缸套夾具設計畢業(yè)說明書

1、<p><b>　　1 緒論.2</b></p><p>　　1.1課題的目的及意義2</p><p><b>　　1.2設計要求3</b></p><p>　　2 零件的工藝分析5</p><p>　　2.1 零件的分析5</p><p>　　2.1.1

2、 零件的概述5</p><p>　　2.1.2 零件的工藝分析5</p><p>　　2.2.3 零件的作用6</p><p>　　2.2機械加工工藝規(guī)程制訂7</p><p>　　2.2.1生產過程與機械加工工藝過程7</p><p>　　2.2.2機械加工工藝規(guī)程的種類8</p><

3、p>　　2.2.3制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料8</p><p><b>　　3工藝規(guī)程設計9</b></p><p>　　3.1基面的選擇9</p><p>　　3.1.1粗基準的選擇9</p><p>　　3.1.2 精基準的選擇10</p><p>　　3.2 制定工藝路線

4、10</p><p>　　3.2.1方案一11</p><p>　　3.2.2方案二12</p><p>　　3.2.3 工藝方案的比較與分析13</p><p>　　3.3 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定14</p><p>　　3.4確定切削用量及基本工時15</p><p&

5、gt;　　3.5 切削液的選擇18</p><p><b>　　4夾具設計19</b></p><p>　　4.1定位方案和定位元件的設計19</p><p>　　4.2 夾具體設計21</p><p>　　4.3鏜φ150孔23</p><p>　　4.3.1 定位基準的選擇23&l

6、t;/p><p>　　4.3.2 切削力及夾緊力的計算24</p><p><b>　　致謝26</b></p><p><b>　　參考文獻27</b></p><p><b>　　1 緒論.</b></p><p>　　1.1課題的目的及意義<

7、;/p><p>　　制造業(yè)是國民經濟各部門科學技術進步的基礎，機械加工工藝直接制約著機器制造業(yè)的發(fā)展，機器制造工藝及其組織形式的發(fā)展趨勢，在很大程度上取決于機器結構的發(fā)展方向及其技術應用特性。機器制造業(yè)的科學技術進步又將反過來促進建立在計算機化和生產綜合自動化基礎上的、操作簡單、資源消耗少的新工藝的開發(fā)和應用。 夾具是零件在機床上加工時，用以裝夾工件的一種工藝裝備，其作用是正確確定工件與刀具之間的相對位置，并

8、將工件牢固地夾緊，使用夾具可以有效的保證工件的加工質量，擴大機床的工藝范圍，因此，夾具在機械制造中占有重要的地位。</p><p>　　由此看出，機械加工工藝和夾具對機械制造都發(fā)揮著重要的作用，因此本畢業(yè)設計選題的主要任務：直徑150mm坦克發(fā)動機缸套夾具的設計及工藝規(guī)程的編制。 機械加工工藝與夾具設計是全面地綜合運用有關專業(yè)課程的理論和實踐知識進行加工工藝及夾具結構設計的一次重要實踐。通過該畢業(yè)設計，

9、綜合所學專業(yè)知識，熟練的運用機械制造工藝學的基本理論和夾具設計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)編制機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設計的能力，同時培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，加深理論知識的理解，強化生產實習中的感性認識。設計過程也是理論聯系實際的過程，能培養(yǎng)理論聯系實際的設計思想，并學會使用手冊、查詢相關資料等，提高分析和解決工程實際問題的獨立工作能力，能鞏固、加深和擴展有關機械加工工

10、藝與夾具方面的知識，為以后的實際工作奠定堅實的基礎。</p><p>　　如今，企業(yè)為了增強市場競爭力和快速響應市場的變化而采用多種新技術的環(huán)境下，革新傳統(tǒng)的工藝設計手段，采用以計算機為工具的現代化工藝設計和管理方式是企業(yè)上水平、上臺階的關鍵之一，也是企業(yè)發(fā)展的必由之路。隨著科學技術的發(fā)展，特別是計算方法和計算機的迅速發(fā)展，大大地推動了機械加工工藝的進步。計算機輔助工藝過程設計即CAPP，通常指機械產品零件制造工

11、藝過程的計算機輔助設計與文檔編制。它是為了解決手工設計工藝規(guī)程中存在的效率低下、工藝質量不穩(wěn)定、不便于管理、柔性差等問題而提出的。應用CAPP技術，可以使工藝人員從繁瑣重復的事務性工作中解脫出來，迅速編制出完整而詳盡的工藝文件，縮短生產準備周期，提高產品制造質量，進而縮短整個產品的開發(fā)周期。</p><p>　　隨著先進制造技術的發(fā)展和市場競爭的加劇，傳統(tǒng)的夾具設計方式已成為企業(yè)中產品快速上市的瓶頸，企業(yè)迫切需要

12、提高夾具設計的效率。因此，快速實現夾具設計已成為企業(yè)的迫切要求，將計算機輔助設計技術應用到夾具設計的過程是解決這一問題的必然選擇。隨著計算機技術的發(fā)展和應用，計算機輔助夾具設計即CAFD在理論和應用上都得到了迅速發(fā)展，大大提高了夾具的設計效率，對保證產品質量，提高生產率，減輕勞動強度，縮短產品生產周期等都具有重要意義。</p><p>　　本課題是對坦克發(fā)動機缸套的研究，缸套就是氣缸套的簡稱，它鑲在缸體的缸筒內，

13、與活塞和缸蓋共同組成燃燒室。缸套分為干缸套和濕缸套兩大類。背面不接觸冷卻水的氣缸套叫干缸套，背面和冷卻水接觸的氣缸套是濕缸套。干缸套厚度較薄、結構簡單、加工方便。濕缸套直接接觸冷卻水，所以有利于發(fā)動機的冷卻，有利于發(fā)動機的小型輕量化。</p><p>　　加工坦克發(fā)動機缸套的最后一道工序——珩磨，工序的質量和精度要求較高，為提高發(fā)動機缸套內表面加工質量，選定了先進的加工工藝—珩研使缸套內表面加工質量達到國際先進水

14、平，改善了發(fā)動機缸體、缸套的使用壽命和可靠性，從而滿足提高發(fā)動機功率和可靠性的要求。</p><p>　　本人在大學期間系統(tǒng)的學習了機械制造工程學、機械課程設計等相關專業(yè)課程和金工實習、生產實習等相應實習課程。在硬件方面，工業(yè)中心和圖書館提供了良好的學習、設計環(huán)境，工業(yè)中心快速成型機的使用，制造出實物模型，可以使我更加直觀的進行設計，同時圖書館擁有大量豐富的文獻和資料，能夠使用相關指導書、技術手冊、圖冊等專業(yè)書籍

15、，相信在指導老師的引導和幫助下，一定能夠順利按時完成設計。</p><p>　　1.2設計要求 </p><p>　　工藝設計部分的重點：（1）定位基準的選擇，（2）工藝路線的擬定，（3）加工

16、余量和工序尺寸的確定。</p><p>　　夾具設計部分的重點：（1）夾具結構方案的設計，（2）裝配圖的繪制。</p><p>　　設計方法與措施擬定如下：</p><p>　?。?）分析研究零件圖紙，熟悉設計對象。由視圖想象零件的幾何形狀，重溫《機械制造工程學》，通讀指導書的一般步驟和設計實例；瀏覽手冊目錄，了解手冊的大致內容，做到設計前心中有數。 （2）

17、設計工藝規(guī)程，形成工藝過程綜合卡。首先要確定各個表面的加工方法，表面加工方法的選擇，要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。根據工藝設計資料，確定各尺寸的公差等級，將需要加工的表面分類，列出各加工表面的所有幾何精度要求，然后確定需要加工的各表面可采用的加工方法。根據各加工表面的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等級，經比較后，找出加工要求較高的表面作為主要加工表面。選擇精基準和粗基準來確定定位基準，按規(guī)定的符號繪制工序定位和夾緊示意圖。

18、</p><p>　　（3）設計夾具，繪制夾具裝配圖、零件圖。在設計前，應對工件有關工藝和加工關鍵作詳細的了解分析，盡量做到心中有數，然后按程序步驟逐一進行。根據查閱和參考機床夾具設計手冊上的實例確定總體結構方案，依據選擇的基準，進行定位元件的選用或設計。因定位與夾緊元件均有設計標準或結構規(guī)范，在定位與夾緊的設計中應先查閱夾具手冊上的應用實例。設計裝配圖時，需要考慮主視圖和視圖的數量，盡量采用1：1的比例來繪制

19、。夾具零部件要查閱手冊，按標準與規(guī)范進行設計。 （4）撰寫設計論文，闡述設計依據，說明設計內涵。根據已經得到的設計結果，闡述其中設計的方法和依據，整理成文。</p><p><b>　　2 零件的工藝分析</b></p><p><b>　　2.1 零件的分析</b></p><p>　　2.1.1 零件的概述&

20、lt;/p><p>　　缸套就是氣缸套 的簡稱，它鑲在缸體的缸筒內，與活塞和缸蓋共同組成燃燒室。 缸套分為干缸套和濕缸套兩大類。背面不接觸冷卻水的氣缸套叫干缸套，背面和冷卻水接觸的氣缸套是濕缸套。干缸套厚度較薄、結構簡單、加工方便。濕缸套直接接觸冷卻水，所以有利于發(fā)動機的冷卻，有利于發(fā)動機的小型輕量化。  干式氣缸套:由于缸筒四周有供冷卻水通過的水道，所以對鑄造要求非常高，如果缸筒與水道

21、之間的壁厚合適，則缸筒經過珩磨后可直接作為汽缸工作室。如果筒壁出現穿漏或沙孔，為了回用缸體，就把缸筒鏜大加一個缸套來恢復其功能。在設計時就考慮百分之百加缸套的方法，就可以大大減少缸體加工后的廢品率，也便于后期更換缸套的大修方式。由于這種缸套外壁是與缸體接觸，所以稱為干式缸套。 濕式缸套: 如果設計時就使水道與缸筒大面積連通，完全通過缸套隔離冷卻水和汽缸工作室，缸套外壁接觸冷卻水，這種缸套就稱為濕式缸套。與干式缸套相比，

22、這種缸套壁厚稍大，但散熱能力更強。 功能: 1、氣體密封：防止壓縮氣體、燃燒氣體壓力向外泄漏。 2、熱傳遞：通過活塞、活塞環(huán)接受燃燒熱量，傳遞到冷卻水。 </p><p>　　2.1.2 零件的工藝分析</p><p>　　題目所給的零件是直徑150mm坦克發(fā)動機缸套（圖2.1），所有表已加工。、</p><p><b>　　

23、圖2.1</b></p><p>　　技術要求：1工件表面直線度0.01mm</p><p><b>　　2圓度0.05mm</b></p><p>　　3表面粗糙度Ra0.05</p><p>　　原始數據：1某型號發(fā)動機內徑150mm，長度268mm。</p><p>　　2超聲波

24、發(fā)生器振動頻率20kHz，功率500w</p><p>　　缸套加工主要的工藝問題是如何保證其主要加工表面（內孔和外圓）之間的相互位置精度，以及內孔本身的加工精度和表面粗糙度要求。</p><p>　　2.2.3零件的作用</p><p>　　缸套就是氣缸套的簡稱，它鑲在缸體的缸筒內，與活塞和缸蓋共同組成燃燒室。缸套分為干缸套和濕缸套兩大類。背面不接觸冷卻水的氣缸套

25、叫干缸套，背面和冷卻水接觸的氣缸套是濕缸套。干缸套厚度較薄、結構簡單、加工方便。濕缸套直接接觸冷卻水，所以有利于發(fā)動機的冷卻，有利于發(fā)動機的小型輕量化。</p><p>　　1.與氣閥組，活塞組一起組成制冷壓縮機的可變工容積，并且對活塞起導向作用；</p><p>　　2.缸套上的轉動環(huán)和小頂桿等是能量調節(jié)裝置的執(zhí)行機構；</p><p>　　3缸套上部的兩條閥兼作

26、吸氣閥的閥座。</p><p>　　2.2機械加工工藝規(guī)程制訂</p><p>　　機械制造業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，現代制造業(yè)正在改變著人們的生產方式、生活方式、經營管理模式乃至社會的組織結構和文化。生產的發(fā)展和產品更新換代速度的加快，對生產效率和制造質量提出了越來越高的要求，也就對機械加工工藝等提出了要求。 </p><p>　　在實際生產中，由于零件的生產類型、

27、形狀、尺寸和技術要求等條件不同，針對某一零件，往往不是單獨在一種機床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經過一定的工藝過程。因此，我們不僅要根據零件具體要求，選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序和夾具，一步一步地把零件加工出來。</p><p>　　2.2.1生產過程與機械加工工藝過程</p><p>　　生產過程是指將原材料轉變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的運輸、保管于準備，產品

28、的技術、生產準備、毛坯的制造、零件的機械加工及熱處理，部件及產品的裝配、檢驗調試、油漆包裝、以及產品的銷售和售后服務等。</p><p>　　機械工工藝過程是指用機械加工方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為零件的全過程。</p><p>　　機械加工工藝過程的基本單元是工序。工序又由安裝、工位、工步及走刀組成。</p><p>　　規(guī)定產品或零件制造過程

29、和操作方法等工藝文件，稱為工藝規(guī)程。機械加工工藝規(guī)程的主要作用如下：</p><p>　　1.機械加工工藝規(guī)程是生產準備工作的主要依據。根據它來組織原料和毛坯的供應，進行機床調整、專用工藝裝備的設計與制造，編制生產作業(yè)計劃，調配勞動力，以及進行生產成本核算等。</p><p>　　2.機械加工工藝規(guī)程也是組織生產、進行計劃調度的依據。有了它就可以制定進度計劃，實現優(yōu)質高產和低消耗。<

30、/p><p>　　3.機械加工工藝規(guī)程是新建工廠的基本技術文件。根據它和生產綱領，才能確定所須機床的種類和數量，工廠的面積，機床的平面布置，各部門的安排。</p><p>　　2.2.2機械加工工藝規(guī)程的種類</p><p>　　機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。對于檢驗工序還有檢驗工序卡片；自動、半自動機床完成的工序，還有機床調整卡片。&l

31、t;/p><p>　　機械加工工藝過程卡片是說明零件加工工藝過程的工藝文件。</p><p>　　機械加工工序卡片是每個工序詳細制訂時，用于直接指導生產，用于大批量生產的零件和成批生產中的重要零件。</p><p>　　2.2.3制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料</p><p>　　制訂機械加工工藝規(guī)程時，必須具備下列原始資料：</p>

32、<p>　　1、產品的全套技術文件，包括產品的全套圖紙、產品的驗收質量標準以及產品的生產綱領。</p><p>　　2、毛坯圖及毛坯制造方法。工藝人員應研究毛坯圖，了解毛坯余量，結構工藝性，以及鑄件分型面，澆口、冒口的位置，以及正確的確定零件的加工裝夾部位及方法。</p><p>　　3、車間的生產條件。即了解工廠的設備、刀具、夾具、量具的性能、規(guī)格及精度狀況；生產面積；工人

33、的技術水平；專用設備；工藝裝備的制造性能等。</p><p>　　4、各種技術資料。包括有關的手冊、標準、以及國內外先進的工藝技術等。</p><p><b>　　3工藝規(guī)程設計</b></p><p><b>　　3.1基面的選擇</b></p><p>　　在缸套機械加工工藝過程中，大部分工序選

34、用缸套的外圓面作為主要基面，并用內孔作為另一基面。這是由于：外圓面的面積大，定位比較穩(wěn)定，可以精加工內孔，使其達到精度要求。這樣就使各工序中的定位基準統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。</p><p>　　為了不斷改善基面的精度，基面的加工與主要表面的加工要適當配合：即在粗鏜內孔前，粗車外圓面，精鏜內孔前，精車外圓面。由于用外圓面作基面，所以這些表面的加工安排得比較早。在外圓面作為定位基面前的加工工序是粗車和精車，這些工

35、序對于內孔的垂直度和圓度保證有重要作用。</p><p>　　在第一道工序中，工件的各個表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和切削力都較大，如果再遇上工件本身的剛性差，則對加工精度會有很大影響。因此，第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對于整個工藝過程的加工精度常有深遠的影響。缸套的加工就是這樣，在加工缸套的加工工藝路線中，在精加工內孔開始前，現粗車外圓面和兩端面。其中粗車外圓面時又是以毛坯的內孔作

36、為定位。為了能夠達到精度要求，我們選用互為精準，先加工外圓面，以內孔為基準，再加工內孔以外圓面為基準。以后的半精加工和精加工也是如此 。</p><p>　　3.1.1粗基準的選擇</p><p>　　粗基準選擇應當滿足以下要求：</p><p>　?。?） 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上有好幾個不需加

37、工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。</p><p>　?。?） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。</p><p&g

38、t;　?。?） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。</p><p>　?。?） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。</p><p>　　為了滿足上述要求，選著缸套內孔面為粗基準面。</p><p>　　3.1.2 精基準的選擇</p><p>　　

39、選擇精基準一般應遵循以下幾項原則：</p><p>　?。?）基準重合原則:應盡可能選擇被加工表面的設計基準作為精基準，這樣可以避免由于基準不重合引起的定位誤差。</p><p>　?。?）統(tǒng)一基準原則:應盡可能選擇用同一組精基準加工工件上盡可能多的表面，以保證各加工表面之間的相對位置精度。</p><p>　?。?）互為基準原則：當工件上兩個加工表面之間的位置精度

40、要求比較高時，可以采用兩個加工表面互為基準反復加工的方法。</p><p>　?。?）自為基準原則：一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面自身作為精基準。</p><p>　　為了滿足上述要求，選著缸套外圓面為精基準面</p><p>　　具體各工序基準參見工序卡。</p><p>　　3.2 制定工藝路線</p>

41、;<p>　　制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為小批生產的條件下，考慮采用普通機床配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。</p><p><b>　　3.2.1方案一</b></p&

42、gt;<p>　　表3-1 工藝路線方案一</p><p><b>　　3.2.2方案二</b></p><p>　　表3-2 工藝路線方案二</p><p>　　3.2.3 工藝方案的比較與分析</p><p>　　以上兩工藝方案的特點在于：方案一先用外圓面作為粗基準加工內孔，方案二則先用內孔作為粗基準，

43、加工外圓面。加工面與不加工面的互換位置關系精度。高精度作為150mm大炮發(fā)動機缸套正常工作的一個因素。</p><p>　　3.3 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　用查表法確定機械加工余量：</p><p>　?。?）（根據《機械制造工藝設計手冊》下簡稱《工藝手冊》表3.2-11，表3.2-14）</p><p>

44、<b>　　內孔直徑150mm</b></p><p><b>　　表3-3</b></p><p>　?。?）（根據《工藝手冊》 表8-9）</p><p><b>　　表3-4車外圓面</b></p><p>　　3.4確定切削用量及基本工時</p><

45、p>　　1.正確地選擇切削用量，對提高切削效率，保證必要的刀具耐用度和經濟性，保證加工質量，具有重要的作用。</p><p>　　粗加工時加工精度與表面粗糙度要求不高,毛坯余量較大。因此，選擇粗加工的切削用量時，要盡可能保證較高的單位時間金屬切削量（金屬切除率）和必要的刀具耐用度，以提高生產效率和降低加工成本。</p><p>　　金屬切除率可以用下式計算：</p>&

46、lt;p>　　Zw ≈V.f.ap.1000</p><p>　　式中：Zw單位時間內的金屬切除量（mm3/s）</p><p>　　V切削速度（m/s）</p><p>　　f 進給量（mm/r）</p><p>　　ap切削深度（mm）</p><p>　　提高切削速度、增大進給量和切削深度，都能提高金屬切除

47、率。但是，在這三個因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進給量，影響最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個盡可能大的吃刀深度ap,其次選擇一個較大的進給量度f，最后確定一個合適的切削速度V.</p><p>　　選用較大的ap和f以后，刀具耐用度t 顯然也會下降，但要比V對t的影響小得多，只要稍微降低一下V便可以使t回升到規(guī)定的合理數值，因此，能使V、f、ap的乘積較大，從而保

48、證較高的金屬切除率。此外，增大ap可使走刀次數減少，增大f又有利于斷屑。因此，根據以上原則選擇粗加工切削用量對提高生產效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的。</p><p>　　1）切削深度的選擇：</p><p>　　粗加工時切削深度應根據工件的加工余量和由機床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應當盡量將粗加工余量一次切除。只有

49、當總加工余量太大，一次切不完時，才考慮分幾次走刀。</p><p><b>　　2）進給量的選擇：</b></p><p>　　粗加工時限制進給量提高的因素主要是切削力。因此，進給量應根據工藝系統(tǒng)的剛性和強度來確定。選擇進給量時應考慮到機床進給機構的強度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長度等。在工藝系統(tǒng)的剛性和強度好的情況下，可選用大一些的進給量；在剛性和強度較差的

50、情況下，應適當減小進給量。</p><p>　　3）切削速度的選擇：</p><p>　　粗加工時，切削速度主要受刀具耐用度和機床功率的限制。切削深度、進給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時必須考慮到機床的許用功率。如超過了機床的許用功率，則應適當降低切削速度。</p><p>　　精加工時加工精度和表面質量要求較高，加工余量要小且均勻。因此，選擇精加

51、工的切削用量時應先考慮如何保證加工質量，并在此基礎上盡量提高生產效率。</p><p>　　1）切削深度的選擇：</p><p>　　精加工時的切削深度應根據粗加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當吃刀深度較大時，切削力增加較顯著，影響加工質量。</p><p><b>　　2）進給量的選擇：</b></p>

52、<p>　　精加工時限制進給量提高的主要因素是表面粗糙度。進給量增大時，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力上升，表面質量下降。</p><p>　　3）切削速度的選擇：</p><p>　　切削速度提高時，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會產生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數，盡可能提高切削速度。只有當切削速度受到工藝條件限制而不能提高時，才

53、選用低速，以避開積屑瘤產生的范圍。</p><p>　　由此可見，精加工時選用較小的吃刀深度ap和進給量f，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度V，以保證加工精度和表面質量，同時滿足生產率的要求。 </p><p><b>　?。?）車外圓面</b></p><p>　　選用CA6140床 </p><p&

54、gt;　　根據《切削手冊》表3.1，《工藝手冊》表4.2-33選取數據</p><p>　　切削速度V=16m/s 切削深度a=1mm</p><p>　　進給速度f=0.30mm/r 加工長度L1=288mm;</p><p>　　L2=288mm;L3=288mm</p><p>　　按機床選取n=750r/min&l

55、t;/p><p>　　T1==288/0.30*750=1.28min；</p><p>　　T2==288/0.30*750=1.28min；</p><p>　　T3==288/0.30*750=1.28min;</p><p>　　T=T1+T2+T3=3.84min</p><p>　　(2)車端面

56、 </p><p>　　選用 車床CA6140</p><p>　　根據《切削手冊》表2.1，《工藝手冊》表4.2-35選取數據</p><p>　　切削速度V =16m/s</p><p>　　切削深度ap = 1mm 進給量f = 0.30mm/r</p><p>　

57、　按機床選取n = 750r/min</p><p>　　L = 175mm L1 = 172.5mm L2 =170.5mm </p><p>　　t1=175/(0.3x750)=0.8min</p><p>　　t2=172.5/(0.3x750)=0.76min</p><p>　　t3=170.5/

58、(0.3x750)=0.74min</p><p>　　基本時間t= L/fn =t1+t2+t3 =2.30min</p><p>　　(4)鏜孔 </p><p>　　選用鏜床TX7220</p><p>　　根據《切削手冊》表2.5，《工藝手冊》表4.2-35選取數據</p><p>　　切

59、削速度V =10mm/s </p><p>　　切削深度ap = 0.45mm 進給量 f =0.60mm/r</p><p>　　按機床選取n =100 r/min</p><p>　　則實際切削速度V = Dn/（1000×60） =2.72m/s</p><p>　　擴削工時為： L1= 27

60、5mm;L2=270mm;L2=268mm</p><p>　　基本時間tj=L/fn=(275+270+268)/(0.60×100)=13.55 min</p><p>　　3.5 切削液的選擇</p><p>　　切削液的選用必須滿足切削性能和使用性能的要求。查參考文獻[13]知，粗加工時，由于加工余量和切削用量均較大，因此在切削過程中產生大量的切削

61、熱，易使刀具迅速磨損，這時應降低切削區(qū)域溫度，所以應選用以冷卻作用為主并具有一定清洗、潤滑和防銹性能的金屬切削液，故應選用質量分數低的乳化液(如質量分數為3%～5%的乳化液)，也可以選用合成切削液。精加工時，主要是在加工過程中能滿足工藝要求，減少刀具的損耗，降低加工表面粗糙度值，降低功率消耗，提高生產效率，故一般選用潤滑作用較好的切削液，如高濃度的乳化液或切削油（主要是礦物油，其潤滑性能好，但冷卻性能差）。</p><

62、;p><b>　　4夾具設計</b></p><p>　　鏜床夾具主要用于加工精密孔或孔系。它主要由鏜模底座、鏜查勘支架、鏜套、鏜桿以及必需的定位、夾緊裝置組成。鏜床夾具的種類按導向支架的布置形式分為雙支承鏜模、單支承鏜模和無支承鏜模三類。</p><p>　　為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。需要設計專用夾具。經過與指導老師協(xié)商，決定設計鏜孔的夾

63、具。這個夾具將用于鏜床T2115，刀具為硬質合金鋼，完成對工件的鏜削加工。</p><p>　　4.1定位方案和定位元件的設計</p><p>　　定位元件的結構、形狀必須與工件定位基準面形狀想適應。定位基準面的形狀通常有平面、外圓柱面、內孔、錐孔和成型表面等。因此，常用的定位元件按基準面的不同，分為一下幾種：</p><p>　　(1)平面定位的定位元件</

64、p><p>　　工件以平面為定位基準時，常常是把工件支承在定位元件上，所以這類定位元件稱為支承。按其結構和用途不同，可分為以下幾種：</p><p>　　支承釘：一個支承釘限制工件的一個自由度。</p><p>　　支承板：一個支承板限制三個自由度，其中一個位置自由度，兩個角度自由度。</p><p>　　可調支承：可調支承限制一個自由度。<

65、;/p><p>　　自位支承：稱為自動定位支承或多點浮動支承，只限制元件的一個自由度。</p><p>　　(2)外圓表面定位的定位元件</p><p>　　以外圓表面為定位基準時，定位元件有V形架、半圓形定位架、定位套筒和圓錐套筒等。</p><p>　　(3)孔定位的定位元件</p><p>　　以孔為定位基準時，定位

66、元件主要有圓柱定位銷、圓錐定位銷、定位心軸。</p><p>　　·綜上所述，再此選擇以為定位套筒定位元件。</p><p>　　2、夾緊裝置的選用原則：</p><p>　?。?）夾緊力方向確定。</p><p>　　a夾緊力應朝向主要限位面。</p><p>　　b夾緊力方向應盡可能使所需要夾緊力減小。&

67、lt;/p><p>　　c夾緊力方向的選擇應可能使工件變形減小。</p><p>　?。?）夾緊力作用點的選擇</p><p>　　a夾緊力的作用點應落在定位元件的定位范圍內。</p><p>　　b夾緊力的作用點應落在工件剛度較好的方向和部位。</p><p>　　c夾緊力的作用點應靠近工件的加工表面。</p>

68、;<p><b>　　(3)基本夾緊機構</b></p><p>　　機床夾具中使用最普遍的是機械夾緊機構，這類機構絕大部分都是利用機械擦的自鎖原理來夾緊工件的。斜契夾緊機構是其中最基本的形式，螺旋偏心、凸輪等機構是斜契夾緊機構的變化作用。</p><p><b>　　a斜契夾緊機構</b></p><p>

69、　　·斜契夾緊機構有以下特點：</p><p>　　1斜契結構簡單，有增力作用。</p><p>　　2斜契夾緊的行程小，通過增大行程，但自鎖差。</p><p>　　3通常與其他結構聯合使用。</p><p><b>　　b螺旋夾緊機構</b></p><p>　　由于螺旋夾緊機構結構

70、簡單，夾緊可靠，所以在機床夾具中得到廣泛應用。螺旋夾緊機構的缺點是夾緊動作慢。為克服此缺點，許多機構上采用各種快速螺旋夾緊裝置。</p><p><b>　　c偏心夾緊機構</b></p><p>　　偏心夾緊機構是一種快速夾緊機構，常用的有圓偏心和曲線偏心良種形式。</p><p><b>　　d復合夾緊機構</b>&l

71、t;/p><p>　　1斜契勾形壓板 2圓偏心壓板3螺釘-----壓板形夾緊機構</p><p>　　·綜上所述，在此我選擇斜契夾緊機構、壓板形夾緊機構二種夾緊元件。</p><p>　　元件的定位必須解決兩個問題：即根據技術要求限制工件的自由度，是定位誤差控制在允許范圍內。現缸套的內孔，在三個坐標方向都有要求，為保證加工質量，應按完全定位的方式來設計夾具。定

72、位基準的選擇應注意基準重合原則，盡量以精基準定位和考慮孔壁均勻等特殊要求，以使定位誤差控制在允許范圍內。</p><p>　　根據上述原則，工件的定位有個方案。用定位套筒定位，用壓板作用于彈性套上端面的壓緊力的作用下，彈性套沿夾具體的內錐面下移，使開縫彈性套內孔收縮而抱緊缸套外圓，達到定位和夾緊的目的</p><p><b>　　4.2 夾具體設計</b></p

73、><p>　　缸套的最終加工采用鏜削φ150mm的孔，在鏜削工序中，要保證內孔的精度，表面粗糙度，圓度，直線度。鏜孔是氣缸套在珩磨前的一道半精加工工序，與鉸削相比，可獲得具有更好圓度的珩磨底孔。對于薄壁氣缸套的鏜削，不同的工藝安排賦予了不同的工藝目的。有的是僅僅要求在此工序中獲得具有符合工藝精度的珩磨底孔;有的還要求獲得與定位外圓（即缸套外圓）較好的內孔同軸度。在薄壁氣缸套的鏜削過程中,影響缸套內孔鏜削圓度和內外圓同

74、軸度的因素很多，如夾具定位孔和機床主軸的同軸度誤差、機床主軸所存在的軸承間隙、工藝系統(tǒng)不均勻的力所造成的影響、工件組織軟硬不均的影響等。其中夾具的影響是最主要的因素之一。</p><p>　　薄壁氣缸套鏜孔夾具的設計要求主要保證以下幾點：裝卸方便；定位、夾緊可靠；作用在定位外圓的夾緊力均勻。目前，行業(yè)內使用的薄壁缸套鏜孔夾具種類很多，有剛性夾具、彈性套式夾具、橡膠套式夾具和液塑類夾具等，其使用效果也不盡相同。鏜孔

75、夾具體圖如下：</p><p><b>　　圖4.1夾具圖</b></p><p>　　該夾具由底座、夾具體、彈性套、調整錐環(huán)和壓緊裝置等五部分構成。其原理是：在作為定位、夾緊元件的彈性套外圓上有兩個相同方向的錐面，與之對應，在夾具體上也設置了相同的內錐面（為方便加工和調整，夾具體中的下錐面分拆出一件錐環(huán)）。當彈性套中裝入缸套后，在作用于彈性套上端面的壓緊力的作用下，

76、彈性套沿夾具體的內錐面下移，使開縫彈性套內孔收縮而抱緊缸套外圓，達到定位和夾緊的目的。該夾具操作使用方便、制造簡單易行，作用于缸套外圓的夾緊力均勻</p><p>　　該夾具在制造時需注意以下幾點，其一是彈性套在加工時兩外錐面與夾具體及調整環(huán)內錐面錐度要一致，夾具體內錐面和調整環(huán)定位孔同軸度要好，調整環(huán)外圓和內錐面同軸度要好，調整環(huán)的下端面要與其中心垂直且加工時要比設計尺寸厚0.5mm左右以便于調整。其二，在加工

77、時彈性套內孔要預留0.5mm左右加工余量，然后在彈性套上按圓周均勻分布在兩端各銑三道不貫通溝槽（至不通端15mm左右）。裝配時，研磨彈性套外錐面和與之相應的內錐面（如果調整環(huán)內錐面和彈性套下錐面高度差較大，可以磨削調整環(huán)底面方式調整）使之接觸面不小于75％以上。安裝時，找正使夾具體內錐面與機床主軸同心，并在彈性套上端面施以預緊力后自鏜彈性套內孔達工件外圓尺寸。</p><p>　　該夾具的特點是，由于彈性套內孔在

78、自由狀態(tài)下較缸套外圓要大，因而一是不會在裝夾時劃傷工件外圓表面，裝卸也很方便。同時，由于夾緊力均勻，也不會引起缸套在夾緊過程中變形。</p><p>　　裝配體如圖4.2所示</p><p><b>　　圖4.2裝配體</b></p><p><b>　　4.3鏜φ150孔</b></p><p>

79、　　4.3.1 定位基準的選擇</p><p>　　由零件圖可知，在鏜孔之前，缸套的外圓面已經精車過，缸套端面也已經經過精加工，為了使基準不重合誤差為零，采用一面定位，外圓面面積大，夾緊力均勻，不會導致缸套變形。</p><p>　　4.3.2 切削力及夾緊力的計算</p><p>　　由于本工序主要是鏜小頭孔，所以只對夾具的定位穩(wěn)定性進行計算，及夾緊力和鏜削力的計

80、算。</p><p>　　鏜孔時的切削力計算：</p><p>　　式中 d=150mm f=0.3mm/r </p><p>　　=450Mpa </p><p>　　代入得： </p><p><b>　　=18241N</b>&l

81、t;/p><p><b>　　夾緊力的計算：</b></p><p>　　Q=160N L=268m D=170mm a=2.850</p><p><b>　　代入公式得：</b></p><p><b>　　=3118.14N</b></p><p

82、>　　在計算切削力時，必須考慮安全系數。</p><p><b>　　安全系數 </b></p><p>　　式中：—基本安全系數；取1.5</p><p>　　—加工性質系數；取1.1</p><p>　　—刀具鈍化系數；取1.1</p><p>　　—斷續(xù)切削系數；取1.1<

83、/p><p><b>　　則F=KxFf</b></p><p><b>　　=36418.5N</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計是在xx老師的指導下完成的，設計期間得到了老師和同學們的熱心指導和幫助，在此，我特向他們表示由衷的感謝

84、和誠摯的敬意。尤其是朱石砂老師，在設計過程中給予我許多耐心的分析、講解，幫我解決了不少難題，提出了不少的建議和意見，并且也介紹了許多寶貴的經驗，再次深表敬意和感謝。</p><p>　　論文的選題、研究的方向和設計內容都得到老師的精心指導與熱情的幫助。老師嚴謹細致的作風，豐富的理論知識給了我很深的啟迪，使我受益匪淺。我的論文是在老師們的悉心指導和嚴格要求下完成的，我的每一點進步和提高都得益于老師的指導、鼓勵、影響

85、和支持；同時也使我在思維方法、工作作風以及學習態(tài)度方面得到進步。</p><p>　　盡管我付出了很多時間與精力。但是我很興慰。通過此次設計，使我的素質提高了很多。專業(yè)與電腦的結合。使我綜合解題能力進一步提高。對知識的融合貫通。為我以后的工作奠定了堅實的基礎。由于我水平有限，錯誤和缺點在所難免，敬請大家批評指正，以從使我知識得到不斷的更新。 </p><p>　　最后感謝所有關心和幫

86、助過我的老師們、同學們！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 王先逵.機械制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002. [2] 狄瑞坤，潘曉弘，樊曉燕.機械制造工程[M].杭州：浙江大學出版社.2001. [3] 薛源順.機床夾具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000. [4] 許建新，孔憲

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