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4110柴油机活塞零件机械加工工艺及镗销孔夹具设计【5张图纸】【优秀】

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4110柴油机 活塞 零件 机械 加工 工艺 镗销孔 夹具 设计 图纸
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4110柴油机活塞零件机械加工工艺及镗销孔夹具设计

34页 15000字数+说明书+开题报告+任务书+工序卡+工艺卡+5张CAD图纸

4110柴油机活塞零件机械加工工艺及镗销孔夹具设计开题报告.doc

4110柴油机活塞零件机械加工工艺及镗销孔夹具设计说明书.doc

任务书.doc

压板支架A3.dwg

夹具体A0.dwg

定位心轴A4.dwg

机械加工工序卡.doc

机械加工工艺卡.doc

机械加工工艺过程卡.doc

活塞镗夹具装配图A0.dwg

计划周记进度检查表.xls

镗模支架A1.dwg


摘 要

   机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课、专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习,也是一次理论联系实际的训练。因此,他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。

   我这次的课题是镗销孔活塞零件专用夹具的设计,有活塞零件图、毛坯图、夹具装配图、夹具零件图各一张以及非标零件图五张,机械加工工艺过程卡片和与所设计夹具对应那道工序的工序卡若干张。首先我们要熟悉零件,题目所给的零件是汽车活塞。了解了活塞的作用,接下来根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准,后确定粗基准,最后拟定活塞的工艺路线图,制定该工件的夹紧方案,画出夹具装配图。

   就我个人而言,我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练,希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ,为以后的工作打下良好的基础。

由于能力有限,设计尚有很多不足之处,希望各位老师给予指导。

关键词:夹具;活塞;零件图;


目  录

年  月  日II

摘 要III

AbstractIV

1绪    论1

1.1 本课题的研究内容和意义1

1.2 国内外的发展概况1

1.3 本课题应达到的要求1

2零件的分析2

2.1 活塞的作用2

2.2 活塞的结构组成2

2.3 活塞的主要技术条件分析3

3 零件的工艺规程设计4

3.1确定零件的生产纲领4

3.2 确定毛坯的材料和制造形式4

3.2.1 毛坯的材料选择4

3.2.2 毛坯的制造方法4

3.3 定位基准的选择4

3.3.1 粗基准的选择5

3.3.2 精基准的选择5

3.4 制定工艺路线6

3.5 活塞毛坯尺寸、加工余量、工序尺寸的确定8

3.5.1 活塞毛坯尺寸的确定8

3.6确定切削用量及工时定额9

3.6.5 止口的切削用量16

4.1 机床夹具的作用及组成18

4.2 机床夹具设计过程18

4.3 夹具的初步设计方案18

4.4定位方案设计19

4.4.1 定位元件选择19

4.4.2 定位误差的分析与计算19

4.4.3 液压缸的设计20

4.5夹紧方案设计21

4.5.1 夹紧元件的选取21

4.5.2 夹紧力的分析与计算22

4.5.3 原动力计算22

5  结论与展望24

5.1 结论24

5.2 不足之处及未来展望24

致  谢25

参考文献26

2零件的分析

2.1 活塞的作用

   活塞是曲柄连杆机构的主要零件之一,它承受交变的机械负荷和热负荷,是汽车发动机的“心脏”。

   活塞的第一个作用:使发动机做功。在活塞工作的压缩过程当中,燃烧室内的混合气体被火花塞点燃后爆发,膨胀爆发产生强大的压力,推动活塞沿气缸向下运动,并通过活塞销和连杆使活塞的直线往复运动变为曲柄的旋转运动,这就是发动机动力的来源。

   活塞的第二个作用:密封。发动机的运转是由进气,压缩,做功,排气这四个行程不断往复来完成的。不断地循环,发动机才能连续地工作,这就要求发动机内活塞顶以上的空间要有非常好的密封效果。

2.2 活塞的结构组成

   一般活塞都是圆柱形体,根据不同发动机的工作条件和要求,活塞本身的构造有各种各样,一般将活塞分为头部(环槽、环岸和绝热槽),裙部和活塞销座三个部分,如图1.1所示:   必须把活塞制成上小下大的阶梯形或者截锥形。活塞裙部的横截面应作为椭圆形,并使椭圆的长轴方向垂直于活塞销孔轴线方向。

   活塞销座是活塞通过活塞销和连杆连接的支承部分,位于活塞裙部的上方。其作用是保证把作用于活塞上的力可靠地传给活塞销孔,在活塞销座上有一个油孔,用作润滑活塞销与活塞销孔,减少它们的摩擦。

2.3 活塞的主要技术条件分析

   1.环槽侧面粗糙度小于0.4μm;全部槽底粗糙度Ra3.2μm。

   2.活塞销孔尺寸及精度为φ28;销孔表面粗糙度为Ra0.2μm;两销孔同轴度误差在最大实体状态时为零。

   3.活塞销孔轴心线到顶面的距离定为56±0.08mm。

   4.销孔轴线对裙部轴心的垂直度在100mm长度上公差为0.035mm。

   5.裙部保留有0.2mm,深0.008mm~0.016mm的刀痕,以便能储存润滑油,使发动机在工作中活塞与缸壁之间形成一层油膜,从而减少活塞与缸壁的摩擦。

   6.活塞裙部椭圆度为0.08-0.13

   7.销孔轴心线对裙部轴心线的对称度误差也会引起不均匀摩擦,从而应当限制;改善活塞的机械加工性能,在活塞的制造过程中对销孔尺寸、外圆尺寸和重量进行分组。


内容简介:
编号无锡太湖学院毕业设计(论文)相关资料题目:4110柴油机活塞零件机械加工工艺及其液动夹具设计 信机 系 机械工程及自动化专业学 号: 0923022学生姓名: 顾昊祺 指导教师: 薛庆红(职称:副教授 ) (职称: )2013年5月25日目 录一、毕业设计(论文)开题报告二、毕业设计(论文)外文资料翻译及原文三、学生“毕业论文(论文)计划、进度、检查及落实表”四、实习鉴定表目 录一、毕业设计(论文)开题报告二、毕业设计(论文)外文资料翻译及原文三、学生“毕业论文(论文)计划、进度、检查及落实表”四、实习鉴定表无锡太湖学院毕业设计(论文)开题报告题目:4110柴油机活塞零件机械加工工艺及 其液动夹具设计 信机 系 机械工程及自动化 专业学 号: 0923022 学生姓名: 顾昊祺 指导教师: 薛庆红 (职称:副教授 ) (职称: )2012年12月7日 课题来源 4110是无锡柴油机厂在产产品,属于典型的箱体类零件,设计内容包含工艺文件制订、刀具选择、切削用量计算等,以及夹具设计。是对机械专业学生所学专业知识的综合应用。该课题难度适中,设计量合适,能提升学生知识的应用能力。 科学依据(包括课题的科学意义;国内外研究概况、水平和发展趋势;应用前景等)(1)课题科学意义柴油机的发展已经有一百多年的历史,给人类的生产、生活带来了非凡的便利,也给人类社会的发展提供了不同凡响的动力。 柴油机的压缩比高,热效率高,其燃料消耗量比汽油机低30%40%,加上车用柴油与车用汽油相比加工成本又低5%,随着世界各国对汽车节能的普遍重视,汽车发动机向柴油机化发展已是全球汽车工业发展的大趋势。现代车用柴油机已具有高热效率、高功率、高扭矩和低油耗、低排放、低噪声等优良的综合性能:升功率增长超过15%,直喷式柴油机燃油耗比汽油机低20%30%,废气排放达到欧III欧IV标准,温室效应气体排放总体上比汽油机低45%,噪声振动也基本上达到汽油机的水平。因而商用车柴油化进程明显加快,柴油轿车获得推广使用。(2)4110柴油机箱体的研究状况及其发展前景七十年代初,受世界石油危机和首次出台废气排放法规的影响,柴油机省油和低HC、CO排放的特点再度受到关注,工业界开始了新一代柴油机的研究开发,旨在提高柴油机动力性并减少废气排放和噪声振动。这为柴油机在轿车上的应用提供了新的机遇。世界科学技术的同步发展,尤其是电子技术、精密加工、新材料和测试装备等高新技术的发展为实现这个机遇提供了技术可能。其后20多年,柴油机新燃烧方式、直喷燃烧系统、增压中冷、电子控制高压喷射、EGR和四气门结构等新技术均已发展到实用程度,对柴油机排气后处理技术和优质柴油的开发也取得实质性进展。4110柴油机陆用时,配以皮带轮、联轴器、离合器作为农业排灌、发电机、电焊机、空压机、水泵、碎石机及建筑机械等动力;船用时,配上倒顺车离合器。减速齿轮箱后,可用作渔轮船动力,内河航运主机及轮船辅机。研究内容 熟悉4110柴油机的发展历程; 熟悉4110柴油机箱体零件的结构; 掌握的使用方法; 根据零件使用要求,编制零件机械加工工艺规程,并形成全套工艺文件,即工艺 过程卡,机加工工艺卡,工序卡; 分析计算该零件机械加工工艺参数,选用加工设备和工艺装备; 设计该箱体零件加工的专用夹具,绘制夹具装配图及全套非标零件图,夹紧机构 应采用液压夹紧机构,设计液压系统回路及液压元件主要参数;分析夹具的定位 精度。 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析(1)实验方案对4110柴油机箱体零件的整体的设计,计算其该零件机械加工工艺参数,选用加工设备和工艺装备并设计该零件加工的专用夹具。(2)研究方法 用进行二维画图,对4110柴油机箱体零件结构有个全面的了解。研究计划及预期成果研究计划:20012年10月12日-20012年12月25日:按照任务书要求查阅论文相关参考资料,填写毕业设计开题报告书。2013年1月11日-2013年3月5日:填写毕业实习报告。2013年3月8日-2013年3月14日:按照要求修改毕业设计开题报告。2013年3月15日-2013年3月21日:学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。2013年3月22日-2013年4月11日:MATLAB程序设计。2013年4月12日-2013年4月25日:GUI设计。2013年4月26日-2013年5月21日:毕业论文撰写和修改工作。预期成果:达到预期的实验结论:形成全套工艺文件,选用加工设备和工艺装备,设计该箱体零件加工的专用夹具,绘制夹具装配图及全套非标零件图,夹紧机构应采用液压夹紧机构,设计液压系统回路及液压元件主要参数;分析夹具的定位精度等。特色或创新之处 考虑专用夹具在使用时对精度的影响。 操作方面和经济方面都大大改进。已具备的条件和尚需解决的问题 实验方案思路已经非常明确,已经具备使用cad能力。 定位精度对夹具的影响。指导教师意见 指导教师签名:年 月 日教研室(学科组、研究所)意见 教研室主任签名: 年 月 日系意见 主管领导签名: 年 月 日 编号无锡太湖学院 毕业设计(论文)题目: 4110柴油机活塞零件机械加工工艺 及其液动夹具设计 信机 系 机械工程及自动化 专业学 号: 0923022学生姓名: 顾昊祺 指导教师: 薛庆红 (职称:副教授 ) (职称: )2013年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计诚 信 承 诺 书本人郑重声明:所呈交的毕业设计 4110柴油机活塞零件机械加工工艺及其液动夹具设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果,其内容除了在毕业设计中特别加以标注引用,表示致谢的内容外,本毕业设计不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级: 机械91 学 号: 0923022 作者姓名: 2013 年 5 月 25日 无锡太湖学院信 机系 机械工程及自动化 专业毕 业 设 计论 文 任 务 书一、题目及专题:、 题目 4110柴油机活塞零件机械加工工艺及其液动夹具设计 、专题 二、课题来源及选题依据 本课题来源于企业在生产零件,要求学生编制该零件机械加工工艺规程及加工中专用夹具设计。 该零件为典型的箱体类零件,结构难度适中,加工需专用夹具装夹,难度和量的要求都达到毕业设计的标准,要求能利用所学专业知识,完成该零件工艺及工装的设计,并能有所创新。 三、本设计应达到的要求: 1.绘制活塞零件图; 2.编制该零件机械加工工艺文件(三卡); 3.绘制夹具装配图及全套非标零件图; 4.编写设计说明书(大于20页); 5.专业外语翻译(大于800010000字符,约合汉字5000字符);四、接受任务学生: 机械91 班 姓名 顾昊祺 五、开始及完成日期:自2012年11月12日 至2013年5月25日六、设计指导:指导教师 签名 签名 签名教研室主任学科组组长研究所所长签名 系主任 签名 年 月 日摘 要机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课、专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习,也是一次理论联系实际的训练。因此,他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。我这次的课题是镗销孔活塞零件专用夹具的设计,有活塞零件图、毛坯图、夹具装配图、夹具零件图各一张以及非标零件图五张,机械加工工艺过程卡片和与所设计夹具对应那道工序的工序卡若干张。首先我们要熟悉零件,题目所给的零件是汽车活塞。了解了活塞的作用,接下来根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准,后确定粗基准,最后拟定活塞的工艺路线图,制定该工件的夹紧方案,画出夹具装配图。就我个人而言,我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练,希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ,为以后的工作打下良好的基础。由于能力有限,设计尚有很多不足之处,希望各位老师给予指导。关键词:夹具;活塞;零件图; IIIAbstract Machinofacture technology curriculum design is that we mimic all basic courses , technology basic course and major part having completed university being in progress after the specialized course. This is that we always review before the graduation practice being in progress to what be learned every thorough comprehensiveness of course,be also that a theory contacts actual training , it occupies important position therefore, in our university for four years life.Abstract with the pin hole boring piston parts special fixture design, piston parts diagram, blank map,jig assembly drawing, fixture parts each piece and non-standard parts of figure five. Machining process with the card and the corresponding fixture designed by the procedures of the process of several card. First of all, we must familiar with the parts, subject to the parts is piston understanding of the role, followed in accordance with the nature of parts and components in the face of the map on the roughness of rough determine the size and mechanical Jiagongyuliang. According to another location and then we set the benchmark fine first base, established after the benchmark crude, piston finalizing the road map process, the enactment of the workpiece clamping programme, to draw fixture assembly.For me personally, I hope that through the curriculum design of their future will be further engaged in the work of adaptive training, in the hope that their design can exercise their own analysis, problem solving, the ability to search information, the work laid for the future A good foundation. Because of limited capacity, there are a lot of design deficiencies, I hope that teachers give guidance.Key words:fixture;piston;part drawing;目 录年 月 日II摘 要IIIAbstractIV1绪 论11.1 本课题的研究内容和意义11.2 国内外的发展概况11.3 本课题应达到的要求12零件的分析22.1 活塞的作用22.2 活塞的结构组成22.3 活塞的主要技术条件分析33 零件的工艺规程设计43.1确定零件的生产纲领43.2 确定毛坯的材料和制造形式43.2.1 毛坯的材料选择43.2.2 毛坯的制造方法43.3 定位基准的选择43.3.1 粗基准的选择53.3.2 精基准的选择53.4 制定工艺路线63.5 活塞毛坯尺寸、加工余量、工序尺寸的确定83.5.1 活塞毛坯尺寸的确定83.6确定切削用量及工时定额93.6.5 止口的切削用量164.1 机床夹具的作用及组成184.2 机床夹具设计过程184.3 夹具的初步设计方案184.4定位方案设计194.4.1 定位元件选择194.4.2 定位误差的分析与计算194.4.3 液压缸的设计204.5夹紧方案设计214.5.1 夹紧元件的选取214.5.2 夹紧力的分析与计算224.5.3 原动力计算225 结论与展望245.1 结论245.2 不足之处及未来展望24致 谢25参考文献264110柴油机活塞零件机械加工工艺及其液动夹具设计1绪 论1.1 本课题的研究内容和意义工艺工装毕业设计是在机械制造工艺学及机床夹具等课程的基础上,进行生产实习基础上进行的一个重要环节,它要求学生全面地综合运用本课程及有关选修课程的理论和实践知识,进行零件加工工艺规程设计和机床夹具设计。工具的制造对人类的影响是极其巨大。从某种程度上说,工具的先进水平决定着生产力的高低也是伴随着劳动工具的发展与变革。制造业是任何一个发达国家的基础工业,是一个国家综合国力的重要体现。然而在制造业中,夹具工业又是制造业的基础,得到了各个国家的高度重视。尤其在今天以知识为驱动的全球化经济浪潮中,由于激烈的市场竞争,夹具工业的内涵、深度和广度都发生着深刻变化,各种新的夹具设计、制造加工方法不断的出现,推动我们社会的不断向前发展。1.2 国内外的发展概况夹具工业是现代工业的基础。它的技术水平在很大程度上决定了产品的质量和市场的竞争力,在如此严峻的行业背景下,我国的技术人员经过不断地改革和创新使得我国的模具水平有了较大的提高。大型、复杂、精密、高效和长寿命的夹具又上了新的台阶。夹具是每个机制制造方面目前普遍用的,它可以大批量生产,节省人力物资,效率相对高,操作方便,结构合理,它的成本低廉,适合广大人群所承受的能力。通过课程设计的准备工作,进一步提高我们独立调研能力以及专业的业务素质。并通过文献查阅,现场收集资料等工作锻炼解决夹具工程技术的问题的能力;能巩固深化扩充我们的专业知识,并通过课程设计中对涉及到的问题的分析研究,提出我们自己的见解和观点;通过课程设计,树立良好的工作思想和细致、严谨、科学的工作态度,为将来成为一个未来的工程师奠定良好的基础。1.3 本课题应达到的要求这次设计使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论,并结合生产实习中学到的实践经验和知识,独立的分析和解决工艺问题,初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法,拟订夹具设计方案,完成夹具结构设计的能力,为未来从事的工作打下良好的基础。由于能力有限,设计尚有很多不足之处,希望各位老师给予指导。I2零件的分析2.1 活塞的作用活塞是曲柄连杆机构的主要零件之一,它承受交变的机械负荷和热负荷,是汽车发动机的“心脏”。活塞的第一个作用:使发动机做功。在活塞工作的压缩过程当中,燃烧室内的混合气体被火花塞点燃后爆发,膨胀爆发产生强大的压力,推动活塞沿气缸向下运动,并通过活塞销和连杆使活塞的直线往复运动变为曲柄的旋转运动,这就是发动机动力的来源。活塞的第二个作用:密封。发动机的运转是由进气,压缩,做功,排气这四个行程不断往复来完成的。不断地循环,发动机才能连续地工作,这就要求发动机内活塞顶以上的空间要有非常好的密封效果。2.2 活塞的结构组成一般活塞都是圆柱形体,根据不同发动机的工作条件和要求,活塞本身的构造有各种各样,一般将活塞分为头部(环槽、环岸和绝热槽),裙部和活塞销座三个部分,如图1.1所示:图1.1 活塞外形图活塞头部是指活塞顶端和环槽部分。活塞顶端完全取决于燃烧室的要求,顶端采用平顶或接近于平顶的设计,这样有利于活塞减少与高温气体的接触面积,使得应力分布均匀。多数汽油机采用平顶活塞。但有些发动机为了混合气体形成的需要,提高燃烧效率,将爆燃减少到最小程度,需要活塞顶端具有比较复杂的形状,设有一定深度的凹坑作为燃烧室的一部分。活塞的凹槽成为环槽,用于安装活塞环。活塞环的作用是密封,防止漏气和防止机油进入燃烧室。活塞裙部是指活塞的下部分,它的作用是尽量保持活塞在往复运动中垂直的姿态,也就是活塞的导向部分。为保证在正常工作条件下活塞与气缸内壁之间自上而下间隙均匀,1必须把活塞制成上小下大的阶梯形或者截锥形。活塞裙部的横截面应作为椭圆形,并使椭圆的长轴方向垂直于活塞销孔轴线方向。活塞销座是活塞通过活塞销和连杆连接的支承部分,位于活塞裙部的上方。其作用是保证把作用于活塞上的力可靠地传给活塞销孔,在活塞销座上有一个油孔,用作润滑活塞销与活塞销孔,减少它们的摩擦。2.3 活塞的主要技术条件分析1.环槽侧面粗糙度小于0.4m;全部槽底粗糙度Ra3.2m。2.活塞销孔尺寸及精度为28;销孔表面粗糙度为Ra0.2m;两销孔同轴度误差在最大实体状态时为零。3.活塞销孔轴心线到顶面的距离定为560.08mm。4.销孔轴线对裙部轴心的垂直度在100mm长度上公差为0.035mm。5.裙部保留有0.2mm,深0.008mm0.016mm的刀痕,以便能储存润滑油,使发动机在工作中活塞与缸壁之间形成一层油膜,从而减少活塞与缸壁的摩擦。6.活塞裙部椭圆度为0.08-0.137.销孔轴心线对裙部轴心线的对称度误差也会引起不均匀摩擦,从而应当限制;改善活塞的机械加工性能,在活塞的制造过程中对销孔尺寸、外圆尺寸和重量进行分组。3 零件的工艺规程设计3.1确定零件的生产纲领产品的生产纲领就是年生产量。生产纲领及生产类型与工艺过程的关系十分密切,生产纲领不同,生产规模也不同,工艺过程的特点也相应而异。零件的生产纲领通常按下式计算:N=Qn(1+) 式中:N为零件的生产纲领,件/年;Q为产品的年产量,台/年;n为每台产品中该零件的数量,件/台;为备品率;为废品率。根据数据,一般企业发动机的年产量为80000辆,发动机为6缸发动机,n=6;3%;1.5%。所以活塞的年产量为:N=Qn(1+)查有关表格,确定活塞的生产批量为大批量生产。3.2 确定毛坯的材料和制造形式 3.2.1 毛坯的材料选择对活塞零件材料的要求活塞是在高温、高速、高负荷的条件下工作的,对它的设计要求有: 需要选用耐磨性好、热强度好、热膨胀系数小、导热性好、具有良好工艺性的材料; 需要有合理的形状和壁厚。使散热良好,强度、刚度符合要求,尽量减轻重量,避免应力集中; 在不同的工作情况下都能保持活塞与缸套的最佳配合; 保证燃烧室气密性好,窜气、窜油要少又不增加活塞组的摩擦损失; 在较低的油耗条件下,保证滑动面上有足够的润滑油。为满足上述设计要求,活塞的材料除了少数采用铸铁外,大部分采用导热系数高、热膨胀系数较底的硅铝合金代号ZL101。铝活塞除了导热性能好外,还具有重量轻、易加工等特点。一般的铝活塞大多采用金属模浇铸,这样不仅仅可以获得较高精度的毛坯,减少机械加工余量,同时还可以保证活塞间较小的重量差,适合批量生产。所以共晶铝硅合金是目前国内外应用最广泛的活塞材料,故选择铝硅合金。 3.2.2 毛坯的制造方法从生产批量上看,属于大批量生产,宜采用精度和生产率都较高的毛坯制造方法,以减少材料消耗和机械加工工作量。可考虑金属铸造、熔模铸造、模锻、精锻等方法;从零件的结构上来看,该零件属于外形较复杂的小型零件,可考虑采用压铸、金属铸造、熔模铸造等精密铸造方法。同时可以减少切削加工或不进行切削加工。从铸铝材料的强度来看,可采用金属型铸造或砂型铸造。综合以上分析,该活塞毛坯确定采用金属型铸造。3.3 定位基准的选择 定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择得正确、合理,可以保证零件的加工质量,提高生产效率。反之,就会使加工工艺过程问题百出,严重的还会造成零件大批报废,是生产无法进行。 3.3.1 粗基准的选择选择粗基准时,应考虑两个问题:一,是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求;二,是合理分配各加工面的余量,所以一般应遵循下列原则。(1)重要表面原则。为保证加工表面的余量均匀,应选择重要表面为粗基准。(2)不加工表面原则。若在设计上要求保证加工面与不加工面的相互位置精度,则应选不加工表面为粗基准。(3)余量最小原则。如果零件上每个表面都要加工,则应该选加工余量小的表面为粗基准,以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面,造成工件报废。(4)使用一次原则。 粗基准一般只在第一工序中使用一次,尽量避免重复使用。(5)平整光洁原则。作为粗基准的表面,应尽量平整光洁,有一定面积,不能有飞边、浇口、易口或其他缺陷,以使工件定位可靠,夹紧方便。通过对这些粗基准选择原则以及对零件的加工工艺分析的综合考虑,得出初步选择的粗基准为活塞零件的外圆表面。 3.3.2 精基准的选择精基准选择时,应主要考虑保证加工精度和工件装夹方便可靠。一般应考虑以下原则。(1)基准重合原则应尽量选择零件上的设计基准作为定位基准,以避免定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差。(2)基准统一原则尽可能采用同一基准定位加工零件上尽可能多的表面,这就是基准统一原则。这样可以减少基准转换,便于保证各加工表面的相互位置精度。(3)自为基准原则 某些表面精加工要求加工余量小而均匀时,长选择加工表面本身作为定位基准。(4)互为基准原则对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时,需要用两个表面相互为基准,进行反复加工,以保证位置精度要求。(5)所选精基准应保证工件定位准确,夹紧可靠,操作方便 定位基准应有足够的支撑面积,表面粗糙度值较小,精度较高。活塞是一种薄壁筒形零件,在外力的作用下很容易产生变形,而且其主要表面的位置精度和尺寸精度要求都比较高,所以需要用一个统一的基面定位来加工这些要求高的表面。针对活塞的结构特点,因此采用了活塞的辅助精基准止口内孔和端面来作为统一的基准。在加工回油槽、环槽、外圆和顶面时,就是采用了这个精基准定位。也符合了“基准统一”和“工序集中”的原则。由于活塞毛坯的精度较高,因此在钻、扩销孔时采用销座外端作为角向定位基准。如采用销孔自定位的话,定位元件不容易布置,夹具的结构也会变得复杂。精镗销孔时是以顶面为定位基准,止口的精加工也是以顶面为定位基准的,这样也减少了由于基准不重合而产生的定位误差。在精车和精磨外圆这两道工序中,则采用止口的锥面和顶面的中心孔定位。采用止口和端面(或中心孔)作为基准面有下列优点:1,可以加工裙部、头部、顶面、销孔等主要表面及其他次要表面。 2,活塞裙部在半径方向的刚性差,利用止口和端面定位可以沿活塞轴向夹紧,就不致引起严重的变形,从而可以时行多刀切削。3.4 制定工艺路线拟定工艺路线的出发点:应当是零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领和生产类型已确定为大批生产的条件下,可以考虑通用机床配以专用夹具,并尽量使得工序集中来提高生产率。除此之外应考虑经济效果,以便降低生产成本。考虑了其主体方向后,对其切削加工顺序进行初步安排。在这之前应考虑到气门摇臂切削加工工序的安排原则。(1)、先粗后精一个零件的切削加工过程总是先进行粗加工再进行半精加工,最后是精加工和光整加工。这有利于加工误差和表面缺陷层的逐步消除,从而逐步提高零件的加工精度与表面质量。(2)、先主后次零件的主要加工表面(一般是指设计基准面、主要工作面、装配基面等)应先加工,而次要表面(键槽、螺纹等)可在主要加工表面加工到一定精度后、最终精加工之前进行加工。(4)、先基准后其他作为精基准的表面要首先加工出来。通过对这些原则的掌握以及对零件各个加工表面和孔位置精度、表面粗糙度要求的理解后,初步安排了加工工艺路线一如下: 工艺路线一 1. 铸造毛坯 2. 时效 3. 止口定位粗车外圆、环槽和倒角 4. 外圆定位粗车下端面和止口 5. 铣两侧销座凹孔 6. 止口定位钻活塞销孔 7. 铣回油槽 8. 扩活塞销孔 9. 钻销座油孔 10. 外圆定位精车止口 11. 止口定位精车外圆和环槽 12. 精车燃烧室 13. 靠模车裙部 14. 粗铣活塞顶面 15. 外圆定位精绞销孔 16. 去毛刺、锐边 17. 清洗吹净活塞 18. 终检工艺路线二 1. 铸造毛坯 2. 正火 3. 钻活塞销孔 4. 铣两侧销座凹孔 5. 粗车外圆、环槽和倒角 6. 铣回油槽 7. 钻销座油孔 8. 扩活塞销孔 9. 外圆定位粗车下端面和止口 10. 外圆定位精车止口 11. 止口定位精车外圆、环槽和顶面 12. 精车燃烧室 13. 靠模车裙部 14. 粗铣活塞顶面 15. 外圆定位磨销孔 16. 粗绞活塞销孔 17. 去毛刺、锐边 18. 清洗吹净活塞 19. 终检工艺方案的比较和分析方案一是先车止口,然后以止口定位镗销孔,再以此为基准加工活塞;方案二是先加工销孔,再定位止口加工活塞。在实际生产过程中,活塞的毛坯一般都是铸造出锥形销孔,而销孔是许多工序夹紧力的部位,故应在定位止口后直接粗镗销孔,以便在以后的工序中夹紧力能够分布均匀。而第一种方案,更使用于活塞的大批量生产。3.5 活塞毛坯尺寸、加工余量、工序尺寸的确定零件机械加工工艺路线拟定后还需要对每一道工序进行设计,其主要内容包括:确定每一工步的加工余量,计算各工序尺寸及公差,选择各工序所使用的机床及工艺设备,确定切削用量计算工时定额等8。 3.5.1 活塞毛坯尺寸的确定 活塞的零件材料为铝合金,生产类型为大批量生产,采用的毛坯是金属模铸造出来的。铝活塞的毛坯一般都铸出锥形销孔以便于拔模。由于销孔是许多工序施加夹紧力的部分,所以在粗车止口工序之后即对销孔进行粗镗,以便在其后的工序,夹紧力能较均匀地分布,而不至于压坏销孔所在的搭子。根据零件资料及加工工艺,确定活塞毛坯尺寸为:,如图2.1所示:图2.1 活塞毛坯图 3.5.2 加工余量的确定 机械加工余量对工艺过程有一定的影响,余量不够,不能保证零件的加工质量,余量过大,不但增加机械加工劳动量,而且增加了材料,道具,能源的消耗,从而增加了成本,所以必须合理地安排加工余量。 (1) 销孔的加工余量 销孔直径28mm,内部粗糙度为0.2。查金属加工工艺及工装设计表4-27,得钻孔加工余量为2.5mm,扩孔加工余量为1.5mm,粗绞孔的加工余量为0.3mm,总加工余量为4.3mm。 (2) 外圆表面的加工余量 外圆直径101.6mm 表面粗糙度为Ra=6.3m 查金属加工工艺及工装设计表4-25得 外圆表面粗车加工余量为1.8mm 精车加工余量为0.4mm 总加工余量为3.4mm,因此粗车分2次走刀,第二刀去除1.2mm。 (3)端面的加工余量 顶面直径101.6mm 查金属加工工艺及工装设计表4-35得 顶面粗铣加工余量为1.3mm 精铣加工余量为0.7mm 顶面总加工余量为2.0mm。 (4)止口的加工余量 止口直径为95mm 长度10mm 查金属加工工艺及工装设计表4-25得 止口粗车加工余量为2.6mm 精车加工余量为0.3mm 总加工余量为2.9mm。 (5)环槽的加工余量 环槽直径为92mm 表面粗糙度Ra=3.2m,查金属加工工艺及工装设计,取环槽粗车加工余量为1.8mm,精车加工余量为0.5mm,总加工余量为2.3mm。表2.1 各工序余量和工序尺寸及公差加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸外圆101.6粗车3102精车0.4f8101.6端面粗铣1.3精铣0.7h10106销孔28钻扩2.5H1126.2扩1.5H927.7H9铰0.328止口粗车2.6H1195.3精车0.3H795环槽粗车1.892.5精车0.5h10923.6确定切削用量及工时定额 3.6.1 外圆表面的切削用量由于工件是铸造毛坯,表面粗糙度为Ra为3.2um,加工要求比较高,分两次走刀,第一次粗车加工余量取1.8mm,半精车加工余量为0.3mm19。粗车: 选择机床 选择CA6140卧式专用车床 选择刀具 选择指头焊接式外圆车刀。 根据切削用量简明手册表1.1,CA6140的中心高为205mm,选择刀杆尺寸,刀片厚度为4.5mm。 选择车刀磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表1.9,车刀后刀面最大磨损量取1mm,车刀寿命。 选择切削用量a) 确定切削深度ap ,由于粗加工余量仅为1.8mm,可一次走刀完成,故b) 确定进给量f , 根据表1.4,刀杆尺寸,以及工件 直径为100400mm时查切削用量简明手册表1.31,取f=1.02mm/rb) 确定切削速度v 根据切削用量简明手册表1.10,用YT15硬质合金车刀加工=630700MPa,ap 1.4mm,f1.27mm/r,切削速度vt=97m/min.查切削用量简明手册表1.28得切削速度的修正系数为 ktv=0.65, krv=0.92,knv=0.8,kTv=1.0,kKv=1.0 查切削用量简明手册表1.31取实际切削速度 所以切削用量为 基本工时的计算 ,查切削用量简明手册表1.26,车削时的入切量,所以 10精车: 选择刀具 车刀形状,刀杆尺寸和刀片厚度与粗车相同。 选择车刀磨钝标准和寿命 查表1.9,选择车刀后刀面最大磨为 0.4mm,刀具寿命T=60min. 选择切削用量apa) 确定切削深度ap b) 确定进给量f , 根据表1.4,刀杆尺寸16mm25mm,ap 3mm,以及工件直径为100400mm时 查切削用量简明手册表1.31,取c) 确定切削速度v 根据切削用量简明手册表1.10,用YT15硬质合金车刀加工=630700MPa, ,故切削速度 查切削用量简明手册表1.31,选择 实际切削速度v 所以切削用量为: 基本工时的计算tm查切削用量简明手册表1.26,y+=1.6mm,故 1 3.6.2 端面的切削用量 机床的选择选择XA6132型卧式铣床 刀具的选择端面的粗铣加工余量为1.3mm,精铣加工用量为0.7mm,总加工余量为2mm,根据切削用量简明手册表3.1,铣削宽度时,铣削深度,故选择,选择标准镶齿圆柱铣刀,故齿数. 切削用量的确定1) 铣削宽度ae的确定 由于加工余量不打,所以可以在一次 走刀内完成, 2) 每齿进给量fz的确定 查金属加工工艺及工装设计表4-43,得其功率为7.5KW,属于中等刚度系统。根据切削用量简明手册表3.3,=,取。3) 确定铣刀磨钝标准和刀具寿命根据切削用量简明手册表3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.6mm,查标3.8得刀具寿命为180min.4) 切削速度vc和每分钟进给量vf的确定查切削用量简明手册表3.9,当,时,取, 修正系数为: 查金属加工工艺及工装设计表4-44,取 所以切削用量为:2 基本工时的计算 式中,。根据切削用量简明手册表3.25,入切量及超切量,则。故 3.6.3 环槽的切削用量环槽表面粗糙度为Ra=3.2m,加工要求较高,分两次走刀,粗车加工余量为1.8mm,半精车余量为0.5mm。粗车: 选择机床选择CA6140卧式专用车床 选择刀具选择指头焊接式外圆车刀。 根据切削用量简明手册表1.1,CA6140的中心高为205mm,选择刀杆尺 寸,刀片厚度为4.5mm。 切削用量的选择a) 切削深度ap 由于粗加工余量仅为1.8mm,故 b) 进给量f 根据切削用量简明手册表1.4,刀杆尺寸为 ,工件直径为60100mm时, 查切削用量简明手册表1.31,取c) 选择车刀磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表1.9,车刀后刀面最大磨损量取1mm,车刀寿命。d) 切削速度的vc命,根据切削用量简明手册表1.。10,当用YT15硬质合金车刀加工=630700MPa,ap小于等于7mm,,切削速度。查切削用量简明手册表1.28得切削速度的修正系数为 查切削用量简明手册表1.31,取。 实际切削速度vc为 所以切削用量为: 基本工时的计算 查切削用量简明手册表1.26,故 精车: 选择机床选择CA6140卧式专用车床 选择刀具车刀形状,刀杆尺寸和刀片厚度与粗车相同。 选择切削用量1)确定切削深度ap 2)确定进给量f , 根据表1.4,刀杆尺寸16mm25mm,以及工件直径为100400mm时,查切削用量简明手册表1.31,取。3)选择车刀磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表1.9,车刀后刀面最大磨损量取0.8mm,车刀寿命。4)确定切削速度vc 根据切削用量简明手册表1.10,当=630700MPa,切削速度。切削速度的修正系数均为1,故。 查切削用量简明手册表1.31,取 实际切削速度vc为 所以切削用量为: 基本工时的计算tm查切削用量简明手册表1.26,故 3.6.4 销孔的切削用量钻:孔径,孔深,通孔,精度为H12-H13 选择机床Z525型立式钻床 选择钻头:选择高速钢麻花转头,直径。 选择切削用量a) 确定进给量f按加工要求决定进给量:查切削用量简明手册表2.7,强度800MPa,时,。由于,所以要乘以孔深修正系数查切削用量简明手册表2.35,取由于是加工通孔,为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断,故宜在即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给16。b) 确定钻头磨钝标准及寿命 查切削用量简明手册表2.12,当时,钻头后刀面最大磨损量取1.0mm,寿命。c) 确定切削速度v 查表2.14,=640MPa的40钢加工性属5类。查表2.13,时,。 切削速度的修正系数为:,所以 根据切削用量简明手册表2.35,取。所以切削用量为: 基本工时的计算 式中,,入切量及超切量查切削用量简明 手册表2.29得,所以基本工时扩:孔径,孔深,通孔,精度为H12-H13 选择机床Z525型立式钻床 选择钻头选择扩孔刀,直径。 选择切削用量 a)确定进给量f 按加工要求决定进给量:查切削用量简明手册表2.7,强度 800MPa,时,。 由于,所以要乘以孔深修正系数 查切削用量简明手册表2.35,取 b)确定钻头磨钝和寿命 查切削用量简明手册表2.12,当,钻头后刀面最大磨损量取1.2mm,寿命.c) 确定切削速度 查切削用量简明手册表2.14,=640MPa的40钢加工性属5类。查表2.13,时,。 根据切削用量简明手册表2.35,取。 所以切削用量为: 基本工时的计算tm 式中,,入切量及超切量查切削用量简明手册表2.29,得,所以基本工时tm:精绞:孔径,孔深,通孔,精度为H12-H13 选择机床Z525型立式钻床 选择钻头选择扩孔刀,直径。 选择切削用量1)确定进给量f按加工要求决定进给量:查切削用量简明手册表2.7,强度800MPa,时,。由于,所以要乘以孔深修正系数 查切削用量简明手册表2.35,取2)确定钻头磨钝和寿命 查切削用量简明手册表2.12,当时,钻头后刀面最大磨损量取0.7mm,寿命.173)确定切削速度v 查切削用量简明手册表2.14,=640MPa的40钢加工性属5类。查表2.13,时,。切削速度的修正系数为:, 所以: 根据切削用量简明手册表2.35,取。所以切削用量为: 基本工时的计算 式中,,入切量及超切量查切削用量简明手册表2.29 得 , 所以基本工时Tm: 3.6.5 止口的切削用量 选择机床选择CA6140卧式专用车床 选择刀具 选择焊接式外圆车刀。 根据切削用量简明手册表1.1,CA6140的中心高为205mm, 选择刀杆尺寸,刀片厚度为4.5mm。 选择车刀磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表1.9,车刀后刀面最大磨损量取1mm,车刀寿命。 选择切削用量a) 确定切削深度ap ,由于粗加工余量仅为2.6mm,可一次走刀完成,故 b) 确定进给量f , 根据表1.4,刀杆尺寸,以及工件直径为100400mm时: 查切削用量简明手册表1.31,取15。c) 确定切削速度v 根据切削用量简明手册表1.10,用YT15硬质合金车刀加工=630700MPa,切削速度. 查切削用量简明手册表1.31,取实际切削速度 所以切削用量为 基本工时的计算 ,查切削用量简明手册表1.26,车削时的入切量,所以, 所以基本工时Tm: 精车:1.选择刀具车刀形状,刀杆尺寸和刀片厚度与粗车相同。2.选择车刀磨钝标准和寿命 查表1.9,选择车刀后刀面最大磨损量为0.4mm,刀具寿命.3.选择切削用量apa) 确定切削深度ap b) 确定进给量f , 根据表1.4,刀杆尺寸,以及工件直径为100400mm时:查切削用量简明手册表1.31,取。c) 确定切削速度v 根据切削用量简明手册表1.10,用YT15硬质合金车刀加工 =630700MPa,故切削速度.查切削用量简明手册表1.31,选择实际切削速度v 所以切削用量为:4.基本工时的计算查切削用量简明手册表1.26,故所以基本工时Tm: 134 粗镗活塞销孔专用夹具的设计4.1 机床夹具的作用及组成(1)保证加工精度 用机床夹具装夹工件,能准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置关系,可以保证加工精度。(2)提高生产效率 机床夹具能快速地将工件定位和夹紧,可以减少辅助时间,提高生产效率。(3)减轻劳动强度 机床夹具采用机械、气动、液动夹紧装置,可以减轻工人的劳动强度。机床夹具的组成主要有定位元件、定位装置、夹紧装置、夹具的定位及对刀,导向元件夹具体、其它元件及装置。4.2 机床夹具设计过程主要包括工件加工任务分析,工件在夹具中的定位,工件在夹具中的夹紧,夹具在机床上的定位、对刀和计算等。为提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度及生产成本,需用专用夹具辅助制造。夹具是一种装夹工件的工艺装备,它广泛的应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在现代生产中,机床夹具是一种不可缺少的工艺装备,它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。故机床夹具设计是一项重要的技术工作9。4.3 夹具的初步设计方案本套夹具为镗活塞销孔专用夹具。在本工序之前,活塞外圆和止口都已加工完毕,因此可选择止口作为定位基准。其加工示意图如图3.1所示:图3.1 镗销孔加工示意图如图3.1所示:卧式镗床采用一个长的镗杆同时镗削两个孔,以保证两孔的同轴度,同时要保证两销孔也止口的位置关系。粗镗活塞销孔专用夹具的自由度分析:它用止口及端面定位,消去个自由度,剩下的转动自由度用一根装在尾座套筒中的削边销插入销孔中来定位,从而保证镗孔的加工余量均匀。当用螺母与螺杆及压块将活塞压紧后,再将削边销从销孔中退出,即可进行加工。定位方案如图3.2所示,图中圆柱销与止口配合限制2个自由度,圆柱销端面与止口配合限制3个自由度,锥形菱形销限制一个自由度。但加工时,菱形销必须撤出,因此设计一活动定位装置,定位时前进,夹紧后撤出。图3.2 镗销夹具定位方案为了能使加工过程中快速实现工件的定位,削边销的运动采用液动,以省去人力并能准确和快速移动。本夹具中,削边削即为液压缸之活塞前端。根据加工工序的需要决定采用具有固定式夹具的主轴箱横向进给的卧式单工位专用机床:4.4定位方案设计 4.4.1 定位元件选择通过上述对零件加工自由度的分析,在本夹具中采用一个水平放置的平面与活塞端面相配,限制3个自由度,定位面上安装一个凸台对止口进行定位,限制2个自由度,然后用一个削边销对活塞销孔进行预定位,这样6个自由度全部限制1。 4.4.2 定位误差的分析与计算工件装夹在夹具上进行加工的过程中,会产生加工误差,引起加工误差的因素主要有以下几种:(1)、定位误差D:与工件在夹具上定位有关的误差。(2)、调安误差T-A(调整和安装误差):调整误差是指夹具上的对刀元件或导向元件与定位元件之间的位置不准确所引起的误差;安装误差是指夹具在机床上安装时引起的定位元件与机床上安装夹具的装夹面之间位置不准确的误差。(3)、加工过程误差G:由机床运动精度和工艺系统的变形等因素而引起的误差。为了得到合格零件,必须是上述各项误差之和等于或小于零件的相应公差K,即: D+T-A+GK 这里,我重点分析了定位误差D,当定位误差D(1/3)K时,则认为选定的方案可行。1、定为误差产生的原因。 任意一批工件在加工时,引起加工尺寸产生误差的主要原因有两类: (1)、由于定位基准本身的尺寸和几何形状误差,以及定位基准与定位与元件之间的间隙,所引起的同批工件定位基准沿加工尺寸方向(或沿指定轴向)的最大位移,称为定位基准位移误差,以Y表示。 (2)、由于工序基准与定位基准不重合,所引起的同批工件工序基准相对于定位基准而言沿加工尺寸方向(或沿指定轴向)的最大位移,称为基准不重合误差,以B表示。 上述两类误差之和即为定位误差,故可得 D=Y+B2.定位误差的计算在本道工序中,工件上的95mm止口与定位轴间隙配合H7/h6,定位元件水平放置。工件水平放置,其母线与定位销双边接触,由于定位副的制造误差,将产生定位基准位移误差。其基准位移误差为: Y=(T+T+X) 公式中,T =工件定位基准的直径公差,单位mm T =圆柱定位销的直径公差,单位mm X =定位所需最小间隙,单位mm其中,T=0.035mm,T=0.027mm;X =00=0mm;代入数据得Y=(0.036+0.027+0) =0.063mm其定位基准和设计基准重合,故B=0mm故两类误差之和即为定位误差,得D=Y+B =0.063+0 =0.063mm 因为设计尺寸为56,T0.16D0.063略大于T/3,基本认为可行,其所带来的误差可由精加工修正4。 4.4.3 液压缸的设计1. 液压缸按其结构形式,可以分为活塞缸和柱塞缸,本次采取柱塞缸;如图3.3所示:图3.3 液压缸缸筒内径D尺寸的确定:在该夹具中,液压缸因只起定位作用,且定位完成时需及时退回,在加工过程中不受力的作用,因此尽量选用小尺寸,查液压缸标准件,选择缸径D50mm。缸壁厚5mm。缸内径与活塞配合方式为H7或H8级,表面粗糙度一般为0.160.32m,用材料S45C,D型系列,额定压力40mpa;3、活塞杆直径d的确定按HY20A液压滑台的参数定D/d为50/35按最低工作速度验算液压缸的最小稳定速度由式 A(qmin/vmin)式中A为液压缸节流腔的有效工作面积,qmin是由产品样本查得GE系列调速阀AQF3-E10B的最小稳定流量为50(mL/min),vmin=4(cm/min)A(qmin/vmin)=50/4=12.5(cm2)由于调速阀是安装在油路上的,故液压缸节流腔有效工作面积应选液压缸无杠腔的实际面积。即 A=(/4) D2=(/4) 52 =19.63(cm2)19.6312.5液压缸能选到所需流速。4、热处理:调质+回火处理,布氏硬度(HB)在241285;5、对于缸筒的形位公差如下: 1)内径D的圆度,锥度,圆柱度不大于内径公差之半; 2)缸筒直线度公差在500mm长度上不大于0.03mm;缸筒端面T对内径的垂直在直径100mm上不大于0.04mm;3)当缸筒为尾部和中部耳轴型时:孔d1的轴线对缸径D的偏移不大于0.03mm;4)孔d1的轴线对缸径D的垂直度在100mm长度上不大于0.1mm;5)轴径d2的轴线对缸径D的垂直度不大于0.1mm16;4.5夹紧方案设计 4.5.1 夹紧元件的选取夹紧装置是夹具的重要组成部分。在设计夹紧装置时,应满足一下基本要求:(1) 在夹紧过程中应能保持工件定位时所获得的正确位置;(2) 夹紧应可靠和适当;(3) 夹紧装置应操作方便、省力、安全;(4) 夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生产批量和生产方式相适应。工件在夹紧过程中应避免夹紧元件跟工件进行点接触。因为在点接触的过程中,即使有很小的夹紧力也可以产生很大的应力,由于加工过程产生的误差在夹紧上经常会出现点接触的情况。在本设计中采用螺旋压板夹紧机构。 4.5.2 夹紧力的分析与计算夹紧力包括力的大小、方向、作用点,它们的确定是夹紧机构设计中首先要解决的问题。夹紧力方向的选择1.夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位,而不能破坏定位;2.夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向相一致,以减小工件变形;3.夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件重力方向一致,以减小所需的夹紧力。结合本道工序,夹紧力应指向主要定位面,即大平面,因此夹紧力的方向应垂直向下。(2)夹紧力大小的计算1.确定本道工序的切削力,切削扭矩,切削功率初定镗刀装在镗杆上的几何参数为:主偏角K=45,前角。=20,刃倾角s0,刀尖圆弧半径=20mm,初定镗孔加工余量ap=1.5mm1)切削力Fc=9.81CFCapXFCfyFCKFC =9.81401.510.70.751200KFC其中KFC= KMFC K0FC KKFC KsFC KFC查机械制造技术p48 表2-3,得KMFC=1查表2-4得 K0FC=1.0,KKFC=1.0,KsFC=1.0,KFC=1.0KFC= KMFC K0FC KKFC KsFC KFC=11.01.01.01.01.0=1Fc=9.81CFCapXFCfyFCKFC=9.81401.510.70.751200KFC=9.81401.510.70.7512001=450.4(N)82) 切削功率:Pc=FcVc/60103 =450.4120/60000 =0.895(kW)3) 快速运动速度的确定:由HY20A液压滑台技术性能可知快进速度为12m/min。6 4.5.3 原动力计算Me=Wk【rtg1+rztg(+2)】/0N.mm其中:Wk-实际所需夹紧力Nr-螺杆端部与工件间的当量摩擦半径mm,参见表1-2-20 螺杆端部的结构形式为点接触 r=0由表1-2-24中,初选螺纹公称直径为10(mm)的螺
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本文标题:4110柴油机活塞零件机械加工工艺及镗销孔夹具设计【5张图纸】【优秀】
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