套筒加工工藝及夾具設計

1、畢業(yè)設計題目套筒加工及夾具專 業(yè)機電一體化班 級機電雙休（1）學生姓名湯凱麗指導教師潘麗敏2011年11月26 日第5頁共36頁中文摘要零件的加工工藝編制，在機械加工中占有非常重要的地位，零件工藝編制得合不合 理，這直接關系到零件最終能否達到質(zhì)量要求；夾具的設計也是不可缺少的一部分，它 關系到能否提高其加工效率的問題。因此這兩者在機械加工行業(yè)中是至關重要的環(huán)節(jié)。套筒零件的主要加工表面為孔和外圓表面。外圓表面加工根據(jù)精度要要求可選擇 車削和磨削?？准庸し椒ǖ倪x擇比較復雜，需要考慮零件的結(jié)構(gòu)特點、孔徑大小、長徑 比、精度和粗糙度要求以及生產(chǎn)規(guī)模等各種因素。對于精度要求較高的孔往往還要采用 幾種不同

2、的方法順次進行加工。本次設計的油缸，為保證孔的精度和表面質(zhì)量將先后經(jīng) 過粗鏤、半精鍍、精鍵和滾壓等四道工序加工。在機床上對零件進行機械加工時，為保證工件加工精度，首先要保證工件在機床 上占有正確的位置，然后通過夾緊機構(gòu)使工件在正確位置上固定不動，這一任務就是由 機床夾具完成。對于單件、小批量生產(chǎn)，應盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生 產(chǎn)成本。但是由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時往往比較費時間，并且操 作復雜，生產(chǎn)效率低，也難以保證加工精度，為此需設計專用夾具。關鍵詞：工藝設計、基準選擇、切削用量、定位誤差abstrctis the components craft establi

3、shment, holds the veiy important status in the machine-finishing, the components ciaft establishes reasonable, whethei do this direct relation components aclueve the quality lequuement filially； jig's design is also an essential part, wliether does it relate raises its processing efficiency the

4、question. tlieiefbre this both in the machine-fiiushing profession aie the impoitant links.sleeve components mam processing surface for hole and outer aimulus surface. the outer aimulus face work needs to request accoidmg to the precision to be possible to choose the turning and the grinding. the ho

5、le piocessmg method's choice is quite complex, needs to consider the components the unique feature, the aperture size, the length to diameter ratio, the piecision and rouglmess request as well as the scale of production and so on each kind of factor often must use several different methods regar

6、ding the accuracy lequuement high hole to cany on the processing in order. tlus designs cylinder, will pass tluougli half finished bonng, the finislied boimg, the fine articulation and the tnuidle successively for the guarantee hole's precision and the surface quality and so on four working pioc

7、edure processingswhen the engme bed canies on the machine-finishing to the components, is guaranteed that the work piece woikuig accuiacy, first needs to guarantee the work piece holds the correct position on the engine bed, then causes the work piece in the conect position tluougli the clamp organi

8、zation fixed motionless, this duty is completes by the engine bed jig. regardmg the smgle unit, the small batch production, should use the umversal jig as far as possible, like this may reduce the work piece the production cost. but because the umversal jig is suitable each kind of work piece the at

9、tiie to clamp, therefbie time clamp often compares spends the time, and operates complex, the production efficiency is low, also guaiantees the woiking accuiacy with difficulty, for this reason must design the umt clamp.key word: craft, datum, cuttmg specifications, localization datum, position enoi

10、.目錄中文摘要i英文摘要ii概述1第一章零件的分析31.1 零件的作用31.2 零件的工藝分析31.2.1 加工方法的選擇31.2.2 保證套筒表面位置精度的方法31.2.3 防止套筒變形的工藝措施4第二章工藝規(guī)程的設計52.1 確定毛坯的制造形式52.2 基準的選擇52.2.1 粗基準的選擇52.2.2 精基準的選擇52.3 制定工藝路線52.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯的確定62.5 確定切削用量及基本工時81.1.1 序1配料（35鋼）81.1.2 工序2車81.1.3 工序3深孔推鏤141.1.4 工序4滾壓孔161.1.5 工序5車161.1.6 工序6 檢查19第三章夾具設計2

11、03.1 概述203.2 鏈床夾具設計要則203.3 夾具設計203.3.1 問題的提出203.3.2 鍵套的結(jié)構(gòu)213.3.3 饃套的布置形式213.3.4 鍵桿223.3.5 支架與底座233.3.6 饃套與鍵桿以及襯套等的配合選擇233.3.7 定位機構(gòu)設計283.3.8 夾緊機構(gòu)的設計283.4 夾具工作原理及動作說明25第四章結(jié)論26設計體會27參考文獻28致謝29附錄第一章零件的分析概述一、套筒零件的功用和結(jié)構(gòu)特點套筒零件是機械加工中經(jīng)常碰到的一種零件，它的應用范圍很廣。例如： 支承旋轉(zhuǎn)軸的各種形式的軸承、夾具上的導向套、內(nèi)燃機的汽缸套以及液壓系統(tǒng)中的油缸等。機器中的套筒零件起支承

12、或?qū)蜃饔谩Ｓ捎诠τ貌煌?，套筒零件的結(jié)構(gòu)和 尺寸有很大的差別，但結(jié)構(gòu)上仍有共同的特點：零件的主要表面為不同軸度要 求較高的內(nèi)、外旋轉(zhuǎn)表面；零件壁的厚度較?。毫慵拈L度一般大于直徑等。二、套筒零件的技術要求套筒零件的主要表面是內(nèi)孔和外圓，其主要技術要求如下:1、內(nèi)孔內(nèi)孔是套筒零件起支承作用或?qū)蜃饔米钪饕谋砻?，它通常與運動著的 軸、刀具或活塞相配合。內(nèi)孔直徑的尺寸精度一般為2級，精密軸套有時取1 級，油缸由于與其相配的活塞上有密封圈，故要求較低。內(nèi)孔的形狀精度，一般應控制在孔徑公差以內(nèi)，有些精密軸套控制在孔徑 公差的!工，甚至更嚴。對于長的套筒除了圓柱度和同軸度外，還應注意孔軸 2 3線直線度

13、的要求。為保證零件的功能和提高其耐磨性，內(nèi)孔表面粗糙度一般為 （3.2（0.2,有的高達（0.05以上。2、外圓外圓表面一般是套筒零件的支承表面，常以靜配合或過渡配合同箱體或機 架沙鍋內(nèi)的孔相連接。外徑的尺寸精度通常為23級；形狀精度控制在外徑公 差以內(nèi)；粗糙度一般為此6.30.8。1）內(nèi)外圓之間的同軸度當內(nèi)徑的最終加工系將套筒裝入機座后進行時，套筒內(nèi)外圓間的同軸度要 求較低；如果最終加工是在裝配前完成時要求較高，一般為0.010.05mm。2）孔軸線與端面的垂直度套筒的端面（包括凸緣端面）如工作中承受軸向載荷，或雖不承受載荷 但加工中是作為定位面時，與孔軸線的垂直度要求較高，一般為0.020

14、.05mm。三、套筒零件的材料與毛坯套筒零件一般都是用鋼、鑄鐵、青銅或黃銅等材料制成。有些滑動軸承采 用雙金屬機構(gòu)，即用離心鑄造法在鋼或鑄鐵套的內(nèi)壁上澆注巴氏合金等軸承合 金材料，這樣既可節(jié)省貴重的有色金屬，乂能提高軸承的壽命。套筒零件的毛坯選擇與其材料、結(jié)構(gòu)和尺寸等因素有關?？讖捷^?。ㄈ鏳<20nun） 的套筒一般選擇熱軋或冷拉棒料，也可以采用實心鑄件?？讖捷^大時，采用無 逢鋼管或帶孔的鑄件和鍛件。大量生產(chǎn)時可以采用冷擠壓和粉末冶金等先進的 毛坯制造工藝，既提高生產(chǎn)率乂節(jié)約金屬材料。第一章零件的分析1.1 零件的作用液壓缸乂稱為油缸，它是液壓系統(tǒng)中的一種執(zhí)行元件，其功能就是將液 壓能轉(zhuǎn)

15、變成直線往復式的機械運動。缸筒是液壓缸的重要組成部分。1.2 零件的工藝分析1.2.1 加工方法的選擇套筒零件的主要加工表面為孔和外圓表面。外圓表面加工根據(jù)精度要要求 可選擇車削和磨削?？准庸し椒ǖ倪x擇比較復雜，需要考慮零件的結(jié)構(gòu)特點、 孔徑大小、長徑比、精度和粗糙度要求以及生產(chǎn)規(guī)模等各種因素。對于精度要 求較高的孔往往還要采用凡種不同的方法順次進行加工。本次設計的油缸，為 保證孔的精度和表面質(zhì)量將先后經(jīng)過粗鏤、半精鏤、精饃和滾壓等四道加工（零 件毛坯為無縫鋼管）。第#頁共36頁122、保證套筒表面間位置精度的方法由套筒零件的技術要求知，套筒零件內(nèi)外表面間的同軸度以及端面與孔軸 線的垂直度一般

16、均有較高要求。為保證這些要求通?？刹捎孟铝蟹椒ǎ? .在一次安裝中完成內(nèi)外表面及端面的全部加工。這種方法除了工件的安 裝誤差，所以可獲得很高的相對位置精度。但是，這種方法的工序比較集中， 對于尺寸較大（尤其是長徑比較大）套筒也不便與安裝，故多用于尺寸較小軸 套的車削加工。2 .套筒主要表面加工分在幾次安裝中進行，先終加工孔，然后以孔為精基 準最終加工外圓。這種方法由于所用夾具（心軸）機構(gòu)簡單，且制造和安裝誤 差小，因此可保證較高的位置精度，在套筒加工中一般多采用這種方法。套筒主要表面加工在幾次安裝中進行，先終加工外圓，然后以外圓為精基 準最終加工內(nèi)孔。采用這種方法時工件裝夾迅速可靠，但因一般卡

17、盤安裝誤差 較大，加工后工件的位置精度較低。若欲獲得較小的同軸度，則必須采用定心 精度高的夾具，如彈性膜片卡盤、液體塑料夾頭和經(jīng)過修磨的三爪卡盤等。對于較長的套筒零件，為保證位置精度，往往以外圓定位，采用一端夾持, 另一端用中心夾支托來最終加工內(nèi)孔。對于本次設計加工零件的工藝不采用這 種方法，是因為加工內(nèi)孔時，安裝工件需要688工藝外圓,只有當內(nèi)孔加工完后，才 可能車去工藝螺紋，進而車出與內(nèi)孔有較小不同軸度的外圓表面6 82d,故采用上 述第二種方法，以內(nèi)孔作為校正基準.123、防止套筒變形的工藝措施套筒零件的結(jié)構(gòu)特點是孔壁一般較薄，加工中常因夾緊力、切削力和切削 熱等因素的影響而產(chǎn)生變形。防

18、止變形應注意以下幾點：1 .為減少切削力和切削熱的影響，粗、精加工應分開進行。粗加工產(chǎn)生 的變形在精加工中可以得到糾正。2 .為減少夾緊力的影響，工藝上可采取以下措施：（1） .采用軸向夾緊的夾具。例如本次設計中的零件加工。兩端想車出的 6 88外圓卸為加工內(nèi)孔時實現(xiàn)軸向夾緊用的工藝外圓，內(nèi)孔加工后即將它車去。（2） .在工件上做出增加徑向剛性的輔助凸邊，加工后將凸邊切去。第5頁共36頁第23頁共36頁第二1=工藝規(guī)程的設計2.1 確定毛坯的制造形式套筒零件一般是用鋼、鑄鐵、青銅或黃銅等材料制成。有些滑動軸承采用 雙金屬結(jié)構(gòu)，即用離心鑄造法在鋼或鑄鐵套的內(nèi)壁上澆注巴氏合金等軸承合金 材料，這樣

19、既可節(jié)省貴重的有色金屬，乂能提高軸承的壽命。套筒零件的毛坯選擇與材料、機構(gòu)和尺寸等因素有關?？讖捷^小的套筒一 般選擇熱軋或冷拉棒料，也可采實心鑄件?？讖捷^大時，常采用無縫鋼管或帶 孔的鑄件和鍛件。大量生產(chǎn)時可采用冷擠壓和粉末冶金等先進的毛坯制造工藝, 既提高生產(chǎn)率乂節(jié)約金屬材料。本零件為無縫鋼管，規(guī)格：89x14；材料為35鋼，抗拉強度：0,=530”巴； 屈服強度：o-v=315mp,；硬度：hbs為197。2.2 基準的選擇基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；鶞拭孢x擇的正確與合理 可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中問題百出, 更我甚者，還會造成零件的大批報

20、廢，使生產(chǎn)無法正常進行。2.2.1 粗基準的選擇對于零件而言，盡可能選擇不加工表面作為粗基準。而對有若干個不加工 表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。 對于較長的套筒零件，為保證位置精度，往往以外圓定位，采用一端夾持，另 一端用中心夾支托來最終加工內(nèi)孔。根據(jù)這個原則，本零件選取無逢鋼管外圓089為粗基準。工件一端用三爪 卡盤夾持一端，另一端則用大頭頂尖頂住另一端。采用這種方法時工件裝夾迅 速可靠，但因一般卡盤安裝誤差較大，加工后工件的位置精度較低。為了獲得 較小的同軸度，須采用定心精度高的夾具，如彈性膜片卡盤、液體塑料夾頭和 經(jīng)過修磨的三爪卡盤等。2.2.2

21、精基準的選擇精基準的選擇主要應該考慮的是基準重合的問題。當設計基準與工序基準 不重合時，應該進行尺寸的換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。2.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等 技術要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領已確定的情況下，可以考慮采用萬能 機床以及專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮 經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝路線方案：工序1、配料（35鋼）：無縫鋼（089x14）管切斷，取總長695mm工序2、車：車c 82到尺寸c 88 （工藝用）；車端面及倒角；調(diào)頭車c 82到尺寸c 88 （工藝用）；車端面

22、及倒角取總長686mm （余1mm）。工序3、深孔推鏤：粗鎮(zhèn)孔到c 66；半精鏤孔到c 68；精鎮(zhèn)孔到c 69. 85；精較（浮動鏤刀鑲孔）孔到。70±0.20粗糙度r=3.2。工序4、滾壓孔：用滾壓頭滾壓孔至c70±0.02,粗糙度rr.4。工序5.車車去工藝外圓,將兩端外圓加工到尺寸c 82,割r7槽;鍵內(nèi)錐孔1.5°及車端面；調(diào)頭，車去工藝外圓，將兩端外圓加工到尺寸c82,割r7槽；鍵內(nèi)錐孔1.5°及車端面，取總長685mm。工序5.檢查。2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“液壓油缸缸筒"：零件材料為35鋼，硬度hb197,生

23、產(chǎn)類型大批量， 毛坯形式：089x14無逢鋼管截斷。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工 序尺寸及毛坯尺寸。2.4.1 兩端外圓表面:兩外圓（682dmm）表面一端加工長度為60mm,與其聯(lián)接的非加工外圓 表面直徑為4）89nmi,現(xiàn)取其外圓表面直徑為“89nim。6 82mm表面尺寸公差±0.02,表面粗糙度值（l6,要求半精車；精車，加工直徑余量2z=3.5mm. 由于本設計規(guī)定零件是大批生產(chǎn)，應該采用調(diào)整法加工，因此在計算最大、最 小加工余量時，應按調(diào)整法加工方式予以確定?！?2dmm的尺寸加工余量和工 序間余量及公差分布見圖2-1。毛坯名 義尺寸8

24、2+3. 5 x 2=8982h-0.5x 2=83最大余量最大余里最小余里最小余量圖2-1682d外圓工序間尺寸公差分布圖（調(diào)整法） 由圖可知：毛坯名義尺寸:82+3.5x2=89 (mm)毛坯最大尺寸：89+1.3x2=91.6 (mm)毛坯最小尺寸:82-0.5x2=83 (mm)半精車后最大尺寸：82+0.5x2=83 (mm)半精車最小尺寸：82-0. 02=81. 98 (mm)精車后尺寸和零件圖尺寸相同，即6 82dmm.最后，將上述計算的工序間尺寸及公差整理成表2-1。表2-1加工余量計算表工序加工寸及公差無逢鋼管(圓 089)加工前尺寸最大最小加工后尺寸最大91.6最小88加

25、工余量(單邊)1.75加工公差(單邊)+0.17-0.5半精車外圓精車外圓91.6838881.988382. 0281.9881.98最大1.750. 27最小1.60. 23-0. 4/2-0. 12/22.4.2 工件內(nèi)孔加工毛坯為無逢鋼管689x14,內(nèi)孔直徑661,參照工藝手冊表2.3-9確 定工序尺寸及余量為：粗饃孔：6 66mm半精鏈孔：6 6811uh精饃：6 69.5 mm精較（浮動鍵刀）：670±0.20mm2.5 確定切削用量及基本工時2.5.1 工序1：無縫鋼管（35鋼，089x14）切斷，取總長687mm2.5.2 工序2：車削，本工序采用計算法確定切削用量

26、。（1）、加工條件工件材料：無縫鋼管（35鋼，089x14）,= 530mp,車c82到尺寸c88及m88xl5螺紋（工藝用）；車端面及倒角；車c82到尺寸c88及m88xl5螺紋（工藝用）；車端面及倒角取總長686mm （余1mm）機床：c630-1臥式車床刀具：刀具材料為yt15,刀桿尺寸16mmx25mm,kr = 90",% = is",。= 12°,7=o.simn。（2）、計算切削用量、車c82至ijc88切削深度與：89-88 an = 0.52進給量f：根據(jù)切削用量簡明手冊（第三版）（以下簡稱切削手冊） 表1.4,當?shù)稐U尺寸為16nlmx25mm,

27、 4p <3以及工件直徑為100mm時:f=0.60.9。 按ca6140車床的說明書（見切削手冊表1.30）取40.7。計算切削速度：按切削手冊表1.27,切削速度的公式為（壽命選t=60mm）：(nvmin)式中，c、,=242, xv =0.15, %=0.35, m=0.2。修正系數(shù)人見切削手冊表1.28,即：心.=1.44,3=0.8,除.=1.04, (n.=0.81,3=097。所以:x 1.44x0.8x1.04x0.81x0.97242vf=6o°2xo.5ol5xo.5035=123.8 (nvmm)確定主軸轉(zhuǎn)速1000匕n=禮_ 1000x123.8_3.

28、14x90g438 (r/nuii)與438 i7min相近的機床轉(zhuǎn)速為500 r/min, o現(xiàn)選取=500 ,所以實際切削速度 v = 141.3 nvmin.檢驗機床功率：主切削力 已按切削手冊表1.29所示公式計算f<=c/呼”:正式中： = 2795,= 1.0, % = 0.75,戶=一0.15k.f =5300.75650650= 0.864=0.89所以:f,=cm呼7%=2795 x 3.5 x o.7075 x 141.3-015 x0.86x 0.89 =784 n切削時消耗功率p,為：_工匕=784x1413_6xl04=1.85 (kw)由切削手冊表1.30中c

29、a6140機床說明書知，ca6140主電動機功率為7.5kw,故機床功率足夠，可以正常工作。校驗機床進給系統(tǒng)強度：已知主切削力£= 791 n,徑向力f.按切削 手冊表1.29所示公式計算530= 0.76650式中：cp = 194o.xr = 0.9, yk =0.6.np =-0.3 ,pp650k.= mp% = 0.5 所以：fp=3rr工= 1940x0.5°9 x0.5°6 x 141.303 x0.76x0.5=116.9 n 軸向切削力% 式中 cf = 2880,入6=1.0,%/ = 0.5, nf = -0.4:530 y °65

30、0= 0.82”1.17 所以：= 2880xlx0.5o5xl41.3-o4x0.82xl.l7=267 n取機床導軌與床鞍系數(shù) =0.1,則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作 用力為：f = % + mfc + fp) =267+0.1 (784+116.9) =357.09 «357 n而機床進給機構(gòu)可承受的最大縱向力為3530n (見切削手冊表1.30), 故機床進給系統(tǒng)可以正常工作。切削工時：/ ji nf式中：/ = 60/= 3.5/ = 0, 所以：t= 60 + 3 ' x2500x0.7=0.36 (mm)、車工藝外圓：計算切削速度：按切削手冊表1.27,

31、切削速度的公式為(壽命選 t=60mm),采用高速鋼外圓車刀，規(guī)定與=0.25,走刀次數(shù)1=5,則v =-k、.(ni/nuii)也 t，na；式中，c,.=ll8,看=0.70,=0.30,22產(chǎn)=lu k = 0.75" i 0.6 ,人所以:11.8, c ru-xl.11x0.7560o11x0.25o7x1.5°3=32.8 (nvmin)確定主軸轉(zhuǎn)速1000匕n=禮=1000x32.83.14x90«116 (17mm)按機床說明書取 n=961/min,所以實際切削速度v = 27 ni/mm.由切削手冊表1.30中ca6140機床說明書知,ca61

32、40主電動機功率為7.5kw, 故機床功率足夠，可以正常工作。計算切削工時：切削工時：七七4土式中：1=60=2,所以:60 + 2 t = x296x1.5=0.086 (min)、車端面及倒角：確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向的加工余量為2nmi確定進給量f：根據(jù)切削手冊表1.4,當?shù)稐U尺寸為16111111x25mm, % <3 以及工件直徑為loonim時：f=0.60.9。按ca6140車床的說明書(見切削手冊表1.30）取f=0.7。計算切削速度：按切削手冊表1.27,切削速度的公式為（壽命選t=60mm）：式中，q=242, xv=015, %=0.35, m=0.2

33、。修正系數(shù)見切削手冊表l28,即：=1.44,甲=0.8,甲=1.04, %=0.81,3=0.97。24?所以： v =-xl.44x0.8xl.04x0.81x0.97£ 6o°2x1o15xo.5035=125.8 (nvmm)確定主軸轉(zhuǎn)速上:1000匕11=禮=1000x125.83.14x90圮 445 (i7min)與445 i/mm相近的機床轉(zhuǎn)速為500 i/min,?，F(xiàn)選取”. = 500,所以實際切削速度 v = 141.3 ni/nuii.檢驗機床功率：主切削力 f按切削手冊表1.29所示公式計算%式中： = 2795,xfc = 1.0,yf = 0.

34、75,戶=-0.15-= 0.86鼠=0.89所以：fc=cfafvkp=2795 x lx o.7075 x 141.3-015 x0.86x 0.89=768 n切削時消耗功率p,為：6xl04768x14136xl04=1.81 （kw）由切削手冊表1.30中ca6140機床說明書知，ca6140主電動機功率為7.5kw,故機床功率足夠，可以正常工作。計算切削工時：切削工時："”也式中：/ =89 612=144 = 2工=0,所以：-百x2 =0.091 (min)、車c 82到尺寸c 88及;同、688外圓（工藝用）、車端面及倒角取總長686mm （余量1mm）同2.5.3

35、工序3：深孔推鎮(zhèn)：粗鑲孔到c 66mll1：半精鏈孔到c 68mm；精鎮(zhèn)孔到c到.85mm；精較（浮動鎮(zhèn)刀）孔到c70±0.20粗糙度4=3.2加。鏤孔是常用的孔加工方法，可以作為粗加工，也可以作為精加工，加工范 圍很廣。對于小批量生產(chǎn)中的非標準孔、大直徑孔、精確的短孔及盲孔、有色 金屬孔等一般多采用鏤孔。鏤孔可以在車床、銃床和數(shù)控機床上進行，能獲得 的尺寸精度為-3級，粗糙度為（6.3相60.8加。鏤孔刀具（鏤桿與鏤刀） 因受孔徑尺寸的限制（特別是小直徑深孔），一般剛性較差，鑲孔時容易產(chǎn)生振 動，生產(chǎn)率低。但是由于不需要專用的尺寸刀具（絞刀），鑲刀機構(gòu)簡單，乂可 以在各種機床上進行

36、鏈孔，故單件、小批生產(chǎn)中，鎮(zhèn)孔是較經(jīng)濟的方法。此外, 鎮(zhèn)孔能修正前工序加工后所造成孔的軸線歪曲和偏斜，以獲得較高位置精度。精細像孔（乂稱金剛鏤）精細像常用于有色金屬合金及鑄鐵件的光整加工，在汽車與拖拉機的連桿和汽缸套加工中應用較多。為了達到高精度與粗糙度要求，常采用精度高、剛 度高、和具有高轉(zhuǎn)速的金鋼鏤床。所用刀具（稱金鋼鑲刀）是選用細顆粒耐磨 的硬質(zhì)合金或金剛石刀具，經(jīng)過刃磨和研磨獲得鋒利的刃口。精細鑲孔時，加 工余量小，高速切削下切去截面很小的切屑。由于切削力非常小，故能達到1 級精度和小的粗糙度，孔的幾何形狀誤差小于0.0030.005mm。、 粗鑲孔到c 66mm，單邊余量z=2nim

37、, 一次鍵去余量q=2.5mm選用機床：t612臥式鏤床進給量： f=0. inmi/i切削速度：根據(jù)有關手冊確定t612臥式鏤床的切削速度為：v = 100nvmin,looov 1000x100n =7td 3.14x89=359 r/mm根據(jù)工藝手冊表4.2-20知，和35917mm相近的有32017mm>4140min,故取 hh.=320i7mino切削工時：/ =66nuii, /. =3nmi, /. =3mm.66 + 3 + 3320x0.1=2.25 (min)、半精像孑l到c 68mm,單邊余量z=l；一次鏤去余量：1.5111111:/=0.1;=320r/min

38、, v = 100 nvmint=2.3 min、精鎮(zhèn)孔到c 69. 85mm,單邊余量z=0. 25；一次鏤去余量：=1.25nmi；/=0.1；/r =32017111111, v = 100 nvmint=2.37 min、 精較（浮動鏤刀）孔到c70±0.20粗糙度（二3.2勿? a aa圖2-2油缸浮動鑲刀1 一刀體2杈形板3一調(diào)節(jié)媛母4一倭坡螺母5按頭6導向塊7一螺燈浮動鎮(zhèn)孔是鎮(zhèn)深孔后的精加工方法。圖3-3是浮動鏤刀頭，浮動鏤刀塊在 刀柄長方形孔內(nèi)可以自由滑動。浮動鎮(zhèn)孔的特點是：消除了由于刀具及機床等 誤差引起孔尺寸不穩(wěn)定；由于刀塊浮動且處于旋轉(zhuǎn)的情況下，刀塊有自動對中

39、性；鏤刀的導向良好。圖2-2中的導向塊為夾布膠木（或白樺木），有一定的彈 性，這種材料的導向塊，既可避免擦傷已加工表面，乂可自動補償數(shù)次鏈孔后 直徑的磨損，維持必要的導向要求。導向塊為雙導向。彈性導向塊調(diào)整時，前 導向應與孔緊配，后導向應調(diào)整略大于刀塊尺寸，在工作時能自動磨去而保持 較準確導向精度。 * 4 2.5.4工序4：用滾壓頭滾壓孔至c70±0.02,粗糙度（二0.4相1 ,2 2-556 ? 21 s 1ij rr圖2-3油缸滾壓頭r心軸2 一套數(shù) 3一次住.：一植于 5終名會回7一跟即皿皴名一討器8一史他加水 10一閃浜叁 l1若節(jié)現(xiàn)叵上圖為一油缸滾壓頭。滾壓內(nèi)孔表面的圓

40、錐型滾柱3支承在錐套5上，滾 壓時滾柱與工件有一個0"30或r的斜角，是工件能逐漸產(chǎn)生變形，以提高孔壁 粗糙度。內(nèi)孔滾壓前，需要先通過螺母11調(diào)整滾壓頭的徑向尺寸。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母 11可使其相對心軸1軸向移動，當其向右移動時，推動過渡套10、止推軸承9、 襯套8及套圈6經(jīng)銷子4使?jié)L柱3沿錐套5表面向左移，結(jié)果使?jié)L壓頭徑向縮 小。當其向右移動時，壓縮彈簧7壓移襯套8經(jīng)止推軸承9使過渡套10始終貼緊調(diào)節(jié)螺母的左端面，同時襯套8右移時帶動套圈6經(jīng)蓋板2使?jié)L柱3沿軸向 右移，結(jié)果使?jié)L壓頭徑向尺寸增大。滾壓頭徑向尺寸應根據(jù)孔的滾壓過盈量確 定，一般鋼材的滾壓過盈量為0. 100. 12mm,滾壓

41、后孔徑向增大0. 020. 03mm。滾壓過程中滾柱3所受軸向力，經(jīng)銷子4、套圈6、襯套8作用在止推軸 承9上，而最終還是經(jīng)過過渡套10、調(diào)節(jié)螺母11及心軸1傳至和滾壓頭右端 m40x4相連的刀桿上，當滾壓完畢后，滾壓頭從內(nèi)孔反向退出時，滾柱3會受 到一個向左的軸向力，此力傳給蓋板2,經(jīng)套圈6、襯套8壓縮彈簧7,實現(xiàn)了 向左移動，同時滾壓頭在彈簧力的作用下復位，是徑向尺寸乂恢復到原調(diào)數(shù)值。滾壓中滾壓速度：v = 60 80m/nun走刀量：s = 0.250.35/轉(zhuǎn)冷卻潤滑液采用50%硫化油加50國柴油或煤油。2. 5. 5 工序 5：車去工藝外圓,將兩端外圓加工到尺寸c 82,割r3.5槽

42、;鎮(zhèn)內(nèi)錐孔1.5°及車端面；調(diào)頭，車去工藝螺紋,將兩端外圓加工到尺寸c82,割r3.5槽;鎮(zhèn)內(nèi)錐孔1.5°及車端面，取總長685mm、 車去工藝外圓，將兩端外圓加工到尺寸c82,割r3.5槽切削深度。p：88-82an = 32進給量f：根據(jù)切削用量簡明手冊（第三版）（以下簡稱切削手冊） 表14當?shù)稐U尺寸為16nlmx25mm, 4p <3以及工件直徑為100mm時:f=0.60.9。 按ca6140車床的說明書（見切削手冊表1.30）取40.7。計算切削速度：按切削手冊表1.27,切削速度的公式為（壽命選t=60mm)：(nvmin)式中,cv =242, xv =

43、0.15, % =0.35, ni=0.2。修正系數(shù)見切削手冊表1.28, 即:*=1.44,幻=0.8,除,=1.04, %=0.81,以=0.97。74?所以： v =-xl.44x0.8xl.04x0.81x0.976220、/ n 60 35=115.8 (nvinin)確定主軸轉(zhuǎn)速1000匕11=禮_1000xll5.8_3.14x90g410 (r/mm)與438 i/min相近的機床轉(zhuǎn)速為500 r/min, 現(xiàn)選取”.=438,所以實際切 削速度 v = 123.7 ni/min.檢驗機床功率：主切削力 已按切削手冊表1.29所示公式計算f,=ch吁'"：飛式

44、中：% = 2795,xfc = 1.0,yf = 0.75,=-0.15-5306500.75= 0.86鼠=0.89所以:=2795 x31x 0.7°75 x mu-015 x 0.86 x 0.89 =765 n切削時消耗功率p,為：fvc%=麗=765x123.76xl04=1.57 (kw)由切削手冊表1.30中ca6140機床說明書知,ca6140主電動機功率為7.5kw, 故機床功率足夠，可以正常工作。校驗機床進給系統(tǒng)強度：已知主切削力£= 791 n,徑向力f.按切削 手冊表1.29所示公式計算式中：cf =1940,4 =0.9,% = 0.6jif =

45、-0.35306501.35= 0.76人=0.5 所以：%/"，/%火= 1940x 3°，x 0.5°6 x 141.3" 3 x0.76x0.5=116.9 n軸向切削力% =q/”/火, 式中 cf = 2880, x,； =1.0，m, = 0.5, % = -0.4:1.0 = 0.82k1= 1.17所以：f,= c a；叮八7k jz=2880 x 3 x 0.5°5 x 1413-0 4 x 0.82 x 1.17=267 n取機床導軌與床鞍系數(shù)=(m,則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作 用力為：f = ff + mf

46、9; + fp) =267+0.1 (784+116.9) =357.09 «357 n而機床進給機構(gòu)可承受的最大縱向力為3530n (見切削手冊表1.30), 故機床進給系統(tǒng)可以正常工作。切削工時：/ = *w式中：/ = 3.54 = 0,所以：t= 60 + 3 ' x2500x0.7=0.36 (mm)割r3.5槽，換成型車刀。、鏤內(nèi)錐孔1.5°及車端面。第三章專用夾具設計3.1 概述在機床上對零件進行機械加工時，為保證工件加工精度，首先要保證工件 在機床上占有正確的位置，然后通過夾緊機構(gòu)使工件在正確位置上固定不動， 這一任務就是由機床夾具完成。對于單件、小

47、批量生產(chǎn)，應盡量使用通用夾具， 這樣可以降低工件的生產(chǎn)成本。但是由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以 夾緊時往往比較費時間，并且操作復雜，生產(chǎn)效率低，也難以保證加工精度。經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計第3道工序一一深孔推鎮(zhèn)：深孔推饃：粗 鑲孔到c66；半精鑲孔到c68；精鏤孔到c69.85；精較（浮動鑲刀鏤孔）孔到c 70 ±0. 02 粗糙度 r=3. 2o3.2 鏤床夾具設計要則鏤床夾具是保證達到工件上孔的尺寸精度、幾何精度、表面光潔度以及多 孔鎮(zhèn)削時孔距和孔的位置精度的精密工藝裝備。鏤床夾具的主要加工對象是薄殼 箱形鑄件體類零件，因此在設計鍵床夾具時，主要考慮的問題是工件的正確定

48、位 與夾緊、夾具的剛性，以及鏤孔刀具導向裝置的合理性，以保證達到產(chǎn)品的工藝 要求。應著重考慮的問題，具體如下：1）設計鏈床夾具涉及鏈孔要求、鏤桿結(jié)構(gòu)、鍵刀位置、導向裝置、機床工 作行程等多方面的問題。為了防止產(chǎn)生錯誤，在設計鍵床夾具時應首先根據(jù)工藝 提供的加工工序圖，繪制包括工件加工部位及尺寸要求，加工時的刀具布置及始 末位置，鏤桿結(jié)構(gòu)、導向元件結(jié)構(gòu)及安裝位置等在內(nèi)的刀具布置圖或在總圖上表 示清楚。2）鏤床夾具的剛性和抗振性與其他夾具相比特別重要，為此應提高夾具底 座的高度，高度與長度之比推薦取1： 7。鍵模架亦應具有足夠的剛性和穩(wěn)定性。3）在設計定位與夾緊結(jié)構(gòu)時，應保證夾緊后工件的彈性變形最

49、小。4）滑動軸承要有充分的潤滑。5）設置必要的起吊裝置，并保證起吊時夾具不致變形3.3 、夾具設計3.3.1 、問題的提出本夾具主要用來推鑲深孔070±0.02。該孔對兩端外圓表面，兩端面都有 一定的技術要求。在加工本道工序時兩端外圓表面及兩端面都未加工，因此在 本道工序加工時除了要滿足技術要求外，還應該提高加工效率，降低勞動強度。3.3.2 鏈套的結(jié)構(gòu)鏤套的結(jié)構(gòu)和精度直接影響到加工孔的尺寸精度、幾何形狀和表面粗糙度。 設計鏤套時，可按加工要求和情況選用標準鏈套，特殊情況則可自行設計。一般 鎮(zhèn)孔用的鑲套，主要有固定式的和回轉(zhuǎn)式兩類，都已標準化了。本夾具選用b型 固定式鍵套（如下圖3-

50、1） 膛套b55h7x65g5x45 gb2266-80,它與快換鉆 套相似，加工時鏈套不隨鏤桿轉(zhuǎn)動。b型固定式鏤套帶油杯和油槽，使鑲桿和鍵 套之間能允分地潤滑，從而減少鏤套的磨損。圖3-1固定式饃套3.3.3 建套的布置形式鏤套的布置形式主要根據(jù)被加工孔的直徑。以及孔長與孔徑的比值。和 精度要求而定，一般有以下四種形式：單支承后引導；單支承前引導； 雙支承前后引導；雙支承后引導。其中雙支承前引導如圖3-2所示，導向支 架分別裝在工件兩側(cè)。因為工件鏈孔長度加工孔徑較大，并且各個孔 系之間的位置精度也要求較高，宜采用“雙支承前后引導”。另外饃套采用的是 固定式鏈套，故按”=(1.52)1來選取，

51、則取”=63mm。圖3-2雙支承前后引導3.3.4 鏈桿圖3-3為用于固定式鏤套的鏤桿導向部分的結(jié)構(gòu)。當鍵桿導向部分直徑 水50加時,鏤桿常采用整體式。確定鏈桿直徑時，應考慮鑲桿的剛度和鍵孔時 應有的容屑空間。一般按：d = (0.6 0.8)選取，式中6/鏤桿直徑(加，d被鏤孔直徑(加。則得，d =55 mm設計鑲桿時，饃孔直徑。，鍵桿直徑d、鍵刀截面球6之間的關系參照表3t 選取。表3-1鍵桿直徑d、鍵刀截面bxb與被鏤孔直徑d的關系d(/mz?)1104040505070709090"110d(/mz?)20303040405050656590bxb (zzzot)10x101

52、0x1012r216x1616x1620x20表中所列鍵桿直徑的范圍，在加工小孔時取大值，在加工大孔時，若導向好, 切削負荷小則可取小值；一般取中間值，若導向不良，切削負荷大時可取大值。 鍵桿的軸向尺寸，應按鑲孔系統(tǒng)圖上的有關尺寸確定。鏤桿的材料要求鑲桿表面硬度高而心部有較好的韌性，因此可采用45鋼。鏤桿的主要技術條件要求為：鍵桿導向部分的圓度與錐度公差控制在直徑公差的1/2以內(nèi)。鏈桿導向部分公差帶為:粗餓為依，精鏤為這。表面粗糙度值彩0.8加 鍵桿的直線度公差為0. 1刖。刀孔表面粗糙度一般為檢1. 6 勿，裝刀孔不 淬火。3.3.5 支架與底座鏤模支架和底座為鑄鐵件（ht100）,分開制造

53、。鏈模支架應具有足夠的強 度與剛度，且不允許承受夾緊力。其結(jié)構(gòu)和尺寸參見鏤模支架零件圖。鏤模底座上要安裝各種裝置和元件，并承受切削力和夾緊力，因此必須有 足夠的強度與剛度，并保持尺寸精度的穩(wěn)定性。其結(jié)構(gòu)參見裝配圖。3.3.6 錢套與錢桿以及襯套等的配合選擇鏤套與鏤桿、襯套等的配合必須選擇恰當，過緊容易研壞或咬死，過松 則不能保證加工精度。一般加工低于it8級公差的孔或粗鏈時，鏈桿選用it6 級公差，當精加工it7級公差的孔時，通常選用口5級公差，當孔加工精度（如 同軸度）高時，常用配研法使鏤套與鏤桿的配合間隙達到最小值，但此時應用 低速加工。表8-7鍵套與饃桿、襯套等的配合配合表面鍵桿與鍵套鏤

54、套與襯套鍵套與支架1配合性質(zhì)h6/g5(h7/h6),h7/h6 (h7/js6),h7/n5, h6/h51h6/g5(h6/h5)h6/g5 (h6/h5)見表8-7,則本夾具鏤套與鏤桿、襯套的配合分別為h6/g5、h6/h5o鏤套內(nèi)外圓的同軸度允公差常取0.01mm,內(nèi)孔的圓度、圓柱度一般公差為0.01mm,表面粗糙度為癡.32 儡鏤套用襯套的內(nèi)外圓的同軸度，粗鏤時常取0.01mm；精鎮(zhèn)時常取0.010. 005mm。3.3.7 定位基準的選擇對于工件的技術要求：內(nèi)孔必須光潔無縱向刻痕；內(nèi)孔位置度和圓 柱度全長度不大于0. 4mm：內(nèi)孔軸線的直線度為0. l/1000mm,內(nèi)孔軸線與端面

55、 的不垂直度0.03mm；內(nèi)孔對兩端外圓（082d ）的不同軸度不大于0. 025mm。 為了使工件達到技術要求，本工序的定位基準選兩端外圓（0824）。3.3.8 夾緊機構(gòu)的設計在滿足考慮了夾緊裝置的自動化程度和復雜程度與工件的產(chǎn)量和批量相適 應，且操作安全、方便、省力等前提下，本夾具采用螺桿和壓板夾緊裝置，并進 行手動夾緊。3）切削力的計算本工序有4個工步，選擇其中切削力最大的粗鏤孔61mm工步進行計算。已 知，工件材料為35鋼，切削參數(shù)：ap=2.5 mm, /=0. 1%, vt. =100r/min, 查工藝手冊表2.4t4得：主切削力：f,=1250n徑向切削力：fv = 620n走刀力：f,=680n4）夾緊力的計算計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)，根據(jù)工件所受切削 力、夾緊力（大型工件還應該考慮工件的重力，運動的工件還應該考慮慣性力 等）的作用情況，找出在加工過程中對夾具不利的瞬時狀態(tài)。按靜力平衡原理 （sx=o$f,=o$m。（耳） = 0）,計算出理論夾緊力，最后為保證夾緊可 1=11=11=1靠