連桿工藝及裝備設(shè)計說明書

1、機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 設(shè)計題目: 連桿工藝及裝備設(shè)計 (銑連桿蓋瓦槽工序) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 2012 年 5 月 20 日目次第1章 設(shè)計方案的說明1第2章 設(shè)計方案的分析22.1 機(jī)床總體方案的分析22.2 機(jī)床夾具的方案分析2第3章 相關(guān)數(shù)據(jù)的設(shè)計計算43.1 組合機(jī)床的特點(diǎn)43.2 三圖一卡的繪制43.4 組合機(jī)床夾具的設(shè)計11附錄17設(shè)計總結(jié)20致謝22參考資料23第1章 設(shè)計方案的說明此次設(shè)計的題目為連桿工藝及裝備設(shè)計（銑連桿蓋瓦槽），所設(shè)計的裝備為針對銑連桿蓋瓦槽工序的組合機(jī)床。設(shè)計的內(nèi)容包括組合機(jī)床的總體設(shè)計，組合機(jī)床的主軸箱設(shè)計，相應(yīng)夾具的設(shè)

2、計以及專用零件的設(shè)計。組合機(jī)床是由一系列的已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的通用部件和根據(jù)所加工工件的形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝要求設(shè)計的專用部件組成的高效率機(jī)床。組合機(jī)床在我國發(fā)展已有28年的，其科研和生產(chǎn)都有一定的基礎(chǔ)。組合機(jī)床實現(xiàn)了機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展及生產(chǎn)率的提高。組合機(jī)床現(xiàn)在已用于各個行業(yè)，我國在組合機(jī)床方面的的發(fā)展相比其它發(fā)達(dá)國家來說比較落后，精度高、生產(chǎn)效率高、多品種、柔性化、短周期的數(shù)控組合機(jī)床正沖擊著傳統(tǒng)的組合機(jī)床。因而，目前我國組合機(jī)床的發(fā)展目標(biāo)為提高組合機(jī)床的柔性，可靠性，加工的精度以及其技術(shù)的成套性。此次畢業(yè)設(shè)計要求個人獨(dú)立完成，并用繪圖軟件畫出組合機(jī)床尺寸聯(lián)系圖，主軸箱，相應(yīng)工件的夾具及零

3、件圖。對所學(xué)的專業(yè)知識進(jìn)一步的鞏固復(fù)習(xí)，提高個人機(jī)械設(shè)計的綜合能力。第2章 設(shè)計方案的分析 2.1 機(jī)床總體方案的分析根據(jù)設(shè)計要求年產(chǎn)量大于30000臺（依靠市場而定），采用一次加工兩個工件的方案。對于對機(jī)床的總體設(shè)計及加工過程有以下兩個方案：方案一：采用固定夾具，刀具進(jìn)給，然后刀具復(fù)位，取出工件。方案二：刀具首先向下移動定位，夾具進(jìn)給，加工完成后，刀具復(fù)位，夾具復(fù)位，取出工件。若機(jī)床為立式機(jī)床，當(dāng)采用方案一時主軸箱需要橫向和縱向移動，實現(xiàn)困難。當(dāng)采用方案二時，刀具只需向下移動到指定的位置然后夾具進(jìn)給，兩者運(yùn)動均較易實現(xiàn)。若機(jī)床采用臥式形式，工件需要縱向放置，當(dāng)銑削瓦槽時切屑不易掉下，不易于排

4、出切屑。所以綜合上述論述機(jī)床的形式采用立式形式，移動夾具的方案二。 2.2 機(jī)床夾具的方案分析方案一：以工件的底面為主要定位面，工件的倆側(cè)面為導(dǎo)向面，工件的頂面為止推面。以寬壓板夾緊 ，由液壓缸直接帶動寬壓板向下移動夾緊工件。方案二：以工件的底面為主要定位面，工件的兩側(cè)面為導(dǎo)向面，連桿蓋和連桿體的結(jié)合面為止推面。以加工過分叉的寬壓板夾緊，采用斜楔機(jī)構(gòu)和杠桿機(jī)構(gòu)將液壓缸活塞桿的水平方向的移動和動力轉(zhuǎn)換為豎直方向的移動和夾緊力。方案一以工件的頂面為止推面，由于工件的頂面為經(jīng)過加工，以此為定位面會增加加工誤差，精度較低。且夾緊裝置為寬壓板，當(dāng)工件加工有一定誤差時壓板不能夠完全與工件的上底面接觸，影響

5、夾緊效果。寬壓板由液壓缸直接帶動向下移動夾緊，不具有方案二杠桿和斜楔增力機(jī)構(gòu)的增力作用，因為加工生產(chǎn)為大量生產(chǎn)，長時間夾緊力較大影響夾具的壽命，及夾緊效果。方案二以連桿蓋同連桿體的結(jié)合面為止推面，此面已經(jīng)過加工，較方案一定位準(zhǔn)確。且方案二的夾緊元件為在寬壓板的基礎(chǔ)上加工過的分叉的壓板，能夠使壓板同工件的兩端相結(jié)合，在一定從程度上面減小了由于壓板不能夠同工件上底面結(jié)合使得夾緊效果受到影響，及由此引起的加工誤差。再者方案二夾具運(yùn)用斜楔和杠桿機(jī)構(gòu)使得液壓缸的水平方向的運(yùn)動及動力轉(zhuǎn)換為豎直方向的運(yùn)動及夾緊力，具有一定的增力作用，因而使得夾具的壽命較方案一長一些。第3章 相關(guān)數(shù)據(jù)的設(shè)計計算 3.1 組合

6、機(jī)床的特點(diǎn)（1）該機(jī)床采用了兩臺液壓滑臺，主軸箱和夾具均能夠移動調(diào)整位置。當(dāng)加工的工件高度及縱向長度有所改變時主軸上下移動，夾具可以在縱向移動適應(yīng)所加工工件的改變，具有一定的柔性。（2）夾具夾緊方式為液動聯(lián)合斜楔及杠桿夾緊，操作方便且夾緊可靠。 組合機(jī)床的總體設(shè)計 總體布置 已知所加工工件的瓦槽寬度及深度有一定的公差要求，其公差等級分別為11級，< 12級。年產(chǎn)量要求大于30000件。針對該工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工要求及生產(chǎn)率要求首先對機(jī)床進(jìn)行總體的布置。有加工的精度可知，此工序公差等級要求不高，可以選用移動夾具的組合機(jī)床；該工序為銑連桿蓋瓦槽，考慮到工件的上下底面已加工過，且面積較大，定位

7、較準(zhǔn)確，選用上或下底面為主要定位面，且由于工件在被加工過程中，工件平放相對于垂直放置較容易排出切屑，所以綜合考慮上述影響因素選用立式組合機(jī)床。該工件的生產(chǎn)加工為大量生產(chǎn)，且工件的體積較小，采用一次加工多個工件的方案以提高生產(chǎn)率。 3.2 三圖一卡的繪制1、工序圖的繪制由零件圖可知該工序主要保證的尺寸為瓦槽的寬度、深度及瓦槽至連桿蓋一底面的長度。瓦槽的寬度及深度的精度有所選用的刀具保證。且工件的尺寸公差等級均較低，一般加工均能滿足要求。由于工件的底面面積較大，且已加工過，所以選用工件的底面為主要定位面，工件的兩側(cè)面為導(dǎo)向面，連桿蓋同連桿體的結(jié)合面為止推面，在工件的被加工面附近夾緊，夾緊力垂直向下

8、垂直于主要定位面。工序圖見圖1。2、刀具布置圖已知所選用的組合機(jī)床為立式組合機(jī)床，工件加工過程中，主軸向下移動到達(dá)預(yù)定的位置，夾具帶動工件進(jìn)給。該工序為銑連桿蓋瓦槽，且一次加工兩個工件，瓦槽寬5mm，選用直徑為68mm的三面刃銑刀。銑床中常用的主軸結(jié)構(gòu)為帶7:24錐孔的空心主軸，主軸中的錐孔用于插入主軸中的錐柄定位。由估算軸頸列線圖得知主軸的最小直徑不小于22mm，參考相應(yīng)主軸系列參數(shù)，選用主軸直徑D/d為50/35，主軸的外伸量為115mm。設(shè)計專用的銑刀桿，與主軸相配合，銑刀桿尾部為3號莫氏圓錐柄,直徑為24mm。主軸，刀具，銑刀桿等之間的聯(lián)系見刀具布置圖。該工序為銑連桿蓋瓦槽，有零件圖可

9、知所選用的刀具直徑為68mm，瓦槽的寬度為5mm，所以選用直徑為68mm的三面刃銑刀。動力部件的工作進(jìn)給長度L工進(jìn)=L1+L加工長+L2式中，L加工長工件加工部位的長度；L1刀具的切入長度（一般取5-10mm)；L2刀具的切出長度；L工進(jìn)=4+5+0=9mm動力部件的快速退回長度（即動力部件的工作行程）L快退；L快退= L快進(jìn)+L工進(jìn)L快進(jìn)動力部件的快速引進(jìn)長度； 取動力部件的快速引進(jìn)長度為15mm，工進(jìn)長度為9mm，所以 L快退=15+9=24mm 動力部件的總行程長度應(yīng)大于等于工作行程長度、前倍量及后倍量之 和。其中前倍量為動力部件尚可向前調(diào)節(jié)的距離，后倍量為刀具從銑刀桿中或刀具連同銑刀桿

10、從主軸孔中取出所需要的軸向距離。工作行程即動力部件的快速退回長度。由于采用主軸向下移動到達(dá)指定的位置，工件進(jìn)給，所以對于夾具的總行程為24mm。刀具加工示意圖見圖2。 3、機(jī)床總圖機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)和動力參數(shù)的確定有上可知，該工序尺寸公差要求并不高，一次銑削加工即可達(dá)到，所以采用一次加工的方式。已知所加工的工件的材料為40鋼，硬度為163-219HBS，加工余量為6.3mm。（1）刀具 所選用的刀具直徑為68mm,由于加工槽寬為5mm,所以選用厚度為5mm，直徑為68mm，齒數(shù)為16的三面刃盤銑刀。所選用的刀具材料為YT15。硬質(zhì)合金的刀具的切削效率為高速鋼刀具的5-8倍。其單位含鎢量切除的金

11、屬量比高速鋼約大5倍。所以選用的硬質(zhì)合金材料的刀具可以有效的提高切削加工生產(chǎn)率，提高經(jīng)濟(jì)效益，并且有效的利用了資源。（2）切削用量參考關(guān)于三面刃盤銑刀的國家標(biāo)準(zhǔn)，選用該刀具的每齒進(jìn)給量為0.08mm,則每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為1.28mm/s,背吃刀量為5mm,查閱切削加工簡明設(shè)計手冊選擇切削速度為1m/s.以此計算切削力及切削功率 Fc =CpapxFafyFawuF/d0qFnwF M=Fcd0/2*103 Pm=FcV/6*104取值見下表 Cp(mm)xF(mm)yF(mm)uF(mm)wF(mm)qF(mm)aP(mm)ae(mm)af(mm)24501.10.80.90.11.13.351.2

12、8 表3-1 參數(shù)表 經(jīng)計算得Fc=260N M=28(N·m) Pm=0.2593Kw P總=P/ P=2*Pm 所以P總=0.6482Kw 進(jìn)給力f<260N由于夾具和主軸箱均有液壓滑臺帶動進(jìn)給，其中帶動主軸箱的液壓滑臺主要帶動主軸箱在加工的過程中它上面刀具的上下移動，所以對于帶動主軸箱的液壓滑臺主要要求有較大的行程。 綜合上述數(shù)據(jù)所選用的通用部件為1）液壓動力滑臺1HY25 臺面寬250mm、臺面長500mm；導(dǎo)軌形式：山矩形；行程長250mm;允許最大進(jìn)給力8000N；快速行程速度為12m/min；工進(jìn)速度為32-800mm/s。 液壓動力滑臺1HY25臺面寬320mm

13、、臺面長630mm、行程長400mm2）齒輪傳動動力箱TD25A功率1.5Kw，轉(zhuǎn)速940r/min,動力箱同動力滑臺結(jié)合面尺寸長 為 320mm, 寬250mm.3）配套通用部件 立柱底座CC25；滑臺側(cè)底座CC25.已知夾具安裝在側(cè)底座上面的液壓滑臺上面，已知所選的側(cè)底座的輪廓尺寸，對其進(jìn)行驗算。已知液壓滑臺的滑軌長度為790mm,側(cè)底座長度為900mm.側(cè)底座與底座相差80mm.則980-790-80=110mm.所以a=110mm，符合尺寸要求。4、生產(chǎn)功率計算卡（1）實際生產(chǎn)率Q1 Q1=A/K（件/小時） A取30000，K取單班制2350小時則Q1=A/K =12.76（件/小時

14、）（2） 理想生產(chǎn)率QQ=60/T單（件/小時）T單生產(chǎn)一個零件所需的時間（分）T單=t切+t輔=（L1/Vf1+L2/Vf2+t停）+(L快進(jìn)+L快退）/Vfk+t移+t裝卸 L1，L2分別為第I，第II工作進(jìn)給量行程長度（mm) Vf1,Vf2 分別為刀具第I，第II工作進(jìn)給量（mm/min) t停通常指刀具在加工終了時無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5-10轉(zhuǎn)所需的時間 （分） L快進(jìn)，L快退分別為動力部件快進(jìn)，快退行程長度（mm) Vfk 動力部件快速行程長度一般取3-10min t移 直線移動工作臺一次工位轉(zhuǎn)換的時間，一般取0.1分 t裝卸工件裝卸時間一般取0.5-1.5分 取L1為0.5mm, V

15、f1為1.28m/min, t停為0.1min, t裝卸為0.5min. 則計算得T單 =4.6065min Q=60/4.60655 =13.03（件/小時） Q>Q1 （3）機(jī)床負(fù)荷率 =Q1/Q =12.76/13.03 =0.9793 功率計算卡見表1。 3.3 組合機(jī)床的主軸箱的設(shè)計1、繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖主軸箱的外輪廓尺寸為400*400，最低主軸至箱底平面的距離125mm,被加工零件與機(jī)床的相對位置，主軸的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向等見主軸箱設(shè)計原始圖。2、選擇主軸的結(jié)構(gòu)形式主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇該工序為銑連桿蓋瓦槽，在進(jìn)行加工的過程中主軸受到徑向力及軸向力，所以選用能夠承受較大軸向力和徑

16、向力的圓錐滾子軸承。銑削加工中主軸的型式常為帶有錐孔的主軸端部結(jié)構(gòu)，所以選用錐孔為莫氏3號的主軸。3、傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算把動力箱的輸出軸的傳來的動力和轉(zhuǎn)速按照一定的要求分配到各個主軸，進(jìn)行主軸箱的傳動系統(tǒng)設(shè)計。 （1）主軸分布類型的設(shè)計主軸的分布類型主要有：同心圓分布、直線分布、及任意分布等三種形式。對于不同的形式有不同的傳動系統(tǒng)設(shè)計方式。該組合機(jī)床一次加工兩個工件，主軸的分布形式為直線型。 （2）傳動系統(tǒng)的設(shè)計用少量的傳動軸及齒輪把主動軸和傳動軸連接起來。已知要求主軸的轉(zhuǎn)速為280n/min,驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速為500n/min，已知在機(jī)床總體設(shè)計中，兩主軸之間的距離為172mm,傳動比為280

17、/500=14/25，以此進(jìn)行齒輪的排列及傳動比的分配。已知機(jī)床主軸數(shù)為2，按理論直接用驅(qū)動軸帶動兩主軸即可。已知兩主軸之間的距離為172mm，驅(qū)動輪與兩主軸的距離分別為78mm和96mm。有式子A=m（Z1+Z2)/2(毫米）-(1)式中：Z1主動輪齒數(shù)； Z2被動輪齒數(shù)：取m=3,驅(qū)動輪齒數(shù)為22，當(dāng)模數(shù)，驅(qū)動輪齒數(shù)一定時，主動輪的齒數(shù)為一定值。由上式計算得主動輪齒數(shù)分別為30、42。由于驅(qū)動軸至兩主軸的距離不等所以齒數(shù)不同，則驅(qū)動軸同兩主軸的傳動比不同。由此可見由驅(qū)動軸同時驅(qū)動兩主軸的方案行不通。在這里采用由驅(qū)動軸直接驅(qū)動和其距離較近的主軸，通過傳動軸驅(qū)動另一主軸。當(dāng)驅(qū)動軸直接驅(qū)動主軸時

18、取m=2，已知傳動比為0.56，兩軸之間的距離為78mm，則有(1)式得主動輪和從動輪的齒數(shù)分別為50、28。當(dāng)驅(qū)動軸通過傳動軸驅(qū)動另一主軸時，驅(qū)動輪和被動輪的傳動比滿足要求，然后通過一惰輪軸傳動驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速，然后由惰輪軸驅(qū)動主軸，使得兩主軸轉(zhuǎn)速和方向均相同。驗算兩主軸的轉(zhuǎn)速n1=500*14/25=280r/min n2=500*1*14/25=280r/min轉(zhuǎn)速滿足要求。用惰輪軸兼做手柄軸，惰輪軸轉(zhuǎn)速較高，且用作手柄軸時操作方便，位置適當(dāng)滿足要求。采用R12-2型葉片泵，油泵軸有惰輪軸直接驅(qū)動，轉(zhuǎn)速為500*14/25*25/14=500r/min。轉(zhuǎn)速在400-800轉(zhuǎn)/分之間，滿足要

19、求。4、主軸箱坐標(biāo)計算 基準(zhǔn)坐標(biāo)架的選擇及確定個主軸的坐標(biāo)選用橫軸（X軸）在箱底底面，縱軸（Y軸）通過定位銷孔的坐標(biāo)架。此坐標(biāo)架的X軸在箱底底面，同主軸箱底面重合，使設(shè)計基準(zhǔn)同工藝基準(zhǔn)相重合，減少了基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時所引起的誤差。并且主軸箱以底面為基面安裝在動力滑臺上，使得安裝基準(zhǔn)，設(shè)計基準(zhǔn)及工藝基準(zhǔn)相從合，減小了誤差。確定坐標(biāo)原點(diǎn)以后進(jìn)行傳動軸的坐標(biāo)的計算。已知主軸的坐標(biāo)及惰輪軸坐標(biāo)，且兩軸之間的距離為已知值，可知中間傳動的坐標(biāo)計算屬于與一軸定距的傳動軸坐標(biāo)計算。經(jīng)計算得傳動軸坐標(biāo)為（108.182,196.245）。對基于計算坐標(biāo)確定的實際中心距A是否同兩軸間嚙合齒輪要求的中心距相符合。兩者的差值

20、為：（108.182-81）2 +（196.245-100）2）1/2=99.994 50+50 =100 10099.994=0.006mm中心距在允差0.0010.009mm之內(nèi)滿足要求。所以各個主軸及傳動軸的坐標(biāo)分別為：由驅(qū)動軸直接驅(qū)動的主軸的坐標(biāo)（253,100），驅(qū)動軸坐標(biāo)（175,100），惰輪軸坐標(biāo)（175,156），另一主軸坐標(biāo)（81,100），中間傳動軸坐標(biāo)（108.182,196.245），油泵軸的坐標(biāo)（253,178）。3.4 組合機(jī)床夾具的設(shè)計已知連桿的加工工藝為：磨上下兩底面 拉大小頭孔兩頂端面、大小頭孔兩側(cè)面、大頭孔及其兩邊階梯面、拉斷大頭空分離連桿體和連桿蓋 锪球

21、窩座 銑連桿體及連桿蓋瓦槽 鉆小頭孔 擴(kuò)小頭孔 鉸小頭孔 鏜大小頭孔 （1）組合機(jī)床夾具方案的確定 對所加工工件進(jìn)行分析，所加工工序為銑連桿蓋瓦槽，尺寸公差要求在前面組合機(jī)床總體設(shè)計中已經(jīng)得以敘述。定位方案為以連桿蓋瓦槽的底面為主要定位面，以連桿蓋的兩側(cè)面為導(dǎo)向面，連桿蓋同連桿體結(jié)合面為止推面。 （2）定位元件的選擇已知夾具設(shè)計中常用的定位支撐元件有：支撐板，支撐塊及支撐銷等。加工過程中工件的定位以3個面定位，選用定位元件為支撐板。（3）夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計已知夾緊機(jī)構(gòu)有夾緊動力部分，夾緊元件，及中間傳動機(jī)構(gòu)組成，下面逐一對其進(jìn)行設(shè)計。1）夾緊動力的選擇夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊方式分為自動加緊和手動夾緊，由于

22、該工件的生產(chǎn)屬于大量生產(chǎn)，所以選用自動加緊的方案以提高生產(chǎn)效率減少勞動時間及勞動強(qiáng)度。對于夾緊動力，在組合機(jī)床中常用的夾緊動力為液動夾緊，通過中間傳動機(jī)構(gòu)將液壓缸的動力傳遞給夾緊元件。2）夾緊力的作用點(diǎn)及方向的確定已知在選擇夾緊力的作用點(diǎn)時要保證夾緊力垂直于工件的主要定位面，夾緊力要垂直落在定位面上，且夾緊力的作用點(diǎn)要選在工件剛度較高的部位。且夾緊力作用點(diǎn)要靠近工件的被加工部位。綜合上面的影響因素確定工件的夾緊力垂直于連桿蓋的底面，夾緊力的作用點(diǎn)為連桿蓋的兩端靠近加工部位處。3） 夾緊元件及中間傳動機(jī)構(gòu)夾緊元件為分叉的壓板，使夾緊力集中在工件兩端加工部位附近，且使用分叉的壓板能夠在工件加工一定

23、誤差下仍能夠夾緊工件。所選用的中間傳動機(jī)構(gòu)為斜楔機(jī)構(gòu)和杠桿機(jī)構(gòu)，斜楔及杠桿機(jī)構(gòu)均具有增力作用。已知壓板在松開工件后上升12mm,對斜楔機(jī)構(gòu)的斜楔移動長度及斜楔的角度進(jìn)行設(shè)計。4） 斜楔機(jī)構(gòu)的設(shè)計已知工件所需夾緊力為1000N，方向垂直向下，斜楔機(jī)構(gòu)采用移動柱塞式斜楔機(jī)構(gòu)，采用兩面滾動的形式，將液壓缸柱塞傳動的力及豎直方向的運(yùn)動轉(zhuǎn)換為豎直方向的運(yùn)動。（1） 斜楔機(jī)構(gòu)所需推力的計算 Q=Wk/ip Wk實際所需夾緊力 ip增力比（2） 斜楔移動距離的計算 S=h/is h夾緊時所需要的行程 is行程比 已知在夾具中若為氣壓或液壓夾緊時可以不考慮自鎖條件，斜楔的傾斜角可取15°30

24、6;。則移動柱塞式斜楔（單斜面，兩面滾動）的增力比ip=1.24，行程比is=0.577。浮動壓板夾緊所需行程取13mm,則斜楔移動距離：S=h/is =13/0.577 =23mm5）液壓缸的設(shè)計 （1）液壓缸活塞作用力的確定已知切削力最大為260N，則使工件同夾具結(jié)合面的摩擦力f >260N確保工件加工過程中定位的可靠性。經(jīng)查閱相應(yīng)資料取摩擦因數(shù)為0.15，經(jīng)計算得工件的夾緊力為900N，取1000N。 活塞作用力P的近似計算 P=P1 / =1000/0.7 =1458.27(N) 取1500N P1沿活塞運(yùn)動方向的夾緊力所需求作用力之和； 考慮各種損失的有效系數(shù)，通常取=0.70

25、.95（油箱偏小時取大值）； 對于單作用缸，只考慮彈簧阻力； （2）油缸主要參數(shù)的計算及確定1）確定油缸內(nèi)徑D所選油缸為往復(fù)式活塞油缸1、推力工作時的缸徑D D=1.13（P/p)1/2(mm)P活塞最大總用力（N)p油缸工作壓力（Mpa)，夾緊油缸一般取1.55.0Mpa；D=1.13（1500/1.5）1/2(mm) =35.73mm2、拉力工作時的缸徑D=1.27（P/p)+d21/2P活塞最大總用力（N)；p油缸工作壓力（Mpa)，夾緊油缸一般取1.55.0Mpa；d活塞桿直徑；p<2Mpa時d=(0.20.4)D取d=0.4D=14.292mm D=1.27(1500/1.5)

26、+(0.4D)21/2 =36.198mm綜合上述計算取D=40mm2）無桿腔最大流量Q1有桿腔最大流量Q2 Q1=D2/40-V1 Q2 =(D2-d2)V2 V1無桿腔工作時的活塞移動速度； V2有桿腔工作時的活塞移動速度； 取V1=1.2m/min；V2=0.6m/min Q1=D2/40-V1 =3.14(40)2/401.2 =0.056（L/min)Q2 =(/40)(D2-d2)V2 =0.5652（L/min)因為V1=2V2,且無桿腔工作時所允許的最大流量小于有桿腔工作時的最大流量，所以取有桿腔工作時的最大流量為0.56L/min,則Q1/D2=2Q2/(D2-d2)則Q2=

27、0.09375L/min按工作壓力選取缸徑比=d/D 工作壓力小于5Mpa時d=0.5D則d=0.5D =20mm3）液壓缸筒的長度計算已知斜楔機(jī)構(gòu)夾緊時所需行程為23mm，則液壓缸的缸筒長度要大于等于斜楔夾緊時所需行程與與活塞的寬度之和。（1） 活塞的寬度： B=（0.61.0）D 取B=0.6D則B=24mm (2)液壓缸缸筒長度：L=B+23 =24+23 =47mm有液壓缸缸筒長度47mm，所以取液壓缸缸筒長度為60mm。 （3）導(dǎo)向套滑動面長度A: A=（0.61.0）d =0.8d =16mm由于夾具體的長度受到液壓滑臺長度的限制，則液壓缸總體的高度要結(jié)合斜楔機(jī)構(gòu)，杠桿機(jī)構(gòu)等綜合考

28、慮。液壓缸的總高見夾具體的設(shè)計。（3）油泵的相關(guān)計算 1）確定油泵的最大工作壓力Pp Pp=p+P（Mpa) P油缸的工作壓力 P從油泵到油缸入口間管路損失，估算時管路簡單，流速不大，可取P=（0.20.5)Mpa。 取P=0.4Mpa Pp=p+P（Mpa)=1.5+0.4=1.9Mpa 2）確定泵的流量QpQpk(Qmax)(m3/s)K系統(tǒng)泄油系數(shù) 一般取1.11.3Qmax同時動作的油缸的最大流量取K=1.2則Qp1.2*0.056 =0.0672L/min（4） 夾具體的設(shè)計 由上可知該夾具的定位方案為連桿蓋底面為主要定位面，兩側(cè)面為導(dǎo)向面，連桿蓋同連桿體的結(jié)合面為止推面，由于夾具的

29、寬度受到液壓滑臺寬度的限制取250mm，查閱相關(guān)資料得鑄造夾具體的主要壁厚為12、16、20、22、25mm，相應(yīng)的輔助壁厚及加強(qiáng)筋為8、10、12；12、14、16；16、18、20；18、20、22；20、22、25，在這里夾具體大底板厚度取25mm，安裝液壓缸的平板取20mm,安裝支撐板的部分取10,16mm。由于連桿蓋直徑為98mm，夾具體寬為250mm，取連桿蓋的導(dǎo)向面的厚度為16mm,將連桿蓋導(dǎo)向面分布在夾具體的兩端，使得兩工件在夾具體上面放置時兩者之間有一定的間隙，取工件及放置工件時更方便。由于夾緊裝置采用的為斜楔及杠桿機(jī)構(gòu)聯(lián)合傳動動力及運(yùn)動，斜楔機(jī)構(gòu)的斜面傾斜角在液壓夾具中不能

30、超過30°，且液壓缸的活塞桿直徑為23mm,當(dāng)斜楔機(jī)構(gòu)傾斜角取30°時，杠桿上下移動的高度為13mm，所以工件加工完后，不能沿Z軸方向取出夾具，因此在Y軸及X軸方向需要留出一定的空間便于工件的裝卸。因此把工件的導(dǎo)向面分布在夾具體的兩端是合理的。已知夾具的動力源有液壓缸提供，液壓缸的總體長度要結(jié)合杠桿機(jī)構(gòu)及斜楔機(jī)構(gòu)以及取出工件的因素綜合考慮。工件沿Y軸方向的長度為48mm,便于工件的取出，使得工件同杠桿支架的距離為58mm,限制杠桿翹起高度的支架以及支撐斜楔機(jī)構(gòu)斜面底面的滾子支架結(jié)合斜楔斜面需要移動的距離和參考相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)液壓缸的總體長度，取限制杠桿翹起高度的支架同杠桿支架間的

31、距離為10mm,支撐斜楔機(jī)構(gòu)斜面底面的滾子支架和限制杠桿翹起高度的支架之間的距離為10mm，由此得出相應(yīng)的液壓缸的活塞在不運(yùn)動時伸出的長度為79mm。由于斜楔機(jī)構(gòu)需要使得杠桿向下移動13mm，且斜楔斜面傾角為30°，由于杠桿支架在整個杠桿的中間位置，所以斜楔斜面相應(yīng)的在豎直方向的投影長度為13mm，所以液壓缸在X軸方向的移動距離為23mm。由于液壓缸活塞桿在杠桿后端的一滾子和斜楔斜面下端的滾子間滑動，取液壓缸活塞桿的長度為153mm。附錄 圖1 加工工序圖 圖2 刀具加工示意圖被加工零件圖號毛坯種類鍛件名稱連桿蓋毛坯重量材料40硬度163-219HBS工序名稱銑連桿蓋瓦槽工序號工序號

32、工步名稱零件個數(shù) /個工作行程(mm )加工寬度（ mm)加工長度（mm)切削速度(mm/s)轉(zhuǎn)/分f轉(zhuǎn)f工時（分）機(jī)動時間輔助時間共計1裝入工件10.252工件定位夾緊3主軸箱定位1790.01794夾具快進(jìn)151.55夾具工進(jìn)95512801.2876.80.70650.00656死擋鐵停留0.057主軸箱快退1790.01798夾具快退242.49松開工件0.0510卸下工件0.25本機(jī)床裝卸工件時間取為0.5分單件總工時0.70653.94.6065機(jī)床實際生產(chǎn)率Q112.76機(jī)床理想生產(chǎn)率Q213.03負(fù)荷率0.9793 表1 生產(chǎn)率計算卡 設(shè)計總結(jié)1、優(yōu)點(diǎn) 此次設(shè)計為組合機(jī)床的設(shè)計

33、。此次設(shè)計的突出部分為夾具的夾緊裝置的設(shè)計。夾具的定位及夾緊方案的選擇考慮了多方面的因素。夾緊裝置為斜楔機(jī)構(gòu)及杠桿機(jī)構(gòu)聯(lián)合傳動液壓缸的運(yùn)動及動力，具有增力作用，能夠使液壓缸在提供較小的夾緊力的情況下保證夾具的夾緊效果。夾具以連桿蓋的底面為主要定位面，連桿蓋的兩側(cè)面為導(dǎo)向面，以連桿蓋同連桿體的結(jié)合面為止推面，三面定位，保證了定位的準(zhǔn)確性，且夾緊裝置的夾緊點(diǎn)設(shè)置在靠近工件瓦槽處。主軸逆時針旋轉(zhuǎn)，加工過程中切削力主要被導(dǎo)向面及止推面的支撐板承受，使得夾具的夾緊更為可靠，減小了由于夾緊產(chǎn)生的誤差，提高了加工精度。2、 缺點(diǎn) 1）本次設(shè)計的不足之處為主軸箱的油泵軸由主軸驅(qū)動，在一定程度上面加大了主軸的負(fù)

34、擔(dān)。2）本次設(shè)計夾具直接安裝在液壓滑臺的滑鞍上面，對安裝夾具的液壓滑臺的滑鞍面有一定的精度要求。對此提出另一種方案加以討論。在液壓滑臺上面安裝一工作臺，使得工作臺的T型槽沿著Y軸方向放置，然后將夾具安置在工作臺上面。這樣可以降低對所選液壓滑臺的要求，并且夾具的安裝更為方便。并且將夾具直接安裝在液壓滑臺的滑鞍上面，夾具的寬度受到液壓滑臺的滑鞍寬度的限制。當(dāng)所設(shè)計的夾具較寬時，若選用滑鞍面較大的液壓滑臺，相應(yīng)就增加了液壓滑臺的功率，及側(cè)底座的尺寸，也就增大了機(jī)床所占用的空間。當(dāng)將寬度較大的工作臺安裝在液壓滑臺上面時，由于工作臺寬度較大會使得工作臺一部分懸空，長時間后會影響夾具在工作臺上面的定位的準(zhǔn)確性以及夾具進(jìn)給時的平穩(wěn)性。3、 對于2）提出構(gòu)想 對于上述的兩個矛盾在這里提出一個構(gòu)想，使得工作臺安裝在液壓滑臺上面，減小夾具設(shè)計時由于液壓滑臺滑鞍的寬度