【正文】 （ 3）小頭孔的確定 考慮到配合間隙對加工要求中心距 190? 影響很大，應(yīng)選較緊的配合。該定位銷的基本尺寸取工件孔下限尺寸Φ 。故此尺寸為 ? 。所以本工序的工序基準(zhǔn) ：連桿上蓋為螺母座面，連桿體為小頭孔中心線，其設(shè)計計算如下： （ 1）確定定位銷中心與大頭孔中心的距離及其公差。 定位誤差的計算 : 由加工工序知，加工面為連桿的剖分面。夾具體圖如 圖 ： 夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長。 2) 夾緊方案 由于零件小，所以采用開口墊圈的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，裝卸工件方便、迅速。為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選Φ 小頭孔與連桿的端面為基準(zhǔn)。 為了便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)有必要的監(jiān)測元件，如壓力表，溫度計等。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動作發(fā)生。 繪制液壓系統(tǒng)原理圖 整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖油各自擬訂好的控制回路及液壓源組合而成。在這里選擇 ZG45 鑄鋼。 單耳環(huán)不帶襯套式 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 37 3. 柱塞式液壓缸端部型式及尺寸 根據(jù)所選擇的液壓缸的缸徑，按照表 37759 確定液壓缸缸蓋端部的尺寸（均為對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸）。通常將排氣閥安裝在液壓缸的端部，雙作用液壓缸應(yīng)安裝兩個排氣閥。 2. 活塞桿的密封與防塵 這里仍采用 O 型密封圈，材料選擇薄鋼片組合防塵圈，防塵圈與活塞桿的配合可按 H9/f9選取。由于選用的是和缸蓋一體的導(dǎo)向套，所以材料和缸蓋也是相同的，都選用耐磨鑄鐵。為了減少零件數(shù)量，降低成本可以采用缸蓋導(dǎo)向的導(dǎo)向方式。 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵 1. 導(dǎo)向套 ⑴導(dǎo)向套的導(dǎo)向方式、結(jié)構(gòu)見下表 310： 表 310 導(dǎo)向套的導(dǎo)向方式 導(dǎo)向方式 備注說明 缸蓋導(dǎo)向 減少零件數(shù)量，裝配簡單，磨損相對較快 導(dǎo)向管通導(dǎo)套 可利用壓力油潤滑導(dǎo)向套，并使其處于密封狀態(tài) 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 36 套導(dǎo)向 可拆導(dǎo)向套 容易拆卸，便于維修。 ⑹活塞桿上的螺紋，一般應(yīng)按 6 級精度加工（如載荷較小，機(jī)械振動也較小時，允許按7 級或 8 級精度制造）。 ⑷活塞桿的徑向跳動公差值，應(yīng)為 。這里取 10 級精度。在這里只需 調(diào)質(zhì)到 230HB 即可。本設(shè)計采用實心活塞桿，選用 45 號鋼。 3. 活塞桿結(jié)構(gòu) 活塞桿有實心和空心兩種，如下圖。 2. 端部尺寸 如圖，為內(nèi)螺紋聯(lián)接簡圖。畫圖 活塞桿 1. 端部結(jié)構(gòu) 活塞桿的端部結(jié)構(gòu)分為外螺紋、內(nèi)螺紋、單耳環(huán)、雙耳環(huán)、球頭、柱銷等多種形式。 ⑵端面 T 對內(nèi)孔 1D 軸線的垂直度公差值，應(yīng)按 7 級精度選取。 3. 活塞的材料 液壓缸常用的活塞材料為耐磨鑄 鐵、灰鑄鐵（ HT300、 HT350）、鋼及鋁合金等，這里采用 45 號鋼。 2. 活塞與缸體的密封結(jié)構(gòu)，隨工作壓力、環(huán)境溫度、介質(zhì)等條件的不同而不同。 ⑹為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度為 30~40 m? 的鉻層，鍍后進(jìn)行衍磨或拋光。 ⑷當(dāng)缸體與缸頭采用螺紋聯(lián)接時， 螺紋應(yīng)取為 6 級精度的公制螺紋。 ⑵缸體內(nèi)徑 D 的圓度公差值可按 10 或 11 級精度選取，圓柱度公差值應(yīng)按 8 級精度選取。表面粗糙度：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈時， Ra 為 ~ m? ，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時， Ra 為 ~ m? 。特殊情況可采用鋁合金等材料。 缸體毛坯可采用鍛剛，鑄鐵或鑄鐵件。當(dāng)缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件需要焊接時，則應(yīng)采用焊接性能比較號的 35 號鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。 2. 缸體的材料（ 45 號鋼） 液壓缸缸體的常用材料為 3 45 號無縫鋼管。所以在加工時應(yīng)小心注意。 、材料及技術(shù)要求 缸體 1. 缸體端部聯(lián)接模式 采用簡單的焊接形式，其特點：結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，重量輕，使用廣泛。初設(shè)計時，按經(jīng)驗無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 33 公式 4VPV aQ Q??3m 選取。對應(yīng)管子壁厚 16. mm?? 。根據(jù)內(nèi)徑按標(biāo)準(zhǔn)系列選取相應(yīng)的管子。這里我們采用鋼管連接。F 小于夾緊力 0Q ，所以該夾緊裝置可靠。 安全系數(shù) 4321 KKKKK ? 式中： 1K — 基本安全系數(shù)；取 2K — 加工性質(zhì)系數(shù)；取 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 32 3K — 刀具鈍化系數(shù)；取 4K — 斷續(xù)切削系數(shù)；取 則 KFF ?39。 4) 切削力及夾緊力的計算 由于本工序主要是粗加工大頭孔，所以只對夾具的定位穩(wěn)定性進(jìn)行計算，及夾緊力和鉆削力的計算。 3) 夾具體設(shè)計 夾具體的作用是將定位、夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機(jī)床上，加工時，能承受一部分切削力。鉆模板在夾緊工件或升降至一定高度后，必須自鎖。 滑柱式是一種帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具，它由鉆模板、三根滑柱、夾具體和傳動、鎖緊機(jī)構(gòu)所組成。 加工的大頭孔為通孔，沿 Z 方向的位移自由度可不予限制，但實際上以工件的端面定位時，必須限制該方向上的自由度。由于生產(chǎn)批量大，為了提高加工效率，縮短輔助時間，準(zhǔn)備采用手動式滑柱鉆模，采用了常用的圓錐自鎖裝置，裝卸工件方便 、迅速。 夾具設(shè)計 1) 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，在粗加工大頭孔之前，連桿的兩個端面，小頭孔及大頭孔的兩側(cè)面都已加工，且表面粗糙度要求較高。 夾具的注意問題 本夾具主要用來擴(kuò)Φ 的大頭孔，大頭孔的軸心線相對于小頭孔軸心線有一定的尺寸精度要求。根據(jù)指導(dǎo)老師的要求，需設(shè)計一套擴(kuò)大頭孔夾具。即當(dāng)基準(zhǔn)重合時，造成加工表面定位誤差的原因是定位基準(zhǔn)的基準(zhǔn)位置誤差?；鶞?zhǔn)位置誤差為零。 ② 連桿上蓋剖分面的尺寸要求，螺母座面（工藝基準(zhǔn)）為加工面的工序基準(zhǔn)，同時亦為第一定位基準(zhǔn)，對加工剖分面來說，它與工序基準(zhǔn)的距離 0 ? 及相應(yīng)的平行度誤差只 取決于基準(zhǔn)在夾具中位置。故確定小頭定位孔的孔徑為Φ ? 。 （ 3）小頭孔的確定 考慮到配合間隙對加工要求中心距 190? 影響很大，應(yīng)選較緊的配合。該定位銷的基本尺寸取工件孔下限尺寸Φ 。故此尺寸為 ? 。 （ 1）確定定位銷中心與大頭孔 中心的距離及其公差。為使液壓泵油一定的壓力儲備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 25~60%。這里取 。 確定液壓泵的參數(shù) ⑴確定液壓泵的最大工作壓力 1Pp p p? ? ?? Pa， 式中 1p —— 液壓缸最大工作壓力，根據(jù)1 1 2 2wmFF p A p A?? ? ?可以求出無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 28 2110 .2 1 5 .3FAp M P aA??? p?? —— 從液壓泵出口到液壓缸入口之間的總的管路損失。計算其行程： 0 176 0 132 0 440ms d d m m? ? ? ? ?。此時活塞桿伸長至 22 2 c o s 2 1 7 6 0md a l a l m m?? ? ? ?。平臺的高度 2 si n 2 1500 si n 10 366h l m m?? ? ? ? ? ?。按照機(jī)械手冊中工程液壓缸的技術(shù)規(guī)格表 3777 可以選擇圓整后的參數(shù)：缸徑 100mm，活塞桿 70mm,速度比 ? =2，工作壓力 16Mpa，推力 。 運用直徑求法公式 2212 4 4 1 1 9 5 6 8 1 0 1 . 1[ ( 1 ) ] [ 1 5 0 . 2 ( 1 0 . 7 1 ) ]FD m mpp? ? ? ?? ? ?? ? ? ?，可以求出 d=。 按工作壓力選取 d/D 工作壓力 MPa ? ~ ? d/D ~ ~ 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 27 按速度比要求確定 d/D ? （ 21/vv） 2 d/D 注：速度比 ? ，為活塞兩側(cè)有效面積 1A 與 2A 之比。 活塞桿 受壓時 1 1 2 2wmFF p A p A?? ? ? 活塞桿受拉時 1 2 2 1wmFF p A p A?? ? ? 式中 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 26 21 4AD?? —— 無桿腔活塞有效工作面積 2m 222 ()4A D d???—— 有桿腔活塞有效工作面積 2m 1p —— 液壓缸工作腔壓力 Pa 2p —— 液壓缸回油腔壓力 Pa，其值根據(jù)回路的具體情況而定，一般可以按照下表 33估算 D—— 活塞直徑 m d—— 活塞桿直徑 m 表 33 執(zhí)行元件背壓力表 系 統(tǒng) 類 型 背 壓 力 MPa 簡單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) ~ 回油帶調(diào)速閥的系統(tǒng) ~ 回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng) ~ 用補油泵的閉式回路 ~ 回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械 ~3 回油路較短，可直接回油路 可忽略不計 在這里我們?nèi)”硥?力值 2 MPa? 在本設(shè)計中，液壓缸不存在受拉的狀態(tài)，所以只考慮其收壓。按下表 32 初步選取 15Mpa。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對某些設(shè)備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不是很經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選的太高，對泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。 除了外載荷 wF 外，作用于活塞上的載荷 F 還包括液壓缸密封處的摩擦阻力 mF ，由于各種液壓缸的密封材質(zhì)和密封形式不同，密封阻力難以精確計算，一般估算為 (1 )mmFP??? 式中 m? —— 液壓缸的機(jī)械效率，一般取 ~，這里取 ， 113590 1195680 .9 5wmFFN?? ? ? 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 25 初選系統(tǒng)壓力 液壓缸的選擇要遵循系統(tǒng)壓力的大小，要根據(jù)載荷的大小和設(shè)備類型而定。 工作載荷 gF 并非每階段都存在，如該階段沒有工作，則 gF =0。行走機(jī)械一般取 =~ a —— 加速度 2/ms 初步選定速度變化量 v? =， t? =，則 va t??? = = 2/ms，2 / 2 0 .2 7 2 7 0aF m a t N? ? ? ? 以上三種載荷之和稱為液壓缸的外載荷 wF ， 11 36 80 0 27 0 11 39 50w g f aF F F F N? ? ? ? ? ? ?。 v? —— 速度變化量 m/s t? —— 起動或制動時間， s。 （ 2）導(dǎo)軌摩擦載荷 fF 對于直動型安裝的液壓缸一般都附有活塞導(dǎo)軌以固定其運動方向，導(dǎo)軌摩擦相對于總載荷可以忽略不計，因此 fF =0。在實際工作過程中，由于載荷量較大，活塞自身 的重力可以忽略不計，切削力與擠壓力共同組成的外力即為工作載荷 gF ，在圖 3 中， gF =P。作用在活塞桿是的外部載荷包括工作載荷gF ，導(dǎo)軌的摩擦力fF和由于速度變化而產(chǎn)生的慣性力 aF 。 圖 33液壓缸 圖 33 表示一個以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計算簡圖。這時將 /3al? 代入公式得 6 c o ss in ( ) 3 s in ( )PW?? ? ? ?? ? ? ? ，tan 2 tan??? 當(dāng)平臺處于最低位置 0 5?? 時，液壓缸荷重 P 最大， P==? 9800=113680N。但考慮到活塞桿與支撐桿的鉸接點 A 又不能太靠近兩支撐桿的鉸接點 B，否則將會在兩處鉸接點產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中，以致降低疲勞強(qiáng)度。通過二者比較， /3al? 時，活塞的最大推力 P 要小于 /4al? 時。根據(jù)活塞推力與臺面荷重量關(guān)系式 2 c o ss in ( ) s in ( )lPWal ?? ? ? ?? ? ? ?得出 P=。當(dāng)液壓缸下降至最低高度時（設(shè)此時支撐桿與地面夾角 a = 0a ） 0a =5 ，根據(jù)上述公式 1ta n [ ta n ]lala??? ?? ? 得 0? = 。 載荷的組成與計算： 首先，需要確定液壓缸處于最大工作壓力時的位置，通過上述的討論，得知當(dāng)液壓缸與地面夾角 ? 為最小值時，也即支撐桿與地面夾角 ? 為最小值時，液壓缸處于最大的工作壓力狀態(tài)下。壓力決定于外載荷。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。一般泵的入口要裝有粗濾油器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過相應(yīng)的精濾油器再次過濾。對于本設(shè)計，由于工作周期短 ，循環(huán)次數(shù)少，供油量可以適當(dāng)減少以節(jié)省能源，采用單泵供油即可，不需蓄能器儲存能量。 為節(jié)省能源并提高效率，液壓泵的供油量要盡量于系統(tǒng)所需流量相匹配。在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)過溢流閥回油箱，溢流閥同時起到開展并穩(wěn)定油源壓力的作用。本設(shè)計 硫化機(jī) 液壓升降臺其特點：起 升壓力大，運行緩慢、平穩(wěn)，能人工控制起升至某一固定高度時并保持該高度自鎖。對于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多數(shù)通過換向閥的有機(jī)組合實現(xiàn)所要求的動作。型號說明： P37180 擬訂液壓執(zhí)行元件運動控制回路 液壓執(zhí)行元件確定之后，其運動方向和運動速度的控制是擬訂液壓回路的核心問題。 缸蓋聯(lián)接的類型 按缸蓋與缸體的聯(lián)接方式，可分為外螺紋聯(lián)接式、內(nèi)