机械毕业设计（论文）-制动空压机缸体加工工艺、夹具及气动系统设计【全套图纸SW三维】.doc

北华航天工业学院毕业论文摘要此次毕业设计任务是对制动空压机缸筒的机械加工工艺的设计,以及对工艺的其中3套夹具的设计，其对零件同轴度要求以及大端面平面度要求较高，设计师需仔细考虑，确定零件的定位方法及夹紧方式，还要考虑夹具与气动系统和车床主轴的链接问题。 另一个重要的任务是确定气动系统的设计方案，选定气动元件，设计气动装置，并对珩磨机理进行初步的分析。关键词：工艺 基准 夹具 气动系统 珩磨全套图纸，加153893706ABSTRACTThe design task is to graduate compressor cylinder brake machining process design, and the process in which 3 sets of fixture design, its degree requirements, and large parts coaxial flatness require a higher end, designerbe carefully considered to determine the parts of the fixing means and clamping means, but also the fixture with pneumatic system and the lathe spindle link problem.Another important task is to determine the pneumatic system design, selection of pneumatic components, pneumatic device design.And a preliminary analysis of honing mechanism.Key words: Technology benchmarks cutting the amount Pneumatic system Honing 目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 发展概况11.3 珩磨技术2 1. 4气动系统.3 第2章 制订机械加工工艺规程32.1 计算生产纲领，确定生产类型32.2 审查零件图样的工艺性42.3 选择毛坯42.4 工艺过程设计42.4.1 定为基准的选择4 2.4.2 零件表面加工方法的选择5 2.4.3 制订工艺路线62.5 确定加工余量、毛坯尺寸82.6 确定工序尺寸82.7 确定切削用量及基本工时92.7.1 工序1（车大端台阶面，粗车内孔）.92.7.2 工序2（车小端面、外圆及止口，半精车内孔）.92.7.3 工序3（车大端面，精车内孔）.112.7.4 工序4（钻底座9四孔）.122.7.10 工序5（钻大端面M8四孔）.132.7.11 工序6（钻大端面两销钉孔）.142.7.12 工序7（大端面四小孔攻丝）.152.7.13 工序8（铣底座上四个弧形台阶面）.152.7.10 工序9（铣缸体外壁上让位槽）.16 2.7.10 工序10（粗珩90内孔）.16 2.7.10 工序11（精珩90内孔）.16 2.7.10 工序12（清洗）.172.8 绘制加工工艺过程卡片和工序卡片17第3章 车床专用夹具的设计183.1 问题的提出183.2 夹具设计183.3.1 定位基准的选择183.3.2 切削力夹紧力计算. . .18 3.3定位误差分析.19第4章 气动系统设计194.1 气压传动系统的组成194.2 气压传动系统的设计与计算204.3 气缸控制阀的选择与使用21 4.4 气动辅助元件的选择与使用.224.5 设计气动回路.23第5章 内孔珩磨机理初步分析.23 5. 1 珩磨加工特点.23 5. 2 珩磨原理.24 5. 3珩磨应用范围.24 5.4 珩磨油石性能的选择.25 5.5 珩磨工艺参数.26 致谢.28参考文献.29 IV 第1章 绪论1.1 课题背景机械制造业是为国民经济提供装备和人民生活提供耐用消费品的产业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低，在很大程度上取决于它所采用的装备的性能、质量和成本。因此，机械制造业的规模和技术水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平的重要标志之一。而机械制造工艺是制造业中一门应用性的基础技术，它涉及的行业五花八门，产品品种成千上万，其内容及其广泛，它包括零件的毛坯制造、机械加工、热处理、产品的装配等。制造技术是各行各业发展的基础和关键，而在制造技术中，机床夹具又是一种不可或缺的工艺装备，它直接影响着产品的加工精度、劳动生产率和制造成本，因此机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备种占有极其重要的地位。1.2 发展概况制动空压机是车用气制动系统元件之一，属安全系统件，在汽车、工程机械和大中型拖拉机上有着广泛的应用。近二十几年来，我国制动空压机行业从产品单一、技术落后状况，发展到目前产量居世界第位，品种齐全，能满足国内各种机型需要，同时满足了合资、合作机型的需要并有少量出口。我国早期的制动空压机产品均为双缸，进排气系统为板装结构，制动空压机的发展源于80年代。总体上效率较低、可靠性较差。渐渐地，随着技术的发展，制动空压机的结构模式、进排气结构、卸荷方式和冷却方式等都发生了很大变化，充气系数提高、功串消耗减少，特别是引进柴油机机型的国产化，使制动空压机设计、制造水平与国际先进水平的差距越来越小，部分产品已经达到了国际先进水平。80年代初，为解决其可靠性问题，增大了气缸的直径，实现了单缸化，便进气速度明显加快。80年代中期后，为解决制动空压机高速情况下的排气量问题，在转速要求较高的情况下，通过改变制动空压机的进、排气结构，改板状阀片为舌簧片使问题得到了较好解决。进入90年代，改制动空压机的风吹冷却为液体循环冷却。制动空压机随着为之配套的发动机的体积缩小、质量减轻和性能提高，相应地提出了等同的要求。因此，在制动空压机工作原理无重大突破之前，其基本发展趋势仍然是：改善结构、提高排气量，减少功率消耗，提高使用寿命。夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。 随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提 出更高的要求。它主要表现在以下几个方面： 1、加强机床夹具的三化工作 为了加速新产品的投产，简化设计工作，加速工艺装备的准备工作，以获得良好的技术经济效果，必须重视机床夹具的标准化，系列化和通用化工作。 2、大力研制推广实用新型机床夹具 在单件，小批生产或新产品试制中，应推广使用组合夹具和半组合夹具。在多品种，中小批生产中，应大力推广使用可调夹具，尤其是成组夹具。 3、提高夹具的机械化，自动化水平 近十几年来，高效，自动化夹具得到了迅速的发展。主要原因是：一方面是由于数控机床，组合机床及其它高效自动化机床的出现，要求夹具能适应机床的要求，才能更好的发挥机床的作用。1.3 珩磨技术 珩磨表面粗糙度可达Ra0.20.025m(912),加工表面无烧伤、裂纹和嵌砂，几乎无变质层。珩磨加工一般可使孔的几何形状精度和尺寸精度提高1级，但不能提高孔与其它孔或面之间的相互位置精度。珩磨的生产效率高，对机床精度要求低。除使用珩磨机床外，也可用车床、镗床和钻床等改装而成。1.4 气动系统气动就是以压缩空气为动力源，带动机械完成伸缩或旋转动作。因为是利用空气具有压缩性的特点，吸入空气压缩储存，空气便像弹簧一样具有了弹力，然后用控制元件控制其方向，带动执行元件的旋转与伸缩。从大气中吸入多少空气就会排出多少到大气中，不会产生任何化学反应，也不会消耗污染空气的任何成分，另外气体的粘性较液体要小，所以说流动速度快，所以说主要特点便是节能环保。20 世纪 60 年代以来，气压传动发展十分迅速，已广泛应用于各行业，是实现现代传动和控制的关键技术。近年来，它的发展水平和速度直接影响机电产品的数量和水平。因此，采用气动技术的程度已成为衡量一个国家的重要标志。第2章 制订机械加工工艺规程2.1 计算生产纲领，确定生产类型该制动空压机年产量为5000台，设其备品率为10%，机械加工废品率为1%，现制订该汽缸体的机械加工工艺规程。 汽缸体的年产量为5550件，现已知该产品为轻型机械，根据机械制造工艺设计简明手册表1.1-2生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产关系为大批生产。2.2 审查零件图样的工艺性气缸体的质量直接影响发动机的使用性能和安全性能。缸体属于典型的不规则件且精度要求高，所以加工结构上看缸体工艺比较复杂：车削、钻、铣、攻丝、珩磨等多种加工方法。气缸体零件图样的视图正确，完整；尺寸，公差及技术要求齐全；主要仪器设备：数控车床；技术要求：1、保持内孔尺寸2、保持内孔与端面垂直度0.033、保持大端面平面度0.032.2.1.1 孔的加工 包括：主轴孔，缸体大小端孔,缸体螺纹孔以及缸体的销钉孔。 2.2.1.2 平面的加工主要包括缸体大、小端平面以及止口平面。2.2.1.3技术要求保证内孔尺寸保持内孔与端面垂直度0.03保持大端面平面度0.032.3 选择毛坯零件材料为合金铸铁，硬度196-241HB，大批量生产5550件，轮廓尺寸不大，形状亦不复杂，又属成批生产。故毛坯可采用铸造成型。由于零件形状并不复杂，因此，毛坯形状可以与零件形状尽量接近。毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。2.4 工艺过程设计2.4.1 定为基准的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。2.4.1.1 粗基准的选择 对于加工零件而言，尽可能选择不加工表面作为粗基准，而对于有若干个不加工表面的零件，应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。本气缸体应先在大端面加工出一小台阶面作为粗基准。2.4.1.2 精基准的选择精基准的选择选择应有利于保证加工精度，并使工件装夹方便，在选择时主要应当注意基准重合，基准统一等问题，当设计基准与基准不重合时，应当进行尺寸换算。本缸体以小端圆柱面和止口作为精基准。2.4.2 零件表面加工方法的选择缸体零件的加工面有端面、孔、螺纹表面。参考简明机械加工工艺手册确定各表面加工方法如下：1）大端台阶面，作为粗基准，粗车即可。2） 小端端面、外圆及止口，表面粗糙度Ra3.2，查表选取加工方法粗车-精车。3）大端端面，表面粗糙度Ra1.6，平面度0.03，查表选取加工方法粗车-精车。4）内孔90，表面粗糙度Ra3.2,公差等级IT6，与大端面垂直度0.03，并作为基准，精度较高，采取加工方法粗车-半精车-精车-粗珩-精珩。5）钻底座9四螺栓孔，公差等级IT8，选择加工方法钻。6）钻大端面M8四螺纹孔，公差等级IT7，选择加工方法：钻-攻丝。7）钻大端面两销钉孔，加工要求不高，直接钻孔一步即可。9）铣底座上弧形台阶面，要求不高，一步粗铣即可。10）铣缸体外壁上让位槽，一步粗铣。2.4.3制订工艺路线经查阅相关资料，按照先加工基准面以及先粗后精的原则，制动空压机缸筒的工艺路线有如下两套方案：方案一：工序一 车小端端面、外圆及止口工序二 粗车内孔工序三 车大端端面 工序四 半精车、精车内孔工序五 钻底座9四孔工序六 铣底座上弧形台阶面工序七 钻大端M8四小孔工序八 钻大端面上两销钉孔工序九 大端面M8孔攻丝工序十 外壁上让位槽工序十一 粗珩90内孔工序十二 精珩90内孔 工序十三 磨缸套孔工序十四 清洗，检验方案二：工序一 车大端台阶面，粗车内孔工序二 车小端端面，外圆及止口工序三 半精车内孔工序四 车大端端面，精车内孔工序五 钻底座9四孔工序六 钻大端M8四小孔工序七 钻大端面上两销钉孔工序八 大端面M8四小孔攻丝工序九 铣底座四个弧形台阶面工序十 铣缸体外壁上让位槽工序十一 粗珩90内孔工序十二 精珩90内孔工序十三 清洗，吹气，去毛刺， 工序十四 磨缸套孔 工序十五 清洗，检验 比较上述两套方案可发现，第一套方案是一般气缸体加工的工艺路线，但是细节上安排不够好，可以把车大端面及内孔放在同一道工序里，以提高生产效率和位置精度。而且第一道方案粗基准选择大端面，精度不够，应该先加工一个粗基准，这样才能达到精度要求。底座上弧形台阶面和外壁上让位槽应放在后面加工，以确保最后珩磨时精度达到要求。方案二不仅弥补了上述的不足，还在整套工艺路线的必要位置安排了去毛刺、清洗、检验等工艺，这样有效防止了废品零件的产生。综上所述，确定的工艺路线方案如下：工序一 车大端台阶面，粗车内孔工序二 车小端端面、外圆及止口，半精车内孔 工序三 车大端端面，精车内孔工序四 钻底座9四孔工序五 钻大端M8四小孔工序六 钻大端面上两销钉孔工序七 大端面M8四小孔攻丝工序八 铣底座四个弧形台阶面工序九 铣缸体外壁上让位槽工序十 粗珩90内孔工序十一 精珩90内孔工序十二 清洗，吹气，去毛刺 工序十三 磨缸套孔 工序十四 清洗，检验2.5 确定加工余量、毛坯尺寸零件材料为HT200，铸件壁厚5mm，硬度128-160HB，大批量生产5550件，零件结构一般，查机械制造工艺设计简明手册表1.3-1毛坯的制造采用金属型浇注,表2.2-3公差等级CT6-8，取CT8，表2.2-5加工余量等级F。1.大端端面 考虑其表面粗糙度为1.6，分粗车和精车两步。粗车：查机械加工工艺手册1表3.2-23，平面最大尺寸120-260，可锻铸铁，余量为1.4-1.8，取1.6。精车：查机械设计制造工艺设计简明手册（下简称简明手册）表2.3-5，取加工余量为1.0。2. 98小端外圆、端面及止口外圆：艺手册1表3.2-2，外圆面加工余量为，粗车：2Z=2.5 精车：2Z=1.5端面：查工艺手册1表3.2-23，余量范围1.0-1.4，取1.0。由于端面粗糙度要求12.5，一步粗车即可满足要求。止口：粗车 查工艺手册1表2.3-23，取Z=1.4 半精车 查工艺手册1表3.2-21，取Z=1.03. 内孔 查简明手册表2.3-10及表2.3-13，余量分别为： 粗车 ： 85 半精车： 88.0 2Z=3 精车 ： 89.78 2Z=1.78 粗珩 ： 89.89 2Z=0.11 细珩 ： 2Z=0.11 2.7确定切削用量及基本工时2.7.1工序1（车大端台阶面，粗车内孔）1. 车大端台阶面工件材料：合金铸铁， 硬度196-241HB 机床：C620-1卧式车床加工要求：粗车即可，为下一道工序提供粗基准。切削深度：2 ，一次走刀车刀选择：YG6硬质合金车刀刀杆尺寸：16*252查切削手册表1.4，确定进给量f=（1.0-1.4），取f=1.0查切削手册表1.11，确定切削速度为Vc=57m/min.确定机床主轴转速： ns=267(r/min) 查工艺手册表4.2-8，选择机床转速为230r/min. 故实际切削速度为：v=56（m/min) 切削工时：tm=0.007min2. 粗车内孔 机床选择：C620-1卧式车床 刀具：内孔车刀 B*H=16*252 切削深度为2.5，查切削手册表1.5，进给量0.15-0.25mm，取f=0.25mm。 由表1.11，查得v=101m/min ns=378r/min 查工艺手册表4.2-8，取n=380r/min 实际切削速度 v=101.4m/min2.7.2工序2（车小端面、外圆及止口，半精车内孔）1、加工条件：工件材料：合金铸铁，HBS=196-241机床：数控车床NC.40-1刀具：（1）YT15硬质合金车刀，根据切削用量简明手册表1.1选刀杆尺寸16mm25mm，刀片厚度4.5mm 。（2）车刀的几何形状：查切削用量简明手册表1.3，=，=， =， =， k=。2、计算切削用量（1）切削深度 =1mm（2）确定进给量 根据切削用量简明手册表1.4 =0.25-0.40/r按 机床的进给量选择=0.15/r确定进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故进行校验。NC.40-1机床进给机构允许的进给力=3530N 。根据切削用量简明手册表1.21，当=140MPa，=0.5mm ，=0.7mm/r时，进给力=720N 。的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（切削用量简明手册表1.29-2），故实际进给力为=7201.17=842.4N由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选的=0.7mm/r可用。（3）选择车刀磨钝标准及刀具寿命 按切削用量简明手册表1.9，后刀面最大磨损量为1.0mm，寿命选T=60min 。（4）确定切削速度 按切削用量简明手册表1.10，当=140MPa，=0.5mm ，=0.7mm/r时，切削速度=128m/min切削速度各修正系数为=0.8，=0.65，=0.81，=1.15，=1.0（均见切削用量简明手册表1.28），故=1280.80.650.811.15=98m/min=328min根据NC.40-1数控车床说明书选择 =420m/min实际切削速度 =101m/min（5）检验机床功率 根据切削用量简明手册表1.24，当=140MPa， =0.5mm，=0.7mm/r，=73.8mm/min时，=2.4kW 。切削功率的修正系数=1.17，=1.0,=1.13,=0.8,=0.65(切削用量简明手册表1.28)，故实际切削时的功率为=0.87kW根据CK6140A数控车床说明书，机床主轴允许的功率=5.9kW 。故，因此所选择的切削用量可采用。即：=0.5mm，=0.7mm/r，=250r/min，=73.8m/min 。（6）计算基本工时： 式中L=+，取入切量及超切量y+=40mm，2.7.3工序3（车大端面，精车内孔） 一.精车内孔 1、加工条件：工件材料：合金铸铁，HBS=196-241机床：数控车床刀具：内孔车刀B*H=16*2522、计算切削用量（1）切削深度 =0.69（2）每转进给量 =0.15/r（3）选择刀具磨钝标准及刀具寿命 按切削用量简明手册表3.8，后刀面最大磨损量为0.5mm，寿命选T=420min 。（4）确定切削速度 =128m/min=454r/min查机械制造工艺设计简明手册表4.2-8，选择=460r/min实际切削速度 =130m/min2. 精车大端面 1.加工条件工件材料：合金铸铁，HBS=196-241机床：数控车床刀具：端面车刀B*H=25*402 2.计算切削用量 因为本道工步与上道工步在数控车床上同时加工，切削用量基本相同。（1）切削深度 =1.5（2）每转进给量 =0.15/r（3）选择刀具磨钝标准及刀具寿命 按切削用量简明手册表3.8，后刀面最大磨损量为0.5mm，寿命选T=420min 。（4）确定切削速度 =128m/min=454r/min查机械制造工艺设计简明手册表4.2-8，选择=460r/min实际切削速度 =130m/min2.7.4工序4（钻底座9四孔）1、加工条件：工件材料：合金铸铁，HBS=196-241机床：Z535立式钻床。刀具：高速钢麻花钻，d=9mm，L=150 mm， l=100mm。刀具的几何形状：=11， =252、计算切削用量（1）决定进给量：按加工要求决定进给量，查切削用量简明手册表2.7，材料HBS160 ，d=7.8mm时，=0.28-0.34/r。按钻头强度决定进给量，查切削用量简明手册表2.7，材料=140MPa，d=8mm，钻头强度允许的进给量=0.32/r.（2）决定钻头的磨钝标准和寿命：由切削用量简明手册表2.12，当d=9mm时钻头的后刀面最大的磨损量为0.8mm，寿命T=60min。（3）决定切削速度：材料 =140MPa，钻头直径d=9mm，进给量=0.32mm由切削用量简明手册表2.15，=13m/min，切削速度的修正系数：，故：=221.01.00.851.0=13m/min=460r/min查机械制造工艺设计手册表4.2-15，取n=530r/min（5）检验机床扭矩及功率：由切削用量简明手册表2.21，=0.32/rd=9mm时，扭矩为=51.98Nm，扭矩的修正系数为1.0，所以=51.98Nm，当n=272r/min时，机床的扭矩=123.5Nm由切削用量简明手册表2.23，HBS=140，d=7.8mm，=13m/min，=0.5mm/r时，=1.1kw。机床功率=4.5kw，由于，故选择的切削用量可用，即=0.32/r,n=530m/min,=13m/min（6）计算基本工时：式中，l=27mm，查出超切量=10mm，所以：=0.27min2.7.5工序5（钻大端面M8四小孔）工件材料：合金铸铁，HBS=196-241选择的机床为Z35摇臂钻床，直径=8mm的高速钢麻花钻头，采用专用夹具定位夹紧。（1）切削用量的确定1） 确定进给量查表，当加工要求为精度，钢的强度，=8mm时，f=(0.160.40)/r按钻头强度决定进给量：根据表2.8，当，=8mm，钻头允许的进给量从以上进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.200.35/r根据Z525钻床说明书，选择f=0.20/r2） 确定钻头磨钝标准及寿命查表，当=8mm时，钻头后刀面最大磨损量取为,钻头寿命为。3） 确定切削速度查表，的加工属性为4类；查表，当加工属性为4类，采用标准中心钻，=8mm时，Vt=17m/min查表，得切削速度修正系数为：，。故：n=490r/min查Z525钻床说明书，确定nc=520r/min故实际切削速度为：=13m/min（2）计算基本工时其中，查表，入切量及超切量为。故：2.7.6工序6（钻大端面两销钉孔） 选择机床：摇臂钻床Z35 刀具：M3.5标准麻花钻 由切削手册表2.7，查得切削用量为f=0.110.13/r ,取f=0.13/r 由表2.15，查得 vc=18m/min 主轴转速ns=1638r/min 查简明手册表4.2-12，n=1700r/min 则 实际切削速度为=18.7m/min2.7.7工序7（大端面四小孔攻丝） 机床选取：Z35摇臂钻床 刀具：M8标准丝锥。 根据切削手册表2.7，选择 进给量为f=0.20mm/r 由表2.15 查的切削速度v=23.5m/min 主轴转速 n=935r/min根据简明手册表4.2-12，选择n=960r/min 实际切削速度=24m/min2.7.8工序8（铣底座上四弧形台阶面） 1、加工条件：工件材料：合金铸铁，HBS=196-241机床：X5012立式铣床刀具：（1）YT15硬质合金端铣刀，查切削用量简明手册表3.1，铣刀的直径为d=125mm，齿数Z=4。（2）铣刀的几何形状：查切削用量简明手册表3.2，=，=，=，=， =，=，k=。2、计算切削用量（1）切削深度 =1mm（2）每齿进给量 根据切削用量简明手册表3.5 =0.090.18mm/z因采用不对称端铣，故取： =0.18mm/z（3）选择刀具磨钝标准及刀具寿命 按切削用量简明手册表3.7，后刀面最大磨损量为0.8mm，寿命选T=180min 。（4）确定切削速度和每分钟进给量 按切削用量简明手册表3.13，当=125mm，=4，5mm， 0.24时，=123/min，=313/min，=263/min。各修正系数为：=1.0 =0.8 =1231.00.8=98.4m/min=3131.00.8=250r/min=2631.00.8=210.4mm/min根据卧式铣床选择=300r/min，=235mm/min因此实际切削速度，每齿进给量为：=m/minmm/s（5）检验机床功率 根据切削用量简明手册表3.23，当=140MPa，72mm，4.2mm，=125mm，Z=4，=235mm/min，功率近似为=4.1kw根据卧式铣床说明书，机床主轴允许的功率为=7.50.755.6kw故，因此所选择的切削用量可采用。即：=1.5mm，=235mm/min，=300r/min，=117.8m/min，=0.20mm/z。（6）计算基本工时： 式中L=+，取入切量及超切量y+=40mm， 2.7.9工序9（铣缸体外壁上让位槽） 选择机床：立式铣床 刀具：成型铣刀根据切削用量简明手册表3.5 =0.080.16/z选择f=0.15/z按切削用量简明手册表3.13,查得 n=460r/min v=86m/min.2.7.9工序10（粗珩90内孔）2.7.10工序11（精珩90内孔）2.7.11工序12 清洗2.8 绘制加工工艺过程卡片和工序卡片见工艺卡片第3章 车床专用夹具的设计3.1 问题的提出 车削大端端面及内孔时，为保证加工质量，提高生产率，需用专用夹具。 此道工序要求与气动系统链接，采用气动夹紧方式，故设计夹具的时候要结合机床主轴和气动系统设计专用夹具。本工序主要需要内孔轴线与车床主轴轴线重合，以及内孔和端面的垂直度要求，其他要求一般，并保证加工精度和生产效率。3.2 夹具设计 1.定位基准的选择由于小端精度已达到要求，以小端外圆端面及止口定位。根据六点定位法则采用一个端面限制工件的三个自由度，一个定位环限制工件的两个自由度， 总共限制工件的五个自由度，靠气动系统夹紧。通过分析此定位方式不存在过定位且夹紧力可以满足加工要求，故该定位和理。 2 .切削力与夹紧力的计算 查切削用量简明手册表得：圆周力：查表，得圆周力系数为：，（车刀半径）。则：查表，得：车削扭矩：车削水平分力、垂直分力、轴向分力与圆周分力的比值分别为：，。所以： 车削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡，即：（摩擦系数）所以：计算出的理论切削力再乘以安全系数即为实际所需的切削力，即：，取安全系数1.2，可得： F=1.2x1241=1489N 由机床夹具设计手册表2-13，查的夹紧力计算公式： W= 其中，K=1.5，f=0.2 M=F*R=1489120=178680kg l=120W= =11042N选用气缸20，所产生的推力为N气=15000N，大于所需夹紧力， 故满足要求。 3.3 定位误差分析 由于是使用一面,可以保证前后端面的平行度，采用定位环进行定位，可以保证车床的主轴与工件的主轴孔的同轴度要求，同时也可以主轴孔与前端面的垂直度要求。第4章 气动系统设计4.1 气压传动系统的组成机床夹具的气压传动系统一般由下述四个部分组成气源部分气压发生装置，即空气压缩机，它将机械能转换成气体的压力能。一般置于单独的压缩空气站内。控制部分能量控制装置，如压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等，由于控制和调节压缩空气的压力、流量和流动方向，以满足夹具的动作和性能要求。多装在夹具附近。执行部分能量输出装置，即气缸，它把气体的压力能转化为机械能，以便实现所需要的动作，如定位、夹紧等。通常直接装在机床夹具上。辅助部件包括管路、接头、压力表、分水滤气器、油雾器、消声器、压力继电器等，起连接、测量、过滤、润滑、减小噪声及保护等作用。多装在机床附近。4.2 气压传动系统的设计与计算4.2.1 设计依据4.2.1.1 工艺要求 应明确制造工艺对气压传动系统执行机构的要求。（1）运动要求：执行机构的运动速度及其平稳性与可调性、定位精度等要求。（2）动力要求：执行机构所要承受的负荷及对其操作力、振动、噪声等方面的要求。（3）自动化要求：执行机构的动作程序与控制方式、控制系统的信号转换与连锁及急停等要求。4.2.1.2 工作条件 对于工作场合的空间条件，如与气动系统相关的设备、工艺装备的结构、位置、尺寸及质量等限制应当了解清楚；还要了解工作环境的温度、湿度、灰尘、振动及腐蚀、燃爆等情况。这些条件对于采矿、冶炼、化工等行业尤其要格外重视。4.2.1.3 经济型和可靠性要求 经济型和可靠性也是气压传动系统设计的依据。4.2.2 对气动系统的要求（1）满足设备、工艺装备对气动执行机构的工艺要求（2）在既定的工作条件下，确保工作安全、可靠。（3）在保证系统正常工作的前提下，力求低成本。为此，气动系统中所采用的阀类与辅助元件应尽量少并尽量选择通用元件尽量少用供应较少且价格较贵的橡胶软管；线路尽量短，拐弯尽量少。4.2.3 气动系统的设计程序在设计之前，要明确设计要求，了解工作环境，明确气动与机、电、液控制的配合情况，并掌握元件的库存与供应情况。设计程序如下：（1）在适当的位置画出执行元件（气缸、吹屑喷嘴等）的图形符号。（2）根据对气动系统的要求，选择基本气动回路并进行适当的组合，画在图画上，使其与执行元件相连接，构成气动系统图。（）对气动系统图作适当的修改与调整，使控制阀和辅助元件尽量共用，以便简化线路，降低成本。进行有关的计算和验算，以保证设计的正确性。（）设计（或选择）执行元件。（）选定气阀。（）选定辅助元件。（6）根据D、d、t、S、b、L及密封防尘形式进行结构设计画装配图、零件图（如选用通用气缸，则可按产品样本或有关手册进行选取）。（7）根据气缸的工作要求，确定技术条件，包括确定零件的材料、热处理、精度、表面粗糙度等方面的要求。4.3 气缸控制阀的选择与使用4.3.1 气动控制阀的类型气动控制阀按其功用可分为压力控制阀、流量控制阀、与方向控制阀三大类。4.3.2 气压控制阀的选择4.3.2.1 确定阀的类型 根据使用要求与条件确定阀的类型。需要远距离控制时，采用电控阀较气控阀反应速度快；但在易燃、易爆、潮湿和粉尘多的环境中，不宜采用电控阀。要求密封性好时，宜选用软质密封的结构。要求行程长、换向力小或有记忆功能时，宜采用滑柱式结构。当稳压精度要求高或流量大时，宜采用先导式结构。当气源过滤条件差时，宜选用截止阀。4.3.2.2 确定阀的技术规格 根据使用条件与环境确定阀的技术规格。如工作压力、电源条件（交流或直流、电压值等）、介质温度、环境温度、湿度、粉尘情况等）。4.3.2.3 确定阀的机能 根据工作需要确定阀的机能。尽量选用所需机能一致的阀，只在选不到时才考虑用其他阀代用（如用二位五通阀代替二位三通阀或二位二通阀）。4.3.2.4 确定阀的通径 根据流量确定主阀的通径对于直径控制执行元件的主阀，应根据执行元件的流量确定其通径。所选用阀的额定流量应略大于所需流量。对于信号阀（手控、机控阀），应根据其所控制阀的远近、数量和要求的动作时间等条件确定其通径。一般，距离在20m以下者，选3mm通径的阀；在20m以上或控制数量较多者，通径可选大些所选阀的通径尽量一致，尽量不用异径阀。4.3.2.5 确定阀的连接方式 根据安装维护与调节方面的要求确定阀的连接方式。当要求安装维护方便，特别是集中控制的自动、半自动控制系统，宜采用板式连接；当要求调节、更改气路设计容易时，宜采用管是连接；而法兰连接主要用于通径大的阀。4.3.3 气动控制阀的使用安装前，要用煤油或汽油将零件清洗干净，并彻底清除配气管内的粉尘、锈迹等污物。安装时，要注意阀体上面标明的安装方向（进出口方向），按推荐的安装位置进行安装。对于电控阀，应接好接地线，以确保安全。在使用过程中，要定期检修。4.4 气动辅助元件的选择与使用4.4.1 分水滤气器的选择与使用分水滤气器是气动装置中为得到干燥、纯净的气体而广泛应用的一种辅助元件。分水滤气器主要根据气动系统所需的过滤精度和额定流量两个参数进行选择。一般气动元件（如气缸、截止阀等）要求的过滤精度为50m左右。气动量仪、气动轴承等要求的过滤精度为515m或更高。一般情况下，采用人工放水型分水滤气器；在观察水位和放水不方便的场合，应采用自动放水型分水滤气器。分水滤气器必须垂直安装，并将放水阀朝下。壳体上箭头所示方向应与气流方向一致，不可反装。分水滤气器可单独使用，但多与减压阀、油雾器组合使用。组合使用时，沿进气方向的安装顺序是分水滤气器、减压阀、油雾器，不可颠倒。且应安装在靠近气动设备处。4.4.2 减压阀的选择和使用减压阀是把较高的输入压力降低到较低的输出压力，并使其保持稳定，以满足气动执行机构需要的一种压力控制阀。减压阀根据要求的工作压力、调压范围和最大流量来选择。其中减压阀的公称流量是主要性能参数，一般与阀的通径相对应。当选不到合适的较大通径的减压阀时，可以用若干个小通径减压阀（并联）代用。这时，输入及输出管道截面积之和不得小于各减压阀通径截面积之和。在要求稳定精度较高的场合，应选择精密减压阀。在有燃爆危险的场合，应选用遥控减压阀。减压阀可以任意位置安装，但最好垂直安装，手柄朝上，便于调整压力。阀体上的箭头方向为气体流动方向，不可装反。阀体上的堵头可拧下来，装上压力表，也可以通过管接头把压力表装在控制面板上。减压阀在不用时，应旋松手柄回零，以免膜片长期受压而产生塑性变形。4.4.3压力继电器的选择与使用压力继电器是利用气压信号接通或切断电路以实现保护和自动控制的一种辅助元件。压力继电器根据规定的电源种类、电压、电流、气压的大小进行选择。压力继电器安装时，应避免倾斜、倒置，不要安装在振动较大的地方，以免控制失灵，发生事故。使用时应定期检查和擦拭触点，确保接触良好。若触点氧化，接触不良，将会造成误动作。失效时要及时更换。4.5 设计气动回路 见工程图第5章 珩磨机理初步分析5.1珩磨原理 珩磨是一种低速磨削法，常用于内孔表面的光整、精加工。珩磨油石装在特制的珩磨头上，由珩磨机主轴带动珩磨头旋转和往复运动，并通过其中的胀缩机构使油石伸出，向孔壁施加压力以作进给运动，实现珩磨加工。为提高珩磨质量，珩磨头与主轴一般都采用浮动连接，或用刚性连接而配用浮动夹具，以减少珩磨机主轴回转中心与被加工孔的同轴度误差对珩磨质