毕业设计（论文）-170左曲轴箱加工工艺编制及夹具设计

2南京理工大学泰州科技学院毕业设计（论文）学院系机械工程学院专业机械工程及自动化学生姓名学号设计论文题目170左曲轴箱加工工艺编制及夹具设计起迄日期2013年02月24日05月25日设计论文地点南京理工大学泰州科技学院指导教师杨正文专业负责人龚光容3日期2013年月日摘要本文是对170左曲轴箱零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对162左曲轴箱零件的两道工序的加工设计了专用夹具机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计两套气动夹具。关键词加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具4ABSTRACTTHISARTICLEISABOUTTHEPUMPBODYPARTSPROCESSINGAPPLICATIONANDPROCESSINGTECHNOLOGYANDANALYSIS,INCLUDINGTHEPARTSOFTHEPLAN,THECHOICEOFBLANK,THECLAMPING,THECRAFTROUTEMAKING,TOOLSELECTION,THEDETERMINATIONOFCUTTINGCONDITIONS,PROCESSINGDOCUMENTSCHOOSETHECORRECTPROCESSINGMETHODS,DESIGNTHEREASONABLEPROCESSINADDITIONTOTHESTUFFINGBOXCOVERPARTTWOPROCESSDESIGNINGSPECIALFIXTUREMACHINETOOLFIXTUREOFMANYKINDS,AMONGTHEM,THEMOSTWIDELYUSEDCOMMONFIXTURE,SIZESPECIFICATIONSHAVEBEENSTANDARDIZED,ANDAPROFESSIONALPRODUCTIONPLANTWHILEWIDELYUSEDINBATCHPRODUCTION,SPECIALLYFORAWORKPIECEPROCESSINGSERVICESFORTHEFIXTURE,ITNEEDSEACHFACTORYACCORDINGTOWORKPIECEMACHININGTECHNOLOGYTODESIGNANDMANUFACTUREINTHISPAPER,FIXTUREDESIGNARETHEMAINCONTENTSOFDESIGNWITHTWOSETSOFPNEUMATICFIXTUREKEYWORDSPROCESSINGTECHNOLOGY,PROCESSINGMETHOD,PROCESSDOCUMENTATION,FIXTURE5目录摘要3ABSTRACT4目录5第1章绪论111机械加工工艺概述112机械加工工艺流程113夹具概述214机床夹具的功能215机床夹具的发展趋势3151机床夹具的现状3152现代机床夹具的发展方向4第2章零件的分析521零件的作用522零件的工艺分析5第3章工艺规程设计631毛坯的制造形式632基准面的选择6321粗基准的选择6322精基准的选择633制订工艺路线6331工艺线路方案一7332工艺路线方案二7333工艺方案的比较与分析734机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定835确定切削用量及基本工时8351工序铣削底面8353工序铣顶面96355工序精铣E、F端面10357工序精、粗、细镗8462046H、MM孔系11356工序钻E、F面孔12第6章钻孔夹具设计1441问题的指出1742夹具设计18421定位基准的选择18422切削力及夹紧力的计算18423气缸的选型与计算1843定位误差的分析2844定位元件设计2845定位误差分析2946钻套、衬套、钻模板及夹具体设计3047夹具精度分析3148夹具设计及操作的简要说明32总结33参考文献34致谢351第1章绪论11机械加工工艺概述机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工精加工装配检验包装，就是个加工的笼统的流程。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。12机械加工工艺流程机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。制订工艺规程的步骤1计算年生产纲领，确定生产类型。2分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。3选择毛坯。24拟订工艺路线。5确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。6确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。7确定切削用量及工时定额。8确定各主要工序的技术要求及检验方法。9填写工艺文件。在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。13夹具概述夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地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。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。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，帮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中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。“工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。14机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。1机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。（1）定位确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精3度要求。（2）夹紧工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。2机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。（1）对刀调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。（2）导向如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。15机床夹具的发展趋势随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。151机床夹具的现状国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约4年就要更新80左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为15左右。特别是近年来，数控机床（NC）、加工中心（MC）、成组技术（GT）、柔性制造系统（FMS）等新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。2）能装夹一组具有相似性特征的工件。3）适用于精密加工的高精度机床夹具。4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。6）提高机床夹具的标准化程度。4152现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达01；用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5M；精密心轴的同轴度公差可控制在1M内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达0205M。高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为2600R/MIN的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。5第2章零件的分析21零件的作用题目所给定的零件是162左曲轴箱（附图1），其主要作用是保证对曲轴起固定作用，保持曲轴的正常运行。22零件的工艺分析162左曲轴箱的零件图中规定了一系列技术要求（查表1428机械制造工艺设计简明手册）1、底面2、顶面3、左端面4、右端面5、上下凸台面6、各面孔系6第3章工艺规程设计31毛坯的制造形式零件材料为硼铸铁，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。32基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，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，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。321粗基准的选择对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。）322精基准的选择按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2MM的锥面来代替中心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。33制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床以及部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采用专用刀具和专一量具。并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。7331工艺线路方案一工序粗铣底面。精铣底面工序粗铣顶面工序精铣顶面工序粗、精、细镗62、48H8（等为中心的孔系。046工序钻底面端面、凸台面各面孔工序去毛刺，终检。332工艺路线方案二工序粗铣底面。精铣底面工序粗铣顶面工序精铣顶面工序粗、精、细镗62、48H8（等为中心的孔系。046工序钻底面端面、凸台面各面孔工序去毛刺，终检。333工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于方案一是采用铣削方式加工端面，且是先加工孔后精加工外圆面和62H8（孔。；方案二是使用车削方式加工两端面，12孔046的加工放在最后。两相比较起来可以看出，由于零件的端面尺寸不大，应端面，在中批生产中，综合考虑，我们选择工艺路线二。这样由于钻孔属于粗加工，其精度要求不高，且切削力较大，可能会引起已加工表面变形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工艺路线确定如下工序粗铣底面。精铣底面工序粗铣顶面工序精铣顶面8工序粗、精、细镗62、48H8（等为中心的孔系。046工序钻底面端面、凸台面各面孔工序去毛刺，终检。34机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“170左曲轴箱”零件材料为硼铸铁，硬度为HBS190241，生产类型为中批生产，采用机器造型铸造毛坯。根据上述材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下（1）表面考虑到尺寸较多且相差不大，为简化铸造毛坯的外形，（2）外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差。查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册表221,铸件轮廓尺寸长度方向100160MM,故长度方向偏差为MM长度方向的余量查表224,其余量值规定为303552MM现取30MM。562H8孔底面加工046按照表2321及23231研磨余量Z00100014取Z00102磨削余量Z0203取Z033铣削余量Z30030012696底面沟槽采用镗削,经过底面研磨后镗可保证其精度Z0576孔及2M106H孔、4M106H深20孔。均为自由尺寸513精度要求。16孔可一次性直接钻出。2查工艺手册表2320得攻螺纹前用麻花钻直径为85的孔。钻孔85攻螺纹M1035确定切削用量及基本工时351工序铣削底面本工序采用计算法确定切削用量9加工条件工件材料硼铸铁，铸造。加工要求铣底面表面粗糙度值R为43。A机床X6132卧式铣床。刀具刀片材料为YG6，计算切削用量确定端面最大加工余量已知毛坯长度方向单边余量为3MM，则毛坯长251度方向的最大加工余量为425MM,分两次加工,A2MM计。长度加工方向取IT12P级，取MM。确定进给量F根据切削用量简明手册（第三版）（以下简称04切削手册表14,当刀杆16MMX25MM,AFJ需。夹具的夹紧装置和定位装置12夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作20用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。刀具高速钢麻花钻头，尺寸为5。则轴向力见工艺师手册表284FCDFK31F0ZFY式中C420，Z10,Y08,F035FKF0719213FNHBF4205028N转矩TCDFKT0ZTY式中C0206,Z20,Y08TTT0206341735182M功率PMKWDV26090在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数KKKKK123421式中K基本安全系数，151K加工性质系数，112K刀具钝化系数,113K断续切削系数,114则FKF15/423911N34气缸的选择气缸的选用要根据以下方面进行分析1、类型的选择根据工作要求和条件，正确选择气缸的类型。要求气缸到达行程终端无冲击现象和撞击噪声应选择缓冲气缸；要求重量轻，应选轻型缸；要求安装空间窄且行程短，可选薄型缸；有横向负载，可选带导杆气缸；要求制动精度高，应选锁紧气缸；不允许活塞杆旋转，可选具有杆不回转功能气缸；高温环境下需选用耐热缸；在有腐蚀环境下，需选用耐腐蚀气缸。在有灰尘等恶劣环境下，需要活塞杆伸出端安装防尘罩。要求无污染时需要选用无给气或无气润滑气缸等。2、安装形式根据安装位置、使用目的等因素决定。在一般情况下，采用固定式气缸。在需要随工作机构连续回转时（如车床、磨床等），应选用回转气缸。在要求活塞杆除直线运动外，还需作圆弧摆动时，则选用轴销式气缸。有特殊要求时，应选择相应的特殊气缸。3、作用力的大小即缸径的选择。根据负载力的大小来确定气缸输出的推力和拉力。一般均按外载荷理论平衡条件所需气缸作用力，根据不同速度选择不同的负载率，使气缸输出力稍有余量。缸径过小，输出力不够，但缸径过大，使设备笨重，成本提高，又增加耗气量，浪费能源。在夹具设计时，应尽量采用扩力机构，以减小气缸的外形尺寸。4、活塞行程22与使用的场合和机构的行程有关，但一般不选满行程，防止活塞和缸盖相碰。如用于夹紧机构等，应按计算所需的行程增加1020的余量。5、活塞的运动速度主要取决于气缸输入压缩空气流量、气缸进排气口大小及导管内径的大小。要求高速运动应取大值。气缸运动速度一般为50800/S。对高速运动气缸，应选择大内径的进气管道；对于负载有变化的情况，为了得到缓慢而平稳的运动速度，可选用带节流装置或气液阻尼缸，则较易实现速度控制。选用节流阀控制气缸速度需注意水平安装的气缸推动负载时，推荐用排气节流调速；垂直安装的气缸举升负载时，推荐用进气节流调速；要求行程末端运动平稳避免冲击时，应选用带缓冲装置的气缸。图31气缸实物图6、气缸的选型步骤及其类型介绍程序1根据操作形式选定气缸类型气缸操作方式有双动，单动弹簧压入及单动弹簧压出等三种方式程序2选定其它参数1、选定气缸缸径大小根据有关负载、使用空气压力及作用方向确定2、选定气缸行程工件移动距离3、选定气缸系列4、选定气缸安装型式不同系列有不同安装方式，主要有基本型、脚座型、法兰型、U型钩、轴耳型5、选定缓冲器无缓冲、橡胶缓冲、气缓冲、气压吸震器6、选定磁感开关主要是作位置检测用，要求气缸内置磁环237、选定气缸配件包括相关接头（一）单作用气缸单作用气缸只有一腔可输入压缩空气，实现一个方向运动。其活塞杆只能借助外力将其推回；通常借助于弹簧力，膜片张力，重力等。其原理及结构见下图图32单作用气缸1缸体；2活塞；3弹簧；4活塞杆；单作用气缸的特点是1）仅一端进（排）气，结构简单，耗气量小。2）用弹簧力或膜片力等复位，压缩空气能量的一部分用于克服弹簧力或膜片张力，因而减小了活塞杆的输出力。3）缸内安装弹簧、膜片等，一般行程较短；与相同体积的双作用气缸相比，有效行程小一些。4）气缸复位弹簧、膜片的张力均随变形大小变化，因而活塞杆的输出力在行进过程中是变化的。由于以上特点，单作用活塞气缸多用于短行程。其推力及运动速度均要求不高场合，如气吊、定位和夹紧等装置上。单作用柱塞缸则不然，可用在长行程、高载荷的场合。（二）双作用气缸双作用气缸指两腔可以分别输入压缩空气，实现双向运动的气缸。其结构可分为双活塞杆式、单活塞杆式、双活塞式、缓冲式和非缓冲式等。此类气缸使用最为广泛。B双活塞杆双作用气缸双活塞杆气缸有缸体固定和活塞杆固定两种。C缸体固定时，其所带载荷（如工作台）与气缸两活塞杆连成一体，压缩空气依次进入气缸两腔（一腔进气另一腔排气），活塞杆带动工作台左右运动，工作24台运动范围等于其有效行程S的3倍。安装所占空间大，一般用于小型设备上。活塞杆固定时，为管路连接方便，活塞杆制成空心，缸体与载荷（工作台）连成一体，压缩空气从空心活塞杆的左端或右端进入气缸两腔，使缸体带动工作台向左或向左运动，工作台的运动范围为其有效行程S的2倍。适用于中、大型设备。图33双活塞杆双作用气缸A）缸体固定；B）活塞杆固定1缸体；2工作台；3活塞；4活塞杆；5机架双活塞杆气缸因两端活塞杆直径相等，故活塞两侧受力面积相等。当输入压力、流量相同时，其往返运动力及速度均相等。三缓冲气缸缓冲气缸对于接近行程末端时速度较高的气缸，不采取必要措施，活塞就会以很大的力（能量）撞击端盖，引起振动和损坏机件。为了使活塞在行程末端运动平稳，不产生冲击现象。在气缸两端加设缓冲装置，一般称为缓冲气缸。缓冲气缸见下图，主要由活塞杆1、活塞2、缓冲柱塞3、单向阀5、节流阀6、端盖7等组成。其工作原理是当活塞在压缩空气推动下向右运动时，缸右腔的气体经柱塞孔4及缸盖上的气孔8排出。在活塞运动接近行程末端时，活塞右侧的缓冲柱塞3将柱塞孔4堵死、活塞继续向右运动时，封在气缸右腔内的剩余气体被压缩，缓慢地通过节流阀6及气孔8排出，被压缩的气体所产生的压力能如果与活塞运动所具有的全部能量相平衡，即会取得缓冲效果，使活塞在行程末端运动平稳，不产生冲击。调节节流阀6阀口开度的大小，即可控制排气量的多少，从而决定了被压缩容积25（称缓冲室）内压力的大小，以调节缓冲效果。若令活塞反向运动时，从气孔8输入压缩空气，可直接顶开单向阀5，推动活塞向左运动。如节流阀6阀口开度固定，不可调节，即称为不可调缓冲气缸。图34缓冲气缸1活塞杆；2活塞；3缓冲柱塞；4柱塞孔；5单向阀6节流阀；7端盖；8气孔7、气缸结构气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件组成，其内部结构如图所示初步确定气缸参数表51按负载选择工作压力1负载/KN5026工作压力/MPA125，满足最低速度的要求。12C2M2活塞杆强度计算56MM（44）MF15018374D6式中许用应力；（Q235钢的抗拉强度为MPA84NB375500MPA，取400MPA，为位安全系数取5，即活塞杆的强度适中）3活塞杆的结构设计活塞杆的外端头部与负载的拖动电机机构相连接，为了避免活塞杆在工作生产中偏心负载力，适应气缸的安装要求，提高其作用效率，应根据负载的具体情况，选择适当的活塞杆端部结构。4活塞杆的密封与防尘活塞杆的密封形式有Y形密封圈、U形夹织物密封圈、O形密封圈、V形密封圈等6。采用薄钢片组合防尘圈时，防尘圈与活塞杆的配合可按H9/F9选取。薄钢片厚度为05MM。为方便设计和维护，本方案选择O型密封圈。所以,钻削时工件不会转动,故本夹具可安全工作。43定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为止口，而该定位元件的尺寸公差为，而孔径尺寸为自由尺寸精度要求，可满足加工要求。0344定位元件设计本工序选用的是两销与一面，定位基准为一面两孔，所对应的定位元件是两29销，一个为圆销，另一个位菱形销，因此主要设计为两销设计。由夹具装配图中可得两销中心距325其尺寸公差取工件孔中心距公差所以两孔中心距为325根据机床夹具设计手册削边销与圆103LGM柱销的设计计算过程如下（1）确定两定位销中心距尺寸及其偏XLLX325320GM1153LXL（2）确定圆柱销直径及其公差1D1D32和48（基准孔最小直径）D取1D7F（3）削边销与基准孔的最小配合间隙2122LXGBD其中基准孔最小直径圆柱销与基准孔的配合间隙120813234M（5）削边销直径及其公差2D3022034196DDM按定位销一般经济制造精度，其直径公差带为H6，根据机械制图第六版附录D表则菱形销的定位圆柱部分定位直径尺寸为04619M（6）补偿值1MIN103038522LGX45定位误差分析本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为（1）移动时基准位移误差JY11046205123JYMINDDXM（2）转角误差11IN22INDDXTGL其中MI2MINLXGX034603082T546钻套、衬套、钻模板及夹具体设计工艺孔的加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求工艺孔M0271分钻、扩、铰三个工步完成加工。即先用M10的麻花钻钻孔，根据GB114184的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为F8即03416。再用85标准扩孔钻扩孔，根据GB114184的规定5扩孔钻的尺寸为0271，故钻套尺寸为MF7851即03416。最后用M的标准铰刀铰孔，根据GB114184的规定标准铰刀尺寸为M01582故钻套孔径尺寸为M03921。31图快换钻套铰工艺孔钻套结构参数如下表DDH公称尺寸允差12DH1M1R518180023001230281271011520545衬套选用固定衬套其结构如图所示其结构参数如下表DD公称尺寸允差H公称尺寸允差C132500180242500390025106钻模板选用悬挂式钻模板，在本夹具中选用的是气动滑柱式钻模板。利用夹具体内安装气缸，使滑柱带动升降板上升或下降由于气缸始终作用故不需要自锁机构。夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图2所示。47夹具精度分析利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证两工WD艺孔尺寸及位置度公差及表面粗糙度。本道工序最后采M0271M10M36用精铰加工，选用GB114184铰刀，直径为，并采用钻套，铰刀导01582套孔径为，外径为同轴度公差为。固定衬D03921D031805套采用孔径为，同轴度公差为。M4068M5该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求（1）、各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为的理想圆柱面的控制。9102（2）、各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸2。（3）、当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸M时可将偏离量补偿给位置度公差。（4）、如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为M0271时，相对于最大实体尺寸M12的偏离量为027，此时轴线的位置度误差可达到其最大值700。即孔的位置度公差最小值33为M10。工艺孔的尺寸，由选用的铰刀尺寸满足。M0271M01582工艺孔的表面粗糙度，由本工序所选用的加工工步钻、扩、铰满足。36影响两工艺孔位置度的因素有（如下图所示）（1）、钻模板上两个装衬套孔的尺寸公差051（2）、两衬套的同轴度公差M052（3）、衬套与钻套配合的最大间隙M2834（4）、钻套的同轴度公差4（5）、钻套与铰刀配合的最大间隙03110925MDW78322524321所以能满足加工要求。48夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，为提高劳动生产率，应首先着眼于机动夹具，本道工序的钻床夹具选用夹紧方式。本工序由于是粗加工，切削力较大而这将使整个夹具过于庞大。因此，应设法降低切削力。目前采取的措施有两个一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；以增加气缸推力。结果，本夹具结构比较紧凑。34总结本文是加工工艺和夹具设计，设计的总体过程可以概括为，首先对零件的结构、形状及材料作整体分析，然后初选加工工艺方案，并对工艺方案进行比较选择合理的工艺路线，然后计算分析尺寸，并制定出工艺卡片。最后是夹具的设计。本次毕业设计综合了大学里所学的知识，是理论与实际相结合的一个成果。由于专