畢業(yè)設(shè)計(jì)汽車(chē)輪轂機(jī)加工工藝及多孔鉆削工裝和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目 汽車(chē)輪轂機(jī)加工工藝及多孔鉆削工裝和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓 名 曹 高 科 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào) 200833114 指導(dǎo)教師 周 文 玉 鄭州科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 二一二年五月摘摘 要要這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容是汽車(chē)輪轂的多孔鉆削工裝及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，我的具體任務(wù)是設(shè)計(jì)該機(jī)床的夾具及液壓和電氣控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)正是應(yīng)用了組合鉆床的實(shí)現(xiàn)多工序加工的特點(diǎn)，采用一次裝夾，同時(shí)對(duì)多個(gè)孔進(jìn)行鉆加工。夾具設(shè)計(jì)從經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性也都滿足對(duì)工件的加工要求?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足機(jī)床的自動(dòng)化加工。 為了提高汽車(chē)輪轂的生產(chǎn)效率，滿足被加工零件的精度要求，宜采用組合機(jī)床進(jìn)行機(jī)加工

2、。組合機(jī)床是由大量已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和少量專(zhuān)用部件組成的“特殊的”專(zhuān)用機(jī)床。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: :汽車(chē)輪轂；夾具；液壓夾緊；組合鉆床； AbstractThe specific content of the graduation project car wheels the porous drilling tooling and control systems design, and my specific task is the design of the fixture of the machine tools and hydraulic and electrical control

3、 system. This design is the application of multi-process machining characteristics Combination Drilling, using a single setup and multiple hole drilling process. Fixture design also from the economical and practical to meet the processing requirements of the workpiece. Control system designed to mee

4、t the automated processing of the machine.In order to improve the efficiency of the production of automotive wheels, to meet the accuracy requirements of the parts to be processed, should adopt a combination of machine tools for machining. The combination machine is a lot of serialization, standardi

5、zation of parts and a small number of specially designed components special special machine tools.Keywords: car wheel; fixture; hydraulic clamping; combination drilling machine;目 錄前 言.11 汽車(chē)輪轂零件分析.21.1 零件圖紙結(jié)構(gòu)分析.21.2 零件主要技術(shù)要求.21.3 輪轂加工的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì).42.輪轂零件毛坯制造分析.42.1 毛坯的鑄造分析.42.1.1 鑄造方法的選擇.42.1.2 凝固原則、澆注位置

6、的確定.52.1.3 分型面的選擇.52.2 主要工藝參數(shù)的確定.62.3 根據(jù)制造工藝確定毛坯參數(shù).73 輪轂零件制造工藝.83.1 確定夾緊力的方向和位置.83.2 粗精基準(zhǔn)選擇.93.3 安排工藝順序遵循的原則.103.4 零件加工的工藝分析.113.5 工藝順序卡.123.6 鉆孔工序設(shè)計(jì)計(jì)算.133.6.1 鉆削加工 6-20mm孔.133.6.2 鉆孔8.6mm，倒角0.5 45.144.專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì).154.1 機(jī)床夾具的作用.154.2 夾具裝夾定位分析 .164.3 夾具夾緊力確定.174.4 鉆孔夾具夾緊力計(jì)算.185 輪轂鉆孔機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) .195.1 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)

7、設(shè)計(jì).195.1.1 液壓系統(tǒng)的總體方案及工況分析.195.1.2 液壓元件及輔助元件的選擇.205.2 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) .225.2.1 I/O 分配和 PLC 外部接線圖.22設(shè)計(jì)小結(jié).24致 謝.25參 考 文 獻(xiàn).261前 言組合機(jī)床是隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，由萬(wàn)能機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床發(fā)展而來(lái)的。隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的發(fā)展，我們的生產(chǎn)模式發(fā)生了巨大的變化，人們對(duì)產(chǎn)品的要求也越來(lái)越高，對(duì)許多產(chǎn)品需求量也越來(lái)越大，為了滿足人們的這種需求，現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)技術(shù)也在迅速發(fā)展，并不斷革新。原有的萬(wàn)能機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床由于自身?xiàng)l件的限制以遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)要求。組合機(jī)床就是在這種情況下設(shè)計(jì)出來(lái)的，它即有專(zhuān)用機(jī)床效率高

8、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，又有萬(wàn)能機(jī)床能夠重新調(diào)整，在短時(shí)間適應(yīng)新工件的加工的特點(diǎn)，因此，組合機(jī)床在現(xiàn)代機(jī)械行業(yè)中占了很大的比重。當(dāng)然，組合機(jī)床也有自身的缺點(diǎn)如改裝是勞動(dòng)量較大，且有一部分零件不能重復(fù)利用，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。故我們?cè)谠O(shè)計(jì)組合機(jī)床是應(yīng)盡量揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分利用組合機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)。 本次設(shè)計(jì)包括：選擇合理的定位方案、定位基準(zhǔn)、定位誤差的分析計(jì)算、工序公差的計(jì)算、定位元件材料及機(jī)械性能的選用、對(duì)刀或引導(dǎo)方式的確定、鉆套類(lèi)型的選擇、鉆套高度和鉆套與工件之間的距離的計(jì)算、夾緊裝置的設(shè)計(jì)、夾緊力的作用點(diǎn)和方向、夾緊力的分析和計(jì)算、夾緊元件及傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)、確定夾具其他組成部分的結(jié)構(gòu)形式、確定夾具體的形式和夾具的

9、總體結(jié)構(gòu)、夾具體毛坯結(jié)構(gòu)的選擇、夾具體的排屑結(jié)構(gòu)、夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的確定、夾具體的吊裝裝置的設(shè)計(jì)等。在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，盡可能的采用了新國(guó)標(biāo)。21 汽車(chē)輪轂零件分析1.1 零件圖紙結(jié)構(gòu)分析零件的圖紙直接反映零件的結(jié)構(gòu)，而零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)影響或決定工藝性的好壞，零件圖的結(jié)構(gòu)工藝性特點(diǎn)應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：（1） 零件圖樣尺寸的正確標(biāo)注（2） 保證獲得要求的加工精度（3） 保證基準(zhǔn)的統(tǒng)一（4） 分析零件的變形情況根據(jù)零件圖紙?zhí)峁┑馁Y料，可知工件是一個(gè)為直徑為 226mm200mm 回轉(zhuǎn)體零件，該工件各個(gè)部分的尺寸，形位公差，表面粗糙度的要求和構(gòu)成都十分合理。該工件屬于中等復(fù)雜程度工件，毛胚外形較規(guī)則，

10、易于裝夾，且毛坯材料為 45#鋼模鍛件，在夾具上裝夾工件時(shí)，工件不易變形，不用采取輔助支承來(lái)提高工件的強(qiáng)度和剛性。后輪轂零件是一個(gè)回轉(zhuǎn)體的圓形零件，其零件是從大頭到小頭逐漸變化的，以適應(yīng)在工作中承受的急劇變化的動(dòng)載荷和不同的定位需要。后輪轂是大小頭端面，兩頭通孔，和螺紋孔，螺釘孔組成。后輪轂上的孔有用于配合的，也有用于螺栓連接的。 1.2 零件主要技術(shù)要求汽車(chē)輪轂的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 50000 件/年，生產(chǎn)類(lèi)型是大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)方式是單班制，半自動(dòng)生產(chǎn)。所以在設(shè)計(jì)制造工藝路線時(shí)應(yīng)充分考慮大批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，制定合格的工藝路線，選擇合格的機(jī)車(chē)、刀具、量具、檢具、以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效率

11、。汽車(chē)在行駛過(guò)程中輪轂作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，內(nèi)孔裝有軸承。由于汽車(chē)后輪也起支撐汽車(chē)的作用，因此，輪轂是受力零件。1 生產(chǎn)條件及技術(shù)要求汽車(chē)輪轂生產(chǎn)性質(zhì)為大批生產(chǎn)，材質(zhì)為 ZG270-500。零件的主要技術(shù)要求：鑄件硬度HB120163；未注鑄造圓角為 R2-4，拔模斜度為 2；鑄件不允許有裂紋，疏松，氣孔，砂眼等缺陷；內(nèi)腔非加工表面的型砂應(yīng)清除，機(jī)加工前應(yīng)做噴砂處理，非加工面涂耐油漆；100mm 與 110mm 不同心度允差 0.05；14mm, 120mm, 190mm 與 100 3mm, 110mm 同心，不同心度擺差小于 0.08；端面 T1 外端對(duì)中心線的擺差小于 0.10；端面 T3T4 對(duì)

12、 110 mm 及 100mm 的跳動(dòng)量應(yīng)小于 0.05；端面 T5 對(duì) 110 mm 及 100mm的跳動(dòng)量應(yīng)小于 0.08；去尖角毛刺。機(jī)械性能應(yīng)滿足：b500MPa ak35MPa精度要求：詳見(jiàn)圖 1-1 汽車(chē)前輪轂零件圖。鑄件內(nèi)部不得有縮孔、縮松等缺陷，鑄件表面光潔，輪廓清晰。圖 1.1 汽車(chē)后輪轂零件圖（此圖從 CAD 圖中抓取）根據(jù)后輪轂的圖紙進(jìn)行分析，后輪轂的尺寸和公差標(biāo)注，要求連桿在制造過(guò)程的主要技術(shù)參數(shù)如下表 11 所示。表 1-1 主要技術(shù)參數(shù)表根據(jù)輪轂零件的技術(shù)要求，因?yàn)檩嗇灥拇笮《丝撞粌H本身精度和粗糙度要求較嚴(yán)，技術(shù)要求項(xiàng)目具體要求或數(shù)值大端外圓尺寸精度直徑為 130

13、mm大端臺(tái)階孔尺寸精度直徑分別 128mm,120mm0.14,110mm-0.059,小端外圓尺寸精度直徑為 100.5mm,直徑 137mm 的外圓，螺釘孔所在的圓直徑為1190.1mm。10 螺釘孔尺寸精度M101.5,深度 30mm6 個(gè)通孔尺寸精度R18 凸臺(tái)，直徑 20D4mm4所以在大小孔半精加工和精加工時(shí)一般采用糾正相互位置誤差能力較強(qiáng)的雙軸單刀鏜或雙軸金鏜孔工藝。大端孔因其表面粗糙度要求較嚴(yán)。一般的金剛鏜難以滿足其要求，需要增加一道珩磨工序。1.3 輪轂加工的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 輪轂是工業(yè)生產(chǎn)中的重要基礎(chǔ)零件，其加工技術(shù)和加工能力反應(yīng)一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平。實(shí)現(xiàn)輪轂的數(shù)控化和自動(dòng)化、

14、加工和檢測(cè)一體化是目前輪轂加工的發(fā)展趨勢(shì)。未來(lái)輪轂正向重載荷、高速、高精度和高效率等方向發(fā)展，并力求尺寸小、重量輕、壽命長(zhǎng)金額經(jīng)濟(jì)可靠。而輪轂理論和制造工藝的發(fā)展是進(jìn)一步研究輪轂損傷的機(jī)理；這是建立可靠的強(qiáng)度計(jì)算方法的依據(jù)，是提高輪轂的承載能力，延長(zhǎng)輪轂壽命的理論基礎(chǔ)；發(fā)展以圓弧齒廓為代表的新齒形；研究新型的輪轂材料和制造輪轂的心工藝；研究輪轂的彈性變形、制造和安裝誤差以及溫度場(chǎng)的分析，進(jìn)行輪齒修行，以改善輪轂運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，并在滿載時(shí)增大接觸面積，從而提高輪轂的承載能力。摩擦、潤(rùn)滑理論和潤(rùn)滑技術(shù)是輪轂研究的基礎(chǔ)性工作，研究彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論，推廣采用合成潤(rùn)滑油和在有種加入極壓添加劑，不僅客人體

15、改齒面的承載能力，而且也可提高傳動(dòng)效率。2.輪轂零件毛坯制造分析該零件的主要壁厚為 21 mm，最大壁厚為 18mm , 最小壁厚為 4mm，整個(gè)鑄件的壁厚較均勻，外輪廓尺寸為：226226150mm3。法蘭與輪轂體交接處形成熱節(jié)需冒口補(bǔ)縮，最小壁厚處加加工余量后可以鑄出來(lái)，法蘭上 8X10、轂體上 6X20X1.5 及 2XM10 可不鑄出，鑄造后機(jī)械加工出來(lái)，安裝軸承的 110 和 100 表面有較高的加工要求，零件的結(jié)構(gòu)鑄造工藝性較好，生產(chǎn)批量為成批生產(chǎn)，所以毛坯的生產(chǎn)方法為砂型鑄造。材料ZG270-500 能滿足零件的使用要求和適于砂型鑄造。2.1 毛坯的鑄造分析2.1.1 鑄造方法的

16、選擇由于汽車(chē)后輪轂生產(chǎn)批量為小批生產(chǎn)，零件結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，結(jié)合工廠材料的供應(yīng)情況，考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)的合理性，所以確定其毛坯生產(chǎn)方法為普通砂型鑄造，砂型種類(lèi)為濕型。5根據(jù)零件輪廓尺寸 226226150mm3和工廠設(shè)備條件，造型方法為 Z148B 單機(jī)砂箱地面造型，氣吊與行車(chē)運(yùn)輸，造芯方法為手工芯盒造芯。2.1.2 凝固原則、澆注位置的確定凝固原則：鑄件材質(zhì)為 ZG270-500，收縮較大（V=4.3%） ，為了有利于補(bǔ)縮，采用順序凝固。澆注位置：為了保證鑄件質(zhì)量，必須把最重要的加工面在澆注時(shí)向下或直立狀態(tài)。由零件的技術(shù)要求知道：100 和 110 的圓表面光潔度要求高，內(nèi)部安裝軸承，尺寸精

17、度比較高，因此，應(yīng)將兩圓柱面呈直立狀態(tài)，同時(shí)從順序凝固的原則出發(fā)，將厚大部位放在上面，以便于安放冒口，得到順序凝固。綜合考慮結(jié)果：確定本件的澆注位置如圖 2.1 所示。圖 2.1 澆注位置冷卻位置與澆注位置一致。2.1.3 分型面的選擇此件可有三種分型面方案：方案 ：，如圖 2.2 所示可將鑄件對(duì)稱分布在兩鑄型內(nèi)，模樣易制作，但造型、下芯不方便，鑄件內(nèi)孔的精度不易保證，且為了保證澆注位置須將鑄型翻轉(zhuǎn) 90，勞動(dòng)量大。圖 2.2 方案方案 II：如圖 2.3 所示鑄件在同一鑄型內(nèi)，可以保證其尺寸精度，且下芯后便于檢查壁厚是否均勻，砂型穩(wěn)固，造型簡(jiǎn)單，但頂注不平穩(wěn)，易產(chǎn)生沖砂，同時(shí)上箱小，下箱大，

18、起模行程大。有一個(gè)砂芯較大，不易制作。6圖 2.3 方案方案 III：如圖 2.4 所示鑄件大部分在同一鑄型內(nèi)，能夠保證其尺寸精度，下芯也便于檢查，同時(shí)滿足合箱，澆注，冷卻位置一致，采用側(cè)澆，切向引入改善了澆注時(shí)的充型不平穩(wěn)，減少了沖擊，防止了沖砂缺陷的產(chǎn)生，上、下箱相差不大，造型簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是有一個(gè)砂芯復(fù)雜，要求高，模樣加工困難。圖 2.4 方案經(jīng)過(guò)比較，綜合考慮，為保證鑄件質(zhì)量，采用方案 III 較合理。2.2 主要工藝參數(shù)的確定1.鑄造收縮率的選擇根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，并參考3 表 2.1，確定該件的收縮率為 2%。表 2.1配比（重量%）型砂性能新砂膨潤(rùn)土重油水分%濕壓強(qiáng)度透氣性100(70

19、/100)7.51-1.54-4.55-7.5N/cm2110-1502.鑄造精度及尺寸、重量偏差的確定由于鑄件的精度要求較高，且是機(jī)器造型金屬模，確定該件的精度為級(jí)，由3表73-17 查得尺寸偏差為2.5mm，表 3-20 查得重量偏差 8%。3.機(jī)械加工余量的確定按一級(jí)精度鑄件查3表 3-7，并考慮實(shí)際情況，確定加工余量，具體數(shù)值見(jiàn)鑄件工藝圖。4.拔模斜度的確定按零件圖尺寸采用增厚法。根據(jù)3表 3-21 確定拔模斜度為 130-2。5.砂芯設(shè)計(jì)鑄件需 2 個(gè)砂芯，均用手工芯盒造芯。砂芯由砂芯主體和芯頭組成，1#砂芯用水玻璃砂，根據(jù)鑄件放置位置確定為垂直芯頭，結(jié)合其基本尺寸參考3表 4-2

20、取下芯頭高為50mm，因砂芯高度和直徑差不多，不用上芯頭，由表 4-3 確定下芯頭斜度為 5，由表4-4 確定下芯頭與芯座間隙為 1.5 mm，由表 4-7 確定防壓環(huán)和集砂槽的尺寸, 2#砂芯形狀復(fù)雜，局部有細(xì)薄突起，故 2#芯選用脂砂,詳見(jiàn)鑄件工藝圖。6. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)由澆口杯、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道組成。澆注系統(tǒng)截面積大小對(duì)鑄件質(zhì)量影響很大，截面積太小，澆注時(shí)間長(zhǎng)，可能產(chǎn)生澆不足、冷隔、砂眼等缺陷；截面積過(guò)大，澆注速度快，又可能收起沖砂，帶入熔潭和氣體，使鑄件產(chǎn)生渣孔、氣孔等缺陷。為了使金屬液以適宜的速度充填鑄型，就必須合理確定澆注系統(tǒng)的面積。7.澆注系統(tǒng)類(lèi)型的選擇由于鑄件材質(zhì)

21、為 ZG270-500，鑄造質(zhì)量要求較高。澆注系統(tǒng)應(yīng)要求較高的防氧化能力，本應(yīng)采取漏包澆注，但由于鑄件較小，使用漏包不易控制，為此使用轉(zhuǎn)包澆注。采用轉(zhuǎn)包澆注鑄鋼件，澆注系統(tǒng)應(yīng)有較好的撇渣能力，需要用封閉式或半封閉式，本設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)采用封閉式的，根據(jù)6表 5-53，及工廠的情況，選用側(cè)注式澆注系統(tǒng)。因砂箱中只放置一個(gè)鑄件，所以澆注系統(tǒng)只需設(shè)計(jì)澆口杯、直澆道和內(nèi)澆道，無(wú)橫澆道，使鑄件內(nèi)腔與內(nèi)澆道相切，內(nèi)澆道與直澆道相連，采用梯形的內(nèi)澆道。2.3 根據(jù)制造工藝確定毛坯參數(shù)根據(jù)后輪轂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和精度要求，結(jié)合“基準(zhǔn)同一”和“基準(zhǔn)重合”的原則分析了如何對(duì)后輪轂加工基準(zhǔn)進(jìn)行合理的選擇；在保證加工精度的前提

22、下如何確定夾緊力的方向和著力點(diǎn)；怎樣合理的選擇后輪轂各部位的加工方式及工藝流程是制造后輪轂的關(guān)鍵。8查閱蔡蘭，王霄主編的數(shù)控加工工藝學(xué)和 許德珠主編的機(jī)械工程材料 （第二版）中的資料講，毛坯的成形不僅對(duì)后續(xù)的切削加工將產(chǎn)生很大的影響，而且對(duì)零件乃至機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，使用性能、產(chǎn)生周期和成本都有很大的影響，因此正確的選用毛坯材料的類(lèi)型及定義其尺寸對(duì)于機(jī)械制造具有重要意義。零件在進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)，由于加工過(guò)程的自動(dòng)化，使余量的大小等問(wèn)題在設(shè)計(jì)毛坯時(shí)就要進(jìn)行仔細(xì)的考慮。在定義毛坯尺寸時(shí)，應(yīng)留有充分，穩(wěn)定的加工余量。根據(jù)設(shè)計(jì)零件圖樣提供的相關(guān)資料可知，毛坯的材料是 45#鋼的鍛件。45#鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，

23、可獲得良好的綜合力學(xué)性能。鍛件的機(jī)械性能較好，有較高的強(qiáng)度和沖擊韌性，但因在模鍛時(shí)的欠壓量和允許的模鍛量會(huì)造成余量的多少不等。此外，鍛造后，毛坯的撓曲與扭曲變形量的不同也造成加工余量不充分，不穩(wěn)定。因此，在后輪轂零件準(zhǔn)備采用數(shù)控銑削加工時(shí)，其毛坯加工面應(yīng)留有充分，穩(wěn)定的余量。根據(jù)后輪轂零件圖樣中所提供的零件的數(shù)據(jù)直徑為226mm200mm 回轉(zhuǎn)體零件，故定義毛坯的尺寸為 232 205 mm。這樣在加工面上留有一定的加工余量，就保證了零件加工過(guò)程的自動(dòng)化。生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)。生產(chǎn)批量大的若有條件宜使用高效的設(shè)備工藝，一般來(lái)說(shuō)產(chǎn)品尺寸結(jié)構(gòu)變化不大，相對(duì)穩(wěn)定而又需要大批量生產(chǎn)的情況下，宜采用專(zhuān)用

24、機(jī)床，尺寸結(jié)構(gòu)變化較大，大批量生產(chǎn)易采用數(shù)控設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。3 輪轂零件制造工藝3.1 確定夾緊力的方向和位置輪轂剛性較差，在外力的作用下容易變形，如果在夾緊狀態(tài)下檢查精度時(shí)，達(dá)到了規(guī)定的精度，但松開(kāi)后，由于工件的彈性變形的恢復(fù)而使連桿精度受損，因此，在選擇輪轂定位基準(zhǔn)的同時(shí)，必須正確確定夾緊力的方向和著力點(diǎn)，注意防止輪轂的夾緊變形。1.確定夾緊力方向時(shí)，注意考慮下了問(wèn)題：（1）夾緊力的作用應(yīng)朝向主要基準(zhǔn)面，把工件壓向夾具定位面，以保證工件定位的準(zhǔn)確性。（2）夾緊力的作用法方向應(yīng)使工件變形最小。2.選擇夾緊力的著力點(diǎn)的問(wèn)題是指在夾緊方向已定的情況下，確定夾緊力著力點(diǎn)的位置和數(shù)目。9圖 3-1 夾

25、緊力著力點(diǎn)的選擇著力點(diǎn)的選擇原則首先是不應(yīng)該破壞工件在定位時(shí)已經(jīng)確定的位置，如果著力點(diǎn)選擇不當(dāng)，會(huì)使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)力矩。為防止工件切削時(shí)的振動(dòng)，夾緊力的著力點(diǎn)應(yīng)盡可能地靠近加工面，以使切削力對(duì)夾緊力作用點(diǎn)的力矩最小，這是由于工件在承受平行于接觸表面的切削力時(shí)最容易產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象，而轉(zhuǎn)動(dòng)的中心往往正是夾緊力的著力點(diǎn)。由于輪轂的剛性較差，很容易產(chǎn)生夾緊變形，所以?shī)A緊力的著力點(diǎn)必須作用在工件剛度最大的部位上。3.2 粗精基準(zhǔn)選擇定位基準(zhǔn)的選擇，是在進(jìn)行輪轂機(jī)械加工的過(guò)程設(shè)計(jì)時(shí)首先要解決的問(wèn)題。在許多情況下，輪轂的技術(shù)條件能否獲得保證，首先決定于基準(zhǔn)的選擇正確與否。 1.粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的正確選擇和初定

26、位夾具的合理設(shè)計(jì)是加工工藝中最重要的問(wèn)題，在輪轂大頭端面定位時(shí)，采用后輪轂的小頭外圓作為粗基準(zhǔn)定位方式。這樣保證了大小頭孔和右端面上加工余量均勻，保證了后輪轂零件總成最終形狀及位置。粗基準(zhǔn)選擇是否正確，直接關(guān)系到被加工表面的余量分配和加工表面與非加工表面的相互位置要求。一般選擇輪轂的粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)滿足以下的幾點(diǎn)要求：輪轂大小端孔及兩端面應(yīng)有足夠而且均勻的加工余量；輪轂大小端孔中軸線及兩端面中心應(yīng)重合；輪轂大小端面外形應(yīng)均勻分別與大小端孔中心線垂直。為滿足上述的幾點(diǎn)要求，輪轂在機(jī)械加工的第一工序車(chē)輪轂大小端平面時(shí)，分別采用了兩種不同的定位基準(zhǔn)方式；一基準(zhǔn)以小端定位來(lái)車(chē)大端平面；二以大端定位來(lái)車(chē)小端

27、平面。2.精基準(zhǔn)的確定10選擇精基準(zhǔn)主要是從經(jīng)濟(jì)可靠地保證連桿各加工表面見(jiàn)得相互位置精度出發(fā)。一般應(yīng)考慮如下問(wèn)題：（1）因?yàn)楹筝嗇灥拇笮《丝祝笮《藘蓚€(gè)端面等各加工面間的相互位置精度要求很高，不能一次加工而成，要在一次裝夾中把這些有相互位置精度的各加工面盡可能多的加工出來(lái)。所以，為了保證各加工表面的相互位置精度，要避免過(guò)多的轉(zhuǎn)換定位基準(zhǔn)，應(yīng)盡量選擇一個(gè)使大部分工序都可以用來(lái)做定位基準(zhǔn)的便面作為基準(zhǔn)，這就是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。（2）由于后輪轂剛性較差，容易產(chǎn)生擠壓變形，而直接影響各加工表面的相互位置精度，所以，要選擇支撐面積大，精度高，定位準(zhǔn)確，同時(shí)又能防止夾緊變形的部位作為精基準(zhǔn)。（3）盡量選

28、擇零件上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，既要符合“基準(zhǔn)重合”的原則，這樣，圖紙上的設(shè)計(jì)尺寸是直接保證的，可以避免因定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合即基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差對(duì)設(shè)計(jì)尺寸的影響。為了滿足以上要求，BJ130 后輪轂選擇大小端的圓柱面作為定位夾緊部分，并且在機(jī)械加工生產(chǎn)線的開(kāi)頭幾道工序（即第一序車(chē)兩端面，第二序車(chē)兩端的孔，第三序鉆螺紋孔，第四序功絲孔， ）就把這組定位基準(zhǔn)加工出來(lái)，且達(dá)到一定精度。3.3 安排工藝順序遵循的原則結(jié)合分析后輪轂的機(jī)械加工工藝過(guò)程，可歸納出安排后輪轂加工工序順序的一般應(yīng)遵循的原則：（1）先基準(zhǔn)后其它作為后續(xù)工序的定位基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量安排在前幾道工序加工，使以后工序可

29、以用它定位進(jìn)行加工，后輪轂的定位基準(zhǔn)是一個(gè)大小端外圓圓周。（2）先面后孔無(wú)論是粗加工階段還是精加工階段，都是先加工大小端端平面，然后以兩端平面為主要定位基準(zhǔn)加工大小端孔。這就是所謂的“先面后孔”的原則。其理由有三：第一。兩端面是確定大小端孔中心線相對(duì)位置的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和檢驗(yàn)基準(zhǔn)，先面后孔，以孔定面，這樣，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，定位誤差低昂為=0，使后輪轂大小端孔中心線分別對(duì)大小端端面的垂直度很容易得到保證。第二，大小頭端面較孔的面積大，先面后孔，并能及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。次要表面的粗加工可在主要表面的粗加工之后穿插進(jìn)行，后輪轂在11精基準(zhǔn)加工好后，接著大端孔內(nèi)徑的粗加工，然后在對(duì)外圓圓周上的螺栓孔進(jìn)行加

30、工，使得粗加工后的大端面孔得以自然時(shí)效而充分變形，為最后的精加工大小端孔提供良好的條件。（3）先大面后小面后輪轂的加工平面有大小端端面，內(nèi)孔，螺栓孔面等，按照“先面后孔”的原則，究竟想加工那個(gè)平面，為了加工有一個(gè)牢固的定位基準(zhǔn)以便獲得較好的加工精度，總希望用大面定位。從這點(diǎn)出發(fā)，后輪轂就是采用先加工大小端面的工藝方案，然后以大小端多端面為主要定位基準(zhǔn)面來(lái)加工內(nèi)孔，從而保證了這些面之間的相互位置精度，使以后各工序具有準(zhǔn)確而可靠的精準(zhǔn)度。選擇后輪轂的定位基準(zhǔn)與各加工工藝順序有著規(guī)律性的內(nèi)在聯(lián)系，所以，在制定機(jī)械加工工藝過(guò)程時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先選擇各個(gè)加工面的定位基準(zhǔn)，作為精基準(zhǔn)的表面，應(yīng)在工藝過(guò)程中一開(kāi)始

31、就加工，以便為后續(xù)工序做好準(zhǔn)備。3.4 零件加工的工藝分析后輪轂的各種表面加工方法的選擇，應(yīng)主要根據(jù)加工面的結(jié)構(gòu)形狀，尺寸大小，精度，表面粗糙度以及生產(chǎn)類(lèi)型，從生產(chǎn)實(shí)踐出發(fā)，并參考有各種表面加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度及表面粗糙度等資料來(lái)初步確定，在選擇后輪轂的各種表面加工方法時(shí)，可參考表 3-1 所提供的資料。表 3-1 各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度-外圓加工精度等級(jí)加工方法粗糙度 Ra經(jīng)濟(jì)的可及的粗車(chē)2512.57-8半精車(chē)6.33.26-7精車(chē)3.21.64-5車(chē)精細(xì)車(chē)1.60.821粗磨6.31.64平精磨6.30.83精磨0.80.421外圓磨精細(xì)磨0.40.2112粗研

32、0.80.41-2精研0.40.11研磨細(xì)研0.10.0251超精光磨精0.40.21細(xì)0.20.11鏡面0.050.02513.5 工藝順序卡工藝卡片如表所示工序工序名稱工序內(nèi)容工藝裝備1粗車(chē)粗車(chē)后輪轂大頭平面，留余量 0.5mm數(shù)控車(chē)2精車(chē)精車(chē)后輪轂大頭平面數(shù)控車(chē)3粗車(chē)粗車(chē)后輪轂大頭外圓周，留余量 0.5mm數(shù)控車(chē)4精車(chē)精車(chē)后輪轂大頭外圓周數(shù)控車(chē)5粗鏜孔以基面定位，以小頭外圓周定位，擴(kuò)大頭孔為直徑 98mm,108mm,118mm。鏜孔機(jī)6精鏜孔以基面定位，以小頭外圓周定位，精鏜大頭孔直徑為 100mm,110m,120mm。鏜孔機(jī)7粗車(chē)粗車(chē)后輪轂小頭平面，留余量 0.5mm數(shù)控車(chē)8精車(chē)精

33、車(chē)后輪轂小頭平面數(shù)控車(chē)9粗鏜孔以基面定位，以大頭外圓周定位，擴(kuò)小頭孔為直徑 99mm。鏜孔機(jī)10精鏜孔以基面定位，以小頭外圓周定位，精鏜大頭孔直徑為 100.5mm。鏜孔機(jī)11鉆 20mm大孔用直徑為 20mm 的鉆頭鉆孔組合鉆孔機(jī)床12擴(kuò)孔組合鉆孔機(jī)床13鉆 M10 小用直徑 8.6mm 鉆 30mm 深的孔組合鉆孔13螺釘孔機(jī)床14攻絲用絲錐進(jìn)行攻絲組合機(jī)床攻絲機(jī)15倒角大頭孔兩端倒角3.6 鉆孔工序設(shè)計(jì)計(jì)算3.6.1 鉆削加工 6-20mm孔1. 選擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) ，由鉆削深度20pamm，選擇018dmm的 H12級(jí)高速鋼麻花鉆，機(jī)床選擇組合是鉆孔機(jī)床。2.選

34、擇切削用量根據(jù)切削用量手冊(cè)表 2.7，取0.43/ 0.53/fmm rmm r，查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 4.2-16，故取0.47/fmm r。根據(jù)切削用量手冊(cè)表 2.19，可以查詢鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)0.48/fmm r，020dmm時(shí)，軸向力6090fFN。軸向修正系數(shù)為 1.0，故6090fFN。根據(jù)組合鉆孔機(jī)床說(shuō)明書(shū)，機(jī)床的進(jìn)給結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度允許的最大軸向力為max8829FN，由于maxfFF，故0.47/fmm r可用。3.切削速度cV根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2-15，根據(jù)0.47/fmm r鑄鐵硬度為 HB120163 取13/ mincVm。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.31

35、，切削速度的修正系數(shù)為0.6653rK 故 9.6/ mincrVVKm 010001000 9.6235.1 / min3.14 13cvnrv根據(jù)組合機(jī)床選取200 / mincnr14所以 03.14 18 20011.3/ min10001000cdnvm4.確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.12，當(dāng)0.48/fmm r，020dmm時(shí)，鉆頭刀面做大磨損量 0.8mm，故刀具磨鈍壽命 60min。5.檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.21，當(dāng)0.48/fmm r，020dmm時(shí)，查得36.29 .CMN M,根據(jù)組合機(jī)床，當(dāng)200 / mincnr，

36、72.6 .MN M，故CMM,根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.23，1.0cpkw，何懼機(jī)床說(shuō)明書(shū)2.8pkw，故cpp，所以選擇的切削用量是可以采用。6.計(jì)算工時(shí) mLtvf式中，Lly ，20lmm，查切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.29，5ymm ，所以25Lmm 0.27minmfLtv3.6.2 鉆孔8.6mm，倒角0.5 451.選擇機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) ，由鉆削深度30pamm，選擇08.8dmm的H12 級(jí)高速鋼麻花鉆，機(jī)床選擇組合是鉆孔機(jī)床。2.選擇切削用量根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.7，取0.37/ 0.45/fmm rmm r，查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 4.2-1

37、6，故取0.41/fmm r。根據(jù)切削用量手冊(cè)表 2.19，可以查詢鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)0.41/fmm r，08.6dmm時(shí)，軸向力3580fFN。軸向修正系數(shù)為 1.0，故3580fFN。根據(jù)組合鉆孔機(jī)床說(shuō)明書(shū)，機(jī)床的進(jìn)給結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度允許的最大軸向力為max8829FN，由于maxfFF，故0.41/fmm r可用。153.切削速度cV根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2-15，根據(jù)0.41/fmm r鑄鐵硬度為 HB120163 取14/ mincVm。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.31，切削速度的修正系數(shù)為0.6653rK 故 10.35/ mincrVVKm 010001000 10.35383.3

38、 / min3.14 8.6cvnrd根據(jù)組合機(jī)床選取200 / mincnr所以 03.14 8.6 2005.4/ min10001000cdnvm4.確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.12，當(dāng)08.6dmm時(shí)，鉆頭刀面做大磨損量0.8mm，故刀具磨鈍壽命 30min。5.檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.21，當(dāng)0.41/fmm r，08.6dmm時(shí)，查得21.58 .CMN M,根據(jù)組合機(jī)床，當(dāng)200 / mincnr，72.6 .MN M，故CMM,根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.23，1.0cpkw，何懼機(jī)床說(shuō)明書(shū)2.8pkw，故cpp，所以選擇的切

39、削用量是可以采用。6.計(jì)算工時(shí) mLtvf式中，Lly ，30lmm，查切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.29，5ymm ，所以35Lmm0.43minmfLtv4.專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)師機(jī)械制造工藝裝備的一部分，夾具的優(yōu)劣對(duì)零件加工精度、加工效率、制造成本、生產(chǎn)安全、勞動(dòng)生產(chǎn)條件起著關(guān)鍵作用。專(zhuān)用機(jī)床夾具用來(lái)多工件定位16于夾緊，確定工件與刀具的相對(duì)位置。4.1 機(jī)床夾具的作用1.容易保證加工精度，并使一批工件的加工精度穩(wěn)定由于工件在夾緊中定位，以及夾具在機(jī)床上定位都有專(zhuān)門(mén)的元件保證，夾具相對(duì)刀具的位置又可以通過(guò)刀和導(dǎo)向元件調(diào)整，一次可以較容易的保證工件在該工序中加工精度，此外，采用夾具裝夾法加

40、工，工件的定位不在受劃線，找正等主管因素的影響，故對(duì)一批工件的加工精度比較穩(wěn)定。2.縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本工件在夾具的裝夾和工件轉(zhuǎn)換、夾具在機(jī)床的安裝等，都可以通過(guò)專(zhuān)門(mén)的元件或裝置迅速完成，此外在夾具中還可以不同程度地采用高效率多件、多位、快速聯(lián)動(dòng)等夾緊方式，因而可縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率降，低生產(chǎn)成本3.減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低對(duì)工人的技術(shù)要求4.擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。5.減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，縮短新產(chǎn)品試用周期根據(jù)汽車(chē)輪轂的加工技術(shù)要求，設(shè)計(jì)汽車(chē)輪轂的鉆孔夾具，零件的夾具圖紙見(jiàn)圖紙附錄。4.2 夾具裝夾定位分析查閱李慶余，張佳編著的機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)第 246

41、頁(yè)的資料知道，工件在夾具中定位后一般應(yīng)夾緊，使工件在加工過(guò)程中保持已獲得的定位能不被破壞。由于工件在加工過(guò)程中受切削力、慣性力、夾緊力等的作用，會(huì)形成變形或位移，從而影響工件的加工質(zhì)量。所以工件的夾緊也是保證加工精度的一個(gè)十分重要的問(wèn)題。為了獲得良好的加工效果，一定要把工件在加工過(guò)程中的位移、變形等控制在加工精度允許的范圍內(nèi)。夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)滿足以下主要原則：（1）夾緊時(shí)不能破壞工件在定位元件所獲得的位置。 （2）夾緊力應(yīng)保證工件位置在整個(gè)加工過(guò)程中不變或不產(chǎn)生不允許的振動(dòng)。（3）使工件不產(chǎn)生過(guò)大的變形和表面損傷。（4）夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)必須

42、保證自鎖，機(jī)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置，夾緊行程必須足夠。17（5）夾緊機(jī)構(gòu)操作必須安全、方便、省力、符合工人操作習(xí)慣。（6）夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、自動(dòng)化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。上述前三條要求是為了保證加工質(zhì)量和安全生產(chǎn)的，因此必須無(wú)條件予以滿足，它是衡量夾緊裝置好壞的最根本的準(zhǔn)則。4.3 夾具夾緊力確定查閱李慶余，張佳編著的機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)第 247 頁(yè)的資料知道，夾緊點(diǎn)的選擇是達(dá)到最佳夾緊狀態(tài)的首要因素。只有正確的選擇夾緊點(diǎn)之后，才能估算出所需要的適當(dāng)?shù)膴A緊力。如果夾緊點(diǎn)選的不當(dāng)，不僅增大夾緊變形，甚至不能夾緊工件。選擇夾緊點(diǎn)應(yīng) 盡可能和支承點(diǎn)對(duì)應(yīng)，使夾緊力作用于支承上，這樣會(huì)

43、減少夾緊變形。夾緊點(diǎn)盡量選在靠近加工表面且不致引起過(guò)大夾緊變形的位置。根據(jù)蹄形凸臺(tái)零件的外形特征，選擇夾緊點(diǎn)在工件的兩側(cè)面，這樣夾緊力作用于支承點(diǎn)上且靠近加工表面，很大程度上避免了工件變形的發(fā)生。 夾緊力的確定查閱李慶余，張佳編著的機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)第 248 頁(yè)的資料知道，在夾緊設(shè)計(jì)時(shí)，正確估計(jì)切削力的大小及方向是確定夾緊力的主要依據(jù)。計(jì)算夾緊力時(shí)，按靜力平衡計(jì)算的夾緊力再乘以裕度系數(shù)可得。查閱蔡蘭，王霄主編數(shù)控加工工藝學(xué)第 1 版第 111 頁(yè)的資料知道夾緊力大小的估算，根據(jù)工件受切削力 P 和夾緊力 Q 后的靜力平衡條件，計(jì)算出理論夾緊力 Qo,再乘以裕度系數(shù) K 即為實(shí)際所需夾緊力 Q，

44、故夾緊力計(jì)算公式為：Q = KQo如考慮加工性質(zhì)，刀具磨損鈍化，斷續(xù)切削等作粗略估算時(shí)，系數(shù) K = 1.53。用于精加工時(shí)，取 K = 1.52.5；用于粗加工時(shí)，取 K = 2.53。綜合上述所查閱資料，并結(jié)合該零件的情況，又考慮以下幾點(diǎn)：（1）此工件為大批量生產(chǎn)，所以選擇合適的夾具有利于提高生產(chǎn)效率同時(shí)對(duì)夾具有一定的要求。（2）數(shù)控機(jī)床具有連續(xù)多型面自動(dòng)加工的特點(diǎn)，所以對(duì)數(shù)控機(jī)床夾具的精度和剛度的要求也同樣比一般機(jī)床要高，這樣可以減少工件在夾具上的定位和夾緊誤差以及粗加工中的變形誤差。（3）由于數(shù)控機(jī)床能一次安裝工件而加工多個(gè)面，因此數(shù)控夾具亦應(yīng)能在空間上滿足各刀具均有可能接近所有待加工

45、表面的要求。此外由于支撐夾具的托板具有移動(dòng)、上18托、下沉和旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作，夾具還應(yīng)能保證不與機(jī)床的有關(guān)部分有空間干涉。有些定位塊可設(shè)計(jì)成在工件夾緊后可以卸去，以滿足前后左右各個(gè)面的加工需要。（4）數(shù)控加工可以通過(guò)快速更換程序而變化加工對(duì)象。為了不花費(fèi)更多的更換工裝的輔助時(shí)間，減少貴重設(shè)備因等待而閑置的時(shí)間，要求夾具在更換加工工件中具有快速重調(diào)或更換定位、夾緊原件的功能，由于在數(shù)控加工中因多表面加工而單件加工時(shí)間增長(zhǎng)，夾具結(jié)構(gòu)若能滿足機(jī)動(dòng)時(shí)間內(nèi)在機(jī)床工作區(qū)外也能進(jìn)行工件更換，會(huì)極大的減少機(jī)床停機(jī)時(shí)間。4.4 鉆孔夾具夾緊力計(jì)算計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛醒系統(tǒng)。本工序在鉆削加工過(guò)程中

46、的切削力可以分解為切削扭矩和軸向切削力，因軸向切削力的作用方向與夾具的夾緊方向相同，有助于工件的夾緊，因此，在計(jì)算夾緊力時(shí)可以不計(jì)算軸向切削力，為保證夾緊可靠，應(yīng)將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件的加工時(shí)的所需要的夾緊力，即：KWWK其中0123456KKKKKKKK,查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1-2-1 得：01.5K 、11.2K 、21.15K 、31.0K 、41.3K 、51.0K 、61.0K 所以2.691K 查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1-2-7 得：20.80.21pMDSK查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1-2-8 得：0.62001.031190pK由于鉆頭的直徑20Dmm ,所以:20.82

47、0.21 200.431.03124.8 .MN MM因此，實(shí)景所需要的夾緊力為224.8 2.69166.7.KWN MM,夾緊機(jī)構(gòu)采用壓板機(jī)構(gòu)某機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率為0.95，螺母產(chǎn)生的夾緊力為：122tantanQLFa查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1-2-20，得6.22m，查表 1-2-21 得23.675m，2 29a ，查表 1-2-22，得29 501tan0.18f。2810.23FN。F 在工件上夾緊力作用點(diǎn)到鉆頭在工件上加工時(shí)作用點(diǎn)的距離為36lm。夾緊力的產(chǎn)生的扭矩為421.8 10.MFflN mm ，工件受力如圖 4.119圖 4.1 工件受力示意圖因?yàn)闄C(jī)床工作扭矩小于機(jī)床夾緊力

48、，故該夾具能滿足鉆孔加工要求5 輪轂鉆孔機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)鉆孔組合機(jī)床是以獨(dú)立的通用部件為基礎(chǔ)，配合以部分專(zhuān)用部件組成的高效率自動(dòng)化加工設(shè)備，其傳動(dòng)過(guò)程是典型的液壓順序控制，既可采用傳統(tǒng)繼電器組成控制系統(tǒng)，也可采用 PLC 來(lái)構(gòu)成。5.1 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1.1 液壓系統(tǒng)的總體方案及工況分析該機(jī)床液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)為：工件夾緊-滑臺(tái)快進(jìn)-工進(jìn)-停留-快退-遠(yuǎn)未停止-工件放松。液壓系統(tǒng)的原理圖如圖 5.1 所示圖 5.1 液壓原理圖1.工件夾緊液壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，電氣控制系統(tǒng)發(fā)出工件夾緊信號(hào)，電磁閥 YV4 得電，二位四20通電磁換向閥右位工作，壓力油經(jīng)減壓閥、單向閥 6 進(jìn)入夾緊缸的大腔，小

49、腔回油至油箱，工件夾緊。當(dāng)夾緊到位后壓力繼電器動(dòng)作、表示工件夾緊。2.滑臺(tái)快進(jìn)壓力繼電器動(dòng)作后，電氣控制系統(tǒng)發(fā)出快速移動(dòng)信號(hào)，電磁閥 YV1 得電，三位五通閥左位工作，使液控閥左位工作，接通工作回路，壓力油流經(jīng)行程閥進(jìn)入工作液壓缸的大腔，小腔內(nèi)回油經(jīng)過(guò)單向閥 4、行程閥再進(jìn)入工作液壓缸大腔、使滑臺(tái)向前快速移動(dòng)。3.工作進(jìn)給滑臺(tái)快速移動(dòng)到接近加工位置時(shí)，臺(tái)上擋鐵壓下行程閥，切斷壓力油通路，壓力油只能通過(guò)調(diào)速閥 1 進(jìn)入進(jìn)給工作液壓缸大腔，進(jìn)油量的減少使滑臺(tái)移動(dòng)速度降低，滑臺(tái)轉(zhuǎn)為工作進(jìn)給。此時(shí)由于負(fù)載加大，工作油路油壓升高，順序閥 8 打開(kāi)，液壓缸小腔回油不再經(jīng)過(guò)單向閥 4 流入液壓缸大腔，而是經(jīng)

50、過(guò)順序閥、溢流閥流回油箱。4.快速退后滑臺(tái)工作進(jìn)給到終點(diǎn)時(shí)，終點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)被壓下，使電磁閥 YV1 斷電，而電磁閥 YV2得電，三位五通閥右位工作，使液控閥右位工作，接通工作電路，壓力油直接進(jìn)入液壓缸 18 小腔，使滑臺(tái)快速退回。同時(shí)大腔內(nèi)的回油經(jīng)單向閥 1、液控閥流回油箱。當(dāng)滑臺(tái)快速退回原點(diǎn)，原點(diǎn)行程開(kāi)被壓下，電磁閥 YV2 失電，液控閥回中間位置，切斷工作回路，滑臺(tái)停止與原位。5.工件松開(kāi)當(dāng)滑臺(tái)回原位停止后，電氣控制系統(tǒng)發(fā)出工件松開(kāi)信號(hào)，使電磁閥 YV3 得電，二位四通閥左位工作，改變油路的方向，壓力油進(jìn)入夾緊小腔，大腔內(nèi)的回油經(jīng)二位四通閥流回油箱，使工件松開(kāi)，同時(shí)壓力繼電器 BP 復(fù)位。取

51、下工件，一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。5.1.2 液壓元件及輔助元件的選擇單桿活塞缸的兩個(gè)腔有效作用面積不相等，當(dāng)泵共有使活塞內(nèi)縮時(shí)，活塞腔的排油量比泵的供油流量大得多，通過(guò)閥的最大流量往往是在這種情況下出現(xiàn)，復(fù)合增速缸和其他等效組合方案也有相同的情況，選擇流量控制閥時(shí)，其最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件最低工作速度的要求，既：minminQA 或者minminmQnq式中：minQ-流量控制閥的最小穩(wěn)定流量，3/ms； min-液壓缸最低工作速度。/m s；21 A-液壓缸有效工作面積，2m ； minn-液壓馬達(dá)最低工作轉(zhuǎn)速，/r s； mq-液壓馬達(dá)排量，3/mr1.根據(jù)流量和系統(tǒng)工作壓力選擇液壓泵本設(shè)計(jì)

52、省略執(zhí)行元件載荷力的計(jì)算及液壓缸參數(shù)的確定過(guò)程，載荷力和液壓缸參數(shù)如表 1 所示表 5.1 載荷力和液壓缸參數(shù)名稱載荷p1背壓力 P2實(shí)際工作壓力缸徑活塞桿直徑最大運(yùn)動(dòng)速度結(jié)構(gòu)參數(shù)A1流量夾緊缸5000N0.2MPa2.55 MPa50mm35mm40mm/s2622510 m537.85 10/ms進(jìn)給缸12000N0.2MPa3.85 MPa63mm28mm100mm/s26231.510 m635.2 10/ms液壓泵工作壓力的計(jì)算依照：1pppp其中1p是液壓執(zhí)行元件的最高工作壓力，本系統(tǒng)中最該壓力是進(jìn)給缸工進(jìn)時(shí)的進(jìn)口壓力13.85pMpa;p 是系列執(zhí)行元件間總的管路損失、由原理圖可

53、知，從泵到進(jìn)給缸之間串聯(lián)有液控閥、行程閥，取0.5pMpa ，則液壓泵工作壓力4.35ppMpa。液壓泵流量計(jì)算依照：maxPQKQ最大流量發(fā)生在快速夾緊工況，53max7.85 10/Qms；泄露洗漱 K 取 1.2，則液壓泵總流量5.7/ minPQL；一句以上計(jì)算，選用 YB-A9B 變量葉片泵。2.液壓元件的選擇以泵的額定壓力4.35Mpa、流量5.7/ minL為基準(zhǔn)，選擇元件如表 2 所示，22表 5.2 液壓系統(tǒng)元件表3 管道元件液壓系統(tǒng)用油管輸送工作介質(zhì)，用管接頭將油管于油管或油管與液壓元件聯(lián)接起來(lái)，因此，管道和管道頭應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，良好的密封，壓力損失要小，裝拆要方便。本系統(tǒng)

54、選用紫銅管，氣用途是在中、低壓系統(tǒng)中用，機(jī)床中應(yīng)用較多，可承受壓力為 6.5-10MPa。其優(yōu)缺點(diǎn)為裝配時(shí)彎曲方便，抗振能力弱，容易使油液氧化。4 過(guò)濾器過(guò)濾器的功用是防止有野的污染和不斷凈化油液，將其污染程度控制在允許的范圍內(nèi)。油液的污染會(huì)因其相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件的表面的劃傷、磨損加劇、甚至卡死，還會(huì)杜塞節(jié)流小孔、影響液壓系統(tǒng)的工作性能。過(guò)濾器的過(guò)濾精度按其能過(guò)濾去雜志的直徑 d 的公稱尺寸大小分為四個(gè)等級(jí)：粗、普通、精、特精。本機(jī)床選用線隙式過(guò)濾器，其額定參數(shù)壓力為 6.3MPa、壓力損失為 0.060.6MPa、過(guò)濾精度為50 m，安裝在系統(tǒng)的進(jìn)油路上。5 密封裝置密封裝置用來(lái)防止液壓元器件和液壓系統(tǒng)的內(nèi)露和外露