，選擇合適的定位、夾緊元件，確定合適的尺寸、形位公差，保證工件的加工精度要求 （2）提高勞動生產率 夾具設計合理，能縮短輔助時間，提高生產率。 （3）良好的加工使用性能 夾具結構簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗、維修，使用簡便、安全、 可靠，減輕勞動強度 （1）經(jīng)濟性好 夾具元件標準化程度高，成本低廉，根據(jù)生產批量設計不同復雜程度的夾具 提高生產中的經(jīng)濟效益。 組合機床夾具是保證加工精度（尺寸精度、幾何精度和位置精度等）的關鍵部件，其實設計、制造和調整都必須有嚴格的要求，使其能持久地保持精度。 組合機床夾具應便于實現(xiàn)定位和夾壓的自動化，并有動作完成的檢 查信號；保證切屑從加工空間自動排除；便于觀察和檢查，以及在不從機床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損件和維護調整。 組合機床夾具是組合機床的組成部件，其設計應按如下的程序進行： （1）認真研究分析所要設計夾具的原始數(shù)據(jù)和要求 因為在擬訂組合機床的工藝和結構方案時，對夾具的結構型式和主要性能已提出了原則要求。 （2）擬訂夾具結構方案和進行必要的計算 根據(jù)機床總體設計中確定的工件 定位基面、夾壓位置、加工方法和刀具導向方式等，制定夾具的總體方案。 （3）組合機床夾具設計的總圖和零件 在已確定的夾具結構方案基礎上，設計生產用的夾具總圖和零件圖。按照組合機床夾具的主要功能，其結構可以分為三大部分，即定位支承系統(tǒng)，夾緊機構和刀具導向裝置。 5.2 定位支承系統(tǒng)概述 在組合機床上加工時,必須使用權被加工零件對刀具及其導向體質正確的相對位置,這是靠夾具的定位支承系統(tǒng)來實現(xiàn)的,定位支承系統(tǒng)除用以確定被加工零件的位置外,還要承受被加工零件的生量和夾壓力,有時還要取受切削力。 定位支承系統(tǒng)主要由定位支承、輔助支了和一些限位元件組成。定位支承是指在加工過程中維持被子加工零件有一定位置的元件。輔助支承是公用作增加被加工零件在加工過程中的剛度及穩(wěn)定性的一種活動式支承元件。 由于定位支承元件直接與被加工零件接觸，因此其尺寸、結構、精度和布置都直接影響被子加工零件的精度。為了避免產生廢品以及經(jīng)常修理定位支承元件的麻煩，設計時必須注意以下的問題： （a）合理布置支承元件，力求使其組成較大的定位支承平面。最好使夾壓力的位置對準定位支承元件。當受工件結構限制不能實現(xiàn)時，也應使定位支承元件盡量接近夾壓力的作用線，并使夾壓力的合力中心處于定位支承平面內。 （b）提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形。應力求使定位元件（如定位銷）不要受力。 （c）提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性，以便長期保持夾具的定位精度。 （d）可靠地熱電廠除定位支承部位的切屑。使用權切屑不堵塞和粘創(chuàng)刊在定位支承系統(tǒng)上，對保證定位的準確性和工作可靠性有很大的影響。因此設計時應盡可能不使用權切屑落到定位支承系統(tǒng)上。當切屑有可能落在其上時，必須采取有效的熱電廠屑和清理措施。 定位支承系統(tǒng)： 定位支承系統(tǒng)主要由定位支承，輔助支承和一些限位元件組成。 定位支承元件及其布置 機床常用的定位支承元件有：支承板，支承塊，支承銷。 在組合機床夾具上采用支承板定位時，工件通常用四個或理多一些的支承板定位，這樣可增加定位系統(tǒng)的剛度，心防止當夾緊力和切削力不是對支承板時瑞士引起工件的變形。為了減小支承板的不共面度的誤差，可裝配后合磨。通常不共面度誤差為0。01~0。03mm。 對于采用毛坯面定位夾具，從理論上講是應當采用三點支承的，并采用帶圓頭的支承銷定位，但當采用三個以上的壓板而不能確保同時動作時（實際上是達不到同時動作），常常會把工件夾歪，因此需要采用四點支承的方法。 在布置支承點時，應按工件定位而后情況，使支承點之間的距離盡量遠一些，以增加定位的穩(wěn)定性。支承板應該放在切屑不易落到的地方。當工件在夾具上以側面及其上面的定位孔定位時，定位塊就放在加工部位的上方或是切屑易落到的地方，且在布置上應保證支承塊之間有較大的距離，不應連續(xù)排列。 2定位銷 在組合機床及其自動線上加工箱體類零件時，多采用“一面兩銷”的定位方法，以消除工件在空間的六個自由度，實現(xiàn)工件在夾具中的準確定位。為了能以最簡單的運動形式裝卸工件（如單機夾具上的推進和拉出，流水線和自動線上工件在夾具上的送進和推出），多采用伸縮式定位銷。除此以外，還可采用固定式定位銷。 固定式定位銷 當要求被加工孔與定位銷孔之間的位置精度高與+0。05或是-0。05mm?；蚴鞘芙Y構的限制不能采用伸縮式定位銷，以及加工裝卸比較容易的輕小零件時，為了簡化夾具的結構均采用固定式定位銷。 采用固定式定位銷時，為了使工件的定位基面能很好地與支承元件相接觸，除采用圓柱銷和削邊銷相結合的定位方法以補償孔間距的誤差外，定位銷還必須有適當?shù)母叨?，以補償定位孔與定位基面的垂直度誤差。對于削邊銷，要采用可靠的防轉措施，對于定位銷，還應考慮拆裝方便。定位銷與安裝孔的配合，定位銷的尺寸及公差等，詳見《機床夾具設計手冊》。 5.3 問題及方案的提出 本夾具是用來夾緊工件汽缸套精鏜其內孔，要便于拆卸工件，夾緊速度快，安裝工件后精度高，夾具損壞后要便于拆卸修理，盡量不對生產造成大的影響，因此在這里選用液壓夾緊，其優(yōu)點是夾緊速度快，工人勞動強度低。不需要大量的人力物力，節(jié)約生產成本。 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，適用大批量生產，需要設計專用夾具。 5.4 夾具設計 5.4.1 定位基準的選擇 由零件圖可知，零件內孔有圓柱度要求，可采用地面作為基準。在臺座上開出 5.4.2 確定設計方案 見圖5.4.2。在臺座上用一個圓形凹槽定位，限制2移動自由度和2個轉動自由度，使用支撐架支撐油缸于工件上方，汽缸套小頭處使用液壓夾緊限制一個移動自由度和一個轉動自由度，將待加工工件壓在工作臺上進行加工。 本道工序使用專用夾具，以使裝夾簡單可靠，便于大批量加工。 圖5-1夾具示意圖 5.4.3 本夾具使用的液壓回路示意圖 圖5-2液壓原理圖 使用濾油器，限壓式變量泵，一個溢流閥，一個三位四通電磁換向閥 當1YA得電時活塞向下運動夾緊工件，當2YA得電時，活塞向上運動松開工件以更換下個加工工件。 5.4.4 相關計算 在計算切削力的時候，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù) 式中 K1=基本安全系數(shù)，1.5； K2=加工性質系數(shù)，1.1； K3=刀具鈍化系數(shù)，1.1； K4=斷續(xù)切削系數(shù)，1.1。 則F=KFH=1.5x1.1x1.1x1.1x622.95=1130.65N 為克服水平方向上的力，實際夾緊力 其中f1及f2為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f1=f2=0.25 N=1130.65/0.5=2261.3N 所以至少需要油缸推力2261.3N 查《新編機械工程技術手冊》表4-193選取內徑為160mm油缸，能夠滿足要求 結 論 畢業(yè)設計到此時終于告一段落。這段時間，我學到了在課堂上學不到的知識，通過實踐系統(tǒng)地對以往知識進行了一次回顧，并且學會了學以致用，將理論運用到實際中來。 本次設計，在馬麗老師的指導下，我們做到了獨立地思考，查閱相關資料，準確計算，具體設計。今天，我終于完成了設計任務。這次是我第一次全面的系統(tǒng)的進行專業(yè)設計，在設計過程中，我充分地運用了在大學四年內所學的專業(yè)理論知識，使之融入到設計實踐中，并通過不斷地翻閱資料和查找數(shù)據(jù)，使自己又一次詳細的回顧了四年學習的專業(yè)知識，發(fā)現(xiàn)了自己在學習上的不足之處并加以提高，使自己的專業(yè)知識更加全面，系統(tǒng)化。這次畢業(yè)設計凝聚著我的辛勤汗水，當讓更少不了馬老師的認真指點，這份設計也是我四年來所學知識的精華。 在本次設計中，根據(jù)立式鏜床的特點，我設計出了精鏜汽缸套內孔的專用夾具，提高了生產效率，節(jié)省了工件替換時間，具有一定的創(chuàng)新，當然也存在錯誤和不足，而一個技術人員，應該正視自己的不足加以改進，以提高自我能力。  致 謝 在完成此論文的時候，我百感交集.首先，感謝我的母校—湖北工業(yè)大學，是她給我提供了一個安定優(yōu)良的學習環(huán)境，優(yōu)良的師資力量，讓我能夠在一個優(yōu)越的條件下接受教育從而學到了許許多多的知識。然后我要對我的指導老師馬麗老師表示最衷心的感謝。在做論文的整個階段中，馬麗老師對我的指導傾注了大量的精力。在本身教學任務重的、教學資源有限的情況下，盡量做到每周二、四給我們講解有關畢業(yè)設計方面的問題。她以淵博的知識、豐富的教學指導經(jīng)驗、敏銳的洞察力，以對我們青年一代成材負責的態(tài)度，對我們進行悉心的指導。從框架的完善，到內容的擴充；從行文的用語，到格式的規(guī)范，無不凝結她的汗水。同時她自己以嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，踏實的工作作風作為表率，嚴格要求我，使我受益匪淺。所有這些對于我將來的人生道路都有積極的幫助，我將銘記在心，也無形之中影響了我的學習態(tài)度。 我衷心地感謝我的父親和母親，在生活上對我的悉心照顧，經(jīng)濟上的大力資助，在學習上給我支持和鼓勵，讓我能夠專心地完成了四年的本科的學習。使我在學習過程中沒有后顧之憂，我感謝他們！ 我還要感謝寢室里的其他同學在做畢業(yè)設計及論文撰寫過程中提供了許多寶貴的建議和無私的幫助。 最后，我要感謝所有曾經(jīng)幫助過我的老師和同學，通過和他們的交流使我開闊了眼界、拓寬了思路，學到了很多書本上學不到的東西，使我受益菲淺  參考文獻 [1]趙如福.金屬機械加工工藝設計手冊[M].上海:上?？茖W技術出版社，2009. 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