1034-氣缸蓋螺釘孔加工專機

1034-氣缸蓋螺釘孔加工專機,缸蓋,螺釘,加工,專機 1YD480 氣缸蓋螺釘孔加工專機說明書產品結構的分析YD480 柴油機由下列機構和系統(tǒng)組成：①機體和氣缸蓋；②曲柄連桿機構；③供給系；④配氣機構⑤；點火系；⑥冷卻系；⑦潤滑系；⑧起動裝置。氣缸蓋是柴油機重要大件之一，裝在氣缸體上部，用于密封氣缸的上平面。它與活塞頂共同形成燃燒室空間。氣缸蓋上通常裝有噴油器，進、排氣門，進、排氣管和搖臂軸總成等，以及進、排氣道，冷卻水套和油道布置在上面。氣缸蓋的作用是密封氣缸，與活塞頂部一起組成燃燒室，因此承受很大的機械負荷和熱負荷。氣缸蓋中有進、排氣門及其氣道、火花塞或噴油器，對于非直噴柴油機來說還有渦流室或預燃室，對頂置凸輪內燃機來說還有凸輪軸及其軸承等。為了保證燃燒室的可靠密封，氣缸蓋上螺栓孔的位置的布置應合理，螺栓孔的加工精度要求應高，否則無法密封氣缸，氣缸表面尚未工作就發(fā)生很大的變形，這樣，活塞環(huán)不能很好地工作，漏氣增加，氣缸磨損加劇，機油消耗大增。氣缸蓋受到燃氣的加熱和氣體的作用，會產生較大的熱應力和彎曲應力，如剛度不足或使用不當，就會產生變形甚至于開裂，引起漏氣和沖破氣缸墊的故障。氣缸蓋與機體的連接是通過氣缸蓋螺栓孔用氣缸蓋螺栓連接的。氣缸蓋螺栓孔總共有 10 個，其中有兩個孔兼作位孔定，兩個定位孔在加工中心加工。另八個孔在此專機上加工。組合機床方案的制定1、根據被加工零件的：精度要求、加工工序內容由于所加工的孔直徑 φ15，深 90 屬于深長孔，組合機床采用臥式，左右主軸箱先后從兩面加工。采用鉆削就可以達到所需要求。八個孔在一次鉆削中完成，這樣符合工序集中原則。2、根據被加工零件的特點根據被加工零件的形狀、結構特點，以及近代機械加工主要發(fā)展方向中工序集中的原則，考慮設計組合機床，運用多刀(相同或不同刀具)集中在一臺機床上同時完成8 個孔的加工，從而提高生產率。而且，提高了工序集中程度，減少機床臺數、占地面積、節(jié)省人力，取得理想的效益。本機床屬于同類型工序集中，簡化了循環(huán)和結構這 8 個孔間有相對位置要求，工序集中，以獲得較高的位置精度，便于裝配。 3、根據零件的生產批量，確定機床的復雜程度、通用化程度；零件的結構工藝性、加工精度、機床調整的可能性及經濟性對配置都有不同的影響。為使工件在流水線上運輸方便，采用側面朝下的安裝方法，手動插銷、液壓夾緊工件的固定式夾具型2式，不僅縮短安裝時間，而且提高了定位精度。這樣機床就選用臥式，夾具設計相對容易，切屑易排出，不影響加工精度。根據經驗及類比，將刀具導向靠近工件，減少刀具與導向的間隙，提高主軸與導向的同軸度，能達到產品圖紙及工藝文件提出的工藝要求。4、確定組合機床的配置型式在確定機床配置型式時首先要考慮如何穩(wěn)定地保證零件的加工精度。影響加工精度的因素有夾具誤差和加工誤差兩方面。夾具誤差：一般精加工的夾具公差為零件公差的 1/3～1/5 ；粗加工時，夾具精度可略低，但不能太低。夾具型式也有影響。由于 YD480 氣缸蓋的連接螺孔的加工屬于深孔加工，存在以下主要問題：3（1） 排屑困難 因切屑易阻塞使扭矩增大，造成個別鉆頭經常折斷。（2） 刀具冷卻困難 冷卻液不易進入加工空間，鉆頭嚴重發(fā)熱，使用壽命降低。（3） 鉆孔軸線歪斜面 由于鉆頭細長，剛性差，特別是刃磨不對稱時，鉆孔更易偏斜。針對 YD480 氣缸蓋的連接螺孔的具體情況，可采取從兩邊加工，既提高了效率，又解決了深長孔的加工問題。但存在加工直線性的誤差，解決此誤差的辦法是將夾具體導向孔的中心距公差提高到±0.008mm，同時工件定位孔之間公差達到±0.04；在鉆套、襯套加工時嚴格控制內孔與外圓的同軸度，并之工件加工達到公差要求。通過比較，確定選用臥式雙面加工的組合機床。選 HY50A-Ⅰ液壓滑臺多軸箱功率 P=P 切削 +P 空轉 +P 損失P 空轉 ——空轉功率 （按《組合機床設計筒明手冊》中表 4-6 選取 P 空轉=8*0.045KW=0.36KW）P 損失 ——與負荷成正比的功率損失，一般可取傳遞功率的 1/%P 損失 =1/%* P 切削 =1/%*2.536=0.025KWP==P 切削 +P 空轉 +P 損失 =2.536+0.36+0.025=2.921KW故選 YD50AY 動力頭電動機型號 Y132M2-6電動機功率 5.5KW電動機轉速 n=960r/min輸出軸轉速 n=480r/m5、切削用量的確定由氣缸蓋零件圖可知：材料 HT200，HB=170～240HBS 或 HT250, HB=187～255HBS 加工孔徑 D=15,采用高速鋼鉆頭進行加工,根據高速鋼鉆頭切削用量表可選取切削速度 v=13m/s,f=0.22mm/r 根據組合機床切削力、切削轉矩、切削轉矩的計算公式可計算每根主軸的切削力 F、切削轉矩 T 及切削功率 PF=26Df0.8HB0.6 公式中 HB=HBmax-1/3(HBmax-HBmin)=255-1/3(255-187)=232F=26Df0.8HB0.6 =26*15*0.220.8*2320.6=3049NT=10D1.9f0.8HB0.6=10*151.9*0.220.8*2320.6=13352N·mP=TV/9740π D=13352*13/9740*3.14*15=0.436kw8 根主軸的總進給力 8F=8*3049=24392N8 根主軸的切削功率 8P=8*0.436=3.488KW對功率進行正 P 總 /0。8=3.488/0.8=4.36多軸箱 6、動力部件的選用HY50A-Ⅰ滑臺的最大進給力 F=32000N4工藝方案的制定一、被加工零件的分析：根據被加工零件的精度要求、加工部位尺寸 8-φ15、形狀、結構特點、詳見氣缸蓋零件圖 YD480-03101a。材料：HT200 硬度：170～240 （或材料：HT250 硬度 ：187～255）生產批量：大批量。所加工的孔直徑 φ15，深 90 屬于深長孔，其位置度為 φ0.4,表面粗糙度 Ra12.5,一次切削較難加工，也給排屑 帶動困難。所以此孔分兩個工步分別從兩面鉆削，使之接通。二、對機床夾具的本要基求：1、 穩(wěn)定地保證工件的加工精度；2、 提高機械加工的勞動生產率；3、 結構簡單，有良好的結構工藝性和勞動條件；4、 應能降低工件的制造成本。本專機用于加工八個氣缸蓋螺栓連接孔三、工件的定位方案和夾緊部位選擇工件上的八個孔為通孔,沿孔方向的自由度可不予限制.但實際上以工件底面定位時,必須限制該方向的自由度,故應按完全定位設計夾具,并力求遵循基準重合原則,以減少定位誤差對加工精度的影響. 定位方式著重考慮兩種方案.方案一、從考慮定位方便的觀點出發(fā)，以底面、一側面、一端面定位，其優(yōu)點是工件安裝方便，但違背了基準重合和統(tǒng)一原則，不利于保證加工要求。方案二、從遵守基準重合和統(tǒng)一原則的觀點出發(fā)，以底面、及底面上兩孔定位，其優(yōu)點是工件定位精度高，符合基準重合和統(tǒng)一原則，有利于保證加工要求。但夾具結構相對方案一要復雜些。 。根據 YD480-03101a 氣缸蓋機械加工工藝過程卡，可知機體氣缸蓋的加工情況,再考慮加工工藝基準的一致性，決定工件側面朝下，以底面、底面上兩定位孔為基準，5夾緊頂面。保證基面與加工部位間的位置關系，使其利于加工精度，且工件不宜變形。氣缸蓋上有許多孔需要加工，而且有些孔要求有較高的精度，它們分別在不同的工序中加工，又要在幾次安裝下進行。因此采用一面雙孔定位；采用一面雙孔定位具有以下特點：a） 可以簡便地消除六個自基準帶來的由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠的定位；b） 有同時加工零件五個表面化的可能性，既能高度集中工序，又有利于提高各表面的位置精度。c） “一面雙孔”可做為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準，使零件整個工藝過程基準統(tǒng)一，從而減少由基準轉換帶來的累積誤差，有利于保證零件的加工精度。同時，使機床各工序的許多部件（如夾具）實現通用化，有利于縮短設計制造周期，降低成本。d） 易于實現自動化定位、夾緊并有利于防止切屑落于定位基面上。總之,采用一面兩孔定位,符合定位基準與設計基準重合原則;這樣減少基準不符的誤差,保證加工精度.同時能保證工件穩(wěn)定定位,采用已加工的大平面作為定位平面尤為重要;又符合基準統(tǒng)一原則,在各臺機床上采用共同的基準面來加工零件不同表面上的孔.從保證加工要求和夾具的結構復雜程度兩方面進行綜合分析比較，按方案二設計夾具比較合理。 為了保證加工精度及技術要求，作為定位基準的平面和銷孔必須規(guī)定相應的尺寸精度、表面粗糙度及位置精度要求。工件二定位銷孔 2-φ18 ，中心距12.0?400±0.015。定位孔的位置度 φ0.08, 表面粗糙度 Ra1.6, 保證規(guī)定加工精度實現的條件:(1) 夾具的有關制造誤差( 制造 )?這個誤差主要包括夾具制造時的兩項誤差:確定刀具位置的元件和引導刀具的元件與定位元件間的位置誤差;定位元件與夾具安裝到機床上的安裝基面間的位置誤差 .(2) 夾具的安裝誤差( 安裝 )?即是夾具在機床上定位誤差.(3) 加工誤差( 加工 )指工件在切削過程中所產生的誤差.如機床的工作精度,刀具的磨損和跳動,刀具相對工件加工位置的調整誤差,以及工藝系統(tǒng)在加工過程中的彈性變形.為了保證工件的加工精度,必須使上述所有誤差對工件的綜合影響,控制在工件所允許的公差 δ 工 范圍之內,即:= 制造 + 安裝 + 加工 ≤δ 工??為了使 δ 工 合理分配到機械加工中產生的各個環(huán)節(jié),,通常在夾具設計時夾6具上定位元件之間,定位元件與引導元件之間,以及其它相關尺寸和相互位置的公差,一般取工件上相應公差的 ～ ,最常用的是 ～ .因粗加工的 δ 工 大,夾具上512312相應的公差取小的比例.制造 ≤ δ 工?31如圖工件采用一面兩孔定位，若采用兩個圓柱銷定位時，常會產生過定位現象，即左銷套上工件后右銷很難同時套上。為了避免這種定位干涉，應該將兩銷之一在聯線的垂直方向上削去兩邊。1、 確定圓柱銷的定位直徑和偏差定位孔的直徑 2-φ18 ,為了減少工件的移動誤差，并考慮到定位銷制造時可12.0?能達到的精度，取圓柱銷的定位直徑與偏差為 φ18 （mm）094.8?2、確定菱形銷的結構的尺寸和偏差菱形銷必須滿足中心偏差的補償量為:2△Lg+2△Lx- △ 1=2×0.04+2×0.015- 0.006=0.104根據算得銷的直徑為 φ18 ；右邊削邊銷的寬度和直徑可計算，同時也可以094.8?采用查表法：根據華東地區(qū)大專院校試用教材《機械制造工藝學》表 2-2,查得直徑為18 的菱形銷的圓錐銷柱部分寬度 b 為 4mm.7為了達到上面要求的 0.104mmm 的中心距的補償量,b 和△ 2 之間必須滿足下列關系:△ 2 = 21)(DLgxb???= =0。 0111806.4.05.(4??求得△ 2 以后,確定菱形銷圓柱部分直徑的尺寸及偏差,一般有兩種方法:8D2 從 3~6 ＞6~8 ＞8~20＞20~25＞25~3232~40＞ ＞40~50b 2 3 4 5 7 7 8B D2-0。5 D2-1 D2-2 D2-3 D2-4 D2-5根據△ 2 求出菱形銷圓柱部分定位直徑的最大極限尺寸為:d2=D2-△ 2=18-0。011=17 。989mm,此時算出的銷為最小尺寸即 dmax=17。989，通常削邊銷的一般制造精度,取其直徑公差帶 h6,則菱形銷圓柱部分定位直徑及其偏差為: φ17.989 mm,或 φ1801.?01.2?四、定位誤差a) 移位定位誤差分析左端圓柱銷定位情況。孔徑 φ18 ，公差 δD 1=0.02； 銷徑 φ18 ，12.0? 094.85?公差為 δd 1=0。009，最小間隙△ 1=0.10-0.094=0.006,這時銷與孔的最大間隙為: 1=△ 1+δD 1+δd 1=0.006+0.02+0.009=0.035< δ 工 = ×0.4=0.1333;將使 1? 3?將使一批工件孔的中心偏離銷的中心,其中心偏聽偏離誤差范圍,是以 1 為直徑的圓,圓?心即為銷的中心。b)轉角誤差按菱形銷圓柱部分定位直徑尺寸為 φ18 mm 來計算,01.2?△θ=tg ( )1?LDdDd21?????=tg ( )1 40201...6..09.?=tg 0.00009625?△ θ=19.85″ 此時轉角誤差較小能滿足定位要求. 五、工件的夾緊：工件在定位后，因加工中還要受到切削力、及工件自重等影響，將使工件產生移動或振動，破壞工件的正確定位，故必須用夾緊機構，將工件固定在定元件上。為了改善勞動條件各提高生產率，在大批量生產中采用液壓動力裝置來代替人力夾緊。1、夾緊方案通常需滿足以下要求：9⑴夾得穩(wěn)——夾緊時不能破壞工件穩(wěn)定的正確定位；夾緊機構的動作應平 穩(wěn)，有足夠的剛度和強度。夾緊力由頂面指向定位底面，符合夾得穩(wěn)要求。⑵夾得牢——夾緊力要合適，過小易使工件離動或振動，過大易使工件變形或損傷，影響加工精度。此外，夾緊機構要有自鎖作用，即原始力去除后工件仍能保證夾緊狀態(tài)而不松開。⑶夾得快——夾緊機構應盡量簡單、緊湊、操作時安全省力，迅速方便，以減輕工人勞動強度，縮短輔助時間，提高生產效率。2、夾緊力的方向的確定：⑴夾緊力的作用方向應不破壞工件定位的準確性，即夾緊力的方向朝向定位其準，保證工件與定位元件可靠地接觸。故此方案夾緊力由頂面指向定位底面，符合夾得穩(wěn)要求。沒有破壞工件穩(wěn)定的正確定位。⑵夾緊力方向應使工件變形盡可能小。⑶夾緊力方向應使所需夾緊力盡可能小。此方案采用雙面加工，左邊切削力向右，與夾緊力方向一致，這時所需的夾緊力最小，所以，左邊切削工件的深度可以適當放大一點，右邊切削力向左，與夾緊力方向相反，右邊切削工件的深度可以適當放小一點。3、夾緊力的作用點的選擇⑴ 夾緊力應落在支承元件上或幾個支承元件所形成的支承面內。⑵夾緊力應落在工件剛度較好的部位上。⑶夾緊力應盡量靠近加工面.以上三點詳見具總圖，夾緊力落在支承元件上或幾個支承元件所形成的支夾承面內。夾緊力應落在工件剛度較好的部位上。夾緊力應盡量靠近加工面，這三點基本滿足要求。液壓夾緊用高壓油產生動力，工作原理及結構與氣動夾緊相似。其共同的優(yōu)點是：操作簡單省力，動力迅速，使輔助時間大為減少。而液壓夾緊還另有一些優(yōu)點是：⑴油壓可達 600N/cm2 以上，比氣壓高十幾倍。故油缸比汽缸尺寸小得多。⑵油壓不可壓縮，故夾緊剛愎自用 性大，工作平穩(wěn)，夾緊木可靠。⑶噪聲小，勞動條件好。液壓夾緊特別適用于強力切削及加工大型工件時的多處夾緊4、夾緊力大小確定：F=26×D×f0。8 ×HB0。6T=10×D1。9 ×f0。8 ×HB0。6HB=187～255（HT250） 或 HB=170～240（HT200） D=15取 HB= HBmax- （HB max- HBmin）310HB=255- （255-187）=23231取 V=13m/min f=0.22mm/rF=26×D×f0。8 ×HB0.6=26×15×0.220。8 ×2320。6 =3049(N)T=10×151。9 ×0.220。8 ×2320。6 =13352(N.mm)F 總 = F×8=3049×8=24392(N)P= = =0.436(KW)DTV?740154.32?對功率進行修正 = =0.5458.P.06加工孔數 8 個直徑都是 15 P 總 =0.545×8=4.364本工序采用 T5057Ⅱ油缸提供壓力，然后再通過斜楔 -滾柱增力機構，如夾具總圖采用斜楔滾子的摩擦系數比平面之間的磨擦系數 D/d 倍，因而夾緊機構獲得較大的夾緊力。參照李慶濤主編的機械工業(yè)出版社出版《機床夾具設計》P83 頁W 總 =ip 總 Q 總 W 總 = F 總 =24392(N)=2393.2KgW=K×W 總根據機床和夾具的某些特殊情況,還要乘以必須的的修正系數 K.在通常情況下,取 K=1.5～2.5, 對夾緊力和切削力方向相反的情況下,取 K=2.5～3 此時,取 K=3W=K×W 總 =3×2393.2=7179.2斜楔-滾柱增力機構查表 3-8ip1=2.9 然后還有一個杠桿機構 ip2=70/109=0.642W= ip1。ip 2.Q 總由于此夾緊采用兩個油缸,所以 Q 總 =2×QdLD1d2 KDd1d1程L24-d311W= ip1。ip 2.Q 總 7179.6=2.9×0.642×2×QQ=1928(Kg)即活塞桿的作用力。參照下列油缸參數表：根所需的油缸活塞桿作用力選取油缸為 T5037ⅡA 工作壓力為 40(公斤力/ 平方厘米),I 活塞桿的作用力是 2012Kg 力：六、鉆套、鉆模板結構及總體設計：為了適應此鉆孔，采用可換鉆套，外帶襯套，其孔尺寸和公差查閱相關手冊；八個加工孔兩邊相距較遠，故采用固定式鉆模板，鉆模板上兩個定位銷導向孔之間以D232-d4程L112及各個鉆套之間的距離應按工件的公差縮小，在設計夾具時還要保左鉆模板上的支承塊在同一平面上，帶肩套的端面應與定位面平行，鉆套的軸線與定位面垂直。各加工孔的鉆套與定位孔之間應有足夠的精度等。左右鉆模板對應孔要有足夠的同軸度，在兩鉆模板之間用一個框架式的頂板在上面固定，兩個油缸安裝在頂板上.綜上分析,本夾具能夠滿足生產要求,和精度要求.1YD480 氣缸蓋螺釘孔加工專機說明書產品結構的分析YD480 柴油機由下列機構和系統(tǒng)組成：①機體和氣缸蓋；②曲柄連桿機構；③供給系；④配氣機構⑤；點火系；⑥冷卻系；⑦潤滑系；⑧起動裝置。氣缸蓋是柴油機重要大件之一，裝在氣缸體上部，用于密封氣缸的上平面。它與活塞頂共同形成燃燒室空間。氣缸蓋上通常裝有噴油器，進、排氣門，進、排氣管和搖臂軸總成等，以及進、排氣道，冷卻水套和油道布置在上面。氣缸蓋的作用是密封氣缸，與活塞頂部一起組成燃燒室，因此承受很大的機械負荷和熱負荷。氣缸蓋中有進、排氣門及其氣道、火花塞或噴油器，對于非直噴柴油機來說還有渦流室或預燃室，對頂置凸輪內燃機來說還有凸輪軸及其軸承等。為了保證燃燒室的可靠密封，氣缸蓋上螺栓孔的位置的布置應合理，螺栓孔的加工精度要求應高，否則無法密封氣缸，氣缸表面尚未工作就發(fā)生很大的變形，這樣，活塞環(huán)不能很好地工作，漏氣增加，氣缸磨損加劇，機油消耗大增。氣缸蓋受到燃氣的加熱和氣體的作用，會產生較大的熱應力和彎曲應力，如剛度不足或使用不當，就會產生變形甚至于開裂，引起漏氣和沖破氣缸墊的故障。氣缸蓋與機體的連接是通過氣缸蓋螺栓孔用氣缸蓋螺栓連接的。氣缸蓋螺栓孔總共有 10 個，其中有兩個孔兼作位孔定，兩個定位孔在加工中心加工。另八個孔在此專機上加工。組合機床方案的制定1、根據被加工零件的：精度要求、加工工序內容由于所加工的孔直徑 φ15，深 90 屬于深長孔，組合機床采用臥式，左右主軸箱先后從兩面加工。采用鉆削就可以達到所需要求。八個孔在一次鉆削中完成，這樣符合工序集中原則。2、根據被加工零件的特點根據被加工零件的形狀、結構特點，以及近代機械加工主要發(fā)展方向中工序集中的原則，考慮設計組合機床，運用多刀(相同或不同刀具)集中在一臺機床上同時完成8 個孔的加工，從而提高生產率。而且，提高了工序集中程度，減少機床臺數、占地面積、節(jié)省人力，取得理想的效益。本機床屬于同類型工序集中，簡化了循環(huán)和結構這 8 個孔間有相對位置要求，工序集中，以獲得較高的位置精度，便于裝配。 3、根據零件的生產批量，確定機床的復雜程度、通用化程度；零件的結構工藝性、加工精度、機床調整的可能性及經濟性對配置都有不同的影響。為使工件在流水線上運輸方便，采用側面朝下的安裝方法，手動插銷、液壓夾緊工件的固定式夾具型2式，不僅縮短安裝時間，而且提高了定位精度。這樣機床就選用臥式，夾具設計相對容易，切屑易排出，不影響加工精度。根據經驗及類比，將刀具導向靠近工件，減少刀具與導向的間隙，提高主軸與導向的同軸度，能達到產品圖紙及工藝文件提出的工藝要求。4、確定組合機床的配置型式在確定機床配置型式時首先要考慮如何穩(wěn)定地保證零件的加工精度。影響加工精度的因素有夾具誤差和加工誤差兩方面。夾具誤差：一般精加工的夾具公差為零件公差的 1/3～1/5 ；粗加工時，夾具精度可略低，但不能太低。夾具型式也有影響。由于 YD480 氣缸蓋的連接螺孔的加工屬于深孔加工，存在以下主要問題：3（1） 排屑困難 因切屑易阻塞使扭矩增大，造成個別鉆頭經常折斷。（2） 刀具冷卻困難 冷卻液不易進入加工空間，鉆頭嚴重發(fā)熱，使用壽命降低。（3） 鉆孔軸線歪斜面 由于鉆頭細長，剛性差，特別是刃磨不對稱時，鉆孔更易偏斜。針對 YD480 氣缸蓋的連接螺孔的具體情況，可采取從兩邊加工，既提高了效率，又解決了深長孔的加工問題。但存在加工直線性的誤差，解決此誤差的辦法是將夾具體導向孔的中心距公差提高到±0.008mm，同時工件定位孔之間公差達到±0.04；在鉆套、襯套加工時嚴格控制內孔與外圓的同軸度，并之工件加工達到公差要求。通過比較，確定選用臥式雙面加工的組合機床。選 HY50A-Ⅰ液壓滑臺多軸箱功率 P=P 切削 +P 空轉 +P 損失P 空轉 ——空轉功率 （按《組合機床設計筒明手冊》中表 4-6 選取 P 空轉=8*0.045KW=0.36KW）P 損失 ——與負荷成正比的功率損失，一般可取傳遞功率的 1/%P 損失 =1/%* P 切削 =1/%*2.536=0.025KWP==P 切削 +P 空轉 +P 損失 =2.536+0.36+0.025=2.921KW故選 YD50AY 動力頭電動機型號 Y132M2-6電動機功率 5.5KW電動機轉速 n=960r/min輸出軸轉速 n=480r/m5、切削用量的確定由氣缸蓋零件圖可知：材料 HT200，HB=170～240HBS 或 HT250, HB=187～255HBS 加工孔徑 D=15,采用高速鋼鉆頭進行加工,根據高速鋼鉆頭切削用量表可選取切削速度 v=13m/s,f=0.22mm/r 根據組合機床切削力、切削轉矩、切削轉矩的計算公式可計算每根主軸的切削力 F、切削轉矩 T 及切削功率 PF=26Df0.8HB0.6 公式中 HB=HBmax-1/3(HBmax-HBmin)=255-1/3(255-187)=232F=26Df0.8HB0.6 =26*15*0.220.8*2320.6=3049NT=10D1.9f0.8HB0.6=10*151.9*0.220.8*2320.6=13352N·mP=TV/9740π D=13352*13/9740*3.14*15=0.436kw8 根主軸的總進給力 8F=8*3049=24392N8 根主軸的切削功率 8P=8*0.436=3.488KW對功率進行正 P 總 /0。8=3.488/0.8=4.36多軸箱 6、動力部件的選用HY50A-Ⅰ滑臺的最大進給力 F=32000N4工藝方案的制定一、被加工零件的分析：根據被加工零件的精度要求、加工部位尺寸 8-φ15、形狀、結構特點、詳見氣缸蓋零件圖 YD480-03101a。材料：HT200 硬度：170～240 （或材料：HT250 硬度 ：187～255）生產批量：大批量。所加工的孔直徑 φ15，深 90 屬于深長孔，其位置度為 φ0.4,表面粗糙度 Ra12.5,一次切削較難加工，也給排屑 帶動困難。所以此孔分兩個工步分別從兩面鉆削，使之接通。二、對機床夾具的本要基求：1、 穩(wěn)定地保證工件的加工精度；2、 提高機械加工的勞動生產率；3、 結構簡單，有良好的結構工藝性和勞動條件；4、 應能降低工件的制造成本。本專機用于加工八個氣缸蓋螺栓連接孔三、工件的定位方案和夾緊部位選擇工件上的八個孔為通孔,沿孔方向的自由度可不予限制.但實際上以工件底面定位時,必須限制該方向的自由度,故應按完全定位設計夾具,并力求遵循基準重合原則,以減少定位誤差對加工精度的影響. 定位方式著重考慮兩種方案.方案一、從考慮定位方便的觀點出發(fā)，以底面、一側面、一端面定位，其優(yōu)點是工件安裝方便，但違背了基準重合和統(tǒng)一原則，不利于保證加工要求。方案二、從遵守基準重合和統(tǒng)一原則的觀點出發(fā)，以底面、及底面上兩孔定位，其優(yōu)點是工件定位精度高，符合基準重合和統(tǒng)一原則，有利于保證加工要求。但夾具結構相對方案一要復雜些。 。根據 YD480-03101a 氣缸蓋機械加工工藝過程卡，可知機體氣缸蓋的加工情況,再考慮加工工藝基準的一致性，決定工件側面朝下，以底面、底面上兩定位孔為基準，5夾緊頂面。保證基面與加工部位間的位置關系，使其利于加工精度，且工件不宜變形。氣缸蓋上有許多孔需要加工，而且有些孔要求有較高的精度，它們分別在不同的工序中加工，又要在幾次安裝下進行。因此采用一面雙孔定位；采用一面雙孔定位具有以下特點：a） 可以簡便地消除六個自基準帶來的由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠的定位；b） 有同時加工零件五個表面化的可能性，既能高度集中工序，又有利于提高各表面的位置精度。c） “一面雙孔”可做為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準，使零件整個工藝過程基準統(tǒng)一，從而減少由基準轉換帶來的累積誤差，有利于保證零件的加工精度。同時，使機床各工序的許多部件（如夾具）實現通用化，有利于縮短設計制造周期，降低成本。d） 易于實現自動化定位、夾緊并有利于防止切屑落于定位基面上?？傊?采用一面兩孔定位,符合定位基準與設計基準重合原則;這樣減少基準不符的誤差,保證加工精度.同時能保證工件穩(wěn)定定位,采用已加工的大平面作為定位平面尤為重要;又符合基準統(tǒng)一原則,在各臺機床上采用共同的基準面來加工零件不同表面上的孔.從保證加工要求和夾具的結構復雜程度兩方面進行綜合分析比較，按方案二設計夾具比較合理。 為了保證加工精度及技術要求，作為定位基準的平面和銷孔必須規(guī)定相應的尺寸精度、表面粗糙度及位置精度要求。工件二定位銷孔 2-φ18 ，中心距12.0?400±0.015。定位孔的位置度 φ0.08, 表面粗糙度 Ra1.6, 保證規(guī)定加工精度實現的條件:(1) 夾具的有關制造誤差( 制造 )?這個誤差主要包括夾具制造時的兩項誤差:確定刀具位置的元件和引導刀具的元件與定位元件間的位置誤差;定位元件與夾具安裝到機床上的安裝基面間的位置誤差 .(2) 夾具的安裝誤差( 安裝 )?即是夾具在機床上定位誤差.(3) 加工誤差( 加工 )指工件在切削過程中所產生的誤差.如機床的工作精度,刀具的磨損和跳動,刀具相對工件加工位置的調整誤差,以及工藝系統(tǒng)在加工過程中的彈性變形.為了保證工件的加工精度,必須使上述所有誤差對工件的綜合影響,控制在工件所允許的公差 δ 工 范圍之內,即:= 制造 + 安裝 + 加工 ≤δ 工??為了使 δ 工 合理分配到機械加工中產生的各個環(huán)節(jié),,通常在夾具設計時夾6具上定位元件之間,定位元件與引導元件之間,以及其它相關尺寸和相互位置的公差,一般取工件上相應公差的 ～ ,最常用的是 ～ .因粗加工的 δ 工 大,夾具上512312相應的公差取小的比例.制造 ≤ δ 工?31如圖工件采用一面兩孔定位，若采用兩個圓柱銷定位時，常會產生過定位現象，即左銷套上工件后右銷很難同時套上。為了避免這種定位干涉，應該將兩銷之一在聯線的垂直方向上削去兩邊。1、 確定圓柱銷的定位直徑和偏差定位孔的直徑 2-φ18 ,為了減少工件的移動誤差，并考慮到定位銷制造時可12.0?能達到的精度，取圓柱銷的定位直徑與偏差為 φ18 （mm）094.8?2、確定菱形銷的結構的尺寸和偏差菱形銷必須滿足中心偏差的補償量為:2△Lg+2△Lx- △ 1=2×0.04+2×0.015- 0.006=0.104根據算得銷的直徑為 φ18 ；右邊削邊銷的寬度和直徑可計算，同時也可以094.8?采用查表法：根據華東地區(qū)大專院校試用教材《機械制造工藝學》表 2-2,查得直徑為18 的菱形銷的圓錐銷柱部分寬度 b 為 4mm.7為了達到上面要求的 0.104mmm 的中心距的補償量,b 和△ 2 之間必須滿足下列關系:△ 2 = 21)(DLgxb???= =0。 0111806.4.05.(4??求得△ 2 以后,確定菱形銷圓柱部分直徑的尺寸及偏差,一般有兩種方法:8D2 從 3~6 ＞6~8 ＞8~20＞20~25＞25~3232~40＞ ＞40~50b 2 3 4 5 7 7 8B D2-0。5 D2-1 D2-2 D2-3 D2-4 D2-5根據△ 2 求出菱形銷圓柱部分定位直徑的最大極限尺寸為:d2=D2-△ 2=18-0。011=17 。989mm,此時算出的銷為最小尺寸即 dmax=17。989，通常削邊銷的一般制造精度,取其直徑公差帶 h6,則菱形銷圓柱部分定位直徑及其偏差為: φ17.989 mm,或 φ1801.?01.2?四、定位誤差a) 移位定位誤差分析左端圓柱銷定位情況。孔徑 φ18 ，公差 δD 1=0.02； 銷徑 φ18 ，12.0? 094.85?公差為 δd 1=0。009，最小間隙△ 1=0.10-0.094=0.006,這時銷與孔的最大間隙為: 1=△ 1+δD 1+δd 1=0.006+0.02+0.009=0.035< δ 工 = ×0.4=0.1333;將使 1? 3?將使一批工件孔的中心偏離銷的中心,其中心偏聽偏離誤差范圍,是以 1 為直徑的圓,圓?心即為銷的中心。b)轉角誤差按菱形銷圓柱部分定位直徑尺寸為 φ18 mm 來計算,01.2?△θ=tg ( )1?LDdDd21?????=tg ( )1 40201...6..09.?=tg 0.00009625?△ θ=19.85″ 此時轉角誤差較小能滿足定位要求. 五、工件的夾緊：工件在定位后，因加工中還要受到切削力、及工件自重等影響，將使工件產生移動或振動，破壞工件的正確定位，故必須用夾緊機構，將工件固定在定元件上。為了改善勞動條件各提高生產率，在大批量生產中采用液壓動力裝置來代替人力夾緊。1、夾緊方案通常需滿足以下要求：9⑴夾得穩(wěn)——夾緊時不能破壞工件穩(wěn)定的正確定位；夾緊機構的動作應平 穩(wěn)，有足夠的剛度和強度。夾緊力由頂面指向定位底面，符合夾得穩(wěn)要求。⑵夾得牢——夾緊力要合適，過小易使工件離動或振動，過大易使工件變形或損傷，影響加工精度。此外，夾緊機構要有自鎖作用，即原始力去除后工件仍能保證夾緊狀態(tài)而不松開。⑶夾得快——夾緊機構應盡量簡單、緊湊、操作時安全省力，迅速方便，以減輕工人勞動強度，縮短輔助時間，提高生產效率。2、夾緊力的方向的確定：⑴夾緊力的作用方向應不破壞工件定位的準確性，即夾緊力的方向朝向定位其準，保證工件與定位元件可靠地接觸。故此方案夾緊力由頂面指向定位底面，符合夾得穩(wěn)要求。沒有破壞工件穩(wěn)定的正確定位。⑵夾緊力方向應使工件變形盡可能小。⑶夾緊力方向應使所需夾緊力盡可能小。此方案采用雙面加工，左邊切削力向右，與夾緊力方向一致，這時所需的夾緊力最小，所以，左邊切削工件的深度可以適當放大一點，右邊切削力向左，與夾緊力方向相反，右邊切削工件的深度可以適當放小一點。3、夾緊力的作用點的選擇⑴ 夾緊力應落在支承元件上或幾個支承元件所形成的支承面內。⑵夾緊力應落在工件剛度較好的部位上。⑶夾緊力應盡量靠近加工面.以上三點詳見具總圖，夾緊力落在支承元件上或幾個支承元件所形成的支夾承面內。夾緊力應落在工件剛度較好的部位上。夾緊力應盡量靠近加工面，這三點基本滿足要求。液壓夾緊用高壓油產生動力，工作原理及結構與氣動夾緊相似。其共同的優(yōu)點是：操作簡單省力，動力迅速，使輔助時間大為減少。而液壓夾緊還另有一些優(yōu)點是：⑴油壓可達 600N/cm2 以上，比氣壓高十幾倍。故油缸比汽缸尺寸小得多。⑵油壓不可壓縮，故夾緊剛愎自用 性大，工作平穩(wěn)，夾緊木可靠。⑶噪聲小，勞動條件好。液壓夾緊特別適用于強力切削及加工大型工件時的多處夾緊4、夾緊力大小確定：F=26×D×f0。8 ×HB0。6T=10×D1。9 ×f0。8 ×HB0。6HB=187～255（HT250） 或 HB=170～240（HT200） D=15取 HB= HBmax- （HB max- HBmin）310HB=255- （255-187）=23231取 V=13m/min f=0.22mm/rF=26×D×f0。8 ×HB0.6=26×15×0.220。8 ×2320。6 =3049(N)T=10×151。9 ×0.220。8 ×2320。6 =13352(N.mm)F 總 = F×8=3049×8=24392(N)P= = =0.436(KW)DTV?740154.32?對功率進行修正 = =0.5458.P.06加工孔數 8 個直徑都是 15 P 總 =0.545×8=4.364本工序采用 T5057Ⅱ油缸提供壓力，然后再通過斜楔 -滾柱增力機構，如夾具總圖采用斜楔滾子的摩擦系數比平面之間的磨擦系數 D/d 倍，因而夾緊機構獲得較大的夾緊力。參照李慶濤主編的機械工業(yè)出版社出版《機床夾具設計》P83 頁W 總 =ip 總 Q 總 W 總 = F 總 =24392(N)=2393.2KgW=K×W 總根據機床和夾具的某些特殊情況,還要乘以必須的的修正系數 K.在通常情況下,取 K=1.5～2.5, 對夾緊力和切削力方向相反的情況下,取 K=2.5～3 此時,取 K=3W=K×W 總 =3×2393.2=7179.2斜楔-滾柱增力機構查表 3-8ip1=2.9 然后還有一個杠桿機構 ip2=70/109=0.642W= ip1。ip 2.Q 總由于此夾緊采用兩個油缸,所以 Q 總 =2×QdLD1d2 KDd1d1程L24-d311W= ip1。ip 2.Q 總 7179.6=2.9×0.642×2×QQ=1928(Kg)即活塞桿的作用力。參照下列油缸參數表：根所需的油缸活塞桿作用力選取油缸為 T5037ⅡA 工作壓力為 40(公斤力/ 平方厘米),I 活塞桿的作用力是 2012Kg 力：六、鉆套、鉆模板結構及總體設計：為了適應此鉆孔，采用可換鉆套，外帶襯套，其孔尺寸和公差查閱相關手冊；八個加工孔兩邊相距較遠，故采用固定式鉆模板，鉆模板上兩個定位銷導向孔之間以D232-d4程L112及各個鉆套之間的距離應按工件的公差縮小，在設計夾具時還要保左鉆模板上的支承塊在同一平面上，帶肩套的端面應與定位面平行，鉆套的軸線與定位面垂直。各加工孔的鉆套與定位孔之間應有足夠的精度等。左右鉆模板對應孔要有足夠的同軸度，在兩鉆模板之間用一個框架式的頂板在上面固定，兩個油缸安裝在頂板上.綜上分析,本夾具能夠滿足生產要求,和精度要求.