2429 粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)

2429 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) 51， 動(dòng)力部件的選擇 52， 確定切削用量和選擇刀具 53， 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 71， 原動(dòng)力計(jì)算 72， 扳手和螺栓的選用 8四、 機(jī)床液壓滑臺(tái)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì) 91， 液壓缸所受的外負(fù)載 102， 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 123， 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件 15五、 v 帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 161， 確定切削功率 162， 選 取 窄 V 帶 帶 型 63， 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 164， 確定窄 V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距 65， 帶輪上的包角 α1 166， 計(jì)算窄 V帶的根數(shù) Z 177， 計(jì)算預(yù)緊力 F0 178， 計(jì)算作用在軸上的壓軸力 Q 179， 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 181， 組合機(jī)床裝料高度的確定 182， 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(dòng)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(shí) 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(huì) ， 也 是 對(duì) 學(xué) 生 在 校 期 間 所 獲 得 知 識(shí) 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(huì)，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(shí)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(cuò)誤難免，希望老師們批評(píng)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(duì)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(shí) ， 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(shí)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(dòng) 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(zhǎng) 時(shí) 間 變 負(fù) 荷的 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) ， 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 0.0152． 銷 孔 軸 線 對(duì) 止 口 端 面 平 行 度 不 大 于 100： 0.043． 銷 孔 軸 線 與 止 口 內(nèi) 圈 中 心 線 對(duì) 稱 度 不 大 于 0.204． 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(jí) 以 上 。 當(dāng) 銷 孔 直 徑 小 于 50mm 時(shí) 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(duì) 裙 部 軸 心 線 的 垂 直 度 在 100mm 長(zhǎng) 度 上 公 差 為 0.35mm。 銷 孔 軸心 線 在 裙 部 軸 心 線 的 對(duì) 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(dòng) 機(jī) 和 高 速 柴 油 機(jī) 中 ， 為 了 減 少 往 復(fù) 直 線 運(yùn) 動(dòng) 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(shí) 效 處 理 ， 消 除 鑄 造時(shí) 因 冷 卻 不 均 勻 而 產(chǎn) 生 的 內(nèi) 應(yīng) 力 。 時(shí) 效 處 理 時(shí) 將 活 塞 加 熱 至180~200℃ ， 保 溫 6~8 小 時(shí) ， 自 然 冷 卻 。 活 塞 經(jīng) 過 時(shí) 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(wàn) 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(duì)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(gè) 自 由 度 ， 剩 下 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 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(dòng)力部件的選擇：采 用 通 用 部 件 。 第 一 種 動(dòng) 力 部 件 是 傳 遞 主 運(yùn) 動(dòng) 的 部 件 ， 包 括 動(dòng) 力 源和 主 軸 箱 。 第 二 種 傳 遞 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 的 部 件 ， 包 括 液 壓 滑 臺(tái) 。（ 1） ， 　 液 壓 滑 臺(tái) 液 壓 滑 臺(tái) 由 滑 臺(tái) ， 滑 座 ， 油 缸 三 部 分 組 成 ?；?臺(tái) 與 滑 座 配 置 雙 矩 形 導(dǎo) 軌 ， 初 選 HY20A 型 液壓 滑 臺(tái) ， 導(dǎo) 軌 為 “矩 － 矩 ”型 式 。液 壓 滑 臺(tái) 技 術(shù) 性 能 ：臺(tái) 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(dòng) 力 源 　動(dòng) 力 源 是 為 主 軸 箱 的 刀 具 提 供 切 削 主 運(yùn) 動(dòng) 的 驅(qū) 動(dòng) 裝 置它 與 主 軸 配 套 使 用 。因 為 對(duì) 鋁 及 其 合 金 等 輕 金 屬 進(jìn) 行 粗 鏜 削 時(shí) ， 根 據(jù) 《 組 合機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 》 p20 對(duì) 傳 動(dòng) 裝 置 的 選 擇 ， 應(yīng) 采 用 皮 帶 輪 傳 動(dòng) 裝 置 ，所 以 現(xiàn) 決 定 采 用 皮 帶 輪 傳 動(dòng) 裝 置 的 型 號(hào) 為 TXxx-F42。（ 3） ， 　 主 軸 箱主 軸 箱 安 裝 在 滑 臺(tái) 上 ， 鏜 刀 桿 上 安 裝 多 個(gè) 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(dòng) 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(tái) 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(tái) 的 進(jìn) 給 速 度 為 1000， 則f=v /n=1000/1414.7=0.7（ mm/r）f3， 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=1.0Kλ 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(dòng) 速 度 的 確 定 ：由 HY20A 液 壓 滑 臺(tái) 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(dòng) 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)?，F(xiàn)決定選用型號(hào)為 Y100L2-4 的電動(dòng)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(cè) 》 ， 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 ， 1987）1，　 原動(dòng)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`=0ρ 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=4.675α -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(shí) ， 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(dòng) M10 螺 栓 上 的 六 角 螺 母 時(shí) ， 查 表 1-2-25 得 ，柄 長(zhǎng) 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(zhǎng)度 L=120(mm)的扳手的方案符合要求。四， 機(jī)床的液壓滑臺(tái)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(jiǎn)明手冊(cè)〉 〉 。 ）工 進(jìn) 長(zhǎng) 度 的 確 定 ：工 進(jìn) 長(zhǎng) 度 =切 入 長(zhǎng) 度 +加 工 孔 長(zhǎng) 度 +切 出 長(zhǎng) 度取 切 入 長(zhǎng) 度 為 7(mm)， 加 工 孔 長(zhǎng) 度 為 102(mm)， 切 出 長(zhǎng) 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(zhǎng) 度 =7+102+8=117(mm)快 進(jìn) 長(zhǎng) 度 ， 初 定 為 283(mm)快 退 長(zhǎng) 度 =快 進(jìn) 長(zhǎng) 度 +工 進(jìn) 長(zhǎng) 度 =283+117=400(mm)∵ 滑 臺(tái) 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(tái) 的 重 力 N1=9.8×400×200×80×7300×10-9=457.86(N)估 算 主 軸 箱 和 動(dòng) 力 源 的 重 力 N2=9.8×200×472×388×7300×10-9=2799.78(N)即 運(yùn) 動(dòng) 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(dòng) 部 件 速 度 變 化 時(shí) 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(dòng) 時(shí) 為 靜 摩 擦 阻 力 ， 啟 動(dòng) 后 為 動(dòng) 摩 擦阻 力 Ff=fG在 本 設(shè) 計(jì) 中 取 靜 摩 擦 系 數(shù) 為 0.18， 動(dòng) 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 ：?jiǎn)?動(dòng) 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(shí) 負(fù) 載 較 大 ， 速 度 較 低 。 而 在 快 進(jìn) ，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 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)111） ， 快 進(jìn)按 下 啟 動(dòng) 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(dòng) 閥 14 的 左 端油 腔 ， 液 動(dòng) 閥 14 左 位 接 入 系 統(tǒng) 。 液 動(dòng) 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(dòng) 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(shí) 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(huì) 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(dòng) 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(tái) 工 進(jìn) 終 了 ， 滑 臺(tái) 體 前 端 頂 上 固 定 在 滑 座 體 上 的 死 檔 鐵 ，滑 臺(tái) 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(hào) ， 使 2YA 通 電 ， 1YA 斷 電 ，實(shí) 現(xiàn) 滑 臺(tái) 快 退 。 壓 力 繼 電 器 7 延 時(shí) 的 過 程 就 是 滑 臺(tái) 在 死 擋 鐵停 留 的 時(shí) 間 。4） ， 滑 臺(tái) 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(dòng) 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(shí) 空 載 ， 系 統(tǒng) 的 壓力 很 低 ， 泵 輸 出 的 流 量 最 大 ， 滑 臺(tái) 快 退 。當(dāng) 滑 臺(tái) 快 退 到 原 位 時(shí) ， 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(tái) 停 止 運(yùn) 動(dòng) 。 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)123， 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(jiǎn) 明 手 冊(cè) 》 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(tái) 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(wú) 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(shí) 簡(jiǎn) 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(dòng) 態(tài) 壓 力 往 往 超 過 靜 態(tài) 壓 力 。 另 外 考慮 到 一 定 的 壓 力 儲(chǔ) 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(tái) 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(jiǎn) 明手 冊(cè) 》 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(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 nH=1450（ r/min） ， 容 積 效 率η v=0.85， 總 效 率 η =0.74） ， 與 液 壓 泵 匹 配 的 電 動(dòng) 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(shí) 的 功 率 ， 取 兩 者較 大 值 為 選 擇 電 動(dòng) 機(jī) 規(guī) 格 的 依 據(jù) ， 由 于 在 慢 進(jìn) 時(shí) 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(shí) 還 應(yīng) 該 注 意 到 ， 為 了 使 所 選 擇的 電 動(dòng) 機(jī) 在 經(jīng) 過 泵 的 流 量 特 性 曲 線 最 大 功 率 點(diǎn) 時(shí) 不 致 停 轉(zhuǎn) ， 需進(jìn) 行 驗(yàn) 算 ， 即pB×qp/η ≤ 2pn式 中 pn—所 選 電 動(dòng) 機(jī) 額 定 功 率pB—限 壓 式 變 量 泵 的 限 定 壓 力qp—壓 力 為 pB 時(shí) ， 泵 的 輸 出 流 量首 先 計(jì) 算 快 進(jìn) 時(shí) 的 功 率 ， 快 進(jìn) 時(shí) 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(shí) 所 需 電 動(dòng) 機(jī) 的 功 率 為 ：P= pp× qp/η =0.40×11.5/60/0.7=0.11(kW)工 進(jìn) 時(shí) 所 需 電 動(dòng) 機(jī) 功 率 為 ：P= pp× qp/η =4.5×2/60/0.7=0.22 (kW)查 閱 電 動(dòng) 機(jī) 產(chǎn) 品 樣 本 ， 選 用 Y90S-4 型 電 動(dòng) 機(jī) ， 其 具 體 參 數(shù) 為 ：滿 載 時(shí)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)151.1 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(shí) 的 流 量 為 11.5（ L/min） ， 工 進(jìn) 時(shí) 的 流 量 為 2（ L/min） ，壓 力 為 4.5(Mpa),作 出 泵 的 實(shí) 際 工 作 時(shí) 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(duì) 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(dòng) 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-EA10B4， 10 節(jié) 流 閥 5.-壓 力 繼 電 器 DP1-63B6.調(diào) 速 閥 AQF3-E10B9.行 程 閥13， 電 磁 先 導(dǎo) 閥14， 液 動(dòng)換 向 閥16， 液 壓 泵 YBX-1617， 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(dòng) 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(dòng) 機(jī) 型 號(hào) 為 Y100L2-4， 額 定 功 率 為 （ 3kW） ， 轉(zhuǎn) 速n1=1420（ r/min） ， 傳 動(dòng) 比 i=1.0141， 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(dòng) 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(dòng) 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(zhǎng) 度 和 傳 動(dòng) 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(zhǎng) 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(zhǎng) 度 Ld=800(mm)計(jì) 算 實(shí) 際 中 心 距 aa= 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(dòng) 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(zhǎng) 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(hào) 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(duì) 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(guó) 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(zhǎng) 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(tái) 尺 寸 ， 每 邊粗鏜活塞銷孔專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)1948mm）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(shí) 的 距 離L2-主 軸 箱 厚 度L3-工 件 沿 機(jī) 床 長(zhǎng) 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(zhǎng) 度 方 向 上 ， 主 軸 箱 與 動(dòng) 力 滑 臺(tái) 的 重 合 長(zhǎng) 度 ， 取 　 　l 1=138(mm)l2-加 工 終 了 位 置 ， 滑 臺(tái) 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(shí) ， 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(gè) 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(duì) 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(duì) 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(guó) “四 化 ”建 設(shè) 打 下 了 一 個(gè) 良 好 的 基 礎(chǔ) 。這 次 設(shè) 計(jì) 也 暴 露 了 自 己 知 識(shí) 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 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