【GY147】CA6140方刀架的加工工艺及工装设计【2】【机械工艺夹具类毕业设计论文】【优秀】【通过答辩】
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- 内容简介：
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毕业设计（论文）任务书 分 院 （系） 机械 工程 学 院 专 业 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 石晓南 学 号 041211计（论文）题目 刀架工艺工装设计 内容及要求： 内容： 1、零件图、毛坯图各一张 2、 工艺卡片一套、一道序工序卡 3、 二套夹具、拆画一套非标准件 4、 设计说明书一份 要求：分析零件图明确加工表面精度及技术要求，编制工艺路线确定加工余量 、切削用量、计算工时 。 能够独立完成 本次 设计任务，满足生产要求 。 进度安排： 1、 1 周（ 6）指导老师下达任务书；学生填写开题报告表，绘制零件图 2、 2 周（ 7析零件加工的工艺方案，编制工艺规程，填写工艺 卡 片和工序卡片 3、 4 周（ 9计两套专用夹具（一周完成草图、工艺计算及结构校 核； 三周完成夹具装配图及零件图 ） 4、 2 周（ 16写设计说明书及外文简要，答辩准备 5、 1 周（ 18）终期考核；毕业答辩（自述、教师提问、学生回答、审核设计图及说明书） 指导教师（签字）： 年 月 日 分院院长（签字）： 年 月 日 附录 A is a to a of of by By it is to in as to be a In it is a of or in or no of be on of as be of of is a of to to to a or by As is a or is at ,400 is to a if ft is If it to By or is is in a by or A a is to in of be by of be as 0F 1. of to 2. it to in to 0In to 0 3. in in or to is is to % in to a is 4. to to If is of or to to If it a 5. It to If in a It in of to a in is to to a or or in in be to to Of a is of to of in is as 1. to to to to 2. A. to B. Of a of C. On of D. of to is to to to a is to to it is to up it to it is to or to a a to it to In of of is is a of to a of of ct be be to of is in of In of is in a of or of a is a of to 1. is a to 2. by to of cm to 3. or in a to is is of if it to if a it 4. is in is to of of . of in in of of we of or is 6. is of to it It is to 7. is of On of a as a 8. is of or is a of 9. is by to to 10. to of in of to 11. is of to of or is of up of is 12. of of is in of to on of is a 13. is or or as or is or as 14. is or is in of to or in a of to 15. in in of In to is of in is in or to in is a is at a on a a in or in a In or of of a in or is is a it is as to To as a of to by S=P/A 1. 2. 3. or In of or of as of of in a it is if it a or it be if to it is a To we to of a in , in a to of a we of an to of , to of 0,000 of is a it of be by is is of of in of in 0,000 in on of a 15 or a , it 2,000 to is no in of of of 2,000 is a is a a go is on of to is it is in of we a of a or no of is of in is an on is to is no a 4% in of % to of of is is is of 5 a or up be of of in in a of to to to or so is of in a to If is be of of in in to a of so if to of An to in of in or If is in or be so to a of to to So or to as to in to or in of In Tu is To as of on in be to to to to a Do to as of u ou a of to it a to to of in to up to or a or on it is in of to of be in is in to it is to in to of a of in it in an it is a of to is in of it a a or is a of a is if be 附录 B 材料的处理和特性 热处理 热处理这一术语指的是各种各样通过加热和冷却以改变金属特性的过程。通过适当的热处理能使金属获得某种性质，例如；硬度、抗拉强度（抵抗拉伸的能力）和韧性，热处理可以是一种只需要少量工具的简单工艺。在工业上，热处理是要求有许多设备的高度科学、复杂的过程。 机加车间生产的许多制品或产品直到进行热处理之前是没有什么用处或完全没有用处的。本义只涉及有关钢的热处理的最基本的知识。对许多有色金属如铝、铜和黄铜 也可以进行热学生开题报告表 课题名称 刀架工艺工装设计 课题来源 一机床 课题类型 师姓名 宋书汉 学生姓名 石晓南 班级学号 041211 业 机械设计制造及其自动化 一、课题背景和意义 毕业设计是我们在校最后一个学期所要完成的课题，是非常重要的学习实践环节，综合的运用了过去所学知识， 刀架的工艺工装设计 是来源于一机床的工程设计类真实课题。对我们的最终的学习有着重要的意义。 二、课题主要内容 本课题是对 刀架进行工艺工装设计，设计出生产过程中所需的工艺规程，夹具、量具以及选择适当的机床和切削用量等。 三、课题研究方案 对零件进行分析，设计多条工艺路线进行优选，最终订出合理的工艺路线。考虑到此件为成批生产，夹具的设计需要高的生产效率，可将夹具如钻床夹具设计为多工位加工的夹具，铣床夹具设计成可多件同时加工的夹具，以便提高效率。 四、日程安排 第一阶段，填写开题报告表，绘制零件图； 第二阶段，分析零件加工的工艺方案，编制工艺规程； 第三阶段，设计两套专用夹具； 第四阶段，撰写设计说明书及外文简要 第五阶段，毕业答辩。 五、参考文献 金属切削手册 上海科学技术出版社 机械夹具设计手册 上海科学技术出版社 机械制造手册 指导教师签名： 日期： 课题类型： （ 1） （ 2） 注： （ 1）、（ 2）均要填写，如 沈阳理工大学学士学位论文 引言 毕业设计是学生的最后一个教学环节，全国高教机械设计及制造专业教学指导委员会第三次会议记要指出，“毕业设计题目应该以产品（或工程）设计类题目为主，尤其要鼓励去工厂从高真实产品设计”。在实际工程设计中，学生可以得到所学过的理论基础，技术基础，专业课全面的训练，为将来做好机械设计工程师的工作，提供全面的锻炼机会。 我们这次毕业设计题目，是 来源于一机床 ，我们在实习厂 拆装机床 并以 此 设备为参考，结合所学机械各方面知识，在老师指导下，查阅许多手册，经过不断的改进，最终完成毕业设计的任务 。 我此次毕业设 计的任务是 床方刀架的工艺工装设计，在宋书汉 老师的辅导下，对原有的 夹具 结构进行了改进， 提高了生产效率。计算正确，五张 图纸，符合工作量的要求。 通过这次毕业设计，我在计算，制图，公差与技术测量，机械原理，机械设计，金属材料与热处理，机械制造工艺，液压传动系统，电气控制系统方面的知识都受 到全面的综合训练，在机电液压的结合方面使我受益匪浅。特别是宋书汉 老师在工作中对我的耐心辅导，他对学生强烈的责任感和严谨的治学态度，无不给我以深刻的影响。 由于类似的大型课题第一次接触，经验能力方面的欠缺，错误之处一定存在，恳请各位老师给予批评指正。 沈阳理工大学学士学位论文 I 摘 要 本次毕业设计是围绕着 床方刀架的工艺工装来展开的。内容主要包括以下几个方面：设计零件的加工工艺（包括切削用量工时等计算）设计两套专用夹具，对其中一套进行拆画。作出一万八千字的说明书。 方刀架的主要功用就是通过装在刀架上的其它零件夹紧刀具，换刀时，在手柄转动下，带动方刀架回转，以达到换刀的目的。 因为工件属于大批量生产，宜采用专用夹紧装置。 所以为了适应 生产 需要，采用组合钻床，设 计专用的钻模板，在回转工作台上进行多工位加工 。 机床夹具的确定是一次十分重要的设计程序，方案的设计优劣往 往直接决定夹具设计的可行性。所以，方案的确定需经充分的研究和讨论来确定最佳方案。 由于 液压传动具有许多优点，如结构紧凑，体积小，重量轻，反应快，承载能力大；较易实现无级调速，调速比大；运动平稳；易于实现自动化；并能实现较复杂的自动化工作循环；具有自润滑能力；磨损小，寿命长；液压元件易于实现通用化、标准化，便于大批量生产。所以，本次所设计的夹紧方式就采用液压压紧。 关键词 ： 床方刀架 ； 液压夹紧 ； 工艺工装设计 沈阳理工大学学士学位论文 is in in to a to of as to its a of a 8,000th an of is on in to a to of to at on It is to to to to to as is is is to no to he is pt to is he a to in to of 沈阳理工大学学士学位论文 ey he in in to 沈阳理工大学学士学位论文 1 1 刀架加工工艺 零件的分析 件的作用 题目所给定的零件是车床上的方刀架，其主要作用就是通过装在刀架上的其它零件夹紧刀具，换刀时，在手柄转动下，带动方刀架回转，以达到换刀的目的。 件的工艺分析 方刀架以下表面为基准加工加工其周围一系列的孔，孔之间有一定的位置要求，现将加工部位分述如下： 1、以下表面和中心通孔为基准的表面 这组表面先加工下表面，此表面精度要求高，其表面粗糙度要求达到 求平面度 对于零件图中 A 面的跳动为 此表面为基准加工 48 2、工件表面的孔 钻攻 8 ，钻孔 16通孔 2 6，攻 20,攻 30，扩孔 系列孔加工时通过钻模板来保证位置精度，其中 486 16面100： 内壁表面粗糙度要求达到 毛坯的确定 坯加工方法的确定 根据零件加工工艺性及零件尺寸精度，在选择毛坯的加工方法时，要综合分析零件的轮廓，尺 寸精度，形状，位置，加工表面技术要求，最终确定了采用模锻来制造毛坯，精度等级 2级。 沈阳理工大学学士学位论文 2 坯尺寸及加工总余量的确定 经查阅工艺手册确定零件的毛坯尺寸，详见表毛坯图。 坯的重量计算 经查零件的比重为 经计算毛坯体积 7 M=142 142 215 9530 26 230 26 2 000000 = 工艺规程设计 1 3 1 定位基准的选择说明 基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成大批零件报废，使生产无法正常进行。 1 、粗基准的选择 粗基准的选择应满足以下的要求： 保证加工其他面时有足够的加工余量。 保证精加工时定位面有一定的精度。 为满足上述要求，应选下表面作为粗基准。 2、 精基准的选择 为了保证阶精度，采用底面为精基准，符合基准重合原则和基准统一原则。 同工艺路线的分析比较 工艺方案 1 工序 1：备料 工序 2：锻造毛坯 工序 3：热处理（正火） 沈阳理工大学学士学位论文 3 工序 4：车端面 粗镗孔至 精镗孔至 48镗孔 倒角 3 45 工序 5：掉头车另一端面，精镗孔 60 车倒角 45 工序 6：铣四侧面 工序 7：铣通槽 工序 8：钻通孔 15，扩孔至 孔至 16 84底孔，攻螺纹 8通孔 2 26 攻螺纹 2 20，攻螺纹 30 扩底孔 工序 9：钻扩槽内斜孔至 斜孔至 10序 10：铣槽 序 11：铣槽 序 12：铣端面四周的倒棱 工序 13：精铣通槽基面 工序 14：磨下表面 工序 15：磨四周面 工序 16：终检：上表面的跳动允差 的基面平面度允差 面的平面度允差 动允差 序 17：倒锐角去毛刺 工序 18：清洗 工序 19：发兰 工艺方案 2 工序 1：备料 工序 2：锻造毛坯 沈阳理工大学学士学位论文 4 工序 3：粗铣底面 工序 4：精铣上面（从底面为基准压紧） 工序 5：粗铣四侧面 工序 6：铣通槽 工序 7：半精磨上面（留量） 工序 8：半精磨另五面 工序 9：镗孔扩孔 48镗孔 倒角 3*45 工序 10：扩孔 60 倒角 45 工序 11：铣槽 序 12：铣油沟 序 13：钻攻 2 20 30 钻攻 8 工序 14：钻铰 10 斜孔 工序 15：钻通孔 15，扩孔至 孔至 16孔 序 16：去毛刺 工序 17：磨六面 工序 18：清洗 工序 19：检验 工序 20：发兰 方案一基准易于选择，加工性比较好。综合对可得，工艺一优于工艺二。最终选择工艺路线一为本次设计的加工工序。 择机床设备及工艺装备 为了适应成批量生产的要求，通常选择以通用机床为主，辅以少量专用机床的流水线，刀具量具围绕相关机床而具体定夺。详见工艺卡片。 （ 1）车端面及镗内孔时，考虑到生产效率及装夹方便，采用 床。车端面时，刀具采用 杆尺 寸 16*25r=90 ,5 ,2 ,孔时采用 90硬质合金 刀。倒角要求 3*45，采用成形车刀。夹具采用四爪夹盘和量具采用赛规及游标卡尺。 沈阳理工大学学士学位论文 5 （ 2）铣工件四侧面，采用 具采用锥柄立铣刀，夹具采用专用夹具，量具采用游标卡尺 . （ 3）钻孔及攻螺纹（工序简图 8），考虑到生产效率及装夹方便采用设备为组合钻床，进行多工位加工，夹具采用专用夹具，量具采用游标卡尺。 （ 4）磨工件下表面合磨四周面时的工序，选用加工设备为卧轴矩台平面磨床，磨削刀具选用砂 轮，夹具采用电磁夹紧，量具为游标卡尺。 （ 5）铣槽 油沟 端面四周的倒棱、铣通槽基面等工序时采用 式铣床。夹具为专用夹具。铣槽 8的圆柱铣刀，铣油沟 直柄立铣刀，倒棱时采用 4 端面铣刀，铣通槽时采用周面圆柱铣刀。量具采用游标卡尺和样板。 （ 6）钻铰槽内斜孔 10，机床采用型号为 摇臂钻床，夹具采用专用夹具，刀具为 0的锥柄机用铰刀，量具采用 10的塞规。 定机械加工余量，工序尺寸及其公差 根据机械制造工艺手册， 分别确定 机械加工余量，以及尺寸及其公差，如加工工序图表所示：结合毛坯图和零件图可知各轴径的总余量分布如下 1. 孔 48此孔精度 照手册确定工序尺寸及余量为： 粗镗： 镗： Z 6 孔： 15孔： 2Z=孔： 16 2Z= 孔： 孔： 2Z=9 粗铣通槽 2Z 3铣通槽 2Z=2阳理工大学学士学位论文 6 2Z 1写工艺卡片和机械加工工序卡片 定切削用量及基本工时 车端面 粗镗孔至 精镗孔至 48精镗孔 倒角 3*45 本工序采用计算法 工件材料 :45钢正火 , b=锻 加工要求 :车方刀架底面 ,粗镗 48至 镗孔至 48镗孔 角 3床 刀具 : 端 面 车 刀 : 刀 片 材 料 刀 杆 尺 寸 160 ,5 ,2 ,质合金浮动镗刀 1)刀量 f=r (表 3计算切削速度 (表 3耐用度 t=45 x v y a f （ =0 . 1 8 0 . 1 5 0 . 5292 0 . 8 1 1 1 . 5 44 5 5 0 . 6 =168m/(s) 确定机床主轴转速 （ = 1000 86沈阳理工大学学士学位论文 7 =5r/s (300r/按机床选取 s (320r/ (表 4所以实际切削速度 v=86/1000=s (186m/切削工时 L=186/2 1 2 3l 2 l = 0 l = 3 m m 9 3 2 0 5t 5 . 3 0 . 6 =30s (2)取刀杆直径 D= 25杆伸出量 125工余量 z=(2= 90硬质合金 刀 F=r (表 3V= (1 20% )（ s (表 3 19及手册第 102 页“镗孔切削用量” ) ） =1000 / s (513r/按机床选取 s (500r/所以实际切削速度 V= *000=s (74m/切削工时：（表 7 1） L=35 1 2 3 = 2 m mT m = L + l 1 / ( n w * f )9 3 2 0 5l 1 6 l = 4 m m l = 3 m m 3 0 . 6 1 8 57 . 9 0 . 1 5 6 1 1 （ = 35 =精镗孔至 48用同一刀杆， f=r (表 3 15) 沈阳理工大学学士学位论文 8 V= (1 20% ) s =1000 s (510r/按机床选取 s (500r/所以实际切削速度 V= *48*000=s (75m/切削工时：（表 7 1） L=35 1 = 35 =(精镗孔至 48.2 f=r (表 3V=s =1000 s (507r/按机床选取 s (500r/所以实际切削速度 V= *000=s (75m/切削工时：（表 7 1） L=8 1l=2 = 沈阳理工大学学士学位论文 9 =( 倒角 3*45 f=r (参照表 3V=s (参照表 3 21) =1000 s (162r/按机床选取 s (160r/ （表 4 3） 切削工时：（表 7 1） L=31l=2 = =(掉头车另一端面，精镗孔 60，车倒角 5 此端面与上一工序底面相同，即 f=r 20r/0s ( 精镗孔 60 取刀杆直径 D= 25杆伸出量 125工余量 z=(2= 90硬质合金 刀 F=r (表 3V= (1 20% ) s (表 3 19及手册第 102页“镗孔切削用量” ) 沈阳理工大学学士学位论文 10 =1000 s (513r/按机床选取 s (500r/所以实际切削速度 V= *000=s (74m/切削工时：（表 7 1） L=35 1l=2 35 =(倒角 5 f=r (参照表 3V=s (参照表 3 21) =1000 =s (130r/按机床选取 s (125r/ （表 4 3） 切削工时：（表 7 1） L= 1l=2 = =21s (铣四侧面 z (表 3 28) V=s (表 3 30) 沈阳理工大学学士学位论文 11 采用高速钢锥柄立铣刀， 0数 z=8 1 0 0 0 0 3 5 0 s (145r/按机床选取 s (150r/(表 4 17) 所以实际切削速度 V= *dw*000=0*000=s 切削工时： L=13312l 1 6 l = 4mmm 1 1 3 3 1 6 32 =(铣通槽 z (表 3 28) V=s (30m/(表 3 30) 采用高速钢铲齿锥柄立铣刀 ， 2数 z=5 000V/（ *=1000* *50) s (298r/按机床选取 r/s (300r/(表 4 17) 所以实际切削速度 V= *dw*000=2*5/1000=s 切削工时： L=13212l 1 6 l = 4 m 3 1 3 3 1 6 35 0 =(攻螺纹 8 通孔 底孔 钻孔 15 扩孔 孔 16工序采用组合钻床，所以取其一计算 钻 15孔 沈阳理工大学学士学位论文 12 f=r*r (表 3V=s =1000 5 s (318r/所以实际切削速度 V= *15*000=s 切削工时：（表 7 1） 切入 1l=10l=853 85 10 =66s ( 钻扩槽内斜孔 16 f=r*r (表 3V=s =1000 s (487r/按机床选取 s (530r/(表 4 17) 所以实际切削速度 V= *000=s 切削工时：（表 7 1） 切入 1l=5l=252 5 25 沈阳理工大学学士学位论文 13 =( 铰孔 10 f=表 3V=s (表 3 1 0 0 0 0 83 1 0 s (454r/按机床选取 r/s (420r/ 所以实际切削速度 V= *10*7/1000=s 切削工时： 切入 1l=5l=252 5 2 257 =9s ( 铣槽 z (表 3 28) V=s (27m/(表 3 30) 采用高速钢圆柱铣刀， 8数 z=6 =1000 8 s (477r/按机床选取 s (457r/(表 4 17) 所以实际切削速度 V= *dw*000=8*6/1000=s 切削工时： L=458mm 阳理工大学学士学位论文 14 12 4 5 1 8 57 6 =(铣油沟 R4 z (表 3 28) V=s (21m/(表 3 30) 采用工具钢立铣刀， 数 z=3 =1000 s (835r/按机床选取 5r/s (900r/ 所以实际切削速度 V= *dw*000=*15/1000=s 切削工时： L=851l 20l=52 8 5 2 0 51 5 0 3 =(铣端面四周的倒棱 z (表 3 28) V=s (18m/(表 3 30) 采用高速钢端面铣刀， mm =1000 23r/s (1433r/按机床选取 s (1600r/ 沈阳理工大学学士学位论文 15 所以实际切削速度 V= *dw*000=*000=s 切削工时： L=4*132 5281l 3l=02 ) 5 2 8 0 32 6 3 =(精铣通槽基面 z (表 3 28) V=s (21m/(表 3 30) 采用圆柱立铣刀 1000 2 s (179r/按机床选取 s (190r/ 所以实际切削速度 V= *dw*000=2*000=s 切削工时： L=1321l l=42 1 3 2 1 3 3 0 =95s (沈阳理工大学学士学位论文 16 2 机床夹具设计 2 1 机床夹具概念 2 1 1 机床夹具概念 在机床制造厂的生产过程中用来安装工件使之固定在正确位置上 ,完成切削加工、检验、 装配、焊接等工作 ,所使用的工艺装备称为夹具。 2 1 2 工件的安装 在机床上加工工件时 ,为了保证工件被加工表面的尺寸 ,几何形状及相互位置精度方面的要求 ,事先必须将工件正确地安装到机床加工位置上去工件的安装一般包括定位和夹紧两个过程：即首先应使工件相对于机床及刀具占有一个正确的位置，这就是工件的定位，然后将工件紧固在这一既定位置上，使之不因受切削力、重力、离心力和惯性力作用发生位置改变，这就是工件的夹紧。工件的安装一般有两种方式：直接在机床工作台或通用夹具上安装；采用专用夹具安装。本次安装为第二种。 2 1 3 机床夹具的功用 （ 1）保证产品加工精度，稳定产品质量； （ 2）提高生产率，降低加工成本； （ 3）改善工人劳动条件； （ 4）扩大机床的工艺范围。 2 1 4 机床夹具的组成 机床夹具因被加工工件的加工表面不同或使用机床种类的不同而有各种不同的结构形式，但就机床夹具具体结构而言，大致可分为以下几个部分：定位元件、夹紧装置、导向对刀元件、连接元件、其它装置和元件、夹具体。 沈阳理工大学学士学位论文 17 2 2 夹具设计的基本要求 （ 1）稳定地保证工件的加工技术要求； （ 2）提高机械加工的劳动生产率，降低工件的成本； （ 3）结构简单，便于制造和 维修； （ 4）操作安全、方便。 2 3 夹具设计方法和步骤 2 3 1 研究原始资料，明确设计任务 本次是对 床的方刀架进行加工，根据任务说明书，采用组合钻床加工，夹具是安装在回转工作台上的。 2 3 2 夹具结构方案的设计 机床夹具的确定是一次十分重要的设计程序，方案的设计优劣往往直接决定夹具设计的可行性。所以，方案的确定需经充分的研究和讨论来确定最佳方案。 定位方式 主要由面接触来完成 ， 由长销小平面加一定位板进行 定位， 由液压系统进行压紧 ，以保证工件的加工精度。 使用夹具夹工 件进行机械加工时，在工艺系统中影响工件加工精度的因素很多，一般分为两类：一类是夹具有关的影响因素即定位误差，对刀误差。夹具在机床上的装配误差和夹具的制造误差。另一类还有工艺系统中其他影响加工精度的因素，称为加工方法误差。 （ 1） 定位误差 由于一批工件逐 个 在夹具体上定位时，各个工件所占的位置不完全一致，形成误差，这称为定位误差。由于加工中基准重合，而基准不重合误差不重要，定位误差为 （ 2） 对刀误差 采用钻模进行钻孔加工时，由于钻套内孔径误差，使刀具轴线偏离规定 的位置，其对加工尺寸影响为 沈阳理工大学学士学位论文 18 23 ( 2 ) S H （ 2 刀具在钻套中倾斜引起的轴线偏移量 钻套的最大配合间隙 H 钻套的中高度 S 排屑的空间 B 被加工的孔深度 由公式 (2 0 1 5 (1 2 2 7 = 3） 加工方法的误差 由于机床精度，刀具的精度，刀具与机床的位置精度，工艺系统的受力变形和热变形等因素造成的加工误差统称为加工方 法误差，取 G=3K= = 2 2 23( ) ( )D T X该夹具加工方法可取。 计定位元件 方刀架中心孔 48定位时可利用此孔，加上底面，在工件侧面配以定位板即可达刀对工件的完全定位。即可保证工件不能旋转 ，不 会 上下窜动。 为了迅速准确地确定刀具与夹具的相互位置， 适应成批生产采用组合钻床，设 计专用的钻模板。 当刀具进给时由 钻模板 来找正位置。 4 因为工件属于大批量生产，宜采用专用夹紧装置， 通过穿过零件中心的拉杆，由卡环卡住工件 ，采用液压传动， 拉紧工件。 。 5 具体 将定位、导向、夹紧机构连接在一体，并能正确的安装在机床上。由于液压缸中活塞杆为动力件， 考虑刀工件的加工方向，将其置于夹具体下方，夹具体外围由肋板支起，中心为空。 沈阳理工大学学士学位论文 19 2 4 夹具总图的绘制 （ 1）夹具总图应遵循机械制图国家标准绘制，图形大小的比例尽量去 1： 1，为求使绘制的夹具总图具有良好的直观性，如工 件过大时选用 1： 2 等缩小比例，过小时取 2： 1的比例。 （ 2）在总图中应以最少数量视图清楚地表示出夹具的工作原理和结构，表示各种元件或装置之间的位置关系等。 （ 3）绘制总图的顺序：先用点划线绘出工件的轮廓外形及定位基准，并用网状线显示出加工余量；把工件轮廓视为透明体，然后按着工件的形状及位置依次画出定位、导向、夹紧及其它元件或装置的具体结构；最后绘制夹具体，形成一个完整的夹具。 （ 4）在夹具总图上标注出零件编号，按规定要求填写标题栏和明细表。 （ 5）确定并标注有关尺寸和夹具技术要求。 如图所示。 沈阳理工大学学士学位论文 20 3 液压系统的设计 3 1 液压传动系统的特点 液压传动具有许多优点，如结构紧凑，体积小，重量轻，反应快，承载能力大；较易实现无级调速，调速比大；运动平稳：易于实现自动化；并具有自润滑的能力；磨损小，寿命长；液压元件易于实现通用化，标准化，便于大量生产。 3 2 明确设计要求 设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进行进一步液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及设计内容有关的其他方面的情况了解清楚。 （ 1） 主机的概况：用途，性能工艺流程，作业环境，总体布局等； （ 2） 液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何； （ 3） 液压缸驱动机构的运动形式，运动速度； （ 4） 各动作机构的载荷大小及性质； （ 5） 对调速范围，运动平稳性，转换精度等性能方面的要求； （ 6） 自动化的程度，操作控制方式的要求； （ 7） 对防尘，防燥，噪音，安全可靠性的要求。 3 3 结构及工作概述 本钻床夹具主要部分是由一根油缸带动两支拉杆组成的夹具体。泵源控制阀块与电机部分另外放置。 本夹具共五组，将五个夹具装于回转工作台上。以夹具上的定位销为基准对刀 (除第一个夹具体的定位销，后四组夹具体上的定位销以第一个为基准配作。对工件夹紧后，进行加工钻孔。 沈阳理工大学学士学位论文 21 3 4 液压系统主要性能参数的确定 系统工作压力： 1 额定转速： 960r/高使用压力： 额定功率： 作温度： 25 额定流量： 用介质；液压油 ( 性能参数祥解： 电机选择见新机械设计手册五卷 22型号 泵的选择见新手册四卷 17型号 3 5 工 作原理及概述 夹具原理由泵源单泵控制五个同步油路工作，各回路的同步误差在其中一个油缸到头时可自动修正。所接电磁阀的电磁铁通电 开工件 ;电磁铁断电 紧工件。 参照原理图详解工作原理 当启动电机时：电磁溢流阀失电， 系统空载运行 。空载运行是为了先卸荷在正常工作。 系统空载运行 是指：各工作腔不工作。电机与泵转动，电磁溢流阀卸荷。 当空载运行正常后，电磁溢流阀得电。油缸即可进入工作。 按操纵按钮，油缸即可往复运动。 (电磁换向阀的通断电，控制油缸松开、压紧工件 ) 测 得系统工作时的使用压力值。 系统原理选择的阀如下： （ 1）、电磁换向阀 电磁换向阀的说明：本电磁阀的选用，二位四通单电磁铁的换向阀。 见新机械设计手册四卷 174 二位四通 6 通径 沈阳理工大学学士学位论文 22 C 滑阀机能表 A 湿式标准电磁铁 直流电 24V 交流电 220V 50 2）、电磁溢流阀 电磁溢流阀的说明：本电磁溢流阀选 新机械设计手册四卷 17 带换向阀 10 通径 B 带开 3 带手柄 5X 50200 设定压力 内部外排 直流 24V 大号直角插头带指示灯 先导式溢阀具有压力高，调压性能平稳。最低调节压低和调节范围等特点。控制系统压力，并能在任意时刻使之卸荷。 （ 3）、单向阀 单向阀：该阀为锥阀式结构，压力损失小，主要用于泵的出口处，作背压阀和旁路阀用。 见新机械设计手册四卷 17型号为： 单向阀 15 管式 米制螺纹 3 6 夹具的工作概述 油缸往复运动时，即带动两支拉杆做往复运动。 两支拉杆可压紧、放松两个工件 (各压紧一件活 ) 沈阳理工大学学士学位论文 23 工件套入拉杆，放在支撑板上。定位套使之定位工件。定位板将工件限位。在插入卡环。油缸工作压紧工件。 使两支拉杆自动调节平衡的作用，使用了球面垫圈、锥面垫圈。 解说：球面垫圈、锥面垫圈的配合使用，具有自动调位作用。使螺母支承面与螺杆垂直，消除螺杆受的弯曲。 一般则用于工装 球面垫圈、锥面垫圈 见新手册 2卷 5油，润滑定位套与拉杆使之减少阻力摩擦 油杯 见新机械设计手册 3卷 10行加工钻孔。 3 7 系统油缸的结构设计概述 液压缸在液压系统中的作用是将液压能转变成机械能，使机械实现直线往复运动。 本系统使用液压缸的种类为：双作用液压缸。 (活塞双向运动 ) 液压缸主要参数的选定： 1、 额定工作压力 般取决于整个液压系统，因此液压缸的主要参数就是缸筒内径d。此数值确定后。行程根据工作需要而定。 本缸已提供数据缸径 63径 32、 缸筒与缸头、缸尾的材料选择： 本油缸的缸筒、缸头、缸尾选用 45#钢 工作中有剧烈冲击时，液压缸的缸筒、缸头、缸尾不能用脆性的材料，如：铸铁 3、 油缸采用缸尾法兰安装 作用力与支撑中心处在同一轴线上。缸尾法兰与支撑座的连接应使法兰面承受作用力，而不应使固定螺钉承受拉力。 (固定螺钉受推力 ) 4、 工作介质的选用 按照环境温度可初步选定工作介质品种 在常温 0工作的液压缸，一般采用石油型液压油 (5、 油口 的选用 沈阳理工大学学士学位论文 24 油口包括：油口孔和油口连接螺纹。 本油缸的油口选用油口连接螺纹 油口孔大多属于薄壁孔。通过薄壁孔的流量按公式计算 公式祥见新设计手册 4卷 17本油孔尺寸祥见缸头、缸尾零件图 6、 活塞杆外端连接 活塞杆的外端头部与载荷的托动机构相连接，为了避免活塞杆在工作中产生偏心承载力，适应液压缸的安装要求，提高其作用效率，应根据载荷的具体情况，选择适当的杆头连接型式。 本缸选择活塞杆头内螺纹连接 8 7、 活塞的结构形式 根据密封装置型式来选用活塞结构型式 (密封装置则按工作条件选定 )通 常分为整体活塞和组合活塞两类 本油缸活塞选用整体活塞 整体活塞在活塞圆周上开沟槽，安置密封圈，结构简单。大多数密封圈与导向环联合使用，大大降低了活塞加工成本。 活塞选用材料： 45#钢 (有导向环活塞用优质碳素钢 ) 具体活塞尺寸祥见活塞零件图 8、 活塞与活塞杆的连接 活塞与活塞杆连接有多种型式，所有型式均需有锁紧措施，以防止工作时由于往复运动而松开。同时在活塞与活塞杆之间需设置静密封。 本静密封为 母锁紧连接。祥见零件图。 9、 缸筒结构連接与选用 （ 1） 体为缸管，端部镦粗。 优点：结构较简单，易加工，易装卸。 缺点：重量比螺纹连接的大，但比拉杆连接的小。外径较大。 （ 2） 对缸筒的要求： 有足够的强度，能长期承受最高工作压力及短期动态试验压力而不至产生永久变形。 沈阳理工大学学士学位论文 25 有足够的刚度，能承受活塞侧向力和安装的反作用而不产生弯曲。 内表面与活塞密封件及导向环的摩擦力作用下，能长期工作而磨损少，尺寸公差等级和形位公差等级足以保证活塞密封件的密封性。 本缸筒选用 20#钢，铸件。具体尺寸祥见缸筒零件图。 10、 密封作用说明 活 塞杆导向环装在液压缸的有杆侧端盖内，用以对活塞杆进行导向。内装有密封装置以保证缸筒有杆腔的密封。外侧装有防尘圈，以防止活塞杆在后退时把杂质、灰尘及水分带到密封装置处，损坏密封装置。 选用的密封件 13卷 10 新机械设计手册 标记：防尘圈 记示例： 封腔体，内径为 32径为 40封腔体轴长度为 5 适用温度范围： 00 材料：丁晴橡胶 特点：防尘作用。在外表上面上具有梳子形截面的密封表面，保证了它在沟槽中可以靠的定位 23卷 10 新机械设计手册 标记：轴用 记示例： 公称内径 d=32适用范围：用于以空气、矿物油为介质的各种机械设备中，温度 0，工作 压力 料：按 2810 10用 主要生产厂家：沈阳皮带装具厂 33卷 10 新机械设计手册 标记：孔用 记示例： 沈阳理工大学学士学位论文 26 公称外径 D=63的孔用 适用范围：用于以空气、矿物油为介质的各种机械设备中，温度 0，工作压力 P 料：按 2810见表 10用 P 16挡圈沟槽 ) 43卷 10 新机械设计手册 非金属导向套用于液压气动系统中油缸活塞杆和活塞的导向。 标记：活塞杆用导向套尺寸 32塞用导向套尺寸 63料：塑料 和介质的相容性：矿物基油，抗燃液，和其它有机化合物。 它有以下特点： 替代昂贵的金属导向套 容易安装 承载能力高 保持弹性直至断裂 保证金属件之间无相互接触 53卷 10标记： 0形橡胶密封圈 塞杆用规格 塞用规格 槽尺寸见列表 注： 0国际橡胶硬度标准 )的合成橡胶材料做的密封圈为基础制定的。工作温度随胶料而定。 形圈的情况下，应优先选用较大截面的 00据已知的 0的公差，算出 符合本表 选取相对应的密封圈尺寸 理，公差值 )也需符合表中相应的 范围内的要求。 圈设计尺寸见图纸：活塞杆，缸头、缸尾零件图。 沈阳理工大学学士学位论文 27 （ 1） 设计数据参考资料如下 ： 表 料名称 力学性能 N/处理 备注 钢号 b s 20 410 245 正火 设计手册 5 600 340 调质 机械设计师下 20 205 淬火 机械设计师下 035 540 调质 设计手册 0080 885 调质 设计手册 00 200 设计手册 50 230 设计手册 00 270 设计手册 70 10 设计手册 40 10 20 设计手册 20 10 设计手册 95 10 20 设计手册 拉强度计算 缸筒材料的许用应力： = B/n N/ 设计手册 N/n 安全系数交变载荷 5 8，通常取 5， 静载荷取 3，冲击载荷取 12。 缸体材料的许用应力： = b/n （ 新设计手册 沈阳理工大学学士学位论文 28 n 安全系数， n=般取 5。 对于锻钢 =100 铸钢 =100 钢管 =100 铸铁 =60（ 钢筒材料为无缝钢管 工程机械用 p 16 0钢，其余压力下为 45钢。 重型机械用 p 16 5钢。 运输机械用 p 10 5钢。 钢筒壁厚校核强度 机械设计师下 /D =： m a xm a 2 -3 p 当 /D D/2m a x m a x + 0 . 4 p / - 1 . 3 p - 1缸内最高工作压力 D 缸筒内径 缸筒材料许用应力， = B/n n 安全系数，通常取 5， 活塞杆头螺纹连接部分 设计手册 纹处的拉应力： = 6220 10 / 4 d - N/纹处的剪应力： 沈阳理工大学学士学位论文 29 = 610330K K
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