《1110活塞銷孔精鏜床外觀和夾具設計》臨沂大學畢業(yè)設計

1、2021屆 分類號：單位代碼：10452本科專業(yè)職業(yè)生涯設計我的機械工程師職業(yè)生涯設計1110活塞銷孔精鏜床外觀和夾具設計 姓 名 陳 濤 學 號 202115120217 年 級 2021級 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 系院 工學院 指導教師 張會玲 2021 年 3 月 25日目 錄第一局部 我的機械工程師職業(yè)生涯設計1前言11 機械設計制造及其自動化的開展11.1 2021年機械制造行業(yè)的開展11.2 未來機械制造行業(yè)的開展趨勢11.3 機械設計制造及其自動化專業(yè)的就業(yè)前景22 自我分析與定位22.1 職業(yè)興趣22.2 性格22.2.1 優(yōu)點22.2.2 缺點32.3 職業(yè)價值觀念3

2、2.4 興趣愛好33 對職業(yè)的分析34 提升職業(yè)能力的方法35 我的工作方案46 總結4第二局部 1110活塞銷孔精鏜床外觀和夾具設計51 緒論61.1選題的目的及意義61.2國內外開展及現狀62方案的選擇與論證82.1方案確實定82.2 方案的分析與選擇83外觀圖的設計93.1機床布局形式確實定93.2動力部件的選擇9鏜削頭確實定10滑臺的選擇113.3主要聯系尺寸的選擇13裝料高度的選擇13夾具輪廓尺寸的選擇13中間底座輪廓尺寸確實定14鏜桿長度確實定153.4 工作行程長度的選擇16工作進給長度確實定16快速退回長度確實定16快速引進長度確實定163.4.4 后備量確實定164 夾具的設

3、計174.1 定位裝置的設計17定位方案確實定17定位元件的設計174.2 定位誤差的計算194.3夾緊裝置的設計20夾緊力確實定20液壓油缸的選擇22夾緊元件的設計234.4夾具體的設計245結論25參考文獻26致謝27第一局部 我的機械工程師職業(yè)生涯設計前言當今人才的競爭越來越劇烈，給自己做一個職業(yè)生涯規(guī)劃開始成為在工作爭奪戰(zhàn)中的另一重要利器。對個人而言，根據自己所學專業(yè)，找到適合自己的工作，職業(yè)目標也是重要的。我所學專業(yè)為：機械設計制造及其自動化，我的職業(yè)的理想就是能在機械制造這個行業(yè)有所建樹，成為一名出色的機械設計制造工程師是我的理想。所以選擇此題目作為指導今后進入職場的方向。1 機械

4、設計制造及其自動化的開展1.1 2021年機械制造行業(yè)的開展2021年稱得上是中國進入工業(yè)化時代后機械行業(yè)最好的一年：高增長、低通脹、高盈利。與國內固定資產投資相關的工程機械、機床行業(yè)銷量創(chuàng)歷史新高，新興戰(zhàn)略產業(yè)軌道交通設備行業(yè)技術不斷取得突破。根據機械工業(yè)聯合會預計，2021年產銷增速可達15%左右，利潤增速10%左右，出口創(chuàng)匯增長15%左右，初顯收縮的政策調整不改行業(yè)復蘇趨勢，但短期內行業(yè)不具備走出獨立行情的動能，當然，隨著年報的逐步披露以及出口復蘇，仍不乏亮點。中國高端裝備制造業(yè)國際化戰(zhàn)略布局已經開始，工程機械行業(yè)率先布局。雖然有局部低端機械產品因勞動力、環(huán)保本錢等因素，產量已經全球第一

5、，但是實際上中國裝備制造業(yè)的國際化戰(zhàn)略剛剛開始，金融危機對中國出口的打擊很大，但金融危機也降低了中國實施國際化戰(zhàn)略的本錢，收購兼并開始增加。裝備制造業(yè)有望成為中國具有競爭力的行業(yè)之一，工程機械、鐵路裝備等行業(yè)有望稱霸全球，這將改變裝備制造業(yè)的全球競爭格局，當然還要看中國裝備制造企業(yè)的國際化戰(zhàn)略推進。1.2 未來機械制造行業(yè)的開展趨勢在宏觀經濟復蘇的有力支持下，機械行業(yè)盈利能力出現明顯改觀：自2021年一季度觸底反彈以來，毛利率持續(xù)改善；未來行業(yè)整體仍會進一步提升。然而中國機械還處于轉型期，而轉型中的中國經濟也為機械行業(yè)帶來了很大的機遇。一方面，以增加生產要素投入為特征的粗放型增長已不可持續(xù)，以

6、提高生產技術水平為特征的內涵式增長正成為經濟增長的主要推動力，因此，航空制造業(yè)、軌道交通制造業(yè)、核電等新興產業(yè)將成為重點；另一方面，人口結構的變化不僅推高了勞動力本錢，而且會提升國民的消費水平，因此，冷鏈設備、醫(yī)療器械、機床、自動化控制等行業(yè)將受益。1.3 機械設計制造及其自動化專業(yè)的就業(yè)前景機械設計制造及其自動化專業(yè)是研究各種工業(yè)機械裝備及機電產品從設計、制造、運行控制到生產過程的企業(yè)管理的綜合技術學科。機械設計制造及其自動化專業(yè)研究的主要內容包括機械與機器的組成原理、運動分析方法、力學分析方法及電氣控制原理，各種機電產品的設計技術、制造技術與控制技術、計算機輔助設計技術、現代機械制造技術與

7、方法，機電一體化技術，計算機輔助制造技術，特種加工技術，自動化制造系統(tǒng)，機器人技術，計算機集成制造技術，計算機原理及應用等。自我國參加WTO后，我國經濟融入世界經濟的步伐加快，調整產業(yè)結構的國策，使我國迅速成為世界加工制造大國。隨著外資企業(yè)的大量涌入，我國已成為加工制造業(yè)的重要基地之一。需要大量的機械設計制造及其自動化專業(yè)的應用型高級工程技術人才，尤其是既能利用計算機進行機械產品的輔助設計，又能應用數控技術進行制造的人才非常緊缺，有著廣闊的就業(yè)前景。2 自我分析與定位“自知者智，知人者明，只有認清了現在的自我和潛在的自我，才能科學的規(guī)劃自己的職業(yè)生涯。我通過老師、同學對我的認識分析再加上自己對

8、自己的了解，我對自己認識如下。2.1 職業(yè)興趣我比擬喜歡研究機械，喜歡用頭腦依自己的方法來解決問題并追根問底，喜歡提出新的想法和策略，喜歡從實際出發(fā)考慮問題，感覺什么東西都必需有他的實用價值，否那么毫無意義。我喜歡動手能力強的工作，喜歡做實驗、研究一些工具或機器的構造。喜歡組織大家一起工作，喜歡集體活動。2.2 性格性格是指表現在人對現實的態(tài)度和相應的行為方式中的比擬穩(wěn)定的、具有核心意義的個性心理特征，是一種與社會相關最密切的人格特征，在性格中包含有許多社會道德含義。性格表現了人們對現實和周圍世界的態(tài)度，并表現在他的行為舉止中。性格主要表達在對自己、對別人、對事物的態(tài)度和所采取的言行上。2.2

9、.1 優(yōu)點1性格沉穩(wěn)，做事組織嚴密，井井有條，并且對未來充滿平常心態(tài) 2 做事認真負責3 有主見，不隨波逐流4 獨立性強適應環(huán)境能力強，紀律性強5 富有同情心，感恩之心，樂于助人6 人際關系較好2.2.2 缺點1 缺乏耐心和毅力2 做事缺乏靈活性3 嫉妒心比擬強4 做事優(yōu)柔寡斷，患得患失2.3 職業(yè)價值觀念選一份好的工作，你一輩子不用工作，因為你樂在其中。希望在機械行業(yè)實現自己的人生價值，為我國的機械行業(yè)奉獻一份力量。2.4 興趣愛好我平時比擬喜歡看書，尤其是歷史類的書。高爾基曾經說過：書是人類進步的階梯。讀書可以使人明智。平時喜歡樂于助人，認為人生的價值在于奉獻，在不斷地奉獻中提高自己。人際

10、關系處理的較好，喜歡參加各項社會活動。3 對職業(yè)的分析機械工業(yè)是我國調正經濟結構的重頭戲。機械工業(yè)關系到經濟的造血能力，擴大內需能力，科技的蓄積能力和開發(fā)創(chuàng)新能力，也是提升生產效率最重要的手段。很長一段時間，我們依靠進口外國先進機械改善我們的輕重工業(yè)體系，竟造就了一個世界最大的機械產品市場。機械工業(yè)是各種科技人才的蓄水池，生產人員多須具備各種技能，機械工業(yè)越壯大，科技人才的效率越高，拉動全社會的生產力開展越顯著。一個欣欣向榮充滿生機的機械工業(yè)體系的存在，可吸納大量高素質生產人員，是可持續(xù)開展的必要條件。應鼓勵國營和私人企業(yè)積極投資參與。這就需要更多得機械工程師來完成。具有創(chuàng)造性的機械工程師，才

11、能把自然科學家的理論創(chuàng)造盡可能的轉化為真正的生產力。4 提升職業(yè)能力的方法在確立了職業(yè)目標后，行動成了關鍵環(huán)節(jié)，沒有行動，目標就無法實現。既然看到了自己的缺乏之處，該怎樣去改正，用什么方法途徑改正。大四上學期，所有課程都已結束，自己在大學中也學到了不少知識，但如何將知識運用到實際中，就要通過實習。下面是我的實習方案：1 實習期間，要努力工作，增加技能，使自己的動手能力得到提高，從實習中獲得在課本上永遠學不到的實踐經驗和知識，并且在實習期間，要多運用自己的理論知識去解決實際問題，是自己在學校所學的知識得到充分的運用。2 要學習怎樣與同事、領導相處，使自己的社交能力得到提高。3 在實習期間，還要學

12、習企業(yè)的管理方法，并且注意這個企業(yè)的企業(yè)文化，為將來更好的開展積累一些經驗。5 我的工作方案1畢業(yè)后2年內，目標是增加自己的實際實踐經驗。23年后，通過自己的實踐經驗為成為機械工程師做好充分的準備。3610年內成為真正的機械工程師。414年后在所在崗位上作出出色的成績。518年后繼續(xù)學習知識，知識是無窮盡的，努力讓自己的層次再提高一個臺階。6 總結每個人都希望找到一份自己喜歡的工作，首先我們必須知道喜歡從事什么行業(yè)，在找工作之前，對自己進行全方位的分析與認識，能幫助我們快速的適應未來的挑戰(zhàn)。我們每一個人都應該了解自己適合做什么，應該做什么，以及如何實現自己的既定目標。我們所處的環(huán)境無時不在變化

13、，我們要適時調整自己的目標，跟上變化的腳步腳踏實地的為自己的目標去努力、去奮斗。雖然我們可能暫時不能做得最好，但我相信只要努力去做就一定會做的更好！第二局部 1110活塞銷孔精鏜床外觀和夾具設計摘要本文介紹了活塞銷孔精鏜床的外觀和夾具設計，根據零件的加工要求和結構特點，確定活塞銷孔精鏜床為組合鏜床，采用剛性鏜削的工藝方案。在外觀圖設計中，機床采用臥式布局形式，主運動通過設計剛性鏜削頭實現，鏜桿與機床主軸采用剛性連接的方式，進給運動選用高精度級液壓滑臺來實現；在夾具設計中，工件的定位采用止口、端面和活塞銷孔組合定位方式，夾緊裝置的設計采用液壓夾緊，由液壓缸通過移動壓板夾緊工件，手動完成壓板的移動

14、，以便裝卸工件。夾具安裝在機床工作臺上，由夾具底座底面，通過螺釘和圓錐銷與機床工作臺連接。該設計方案具有設計制造周期短，結構簡單，加工精度高而穩(wěn)定的優(yōu)點。經過分析和計算說明該設計方案能夠滿足1110活塞銷孔的加工精度要求和生產綱領要求。關鍵詞：活塞銷孔；鏜床；外觀圖；夾具；主運動；AbstractThe design of the appearance and fixture of the piston pin hole fine boring machine is described in this article, according to the machining requiremen

15、ts and structural characteristics, determine the piston pin hole fine boring machine for the combination boring machine, the process uses rigid program. In the process of the appearance design, the machine uses the horizontal form, the main movement is achieved by the design of rigid series boring h

16、ead, the boring bar and the tool spindle are combined together with rigid manner, the feed movement is achieved by the high precision hydraulic slide-class; in the process of the fixture design , the positioning of the work piece uses integrated positioning mode including the piston only mouth ,the

17、end and the piston pin hole, the clamping device uses the hydraulic clamping, hydraulic cylinder clamps the work piece by the moving plate, in order to load and unload work piece, the moving of the plate is operated by hands. The fixture is installed in the machine tool table, the clamp base bottom

18、is connected with the machine tool table by the screw and the taper pin. The design and manufacture of the design cycle is short, the structure is simple, the precision is high and stable. Through the analysis and calculation ,we can meet the 1110 piston pin hole machining accuracy and production pr

19、ogram requirements. Key words: boring; appearance; fixture; main movement;1 緒論1.1選題的目的及意義 活塞號稱發(fā)動機的“心臟，是發(fā)動機的核心零件，它與連桿、曲軸等部件組成運動機構，活塞在氣缸里承受高溫、高壓氣體的壓力，并將氣體壓力經連桿傳給曲軸，驅動發(fā)動機運轉。它的工作狀況直接影響到發(fā)動機的性能、工作可靠性和排放性能等指標。尤其是隨著客戶和社會對發(fā)動機性能的要求越來越苛刻,產品推向市場的緊迫性日趨迫切,活塞的合理設計與否成為制約發(fā)動機開發(fā)成敗的關鍵因素。特別是隨著發(fā)動機技術的不斷提高,對活塞加工精度的要求也越來越高。

20、活塞銷孔是活塞最關鍵的部位之一，是活塞結構中承載最大機械應力的部位。精鏜銷孔工序是活塞加工過程中的重要質量控制點,加工質量對活塞的性能有很大影響。因此對精鏜銷孔工序夾具的改良和合理設計活塞銷孔鏜床對保證活塞的加工精度具有十分重要的意義。本課題在綜合國內外發(fā)動機活塞研究現狀的根底上，以1110活塞銷孔的精鏜為例，設計出專門的精鏜床和精鏜夾具,在確保該高性能活塞耐高溫性、熱穩(wěn)定性及保證活塞可靠性的前提下,有效的提高了發(fā)動機的機械效率、降低了發(fā)動機的機油消耗量和漏氣量等。 1.2國內外開展及現狀經研究發(fā)現活塞失效的主要原因是由于作用在活塞銷孔處的機械應力過大，導致銷孔內側上方區(qū)域應力集中，超過了活塞

21、材料的抗拉強度及屈服疲勞強度所致1，因此保證活塞銷孔的加工質量非常重要。近代活塞銷孔的設計有如下特點：活塞銷孔的精度日益提高，尤其是轎車活塞在大批量生產中，實行不分組裝配；尺寸公差在0.004一0.006mm之間，圓柱度不大于0.001mm，粗糙度在以上；為了降低銷孔內側上端面平均比壓，防止該處應力集中而疲勞破壞，以及增加銷孔的貯油作用，異形銷孔設計日趨普遍。上述設計特點，引起了工藝和機床結構改革的觀念性轉變。銷孔質量不應只局限于追求外表粗糙度，主攻方向應是尺寸精度和形位精度2。而對活塞銷孔精度及外表粗糙度的影響是一個綜合性的因素。成型的活塞銷孔的加工精度技術要求較高,對發(fā)動機的正常運行起著重

22、要作用,通過改良、優(yōu)化和完善活塞銷孔專用鏜床的結構,可以有效地提高和保證活塞銷孔所要求的各項精度3。 由于活塞是大批量生產，因而需要有高效的加工設備和合理的加工工藝。目前，國內活塞制造行業(yè)通常是由通用機床和專用設備組成機加工生產線。因此，專用設備就成為活塞切削加工的關鍵設備，其功能和精度將直接影響最終產品關鍵特性的質量指標。目前常用的鏜床有普通鏜床、數控加工中心、專用鏜床。普通鏜床中常用的是一種用金剛石、立方氮化硼或硬質合金等刀具進行精密鏜孔的精密鏜床，又稱金剛鏜床。其特點是精度高、轉速快、切削用量小、結構簡單、通用性強、本錢低、工作平安。在大批量生產的汽車、拖拉機、內燃機等制造業(yè)中廣泛用于高

23、精度孔的半精加工和精加工，但是裝夾麻煩、生產效率低等；專用鏜床速度快、噪音小、易于定位、調整方便、加工精度高、結構緊湊，但柔性差；數控加工中心，能實現高效、柔性自動化生產且結構緊湊，但本錢高，普及性差3。 汽油發(fā)動機及高速柴油機，應減少往復運動的慣性力，均采用輕質材料做活塞，一般常用鋁合金。另外鋁合金比鑄鐵有以下優(yōu)點：導熱性好、質量輕、慣性力小、加工工藝性好等?；钊N孔的技術要求很高，工藝上需安排粗加工、精加工及光整加工。鋁合金活塞毛坯銷孔預先鑄出，因孔帶有錐度起摸斜度，直接用來定位與夾緊很不方便，經過粗鏜銷孔后，銷孔便可用作有關工序的定位與夾緊外表。銷孔的精加工通常在金剛鏜床上進行4。為保證

24、加工精度及各項形位公差的要求，除機床本身要到達所要求的加工精度外，工裝夾具設計的合理性，使用的可靠性及較高的定位精度那么是保證活塞銷孔加工質量的必備條件3。當前，國內大多數活塞生產廠在活塞銷孔精鏜工序中所采用的夾具雖然多種多樣，但就定位方式來講，那么分為兩大類：即直接定位和間接定位，夾緊方式又有多種：即外圓夾緊、頂部夾緊、內壁夾緊和內腔頂部夾緊等。在實際的活塞銷孔加工過程中，我們在加工現場發(fā)現兩個重要問題：一是活塞銷孔的外表質量不穩(wěn)定，如外表粗糙度的超差和外觀的不理想，二是銷孔的圓柱度波動有時較大，甚至超差。隨著客戶對活塞加工質量要求的提高，解決此類問題已刻不容緩5。所以設計出針對1110活塞

25、銷孔的專用精鏜床和專用夾具，生產出優(yōu)質產品具有重大的意義。2方案的選擇與論證本課題所要加工的工件為1110活塞銷孔，其毛坯為鑄件，材料為鋁合金。其加工工藝要求如表1所示。表1 加工工藝要求銷孔直徑尺寸銷孔直徑尺寸公差銷孔直徑尺寸公差等級圓度平行度36mm0.01mmIT50.0015mm0.0015mm銷孔軸線直線度銷孔軸線對于裙部軸線的垂直度銷孔軸線對裙部軸線的對稱度銷孔外表粗糙度Ra0.006mm100:0.035mm0.2mm0.2m2.1方案確實定目前情況下，活塞銷孔精鏜床常采用如下方案。方案1、選用通用部件鏜削頭、液壓滑臺、側底座，配以專用夾具等根底部件組成單面臥式組合鏜床，鏜桿與主

26、軸采用剛性連接；方案2、選用通用部件液壓滑臺、側底座，配以專用剛性鏜削頭、專用夾具等根底部件組成單面臥式組合鏜床，鏜桿與主軸采用剛性連接；方案3、選用通用部件液壓滑臺、側底座，配以主軸箱、專用夾具等根底部件組成單面臥式組合鏜床，鏜桿與主軸采用浮動卡頭連接。2.2 方案的分析與選擇方案1中的鏜削頭結構緊湊，通用性強，但是它的精度只能到達7級，而活塞銷孔的加工要求是5級，不能滿足要求。方案2中的剛性鏜削頭，剛度高，承載能力大，有利于保證機床的工作精度，鏜桿和主軸采用剛性連接，不用鏜套，使夾具的結構更緊湊，但是通用性不強。方案3中采用浮動鏜刀，需要前后導向鏜桿加工，增加了機床的復雜性，且鏜套易磨損，

27、影響機床精度。綜上所述，我選用方案2。3外觀圖的設計外觀圖又叫機床聯系尺寸圖，它是用來表示機床的配置形式、機床各部件之間相對位置關系和運動關系的總體布局圖9。它是進行主軸箱、夾具等專用部件設計的重要依據。1110活塞銷孔精鏜床外觀圖的設計主要包括機床的配置和布局、動力部件的選用、主要聯系尺寸及工作行程確實定等。3.1機床布局形式確實定 由于活塞銷孔是活塞與連桿結合的裝配基準，又是活塞主要部位加工用的定位基準，活塞的加工精度在很大程度上取決于其定位銷孔的精度，因此活塞銷孔的加工一直是關鍵工序。機床的結構布局形式有立式、臥式等，立式機床在加工中易產生振動，影響定位銷孔的加工精度，臥式機床重心低，可

28、以減小加工的振動，有利于提高定位銷孔的加工精度，因此在本次設計中我選用了臥式布局形式，其布局如圖1所示。 圖1 機床布局 1-電動機；2-主軸箱；3-鏜削頭；4-滑臺；5-側底座；6-中間底座；7-夾具3.2動力部件的選擇首先要確定切削用量。合理選擇切削用量是保證生產線加工質量和生產效率的重要因素之一，同時也是計算切削力、切削功率和加工時間的必要數據，是設計機床、夾具、刀具的依據。根據工件的材料鋁合金及加工要求，由?機械制造工藝設計簡明手冊?知刀具材料為金剛石，加工直徑余量為0.2mm，背吃刀量mm。由?機械加工工藝師手冊?確定切削用量如表2所示。表2 切削用量/ (m/min)/(mm/r)

29、mm3000.030.1鏜削頭確實定首先對主電動機進行選擇。由?機械加工工藝師手冊?知主切削力為N 式3-1 式中修正系數。切削功率 0.036Kw 式3-2 當機床結構未確定時，主電動機功率可用下式粗略估算： Kw 式3-3主運動為回轉運動時，通常,本設計中取0.7。查表得4，電動機選用。它的技術參數如下：額定功率為2.2Kw，轉速為710r/min。常用的鏜削頭有 TA系列和1TA系列，本設計選用1TA系列鏜削頭。1TA系列鏜削頭是根據國家標準GB3668.983等效于國際標準ISO35901976在TA系列的根底上改良而來的。本系列鏜削頭與滑臺配套組成組合鏜床，可進行單軸粗精鏜孔。根據所

30、選用的電動機的功率和活塞銷孔的加工質量要求選擇精密級的，同時由于此機床是單面、單軸臥式的鏜床，要盡量保證結構緊湊，因此選用1TA25M型號的就夠用。由于齒輪傳動有如下特點：效率高、機構緊湊、工作可靠、壽命長 、傳動比穩(wěn)定等，因此選擇齒輪傳動即1NGb型。其主要聯系尺寸如表3和圖2所示。表3 鏜削頭的主要聯系尺寸 (單位 mm)型號傳動裝置1IT25M1NGb252001702263201251554010023652921310012 圖2 鏜削頭但1TA25M鏜削頭的加工精度為7級，達不到課題中活塞銷孔的5級精度加工要求。因此在采用1TA25M的外形、尺寸和電動機的根底上設計出能到達加工要求

31、的專用剛性鏜削頭。 滑臺的選擇通常，根據滑臺的驅動方式、所需進給力、進給速度、最大行程和加工精度等因素來選用適宜的滑臺。 由于鏜削頭用了1IT25M的尺寸參數，一般滑臺和鏜削頭要配套使用，也要選擇“1字開頭25型的標準件。1、滑臺驅動方式確實定滑臺的驅動方式分為液壓驅動和機械驅動。機械滑臺只能有級調速，變速比擬麻煩，一般沒有可靠的過載保護，快進轉工進，轉換位置精度較低。而液壓滑臺在相當大的范圍內進給量可以實現無級調速，可以獲得較大的進給力，零件磨損小，使用壽命長，過載保護簡單可靠，由行程調速閥來控制滑臺的快進轉工進，轉換精度高，工作可靠。鑒于此，本設計選用液壓滑臺。符合要求的液壓滑臺有1HY系

32、列和1HYT系列的。1HYT系列的液壓滑臺是根據GB3668.4-83等效ISO2562-1873標準開發(fā)設計的具有國際八十年代先進水平的新型產品。它可與1HJT系列機械滑臺、NC-1HJT系列交流伺服數控機械滑臺跨系列通用。其結構設計合理、剛性好、精度高、性能可靠、外型美觀、配置靈活、通用發(fā)化程度高、用途廣泛等。因此，選用1HYT25型的液壓滑臺。2、滑臺精度和導軌形式的選擇1HYT系列滑臺分為普通、精密M、高精密G三種精度等級，根據活塞銷孔的加工精度要求，我選用了1HYT25G型的液壓滑臺10?；_導軌的形式選為一山形導軌和一矩形導軌，依靠山型導軌的兩傾斜面進行導向。這種導軌的導向性好，剛

33、度高，制造方便，適用于臥式組合機床4。另外型式中帶A的為鑄鐵導軌，帶B的為鑲鋼導軌。鑲鋼導軌是將淬硬的碳素鋼或合金鋼導軌，分段地鑲裝在鑄鐵或鋼制的床身上，具有較高的耐磨性。所以選擇1HYT25G B型的。3、滑臺行程的選擇滑臺的行程除保證足夠的工作行程外，還應留有前備量和后備量。前備量的作用是使鏜削頭有一定的向前移動的余地，以彌補機床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調整，前備量一般大于1020mm，本滑臺的前備量是20mm。后備量的作用是使鏜削頭有一定的向后移動的余地，以方便裝卸刀具，后備量一般不小于4050mm，或不少于刀具尾柄插刀具接桿錐孔內的長度。所以滑臺總行程應大于工作行程、前備量、后備

34、量之和。由于設計中活塞銷孔的長度為104mm，因此液壓滑臺的行程選用I型mm的即可。綜上所述，我選用了1HYT25G-IB型的液壓滑臺。其主要聯系尺寸如表4和圖3所示。表4 液壓滑臺主要聯系尺寸 單位mm型號型式C1HYT25GIB25050025079012530025080M12 圖3 液壓滑臺它的主要技術參數如表5所示。表5 液壓滑臺主要技術參數臺面寬度臺面長度行程最大推進力工作進給速度快行程速度250mm500mm250mm8000N32800mm/min12m/min4、最大推進力、工作進給速度的校核進給力 kNkN 式3-4所以,最大推進力符合要求。進給速度因此工進速度也符合要求。

35、側底座與滑臺是配套使用的，選用 1CC25M-I型號的。3.3主要聯系尺寸的選擇裝料高度的選擇裝料高度指工件安裝基面至機床底面的垂直距離。組合機床標準中，推薦裝料高度為1060mm，但根據具體情況，如車間運送工件的滾道高度、多軸箱最低主軸高度等因素，在mm范圍內選取11。本設計取裝料高度為907mm。夾具輪廓尺寸的選擇工件的尺寸和形狀是確定夾具體底座尺寸的根本依據。確定夾具底座長度尺寸時應考慮工件的定位、夾緊裝置的需求空間，并應滿足排屑和安裝的需求。夾具體底座高度應根據裝料高度、夾具大小和中間底座高度而定，并充分考慮中間底座剛度，以便于布置定位機構和設置夾緊機構，便于排屑為原那么。在滿足以上要

36、求的情況下使夾具體整體結構盡量要緊湊。綜合以上考慮，本設計中夾具體底座的寬度、長度尺寸分別選為270mm和500mm。3.3.3中間底座輪廓尺寸確實定中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面聯接安裝的需要。中間底座的尺寸根據所選動力部件鏜削頭、滑臺、及配套部件側底座的位置關系及上料高度、主軸的高度來確定。1、中間底座長度方向尺寸L確實定要根據所選動力部件和夾具安裝要求來確定。本設計按公式3-5計算。 式3-5式中，夾具體底座的長度，為500mm；考慮到夾具安裝在中間底座上后，中間底座四周還應留70100mm寬度的回收切削液及排屑的凹槽，本設計雖不用切削液，切屑也挺少，但考慮到鏜削頭與與工件的距離及

37、整個機床的美觀，選為80mm；中間底座與側底座連接所用突臺的高度，選為10mm；那么mm，即中間底座的長度為670mm。2、高度方向尺寸確實定在高度方向必須滿足以下尺寸鏈： 式3-6式中，夾具底座到加工孔中心線的距離，為240mm；中間底座的高度；側底座高度，本設計為560mm；滑座與側底座之間的調整墊片，用來保證當工件有誤差時也能滿足工件的加工精度，本設計取為5mm；滑臺的高度，本設計為250mm；鏜削頭中心軸線到滑臺頂面的距離，本設計為125mm；工件加工孔中心線至夾具定位基面的高度；機床的上料高度，設計取為907mm；夾具底座的底面到夾具定位基面的高度；將以上數據帶入公式3-6中計算得，

38、中間底座的高度= 700mm。3.3.4鏜桿長度確實定鏜桿的長度用公式3-7來計算： 式 (3-7) 前備量，即加工終了時滑臺前端面到滑座前端面的距離，此距離等于加工終了刀具磨損后向前的補償量，用調節(jié)螺釘來調整，通常不應小于1520mm，本設計為20mm； 滑座前端面到側底座前端面的距離，本設計為110mm；中間底座與側底座連接所用突臺得高度，本設計選為10mm；考慮到夾具安裝在中間底座上后，中間底座四周還應留70100mm寬度的回收切削液及排屑的凹槽，本機雖不用切削液，切屑也挺少，但考慮到鏜削頭與與工件的距離及整個機床的美觀，本設計選為80mm；活塞銷孔右端面到夾具體左端面的距離，本設計為1

39、55mm；刀具的切出長度選為6mm，又考慮到鏜桿的剛度問題，此處取鏜桿的伸出的總長度選為18mm； 鏜削頭的長度，本設計為125mm；把數據帶入式3-7得，鏜桿的長度mm。鏜桿與鏜削頭的連接用法蘭盤來完成剛性連接。1110活塞銷孔精鏜床的外觀圖主要聯系尺寸如圖4所示。 圖4 外觀圖主要聯系尺寸3.4 工作行程長度的選擇工作進給長度確實定工作進給長度等于被加工工件的長度多軸加工時按加工最長的孔計算與刀具切入長度和切出長度之和。被加工工件的的長度為102mm。切入長度可根據工件端面誤差確定，一般為510mm，本設計取為7mm。切出長度，由本設計選為6mm。因此，本設計的工作進給長度為115 mm。

40、快速退回長度確實定一般在固定式夾具的鉆、擴、鉸孔機床上，快速退回長度必須保證所有刀具都退回夾具導向套內，不影響裝卸工作即可。本設計采用剛性加工，只需考慮不影響裝卸工件。因此，本設計的快速退回長度選為180mm?？焖僖M長度確實定快速引進是動力部件把刀具快速送到工作進給開始的位置，本設計中應等于快速退回長度減去工作進給長度，因此為65mm。 后備量確實定總行程在滑臺的選擇中已經確定，為250mm，。前備量是指當刀具磨損或補償安裝制造誤差，動力部件可以向前調整的距離，本設計選為20mm，因此后備量為50mm。4 夾具的設計機床夾具是在金屬切削加工中，用以準確地確定工件位置，并將其牢固的夾緊，以接受

41、加工的工藝裝備。它的主要作用：可靠地保證工件的加工質量，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。機床夾具的好壞將直接影響工件加工外表的位置精度，因此，機床夾具在機械制造中占有重要的地位。4.1 定位裝置的設計定位方案確實定定位的目的是使工件在夾具中相對于機床，刀具都有一個確定的正確位置。工件上用來定位的外表為定位基準面，而在工序圖上，用來規(guī)定本工序加工外表位置的基準為工序基準。根據六點定位原理和加工要求，從保證工件定位的穩(wěn)定性考慮，分析被加工工件工序要求，可確定定位方案如圖5所示。圖5 定位方案1-端面；2-止口；3-活塞銷孔工件的定位采用活塞的止口、端面和銷孔組合定位。端面

42、為第一定位基準面，限制活塞的三個自由度；止口為第二定位基準面，限制活塞的兩個自由度；活塞銷孔限制一個自由度，實現六點定位。定位元件的設計為了實現活塞的六點定位，采用短圓柱銷和菱形銷定位元件。1、短圓柱銷根據活塞的止口和端面的形狀，并考慮加工方便以及節(jié)省材料，將其設計成圓形，通過螺釘固定在夾具體上。用一支承釘來保證其在夾具體上的正確位置。支承釘的兩個圓柱面都要到達h9的加工精度11，分別與短圓柱銷和夾具體配合。根據?優(yōu)質碳素結構鋼鋼號和一般技術條件?，短圓柱銷的材料選用45，熱處理采用滲碳處理，滲碳深度0.81.2mm，HRC5864，其他技術條件按照GB2259-80?機床夾具零件及部件技術條

43、件?，其具體的形狀和尺寸如圖6所示。 圖6 短圓柱銷圖中根本尺寸為mm的短圓柱面與止口為基孔制間隙配合，由活塞零件圖知活塞止口的尺寸為mm，銷的公差等級一般高于孔的一級，配合一般選為12，因此短圓柱銷的短圓柱面尺寸為mm。端面B與活塞端面配合限制活塞的三個自由度，為了使結構緊湊，結合活塞端面尺寸取其圓柱面直徑為mm。2、菱形銷為了防止過定位，用一菱形銷與活塞銷孔配合，來限制。菱形銷的材料選用20Cr，熱處理采用S0.9-C59，其他技術條件按照GB2259-80?機床夾具零件及部件技術條件?，其具體的形狀和尺寸如圖7所示。 圖7 菱形銷由?機械加工工藝師手冊?知本工序加工前活塞銷孔的尺寸為mm

44、,精度等級為7級，菱形銷與其為間隙配合，配合選為12，因此菱形銷的直徑為mm。由于活塞銷孔為要加工的孔，必須在加工前退出菱形銷，選用液壓缸來帶動其完成伸縮動作。根據菱形銷的尺寸和要滿足的伸縮行程(32mm)，選用T5033-II型號的液壓缸，且活塞桿頂端加工成螺紋。另外，由于菱形銷離加工孔較近，為防止切削屑帶進導向套里，卡住菱形銷，要加一個防屑罩。此外，菱形銷的削邊是有方向要求的，要加一個定位螺釘，以防止菱形銷轉動。具體結構如圖8所示。 圖8 伸縮式菱形銷1-菱形銷；2-防屑罩；3-開槽沉頭螺釘；4-夾具體；5-定位螺釘4.2 定位誤差的計算工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸、形狀、和位置三

45、個方面偏離理想工件的大小，它是由三局部因素產生的：1工件在夾具中的定位、夾緊誤差；2夾具帶著工件安裝在機床上，相對機床主軸或刀具或運動導軌的位置誤差，也稱為對定誤差；3加工過程中誤差，如機床精度，工藝系統(tǒng)的受力、受熱變形、切削振動等原因引起的誤差。其中定位誤差是指工序基準在加工方向上的最大變動量所引起的加工誤差10?？梢姸ㄎ徽`差只是其中的一局部。設計夾具定位方案時，要充分考慮定位方案的定位誤差的大小是否在允許的范圍內。一般定為誤差應控制在工件允差的1/31/5之內。1、對尺寸mm位置誤差 ； 基準不重合誤差即為第一定位基準面到工藝基準的誤差，經過計算得。定位誤差 式4-1帶入數得，符合要求。2

46、、對活塞銷孔的軸線對其裙部軸線的對稱度公差0.2mm分析知活塞銷孔的軸線對其裙部軸線的對稱度的定位誤差等于短圓柱銷與活塞止口配合的最大間隙?；钊箍诔叽鏼m，短圓柱銷mm，所以，定位誤差=mm，符合要求。4.3夾緊裝置的設計所謂夾緊即將工件定位后的位置固定下來。夾緊的目的是保持工件在定位中所獲得的正確位置，使其在夾緊力、切削力等外力作用下，不發(fā)生移動和振動。夾緊裝置一般由力源裝置、中間遞力機構和夾緊元件三局部組成。本設計選用液壓夾緊，其有以下優(yōu)點。1壓力油工作壓力可達6Mpa，因此油缸尺寸小，不需增力機構，夾緊裝置緊湊。2壓力油具有不可壓縮性，因此夾緊裝置剛度大，工作平穩(wěn)可靠。3液壓夾緊裝置噪

47、聲小。夾緊力確實定確定夾緊力包括正確地選擇夾緊力的大小、方向和作用點。必須根據工件的形狀、尺寸、重量和加工要求，定位元件的結構及其分布形式，加工過程中工件所受到的外力大小等因素進行綜合分析。夾緊力的方向應該有利于工件確實定，應與工件強度高的方向一致，作用點應與支撐點點對點對應，或落在支撐點確定的范圍內，夾緊力的作用點應盡量靠近切削部位。另外夾緊力的作用反力不應使夾具產生影響加工精度的變形。根據上述原那么，本設計采用周邊夾緊，通過壓板作用于工件剛度高的部位，且夾緊力的方向垂直于第一定位基準面，如圖9所示。圖9夾緊力的方向一般夾緊力大小確實定采用分析計算法12，這種方法是將夾具和工件看成是一個剛性

48、系統(tǒng)，根據工件在加工過程中受切削力、離心力、慣性力以及工件的重力的作用情況，找出在加工過程中對工件最不利的瞬間狀態(tài)，然后按靜力平衡原理計算出理論夾緊力，再乘上平安系數即可得到實際夾緊力的數值。 現在把工件作為受力體，對其進行受力分析。然后根據作用力與反作用力求出所需要的夾緊力?？紤]工件采用鏜削加工的方法，最不利于夾緊狀況是開始鏜削時，此時的切削力矩會使工件產生翻轉趨勢，與之平衡的是在活塞頂面的夾緊力產生的力矩與之平衡。列平衡方程： 式4-2將mm，N，mm代入式(4-2)，得N實際的夾緊力 式4-3將7，N帶入式(4-3)，得對移動壓板進行受力分析。列平衡方程即可求出頂桿所需提供的力。列平衡方

49、程： 式4-4將mm，mm，N帶入式(4-4)，得N液壓油缸的選擇液壓缸的設計尺寸需要根據液壓缸所要提供的夾緊力的大小，確保工件能夠夾緊穩(wěn)定。在夾緊過程中，夾緊力過小，工件在加工過程中會發(fā)生移動，影響加工精度，夾緊力過大，容易把工件壓潰。所以夾緊油缸的設計是非常重要的。根據夾緊形式確定液壓缸的下腔為工作腔，油液進入下腔后活塞向上運動，帶動頂桿向上運動頂住移動壓板的一端，從而實現工件的夾緊。由于活塞屬于較小的零件，為了使整個夾具結構能緊湊，選用最小的型號，且行程為20mm的，同時便于安裝，選用地腳式的油缸，即T5053-I型。通過四個螺栓和兩個定位銷安裝在夾具體上。油缸是通過頂桿作用于移動壓板的

50、，所以活塞桿的頂端要特別加工成螺紋，與頂桿連接在一起。液壓缸的工作壓力一般在20MPa50M Pa，由于此機床的切削力較小，因此，選用20MPa。 查?機械設計手冊?表19-6-30，N N 式4-5所以符合要求。液壓缸的主要聯系尺寸如圖10所示。圖10 液壓油缸夾緊元件的設計由于活塞的材料為鋁合金，質較軟，因此要通過一銅片來夾緊，以防把工件壓壞。同時考慮壓板損壞之后更換浪費材料，所以把銅片做成壓塊，并通過內六角螺釘完成壓塊與壓板的連接，來夾緊工件。根據工件的尺寸選擇設計相應的移動壓板。具體尺寸如圖11所示。圖11 移動壓板壓板材料：45按GB699-65?優(yōu)質碳素結構鋼鋼號和一般技術條件?熱

51、處理：HRC3540其它技術條件按JB/T8044-1995的規(guī)定。根據?實用機械加工工藝手冊?和活塞頂端的形狀，壓塊的形狀和尺寸如圖12圖12 壓塊材料：Cu 其它技術條件按JB/T8044-1995的規(guī)定。4.4夾具體的設計夾具體是夾具的根底件15。在夾具體上，要安裝組成該夾具所需要的各種元件、機構和裝置等。設計時應滿足以下根本要求：1應有足夠的強度和剛度；2結構簡單，具有良好的工藝性；3尺寸穩(wěn)定；4便于排屑。所以在選擇夾具體的毛坯結構時，應以結構合理性、工藝性、經濟性、標準化的可能性以及工廠的具體條件為依據綜合考慮。本設計中的夾具體選用HT200中空鑄件，且加加強筋增強夾具體的剛度。夾具體安裝在中間底座上，由夾具底座底面，通過內六角螺釘和圓錐銷與中間底座連接。5結論本論文詳細介紹了1110活塞銷孔精鏜床外觀圖和夾具的設計。根據零件的加工要求和結構特點，確定活塞銷孔精鏜床為組合鏜床，采用剛性削的加工工藝方案。在外觀圖設計中，機床采用臥式布局形式，選用通用部件液壓滑臺1HYT25G-IB及其配套部件側底座1CC25M-I，配以專用夾具、剛性頭等根底部件。剛性削頭帶動鏜桿旋轉完成主運動，鏜桿與機床主軸采用剛性連接的方式，滑臺帶動剛性削頭完成進給運動。工件的加工精度由機床的工作精度保證。在夾具設計中，合理確實定了定位方案和夾緊方案。工件的定位采