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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）
題 目： 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋的加工工藝與夾具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師
二級(jí)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化
班 級(jí)14機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)
提交日期 答辯日期
目錄
目 錄
摘 要 Ⅲ
Abstract Ⅳ
1緒論 1
2零件的分析 2
2.1零件的作用及性能 2
2.2氣缸蓋的技術(shù)條件和分析 2
3工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
3.1確定毛坯制造形式 4
3.2加工順序的確定 4
4確定零件的加工余量和毛坯尺寸 10
4.1確定機(jī)械加工余量 10
4.2氣缸蓋的毛坯尺寸 10
5確定切削用量和基本工時(shí) 11
5.1切削用量的確定 11
5.2基本工時(shí)的確定 11
6零件的裝備和重點(diǎn)工序分析 13
6.1零件的裝備和零件的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 13
6.2重點(diǎn)工序分析 14
7夾具設(shè)計(jì) 15
7.1問(wèn)題的提出 15
7.2夾具設(shè)計(jì) 15
7.3夾緊力的確定與計(jì)算 16
7.4定位元件的設(shè)計(jì) 17
7.5求取零件的定位誤差 17
7.6夾具體的設(shè)計(jì) 19
7.7其它元件的設(shè)計(jì) 19
7.8軸的設(shè)計(jì) 19
總結(jié) 24
參考文獻(xiàn) 25
致謝 26
IV
1
摘要
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋的加工工藝與夾具設(shè)計(jì)
摘 要
氣缸蓋是一個(gè)重要的零件，它的加工質(zhì)量會(huì)直接影響柴油機(jī)的好壞，其結(jié)構(gòu)相對(duì)較復(fù)雜。這次我設(shè)計(jì)的主要是柴油機(jī)的氣缸蓋，主要是對(duì)它的加工順序進(jìn)行分析，也對(duì)它的夾具進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過(guò)圖紙可以看出來(lái)，氣缸蓋的底面、氣道孔和底面座孔的加工面要求較高一點(diǎn)。從生產(chǎn)綱領(lǐng)上看的出來(lái)，這是個(gè)需要大批量生產(chǎn)的零件，所以確定要用HT20灰鑄鐵機(jī)砂型鑄造。
粗加工時(shí)，裝夾的是需要精銑的平面，比如氣缸蓋的下底面，精加工時(shí)，裝夾的是粗糙度要求不高的平面，比如氣缸蓋的上底面。不僅僅是我這次的加工，我想大部分的加工都要遵循著先主后次，先粗后精，先面后孔的原則。
做設(shè)計(jì)之前，得先分析它的量產(chǎn)是多少，最后選擇工序集中與工序分散的加工方法，根據(jù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中提到的，使用組合機(jī)床和專用的夾具來(lái)提高生產(chǎn)率。
此次設(shè)計(jì)當(dāng)中沒(méi)有提到專用的機(jī)床，但是我們需要使用，也需要設(shè)計(jì)專用的夾具，也通過(guò)一面兩銷的方法來(lái)定位工件。
關(guān)鍵詞：精加工；加工順序；基面選擇；
V
Abstract
Processing technology and fixture design of diesel engine cylinder head
Abstract
Cylinder head is an important part, it will directly affect the quality of processing quality diesel engine, its structure is relatively complex. This time I design mainly cover cylinder diesel engine, is its main processing sequence analysis, but also its fixture has been designed. Can be seen through the drawings, the bottom surface of the cylinder head, machined surface and bottom hole airway seat hole a little higher. From the point of view of the specification came out, this is a need for mass production of parts, so make sure to use the HT20 rough gray iron sand casting machine.
When roughing, finishing fixture is the need of the plane, such as the underside of the cylinder head, finishing, clamping roughness is less demanding too flat, such as the cylinder head on the bottom. I just this process, I think most of the processing to be followed after the first primary times, after the first crude refined, after the first surface of the hole of principle.
Before doing the design, it must first analyze its production is the number of the last step selecting centralized and decentralized processing step of the method, according to the design specification to use a combination of machine tools and special fixtures to improve productivity.
The designs did not mention specific machine, but we need to use, but also need to design special jig, also by the method of two sells to locate the workpiece.
Keywords: Precision machining; machining sequence; base selection;
VI
緒論
1緒論
柴油機(jī)是一種內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它是一種由作用于機(jī)器內(nèi)部燃燒和能量釋放的能量轉(zhuǎn)換裝置。柴油機(jī)是內(nèi)燃機(jī)，其工作原理是：油料和空氣進(jìn)入油缸后點(diǎn)火，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過(guò)活塞推動(dòng)連桿，向外輸送功。
從課題上也不難看出，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)主要是兩方面構(gòu)成。一是對(duì)氣缸蓋有一個(gè)詳細(xì)的加工工藝的敘述。二是對(duì)這次的加工設(shè)計(jì)專用的夾具。
氣缸蓋是一個(gè)非常重要的零件，我們需要根據(jù)他的實(shí)物，分析它的加工工藝，對(duì)工藝進(jìn)行改造。在做這些之前，肯定要先畫(huà)出圖紙，將各種技術(shù)參數(shù)都標(biāo)上。然后對(duì)加工方案進(jìn)行一步一步的改進(jìn)，最后得到最好的加工方法。
在做這個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，突然覺(jué)得自己學(xué)的知識(shí)好少，只能通過(guò)查看資料的方式來(lái)快速補(bǔ)充，也向?qū)嵙?xí)單位的廠里的老師傅們學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。然后對(duì)這些課外獲得的學(xué)習(xí)資料進(jìn)行了整理，并將其應(yīng)用到自己的設(shè)計(jì)當(dāng)中去，老師也很積極地幫助我，在這里真是太感謝了。
24
第二章 零件的分析
2零件的分析
2.1零件的作用及性能
氣缸蓋是安在柴油機(jī)的頂部，通過(guò)螺栓與燃燒室進(jìn)行密封的連接。氣缸蓋的下面就是燃燒室了，它要承受高溫高壓，還要保持位置精度。因?yàn)閷?duì)熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的要求比較高，所以就要求氣缸蓋有較高強(qiáng)度和較高的剛度，最好讓氣缸蓋的結(jié)構(gòu)不要太復(fù)雜，布置合理，厚度均勻，要能夠使其內(nèi)部快速的冷卻。
一個(gè)好的氣缸蓋它要符合抗熱疲勞強(qiáng)，導(dǎo)熱性能好，線膨脹系數(shù)小，高溫疲勞強(qiáng)度高這幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在組合中，高強(qiáng)度鑄鐵比鋁合金好，所以內(nèi)燃機(jī)的大部分氣缸蓋都是灰鑄鐵制成的。所以，用灰鑄鐵HT20-40的氣缸蓋材料設(shè)計(jì)。。
氣缸蓋的外形尺寸為：275*200*100，重量為4.8kg。
2.2氣缸蓋的技術(shù)條件和分析
2.2.1 尺寸精度分析
氣缸蓋的底部與氣缸相連，其他的面用來(lái)安裝其他的零部件，要滿足裝配工藝的需求，所以對(duì)尺寸也有技術(shù)要求，長(zhǎng)：275±0.34；寬：200；高：100±0.23。
引導(dǎo)管孔和閥孔是重要的孔，這些孔對(duì)加載其上的力和定位安裝的坐墊的要求都是很高的，導(dǎo)管孔直徑：，進(jìn)氣門座孔直徑，排氣門座孔直徑，兩孔中心距為。
2.2.2 幾何精度分析
氣缸蓋是整體式結(jié)構(gòu)，他有缸中心距離和總體長(zhǎng)度短，結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)。也有剛性、熱應(yīng)力、密封性較差的缺點(diǎn)。因?yàn)闅飧咨w的底面與缸體的接觸面較大，所以很難保證密封性。因此對(duì)零件的幾何形狀要求較高，表面粗糙度不超過(guò)0.05毫米，也需要確保密封圈的密封性能和表面粗糙度的要求是0.1毫米。
2.2.3 位置精度分析
閥座、排氣閥座孔深度的位置精度為8±0.1mm，燃燒室深度精度為36±0.1mm，緊固螺栓的密封性能要好，可以通過(guò)均勻分布螺栓孔來(lái)實(shí)現(xiàn)，以減少氣缸蓋承受載荷變形，位置精度公差為±0.20mm。
2.2.4 表面粗糙度
氣缸蓋的底面與缸體接觸，這就必須有較高的密封性，還要求能承受高溫和高壓，在這樣的情況下往往會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，所以要求表面粗糙度，而上頂面和左右兩個(gè)側(cè)面是。但是，前面，后面。導(dǎo)管孔和氣門座孔要和導(dǎo)管及墊子配合，所以導(dǎo)管孔為， 進(jìn)、排氣門。其它的孔保證。凸臺(tái)面要保證。
第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1確定毛坯制造形式
因?yàn)楦咨w是箱體類零件，所以毛坯使鑄件。灰鑄鐵比鋁合金剛性好，加工性能好而且便宜，雖然導(dǎo)熱系數(shù)較小，不易壓縮，但還是要選灰鑄鐵作為材料。
該零件是年產(chǎn)量很高的零件，所以用沙鑄造，這樣的毛坯精度高，生產(chǎn)率高，可以減少加工余量。
3.2加工順序的確定
3.2.1氣缸蓋的結(jié)構(gòu)分析
1) 所謂加工過(guò)程好，就是設(shè)計(jì)的零部件，在確保產(chǎn)品的性能合格，高生產(chǎn)率的前提下，低勞動(dòng)力消耗，材料消耗和經(jīng)濟(jì)的成本加工出來(lái)。
(1)平面加工
可以通過(guò)車削、銑削、刨削、鏜削、磨削和切削加工等方式來(lái)加工平面。因?yàn)闅飧咨w的表面積很大，車削和鏜削又很慢，所以不建議用這兩種方式加工。磨削加工的精度雖然很高，但是同樣它的效率也很低。對(duì)于刨削，零件是有精度要求的，刨削達(dá)不到。還有拉削，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用不是很多。所以，對(duì)于精度較高的零件，需要加工的表面也很大，建議使用銑削。
(2)孔的加工
氣缸蓋上有幾十個(gè)孔，不是所有的孔都具有相同尺寸精度和位置精度?？卓梢酝ㄟ^(guò)鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鉸孔、鏜孔來(lái)加工，如何來(lái)選擇呢？主要是通過(guò)孔的表面粗糙度來(lái)確定。
3.2.2工藝路線的擬定
首先就是要讓零件的尺寸精度和位置精度符合要求。因?yàn)樵摿慵枰罅可a(chǎn)，有一個(gè)辦法，那就是用通用設(shè)備和專用設(shè)備一起作用，從而產(chǎn)生這樣的生產(chǎn)模式。
因?yàn)橐罅可a(chǎn)，所以需要自動(dòng)化程度高的機(jī)床、專用夾具和工具。使用自動(dòng)線和流水線相結(jié)合的加工方式，不僅提高了效率，還降低了成本。
1) 基準(zhǔn)的選擇
(1)粗基準(zhǔn)
氣缸蓋有五個(gè)要求不同的表面需要加工。底面的加工要求是比較高的，所以底面要在最后加工。只有這樣才能保證加工要求的底面。在每一個(gè)表面，只有底部的表面面積較大，而且更光滑，以確保加工的穩(wěn)定性和可靠性。
(2)精基準(zhǔn)
底面與孔可以用"一面兩銷"來(lái)定位。為什么這樣做:
① 不會(huì)因?yàn)楦鼡Q位置造成誤差，這樣定位精度也有保證。
② 下底面的平面較大，安裝比較穩(wěn)定。
③ 夾具的結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，安裝方便。
2) 加工方案
(1)零件的上底面
先粗銑，再半精銑，然后精銑。
(2)零件的下底面
先粗銑，再半精銑，然后精銑。
(3)上下底面以外的平面
先粗銑，再精銑。
(4)對(duì)導(dǎo)管孔的加工
先鉆孔，再擴(kuò)孔，然后粗鏜，最后精鏜。
(5)對(duì)氣道孔的加工
先粗锪，再精锪。
(6)對(duì)座孔的加工
先擴(kuò)孔，再鏜孔，然后精鉸。
(7)對(duì)工藝孔的加工
先鉆孔，再鉸孔。
(8)不特殊孔的加工
先鉆孔，再擴(kuò)孔。
加工深孔的問(wèn)題有:
(1)切削不易排出，鉆頭容易斷。
(2)鉆頭的溫度很難下降，這樣使用時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)。
這也是一種鉆孔的辦法，能夠保證零件的位置精度，不讓其變形。
3)加工階段
(1)首先，很重要的是零件的質(zhì)量得有保證。
(2)各種裝備得充分的使用起來(lái)。
(3)加工的同時(shí)不能忘了檢查。
(4) 先粗后精，不可同時(shí)，有順序要求。
(5) 其他的加工原則不能違背。
從上面看得出來(lái)，零件的加工大概可以分下面幾個(gè)階段:
第一階段: 零件的各個(gè)表面進(jìn)行粗精銑的加工。
第二階段:對(duì)排氣閥孔和導(dǎo)向孔等進(jìn)行加工。
第三階段: 接著進(jìn)行倒角、擴(kuò)孔、鉸孔和攻絲。
第四階段: 最后就是對(duì)零件的各個(gè)部分進(jìn)行裝配。
4) 具體的加工工序
第一種 工序 工步內(nèi)容
1 氣缸蓋鑄造毛坯
2 查看毛坯
3 對(duì)氣缸蓋上頂面進(jìn)行粗銑
4 對(duì)氣缸蓋的下底面進(jìn)行粗銑
5 找到定位孔，進(jìn)行擴(kuò)孔
6 將氣缸蓋的側(cè)面銑毛刺
7 將氣缸蓋的前面和后面銑毛刺
8 查看經(jīng)過(guò)幾步粗加工的零件
9 零件經(jīng)過(guò)流水線后被夾住
10 對(duì)氣缸蓋的上平面進(jìn)行半精銑
11 對(duì)氣缸蓋的下平面進(jìn)行半精銑
12 對(duì)氣缸蓋的上平面進(jìn)行精銑
13 對(duì)氣缸蓋的下平面進(jìn)行精銑
14 對(duì)氣缸蓋上底面進(jìn)行鉆孔加工
15 再次查看經(jīng)過(guò)半精加工過(guò)的氣缸蓋
16 對(duì)氣缸蓋的后面進(jìn)行銑削加工和鉆孔加工
17 對(duì)氣缸蓋的前面進(jìn)行銑削加工和鉆孔加工
18 查看經(jīng)過(guò)半精加工過(guò)的氣缸蓋
19 將氣缸蓋旋轉(zhuǎn)90度
20 對(duì)氣缸蓋的側(cè)面進(jìn)行銑削加工
21 對(duì)氣缸蓋進(jìn)排氣的側(cè)面進(jìn)行銑削加工
22 對(duì)氣缸蓋的側(cè)面進(jìn)行鉆孔加工
23 對(duì)氣缸蓋側(cè)面的孔進(jìn)行攻絲
24 再將氣缸蓋旋轉(zhuǎn)90度
25 對(duì)氣缸蓋的導(dǎo)管孔平面進(jìn)行锪加工
26 對(duì)氣缸蓋的導(dǎo)管孔進(jìn)行鉆孔加工
27 對(duì)氣缸蓋的氣道孔進(jìn)行粗锪加工
28 對(duì)氣缸蓋的氣道孔進(jìn)行精锪加工
29 對(duì)氣缸蓋進(jìn)行鉆深油孔加工
30 對(duì)氣缸蓋的導(dǎo)管孔和座孔進(jìn)行擴(kuò)加工
31 流水線和機(jī)床自動(dòng)卸下零件
32 查看零件
第二種 工序 工步內(nèi)容
1 氣缸蓋鑄造毛坯
2 查看毛坯
3 對(duì)毛坯的上底面進(jìn)行粗銑加工
4 對(duì)毛坯的下底面進(jìn)行粗銑加工
5 查看毛坯
6 通過(guò)流水線和機(jī)床進(jìn)行零件的裝夾
7 對(duì)零件的上平面進(jìn)行半精銑加工
8 對(duì)零件的下底面進(jìn)行半精銑加工
9 對(duì)零件的上平面進(jìn)行精銑加工
10 對(duì)零件的下平面進(jìn)行精銑加工
11 對(duì)零件的上底面進(jìn)行鉆孔加工
12 查看氣缸蓋
13 對(duì)氣缸蓋的后面進(jìn)行銑削加工
14 對(duì)氣缸蓋的前面進(jìn)行銑削加工
15 對(duì)氣缸蓋的兩側(cè)面進(jìn)行銑削加工
16 對(duì)氣缸蓋的后面進(jìn)行鉆孔加工
17 對(duì)氣缸蓋的前面進(jìn)行鉆孔加工
18 查看鉆過(guò)孔的氣缸蓋
19 將氣缸蓋旋轉(zhuǎn)90度
20 對(duì)氣缸蓋的側(cè)面進(jìn)行鉆孔加工
21 對(duì)氣缸蓋的側(cè)面孔進(jìn)行攻絲
22 再將氣缸蓋旋轉(zhuǎn)90度
23 對(duì)氣缸蓋的導(dǎo)管孔平面進(jìn)行锪加工
24 找到零件的導(dǎo)管孔位置，進(jìn)行孔加工
25 對(duì)零件的氣道孔進(jìn)行粗锪加工
26 對(duì)零件的氣道孔進(jìn)行精锪加工
27 找到氣缸蓋深油孔的位置，進(jìn)行鉆孔加工
28 找到零件導(dǎo)管孔，座孔的位置，進(jìn)行擴(kuò)孔加工
29 經(jīng)機(jī)床和流水線零件自動(dòng)下來(lái)
30 查看氣缸蓋
5) 兩種加工方法的比較
第一種的加工方法是比第二種多了幾步。在方案1中，氣道的擴(kuò)張和定位是根據(jù)氣道的性質(zhì)來(lái)尋找合適的加工過(guò)程。以氣道為基礎(chǔ)的幾個(gè)過(guò)程，使加工過(guò)程中的孔相互作為基準(zhǔn)，提高加工孔的位置精度。
其次，在方案2中，其中的兩步，先處理后表面，然后加工孔表面，體現(xiàn)了“先面后孔”的加工原理，但用方案1中的幾步，內(nèi)容處理完全相同，只是不一樣的順序處理。要比較兩者，發(fā)現(xiàn)在方案1中，銑，刨，鉆，等幾個(gè)工作步驟，都是在一個(gè)位置，減少了安裝時(shí)間，提高加工精度。比較看來(lái)還是第一種加工比較好。
第四章 確定零件的加工余量和毛坯尺寸
4確定零件的加工余量和毛坯尺寸
4.1確定機(jī)械加工余量
加工余量太大，我們就會(huì)感到切削花的時(shí)間太長(zhǎng)而且對(duì)刀具也有壞的影響；余量要是太小，首先就會(huì)影響加工的效率，甚至影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至造成浪費(fèi)。一般原則是：保證質(zhì)量的前提下，盡量減少加工余量。
氣缸蓋的毛坯是用HT20-40做的鑄件，各個(gè)表面的加工余量是：上、下面可取4.5-6.0mm；兩側(cè)面、前、后面可取為3.0-5.0mm；鑄造尺寸偏差，可取0.5mm。
我們可以用Ab來(lái)表示被切的切削，在不考慮其他的情況下，沒(méi)有被切的切削總和可以用ΣAb來(lái)表示，綜上所述，則有：
對(duì)零件的粗銑余量可以留A1，A1可以是2個(gè)毫米，
對(duì)零件的半精銑余量可以留A2，A2可以是1.5個(gè)毫米，
對(duì)零件的精銑余量可以留A3，A3可以是0.5個(gè)毫米，
所以被切削的總的余量為
和上面的思考方式相同，我們可以得到氣缸蓋一個(gè)側(cè)面的加工余量可以為4個(gè)毫米，另一個(gè)側(cè)面可以留2個(gè)毫米。
4.2氣缸蓋的毛坯尺寸
氣缸蓋的長(zhǎng)度a是由零件的長(zhǎng)度、零件前面被切削量、零件后面的被切削量和零件的尺寸偏差所組成，所以
氣缸蓋的寬度b是由零件的寬度、零件左側(cè)的被切削量、零件右側(cè)的被切削量和零件的尺寸偏差所組成，所以
氣缸蓋的高度c是由零件的高度、零件上底面的切削量和尺寸偏差所組成，所以 所以，氣缸蓋毛坯的尺寸為283*206*108。
第五章 確定切削用量和基本工時(shí)
5確定切削用量和基本工時(shí)
5.1切削用量的確定
影響切削用量的因素我想是肯定有很多的，比如像生產(chǎn)率，加工質(zhì)量，還有切削力引起的彈性變形，還有其他的一些。
就一般情況而言，切削的深度還是大一點(diǎn)好，切削的進(jìn)給量也是大一點(diǎn)好。但是，不能無(wú)休止的大下去。比如，加工的時(shí)候肯定會(huì)引起變形，那么就要求變形不能超過(guò)誤差范圍，還有也不能因?yàn)檫M(jìn)給量的問(wèn)題影響了表面的粗糙度。對(duì)于切削速度的選擇也是有好幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的，比如要盡量不讓刀具磨損，還得充分利用機(jī)床。
還可以通過(guò)時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)充分利用機(jī)床，就這次的設(shè)計(jì)而言，采用了復(fù)合刀具，這就要求切削速度盡量大，此外，組合機(jī)床有一個(gè)特點(diǎn)，是動(dòng)力頭的工作，每分鐘進(jìn)給量都是一樣的，需要考慮的方面，只有妥善的方案，我們選擇工具的結(jié)果是獨(dú)立合理，選擇一個(gè)中間值作為切削刀具參數(shù)。
5.2基本工時(shí)的確定
主要有以下幾部分組成：
1) 基本時(shí)間t
加工零件所需要的時(shí)間。
2) 輔助時(shí)間t
零件的上下料，開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)，停車檢查等所消耗時(shí)間。
3) 工作和身體休息需要的時(shí)間t
在工作時(shí)間，刀具調(diào)整，以確保其正常工作，砂輪，清除切割，擦試機(jī)床所消耗的時(shí)間，還有必要的休息時(shí)間。
4) 準(zhǔn)備時(shí)間t
開(kāi)始熟悉工藝處理的文件，接收毛坯，夾具，調(diào)整機(jī)床和一些需要調(diào)工藝設(shè)備所要花的時(shí)間。
各個(gè)時(shí)間是這樣計(jì)算的:
基本的時(shí)間為計(jì)算長(zhǎng)度與S做商后再與走刀次數(shù)的積。
輔助的時(shí)間為百分之15個(gè)基本時(shí)間。
服務(wù)的時(shí)間為百分之15個(gè)基本時(shí)間。
準(zhǔn)備的時(shí)間為百分之15個(gè)基本時(shí)間。
單件的加工時(shí)間為基本時(shí)間、輔助時(shí)間和準(zhǔn)備時(shí)間的總和，
對(duì)單件加工時(shí)間檢驗(yàn)大概是基本加工時(shí)間的1.35倍。
如何計(jì)算定額的時(shí)間：
t基=
L的意思是零件的長(zhǎng)度是多少
I的意思是加工零件走了多少刀
L1，L2的意思是總共超出的長(zhǎng)度。
第六章 零件的裝備和一些工序分析
6零件的裝備和一些工序分析
6.1零件的裝備和零件設(shè)計(jì)特點(diǎn)
6.1.1 挑什么樣的刀具
挑到對(duì)的刀具就要看下面的內(nèi)容：
1)工件不能比刀還硬。
2)大切削力加在刀具上，它要承受得住。
3)刀具不僅要耐磨還要容易造出來(lái)。
6.1.2 挑什么樣的機(jī)床
選擇對(duì)的機(jī)床要看下面的內(nèi)容了：
1)首先他的重量一定要達(dá)標(biāo)。
2)再者他的工作效率不能低。
3)第三個(gè)，性價(jià)比要高。
6.1.3 輔助工具的選擇
1）有較高的生產(chǎn)率。
2）能有良好的經(jīng)濟(jì)效果。
6.1.4零件設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
1）盡量減少卸零件裝夾的次數(shù)，這樣可以保證零件符合圖紙的要求。
2）加工不僅僅是一把刀的事，它涉及到方方面面，還要遵循好多原則。
3）還一點(diǎn)比較重要的是，他的生產(chǎn)率一定要高。
6.2重點(diǎn)工序分析
從這個(gè)圖可以看出，主要是對(duì)導(dǎo)管孔、座孔和螺紋的加工：
圖1導(dǎo)管孔和其他孔的簡(jiǎn)圖
座孔和導(dǎo)管孔的同軸度不能超過(guò)0.05mm，和導(dǎo)孔與平面的垂直度誤差為毫米。閥座孔的加工在這幾個(gè)工序里面是比較重要的，需要加倍謹(jǐn)慎，不能不符合加工的要求。
第七章 夾具設(shè)計(jì)
7夾具設(shè)計(jì)
7.1問(wèn)題的提出
利用本夾具主要用來(lái)加工φ25.5的孔。它基本要滿足下面三點(diǎn)：
（1） 底面要與孔的軸線形成的夾角。
（2） 孔要加工到這樣的深度。
（3） 最后就是讓孔的內(nèi)側(cè)粗糙度有。
7.2夾具設(shè)計(jì)
7.2.1夾具的組成
1) 定位裝置
2) 夾緊裝置
3) 夾具體
4) 其它裝置或元件
7.2.2分析如何夾緊
1)怎樣確定零件的定位基準(zhǔn)
定位基準(zhǔn)的選擇最好就是我們一開(kāi)始確定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。零件孔的加工是用粗鏜和精鏜加工出來(lái)的，還以零件的內(nèi)側(cè)作為一個(gè)基準(zhǔn)面。氣缸蓋安在機(jī)床后，怎樣來(lái)確定它的位置，主要是通過(guò)限制他的六個(gè)自由度，首先根據(jù)切削力和夾緊力來(lái)選擇零件的內(nèi)側(cè)為平面，這一下就限制了三個(gè)自由度，還有三個(gè)自由度是在外面定位的，使用兩個(gè)定位銷來(lái)限制。
2) 確定有多少夾緊點(diǎn)
在確定夾緊力時(shí)，應(yīng)遵循工件的低剛度原則，在正常的情況下，夾緊點(diǎn)多點(diǎn)還是好的，可以防止夾緊力過(guò)度集中從而使工件變形，但是，夾緊點(diǎn)如果太多的話，那么夾具就會(huì)越復(fù)雜，這就給加工帶來(lái)了不便，所以，也不能太多。
這次我們的氣缸蓋的材料是鑄鐵，而且加緊點(diǎn)多，夾緊力也分散，所以用四個(gè)夾塊就能將其夾緊。
3) 如何確定工件在哪夾緊
夾緊的位置一般都是選在平面的中心，而且?jiàn)A緊力的方向和軸向力的方向不能相向，觀看氣缸蓋的形狀，選擇從外面夾緊，從內(nèi)側(cè)加工。
4) 夾具的種類都有哪些
夾具的種類有很多，都是應(yīng)用在不同的情況下，常見(jiàn)的夾具有通用夾具、組合夾具、可調(diào)夾具、隨行夾具等。而這些夾具并不能滿足此次設(shè)計(jì)，所以我們要設(shè)計(jì)專門的夾具。
5) 確定夾緊方式(動(dòng)力裝置)
裝夾裝置中的功率發(fā)生裝置的一部分稱為功率器件，而功率器件通常用于氣動(dòng)、液壓、電氣等。夾緊裝置直接與工件夾緊的工件表面接觸并完成夾緊件稱為夾緊元件。為什么選擇液壓是有道理的，液壓的壓力比氣壓大，而且安裝在機(jī)床上時(shí)，液壓缸的體積要比氣壓缸小得多。使用液壓力還解決了一個(gè)問(wèn)題，那就是每次手動(dòng)壓緊力不同的問(wèn)題。
7.3夾緊力的確定與計(jì)算
7.3.1 確定夾緊力的方向和位置
1) 工件原來(lái)的定位你是不可以改變的。
2) 不能因?yàn)閴壕o就使工件變形而破壞了工件。
3) 在能夾緊保證加工的情況下，夾緊力越小越好。
所以，在氣缸蓋的外表面選四個(gè)作用點(diǎn)。
7.3.2 夾緊力的計(jì)算
夾緊力：
公式中K的意思是安全系數(shù) K=
公式中的意思是一般安全系數(shù)，在考慮了零件的夾緊沒(méi)問(wèn)題、零件材料沒(méi)問(wèn)題還有切削力沒(méi)問(wèn)題的情況下，這個(gè)值用1.4 。
公式中的意思是加工性質(zhì)系數(shù)。這個(gè)值取1。
公式中的意思是刀具鈍化系數(shù)。我們用1.4。
公式中的意思是斷續(xù)切削系數(shù)。我們這里用1.2。
公式中的意思是夾緊力的穩(wěn)定性，我們這里用1。
經(jīng)過(guò)上面的計(jì)算，安全系數(shù)用。
公式中WK的意思是實(shí)際的夾緊力（N）；
公式中P的意思是切削力（N）；
通過(guò)上面的數(shù)值計(jì)算出軸向力為16.8N，最后算出夾緊力為38N。
7.4定位元件的設(shè)計(jì)
1) 為了增加孔心線。
2) 因?yàn)檫B接線與第二個(gè)銷是相互垂直的，所以工件可以任意旋轉(zhuǎn)。
3) 邊切銷垂直于中心線，保證切割強(qiáng)度，一般用菱形結(jié)構(gòu)。
選取“一面兩銷”的定位方式是有它的道理的：
1）六個(gè)自由度能夠保證零件定位可靠，六個(gè)自由度也好保證。
2）五個(gè)表面他都可以集中處理，而且不影響孔的位置精度。
3）“一面雙孔”的定位一直貫穿著工件的加工，從而保證了零件的加工精度，避免了安裝誤差，這也提高了加工的效率。
4）自動(dòng)定位和夾緊，并能防止切削在基準(zhǔn)位置掉落。
7.5求取零件的定位誤差
1) 銷的直徑
公式中 b的意思是銷的寬度；
公式中是公差的意思，兩個(gè)中心孔的；
公式中也是公差的意思，定位銷的；
公式中的意思是間隙，銷與孔配合時(shí)用的，；
公式中的意思是最小直徑，圓柱銷定位孔的，
計(jì)算結(jié)果是
圖2 誤差的示意圖
2) 如何去確定零件的轉(zhuǎn)角誤差
公式中的意思是公差，菱形銷定位孔直徑的；
公式中的意思也是公差，菱形銷的直徑；
公式中的意思是配合間隙，菱形銷與孔的。
從上面的公式可以得到：
最終當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)角誤差不能超過(guò)0.02度。
3) 基準(zhǔn)位移誤差
4) 基準(zhǔn)不重合誤差
參考誤差根據(jù)什么來(lái)確定，通過(guò)工件的定位基準(zhǔn)還有尺寸的的投影，最后決定誤差=0。
上面兩個(gè)誤差有結(jié)果后，可以知道定位誤差。最后這個(gè)結(jié)果比工件位置度的三分之一還小，所以取0.01mm。
7.6夾具本身的設(shè)計(jì)
夾具和氣缸蓋一樣都是鑄造而形成箱體類零件，要保證每個(gè)面的厚度有35mm，有這么厚就有了足夠的力來(lái)夾零件，因?yàn)槭氰T造的，所以他的剛度是有保證的，在對(duì)零件進(jìn)行加工的時(shí)候，不會(huì)造成什么偏差。夾具本身也是通過(guò)螺栓連接安裝在機(jī)床上。
7.7其它元件的設(shè)計(jì)
這都是一些輔助的器件，如連桿、推桿、齒輪、軸等等。
7.8軸的設(shè)計(jì)
如圖3：
圖3 軸的簡(jiǎn)圖
1) 軸的結(jié)構(gòu)如圖所示
(1) 算出軸的最小直徑
根據(jù)材料力學(xué)，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為
公式中τT的意思是扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力；
公式中T的意思是傳遞轉(zhuǎn)距；
公式中P 的意思是傳遞功率；
公式中N的意思是轉(zhuǎn)速；
公式中WT的意思是抗扭截面系數(shù)；
公式中[τT]的意思是許用轉(zhuǎn)距切應(yīng)力。
所以最小直徑d0min（單位為mm）為
式中 C—計(jì)算常數(shù)。
(2) 確定軸各個(gè)段的直徑和長(zhǎng)度
(3) 軸上各個(gè)方向的零件是怎樣固定的
通過(guò)鍵連接的是周向上的零件；通過(guò)螺母和墊片連接的是軸向上的零件。
(4) 對(duì)軸進(jìn)行工藝分析
軸應(yīng)該便于加工、安裝，還要方便維修，利于制造，成本還不能高。
(5) 提高軸的強(qiáng)度和剛度的措施
調(diào)制處理。
2) 算出該軸的強(qiáng)度
(1) 軸的轉(zhuǎn)矩T算一下：
液壓泵的轉(zhuǎn)速是每分鐘一千轉(zhuǎn)；
液壓油的工作壓力為5.9兆帕；
則
傳遞功率：
則
(2) 齒輪上的受力計(jì)算一下：
(3) 進(jìn)行受力分析
支承反力得計(jì)算如下：
水平面上的計(jì)算出來(lái)：
垂直面上的計(jì)算出來(lái)：
水平面上的計(jì)算出來(lái)，
垂直面上的計(jì)算出來(lái)，
最后的彎矩計(jì)算出來(lái)，
(4) 畫(huà)彎矩圖
圖4彎扭矩圖
3) 找出需要校核的截面
因?yàn)橹瘟Χ荚谟覀?cè)，所以右側(cè)比較危險(xiǎn)，只要校核軸的右側(cè)就行了。
4) 校核軸的彎扭強(qiáng)度
右側(cè)支撐點(diǎn)得力的大小相同，方向相反。
5)校核下疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)
查資料知：，，，，，。，；絕對(duì)尺寸系數(shù)，；則
彎曲應(yīng)力計(jì)算出來(lái)： ，
應(yīng)力幅計(jì)算出來(lái)：
平均應(yīng)力計(jì)算出來(lái)：
切應(yīng)力計(jì)算出來(lái)：
安全系數(shù)計(jì)算出來(lái)：
查看參考文獻(xiàn)里的表得許用安全系數(shù)，得，則右側(cè)疲勞強(qiáng)度合格。
總結(jié)
參考文獻(xiàn)
總 結(jié)
加了好久的班，不管成功與否，總算是要結(jié)束了?，F(xiàn)在讓我來(lái)回顧一下這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的酸甜苦辣。
剛接到這個(gè)題目的時(shí)候，我是又開(kāi)心又不開(kāi)心。開(kāi)心是因?yàn)檫@個(gè)題目已經(jīng)被好多人做過(guò)，不開(kāi)心是因?yàn)樽约鹤鱿胍兴黄坪芾щy。話雖如此，我們還是得按常規(guī)出牌，首先是找到了這個(gè)零件的實(shí)體，畫(huà)了圖，做了技術(shù)要求的分析。當(dāng)然，這都是在工廠師傅的幫助下完成的。接下來(lái)就是一步一步慢慢做。要說(shuō)這次論文最大的收獲是什么，不是完成了這個(gè)，而是在完成它的過(guò)程中，你遇到的各種困難、挫折。這些都會(huì)將你變得強(qiáng)大起來(lái)。
當(dāng)然了，具體的知識(shí)還是有學(xué)到的，畢竟工廠里的東西還是學(xué)校的有所區(qū)別，鍛煉了自己的能力和抗壓能力。
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致謝
致謝
三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束。這樣的設(shè)計(jì)從各個(gè)方面教會(huì)了我很多的技能，以提高獨(dú)立思考、解決問(wèn)題和設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力，與工廠工程技術(shù)人員的關(guān)系我的差距，為我今后在工作中打下了的基礎(chǔ)。
回顧我的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程，雖然它充滿了困難和曲折，但我覺(jué)得有很多好處。本次設(shè)計(jì)是完成后，在所有大學(xué)的專業(yè)修課程，是一個(gè)大考驗(yàn)我近四年來(lái)學(xué)習(xí)知識(shí)。
已經(jīng)到了最后一個(gè)部分了，在這里我必須隆重的謝謝我的指導(dǎo)老師，不管我做得怎么樣，老師總是悉心教我，從來(lái)沒(méi)讓我有過(guò)不耐煩地感覺(jué)，即便我無(wú)法理解一些問(wèn)題，但是老師還是盡最大的努力幫助我，所以不管結(jié)果如何，我都是要謝謝您！
這次的任務(wù)已經(jīng)圓滿完成，但由于我的水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，難免會(huì)留下一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，這將促使專家、老師和同學(xué)們?cè)u(píng)論。