1034-氣缸蓋螺釘孔加工專機(jī)

1034-氣缸蓋螺釘孔加工專機(jī),缸蓋,螺釘,加工,專機(jī) 1YD480 氣缸蓋螺釘孔加工專機(jī)說(shuō)明書(shū)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分析YD480 柴油機(jī)由下列機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成：①機(jī)體和氣缸蓋；②曲柄連桿機(jī)構(gòu)；③供給系；④配氣機(jī)構(gòu)⑤；點(diǎn)火系；⑥冷卻系；⑦潤(rùn)滑系；⑧起動(dòng)裝置。氣缸蓋是柴油機(jī)重要大件之一，裝在氣缸體上部，用于密封氣缸的上平面。它與活塞頂共同形成燃燒室空間。氣缸蓋上通常裝有噴油器，進(jìn)、排氣門(mén)，進(jìn)、排氣管和搖臂軸總成等，以及進(jìn)、排氣道，冷卻水套和油道布置在上面。氣缸蓋的作用是密封氣缸，與活塞頂部一起組成燃燒室，因此承受很大的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷。氣缸蓋中有進(jìn)、排氣門(mén)及其氣道、火花塞或噴油器，對(duì)于非直噴柴油機(jī)來(lái)說(shuō)還有渦流室或預(yù)燃室，對(duì)頂置凸輪內(nèi)燃機(jī)來(lái)說(shuō)還有凸輪軸及其軸承等。為了保證燃燒室的可靠密封，氣缸蓋上螺栓孔的位置的布置應(yīng)合理，螺栓孔的加工精度要求應(yīng)高，否則無(wú)法密封氣缸，氣缸表面尚未工作就發(fā)生很大的變形，這樣，活塞環(huán)不能很好地工作，漏氣增加，氣缸磨損加劇，機(jī)油消耗大增。氣缸蓋受到燃?xì)獾募訜岷蜌怏w的作用，會(huì)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，如剛度不足或使用不當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生變形甚至于開(kāi)裂，引起漏氣和沖破氣缸墊的故障。氣缸蓋與機(jī)體的連接是通過(guò)氣缸蓋螺栓孔用氣缸蓋螺栓連接的。氣缸蓋螺栓孔總共有 10 個(gè)，其中有兩個(gè)孔兼作位孔定，兩個(gè)定位孔在加工中心加工。另八個(gè)孔在此專機(jī)上加工。組合機(jī)床方案的制定1、根據(jù)被加工零件的：精度要求、加工工序內(nèi)容由于所加工的孔直徑 φ15，深 90 屬于深長(zhǎng)孔，組合機(jī)床采用臥式，左右主軸箱先后從兩面加工。采用鉆削就可以達(dá)到所需要求。八個(gè)孔在一次鉆削中完成，這樣符合工序集中原則。2、根據(jù)被加工零件的特點(diǎn)根據(jù)被加工零件的形狀、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及近代機(jī)械加工主要發(fā)展方向中工序集中的原則，考慮設(shè)計(jì)組合機(jī)床，運(yùn)用多刀(相同或不同刀具)集中在一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)完成8 個(gè)孔的加工，從而提高生產(chǎn)率。而且，提高了工序集中程度，減少機(jī)床臺(tái)數(shù)、占地面積、節(jié)省人力，取得理想的效益。本機(jī)床屬于同類型工序集中，簡(jiǎn)化了循環(huán)和結(jié)構(gòu)這 8 個(gè)孔間有相對(duì)位置要求，工序集中，以獲得較高的位置精度，便于裝配。 3、根據(jù)零件的生產(chǎn)批量，確定機(jī)床的復(fù)雜程度、通用化程度；零件的結(jié)構(gòu)工藝性、加工精度、機(jī)床調(diào)整的可能性及經(jīng)濟(jì)性對(duì)配置都有不同的影響。為使工件在流水線上運(yùn)輸方便，采用側(cè)面朝下的安裝方法，手動(dòng)插銷、液壓夾緊工件的固定式夾具型2式，不僅縮短安裝時(shí)間，而且提高了定位精度。這樣機(jī)床就選用臥式，夾具設(shè)計(jì)相對(duì)容易，切屑易排出，不影響加工精度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及類比，將刀具導(dǎo)向靠近工件，減少刀具與導(dǎo)向的間隙，提高主軸與導(dǎo)向的同軸度，能達(dá)到產(chǎn)品圖紙及工藝文件提出的工藝要求。4、確定組合機(jī)床的配置型式在確定機(jī)床配置型式時(shí)首先要考慮如何穩(wěn)定地保證零件的加工精度。影響加工精度的因素有夾具誤差和加工誤差兩方面。夾具誤差：一般精加工的夾具公差為零件公差的 1/3～1/5 ；粗加工時(shí)，夾具精度可略低，但不能太低。夾具型式也有影響。由于 YD480 氣缸蓋的連接螺孔的加工屬于深孔加工，存在以下主要問(wèn)題：3（1） 排屑困難 因切屑易阻塞使扭矩增大，造成個(gè)別鉆頭經(jīng)常折斷。（2） 刀具冷卻困難 冷卻液不易進(jìn)入加工空間，鉆頭嚴(yán)重發(fā)熱，使用壽命降低。（3） 鉆孔軸線歪斜面 由于鉆頭細(xì)長(zhǎng)，剛性差，特別是刃磨不對(duì)稱時(shí)，鉆孔更易偏斜。針對(duì) YD480 氣缸蓋的連接螺孔的具體情況，可采取從兩邊加工，既提高了效率，又解決了深長(zhǎng)孔的加工問(wèn)題。但存在加工直線性的誤差，解決此誤差的辦法是將夾具體導(dǎo)向孔的中心距公差提高到±0.008mm，同時(shí)工件定位孔之間公差達(dá)到±0.04；在鉆套、襯套加工時(shí)嚴(yán)格控制內(nèi)孔與外圓的同軸度，并之工件加工達(dá)到公差要求。通過(guò)比較，確定選用臥式雙面加工的組合機(jī)床。選 HY50A-Ⅰ液壓滑臺(tái)多軸箱功率 P=P 切削 +P 空轉(zhuǎn) +P 損失P 空轉(zhuǎn) ——空轉(zhuǎn)功率 （按《組合機(jī)床設(shè)計(jì)筒明手冊(cè)》中表 4-6 選取 P 空轉(zhuǎn)=8*0.045KW=0.36KW）P 損失 ——與負(fù)荷成正比的功率損失，一般可取傳遞功率的 1/%P 損失 =1/%* P 切削 =1/%*2.536=0.025KWP==P 切削 +P 空轉(zhuǎn) +P 損失 =2.536+0.36+0.025=2.921KW故選 YD50AY 動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y132M2-6電動(dòng)機(jī)功率 5.5KW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=960r/min輸出軸轉(zhuǎn)速 n=480r/m5、切削用量的確定由氣缸蓋零件圖可知：材料 HT200，HB=170～240HBS 或 HT250, HB=187～255HBS 加工孔徑 D=15,采用高速鋼鉆頭進(jìn)行加工,根據(jù)高速鋼鉆頭切削用量表可選取切削速度 v=13m/s,f=0.22mm/r 根據(jù)組合機(jī)床切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式可計(jì)算每根主軸的切削力 F、切削轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 PF=26Df0.8HB0.6 公式中 HB=HBmax-1/3(HBmax-HBmin)=255-1/3(255-187)=232F=26Df0.8HB0.6 =26*15*0.220.8*2320.6=3049NT=10D1.9f0.8HB0.6=10*151.9*0.220.8*2320.6=13352N·mP=TV/9740π D=13352*13/9740*3.14*15=0.436kw8 根主軸的總進(jìn)給力 8F=8*3049=24392N8 根主軸的切削功率 8P=8*0.436=3.488KW對(duì)功率進(jìn)行正 P 總 /0。8=3.488/0.8=4.36多軸箱 6、動(dòng)力部件的選用HY50A-Ⅰ滑臺(tái)的最大進(jìn)給力 F=32000N4工藝方案的制定一、被加工零件的分析：根據(jù)被加工零件的精度要求、加工部位尺寸 8-φ15、形狀、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、詳見(jiàn)氣缸蓋零件圖 YD480-03101a。材料：HT200 硬度：170～240 （或材料：HT250 硬度 ：187～255）生產(chǎn)批量：大批量。所加工的孔直徑 φ15，深 90 屬于深長(zhǎng)孔，其位置度為 φ0.4,表面粗糙度 Ra12.5,一次切削較難加工，也給排屑 帶動(dòng)困難。所以此孔分兩個(gè)工步分別從兩面鉆削，使之接通。二、對(duì)機(jī)床夾具的本要基求：1、 穩(wěn)定地保證工件的加工精度；2、 提高機(jī)械加工的勞動(dòng)生產(chǎn)率；3、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和勞動(dòng)條件；4、 應(yīng)能降低工件的制造成本。本專機(jī)用于加工八個(gè)氣缸蓋螺栓連接孔三、工件的定位方案和夾緊部位選擇工件上的八個(gè)孔為通孔,沿孔方向的自由度可不予限制.但實(shí)際上以工件底面定位時(shí),必須限制該方向的自由度,故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具,并力求遵循基準(zhǔn)重合原則,以減少定位誤差對(duì)加工精度的影響. 定位方式著重考慮兩種方案.方案一、從考慮定位方便的觀點(diǎn)出發(fā)，以底面、一側(cè)面、一端面定位，其優(yōu)點(diǎn)是工件安裝方便，但違背了基準(zhǔn)重合和統(tǒng)一原則，不利于保證加工要求。方案二、從遵守基準(zhǔn)重合和統(tǒng)一原則的觀點(diǎn)出發(fā)，以底面、及底面上兩孔定位，其優(yōu)點(diǎn)是工件定位精度高，符合基準(zhǔn)重合和統(tǒng)一原則，有利于保證加工要求。但夾具結(jié)構(gòu)相對(duì)方案一要復(fù)雜些。 。根據(jù) YD480-03101a 氣缸蓋機(jī)械加工工藝過(guò)程卡，可知機(jī)體氣缸蓋的加工情況,再考慮加工工藝基準(zhǔn)的一致性，決定工件側(cè)面朝下，以底面、底面上兩定位孔為基準(zhǔn)，5夾緊頂面。保證基面與加工部位間的位置關(guān)系，使其利于加工精度，且工件不宜變形。氣缸蓋上有許多孔需要加工，而且有些孔要求有較高的精度，它們分別在不同的工序中加工，又要在幾次安裝下進(jìn)行。因此采用一面雙孔定位；采用一面雙孔定位具有以下特點(diǎn)：a） 可以簡(jiǎn)便地消除六個(gè)自基準(zhǔn)帶來(lái)的由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠的定位；b） 有同時(shí)加工零件五個(gè)表面化的可能性，既能高度集中工序，又有利于提高各表面的位置精度。c） “一面雙孔”可做為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整個(gè)工藝過(guò)程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的累積誤差，有利于保證零件的加工精度。同時(shí)，使機(jī)床各工序的許多部件（如夾具）實(shí)現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計(jì)制造周期，降低成本。d） 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位、夾緊并有利于防止切屑落于定位基面上?？傊?采用一面兩孔定位,符合定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合原則;這樣減少基準(zhǔn)不符的誤差,保證加工精度.同時(shí)能保證工件穩(wěn)定定位,采用已加工的大平面作為定位平面尤為重要;又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,在各臺(tái)機(jī)床上采用共同的基準(zhǔn)面來(lái)加工零件不同表面上的孔.從保證加工要求和夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度兩方面進(jìn)行綜合分析比較，按方案二設(shè)計(jì)夾具比較合理。 為了保證加工精度及技術(shù)要求，作為定位基準(zhǔn)的平面和銷孔必須規(guī)定相應(yīng)的尺寸精度、表面粗糙度及位置精度要求。工件二定位銷孔 2-φ18 ，中心距12.0?400±0.015。定位孔的位置度 φ0.08, 表面粗糙度 Ra1.6, 保證規(guī)定加工精度實(shí)現(xiàn)的條件:(1) 夾具的有關(guān)制造誤差( 制造 )?這個(gè)誤差主要包括夾具制造時(shí)的兩項(xiàng)誤差:確定刀具位置的元件和引導(dǎo)刀具的元件與定位元件間的位置誤差;定位元件與夾具安裝到機(jī)床上的安裝基面間的位置誤差 .(2) 夾具的安裝誤差( 安裝 )?即是夾具在機(jī)床上定位誤差.(3) 加工誤差( 加工 )指工件在切削過(guò)程中所產(chǎn)生的誤差.如機(jī)床的工作精度,刀具的磨損和跳動(dòng),刀具相對(duì)工件加工位置的調(diào)整誤差,以及工藝系統(tǒng)在加工過(guò)程中的彈性變形.為了保證工件的加工精度,必須使上述所有誤差對(duì)工件的綜合影響,控制在工件所允許的公差 δ 工 范圍之內(nèi),即:= 制造 + 安裝 + 加工 ≤δ 工??為了使 δ 工 合理分配到機(jī)械加工中產(chǎn)生的各個(gè)環(huán)節(jié),,通常在夾具設(shè)計(jì)時(shí)夾6具上定位元件之間,定位元件與引導(dǎo)元件之間,以及其它相關(guān)尺寸和相互位置的公差,一般取工件上相應(yīng)公差的 ～ ,最常用的是 ～ .因粗加工的 δ 工 大,夾具上512312相應(yīng)的公差取小的比例.制造 ≤ δ 工?31如圖工件采用一面兩孔定位，若采用兩個(gè)圓柱銷定位時(shí)，常會(huì)產(chǎn)生過(guò)定位現(xiàn)象，即左銷套上工件后右銷很難同時(shí)套上。為了避免這種定位干涉，應(yīng)該將兩銷之一在聯(lián)線的垂直方向上削去兩邊。1、 確定圓柱銷的定位直徑和偏差定位孔的直徑 2-φ18 ,為了減少工件的移動(dòng)誤差，并考慮到定位銷制造時(shí)可12.0?能達(dá)到的精度，取圓柱銷的定位直徑與偏差為 φ18 （mm）094.8?2、確定菱形銷的結(jié)構(gòu)的尺寸和偏差菱形銷必須滿足中心偏差的補(bǔ)償量為:2△Lg+2△Lx- △ 1=2×0.04+2×0.015- 0.006=0.104根據(jù)算得銷的直徑為 φ18 ；右邊削邊銷的寬度和直徑可計(jì)算，同時(shí)也可以094.8?采用查表法：根據(jù)華東地區(qū)大專院校試用教材《機(jī)械制造工藝學(xué)》表 2-2,查得直徑為18 的菱形銷的圓錐銷柱部分寬度 b 為 4mm.7為了達(dá)到上面要求的 0.104mmm 的中心距的補(bǔ)償量,b 和△ 2 之間必須滿足下列關(guān)系:△ 2 = 21)(DLgxb???= =0。 0111806.4.05.(4??求得△ 2 以后,確定菱形銷圓柱部分直徑的尺寸及偏差,一般有兩種方法:8D2 從 3~6 ＞6~8 ＞8~20＞20~25＞25~3232~40＞ ＞40~50b 2 3 4 5 7 7 8B D2-0。5 D2-1 D2-2 D2-3 D2-4 D2-5根據(jù)△ 2 求出菱形銷圓柱部分定位直徑的最大極限尺寸為:d2=D2-△ 2=18-0。011=17 。989mm,此時(shí)算出的銷為最小尺寸即 dmax=17。989，通常削邊銷的一般制造精度,取其直徑公差帶 h6,則菱形銷圓柱部分定位直徑及其偏差為: φ17.989 mm,或 φ1801.?01.2?四、定位誤差a) 移位定位誤差分析左端圓柱銷定位情況。孔徑 φ18 ，公差 δD 1=0.02； 銷徑 φ18 ，12.0? 094.85?公差為 δd 1=0。009，最小間隙△ 1=0.10-0.094=0.006,這時(shí)銷與孔的最大間隙為: 1=△ 1+δD 1+δd 1=0.006+0.02+0.009=0.035< δ 工 = ×0.4=0.1333;將使 1? 3?將使一批工件孔的中心偏離銷的中心,其中心偏聽(tīng)偏離誤差范圍,是以 1 為直徑的圓,圓?心即為銷的中心。b)轉(zhuǎn)角誤差按菱形銷圓柱部分定位直徑尺寸為 φ18 mm 來(lái)計(jì)算,01.2?△θ=tg ( )1?LDdDd21?????=tg ( )1 40201...6..09.?=tg 0.00009625?△ θ=19.85″ 此時(shí)轉(zhuǎn)角誤差較小能滿足定位要求. 五、工件的夾緊：工件在定位后，因加工中還要受到切削力、及工件自重等影響，將使工件產(chǎn)生移動(dòng)或振動(dòng)，破壞工件的正確定位，故必須用夾緊機(jī)構(gòu)，將工件固定在定元件上。為了改善勞動(dòng)條件各提高生產(chǎn)率，在大批量生產(chǎn)中采用液壓動(dòng)力裝置來(lái)代替人力夾緊。1、夾緊方案通常需滿足以下要求：9⑴夾得穩(wěn)——夾緊時(shí)不能破壞工件穩(wěn)定的正確定位；夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)作應(yīng)平 穩(wěn)，有足夠的剛度和強(qiáng)度。夾緊力由頂面指向定位底面，符合夾得穩(wěn)要求。⑵夾得牢——夾緊力要合適，過(guò)小易使工件離動(dòng)或振動(dòng)，過(guò)大易使工件變形或損傷，影響加工精度。此外，夾緊機(jī)構(gòu)要有自鎖作用，即原始力去除后工件仍能保證夾緊狀態(tài)而不松開(kāi)。⑶夾得快——夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、緊湊、操作時(shí)安全省力，迅速方便，以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。2、夾緊力的方向的確定：⑴夾緊力的作用方向應(yīng)不破壞工件定位的準(zhǔn)確性，即夾緊力的方向朝向定位其準(zhǔn)，保證工件與定位元件可靠地接觸。故此方案夾緊力由頂面指向定位底面，符合夾得穩(wěn)要求。沒(méi)有破壞工件穩(wěn)定的正確定位。⑵夾緊力方向應(yīng)使工件變形盡可能小。⑶夾緊力方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能小。此方案采用雙面加工，左邊切削力向右，與夾緊力方向一致，這時(shí)所需的夾緊力最小，所以，左邊切削工件的深度可以適當(dāng)放大一點(diǎn)，右邊切削力向左，與夾緊力方向相反，右邊切削工件的深度可以適當(dāng)放小一點(diǎn)。3、夾緊力的作用點(diǎn)的選擇⑴ 夾緊力應(yīng)落在支承元件上或幾個(gè)支承元件所形成的支承面內(nèi)。⑵夾緊力應(yīng)落在工件剛度較好的部位上。⑶夾緊力應(yīng)盡量靠近加工面.以上三點(diǎn)詳見(jiàn)具總圖，夾緊力落在支承元件上或幾個(gè)支承元件所形成的支夾承面內(nèi)。夾緊力應(yīng)落在工件剛度較好的部位上。夾緊力應(yīng)盡量靠近加工面，這三點(diǎn)基本滿足要求。液壓夾緊用高壓油產(chǎn)生動(dòng)力，工作原理及結(jié)構(gòu)與氣動(dòng)夾緊相似。其共同的優(yōu)點(diǎn)是：操作簡(jiǎn)單省力，動(dòng)力迅速，使輔助時(shí)間大為減少。而液壓夾緊還另有一些優(yōu)點(diǎn)是：⑴油壓可達(dá) 600N/cm2 以上，比氣壓高十幾倍。故油缸比汽缸尺寸小得多。⑵油壓不可壓縮，故夾緊剛愎自用 性大，工作平穩(wěn)，夾緊木可靠。⑶噪聲小，勞動(dòng)條件好。液壓夾緊特別適用于強(qiáng)力切削及加工大型工件時(shí)的多處夾緊4、夾緊力大小確定：F=26×D×f0。8 ×HB0。6T=10×D1。9 ×f0。8 ×HB0。6HB=187～255（HT250） 或 HB=170～240（HT200） D=15取 HB= HBmax- （HB max- HBmin）310HB=255- （255-187）=23231取 V=13m/min f=0.22mm/rF=26×D×f0。8 ×HB0.6=26×15×0.220。8 ×2320。6 =3049(N)T=10×151。9 ×0.220。8 ×2320。6 =13352(N.mm)F 總 = F×8=3049×8=24392(N)P= = =0.436(KW)DTV?740154.32?對(duì)功率進(jìn)行修正 = =0.5458.P.06加工孔數(shù) 8 個(gè)直徑都是 15 P 總 =0.545×8=4.364本工序采用 T5057Ⅱ油缸提供壓力，然后再通過(guò)斜楔 -滾柱增力機(jī)構(gòu)，如夾具總圖采用斜楔滾子的摩擦系數(shù)比平面之間的磨擦系數(shù) D/d 倍，因而夾緊機(jī)構(gòu)獲得較大的夾緊力。參照李慶濤主編的機(jī)械工業(yè)出版社出版《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》P83 頁(yè)W 總 =ip 總 Q 總 W 總 = F 總 =24392(N)=2393.2KgW=K×W 總根據(jù)機(jī)床和夾具的某些特殊情況,還要乘以必須的的修正系數(shù) K.在通常情況下,取 K=1.5～2.5, 對(duì)夾緊力和切削力方向相反的情況下,取 K=2.5～3 此時(shí),取 K=3W=K×W 總 =3×2393.2=7179.2斜楔-滾柱增力機(jī)構(gòu)查表 3-8ip1=2.9 然后還有一個(gè)杠桿機(jī)構(gòu) ip2=70/109=0.642W= ip1。ip 2.Q 總由于此夾緊采用兩個(gè)油缸,所以 Q 總 =2×QdLD1d2 KDd1d1程L24-d311W= ip1。ip 2.Q 總 7179.6=2.9×0.642×2×QQ=1928(Kg)即活塞桿的作用力。參照下列油缸參數(shù)表：根所需的油缸活塞桿作用力選取油缸為 T5037ⅡA 工作壓力為 40(公斤力/ 平方厘米),I 活塞桿的作用力是 2012Kg 力：六、鉆套、鉆模板結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計(jì)：為了適應(yīng)此鉆孔，采用可換鉆套，外帶襯套，其孔尺寸和公差查閱相關(guān)手冊(cè)；八個(gè)加工孔兩邊相距較遠(yuǎn)，故采用固定式鉆模板，鉆模板上兩個(gè)定位銷導(dǎo)向孔之間以D232-d4程L112及各個(gè)鉆套之間的距離應(yīng)按工件的公差縮小，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)還要保左鉆模板上的支承塊在同一平面上，帶肩套的端面應(yīng)與定位面平行，鉆套的軸線與定位面垂直。各加工孔的鉆套與定位孔之間應(yīng)有足夠的精度等。左右鉆模板對(duì)應(yīng)孔要有足夠的同軸度，在兩鉆模板之間用一個(gè)框架式的頂板在上面固定，兩個(gè)油缸安裝在頂板上.綜上分析,本夾具能夠滿足生產(chǎn)要求,和精度要求.1YD480 氣缸蓋螺釘孔加工專機(jī)說(shuō)明書(shū)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分析YD480 柴油機(jī)由下列機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成：①機(jī)體和氣缸蓋；②曲柄連桿機(jī)構(gòu)；③供給系；④配氣機(jī)構(gòu)⑤；點(diǎn)火系；⑥冷卻系；⑦潤(rùn)滑系；⑧起動(dòng)裝置。氣缸蓋是柴油機(jī)重要大件之一，裝在氣缸體上部，用于密封氣缸的上平面。它與活塞頂共同形成燃燒室空間。氣缸蓋上通常裝有噴油器，進(jìn)、排氣門(mén)，進(jìn)、排氣管和搖臂軸總成等，以及進(jìn)、排氣道，冷卻水套和油道布置在上面。氣缸蓋的作用是密封氣缸，與活塞頂部一起組成燃燒室，因此承受很大的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷。氣缸蓋中有進(jìn)、排氣門(mén)及其氣道、火花塞或噴油器，對(duì)于非直噴柴油機(jī)來(lái)說(shuō)還有渦流室或預(yù)燃室，對(duì)頂置凸輪內(nèi)燃機(jī)來(lái)說(shuō)還有凸輪軸及其軸承等。為了保證燃燒室的可靠密封，氣缸蓋上螺栓孔的位置的布置應(yīng)合理，螺栓孔的加工精度要求應(yīng)高，否則無(wú)法密封氣缸，氣缸表面尚未工作就發(fā)生很大的變形，這樣，活塞環(huán)不能很好地工作，漏氣增加，氣缸磨損加劇，機(jī)油消耗大增。氣缸蓋受到燃?xì)獾募訜岷蜌怏w的作用，會(huì)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，如剛度不足或使用不當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生變形甚至于開(kāi)裂，引起漏氣和沖破氣缸墊的故障。氣缸蓋與機(jī)體的連接是通過(guò)氣缸蓋螺栓孔用氣缸蓋螺栓連接的。氣缸蓋螺栓孔總共有 10 個(gè)，其中有兩個(gè)孔兼作位孔定，兩個(gè)定位孔在加工中心加工。另八個(gè)孔在此專機(jī)上加工。組合機(jī)床方案的制定1、根據(jù)被加工零件的：精度要求、加工工序內(nèi)容由于所加工的孔直徑 φ15，深 90 屬于深長(zhǎng)孔，組合機(jī)床采用臥式，左右主軸箱先后從兩面加工。采用鉆削就可以達(dá)到所需要求。八個(gè)孔在一次鉆削中完成，這樣符合工序集中原則。2、根據(jù)被加工零件的特點(diǎn)根據(jù)被加工零件的形狀、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及近代機(jī)械加工主要發(fā)展方向中工序集中的原則，考慮設(shè)計(jì)組合機(jī)床，運(yùn)用多刀(相同或不同刀具)集中在一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)完成8 個(gè)孔的加工，從而提高生產(chǎn)率。而且，提高了工序集中程度，減少機(jī)床臺(tái)數(shù)、占地面積、節(jié)省人力，取得理想的效益。本機(jī)床屬于同類型工序集中，簡(jiǎn)化了循環(huán)和結(jié)構(gòu)這 8 個(gè)孔間有相對(duì)位置要求，工序集中，以獲得較高的位置精度，便于裝配。 3、根據(jù)零件的生產(chǎn)批量，確定機(jī)床的復(fù)雜程度、通用化程度；零件的結(jié)構(gòu)工藝性、加工精度、機(jī)床調(diào)整的可能性及經(jīng)濟(jì)性對(duì)配置都有不同的影響。為使工件在流水線上運(yùn)輸方便，采用側(cè)面朝下的安裝方法，手動(dòng)插銷、液壓夾緊工件的固定式夾具型2式，不僅縮短安裝時(shí)間，而且提高了定位精度。這樣機(jī)床就選用臥式，夾具設(shè)計(jì)相對(duì)容易，切屑易排出，不影響加工精度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及類比，將刀具導(dǎo)向靠近工件，減少刀具與導(dǎo)向的間隙，提高主軸與導(dǎo)向的同軸度，能達(dá)到產(chǎn)品圖紙及工藝文件提出的工藝要求。4、確定組合機(jī)床的配置型式在確定機(jī)床配置型式時(shí)首先要考慮如何穩(wěn)定地保證零件的加工精度。影響加工精度的因素有夾具誤差和加工誤差兩方面。夾具誤差：一般精加工的夾具公差為零件公差的 1/3～1/5 ；粗加工時(shí)，夾具精度可略低，但不能太低。夾具型式也有影響。由于 YD480 氣缸蓋的連接螺孔的加工屬于深孔加工，存在以下主要問(wèn)題：3（1） 排屑困難 因切屑易阻塞使扭矩增大，造成個(gè)別鉆頭經(jīng)常折斷。（2） 刀具冷卻困難 冷卻液不易進(jìn)入加工空間，鉆頭嚴(yán)重發(fā)熱，使用壽命降低。（3） 鉆孔軸線歪斜面 由于鉆頭細(xì)長(zhǎng)，剛性差，特別是刃磨不對(duì)稱時(shí)，鉆孔更易偏斜。針對(duì) YD480 氣缸蓋的連接螺孔的具體情況，可采取從兩邊加工，既提高了效率，又解決了深長(zhǎng)孔的加工問(wèn)題。但存在加工直線性的誤差，解決此誤差的辦法是將夾具體導(dǎo)向孔的中心距公差提高到±0.008mm，同時(shí)工件定位孔之間公差達(dá)到±0.04；在鉆套、襯套加工時(shí)嚴(yán)格控制內(nèi)孔與外圓的同軸度，并之工件加工達(dá)到公差要求。通過(guò)比較，確定選用臥式雙面加工的組合機(jī)床。選 HY50A-Ⅰ液壓滑臺(tái)多軸箱功率 P=P 切削 +P 空轉(zhuǎn) +P 損失P 空轉(zhuǎn) ——空轉(zhuǎn)功率 （按《組合機(jī)床設(shè)計(jì)筒明手冊(cè)》中表 4-6 選取 P 空轉(zhuǎn)=8*0.045KW=0.36KW）P 損失 ——與負(fù)荷成正比的功率損失，一般可取傳遞功率的 1/%P 損失 =1/%* P 切削 =1/%*2.536=0.025KWP==P 切削 +P 空轉(zhuǎn) +P 損失 =2.536+0.36+0.025=2.921KW故選 YD50AY 動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y132M2-6電動(dòng)機(jī)功率 5.5KW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=960r/min輸出軸轉(zhuǎn)速 n=480r/m5、切削用量的確定由氣缸蓋零件圖可知：材料 HT200，HB=170～240HBS 或 HT250, HB=187～255HBS 加工孔徑 D=15,采用高速鋼鉆頭進(jìn)行加工,根據(jù)高速鋼鉆頭切削用量表可選取切削速度 v=13m/s,f=0.22mm/r 根據(jù)組合機(jī)床切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式可計(jì)算每根主軸的切削力 F、切削轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 PF=26Df0.8HB0.6 公式中 HB=HBmax-1/3(HBmax-HBmin)=255-1/3(255-187)=232F=26Df0.8HB0.6 =26*15*0.220.8*2320.6=3049NT=10D1.9f0.8HB0.6=10*151.9*0.220.8*2320.6=13352N·mP=TV/9740π D=13352*13/9740*3.14*15=0.436kw8 根主軸的總進(jìn)給力 8F=8*3049=24392N8 根主軸的切削功率 8P=8*0.436=3.488KW對(duì)功率進(jìn)行正 P 總 /0。8=3.488/0.8=4.36多軸箱 6、動(dòng)力部件的選用HY50A-Ⅰ滑臺(tái)的最大進(jìn)給力 F=32000N4工藝方案的制定一、被加工零件的分析：根據(jù)被加工零件的精度要求、加工部位尺寸 8-φ15、形狀、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、詳見(jiàn)氣缸蓋零件圖 YD480-03101a。材料：HT200 硬度：170～240 （或材料：HT250 硬度 ：187～255）生產(chǎn)批量：大批量。所加工的孔直徑 φ15，深 90 屬于深長(zhǎng)孔，其位置度為 φ0.4,表面粗糙度 Ra12.5,一次切削較難加工，也給排屑 帶動(dòng)困難。所以此孔分兩個(gè)工步分別從兩面鉆削，使之接通。二、對(duì)機(jī)床夾具的本要基求：1、 穩(wěn)定地保證工件的加工精度；2、 提高機(jī)械加工的勞動(dòng)生產(chǎn)率；3、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和勞動(dòng)條件；4、 應(yīng)能降低工件的制造成本。本專機(jī)用于加工八個(gè)氣缸蓋螺栓連接孔三、工件的定位方案和夾緊部位選擇工件上的八個(gè)孔為通孔,沿孔方向的自由度可不予限制.但實(shí)際上以工件底面定位時(shí),必須限制該方向的自由度,故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具,并力求遵循基準(zhǔn)重合原則,以減少定位誤差對(duì)加工精度的影響. 定位方式著重考慮兩種方案.方案一、從考慮定位方便的觀點(diǎn)出發(fā)，以底面、一側(cè)面、一端面定位，其優(yōu)點(diǎn)是工件安裝方便，但違背了基準(zhǔn)重合和統(tǒng)一原則，不利于保證加工要求。方案二、從遵守基準(zhǔn)重合和統(tǒng)一原則的觀點(diǎn)出發(fā)，以底面、及底面上兩孔定位，其優(yōu)點(diǎn)是工件定位精度高，符合基準(zhǔn)重合和統(tǒng)一原則，有利于保證加工要求。但夾具結(jié)構(gòu)相對(duì)方案一要復(fù)雜些。 。根據(jù) YD480-03101a 氣缸蓋機(jī)械加工工藝過(guò)程卡，可知機(jī)體氣缸蓋的加工情況,再考慮加工工藝基準(zhǔn)的一致性，決定工件側(cè)面朝下，以底面、底面上兩定位孔為基準(zhǔn)，5夾緊頂面。保證基面與加工部位間的位置關(guān)系，使其利于加工精度，且工件不宜變形。氣缸蓋上有許多孔需要加工，而且有些孔要求有較高的精度，它們分別在不同的工序中加工，又要在幾次安裝下進(jìn)行。因此采用一面雙孔定位；采用一面雙孔定位具有以下特點(diǎn)：a） 可以簡(jiǎn)便地消除六個(gè)自基準(zhǔn)帶來(lái)的由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠的定位；b） 有同時(shí)加工零件五個(gè)表面化的可能性，既能高度集中工序，又有利于提高各表面的位置精度。c） “一面雙孔”可做為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整個(gè)工藝過(guò)程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的累積誤差，有利于保證零件的加工精度。同時(shí)，使機(jī)床各工序的許多部件（如夾具）實(shí)現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計(jì)制造周期，降低成本。d） 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位、夾緊并有利于防止切屑落于定位基面上?？傊?采用一面兩孔定位,符合定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合原則;這樣減少基準(zhǔn)不符的誤差,保證加工精度.同時(shí)能保證工件穩(wěn)定定位,采用已加工的大平面作為定位平面尤為重要;又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,在各臺(tái)機(jī)床上采用共同的基準(zhǔn)面來(lái)加工零件不同表面上的孔.從保證加工要求和夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度兩方面進(jìn)行綜合分析比較，按方案二設(shè)計(jì)夾具比較合理。 為了保證加工精度及技術(shù)要求，作為定位基準(zhǔn)的平面和銷孔必須規(guī)定相應(yīng)的尺寸精度、表面粗糙度及位置精度要求。工件二定位銷孔 2-φ18 ，中心距12.0?400±0.015。定位孔的位置度 φ0.08, 表面粗糙度 Ra1.6, 保證規(guī)定加工精度實(shí)現(xiàn)的條件:(1) 夾具的有關(guān)制造誤差( 制造 )?這個(gè)誤差主要包括夾具制造時(shí)的兩項(xiàng)誤差:確定刀具位置的元件和引導(dǎo)刀具的元件與定位元件間的位置誤差;定位元件與夾具安裝到機(jī)床上的安裝基面間的位置誤差 .(2) 夾具的安裝誤差( 安裝 )?即是夾具在機(jī)床上定位誤差.(3) 加工誤差( 加工 )指工件在切削過(guò)程中所產(chǎn)生的誤差.如機(jī)床的工作精度,刀具的磨損和跳動(dòng),刀具相對(duì)工件加工位置的調(diào)整誤差,以及工藝系統(tǒng)在加工過(guò)程中的彈性變形.為了保證工件的加工精度,必須使上述所有誤差對(duì)工件的綜合影響,控制在工件所允許的公差 δ 工 范圍之內(nèi),即:= 制造 + 安裝 + 加工 ≤δ 工??為了使 δ 工 合理分配到機(jī)械加工中產(chǎn)生的各個(gè)環(huán)節(jié),,通常在夾具設(shè)計(jì)時(shí)夾6具上定位元件之間,定位元件與引導(dǎo)元件之間,以及其它相關(guān)尺寸和相互位置的公差,一般取工件上相應(yīng)公差的 ～ ,最常用的是 ～ .因粗加工的 δ 工 大,夾具上512312相應(yīng)的公差取小的比例.制造 ≤ δ 工?31如圖工件采用一面兩孔定位，若采用兩個(gè)圓柱銷定位時(shí)，常會(huì)產(chǎn)生過(guò)定位現(xiàn)象，即左銷套上工件后右銷很難同時(shí)套上。為了避免這種定位干涉，應(yīng)該將兩銷之一在聯(lián)線的垂直方向上削去兩邊。1、 確定圓柱銷的定位直徑和偏差定位孔的直徑 2-φ18 ,為了減少工件的移動(dòng)誤差，并考慮到定位銷制造時(shí)可12.0?能達(dá)到的精度，取圓柱銷的定位直徑與偏差為 φ18 （mm）094.8?2、確定菱形銷的結(jié)構(gòu)的尺寸和偏差菱形銷必須滿足中心偏差的補(bǔ)償量為:2△Lg+2△Lx- △ 1=2×0.04+2×0.015- 0.006=0.104根據(jù)算得銷的直徑為 φ18 ；右邊削邊銷的寬度和直徑可計(jì)算，同時(shí)也可以094.8?采用查表法：根據(jù)華東地區(qū)大專院校試用教材《機(jī)械制造工藝學(xué)》表 2-2,查得直徑為18 的菱形銷的圓錐銷柱部分寬度 b 為 4mm.7為了達(dá)到上面要求的 0.104mmm 的中心距的補(bǔ)償量,b 和△ 2 之間必須滿足下列關(guān)系:△ 2 = 21)(DLgxb???= =0。 0111806.4.05.(4??求得△ 2 以后,確定菱形銷圓柱部分直徑的尺寸及偏差,一般有兩種方法:8D2 從 3~6 ＞6~8 ＞8~20＞20~25＞25~3232~40＞ ＞40~50b 2 3 4 5 7 7 8B D2-0。5 D2-1 D2-2 D2-3 D2-4 D2-5根據(jù)△ 2 求出菱形銷圓柱部分定位直徑的最大極限尺寸為:d2=D2-△ 2=18-0。011=17 。989mm,此時(shí)算出的銷為最小尺寸即 dmax=17。989，通常削邊銷的一般制造精度,取其直徑公差帶 h6,則菱形銷圓柱部分定位直徑及其偏差為: φ17.989 mm,或 φ1801.?01.2?四、定位誤差a) 移位定位誤差分析左端圓柱銷定位情況。孔徑 φ18 ，公差 δD 1=0.02； 銷徑 φ18 ，12.0? 094.85?公差為 δd 1=0。009，最小間隙△ 1=0.10-0.094=0.006,這時(shí)銷與孔的最大間隙為: 1=△ 1+δD 1+δd 1=0.006+0.02+0.009=0.035< δ 工 = ×0.4=0.1333;將使 1? 3?將使一批工件孔的中心偏離銷的中心,其中心偏聽(tīng)偏離誤差范圍,是以 1 為直徑的圓,圓?心即為銷的中心。b)轉(zhuǎn)角誤差按菱形銷圓柱部分定位直徑尺寸為 φ18 mm 來(lái)計(jì)算,01.2?△θ=tg ( )1?LDdDd21?????=tg ( )1 40201...6..09.?=tg 0.00009625?△ θ=19.85″ 此時(shí)轉(zhuǎn)角誤差較小能滿足定位要求. 五、工件的夾緊：工件在定位后，因加工中還要受到切削力、及工件自重等影響，將使工件產(chǎn)生移動(dòng)或振動(dòng)，破壞工件的正確定位，故必須用夾緊機(jī)構(gòu)，將工件固定在定元件上。為了改善勞動(dòng)條件各提高生產(chǎn)率，在大批量生產(chǎn)中采用液壓動(dòng)力裝置來(lái)代替人力夾緊。1、夾緊方案通常需滿足以下要求：9⑴夾得穩(wěn)——夾緊時(shí)不能破壞工件穩(wěn)定的正確定位；夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)作應(yīng)平 穩(wěn)，有足夠的剛度和強(qiáng)度。夾緊力由頂面指向定位底面，符合夾得穩(wěn)要求。⑵夾得牢——夾緊力要合適，過(guò)小易使工件離動(dòng)或振動(dòng)，過(guò)大易使工件變形或損傷，影響加工精度。此外，夾緊機(jī)構(gòu)要有自鎖作用，即原始力去除后工件仍能保證夾緊狀態(tài)而不松開(kāi)。⑶夾得快——夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、緊湊、操作時(shí)安全省力，迅速方便，以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。2、夾緊力的方向的確定：⑴夾緊力的作用方向應(yīng)不破壞工件定位的準(zhǔn)確性，即夾緊力的方向朝向定位其準(zhǔn)，保證工件與定位元件可靠地接觸。故此方案夾緊力由頂面指向定位底面，符合夾得穩(wěn)要求。沒(méi)有破壞工件穩(wěn)定的正確定位。⑵夾緊力方向應(yīng)使工件變形盡可能小。⑶夾緊力方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能小。此方案采用雙面加工，左邊切削力向右，與夾緊力方向一致，這時(shí)所需的夾緊力最小，所以，左邊切削工件的深度可以適當(dāng)放大一點(diǎn)，右邊切削力向左，與夾緊力方向相反，右邊切削工件的深度可以適當(dāng)放小一點(diǎn)。3、夾緊力的作用點(diǎn)的選擇⑴ 夾緊力應(yīng)落在支承元件上或幾個(gè)支承元件所形成的支承面內(nèi)。⑵夾緊力應(yīng)落在工件剛度較好的部位上。⑶夾緊力應(yīng)盡量靠近加工面.以上三點(diǎn)詳見(jiàn)具總圖，夾緊力落在支承元件上或幾個(gè)支承元件所形成的支夾承面內(nèi)。夾緊力應(yīng)落在工件剛度較好的部位上。夾緊力應(yīng)盡量靠近加工面，這三點(diǎn)基本滿足要求。液壓夾緊用高壓油產(chǎn)生動(dòng)力，工作原理及結(jié)構(gòu)與氣動(dòng)夾緊相似。其共同的優(yōu)點(diǎn)是：操作簡(jiǎn)單省力，動(dòng)力迅速，使輔助時(shí)間大為減少。而液壓夾緊還另有一些優(yōu)點(diǎn)是：⑴油壓可達(dá) 600N/cm2 以上，比氣壓高十幾倍。故油缸比汽缸尺寸小得多。⑵油壓不可壓縮，故夾緊剛愎自用 性大，工作平穩(wěn)，夾緊木可靠。⑶噪聲小，勞動(dòng)條件好。液壓夾緊特別適用于強(qiáng)力切削及加工大型工件時(shí)的多處夾緊4、夾緊力大小確定：F=26×D×f0。8 ×HB0。6T=10×D1。9 ×f0。8 ×HB0。6HB=187～255（HT250） 或 HB=170～240（HT200） D=15取 HB= HBmax- （HB max- HBmin）310HB=255- （255-187）=23231取 V=13m/min f=0.22mm/rF=26×D×f0。8 ×HB0.6=26×15×0.220。8 ×2320。6 =3049(N)T=10×151。9 ×0.220。8 ×2320。6 =13352(N.mm)F 總 = F×8=3049×8=24392(N)P= = =0.436(KW)DTV?740154.32?對(duì)功率進(jìn)行修正 = =0.5458.P.06加工孔數(shù) 8 個(gè)直徑都是 15 P 總 =0.545×8=4.364本工序采用 T5057Ⅱ油缸提供壓力，然后再通過(guò)斜楔 -滾柱增力機(jī)構(gòu)，如夾具總圖采用斜楔滾子的摩擦系數(shù)比平面之間的磨擦系數(shù) D/d 倍，因而夾緊機(jī)構(gòu)獲得較大的夾緊力。參照李慶濤主編的機(jī)械工業(yè)出版社出版《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》P83 頁(yè)W 總 =ip 總 Q 總 W 總 = F 總 =24392(N)=2393.2KgW=K×W 總根據(jù)機(jī)床和夾具的某些特殊情況,還要乘以必須的的修正系數(shù) K.在通常情況下,取 K=1.5～2.5, 對(duì)夾緊力和切削力方向相反的情況下,取 K=2.5～3 此時(shí),取 K=3W=K×W 總 =3×2393.2=7179.2斜楔-滾柱增力機(jī)構(gòu)查表 3-8ip1=2.9 然后還有一個(gè)杠桿機(jī)構(gòu) ip2=70/109=0.642W= ip1。ip 2.Q 總由于此夾緊采用兩個(gè)油缸,所以 Q 總 =2×QdLD1d2 KDd1d1程L24-d311W= ip1。ip 2.Q 總 7179.6=2.9×0.642×2×QQ=1928(Kg)即活塞桿的作用力。參照下列油缸參數(shù)表：根所需的油缸活塞桿作用力選取油缸為 T5037ⅡA 工作壓力為 40(公斤力/ 平方厘米),I 活塞桿的作用力是 2012Kg 力：六、鉆套、鉆模板結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計(jì)：為了適應(yīng)此鉆孔，采用可換鉆套，外帶襯套，其孔尺寸和公差查閱相關(guān)手冊(cè)；八個(gè)加工孔兩邊相距較遠(yuǎn)，故采用固定式鉆模板，鉆模板上兩個(gè)定位銷導(dǎo)向孔之間以D232-d4程L112及各個(gè)鉆套之間的距離應(yīng)按工件的公差縮小，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)還要保左鉆模板上的支承塊在同一平面上，帶肩套的端面應(yīng)與定位面平行，鉆套的軸線與定位面垂直。各加工孔的鉆套與定位孔之間應(yīng)有足夠的精度等。左右鉆模板對(duì)應(yīng)孔要有足夠的同軸度，在兩鉆模板之間用一個(gè)框架式的頂板在上面固定，兩個(gè)油缸安裝在頂板上.綜上分析,本夾具能夠滿足生產(chǎn)要求,和精度要求.