程 瑞

(大連科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，遼寧 大連 116052)

1 零件加工工藝性分析

氣缸體材料：HT250，加工環(huán)形槽2.4cm深和1.92cm深，氣缸體生產(chǎn)綱領(lǐng)為20000件/年，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，可得出該氣缸體為大批量生產(chǎn)。根據(jù)公式計(jì)算出年生產(chǎn)量：

P=20000(1+A%)(1+B%)

A%：加工的廢品率，3%；

B%為加工的備品率，5%；

P=20000(1+3%)(1+5%)=21630件/年。

圖1 氣缸體

2 專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)

工人上料后，插銷(xiāo)動(dòng)作，將工件位置固定，鉸鏈壓板將工件夾緊。滑臺(tái)同時(shí)工作，工作臺(tái)快進(jìn)，切斷快進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電源，快進(jìn)停止。啟動(dòng)工進(jìn)電動(dòng)機(jī)，滑臺(tái)工進(jìn)，同時(shí)主軸通過(guò)傳動(dòng)裝置內(nèi)的分組齒輪實(shí)現(xiàn)高低變速，帶動(dòng)刀具對(duì)工件進(jìn)行機(jī)加工。當(dāng)加工完成后，快速電機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)快退至原起始位置，電機(jī)停止。鉸鏈壓板松開(kāi)，插銷(xiāo)撤下，工人利用調(diào)車(chē)卸料。

機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)選用機(jī)械滑臺(tái)，HJ40型號(hào)，行程400mm，前備量25cm，最大進(jìn)給力為25000N，快進(jìn)電機(jī)功率為1.5kW，轉(zhuǎn)速1500r/min，快進(jìn)速度為6.4m/min，工進(jìn)電動(dòng)機(jī)功率為0.8kW，轉(zhuǎn)速1380r/min，制動(dòng)扭矩為5kg/m。此機(jī)械滑臺(tái)可以使用動(dòng)力頭實(shí)現(xiàn)快進(jìn)—工進(jìn)—快退之間的工作循環(huán)運(yùn)動(dòng)。

3 夾具設(shè)計(jì)

3.1 定位方案分析

選擇氣缸體的底面基準(zhǔn)平面為第一定為基準(zhǔn)，它限制了工件3個(gè)自由度(X旋轉(zhuǎn)，Y旋轉(zhuǎn)，Z移動(dòng))；左上方的圓銷(xiāo)限制了2個(gè)自由度(X移動(dòng)，Y移動(dòng))；右下方的菱銷(xiāo)限制1個(gè)自由度(Z旋轉(zhuǎn))。本定位方案限制了工件的6個(gè)自由度，屬于完全定位。

3.2 夾緊力大小的確定

環(huán)槽加工，采用圓盤(pán)銑刀有4個(gè)切削刃均勻地分布在刀具上，故當(dāng)?shù)毒咛幱谌我獾募庸の恢脮r(shí)，一個(gè)切削刃帶來(lái)的在豎直方向上的力都有另一個(gè)刀具所產(chǎn)生的豎直分力與之抵消，對(duì)于軸向力，由于刀具的切削刃均布，考慮其中任意一個(gè)切削刃所產(chǎn)生的力，然后求和。

對(duì)于1孔：F=9.81×46×2.41.0×0.060.4×36.50×0.5=175.7N

對(duì)于2孔：F=9.81×46×1.921.0×0.080.4×27.60×0.5=157.7N

夾緊機(jī)構(gòu)所提供的夾緊力對(duì)氣缸體所產(chǎn)生的摩擦力至少應(yīng)該大于334N。由于夾緊機(jī)構(gòu)所用的壓板的材料為45鋼，由《切削用量簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》查得，鋼—鑄鐵間無(wú)潤(rùn)滑時(shí)的摩擦系數(shù)為0.16～0.18。

圖2 機(jī)床動(dòng)作循環(huán)圖

圖3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖

3.3 液壓夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

本零件的年生產(chǎn)量為20000件，屬于大批量生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)效率，減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和保證生產(chǎn)的穩(wěn)定和可靠性，需要采用自動(dòng)的液壓夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)代替人工操作。液壓缸需要固定在夾具體上，并且與地平面垂直。工作時(shí)，通過(guò)鉸鏈機(jī)構(gòu)將液壓缸的推力改變?yōu)閴喊宓膲毫?，將工件夾緊。鉸鏈壓板通過(guò)連桿和鉸鏈支座連接，進(jìn)而和液壓缸組成整個(gè)液壓夾緊機(jī)構(gòu)。

根據(jù)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》查詢夾緊油缸的類(lèi)型，選擇型號(hào)。選擇T5036型號(hào)的油缸，其工作壓力位2.5MPa，D=45mm，d=25mm，活塞桿的推力為4000N，液壓缸完全可以滿足夾緊的要求，故合格。

圖4 機(jī)床夾具圖

4 結(jié)論

氣缸體總成側(cè)面環(huán)槽加工為對(duì)象，圍繞著其專(zhuān)用機(jī)床加工方案及工藝裝備的設(shè)計(jì)而展開(kāi)。為了提高生產(chǎn)加工效率，設(shè)計(jì)一臺(tái)專(zhuān)用銑床上利用應(yīng)用雙面臥式銑床雙工位一次走刀的加工方案，然后設(shè)計(jì)刀具，確定了適合的切削用量和加工的尺寸參數(shù)，進(jìn)一步確定了裝料高度和選用了適合的動(dòng)力滑臺(tái)等通用部件，夾具設(shè)計(jì)定位方案完全定位，夾具機(jī)構(gòu)液壓自動(dòng)夾緊，自動(dòng)化程度好，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，有很強(qiáng)的實(shí)踐推廣價(jià)值。