柴油机汽缸套工艺设计规程设计及精镗内孔夹具设计

-柴油机汽缸套工艺规程设计及精镗孔夹具设计1 绪论机械加工工艺过程是机械生产过程的一局部，是直接生产过程。它-是用金属切削刀具或者磨料工具加工零件，使零件到达要求的形状、尺寸和外表粗糙度。一个零件往往有多个面要加工，如果没有合理的工艺规程和专用夹具加工，通常要一个面一个面的加工，生产效率低，同时，各加工孔的形状和位置公差以及尺寸精度都难以保证，工人劳动强度大，特别是大批大批量生产的工艺，更是大增加了生产周期，而且本钱也很高。在编制工艺规程的时候要在保证质量的前提下，尽可能的降低本钱。因此，好的工艺规程应该是质量、生产率和经济性的统一表现。为了克制多面零件加工效率低不利的一面，行之有效的方案就是设计合理的工艺规程和专用夹具。2 零件的分析2.1零件简介题目所给的是柴油机汽缸套。汽缸套是柴油机重要零件。它与汽缸盖以及活塞形成气体压缩、燃烧和膨胀的空间，以实现柴油机工作循环过程。汽缸套的圆面是它的工作外表，是汽缸套的重点外表，汽缸套是一种薄壁零件，容易因夹紧力和切削力而变形，因而保证其形状精度比拟困难。汽缸套的磨损包括正常磨损、腐蚀磨损、磨料磨损和熔着磨损。为了提高汽缸套的耐磨性，进一步改良材料还有很大的潜力。对气缸和缸套外表进展高周波外表淬火，可使它的耐磨料磨损性能比不淬硬的铸铁提高12倍，但淬硬时缸套易变形、裂纹，镗钢困难，加工本钱高。气缸外表镀铬可以使耐磨材料磨损性能大为提高，但其工艺复杂，本钱很高。汽缸套分两种，干式汽缸套和湿式汽缸套2.2 零件的工艺分析零件的材料为38CrMoAlA，38CrMoAlA是一种专用氮化钢，经氮化处理处硬度相当高，硬度在HV800以上, 硬度、耐磨性比45号钢要好，但价格也比45号钢高。以下是汽缸套零件图的分析。1 小端面直径115mm2 大端面直径135mm3 孔直径圆柱度要求0.03由以上分析可知，可先粗车孔，然后以此为粗基准进展加工，并且保证位置精度。由于此缸套零件没有复杂的加工曲面，所以上述的技术要求采用常规加工工艺均可保证。3 确定毛坯3.1 确定毛坯种类由于汽缸套构造简单，可以使用管材作为毛坯，材料为38CrMoAlA合金构造钢。汽缸套在柴油机中所受冲击较大，零件机械性能要求较高，生产类型为大批量生产。3.2 选取毛坯按经历选取管材，152mm，壁厚38mm，长度为217mm3.3 有屡次加工外表的加工余量用材料去除法制造机器零件时，一般都要从毛坯切除一层层材料之后最后才能得到符合图纸规定要求的零件。毛坯上留作加工用的材料层，称为加工余量。加工余量又有总余量和工序余量之分。*一外表毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为总余量，以t表示。该外表加工相邻两工序尺寸之差称为工序余量t1,总余量t与工序余量t1的关系可用下式表示。式中：n*一外表所经历的工序数。单边余量与双边余量被包容面加工工序余量及公差工序余量有单边余量和双边余量之分。对于非对称外表，其加工余量用单边余量zb表示： zbla-lb式中：zb本工序的工序余量；lb本工序的根本尺寸；la上工序的根本尺寸。对于外圆与圆这样的对称外表，其加工余量用双边余量2zb表示，对于外圆外表有：2zbda-db；对于圆外表有：2zbdbda 由于工序尺寸有偏差，故各工序实际切除的余量值式变化的，因此工序余量有公称余量简称余量、最大余量zma*、最小余量zmin之分，对于上图所示被包容面加工情况，本工序加工的公称余量：zbla-lb 公称余量的变动围：tzzma*zmintbta式中：tb本工序工序尺寸公差；ta上工序工序尺寸公差。工序尺寸公差一般按“入体原则标注。对被包容尺寸(轴径)，上偏差为0，其最大尺寸就是根本尺寸；对包容尺寸孔径、键槽、下偏差为0，其最小尺寸就是根本尺寸。4 工艺规程设计4.1 定位基准的选择在制定工艺过程时，选择定位基准的主要目的是为了保证加工外表的位置精度。因此选择定位基准的总原则应该是从有较高位置精度要求的外表中进展选择。定位基准的选择包括粗基准和精基准的选择。粗基准的选择1.选择不加工外表为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上外表上有好几个不需加工的外表，则应选择其中与加工外表的相互位置精度要求较高的外表作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。2.选择加工余量要求均匀的重要外表作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要外表。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保存而细致的组织，以增加耐磨性。3.应选择加工余量最小的外表作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。4.应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的外表作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的外表不宜选作粗基准，必要时需经初加工。5.粗基准应防止重复使用，因为粗基准的外表大多数是粗糙不规则的。屡次使用难以保证外表间的位置精度。4.1.2 精基准的选择选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准确、结实、方便。精基准选择的原则是：基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以防止定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准统一原则。应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各外表间的位置精度，防止基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比拟统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书外表，而且保证了各外圆外表的同轴度及端面与轴心线的垂直度。互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工外表本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的外表为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。4.2 外表加工方法的选择选择加工方法时，首先根据零件主要外表的技术要求和工厂具体条件，先选定它的最终工序方法，然后再逐一选定该外表各有关前导工序的加工方法。同一种外表可以选用各种不同的加工方法加工，但每种加工方法所能获得的加工质量、加工时间和所花费的费用却是各不一样的，工程技术人员的任务，就是要根据具体加工条件(生产类型、设备状况、工人的技术水平等)选用最适当的加工方法，加工出符合图纸要求的机器零件。具有一定技术要求的加工外表，一般都是只通过一次加工就能到达图纸要求的，对于精细零件的主要外表，往往要通过屡次加工才能逐步到达加工质量要求。例如，加工一个精度等级为IT7的螺纹孔，其最终工序选用丝锥攻丝，则其前导工序可分别选为钻孔，扩孔，铰孔。主要外表的加工方案和加工工序选定之后，再选定次要外表的加工方案和加工工序。4.2.1 加工阶段的划分将零件的加工过程划分为加工阶段的主要目的是： 1 保证零件加工质量； 2 有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理； 3 有利于合理利用机床设备。此外，将工件加工划分为几个阶段，还有利于保护精加工过的外表少受磕碰损坏。以下是具体的加工阶段1 粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大局部多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。2 半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要外表的精加工做好准备，保证适宜的加工余量。半精加工的公差等级为IT9IT10。外表粗糙度为Ra101.25m3 精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及外表粗糙度,使各主要外表到达图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工外表损伤.4 光整加工阶段对*些要求特别高的需进展光整加工，主要用于改善外表质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各外表相互位置误差，其精度等级一般为IT5IT6,外表粗糙度为Ra1.250.32m。4.2.2 工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。1 工序集中的特点工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个外表易于保证这些外表间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使本钱增高，调整维修费事，生产准备工作量大。2 工序分散的特点工序容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进展综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。构造简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。4.2.3 加工顺序的安排先加工定位基准面，再加工其它外表先加工主要外表，后加工次要外表先安排粗加工工序，后安排精加工工序先加工平面，后加工孔热处理工序及外表处理工序的安排：为改善工件材料切削性能安排的热处理工序，例如，退火、正火、调质等，应在切削加工之前进展。为消除工件应力安排的热处理工序，例如，人工时效、退火等，最好安排在粗加工阶段之后进展。为了减少运输工作量，对于加工精度要求不高的工件也可安排在粗加工之前进展。对于机床床身、立柱等构造较为复杂的铸件，在粗加工前后都要进展时效处理(人工时效或自然时效)，使材料组织稳定，日后不再有较大的变形产生。为提高工件外表耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰等，一般都安排在工艺过程最后阶段进展。其它工序的安排为保证零件制造质量，防止产生废品，需在以下场合安排检验工序：1)粗加工全部完毕之后；2)送往外车间加工的前后；3)工时较长和重要工序的前后；4)最终加工之后。除了安排几何尺寸检验工序之外，有的零件还要安排探伤、密封、称重、平衡等检验工序。零件表层或腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工之后，应安排去毛刺工序。零件在进入装配之前，一般都应安排清洗工序。工件孔、箱体腔易存留切屑，研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附着在工件外表上，要注意清洗。在用磁力夹紧工件的工序之后，要安排去磁工序，不让带有剩磁的工件进入装配线。4.3 机床设备及工艺装备的选择所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应，精度等级应与本工序加工要求相适应，电机功率应与本工序加工所需功率相适应，机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。工艺装备的选择将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造本钱，应根据不同情况适中选择。在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备(包括夹具、刀具、量具和辅具)；在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专用工艺装备。机床设备和工艺装备的选择不仅要考虑设备投资的当前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有足够的柔性。4.3.1 汽缸套加工机床1 机床简介T716立式金刚镗床的性能，规格，参数。主轴直径 75毫米 110毫米镗孔直径及镗孔深度使用 75毫米主轴镗孔最小镗孔直径 76毫米最大镗孔深度 250毫米最大镗孔直径 115毫米最大镗孔深度 325毫米使用直径110毫米主轴镗孔最小镗孔直径 115毫米最大镗孔深度 340毫米最大镗孔直径 165毫米最大镗孔深度 410毫米注：订购直径45毫米之主轴最小镗孔直径 57毫米最大镗孔深度 167毫米主轴最大移动量 550毫米手轮一转最大移动量 6毫米主轴中心至滑架直立面距离 310毫米主轴中心至立架导轨面距离 360毫米手动及快速时，主轴端面至工作台面距离最大 30毫米最小 580毫米工作台工作面尺寸长*宽 1200毫米*500毫米工作台丁形槽数 3工作台纵向最大移动量700毫米手轮每转工作台纵向移动量 6毫米主轴转速级数 6种主轴转数 475 600 转每分主轴每转进给级数 4种轴每转进给量 0.05 0.08 0.125 0.2毫米主轴快速行程速度 3.8至4米每分机动进给量最大允许进给抗力 200公斤主传动电动机型号 J042-4T2功率 2.8千瓦转速 1430转每分电压 220-380伏快速移动电动机型号 J032-4T2型功率 1千瓦转速 1420转每分电压 220-380伏机床外形尺寸长*宽*高171218452225 毫米机床重量 2500公斤2 机床的主要用途本机床主要用于镗制汽车汽缸孔，装置夹具附件后，可以镗制柴油机汽缸套筒等。使用的刀具主要以硬质合金或金刚石到头为主。3 本机床的部件介绍1 立架立架为一箱形。固定在基座上，前有二导轨，滑架与主轴籍丝杆，螺母沿此导轨上下移动。立架顶部装有快速移动电动机，使用齿轮与丝杆连接，开动后，可使主轴与滑架作快速移动，立架后上部装有平衡主轴及滑架之重锤。立架下有一部电气箱，电气设备即装在箱。立架中部装有能使滑架与主轴上下之手摇移动机构及能是滑架与主轴手动，冲动及快速移动的变换机构。2 滑架滑架是使主轴自变速箱活的回转运动及使主轴上下移动的部件滑架顶部装有一对三角皮带轮及调整皮带用的紧机构，通过主轴端部之离合器即能使主轴回转，离合器由单独手柄操纵，手柄向下即接通离合器，向上脱开。3 变速箱变速箱装在立架底部的基座上，通过一系列的传动付，使主轴获得各种转动及进给量。4 主轴主轴固定在滑架上，通过主轴端部的离合器传动由两个高精度的单列向心推力球轴承支撑，通过其部的弹簧能自动消除轴承的间隙，使机床能长期保证使用精度。5 工作台组工作台组由工作台及台座组成，固定在立架前基座上，工作台通过手轮，斜齿轮，丝杆，螺母能沿着台座的导轨作纵向移动。机床的吊运，安装与开车前的注忌事项机床在运输时，应保持直立状态，运输途中及移动时，不许有冲击震动等现象。机床开箱的顺序：1拆卸上护木板2拆卸侧护木板3装在根底之前卸下底板。用吊车搬运时，机床与绳索间应垫以毡布衬木，以免擦伤机床之外外表。机床可垫入滚木托想基地，堆在拖动中不可使机床过分摆动。所有涂过防锈油脂之机床加工外表，应用汽油，煤油或其他溶剂清洗，不可用砂布或刮刀刮。根底高度为700-1200毫米，具体尺寸由土壤承压能力决定，机床如置于一般混凝土上，混凝土的厚度不小于400毫米。在安装机床之前，做机床的根底时，应按本机床使用说明书中机床的地基图，图中所示之地脚螺钉位置处作出四个100毫米100毫米之方孔。机床移至根底上以后，用斜铁或调整铁垫平机床，将地脚螺钉放入方孔并套在机床根底的螺孔上，旋上螺母，然后在方孔中填充水泥，硬化后再旋紧螺母并调整机床，使机床的工作台面在纵横方向的水平允差不大于0.02：1000，并校正立架导轨与工作台面的垂直度。卡车前应按照机床的润滑规定加油并作全面检查。检查滑架顶部三角皮带传动处之惰轮是否紧。开场使用机床以前，要进展空运转试车，并检查接地是否妥当。机床开动时，不可变换手柄位置。4.4 制定工艺路线及数据量计算根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能到达的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能型机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产本钱尽量下降。可参考加工方案95mm孔粗车半精镗精镗135mm外圆粗车半精车123mm外圆粗车半精车113mm外圆粗车半精车116mm外圆粗车半精车118mm外圆粗车半精车磨112mm外圆粗车半精车115mm外圆粗车半精车采用加工汽缸套工艺路线如下工序0 备料工序1 粗车外圆152mm至140mm工序2 粗车一端面，掉头装夹，粗车另一端面工序3 半精车一端面，掉头装夹，半精车另一端面工序4 粗车孔76mm至85m工序5 粗车外圆至136mm工序6 粗车孔至91.5mm工序7 半精车外圆至135mm工序8 车113mm外圆工序9 半精镗孔工序10 精镗孔工序11车圆倒角工序12 车116mm外圆工序13 车118mm外圆工序14 车112mm外圆工序15 车115mm外圆工序16 精车外形工序17 镀铬工序18 车槽工序19 磨118mm面工序20 渗氮工序21 磁粉检测并清洗工序22 检验4.4.1 重点加工外表数据计算工序1 粗车外圆152至140（1） 加工条件工件材料：合金构造钢机床：C620-1卧式车床刀具：根据?金属加工工艺及工装设计?表4-53选择刀片材料YG6，刀杆尺寸16*25mmKr=90o=202计算切削用量确定背吃刀量：由上可知单边余量为Z=6mm，可一次切除，ap=6mm确定进给量f：根据?新编机械工程技术手册?表9-55 当刀杆尺寸为16*25mm时取f=0.6mm/r计算切削速度：按?切削手册?表1.27，切削速度计算公式为寿命选T =60min其中，Cv=242，*v=0.15，Yv=0.35，m=0.2。修正系数Kv见?切削手册?Kmv=1.44，Ksv=0.8，Kkv=1.04，Kkrv=0.81，KBv=0.97所以确定机床主轴转速：与192.33r/min相近的机床转速为200r/min则实际切削速度为：计算切削工时式中L=217,L1=4,L2=0,所以工序2 粗车一端面，掉头装夹，粗车另一端面加工条件工件材料：合金构造钢机床：C620-1卧式车床刀具：根据?金属加工工艺及工装设计?表4-53选择刀片材料YG6，刀杆尺寸16*25mm工序3 半精车一端面，掉头装夹，半精车另一端面机床：C620-1卧式车床刀具：根据?金属加工工艺及工装设计?表4-53选择刀片材料YG6，刀杆尺寸16*25mm工序4 粗车孔76至851加工条件工件材料：合金构造钢机床：C620-1卧式车床刀具：根据?金属加工工艺及工装设计?表4-53选择刀片材料YG6，刀杆尺寸16*25mmKr=90o=20（2） 确定切削用量确定背吃刀量：由上可知单边余量为Z=4.5mm，可一次切除，ap=4.5mm确定进给量f：根据?新编机械工程技术手册?表9-55 当刀杆尺寸为16*25mm时取f=0.5mm/r计算切削速度：按?切削手册?表1.27，切削速度计算公式为寿命选T =60min其中，Cv=242，*v=0.15，Yv=0.35，m=0.2。修正系数Kv见?切削手册?Kmv=1.44，Ksv=0.8，Kkv=1.04，Kkrv=0.81，KBv=0.97所以确定主轴转速按机床选取n=500r/min则实际的切削速度为工序5 粗车外圆至136机床：C620-1卧式车床刀具：根据?金属加工工艺及工装设计?表4-53选择刀片材料YG6，刀杆尺寸16*25mm工序6粗车孔至92机床：C620-1卧式车床刀具：根据?金属加工工艺及工装设计?表4-53选择刀片材料YG6，刀杆尺寸16*25mm工序7半精车外圆至1351加工条件工件材料：合金构造钢机床：C620-1卧式车床刀具：根据?金属加工工艺及工装设计?表4-53选择刀片材料YG6，刀杆尺寸16*25mmKr=90o=202计算切削用量确定背吃刀量：单边余量Z=0.5mm，可一次切除ap=0.5mm确定进给量f：根据?新编机械工程技术手册?表9-55 当刀杆尺寸为16*25mm时取f=0.6mm/r计算切削速度：按?切削手册?表1.27，切削速度计算公式为寿命选T =60min其中，Cv=242，*v=0.15，Yv=0.35，m=0.2。修正系数Kv见?切削手册?Kmv=1.44，Ksv=0.8，Kkv=1.04，Kkrv=0.81，KBv=0.97所以确定主轴转速按机床选择n=400r/min则实际切削速度计算切削工时式中L=213,L1=4,L2=0,所以工序8车113mm外圆机床：C620-1卧式车床刀具：根据?金属加工工艺及工装设计?表4-53选择刀片材料YG6，刀杆尺寸16*25mm工序9 半精镗孔机床选择：T716立式镗床刀具选择：粗铰刀 YG6根据?金属加工工艺及工装设计?表4-27，镗孔余量为1.52.0mm，取Z=1.5mm故ap=1.5mm根据?新编机械工程技术手册?表9-70可知，v=80120m/min,f=35mm/r取v=80m/min,取进给量f=4mm/r则主轴转速为工序10 精镗孔机床选择：T716立式镗床刀具选择：精铰刀 YG6根据上步工序，可知余量为Z=0.5/2=0.25mm，故ap=0.25根据?新编机械工程技术手册?表9-70可知，v=50100m/min,，f=25mm/r取v=50m/min进给量f=3mm/r则主轴转速为圆周力轴向切削力所需功率Pm2.8KW,故机床功率足够工序11车圆倒角机床：C620-1卧式车床刀具：根据?金属加工工艺及工装设计?表4-53选择刀片材料YG6，刀杆尺寸16*25mm工序12 车116mm外圆机床：C620-1卧式车床刀具：根据?金属加工工艺及工装设计?表4-53选择刀片材料YG6，刀杆尺寸16*25mm工序13 车118mm外圆机床：C620-1卧式车床刀具：根据?金属加工工艺及工装设计?表4-53选择刀片材料YG6，刀杆尺寸16*25mm工序14 车112mm外圆机床：C620-1卧式车床刀具：根据?金属加工工艺及工装设计?表4-53选择刀片材料YG6，刀杆尺寸16*25mm工序15 车115mm外圆机床：C620-1卧式车床刀具：根据?金属加工工艺及工装设计?表4-53选择刀片材料YG6，刀杆尺寸16*25mm工序16 精车外形机床：C620-1卧式车床刀具：根据?金属加工工艺及工装设计?表4-53选择刀片材料YG6，刀杆尺寸16*25mm工序17 镀铬厚度0.030.04工序18 车槽机床：C620-1卧式车床刀具：根据?金属加工工艺及工装设计?表4-53选择刀片材料YG6，刀杆尺寸16*25mm工序19 磨118mm面机床：端面磨床工序20 渗氮渗氮外表硬度750HV工序21 磁粉检测并清洗机床：磁力探伤机工序22 检验5 夹具设计5.1 夹具概述夹具是机床的重要组成部件，是根据机床的工艺和构造方案的具体要求而设计的。它是用于实现被加工零件的准确定位，夹压，刀具的导向，以及装卸工件时限位等等作用的。机床夹具很一般夹具所起的作用看起来好似很接近，但其构造和设计要求却有着很显著的甚至是根本的区别。组合机床夹具的构造和性能，对加工零件工艺规程配置方案的选择，有很大的影响。下面介绍一下夹具的一些主要特点。一般的夹具是作为机床的辅助机构设计的，而夹具是机床的主要组成局部，其设计工作是整个机床设计的重要局部之一。夹具和加工零件工艺规程有极其密切的联系：如回转或移开工作台，回转鼓轮，主轴箱，刀具和辅具，钻模板和托架，以及支承部件等等。正确地解决它们之间的关系，是保证组合机床的工作可靠和使用性能良好的重要条件之一。而且夹具的构造也要按这些部件的具体要求来确定。如在液压驱动的立式回转工作台机床上的夹具，其夹压系统就可采用液压作为动力；而在卧式鼓轮机床上的夹具，则多采用电气机械的夹紧方法。由于组合机床常常是多、多面和多工序同时加工，会产生很大的切削力和振动。因此组合机床夹具必须具有很好的刚性和足够的夹压力，以保证在整个加工过程中工件不产生任何位移。同时，也不应使工件产生不容许的变形。机床夹具设计根本要求如下1保证工件的加工精度夹具采用合理的定位、夹紧方案，选择适宜的定位、夹紧元件，确定适宜的尺寸、形位公差，保证工件的加工精度要求2提高劳动生产率夹具设计合理，能缩短辅助时间，提高生产率。3良好的加工使用性能夹具构造简单、合理，便于加工、装配、检验、维修，使用简便、平安、可靠，减轻劳动强度1经济性好夹具元件标准化程度高，本钱低廉，根据生产批量设计不同复杂程度的夹具提高生产中的经济效益。组合机床夹具是保证加工精度尺寸精度、几何精度和位置精度等的关键部件，其实设计、制造和调整都必须有严格的要求，使其能持久地保持精度。组合机床夹具应便于实现定位和夹压的自动化，并有动作完成的检查信号；保证切屑从加工空间自动排除；便于观察和检查，以及在不从机床上拆下夹具的情况下，能够更换易损件和维护调整。组合机床夹具是组合机床的组成部件，其设计应按如下的程序进展：1认真研究分析所要设计夹具的原始数据和要求因为在拟订组合机床的工艺和构造方案时，对夹具的构造型式和主要性能已提出了原则要求。2拟订夹具构造方案和进展必要的计算根据机床总体设计中确定的工件定位基面、夹压位置、加工方法和刀具导向方式等，制定夹具的总体方案。3组合机床夹具设计的总图和零件在已确定的夹具构造方案根底上，设计生产用的夹具总图和零件图。按照组合机床夹具的主要功能，其构造可以分为三大局部，即定位支承系统，夹紧机构和刀具导向装置。5.2 定位支承系统概述在组合机床上加工时,必须使用权被加工零件对刀具及其导向体质正确的相对位置,这是靠夹具的定位支承系统来实现的,定位支承系统除用以确定被加工零件的位置外,还要承受被加工零件的生量和夹压力,有时还要取受切削力。定位支承系统主要由定位支承、辅助支了和一些限位元件组成。定位支承是指在加工过程中维持被子加工零件有一定位置的元件。辅助支承是公用作增加被加工零件在加工过程中的刚度及稳定性的一种活动式支承元件。由于定位支承元件直接与被加工零件接触，因此其尺寸、构造、精度和布置都直接影响被子加工零件的精度。为了防止产生废品以及经常修理定位支承元件的麻烦，设计时必须注意以下的问题：a合理布置支承元件，力求使其组成较大的定位支承平面。最好使夹压力的位置对准定位支承元件。当受工件构造限制不能实现时，也应使定位支承元件尽量接近夹压力的作用线，并使夹压力的合力中心处于定位支承平面。b提高刚性，减少定位支承系统的变形。应力求使定位元件如定位销不要受力。c提高定位支承系统的精度及其元件的耐磨性，以便长期保持夹具的定位精度。d可靠地热电厂除定位支承部位的切屑。使用权切屑不堵塞和粘创刊在定位支承系统上，对保证定位的准确性和工作可靠性有很大的影响。因此设计时应尽可能不使用权切屑落到定位支承系统上。当切屑有可能落在其上时，必须采取有效的热电厂屑和清理措施。定位支承系统：定位支承系统主要由定位支承，辅助支承和一些限位元件组成。定位支承元件及其布置机床常用的定位支承元件有：支承板，支承块，支承销。在组合机床夹具上采用支承板定位时，工件通常用四个或理多一些的支承板定位，这样可增加定位系统的刚度，心防止当夹紧力和切削力不是对支承板时瑞士引起工件的变形。为了减小支承板的不共面度的误差，可装配后合磨。通常不共面度误差为0。010。03mm。对于采用毛坯面定位夹具，从理论上讲是应当采用三点支承的，并采用带圆头的支承销定位，但当采用三个以上的压板而不能确保同时动作时实际上是达不到同时动作，常常会把工件夹歪，因此需要采用四点支承的方法。在布置支承点时，应按工件定位而后情况，使支承点之间的距离尽量远一些，以增加定位的稳定性。支承板应该放在切屑不易落到的地方。当工件在夹具上以侧面及其上面的定位孔定位时，定位块就放在加工部位的上方或是切屑易落到的地方，且在布置上应保证支承块之间有较大的距离，不应连续排列。2定位销在组合机床及其自动线上加工箱体类零件时，多采用“一面两销的定位方法，以消除工件在空间的六个自由度，实现工件在夹具中的准确定位。为了能以最简单的运动形式装卸工件如单机夹具上的推进和拉出，流水线和自动线上工件在夹具上的送进和推出，多采用伸缩式定位销。除此以外，还可采用固定式定位销。固定式定位销当要求被加工孔与定位销孔之间的位置精度高与+0。05或是-0。05mm。或是受构造的限制不能采用伸缩式定位销，以及加工装卸比拟容易的轻小零件时，为了简化夹具的构造均采用固定式定位销。采用固定式定位销时，为了使工件的定位基面能很好地与支承元件相接触，除采用圆柱销和削边销相结合的定位方法以补偿孔间距的误差外，定位销还必须有适当的高度，以补偿定位孔与定位基面的垂直度误差。对于削边销，要采用可靠的防转措施，对于定位销，还应考虑拆装方便。定位销与安装孔的配合，定位销的尺寸及公差等，详见?机床夹具设计手册?。5.3 问题及方案的提出本夹具是用来夹紧工件汽缸套精镗其孔，要便于拆卸工件，夹紧速度快，安装工件后精度高，夹具损坏后要便于拆卸修理，尽量不对生产造成大的影响，因此在这里选用液压夹紧，其优点是夹紧速度快，工人劳动强度低。不需要大量的人力物力，节约生产本钱。为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，适用大批量生产，需要设计专用夹具。5.4 夹具设计5.4.1 定位基准的选择由零件图可知，零件孔有圆柱度要求，可采用地面作为基准。在台座上开出5.4.2 确定设计方案见图。在台座上用一个圆形凹槽定位，限制2移动自由度和2个转动自由度，使用支撑架支撑油缸于工件上方，汽缸套小头处使用液压夹紧限制一个移动自由度和一个转动自由度，将待加工工件压在工作台上进展加工。本道工序使用专用夹具，以使装夹简单可靠，便于大批量加工。图5-1夹具示意图5.4.3 本夹具使用的液压回路示意图图5-2液压原理图使用滤油器，限压式变量泵，一个溢流阀，一个三位四通电磁换向阀当1YA得电时活塞向下运动夹紧工件，当2YA得电时，活塞向上运动松开工件以更换下个加工工件。5.4.4 相关计算在计算切削力的时候，必须考虑平安系数，平安系数式中K1=根本平安系数，1.5； K2=加工性质系数，1.1； K3=刀具钝化系数，1.1； K4=断续切削系数，1.1。则F=KFH=1.5*1.1*1.1*1.1*622.95=1130.65N为克制水平方向上的力，实际夹紧力其中f1及f2为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，f1=f2=0.25 N=1130.65/0.5=2261.3N所以至少需要油缸推力2261.3N查?新编机械工程技术手册?表4-193选取径为160mm油缸，能够满足要求结论毕业设计到此时终于告一段落。这段时间，我学到了在课堂上学不到的知识，通过实践系统地对以往知识进展了一次回忆，并且学会了学以致用，将理论运用到实际中来。本次设计，在马丽教师的指导下，我们做到了独立地思考，查阅相关资料，准确计算，具体设计。今天，我终于完成了设计任务。这次是我第一次全面的系统的进展专业设计，在设计过程中，我充分地运用了在大学四年所学的专业理论知识，使之融入到设计实践中，并通过不断地翻阅资料和查找数据，使自己又一次详细的回忆了四年学习的专业知识，发现了自己在学习上的缺乏之处并加以提高，使自己的专业知识更加全面，系统化。这次毕业设计凝聚着我的辛勤汗水，当让更少不了马教师的认真指点，这份设计也是我四年来所学知识的精华。在本次设计中，根据立式镗床的特点，我设计出了精镗汽缸套孔的专用夹具，提高了生产效率，节省了工件替换时间，具有一定的创新，当然也存在错误和缺乏，而一个技术人员，应该正视自己的缺乏加以改良，以提高自我能力。致在完成此论文的时候，我百感交集.首先，感我的母校工业大学，是她给我提供了一个安定优良的学习环境，优良的师资力量，让我能够在一个优越的条件下承受教育从而学到了许许多多的知识。然后我要对我的指导教师马丽教师表示最衷心的感。在做论文的整个阶段中，马丽教师对我的指导倾注了大量的精力。在本身教学任务重的、教学资源有限的情况下，尽量做到每周二、四给我们讲解有关毕业设计方面的问题。她以渊博的知识、丰富的教学指导经历、敏锐的洞察力，以对我们青年一代成材负责的态度，对我们进展悉心的指导。从框架的完善，到容的扩大；从行文的用语，到格式的规，无不凝结她的汗水。同时她自己以严谨的治学态度，踏实的工作作风作为表率，严格要求我，使我受益匪浅。所有这些对于我将来的人生道路都有积极的帮助，我将铭记在心，也无形之中影响了我的学习态度。我衷心地感我的父亲和母亲，在生活上对我的悉心照顾，经济上的大力资助，在学习上给我支持和鼓励，让我能够专心地完成了四年的本科的学习。使我在学习过程中没有后顾之忧，我感他们！我还要感寝室里的其他同学在做毕业设计及论文撰写过程中提供了许多珍贵的建议和无私的帮助。最后，我要感所有曾经帮助过我的教师和同学，通过和他们的交流使我开阔了眼界、拓宽了思路，学到了很多书本上学不到的东西，使我受益菲浅参考文献1如福.金属机械加工工艺设计手册M.:科学技术，2009.2黄如林，汪群.金属加工工艺及工装设计M.:化学工业,2006.3宋昭祥.机械制造根底M.:机械工业，1998.4大兴，高成慧，成刚.现代工程图学教程M.:科学技术，2006.5丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导M.:冶金工业，2006.6左建民.液压与气压传动M.:机械工业，2002.7王德发.简明金属切削手册M.:科学技术，2007.8旭华，洪涛.机械制造工艺及工装M.:科学，2007.9郭爱莲.新编机械工程技术手册M.:经济日报，1991.10金凤.常用金属材料重速查速算手册M.:科学技术，2007. 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