0075-粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)

0075-粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì),活塞,專用,機(jī)床,夾具,設(shè)計(jì) 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 1 目 錄 目錄 1 中英文摘要 2 第一章 前言 2 第二章 概述 2 一、 畢業(yè)論文的內(nèi)容和要求 2 二、 零件的工作條件和技術(shù)要求 2 三、 活塞主要技術(shù)條件分析 3 四、 活塞材料及毛坯的制造 3 五、 活塞銷孔的機(jī)械加工工藝過程的分析 4 第三章 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具的設(shè)計(jì) 4 一、 夾具設(shè)計(jì)初步方案 4 二、 機(jī)床初步設(shè)計(jì) 5 1， 動力部件的選擇 5 2， 確定切削用量和選擇刀具 5 3， 確定切削力，切削扭矩，切削功率 6 三、 夾具設(shè)計(jì)的計(jì)算 7 1， 原動力計(jì)算 7 2， 扳手和螺栓的選用 8 四、 機(jī)床液壓滑臺系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì) 9 1， 液壓缸所受的外負(fù)載 10 2， 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 12 3， 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件 15 五、 v 帶輪傳動的設(shè)計(jì) 16 1， 確定切削功率 16 2， 選 取 窄 V 帶 帶 型 6 3， 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 16 4， 確定窄 V帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距 6 5， 帶輪上的包角 α1 16 6， 計(jì)算窄 V帶的根數(shù) Z 17 7， 計(jì)算預(yù)緊力 F0 17 8， 計(jì)算作用在軸上的壓軸力 Q 17 9， 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 六、 組合機(jī)床聯(lián)系尺寸的確定 18 1， 組合機(jī)床裝料高度的確定 18 2， 具體輪廓尺寸的確定 18 鳴謝 20 參考文獻(xiàn) 20 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 2 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化，99121515 李日新（指導(dǎo)教師：李作全） 摘 要: 本 文 主 要 介 紹 解 放 牌 汽 車 活 塞 銷 孔 的 加 工 工 藝 ，并 設(shè) 計(jì) 粗 鏜 活 塞 銷 孔 的 組 合 專 用 機(jī) 床 和 專 用 夾 具 。 關(guān)鍵詞 : 組 合 專 用 機(jī) 床 、粗 鏜 、夾 具 、活 塞 銷 孔 ABSTRACT： This paper is central introduce the technology that process piston’s thole hole of JIE FANG automobile. And design the special-purpose lathe and fixture for boring the piston’s thole hole. KEY WORD： special-purpose lathe、 boring、 fixture、 piston’s thole hole. 第一章 前言 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 是 高 等 工 業(yè) 院 校 學(xué) 生 畢 業(yè) 前 進(jìn) 行 的 全 面 綜 合 訓(xùn) 練 ， 是 培 養(yǎng) 學(xué) 生 綜 合 運(yùn) 用 所 學(xué) 知 識 與 技 能 解 決 實(shí) 際 問 題 的 教 學(xué) 環(huán) 節(jié) ， 是 學(xué) 生 在 校 獲 得 的 最 后 訓(xùn) 練 機(jī) 會 ， 也 是 對 學(xué) 生 在 校 期 間 所 獲 得 知 識 的 檢 驗(yàn) 。 這 次 設(shè) 計(jì) 的 題 目 是 ： 粗 鏜 活 塞 銷 孔 專 用 機(jī) 床 及 夾 具 設(shè) 計(jì) 。 并 繪 制 出 解 放 牌 汽 車 用 鋁 活 塞 銷 孔 零 件 圖 、 加 工 示 意 圖 、 被 加 工 零 件 工 序 圖 、 組 合 機(jī) 床 聯(lián) 系 尺 寸 圖 和 夾 具 結(jié) 構(gòu) 圖 。 并 翻 譯 一 篇 有 關(guān) 的 外 文 資 料 。 在這次設(shè)計(jì)中，我明確設(shè)計(jì)目的，并決定好好把握和利用這踏上工作崗位前的 最后一次“演習(xí)”機(jī)會，仔細(xì)查閱資料，精心設(shè)計(jì)，努力工作，終于完成了這次設(shè) 計(jì)任務(wù)，但由于水平和時間有限，本設(shè)計(jì)只實(shí)現(xiàn)了組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，并且設(shè)計(jì) 中錯誤難免，希望老師們批評指正，從而能得到不斷的進(jìn)步。在設(shè)計(jì)過程中，得到 了李作全老師的精心講解和熱情幫助，對此，特表示衷心的感謝。 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 3 第二章 概述 一， 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文 ）的內(nèi)容和要求： 通 過 設(shè) 計(jì) 粗 鏜 活 塞 銷 孔 的 專 用 機(jī) 床 和 夾 具 。 培 養(yǎng) 綜 合 運(yùn) 用 所 學(xué) 基 本 理 論 ， 基 本 知 識 ， 基 本 方 法 和 基 本 技 能 ， 分 析 問 題 和 解 決 問 題 的 能 力 。 設(shè) 計(jì) 方 案 和 計(jì) 標(biāo) 正 確 ， 敘 述 清 楚 ， 圖 紙 符 合 制 圖 規(guī) 范 。 翻 譯 一 篇 有 關(guān) 的 外 文 資 料 。 需學(xué)習(xí)“機(jī)械制造工藝學(xué)” ， “機(jī)床夾具設(shè)計(jì)” ， “組合機(jī)床設(shè)計(jì)”等方面知 識和參考資料。 二， 零件的工作條件和技術(shù)要求： 工 作 條 件 ： 在 發(fā) 動 機(jī) 汽 缸 內(nèi) ， 活 塞 在 一 部 分 工 作 循 環(huán) 壓 縮 氣 體 ， 而 在 另 一 部 分 工 作 循 環(huán) ， 汽 缸 內(nèi) 的 混 合 氣 體 燃 燒 膨 脹 ， 活 塞 承 受 高 溫 氣 體 的 壓 力 ， 并 把 壓 力 通 過 活 塞 銷 、 連 桿 傳 給 曲 軸 。 可 見 活 塞 是 在 高 溫 高 壓 下 作 長 時 間 變 負(fù) 荷 的 往 復(fù) 運(yùn) 動 ， 活 塞 的 結(jié) 構(gòu) 就 要 適 應(yīng) 這 樣 的 工 作 條 件 。 技 術(shù) 要 求 ： 1． 銷 孔 圓 度 和 圓 柱 度 均 不 大 于 0.015 2． 銷 孔 軸 線 對 止 口 端 面 平 行 度 不 大 于 100： 0.04 3． 銷 孔 軸 線 與 止 口 內(nèi) 圈 中 心 線 對 稱 度 不 大 于 0.20 4． 銷 孔 表 面 允 許 有 深 度 不 大 于 0.08 的 正 常 退 刀 痕 跡 三， 活塞主要技術(shù)條件分析： 銷 孔 尺 寸 公 差 IT6 級 以 上 。 當(dāng) 銷 孔 直 徑 小 于 50mm 時 銷 孔 圓 度 誤 差 不 大 于 0.0015mm， 圓 柱 度 誤 差 不 大 于 0.003mm。 銷 孔 內(nèi) 圓 表 面 粗 糙 度 Ra≤ 0.2μ m。 活 塞 銷 孔 軸 心 線 到 頂 面 的 距 離 定 為 56±0.08mm。 銷 孔 軸 心 線 對 裙 部 軸 心 線 的 垂 直 度 在 100mm 長 度 上 公 差 為 0.35mm。 銷 孔 軸 心 線 在 裙 部 軸 心 線 的 對 稱 度 為 0.2mm。 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 4 四， 活塞的材料及毛坯制造： 在 汽 油 發(fā) 動 機(jī) 和 高 速 柴 油 機(jī) 中 ， 為 了 減 少 往 復(fù) 直 線 運(yùn) 動 部 分 的 慣 性 作 用 ， 都 采 用 銅 硅 鋁 合 金 作 為 活 塞 材 料 。 它 的 化 學(xué) 成 分 是 ： Si4~6%， Cu5~8%,Mg0.2~0.5%,Fe≤ 1%, 其 余 是 鋁 。 鋁 活 塞 毛 坯 采 用 金 屬 模 澆 鑄 。 毛 坯 的 精 度 較 高 ， 活 塞 銷 孔 也 能 鑄 出 ， 因 而 機(jī) 械 加 工 余 量 可 以 相 應(yīng) 地 減 少 。 鋁 活 塞 毛 坯 在 機(jī) 械 加 工 前 要 切 去 澆 冒 口 ， 并 進(jìn) 行 時 效 處 理 ， 消 除 鑄 造 時 因 冷 卻 不 均 勻 而 產(chǎn) 生 的 內(nèi) 應(yīng) 力 。 時 效 處 理 時 將 活 塞 加 熱 至 180~200℃ ， 保 溫 6~8 小 時 ， 自 然 冷 卻 。 活 塞 經(jīng) 過 時 效 處 理 后 還 能 增 加 強(qiáng) 度 和 硬 度 。 五， 活塞銷孔的機(jī)械加工工藝過程的分析： 零 件 名 稱 ： 解 放 牌 汽 車 活 塞 材 料 ： 鋁 合 金 HB95~140 年 產(chǎn) 量 ： 25~30 萬 件 鋁活塞的毛坯一般都鑄出錐形銷孔（便于拔模） 。由于銷孔是許多工序施加夾 緊力的部分，所以在粗車止口工序之后即對銷孔進(jìn)行粗鏜，以便在其后的工序， 夾緊力能較均勻地分布，而不至于壓壞銷孔所在的搭子。 第三章 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 一，夾 具 的 初 步 設(shè) 計(jì) 方 案 ： 粗 鏜 活 塞 銷 孔 專 用 夾 具 的 自 由 度 ： 它 用 止 口 及 端 面 定 位 ， 消 去 ５ 個 自 由 度 ， 剩 下 的 轉(zhuǎn) 動 自 由 度 用 一 根 裝 在 尾 座 套 筒 中 的 削 邊 銷 插 入 銷 孔 中 來 定 位 ， 從 而 保 證 鏜 孔 的 加 工 余 量 均 勻 。 當(dāng) 用 螺 母 與 螺 桿 及 壓 塊 將 活 塞 壓 緊 后 ， 再 將 削 邊 銷 從 銷 孔 中 退 出 ， 即 可 進(jìn) 行 加 工 。 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 5 二 ， 機(jī) 床 的 初 步 設(shè) 計(jì) ： 根 據(jù) 加 工 工 序 的 需 要 決 定 采 用 具 有 固 定 式 夾 具 的 主 軸 箱 橫 向 進(jìn) 給 的 臥 式 單 工 位 專 用 機(jī) 床 ： 1， 動力部件的選擇： 采 用 通 用 部 件 。 第 一 種 動 力 部 件 是 傳 遞 主 運(yùn) 動 的 部 件 ， 包 括 動 力 源 和 主 軸 箱 。 第 二 種 傳 遞 進(jìn) 給 運(yùn) 動 的 部 件 ， 包 括 液 壓 滑 臺 。 （ 1） ， 液 壓 滑 臺 液 壓 滑 臺 由 滑 臺 ， 滑 座 ， 油 缸 三 部 分 組 成 。 滑 臺 與 滑 座 配 置 雙 矩 形 導(dǎo) 軌 ， 初 選 HY20A 型 液 壓 滑 臺 ， 導(dǎo) 軌 為 “矩 － 矩 ”型 式 。 液 壓 滑 臺 技 術(shù) 性 能 ： 臺 面 寬 (mm) 行 程 (mm) 進(jìn) 給 力 (N) 油 缸 內(nèi) 徑 / 活 塞 直 徑 (mm) 油 泵 流 量 (升 / 分 ) 快 進(jìn) 流 量 (升 / 分 ) 最 小 進(jìn) 給 量 (mm/ 分 ) 工 進(jìn) 速 度 （ mm/min） 200 400 6300 50/35 12 12 40 40~1000 （ 2） ， 動 力 源 動 力 源 是 為 主 軸 箱 的 刀 具 提 供 切 削 主 運(yùn) 動 的 驅(qū) 動 裝 置 它 與 主 軸 配 套 使 用 。 因 為 對 鋁 及 其 合 金 等 輕 金 屬 進(jìn) 行 粗 鏜 削 時 ， 根 據(jù) 《 組 合 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 》 p20 對 傳 動 裝 置 的 選 擇 ， 應(yīng) 采 用 皮 帶 輪 傳 動 裝 置 ， 所 以 現(xiàn) 決 定 采 用 皮 帶 輪 傳 動 裝 置 的 型 號 為 TXxx-F42。 （ 3） ， 主 軸 箱 主 軸 箱 安 裝 在 滑 臺 上 ， 鏜 刀 桿 上 安 裝 多 個 鏜 刀 進(jìn) 行 鏜 削 。 本 設(shè) 計(jì) 采 用 自 行 設(shè) 計(jì) 的 主 軸 箱 和 TX20A-F42 皮 帶 輪 傳 動 裝 置 。 2， 確定切削用量及選擇刀具： 查 《 組 合 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 》 表 3-11 得 。 粗 鏜 的 鏜 刀 的 材 料 高 速 鋼 ， 切 削 速 度 v（ m/min） 在 100~150 范 圍 內(nèi) 選 取 ， 初 步 定 為 120。 每 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 6 轉(zhuǎn) 進(jìn) 給 量 f（ mm/轉(zhuǎn) ） 在 0.5~1.5 范 圍 內(nèi) 選 取 ， 但 考 慮 到 液 壓 滑 臺 的 進(jìn) 給 速 度 v （ 40—1000mm/min） 的 限 制 要 取 合 適 的 值 。f 由 公 式 n=1000v/π D 得 ： n=1000×120/π ×27=1414.7(r/min) v =f×n 取 滑 臺 的 進(jìn) 給 速 度 為 1000， 則 f=v /n=1000/1414.7=0.7（ mm/r）f 3， 確定切削力，切削扭矩，切削功率： 切 削 力 Fc,切 削 扭 矩 M， 切 削 功 率 N， 刀 具 耐 用 度 T 的 計(jì) 算 公 式 ： 初 定 鏜 刀 裝 在 鏜 桿 上 的 幾 何 參 數(shù) 為 ： 主 偏 角 Kψ =45°， 前 角 Ψ 。 =20°， 刃 傾 角 λ s＝ 0°， 刀 尖 圓 弧 半 徑 Υ ε =20（ mm） ,初 定 鏜 孔 加 工 余 量 ap=1.5mm （ 1） ， 切 削 力 Fc=9.81×CFC×apXFC×fyFC×KFC =9.81×40×1.51×0.70.75×1200×KFC 其 中 KFC= KMFC × KΥ 0FC × KKΥ FC × Kλ sFC × KΥ ε FC 查 《 機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 》 p48 表 2-3， 得 KMFC=1 查 表 2-4 得 KΥ 0FC=1.0 KKΥ FC=1.0 Kλ sFC=1.0 KΥ ε FC=1.0 ∴ KFC= KMFC × KΥ 0FC ×KKΥ FC × Kλ sFC × KΥ ε FC =1×1.0×1.0×1.0×1.0×1.0 =1 ∴ Fc=9.81×CFC×apXFC×fyFC×KFC =9.81×40×1.51×0.70.75×1200×KFC =9.81×40×1.51×0.70.75×1200×1 =450.4(N) （ 2） ， 切 削 功 率 ： Pc=Fc×Vc/60×103 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 7 =450.4×120/60000 =0.895(kW) （ 3） ， 快 速 運(yùn) 動 速 度 的 確 定 ： 由 HY20A 液 壓 滑 臺 技 術(shù) 性 能 可 知 快 進(jìn) 速 度 為 12 米 /分 。 （ 4） ， 選 擇 刀 具 結(jié) 構(gòu) 及 切 削 扭 矩 ： 鏜 桿 直 徑 及 鏜 刀 截 面 尺 寸 ： 查 《 組 合 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 》 p60 表 3-16 得 由 鏜 孔 直 徑 D=27(mm)， 取 鏜 桿 直 徑 =22(mm), 鏜 刀 截 面 BXB=8×8(mmXmm) 主 軸 直 徑 d=25(mm) 由 式 d=B 4√ (M/100) 查 《 組 合 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 》 p59 表 3-15 得 ,取 系 B=7.3 ∴M=(d/B) 4×100=(25/7.3)4×100 =13755.25(N.mm) （ 5） ， 電 動 機(jī) 的 選 用 ： 根據(jù)上面算出的轉(zhuǎn)速為 1414.7(r/min)和功率為 0.895×2=1.79(kW)。現(xiàn)決定選用型號為 Y100L2-4 的電動 機(jī)。其額定功率為 3(kW)，轉(zhuǎn)速為 1420(r/min)。 三 ， 夾 具 設(shè) 計(jì) 的 計(jì) 算 ： （ 本 設(shè) 計(jì) 查 表 選 擇 東 北 重 型 機(jī) 械 學(xué) 院 ， 《 機(jī) 床 夾 具 設(shè) 計(jì) 手 冊 》 ， 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 ， 1987） 1， 原動力計(jì)算： ∵ Me=Wk【 r`tgρ 1+rztg(α +ρ `2)】 /η 0(N.mm) 其 中 ： Wk-實(shí) 際 所 需 夾 緊 力 (N) r`-螺 桿 端 部 與 工 件 間 的 當(dāng) 量 摩 擦 半 徑 (mm)， 參 見 表 1-2-20 ∵ 螺 桿 端 部 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 為 點(diǎn) 接 觸 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 8 ∴ r`=0 ρ 1-螺 桿 端 部 與 工 件 的 摩 擦 角 （ o） rz-螺 紋 中 徑 之 半 (mm)， 初 選 M10， P=1， 查 表 1-2-21 得 rz=4.675 α -螺 紋 升 角 （ o） ， 初 選 M10， P=1， 查 表 1-2-21 得 α =1o57` ρ `2-螺 旋 副 當(dāng) 量 摩 擦 角 。 當(dāng) 選 用 三 角 螺 紋 時 ， 由 表 1-2-22 查 得 ρ `2=9o50` η 0-除 螺 旋 外 機(jī) 構(gòu) 的 效 率 ， 其 值 為 0.85~0.95， 取 0.90 由 表 1-2-24 中 ， 初 選 螺 紋 公 稱 直 徑 為 10(mm)的 螺 栓 ， 查 得 其 許 用 夾 緊 力 為 3924(N)， 加 在 螺 母 上 的 夾 緊 扭 矩 為 9.320(N.mm) ∴ Me=450.4【 0+4.675tg(1o57`+9o50`)】 /0.9 =484.7(N.mm) ∵ M10 的 許 用 夾 緊 力 =3924＞ 450.4(N) ∴ M10 的 螺 栓 滿 足 強(qiáng) 度 要 求 。 2， 扳手和螺栓的選用： 當(dāng) 用 扳 手 扳 動 M10 螺 栓 上 的 六 角 螺 母 時 ， 查 表 1-2-25 得 ， 柄 長 度 L=120(mm),作 用 力 為 45（ N） ， 而 夾 緊 力 為 3550（ N） ， 遠(yuǎn) 大 于 450.4N） ∴用 M10 的螺栓，并用扳手長度 L=120(mm)的扳手的方案符合要求。 四， 機(jī)床的液壓滑臺系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)：（本節(jié)的設(shè)計(jì)參照楊培元主編的〈〈液壓 系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊〉 〉 。 ） 工 進(jìn) 長 度 的 確 定 ： 工 進(jìn) 長 度 =切 入 長 度 +加 工 孔 長 度 +切 出 長 度 取 切 入 長 度 為 7(mm)， 加 工 孔 長 度 為 102(mm)， 切 出 長 度 取 8(mm)。 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 9 ∴ 工 進(jìn) 長 度 =7+102+8=117(mm) 快 進(jìn) 長 度 ， 初 定 為 283(mm) 快 退 長 度 =快 進(jìn) 長 度 +工 進(jìn) 長 度 =283+117=400(mm) ∵ 滑 臺 式 后 帶 “A”表 示 滑 座 導(dǎo) 軌 為 鑄 鐵 導(dǎo) 軌 。 又 ∵ 球 墨 鑄 鐵 的 密 度 為 7300kg/m3 ∴ 可 根 據(jù) 滑 座 的 外 形 尺 寸 和 密 度 來 估 算 其 重 力 。 估 算 液 壓 滑 臺 的 重 力 N1=9.8×400×200×80×7300×10-9 =457.86(N) 估 算 主 軸 箱 和 動 力 源 的 重 力 N2=9.8×200×472×388×7300×10-9 =2799.78(N) 即 運(yùn) 動 部 件 的 重 力 N= N1 +N2=3257.64(N) 取 N=4000(N) 1， 液 壓 缸 所 受 的 外 負(fù) 載 ： F 包 括 三 種 類 型 ： Fω -工 作 負(fù) 載 Fω =6300(N) Fa-運(yùn) 動 部 件 速 度 變 化 時 的 慣 性 負(fù) 載 Fa=G×⊿ v/gX⊿ t 一 般 取 ⊿ t=0.05（ s） Fa=4000×12/9.8/0.05/60=1632.65(N) Ff-導(dǎo) 軌 摩 擦 阻 力 負(fù) 載 ， 啟 動 時 為 靜 摩 擦 阻 力 ， 啟 動 后 為 動 摩 擦 阻 力 Ff=fG 在 本 設(shè) 計(jì) 中 取 靜 摩 擦 系 數(shù) 為 0.18， 動 摩 擦 系 數(shù) 為 0.1 ∴ Ffs=0.18×4000=720(N) Ffa=0.1×4000=400(N) ∴ 工 作 循 環(huán) 各 階 段 的 外 負(fù) 載 為 ： 啟 動 加 速 ： F= Ffs +Fa = 720+1632.65=2352.65(N) 工 進(jìn) ： F= Ffa+ Fω =400+6300=6700(N) 快 進(jìn) ： F= Ffa=400(N) 快 退 ： F= Ffa=400(N) 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 10 速度循環(huán)圖： 負(fù)載循環(huán)圖： 2， 擬 定 液 壓 系 統(tǒng) 原 理 圖 ： （ 1） ， 確 定 供 油 方 式 ： 考 慮 到 該 機(jī) 床 在 工 作 進(jìn) 給 時 負(fù) 載 較 大 ， 速 度 較 低 。 而 在 快 進(jìn) ， 快 退 時 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 變 量 泵 供 油 。 現(xiàn) 采 用 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 。 （ 2） ， 調(diào) 速 方 式 的 選 擇 ： 在 中 小 型 專 用 機(jī) 床 的 液 壓 系 統(tǒng) 中 ， 進(jìn) 給 速 度 的 控 制 一 般 采 用 節(jié) 流 閥 或 調(diào) 速 閥 。 根 據(jù) 鏜 削 類 專 用 機(jī) 床 的 特 點(diǎn) ， 決 定 采 用 限 壓 式 變 量 泵 和 調(diào) 速 閥 組 成 的 容 積 節(jié) 流 調(diào) 速 。 這 種 調(diào) 速 回 路 具 有 效 率 高 、 發(fā) 熱 少 和 速 度 剛 性 好 的 特 點(diǎn) 。 （ 3） ， 速 度 換 接 方 式 的 選 擇 ： 本 系 統(tǒng) 采 用 行 程 閥 切 換 的 速 度 換 接 回 路 ， 它 的 特 點(diǎn) 是 可 提 高 系 統(tǒng) 的 換 接 平 穩(wěn) 性 。 （ 4） ， 最 后 把 所 選 擇 的 液 壓 回 路 組 合 起 來 ， 即 可 組 成 圖 紙 所 示 的 液 壓 系 統(tǒng) 原 理 圖 。 其 工 作 原 理 如 下 ： 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 11 1） ， 快 進(jìn) 按 下 啟 動 按 鈕 ， 電 磁 鐵 1YA 通 電 吸 合 控 制 油 路 有 泵 16 經(jīng) 電 磁 先 導(dǎo) 閥 13 的 左 位 ， 單 向 閥 11， 進(jìn) 入 液 動 閥 14 的 左 端 油 腔 ， 液 動 閥 14 左 位 接 入 系 統(tǒng) 。 液 動 閥 14 右 端 回 油 經(jīng) 過 節(jié) 流 器 和 閥 13 回 油 箱 。 閥 14 處 于 左 位 。 主 油 路 從 泵 16—單 向 閥 15—液 動 閥 14 左 位 —行 程 閥 9（ 常 態(tài) ） —液 壓 缸 左 腔 。 回 油 路 從 液 壓 缸 的 右 腔 —閥 14 的 左 位 —單 向 閥 3—閥 9—液 壓 缸 的 左 腔 。 2） ， 工 進(jìn) 壓 下 行 程 閥 9， 則 油 路 不 能 通 過 而 只 能 通 過 調(diào) 速 閥 6， 此 時 系 統(tǒng) 的 壓 力 升 高 ， 壓 力 的 升 高 使 順 序 控 制 閥 2 打 開 而 且 也 會 另 限 量 葉 片 泵 的 流 量 減 少 ， 直 到 與 經(jīng) 過 調(diào) 速 閥 6 流 量 相 同 為 止 。 液 壓 的 有 杠 腔 的 油 液 則 通 過 液 動 閥 14， 經(jīng) 順 序 閥 2 和 背 壓 閥 1 回 油 路 。 （ 兩 側(cè) 的 壓 力 差 使 單 向 閥 3 關(guān) 閉 ） 3） ， 死 檔 鐵 停 留 ： 滑 臺 工 進(jìn) 終 了 ， 滑 臺 體 前 端 頂 上 固 定 在 滑 座 體 上 的 死 檔 鐵 ， 滑 臺 不 能 前 進(jìn) ， 而 而 油 路 系 統(tǒng) 還 在 供 油 ， 迫 使 油 缸 大 腔 油 壓 升 高 ， 壓 力 繼 電 器 5 發(fā) 出 信 號 ， 使 2YA 通 電 ， 1YA 斷 電 ， 實(shí) 現(xiàn) 滑 臺 快 退 。 壓 力 繼 電 器 7 延 時 的 過 程 就 是 滑 臺 在 死 擋 鐵 停 留 的 時 間 。 4） ， 滑 臺 快 退 及 原 位 停 止 ： 2YA 的 通 電 使 閥 14 接 入 系 統(tǒng) ， 進(jìn) 油 路 有 泵 16—閥 15 —液 動 閥 14 右 路 —液 壓 缸 右 腔 。 回 油 ： 液 壓 缸 的 左 腔 — 單 向 閥 7—閥 14 右 位 —回 油 缸 。 由 于 此 時 空 載 ， 系 統(tǒng) 的 壓 力 很 低 ， 泵 輸 出 的 流 量 最 大 ， 滑 臺 快 退 。 當(dāng) 滑 臺 快 退 到 原 位 時 ， 檔 塊 壓 下 原 位 的 行 程 開 關(guān) ， 使 電 磁 鐵 都 斷 電 ， 閥 13 和 14 都 處 于 中 位 ， 滑 臺 停 止 運(yùn) 動 。 泵 通 過 閥 14 的 中 位 卸 荷 。 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 12 3， 液 壓 系 統(tǒng) 的 計(jì) 算 和 選 擇 液 壓 元 件 ： （ 1） ， 液 壓 缸 主 要 尺 寸 的 確 定 ： 1） ， 工 作 壓 力 P 的 確 定 ： 工 作 壓 力 P 可 根 據(jù) 負(fù) 載 大 小 及 機(jī) 器 的 類 型 來 初 步 確 定 ， 現(xiàn) 參 閱 《 液 壓 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 簡 明 手 冊 》 p10 表 2-1 取 液 壓 缸 工 作 壓 力 為 4(Mpa)。 2） ， 計(jì) 算 液 壓 缸 內(nèi) 徑 D 和 活 塞 杠 直 徑 d： 按 HY20A 液 壓 滑 臺 的 參 數(shù) 定 D/d 為 50/35 按 最 低 工 作 速 度 驗(yàn) 算 液 壓 缸 的 最 小 穩(wěn) 定 速 度 由 式 A＞ (qmin/vmin) 式 中 A 為 液 壓 缸 節(jié) 流 腔 的 有 效 工 作 面 積 ， qmin 是 由 產(chǎn) 品 樣 本 查 得 GE 系 列 調(diào) 速 閥 AQF3-E10B 的 最 小 穩(wěn) 定 流 量 為 50(mL/min)， vmin=4(cm/min) ∴ A＞ (qmin/vmin)=50/4=12.5(cm2) 由 于 調(diào) 速 閥 是 安 裝 在 油 路 上 的 ， 故 液 壓 缸 節(jié) 流 腔 有 效 工 作 面 積 應(yīng) 選 液 壓 缸 無 杠 腔 的 實(shí) 際 面 積 。 即 A=（ π /4） × D2=（ π /4） × 52 =19.63(cm2) ∵ 19.63＞ 12.5 ∴ 液 壓 缸 能 選 到 所 需 流 速 。 3） 計(jì) 算 在 各 工 作 階 段 液 壓 缸 所 需 的 流 量 ： q 快 進(jìn) =（ π /4） ×d2×V 快 進(jìn) =（ π /4） ×(3.5X10-2)2×12 =11.5(L/min) q 工 進(jìn) =（ π /4） ×D2 ×V 工 進(jìn) =（ π /4） ×(5×10-2)2 ×1 =2 (L/min) q 快 退 =（ π /4） × (D2－ d2) × V 快 退 =（ π /4） × (0.052－ 0.0352) ×12 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 13 =12(L/min) （ 2） ， 確 定 液 壓 泵 的 流 量 、 壓 力 和 選 擇 泵 的 規(guī) 格 ： 1） ， 泵 的 工 作 壓 力 的 確 定 ： pp=p1+∑ ⊿ p 式 中 pp—液 壓 泵 的 最 大 工 作 壓 力 p1—執(zhí) 行 元 件 最 大 工 作 壓 力 ∑ ⊿ p—進(jìn) 油 管 路 中 的 壓 力 損 失 ， 初 算 時 簡 單 系 統(tǒng) 可 取 0.2~0.5（ Mpa） ， 復(fù) 雜 系 統(tǒng) 取 0.5~1.5（ Mpa） 。 本 設(shè) 計(jì) 中 取 0.5 （ Mpa） 。 pp=p1+∑ ⊿ p=4+0.5=4.5 （ Mpa） 上 述 計(jì) 算 所 得 的 pp 是 系 統(tǒng) 的 靜 態(tài) 壓 力 ， 考 慮 到 系 統(tǒng) 有 各 種 工 況 的 過 渡 階 段 出 現(xiàn) 的 動 態(tài) 壓 力 往 往 超 過 靜 態(tài) 壓 力 。 另 外 考 慮 到 一 定 的 壓 力 儲 備 量 ， 并 確 保 泵 的 壽 命 ， 因 此 選 泵 的 額 定 壓 力 pn 應(yīng) 滿 足 pn≥ （ 1.25~1.6） pp。 本 設(shè) 計(jì) 中 pn= 1.25pp=5.625 （ Mpa） 2） ， 泵 的 流 量 的 確 定 ： 由 HY20A 液 壓 滑 臺 的 技 術(shù) 性 能 參 數(shù) 可 知 油 泵 的 流 量 為 qp=12（ L/min） 3） ， 選 擇 液 壓 泵 的 規(guī) 格 ： 根 據(jù) 以 上 算 得 的 pp 和 qp， 再 查 閱 《 液 壓 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 簡 明 手 冊 》 p81， 現(xiàn) 選 用 YBX-16 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 ， 該 泵 的 基 本 參 數(shù) 為 ： 每 轉(zhuǎn) 排 量 q0=16m（ L/r） ， 泵 的 額 定 壓 力 pn=6.3（ Mpa） ， 電 動 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 nH=1450（ r/min） ， 容 積 效 率 η v=0.85， 總 效 率 η =0.7 4） ， 與 液 壓 泵 匹 配 的 電 動 機(jī) 的 選 定 ： 首 先 分 別 算 出 快 進(jìn) 與 工 進(jìn) 兩 種 不 同 工 況 時 的 功 率 ， 取 兩 者 較 大 值 為 選 擇 電 動 機(jī) 規(guī) 格 的 依 據(jù) ， 由 于 在 慢 進(jìn) 時 泵 輸 出 的 流 量 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 14 減 少 ， 泵 的 效 率 急 劇 降 低 ， 一 般 當(dāng) 流 量 在 0.2~1L/min 范 圍 內(nèi) ， 可 取 η =0.03~0.14。 同 時 還 應(yīng) 該 注 意 到 ， 為 了 使 所 選 擇 的 電 動 機(jī) 在 經(jīng) 過 泵 的 流 量 特 性 曲 線 最 大 功 率 點(diǎn) 時 不 致 停 轉(zhuǎn) ， 需 進(jìn) 行 驗(yàn) 算 ， 即 pB×qp/η ≤ 2pn 式 中 pn—所 選 電 動 機(jī) 額 定 功 率 pB—限 壓 式 變 量 泵 的 限 定 壓 力 qp—壓 力 為 pB 時 ， 泵 的 輸 出 流 量 首 先 計(jì) 算 快 進(jìn) 時 的 功 率 ， 快 進(jìn) 時 的 外 負(fù) 載 為 400N， 進(jìn) 油 路 的 壓 力 損 失 定 為 0.3 （ Mpa） ， 由 式 pp=p1+∑ ⊿ p 得 pp=400/（ （ π /4） ×0.0352） ×10-6+0.3 =0.40(Mpa) 快 進(jìn) 時 所 需 電 動 機(jī) 的 功 率 為 ： P= pp× qp/η =0.40×11.5/60/0.7 =0.11(kW) 工 進(jìn) 時 所 需 電 動 機(jī) 功 率 為 ： P= pp× qp/η =4.5×2/60/0.7 =0.22 (kW) 查 閱 電 動 機(jī) 產(chǎn) 品 樣 本 ， 選 用 Y90S-4 型 電 動 機(jī) ， 其 具 體 參 數(shù) 為 ： 滿 載 時功 率 (kW) 電 流 （ A） 轉(zhuǎn) 速 （ r/min） 效 率 （ %） 功 率 因 數(shù) （ COSΦ ） 額 定 電 流 額 定 轉(zhuǎn) 矩 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 15 1.1 2.7 1400 79 0.78 6.5 2.2 根 據(jù) 產(chǎn) 品 樣 本 可 查 得 YBX-16 的 流 量 壓 力 特 性 曲 線 。 再 由 已 知 的 快 進(jìn) 時 的 流 量 為 11.5（ L/min） ， 工 進(jìn) 時 的 流 量 為 2（ L/min） ， 壓 力 為 4.5(Mpa),作 出 泵 的 實(shí) 際 工 作 時 的 流 量 壓 力 特 性 曲 線 ， 查 得 該 曲 線 拐 點(diǎn) 處 的 流 量 為 24（ L/min） ， 壓 力 為 2.9(Mpa)， 該 工 作 點(diǎn) 處 對 應(yīng) 的 功 率 為 P=2.9×24/60/0.7=1.66(kW)≤ 2×1.1=2.2(kW) ∴ 所 選 的 電 動 機(jī) 在 拐 點(diǎn) 處 能 正 常 工 作 。 （ 3） ， 液 壓 閥 的 選 擇 ： 本 設(shè) 計(jì) 均 用 GE 系 列 閥 ， 根 據(jù) 擬 定 的 液 壓 系 統(tǒng) 圖 。 按 通 過 各 元 件 的 最 大 流 量 來 選 擇 液 壓 元 件 的 規(guī) 格 。 1.背 壓 閥 2.液 控 順 序 閥 3.7.11.1215.-單 向 閥 AF3-EA10B 4， 10 節(jié) 流 閥 5.-壓 力 繼 電 器 DP1-63B 6.調(diào) 速 閥 AQF3-E10B 9.行 程 閥 13， 電 磁 先 導(dǎo) 閥 14， 液 動 換 向 閥 16， 液 壓 泵 YBX-16 17， 濾 油 器 XU-B32X100 （ 4） ， 確 定 管 道 尺 寸 ： 油 管 內(nèi) 徑 尺 寸 可 參 照 選 用 的 液 壓 元 件 的 接 口 尺 寸 而 定 。 （ 5） ， 液 壓 油 箱 容 積 的 確 定 ： 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 16 本 設(shè) 計(jì) 為 中 壓 系 統(tǒng) 。 液 壓 油 箱 有 效 容 量 按 泵 的 流 量 的 5~7 倍 來 確 定 。 現(xiàn) 選 用 容 量 為 160L 的 油 箱 。 五 ， V 帶 輪 傳 動 的 設(shè) 計(jì) ： （ 本 設(shè) 計(jì) 的 的 查 表 數(shù) 據(jù) 參 照 濮 良 貴 主 編 的 《 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 》 ， 高 等 教 育 出 版 社 ， 1996） 已 知 電 動 機(jī) 型 號 為 Y100L2-4， 額 定 功 率 為 （ 3kW） ， 轉(zhuǎn) 速 n1=1420（ r/min） ， 傳 動 比 i=1.014 1， 確 定 計(jì) 算 功 率 Pca： 由 公 式 Pca=KAP 得 其 中 KA 為 工 作 情 況 系 數(shù) ， P 為 電 動 機(jī) 額 定 功 率 ， 已 知 P=3（ kW） 由 《 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 》 p157 表 8-7， 查 得 KA=1.2 故 Pca=1.2×3=3.6 （ kW） 2， 選 取 窄 V 帶 帶 型 ： 根 據(jù) Pca、 n1， 由 圖 8-8 確 定 選 用 SPZ 型 窄 V 帶 型 。 3， 確 定 帶 輪 基 準(zhǔn) 直 徑 ： 由 表 8-4 和 表 8-8 取 主 動 輪 基 準(zhǔn) 直 徑 D1=75(mm) 根 據(jù) 式 D2=i× D1 =1.014×75=76.05(mm) 根 據(jù) 表 8-8， 取 D2=80(mm) 按 式 v=π X D1× n1/60/1000 驗(yàn) 算 帶 的 速 度 5(m/s)＜ v=π X75× 1420/60/1000=5.5735＜ 35 (m/s) ∴ 帶 的 速 度 合 適 。 4， 確 定 窄 V 帶 的 基 準(zhǔn) 長 度 和 傳 動 中 心 距 ： 根 據(jù) 0.7×(D1+ D2) ＜ a0＜ 2×(D1+ D2)， 初 步 確 定 中 心 距 a0=300(mm) 計(jì) 算 帶 所 需 的 基 準(zhǔn) 長 度 L`d=2×a0+(π /2) ×(D1+ D2)+ (D2 － D1)2/(4×a0) =2×300+(π /2)×(75+80)+(80-75) 2/(4×300) 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 17 =844(mm) 由 表 8-3 選 帶 的 基 準(zhǔn) 長 度 Ld=800(mm) 計(jì) 算 實(shí) 際 中 心 距 a a= a0+(Ld－ L`d)/2 =300+(800－ 844)/2 =256(mm) 5， 帶 輪 上 的 包 角 α 1： α 1=180°－ (D2－ D1)/a×60° =180°－ (80－ 75)/256×60° =178.8°＞ 120° ∴ 主 動 輪 上 的 包 角 合 適 。 6， 計(jì) 算 窄 V 帶 的 根 數(shù) Z： 由 式 Z＝ Pca/（ P0+⊿ P0） /Kα /KL 其 中 Kα -包 角 系 數(shù) KL-長 度 系 數(shù) P0-單 根 V 帶 的 基 本 額 定 功 率 ⊿ P0-單 根 V 帶 的 基 本 額 定 功 率 的 增 量 由 n1=1420（ r/min） ， D1=75(mm)， i=1.014， 查 表 8- 6C 和 表 8-6d 得 ： P0=1.41(kW) ⊿ P0=0.02(kW) 查 表 8-9 得 Kα =0.995， 查 表 8-10 得 KL=0.86 則 Z＝ 3.6/（ 1.41+0.02） /0.995/0.86 =2.94 取 Z=3 根 7， 計(jì) 算 預(yù) 緊 力 F0： 由 式 F0=500×（ Pca/V/Z） ×(2.5/Kα -1)+qXv2 由 表 8-5， 得 q=0.07kg/m 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 18 故 F0=500（ 3.6/5.5375/3） ×(2.5/0.995-1) +0.07×5.53752 =166(N) 8， 計(jì) 算 作 用 在 軸 上 的 壓 軸 力 Q： 由 式 Q=2×Z×F0 ×sin(α 1/2) =2×3×166× sin(178.8°/2) =995.95(N) 9， 帶 輪 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) ： 帶 輪 的 材 料 選 用 牌 號 為 HT200 的 鑄 鐵 。 ∵ D≤ 300(mm) ∴ 帶 輪 采 用 整 體 式 結(jié) 構(gòu) 帶 輪 輪 寬 的 設(shè) 計(jì) ： 帶 輪 輪 寬 B=(Z－ 1)e+2Xf 其 中 f-第 一 槽 對 稱 面 至 端 面 的 距 離 ， 查 表 8-12， 取 f=8(mm) B=(Z－ 1)×e+2×f =(3－ 1)×12+2×8 =40(mm) 帶 輪 外 徑 的 確 定 查 表 8-8 得 Dw1=79 (mm) Dw2=84(mm) 六 ， 組 合 機(jī) 床 聯(lián) 系 尺 寸 的 確 定 ： 1， 機(jī) 床 裝 料 高 度 的 確 定 ： 根 據(jù) 我 國 普 通 機(jī) 床 提 供 的 數(shù) 字 取 H4=850(mm) 2， 具 體 輪 廓 尺 寸 的 確 定 ： 鏜 模 架 厚 度 為 75(mm) 工 件 寬 度 為 102(mm) 工 件 和 鏜 模 架 間 的 距 離 為 27(mm) 夾 具 底 座 的 總 長 尺 寸 （ 加 上 補(bǔ) 償 鑄 件 的 鑄 造 誤 差 15mm,再 加 上 夾 具 座 往 中 間 底 座 上 固 定 用 的 凸 臺 尺 寸 ， 每 邊 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 19 48mm） A=75+102+27+15+48X2=315(mm) 夾 具 座 高 度 定 為 250(mm) L1=45+134+21+40=240(mm) L2=138(mm) L3=102(mm) L4=27+75=102(mm) 其 中 ： L1-工 件 端 面 至 主 軸 箱 端 面 在 加 工 終 了 時 的 距 離 L2-主 軸 箱 厚 度 L3-工 件 沿 機(jī) 床 長 度 方 向 的 尺 寸 L4-工 件 的 另 一 端 面 至 鏜 套 座 端 面 的 距 離 l1-機(jī) 床 長 度 方 向 上 ， 主 軸 箱 與 動 力 滑 臺 的 重 合 長 度 ， 取 l 1=138(mm) l2-加 工 終 了 位 置 ， 滑 臺 前 端 面 至 滑 座 端 面 的 距 離 ， 取 l2=20(mm) l3-滑 座 前 端 面 至 側(cè) 底 座 前 端 面 的 距 離 ， 取 l3=100(mm) L=(2X L1+2X L2+ L3)－ 2X l1－ 2X l2－ 2X l3 =(2X240+2X 138+ 102)－ 2X 138－ 2X20－ 2X100 =342(mm) a=(L－ A)/2 =(342－ 315)/2 =13.5(mm) 通 常 ， 當(dāng) 機(jī) 床 不 用 冷 卻 液 時 ， a 的 尺 寸 最 小 可 取 10~15(mm)。 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 20 ∴ a 的 尺 寸 大 小 符 合 要 求 。 鳴 謝 經(jīng) 過 一 個 多 月 的 艱 苦 工 作 ，我 的 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 在 各 位 老 師 的 悉 心 指 點(diǎn) 下 ，終 于 圓 滿 地 完 成 了 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 。 這 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 對 我 有 重 要 意 義 ，我 即 將 離 開 學(xué) 校 ，踏 上 自 己 的 工 作 崗 位 。它 不 僅 對 我 未 來 將 從 事 的 工 作 進(jìn) 行 了 一 次 適 應(yīng) 性 訓(xùn) 練 ，而 且 鍛 煉 了 我 的 分 析 能 力 、解 決 問 題 能 力 ，為 自 己 今 后 參 加 祖 國 “四 化 ”建 設(shè) 打 下 了 一 個 良 好 的 基 礎(chǔ) 。 這 次 設(shè) 計(jì) 也 暴 露 了 自 己 知 識 面 不 足 的 情 況 。在 自 己 將 來 的 學(xué) 習(xí) 中 ，一 定 要 注 意 彌 補(bǔ) 。在 設(shè) 計(jì) 得 到 了 李 作 全 老 師 的 指 導(dǎo) 和 幫 助 ，在 此 表 示 我 最 深 的 謝 意 ！ 參考文獻(xiàn) ．．顧 崇 衡 ，《機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué) 》，陜 西 科 學(xué) 出 版 社 ，1995。 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 21 ．．叢 鳳 廷 ，《組 合 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 》，上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 ，1994。 ．．哈 爾 濱 工 業(yè) 大 學(xué) ，《機(jī) 床 夾 具 設(shè) 計(jì) 》，上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 ，1990。 ．．東 北 重 型 機(jī) 械 學(xué) 院 ，《機(jī) 床 夾 具 設(shè) 計(jì) 手 冊 》，上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 ，1987。 ．．周 開 勤 ，《機(jī) 械 零 件 手 冊 》，高 等 教 育 出 版 社 ，1994。 ．．濮 良 貴 ，《機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 》，高 等 教 育 出 版 社 ，1996。 ．．大 連 組 合 機(jī) 床 研 究 所 ，《組 合 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 》，機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ，1978。