粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计 摘 要 : 本文主要介绍解放牌汽车活塞销孔的加工工艺，并设计粗镗活塞销孔的组合专用机床和专用夹具。 关键词 : 组合专用机床、粗镗、夹具、活塞销孔 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 is s s s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 目录 1 中英文摘要 2 第一章 前言 2 第二章 概述 2 一、 毕业论文的内容和要求 2 二、 零件的工作条件和技术要求 2 三、 活塞 主要技术条件分析 3 四、 活塞材料及毛坯的制造 3 五、 活塞销孔的机械加工工艺过程的分析 4 第三章 粗镗活塞销孔专用机床及 夹具的设计 4 一、 夹具设计初步方案 4 二、 机床初步设计 5 1， 动力部件的选择 5 2， 确定切削用量和选择刀具 5 3， 确定切削力，切削扭矩，切削功率 6 三、 夹具设计的计算 7 1， 原动力计算 7 2， 扳手和螺栓的选用 8 四、 机床液压滑台系统的具体设计 9 1， 液压缸所受的外负载 10 2， 拟定液压系统原理图 12 3， 液压系统的计算和选择液压元件 15 五 、 16 1， 确定切削功率 16 2， 选取窄 V 带带型 6 3， 确定带轮基准直径 16 4， 确定窄 6 5， 带轮上的包角 1 16 6， 计算窄 17 7， 计算预紧力 17 8， 计算作用在轴上的压轴力 Q 17 9， 带轮结构设计 17 六、 组合机床 联系尺寸的确定 18 1， 组合机床装料高度的确定 18 2， 具体轮 廓 尺寸的确定 18 鸣谢 20 参考 文献 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第一章 前言 毕业设计是高等工业院校学生毕业前进行的全面综合训练，是培养学生综合运用所学知识与技能解决实际问题的教学环节，是学生在校获得的最后训练机会，也是对学生在校期间所获得知识的检验。 这次设计的题目是：粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计。并绘制出解放牌汽车用铝活塞销孔零件图、加工示意图、被加工零件工序图、组合机床联系尺寸图和夹具结构图。并翻译一篇有关的外文资料。 在这次设计中，我明确设计目的，并决定好好把 握和利用这踏上工作岗位前的最后一次“演习”机会，仔细查阅资料，精心设计，努力工作，终于 完成了这次设计任务， 但由于水平和时间有限， 本设计只实现了组合机床的总体设计，并且 设 计 中错误难免，希望老师们批评指正，从而能得 到不断的进步。 在设计过程中，得到了李作全老师的精心讲解和热情帮助，对此，特表示衷心的感谢。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第二章 概述 一， 毕业设计（ 论文 ）的内容和要求： 通过设计粗镗活塞销孔的专用机床和夹具。培养综合运用所学基本理论，基本知识，基本方法和基本技能，分析问题和解决问题的能力。 设计方案和计标正确，叙述清楚 ，图纸符合制图规范。翻译一篇有关的外文资料。 需学习“机械制造工艺学”，“机床夹具设计”，“组合机床设计”等方面知识和参考资料。 二， 零件的工作条件和技术要求： 工作条件： 在发动机汽缸内，活塞在一部分工作循环压缩气体，而在另一部分工作循环，汽缸内的混合气体燃烧膨胀，活塞承受高温气体的压力，并把压力通过活塞销、连杆传给曲轴。可见活塞是在高温高压下作长时间变负荷的往复运动，活塞的结构就要适应这样的工作条件。 技术要求： 1 销孔圆度和圆柱度均不大于 销孔轴线对止口端面平行度不大于 100： 销孔轴线与止口内圈中心线对称度不大于 销孔表面允许有深度不大于 正常退刀痕迹 三， 活塞主要技术条件分析： 销孔尺寸公差 以上。当销孔直径小于 50销孔圆度误差不大于 柱度误差不大于 孔内圆表面粗糙度m。活塞销孔轴心线到顶面的距离定为 56 孔轴心线对裙部轴心线的垂直度在 100度上公差为 孔轴心线在裙部轴心线的对称度为 四， 活塞的材料及毛坯制造： 在汽油发动机和高速柴油机中， 为了减少往复直线运动部分的惯买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 性作用，都采用铜硅铝合金作为活塞材料。它的化学成分是： %，%,1%, 其余是铝。 铝活塞毛坯采用金属模浇铸。毛坯的精度较高，活塞销孔也能铸出，因而机械加工余量可以相应地减少。 铝活塞毛坯在机械加工前要切去浇冒口，并进行时效处理，消除铸造时因冷却不均匀而产生的内应力。时效处理时将活塞加热至180200，保温 68 小时，自然冷却。活塞经过时效处理后还能增加强度和硬度。 五， 活塞销孔的机械加工工艺过程的分析： 零件名称：解放牌汽 车活塞 材料：铝合金 40 年产量： 2530 万件 铝活塞的毛坯一般都铸出锥形销孔（便于拔模）。由于销孔是许多工序施加夹紧力的部分，所以在粗车止口工序之后即对销孔进行粗镗，以便在其后的工序，夹紧力能较均匀地分布，而不至于压坏销孔所在的搭子。 第三章 粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计 一， 夹具的初步设计 方案 ： 粗镗活塞销孔专用夹具的自由度： 它用止口及端面定位，消去个自由度，剩下的转动自由度用一根装在尾座套筒中的削边销插入销孔中来定位，从而保证镗孔的加工余量均匀。当用螺母与螺杆及压块将活塞压紧后，再 将削边销从销孔中退出，即可进行加工。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 二， 机床的初步设计： 根据加工工序的需要 决定采用具有固定式夹具的主轴箱横向进给的卧式单工位专用机床： 1， 动力部件的选择： 采用通用部件。第一种动力部件是传递主运动的部件，包括动力源和主轴箱。第二种传递进给运动的部件，包括液压滑台。 （ 1）， 液 压滑台 液压滑台由滑台，滑座，油缸三部分组成。 滑台与滑座配置双矩形导轨，初选 液 压 滑台，导轨为“矩矩”型式。 液压滑台技术性能： 台面宽(行程(进给力 (N) 油缸内径 /活塞直径(油泵流量( 升 /分 ) 快进流量( 升 /分 ) 最小进给量( ) 工 进 速 度（ mm/ 200 400 6300 50/35 12 12 40 401000 （ 2）， 动力源 动力源是为主轴箱的刀具提供切削主运动的驱动装置 它与主轴配套使用。 因为对铝及其合金等轻金属进行粗镗削时，根据组合机床设计 传动装置的选择，应采用皮带轮传动装置，所以现决定采用皮带轮传动装 置的型号为 （ 3）， 主轴箱 主轴箱安装在滑台上，镗刀杆上安装多个镗刀进行镗削。本设计采用自行设计的主轴箱和 带轮传动装置。 2， 确定切削用量及选择刀具： 查组合机床设计表 3。粗镗的镗刀的材料 高速钢，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 切削 速度 v（ m/ 100150 范围内选取，初步定为 120。每转进给量 f（ ）在 围内选取，但考虑到液压滑台的进给速度 40 1000mm/限制要取合适的值。 由 公式 n=1000v/ D 得： n=1000 120/ 27=1414.7(r/vf=f n 取 滑 台 的 进 给 速 度 为 1000 ，则f=vf/n=1000/mm/r） 3， 确定切削力，切削扭矩，切削功率 ： 切削力 削扭矩 M，切削功率 N，刀具耐用度 T 的 计 算公式： 初定镗刀装在镗杆上的几何参数为：主偏角 45，前角。=20，刃倾角 s 0，刀尖圆弧半 径 =20（ ,初定镗孔加工余量 1）， 切削力 40 1200 中 C K C 查机械制造技术 2 查表 2 C= C=K C K C =1 1 40 1200 40 1200 1 =) （ 2）， 切削功率： c 0 103 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 =120/60000 =（ 3）， 快速运动速度的确定： 由 压滑台技术性能 可知快进速度为 12 米 /分。 （ 4）， 选择刀具结构及切削扭矩： 镗杆直径及镗刀截面尺寸： 查 组合机床设计 3 由镗孔直径 D=27(取镗杆直径 =22( 镗刀截面 8(主轴直径 d=25(由式 d=B 4 (M/100) 查 组合机床设计 3 ,取系 B=M=(d/B) 4 100=(25/ 100 =（ 5）， 电动机的选用： 根据上面算出的转速为 1414.7(r/功率为 =现决定选用型号为 电动机。其额定功率为 3(转速为 1420(r/ 三， 夹具设计 的 计算 ： （ 本设计查表 选择东北重型机械学院，机床夹具设计手册，上海科学技术出版， 1987） 1， 原动力计算 ： k【 r+ + 2)】 / 0(其中： N) r参见表 1螺杆端部的结构形式为点接触 r=0 1 ） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 初选 P=1，查表 1 ），初选 P=1，查表 1 =157 2选用三角螺纹时，由表 1得 2=950 0值为 表 1，初选螺纹公称直径为 10(螺栓，查得其许用夹紧力为 3924(N)，加在螺母上的夹紧 0+57+950)】 / 许用夹紧力 =3924 ) 螺栓满足强度要求。 2， 扳手和螺栓的选用： 当用扳手扳动 栓上的六角螺母时，查表 1， 柄长度 L=120(作用力为 45（ N），而夹紧力为 3550（ N），远大于 用 螺栓，并用扳手长度 L=120(扳手的方案符合要求。 四， 机床的液压滑台 系统的具体设计： （ 本节的设计参照杨培元主编的 液压系统设计简明手册。 ） 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(加工孔长度为 102( 切出长度取8( 工进长度 =7+102+8=117(快进长度，初定为 283(快退长度 =快进长度 +工进长度 =283+117=400(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/可根据滑座的外形尺寸和密度来估算其重力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 估算液压滑台的重力 400 200 80 7300 10=) 估算主轴箱和动力源的重力 200 472 388 7300 10=) 即运动部件的重力 N= ) 取 N=4000(N) 1， 液压缸所受的外负载 ： F 包括三种类型： 工作负载 6300(N) a=G v/t 一般取 t=s） 000 12/0=) 动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦阻力 Ff=本设计中取静摩擦系数为 摩擦系数为 4000=720(N) 4000=400(N) 工作循环各阶段的外负载为： 启动加速： F= 720+) 工进 ： F= 400+6300=6700(N) 快进 ： F= 00(N) 快退 ： F= 00(N) 速度循环图： 负载循环图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 2， 拟定液压系统原理图： （ 1）， 确定供油方式： 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。 （ 2）， 调速方式的选择： 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。 （ 3） ， 速度换接方式的选择： 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。 （ 4）， 最后把所选择的液压回路组合起来，即可组成 图纸 所示的液压系统原理图。 其工作原理如下： 1），快进 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 按下启动按钮，电磁铁 1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 2电， 1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： 2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 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 3， 液压系统的计算和选择液压元件： （ 1）， 液压缸主要尺寸的确定： 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 2液压缸工作压力为 4( 2）， 计算液压缸内径 D 和活塞杠直径 d： 按 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 (vm 式中 A 为液压缸节流腔的有效工作面积， 由产品样本查得 列调速阀 最小稳定流量为 50(mL/ (cm/ A (50/4=12.5(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=（ /4） /4） 52 = 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 =（ /4） V 快进 =（ /4） ( 12 =) q 工进 =（ /4） V 工进 =（ /4） (5 10 1 =2 (L/q 快退 =（ /4） ( V 快退 =（ /4） ( 12 =12(L/买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 （ 2）， 确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格： 1）， 泵的工作压力的确定： pp= p 式中 液压泵的最大工作压力 执行元件最大工作压力 p 进油管路中的压力损失，复杂系统取 本设计中取 pp= p=4+ 上述计算所得的 系统的静态压力，考虑到系统有各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力。另外考虑到一定的压力储备量，并确保泵的寿命，因此选泵的额定压力 满足 本设计中 2）， 泵的流量的确定： 由 压滑台的技术性能参数可知油泵的流量为2（ L/ 3）， 选择液压泵的规格： 根据以上算得的 查阅液压系统设计简明手册 选用 压式变量叶片泵，该泵的基本参数为：每转排量 6m（ L/r），泵的额定压力 电动机转速 450（ r/容积效率 v=效率 =）， 与 液压泵匹配的电动机的选定： 首先分别算出快进与工进两种不同工况时的功率，取两者较大值为选择电动机规格的依据，由于在慢进时泵输出 的 流 量 减 少 ， 泵 的 效 率 急 剧 降 低 ， 一 般 当 流 量 L/围内，可取 =时还应该注意到，为了使所选择的电动机在经过泵的流量特性曲线最大功率买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 点时不致停转，需进行验算，即 2中 所选电动机额定功率 限压式变量泵的限定压力 压力为 ，泵的输出流量 首先计算快进时 的功率，快进时的外负载为 400N，进油路的压力损失定为 由式 pp= p 得 00/（ /4） 10快进时所需电动机的功率为： P= =0/工进时所需电动机功率为： P= =2/60/查阅电动机产品样本，选用 电动机，其具体参数为： 功率(满载时 额定电流 额定转矩 电流（ A） 转速（ r/ 效率（ %） 功 率 因 数（ 400 79 据产品样本可查得 流量压力特性曲线。再由已知的快进时的流量为 L/工进时的流量为 2（ L/压力为 作出泵的实际工作时的流量压力特性曲线，查得该曲线拐点处的流量为 24（ L/压力为 该工作点处对应的功率为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 P=24/60/ 2 .2(所选的电动机在拐点处能正常工作。 （ 3）， 液压阀的选择： 本设计均用 列阀，根据拟定的液压系统图。按通过各元件的最大流量来选择液压元件的规格。 ， 10 节流阀 13， 电磁先导阀 14， 液动 换向阀 16，液压泵 7，滤油器 （ 4）， 确定管道尺寸： 油管内径尺寸可参照选用的液压元件的接口尺寸而定。 （ 5）， 液压油箱容积的确定： 本设计为中压系统。液压油箱有效容量按泵的流量的 57 倍来确定。现选用容量为 160L 的油箱。 五， V 带轮传动的设计： （本设计的的 查表 数据参照 濮良贵主编的 机械设计，高等教育出版社， 1996） 已知电动机型号为 定功率为（ 3转速420（ r/传动比 i=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 1， 确定计算功率 由公式 其中 工作情况系数， P 为电动机额定功率，已知 P=3（ 由机械设计 8得 3= 2， 选取窄 V 带带型： 根据 图 8定选用 窄 V 带型。 3， 确定带轮基准直径： 由表 8表 8主动轮基准直径 5(根据式 D2=i =75=根据表 8 0(按式 v= X 0/1000 验算带的速度 5(m/s) v= 1420/60/1000=35 (m/s) 带的速度合适。 4， 确定窄 V 带的基准长度和传动中心距： 根据 ( 2 (初步确定中心距00(计算带所需的基准长度 Ld=2 /2) ( ( (4 =2 300+( /2) (75+80)+(802/(4 300) =844(由表 8带的基准长度 00(计算实际中心距 a a= Ld)/2 =300+(800 844)/2 =256(买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 5， 带轮上的包角 1： 1=180 (a 60 =180 (80 75)/256 60 = 120 主动轮上的包角合适。 6， 计算窄 V 带的根数 Z： 由式 Z 带的基本额定功率的增量 由 420（ r/ 5( i=表 8： 查表 8 表 8 Z ， 计算预紧力 由式 00 （ ） ( 表 8 q=m 故 00（ ） (166(N) 8， 计算作用在轴上的压轴力 Q： 由式 Q=2 Z 1/2) =2 3 166 ) =) 9， 带轮结构设计： 带轮的材料选用牌号为 铸铁。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 D 300( 带轮采用整体 式结构 带轮轮宽的设计： 带轮轮宽 B=(Z 1)e+2中 表 8 f=8(B=(Z 1) e+2 f =(3 1) 12+2 8 =40(带轮外径的确定