《凿岩机缸体加工工艺及夹具设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《凿岩机缸体加工工艺及夹具设计（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD 图纸等，联系凿岩机缸体加工工艺及夹具设计摘 要：分析了凿岩机工况特点，为了保证凿岩机缸体的加工质量，提高劳动生产率，通过对凿岩机缸体零件的工艺分析，进行了缸体零件机械加工工艺规程和专用机床夹具的设计设计的气动车床夹具确保了缸体的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，具有可观的经济效益。关键词：凿岩机；工艺分析；夹具设计； Design of Rock Drill Machining Process and FixtureAuthor: Tutor: (Oriental Science Technology College of Huna
2、n Agricultural University, Changsha )Abstract：The characteristics of working conditions of hammer drill were analyzed，in order to guarantee the processing quality of the cylinder of hammer drill and improve labor productivity，through process study for cylinder part of hammer drill，both machining tec
3、hnics rules to the cylinder part and design of special machine fixture were carried out，air powered lathe fixture designed can ensure 2machining accuracy for the cylinder，improve manufacturing efficiency and relieve labor intensity and has considerable economic benefitsKey words：hammer drill；process
4、 study；fixture design；1 前言 机械制造指从事各种动力机械、起重运输、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的工业部门。机械制造业为整个国民经济提供技术装备，其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。机械制造的制造过程通常分为：产品设计、工艺设计、零件加工、检测、装配调试、入库六方面。不管简单还是复杂，加工方法都可以归纳为五大类：钻削、车削、铣削、磨削、刨削。凿岩机是用来直接开采石料的工具。具有矿山开采凿孔石、建筑施工、水泥路面、柏油路面等各种劈裂、破碎、捣实、铲凿等功能，广泛用于矿山、筑路、采石、建筑、国防工程等。凿岩机按
5、其动力来源可分风动凿岩机、内燃凿岩机、电动凿岩机和液压凿岩机等四类。通过本次对凿岩机缸体的机械加工工艺规程的设计和两道工序的专用夹具设计，保证缸体的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度。凿岩机是按冲击破碎原理进行工作的。工作时活塞做高频往复运动，不断地冲击钎尾。在冲击力的作用下，呈尖楔状的钎头将岩石压碎并凿入一定的深度，形成一道凹痕。活塞退回后，钎子转过一定角度，活塞向前运动，再次冲击钎尾时，又形成一道新的凹痕。两道凹痕之间的扇形岩块被由钎头上产生的水平分力剪碎。活塞不断地冲击钎尾，并从钎子的中心孔连续地输入压缩空气或压力水，将岩渣排出孔外，即形成一定深度的圆形钻孔。缸体是凿岩机的基础件，其加
6、工精度直接影响到凿岩机的各项性能。 “凿岩机缸体加工工艺及夹具设计”选题来源于生产实际现场，具有较强的实际应用价值。该课题需设计人综合运用大学所学课程去分析研究和解决工程设计中遇到的一些工程技术问题。2 设计分析凿岩机缸体位于凿岩机的中部，活塞在缸体内做往复运动，在气压力和液压力作用下，使活塞不断冲击钎子的钎杆的尾端，以实现凿岩机的功能。通过对该缸体零件分析，其主要是对孔和面加工要求的精度比较低，只有 82H7、76H7 孔要求的精度高一些。通过珩磨使其达到要求的精度。同时该缸体要加工几个轴向深孔，由于孔的直3径小和在缸体上的位置比较难确定，在加工的时候一定要选好使用的工具及其找好各孔的位置。
7、缸体零件如图 1 所示。2.1 设计任务根据任务书，本次毕业设计的任务如下：1、凿岩机缸体的加工工艺规程编制；2、5 个钻浅孔夹具设计；3、铣槽夹具设计（槽宽 9） 。另外，按照学校规定，毕业设计的工作量如下：1、3 张以上 0 号图纸（全部 CAD 出图） ；2、设计说明书一份（1.2 万字以上）图 1 工件零件图Fig.1 Drawings of workpieces2.2 工艺规程的制定机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文4件 1。规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺题的方法和手段都是要通过机械加工工艺规程来体现。因此，机械加工工艺规程设计是一项重
8、要又严肃的工作。它要求设计者必须具备丰富的生产实践经验和广博的机械制造工艺基础理论知识。机械产品生产过程是指从原材料到该机械产品出厂的全部劳动过程。它既包括：毛坯的制造、机械加工、热处理、装配、检验、油漆等主要劳动过程，还包括：包装、储存和运输等辅助劳动过程。机械产品复杂程度不同，其生产过程可以由一个车间或一个工厂来完成，也可以由多个工厂联合完成。机械加工工艺过程是机械产品生产的一部分。是对机械产品中的零件采用各种加工方法直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。2.3 零件结构工艺性分析所谓零件的结构工艺性是指在满足使用要求的前提下制造该零件的
9、可行性和经济性 1。功能相同有零件，其结构工艺性可以有很大的差异。所谓结构工艺性好，是指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造成本。发动机机体从立体来说有 3 组加工面：1、缸体主体：缸体内部圆柱度要求较高，表面粗糙度要求也较高，除此之外，还有一些角度要求较高的孔需要加工。 2、缸体的上面：缸体上部分是有一个与主体相贯的空心圆柱，在交界面上有一个宽为 9 的槽。3、缸体的下部分：缸体的下部分是一个开有阶梯孔的半圆体，该半圆体加工难度大，需要用镗床或者车床加工。零件工艺结构比较复杂，但是零件的刚性比较好，所以零件的工艺加工过程偏向于工序集中，这样可以使总的工序数目减少，夹具的数目和工件安装
10、次数也相应减少，这样有利于保证各加工面间的相互位置精度要求，有利于采用高生产率的机床，节省装夹工件的时间，减少工件的搬动次数。2.3.1 零件图的分析 A、中心孔 76 和 82 的孔公差要求为 H7，表面粗糙度要求分别为 0、2 和0.8；B、阶梯内孔要求同轴度为 0.03；C、圆柱度要求 0.012；D、阶梯界面以及右端面圆跳动为 0.015；5E、阶梯孔锥度为 1:3，表面粗糙度为 0.8；F、其他各处无特殊要求。2.3.2 结构工艺性分析A、中心孔 76 和 82 的孔公差要求为 H7，表面粗糙度要求分别为 0、2 和0.8，其工艺简单，研磨就可以使其达到工艺要求；B、阶梯内孔要求同轴
11、度为 0.03,保证加工该阶梯孔时，不松开装夹，其工艺简单；C、圆柱度要求 0.012，该工艺要求不高，要求加工是要上磨床；D、阶梯界面以及右端面圆跳动为 0.015，此范围内的公差要求还是不高，也主要上磨床即可；E、阶梯孔锥度为 1:3，表面粗糙度为 0.8，该锥度孔上有阶梯孔，加工时比较特殊，要用镗床，如果批量生产时，可以用成型刀；F、其他各处无特殊要求。3 零件毛坯3.1 毛坯材料的选择 凿岩机缸体是凿岩机的主体结构，是安装其他零部件和附件支撑骨架，承受极为复杂的载荷；该零件的工作条件恶劣，要求有足够的刚度和强度，需要具有良好的机械性能，它直接影响到凿岩机的性能。故在材料选择上采用 20
12、Cr 作为零件的材料。由机械加工工艺手册 2表 1-9 查得 20Cr 具表面耐磨损而且此钢也可在调质状态下使用，用于制造工作速度较大并承受中等冲击负荷的零件，这种钢还可用作低碳马氏体淬火用钢，更进一步增加钢的屈服强度和抗拉强度用于制造高负荷，受磨损的零件和大尺寸零件，如汽缸，齿轮，活塞等 2。3.2 零件的毛坯种类的确定 此处已删除610.1 钻五个浅孔夹具设计钻五个浅孔是凿岩机缸体加工的第三个工序，该工序的加工前后的零件图如图3：图 3 工件工序图Fig.3 Workpiece process map10.1.1 夹具设计方案的确定该工序为钻五个浅孔，所需设计的夹具是钻床夹具。夹具定位方式
13、的选择：在加工这道工序前只完成缸孔的加工和两端面的加工，在设计定位时，必须利用已加工的表面和缸孔，如图 4。而且只利用这个还属于欠定位，通过分析零件图，知道这五个孔的位置精度不高，而且外轮廓面是模锻成型，精度比较高，可以通过外轮廓面定位，如图 4。这样就可以实现完全定位。图 4 钻孔夹具定位装置Fig.4 Drilling clamp positioning device夹具夹紧方式的选择：该两件生产批量为大批量，所以我们采用气动夹紧的方式。由于该夹具是钻床夹具，在加工的过程中，主要的切削力是向下的，向四周的力不大，几乎可以忽略，所以设计的夹具只要的夹紧力要在竖直方向。具体夹具图 5。71、
14、气缸 2、顶升滑块 3、夹具体 4、主定位心轴 5、七角旋钮 6、防转轴 7、传动轴 8、钻模板 9、钻套 10、钢套 11、螺钉 12、垫板 13、压紧块 14、螺栓 15、螺栓 16 挡块 17、弹簧 18、垫板 19、螺栓 20、螺栓21、定位销 22、导套 23、定位板 24、螺栓 25、螺栓 26、导套 27、V 型滑块图 5 钻孔夹具Fig.5 Drilling jig 10.1.2 夹具操作说明（一）夹具的操作步骤（1）在夹具加工需要正确可靠的固定在机床座上；（2）气缸控制于收缩状态，将工件套入主定位心轴 4 和压紧块 13 中，控制气缸活塞向上伸出带动顶升滑块 2 和主定位心轴
15、 4 向上运动，使工件贴紧压紧块 13，压紧工件；（3）待夹紧工件后，旋转七角旋钮 5，使 V 型滑块 27 与工件接触，并使工件的两边对称于 V 型块两边接触，其对应方向上的挡块 16 是消除在水平方向力的作用力，采用弹性装置是防止其过定位；（4）完成加工后，控制气缸向下收缩，旋转七角旋钮 5 使其松开，取下工件。（二）夹具使用注意事项、保养及维护（1）使用前对限位尺寸检查是否还保持正确位置；（2）如果主定位心轴有磨损超差，可以进行更换；如果压紧块、挡块超差，可以重新组装；错开磨损部位后继续使用；8（3）使用后需要涂防绣油；（4）活动部位定期加润滑。10.1.3 切削力的确定该工序钻孔一共有五个，这五个孔大小不同，在计算切削力的过程中，我们只需计算较大孔。这五个孔中最大的孔直径为 14mm，深度为 5mm。刀具材料：硬质合金直柄麻花钻 刀具有关几何参数：d=14mm、l=169mm、l1=114mm，查表金属切削刀具 6表5-134，查得， ，取0.8.16/fmr0.1/fmr由机床夹具设计手册 7表 1-2-9 可得钻孔切削力的计算公式：KpfDM8.0234.(10)查机床夹具设计手册 7表 得：D=5、f=0.2、Kp=1 102所以 ）（ N35.2.534.34.088.02 pf由金属切削刀具 6表 1-2 可得：垂直切削力 ：
