粗镗活塞销孔专用机床及夹具毕业设计

粗镗活塞销孔专用机床及夹具毕业设计内容摘要：

4mm,R=6mm,m=5mm,h=10mm,h1=12 mm,l=36 mm,f=2 mm,T=8 mm,C=2 mm,a0=45mm 镗刀截面 BB=88(mmXmm) 主轴直径 d=25(mm) 由式 d=B 4√(M/100) 查《组合机床设计》 p59 表 315 得 ,取系 B=。 夹具设计的有关计算 原动力计算 年生产率 30万件，一年 365天，每天 8小时工作，所以有 300000/365/8=60件每小时。 由功率要求，查表选： 为保证加紧可靠，实际所需夹紧力数值为： Wk=WK 式中 Wk 为实际所需夹紧力（ N） W 为在一定条件下，由静力平衡算出的理论夹紧力（ N） K 为安全系数。 查表 121:k0=， k1=， k2=， k3=， k4=， k5=， k6=； 安全系数 k=k0k1k2k3k4k5k6得 根据规定，选取。 . 削力为 F=392=392=17N 切削力矩为 Mp=1716=272Nmm 切削功率为 FV= ∵ Me=Wk【 r`tgρ1+rztg(α+ρ`2)】 /η0() 由表 1224 中，初选螺纹公称直径为 10(mm)的螺栓，查得其许用夹紧力为 3924(N )，加在螺母上的夹紧扭矩为 () ∴ Me=【 0+(1186。 57`+9186。 50`)】 /=() ∵ M10 的许用夹紧力 =3924＞ (N ) ∴M10 的螺栓满足强度要求。 弹性夹盘的设计 由机床设计手册表 134 弹性盘自定心夹具的设计与计算 d=Dg（ mm） = D==151mm H== r1== r 2== h== 2c=WknH3k1/（ h3105） = 2s=2c+ p= Wk=KMp/(Nr )= 10. 薄壁盘 所需推 力 Q=4 πkcs103k3/(r2Hln （ r2/r1)) ，其中kc=1012 由表 137 的 k3=.。 支架和底座设计 镗模支架和底座均为镗模主要零件。 支架和底座要求刚性要好，变形要小。 支架和底座典型结构和尺寸见机床设计手册，表 32。 . 图 33 支架 表 32 支座尺寸表 图 34 底座 底座厚度尺寸 H 与长度尺寸之比为 H/l=1/5,筋厚一般取 1520mm，底座的壁厚 20mm 找正基面的平面度为。 底座为 45 号钢，铸造后时效处理，上表面采用镗削，然后是 磨削，上装支架等工具。 镗套及衬套选用 型式 H B L S1,S2… a b c d e h k l 1 按工件中心高定 1/23/5H 1/31/2H 按工件中心据定 10 20 1525 3040 35 2030 2030 35 按镗套标准定 D=35mm，上偏差 +，下偏差 0.， D=45mm，上偏差 ，下偏差 ，H=35mm ，l=6mm,D1=56mm,D2=54mm,h=15mm,m=23mm,m1=28mm,r=2,r1=33mm,r2=m,r3=11mm,r4=2mm,t= mm,a=1 mm,b=3 mm,c=1 mm,c1=2 mm 配用螺钉M10，使用过渡配合装在镗杆支架上，作用是，保证镗杆的刚度， 确保镗削时，镗杆的中心和所加工的活塞孔在一条直线上，使之满足加工的要求，另外也可以减少加工中的震动，避免加工中造成的不必要的伤害等，保证机床和人身安全。 衬套选取： ： 20 按 GB69965 ：渗碳深度 ， HRC5864. 的公差带为 H6, 上偏差 +，下偏差为 0， l=， d=32H6 上偏差 +，下偏差 =35mm,D=38mm,c=而定，采用过渡配合，一方面方便拆装，另外也便于保证同轴度，确保加工 的精确性。 长时间使用后，如果磨损等，可以根据需要更换。 扳手和螺栓的选用 螺栓选用 M16 的， 45 号钢，使用 4 个，在弹性夹具的四周均匀分布，普通螺栓，六角头。 螺栓长度为 50mm，螺栓连接时，采用铰削加工，配合时为过渡配合，作用力为剪切力和翻转扭矩。 当用扳手扳动 M10螺栓上的六角螺母时，查表 1225 得，柄长度 L=120(mm),作用力为 45（ N） ∴ 用 M16 的螺栓，并用扳手长度 L=120(mm)的扳手的方案符合要求。 机床的液压系统的具体设计 机床液压滑台液压系统设计 工进长 度的确定： 工进长度 = 切入长度 + 加工 孔长度 +切出长度 ，取切入长度为7(mm)，加工孔长度为 102(mm)， 切出长度取 8(mm)。 ∴ 工进长度=7+102+8=117(mm)，快进长度，初定为 170(mm)。 快退长度 =快进长度 +工进长度 =283+117=220(mm)， ∵ 滑台式后带 “A”表示滑座导轨为铸铁导轨。 又 ∵ 球墨铸铁的密度为 7300kg/m3 ， ∴ 可根据滑座的外形尺寸和密度来估算其重力。 估算液压滑台的重力 N1=400200807300109=(N)估算主轴箱和动力 源的重 N2=2004723887300109=2400(N )，即运动部件的重力 N= N1 +N2=800(N) ，取 N=2020(N)。 液压滑台液压缸所受的外负载 F 包括三种类型： Fω 工作负载 Fω =3100(N) Fa运动部件速度变化时的惯性负载 Fa=G⊿v/g X⊿ t 一般取 ⊿t= （ s），Fa=202012/(N) ， Ff导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦阻力 Ff=fG 在本设计中取静摩擦系数为 ，动摩擦 系数为。 ∴ Ffs=2020=360(N) Ffa=2020=200(N) ∴ 工作循环各阶段的外负载为： 启动加速： F= Ffs +Fa = 360+=(N) 工进： F= Ffa+ Fω =200+3100=3300(N) 快进： F= Ffa=200(N) 快退： F= Ffa=200(N) 液压滑台系统工作原理 考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低。 而在快进，快退时负载较小，速度较高。 从节省能量，减少发热考虑，泵源系统宜选用变量泵供油。 现采用限压 式变量叶片泵。 在中小型专用机床的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或调速阀。 根据镗削类专用机床的特点，决定采用限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速。 这种调速回路具有效率高、发热少和速度刚性好的特点。 本系统采用行程阀切换的速度换接回路，它的特点是可提高系统的换接平稳性。 1）快进 按下启动按钮，电磁铁 1YA 通电吸合控制油路有泵 16 经电磁先导阀 13 的左位，单向阀 11，进入液动阀 14 的左端油腔，液动阀 14左位接入系统。 液动阀 14 右端回油经过 节流器和阀 13 回油箱。 阀14 处于左位。 主油路从泵 16—单向阀 15—液动阀 14 左位 —行程阀 9（常态） —液压缸左腔。 回油路从液压缸的右腔 —阀 14 的左位 —单向阀 3—阀 9—液压缸的左腔。 2）工进 压下行程阀 9，则油路不能通过而只能通过调速阀 6，此时系统的压力升高，压力的升高使顺序控制阀 2 打开而且也会另限量叶片泵的流量减少，直到与经过调速阀 6 流量相同为止。 液压的有杠腔的油液则通过液动阀 14，经顺序阀 2 和背压阀 1 回油路。 （两侧的压力差使单向阀 3 关闭） 3）死档铁停留： 滑台工进终了，滑台体前端顶上固定在滑座体上的死档 铁，滑台不能前进，而而油路系统还在供油，迫使油缸大腔油压升高，压力继电器 5 发出信号，使 2YA 通电， 1YA 断电，实现滑台快退。 压力继电器 7 延时的过程就是滑台在死挡铁停留的时间。 4）滑台快退及原位停止： 2YA 的通电使阀 14 接入系统，进油路有泵 16—阀 15—液动阀 14右路 —液压缸右腔。 回油：液压缸的左腔 —单向阀 7—阀 14 右位 —回油缸。 由于此时空载，系统的压力很低，泵输出的流量最大，滑台快退。 当滑台快退到原位时，档块压下原位的行程开关，使电磁铁都断电，阀 13和 14 都处于中位，滑台停止运动。 泵通过阀 14 的中位卸 荷。 定位液压系统设计 由液压系统的溢流阀设定定位时的液压缸作用力， N=5N。 Ff=Fg, 在本设计中取静摩擦系数为 ，动摩擦系数为。 ∴ Ffs=10=(N) Ffa=10=1(N) 图 35 液压缸 端盖要求：材料 35，技术条件；去尖角 145,热处理，调质 HRC30—35，发蓝，活塞要求 45Cr，技术条件热处理，淬火发蓝，使用 M12 的螺钉将端盖与缸体连接，其中有弹簧保证活塞杆能顺利的返回，比较方 便进行定位作用，活塞杆连接定位销，保证同轴要求，缸体要求与上述相同。 工作原理为是，当快进时液压缸的伸出段将定位销推入到一定的位置，保证了零件在夹具体上的位置精度，当加紧完成后，液压缸自动的将定位销从远位置缩回，准备下一次的定位工作。 在弹性夹具盘下的液压定位装置如下图所示，它有溢流阀保证液压力在定位时的恒定，以防止推力过大，将弹性家具盘顶坏，确保了工作的连续进行和安全可靠，液压缸将斜面推到固定的位置，斜快推动顶杆，将夹具盘推变形，零件可以安全的放入，然后可以进行所需的加工过程。 整个过程有快进快退，和定压 过程，快退时，斜快自动沿槽型的面退回，准备下一次的定位工作。 液压设备由手动控制，方便可靠，结构简单，占用的空间较小，在不加工时液压系统自动恢复到不伸长的状态，可以使家具体不会因变形而降低加紧的误差。 图 36 液压系统 液压系统的 计算和选择液压元件 1）工作压力 P 的确定： 工作压力 P 可根据负载大小及机器的类型来初步确定，现参阅《液压系统设计简明手册》 p10 表 21 取液压缸工作压力为 4(Mpa)。 2）计算液压缸内径 D 和活塞杠直径 d： 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 ＞ (qm in/vmin)式中 A 为液压缸节流腔的有效工作面积， qm in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=(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=（ π/4） D2=（ π/4） 52 =(cm2 ) ∵ ＞ ∴ 液压缸能选到所需流速。 3）计算在各工作阶段液压缸所需的流量： q 快进 =（ π/4） d2V 快进 =（ π/4） ()212=(L/min) q 工进 =（ π/4） D2 V 工进 =（ π/4） (5102 )2 1=2 (L/min) q 快退 =（ π/4） (D2－ d2 ) V 快退 =（ π/4） (－ ) =12(L/min) 用定量油泵供油，供油率一般为 Q=8l/min 左右，当压力达到预定需求压力时，溢流阀就自动卸荷。 液压系统计算 P3= p 选 2Mpa 则 p3=，回油腔作用力 p4=p4F= =104N。 活塞作用力 P=P1+ p2+p3+p5+p6=20+.++ p5+p2=21 N，活塞作用力 p 近似计算 p=P1/p2=22N，吸油管 d=，压油管内径 d=，进油管的壁厚 h=pd/2=2mm。 油缸计算 Q=D25V1/40 D=320/、 4=。 本设计为中压系统。 液压油箱有效容量按泵的流量的 5~7 倍来确定。 现选用容量为 160L 的油箱。 V 带轮传动的设计 已知电动机型号为 Y100L24，额定功率为（ 3kW），转速 n1=1420（ r/min），传动比 i=。 确定切削功率 由机床零件设计手册，机械工业出版社，吴总泽 主 编。 根据切削力 大小知，切削功率为 172516=6800w 查表 48 载荷变动小，轻载荷启动，每天工作 8 小时知， ka=。 由机床设计手册，表 147 知设计功率 pd=kap===。 选定带型，由机床设计手册，图 142， 3 及 144 选取 dd=90A 带，传动比 i=n1/n2=3，小带轮基准直径 140mm大带轮基准直径 420mm。 带的速度 vmax=25—30m/s。 选取 25m/s。 计算轴间距选取 V 带 根据 Pca、 n1，由图 88 确定选用 SPZ 型窄 V 带型。 轴间距 计算： A0=（ dd1+dd2） =a02(dd1+dd2) 在 392 和 1200 之间，选取 500mm。 所取基准长度 ld0=2a0+(dd1+dd2)+（ dd2dd1） =100+280+4500=1000+280+=。 由机床零件设计手册，表 143—表 145 钻去 ld 得 1490mm。 A 型 v带，由表 141 查得：。