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XX大學畢業(yè)設計(論文)
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摘要
壓制成型的零件上有毛刺，在使用過程中將會嚴重影響零件的安全性以及使用壽命。去毛刺機正是為了去除這些毛刺而被設計的。
去毛刺機主要功能：（1）減輕勞動強度；（2）提高勞動效率，由原來的每天每人300個到現(xiàn)在的1000個，提高3.3倍；（3）零件的精度大大提高；（4）對節(jié)能降耗，減少粉塵，推動清潔生產起著的重要作用。
隨著我公司業(yè)務量的不斷擴大，與日本豐田，本田，尼桑等知名汽車工業(yè)跨國公司的長期合作。我們將采取機械手控制技術來進步提高效率。
關鍵詞 去毛刺；效率；精度；
Abstract
Forming part of the suppression of a burr on the use of process will seriously affect the safety of parts and service life. Deburring machine to remove the burr was designed.
Main features of Deburring: (1) reduce labor intensity, (2) increase labor efficiency, per person per day from the current 300 to 1000, increased 3.3 times (3) greatly enhance the accuracy of parts, (4 ) On energy saving, reduce dust, promote clean production plays an important role.
With the company's growing business volume, with Japan's Toyota, Honda, Nissan and other well-known multinational companies in the automobile industry long-term cooperation. We will take manipulator control technology to improve efficiency and progress.
Keywords Deburring efficiency accuracy
目 錄
1 序言……………………………………………………………………………………………1
2零件毛刺分析與設計準備……………………………………………………………………2
2.1 設計步驟…………………………………………………………………………………2
2.2 零件分析…………………………………………………………………………………2
2.2.1 零件的作用…………………………………………………………………………2
2.2.2 毛刺形成原因………………………………………………………………………3
2.3 工藝分析…………………………………………………………………………………3
2.4 設計注意事項……………………………………………………………………………4
2.5確定去毛刺機動作………………………………….……………………………………4
3去毛刺機結構設計…………………………………………………………………………….5
3.1 去毛刺機的特點……………………………………………………………………..…5
3.2 零件加工工序圖…………………………………………………………………………5
3.2.1零件加工工序圖的作用與內容…………………………………………………….5
3.2.2 繪制零件加工工序圖的規(guī)定及注意事項………………………………………….6
3.3 零件加工示意圖………………………………………………………………………….6
3.3.1 零件加工示意圖的作用和內容…………………………………………………….6
3.3.2 繪制零件加工示意圖的注意事項…………………………………………………7
3.4 動力部件工作循環(huán)及行程的確定……………………………………………………….7
4. 選擇電動機類型和機構形式………………………………………………………………...8
4.1電動機類型的選擇………………………………………………………………………...8
4.2電動機額定電壓的選擇…………………………………………………………………...9
4.3電動機額定轉速的選擇…………………………………………………………………...9
4.4電動機容量的選擇……………………………………………………………………….10
5. 帶傳動設計………………………………………………………………………………….11
5.1 確定同步帶型號和帶輪直徑…………………………………………………………11
5.2 計算帶長………………………………………………………………………………11
5.3 求中心距和包角………………………………………………………………………11
5.4 求軸上載荷……………………………………………………………………………12
6主軸的設計………………………………………………………………………………… 13
6.1確定主軸類型、尺寸………………………………………………………………….13
6.2 選擇軸的材料…………………………………………………………………………13
6.3 估算軸的直徑…………………………………………………………………………13
6.4 軸上零部件的選擇和軸的結構設計…………………………………………………13
6.4.1 聯(lián)軸器的選用…………………………………………………………………….13
6.4.2初步選擇滾動軸承………………………………………………………………..13
6.4.3 根據軸向定位的要求確定軸的各段長度直徑和長度………………………….14
6.4.4 軸上零件的周向定位…………………………………………………………….14
6.5 軸的受力分析…………………………………………………………………………..14
6.5.1軸受外力的計算……………………………………………………………………14
6.5.2 求支反力…………………………………………………………………………...15
6.6 軸的強度計算…………………………………………………………………………...16
6.6.1 按彎扭合成強度條件計算………………………………………………………...16
6.6.2 按安全系數校核計算……………………………………………………………..17
7.標準件的選擇及安裝設計…………………………………………………………………..20
7.1 氣缸設計上的注意……………………………………………………………………..20
7.2.主要組成部件型號的選擇及其外觀尺寸…………………………………………….20
7.3 電磁閥設計注意………………………………………………………………………25
7.4 氣壓傳動特點…………………………………………………………………………25
7.5機床生產率計算卡………………………………………………………………………27
8.夾具的設計…………………………………………………………………………………...29
8.1 對夾具體的要求………………………………………………………………………..29
8.2 夾具體的毛坯結構………………………………………………………………………29
8.3夾具元件的選擇與設計………………………………………………………………….29
8.4 專用夾具的設計步驟…………………………………………………………………...30
結論…………………………………………………………………………………………….32
致謝…………………………………………………………………………………………….33
參考文獻………………………………………………………………………………………..34
附錄……………………………………………………………………………………………..35
1 序言
畢業(yè)設計是培養(yǎng)我們理工科學生的一個實踐性教學環(huán)節(jié)，也是最后一個教學環(huán)節(jié)，它是在我們學完了全部基礎課、技術基礎課及專業(yè)課后，并在一些課程設計基礎上，到工廠進行參觀實習，搜集原始資料之后，進行的一次大規(guī)模基本知識和基本技能的全面的、系統(tǒng)的設計。
設計的主要目的：培養(yǎng)我們綜合應用所學基本知識和基本技能去分析和解決專業(yè)范圍內的一般工程技術問題的能力，培養(yǎng)我們建立正確的設計思想、掌握工程設計的一般程序、規(guī)范和方法，培養(yǎng)我們收集和查閱資料和運用資料的能力。通過畢業(yè)設計，進一步鞏固、擴大和深化我們所學的基本理論、基本知識和基本技能，提高我們設計、計算、制圖、編寫技術文件，正確使用技術資料、標準手冊等工具書的獨立工作能力。通過畢業(yè)設計，培養(yǎng)我們嚴肅認真、一絲不茍和實事求是的工作作風，樹立正確的生產觀、經濟觀和全局觀，從而實現(xiàn)我們向工程技術人員的過度，同時學會調查、研究、收集技術資料的方法。
通過這次畢業(yè)設計，提高了分析問題、解決問題的能力，這為以后參加工作打下了良好的基礎。
2.零件毛刺分析與設計準備
2.1去毛刺機的設計步驟
一 調查研究：主要對加工零件圖樣進行分析，對組合機床使用和制造單位進行深入細致的了解，查閱、搜集和分析國內外有關資料以取的可靠的設計依據，通過調查研究位組合機床總體設計提供必要的大量的數據、資料，做好充分的、全面的技術準備。
二 總體方案的設計：總體方案的設計主要包括制定工藝方案(確定零件在去毛刺機上完成的工藝內容及加工方法，選擇定位基準和夾緊部位，決定工步和其結構形式等)、確定機器配置形式、制定影響機床總體布局和技術性能的主要部件的結構形式?？傮w方案的擬定式設計去毛刺機的最關鍵的一步。方案制定的正確與否，將直接影響機器能否滿足加工要求，能否保證加工精度和生產率，并且結構簡單、成本較低和使用方便。去毛刺機的總體設計主要是“三圖一卡”的繪制，即工序圖、加工示意圖、組合機器聯(lián)系尺寸圖及編制生產率計算卡，有關內容可參考組合機器總體設計部分，后面作詳細的介紹。
三 技術設計：它是根據總體設計已確定的“三圖一卡”，設計機床各專用部件正式總圖，如設計夾具、升降臺等裝配圖以及根據運動部件有關參數和機床循環(huán)要求，設計液壓和電器控制原理圖，并按設計程序作必要的計算和驗算，對前階段中初定的數據、結構做相應的調整和修改。
四 技術設計：在技術設計通過后進行工作設計，即繪制幾個專用部件的施工圖樣、編制各部件零件明細表。
2.2零件分析
2.2.1零件的作用
去毛刺機加工的是零件是汽車馬達外轉子。
圖2-1 零件示意圖
2.2.2毛刺形成原因
首先，零件在成形時，采用粉末冶金制造法，粉末直接由壓機沖壓成形，在這個過程中，在成形的模具各邊緣凹槽處容易殘留粉末，這些粉末能使零件的邊緣產生毛刺。其次，在后來的精加工過程中，切削加工時表面表面也會殘留一些粉末，這也是需要去除的毛刺。
圖2-2
2.3 零件的工藝分析
根據毛刺成因分析，采用毛刷進行去毛刺。去毛刺時，使用圓形毛刷在零件表面進行加工，零件本身進行旋轉，毛刷轉速在1400r/m左右，零件轉速在4-15r/m，根據零件大小調整，當毛刷能刷到零件的整個去毛刺面時，可采用較慢的速度，當毛刷只能夠刷到部分的零件時，采用較快的轉速。并且，使毛刷正反轉能夠更完全的去除毛刺，防止加工后留下一順邊的毛刺。加工時，為了能得到較好的冷卻，有利于減少熱變形及內應力變形的影響，對這種精度要求高的零件需要噴冷卻液。
2.4設計方案的注意事項
(1) 去除毛刺方法；
(2) 確定動作行程；
(3) 確定加工時間；
(4) 動力參數設計；
(5) 安全防護措施；
(6) 動力保護措施
2.5確定去毛刺機動作
工序１ 關閉安全門
工序２ 工件夾緊，并旋轉
工序３ 毛刷旋轉并向下運動到零件表面
工序４ 停止下降，冷卻液噴射，
工序５ 正轉延時6s
工序６ 反轉
工序７ 反轉延時6s
工序８ 毛刷停轉上升至原位，工件停轉，冷卻液停止
工序９ 工件放松，安全門打開
3去毛刺機結構設計
3.1 去毛刺機的特點
去毛刺機是用按系列化準化設計的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設計的專用部件組成的專用機器。
起初，單位內機械產品加工中廣泛的人工去毛刺。但隨著生產的發(fā)展，企業(yè)的產量越來越大，精度越來越高，如汽車、空調等行業(yè)的變速箱、制冷器等零件，去毛刺就不能的滿足要求。不僅工人勞動強度很大，而且生產效率也不高，不利于保證產品加工精度。去毛刺機的制造就是為了解決這個矛盾。去毛刺機能夠去除單位生產的所有產品的毛刺，機器的動作全部實現(xiàn)了自動化，結構也簡單，生產效率顯著提高了。
所以，在總結實踐經驗的基礎上，提出創(chuàng)造高效率的去毛刺機。將機器上帶動毛刷的升降機，軸承，氣缸及皮帶等設計制造成通用的獨立部件，稱為“通用部件”。根據工件加工的需要，用這些通用部件配以部分專用部件就可組成機器，有如下優(yōu)點。
一 去毛刺機是有通用零、部件組成，故有重新改裝的優(yōu)越性，其通用零、部件可多次重復利用。
二 因為工序固定，可選用成熟的通用部件、精密夾具和自動工作循環(huán)來保證加工精度的一致性故精密度穩(wěn)定。
三 由于去毛刺機大多數零、部件是同類的通用部件，這就簡化了機床的維修和修理。
四 自動化程度高，勞動強度低，配置靈活等。
3.2 零件加工工序圖
3.2.1零件加工工序圖的作用與內容
(1)作用：是根據制定的工藝方案，表示所設計的去毛刺機（或自動線）上完成的工藝內容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術要求，加工用的定位基準、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣，它是組合機床設計的具體依據，也是制造、使用、調整和檢驗機床精度的重要文件。
(2)內容：
① 被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機床設計有關部位結構形狀和尺寸。
② 本工序所使用的定位基準、夾壓部位及夾緊方向。以便拒此進行夾具的支承、定位、夾緊和導向等機構設計。
③ 本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術要求以及對上道工序的技術要求。
④ 注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。
3.2.2 繪制零件加工工序圖的規(guī)定及注意事項
規(guī)定：應按一定的比例，繪制足夠的視圖以剖面；本工序加工部位用粗實線，保證的加工部位尺寸及位置尺寸數值下方畫“——”粗實線，其余部為用細實線表示；定位基準符號用“V”，并用下標數表明消除自由度數量。
注意事項：
(1) 本工序加工部位的位置尺寸應為定位基準直接發(fā)生關系。當本工序定位基準與設計基準不符時，必須對加工部位的位置精度進行分析和換算，并把不對稱公差換算為對稱公差。
(2) 對工件毛坯應有要求，對孔的加工余量要認真分析。
(3) 當本工序有特殊要求時必須注明。
3.3 零件加工示意圖
圖3-1
3.3.1 零件加工示意圖的作用和內容
(1) 作用：它是在工藝方案和機床總體方案初步確定的基礎上繪制的，是表達工藝方案具體內容的機床工藝方案圖。它是設計刀具、輔具、夾具、液壓、電氣系統(tǒng)以及選擇動力部件、繪制機床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據；是對機床總體布局和性能的原始要求；也是調整機床和刀具所必須的重要技術文件。
(2)加工示意圖應表達和標注的內容
機床的加工方法，工作循環(huán)和工作進程；工件、毛刷之間的位置及其聯(lián)系尺寸；主軸結構類型，尺寸及外伸長度，刀具、接桿、主軸之間的連接方式及配合尺寸；皮帶輪的設計等。
3.3.2 繪制零件加工示意圖的注意事項
(1) 加工示意圖應繪制成展開圖。
(2) 按比例用細實線畫出工件外形，加工部位、加工表面畫粗實線。
(3) 必須使工件和加工方位與機床布局相吻合。
(4) 一般主軸的分布不受真實距離的限制，刀具畫加工終了位置。
3.4 動力部件工作循環(huán)及行程的確定
動力部件的工作循環(huán)是指加工時，動力部件從原始位置開始運動到加工終了位置，又返回到原位的動作過程。一般包括快速引進、工作進給和快速退回等動作。
(1) 毛刷下降高度的確定
由選用氣缸確定
(2) 快速引進長度
是指動力部件送到工作進給位置，其長度按具體位置來確定。
(3) 快速退回長度
等于快速引進和下降高度之和。
圖3-2動力部件工作循環(huán)圖
4. 選擇電動機類型和機構形式
電動機是常用的原動機，并且是系列化和標準化產品。機械設計中需要根據工作機的工作情況和運動，動力參數，合理地選擇電動機類型，結構形式，傳遞的功率和轉速，確定電動機的型號。
電動機有交流電動機和直流電動機之分，工業(yè)上常采用交流電動機。交流電動機有異步電動機和同步電動機兩類，異步電動機又分為籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動機應用最廣泛。如無特殊需要，一般優(yōu)先選用Y系列籠型三相異步電動機，因其具有高效、節(jié)能、噪聲小、振動小、安全可靠的特點，且安裝尺寸和功率等級符合國際標準，適用于特殊要求的各種機械設備。
圖4-1
電動機的選擇
選擇電動機的基本原則和方法
選擇電動機的基本原則有兩點：
1） 考慮電動機的主要性能（啟動、過載及調速等）、額定功率大小、額定轉速及結構型式等方面要求滿足生產機械的要求。
2） 在以上前提下優(yōu)先選用結構簡單、運行可靠、維護方便又價格合理的電動機。
選擇電動機的方法和主要步驟如下：
根據工作環(huán)境及負載性質選擇電動機類型→選擇電動機額定電壓→選擇電動機轉速→根據負載轉矩及轉速計算電動機功率
4.1電動機類型的選擇
（1） 根據電動機的工作環(huán)境選擇電動機類型
1） 安裝方式的選擇 分為臥式和立式
2） 防護型式的選擇 開啟式、封閉式、防護式和防爆式
（2） 根據機械設備的負載性質選擇電動機類型
1） 一般調速要求不高的生產機械應優(yōu)先選用交流電動機。負載平穩(wěn)、長期穩(wěn)定工作的設備，如切削機、水泵、通風機、輕工業(yè)用器械及其它一般機械設備，應采用一般籠型三相異步電動機。
2） 啟動、制動較頻繁及啟動、制動轉矩要求較大的生產機械，如起重機、礦井提升機，不可逆軋鋼機等，一般選用繞線轉子異步電動機。
3） 對要求調速不連續(xù)的生產機械，可選用多速籠型電動機。
4） 要求調速范圍大，調速平穩(wěn)，位置控制準確，功率較大的機械設備，如龍門刨床，高精度數控機床，可逆軋鋼機，造紙機等，多選用他勵直流電動機。
5） 要求啟動轉矩大、恒功率調速的生產機械，應選用串勵或復勵直流電動機。
6） 要求恒定轉速或改善功率因數的生產機械，如大中容量空氣壓縮機、各種泵等，可選用同步電動機。
7） 特殊場合下使用的電動機，如有易燃易爆氣體存在或塵埃較多時，宜選用防護等級相宜的電動機。
8） 要求調速范圍很寬，調速平滑性不高時，選用機電結合的調速方式比較經濟合理。
選用立式三相異步電動機
4.2電動機額定電壓的選擇
電動機額定電壓一般選擇與供電電壓一致。普通工廠的供電電壓為380V或220V，因此中小型交流電動機的額定電壓大都是380V或220V。大中容量的交流電動機可以選用3kV或6kV的高壓電源供電，這樣可以減小電動機的體積并可以節(jié)省銅材。
電壓為220V
4.3電動機額定轉速的選擇
電動機的額定轉速要根據生產機械的具體情況來選擇。
1） 不要求調速的中高轉速生產機械應盡量不采用減速裝置，而應選用與生產機械相應轉速的電動機直接傳遞轉矩。
2） 要求調速的生產機械上使用的電動機額定轉速選擇應結合生產機械轉速要求，選取合適傳動比的減速裝置
3） 低轉速的生產機械一般選用適當偏低的電動機，在經過減速裝置傳動；大功率的生產機械中需要低速轉動時，注意不要選擇高速電動機，以減少減速器的能量損耗
4） 一些低速重復，短時工作的生產機械應盡量選用低速電動機直接傳動，而不用減速器。
5） 要求重復、短時、正反轉工作的生產機械，除應選擇滿足工藝要求的電動機額定轉速外，還要保證生產機械達到最大加，減速度的要求而選擇最恰當的傳動裝置，以達到最大生產率或最小損耗的目標。
轉速為2500rpm~3000rpm
4.4電動機容量的選擇
1） 根據生產機械的靜負載功率或負載圖或其他條件計算負載功率P
2） 參照電動機的技術數據表預選電動機型號，使其額定功率大于P，并且使兩者盡量接近。
表4-1 所選電動機參數
型號
額定功率
Kw
轉速Rpm
電流A
效率%
功率因數
最大轉矩
重量Kg
Y8012
0.75
2830
1.81
75
0.84
2.2
16
5. 帶傳動設計
5.1 確定同步帶型號和帶輪直徑
工作情況系數 由機械設計 表11.17
計算功率
選帶型號 由機械設計 圖11.20 H型
小帶輪直徑 D1=63mm
大帶輪直徑 取D2=125
大帶輪轉速 r/d
5.2 計算帶長
求Dm
求
初取中心距
帶長
基準長度 由機械設計手冊p883表12-47取Ld=780mm
5.3 求中心距和包角
中心距
小輪包角
5.4 求軸上載荷
帶速度
有效拉力
由F1，F(xiàn) 2的關系
式中e自然對數的底，μ帶與帶輪之間的摩擦系數，α帶在帶輪上的包角，q每米帶長的質量kg/m
緊邊拉力
μ=0.4 α=164.5° q=0.96kg/m表11.18
松邊拉力
離心拉力
張緊力
軸上載荷
6主軸的設計
6.1確定主軸類型、尺寸
主軸類型主要依據工藝方法和刀桿與主軸的聯(lián)結結構進行確定。主軸軸頸及軸端尺寸主要取決于進給抗力和主軸——刀具系統(tǒng)結構。主軸軸頸尺寸規(guī)格應根據選定的切屑用量計算出切削轉矩T，并考慮便于生產管理，適當簡化規(guī)格。綜合考慮加工精度和具體工作條件。
功率P=750w，轉速n=720r/d ，輪齒寬14.6mm，模數mn=2mm，螺旋角，壓力角。 根據機械傳動方案的整體布局，擬定軸上零件的布局和裝配方案
6.2 選擇軸的材料
該軸的傳動功率較小，轉速中等，故選用45號鋼，調質處理，其力學性能由表21-1查得
查表21-23得A=115
6.3 估算軸的直徑
軸強度C由表16.2得到，取d=20m，定位用軸肩，軸肩高度取5cm，軸徑
6.4 軸上零部件的選擇和軸的結構設計
6.4.1 聯(lián)軸器的選用
根據工作要求選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。由26章查得K=1.25，則計算轉矩
根據軸徑和T選擇聯(lián)軸器的型號為：HL4彈性柱銷聯(lián)軸器GB5014-85
6.4.2初步選擇滾動軸承
根據軸的受力，選取60000型深溝球軸承。為了便于軸承的裝備，取裝軸承出的直徑25mm。初選滾動軸承為6005.其尺寸為 定位軸肩高度h=5mm
6.4.3 根據軸向定位的要求確定軸的各段長度直徑和長度
圖6-1毛刷軸示意圖
1處為安裝毛刷處約為40mm，2處長度根據軸承蓋的拆裝以便于對軸承添加潤滑油脂的要求，取蓋頂處德外斷面與半聯(lián)軸器左端面的距離故取200mm，齒輪的右端與右軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪瑴14.6mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段因略短于2，取120mm，軸環(huán)直徑取50mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應距箱體內壁3-5mm，取70mm，L=1+2+3+4=430mm
至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。
6.4.4 軸上零件的周向定位
齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采取平鍵連接，齒輪與軸的鍵由表9-4查得，軸上鍵槽深t=6mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，由表21-8選擇齒輪輪轂與軸配合為H7/n6；滾動軸承與軸的配合取k6。
6.5 軸的受力分析
6.5.1軸受外力的計算
軸傳遞的轉矩
齒輪的圓周力
齒輪的徑向力
齒輪的軸向力
聯(lián)軸器因制造和安裝誤差所產生的附加圓周力F0（方向不定）
6.5.2 求支反力
為方便計算，分別在水平面和垂直面內進行計算
在水平面的支反力圖c
由得
得
在垂直平面的支反力
由于F0作用，在支點A、B處的支反力，圖g
由得
合成支反力 按可能最大的支反力計算
圖6-2
6.6 軸的強度計算
6.6.1 按彎扭合成強度條件計算
計算彎矩、畫彎矩圖：由于齒輪的作用力在水平面平面的彎矩圖，圖d
由于齒輪的作用力在垂直平面的彎矩圖，圖f，
由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩
由于F0的作用作出的彎矩圖，圖h，該彎矩圖的作用平面不定，但當其與上述合成彎矩圖共面時是危險情況。這時其彎矩為二者之和。如截面D的最大彎矩為
畫轉矩圖，圖k
校核軸的強度，選擇計算彎矩較大，軸直徑較小的抽剖面校核計算
轉矩按脈動循環(huán)變化計算，由表21-24的公式
截面，安全
6.6.2 按安全系數校核計算
按疲勞強度的安全系數計算：根據軸的尺寸結構及彎矩圖，轉矩圖、25mm截面處彎矩最大，且有齒輪配合和鍵槽引起的應力集中。
由于軸轉動，彎矩引起對稱循環(huán)的彎曲應力，其應力幅為
式中W-抗彎截面系數，由表21-29的公式求得
彎曲正應力的平均應力
根據表21-25中公式
式中 -正應力的有效應力集中系數，由圖21-10按鍵查得；按配合H7/n6查得，此處取
-表面質量系數，軸徑車削加工， 由圖21-12查得
-正應力尺寸系數，由圖21-14查得
考慮到軸上作用的轉矩總是有些變動，故單向傳遞轉矩的州的扭轉切應力一般視為脈動循環(huán)應力
式中W-抗扭截面系數，由表21-29的公式求得
根據表21-25中公式有
式中 -切應力的有效應力集中系數，由圖21-11按鍵查得；按配合H7/n6查得，此處取
-切應力尺寸系數，由圖21-14查得
由表21-25中公式
由表21-26的許用安全系數可知安全
按靜強度的安全系數計算：取最大瞬時靜載荷為額定載荷的兩倍。
按表21-25中的公式
由表21-26的靜強度計算安全系數可知，靜強度是安全的。
7.標準件的選擇及安裝設計
7.1 氣缸設計上的注意
1)由于機械滑動部位出現(xiàn)別勁現(xiàn)象會引起受力變化，氣缸會有沖擊動作危險。這種場合，手腳會被夾住，機器會受損傷，故從設計上應考慮能進行平穩(wěn)的機械運動的調整,不使人身受傷害。
2)擔心被驅動物體或氣缸可動部分危及人身安全時，應加裝防護罩。
3)氣缸的固定部位和連接部位必須牢固連接，特別是動作頻率高和震動多的場所更應注意。
4)被驅動物體質量大和速度快的場合，僅靠氣缸的緩沖吸收沖擊能量有困難時，應在進入緩沖之前設置減速回路或者在外部設置液壓緩沖器以吸收沖擊能。這種場合要充分檢查機械裝置的剛度。
5)夾緊機構上使用氣缸的場合，由于停電等原因造成氣壓力下降，夾緊力減小，被夾持工件有脫落的危險時，應設置有不會造成人身和機械裝置受損傷的安全裝置。起吊裝置應設置有防止落下的安全措施。
6)在氣源、電源及液壓源等控制的裝置上，當這些動力源出現(xiàn)故障時，應有不會造成人身和裝置傷害的對策。
7)用中泄式方向控制閥驅動氣缸的場合，把回路內的殘壓拍去后在啟動時，由于氣缸內的壓縮空氣處于排空狀態(tài)，當在活塞的一側加壓時，被驅動物體將急速伸出。在這種情況下，手足等容易被夾住或機械裝置受到損傷。因此必須設計有防止被驅動物體急速伸出的回路。
8)人讓設備緊急停止或停電等，系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，安全裝置起作用且機械停止運轉的場合，由于氣缸的動作，人身、元件及裝置不受損傷的設計應予考慮。
9)要考慮緊急停止，異常停止后再啟動場合的安全。由于再啟動，人身及裝置應有不受傷害的設計。還有，氣缸有必要復位至始動位置的話，應配置有安全的手動控制裝置。
7.2.主要組成部件型號的選擇及其外觀尺寸
根據上面所選的切削用量（主要指切削速度及進給量），確定進給力，作為選擇動力滑臺及設計夾具的依據；確定轉矩，用以確定主軸及其它傳動件的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動電機（一般指動力箱電機）功率
氣缸為MY1B32-600L-Z73,CXSM25-40-Y59A2，氣爪為MHZAJ2-16D-M9PV2,MRHQ25D-180S-M9NV2-M9N2，電機為YS8012臥式
組成部件之間聯(lián)系尺寸的確定
查SMC，得到下面的尺寸：
圖7-1外觀尺寸圖
MY1B32-600L-Z73型機械接合式無桿氣缸的，是缸徑為32mm，行程600mm，采用Z73的磁性開關的基本型氣缸，其尺寸為：
表7-1
A
B
C
E
G
GB
H
140
11
6.6
2
19
30
68
HG
J
JJ
K
KK
L
LD
26
M8*1.25
M5*0.8
16
10
140
6.8
LL
LW
M
MM
N
NC
NE
70
52
12
M6*1
37
25
50
NG
NH
NW
P
PA
PB
PC
33
49
64
Rc1/8
80
35
70
PD
Q
QW
T
YW
Z
10
264
51
10
55
280
CXSM25-40-Y59A2是缸徑25mm，行程40mm，有2個Y59A的磁性開關的雙聯(lián)氣缸，尺寸為：
圖7-2外觀尺寸圖
表7-2
A
B
C
D
E
F
G
80
30
78
28
14
2-M6
60
H
I
J
K
L
M
N
35
6
12
12
30
2-?6.9
2-M5
NN
O
P
PP
Q
QQ
R
?12
10
64
M6
8.5
15
46
RR
S
SS
T
TT
U
UU
15
40
13
9
9
4-1/8
V
W
Y
Z
ZZ
8-M5
2-M8
M6
M6
M8
M8
MHZAJ2-16D-M9PV2是缸徑為16mm，雙動作平行開閉型氣爪，1個M9PV磁性開關，尺寸為
7-3外觀尺寸圖
表7-3
A
B
C
D
E
F
G
23.6-0.05
24.5
15
34.8
67.3
45
20
H
I
J
K
L
M
N
14.7
5
24
M4*0.7
4.3
35
?17H9
O
P
R
S
T
U
V
18.6
M4*0.7
7
M5*0.7
34.5
8.5
19
W
X
Y
Z
AA
BB
CC
8
13
?3H9
30.6
22
15
11.6
MRHQ25D-180S-M9NV2-M9N2是缸徑為25mm，雙作用，擺動角度為180度的單葉片平行開閉型擺動氣爪，導線長5m，氣爪開閉用磁性開關M9NV，擺動檢出用磁性開關M9N，其尺寸為：
7-3外觀尺寸圖
表7-3
A
B
C
D
E
F
G
?93
M6
10
47
58
70
?66h9
H
I
J
K
L
M
N
?64
12
M5
8.5
14
4
12
O
P
R
S
T
U
V
?50h9
12
6
27.5
11
24
54
W
X
Y
Z
AA
BB
CC
25
30.4
63
69
107
33.3
19.3
DD
EE
FF
GG
HH
II
JJ
19.3
10
14
R3
45
42
6H9
KK
LL
MM
NN
OO
PP
QQ
4
8
7
17
8
32
21.5
RR
SS
TT
UU
VV
WW
XX
27.5
8
17.5
32
17
8
-7
7.3 電磁閥設計注意
1.關于驅動執(zhí)行元件
用閥驅動氣缸等執(zhí)行元件的場合，事先應采取措施，防止執(zhí)行元件動
作時發(fā)生危險。
2.關于中間停止
用三位中封式或中止式換向閥進行氣缸活塞的中間停止的場合，由于
空氣是可壓縮的，想達到正確精密的位置停止是困難的。
另外，閥和缸不能保證無泄漏，故不能長時間保持在中間停止位置。
想長時間保持在停止位置，請與本公司聯(lián)系。
3.關于閥集裝時背壓的影響
閥集裝使用的場合，要注意背壓造成執(zhí)行元件的誤動作。特別是使用
三位中泄式換向閥的場合和驅動單作用氣缸的場合更應注意。擔心有
這種誤動作的場合，可使用單獨排氣隔板組件，或使用單獨排氣集裝
式。
4.關于壓力保持（含真空壓力）
由于閥有微漏，不能用于保持壓力容器內的壓力（或真空壓力）等用
途。
5.不能使用于緊急切斷閥等上面
本樣本上的閥，不是為確保安全用的緊急切斷閥而設計的。這樣的系
統(tǒng)，應選用確保安全的其他手段來解決。
6.確保維護點檢的空間
7.關于殘壓釋放
考慮維護點檢的需要，應設置有殘壓釋放的機能。特別是使用三位中
封式或中止式氣閥的場合，必須考慮到換向閥和氣缸之間的殘壓能釋
放掉。
8.關于真空壓力下的使用
將閥用于真空切換等的場合，應采取措施防止外部灰塵、異物從吸盤
及排氣口吸入。另外，真空壓力下應使用直動式或外部先導式換向閥。
7.4 氣壓傳動特點
氣壓傳動系統(tǒng)的介質是空氣，它取之不盡用之不竭，用后的空氣可以排到大氣中去，不會污染環(huán)境。即氣源的獲取比較容易，在當今的工廠里，壓縮空氣輸送管路像電氣配線一樣比比皆是。這是氣壓傳動系統(tǒng)成本低的一個主要因素。
氣壓傳動的工作介質粘度很小，僅為油液的百分之一，所以流動阻力很小，壓力損失小，便于集中供氣和遠距離輸送。不像液壓傳動那樣在每臺機器附近要設置一個動力源，因此使用方便。
氣壓傳動工作環(huán)境適應性好。在易燃、易爆、多塵埃、強輻射、振動等惡劣工作環(huán)境下，仍能可靠地工作。
氣壓傳動中氣壓信號的傳遞速度限制在聲速以內，要比電子信號和液壓信號傳遞速度慢得多，因此不適用于高速傳遞信號及控制非常復雜的回路。
氣壓傳動有較好的自保持能力。即使氣源停止工作，或氣閥關閉，氣壓傳動系統(tǒng)仍可維持一個穩(wěn)定壓力。而液壓傳動要維持一定的壓力，需要有能源工作或加蓄能器。
氣壓傳動在一定的超負載工況下運行也能保證系統(tǒng)安全工作，并不易發(fā)生過熱現(xiàn)象。
氣壓傳動系統(tǒng)的工作壓力低，因此氣壓傳動裝置的推力一般不宜大于10～40kN，僅適用于小功率場合，在相同輸出力的情況下，氣壓傳動裝置比液壓傳動裝置尺寸大。
由于空氣的可壓縮性大，氣壓傳動系統(tǒng)的速度穩(wěn)定性差，這樣會給位置和速度控制精度帶來很大影響。
氣壓傳動系統(tǒng)的噪聲大，尤其是排氣時，須加消音器。
氣壓傳動工作介質本身沒有潤滑性，如不采用無給油氣壓傳動元件，需另加油霧器裝置潤滑，而液壓系統(tǒng)無此問題。
氣壓傳動動作速度和反應快。液壓油在管道中流動速度為1～5m/s，而氣體流速可以大于10m/s，甚至接近聲速。因此在0.02～0.03s內即可以達到所要求的工作壓力和速度。
7.4.1 氣壓傳動的優(yōu)點
1）以空氣為工作介質，工作介質獲得比較容易，用后的空氣排到大氣中，處理方便，與液壓傳動相比不必設置回收的油箱和管道。
2）因空氣的粘度很?。s為液壓油動力粘度的萬分之一），其損失也很小，所以便于集中供氣、遠距離輸送。外泄漏不會像液壓傳動那樣嚴重污染環(huán)境。
3）與液壓傳動相比，氣壓傳動動作迅速、反應快、維護簡單、工作介質清潔，不存在介質變質等問題。
4）工作環(huán)境適應性好，特別在易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射、振動等惡劣工作環(huán)境中，比液壓、電子、電氣控制優(yōu)越。
5）成本低，過載能自動保護。
7.4.2氣壓傳動的缺點
1）由于空氣具有可壓縮性，因此工作速度穩(wěn)定性稍差。但采用氣液聯(lián)動裝置會得到較滿意的效果。
2）因工作壓力低（一般為0.31.0MPa），又因結構尺寸不宜過大，總輸出力不宜大于10～40kN。
3）噪聲較大，在高速排氣時要加消聲器。
4）氣動裝置中的氣信號傳遞速度在聲速以內比電子及光速慢，因此，氣動控制系統(tǒng)不宜用于元件級數過多的復雜回路。
7.5機床生產率計算卡
根據所選定的機床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快速及工進速度等，就可以計算機床的生產率并編制生產率計算卡，用以反映機床的加工過程、完成每一動作所需的時間、切削用量、機床生產率及機床負荷率等。
1.實際生產率
指完成年生產綱領A（300000件）所要求的機床生產率。它與全年工時總數K有關，一般情況下，單班制生產K取2350小時，兩班制生產K取4600小時，則 =A÷K(件/小時)
2.理想生產率
指所設計機床每小時實際可生產的零件數量。=60÷（件/小時）
式中：—生產一個零件所需的時間（分），它可根據下式計算
式中：
—當加工時毛刷下降、關閉閥門所需要的時間，通常指在加工終了時無進給狀態(tài)下旋轉5~10轉所需要的時間（分）；
—工件裝、卸時間，它取決于工件重量大小、裝卸是否方便及工人的
熟練程度。根據的統(tǒng)計，一般取10s。
如果計算出的機床實際生產率不能滿足理想生產率的要求，即＞，則必須重新選擇切削用量或修改機床設計方案。
3.機床負荷率
當＜時，計算二者的比值即為負荷率，根據使用經驗，適宜的機床負荷率為=0.75~0.90，自動線負荷率為0.6~0.7
4.生產率計算卡
它是按一定的格式要求編制的反映零件在機床上的加工過程、工作時間、機床生產率、機床負荷率的簡明表格。
5.計算
因為＜，
所以= ÷
=65÷78
=0.83
機器負荷率在0.8~0.90最合適，而通過計算得出的負荷率為0.83,完全滿足要求。
8.夾具的設計
設計的夾具應用在主動源和從動源的固定。
8.1 對夾具體的要求
夾具的設計應特別注意定位的穩(wěn)定性和夾緊的可靠性。
(1).定位裝置的設計和布置，應盡量使主要支承面積大些；
(2).導向定位的兩個支承要盡量相距遠一些；
(3).夾緊裝置的設計則要求夾緊力足夠和自鎖性能好，防止夾緊機構因振動而松
夾，施力方向和作用點要恰當，必要時可采用輔助支承或浮動夾緊機構；
(4).夾緊元件和夾具體要求有足夠的強度和剛度；
(5).夾具結構一般采用快速夾緊，聯(lián)動夾緊或機械化傳動裝置，以節(jié)省裝卸工件的輔助時間。
8.2 夾具體的毛坯結構
在選擇夾具體的毛坯結構時，應以結構合理性，工藝性，經濟性
標準化的可能性以及工廠的具體條件為依據綜合考慮。
毛坯的材料：HT200
鑄造：HB170~220時進行時效處理
8.3夾具元件的選擇與設計
(1).定位元件的選擇
查《機床夾具設計手冊》，由于加工的是平面，且工件以加工過的平面作為定位基準，平面也不會平整，所以選支承板，它易于保證工作表面清潔，適用于底面定位。支承板一般用2~3個M6~M12的螺釘緊固在夾具體上。在受力較大或支承板有移動趨勢時，應增加圓錐銷或將支承板嵌入夾具體槽內。另外還要選擇定位銷來進行定位。
(2).夾緊元件的選擇
夾緊元件要選擇接受原始作用力的元件，這里要選擇手柄、螺母及連接氣缸活塞桿的元件，還要選擇直接與工件接觸的元件，有螺釘、壓板。
8.4 專用夾具的設計步驟
8.4.1 研究原始資料
(1)確定夾具的結構方案
(2)確定工件的定位方案
工件在夾具中的定位應符合定位原理，合理設置定位元件,進行定位誤差的分析計算，定位誤差應小于工序公差的
(3)確定刀具的對刀或者引導方式,根據加工表面的具體情況來確定
(4)確定工件的夾緊方案
夾緊力的作用點和方向，應符合夾緊原則。進行夾緊力分析和計算，以確定夾緊元件及傳動裝置的主要尺寸。
(5)確定夾緊其他組成部分的結構形式
(6)確定夾具體的形式和夾具的總體結構
8.5 繪制夾具總裝配圖
夾具總圖應按國家制圖標準繪制。圖形大小盡量采用1:1比例，具有良好的直觀性。工件過大時可用1:2或1:5的比例；過小時可用2:1的比例。主視圖應選取面對操作者的工作位置。
繪制總裝配圖的順序是：先用紅色細實線或黑色雙點劃線，畫出零件的輪廓主要表面，主要表面指：定位基準、夾緊表面和被加工表面，被加工表面上的加工余量，可用網紋線和粗實線表示?？傃b配圖上所繪制的工件視為假想的透明體，因此它不影響夾具元件的繪制。然后按定位元件、對刀、引導元件、夾緊機構、傳動裝置等順序，畫出各自的具體結構，最后畫夾具體?？傃b配圖上的視圖配置和選擇，應能完整的表達出整個夾具的各部分結構。
8.6 標注夾具總裝配圖上個部分尺寸和技術要求。
(1) 夾具外形輪廓尺寸
(2) 工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸
(3) 夾具與刀具的聯(lián)系尺寸
(4) 夾具與機床連接部分的尺寸，對于銑則應標注定位鍵與機床工作臺的T型槽的配合尺寸。
(5) 其他裝配尺寸，包括夾具內部的配合尺寸，以及某些夾具元件在裝配后需要保持相對的尺寸，定位元件與定位元件之間的尺寸。
標注零件編號及編制明細表
(6) 繪制夾具零件圖
拆繪夾具零件圖的順序和繪制總裝配圖的順序相同，主要繪制夾具上專用零件的工作圖。
結論
從上述章節(jié)的分析計算中，可以看到去毛刺機在理論上是可行的。本著學習提高的態(tài)度研究這方面的內容，為自己的專業(yè)知識進行提高和鞏固，為即將踏入社會作一次熱身工作。
在設計去毛刺機的過程，本人發(fā)現(xiàn)了機器的夾具氣爪難以通氣，設計在軸中間開孔并接上旋轉接頭，就解決了這個問題。
畢業(yè)設計已經結束，通過這次畢業(yè)設計我提高了分析問題、解決問題及實際動手的能力，更重要的是此次畢業(yè)設計使我把理論與實踐有機的結合在一起，是真正意義上的理論和實踐的統(tǒng)一。它是使我從學生過渡到社會的畢業(yè)設計。總之，畢業(yè)設計是對我四年來知識的最好考驗。
在畢業(yè)設計過程中，指導老師耐心細致的指導、講解，不厭其煩。為此，謹向老師致感謝！
由于本人知識水平有限，錯誤在所難免，在此請眾老師和同學多多指正批評！
致謝
本人開始研究此機器時，倍覺得此方面的知識太少，以至無法下手。時間在無奈之中流逝。指導我的丁老師，耐心的指導我。在復雜的計算的過程中，當自己無法理解其中的原理時，丁老師又循循善導。才使我有了更深的理解。在繪圖的過程中，丁老師又不辭勞苦的給我指出好多錯誤讓我在繪圖方面有了很大的提高，在此表達我衷心的感謝。無論是在論文的選題還是定稿、研究的方法以及本文的撰寫都得到丁老師的嚴格要求和精心指導，丁老師花費了大量的精力，在各個環(huán)節(jié)中給了我許多寶貴的意見。在幾個月的論文設計中，丁老師嚴謹的學術作風、治學態(tài)度，嚴實的工作作風，以及平易近人的師長風范給我造就了良好的設計環(huán)境。丁老師不僅關心我的設計，還在生活上給了我無微不至的關懷，這些都是我不斷前進的動力，必將對我今后的學習和生活受益匪淺，我將終生學習和銘記。在此，謹向丁老師的培育之恩表示最深的謝意！
再次感謝學校又給我們一次鍛煉的機會，讓我們又一次運用所學的知識應用于實踐中。感謝學校對我四年的培養(yǎng)，讓我在學校里不僅學到專業(yè)知識，還學到了一些為人處事的道理，讓我們以后多了一些適應社會的本領，我不會辜負學校對我的期望，在以后的人生道路中會用自己所學的知識為學校爭光，為社會和國家的建設做貢獻，努力使自己成為四有新人。
再次感謝學校、老師對我的厚愛！
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