【導(dǎo)讀】工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過程。軸箱零件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具.且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)兩

　　

【正文】 活塞運(yùn)動(dòng)接近行程末端時(shí)，活塞右側(cè)的緩沖柱塞 3將柱塞孔 4堵死、活塞繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，封在 氣缸 右腔內(nèi)的剩余氣體被壓縮，緩慢地通過節(jié)流閥 6及氣孔 8排出，被壓縮的氣體所 產(chǎn)生的壓力能如果與活塞運(yùn)動(dòng)所具有的全部能量相平衡，即會(huì)取得緩沖效果，使活塞在行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不產(chǎn)生沖擊。調(diào)節(jié)節(jié)流閥 6閥口開度的大小，即可控制排氣量的多少，從而決定了被壓縮容積（稱緩沖室）內(nèi)壓力的大小，以調(diào)節(jié)緩沖效果。若令活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，從氣孔 8輸入壓縮空氣，可直接頂開單向閥 5，推動(dòng)活塞向左運(yùn)動(dòng)。如節(jié)流閥 6閥口開度固定，不可調(diào)節(jié)，即稱為不可調(diào)緩沖氣缸。 圖 氣缸 1— 活塞桿； 2— 活塞； 3— 緩沖柱塞； 4— 柱塞孔； 5— 單向閥 6— 節(jié)流閥； 7— 端蓋； 8— 氣孔 氣缸結(jié)構(gòu) 25 氣缸是由缸筒、 端蓋、活塞、活塞桿和 密封件 組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示： 初步確定 氣缸 參數(shù) 表 51 按負(fù)載選擇工作壓力 [1] 負(fù)載 / KN 5 5~10 10~20 20~30 30~50 50 工作壓力/MPa ~1 ~2 ~3 3~4 4~5 ≥ 5 表 52 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 [1] 機(jī)械類型 機(jī) 床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 小型工程機(jī)械 建筑機(jī)械 液壓鑿巖機(jī) 液壓機(jī) 大中型挖掘機(jī) 重型機(jī)械 起重運(yùn)輸機(jī)械 磨床 組合 機(jī)床 龍門 刨床 拉床 工作壓力/MPa ~2 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 由于鉆削力為 4239N，往往要取大一些，在這取 負(fù)載約為 10000N，初選 氣缸的設(shè)計(jì)壓力 P1=3MPa，為了滿足工作這里的 氣缸 課選用單桿式的，并在快進(jìn)時(shí)差動(dòng)連接，則 氣缸 無桿腔與有桿腔的等效面積 A1 與 A2 應(yīng)滿足 A1=2A2（即 氣缸 內(nèi)徑D 和活塞桿直徑 d 應(yīng)滿足： d=。為防止 切削 后工件突然前沖， 氣缸 需保持 26 一定的背壓，暫取背壓為 ，并取 氣缸 機(jī)械效率 ?? 。則 氣缸 上的平衡方程 1 1 2 2 1 212P A P A F A P F? ? ? ? 故 氣缸 無桿腔的有效面積： 22325511 1 0 0 0 021 cmmmPP FA b ?????????? ? 氣缸 直徑 cmcmAD 1 ???? ?? 氣缸 內(nèi)徑： 按 GB/T23481980，取標(biāo)準(zhǔn)值 D=80mm；因 A1=2A，故活塞桿直徑d==56mm（標(biāo)準(zhǔn)直徑） 則 氣缸 有效面積為： 22222222(4)(421cmdDAcmDA????????）???? ? 的校核 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，取壁厚為 10mm。則 ??D? 根據(jù) ~ / ?D? 時(shí)；m axm ax 3p]3[.2 p?? D? （ 42） 可算出缸體壁厚為： mmD 10010403p]3[.2 p 56 5m a xm a x ????? ???? ?? 10mm 則氣缸的外徑 mmDD 100208021 ????? ? 式中 ][? ———— 許用應(yīng)力； MP a805004n][ b ??? ?? （ Q235 鋼的抗拉強(qiáng)度為375500MPa，取 400MPa，為位安全系數(shù)取 5，即缸體的強(qiáng)度適中）， P缸筒試驗(yàn)壓力。 27 缸筒兩端分別與缸蓋和缸底鏈接，構(gòu)成密封的壓力腔，因而它的結(jié)構(gòu)形式往往和缸蓋及缸底密切相關(guān) [6]。因此，在設(shè)計(jì)缸筒結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，選用結(jié)構(gòu)便于裝配、拆卸和維修的鏈接形式，缸筒內(nèi)外徑應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整。 活塞桿是氣缸傳遞力的主要零件，它主要承受拉力、壓力、彎曲力及振動(dòng)沖擊等多種作用，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。其材料取 Q235 鋼。 [1] 由 1A =2 2A 可知活塞桿直徑 ： ????? mD 按 GB/T2348— 1993 將所計(jì)算的 d 值圓整到標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封裝置。圓整后得 ： d=56mm 222 cmDA ??? ?? 按最低工進(jìn)速度驗(yàn)算 氣缸 尺寸，查產(chǎn)品樣本，調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量m in/ in Lq ? ，因工進(jìn)速度 v=，則由式 2223m i nm i n1 cmcmvqA ?????? （ 43） 本例 1A = 2cm 2cm ，滿足最低速度的要求。 ： mmmF 1080 377714][4d 6 ??????? ???56mm （ 44） 式中 ][? ———— 許用應(yīng)力； MP a805004n][ b ??? ?? （ Q235 鋼的抗拉強(qiáng)度為375500MPa，取 400MPa，為位安全系數(shù)取 5， 即活塞桿的強(qiáng)度適中） 3．活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 活塞桿的外端頭部與負(fù)載的拖動(dòng)電機(jī)機(jī)構(gòu)相連接，為了避免活塞桿在工作生產(chǎn)中偏心負(fù)載力，適應(yīng)氣缸的安裝要求，提高其作用效率，應(yīng)根據(jù)負(fù)載的具體情 28 況，選擇適當(dāng)?shù)幕钊麠U端部結(jié)構(gòu)。 活塞桿的密封形式有 Y 形密封圈、 U 形夾織物密封圈、 O 形密封圈、 V 形密封圈等 [6]。采用薄鋼片組合防塵圈時(shí)，防塵圈與活塞桿的配合可按 H9/f9 選取。薄鋼片厚度為 。為方便設(shè)計(jì)和維護(hù)，本方案選擇 O 型密封圈。 所以 ,鉆削時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng) ,故本夾具可安全工作。 定 位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為 止口 ，而該定位元件的尺寸公差為 ? ，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。 定位元件設(shè)計(jì) 本工序選用的是兩銷與 一面 ，定位基準(zhǔn)為一面兩孔，所對(duì)應(yīng)的定位元件是兩銷，一個(gè)為圓銷，另一個(gè)位菱形銷，因此主要設(shè)計(jì)為兩銷設(shè)計(jì)。由夾具裝配圖中可得兩銷中心距 325 其尺寸公差取工件孔中心距公差 1 1 mm? ? ? ? 所以兩孔中心距為： 325 根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》削邊銷 與圓柱銷的設(shè)計(jì)計(jì)算過程如下： （ 1）確定兩定位銷中心距尺寸 xL 及其偏 Lx? 320xgLL m??=325 1 1 1( ) 0 . 3 3 0 . 1 15 3 3L x L g mm??? ? ? ? 29 （ 2）確定圓柱銷直徑 1d 及其公差 1d? ： 32 和 48 （ 1D — — 基準(zhǔn)孔最小直徑） 1d? 取 7f （ 3）削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙 2? 12 22 ( )2Lx LgbD?? ????? 其中： 2D — 基準(zhǔn)孔最小直徑 1? — 圓柱銷與基準(zhǔn)孔的配合間隙 2 222 8 ( 1 3 )2 34200 mm? ? ? ?? ? ? ? （ 5）削邊銷直徑 2d 及其公差 2 2 2 200 34 199 .96 6d D m m? ? ? ? ? ? 按定位銷一般經(jīng)濟(jì)制造精度，其直徑公差帶為 h6，根據(jù)《機(jī)械制圖》第六版附錄 D 表 22D? 則菱形銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為 0 mm? ? （ 6）補(bǔ)償值 ? 1 m i n110 . 3 3 0 . 1 1 0 . 1 1 0 . 3 8 522L g L x mm? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 定位誤 差分析 本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。其定位誤差主要為： （ 1）移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差 .jy? . 1 1 1 0 .0 4 6 0 .0 2 2 0 .0 5 5 0 .1 2 3j y m ind D X m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 2）轉(zhuǎn)角誤差 1 1 1 m i n 2 2 2 m i n2d D X d D Xtg L? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? 其中： 1 m in2 m in 2 ( )2L x L g XX ??? ? ? ? 0 . 1 2 3 0 . 0 4 6 0 . 0 2 2 0 . 3 3 30 . 0 0 0 82 3 2 0tg ? ???? ? ? ?? ?? ? ? 30 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 工藝孔的加工需鉆、擴(kuò)、鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。根據(jù)工藝要求：工藝孔 ??分鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工步完成加工。即先用 mm10? 的麻花鉆鉆孔，根據(jù) GB1141— 84的規(guī)定鉆頭上偏差為零，故鉆套孔徑為 mmF811? 即 ??? 。再用 ? 標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，根據(jù) GB1141— 84 的規(guī)定 ? 擴(kuò)孔鉆的尺寸為 mm0 ?? ，故鉆套尺寸為 ? 即 ??? 。最后用 mm12? 的標(biāo)準(zhǔn)鉸刀鉸孔，根據(jù) GB1141— 84 的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)鉸刀尺寸為 ??? 故鉆套孔徑尺寸為 ??? 。 圖：快換鉆套 鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： d H D 1D 2D h 1h m 1m r ? 公稱尺寸 允差 5 18 18 + + 30 28 12 7 10 ?45 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 31 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： d H D C 1C 公稱尺寸 允差 公稱尺寸 允差 5 + 0 24 25 + + 1 鉆模板選用懸掛式鉆模板，在本夾具中選用的是氣動(dòng)滑柱式鉆模板。利用 夾具體內(nèi)安裝氣缸，使滑柱帶動(dòng)升降板上升或下降由于氣缸始終作用故不需要自鎖機(jī)構(gòu)。 夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝配圖 2所示。 夾具精度分析 利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。 由工序簡圖可知，本道工序由于工序基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)重合，又采用 頂面為主要定位基面，故定位誤差 wd? 很小可以忽略不計(jì)。本道工序加工中主要保證兩工藝孔尺寸 ?? 及位置度公差 及表面粗糙度 m? 。本道工序最后采用精鉸加工，選用 GB1141— 84 鉸刀，直徑為 ??? ，并采用鉆套，鉸刀導(dǎo)套孔徑為 mmd ???? ，外徑為 mmD ??? 同軸度公差為 ? 。固定襯套采 32 用孔徑為 ??? ，同軸度公差為 ? 。 該工藝孔的位置度應(yīng)用的是最大實(shí)體要求。即要求：（ 1）、各孔的實(shí)際輪廓受最大實(shí)體實(shí)效邊界的控制即受直徑為 ??? ?? 的理想圓柱面的控 制。（ 2）、各孔的體外作用尺寸不能小于最大實(shí)體實(shí)效尺寸 mm12? 。（ 3）、當(dāng)各孔的實(shí)際輪廓偏離其最大實(shí)體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實(shí)體尺寸 mm12? 時(shí)可將偏離量補(bǔ)償給位置度公差。（ 4）、如各孔的實(shí)際輪廓處于最小實(shí)體狀態(tài)即其實(shí)際直徑為? 時(shí)，相對(duì)于最大實(shí)體尺寸 mm12? 的偏離量為 ? ，此時(shí)軸線的位置度誤差可達(dá)到其最大值 mm1 2 2 ??? ?? 。即孔的位置度公差最小值為? 。 工藝孔的尺寸 ?? ，由選用的 鉸刀尺寸 ??? 滿足。 工藝孔的表面粗糙度 m? ，由本工序所選用的加工工步鉆、擴(kuò)、鉸滿足。 影響兩工藝孔位置度的因素有（如下圖所示）： （ 1）、鉆模板上兩個(gè)裝襯套孔的尺寸公差： ?? （ 2）、兩襯套的同軸度公差： ?? （ 3）、襯套與鉆套配合的最大間隙： ???? （ 4）、鉆套的同軸度公差： ?? （ 5）、鉆套與鉸刀配合的最大間隙： ???? mmmmd w 22524232221 ??????????????? 所以能滿足加工要求。 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾具，本道工序的鉆床夾具選用夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大而這將使整個(gè)夾具過于龐大。因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個(gè)：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；以增加氣缸推力。結(jié)果，本夾 33 具結(jié)構(gòu)比較緊湊。 總結(jié) 本文是加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的總體過程可以概括為，首先對(duì)零件的結(jié)構(gòu)、形狀及材料作整體分析，然后初選加工工藝方案，并對(duì)工藝方案進(jìn)行比較選擇合理的工藝路線，然后計(jì)算分析尺寸，并制定出工藝卡片。最后是