雙面組合鉆野鴨及夾具設(shè)計(jì)說明書

1、中工信商2014-JX16- 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） G41J-6型閥體臥式雙面組合鉆液壓及夾具設(shè)計(jì) 系 （部）機(jī)械工程系專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào)201006024315學(xué)生姓名魏勝倫指導(dǎo)教師韓洪濤提交日期2014年 5 月 21 日中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要 本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是G41J-6型閥體臥式雙面組合鉆液壓及夾具設(shè)計(jì)，附加機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，即：被加工零件工序圖、加工示意圖、固定組合夾具圖和液壓站裝配圖、液壓原理圖。本組合機(jī)床擬采用臥式雙面組合機(jī)床，液壓傳動(dòng)。由于組合機(jī)床是由大量通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率機(jī)床，且加工精度穩(wěn)定，所以本設(shè)計(jì)的主要目的

2、就是提高工廠的生產(chǎn)率。為了進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，該組合機(jī)床還采用了專用夾具，夾具采用液壓夾緊，即省力，節(jié)約時(shí)間，又能保證加緊可靠，從而減少機(jī)床加工的輔助時(shí)間。本人首先進(jìn)行機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，即在完成工藝方案擬訂以后，確定機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案，畫出裝配圖。完成總體設(shè)計(jì)后，進(jìn)行了專用夾具及液壓的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞: 組合機(jī)床，夾具，設(shè)計(jì)，液壓 AbstractThis design is the main task of the G41J - 6 type body horizontal double combination drilling hydraulic and fixture design,

3、additional the overall design of the machine tool, i.e., by machining parts process diagram, schematic diagram, fixed modular fixture and the assembly drawing of the hydraulic pressure station and hydraulic principle diagram. Combination machine tools in this paper adopts horizontal double combinati

4、on machine tools, hydraulic transmission. Due to the modular machine tool is composed of a large number of general parts and small amounts of special parts process concentrated machine with high efficiency, and stable machining accuracy, so this design's main purpose is to improve the productivi

5、ty of the factory. In order to further improve labor productivity, the combination machine tools also adopted the special fixture, jig adopts hydraulic clamping, the save Labour, saving time, and can guarantee to reliable, thereby reducing the auxiliary time of processing machine tool. Himself first

6、 to carry on the overall design of the machine tool, namely after the complete process to formulate, determine the machine configuration form and structure scheme, draw the assembly drawing. After completion of the overall design of the special fixture and hydraulic design. Keyword:Combination machi

7、ne tools, fixtures, design and hydraulic pressure 目 錄第一章 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)5 1.1 組合機(jī)床方案制定 5 1.2 確定切削用量及選擇刀具 51.2.1 選擇切削用量 61.2.2 確定切削力，切削扭距，切削功率及刀具耐用度 61.2.3 選擇刀具結(jié)構(gòu) 61.3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 71.3.1 被加工零件工序圖 71.3.2 加工示意圖 71.3.3 生產(chǎn)率計(jì)算卡 11第二章 組合機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì) 132.1 設(shè)計(jì)方案的確定 132.1.1 定位方案的選擇 132.1.2 加緊方案的選擇 132.1.3 加緊力的確定和液壓缸的選擇 142

8、.2 專用夾具各組成部分的設(shè)計(jì) 162.2.1 定位裝置 162.2.2 加緊裝置 172.2.3 對(duì)刀具引導(dǎo)裝置 192.2.4 夾具體設(shè)計(jì) 20第三章 本組合機(jī)床及其專用夾具特點(diǎn) 22第四章 液壓系統(tǒng)方案的選擇與擬定234.1 選擇液壓基本回路 234.1.1 調(diào)速回路 234.1.2 快速運(yùn)動(dòng)回路與速度換接回路 234.1.3 壓力控制回路 254.1.4 行程終點(diǎn)的控制方式 264.2 擬定液壓系統(tǒng)圖 27第五章 各液壓元件的計(jì)算和選擇 285.1 確定液壓泵規(guī)格和電動(dòng)機(jī)的功率 285.1.1 液壓泵工作壓力的計(jì)算285.1.2 液壓泵流量的計(jì)算 285.1.3 液壓泵規(guī)格的確定 28

9、5.1.4 液壓泵電動(dòng)機(jī)功率的確定 285.2 控制閥的選擇295.3 管道尺寸305.4 油箱容量30參考文獻(xiàn)31致謝 32附錄 3333第一章 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)1.1組合機(jī)床方案的制定組合機(jī)床是針對(duì)被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求，按高度集中工序原則設(shè)計(jì)的一種高效率專用機(jī)床。其方案制定的主要內(nèi)容即零件在組合機(jī)床上合理可行的加工方法，確定工序間的加工余量，相應(yīng)的刀具結(jié)構(gòu)，確定機(jī)床配置形式等。被加工零件的加工精度和需要在組合機(jī)床上完成的加工工序，是制定機(jī)床方案的主要依據(jù)，我們要加工的零件閥體，其需要在組合機(jī)床上完成的工序?yàn)殡p面鉆16個(gè)孔，孔的直徑尺寸未注公差，其加工精度應(yīng)取IT11級(jí)精度，孔于孔之間

10、的位置精度要求不高，僅為，同一直線上孔的同軸度要求不高，所以鉆16孔的加工工序只有一道工步即可，并且可以在一個(gè)安裝工位上對(duì)所有孔同時(shí)從兩面加工。零件的材料，硬度，加工部位的結(jié)構(gòu)形狀，工件鋼性，定位基面的特點(diǎn)等，對(duì)機(jī)床工藝方案制定也有著重要的影響。同樣精度的孔，因材料，硬度不同，其工藝方案也不同，如鋼件一般比鑄件加工工步數(shù)多。若工件鋼性不足，安排工序一般不能過于集中，以免因同時(shí)加工表面多造成工件受力大，震動(dòng)道賀發(fā)熱變形而影響加工精度。被加工零件的特點(diǎn)還在很大程度上決定了機(jī)床采取的配置形式。本道工序應(yīng)加工的孔中心線與定位基面平行，且須由兩面同時(shí)加工，所以采用臥式機(jī)床很便宜。由于閥體零件為大型件，采

11、用單工位機(jī)床加工較為適宜。因此，初選組合機(jī)床為臥式雙面單工位機(jī)床的型號(hào)。零件的生產(chǎn)批量使決定采用單工位，多工位或自動(dòng)線，還是按中小批量生產(chǎn)特點(diǎn)設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要因素。此閥體零件年生產(chǎn)綱領(lǐng)為2.5萬/年。生產(chǎn)批量較大，工序安排應(yīng)分散綜上所述，此組合機(jī)床應(yīng)采取單工位固定式夾具的臥式雙面機(jī)床的配置型式。1.2 確定切削用量及選擇刀具由組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)中表3-1可知，加工精度IT11級(jí)，直徑的孔所需工藝方法只需鉆削一次。1.2.1 選擇切削用量按照經(jīng)濟(jì)地滿足加工要求原則，合理的選擇切削用量。查組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)中表3-7。得用高速鋼鉆頭鉆削時(shí)加工得切削用量，取。1.2.2 確定切削力，切削扭距，

12、切削功率及刀具耐用度（鉆單個(gè)孔）由于。 ,查表3-14得K=1 則計(jì)算硬度 有公式3-1得： 有公式3-2得： 由公式3-3得： =1.037KW由公式3-4得T=（） =210分1.2.3 選擇刀具結(jié)構(gòu)為了使工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，刃磨容易，應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具，所以本機(jī)床所采用刀具為標(biāo)準(zhǔn)得麻花鉆。1.3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)1.3.1 被加工零件工序圖被加工零件工序圖使根據(jù)選定得工藝方案，表示一臺(tái)組合機(jī)床或自動(dòng)線完成工藝內(nèi)容，加工部位尺寸精度，表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用定位基準(zhǔn)，夾壓部位及被加工零件得材料，硬度，重量和在本道工序加工前毛胚或半成品情況得圖紙。它使組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)得主要依據(jù)，也是

13、制造，使用，檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床得重要技術(shù)文件。G41J-6型閥體零件得被加工零件工序圖如圖01-02。其上表示出了被加工零件形狀和輪廓尺寸及于本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。加工用定位基準(zhǔn)及加壓部位方向，還表示出本道工序加工部位的尺寸，精度，表面粗糙度，形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求，和必要的文字說明。1.3.2加工示意圖(1) 零件的加工工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程，刀具輔具的布置情況以及工件夾具，刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系。機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。因此，加工示意圖使組合機(jī)床布置和性能設(shè)計(jì)的主要圖紙之一，在總體設(shè)計(jì)中占重要地位。它使刀具

14、輔具夾具主軸箱，液壓電氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件的選擇的主要原始資料，也是整臺(tái)組合機(jī)床布局和性能的原始要求，同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床刀具及試車的依據(jù)。 由于閥體上的孔規(guī)格相同，所用刀具導(dǎo)向，主軸，接桿等的規(guī)格尺寸。精度完全相同，所以同一主軸箱上只需畫出兩根主軸，分別在其上標(biāo)注上主軸號(hào)，與工序圖上工件孔號(hào)相對(duì)應(yīng)。(2)選擇刀具工具，導(dǎo)向裝置并標(biāo)注其相關(guān)位置及尺寸。 刀具的選擇要考慮工件的加工精度，表面粗糙度，切削的排除及生產(chǎn)率要求。要加工閥體兩面18孔23mm孔R(shí)a=25mm,只需用標(biāo)準(zhǔn)的麻花鉆鉆削一次即可，所以刀具應(yīng)選錐柄G7mm的麻花鉆。因?yàn)殂@削分兩次進(jìn)行，所以麻花鉆的長(zhǎng)度分別取 在組合機(jī)床上加工孔，除鋼

15、性主軸的方案外，工件的尺寸，位置精度主要取決于夾具的導(dǎo)向，所以正確選擇導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，確定導(dǎo)向類型，參數(shù)，精度，不但是繪制加工示意圖所必須解決的問題也是設(shè)計(jì)組合機(jī)床不可忽視的重要內(nèi)容。導(dǎo)向通常分為兩類：一類是刀具導(dǎo)向部分與夾具導(dǎo)套之間既有相對(duì)移動(dòng)，又有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的第一類導(dǎo)向。另一類是刀具導(dǎo)向部分與夾具導(dǎo)套之間只有相對(duì)移動(dòng)而無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的第二類導(dǎo)向?；蚍Q旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向。第一類導(dǎo)向即固定式導(dǎo)向的允許線速度。因此，除了絞孔外，這類導(dǎo)向很少用于大直徑孔加工。第二類導(dǎo)向的允許線速度大于20米/分。一般用于孔徑大于mm以上的孔加工，尤以大直徑鏜孔運(yùn)用絞多。本道工序刀具導(dǎo)向部分直徑僅為23mm，導(dǎo)向線速度也不大于20米/

16、分。所以選擇了固定式導(dǎo)向。導(dǎo)向數(shù)量應(yīng)根據(jù)工件形狀，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，刀具剛性，加工精度及具體加工情況決定。由于本機(jī)床的加工為鉆單層壁小孔，且工件內(nèi)部無法加導(dǎo)向，所以應(yīng)選取單個(gè)導(dǎo)向加工。導(dǎo)向的漢族要參數(shù)包括：導(dǎo)套的直徑及公差配合，導(dǎo)套的長(zhǎng)度，導(dǎo)套離工件的距離等，由組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)中表3-17得：導(dǎo)向至工件的距離 取刀具與主軸的聯(lián)接形式為剛性。由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用標(biāo)準(zhǔn)的可換鉆套，由d=23mm.可選用的鉆套外徑為35mm，D=52mm,導(dǎo)向長(zhǎng)度L=37mm(3) 初選主軸類型尺寸，外伸長(zhǎng)度，和選擇接桿浮動(dòng)卡頭 主軸形式主要取決于進(jìn)給抗力和主軸刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的需要，根據(jù)選定的切削用量計(jì)算出切削扭矩,

17、查表3-19和表3-20，初定主軸直徑為20mm由于綜合考慮加工精度和具體工作條件，根據(jù)表3-21 ，3-22，得主軸外部分尺寸直徑D/ d,為30/20，長(zhǎng)度L=115mm，主軸類型選用前支承為推力球軸承和向心球軸承，后支承為向心球軸承或圓錐滾子軸承的主軸與主軸配套的刀具接桿莫氏錐號(hào)為2號(hào)。除剛性主軸外，組合機(jī)床主軸與刀具之間常用兩種連接。一是接桿連接，也稱剛性連接，用于單導(dǎo)向進(jìn)行鉆，擴(kuò)，絞，锪孔及倒角加工。通用標(biāo)準(zhǔn)接桿由大小型之分。其規(guī)格尾部結(jié)構(gòu)尺寸隨接桿號(hào)不同而異。可以從表3-23中參考設(shè)計(jì)。二是浮動(dòng)連接，即浮動(dòng)卡頭連接，用于長(zhǎng)導(dǎo)向，雙導(dǎo)向，多導(dǎo)向進(jìn)行鏜，锪，絞孔以減少主軸位置誤差及主軸

18、徑向跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響，避免主軸與夾具導(dǎo)向不同軸而產(chǎn)生“別勁”現(xiàn)象，本機(jī)床進(jìn)行的是單導(dǎo)向鉆削加工，因選用接桿連接，（用剛性連接）刀具尾部結(jié)構(gòu)尾為莫氏錐號(hào)為2號(hào)。主軸外伸部分的內(nèi)孔直徑為20mm則選擇的接桿號(hào)為4號(hào)。(4) 由主軸箱中所有刀具主軸中找出影響聯(lián)系尺寸的關(guān)鍵刀具（即其中最長(zhǎng)刀具） 從保證加工終了時(shí)主軸箱端面間距離尺寸最小來確定全部刀具，接桿（卡頭）導(dǎo)向，刀具托架及工件間的聯(lián)系尺寸，其中，需標(biāo)注主軸端部外徑和內(nèi)徑（D/d）外伸長(zhǎng)度，刀具各段直徑和長(zhǎng)度，導(dǎo)向的直徑和長(zhǎng)度，配合等，工件至夾具間還需標(biāo)注工件距導(dǎo)套端面的距離。另外還要標(biāo)注刀具托架與夾具之間的尺寸，工件本身及加工部位的尺寸和精

19、度等。 主軸箱端面至工件表面之間的軸向距離是機(jī)床加工示意圖上最重要的尺寸。為了縮短刀具懸伸長(zhǎng)度與工件行程長(zhǎng)度，要求這一尺寸越小越好。它取決于兩方面。一是主軸箱上刀具，接桿（卡頭），主軸等由于結(jié)構(gòu)和相互連接所需要的最小軸向尺寸，二是機(jī)床總布局所要求的聯(lián)系尺寸。本道工序中，刀具采用麻花鉆，刀具長(zhǎng)度要考慮其螺旋槽尾部離開導(dǎo)套端面位置有一定距離，以備排屑和刀具刃磨后有向前調(diào)整的可能，這段距離一般保證在30-50mm之間。該麻花鉆取這段距離為40mm.(5) 確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程動(dòng)力部件的工作尋還是：加工時(shí)動(dòng)力部件從原始位置開始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置又返回到原始位置的動(dòng)作過程。一般包括快速引進(jìn)，

20、工作進(jìn)給，快速退回等動(dòng)作。有時(shí)中間還有中間停止，多次往復(fù)進(jìn)給，死檔鐵停留等特殊要求。本組合機(jī)床動(dòng)力部件的工作循環(huán)包括：快速引進(jìn)，工作進(jìn)給，快速退回三部分。工作行程長(zhǎng)度的確定：工作進(jìn)給長(zhǎng)度L應(yīng)等于工件加工部位長(zhǎng)度L（多軸加工時(shí)應(yīng)按最長(zhǎng)孔計(jì)算）與刀具切入長(zhǎng)度L和刀具切出長(zhǎng)度L之和。如圖1-1所示。切入長(zhǎng)度L應(yīng)根據(jù)工件端面的誤差情況在5-10mm之間選擇，本設(shè)計(jì)總選取L=8mm。由于采用標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆鉆孔，所以L（切出長(zhǎng)度）可由參考文獻(xiàn)（1）中表3-24中選取，選取L=10mm工件加工部位長(zhǎng)度為L(zhǎng)=27mm所以工作進(jìn)給 1-1加工示意圖組合機(jī)床上有第進(jìn)給和第進(jìn)給之分。第工作進(jìn)給用于鉆，擴(kuò)，絞，鏜通孔等工

21、序，而第工作進(jìn)給主要由于鉆，鏜孔之后需要锪平面或倒大角等工序。通常，第工作進(jìn)給速度比第工作進(jìn)給速度小的多。工進(jìn)轉(zhuǎn)倒工進(jìn)時(shí)，除锪平面或倒大角的刀具外，其余刀具均離開工件加工表面而不再切削，以免破壞工件已加工表面和降低刀具耐用度?？焖偻嘶亻L(zhǎng)度等于快速引進(jìn)與工件進(jìn)給長(zhǎng)度之和?？焖僖M(jìn)是指動(dòng)力部件把主軸箱連同刀具從原始位置送進(jìn)倒工作進(jìn)給開始位置。通常再采用固定式夾具的鉆，擴(kuò)，絞孔組合機(jī)床上，快速退回行程長(zhǎng)度須保證所有刀具均退至夾具導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝卸。但是當(dāng)?shù)毒邉傂暂^好且能滿足生產(chǎn)率要求時(shí)，為使動(dòng)力滑臺(tái)導(dǎo)軌再全行程上均勻磨損，也可以加大快速退回行程長(zhǎng)度。動(dòng)力部件的總行程長(zhǎng)度除應(yīng)保證要求的工作循環(huán)工作

22、行程（快速引進(jìn)+工作進(jìn)給=快速退回）外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具方便，即考慮前備量，后備量。前備量是指因刀具磨損或補(bǔ)償制造，安裝誤差，動(dòng)力部件尚可向前調(diào)節(jié)的距離。而后備量是指考慮刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出所需要的軸向距離。理想情況是保證刀具退離夾具導(dǎo)套外端面的距離大于接桿插入主軸孔內(nèi)或刀具插入接桿孔內(nèi)的長(zhǎng)度。因此，動(dòng)力部件的總行程為快退行程長(zhǎng)度與前備量后備量之和。依此作為選擇標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)或設(shè)計(jì)專用動(dòng)力部件的依據(jù)。詞機(jī)床動(dòng)力部件的前備量選取20mm，由選的主軸型式和接桿的接桿號(hào)可知后備量應(yīng)取兩者中的較大值，即選取后備量為120mm。所以動(dòng)力部件的總行程為120+45+30+20即

23、215mm.此外，畫加工示意圖時(shí)還應(yīng)注意以下問題：加工示意圖應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致。圖上尺寸應(yīng)完整，以備檢查行程和調(diào)整機(jī)床使用，圖上應(yīng)標(biāo)注各主軸的切削用量及必要文字說明，如被加工零件圖號(hào)材料為HT200，硬度為HB=175241，加工余量及是否用冷卻液。加工示意圖上應(yīng)有表示加工過程的工作循環(huán)圖，及各行程長(zhǎng)度。1.3.3 生產(chǎn)率計(jì)算卡根據(jù)選定的機(jī)床工作循環(huán)所要求的工作行程長(zhǎng)度，切削用量、動(dòng)力部件的快速及工進(jìn)速度等。可以計(jì)算機(jī)床的生產(chǎn)率，并編制機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡，用于反映機(jī)床的加工過程，完成每一根軸所需要的時(shí)間，切削用量、機(jī)床的生產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)荷率。1 理想生產(chǎn)率指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A（包括備品及廢品率

24、在內(nèi)）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。由于加工閥體零件采用但班制，所以全年工時(shí)數(shù)K=2350小時(shí)。A=2.5萬件，則：件/小時(shí)=10.67件/小時(shí)2 實(shí)際生產(chǎn)率指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。 Q1=件/小時(shí)式中：T生產(chǎn)一個(gè)零件所需要的時(shí)間（分）=（）+（）分式中：L1、L2分別為刀具第、第工作進(jìn)給行程長(zhǎng)度（毫米）Vf1、Vf2分別為刀具第、第工作進(jìn)給量（毫米/分）t動(dòng)力滑臺(tái)在死當(dāng)鐵上的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了是無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)510轉(zhuǎn)所須的時(shí)間（分）。L、L快進(jìn)、快退行程長(zhǎng)度。V動(dòng)力部件快速行程速度t直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一此工位轉(zhuǎn)換的時(shí)間，一般可取t=0.1分t工件裝卸時(shí)間，它取決于

25、工件重量大小，裝卸是否方便及工人的熟練程度，一般取0.51.5分有前面分析可知：L1=L2=40 mmt=0.02分t=0.1分 t=1.2分由于工件比較大，裝卸不方便所以取比較大值。L=50mm L=125mmV=5000 mm/分有上可知：=（）+（）分=（）+（）分所以機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率Q=20.3件/小時(shí)取Q=21件/小時(shí)有上知：Q=21件/小時(shí)所以所選擇的切削用量和機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案合適。第二章 組合機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)此次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床加工工序內(nèi)容如附圖被加工零件工序示意圖,為鉆兩面16各23mm孔,要保證兩面對(duì)應(yīng)孔的同軸度0.5mm,對(duì)中心軸線的位置度0.5mm.如工序圖上所視,在加工本道

26、工序前,三個(gè)355圓柱面應(yīng)以加工過,而出于中間的那個(gè)圓環(huán)上8個(gè)18mm也要加工過.2.1 設(shè)計(jì)方案的確定.2.1.1 定位方案的確定由上面的分析可知:A面及其上8個(gè)18mm孔是在本道工序前加工出來的,如圖(2-1)所示所以方案一就是選A面及其上任意兩相距較遠(yuǎn)的孔作為定位基準(zhǔn),即選取一面兩孔的定位方案.定位方案二就是選兩互相平行的355圓柱面為定位基面,用V型塊定位.由于方案1中,兩定位孔的精度不高,因此導(dǎo)致此方案的定位方案精度不高,再加上定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合,誤差就更大,所以不便采用.而第二個(gè)方案就不同,雖然355圓柱面加工要求不高,表面粗糙度Ra=25 m，由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合,減

27、少了基準(zhǔn)不重合誤差,定位精度就比方案1顯著提高了.2-1定位方案圖2.1.2 加緊方案的選擇由于該工件是薄壁零件夾壓位置不能作用在殼體上,最好作用在有肋板的地方, 如圖(2-1)所示夾壓點(diǎn)取在A面上。, 如圖(2-1)所示這樣夾壓，則液壓缸就會(huì)占據(jù)工件前面很大的地方，則妨礙工件的裝卸。另外，確定夾壓位置時(shí)應(yīng)注意：a. 保證：零件夾壓后定位穩(wěn)定。為了使工件車加工過程中不產(chǎn)生振動(dòng)和位移，夾壓力要足夠，夾壓點(diǎn)布置使夾壓合力落在定位平面內(nèi)。力求接近定位平面的中心點(diǎn)。b. 盡量減少和避免零件夾壓后的變形，消除其對(duì)加工精度的不利影響，為此，應(yīng)避免把夾壓點(diǎn)放在零件加工孔的上方，和容易引起變形的地方。對(duì)鋼性差

28、的零件應(yīng)適當(dāng)?shù)脑黾虞o助支撐或采用多點(diǎn)夾壓的方法，以使夾壓分布均勻，減少夾壓變形，提高加工精度。本組合機(jī)床的專用夾具就是為了減少變形而在A面對(duì)應(yīng)處增加兩助支撐，為了減少輔助加工時(shí)間，采用液壓驅(qū)動(dòng)的輔助支撐。理論上，液壓驅(qū)動(dòng)的加緊裝置和輔助支撐應(yīng)同時(shí)（動(dòng)作）對(duì)工件施加動(dòng)作。由于存在誤差，兩者不能同時(shí)對(duì)工件施加動(dòng)作，這時(shí)就讓夾緊裝置先動(dòng)作，這一點(diǎn)在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)圖時(shí)應(yīng)注意。因?yàn)槿巛o助設(shè)備先動(dòng)作，將會(huì)頂起工件，破壞在v形塊上的定位，所以應(yīng)讓加緊裝置先動(dòng)作。2.1.3 夾緊力的確定和夾緊液壓缸的選擇 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成一個(gè)鋼性系統(tǒng)，根據(jù)工件受切削力、夾緊力的作用情況找出在加工過程中對(duì)夾緊最

29、不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠、再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。 即：W=W×K式中：W實(shí)際所需夾緊力（N） K在一定條件下由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力（N）K安全系數(shù)安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-2-1，查得： K:取1.21.5,取K=1.3K:加工性質(zhì)為精加工 , 取1.0K:由表1-2-2查得K=1.15K:連續(xù)切削 取1.0K:液動(dòng)夾緊 取1.0K=K=1.0所以: 由于K=1.495小于2.5所以取K=2.5。理論夾緊力W按機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-2-1查得：以V型塊定位，壓板夾緊的形式的夾緊力公式為： （1）.W=

30、 （N） （2）. W= （N）其中： 、分別為工件與壓板間圓周方向和軸向摩擦系數(shù) 、分別為工件和V型塊間圓周方向和軸向摩擦系數(shù)參考表1-2-12，分別取 由機(jī)床總體設(shè)計(jì)中得： 由（1）式得：W= =2343.7N由（2）式得：W= =95434.8N選其中較大值即：W=95434.8N查機(jī)床調(diào)整和使用，初選夾緊液壓缸為T5058,活塞桿拉力26.4KN，推力為33KN。2.2 專用夾具各組成部分的設(shè)計(jì).2.2.1 定位裝置定位裝置包括定位元件及其組合,其作用是確定工件在夾具中的位置,即通過它使工件加工時(shí)相對(duì)于刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)處于正確位置.由前面定位方案可知,本夾具采用兩短V形塊定位,限制工

31、件四個(gè)自由度.由于工件圓柱面直徑很大,為mm,則此V形塊為非標(biāo)準(zhǔn),由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè),表1-1-5,得V形塊尺寸計(jì)算公式(選擇=90) V形塊標(biāo)準(zhǔn)定位高度:T V形塊開口尺寸N: 其中由工件圖知:D=355mm則 取 =55mm 取V形塊H=200mm則 參考手冊(cè),V形塊材料選用45鋼,熱處理采用表面滲碳,滲碳層厚度為0.81.2mm HRC5864.為了防止工件變形太大而影響加工精度,本夾具還采用由液壓缸驅(qū)動(dòng)得輔助支承,以增大功能間的剛性,減少變形.該液壓缸選用T5034型.其活塞頂部所用的支承釘由夾具手冊(cè)中選用支承釘A20×20.GB222680.2.2.2 夾緊裝置 夾緊裝置的

32、作用是將工件壓緊壓牢,保證工件在工件定位時(shí)所占據(jù)的位置在加工過程中不因受重力,慣性力以及切削力等外力作用而產(chǎn)生位移,同時(shí)防止或減小振動(dòng).它通常是一種機(jī)構(gòu),包括力源裝置,中間遞力機(jī)構(gòu),夾緊元件和夾緊機(jī)構(gòu).為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率并保證夾緊可靠,本夾具采用液壓夾緊,由前面夾緊力計(jì)算中得知,液壓缸選用T5038型.為了減少工件裝卸時(shí)間,要求夾緊壓塊在松開工件時(shí)不應(yīng)防礙工件的裝卸,參考機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè),選擇如下圖2-2所示的鉸鏈?zhǔn)綂A緊機(jī)構(gòu). 2-2鉸鏈?zhǔn)綂A緊機(jī)構(gòu)圖 2-3受力簡(jiǎn)圖初步確定結(jié)構(gòu)尺寸,取鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)末端A端由一個(gè)行程終點(diǎn).當(dāng)機(jī)構(gòu)處于夾緊狀態(tài)時(shí),A端離其最終點(diǎn)應(yīng)保持有一個(gè)儲(chǔ)備量S,否則結(jié)構(gòu)可能失效

33、.一般S0.5mm,這里選取S=1mm.A端行程包括兩個(gè)方面,一部分為空行程S,用于獲得足夠間隙來裝卸工件,一部分為夾緊行程S+S,其中S用以補(bǔ)償被夾緊表面的尺寸偏差, S用于補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的受力變形.由表1-2-37.計(jì)算出:i= = =1.43其中=cos= cos=9.27 所以 所以 由于動(dòng)力裝置為選用的標(biāo)準(zhǔn)液壓缸,不需結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算.下面主要對(duì)壓塊,鉸鏈中的零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),兩銷軸之間的距離為50mm.由于它傳動(dòng)的夾緊力比較大,所以壓塊厚度選為40mm,材料選用45鋼,熱處理HRC3540.具體結(jié)構(gòu)見附錄二 壓塊其余鉸鏈見附錄三，四，五夾具專用零件圖.2.2.3 刀具引導(dǎo)裝置引導(dǎo)裝置的作用

34、是確定夾具相對(duì)于刀具的位置,引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工.本組合機(jī)床夾具的引導(dǎo)裝置均選用標(biāo)準(zhǔn)件.借住于引導(dǎo)元件可以提高被加工孔的幾何精度,尺寸精度以及孔系的位置精度.由于本工件的生產(chǎn)為大批量生產(chǎn),所以選用可換鉆套.鉆套裝在襯套中,而襯套則是壓配礙夾具體或鉆模板中.鉆套由螺釘固定,以防止它在刀具加工時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng).鉆套與襯套間采用F7/m6配合,便于鉆套磨損后可迅速更換.本例中選用F7/m6配合.查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè),選擇內(nèi)徑d為23mm的標(biāo)準(zhǔn)快換鉆套,其極限位置偏差為F7.其外徑D=35mm,極限偏差取為m6.配用螺釘為M8 GB226880鉆模板應(yīng)設(shè)計(jì)承固定式,這樣導(dǎo)向精度高,加工出的工件精度就高.為了節(jié)省材料,

35、鉆模板選用鑄鐵HT200鑄造.其具體結(jié)構(gòu)見附圖專用夾具零件圖.2.2.4 具體的設(shè)計(jì) 夾具體是用于連接夾具各元件及裝置,使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件,并與機(jī)床有關(guān)部位連接,以確定夾具相對(duì)于機(jī)床的位置. 其在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求:1. 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 保證在加工過程中, 夾具體在夾緊力,切削力等外力作用下,不至于產(chǎn)生不允許的變形和震動(dòng).2. 結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單,具有良好工藝性. 在保證強(qiáng)度和剛度條件下,力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,重量輕,以便于操作.3. 尺寸要穩(wěn)定. 對(duì)于鑄造夾具體,要進(jìn)行時(shí)效處理,以消除內(nèi)應(yīng)力.保證夾具體加工尺寸的穩(wěn)定.4. 便于排屑為防止加工中切削聚積在一起定位元件工作表面或其他裝

36、置中,而影響工件的正確定位和夾具的 正常工作,在設(shè)計(jì)夾具體時(shí),要考慮切削的排除問題.選擇夾具體毛坯結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)以結(jié)構(gòu)合理性,工藝性,經(jīng)濟(jì)性,標(biāo)準(zhǔn)化的可能性以及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮.鑄造結(jié)構(gòu)可鑄出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀.抗壓強(qiáng)度大,抗振性好.易于加工,但制造周期長(zhǎng)，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,故應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理.材料感多用HT150或HT 200.鑄造的夾具體適用于切削負(fù)荷大,震動(dòng)大的場(chǎng)合或批量生產(chǎn).焊接結(jié)構(gòu)制造容易,生產(chǎn)周期較短,成本較低.但 熱變形較大,焊接后需退火處理.它適用于新產(chǎn)品試制或但件小批量生產(chǎn).裝配結(jié)構(gòu)選用標(biāo)準(zhǔn)毛坯件或標(biāo)準(zhǔn)零件部件組合而成,如圓棒,圓盤,工字鋼,角鋼,U形槽等標(biāo)準(zhǔn)型材.可縮短制造周

37、期,但它最適用于標(biāo)準(zhǔn)化.綜上可以看出,本組合機(jī)床的夾具體應(yīng)選用鑄造結(jié)構(gòu).因?yàn)楸镜拦ば虻那邢髫?fù)荷大,且生產(chǎn)綱領(lǐng)為2.5萬/年.正滿足鑄造結(jié)構(gòu)的適用場(chǎng)合.夾具體制造屬單件生產(chǎn)性質(zhì),為縮短設(shè)計(jì)和制造周期，減少設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用,所以?shī)A具體設(shè)計(jì)一般不作復(fù)雜的計(jì)算.通常是參照類似的夾具結(jié)構(gòu),按照經(jīng)驗(yàn)類比法估計(jì)確定.實(shí)際上在繪制夾具總圖時(shí),根據(jù)工件定位元件,夾緊裝置,對(duì)刀引刀裝置以及其他輔助機(jī)構(gòu)和裝置在總體上的配置,夾具體的外形尺寸已大體確定.按照機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-9-2可知,夾具體壁厚h鑄造結(jié)構(gòu)為825mm,本設(shè)計(jì)取.夾具體加強(qiáng)筋厚度為0.70.9h,本設(shè)計(jì)中,其取為18mm,加強(qiáng)筋厚度不大于5h,即不

38、大于120mm.另外,夾具體上不加工毛面與工件表面之間的間隙也應(yīng)注意選取.夾具體時(shí)毛面,工件也是毛面時(shí),取815mm,夾具體是毛面,工件是光面時(shí),取410mm. 夾具體的具體結(jié)構(gòu)如附圖中夾具體零件工作圖所示.第三章 本組合機(jī)床及其專用夾具的特點(diǎn). 本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床在本道工序中完成的工序內(nèi)容不少,雙面鉆16個(gè)23孔,所以該機(jī)床的切削負(fù)荷比較大.下面主要介紹本組合機(jī)床上專用組合機(jī)床夾具的特點(diǎn).任務(wù)上要求工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為50萬/年,生產(chǎn)批量較大,所以指導(dǎo)老師要求我們采用液壓夾緊,以節(jié)省輔助加工時(shí)間,提高機(jī)床生產(chǎn)率.為了防止工件剛性不足,產(chǎn)生過大的夾壓變形,本組合機(jī)床夾具還采用輔助支承,同樣基于提高

39、生產(chǎn)率的要求,該輔助支承也采用液壓缸驅(qū)動(dòng).本夾具的夾緊機(jī)構(gòu)采用鉸鏈?zhǔn)綂A緊機(jī)構(gòu),如圖3-1所示,(由于兩面機(jī)構(gòu)完全相同,下面僅畫出右面一半來表示)夾緊液壓缸1的活塞收縮時(shí),與活塞桿用銷連接的連桿2就會(huì)向上運(yùn)動(dòng),同時(shí)連桿3會(huì)產(chǎn)生一個(gè)水平方向的力使鉸鏈臂4繞其固定銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)/與4用銷連接的連桿5就會(huì)在壓塊6的一側(cè)產(chǎn)生一個(gè)斜向上的力,從而使壓塊6繞銷軸旋轉(zhuǎn)壓在工件上,達(dá)到夾緊工件的目的.3-1鉸鏈?zhǔn)綂A緊機(jī)構(gòu)圖第四章 液壓系統(tǒng)選擇方案和擬定4.1選擇液壓基本回路4.1.1調(diào)速回路這臺(tái)機(jī)床的液壓滑臺(tái)工作進(jìn)給速度低，傳遞功率也較小，很適宜選用節(jié)流調(diào)速方式，由于鉆孔時(shí)切削力變化小，而且是正負(fù)載，同時(shí)為了保證切削

40、過程速度穩(wěn)定，采用調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速，為了增加液壓缸運(yùn)行的穩(wěn)定性，在回油路設(shè)置背壓閥，分析液壓缸的V-L曲線可知，滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，速度變化較大，選用單向行程調(diào)速閥換接速度，以減小壓力沖擊。如下圖所示：圖 4-1 調(diào)速回路4.1.2 快速運(yùn)動(dòng)回路與速度換接回路此機(jī)床快進(jìn)時(shí)采用液壓缸差動(dòng)連接方式，使其快速往返運(yùn)動(dòng)，即快進(jìn)、快退速度基本相等。查找相應(yīng)的資料后得知，隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，電磁換向閥的換向精度和平穩(wěn)性逐步提高，加上電磁換向閥控制方式十分方便，其有取代電液換向閥的趨勢(shì)。采用電磁換向閥的換向回路，由于液壓缸采用了差動(dòng)連接，電磁換向閥宜采用三位五通閥，為了保證機(jī)床調(diào)整時(shí)可停在任意位置上，現(xiàn)采

41、用中位機(jī)能O型?？爝M(jìn)時(shí)，液壓缸的油路差動(dòng)連接，進(jìn)油路與回油路串通，且不能經(jīng)背壓閥流回油箱，因而在回路中使用先導(dǎo)式順序閥，快進(jìn)時(shí)回路的壓力低，先導(dǎo)式液控順序閥不打開，回油路的油只有經(jīng)單向閥與進(jìn)油路匯合。轉(zhuǎn)為工進(jìn)后進(jìn)油路與回油路則要隔開，回油則經(jīng)背壓閥流回油箱，因而增加一個(gè)單向閥，轉(zhuǎn)工進(jìn)后（行程閥斷路），由于調(diào)速閥的作用，系統(tǒng)壓力升高，先導(dǎo)式液控順序閥打開，液壓缸的回油可經(jīng)背壓閥回油箱，與此同時(shí)，單向閥將回油路切斷，確保液壓系統(tǒng)形成高壓，以便液壓缸正常工作。該部分回路圖如下圖所示：圖 4-2 快速運(yùn)動(dòng)回路與速度換接回路為期3個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，但在這3個(gè)多月的時(shí)間里我學(xué)到了很多知識(shí)和技能。通

42、過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我掌握了做機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎(chǔ)，而我的主要感受是在做任何事情前都應(yīng)做好相關(guān)數(shù)據(jù)資料的檢索。在現(xiàn)今社會(huì)中，隨著計(jì)算機(jī)的普及以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于各種數(shù)據(jù)資料的檢索已經(jīng)從圖書館的紙質(zhì)資料轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下的電子文檔。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我仔細(xì)的學(xué)習(xí)并能夠基本掌握及應(yīng)用所學(xué)知識(shí)到設(shè)計(jì)中。本次設(shè)計(jì)不能算太完美，只可以說基本完成了指導(dǎo)老師所提出的要求，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過程中對(duì)一些參數(shù)的選擇還存在一些不全面、不合理的選擇，因此在今后遇到類似的情況，將全面綜合考慮之后再選擇相關(guān)參數(shù)以及進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。4.1.3 壓力控制回路考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載較大，速度較低，而在快進(jìn)、

43、快退時(shí)負(fù)載較小，速度較高，從節(jié)省能量，減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油回路或變量泵供油回路。限壓式變量泵雙聯(lián)葉片泵1系統(tǒng)較簡(jiǎn)單須配有溢流閥，卸荷閥組，系統(tǒng)較復(fù)雜。2無溢流損失，系統(tǒng)效率較高，溫升小有溢流損失，系統(tǒng)效率較低，溫升較大3流量突變時(shí)，定子反應(yīng)滯后，液壓沖擊大流量突變時(shí)，液壓沖擊取決于溢流閥的性能，一般沖擊較小4內(nèi)部徑向力不平衡，軸承負(fù)載較大，壓力波動(dòng)及噪聲較大，工作平穩(wěn)性差內(nèi)部徑向力平衡，壓力平穩(wěn)，噪聲小，工作性能好表4-1雙聯(lián)葉片泵與限壓式變量泵的比較根據(jù)上表的比較，又由于左右滑臺(tái)在工作時(shí)要采用互不干擾回路，所以只能選用雙泵供油回路。小流量泵提供高壓油，供兩滑臺(tái)工作進(jìn)給用，低壓

44、大流量泵以實(shí)現(xiàn)兩滑臺(tái)快速運(yùn)動(dòng)。為使兩系統(tǒng)（左滑臺(tái)系統(tǒng)與右滑臺(tái)系統(tǒng)）工作互不干擾，小泵高壓油分別經(jīng)一節(jié)流閥進(jìn)入各自系統(tǒng)，大泵低壓油分別經(jīng)一單向閥進(jìn)入各自系統(tǒng)。高壓小流量泵分別設(shè)一溢流閥調(diào)壓后進(jìn)入兩邊的回路，工進(jìn)時(shí)只有小流量泵供油，大流量泵則可卸荷，而小流量泵只是在工件加工完畢，輸送帶即將裝入第二個(gè)工件之瞬刻，才處于不工作狀態(tài)，其間斷時(shí)間甚短，故不必讓其卸荷，繪出雙泵油源及壓力控制回路圖。如下圖所示：圖4-3 壓力控制回路4.1.4 行程終點(diǎn)的控制方式由于機(jī)床需加工不通孔，工作部件對(duì)終點(diǎn)的位置精度有一定的要求，因此采用死擋鐵停留，并可通過壓力繼電器發(fā)出換向信號(hào)。 4.2 擬定液壓系統(tǒng)圖圖 4-4

45、液壓系統(tǒng)圖第五章 各液壓元件的計(jì)算和選擇5.1 確定液壓泵規(guī)格和電動(dòng)機(jī)的功率5.1.1液壓泵工作壓力的計(jì)算各階段的液壓缸進(jìn)油壓力P1已在前面計(jì)算，如工況圖所示。而各階段進(jìn)油路上的壓力損失P1可根據(jù)系統(tǒng)圖的繁簡(jiǎn)情況進(jìn)行估計(jì)。由于本液壓系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，因比快進(jìn)時(shí)的P=6bar，工進(jìn)時(shí)流量更小，取P1=8bar，快退時(shí)的P1=6bar，則液壓泵各階段的工作壓力為：快進(jìn)時(shí) Pp19.1+6=15.1bar；工進(jìn)時(shí) Pp247.9+8=55.9bar；快退時(shí) Pp39.5+6=15.5bar。5.1.2液壓泵流量的計(jì)算根據(jù)公式 ；本系統(tǒng)共2個(gè)液壓缸，左右滑臺(tái)工作壓力相同時(shí)，液壓泵供給到各液壓缸的油量相等，單邊液壓缸最大輸入流量（快退時(shí)）為14L/min，取回路漏油系數(shù)K=1.1，則 ；工進(jìn)時(shí) ；快退時(shí) 。5.1.3 液壓泵規(guī)格的確定根據(jù)以上計(jì)算的數(shù)據(jù) ,