1025-粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计
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文件一毕业设计(论文)任务书设计题目: 粗镗活塞销孔专用机床及 夹具设计 专 业: 机械制造及其自动化 班 级: 99 机制 5 班 学生姓名: 李日新 指导教师: 李作全 职称 高级工程师 设计起讫日期: 设计地点: 主设计室 2003 年 4 月 5 日毕业设计(论文)任务书的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等) 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,原始数据:粗镗解放牌汽车用活塞 270.08 两个销孔,具体的技术参见机械制造工艺学 (顾 崇 衡 ) , P91P105) 。 大 量 生 产 。工作要求:设计方案和计算正确,叙述清楚,图纸符合制图规范。翻译一篇有关的外文资料。要求完成的图纸内容及要求 1,活塞零件图。2,组合机床联系尺寸图。3,被加工零件工序图。4,加工示意图。5,夹具结构图。要完成的实习内容及要求:需要学习“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。其他要提交的设计资料:设计参考资料:1,顾 崇 衡 , 机 械 制 造 工 艺 学 , 陕 西 科 学 技 术 出 版 。1995。2,丛 凤 廷 , 组 合 机 床 设 计 , 上 海 科 学 技 术 出 版 社 ,1994。3,哈 尔 滨 工 业 大 学 , 机 床 夹 具 设 计 , 上 海 科 学 技 术出 版 社 , 1990 4,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。毕业设计(论文)进度计划设计起讫时间 工作内容 备注4 月 5 日5月 5 日5 月 5 日5月 18 日5 月 19 日6月 1 日6 月 2 日6月 8 日实习,查找资料,制定设计方案。夹具设计。组合机床设计。写设计说明书。文件三: 湛江海洋大学毕业设计(论文)成绩评定表指导教师评语:指导教师签名: 200 年 月 日评阅教师评语:评语教师签名: 200 年 月 日答辩小组评语答辩组长签名: 200 年 月 日毕业设计成绩: 系主任签名:审批单位(盖章)200 年 月 日粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计1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 51, 动力部件的选择 52, 确定切削用量和选择刀具 53, 确定切削力,切削扭矩,切削功率 6三、 夹具设计的计算 71, 原动力计算 72, 扳手和螺栓的选用 8四、 机床液压滑台系统的具体设计 91, 液压缸所受的外负载 102, 拟定液压系统原理图 123, 液压系统的计算和选择液压元件 15五、 v 带轮传动的设计 161, 确定切削功率 162, 选 取 窄 V 带 带 型 63, 确定带轮基准直径 164, 确定窄 V带的基准长度和传动中心距 65, 带轮上的包角 1 166, 计算窄 V带的根数 Z 177, 计算预紧力 F0 178, 计算作用在轴上的压轴力 Q 179, 带轮结构设计 17六、 组合机床联系尺寸的确定 181, 组合机床装料高度的确定 182, 具体轮廓尺寸的确定 18鸣谢 20参考文献 20粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计2粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计机械设计制造及其自动化,99121515 李日新(指导教师:李作全)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ABSTRACT:This paper is central introduce the technology that process pistons thole hole of JIE FANG automobile. And design the special-purpose lathe and fixture for boring the pistons thole hole.KEY WORD: special-purpose lathe、 boring、 fixture、 pistons thole hole.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。粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计3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 0.0152 销 孔 轴 线 对 止 口 端 面 平 行 度 不 大 于 100: 0.043 销 孔 轴 线 与 止 口 内 圈 中 心 线 对 称 度 不 大 于 0.204 销 孔 表 面 允 许 有 深 度 不 大 于 0.08 的 正 常 退 刀 痕 迹三, 活塞主要技术条件分析:销 孔 尺 寸 公 差 IT6 级 以 上 。 当 销 孔 直 径 小 于 50mm 时 销 孔 圆 度 误 差不 大 于 0.0015mm, 圆 柱 度 误 差 不 大 于 0.003mm。 销 孔 内 圆 表 面 粗 糙 度Ra 0.2 m。 活 塞 销 孔 轴 心 线 到 顶 面 的 距 离 定 为 560.08mm。 销 孔 轴心 线 对 裙 部 轴 心 线 的 垂 直 度 在 100mm 长 度 上 公 差 为 0.35mm。 销 孔 轴心 线 在 裙 部 轴 心 线 的 对 称 度 为 0.2mm。粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计4四, 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 性 作用 , 都 采 用 铜 硅 铝 合 金 作 为 活 塞 材 料 。 它 的 化 学 成 分 是 :Si46%, Cu58%,Mg0.20.5%,Fe 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 HB95140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 。粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计5二 , 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 HY20A 型 液压 滑 台 , 导 轨 为 “矩 矩 ”型 式 。液 压 滑 台 技 术 性 能 :台 面宽(mm)行 程(mm)进 给力 (N)油 缸内 径 /活 塞直 径(mm)油 泵流 量(升 /分 )快 进流 量(升 /分 )最 小进 给量(mm/分 )工 进 速 度( mm/min)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 p20 对 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 TXxx-F42。( 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 TX20A-F42 皮 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 3-11 得 。 粗 镗 的 镗 刀 的 材 料 高 速 钢 ,切 削 速 度 v( m/min) 在 100150 范 围 内 选 取 , 初 步 定 为 120。 每粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计6转 进 给 量 f( mm/转 ) 在 0.51.5 范 围 内 选 取 , 但 考 虑 到 液 压 滑 台 的进 给 速 度 v ( 401000mm/min) 的 限 制 要 取 合 适 的 值 。f由 公 式 n=1000v/ D 得 :n=1000120/ 27=1414.7(r/min)v =fn 取 滑 台 的 进 给 速 度 为 1000, 则f=v /n=1000/1414.7=0.7( mm/r)f3, 确定切削力,切削扭矩,切削功率:切 削 力 Fc,切 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 K =45, 前 角 。 =20, 刃 倾 角 s 0, 刀 尖 圆 弧 半 径 =20( mm) ,初 定镗 孔 加 工 余 量 ap=1.5mm( 1) , 切 削 力 Fc=9.81CFCapXFCfyFCKFC=9.81401.510.70.751200KFC其 中 KFC= KMFC K 0FC KK FC K sFC K FC查 机 械 制 造 技 术 p48 表 2-3, 得 KMFC=1查 表 2-4 得 K 0FC=1.0 KK FC=1.0K sFC=1.0 K FC=1.0 KFC= KMFC K 0FC KK FC K sFC K FC=11.01.01.01.01.0=1 Fc=9.81CFCapXFCfyFCKFC=9.81401.510.70.751200KFC=9.81401.510.70.7512001=450.4(N)( 2) , 切 削 功 率 :Pc=FcVc/60103粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计7=450.4120/60000=0.895(kW)( 3) , 快 速 运 动 速 度 的 确 定 :由 HY20A 液 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 p60 表 3-16 得由 镗 孔 直 径 D=27(mm), 取 镗 杆 直 径 =22(mm),镗 刀 截 面 BXB=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 3-15 得 ,取 系B=7.3M=(d/B) 4100=(25/7.3)4100=13755.25(N.mm)( 5) , 电 动 机 的 选 用 :根据上面算出的转速为 1414.7(r/min)和功率为0.8952=1.79(kW)。现决定选用型号为 Y100L2-4 的电动机。其额定功率为 3(kW),转速为 1420(r/min)。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: Me=Wk【 rtg 1+rztg( + 2)】 / 0(N.mm)其 中 :Wk-实 际 所 需 夹 紧 力 (N)r-螺 杆 端 部 与 工 件 间 的 当 量 摩 擦 半 径 (mm), 参 见 表 1-2-20 螺 杆 端 部 的 结 构 形 式 为 点 接 触 粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计8 r=0 1-螺 杆 端 部 与 工 件 的 摩 擦 角 ( )rz-螺 纹 中 径 之 半 (mm), 初 选 M10, P=1, 查 表 1-2-21 得rz=4.675 -螺 纹 升 角 ( ) , 初 选 M10, P=1, 查 表 1-2-21 得 =157 2-螺 旋 副 当 量 摩 擦 角 。 当 选 用 三 角 螺 纹 时 , 由 表 1-2-22 查得 2=950 0-除 螺 旋 外 机 构 的 效 率 , 其 值 为 0.850.95, 取 0.90由 表 1-2-24 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 9.320(N.mm) Me=450.4【 0+4.675tg(157+950)】 /0.9=484.7(N.mm) M10 的 许 用 夹 紧 力 =3924 450.4(N) M10 的 螺 栓 满 足 强 度 要 求 。2, 扳手和螺栓的选用: 当 用 扳 手 扳 动 M10 螺 栓 上 的 六 角 螺 母 时 , 查 表 1-2-25 得 ,柄 长 度 L=120(mm),作 用 力 为 45( N) , 而 夹 紧 力 为 3550( N) , 远大 于 450.4N)用 M10 的螺栓,并用扳手长度 L=120(mm)的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(mm), 加 工 孔 长 度 为 102(mm), 切 出 长 度 取8(mm)。粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计9 工 进 长 度 =7+102+8=117(mm)快 进 长 度 , 初 定 为 283(mm)快 退 长 度 =快 进 长 度 +工 进 长 度 =283+117=400(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=9.840020080730010-9=457.86(N)估 算 主 轴 箱 和 动 力 源 的 重 力 N2=9.8200472388730010-9=2799.78(N)即 运 动 部 件 的 重 力 N= N1 +N2=3257.64(N) 取 N=4000(N)1, 液 压 缸 所 受 的 外 负 载 :F 包 括 三 种 类 型 :F -工 作 负 载 F =6300(N)Fa-运 动 部 件 速 度 变 化 时 的 惯 性 负 载 Fa=G v/gX t 一 般 取 t=0.05( s)Fa=400012/9.8/0.05/60=1632.65(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 0.18, 动 摩 擦 系 数 为 0.1 Ffs=0.184000=720(N)Ffa=0.14000=400(N) 工 作 循 环 各 阶 段 的 外 负 载 为 :启 动 加 速 : F= Ffs +Fa = 720+1632.65=2352.65(N)工 进 : F= Ffa+ F =400+6300=6700(N)快 进 : F= Ffa=400(N)快 退 : F= Ffa=400(N)粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计10速度循环图: 负载循环图: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 :粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计111) , 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 。粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计123, 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 p10 表 2-1 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 (qmin/vmin)式 中 A 为 液 压 缸 节 流 腔 的 有 效 工 作 面 积 , qmin 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=12.5(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=( /4) D2=( /4) 52=19.63(cm2) 19.63 12.5 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) d2V 快 进 =( /4) (3.5X10-2)212=11.5(L/min)q 工 进 =( /4) D2 V 工 进 =( /4) (510-2)2 1=2 (L/min)q 快 退 =( /4) (D2 d2) V 快 退 =( /4) (0.052 0.0352) 12粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计13=12(L/min)( 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=p1+ p式 中 pp液 压 泵 的 最 大 工 作 压 力p1执 行 元 件 最 大 工 作 压 力 p进 油 管 路 中 的 压 力 损 失 , 初 算 时 简 单 系 统 可 取0.20.5( Mpa) , 复 杂 系 统 取 0.51.5( Mpa) 。 本 设 计中 取 0.5 ( Mpa) 。pp=p1+ p=4+0.5=4.5 ( Mpa)上 述 计 算 所 得 的 pp 是 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 pn 应 满 足 pn ( 1.251.6) pp。本 设 计 中 pn= 1.25pp=5.625 ( Mpa)2) , 泵 的 流 量 的 确 定 :由 HY20A 液 压 滑 台 的 技 术 性 能 参 数 可 知 油 泵 的 流 量为 qp=12( L/min)3) , 选 择 液 压 泵 的 规 格 :根 据 以 上 算 得 的 pp 和 qp, 再 查 阅 液 压 系 统 设 计 简 明手 册 p81, 现 选 用 YBX-16 限 压 式 变 量 叶 片 泵 , 该 泵 的 基 本参 数 为 : 每 转 排 量 q0=16m( L/r) , 泵 的 额 定 压 力pn=6.3( Mpa) , 电 动 机 转 速 nH=1450( r/min) , 容 积 效 率 v=0.85, 总 效 率 =0.74) , 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 量粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计14减 少 , 泵 的 效 率 急 剧 降 低 , 一 般 当 流 量 在 0.21L/min 范 围内 , 可 取 =0.030.14。 同 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 点 时 不 致 停 转 , 需进 行 验 算 , 即pBqp/ 2pn式 中 pn所 选 电 动 机 额 定 功 率pB限 压 式 变 量 泵 的 限 定 压 力qp压 力 为 pB 时 , 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 0.3 ( Mpa) , 由 式pp=p1+ p 得pp=400/( ( /4) 0.0352) 10-6+0.3=0.40(Mpa)快 进 时 所 需 电 动 机 的 功 率 为 :P= pp qp/ =0.4011.5/60/0.7=0.11(kW)工 进 时 所 需 电 动 机 功 率 为 :P= pp qp/ =4.52/60/0.7=0.22 (kW)查 阅 电 动 机 产 品 样 本 , 选 用 Y90S-4 型 电 动 机 , 其 具 体 参 数 为 :满 载 时功 率(kW) 电 流( A)转 速( r/min)效 率( %)功 率 因 数( COS)额 定 电流额定转矩粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计151.1 2.7 1400 79 0.78 6.5 2.2根 据 产 品 样 本 可 查 得 YBX-16 的 流 量 压 力 特 性 曲 线 。 再 由 已 知的 快 进 时 的 流 量 为 11.5( L/min) , 工 进 时 的 流 量 为 2( L/min) ,压 力 为 4.5(Mpa),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/min) , 压 力 为 2.9(Mpa), 该 工 作点 处 对 应 的 功 率 为P=2.924/60/0.7=1.66(kW) 21.1=2.2(kW) 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 GE 系 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 。1.背 压 阀2.液 控 顺 序 阀3.7.11.1215.-单 向 阀 AF3-EA10B4, 10 节 流 阀 5.-压 力 继 电 器 DP1-63B6.调 速 阀 AQF3-E10B9.行 程 阀13, 电 磁 先 导 阀14, 液 动换 向 阀16, 液 压 泵 YBX-1617, 滤 油 器 XU-B32X100 ( 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 :粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计16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 Y100L2-4, 额 定 功 率 为 ( 3kW) , 转 速n1=1420( r/min) , 传 动 比 i=1.0141, 确 定 计 算 功 率 Pca:由 公 式 Pca=KAP 得其 中 KA 为 工 作 情 况 系 数 , P 为 电 动 机 额 定 功 率 , 已 知P=3( kW)由 机 械 设 计 p157 表 8-7, 查 得 KA=1.2故 Pca=1.23=3.6 ( kW)2, 选 取 窄 V 带 带 型 :根 据 Pca、 n1, 由 图 8-8 确 定 选 用 SPZ 型 窄 V 带 型 。3, 确 定 带 轮 基 准 直 径 :由 表 8-4 和 表 8-8 取 主 动 轮 基 准 直 径 D1=75(mm)根 据 式 D2=i D1=1.01475=76.05(mm)根 据 表 8-8, 取 D2=80(mm)按 式 v= X D1 n1/60/1000 验 算 带 的 速 度5(m/s) v= X75 1420/60/1000=5.5735 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 0.7(D1+ D2) a0 2(D1+ D2), 初 步 确 定 中 心 距a0=300(mm)计 算 带 所 需 的 基 准 长 度Ld=2a0+( /2) (D1+ D2)+ (D2 D1)2/(4a0)=2300+( /2)(75+80)+(80-75) 2/(4300)粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计17=844(mm)由 表 8-3 选 带 的 基 准 长 度 Ld=800(mm)计 算 实 际 中 心 距 aa= a0+(Ld Ld)/2=300+(800 844)/2=256(mm)5, 带 轮 上 的 包 角 1: 1=180 (D2 D1)/a60=180 (80 75)/25660=178.8 120 主 动 轮 上 的 包 角 合 适 。6, 计 算 窄 V 带 的 根 数 Z:由 式 Z Pca/( P0+ P0) /K /KL其 中 K -包 角 系 数KL-长 度 系 数P0-单 根 V 带 的 基 本 额 定 功 率 P0-单 根 V 带 的 基 本 额 定 功 率 的 增 量由 n1=1420( r/min) , D1=75(mm), i=1.014, 查 表 8-6C 和 表 8-6d 得 :P0=1.41(kW) P0=0.02(kW)查 表 8-9 得 K =0.995, 查 表 8-10 得 KL=0.86则 Z 3.6/( 1.41+0.02) /0.995/0.86=2.94取 Z=3 根7, 计 算 预 紧 力 F0:由 式 F0=500( Pca/V/Z) (2.5/K -1)+qXv2由 表 8-5, 得 q=0.07kg/m粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计18故 F0=500( 3.6/5.5375/3) (2.5/0.995-1)+0.075.53752=166(N)8, 计 算 作 用 在 轴 上 的 压 轴 力 Q:由 式 Q=2ZF0 sin( 1/2)=23166 sin(178.8/2)=995.95(N)9, 带 轮 结 构 设 计 :带 轮 的 材 料 选 用 牌 号 为 HT200 的 铸 铁 。 D 300(mm) 带 轮 采 用 整 体 式 结 构带 轮 轮 宽 的 设 计 :带 轮 轮 宽 B=(Z 1)e+2Xf其 中 f-第 一 槽 对 称 面 至 端 面 的 距 离 , 查 表 8-12, 取 f=8(mm)B=(Z 1)e+2f=(3 1)12+28=40(mm)带 轮 外 径 的 确 定查 表 8-8 得 Dw1=79 (mm) Dw2=84(mm)六 , 组 合 机 床 联 系 尺 寸 的 确 定 :1, 机 床 装 料 高 度 的 确 定 : 根 据 我 国 普 通 机 床 提 供 的 数 字 取H4=850(mm)2, 具 体 轮 廓 尺 寸 的 确 定 :镗 模 架 厚 度 为 75(mm)工 件 宽 度 为 102(mm)工 件 和 镗 模 架 间 的 距 离 为 27(mm)夹 具 底 座 的 总 长 尺 寸 ( 加 上 补 偿 铸 件 的 铸 造 误 差 15mm,再加 上 夹 具 座 往 中 间 底 座 上 固 定 用 的 凸 台 尺 寸 , 每 边粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计1948mm)A=75+102+27+15+48X2=315(mm)夹 具 座 高 度 定 为 250(mm)L1=45+134+21+40=240(mm)L2=138(mm)L3=102(mm)L4=27+75=102(mm)其 中 :L1-工 件 端 面 至 主 轴 箱 端 面 在 加 工 终 了 时 的 距 离L2-主 轴 箱 厚 度L3-工 件 沿 机 床 长 度 方 向 的 尺 寸L4-工 件 的 另 一 端 面 至 镗 套 座 端 面 的 距 离l1-机 床 长 度 方 向 上 , 主 轴 箱 与 动 力 滑 台 的 重 合 长 度 , 取 l 1=138(mm)l2-加 工 终 了 位 置 , 滑 台 前 端 面 至 滑 座 端 面 的 距 离 ,取l2=20(mm)l3-滑 座 前 端 面 至 侧 底 座 前 端 面 的 距 离 , 取l3=100(mm)L=(2X L1+2X L2+ L3) 2X l1 2X l2 2X l3=(2X240+2X 138+ 102) 2X 138 2X20 2X100=342(mm)a=(L A)/2=(342 315)/2=13.5(mm)通 常 , 当 机 床 不 用 冷 却 液 时 , a 的 尺 寸 最 小 可 取1015(mm)。粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计20 a 的 尺 寸 大 小 符 合 要 求 。鸣 谢经 过 一 个 多 月 的 艰 苦 工 作 ,我 的 毕 业 设 计 在 各 位 老 师 的 悉 心 指 点 下 ,终 于 圆 满地 完 成 了 设 计 任 务 。这 次 毕 业 设 计 对 我 有 重 要 意 义 ,我 即 将 离 开 学 校 ,踏 上 自 己 的 工 作 岗 位 。它 不仅 对 我 未 来 将 从 事 的 工 作 进 行 了 一 次 适 应 性 训 练 ,而 且 锻 炼 了 我 的 分 析 能 力 、解决 问 题 能 力 ,为 自 己 今 后 参 加 祖 国 “四 化 ”建 设 打 下 了 一 个 良 好 的 基 础 。这 次 设 计 也 暴 露 了 自 己 知 识 面 不 足 的 情 况 。在 自 己 将 来 的 学 习 中 ,一 定 要 注 意弥 补 。在 设 计 得 到 了 李 作 全 老 师 的 指 导 和 帮 助 ,在 此 表 示 我 最 深 的 谢 意 !参考文献顾 崇 衡 ,机 械 制 造 工 艺 学 ,陕 西 科 学 出 版 社 ,1995。粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计21丛 凤 廷 ,组 合 机 床 设 计 ,上 海 科 学 技 术 出 版 社 ,1994。哈 尔 滨 工 业 大 学 ,机 床 夹 具 设 计 ,上 海 科 学 技 术 出 版 社 ,1990。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。周 开 勤 ,机 械 零 件 手 册 ,高 等 教 育 出 版 社 ,1994。濮 良 贵 ,机 械 设 计 ,高 等 教 育 出 版 社 ,1996。大 连 组 合 机 床 研 究 所 ,组 合 机 床 设 计 ,机 械 工 业 出 版 社 ,1978。
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1025-粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计,活塞,专用,机床,夹具,设计
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