工藝夾具-連接座的數(shù)控工藝及主要工序工裝設(shè)計(jì)

工藝夾具-連接座的數(shù)控工藝及主要工序工裝設(shè)計(jì),工藝,夾具,連接,數(shù)控,主要,工序,工裝,設(shè)計(jì) 四 川 理 工 學(xué) 院 工 藝 規(guī) 程 卡 片 系 別 機(jī) 電 工 程 系 專 業(yè) 班 級 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級 機(jī)械制造03級1班 學(xué) 生 曹 建 學(xué) 號 0 3 0 1 1 0 1 0 1 指 導(dǎo) 教 師 高 一 知___ 四川理工學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 設(shè)計(jì)者：曹建 產(chǎn)品名稱 連接座 零（部）件名稱 連接座 共 7 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機(jī)加 40 車 HT200 毛坯種類 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 臥式車床 Ｃ６２０-１型 夾具編號 夾具名稱 切削液 內(nèi)三爪卡盤 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具） 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度 mm 進(jìn)給次數(shù) 工 步 工 時(shí) 1 粗車左端面，尺寸保持 游標(biāo)卡尺、端面車刀 230 63 0.7 2.5 1 機(jī)動(dòng) 輔助 2 粗車左外圓至 游標(biāo)卡尺、硬質(zhì)合金車刀 230 63 0.7 2.5 1 3 粗鏜至，深 游標(biāo)卡尺、內(nèi)孔車刀 380 37 0.25 2.5 1 四川理工學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 設(shè)計(jì)者：曹建 產(chǎn)品名稱 連接座 零（部）件名稱 連接座 共 7 頁 第 2頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機(jī)加 50 車 毛坯種類 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 臥式車床 Ｃ６２０-１型 夾具編號 夾具名稱 切削液 內(nèi)三爪卡盤 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具） 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度 mm 進(jìn)給次數(shù) 工 步 工 時(shí) 1 粗車右端面，尺寸保持 游標(biāo)卡尺、端面車刀 230 63 0.7 2.5 1 輔助 2 粗車右端面，尺寸保持 游標(biāo)卡尺、端面車刀 230 63 0.7 2.5 1 3 粗車外圓至 游標(biāo)卡尺、硬質(zhì)合金車刀 230 63 0.7 2.5 1 4 锪成 自制锪刀 230 63 0.7 1 1 四川理工學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 設(shè)計(jì)者：曹建 產(chǎn)品名稱 連接座 零（部）件名稱 連接座 共 7 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機(jī)加 70 車 毛坯種類 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 內(nèi)三爪卡盤 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具） 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度 mm 進(jìn)給次數(shù) 工 步 工 時(shí) 1 半精車左端面，尺寸保持70 游標(biāo)卡尺、YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 125 50 0.7 1.25 1 機(jī)動(dòng) 輔助 2 半精車距離為的面成 游標(biāo)卡尺、YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 125 50 0.7 0.5 1 3 半精鏜，深 游標(biāo)卡尺、內(nèi)孔車刀 890 126.8 0.1 0.75 1 四川理工學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 設(shè)計(jì)者：曹建 產(chǎn)品名稱 連接座 零（部）件名稱 連接座 共 7 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機(jī)加 80 車 毛坯種類 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 內(nèi)三爪卡盤 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具） 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度 mm 進(jìn)給次數(shù) 工 步 工 時(shí) 1 半精車端面，粗糙度值為，尺寸保持成 游標(biāo)卡尺、端面車刀 123 63 0.7 1.5 1 機(jī)動(dòng) 輔助 2 半精車外圓至 游標(biāo)卡尺、YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 123 63 0.7 1.5 1 3 半精車孔至 游標(biāo)卡尺、內(nèi)孔車刀 123 63 0.7 0.5 1 四川理工學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 設(shè)計(jì)者：曹建 產(chǎn)品名稱 連接座 零（部）件名稱 連接座 共 7 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機(jī)加 90 鏜 毛坯種類 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 內(nèi)三爪卡盤 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具） 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度 mm 進(jìn)給次數(shù) 工 步 工 時(shí) 1 精鏜成 內(nèi)孔車刀 325 3.6 0.25 27 1 機(jī)動(dòng) 輔助 四川理工學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 設(shè)計(jì)者：曹建 產(chǎn)品名稱 連接座 零（部）件名稱 連接座 共 7 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機(jī)加 100 鉆 毛坯種類 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具） 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度 mm 進(jìn)給次數(shù) 工 步 工 時(shí) 1 鉆孔 麻花鉆 150 11.8 0.6 5 1 輔助 2 鉆孔 短柄麻花鉆 120 1.6 0.3 8 1 3 鉆螺紋底孔 麻花鉆 800 15 0.1 12 1 4 攻螺紋 絲錐M5 272 7.38 0.2 12 1 5 鉆孔 短柄麻花鉆 120 1.6 0.3 8 1 四川理工學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 設(shè)計(jì)者：曹建 產(chǎn)品名稱 連接座 零（部）件名稱 連接座 共 7頁 第7頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機(jī)加 110 磨 毛坯種類 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 心軸，定位銷，內(nèi)三爪卡盤 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具） 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度 mm 進(jìn)給次數(shù) 工 步 工 時(shí) 1 磨成 棕剛玉砂輪 729 30 8 0.00325 1 機(jī)動(dòng) 輔助 2 磨成 圓柱磨頭 563 30 20 0.00212 1 3 磨成 砂輪 729 30 8 0.00325 1 四川理工學(xué)院 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 3號 共 1 頁 產(chǎn)品名稱 連接座 零（部）件名稱 連接座 第 1 頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 機(jī)器沙模造型 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數(shù)1 每 臺(tái) 件 數(shù)1 備 注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 10 機(jī)器砂模造型 機(jī)加 20 時(shí)效處理 機(jī)加 30 劃粗加工線。 機(jī)加 40 車 按劃線車端面，尺寸保持，車至粗鏜至，深。 機(jī)加 Ｃ６２０-１型臥式車床 硬質(zhì)合金車刀，端面車刀 鏜 粗鏜至，深。 機(jī)加 Ｃ６２０-１型臥式車床 圓形鏜刀 50 車 掉頭，卡，車端面，粗糙度值為，尺寸保持；車端面，粗糙度值為，尺寸保持；車至；锪成；車至。 機(jī)加 Ｃ６２０-１型臥式車床 自制锪刀，硬質(zhì)合金車刀 60 車 車端面，粗糙度值為，尺寸保持69成；車距離為的面成半精鏜至，深。 機(jī)加 Ｃ６２０-１型臥式車床 硬質(zhì)合金車刀 鏜 半精鏜至，深。 機(jī)加 Ｃ６２０-１型臥式車床 圓形鏜刀 70 車 掉頭，卡。車端面，粗糙度值為6.3，尺寸保持成；車外圓至；車孔至。 機(jī)加 Ｃ６２０-１型臥式車床 端面車刀，硬質(zhì)合金車刀 80 鏜 精鏜成 機(jī)加 Ｃ６２０-１型臥式車床 圓形鏜刀 90 鉆 鉆孔，鉆孔，鉆螺紋底孔及攻螺紋，倒角。 機(jī)加 Ｚ３０８０×２５搖臂鉆床 硬質(zhì)合金麻花鉆頭，絲錐 100 磨 磨成；磨成；磨成 機(jī)加 M2110A磨床 雙斜邊二號砂輪、圓柱磨頭 110 鉗 鉗去毛刺 120 檢 終檢入庫 四川理工學(xué)院 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 3號 共 1 頁 產(chǎn)品名稱 連接座 零（部）件名稱 連接座 第 1 頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 機(jī)器沙模造型 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數(shù)1 每 臺(tái) 件 數(shù)1 備 注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 10 機(jī)器沙模造型 機(jī)加 20 時(shí)效處理 機(jī)加 30 以零件右面的的端面毛胚及內(nèi)圓為定位基準(zhǔn)，粗車左端面及外圓，尺寸保持；粗鏜，深。 數(shù)控 加工中心 端面車刀、外圓刀、圓形鏜刀 40 以粗車左端面及外圓為定位基準(zhǔn)，粗車右端面及，尺寸保持；鉆孔，車成。 數(shù)控 加工中心 端面車刀、外圓車刀、麻花鉆頭、內(nèi)孔車刀 50 以零件右面的的端面及內(nèi)圓為定位基準(zhǔn)，半精車端面，粗糙度值為，尺寸保持69成；車距離為的面成；半精鏜至，深。 數(shù)控 加工中心 端面車刀、外圓車刀、圓形鏜刀 60 以左端面及外圓為定位基準(zhǔn)，半精車端面，粗糙度值為，尺寸保持成；車外圓至；車孔至。 數(shù)控 加工中心 端面車刀、外圓刀、內(nèi)孔車刀 70 以零件右面的的端面及內(nèi)圓為定位基準(zhǔn)，精鏜成 數(shù)控 加工中心 圓形鏜刀 80 以右端面及孔為定位基準(zhǔn)，鉆孔，鉆螺紋底孔及攻螺紋 數(shù)控 加工中心 麻花鉆頭、絲錐 90 以左端面及孔為定位基準(zhǔn)，鉆孔 數(shù)控 加工中心 麻花鉆頭 100 磨成；磨成；磨成 數(shù)控 數(shù)控磨床 雙斜邊二號砂輪、圓柱磨頭 110 鉗去毛刺 120 終檢 130 入庫 附件2：四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 設(shè)計(jì)（論文）名稱 連接座的數(shù)控工藝及主要工序工裝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（論文）類型 B 指導(dǎo)教師 學(xué)生 姓名 曹建 學(xué)號 030110101 系、專業(yè)、班級 機(jī)電系機(jī)制031 一、選題依據(jù)：（簡述研究現(xiàn)狀或生產(chǎn)需求情況，說明該設(shè)計(jì)（論文）目的意義。） 該零件是離心式水泵上的連接座，經(jīng)過對零件圖的分析和研究，零件的左端外圓與水泵泵殼連接，水泵葉輪在直徑為100（見零件圖）的孔內(nèi)，右端外圓與電動(dòng)機(jī)機(jī)座連接，直徑為40（見零件圖）孔與軸承配合。該零件的生產(chǎn)類型為成批或大批生產(chǎn)，每月負(fù)擔(dān)的工序數(shù)不低于30-50。 在科技創(chuàng)新的時(shí)代，做什么都要求提高效率。隨著數(shù)控機(jī)床不斷的使用，大大提高了工廠的生產(chǎn)效率，縮短了加工時(shí)間和減少了加工成本，同時(shí)也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。數(shù)控機(jī)床可加工多種形狀復(fù)雜的零件，在以后制造業(yè)中，將會(huì)產(chǎn)生極大的作用，對于學(xué)習(xí)機(jī)械專業(yè)的學(xué)生來說，就要求我們掌握數(shù)控機(jī)床加工零件的方法及原理，掌握數(shù)控機(jī)床的程序編輯。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是帶有研究性質(zhì)的專題研究分析、設(shè)計(jì)報(bào)告，是完成教學(xué)任務(wù)、培養(yǎng)合格人才的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以培養(yǎng)學(xué)生的開發(fā)和設(shè)計(jì)能力，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能去分析、解決實(shí)際問題的能力，檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果等均具有重要意義。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，旨在使學(xué)生對所學(xué)過的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識進(jìn)行一次全面、系統(tǒng)地回顧和總結(jié)，通過對具體題目的分析，使理論與實(shí)踐相結(jié)合，鞏固和發(fā)展所學(xué)理論知識，掌握正確的思維方法和基本技能，提高學(xué)生獨(dú)立思考能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)。 二、設(shè)計(jì)（論文研究）思路及工作方法 首先對連接座零件圖紙進(jìn)行分析，熟悉該零件的構(gòu)造。然后按照任務(wù)書的要求查找書籍，找到相關(guān)的資料并記錄，完成零件的一些重要尺寸的計(jì)算，并用CAD繪制出零件圖及零件毛胚圖。設(shè)計(jì)部分工序中的夾具，并進(jìn)行定位誤差的分析和夾緊力的計(jì)算，同時(shí)完成指定工序的工裝夾具裝配圖設(shè)計(jì)，對部分主要零件的強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算。利用CAXA制造工程師或Pro/E等軟件完成主要工序的數(shù)控加工程序的自動(dòng)生成。最后對自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行整理，對部分?jǐn)?shù)據(jù)檢驗(yàn)，此工作完畢后出圖，交由指導(dǎo)老師審核。 三、設(shè)計(jì)（論文研究）任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排。 階段內(nèi)容：1.編制零件圖及毛胚圖，并完成其工藝分析 時(shí)間安排：03.05-03.11 2.編制機(jī)械加工工藝過程卡及各工序的工序卡 03.12-03.25 3.定位誤差分析，夾緊力的計(jì)算 03.26-04.10 4.完成指定工序的工裝夾具裝配圖及主要部分主要零件圖設(shè)計(jì) 04.11-05.10 5.指定工序的數(shù)控加工程序的自動(dòng)生成 05.11-05.19 6.編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 05.20-05.31 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作組審核意見 難度 分量 綜合訓(xùn)練程度 教研室主任： 年 月 日 設(shè)計(jì)（論文）類型：A—理論研究；B—應(yīng)用研究；C—軟件設(shè)計(jì)；D-其它等。 四 川 理 工 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）說 明 書 題 目 連 接 座 的 數(shù) 控 工 藝 及 主 要 工 序 工 裝 設(shè) 計(jì) 學(xué) 生 曹 建 系 別 機(jī) 電 工 程 系 專 業(yè) 班 級 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（機(jī)制031） 學(xué) 號 0 3 0 1 1 0 1 0 1 __ 指 導(dǎo) 教 師 高 一 知____ 四 川 理 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 設(shè)計(jì)（論文）題目： 連接座的數(shù)控工藝及主要工序工裝設(shè)計(jì) 系： 機(jī)電 專業(yè)： 機(jī)制 班級： 20031 學(xué)號： 030110101 學(xué)生： 曹建 指導(dǎo)教師： 高一知 接受任務(wù)時(shí)間 2007年3月7日 教研室主任 （簽名）　　系主任 （簽名） 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 1）繪制零件圖及毛胚圖，并完成起工藝分析 2）編制機(jī)械加工工藝過程卡及各工序的工序卡 3）定位誤差分析，夾緊力的計(jì)算，并完成指定工序的工裝夾具的裝配圖設(shè)計(jì)（含定位元件的選擇，夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，夾緊力的計(jì)算對刀元件的設(shè)計(jì)，夾具的安裝設(shè)計(jì)，吊裝裝置的設(shè)計(jì)，夾具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等工作） 4）拆畫夾具裝配圖中主要零件圖并完成部分主要零件的強(qiáng)度校核計(jì)算 5）完成主要工序的數(shù)控加工程序的自動(dòng)生成（可用CAXA制造工程師或PRO/E等軟件完成） 6）要求圖紙：加工零件圖及毛胚圖，加工零件的三維造型，工裝夾具主要零件設(shè)計(jì) （完成8-10個(gè)零件的設(shè)計(jì)）及夾具裝配二維圖 2．指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明 《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》 蒲林祥 機(jī)械工業(yè)出版社 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 華楚生 重慶大學(xué)出版社 《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少龍 機(jī)械工業(yè)出版社 《CAD/CAM軟件教程》 3．進(jìn)度安排 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 繪制零件圖及毛胚圖，并完成其工藝分析 03.05-03.11 2 編制機(jī)械加工工藝過程卡及各工序的工序卡 03.12-03.25 3 定位誤差分析，夾緊力的計(jì)算 03.26-04.10 4 完成指定工序的工裝夾具裝配圖及其部分主要零件圖設(shè)計(jì) 04.11-05.10 5 指定工序的數(shù)控加工程序的自動(dòng)生成 05.11-05.19 6 編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 05.20-05.31 摘 要 機(jī)械制造是將制造資源通過制造過程轉(zhuǎn)化為可供人們使用與利用的工業(yè)品和生活消費(fèi)品的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)就是制造具有一定形狀和尺寸的零件或產(chǎn)品，并把它們裝配成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其他行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，這些行業(yè)的產(chǎn)品再被人們所使用。 隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，有力的推動(dòng)了機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，由于金屬零件的無屑和切削加工利用了材料技術(shù)和過程控制技術(shù)的最新成就，使加工方法進(jìn)一步合理。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使得機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人為代表的機(jī)械制造裝備的結(jié)構(gòu)發(fā)生了一系列的變化。數(shù)控技術(shù)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、測試技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)為一體的綜合性高新技術(shù)，它將機(jī)械裝備的功能、可靠性、效率、質(zhì)量及自動(dòng)化程度等提高到一個(gè)新的水平。 本文以連接座零件的制造過程為基礎(chǔ)，以闡明數(shù)控技術(shù)的基本知識和基本理論為重點(diǎn)，突出機(jī)床夾具設(shè)計(jì)為關(guān)鍵。在零件的制造過程中夾具是必不可少的部分，在機(jī)械制造的切削加工、檢驗(yàn)、焊接和熱處理等工藝過程中，要使用大量的夾具來安裝加工對象，使其占有正確的位置，以保證零件和產(chǎn)品的加工質(zhì)量，并提高生產(chǎn)率，以從而提高經(jīng)濟(jì)性。在設(shè)計(jì)過程靈活運(yùn)用CAD/CAM技術(shù)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）是工業(yè)自動(dòng)化向智能化發(fā)展中的另一關(guān)鍵性技術(shù)。 在設(shè)計(jì)過程中首先對零件的加工過程進(jìn)行了整體的工藝分析，按其要求對零件的數(shù)控工藝部分進(jìn)行了分析與編程；對零件加工工作所需要的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算與記錄；對零件指定工序夾具進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。重點(diǎn)分析了夾具的設(shè)計(jì)過程，在裝夾夾具所需要的注意的問題。最后繪制出夾具裝配圖以說明夾具在此工序中的作用。 關(guān)鍵詞: 機(jī)械制造，數(shù)控技術(shù)，CAD/CAM，工藝分析，夾具 Ⅰ ABSTRACT The machine manufacture is makes the resources to transform through the manufacture process for may use for the people with the use industrial product and the life consumable profession. The mechanical manufacturing industry is the manufacture has the certain shape and the size components or the product, and assembles the profession them which the machinery equips. The mechanical manufacturing industry product already may directly use for the people, also may provide the equipment for other professions productions, these profession are used again by the people. computer technology high speed development, powerful impetus machine manufacture technology development. At the same time, because the metal parts non- filings and the machining has used the material technology and the process control technology newest achievement causes the processing method to be further reasonable. The numerical control technology development and the application enabled the engine bed, the industry machine person the structure which equipped present machine manufacture to have a series of changes. The numerical control technology is the collection computer technology the automatic control technology, the test technology and the machine manufacture technology is a body comprehensive high-tech, it the function, the reliability, the efficiency, the quality and the auto mati city which equips the machinery and so on enhance to a new level. This article take connects the place components the manufacture process as a foundation, expounded the numerical control technology elementary knowledge and the elementary theory are a key point, the prominent engine bed jig design is a key. In the components manufacture process the jig is the essential part, in technological process and so on the machine manufacture machining, examination welding and heat treatment, must use the massive jigs to install the processing object, enable it to hold the correct position, guaranteed the components and the product processing quality, and enhances the productivity, to thus enhances the efficiency. Nimbly utilizes the CAD/CAM technology in the design process, the computer-aided design and makes (CAD/CAM) is the industrial automation to the intellectualized development in another crucial technology. First has carried on the whole craft analysis in the design process to the components processing process, has partially carried on the analysis and the programming according to its request to the components numerical control craft; The important data needs which to the components processing work has carried on the computation and the record; Assigned the working procedure jig to the components to carryon the analysis and the design.Finally draws up the jig assembly drawing to explain the jig in this working procedure function. Keywords: Machine manufacture, numerical control technology, CAD/CAM, craft analysi，jid 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第一章 前 言 機(jī)械制造工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)教育的最后一環(huán)，在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中占有極為重要的地位。其目的是使學(xué)生獲得工程師的基本訓(xùn)練機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個(gè)人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望在設(shè)計(jì)過程中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為自己今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，希望各位老師給予指教。 通過工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)在下述各方面得到鍛煉： 1.能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝及其夾具課和所學(xué)過的其他課程的基本理論，正確的分析和解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線合理議定等問題，從而保證零件制造的質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。 2.通過工藝裝備的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)能力和制圖能力。 3.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及相關(guān)專業(yè)課程（工程材料與熱處理、機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性與測量技術(shù)、金屬切削加工及裝備等）的理論知識，結(jié)合金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，獨(dú)立地分析和解決機(jī)械加工工藝問題，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。 4.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步具備設(shè)計(jì)保證加工質(zhì)量的高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理的專用夾具的能力。 5.培養(yǎng)學(xué)生熟悉和應(yīng)用有關(guān)手冊、標(biāo)準(zhǔn)、圖表等技術(shù)資料的能力，指導(dǎo)學(xué)生分析零件加工的技術(shù)要求和本企業(yè)具備的加工條件，掌握從事工藝設(shè)計(jì)的方法和步驟。 6.進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械制圖、設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和編寫技術(shù)文件等的基本技能。 7.培養(yǎng)學(xué)生耐心細(xì)致、科學(xué)分析、周密思考、吃苦耐勞的良好習(xí)慣。 8.通過畢業(yè)實(shí)習(xí)及整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程，學(xué)會(huì)調(diào)查研究，收集中外技術(shù)資料的方法，并能熟練的使用有關(guān)的手冊，圖表資料及技術(shù)參考書。 9.在畢業(yè)設(shè)計(jì)中鼓勵(lì)學(xué)生勇于創(chuàng)新并培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)及工作作用。 1 第二章 零件的分析 第二章 零件的分析 2.1 零件的作用 題目所給的零件是離心式微電機(jī)水泵上的連接座零件，它位于電動(dòng)機(jī)座和水泵泵殼之間，主要起連接作用，使主軸電機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按工作者要求工作。零件左端外圓與水泵泵殼連接，水泵葉輪在孔內(nèi)；右端外圓與電動(dòng)機(jī)座連接，中間與軸承連接，使電機(jī)傳動(dòng)達(dá)到平穩(wěn)。 2.2 零件的工藝分析 離心式微電機(jī)水泵上的連接座零件屬于殼體類零件，零件的裝配基準(zhǔn)為的外圓，右端的外圓和中間的孔，其加工精度要求高。該類零件在加工和使用過程中都要重點(diǎn)考慮零件的圓跳動(dòng)問題。 離心式微電機(jī)水泵上的連接座零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度值為3.2。2.車外圓及端面，表面粗糙度值3.2。3.車軸承裝配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精車側(cè)面，保證尺寸23及表面粗糙度值3.2。5.磨削零件左右兩外圓面，保證尺寸5，69和9，兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5，法蘭面粗糙度值6.3。如圖1： 圖1 連接座零件 2 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 確定毛胚的制造形式 零件材料為，鑄件的特點(diǎn)是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應(yīng)制造形狀復(fù)雜的鑄件。考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件每月?lián)?fù)工序數(shù)不低于30～50，則年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型機(jī)器造型及殼型，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。 3.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇，對像連接座這樣的零件來說，選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對本零件來說，如果以外圓的端面做基準(zhǔn)，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。零件圖中給出了以中心軸線為基準(zhǔn)，加工時(shí)零件繞基準(zhǔn)軸線作無軸向移動(dòng)旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，在任一測量平面內(nèi)的徑向跳動(dòng)量均不得大于公差值0.04。最后選取做為粗基準(zhǔn)，利用內(nèi)鉗式三爪卡盤卡住這個(gè)面做主要定位面。 對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不在重復(fù)。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。  3.3.1 工藝路線方案一 工序Ⅰ 粗車的端面及外圓，粗鏜的孔，粗車距離為8的面，倒角為。 工序Ⅱ 掉頭，粗車的端面及外圓，粗車的端面，粗車距離為的面，粗鏜。 工序Ⅲ 半精車端面及外圓，半精車距離為的面，半精鏜的孔。 工序Ⅳ 掉頭，半精車的端面及外圓，半精車距離為的端面，半精鏜的孔。 工序Ⅴ 精鏜。 工序Ⅵ 精車，精鏜，倒角1。 工序Ⅶ 鉆孔，鉆孔。 工序Ⅷ 鉆螺紋孔及攻螺紋。 工序Ⅸ 鉗去毛刺。 工序Ⅹ 終檢。 工序Ⅺ 入庫。 3.3.2 工藝路線方案二 工序Ⅰ 機(jī)器砂模造型。 工序Ⅱ 時(shí)效處理。 工序Ⅲ 劃粗加工線。 工序Ⅳ 按劃線車端面，尺寸保持，車至，車至，深。 工序Ⅴ 掉頭，卡，車端面，粗糙度值為，尺寸保持；車端面，粗糙度值為，尺寸保持；車至；成；車至。 工序Ⅵ 按線車端面，粗糙度值為，尺寸保持69成；車距離為的面成；車至，深。 工序Ⅶ 掉頭，卡。車端面，粗糙度值為6.3，尺寸保持成；車外圓至；車孔至。 工序Ⅷ 磨成；磨成。 工序Ⅸ 鉆孔，鉆孔，鉆螺紋孔以及攻螺紋。 工序Ⅹ 終檢。 工序Ⅺ 入庫。 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺(tái)設(shè)備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時(shí)更換刀具，因?yàn)橛行┕ば蛟谲嚧采弦部梢约庸?，鏜、鉆孔等等，需要換上相應(yīng)的刀具。而且在磨削過程有一定難度，要設(shè)計(jì)專用夾具。因此綜合兩個(gè)工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下： 工序Ⅰ 機(jī)器砂模造型。 工序Ⅱ 時(shí)效處理。 工序Ⅲ 劃粗加工線。 工序Ⅳ 按劃線車端面，尺寸保持，車至，車至，深。 工序Ⅴ 掉頭，卡，車端面，粗糙度值為，尺寸保持；車端面，粗糙度值為，尺寸保持；車至；鉆，成；車至。 工序Ⅵ 按線車端面，粗糙度值為，尺寸保持69成；車距離為的面成；車至，深。 工序Ⅶ 掉頭，卡。車端面，粗糙度值為6.3，尺寸保持成；車外圓至；車孔至。 工序Ⅷ 磨成；磨成。 工序Ⅸ 鉆孔，鉆螺紋孔以及攻螺紋。 工序Ⅹ 終檢。 工序Ⅺ 入庫。 以上加工方案大致看來大致還是合理的，但通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求以及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問題。在加工過程要防止圓跳動(dòng)的問題，上述方案在防止圓跳動(dòng)方面仍不佳，而且在磨削過程中有一定難度，夾具設(shè)計(jì)有一定困難，所以經(jīng)過再一次詳細(xì)的分析，最終確定加工路線如下： 工序Ⅰ 機(jī)器砂模造型。 工序Ⅱ 時(shí)效處理。 工序Ⅲ 劃粗加工線。 工序Ⅳ 按劃線粗車端面，尺寸保持，粗車至，粗鏜至，深。 工序Ⅴ 掉頭，卡，粗車端面，粗糙度值為，尺寸保持；粗車端面，粗糙度值為，尺寸保持；粗車至；锪成；粗車至。 工序Ⅵ 半精車端面，粗糙度值為，尺寸保持70；半精車距離為的面成；半精鏜至，深。 工序Ⅶ 掉頭，卡，半精車端面，粗糙度值為，尺寸保持成；半精車外圓至；半精車孔至。 工序Ⅷ 精鏜成。 工序Ⅸ 鉆孔，鉆孔，鉆螺紋底孔及攻螺紋。 工序Ⅹ 磨成；磨成；磨成。 工序Ⅺ 終檢入庫。 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 3.4.1 機(jī)床選用 ①.工序Ⅳ和工序Ⅵ是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的Ｃ６２０-１型臥式車床。參考根據(jù)《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡明手冊》表４.２-７。 ②.工序Ⅸ是鉆孔，選用Ｚ３０８０×２５搖臂鉆床。 ③.工序Ⅹ是磨零件左右外圓面,這兩個(gè)面的要求精度都比較高,從經(jīng)濟(jì)角度看,采用外圓磨床。 3.4.2 選用夾具 本零件除鉆的孔、鉆等工序需要專用夾具外,其它的各工序使用通用夾具即可,三爪自定心卡盤,心軸等。 5 3.4.3 選擇刀具 ①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆，參考《機(jī)械加工工藝手冊》（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。 ③.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡明機(jī)械加工工藝手冊》（主編 徐圣群） 表12-47，選擇雙斜邊二號砂輪。 3.4.4 選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。 3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “連接座” 零件材料為HT200，查《機(jī)械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄鐵的硬度HB為143～269，表2.2-23 灰鑄鐵的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（），計(jì)算零件毛坯的重量約為2。 表3-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì) 生產(chǎn)類別 同類零件的年產(chǎn)量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產(chǎn) 5以下 10以下 100以下 小批生產(chǎn) 5~100 10~200 100~500 中批生產(chǎn) 100~300 200~500 500~5000 大批生產(chǎn) 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產(chǎn) 1000以上 5000以上 50000以上 根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產(chǎn)。 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇鑄造類型的主要特點(diǎn)要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝手冊》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟(jì)合理性，采用機(jī)器砂模造型鑄件。 表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級 鑄造方法 公差等級CT 灰鑄鐵 砂型手工造型 11~13 砂型機(jī)器造型及殼型 8~10 金屬型 7~9 低壓鑄造 7~9 熔模鑄造 5~7 根據(jù)上表選擇金屬型公差等級為7級。 3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值 鑄件基本尺寸 公差等級CT 大于 至 8 63 100 160 100 160 250 1.6 1.8 2.0 根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級為8級的公差數(shù)值為1.8。 表3-4 鑄鐵件機(jī)械加工余量（JB2854-80）如下 鑄件基本尺寸 加工余量等級 6 澆注時(shí)位置 >120~250 6.0 4.0 頂、側(cè)面 底 面 鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 3.5.1 外圓加工表面及端面 由零件圖已知數(shù)據(jù)可知，對外圓和外圓的要求精度較高，經(jīng)過粗車—半精車—磨削。由《機(jī)械加工工藝手冊》表3.1—26可知，單邊余量已能滿足加工要求。 兩端面的精度要求也較高，也由《機(jī)械加工工藝手冊》表3.1—26可知，單邊余量已能滿足加工要求。 3.5.2 兩孔的加工余量 孔的精度要求相對不高，孔內(nèi)粗糙度值為25，直接采用直徑為的麻花鉆頭鉆孔即可。 孔的精度要求相對較高，孔壁粗糙度值為3.2，需要經(jīng)過細(xì)加工過程，由《機(jī)械加工工藝手冊》表3.1—26可知，余量為5已能滿足加工要求。 詳細(xì)尺寸標(biāo)注見零件毛坯圖 3.6確定切削用量及基本工時(shí) 切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先是確定切削深度、進(jìn)給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版，艾興、肖詩綱編，1993年機(jī)械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號，與《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。 3.6.1 工序Ⅳ 本工序?yàn)榇周嚩嗣?，車至，粗鏜粗鏜至，已知加工材料為灰鑄鐵，鑄件，有外皮，機(jī)床C620—1普通車床，工件用內(nèi)鉗式卡盤固定。 3.6.1.1確定粗車左端面的切削用量 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于C620—1機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 == （3-1） ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)， 進(jìn)給量=0.5～1.0 按C620—1機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》可知： =0.7 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，C620—1機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。 根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。 切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 （3-2） 由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-3） ===120 （3-4） 根據(jù)C620—1車床說明書選擇 =125 這時(shí)實(shí)際切削速度為： == （3-5） ⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時(shí)， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為： =1.7=1.2 （3-6） 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在C620—1機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為： =3.75，=，==，= ⑥.倒角 為了縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同 換車刀手動(dòng)進(jìn)給。 ⑦. 計(jì)算基本工時(shí) （3-7） 式中=++，= 由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時(shí)的入切量及超切量+=，則=+= == （3-8） 3.6.1.3 確定粗鏜的切削用量及基本工時(shí) 粗鏜，本工序采用計(jì)算法。 所選用刀具為硬質(zhì)合金（鎢鈷類），直徑為的圓形鏜刀。 ①.確定切削深度 == ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.5可知，當(dāng)粗鏜鑄件時(shí)，鏜刀直徑，，鏜刀伸出長度為時(shí)： =0.15～0.40 按C620—1機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2—9），選擇， =0.25 ③.確定切削速度 = （3-9） 式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15 （3-10） =37 == （3-11） 按C620—1機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 =160=2.6 ④.計(jì)算基本工時(shí) 選鏜刀的主偏角=，則=，，，，，，，則： ==117 3.6.2 工序Ⅴ 車端面，粗糙度值為，尺寸保持；車端面，粗糙度值為，尺寸保持；車至；車至。 本工序仍為粗車。已知條件與工序相同，車端面及倒角，可采用工序Ⅳ相同的可轉(zhuǎn)位車刀。 采用工序Ⅰ確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時(shí)間如下： a=2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T=56 3.6.3 工序Ⅵ 半精車端面，粗糙度值為，尺寸保持69成；車距離為的面成；半精鏜至，深。 3.6.3.1確定半精車左端面的切削用量 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于C602—1機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 == ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)， 進(jìn)給量=0.5～1.0 按C620—1機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》可知： =0.7 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，C620—1機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。 根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。 切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)C620—1車床說明書選擇 =125 這時(shí)實(shí)際切削速度為： == （3-14） ⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時(shí)， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為： =1.7=1.2 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在C620—1機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為： =1.25，=，==，= ⑥.計(jì)算基本工時(shí) （3-15） 式中=++，= 由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時(shí)的入切量及超切量+=，則=126+= == 3.6.3.2確定半精鏜的切削用量 所選用的刀具為YG6X硬質(zhì)合金圓形鏜刀，主偏角為K=45，直徑為16mm的圓形鏜刀，其耐用度為。 ①.確定切削深度 a ②.根據(jù)表1.5，當(dāng)半精鏜鑄料，鏜刀直徑為，a≤，鏜刀伸出長度時(shí)，進(jìn)給量為：。 ③ .確定切削速度 按表1.27的計(jì)算公式確定 V = （3-16） 式中 C=189.8 m = 0.2 X=0.15 Y=0.20 V=124.6 選擇C620-1機(jī)床轉(zhuǎn)速：n= n =1200=20 實(shí)際切削速度為： v = 2.08 ④.確定基本時(shí)間 確定半精鏜孔的基本時(shí)間50s 15 3.6.4 工序Ⅶ 半精車端面，粗糙度值為6.3，尺寸保持成；半精車外圓至；車孔至。 本工序仍半精車。已知條件與工序相同，車端面，可采用工序Ⅳ相同的可轉(zhuǎn)位車刀。 3.6.5 工序Ⅸ 鉆孔，鉆孔，鉆螺紋孔以及攻螺紋。 3.6.5.1 確定鉆孔的切削用量 鉆孔，本工序采用計(jì)算法。 表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途 標(biāo)準(zhǔn)號 類型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0 在各種機(jī)床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5 在各種機(jī)床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0 在各種機(jī)床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0 在各種機(jī)床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 選用X308025搖臂鉆床，查《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機(jī)》表2.4-37鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度可得，耐用度為4500，表10.2-5標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。 表3-6 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） mm 直徑范圍 直柄麻花鉆 l l1 >11.80～13.20 151 101 表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6137-85） （o） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表3-8 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 （1）后刀面最大磨損限度mm 刀具材料 加工材料 鉆頭 直徑d0（mm） ≤20 高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8 （2）單刃加工刀具耐用度T min 刀具類型 加工材料 刀具材料 刀具直徑d0（mm） 11～20 鉆頭（鉆孔及擴(kuò)孔） 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min ①.確定進(jìn)給量 查《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量為f=0.25～0.65,根據(jù)表4.13中可知，進(jìn)給量取f=0.60。 ②.確定切削速度 查《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在灰鑄鐵（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-10鉆擴(kuò)鉸孔條件改變時(shí)切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17） 則 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 則實(shí)際切削速度 = = =11.8 ③.確定切削時(shí)間 查《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式： T= （3-19） 其中 l= l=5 l=2～3 則： t= =9.13 3.6.5.2 確定鉆孔的切削用量 鉆孔選用機(jī)床為Z308025搖臂機(jī)床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機(jī)械加工工藝手冊》第2卷。 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進(jìn)給量為0.20～0.35。 則取 確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9 切削速度計(jì)算公式為 （3-20） 查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實(shí)際切削速度為=2.64 確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） = 3.6.5.3 鉆螺紋底孔及攻螺紋 鉆螺紋底孔 取 （） 所以 （） 按機(jī)床選取= （） 所以實(shí)際切削速度 （） 切削工時(shí)（一個(gè)孔）： 攻螺紋 根據(jù)表4-32選取 所以 （293） 按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度 所以切削時(shí)間（一個(gè)孔）： 3.6.6 工序Ⅹ 磨外圓成；磨外圓成；磨內(nèi)圓成。 ①.選擇砂輪 由《機(jī)械加工工藝手冊》4.8中磨料的選擇各表選取: A46GV69 350 其含義為：砂輪磨料為棕剛玉，粒度為46號，硬度為中軟1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織手型砂輪其尺寸為350（DBd） ②.切削用量的選擇 砂輪速度： n=1500r/min，V=30m/s 軸向進(jìn)給量：f=0.2B=8mm（雙線程）《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表15-67 徑向進(jìn)給量： f=0.02（雙線程） 工件速度 v=100 V==0.3（m/s） N===1.737r/m （3-21） ③.切削工時(shí) 查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-11 k=1.1 表2.5-12 t===（s） （3-22） 磨的機(jī)床選擇為M2110A，刀具選擇代號為MY的圓柱磨頭，根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表13.4-16確定砂輪直接為20，則工件速度=20，縱向進(jìn)給量，工作臺(tái)一次往復(fù)行程磨削深度，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算出所耗工時(shí)為41.5 s。 17 第四章 孔的工裝設(shè)計(jì) 4.1 夾具的設(shè)計(jì) 在本次夾具設(shè)計(jì)中，指導(dǎo)老師指定設(shè)計(jì)鉆孔的夾具，在工件夾緊方面要求液壓或汽動(dòng)夾緊，最后定為利用液壓夾緊。這類夾具的特點(diǎn)是：針對性強(qiáng)，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產(chǎn)效率高和定位精度高，但是設(shè)計(jì)制造周期長，產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)往往不能繼續(xù)使用適應(yīng)性差，費(fèi)用較高。 4.1.1 定位分析 在工件的定位中有很多種不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一圓孔定位，工件以外圓定位，工件以錐孔定位等。 根據(jù)零件的形狀，我們可以選擇以平面定位或以工件中心圓孔定位。在夾具設(shè)計(jì)過程中盡量以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，以便減小加工誤差。所以在這道設(shè)計(jì)中采用以的內(nèi)表面以及的端面為定位基準(zhǔn)。 4.1.2 定位原理 在機(jī)械加工過程中，為了保證工件某道工序的加工要求，必須使工件在機(jī)床上相對于刀具處于正確的相對位置。當(dāng)采用機(jī)床夾具安裝一批工件時(shí)，是通過夾具來實(shí)現(xiàn)這些要求的。要實(shí)現(xiàn)工件在機(jī)床上相對于刀具占有一個(gè)正確的加工位置，必須做到以下三點(diǎn)： ①. 使一批工件在夾具中都占有一致的正確的加工位置； ②. 使夾具在機(jī)床上占有正確的位置； ③. 使刀具相對于夾具占有正確的位置。 工件在夾具中定位，就是要使工件在夾具中占據(jù)正確的加工位置，這就可以通過設(shè)置定位支承點(diǎn)，限制工件的相對運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。工件在沒有采取定位措施之前，可視為一個(gè)處于空間自由狀態(tài)的剛體，根據(jù)運(yùn)動(dòng)原理學(xué)可知，任一剛體在空間直角坐標(biāo)系中都有六個(gè)自由度，即沿三個(gè)坐標(biāo)軸軸向移動(dòng)的自由度，分別用、、來表示；繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，分別用、、來表示。由此看來，未限制六個(gè)自由度的工件的位置是不確定的，當(dāng)然也是無法加工的。因此要使工件在夾具中處于正確的位置，必須對影響工件加工面位置精度的相應(yīng)自由度進(jìn)行限制。 工件的六個(gè)自由度都是客觀存在的，是工件在夾具中所占空間位置確定的最高程度。也就是說。工件最多只有六個(gè)自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夾具中該方向的位置就確定下來。工件在夾具中定位，意味著通過定位元件限制工件相應(yīng)的自由度。 4.1.3 定位元件的分析 在連接座的加工過程中，因?yàn)樵摿慵^為復(fù)雜，加上零件的特殊性，因此在設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)定位板一塊來限制零件的自由度，定位板限制了零件的X 、Y的移動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)計(jì)一拉桿限制了零件繞Z軸旋轉(zhuǎn)的方面，一共限制了零件的五個(gè)自由度，達(dá)到不完全定位狀態(tài)。 不完全定位可分為下列兩種情況： ①. 由于工件的加工前的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，無法也沒有必要限制某些方面的自由度； ②. 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位時(shí)允許某些方面的自由度不被限制。 4.1.4 夾緊元件的選擇 工件在夾緊過程中應(yīng)避免夾緊元件跟工件進(jìn)行點(diǎn)接觸。因?yàn)樵邳c(diǎn)接觸的過程中，即使有很小的夾緊力也可以產(chǎn)生很大的應(yīng)力，由于定加工過程產(chǎn)生的誤差在夾緊上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)接觸的情況。但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺(tái)的相對位置安裝誤差，必須進(jìn)行自位平衡，則鉆模板和夾具體之間采用鉸鏈連接，使鉆模板形成自位平衡。本次設(shè)計(jì)中鉆模板材料為45鋼，其外還有自制導(dǎo)軌。 ①.選擇鉆套 鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中。鉆套有固定鉆套，固定鉆套直接壓入鉆模板采用或配合，磨損后不容易更換，適用于中、小批量生產(chǎn)或用來加工孔距較小以及孔距精度較高的孔。 可換鉆套：可換鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板中。鉆套由螺釘固定，以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。鉆套與襯套間采用或配合，鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產(chǎn)。 快換鉆套：當(dāng)要取出鉆套時(shí)，只要將鉆套朝逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)使螺釘頭部剛好對準(zhǔn)鉆套上的削邊上面，即可取出鉆套。 在這次設(shè)計(jì)中我選擇可換鉆套，因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套，必須把鉆套和襯套加長來保證精度和它的高度?？鞊Q鉆套如圖所示： 圖4-1 快換鉆套 ②.夾具底座與工作臺(tái)的連接 由于的加工過程中選用的機(jī)床為Z3080搖臂鉆床，《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編第二卷，表10.1-5搖臂鉆床聯(lián)系尺寸可得，底座T型槽數(shù)為5個(gè)，工作臺(tái)上面T型槽數(shù)為5個(gè)，工作臺(tái)側(cè)面槽數(shù)為3個(gè)，，，，，，，，，，，，，。 4.1.5定位誤差的分析 定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對夾具設(shè)計(jì)中采用的某一定位方案，只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置公差的1/3，即可認(rèn)為該定方案符合加工精度的要求。 在用夾具裝夾工件時(shí)，當(dāng)工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸或相配合時(shí)，工件的位置即由定位元件確定下來。而對一批工件來說，因各工件的有關(guān)表面本身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差，且夾具上的定位元件本身及相互間存在尺寸和位置公差，因此，雖然工件已經(jīng)定位，但每個(gè)被定位的工件上的一些表面的位置仍然會(huì)產(chǎn)生變化，這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。 本次定位是典型的兩面一孔定位，在分析計(jì)算定位誤差時(shí)，應(yīng)該按配合間隙為最大的情況來考慮。基準(zhǔn)位移誤差包括兩類：⒈平面內(nèi)任意方向移動(dòng)的基準(zhǔn)位移誤差；⒉轉(zhuǎn)動(dòng)的基準(zhǔn)位移誤差。 工件兩面中心距的平均尺寸，其公差一般為：（～） 因，取 配合一般取或，所以： ⑤．計(jì)算定位誤差 加工尺寸的定位誤差，由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，故 （4-1） == 定位誤差小于工件公差的 4.1.6 夾緊力的計(jì)算 ① 根據(jù)《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》 浦林祥，當(dāng)進(jìn)給量為時(shí)，加工的孔所需要的切削力 轉(zhuǎn)矩為。計(jì)算按鉆的通孔軸向力計(jì)算。 ② 根據(jù)《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》 浦林祥頁，常見典型加緊形式所需要的加緊力的計(jì)算公式： ⑴為了防止工件在切削力作用下平移所需要的加緊力為： （4-2） 為加緊元件與工件之間的摩擦系數(shù)，為工件與夾具支承面的摩擦系數(shù)。對于精加工機(jī)床，K為安全系數(shù)；則K的值： 則 （4-3） ⑵為防止工件在顛覆力矩的作用下繞支點(diǎn)傾斜，使工件離開基面所需要的加緊力： （4-4） ⑶為防止工件在切削力的作用下繞中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的加緊力為： （4-5） 所以，則加緊力去最大的力： 4.2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.2.1 液壓系統(tǒng)分析 本液壓設(shè)計(jì)為鉆床夾具液壓夾緊，要求設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)：工進(jìn)，夾緊，快退，停止的工作循環(huán)。已知：所需要的夾緊力為，行程長為，液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件使用液壓桿，取工作部分運(yùn)動(dòng)是采用的懸空?？爝M(jìn)、快退速度為，快進(jìn)行程長度為工進(jìn)行程長度為，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速、減速時(shí)間不希望超過0.2s；動(dòng)力滑臺(tái)采用平導(dǎo)軌，其靜摩擦系數(shù)為，動(dòng)摩擦系數(shù)；液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件使用液壓缸。液壓缸主要參數(shù)的確定： ①.初步確定液壓缸的工作壓力 由于液壓缸的最大推力為5360N，有《液壓傳動(dòng)》章宏甲主編，機(jī)械工業(yè)出版社表11-2按負(fù)載選擇執(zhí)行元件剛做壓力為5000～10000N之間，工作壓力P取3。 ②.計(jì)算液壓缸的尺寸 本次的液壓缸可選用單桿式的，并在快動(dòng)時(shí)作差動(dòng)連接，在種情況下無桿進(jìn)油的工作面積是有桿腔工作面積的兩倍，則活塞桿直徑d與缸筒直徑D的關(guān)系為：。液壓缸回路上必須有背壓，根據(jù)《液壓工程手冊》，表12.3-13，的數(shù)值可取，快進(jìn)時(shí)液壓缸隨作差動(dòng)連接，但是由于油管中有壓降的存在，有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估計(jì)可取0.5來估算。液壓缸的機(jī)械效率取。 由工進(jìn)的推力按差動(dòng)液壓缸的計(jì)算公式可得： 根據(jù)公式 （4-6） 故有 （4-7） = 所以 （4-8） 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，表23.6-32液壓缸內(nèi)徑尺寸系（摘自），取，由此可得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為： （4-8） ③.校驗(yàn)液壓缸活塞桿的強(qiáng)度和穩(wěn)定定位： 校驗(yàn)活塞桿的強(qiáng)度 活塞桿的材料為45鋼，則 （4-9） 則活塞桿的強(qiáng)度符合要求 校驗(yàn)活塞桿的穩(wěn)定性 活塞桿橫截面積的慣性矩量 （4-10） 由《材料力學(xué)》第4版，劉鴻主編 高等教育出版社式9.5可得： （4-11） 其中 則，活塞桿穩(wěn)定性符合要求。 根據(jù)上述的D與d的值，可以估算液壓缸在各個(gè)階段的中的壓力，流量和功率，如下表所示： 表4-1 液壓缸在各個(gè)階段的中的壓力，流量和功率 工況 負(fù)載 回油腔壓力 進(jìn)油腔壓力 輸入流量 輸入功率 計(jì)算公式 快 進(jìn) 啟動(dòng) 1396 0.434 —— —— 加速 2011 0.791 —— —— 恒速 775 0.662 30.19 0.39 工進(jìn) 13711 0.8 2.365 0.5 0.034 快 退 啟動(dòng) 1551 0.487 —— —— 加速 2011 0.5 1.45 —— —— 恒速 775 1.22 30.14 0.68 根據(jù)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》，頁表31-1液壓缸參數(shù)的綜合應(yīng)用，供油直徑為8, 導(dǎo)向距離為。 根據(jù)表31-2液壓缸的類型，選為活塞式。 根據(jù)表31-5，工程機(jī)械用標(biāo)準(zhǔn)液壓缸缸體外徑，材料45鋼，液壓缸的外徑為120，則壁厚為25。 活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)，根據(jù)表31-9常用的活塞桿的連接結(jié)構(gòu)為螺紋連接。活塞的材料選耐磨鑄鐵（鑄鐵HT200）。 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程如下： ⑴負(fù)載分析 工作負(fù)載 前面已經(jīng)分析了，加緊所需要的加緊力為。 慣性負(fù)載 （4-12） 阻力負(fù)載 靜摩擦阻力 動(dòng)摩擦阻力 由此得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載值如表所示： 表4-2 液壓缸在各工作階段的負(fù)載值 工況 負(fù)載組成 負(fù)載值 推力 啟動(dòng) 1396N 1551N 加速 1810N 2011N 快進(jìn) 698N 775N 工進(jìn) 12340N 13711N 快退 698N 775N 注：⒈液壓缸的機(jī)械效率取 ⒉不考慮動(dòng)力滑臺(tái)上顛覆力矩的作用。 4.2.2 液壓系統(tǒng)的擬定 液壓回路的選擇 首先選擇調(diào)速回路。這是一臺(tái)機(jī)床液壓系統(tǒng)的功率小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載變化小，可以采用進(jìn)口節(jié)流的調(diào)速形式。為了解決進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路在加緊十產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象，回油路上要求設(shè)置背壓閥。由于液壓系統(tǒng)選用了節(jié)流調(diào)速的方式，系統(tǒng)中油液的循環(huán)必然是開放的。 從工況中可以看到，在這個(gè)液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸交替的要求油源提供低壓大流量和高壓小流量的油液。最大流量與最小流量之比約為15，而快進(jìn)快退所需要的時(shí)間和工進(jìn)所需要的時(shí)間分別為： + = （4-13） =2.67 可以知道：9，所以提高系統(tǒng)的效率、節(jié)省能量的角度上看，采用單個(gè)定量泵作為油源，如下圖： 圖4-2 液壓回路的選擇 （a）泵源 （b）換向回路 （c）速度換接回路 （d）保壓回路 其次是選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路，系統(tǒng)中采用節(jié)流調(diào)速回路后，無論采用什么油源形式都必須有單獨(dú)的油路直接通向液壓缸兩腔，以實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。在系統(tǒng)中，單桿液壓缸要作差動(dòng)連接，所以他的快進(jìn)、快退換向回路應(yīng)采用上圖4-2示（b）回路。 再次是選擇速度換接回路，由工況圖中的曲線得知壓塊從快進(jìn)到工進(jìn)的時(shí)候，輸入液壓缸的流量由26.936降到2.56。當(dāng)夾具壓塊由工進(jìn)轉(zhuǎn)換為快退是，回路中通過的流量很大進(jìn)油路中通過的28.04回油路中通過28.042×（7854／4006）≈60。為了保證平穩(wěn)起見，可采用電液換向閥式換接回路如上圖4-2（b）所示。 然后考慮保壓回路，保壓回路以保證工件在夾緊過程中工件在切削力的作用下占有正確的位置，保證液壓缸中的壓力不變，這里選擇一個(gè)二位二通的換向閥來換向，實(shí)現(xiàn)保壓的過程。4-2（d）所示。 最后，再考慮壓力控制回路系統(tǒng)的調(diào)壓閥問題，已在油源中解決，卸荷問題如采用中位機(jī)能為Y型的三位換向閥來實(shí)現(xiàn)上圖4-2（b）就是不須再設(shè)置專用的元件或油路 圖4-2 參考液壓系統(tǒng) 4.2.3 液壓的綜合回路 把上面所選出的各種回路組合在一起就可以得到，如圖4-2所示的，未設(shè)置虛線框內(nèi)元件時(shí)的形狀。在本次設(shè)計(jì)中由于液壓壓緊機(jī)構(gòu)相對簡單一點(diǎn)，所以經(jīng)過翻閱資料，參考圖4-2對液壓系統(tǒng)進(jìn)行如下的修改和整理： 1.在液動(dòng)換向回路中串接換向閥，換向閥利用閥心相對于閥體的相對運(yùn)動(dòng)，使油路接通、關(guān)斷，或變換油流方向，從而使液壓執(zhí)行元件啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。 換向閥應(yīng)滿足： 1）油液流經(jīng)閥時(shí)的壓力損失要小。 2）互不通的油口間的泄漏要小。 3）換向要平穩(wěn)、迅速而可靠。 2.為了機(jī)床停止工作時(shí)系統(tǒng)的油液流回油箱，導(dǎo)致空氣進(jìn)入系統(tǒng)，影響液壓系統(tǒng)的平穩(wěn)性的問題，須在電液換向閥的出口處增加一個(gè)單向閥。 3.為了過濾混在液壓油液中的雜質(zhì)，使進(jìn)到系統(tǒng)中去的油液污染度降低，保證系統(tǒng)正常的工作，須在系統(tǒng)中安裝濾油器。 4.為了使被控制系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、調(diào)壓或限壓作用，須在系統(tǒng)中安裝溢流閥。 對溢流閥的要求是：調(diào)壓范圍大，調(diào)壓偏差小，壓力振擺小，動(dòng)作靈敏，過流能力大，噪聲小。 在系統(tǒng)中，溢流閥的主要用途有： 1） 作溢流閥，使系統(tǒng)壓力恒定。 2） 作安全閥，對系統(tǒng)起過載保護(hù)作用。 3） 作背壓閥，接在系統(tǒng)回油路上，造成一定的回油阻力，以改善執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。 4） 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓或使系統(tǒng)卸荷。 經(jīng)過這樣一調(diào)整和修改后的液壓系統(tǒng)如圖4-3所示，結(jié)構(gòu)相對簡單了，而且在應(yīng)用過程中比較合理。 圖4-3 設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng) 29 4.2.4 液壓系統(tǒng)元件的選擇 4.2.4.1 液壓泵的選擇 液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力為2,如果取進(jìn)油路上的壓力損失為0.8（參閱《液壓傳動(dòng)》章宏甲、黃誼主編，機(jī)械工業(yè)出版社，P表11-4，進(jìn)油路總壓力損失經(jīng)驗(yàn)值，可得），壓力繼電器調(diào)整壓力的高出系統(tǒng)最大工作壓力之值為0.5 ，則，液壓泵的工作壓力應(yīng)為：P=2+0.8+0.5=3.3。液壓泵應(yīng)該向液壓系統(tǒng)提供最大流量為25.2（參閱液壓系統(tǒng)工況圖）。如果回路中的泄漏按液壓缸輸入流量的10﹪估計(jì)，則，液壓泵的總流量應(yīng)該為：27.72。由于溢流閥的最小穩(wěn)定溢流流量為：=3。而工進(jìn)時(shí)的輸入的液壓缸的流量為0.5，所以，流量最少的規(guī)格應(yīng)該為3.5。 根據(jù)壓力和流量的數(shù)值產(chǎn)品目錄，最后確定選用單級的葉片泵YB-32（參閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》下冊，第二版，<機(jī)械設(shè)計(jì)手冊>聯(lián)合主編，化學(xué)工業(yè)出版社，表11-59，可得）;由于，液壓桿在快退時(shí)輸入功率最大，這相當(dāng)于液壓泵輸出的壓力1.8，流量為38。時(shí)的情況，如果葉片泵的總效率，則液壓泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需要的功率為： =0.26 （4-14） 參閱《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》吳宗澤，羅圣國主編，高等教育出版社，表12-7，電機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)，可選擇Y801-4型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為0.55。 4.2.4.2 閥類元件及輔助元件 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和電機(jī)通過各類閥類元件和輔助元件的實(shí)際流量，可選出這些元件的型號及規(guī)格，表4-3所示選出的一種方案。 表4-3 元件的型號及規(guī)格 序號 元件名稱 型號 規(guī)格 1 濾油器 XU-6X80J 5 Mpa,6 l/min 2 齒輪泵 CB-B4 2.5Mpa,4 l/min 3 電動(dòng)機(jī) Y801-4 N=0.55KW 4 溢流閥 YF-L20B 2.5Mpa,20通徑 5 單向閥 DIF-L20H3