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机械毕业设计全套

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GY01-251@针阀体座面跳动量具的设计,机械毕业设计全套

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机 械 制 造 工 艺 课 程 设 计机械加工工艺卡片零件名称：车床丝杠 学 生：李晓光 学 号：0828060058 指导教师： 王红星 2011年 12 月河南理工大学万方科技学院测控技术与仪器机械加工工艺过程卡片零件号零件名称车床丝杠工序号工序名称设备夹具刀具量具工时名称型号名称规格名称规格名称规格1备料米尺，游标卡尺2热处理3车车床CA614090 焊接式直头外圆车刀YT15米尺4磨平面磨床M820平行砂轮千分表5检验6热处理7粗车车床CA6140硬质合金切断刀YT15游标卡尺8热处理9车车床CA6140硬质合金切断刀YT15游标卡尺，外径千分尺，螺纹百分尺10粗磨万能磨床M1432A平行砂轮千分表11热处理12检验13研车床CA6140硬质合金顶尖14粗磨万能磨床M1432A平行砂轮千分表15半精磨丝杆磨床S7432三针测量仪16热处理17研车床CA6140硬质合金顶尖18半精磨万能磨床M1432A平行砂轮千分表19精磨丝杆磨床S7432平行砂轮千分表20终磨万能外圆磨床M1432A平行砂轮千分表机械加工工序卡片工序名称粗车外圆工序号9零件名称车床丝杠零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度形式重量45HRC55棒料设备夹具辅助工具名称型号标准夹具卧式车床CA6140安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度(mm)走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速切削速度基本工时(s)顶尖装夹1234粗车左端外圆粗车右段外圆车倒角车退刀槽90 焊接式直头外圆车刀T0303游标卡尺千分尺4523301520.560.56157.6r/min254.7r/min57.5m/min80m/min225设计者翟飞指导教师赵彦如共5 页第1 页机械加工工序卡片工序名称粗车螺纹工序号10零件名称车床丝杠零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度形式重量45HRC55棒料设备夹具辅助工具名称型号标准夹具卧式车床CA6140安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度(mm)走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速切削速度基本工时(s)1粗车梯形螺纹T55x12-T型螺纹车刀P7螺纹环规181017.50.56254.780155设计者翟飞指导教师赵彦如共5 页第 2页河南理工大学万方科技学院测控技术与仪器机械加工工序卡片工序名称打孔工序号10零件名称车床丝杠零件号零件重量同时加工零件数材料毛坯牌号硬度形式重量45HRC55棒料设备夹具辅助工具名称型号标准夹具立式钻床Z4012安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度(mm)走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速切削速度基本工时(s)1钻8的通孔麻花钻游标卡尺40140643202035设计者翟飞指导教师赵彦如共5 页第 3页河南理工大学万方科技学院测控技术与仪器机械加工工序卡片工序名称精磨外圆工序号19零件名称车床丝杠零件号零件重量同时加工零件数材料毛坯牌号硬度形式重量45HRC55棒料设备夹具辅助工具名称型号标准夹具万能磨床M1432A安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度(mm)走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速切削速度基本工时(s)12精磨左端外圆精磨右端外圆平行砂轮千分表60233020.250.1685.545.555设计者翟飞指导教师赵彦如共5 页第 4页河南理工大学万方科技学院测控技术与仪器机械加工工序卡片工序名称精磨螺纹工序号20零件名称车床丝杠零件号零件重量同时加工零件数材料毛坯牌号硬度形式重量45HRC55棒料设备夹具辅助工具名称型号标准夹具丝杠磨床CS7432安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度(mm)走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速切削速度基本工时(s)1精磨螺纹平行砂轮千分表181010.050.0574.545.565设计者翟飞指导教师赵彦如共5 页第5 页附图纸： 1、零件图2、毛坯图3、夹具设计装配图（不要求，如做，加分）4、结构设计零件图（不要求，如做，加分）由于零件图过长，采用分段给予截图。13滚珠丝杠螺母副是数控机床中回转运动转换为直线运动常用的传动装置。它以滚珠的滚动代替丝杆螺母副中的滑动，摩擦力小，具有良好的性能。组成及工作原理：滚珠丝杠螺母副的结构原理图组成：主要由丝杆、螺母、滚珠和滚道（回珠器）、螺母座等组成。 工作原理：在丝杆和螺母上加工有弧行螺旋槽，当它们套装在一起时便形成螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠。而滚珠则沿滚道滚动，并经回珠管作周而复始的循环运动。回珠管两端还起挡珠的作用，以防滚珠沿滚道掉出。 特点：传动效率高：机械效率可高达92%98%。 摩擦力小：主要是用滚珠的滚动代替了普通丝杆螺母副的滑动。 轴向间隙可消除：也是由于滚珠的作用，提高了系统的刚性。经预紧后可消除间隙。 使用寿命长、制造成本高：主要采用优质合金材料，表面经热处理后获得高的硬度。滚珠丝杆螺母副的消隙双螺母垫片调隙： 修磨垫片厚度消隙 滚珠丝杆螺母副采用双螺母结构（类似于齿轮副中的双薄片齿轮结构）。通过改变垫片的厚度使螺母产生轴向位移，从而使两个螺母分别与丝杆的两侧面贴合。当工作台反向时，由于消除了侧隙，工作台会跟随CNC的运动指令反向而不会出现滞后。双螺母螺纹调隙：用锁紧螺母消隙图示为利用两个锁紧螺母调整预紧力的结构。两个工作螺母以平键与外套相联，其中右边的一个螺母外伸部分有螺纹。当两个锁紧螺母转动时，正是由于平键限制了工作螺母的转动，才使得带外螺纹的工作螺母能相对于锁紧螺母轴向移动。间隙调整好后，对拧两锁紧螺母即可。结构紧凑，工作可靠，应用较广。 双螺母齿差调隙： 两个工作螺母的凸缘上分别切出齿数为Z1、Z2的齿轮，且Z1、Z2相差一个齿，即： Z2-Z1=1，两个齿轮分别与两端相应的内齿圈相啮合，内齿圈紧固在螺母座上。差齿式调整法设其中的一个螺母Z1转过一个齿时，丝杆的轴向移动量为S1，则有： Z1:1=T:S1 则S1=T/Z1如果两个齿轮同方向各转过一个齿，则丝杆的轴向位移为：S=S1-S2=T/Z1-T/Z2=T/Z1Z2例：当Z1=99，Z2=100时，S1。可以达到很高的调整精度。滚珠丝杆螺母副的安装 滚珠丝杆螺母副所承受的主要是轴向载荷。它的径向载荷主要是卧式丝杆的自重。安装时，要保证螺母座的孔与工作螺母之间的良好配合，并保证孔与端面的垂直度等。这时主要是根据载荷的大小和方向选择轴承。另外安装和配置的形式还与丝杆的长短有关，当丝杆较长时，采用两支撑结构；当丝杆较短时，采用单支撑结构。滚珠丝杠两端支撑形式图a：一端固定，一端自由：适用于短丝杆及垂直丝杆。 图b：一端固定，一端浮动：一端同时承受轴向力和径向力，另一端径向力，当丝杆受热伸长时，可以通过一端做微量的轴向浮动。 图c：两端固定的支撑形式：通常在它的一端装有碟形弹簧和调整螺母，这样既能对滚珠丝杆施加预紧力，又能在丝杆热变形后保持不变的预紧力.标签: 滚珠丝杆. 滚珠丝杆是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。滚珠丝杆由螺杆、螺母和滚珠组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义是将轴陈从滚动动作变成滑动运动。由于具有很小的磨擦阻力，滚珠丝杆被广泛用于各种工业设备和精密仪器。 滚珠丝杆是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。 滚珠丝杆和特点： 1、与滑动丝杆副相比驱动力矩为1/3：滚珠丝杆的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动，所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杆副相比驱动力矩达到1/3以下，即达同样运动结果所需动力为使用滚动丝杠副的1/3。在省电方面很有帮助。 2、高精度的保证：滚珠丝杆是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面，对温度、温度进行了严格的控制，由于完善的品质管理体制使得精度得以充分保证。 3、微进给可能：滚珠丝杆由于是利用滚珠运动，所以启动力矩极小，不会出现滑动运动那样的爬行现象，能保证实现精确的微进给。 4、无侧缝、刚性高：滚珠丝杆可以加预压，由于预压力可使轴向间隙达到负值，进而得到较高的刚性(滚珠丝杆内通过给滚珠加预压力，在实际用于机械装置等时，由于滚珠的斥力可使丝母的刚性增强。 5、高速进给可能：滚珠丝杆由于运动效率高、发热小，所以可实现高速进给运动。 滚珠丝杆的用途：滚珠丝杠轴承为适应各种用途，提供了标准化种类繁多的产品。滚珠的循环方式有循导管式、循环器式、端盖式。预压方式有定位预压(双螺母方式、位预压方式)、定压预压。可根据用途选择适当类型。丝杆有高精度研磨加工的精密滚珠丝杆(丝度从C0-C7的6个等级)和经高精度冷轧加工成型的冷轧滚珠丝杆轴承(精度分从C7-C10的3个等级)。另外，应付用户急需交货的情况，还已对轴端部进行了加工的成品，可自由对轴承端部进行追加工的半成品及冷轧滚珠丝杠轴承。作为此轴承的周边零部件，在使用所必要的丝杠支撑单元、螺母支座、锁紧螺母等也已被标准化了，可供用户选择使用。 滚珠丝杠轴承以多年来所累积制品技术为基础，从材料、热处理、制造、检查至出货，都是以严谨的制度来加以管理，因此，具有高度信赖性。钻喷孔夹具的设计 摘要本课题是为了解决喷油嘴生产中的钻喷孔而设计一种钻床夹具。通过不断比较分析，设计的夹具能通过转动一角度实现喷油嘴喷孔在夹具中快速、正确定位，在精密小台钻上实现快速钻孔。在加工喷孔中只需要更换两个特定分度盘就可以加工同一尺寸不同角度的喷油嘴的喷孔。在综合运用所学的基本理论、和相关的专业知识设计出夹具的结构简单、定位可靠、适用于企业小批量生产各种不同角度的喷孔的喷油嘴，并绘制总装图和必要的零部件图。关键词 ： 喷油嘴喷孔 快速定位 钻床夹具设计 分度盘 钻喷孔The design of Drilling nozzle fixtureAbstractThis topic is in order to solve the drilling spray holes question to design a drill press fixture in fuel injector production. Through constant comparison analysis, the fixture t of he design through the rotation angle nozzle spray holes in the fixture,can fast, accurate positioning, precision bench drill for fast drilling. Processing nozzle only need to replace the two specific sub-dial to different angles of the same size, the spray nozzle hole can be processed. Integrated use of the basic theory, and relevant professional knowledge to design a fixture structure is simple, reliable positioning for a variety of different angles in small batch production of enterprises, injector nozzle, and draw the assembly diagrams and the necessary spare parts diagrams.Key word: Injector nozzle, quickly locate ,design drill press fixtures, indexing plate, drilling nozzle.目录1 绪论31.1 课题研究的背景31.2课题研究的目的51.3课题研究的主要内容52 .设计任务63 .钻喷孔夹具定位、夹紧结构设计73.1定位方式的选择确定73.2定位、夹紧结构的设计84分度结构的设计114.1分析喷孔的角度:114.2分度装置的基本形式124-3分度销操作结构设计134-4分度结构的设计144.5喷孔的空间角度的模拟结构设计164.5.1喷孔的空间角度加工说明164.5.2喷孔角度模拟结构的设计175 钻模的结构设计175.1钻模的分析175.2钻模结构设计18设计总结21致谢22参考文献231 绪论1.1 课题研究的背景目前，我国的汽车行业非常繁荣，大量的汽油机和柴油机装在各种各样的汽车中。由于柴油机的经济性、动力性优于汽油机，所以柴油机的使用量大幅增加，不仅载重车使用柴油机，现代的轿车也开始采用柴油机，油泵油嘴的产量也相应提高。柴油机的性能和排放取决于喷油、 进气和燃烧室三者之间的合理分配, 其中喷油系统是所有系统中最重要的, 柴油喷射系统的性能对柴油机的混合气形成、 燃烧过程的组织起着决定作用。在柴油机的燃烧过程中,柴油必须经过雾化、 升温、 蒸发、 扩散等过程形成合适的混合气, 然后实现着火、 燃烧、 放热、 做功, 这些都与喷油系统的喷油嘴有非常密切的关系。特别是随着柴油机向直喷式发展及对低污染、 低噪声、 节能等要求的不断提高,对燃油系统尤其是对喷油嘴的要求也越来越高。要提高燃油系统的质量, 首先要提高喷油嘴喷孔的加工质量。喷油嘴喷孔角度的加工精度直接影响油嘴在柴油机燃烧室里喷雾的方向和落点位置。随着国家排放要求的提高，高压共轨技术的应用，喷油嘴也向多孔数、小孔径方向发展。喷孔加工质量会直接影响喷油嘴的雾化特性、油线贯穿度与喷雾锥角，而最终影响柴油机的经济性、动力性以及排气烟度等。喷油嘴的喷孔直径一般在。.250.35mm，孔深在l2.smm之间，属于微小深孔加工，喷孔又是在曲率较大的曲面上加工的，所以喷孔加工一直是喷油嘴中最难解决和最关键的技术难题。目前，国内用于喷油嘴喷孔的主要加工方法有四种：在变频或风动高速台钻上采用手工钻削；采用数控三轴钻床钻喷孔；采用电火花喷孔机床加工喷孔；采用激光打孔机加工喷孔。另外，用于喷孔后续加工的还有喷孔挤压研磨工艺和电解去压力室喷孔毛刺工艺。随着技术的进步，在变频或风动高速台钻上采用手工钻削的工艺已经逐步淘汰；激光打孔机加工喷孔技术目前尚在试验阶段，还没有应用于实际生产中；电解去压力室喷孔毛刺工艺，只是对喷孔毛刺有一定的去除作用，不能改变喷孔的直径和粗糙度。目前，国内生产喷油嘴偶件的大部分制造厂家加工喷油孔的主要设备都是数控三轴钻，常见的设备型号有瑞士POSALUX公司的PNC-数控三轴钻和国内鲁南机床厂的ZK9303型数控三轴钻。机床加工原理基本：通过3个高精度的变频调速电主轴，进行打中心孔、钻孔和扩孔；电主轴的换位和进给均为伺服电机驱动。工件分度为二维精度分度的定位机构，采用了传动误差小、空回小、传动效率高的谐波传动减速器及伺服驱动电机；主轴换位及进给和水平分度轴的轴向移动均采用直线滚动导轨副和滚珠丝杠副等精密传动部件。该种设备加工后喷孔内毛刺较大，反应出来的喷孔流量散差较大，手工不易清理喷孔内的毛刺，对喷油器总成的性能具有一定的影响。最主要的是，使用该种设备加工直径小于0.20mm以下的喷孔时，因钻头的刚性差，造成断钻头现象严重，且生产效率很低，严重制约着企业的发展。为此，生产企业已逐渐引进电火花加工设备。电火花加工喷孔工艺 随着柴油机排放要求的提高，喷油嘴喷孔向小孔径、多孔数发展，钻削加工喷孔的工艺将很难适应喷孔直径越来越小的要求。而电火花加工喷孔则具有可加工直径小、精度高和压力室无毛刺的特点，并可放在热处理后加工。加工原理：电火花加工的原理是基于电极和工件（正、负电极）之间脉冲性火花放电时的电蚀现象，电蚀多余的金属，达到加工孔的目的。加工喷孔的电极是利用300mm长的杆状金属丝。此电极丝是通过无心磨床加工，电极丝的圆度保证在3m以下，直线度保证在3m以下。目前的电火花加工方式主要有两种：一种是加工喷孔时电解丝做轴向进给，另一种是加工喷孔时电极丝做轴向进给和旋转运动。在加工过程中，总是根据加工零件的不同（材料、孔径和孔深等）来确定放电参数（脉冲频率、脉冲宽度和放电间隙等）。挤压研磨加工喷孔工艺 目前，国际上普遍采用液体挤压研磨的工艺，例如德国BOSCH、日本电装公司等。 加工原理：磨粒流挤压研磨工艺是在具有一定粘弹性的高分子材料中掺入硬质颗粒形成半流体状的研磨介质，在机床的压力作用下，研磨介质从工件的被加工表面流过，从而产生微量切削。由于喷油嘴中孔直径D与喷孔直径d的比值D/d较大（约20），其截面面积之比是D/d的平方（约400），因此磨料在喷油嘴中孔和喷孔中的流速相差约100倍。而磨料的切削作用只有在一定速度下才能起到作用，即磨料在高压的作用下，由夹具压头进入喷油嘴中孔，经过喷油嘴压力室，高速通过喷孔；在压力室喷孔产生切削磨粒流，对压力室喷孔边角毛刺和喷孔进行微量磨削；在喷孔入口处研磨出圆角并使孔壁粗糙度提高，而不会破坏精加工后喷油嘴中孔、座面的的精度。喷油嘴的加工中，国内的大部分生产厂还都在使用钻孔工艺加工喷孔。微孔钻床的特点是体积小，切削力小，钻头刚性差。喷孔钻削时，存在着钻头刚性差和工件表面曲率大等间题。在钻头横刃接触工件表面的入钻瞬间，在各种误差的综合作用下所产生的侧向不平衡干扰力易使钻头端部产生侧向偏移(当横刃稳定切入工件，以后的侧向偏移变化较小)，使喷孔的位置精度和尺寸精度下降。国内外传统上都增加一道预打中心孔的工序(或工位)，这样，不仅加工效率低，而且入钻精度不易保证.这种工艺加工的喷孔，粗糙度差，在压力室中有翻边毛刺，喷油嘴流量系数只有0.50.6。为了满足越来越严格的排放法规要求，柴油机要求喷油嘴流量系数在0.8以上，需要进一步提高其流量系数。但是在企业试制和小批量生产中具有一定的优势，生产设备投入低，加工方便，便于调整生产。1.2课题研究的目的在喷油嘴的加工中，国内的大部分厂生产还都在使用钻孔工艺加工喷孔。这种工艺加工的喷孔，虽然在效果上比不上其他几种加工方式，但是使用精密小台钻加工针阀体喷孔设备成本低，操作简单只需要设计一合理钻模夹具就能加工。本课题就是在生产实践中提出来的用以解决喷油嘴针阀体喷孔加工过程中快速定位、夹紧、分度而设计钻床夹具。本课题设计的夹具具有真正适用一线生产中，虽不上喷孔的其他先进加工方法，但也有其自身的优势。设计的机床夹具的基本要求是工件定位正确，定位精度满足加工要求，工件夹紧牢固可靠；操作安全方便；成本低廉。1.3课题研究的主要内容在整个课题设计中，生产实践是设计研究的直接来源，也直接用生产实践中经验来衡量本次设计的好坏，用结构简单、易操作、工作可靠来实现针阀体喷孔的加工。本课题设计的主要内容有：对钻喷孔的夹具的定位方式、夹紧结构的设计，通过定位夹紧方案不断比较，使设计的夹具定位可靠、精度高、装卸零件方便快捷、结构简单，这在说明书中都是有详细介绍比较的，并附有二维图纸。对钻喷孔的夹具的分度机构进行设计，这种分度机构的设计是从典型分度机构演变而来的，包括分度盘1设计，和特殊分度盘2的结构设计。这在说明书中也都是有详细介绍的，并附有有二维图纸。对钻喷孔的夹具的钻模板进行了的设计使其能适应该夹具。这在说明书中也都是有详细介绍的，并附有有二维图纸。对整个夹具进行组装并改进，这在说明书中也都是有详细介绍的，并附有有二维图纸。2 .设计任务喷油嘴是柴油机的重要部件，喷孔又是喷油嘴的关键部位。这课题的设计的主要任务是针对下图21所示喷油嘴针阀体的钻喷孔的加工，设计一套能在精密小台钻上能加工的钻喷孔夹具并且是在一次的装夹中完成四个喷孔的加工。图 2-1针阀体简图长型针阀偶件针阀体头部呈球面其上有四个小喷孔，而喷孔孔轴线与导向孔轴线具有不同夹角。设计要求是能加工四个针阀体喷嘴上0.3的小喷孔，四个喷孔在球面上有一定的角度关系如图2-2。图2-2喷孔位置分布图根据设计任务的要求可以将钻模夹具分为三部分考虑：1.定位夹紧结构的设计 2.分度结构的设计，这是设计的核心 3钻模板结构的设计 在完成三部分的结构方案设计后在综合考虑加工的是模具的操作性，结构简单、可靠，分度准确选择最优方案设计，并画出装配图和必要的零件图。3 .钻喷孔夹具定位、夹紧结构设计长型针阀偶件简介喷油嘴偶件是柴油机上精密部件之一。喷孔加工工序又是针阀体加工中一道关键工序，喷孔质量最的好坏将直接影响到柴油机的动力性能参数。按常见的柴油机喷射器S系列长型针阀偶件的头部形状分为 ,一种是头部呈120度锥面状，另一种头部呈球头状。长型针阀偶件的喷孔的加工公差为0.006mm-0.02mm，表面粗糙度为Ra2.51.00m。由于受到加工设备的限制,喷孔截面的几何形状、位置与加工精度、表面粗糙度往往偏低。目前国内最广泛采应用的加工方法是钻削喷孔高速台钻和相适应的钻喷孔钻模。图2-1所示的零件是长型四孔喷油嘴针阀体。该种形式的针阀体零件喷孔多，孔径小，其孔径一般在0.20.3mm范围内居多，几何形状复杂，这对于钻模设计、模具制造、喷孔加工都带来了一定的难度。3.1定位方式的选择确定根据零件的结构特点，我考虑了两种定位方式。如下图3-1 可以用长的内圆柱面限制四个自由度在加上一个菱形销限制一个自由度。但是这样定位基准与设计基准不重合，提高了定位精度的要求。图3-1 定位方式一在工件的尺寸精度，形位公差的精度比较高条件，我们主要根据定位基准是与设计基准重合原则，选择一面两孔定位。图3-2定位示意图如图3-2所示：针阀体的底面与平面接触限制3个自由度，正中的大孔用长圆柱销限制2个自由度，剩下一个自由度任选工件上一小孔用菱形销限制自由度。选择一面两孔的定位方式这使定位基准与工艺基准重合，并与设计基准重合，可以减小定位误差，获得最大加工允差，降低夹具制造精度。选择工件上最大的平面底面为第一定位基准，最长的圆柱面为第二定位基准以提高定位精度，并使定位稳定、可靠，在选择菱形销定位工件是要防止出现在超定位现象。 3.2定位、夹紧结构的设计 根据确定的定位方式，设计合理的结构定位夹紧工件，设计以下几种方案综合整幅夹具优化选择最合适的结构设计。定位、夹紧结构设计方案一在上网查阅期刊文献后，有了大概的思路。所示根据定位要求设计如图3-2所示，将工件套入钻模本体的定位心轴上，其工件底面上的两孔插人菱形定位销和圆形定位销、并用元宝螺母及摇臂将工件压紧。该结构定位简单可靠、装卸方便，但是夹紧结构不稳定也比较大并影响后续的方案设计。图3-3 方案一的定位夹紧机构定位、夹紧结构设计方案二在自己独立思考后设计出如下结构。同样采用一面两孔的定位，在回转心轴上钻沿工件四周均布三个螺纹孔，再用双头螺柱连接心轴和开口螺母压紧工件。如图3-4所示，该结构定位采用锥面定位准确可靠，但夹紧不可靠，夹紧结构设计不合理，回转心轴的结构、尺寸也很难合理设计，装卸不方便。图3-4方案2设计示意图定位、夹紧结构设计方案三在经过一段时间的考虑和老师交流后重新设计了方案三。该结构采用回转心轴的端面定位限制针阀体的三个自由，用定位长销限制二个自由度，用菱形销限制一个自由度完成定位的要求。结构如下图3-5所示。图3-5方案三的设计示意图心轴端面定位可靠，定位长销与针阀体内的正中内孔接触定位，长销设计的很长可以利用针阀体里的一锥面来提高定位精度。采用拧紧固定螺母套夹紧针阀体，针阀体整体受力均匀夹紧可靠、不打滑、不损伤工件且容易制造，不需调距，使用方便。固定螺母套夹紧力的方向应使定位基面与端面接触良好，保证工件定位准确可靠；夹紧力的方向与工件刚度最大的方向一致，以减小工件变形；为了装卸方便，将固定螺母套设计成开口的的，这样可以不需要将螺母全部旋出，只要松开螺母就可以取下螺母这大大提高了装夹的效率。该结构定位可靠、结构简单、小巧，夹紧方便快捷并且与后续设计结合很好。4分度结构的设计4.1分析喷孔的角度:喷油嘴喷孔角度的加工精度直接影响油嘴在柴油机燃烧室里喷雾的方向和落点位置, 正确掌握喷油嘴喷孔角度的坐标变换及公差的合理应用非常必要。利用立体几何与三角函数进行坐标变换及误差计算, 分析、推导出一般公式, 并应用于产品的加工和测量中。喷油嘴产品图中的喷孔角度一般以喷孔所形成的圆锥锥轴中心来标注, 如图 41中 K 向。图4-1喷油嘴喷孔角度设计图图4-1中: 为喷孔所形成的圆锥锥轴中心与针阀体中心轴的夹角; 为喷孔所形成的圆锥锥轴中心与喷孔中心的夹角; 为以 K 向从球头端看, 喷孔中心与进油孔中心投影的夹角。在实际的数控机床或其它工艺加工及测量中, 一般以针阀体中心轴来标注, 如图4-2中D向。图4-2喷油嘴喷孔角度加工、测量图图 4-2中: 为喷孔所形成的圆锥锥轴中心与针阀体中心轴的夹角; 为喷孔所形成的圆锥锥轴中心与喷孔中心的夹角; 为以 D 向从球头端看, 喷孔中心与进油孔中心投影的夹角。针阀体的喷孔的位置分布在球面上，喷孔的轴线都是过球心垂直球面的。角度计算分析需用到三维球坐标公式计算，而本课题给定的零件的角度直接是喷嘴孔加工的角度不需要计算分析，这里也不展开说明了。4.2分度装置的基本形式针阀体喷孔的相对角度要求高，选择径向分度形式综合考虑到夹具设计选择如图4-3的样式。单斜面对定，能将分度的转角误差始终分布在斜面的一侧，分度槽的直边始终与分度销的直边接触，故分度精度较高，4-3单斜面对定方式4-3分度销操作结构设计 在查阅夹具设计手册后，分度销的操作应该结构简单，导向精度高，便于与分度机构的结合。借鉴设计手册结构的我选择如图4-4杠杠式图4-4杠杠式操作结构分度操作原理：分度销4在弹簧2的作用始终有一力使其与分度盘接触，当需要分度时操作杆3向下压使弹簧2压缩分度销1与分度盘分开，这时可以分度了。在完成分度后，分度销4在弹簧作用下重新插入分度槽内。在与分度结构结合过程中，杠杆式操作机构的杠杆会被分度结构影响不易操作，在经过总体设计后改进分度销操作机构如图4-5与分度结构结合实现自动插入分度槽内。图4-5设计的分度销操作机构该分度销操作节构的分度销设计很有特色是整个结构的重点，分度销能自动插入分度槽是因为分度销与辅助分度盘结合一起，辅助分度盘转动时的凸出部分轮廓(分度销内凹部分接触)会抬起分度销.。分度销在弹簧的作用下使其始终与分度盘上分度槽或辅助分度盘轮廓保持接触。4-4分度结构的设计 在分度结构设计过程中，我一直没有找到正确的结构方法，在老师的指点下，认真翻阅夹具的设计手册里发现夹具的典型分度结构对我设计有很大的借鉴作用。分度结构的设计也是从典型分度演化借鉴来的。借鉴图4-6典型分度结构4-6典型分度结构分度盘的结构跟据选择好的对定方式和具体的分度的角度要求设计。分度方案的设计有点类似于棘轮机构只能顺时针旋转分度，这样可以提高分度的精度排除了径向间隙带来的影响。弹簧片的作用相当于一个棘爪，具体结构如图4-74-7分度方案的设计分度结构工作原理：如图4-7所示，在调整角度时，辅助分度盘先逆时针旋转一小角度时，分度销在辅助分度盘凸起轮廓的作用下拨出分度盘的分度槽内，分度盘在止动块的作用下静止不动(只能顺时针转动)，辅助分度盘继续逆时针旋转至弹簧片卡进下一分度槽内（弹簧片在螺钉的作用下会掉进分度槽内）这时辅助分度盘顺时针旋转分度盘在辅助分度盘的带动下一起顺时针旋转直到分度销卡进分度槽内（分度销在弹簧力的作用始终与辅助分度盘接触）分度完成。这个结构简单，分度可靠、精度高，如果用一气缸控制分度还可以实现自动化分度。4.5喷孔的空间角度的模拟结构设计4.5.1喷孔的空间角度加工说明针阀体上喷孔的轴线角度位置都相当于以球心为坐标原点建立以三维坐标系。给定的工件图直接是喷孔轴线与进油口的轴线角度关系和从正球端面看过去喷孔轴线之间角度关系。图4-8所示球面三角形ABC便于我们理解和想象角度位置关系。图4-8球面三角形ABC空间角度加工的原理：我们可以把其中一喷孔的轴线看做Z轴，以针阀体球心为原点中心，将针阀体定位夹紧好后，用任一喷孔轴线与钻头中心成一条线加工喷孔，加工完后，绕针阀体的进油口的轴线旋转一定角度后在绕球心旋转一定角度就可以把下一待加工的喷口调整到加工的位置了。4.5.2喷孔角度模拟结构的设计在L形的座板上用轴与L形转板形成可动连接（绕轴线转动），转板（在重力的作用下始终向下）在凸轮型分度盘的始终绕轴旋转。5 钻模的结构设计5.1钻模的分析 一般的钻模需要钻模和钻模固定套，但是这次加工工的孔直径只有0.3mm ,尺寸小，可活动的空间小。钻模需要固定不动不能安装在转板上，但是安装在底板上尺寸难控制又比较笨重。5.2钻模结构设计由于要钻的小孔直径很小，钻模小不易制造安装所以在钻模板上直接钻小孔当做钻头的导向孔。钻模板厚度小，因此将钻模板用螺钉安装在厚度大刚度好的钻模安装板上。钻模安装板安装在钻模固定轴上与其小间隙配合，钻模安装板的高度由钻模高度板限定。钻模板的位置可以由钻模安装板上的限位螺钉来调整。在零件进行装卸的时候可以将装模安装板往没有限位销轴的方向上旋转，这样钻模板不影响装卸进行加工时又可以由限位螺钉快速的调整好钻模板的位置。注意事项 (1)钻模板高度固定板调整到实际使用高度，钻模板上的导向孔中心与工件中心相一致，此时把钻模板安装板调整好也一起紧固之。2加工喷孔的机床要用高速台钻，钻头的线边度应达到每分钟17.5m以上。为了改善喷孔粗糙度，应该分为钻孔和扩孔工序。钻孔直径一般比实际孔径小0.04mm左右，扩孔时要添加植物油之类的润滑剂。(3)加工喷孔前的工件定位基面、定位销孔、中孔这三个部位须光整精细干净，不允许有毛刺、翻边切屑等缺陷。(4)钻削喷孔的钻模极一般是没有钻套的导向孔是在加工第一件工件时同时钻出，然后再进行热处理。(5)长型针阀休的球头状头部，在预磨头部表面工序后才能加工喷孔，这样当工件经过热处理后再进行精磨球头时，保证喷孔的轴向位置精度。 (6)第一次使用该钻模时，必须用标准件进行校正，确定对刀尺寸，再进行试钻。(7)试钻成功后，必须将开始加工的5一6个工件进行喷孔直径及位置精度的检查，经检验合格后方可继续加工。(8)每班工作前，应检查23个工件是否符合图纸要求，若不符合，则需修整钻模，方可继续加工。（9)由子钻头直径很小，刚性较差进给力不容易控制，易将孔引偏或折断钻头，在使用时应多加注意。 其他5.轴直径的确定5.1轴直径的初步确定根据工作条件，初选轴的材料为45钢，调质处理。按扭转强度法进行最小直径估算，即：，值由机械设计教材表153确定，选,则轴的直径初步估算为：5.2各轴段直径的确定和校核最小直径，压轮和带轮处的轴段，安装轴承处的直径，所以选择轴承为向心球轴承6204。轴的具体结构如图51所示。图51带传动的效率所以电机经过带轮减速之后的效率，查机械设计教材可知扭转应力公式为：。查机械设计教材表153可知许用扭转应力为为2545MPa，因此轴的强度合格输出轴上的轴承选择与计算由轴IV的设计知，初步选用深沟球轴承6215，由于受力对称，只需要计算一个，其受力=11218.3 N，=0，=3 ，转速n=55.18/min1）查滚动轴承样本（指导书表12-1）知深沟球轴承6215的基本额定动载荷C=66000N，基本额定静载荷=49500N 2）求轴承当量动载荷P 因为=0，径向载荷系数X=1，轴向载荷系数Y=0，因工作情况平稳，按课本（P表13-6），取=1.0，则 P=（X+Y）=1.（111218.3+0）N =11218.3N 3）验算轴承寿命 h=61506h=146000h 故所选用轴承满足寿命要求。确定使用深沟球轴承6215由轴III的设计知初步选用A型键：bhL=14mm9mm40mm，=284.63 2) 校核键连接的强度 键、轴和轮毂的材料都是钢，由课本（P表6-2）查得许用应力=100-120MPa，取=110MPa。键的工作长度=L-b=40mm-10mm=30mm，键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.59mm=4.5mm。由式可得 =2284.63/4.53060MPa=70.27MPa=110MPa 可见连接的强度足够，选用键bhL=14mm9mm40mm设计总结大学四年的最后的毕业设计虽然只有短短的几个月，但在设计过程中我不断的翻阅以往的课本、图书馆里的资料，大大加深了对自己专业的体会，对专业知识也温顾了一次。在一定程度上表现了我对