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寧波大紅鷹學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）文獻綜述
課題： HY60型氣缸套壓板式鉆孔夾具設(shè)計
所在學(xué)院： 機械與電氣工程學(xué)院
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級：
姓 名：
學(xué) 號：
指導(dǎo)教師：
2016 年 11 月 15 日
一、前言：
制造工藝是制造技術(shù)的靈魂、核心和關(guān)鍵，是生產(chǎn)中最活躍的因素。其過程是采用金屬切削刀具或磨具及其他加工方法來加工工件，使工件達到所要求的形狀、尺寸、表面粗糙度和力學(xué)物理性能，從而生產(chǎn)成為合格零件。而機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關(guān)生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行、認(rèn)真貫徹的紀(jì)律性文件。[10]機床夾具是機床上裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床和刀具有一個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。使用夾具可以有效的保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，擴大機床的工藝范圍，減輕工人勞動強度，保證安全生產(chǎn)等，因此，夾具在機械制造中占有重要的地位。考慮到機械加工工藝安排及夾具的使用在HY60型氣缸套的生產(chǎn)中直接影響到其加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率等，所以對氣缸套的機械加工工藝及夾具設(shè)計的課題有著十分重要的意義[9]。
氣缸套零件加工屬于典型零件加工，由于氣缸套零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工工藝也相對復(fù)雜。通過對相關(guān)文獻資料的學(xué)習(xí)，對一些先進的氣缸有了一定的了解。由于本次設(shè)計與所學(xué)專業(yè)聯(lián)系密切，不僅能夠很好的復(fù)習(xí)、運用在四年里學(xué)習(xí)過的知識，而且還能讓我們把各科的知識貫通起來，更全面了解零件加工工藝過程和相關(guān)的夾具設(shè)計。
二、文獻概述
1、氣缸概述
氣缸引導(dǎo)活塞在缸內(nèi)進行直線往復(fù)運動的圓筒形金屬機件?？諝庠诎l(fā)動機氣缸中通過膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為機械能；氣體在壓縮機氣缸中接受活塞壓縮而提高壓力。渦輪機、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機等的殼體通常也稱“氣缸”。氣缸的應(yīng)用領(lǐng)域：印刷（張力控制）、半導(dǎo)體（點焊機、芯片研磨）、自動化控制、機器人等等。
氣缸是由氣缸套、端蓋、活塞、活塞桿和密封件等組成。
1）氣缸套
氣缸套是一個圓筒形零件，置于機體的氣缸體孔中，上由氣缸蓋壓緊固定?；钊谄鋬?nèi)孔作往復(fù)運動，其外有冷卻水冷卻。
氣缸套的功用有：
1．與缸蓋、活塞共同構(gòu)成氣缸工作空間。
2．筒形活塞柴油機的氣缸套承受活塞側(cè)推力，成為活塞往復(fù)運動的導(dǎo)程。
3．將活塞組件及本身的熱量傳給冷卻水，使之工作溫度適當(dāng)。
4．二沖程柴油機的氣缸套布置有氣口，由活塞啟閉，實現(xiàn)配氣。
氣缸套應(yīng)有足夠的強度、剛度和耐熱性能，還應(yīng)具有較好的耐磨性能。工作中應(yīng)有良好潤滑和冷卻。
缸套一般采用含磷或含硼的耐磨合金鑄鐵作材料，如 HT25－47、HP-CuCrMo 等。缸套的內(nèi)表有時還進行鍍鉻（松孔鍍鉻、貯油網(wǎng)點鍍鉻）, 氮化或磷化等處理，以提高耐磨性能。缸套內(nèi)表硬度通常要求大于HB200，且與活塞環(huán)硬度有良好匹配。內(nèi)表面還應(yīng)有適當(dāng)?shù)拇植诙?，使其具有一定貯油能力和磨合性能。內(nèi)表面應(yīng)有足夠的圓度和圓柱度精度，安裝支承面對內(nèi)孔中心應(yīng)有較高的位置精度。
2）端蓋
端蓋上設(shè)有進排氣通口，有的還在端蓋內(nèi)設(shè)有緩沖機構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有密封圈和防塵圈，以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內(nèi)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有導(dǎo)向套，以提高氣缸的導(dǎo)向精度，承受活塞桿上少量的橫向負(fù)載，減小活塞桿伸出時的下彎量，延長氣缸使用壽命。導(dǎo)向套通常使用燒結(jié)含油合金、前傾銅鑄件。端蓋過去常用可鍛鑄鐵，為減輕重量并防銹，常使用鋁合金壓鑄，微型缸有使用黃銅材料的。
3）活塞
活塞是氣缸中的受壓力零件。為防止活塞左右兩腔相互竄氣，設(shè)有活塞密封圈。活塞上的耐磨環(huán)可提高氣缸的導(dǎo)向性，減少活塞密封圈的磨耗，減少摩擦阻力。耐磨環(huán)長使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹脂等材料?；钊膶挾扔擅芊馊Τ叽绾捅匾幕瑒硬糠珠L度來決定?；瑒硬糠痔?，易引起早期磨損和卡死?；钊牟馁|(zhì)常用鋁合金和鑄鐵，小型缸的活塞有黃銅制成的。
4）活塞桿
活塞桿是氣缸中最重要的受力零件。通常使用高碳鋼、表面經(jīng)鍍硬鉻處理、或使用不銹鋼、以防腐蝕，并提高密封圈的耐磨性。
5）密封圈
回轉(zhuǎn)或往復(fù)運動處的部件密封稱為動密封，靜止件部分的密封稱為靜密封。
缸筒與端蓋的連接方法主要有以下幾種：
整體型、鉚接型、螺紋聯(lián)接型、法蘭型、拉桿型。
6）氣缸工作時要靠壓縮空氣中的油霧對活塞進行潤滑。也有小部分免潤滑氣缸。
2、夾具概述
? 根據(jù)工件工藝規(guī)程的某道工序要求及生產(chǎn)批量等設(shè)計出的工裝夾具質(zhì)量會直接影響到弓箭的質(zhì)量、生產(chǎn)率及生產(chǎn)成本，因此工裝夾具的設(shè)計至關(guān)重要。進行工裝夾具設(shè)計時，應(yīng)盡量簡單且易于制造、裝配、檢驗、維修等，要求操作要方便、使用要安全，除了要滿足夾具元件的精度要求之外，還要注意如何降低勞動成本、提高生產(chǎn)效率、減小設(shè)計誤差等。
鏜床夾具又稱鏜模它主要用于加工箱體，支架等工件上的單孔或孔系。鏜模不僅廣泛用于一般鏜床和鏜孔組合機床上也可以用于一般車床、銑床和搖臂鉆床上，加工有較高精度要求的孔或孔系。鏜床夾具，除具有定位元件、加緊機構(gòu)和夾具體等基本部分外，還有引導(dǎo)刀具的鏜套。而且還像鉆套布置在鉆模板上一樣，鏜套也按照被加工孔或孔系的坐標(biāo)位置，布置在一個或幾個專用的鏜孔的位置精度和孔的幾何形狀精度。因此，鏜套、鏜模支架和鏜桿是鏜床夾具的特有元件。
?夾具的設(shè)計要考慮的有定位元件的選擇，夾緊裝置與夾緊力的確定以及典型夾具的設(shè)計原則等因素，我主要查閱了《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》《機床夾具圖冊》《機床夾具設(shè)計與制造》《機械零件設(shè)計手冊》《公差與配合》《機械制造工藝學(xué)》等資料和書籍。
?一、在零件加工時，要考慮的重要問題之一就是如何將工件正確地裝夾在機床上或夾具中。所謂裝夾有兩個含義，即定位和夾緊，有些書中將裝夾稱之為安裝。李昌年主編《機床夾具設(shè)計與制造》有以下論述：
定位元件的確定
?定位[13]是指確定工件在機床（工作臺）上或夾具中占有正確位置的過程，通?？梢岳斫鉃楣ぜ鄬τ谇邢鞯毒呋蚰ゾ叩囊欢ㄎ恢茫员ＷC加工尺寸和形位精度的要求。常用定位方法有：
（1）工件以平面定位
（2）工件以圓柱孔定位
（3）工件以外圓表面定位
（4）工件以其他表面定位
（5）定位表面的組合
（6）一面兩孔定位
三、夾緊裝置和夾緊力的確定
?夾緊[15]是指工件在定位后將其固定，使其在加工過程中能承受重力、切削力等而保持定位位置不變的操作。
（1）夾緊裝置的確定夾緊裝置時夾具的重要組成部分。在設(shè)計夾緊裝置時，應(yīng)注意滿足以下要求：
?1）在加緊過程中應(yīng)能保持工件定位時所獲得的正確位置。
?2）夾緊力大小適當(dāng)。夾緊機構(gòu)應(yīng)能保證在加工過程中工件不產(chǎn)生松動或振動，同時又要避免工件產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷。而且夾緊機構(gòu)一般應(yīng)有自鎖作用。
?3）夾緊裝置應(yīng)操作方便、省力、安全。
?4）夾緊裝置的復(fù)雜程度和自動化程度應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng)。結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)力求簡單、緊湊、并盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化元件。
（2）夾緊力的確定
夾緊力包括大小、方向和作用點三要素。夾緊力方向的選擇一般應(yīng)遵循以下原則：
?1）夾緊力的作用方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位。
?2）夾緊力作用方向盡量與工件剛度大的方向相一致，以減小工件夾緊變形。
3）夾緊力作用方向應(yīng)盡量與切削力、工件重力方向一致，以減小所需夾緊力。
?夾緊力作用點的選擇：
1） 夾緊力作用點應(yīng)正對支承元件或位于支承元件所形成的支承面內(nèi)，以保證工件已獲得的定位不變。
2）夾緊力作用點應(yīng)處于工件剛性較好的部位，以減少工件夾緊變形。
3）夾緊力作用點應(yīng)盡量靠近加工表面，以減小切削力對工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩。
?夾緊力大小的估算?估算夾緊力的一般方法是將工件視為分離體，并分析作用在工件上各種力，再根據(jù)力系平衡條件，確定保持工件平衡所需最小夾緊力，最后將最小夾緊力乘以一適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)，即得到所需的夾緊力。
、總結(jié)
?綜上所述，機械制造工藝與夾具是機械制造業(yè)的基礎(chǔ)，是將設(shè)計圖樣轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的必要條件。一套符合生產(chǎn)實際的工藝技術(shù)和夾具，可以實現(xiàn)產(chǎn)品的“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗”的條件。本次HY60型氣缸套的機械加工工藝及鏜夾具的設(shè)計是在學(xué)完了機械制造工藝?yán)碚撜n和大部分專業(yè)課的基礎(chǔ)上進行的大學(xué)畢業(yè)前的最后一個實踐環(huán)節(jié)。是對所有課程一次深入的綜合性的復(fù)習(xí)，也在設(shè)計過程中拓展了更多的相關(guān)專業(yè)知識面，是一次理論聯(lián)系實際的適應(yīng)性訓(xùn)練。通過該次設(shè)計不僅能鍛煉自己的分析和解決問題的能力，同時也培養(yǎng)了查閱手冊及書籍資料的能力，為以后畢業(yè)后工作積累了一定的經(jīng)驗。
參考文獻
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[11]《機械制造基礎(chǔ) 》 - 岳波輝，葛樂清主編 2009
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[17] Ferreira PM，Liu CR. Generation of Work Piece Orientations for Machining Using a Rule-based System. Int J Robotics CIMS，1988，5.
指導(dǎo)教師意見
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