2429 粗鏜活塞銷孔專用機床及夾具設(shè)計

2429 粗鏜活塞銷孔專用機床及夾具設(shè)計,活塞,專用,機床,夾具,設(shè)計 湛 江 海 洋 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）書設(shè)計題目： 粗鏜活塞銷孔專用機床及夾具設(shè)計 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 工程學(xué)院 99 機制 5 班 學(xué)生姓名： 李日新 指導(dǎo)教師： 李作全 2003 年 6 月 4 日湛 江 海 洋 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）書設(shè)計題目： 粗鏜活塞銷孔專用機床及夾具設(shè)計 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 工程學(xué)院 99 機制 5 班 學(xué)生姓名： 李日新 指導(dǎo)教師： 李作全 2003 年 6 月 4 日文件一湛江海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書設(shè)計題目： 粗鏜活塞銷孔專用機床及 夾具設(shè)計 專 業(yè)： 機械制造及其自動化 班 級： 99 機制 5 班 學(xué)生姓名： 李日新 指導(dǎo)教師： 李作全 職稱 高級工程師 設(shè)計起訖日期： 設(shè)計地點： 主設(shè)計室 2003 年 4 月 5 日畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）通過設(shè)計粗鏜活塞銷孔的專用機床和夾具，培養(yǎng)綜合運用所學(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，原始數(shù)據(jù)：粗鏜解放牌汽車用活塞 Φ27±0.08 兩個銷孔，具體的技術(shù)參見《機械制造工藝學(xué)》 （顧 崇 衡 ） ， P91—P105） 。 大 量 生 產(chǎn) 。工作要求：設(shè)計方案和計算正確，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。要求完成的圖紙內(nèi)容及要求1，活塞零件圖。2，組合機床聯(lián)系尺寸圖。3，被加工零件工序圖。4，加工示意圖。5，夾具結(jié)構(gòu)圖。要完成的實習內(nèi)容及要求：需要學(xué)習“制造工藝學(xué)” ， “機床夾具設(shè)計” ， “組合機床設(shè)計”等方面知識和參考資料。其他要提交的設(shè)計資料：設(shè)計參考資料：1，顧 崇 衡 ， 《 機 械 制 造 工 藝 學(xué) 》 ， 陜 西 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 。1995。2，叢 鳳 廷 ， 《 組 合 機 床 設(shè) 計 》 ， 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 ，1994。3，哈 爾 濱 工 業(yè) 大 學(xué) ， 《 機 床 夾 具 設(shè) 計 》 ， 上 海 科 學(xué) 技 術(shù)出 版 社 ， 1990 4，東 北 重 型 機 械 學(xué) 院 ， 《 機 床 夾 具 設(shè) 計 手 冊 》 ， 上 海 科學(xué) 技 術(shù) 出 版 ， 1987。畢業(yè)設(shè)計（論文）進度計劃設(shè)計起訖時間 工作內(nèi)容 備注4 月 5 日—5月 5 日5 月 5 日—5月 18 日5 月 19 日—6月 1 日6 月 2 日—6月 8 日實習，查找資料，制定設(shè)計方案。夾具設(shè)計。組合機床設(shè)計。寫設(shè)計說明書。文件三： 湛江海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定表指導(dǎo)教師評語：指導(dǎo)教師簽名： 200 年 月 日評閱教師評語：評語教師簽名： 200 年 月 日答辯小組評語答辯組長簽名： 200 年 月 日畢業(yè)設(shè)計成績： 系主任簽名：審批單位（蓋章） 200 年 月 日粗鏜活塞銷孔專用機床及夾具設(shè)計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、 活塞銷孔的機械加工工藝過程的分析 4第三章 粗鏜活塞銷孔專用機床及夾具的設(shè)計 4一、 夾具設(shè)計初步方案 4二、 機床初步設(shè)計 51， 動力部件的選擇 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)計的計算 71， 原動力計算 72， 扳手和螺栓的選用 8四、 機床液壓滑臺系統(tǒng)的具體設(shè)計 91， 液壓缸所受的外負載 102， 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 123， 液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件 15五、 v 帶輪傳動的設(shè)計 161， 確定切削功率 162， 選 取 窄 V 帶 帶 型 63， 確定帶輪基準直徑 164， 確定窄 V帶的基準長度和傳動中心距 65， 帶輪上的包角 α1 166， 計算窄 V帶的根數(shù) Z 177， 計算預(yù)緊力 F0 178， 計算作用在軸上的壓軸力 Q 179， 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 17六、 組合機床聯(lián)系尺寸的確定 181， 組合機床裝料高度的確定 182， 具體輪廓尺寸的確定 18鳴謝 20參考文獻 20粗鏜活塞銷孔專用機床及夾具設(shè)計2粗鏜活塞銷孔專用機床及夾具設(shè)計機械設(shè)計制造及其自動化，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 粗 鏜 活 塞銷 孔 的 組 合 專 用 機 床 和 專 用 夾 具 。關(guān)鍵詞 : 組 合 專 用 機 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 是 高 等 工 業(yè) 院 校 學(xué) 生 畢 業(yè) 前 進 行 的 全 面 綜 合 訓(xùn) 練 ， 是 培 養(yǎng) 學(xué) 生綜 合 運 用 所 學(xué) 知 識 與 技 能 解 決 實 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 會 ， 也 是 對 學(xué) 生 在 校 期 間 所 獲 得 知 識 的 檢 驗 。這 次 設(shè) 計 的 題 目 是 ： 粗 鏜 活 塞 銷 孔 專 用 機 床 及 夾 具 設(shè) 計 。 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 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)計中，我明確設(shè)計目的，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”機會，仔細查閱資料，精心設(shè)計，努力工作，終于完成了這次設(shè)計任務(wù)，但由于水平和時間有限，本設(shè)計只實現(xiàn)了組合機床的總體設(shè)計，并且設(shè)計中錯誤難免，希望老師們批評指正，從而能得到不斷的進步。在設(shè)計過程中，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床及夾具設(shè)計3第二章 概述一， 畢業(yè)設(shè)計（論 文 ）的內(nèi)容和要求：通 過 設(shè) 計 粗 鏜 活 塞 銷 孔 的 專 用 機 床 和 夾 具 。 培 養(yǎng) 綜 合 運 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 方 案 和 計 標 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“機械制造工藝學(xué)” ， “機床夾具設(shè)計” ， “組合機床設(shè)計”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 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 荷的 往 復(fù) 運 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 0.0152． 銷 孔 軸 線 對 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 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 以 上 。 當 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床及夾具設(shè)計4四， 活塞的材料及毛坯制造：在 汽 油 發(fā) 動 機 和 高 速 柴 油 機 中 ， 為 了 減 少 往 復(fù) 直 線 運 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 械 加 工 余 量 可 以 相 應(yīng) 地 減 少 。鋁 活 塞 毛 坯 在 機 械 加 工 前 要 切 去 澆 冒 口 ， 并 進 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 強度 和 硬 度 。五， 活塞銷孔的機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床及夾具設(shè)計一，夾 具 的 初 步 設(shè) 計 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 行 加工 。粗鏜活塞銷孔專用機床及夾具設(shè)計5二 ， 機 床 的 初 步 設(shè) 計 ： 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 給 的 臥式 單 工 位 專 用 機 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 動 的 部 件 ， 包 括 動 力 源和 主 軸 箱 。 第 二 種 傳 遞 進 給 運 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 ?；?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 給力 (N)油 缸內(nèi) 徑 /活 塞直 徑(mm)油 泵流 量(升 /分 )快 進流 量(升 /分 )最 小進 給量(mm/分 )工 進 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 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 行 粗 鏜 削 時 ， 根 據(jù) 《 組 合機 床 設(shè) 計 》 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 行 鏜 削 。 本設(shè) 計 采 用 自 行 設(shè) 計 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 床 設(shè) 計 》 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床及夾具設(shè)計6轉(zhuǎn) 進 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 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 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 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床及夾具設(shè)計7=450.4×120/60000=0.895(kW)（ 3） ， 　 快 速 運 動 速 度 的 確 定 ：由 HY20A 液 壓 滑 臺 技 術(shù) 性 能 可 知 快 進 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 床 設(shè) 計 》 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 床 設(shè) 計 》 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 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)決定選用型號為 Y100L2-4 的電動機。其額定功率為 3(kW)，轉(zhuǎn)速為 1420(r/min)。三 ， 夾 具 設(shè) 計 的 計 算 ： （ 本 設(shè) 計 查 表 選 擇 東 北 重 型 機 械 學(xué) 院 ， 《 機 床夾 具 設(shè) 計 手 冊 》 ， 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 ， 1987）1，　 原動力計算：∵ Me=Wk【 r`tgρ 1+rztg(α +ρ `2)】 /η 0(N.mm)其 中 ：Wk-實 際 所 需 夾 緊 力 (N)r`-螺 桿 端 部 與 工 件 間 的 當 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 接 觸 粗鏜活塞銷孔專用機床及夾具設(shè)計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 量 摩 擦 角 。 當 選 用 三 角 螺 紋 時 ， 由 表 1-2-22 查得 ρ `2=9o50`η 0-除 螺 旋 外 機 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 度 要 求 。2， 扳手和螺栓的選用： 當 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， 機床的液壓滑臺系統(tǒng)的具體設(shè)計：（本節(jié)的設(shè)計參照楊培元主編的〈〈液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊〉 〉 。 ）工 進 長 度 的 確 定 ：工 進 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床及夾具設(shè)計9∴ 工 進 長 度 =7+102+8=117(mm)快 進 長 度 ， 初 定 為 283(mm)快 退 長 度 =快 進 長 度 +工 進 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 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 載 ：F 包 括 三 種 類 型 ：Fω -工 作 負 載 Fω =6300(N)Fa-運 動 部 件 速 度 變 化 時 的 慣 性 負 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 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 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 載 為 ：啟 動 加 速 ： F= Ffs +Fa = 720+1632.65=2352.65(N)工 進 ： F= Ffa+ Fω =400+6300=6700(N)快 進 ： F= Ffa=400(N)快 退 ： F= Ffa=400(N)粗鏜活塞銷孔專用機床及夾具設(shè)計10速度循環(huán)圖： 負載循環(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 床 在 工 作 進 給 時 負 載 較 大 ， 速 度 較 低 。 而 在 快 進 ，快 退 時 負 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 床 的 液 壓 系 統(tǒng) 中 ， 進 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 床 的 特 點 ， 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 。（ 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 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床及夾具設(shè)計111） ， 快 進按 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 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 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 ， 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 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 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 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 動 。 泵 通 過閥 14 的 中 位 卸 荷 。粗鏜活塞銷孔專用機床及夾具設(shè)計123， 液 壓 系 統(tǒng) 的 計 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 載 大 小 及 機 器 的 類 型 來 初 步 確 定 ， 現(xiàn)參 閱 《 液 壓 系 統(tǒng) 設(shè) 計 簡 明 手 冊 》 p10 表 2-1 取 液 壓 缸 工 作 壓力 為 4(Mpa)。2） ， 計 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 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 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 算 在 各 工 作 階 段 液 壓 缸 所 需 的 流 量 ：q 快 進 =（ π /4） ×d2×V 快 進 =（ π /4） ×(3.5X10-2)2×12=11.5(L/min)q 工 進 =（ π /4） ×D2 ×V 工 進 =（ 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床及夾具設(shè)計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 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) 計中 取 0.5 （ Mpa） 。pp=p1+∑ ⊿ p=4+0.5=4.5 （ Mpa）上 述 計 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 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 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 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 機 的 選 定 ：首 先 分 別 算 出 快 進 與 工 進 兩 種 不 同 工 況 時 的 功 率 ， 取 兩 者較 大 值 為 選 擇 電 動 機 規(guī) 格 的 依 據(jù) ， 由 于 在 慢 進 時 泵 輸 出 的 流 量粗鏜活塞銷孔專用機床及夾具設(shè)計14減 少 ， 泵 的 效 率 急 劇 降 低 ， 一 般 當 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 在 經(jīng) 過 泵 的 流 量 特 性 曲 線 最 大 功 率 點 時 不 致 停 轉(zhuǎn) ， 需進 行 驗 算 ， 即pB×qp/η ≤ 2pn式 中 pn—所 選 電 動 機 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 算 快 進 時 的 功 率 ， 快 進 時 的 外 負 載 為 400N，進 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 時 所 需 電 動 機 的 功 率 為 ：P= pp× qp/η =0.40×11.5/60/0.7=0.11(kW)工 進 時 所 需 電 動 機 功 率 為 ：P= pp× qp/η =4.5×2/60/0.7=0.22 (kW)查 閱 電 動 機 產(chǎn) 品 樣 本 ， 選 用 Y90S-4 型 電 動 機 ， 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床及夾具設(shè)計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 時 的 流 量 為 11.5（ L/min） ， 工 進 時 的 流 量 為 2（ L/min） ，壓 力 為 4.5(Mpa),作 出 泵 的 實 際 工 作 時 的 流 量 壓 力 特 性 曲 線 ， 查 得該 曲 線 拐 點 處 的 流 量 為 24（ L/min） ， 壓 力 為 2.9(Mpa)， 該 工 作點 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 在 拐 點 處 能 正 常 工 作 。（ 3） ， 液 壓 閥 的 選 擇 ：本 設(shè) 計 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床及夾具設(shè)計16本 設(shè) 計 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 ： （ 本 設(shè) 計 的 的 查 表 數(shù) 據(jù) 參 照 濮 良 貴 主 編 的《 機 械 設(shè) 計 》 ， 高 等 教 育 出 版 社 ， 1996）已 知 電 動 機 型 號 為 Y100L2-4， 額 定 功 率 為 （ 3kW） ， 轉(zhuǎn) 速n1=1420（ r/min） ， 傳 動 比 i=1.0141， 確 定 計 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 額 定 功 率 ， 已 知P=3（ kW）由 《 機 械 設(shè) 計 》 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 直 徑 ：由 表 8-4 和 表 8-8 取 主 動 輪 基 準 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 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 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 算 帶 所 需 的 基 準 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床及夾具設(shè)計17=844(mm)由 表 8-3 選 帶 的 基 準 長 度 Ld=800(mm)計 算 實 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 輪 上 的 包 角 合 適 。6， 計 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 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床及夾具設(shè)計18故 F0=500（ 3.6/5.5375/3） ×(2.5/0.995-1)+0.07×5.53752=166(N)8， 計 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 ：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 ：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 床 聯(lián) 系 尺 寸 的 確 定 ：1， 機 床 裝 料 高 度 的 確 定 ： 根 據(jù) 我 國 普 通 機 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 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床及夾具設(shè)計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 的 距 離L2-主 軸 箱 厚 度L3-工 件 沿 機 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 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 機 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床及夾具設(shè)計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 在 各 位 老 師 的 悉 心 指 點 下 ，終 于 圓 滿地 完 成 了 設(shè) 計 任 務(wù) 。這 次 畢 業(yè) 設(shè) 計 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 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 也 暴 露 了 自 己 知 識 面 不 足 的 情 況 。在 自 己 將 來 的 學(xué) 習 中 ，一 定 要 注 意彌 補 。在 設(shè) 計 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．．顧 崇 衡 ，《機 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床及夾具設(shè)計21．．叢 鳳 廷 ，《組 合 機 床 設(shè) 計 》，上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 ，1994。．．哈 爾 濱 工 業(yè) 大 學(xué) ，《機 床 夾 具 設(shè) 計 》，上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 ，1990。．．東 北 重 型 機 械 學(xué) 院 ，《機 床 夾 具 設(shè) 計 手 冊 》，上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 ，1987。．．周 開 勤 ，《機 械 零 件 手 冊 》，高 等 教 育 出 版 社 ，1994。．．濮 良 貴 ，《機 械 設(shè) 計 》，高 等 教 育 出 版 社 ，1996。．．大 連 組 合 機 床 研 究 所 ，《組 合 機 床 設(shè) 計 》，機 械 工 業(yè) 出 版 社 ，1978。