缸套夾具設(shè)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(shè)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(jī)械加工工藝規(guī)程制訂7</p><p>　　2.2.1生產(chǎn)過程與機(jī)械加工工藝過程7</p><p>　　2.2.2機(jī)械加工工藝規(guī)程的種類8</p><

3、p>　　2.2.3制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料8</p><p><b>　　3工藝規(guī)程設(shè)計9</b></p><p>　　3.1基面的選擇9</p><p>　　3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇9</p><p>　　3.1.2 精基準(zhǔn)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(jī)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(shè)計19</b></p><p>　　4.1定位方案和定位元件的設(shè)計19</p><p>　　4.2 夾具體設(shè)計21</p><p>　　4.3鏜φ150孔23</p><p>　　4.3.1 定位基準(zhǔn)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(xiàn)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(jīng)濟(jì)各部門科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)，機(jī)械加工工藝直接制約著機(jī)器制造業(yè)的發(fā)展，機(jī)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(jī)器結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向及其技術(shù)應(yīng)用特性。機(jī)器制造業(yè)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步又將反過來促進(jìn)建立在計算機(jī)化和生產(chǎn)綜合自動化基礎(chǔ)上的、操作簡單、資源消耗少的新工藝的開發(fā)和應(yīng)用。 夾具是零件在機(jī)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(zhì)量，擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，因此，夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。</p><p>　　由此看出，機(jī)械加工工藝和夾具對機(jī)械制造都發(fā)揮著重要的作用，因此本畢業(yè)設(shè)計選題的主要任務(wù)：直徑150mm坦克發(fā)動機(jī)缸套夾具的設(shè)計及工藝規(guī)程的編制。 機(jī)械加工工藝與夾具設(shè)計是全面地綜合運(yùn)用有關(guān)專業(yè)課程的理論和實踐知識進(jìn)行加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的一次重要實踐。通過該畢業(yè)設(shè)計，

9、綜合所學(xué)專業(yè)知識，熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)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(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)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(qiáng)化生產(chǎn)實習(xí)中的感性認(rèn)識。設(shè)計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，能培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，并學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，提高分析和解決工程實際問題的獨(dú)立工作能力，能鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)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(chǔ)。</p><p>　　如今，企業(yè)為了增強(qiáng)市場競爭力和快速響應(yīng)市場的變化而采用多種新技術(shù)的環(huán)境下，革新傳統(tǒng)的工藝設(shè)計手段，采用以計算機(jī)為工具的現(xiàn)代化工藝設(shè)計和管理方式是企業(yè)上水平、上臺階的關(guān)鍵之一，也是企業(yè)發(fā)展的必由之路。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是計算方法和計算機(jī)的迅速發(fā)展，大大地推動了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步。計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計即CAPP，通常指機(jī)械產(chǎn)品零件制造工

11、藝過程的計算機(jī)輔助設(shè)計與文檔編制。它是為了解決手工設(shè)計工藝規(guī)程中存在的效率低下、工藝質(zhì)量不穩(wěn)定、不便于管理、柔性差等問題而提出的。應(yīng)用CAPP技術(shù)，可以使工藝人員從繁瑣重復(fù)的事務(wù)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(chǎn)準(zhǔn)備周期，提高產(chǎn)品制造質(zhì)量，進(jìn)而縮短整個產(chǎn)品的開發(fā)周期。</p><p>　　隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和市場競爭的加劇，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計方式已成為企業(yè)中產(chǎn)品快速上市的瓶頸，企業(yè)迫切需要

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

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(jié)構(gòu)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(jī)的冷卻，有利于發(fā)動機(jī)的小型輕量化。</p><p>　　加工坦克發(fā)動機(jī)缸套的最后一道工序——珩磨，工序的質(zhì)量和精度要求較高，為提高發(fā)動機(jī)缸套內(nèi)表面加工質(zhì)量，選定了先進(jìn)的加工工藝—珩研使缸套內(nèi)表面加工質(zhì)量達(dá)到國際先進(jìn)水

14、平，改善了發(fā)動機(jī)缸體、缸套的使用壽命和可靠性，從而滿足提高發(fā)動機(jī)功率和可靠性的要求。</p><p>　　本人在大學(xué)期間系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了機(jī)械制造工程學(xué)、機(jī)械課程設(shè)計等相關(guān)專業(yè)課程和金工實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)等相應(yīng)實習(xí)課程。在硬件方面，工業(yè)中心和圖書館提供了良好的學(xué)習(xí)、設(shè)計環(huán)境，工業(yè)中心快速成型機(jī)的使用，制造出實物模型，可以使我更加直觀的進(jìn)行設(shè)計，同時圖書館擁有大量豐富的文獻(xiàn)和資料，能夠使用相關(guān)指導(dǎo)書、技術(shù)手冊、圖冊等專業(yè)書籍

15、，相信在指導(dǎo)老師的引導(dǎo)和幫助下，一定能夠順利按時完成設(shè)計。</p><p>　　1.2設(shè)計要求 </p><p>　　工藝設(shè)計部分的重點：（1）定位基準(zhǔn)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(shè)計部分的重點：（1）夾具結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計，（2）裝配圖的繪制。</p><p>　　設(shè)計方法與措施擬定如下：</p><p>　　（1）分析研究零件圖紙，熟悉設(shè)計對象。由視圖想象零件的幾何形狀，重溫《機(jī)械制造工程學(xué)》，通讀指導(dǎo)書的一般步驟和設(shè)計實例；瀏覽手冊目錄，了解手冊的大致內(nèi)容，做到設(shè)計前心中有數(shù)。 （2）

17、設(shè)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(jù)工藝設(shè)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(jù)各加工表面的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等級，經(jīng)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(zhǔn)和粗基準(zhǔn)來確定定位基準(zhǔn)，按規(guī)定的符號繪制工序定位和夾緊示意圖。

18、</p><p>　?。?）設(shè)計夾具，繪制夾具裝配圖、零件圖。在設(shè)計前，應(yīng)對工件有關(guān)工藝和加工關(guān)鍵作詳細(xì)的了解分析，盡量做到心中有數(shù)，然后按程序步驟逐一進(jìn)行。根據(jù)查閱和參考機(jī)床夾具設(shè)計手冊上的實例確定總體結(jié)構(gòu)方案，依據(jù)選擇的基準(zhǔn)，進(jìn)行定位元件的選用或設(shè)計。因定位與夾緊元件均有設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)或結(jié)構(gòu)規(guī)范，在定位與夾緊的設(shè)計中應(yīng)先查閱夾具手冊上的應(yīng)用實例。設(shè)計裝配圖時，需要考慮主視圖和視圖的數(shù)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(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范進(jìn)行設(shè)計。 （4）撰寫設(shè)計論文，闡述設(shè)計依據(jù)，說明設(shè)計內(nèi)涵。根據(jù)已經(jīng)得到的設(shè)計結(jié)果，闡述其中設(shè)計的方法和依據(jù)，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(nèi)，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(jié)構(gòu)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(jī)的冷卻，有利于發(fā)動機(jī)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(jīng)過珩磨后可直接作為汽缸工作室。如果筒壁出現(xiàn)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(fù)其功能。在設(shè)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(shè)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(qiáng)。 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(jī)缸套（圖2.1），所有表已加工。、</p><p><b>　　

23、圖2.1</b></p><p>　　技術(shù)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(shù)據(jù)：1某型號發(fā)動機(jī)內(nèi)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(nèi)孔和外圓）之間的相互位置精度，以及內(nèi)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(nèi)，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(jié)構(gòu)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(jī)的冷卻，有利于發(fā)動機(jī)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(jī)的可變工容積，并且對活塞起導(dǎo)向作用；</p><p>　　2.缸套上的轉(zhuǎn)動環(huán)和小頂桿等是能量調(diào)節(jié)裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；</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(jī)械加工工藝規(guī)程制訂</p><p>　　機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營管理模式乃至社會的組織結(jié)構(gòu)和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來越高的要求，也就對機(jī)械加工工藝等提出了要求。 </p><p>　　在實際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、

27、形狀、尺寸和技術(shù)要求等條件不同，針對某一零件，往往不是單獨(dú)在一種機(jī)床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經(jīng)過一定的工藝過程。因此，我們不僅要根據(jù)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(chǎn)過程與機(jī)械加工工藝過程</p><p>　　生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的運(yùn)輸、保管于準(zhǔn)備，產(chǎn)品

28、的技術(shù)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、毛坯的制造、零件的機(jī)械加工及熱處理，部件及產(chǎn)品的裝配、檢驗調(diào)試、油漆包裝、以及產(chǎn)品的銷售和售后服務(wù)等。</p><p>　　機(jī)械工工藝過程是指用機(jī)械加工方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為零件的全過程。</p><p>　　機(jī)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(chǎn)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(jī)械加工工藝規(guī)程的主要作用如下：</p><p>　　1.機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原料和毛坯的供應(yīng)，進(jìn)行機(jī)床調(diào)整、專用工藝裝備的設(shè)計與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計劃，調(diào)配勞動力，以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等。</p><p>　　2.機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進(jìn)行計劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定進(jìn)度計劃，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和低消耗。<

30、/p><p>　　3.機(jī)械加工工藝規(guī)程是新建工廠的基本技術(shù)文件。根據(jù)它和生產(chǎn)綱領(lǐng)，才能確定所須機(jī)床的種類和數(shù)量，工廠的面積，機(jī)床的平面布置，各部門的安排。</p><p>　　2.2.2機(jī)械加工工藝規(guī)程的種類</p><p>　　機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)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(jī)床完成的工序，還有機(jī)床調(diào)整卡片。&l

31、t;/p><p>　　機(jī)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(jī)械加工工序卡片是每個工序詳細(xì)制訂時，用于直接指導(dǎo)生產(chǎn)，用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。</p><p>　　2.2.3制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料</p><p>　　制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時，必須具備下列原始資料：</p>

32、<p>　　1、產(chǎn)品的全套技術(shù)文件，包括產(chǎn)品的全套圖紙、產(chǎn)品的驗收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。</p><p>　　2、毛坯圖及毛坯制造方法。工藝人員應(yīng)研究毛坯圖，了解毛坯余量，結(jié)構(gòu)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(chǎn)條件。即了解工廠的設(shè)備、刀具、夾具、量具的性能、規(guī)格及精度狀況；生產(chǎn)面積；工人

33、的技術(shù)水平；專用設(shè)備；工藝裝備的制造性能等。</p><p>　　4、各種技術(shù)資料。包括有關(guān)的手冊、標(biāo)準(zhǔn)、以及國內(nèi)外先進(jìn)的工藝技術(shù)等。</p><p><b>　　3工藝規(guī)程設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1基面的選擇</b></p><p>　　在缸套機(jī)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(nèi)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(nèi)孔，使其達(dá)到精度要求。這樣就使各工序中的定位基準(zhǔn)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(dāng)配合：即在粗鏜內(nèi)孔前，粗車外圓面，精鏜內(nèi)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?qū)τ趦?nèi)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(yuǎn)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(nèi)孔開始前，現(xiàn)粗車外圓面和兩端面。其中粗車外圓面時又是以毛坯的內(nèi)孔作

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

37、工的表面，則應(yīng)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(zhǔn)。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(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)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(xì)致的組織，以增加耐磨性。</p><p&g

38、t;　?。?） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。</p><p>　?。?） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準(zhǔn)的表面大多數(shù)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(nèi)孔面為粗基準(zhǔn)面。</p><p>　　3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　

39、選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)遵循以下幾項原則：</p><p>　　（1）基準(zhǔn)重合原則:應(yīng)盡可能選擇被加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，這樣可以避免由于基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差。</p><p>　　（2）統(tǒng)一基準(zhǔn)原則:應(yīng)盡可能選擇用同一組精基準(zhǔn)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(zhǔn)原則：當(dāng)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(zhǔn)反復(fù)加工的方法。</p><p>　?。?）自為基準(zhǔn)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(zhǔn)。</p><p>　　為了滿足上述要求，選著缸套外圓面為精基準(zhǔn)面</p><p>　　具體各工序基準(zhǔn)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(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為小批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機(jī)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(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)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(zhǔn)加工內(nèi)孔，方案二則先用內(nèi)孔作為粗基準(zhǔn)，

43、加工外圓面。加工面與不加工面的互換位置關(guān)系精度。高精度作為150mm大炮發(fā)動機(jī)缸套正常工作的一個因素。</p><p>　　3.3 機(jī)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(jī)械加工余量：</p><p>　?。?）（根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》下簡稱《工藝手冊》表3.2-11，表3.2-14）</p><p>

44、<b>　　內(nèi)孔直徑150mm</b></p><p><b>　　表3-3</b></p><p>　?。?）（根據(jù)《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(jīng)濟(jì)性，保證加工質(zhì)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(chǎn)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(nèi)的金屬切除量（mm3/s）</p><p>　　V切削速度（m/s）</p><p>　　f 進(jìn)給量（mm/r）</p><p>　　ap切削深度（mm）</p><p>　　提高切削速度、增大進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shù)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(shù)減少，增大f又有利于斷屑。因此，根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對提高生產(chǎn)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(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機(jī)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(yīng)當(dāng)盡量將粗加工余量一次切除。只有

49、當(dāng)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(jìn)給量的選擇：</b></p><p>　　粗加工時限制進(jìn)給量提高的因素主要是切削力。因此，進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度來確定。選擇進(jìn)給量時應(yīng)考慮到機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)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(qiáng)度好的情況下，可選用大一些的進(jìn)給量；在剛性和強(qiáng)度較差的

50、情況下，應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)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(jī)床功率的限制。切削深度、進(jìn)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(jī)床的許用功率。如超過了機(jī)床的許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。</p><p>　　精加工時加工精度和表面質(zhì)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(yīng)先考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　1）切削深度的選擇：</p><p>　　精加工時的切削深度應(yīng)根據(jù)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(dāng)吃刀深度較大時，切削力增加較顯著，影響加工質(zhì)量。</p><p><b>　　2）進(jìn)給量的選擇：</b></p>

52、<p>　　精加工時限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度。進(jìn)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(zhì)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(chǎn)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(shù)，盡可能提高切削速度。只有當(dāng)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(chǎn)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(jìn)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(zhì)量，同時滿足生產(chǎn)率的要求。 </p><p><b>　?。?）車外圓面</b></p><p>　　選用CA6140床 </p><p&

54、gt;　　根據(jù)《切削手冊》表3.1，《工藝手冊》表4.2-33選取數(shù)據(jù)</p><p>　　切削速度V=16m/s 切削深度a=1mm</p><p>　　進(jìn)給速度f=0.30mm/r 加工長度L1=288mm;</p><p>　　L2=288mm;L3=288mm</p><p>　　按機(jī)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(jù)《切削手冊》表2.1，《工藝手冊》表4.2-35選取數(shù)據(jù)</p><p>　　切削速度V =16m/s</p><p>　　切削深度ap = 1mm 進(jìn)給量f = 0.30mm/r</p><p>　

57、　按機(jī)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(jù)《切削手冊》表2.5，《工藝手冊》表4.2-35選取數(shù)據(jù)</p><p>　　切

59、削速度V =10mm/s </p><p>　　切削深度ap = 0.45mm 進(jìn)給量 f =0.60mm/r</p><p>　　按機(jī)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(kuò)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(xiàn)[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(chǎn)生大量的切削

61、熱，易使刀具迅速磨損，這時應(yīng)降低切削區(qū)域溫度，所以應(yīng)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(yīng)選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)低的乳化液(如質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(chǎn)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(shè)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(dǎo)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(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度。需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計鏜孔的夾

63、具。這個夾具將用于鏜床T2115，刀具為硬質(zhì)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(shè)計</p><p>　　定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀必須與工件定位基準(zhǔn)面形狀想適應(yīng)。定位基準(zhǔn)面的形狀通常有平面、外圓柱面、內(nèi)孔、錐孔和成型表面等。因此，常用的定位元件按基準(zhǔn)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(zhǔn)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(jié)構(gòu)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(diào)支承：可調(diào)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(zhǔn)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(zhǔn)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>　　（1）夾緊力方向確定。</p><p>　　a夾緊力應(yīng)朝向主要限位面。</p><p>　　b夾緊力方向應(yīng)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(yīng)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(yīng)落在定位元件的定位范圍內(nèi)。</p><p>　　b夾緊力的作用點應(yīng)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(yīng)靠近工件的加工表面。</p>

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

69、　　·斜契夾緊機(jī)構(gòu)有以下特點：</p><p>　　1斜契結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)聯(lián)合使用。</p><p><b>　　b螺旋夾緊機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　由于螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

70、簡單，夾緊可靠，所以在機(jī)床夾具中得到廣泛應(yīng)用。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的缺點是夾緊動作慢。為克服此缺點，許多機(jī)構(gòu)上采用各種快速螺旋夾緊裝置。</p><p><b>　　c偏心夾緊機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　偏心夾緊機(jī)構(gòu)是一種快速夾緊機(jī)構(gòu)，常用的有圓偏心和曲線偏心良種形式。</p><p><b>　　d復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)</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(jī)構(gòu)</p><p>　　·綜上所述，在此我選擇斜契夾緊機(jī)構(gòu)、壓板形夾緊機(jī)構(gòu)二種夾緊元件。</p><p>　　元件的定位必須解決兩個問題：即根據(jù)技術(shù)要求限制工件的自由度，是定位誤差控制在允許范圍內(nèi)。現(xiàn)缸套的內(nèi)孔，在三個坐標(biāo)方向都有要求，為保證加工質(zhì)量，應(yīng)按完全定位的方式來設(shè)計夾具。定

72、位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)注意基準(zhǔn)重合原則，盡量以精基準(zhǔn)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(nèi)。</p><p>　　根據(jù)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(nèi)錐面下移，使開縫彈性套內(nèi)孔收縮而抱緊缸套外圓，達(dá)到定位和夾緊的目的</p><p><b>　　4.2 夾具體設(shè)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(nèi)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(nèi)孔同軸度。在薄壁氣缸套的鏜削過程中,影響缸套內(nèi)孔鏜削圓度和內(nèi)外圓同

74、軸度的因素很多，如夾具定位孔和機(jī)床主軸的同軸度誤差、機(jī)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(shè)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(nèi)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(diào)整錐環(huán)和壓緊裝置等五部分構(gòu)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(yīng)，在夾具體上也設(shè)置了相同的內(nèi)錐面（為方便加工和調(diào)整，夾具體中的下錐面分拆出一件錐環(huán)）。當(dāng)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(nèi)錐面下移，使開縫彈性套內(nèi)孔收縮而抱緊缸套外圓，達(dá)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(diào)整環(huán)內(nèi)錐面錐度要一致，夾具體內(nèi)錐面和調(diào)整環(huán)定位孔同軸度要好，調(diào)整環(huán)外圓和內(nèi)錐面同軸度要好，調(diào)整環(huán)的下端面要與其中心垂直且加工時要比設(shè)計尺寸厚0.5mm左右以便于調(diào)整。其二，在加工

77、時彈性套內(nèi)孔要預(yù)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(yīng)的內(nèi)錐面（如果調(diào)整環(huán)內(nèi)錐面和彈性套下錐面高度差較大，可以磨削調(diào)整環(huán)底面方式調(diào)整）使之接觸面不小于75％以上。安裝時，找正使夾具體內(nèi)錐面與機(jī)床主軸同心，并在彈性套上端面施以預(yù)緊力后自鏜彈性套內(nèi)孔達(dá)工件外圓尺寸。</p><p>　　該夾具的特點是，由于彈性套內(nèi)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(zhǔn)的選擇</p><p>　　由零件圖可知，在鏜孔之前，缸套的外圓面已經(jīng)精車過，缸套端面也已經(jīng)經(jīng)過精加工，為了使基準(zhǔn)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(dǎo)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(jìn)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(shù)。</p><p><b>　　安全系數(shù) </b></p><p>　　式中：—基本安全系數(shù)；取1.5</p><p>　　—加工性質(zhì)系數(shù)；取1.1</p><p>　　—刀具鈍化系數(shù)；取1.1</p><p>　　—斷續(xù)切削系數(shù)；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(shè)計是在xx老師的指導(dǎo)下完成的，設(shè)計期間得到了老師和同學(xué)們的熱心指導(dǎo)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(shè)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(jīng)驗，再次深表敬意和感謝。</p><p>　　論文的選題、研究的方向和設(shè)計內(nèi)容都得到老師的精心指導(dǎo)與熱情的幫助。老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)，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(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的，我的每一點進(jìn)步和提高都得益于老師的指導(dǎo)、鼓勵、影響

85、和支持；同時也使我在思維方法、工作作風(fēng)以及學(xué)習(xí)態(tài)度方面得到進(jìn)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(shè)計，使我的素質(zhì)提高了很多。專業(yè)與電腦的結(jié)合。使我綜合解題能力進(jìn)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(chǔ)。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(guān)心和幫

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

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