130 粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì),活塞,組合,機(jī)床,夾具,設(shè)計(jì)
學(xué)校代碼：10410序 號(hào)：20050401本 科 畢 業(yè) 設(shè)計(jì)題目： 粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 工 學(xué) 院 姓 名： 黃 建 新 學(xué) 號(hào)： 20050401 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 機(jī)制 051 指導(dǎo)教師： 肖 懷 國(guó) 二 OO 九年 五 月江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)（論文）課 題 名 稱(chēng)粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 黃建新 院（系） 工學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師 肖懷國(guó) 職 稱(chēng) 副教授 學(xué) 歷 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求：1、要求在完成論文期間，態(tài)度端正，積極主動(dòng)，大量查閱文獻(xiàn)資料。2、按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，技術(shù)路線(xiàn)準(zhǔn)確，可行。3、繪制零件圖和裝配圖，圖紙量不少于 1.5 張 A0 圖紙。4、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，格式正確，要求字?jǐn)?shù)不少于 6000 字。5、完成電子文檔及 PPT 文檔，并打印裝成冊(cè)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)：1、粗鏜活塞銷(xiāo)孔工序簡(jiǎn)圖一張。2、零件生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量。3、要求完成活塞零件粗鏜銷(xiāo)孔工序的裝夾，完成裝夾所需夾具的總體設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作計(jì)劃：1、2008 年 1 月~2 月：接受畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱整理文獻(xiàn)資料；2、2009 年 3 月：確定課題設(shè)計(jì)方案；3、2009 年 4 月：繪制設(shè)計(jì)圖紙及編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；4、2009 年 5 月 10 日之前：定稿打印，裝配畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。接受任務(wù)日期 2009 年 2 月 10 日 要求完成日期 2009 年 5 月 10 日學(xué) 生 簽 名 年 月 日指導(dǎo)教師簽名 年 月 日院長(zhǎng)（主任）簽名 年 月 日粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)摘 要根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)針對(duì)粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床的夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行說(shuō)明。設(shè)計(jì)中的專(zhuān)用夾具是為活塞零件的粗鏜工序所設(shè)計(jì)的夾具。此處專(zhuān)用夾具主要包括定位裝置、夾緊裝置、夾具體及其它裝置。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括研究原始資料，夾具設(shè)計(jì)初步方案制定，主要零件的設(shè)計(jì)說(shuō)明，繪制夾具總裝配圖，標(biāo)注尺寸、技術(shù)要求、零件編號(hào)及編制零件明細(xì)表，繪制夾具零件圖。設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)過(guò)對(duì)不同方案的比較，最后確定最優(yōu)方案。關(guān)鍵詞 活塞銷(xiāo)孔 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Abstract Book design task in accordance with the requirements, the design specification for rough piston pin hole boring machine-specific description of the fixture design. Dedicated fixture design for the Pistons rough boring parts of the fixture design process. Dedicated fixture here include positioning devices, clamping devices, and other device specific folder. The main elements of design including raw data, the preliminary fixture design program development, the design of the main parts that draw the general assembly jig, mark size, technical requirements, part number and schedule of the preparation of parts, drawing parts diagram fixture. The design process through the comparison of different programs, and finally to determine the optimal program.Keywords: piston’s thole hole、 fixture structural design粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)目 錄1 前 言 ................................................................32 夾具概述 ..............................................................43 活塞零件與組合機(jī)床概述 ................................................43.1 活塞概述 ........................................................43.2 粗鏜活塞銷(xiāo)孔主要技術(shù)條件分析 ....................................63.3 活塞的材料及毛坯制造 ............................................73.4 活塞銷(xiāo)孔的機(jī)械加工工藝過(guò)程的分析 ................................73.5 機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)以及刀具主要參數(shù) ..............................83.5.1 機(jī)床尺寸參數(shù) ..............................................83.5.2 機(jī)床主要參數(shù)計(jì)算 ..........................................93.5.3 安裝夾具連接部分尺寸 .....................................104 粗鏜活塞銷(xiāo)孔專(zhuān)用機(jī)床的夾具設(shè)計(jì) .......................................114.1 夾具結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)方案 .........................................114.1.1 工件的定位方案 ...........................................114.1.2 夾具的引導(dǎo)方式 ...........................................114.1.3 工件的夾緊機(jī)構(gòu) ...........................................124.1.4 夾具體的設(shè)計(jì) .............................................154.1.5 傳動(dòng)方式 .................................................164.2 定位誤差分析 ...................................................174.3 夾具設(shè)計(jì)的計(jì)算 .................................................174.3.1 原動(dòng)力計(jì)算 ...............................................174.3.2 扳手和螺栓的選用 .........................................185 夾具（零件）的公差配合和技術(shù)條件 .....................................185.1 夾具公差的制定以及技術(shù)條件 .....................................185.2 夾具零件的公差和技術(shù)條件 .......................................186 總結(jié) .................................................................19參考文獻(xiàn) ...............................................................20致 謝 ................................................................21粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)1 前 言畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 是 高 等 工 業(yè) 院 校 學(xué) 生 畢 業(yè) 前 進(jìn) 行 的 全 面 綜 合 訓(xùn) 練 ， 是 培 養(yǎng) 學(xué) 生綜 合 運(yùn) 用 所 學(xué) 知 識(shí) 與 技 能 解 決 實(shí) 際 問(wèn) 題 的 教 學(xué) 環(huán) 節(jié) ， 是 學(xué) 生 在 校 獲 得 的 最 后訓(xùn) 練 機(jī) 會(huì) ， 也 是 對(duì) 學(xué) 生 在 校 期 間 所 獲 得 知 識(shí) 的 檢 驗(yàn) 。這 次 設(shè) 計(jì) 的 題 目 是 ： 粗 鏜 活 塞 銷(xiāo) 孔 專(zhuān) 用 機(jī) 床 的 夾 具 設(shè) 計(jì) 。 通 過(guò) 設(shè) 計(jì) 粗 鏜活 塞 銷(xiāo) 孔 專(zhuān) 用 機(jī) 床 的 夾 具 ， 培 養(yǎng) 綜 合 運(yùn) 用 所 學(xué) 基 本 理 論 ， 基 本 知 識(shí) ， 基 本方 法 和 基 本 技 能 ， 分 析 問(wèn) 題 和 解 決 問(wèn) 題 的 能 力 。設(shè) 計(jì) 的 要 求 ： 設(shè) 計(jì) 方 案 和 計(jì) 標(biāo) 正 確 ， 敘 述 清 楚 ， 圖 紙 符 合 制 圖 規(guī) 范 。我需學(xué)習(xí)“機(jī)械制造工藝學(xué)” ， “機(jī)床夾具設(shè)計(jì)” ， “組合機(jī)床設(shè)計(jì)” ， “機(jī)械零件手冊(cè)”等方面知識(shí)和參考資料。根 據(jù) 原 始 資 料 及 組 合 機(jī) 床 的 技 術(shù) 參 數(shù) 進(jìn) 行 設(shè)計(jì) 夾 具 ， 并 繪 制 出 解 放 牌 汽 車(chē) 用 鋁 活 塞 銷(xiāo) 孔 零 件 圖 、 專(zhuān) 用 夾 具 總 裝 圖 、 夾 具零 件 圖 。在這次設(shè)計(jì)中，我明確設(shè)計(jì)目的，并決定好好把握和利用這踏上工作崗位前的最后一次“演習(xí)”機(jī)會(huì)，仔細(xì)查閱資料，精心設(shè)計(jì)，努力工作，終于完成了這次設(shè)計(jì)任務(wù)，但由于水平和時(shí)間有限，設(shè)計(jì)出專(zhuān)用夾具的總體結(jié)構(gòu)，基本能實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的夾緊工作，并且設(shè)計(jì)中錯(cuò)誤難免，希望老師們批評(píng)指正，從而能得到不斷的進(jìn)步。粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)2 夾具概述機(jī)床夾具是在金屬切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊，以接受加工的工藝裝備。在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，為了保證加工表面相對(duì)其它表面的尺寸和位置精度，首先需要使工件在機(jī)床上占有準(zhǔn)確的位置，并在加工過(guò)程中能承受各種力的作用而始終保持這一準(zhǔn)確位置不變，前者稱(chēng)為工件的定位，后者稱(chēng)為工件的夾緊，這一整個(gè)過(guò)程統(tǒng)稱(chēng)工件的裝夾。工件的裝夾，可根據(jù)工件加工的不同技術(shù)要求，采用先定位后夾緊或在夾緊過(guò)程中同時(shí)定位兩種方式，其目的都是為了保證工件在加工時(shí)相對(duì)刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)（通常由機(jī)床所提供）具有準(zhǔn)確的位置。工件裝夾的方法：在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，根據(jù)工件的精度要求和加工批量的不同，可采用一下兩種裝夾方法（1）找正裝夾法—通過(guò)對(duì)工件上有關(guān)表面或劃線(xiàn)的找正，最后確定工件加工時(shí)具有準(zhǔn)確位置的裝夾方法。（2）夾具裝夾法—通過(guò)安裝在機(jī)床上的夾具對(duì)工件的定位和夾緊，最后確定工件加工時(shí)應(yīng)具有準(zhǔn)確的裝夾方法。此法裝夾效率高、操作簡(jiǎn)便和易于保證加工精度，故多在成批或大量生產(chǎn)中采用。夾具的組成： 定 位 元 件 及 定 位 裝 置 ， 夾 緊 裝 置 ， 對(duì) 刀 及 導(dǎo) 引 元 件 ， 夾 具 體 ，其 它 元 件 及 裝 置在機(jī)械制造批量生產(chǎn)中根據(jù)加工工件的工藝要求，合理使用夾具是充分發(fā)揮機(jī)床的作用，保證產(chǎn)品質(zhì)量，縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本以及減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的重要生產(chǎn)手段，因此機(jī)床夾具在機(jī)械制造行業(yè)中占有十分重要的地位。3 活塞零件與組合機(jī)床概述3.1 活塞概述往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)的活塞，是將直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或者將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的零件之一?；钊Y(jié)構(gòu)如 2-1 圖所示，平面 4 稱(chēng)為活塞頂面，它承受氣體壓力，并受到高溫氣體的直接作用?；钊斆?4 與環(huán)槽 5 稱(chēng)為活塞頭部。四條圓環(huán)形的槽 5，其中靠近頂面的三條環(huán)槽稱(chēng)為氣環(huán)槽，在氣環(huán)槽中放置有彈性的活塞環(huán)，用以密封活塞頂粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)面上部燃燒室里的高溫高壓氣體；離頂面最遠(yuǎn)的一天環(huán)槽稱(chēng)為油環(huán)槽，在油環(huán)槽哦中放置油杯（或稱(chēng)刮油環(huán)） ，把飛濺到汽缸套內(nèi)壁上多余的潤(rùn)滑油刮去，使油從油環(huán)槽的回油小孔 3 中流回曲軸箱?；钊虏繜o(wú)環(huán)槽部分 1 為活塞裙部，活塞裙部在活塞工作過(guò)程中起導(dǎo)向作用?；钊虚g的貫穿通孔 7 稱(chēng)為活塞銷(xiāo)孔，活塞銷(xiāo)孔的兩端有鎖環(huán)槽 6，安裝擋圈限制活塞銷(xiāo)的軸向竄動(dòng)。8 是短圓柱面與圓錐面的組合部分，稱(chēng)為活塞止口，是為加工活塞而設(shè)置的輔助精基準(zhǔn)面，在活塞工作過(guò)程當(dāng)中不起作用。1- 活塞裙部 2-活塞頭部 3-回油小孔 4-活塞頂面5-環(huán)槽 6-鎖環(huán)槽 7-活塞銷(xiāo)孔 8-活塞止口圖3-1 活塞簡(jiǎn)圖活塞在汽缸里承受高溫、高壓氣體的壓力，并將壓力經(jīng)連桿傳給曲軸，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，或?qū)⑶S的旋轉(zhuǎn)壓力經(jīng)連桿、活塞而壓縮氣體，即空氣壓縮機(jī)?；钊Y(jié)構(gòu)如圖。因工作過(guò)程中受力與受熱的影響，活塞裙部將產(chǎn)生如圖所示的變形。由于金屬分布在活塞銷(xiāo)軸方向的剛度小于垂直該方向的剛度，因此在頂面氣體壓力的作用下，沿活塞銷(xiāo)軸向變形量大；同時(shí)頂面受高溫影響產(chǎn)生熱膨脹，而圓周方向金屬分布不均，銷(xiāo)孔軸線(xiàn)方向金屬多，熱膨脹量大，也形成銷(xiāo)孔軸線(xiàn)方向的膨脹量大于其垂直方向，如 2-2 圖所示。若裙部原來(lái)呈圓形，則受力，受熱后的變形結(jié)果使裙部變成橢圓形，兩項(xiàng)疊加總是使銷(xiāo)軸方向?yàn)闄E圓長(zhǎng)軸，垂直銷(xiāo)軸方向?yàn)闄E圓短軸，這樣活塞與汽缸套的間隙，在長(zhǎng)軸方向減少甚至消失，容易發(fā)生強(qiáng)烈摩擦甚至“咬死” 。為了補(bǔ)償上述變形，應(yīng)將活塞裙部設(shè)計(jì)制造成橢圓形，橢圓的長(zhǎng)軸在垂直于活塞銷(xiāo)軸的方向，并在活塞裙部銷(xiāo)軸附近鑄造出兩塊凹坑，增加裙部與汽缸套內(nèi)壁的間隙。124567粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)此外，頂面熱量由上向下傳遞，溫度場(chǎng)上面高下面的，熱膨脹不均，因此活塞因制成錐形，頭部小，裙部大；裙部也帶有錐度，大端在下方。(a)受力變形圖 (b)受熱變形圖圖 3-2 活塞變形示意圖為了進(jìn)一步減少熱傳導(dǎo)，有的活塞還銑有橫槽和縱向斜槽，以使熱變形在開(kāi)槽處不能連續(xù)而減少熱變形量。但銑槽增加了工序，且降低了活塞的剛性和強(qiáng)度，現(xiàn)在這種活塞的應(yīng)用正在逐步減少，而采用改進(jìn)活塞材料，改進(jìn)活塞裙部橢圓形狀的方法，以補(bǔ)償熱變形誤差。3.2 粗鏜活塞銷(xiāo)孔主要技術(shù)條件分析粗鏜活塞銷(xiāo)孔工序所保證的尺寸、形狀位置公差中，查《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》可知：1、粗鏜所能夠達(dá)到的精度等級(jí)為 IT ；10~22、銷(xiāo)孔圓度和圓柱度不大于 0.05mm，公差等級(jí)為 級(jí)；1~23、銷(xiāo)孔對(duì)稱(chēng)度不大于 0.02mm,公差等級(jí)為 級(jí)；784、銷(xiāo)孔軸心線(xiàn)對(duì)裙部軸心線(xiàn)的垂直度在 100mm 長(zhǎng)度上公差為 0.35mm；5、銷(xiāo)孔軸心線(xiàn)在裙部軸心線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)度不大于 0.2mm。由于是粗鏜，尺寸和形位公差采用標(biāo)注形位公差和尺寸公差相互關(guān)系的基本公 差原則“獨(dú)立原則” ，即在圖樣上給出的尺寸公差和形位公差各自獨(dú)立，應(yīng)分別滿(mǎn)足要求的公差原則。對(duì)于粗鏜，可以允許有退刀痕跡，退刀痕跡是由于在刀桿的自重下使刀具下垂一定量而在加工是產(chǎn)生的。下圖 3-3 為工序簡(jiǎn)圖：粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 120270-.54圖 3-3 粗鏜活塞銷(xiāo)孔工序簡(jiǎn)圖3.3 活塞的材料及毛坯制造在 汽 油 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 和 高 速 柴 油 機(jī) 中 ， 為 了 減 少 往 復(fù) 直 線(xiàn) 運(yùn) 動(dòng) 部 分 的 慣 性 作 用 ，應(yīng) 采 用 銅 硅 鋁 合 金 作 為 活 塞 材 料 。 它 的 化 學(xué) 成 分 是 ：Si4~6%， Cu5~8%,Mg0.2~0.5%,Fe≤ 1%, 其 余 是 鋁 。采用鋁合金的優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)熱性好，質(zhì)量輕，慣性力小，可提高轉(zhuǎn)速，加工工藝性好。鋁合金切削性能好，毛坯鑄造可采用金屬型壓鑄，毛坯精度高，活塞銷(xiāo)孔也能夠鑄造出來(lái)，因此減少了機(jī)械加工量。鋁 活 塞 毛 坯 在 機(jī) 械 加 工 前 要 切 去 澆 冒 口 ， 并 進(jìn) 行 時(shí) 效 處 理 ， 消 除 鑄 造 時(shí) 因冷 卻 不 均 勻 而 產(chǎn) 生 的 內(nèi) 應(yīng) 力 。 時(shí) 效 處 理 時(shí) 將 活 塞 加 熱 至 180~200℃ ， 保溫 6~8 小 時(shí) ， 自 然 冷 卻 。 活 塞 經(jīng) 過(guò) 時(shí) 效 處 理 后 還 能 增 加 強(qiáng) 度 和 硬 度 。3.4 活塞銷(xiāo)孔的機(jī)械加工工藝過(guò)程的分析零 件 名 稱(chēng) ： 解 放 牌 汽 車(chē) 活 塞材 料 ： 鋁 合 金 ZL108年 產(chǎn) 量 ： 25～ 30 萬(wàn) 件活塞外形和內(nèi)腔形狀復(fù)雜，裙部為帶有錐度的橢圓，外部有直斜槽和橫槽，主要表面尺寸精度和活塞銷(xiāo)孔的位置精度要求很高?；钊诒?，剛性差，在外力作用下很容易變形，受切削熱的影響，加工過(guò)程熱變形也大。活塞生產(chǎn)屬于大批大量生產(chǎn)，工藝上必須采取一些專(zhuān)用工藝裝備。定位基準(zhǔn)的選擇：活塞是薄壁零件，容易產(chǎn)生變形，且加工工藝路線(xiàn)又長(zhǎng)，若沒(méi)粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)有一個(gè)統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，很難達(dá)到所要求的位置精度。目前大多數(shù)生產(chǎn)廠(chǎng)均采用止口和端面做輔助精基準(zhǔn)面，只有在精車(chē)外圓和精磨外圓時(shí)，才用止口處直面及頂面上的工藝搭子中心孔組合定位。止口和端面定位的特點(diǎn)是：可加工部位多，如裙部、頭部、頂面、銷(xiāo)孔、橫直槽等只要表面，一次裝夾情況下，可完成車(chē)削外圓、頂面、環(huán)槽等加工?；钊庸ざ嗖捎脤?zhuān)用機(jī)床，統(tǒng)一采用同一基準(zhǔn)，既能夠提高生產(chǎn)率，有能夠保證表面位置精度?；钊N(xiāo)孔的加工：活塞銷(xiāo)孔的技術(shù)要求很高，工藝上需安排粗加工、加工及光整加工、銷(xiāo)孔加工是活塞加工的主要工序。鋁合金活塞毛坯銷(xiāo)孔預(yù)先鑄造出來(lái)，因孔帶有錐度（拔模斜度） ，直接用來(lái)定位與夾緊很不方便，經(jīng)過(guò)粗鏜銷(xiāo)孔后，銷(xiāo)孔便可用作有關(guān)工序的定位與夾緊表面。銷(xiāo)孔的精加工通常放在金剛鏜床上進(jìn)行，金剛鏜床精度高、轉(zhuǎn)速快、切削用量小。為了保證活塞銷(xiāo)孔的尺寸、形狀和位置精度，金剛鏜床主軸回轉(zhuǎn)中心相對(duì)工件定位表面有較高的位置精度，因而可保證加工質(zhì)量。3.5 機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)以及刀具主要參數(shù)3.5.1 機(jī) 床 尺寸參數(shù)機(jī) 床 裝 料 高 度 的 確 定 ： 根 據(jù) 我 國(guó) 普 通 機(jī) 床 提 供 的 數(shù) 字 取 H4=850(mm)鏜 模 架 厚 度 75（ mm）工 件 寬 度 為 102（ mm）工 件 和 鏜 模 架 間 的 距 離 為 27（ mm）夾 具 底 座 的 總 長(zhǎng) 尺 寸 （ 加 上 補(bǔ) 償 鑄 件 的 鑄 造 誤 差 15mm， 再 加 上夾 具 底 座 中 間 底 座 上 固 定 用 的 凸 臺(tái) 尺 寸 ， 每 邊 48mm）A=315（ mm)L1=240(mm)（ 工 件 端 面 至 主 軸 箱 端 面 在 加 工 終 了 時(shí) 的 距 離 ）L2=138(mm)（ 主 軸 箱 厚 度 ）L3=102(mm)（ 工 件 沿 機(jī) 床 長(zhǎng) 度 方 向 的 尺 寸 ）l 1=138(mm)（ 機(jī) 床 長(zhǎng) 度 方 向 上 ， 主 軸 箱 與 動(dòng) 力 滑 臺(tái) 的 重 合 長(zhǎng) 度 ）l2=20(mm)（ 加 工 終 了 位 置 ， 滑 臺(tái) 前 端 面 至 滑 座 端 面 的 距 離 ）l3=100(mm)（ 滑 座 前 端 面 至 側(cè) 底 座 前 端 面 的 距 離 ）L=342（ mm）3.5.2 機(jī) 床 主 要 參 數(shù) 計(jì) 算查 《 組 合 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 》 表 3-11 得 。 粗 鏜 的 鏜 刀 的 材 料 為 高 速 鋼 采用的鏜刀的幾何參數(shù)為：粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)主偏角 =45°，前角 o=20°, 刃傾角 s=0°.刀尖圓弧半徑 r =2.0 . Kr???m初定鏜孔加工余量為 ， 切 削 速 度 v（ m/min） 在 100~150 范 圍1.5apm?內(nèi) 選 取 ， 初 步 定 為 120,即 主 軸 轉(zhuǎn) 速 為 120。 每 轉(zhuǎn) 進(jìn) 給 量 f（ mm/轉(zhuǎn) ) 在0.5~1.5 范 圍 內(nèi) 選 取 ， 但 考 慮 到 液 壓 滑 臺(tái) 的 進(jìn) 給 速 度 v （ 40—f1000mm/min） (因 為 液 壓 滑 臺(tái) 初 選 為 HY20A 型 )的 限 制 要 取 合 適 的 值 。由 公 式 n=1000v/π D 得 ：n=1000×120/π ×27=1414.7(r/min)v =f×n 取 滑 臺(tái) 的 進(jìn) 給 速 度 為 1000， 則f=v /n=1000/1414.7=0.7（ mm/r）f最 后 得 每 轉(zhuǎn) 進(jìn) 給 量 為 0.7（ mm/r） .切 削 力 Fc,切 削 扭 矩 M， 切 削 功 率 N， 刀 具 耐 用 度 T 的 計(jì)算 公 式 ： 初 定 鏜 刀 裝 在 鏜 桿 上 的 幾 何 參 數(shù) 為 ： 主 偏 角 Kψ =45°， 前 角 Ψ 。 =20°，刃 傾 角 λ s＝ 0°， 刀 尖 圓 弧 半 徑 Υ ε =20（ mm） ,初 定 鏜 孔 加 工 余 量ap=1.5mm（ 1） 切 削 力 Fc=9.81×CFC×apXFC×fyFC×KFC=9.81×40×1.51×0.70.75×1200×KFC其 中 KFC= KMFC × KΥ 0FC × KKΥ FC × Kλ sFC × KΥ ε FC查 《 機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 》 p48 表 2-3， 得 KMFC=1查 表 2-4 得 KΥ 0FC=1.0 KKΥ FC=1.0Kλ sFC=1.0 KΥ ε FC=1.0∴ KFC= KMFC × KΥ 0FC ×KKΥ FC × Kλ sFC × KΥ ε FC=1×1.0×1.0×1.0×1.0×1.0=1∴ Fc=9.81×CFC×apXFC×fyFC×KFC=9.81×40×1.51×0.70.75×1200×KFC=9.81×40×1.51×0.70.75×1200×1=450.4(N)（ 2） 切 削 功 率 ：Pc=Fc×Vc/60×103=450.4×120/60000=0.895(kW)粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)即 主 運(yùn) 動(dòng) 功 率 為 0.895(kW)（ 3） ， 以 下 數(shù) 據(jù) 根 據(jù) 組 合 機(jī) 床 液 壓 滑 臺(tái) 部 分 的 設(shè) 計(jì) ：快進(jìn)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)的功率為：pPq/.41./(6.7)??????0.1k工進(jìn)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)功率為：pPq/4.52/(60.7)??????0.2kW3.5.3 安裝夾具連接部分尺寸因?yàn)閷?zhuān)用夾具是固定在機(jī)床工作臺(tái)上，所以在機(jī)床工作臺(tái)上鑄造有配合夾具體的凸臺(tái)來(lái)定位，厚度為 10mm 如下圖 3-4：圖 3-4 機(jī)床-夾具定位件 4 粗鏜活塞銷(xiāo)孔專(zhuān)用機(jī)床的夾具設(shè)計(jì)粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)4.1 夾 具 結(jié) 構(gòu) 的 初 步 設(shè) 計(jì) 方 案4.1.1 工 件 的 定 位 方 案工 件 在 夾 具 中 的 定 位 應(yīng) 符 合 定 位 原 理 ， 合 理 設(shè) 置 定 位 元 件 ， 定 位 誤 差應(yīng) 小 于 工 序 公 差 的 三 分 之 一 。1.定位基準(zhǔn)的選擇：活塞是薄壁零件，容易產(chǎn)生變形，且加工工藝路線(xiàn)又長(zhǎng)，若沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，很難達(dá)到所要求的位置精度。目前大多數(shù)生產(chǎn)廠(chǎng)均采用止口和端面做輔助精基準(zhǔn)面。這里用活塞止口及端面定位，消去 5 個(gè)自由度，剩下的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度用一根裝在尾座套筒中的削邊銷(xiāo)插入孔中來(lái)定位，從而保證加工余量 均勻。當(dāng)用螺母與螺桿及壓板、壓塊將活塞壓緊后，再將削邊銷(xiāo)從孔中退出，即可進(jìn)行加工。定位元件是夾具體上的短圓柱銷(xiāo)(此處短圓柱銷(xiāo)與夾具體是一個(gè)整體，鑄造時(shí)一起鑄造出來(lái)的)和削邊銷(xiāo)。止口和端面定位的特點(diǎn)是：可加工部位多，如裙部、頭部、頂面、銷(xiāo)孔、橫直槽等只要表面，一次裝夾情況下，可完成車(chē)削外圓、頂面、環(huán)槽等加工?；钊庸ざ嗖捎脤?zhuān)用機(jī)床，統(tǒng)一采用同一基準(zhǔn)，既能夠提高生產(chǎn)率，有能夠保證表面位置精度。4.1.2 夾 具 的 引 導(dǎo) 方 式因 為 活 塞 銷(xiāo) 孔 鏜 至 27， 鏜 削 量 較 小 ， 連 接 在 主 軸 上 的 鏜 桿 也 不 長(zhǎng) 。 根?據(jù) 《 機(jī) 床 夾 具 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 》 關(guān) 于 金 剛 鏜 床 夾 具 的 典 型 例 子 其 中 金 剛 鏜 床 為 剛 性主 軸 ， 孔 的 位 置 精 度 主 要 由 主 軸 與 夾 具 之 間 正 確 位 置 保 證 ， 夾 具 沒(méi) 有 鏜 套 。所 以 ， 夾 具 相 對(duì) 主 軸 的 位 置 要 保 持 很 高 的 精 度 ， 從 而 夾 具 在 機(jī) 床 上 的 定 位和 夾 緊 一 定 要 非 常 精 準(zhǔn) 和 穩(wěn) 定 。 這 里 我 們 也 效 仿 這 個(gè) 例 子 ， 粗 鏜 活 塞 銷(xiāo)孔 組 合 機(jī) 床 采 用 剛 性 主 軸 ， 可 以 不 采 用 鏜 套 ， 節(jié) 省 材 料 的 同 時(shí) ， 也 簡(jiǎn) 化 了總 體 結(jié) 構(gòu) 。4.1.3 工 件 的 夾 緊 機(jī) 構(gòu)夾 緊 力 的 作 用 點(diǎn) 和 方 向 應(yīng) 符 合 夾 緊 原 則 。 進(jìn) 行 夾 緊 力 的 分 析 和 計(jì) 算 ， 以 確定 夾 緊 元 件 及 傳 動(dòng) 裝 置 的 主 要 尺 寸 。工 件 達(dá) 到 正 確 夾 緊 的 原 則 ：(1)在 夾 緊 過(guò) 程 中 ， 不 至 于 因 工 件 重 力 的 影 響 而 破 壞 正 確 定 位 ；(2)在 夾 緊 過(guò) 程 中 ， 夾 緊 力 不 應(yīng) 使 已 經(jīng) 獲 得 正 確 定 位 的 工 件 脫 離 正 確 位 置 ；(3)在 夾 緊 過(guò) 程 中 ， 應(yīng) 使 工 件 不 產(chǎn) 生 超 出 表 面 形 狀 精 度 允 許 范 圍 的 變 形粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)(4)在 切 削 過(guò) 程 中 ， 應(yīng) 避 免 工 件 產(chǎn) 生 不 能 允 許 的 振 動(dòng) 在 切 削 過(guò) 程 中 ， 切 削力 不 應(yīng) 破 壞 工 件 的 正 確 位 置 ， 并 使 平 衡 切 削 所 需 的 夾 緊 力 最 小 。依 照 被 夾 緊 工 件 的 外 形 結(jié) 構(gòu) 、 加 工 條 件 、 技 術(shù) 要 求 等 條 件 ， 選 用 螺 旋 夾緊 機(jī) 構(gòu) 和 快 速 螺 旋 —聯(lián) 動(dòng) 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 都 能 夠 滿(mǎn) 足 夾 緊 要 求 。 由 于 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)的 是 否 嚴(yán) 謹(jǐn) 是 影 響 被 加 工 工 件 加 工 精 度 的 一 個(gè) 非 常 重 要 的 因 素 。 因 此 要 分 析這 兩 種 夾 緊 機(jī) 構(gòu) ， 通 過(guò) 對(duì) 比 ， 選 擇 一 種 更 有 利 于 加 工 精 度 要 求 的 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 。以 下 是 兩 種 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 的 結(jié) 構(gòu) 圖 ：4-1 螺 旋 夾 緊 機(jī) 構(gòu)·粗鏜活塞銷(xiāo)孔組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)4-2 快 速 螺 旋 —聯(lián) 動(dòng) 夾 緊 機(jī) 構(gòu)比 較 以 上 兩 種 夾 緊 機(jī) 構(gòu) ,可 以 發(fā) 現(xiàn) 第 一 種 機(jī) 構(gòu) 是 用 剛 性 壓 板 對(duì) 兩 個(gè) 工件 進(jìn) 行 多 件 夾 緊 ,當(dāng) 采 用 這 種 結(jié) 構(gòu) 時(shí) ,一 旦 所 夾 工 件 高 度 (此 處 指 的 是 活 塞 零 件 上 凸 臺(tái) 高 度 )有 所 誤 差 時(shí) ,其 中 一 個(gè) 工 件 在 加 工 時(shí) 就 很 難 夾 緊 ,最 終導(dǎo) 致 精 度 太 低 ,還 有 可 能 無(wú) 法 加 工 。 此 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 違 背 了 夾 緊 過(guò) 程 中 不 得 改 變工 件 定 位 時(shí) 所 確 定 的 位 置 要 求 。 另 外 ， 采 用 圖 4-1 中 的 平 墊 圈 ， 擰 螺 母 耗時(shí) 多 ， 效 率 低 。當(dāng) 采 用 圖 4-2 第 二 種 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 時(shí) ,用 一 個(gè) 原 始 力 ,通 過(guò) 一 定 的 機(jī) 構(gòu) 對(duì) 兩個(gè) 相 同 的 活 塞 零 件 進(jìn) 行 夾 緊 ,這 里 的 結(jié) 構(gòu) 就 是 剛 性 壓 板 和 浮 動(dòng) 壓 塊 組 合 在 一起 .這 樣 就 能 避 免 前 述 情 況 的 發(fā) 生 .多 件 夾 緊 之 所 以 必 須 采 用 浮 動(dòng) 連 接 ,是 由 于 被 夾 緊 的 工 件 尺 寸 有 誤 差 ,如 果 采 用 剛 性 壓 板 則 各 工 件 所 受 的 夾 緊 力就 有 可 能 不 一 致 ,甚 至 有 些 工 件 夾 不 住 ,所 以 夾 緊 元 件 必 須 做 成 能 浮 動(dòng) 的 或能 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 的 ,以 便 補(bǔ) 償 工 件 的 相 應(yīng) 尺 寸 偏 差 。 而 且 ， 采 用 了 快 速 螺 旋 機(jī) 構(gòu) ，平 墊 圈 換 成 了 開(kāi) 口 墊 圈 ， 擰 螺 母 時(shí) 只 需 擰 到 把 開(kāi) 口 墊 圈 能 取 出 來(lái) 的 位 置 就 行 ，大 大 提 高 了 生 產(chǎn) 效 率 。開(kāi) 口 墊 圈 的 示 意 圖 如 下 圖 3-3 所 示 ：4-3 開(kāi)口墊圈因 此 選 用 圖 4-2 夾 緊 機(jī) 構(gòu) ， 其 中 夾 緊 元 件 有 六 角 螺 母 ， 開(kāi) 口 墊 圈 ， 壓 塊 ，壓 板 ； 連 接 元 件 為 是 螺 栓 、 銷(xiāo) 軸 。 六 角 螺 母 選 用 的 是 M10， 根 據(jù) 《 機(jī) 床夾 具 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 》 361 頁(yè) 表 選 用 開(kāi) 口 墊 圈 D=35mm， H=7mm； 根 據(jù) 《 實(shí) 用 機(jī) 床設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 》 表 4.1-22 選 用 螺 紋 長(zhǎng) 度 b=32mm， 則 螺 栓 長(zhǎng) 度125
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