绪
（）立项背景：
卸汽车实现轨开采技术运输设备具机动灵活济优越性广泛语条件适宜矿山着轨采矿技术发展卸汽车需求量愈愈济性生产力性求愈愈高生产卸汽车厂家愈愈专门生产卸汽车厂家外生产露天卸汽车厂家纷纷露天卸汽车改造企业间竞争愈愈激烈企业适应市场变化提高市场竞争力断推出新技术新品种新结构新材料促进轨采矿技术设备发展
国研制卸汽车始20世纪70年代中期种原发展快生产厂技术水相国外20世纪80年代末水数量质量远远满足国矿山发展需加入WTO卸汽车行业面着极压力挑战付严峻形势方面引进更更国外产品相关技术方面必须迅速发展民族工业
进入21世纪国矿业形势发生变化许露天矿山开采深度断增加降低开采成保护环境矿山必须露天开采转入开采关协会统计国铁矿山5年露天开采开采目前7∶3转变成3∶7见矿山设备国应前景十分广阔关资料分析国矿山卸汽车需求量呈逐年升趋势目前年需求量约30台左右5年年需求量约120台左右
历史原国矿山运输设备领域装备十分落太原重型机械厂北京矿冶研究总院核工业第六研究衡阳色冶金机械厂金川色公司长沙矿山研究院等单位努力分5t8t10t12t18t20t25t等机型进行研究取成功探索性研究显然够探索显然没达预期目直目前国供矿山选矿山卸汽车较少远远满足国矿山运输设备需
国外矿山卸汽车应较技术较先进价格较高般情况：国外矿山卸汽车整机价格国价格2～3倍易损件备件价格6～10倍发展国矿山卸汽车非常必
20t矿山卸汽车国矿山应较种机型较适合中型规模矿山国公司探索没达预期目没该产品通鉴定报道国20t矿山卸汽车目前停留研制阶段国户该产品较迫切需求客户已衡阳力达铲运机限责公司提出订购意见研究该机型仅非常迫切非常必满足国矿山运输设备需国矿山设备设计制造新台阶促进国矿山运输设备产业升级南华学衡阳色冶金机械总厂衡阳力达铲运机限责公司进行合作充分利优势提出研究20t矿山卸汽车项目
衡阳色冶金机械总厂衡阳力达铲运机限责公司中国第家井铲运机专业制造公司中国型铲运机生产基通20年引进消化吸收国外先进技术已成功研发出具知识产权铲运机系列产品荣获国家级新产品称号国家科技进步三等奖产品CYCYE系列井铲运机CA8矿山卸汽车产品已广泛应色冶金化工黄金矿山尤2002年衡阳色冶金机械厂力达铲运机制造限公司开发生产CA8矿山卸汽车年工业试验山东某矿取成功该矿认2003年次力达铲运机制造限公司订购4台CA8矿山卸汽车见该公司制造矿山卸汽车技术已成熟项目立项背景
核工业第六研究入南华学南华学矿山运输设备方面研究力量加强原核工业第六研究1998年研究开发国第台KZC5矿山卸汽车项目研究员具研究开发矿山卸汽车验较高理计算基础项目立项背景
国际工业技术融合国外先进技术够国产品升级提供支持例：国选德国道茨(Deutz)公司卡特(Cater)公司底特律(Detroit)公司发动机选美国约翰克拉克(JCJ)公司液力变矩器变速箱驱动桥力达铲运机制造限公司20年努力引进消化吸收克拉克公司技术基础已开发成功种够矿山铲运机铲运机制造技术矿山卸汽车难度开发20t矿山卸汽车条件已成熟项目立项背景
20t矿山卸汽车矿山轨运输重机型研究开发国矿山卸汽车产品升级建立国矿山轨采矿配套设备体系促进国矿山轨采矿发展具十分重意义时开发济效益社会效益显著
（二）国外研究现状发展趋势
1963年瓦格纳(wagner)公司生产世界第台柴油铲运机开创采矿应轨运输时代首先美国瑞典等国采场中采种胶轮柴油驱动兼装运卸功铲运机(简称lHD)种设备具机动灵活高效率改善劳动强度节省劳动力性简化矿岩装运工艺适采场运搬阶段运输种设备快欧美矿山中广泛采逐渐代着年电耙气动装载机轨道运输车辆实践证明铲运机中短距离济铲运机运距超济运距时运输力显著降运输费急剧升较长距离运量时宜采矿卸汽车1976年国制造商提供种载重力卸汽车矿山轨运输发展瑞典开采矿山日产量500t50000t阶段运输采卸汽车运输卸汽车装载量15t50t已达70t适应种生产规模矿山运输线路求单程运距达2000～3000m运输采轨设备显著特点：设备购置费较低需安装块物料适应性较强机动灵活利缩短矿山基建时间加速投产
轨采矿技术应世界采矿业发展发生革命性变化40年轨采矿技术发达国家普率已超85轨设备种类采设备铲运机凿岩台车外种车辆(矿山卸汽车矿山工程服务车装药车维修车加油车运车等)已广泛应工艺求形成配套装备组成种机械化作业线限度提高矿山生产效率矿山生产迅速体力加验劳动密集型技术密集集约化方发展
中型吨位矿山卸汽车方面阿特拉斯瓦格纳(Atlas Copco Wagner Inc)约翰克拉克(JCI)公司格特曼(Getman)公司偌麦特(Normet)公司塔姆罗克(TamrockEJC)公司等世界处领先位生产中型吨位矿山卸汽车性良结构合理质量基占领领域国际市场公司生产矿山卸汽车般采德国道茨(Deutz)公司卡特(Cater)公司底特律(Detroit)公司发动机美国约翰克拉克(JCJ)公司液力变矩器带弹簧制动液压松闸盘湿式制动器装轮边行星减速装置桥种桥特点承载力制动性具合适传动
公司生产矿山卸汽车价格昂贵般情况：国外矿山卸汽车整机价格国价格2～3倍易损件备件价格6～10倍公司备件供应周期般月必然会严重影响矿山采矿生产备品备件供应时间较难满足国工业生产需研究开发适合国国情矿山卸汽车形成具产权产品满足国矿山轨采矿需促进国矿山轨采矿工艺发展非常必
国矿山卸汽车开发较晚直1995年出现KU12型矿山卸汽车采露天机械设备桥种桥显然满足矿山苛刻工作条件尤提露天机械设备桥制动性难满足矿山求种机型没推广应1996年JZC10型矿山卸汽车口铅锌矿进行工业试验鉴定种种原种机型没推广应1998年KZC5型矿山卸汽车东北某铀矿进行工业试验种种原没推广应世纪交国研究院公司工厂矿山进行18t25t矿山卸汽车探索取成功矿山卸汽车整体水停留研究阶段
2002年衡阳色冶金机械厂力达铲运机制造限公司开发生产CA8矿山卸汽车山东某矿进行年工业试验获成功次赢4台订货次成功工业试验表明国矿山卸汽车技术已成熟矿山推广应时项目赢宝贵试制验
CA20矿山卸汽车正CA8t试验成功基础进行次产品升级研究项目具较研究基础
（三）项目实施容技术关键创新点预期目标
1项目实施技术容：
(1)整体机电液参数计算：解决项目功率匹配问题
(2)重零部件选型设计：遴选国项目零部件进行性价格较保证产品质量前提达性价格较
(3)重零部件强度校核优化：项目重容进行重零部件数字化设计
(4)总装图零件图计算机绘制：项目图纸均采电子文部分重零部件采三维图计算机进行模拟装配求减少设计失误项目研究容该产品数字化设计重容项研究提升国类产品设计中设计水国矿山设备设计水新台阶
(5)项目制造工艺研究：解决型焊接件焊接工艺解决CA20矿山卸汽车制造工艺问题
2项目解决关键技术：
(1)项目柴油机液力变矩器功率匹配
(2)项目重零部件强度校核优化设计该关键技术实施够提升国研究设计水达保证产品质量前提性价格较
(3)CA20矿山卸汽车整车性优化设计
3项目技术路线：
保证产品质量项目采目前世界先进矿山发动机(底特律公司生产)液力变矩器变速箱驱动桥(约翰克拉克生产)采进口液压制动阀液压元件样项目关键部件性国外类产品性相相机构生产生产CA8矿山卸汽车KZC5矿山卸汽车生产验保证质量整车性处国领先水目前世界水相
4项目创新点：
(1)项目利目前世界先进产品(发动机液力变矩器驱动桥进口液压制动阀液压元件)整机部件EJC公司样组合生产CA20矿山卸汽车项目处国领先水达世界水
(2)项目国矿山技术升级产品项目设计采数字化设计提升国类产品设计中设计水
5项目技术源合作单位情况知识产权属：
(1)项目技术源：项目现国成熟技术(CA8矿山卸汽车KZC5矿山卸汽车CY2柴油铲运机)组合国外成熟技术(底特律公司发动机约翰克拉克生产液力变矩器变速箱驱动桥)组合研究成功概率较高
(2)项目合作单位情况：衡阳色冶金机械总厂衡阳力达铲运机限责公司中国第家井铲运机专业制造公司中国型铲运机生产基通20年引进消化吸收国外先进技术已成功研发出具知识产权铲运机系列产品荣获国家级新产品称号国家科技进步三等奖产品CYCYE系列井铲运机CA8矿山卸汽车产品已广泛应色冶金化工黄金矿山
(3)项目知识产权属：项目成果属南华冶金方保守项目技术秘密义务
6项目预期目标：
总目标：研究种性良技术先进CA20矿山卸汽车该车技术水处国领先水目前世界水相研究成功发表关学术文3～5篇
该车技术参数：斗容10m3载重量20t发动机功率207kw
预期2年产量2台产值约300万元(民币)3年产量4台产值约600万元(民币)5年产量10台产值约3000万元(民币)
（四）应产业化前景市场需求
进入21世纪国矿业形势发生变化许露天矿山开采深度断增加降低开采成保护环境矿山必须露天开采转入开采关协会统计国铁矿山5年露天开采开采目前7∶3转变成3∶7见矿山设备国应前景十分广阔关资料分析国矿山卸汽车需求量呈逐年升趋势目前年需求量约30台左右5年年需求量约120台左右
20t矿山卸汽车国中型矿山运输车辆年需求量约国矿山卸汽车总需求量30左右应产业化前景较
（五）现工作基础条件优势
1项目CA8矿山卸汽车KZC5矿山卸汽车试验成功基础CY2柴油铲运机成熟技术
2项目研究CA8矿山卸汽车CYCYE系列井铲运机批研究员(包括研究设备课题组长成员)开发KZC5矿山卸汽车课题组长研究员
3项目生产基国第家井铲运机专业制造公司中国型铲运机生产基生产设备加工力均目前国流
4项目产品已矿山预订开发资金方面定优势衡阳力达铲运机限责公司筹开发资金
5项目综合南华学设计优势衡阳力达铲运机限责公司制造优势
6项目实现预期目标基础条件已具备
二液压系统参数计算
()概述
液压系统卸汽车重组成部分障系统卸汽车机型繁生产厂家设计思路机型液压系统完全相特点组成部分基相
卸汽车液压系统般五部分组成：工作机构液压系统转机构液压系统制动液压系统变速液压系统冷润滑液压系统
整驱动桥设计中液压系统参数计算基础关键液压系统参数计算出进行柴油机液力变矩器匹配计算够进行续设计计算
（二）工作液压系统参数计算
CA20卸汽车掘进开采作业中铲运机配套运输矿石种物料提高工作效率轨采矿设备该车采铰接车身卸式车厢底特律柴油机采液力机械传动系统包括变矩器变速箱驱动桥
工作液压系统CA20矿山卸汽车设计关键该系统性坏直接影响车辆种性生产效率根矿山求设计时卸载高度量原总估布置时翻倾机构采双缸举升两侧布置翻倾程中量减少油缸摆角变化油缸占空间利总体布置
工作液压系统1液压油箱2滤油器3工作油泵 4压力表开关5压力表6路手动换阀7衡阀8工作油缸9行程阀10回油滤油器组成原理图图21示
图21工作液压系统原理图
工作泵油箱吸油输出油直接供手动换阀手动换阀回油通串联油路回油滤清器回油箱推动手动换阀料斗卸载时油液手动换阀衡阀进入倾卸油缸腔油缸活塞产生足够压力料斗卸载推动手动换阀料斗回位时油液手动换阀进入油缸腔料斗回位衡阀料斗回位时减少击油缸安全稳定工作溢流阀保证系统压力压力超系统压力时油液溢流阀直接回油箱
1 倾卸油缸行程确定
首先进行工作液压系统设计时找液压缸工作料斗车架三铰接点料斗料重心先参考李庆芬学料斗料三维造型图22示
图22 料斗料工作图
工作机械采双缸举升倾翻式卸载总体布置图23示
图23 工作油缸尺寸参数
图中A点倾卸油缸车架铰接点O点料斗车架铰接点B点轮中心E点油缸料斗铰接点F点料斗翻倾极限位置时E点位置图23知
：
达极限位置时：
行程：
实际行程取安装距离油缸标准中安装距离行程安装距离加长距离：
图23求油缸作力距翻倾铰接点力臂
2 工作压力确定
满载时料斗质心位置距铰接点距离料斗质量料质心位置距铰接点距离料质量根总体布置选取油缸缸径杆径
力衡方程设油缸举升力
系统压力：
设计时举升油缸具足够储备举升力选取工作液压系统系统压力油缸
3 油泵选取举升返回时间计算
举升返回时间长短直接影响整机性劳动生产率时间太长生产率降时间太短泵排量增倾卸时动力载荷系统易超载热举升返回时间选适中设计时选举升倾卸时间
油缸容积：
油泵排量：
式中：η油泵容积效率取
油泵排量q：
式中：油泵输出机构速
柴油机额定转速
选工作液压系统油泵油泵排量时举升倾卸时间
（三）转液压系统参数计算
1 概述
目前汽车转系统采铰接液压转系统前车架绞销连接成水面做相运动垂直面做相运动前者实现整机转者保证车轮面良接触铰接式机构优点：转半径转灵活附着性需转桥前桥通零件标准化通化情况提高井矿山轨设备中获广泛应铰接式转缺点：需功率偏转轮转机械横稳定性差前驱动轮没定位角车轮会出现振摆机械蛇形前进直线行性差方盘动返正作
2 汽车转系求
汽车转系应符合列求：
（1）工作转系汽车运行安全关系转系零件应足够强度刚度寿命动力转发动机怠速运转正常转
（2）操轻便操轻便减轻驾驶员劳动强度提高生产率保证汽车安全作业行重素
1)作力方盘转速度1rs时操力40～50N单杆操操力23～40N
2）方盘转回转圈数少转时手作方盘作行程短汽车方极限转弯时方盘转动圈数超2～25圈发动机处空转时方盘速度50rmin般推荐100～150rmin
3）直线行时方盘应稳定汽车行时方盘抖动摆动现象求转系机械布置合理行走系协调
（3）转灵敏应转时间定求转时间般应5—7s
（4）调整简单
（5）济
3 铰接转机构组成结构
铰接转机构四部分组成：转油缸（单缸双缸分）操机构（方盘全液压转器单杆操转阀分）铰接体液压系统组成
（1）转油缸布置
汽车转机构中单缸转部分采双缸转
单缸转双缸省套油缸油考虑转油缸通常布置中央铰接点附时活塞杆高压软易受泥浆水污染矿岩等碰坏
双缸转转角般36°～425°油缸两端直接前车架相连两油缸布置铰接点附称轴线转油缸布置铰接点附系列缺点前车架间支撑刚度转力矩变化较单转油缸优越汽车绝部分采布置处采双缸布置
双缸布置四种情况活塞前车架缸筒铰销车架相连二第种布置相反活塞车架相连缸筒铰销前车架相连三活塞杆铰销车架铰销三点条垂直轴垂直线四活塞杆铰销车架铰销三点条垂直轴垂直线
（2）转操机构
汽车转操机构方盘单杆操两种方盘定空行程转角方盘转2°～5°转油缸开始升压左转右方盘转4～5圈转灵敏性相差方盘转力达40N左右
单杆操操作灵活空行程反映快操力相司机易疲劳种操作方式适合工况部分汽车单杆操转系统
4 转液压系统设计
CA20矿山卸汽车前车架采中间铰接折腰转形式采双缸转转力矩力矩相等转稳定折腰转形式转半径机动性适合井运输求
转液压系统1液压油箱2滤油器3转油泵4压力表开关5压力表6转阀7转油缸8回油滤油器组成原理图图24示转泵油箱吸油输出油直接供全液压转器全液压转阀回油通串联油路回油滤油器回油箱转动全液压转阀时油液转阀进入转油缸油缸活塞产生足够压力汽车左右转转阀溢流阀保证系统压力压力超系统压力时油液溢流阀直接回油箱转阀缓阀转稳
图24 转液压系统原理图
（1）转油缸行程确定
转系统采双缸转双缸两侧行布置中间铰接转总体布置图25示图中点转油缸车架铰接点点油缸前车架铰接点点前车架铰接点分车辆转极限位置时点位置图知：转时
图 25 转油缸尺寸参数
行程：
实际行程取油缸标准中：
类计算选取转油缸径杆径
图25左右转缸转力臂：
（2）工作压力确定
1）转阻力矩计算影响车辆转阻力矩素难精确公式求取般试验测取设计时验公式估算铰接式车辆采列公式求取转阻力矩：
式中：转阻力矩 GF车辆前桥载荷 滚动阻力系数处取η效率般取轴距取θ转角
2）工作压力确定
设油缸压力实现原转须满足：
①
式中：分左右转缸转力臂分转缸活塞杆端活塞杆端面积
转油缸径杆径
式①计算：
面条件转阻力矩前面计算验值定裕度考虑转系统压力损失选取转系统额定压力转缸两端耳环加关节轴承
（3）转器油泵选取
转器选开心反应型配组合阀全液压转器组合阀起保护作转器排量：
式中：交叉连接油缸容积
容积效率取i1方盘转动总圈数转油缸行程
式：
选转器排量圈方盘转速般取柴油机额定转速需油泵供油量油泵排量分：
取泄漏系数转油泵排量：
转油泵选排量型齿轮泵
（4）转时间
转时间汽车转系统重参数井巷道狭窄坡弯路面条件差转太快会产生击设备影响难控制转太慢会发生安全事汽车说转时间较严格规定：原右转左左转右转时间规定
转时间：
式中：原左转右（反）单转时间
油缸行程
油缸流量
油泵转排量
发动机高速空转时转速
转系统容积效率般取~处取
（四）变矩器发动机优化匹配MATLAB程序编制
谓液力变矩器发动机匹配指液力变矩器工作求指定工况（传动）传递发动机扭矩功率种工作情况发动机变矩器性匹配正确发动机性充分发挥者液力变矩器十分理想工况传递发动机功率
通匹配计算求出卸车档牵引力（失速牵引力）车速爬坡力
1油泵力矩损失计算
根文献装载机－结构设计设计表21表22计算工
作油泵空载损失力矩转油泵变速油泵
表21 工况变矩器输入功率力矩
工况
计算
项目
1
2
3
4
变速油泵满负荷工作工作油泵转油泵空载
变速油泵转油泵满负荷工作油泵空载
变速油泵工作油泵满负荷转油泵空载
油泵均满负荷工作
输入功率
KW
输入扭矩
Nm
注：—工作油泵转油泵空载损失功率KW
－变速油泵工作油泵转油泵重载损失功率KW
表22 油泵空载重载力矩损失
变速油泵
工作油泵
转油泵
空载／Nm
159138／
159138／
重载／Nm
159(069+)
159(069+)／
159(069+)／
备 注
—工作油泵转油泵空载损失力矩Nm
—变速油泵工作油泵转油泵重载损失功率Nm
—油泵容积效率
—油泵转速rmin
—变速油泵工作油泵转油泵工作流量Lmin
—变速工作转液压系统实际工作压力MPa
2求发动机标准状况扭矩变矩线器输入扭矩曲
根表22（变矩器输入特性曲线）介绍方法求出画出图26曲线1234（图形更清楚工况Ⅱ曲线未画出）
公式 (12—5)美国克拉克变矩器负载抛物线转换成公制负载抛物线画图26
3变矩器输出特性冷力计算
变矩器输入特性曲线左角数公式 01047 计算出发动机变矩器联合工作输出特性曲线坐标绘出图27
4牵引特性爬破力计算
根文献装载机－结构设计中公式表23数计算出挡速度牵引力爬破力（见表24）绘出图：
图26 柴油机变矩器工作输入特性曲线
图27柴油机变矩器联合工作输出特性曲线
图28 牵引曲线
图29重载牵引曲线
中公式示：
0377／
式中 －卸车行速度Kmh
—变矩器涡轮转速rmin
—轮胎滚动半径m
—传动系统总传动
—轮子牵引力N
—涡轮输出力矩Nm
—传动系统总效率08
—空气阻力系数00466N（kmhm）
—卸车迎风面积m
—变矩器偏置传动
—变速箱挡传动
—驱动桥总传动
表23 变矩器特性计算
序 号
变矩器输入特性
变矩器输出特性
转速rmin
扭矩Nm
转速rmin
扭矩Nm
功率kw
1
21656
5651601
0
17463
0
2
21591
5942665
2159
17210
389082
3
21531
6207371
4306
16232
731935
4
21473
6467537
6442
14681
990303
5
21421
6698197
8658
12928
1159866
6
21393
6820714
10697
11281
1263600
7
21393
6820714
12836
9733
1308215
8
21421
6698197
14995
8232
1292530
9
21504
6327228
17203
6378
1148903
10
21721
5360924
18463
4707
909988
11
21933
4419922
18972
3691
733174
12
22123
3575460
19468
2817
574344
13
22488
1950591
20621
1293
279248
14
22860
292546
22929
0
0
表24牵引特性爬破力计算
序号
挡传动448
挡传动246
Ⅲ挡传动141
Ⅳ挡传动077
kmh
kN
坡度
kmh
kN
坡度
kmh
kN
坡度
kmh
kN
坡度
1
0
24198
370830
0
13287
185160
0
76160
97423
0
41591
45191
2
04699
23847
364258
08558
13094
182111
14931
75049
95734
27342
40970
44258
3
09373
22492
339412
17069
12350
170405
29780
70770
89237
54533
38591
40682
4
14021
20343
301403
25534
11169
151982
44549
63981
78951
81577
34813
35008
5
18650
17912
260110
33964
9834
131336
59256
56298
67341
108507
30519
28563
6
23282
15631
222637
42400
8580
112111
73974
49075
56452
135460
26449
22457
7
27939
13485
188285
50880
7400
94137
88769
42267
46208
162552
22577
16650
8
32637
11404
155639
59436
6256
76794
103698
35655
36273
189888
18782
10961
9
37445
8834
116004
68192
4842
55468
118973
27491
24020
217859
14106
03952
10
40187
6518
80772
73185
3569
36327
127685
20155
13019
233812
9962
02259
11
41294
5110
59504
75202
2795
24711
131203
15702
06345
240255
7472
05991
12
42373
3900
41296
77168
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20078
MATLAB程序运行结果
MB
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In C＼MATLAB6p1＼work＼ppjs2005m at line 219
Sigmai
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Columns 13 through 14
14908 20078
5技术参数计算
牵引力
390109806
2293788
挡车辆滑时变矩器效率 472
失速时动力素
2293788
06
（五）液压缸装配维护修理工艺
1 液压系统修理般求
液压传动系统采液压油工作介质元件配合精密系统压力较高等身具特点液压传动系统修理提出机械转动系统修理较高求
（1）液压系统中数元件精密零件组成修理程中特注意清洁应做列点：
1）液压系统拆卸修理前必须先清元件表面粘附污物
2）液压元件修理应专车间进行该专修理车间必须具备防尘求野外进行时性抢修应设法防避风沙
3）拆元件应放置零件架工作太放面
4）拆卸工具必须保持清洁
（2）液压元件修理全程中必须认真保护密封件尤唇形密封圈唇部禁止接触汽油
（3）液压传动机械解体状态进行局部修理时注意保护液压元件
（4） 拆卸液压系统时应注意：
1）拆卸前应系统液压油放出确实弄清楚液压回路否残余压力液压回路残余压力盲目拆卸会发生重机械生事：
①拆卸卸汽车液压系统前必须料斗放
②拆卸装蓄器液压系统前必须首先蓄器量全部释放
2）液压元件修机械拆先进行技术性实验性指标低标准时进行分解检查修理
3）液压系统拆卸应十分仔细
①拆卸时乱敲乱谨防损伤免损伤螺纹密封表面尤铝合金件更应注意
②注意保护零件螺纹密封表面放木版塑料板胶布胶纸缠防碰伤
③拆零件应分装入塑料袋保存防丢失
4）拆卸液压液压机械时立柱支撑液压缸缸体活塞杆
5）拆卸油时时拆油做标志防错乱
6）拆油液压泵液压马达液压缸液压阀等元件孔口塑料塞塞胶布胶纸粘封没塑料塞情况塑料袋套口绳扎禁止碎纸棉纱破布堵塞
7）非必联阀拆成体
2 液压缸修理
液压缸液压系统中执行元件液压转换复运动机械液压缸作方式分单作双作两类目前工程机械双作式
（1）液压缸常见障排：
1) 漏油
液压缸工作时停放时果油液活塞杆缸口套筒间缸口套筒导套筒间漏出原前者Y行密封圈损害（应更换）活塞杆碰伤（轻微碰伤细油石修磨碰伤成凹陷时应进行修理更换）者O行圈损坏导套筒破裂应进行更换
2) 沉
铲刀悬空停放活塞杆明显沉铲刀入土说明液压缸动沉液压缸身原：
①活塞 U形密封圈损坏
②缸壁严重拉伤
③活塞杆O形密封圈损坏
④导套筒O形密封圈损坏
⑤导套筒缸口套筒间Y形密封圈损坏
⑥导套筒端缘破裂
⑦活塞杆碰（擦）伤等
原前三条密封件损坏缸拉伤造成两腔间窜油克服较负荷外部易察觉余原引起漏油外部出便排遇液压缸动沉时应先外逐步查明原修复更换已损坏零件
3)运动灵活
液压缸运动灵活原活塞杆弯曲变形导套筒相运动时发卡劲致活塞杆复运动时灵活遇障时应活塞杆进行校正
4)爬行
原液压缸浸入空气致液压缸工作中产生爬行应设法油液中空气排
（2）液压缸零件检验修理
1）尼龙环：否高活塞外径尼龙环磨损活塞外圆齐拉伤裂纹变质等现象应更换
2）活塞杆：表面应光洁损伤弯曲（外端易弯曲）跳动量005~015mm时（短杆取值）应校正（般规定500mm长度跳动量超003mm）
活塞杆表面损伤出现沟槽凹痕轻微细油石修磨严重时需重新镀铬光磨更换新品
活塞杆导套筒配合间隙超1mm时更换导套筒铜套重新镶套
3）缸体：应检查缸体壁磨损情况拉伤偏磨锈蚀等现象拉伤锈蚀严重时00号砂纸加润滑油进行磨拉伤偏磨严重时进行珩磨修理形状误差002~0035mm活塞镀铁加（换加活塞）恢复原配合间隙020~035mm
次应检查缸体外表严重伤痕
4）导套筒：否破裂尤外端易产生裂纹裂纹应更换导套筒铜套拉伤活塞杆配合否松旷拉伤严重配合松旷应更换铜套
3 液压缸装配
装配步骤：
（1）零件洗油清干净压缩空气吹擦拭干净然缸体壁活塞杆等摩擦表面涂抹少量液压油
（2）J形密封圈唇边外装入缸口套筒Y形密封圈唇边里装入导套筒（相港筒言）O形密封圈装入导套筒槽尼龙环装活塞两U形密封圈唇边相背（外）装活塞两端
（3）压紧螺母 缸口套筒 导套筒次套活塞杆（活塞代耳环时法装）然装入挡圈 活塞总成 外挡圈 垫片 固定螺母开口销
（4）活塞杆总成专导套工具装入缸体专装配工具时应特注意：
1) 活塞 U形密封圈进入缸口通缸体油口时应确保唇边受损坏
2）导套筒O形密封圈进入缸体时应剪切
（5）专搬手固定压紧螺母（注意必拧太紧免压坏导套筒）
4 卸汽车液压缸装配
（1）液压缸工作压力140公斤厘米装配210公斤厘米压力进行拉压复运动实验10分钟应漏油现象
（2）活塞杆运行全收位置腔油口堵死1700公斤拉力活塞杆外拉5分钟拉出长度应2毫米
（3）臂液压缸装配球面支撑应摆动
5 液压缸实验
液压缸实验项目检验方法见表25
表25 液压缸实验项目实验方法
序号
实验项目
实 验 方 法
求
1
试运转
试液压缸空负载工况全行程复动作数次
分开截止阀试液压缸全行程复运动2次观察试运转情况
注：级液压缸全行程级液压缸行程总
外渗漏等正常现象
2
低启动压力
试液压缸空载工况调节溢流阀系统逐渐生压压力表测量
试液压缸工作腔活塞启动时低启动压力值
低启动压力超规定值
3
低稳定速度
满负载工况试液压缸活塞设计低速度工程机械39～200毫米秒（机床05毫米秒）速度全行程复动作两次
实验试液压缸低稳定速度
爬行等正常现象
4
泄露量
试液压缸活塞（柱塞）分固定行程两端（单级行程1米时尚须活塞固定行程中间位置）外泄口调节溢流阀试液压缸工作腔压力公称压力保持30秒
开截止阀测量泄露量
注：①级液压缸仅测量缸径中泄露量
② 项试验测量液压缸沉降代
泄露量超规定值
5
外渗漏
满负载工况试液压缸全行程复动作：
⑴单级行程1米时全行程复动作20米
⑵单级行程1～3米时全行程复动作50米
⑶单级行程3米时全行程
动作50次复动作100米
观察试液压缸活塞 杆密封处外渗漏情况
外渗漏满
6
缓效果
试液压缸缓阀开调节溢流阀试液压缸压力公称压力50
试液压缸设计高速度动作实验缓效果
设计求
7
耐压实验
试液压缸活塞分停留全行程两端：
（1）试液压缸公称压力≤160公斤厘米时调节溢流阀试液压缸压力公称压力15倍保持1分钟
（2）试液压缸公称压力＞160公斤厘米时调节溢流阀试液压缸压力公称压力125倍保持2分钟
述条件实验耐压性
外漏等正常现象
8
全行程实验
试液压缸活塞分停两端位置测量全行程长度
设计求
三专题研究
Solidworks双正弦规设计加工斜齿梳齿刀中造型方法研究
梳齿刀展成原理加工直齿斜齿字齿轮种刀具外形象齿条称齿条刀
斜齿梳齿刀加工空刀槽窄双联斜齿轮空刀槽字齿轮斜齿梳齿刀加工字齿轮专门字齿轮刨齿机左右两梳齿刀分插制齿轮左右两侧牙齿
梳齿刀切削刃直线形刀具面面容易制造准确测量齿距误差控制0002毫米齿形角误差～加工齿轮表面光洁度高精度高例马格插齿机梳齿刀加工出6级精度齿轮梳齿刀加工模数直径较齿轮（模数60直径12）加工效率指形铣刀高
1 斜齿梳齿刀工作原理：
斜齿梳齿刀加工斜齿齿轮字齿轮文献齿轮刀具设计P108中图3－17斜齿梳齿刀直齿梳齿刀加工斜齿齿轮较图中斜齿梳齿刀加工空刀槽窄双联斜齿齿轮直齿梳齿刀求较宽空刀槽斜齿梳齿刀斜齿插齿刀较二者 加工空刀槽窄双联斜齿齿轮斜面齿梳齿刀加工齿轮时螺旋角受机床限制（更换刀具）斜齿插齿刀加工时必须带螺旋导轨插齿机齿轮螺旋角螺旋导轨导程决定更改
斜齿梳齿刀加工齿轮梳齿齿轮作展成运动刀具切削刃直线齿形斜齿梳齿刀加工字齿轮指形铣刀相列优点：
(1) 制成齿轮精度高左右两侧牙齿连接处渡曲线文献齿轮刀具设计P108图3－19示刀刃直切两侧牙齿连接处指形铣刀加工时左右两侧牙齿连接处切净影响齿轮啮合
(2)梳齿刀加工相模数压力角意齿数齿轮指形铣刀加工固定齿数齿轮
梳齿刀机床结构复杂般加工齿轮模数24
斜齿梳齿刀工作时前刀面齿轮端面行前刀面基面梳齿刀前刀面中齿形基准齿形字齿轮时采端面齿形基准备齿形端面参数标准值
斜齿梳齿刀加工字齿轮时切削运动斜面刚度高外刀齿左右两切削刃工作条件切削量太般走刀2～6次（根模数定）齿轮切成分析切削图形知切削刃（切入边）切削负荷外刃切削负荷 次走切完齿转角度切样仅刀具两侧切削刃负载均衡减少刀具磨损提高加工效率
2 斜齿梳齿刀切削角度
(1)斜齿梳齿刀顶刃前角角
斜齿梳齿刀切削运动方着齿轮牙齿螺旋角方切削时基面静止时切削时基面切削运动相垂直面梳齿刀顶刃角度文献齿轮刀具设计P109图3－20中分析
顶刃刃倾角
顶刃前角 截面中前角零度顶刃较刃倾角根斜角切削原理顶刃真正工作前角正值
顶刃角应牙齿倾斜方测量文献齿轮刀具设计 P109 图3－20 中A－A截面中测量
螺旋角梳齿刀时
(2) 斜齿梳齿刀侧刃角
非SH型m425右旋斜齿梳齿排刀图纸示切削刃意点A侧角应该点切削运动中轨迹刀面间夹角应N—N截面中测量
截面：
投影4
64984
22226
投影1
投影4 20885
207536
值代入前式化简
式中角式计算
理侧刃角
梳齿刀端面齿形角时果侧刃角
(3)斜齿梳齿刀侧刃前角
梳齿刀切削时基面应切削运动方垂直侧刃前角应N—N截面中测量基面O O 前刀面间夹角N—N截面中侧刃前角
投影4 42726
投影1 07621
代入前式
理侧刃前角
两侧刃前角绝值相等符号相反边正前角边负前角式中角公式计算
斜齿梳齿刀算出样梳齿刀工作时两侧刃切削条件极衡侧前角太侧负前角样刀具工作时切削力刀具磨损均衡工作条件恶劣改善两侧切削刃工作条件采取先特殊刃磨方法文献齿轮刀具设计 P111 图3－22示两侧刃楔角样实际侧刃前角左右
3 斜齿梳齿刀结构尺寸
斜齿梳齿刀般采端面参数标准值标准值等果齿轮参数法值时应先换算成端面数值
设计梳齿刀时知道前刀面中项参数测量梳齿刀时外知道梳齿刀齿背相垂直N—N截面中齿形设计加工梳齿刀二次刀具文献齿轮刀具设计 P112 图3－23梳齿刀工作位置前角磨成角前刀面中齿倾斜角工作位置牙齿投影斜角
加工梳齿刀时梳齿刀齿背放水位置A2图纸示铣刀进行铣齿（磨齿）求出时刀具牙齿斜角牙齿左右齿形角
非SH型m425右旋斜齿梳齿排刀图纸中齿背斜角
梳齿刀齿背相垂直N—N截面中齿形角（钝边齿形角）
投影2中
代入前式
代入式化简
理侧锐边齿形角
斜齿梳齿刀结构尺寸长度L厚度B等验数加工字齿轮梳齿刀两付左斜齿右斜齿梳齿刀牙齿斜外尺寸完全致字齿轮梳齿刀结构尺寸见文献齿轮刀具设计 P113 图3－25表3—4
加工斜齿双联齿轮推荐文献齿轮刀具设计 P113图3－26中结构种梳齿刀尺寸见表文献齿轮刀具设计 P113表3—5
4 梳齿刀公差技术求
目前国未定梳齿刀标准建议参考面公差技术求
(1)梳齿刀切削部分高速钢制造热处理终硬度HRC63~66范围硬度前刀面测量梳齿刀切削部分脱炭软点
(2)齿刀夹持部分40Cr工具钢制造热处理终硬度HRC35~45范围
(3)齿刀加工条件求分面四种：
1)精切梳齿刀A级——加工6级精度齿轮
2)精切梳齿刀B级——加工7~8级精度齿轮
3)粗切梳齿刀——齿轮粗加工
4)磨前梳齿刀——磨前齿轮加工
(4)梳齿刀制造公差表中规定数值
表31 梳齿刀齿形参数公差
检测项目
模数范围
精切梳齿刀
粗切梳齿刀
磨前梳齿刀
A级
B级
齿距极限误差
425～60
0006
0010
0045
0030
相邻齿距误差
425～60
0008
0017
—
—
齿形直线性误差
425～60
0009
0015
0050
0035
节线齿顶修缘起点间距离偏差
425～60
0140
0170
—
—
齿厚偏差
10～80
0015
0070
0030
量棒测齿厚时量棒端止端尺寸
10～80
001
005
002
顶刃支承面等度偏差
10～60
0015
0040
0030
(5)直齿梳齿刀齿厚齿高常量棒测量量棒直径根文献齿轮刀具设计 P113图3—27式计算
量棒端止端直径见文献齿轮刀具设计 P113表3—6
斜齿梳齿刀齿厚齿高量棒测量量棒直径式计算
式中 ——法齿距
——法齿顶宽度式计算：
——左右法齿形角式计算
(6)梳齿刀厚度公差名义尺寸差应超两面等度偏差（100mm长度）
m10~55时001mm
m时 0015mm
(7)齿刀角名义值偏差
(8)梳齿刀齿形修缘部分齿形角偏差
(9)梳齿刀宽度A名义值偏差
(10)梳齿刀齿倾角偏差精切梳齿刀（10mm差）粗切梳齿刀（10mm差）
(11)梳齿刀长度名义值偏差：
模数 m1~5时
m>5时
(12)切字齿轮斜齿梳齿刀（右斜齿左斜齿梳齿刀）拼合公差：
1)基准端面第三齿距离a（文献齿轮刀具设计 P116图3—28）梳齿刀差精切梳齿刀超003mm粗切梳齿刀超005mm
2)圆柱端面A距离b梳齿刀差超01mm
3)梳齿刀厚度差应超002mm
4)梳齿刀宽度差精切梳齿刀超002mm粗切梳齿刀超005mm
5)梳齿刀底基面基准端面垂直性误差应超005mm
5 加工模数425非SH型斜齿字齿轮梳齿刀设计象：
已知刀具尺寸相关参数：B级精度查参考资料［4］中表34参数：
（1）梳齿刀端面参数计算：
端面齿距： p135902
法面齿距： p
端面齿厚： sp267951
法面齿厚： sp266759
端面模数：m
端面压力角：
全齿高： h(125+13)m110310
齿顶高： h125m54074（图31图32中出梳齿刀端面齿形）
图31 梳齿刀端面齿形
图32 梳齿刀螺旋角
（2）梳齿刀角度计算：
1)斜齿梳齿刀顶刃前角角：
顶刃刃倾角：
顶刃前角：
顶刃角：()
2)斜齿梳齿刀侧刃角：
截面：
64984
22226
20885
207536
理推知：
代入已知参数
3)斜齿梳齿刀侧刃前角：
42726
07621
理知：
代入已知参数′
(3)斜齿梳齿刀结构尺寸：
斜角牙齿左右齿形角：
理推
代入已知参数′（第正弦规旋转角度图33示）
锐边齿形角
钝边齿形角
图33 第正弦规旋转角度
分析计算知第二正弦规应旋转图34示
图34 第二正弦规旋转角度
（4）NN剖端面参数转换关系
p pcos133518
sp266759
hhcos104911
h h cos51427
（5）线切割加工齿形参数转换关系
p p 13 3740
sp266870
hhcos104911
h h cos51427
锐边齿形角钝边齿形角
线切割加工齿形图35示
图35 线切割加工齿形
根资料［26］表36查梳齿刀齿形参数公差：
1)齿距极限误差：mm
2)相邻齿距误差：0017mm
3)齿形直线性误差：0015mm
4)节线齿顶修缘起点间距离偏差：mm
5)齿厚偏差：mm
6)量棒测齿厚时量棒端止端尺寸：mm
顶刃支承面行度偏差：0015mm
参考文献
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3 战凯 DKC12卸汽车制动系统设计制动程分析 矿冶1997年12月（第6卷 第4期）：9～13
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5 汽车工程手册编辑委员会 汽车工程手册 民交通出版社2000
6 齿轮手册编委会 齿轮手册（册）第二版 机械工业出版社2000
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21 中国民解放军工程兵机械学校 工程机械构造（底盘） （部资料）
22 中国民解放军工程兵机械学校 工程机械修理（底盘）册 （部资料）
23 王沫然 MATLAB60科学计算 电子工业出版社2001
24 四川省机械工业局 复杂刀具设计手册 机械工业出版社1979
谢辞
历时四月毕业设计现已初步完成次毕业设计课题CA20卸汽车桥制动系统设计提高国卸汽车领域设计制造力通次设计学许原未学东西没掌握知识更进步巩固独立思考综合运掌握理知识力提高学会生产实际出发针实际课题解决实际问题掌握综合种设计手册图册资料方法提高电脑绘图水参加工作做必准备基础更四年机械设计制造动化专业知识次综合
次毕业设计学四年学知识做次总测验提升设计解决问题力手段指导老师李必文副教授仅专业知识细心教导教导正确生观价值观走工作岗位学生说受益匪浅
次设计暴露少缺点问题：学知识没做仔细认真消化许方面概认识没深入探讨实际事物没深刻解没做理联系实际没达学知识熟练运水侧面反映出设计验足思维够开拓够灵活出结：现走工作岗位深造应该虚心老师前辈学断完善提高水
感谢李必文副教授毕业设计程中帮助指导方面较发展时感谢彬老师液压系统设计程中予帮助第次系统性设计存许缺点足位老师谅解
附页：
单刃刀具
刀具切削部分（产生切屑部分）刀杆常车床转塔车床龙门刨床牛头刨床镗床类似机床图230典型单刃刀具重特征切削刃相邻刀面图示定义：
1 前刀面切屑流表面
2 刀面工件已加工面相表面
3 切削刃刀面担负切削务边缘刀刃切削刃中担负工件渡表面切削务部门余副刃
4 刀尖副刃相连接处段刀刃曲线直线副刀刃交点
般言刀具切削时相工件运动两方面：
1 机床运动相运动称刀具运动
2 机床进运动相运动（图231）
两运动合成称合成切削运动定义机床运动进运动产生合成运动
应该注意机床作进运动时刀具接触工件合成切削运动等运动连续进运动时运动合成运动间夹角做切削速度角角度通常数情况假设零外切削速度v刀刃选顶点相工作瞬时速度切削刃时变化进速度刀刃
选定点相工件进运动固定变总合成速度刀刃选顶相工作瞬时合成切削运动表示数实际加工通常假设考虑切削刀具角度时重角度偏角刀刃选定点切切削层厚度——未变形切削厚度极影响着切削功率严格说应垂直切削刃垂直合成切削运动方测量然实际前述垂直运动方测量图232续图中测量图232知中进量进运动方测量切削层参数单刃刀具切削时等进量f
切削层横截面积A似表示中背吃刀量前切削度背吃刀量包含运动进运动面垂直方测量切削层尺寸（图231）般言背吃刀量决定单刃刀具工件切材料厚度
*图230 典型单刃刀具刀柄 切削部分刀具轴线副切削刃基面副刀面切削刃刀尖前刀面刀面*
*图231 外圆车削时合成切削运动刀具运动矢量合成切削速度角合成切削运动矢量刀刃选定点刀具进运动矢量*
*图232 单刃刀具切削 进量刀杆偏角切削层截面前刀面背吃刀量（切削深度）切削刃副切削刃未变形切削厚度刀尖包括运动进运动面
夹具
前示工件必须相刀具定位置定位夹紧工件划线加工前必须确定出相机床运动位置夹紧
需加工干相工件时通夹具须工件进行划线果加工铸件者锻件需工件进行划线确保加工出合格工件造成肋条孔等位置便宜
钻模夹具相似确保工件正确定位夹紧装置处钻模具实际加工程导引刀具装置夹具没实际切削程中钻头绞刀类似刀具进行引导钻削加工关夹具钻模加工关夹具夹具装调整刀具相定位工件位置装置
夹具优点概括：
省划线测量调整等手续工件正确定位刀具正确导引调整熟练工握快速进行操作
便零件装配零件致性尺寸公差范围较省试装锉配工作零件具互换性果产品广销备件供应问题简化装螺栓螺栓孔通常15～30mm间隙读者怀疑样零件否必制造精密夹具应该牢记夹具制造出便加工厂许零件精密制造夹具附加成分摊数众工件外机构装配程中误差累积起公差规定确保求允许意划线尺寸超出规定值
（1） 工件定位图227表示空间完全受约束刚体时具6度考虑度时三互相垂直坐标轴XXYYZZ表示物体坐标轴移动具三移动度绕坐标轴转动三转动度6度工件定位时必须限制度确保加工时获需精度应提前加工出合适定位面保证精度微言轻加工面定位基面非原必须外定位面外定位面必须根原定位面加工新定位面
（2） 工件夹紧夹紧机构必须夹紧工件承受切削力夹紧力免造成工件变形损坏工件夹紧点方应支承确保力夹具体承受然转机床工件台床身承受设计夹具时应保证夹紧机构施加合适夹紧力夹紧操作迅速安全
（3） 容提
1）批量生产时工件进行划线作切削标志线铸件锻件毛坯进行划线检验否足够加工余量
2）果批量允许工件采夹具定位夹紧采划线夹具工件定位夹紧机构钻模切削程中刀具导引元件夹具切削前调刀装置
译文
Single –Point Tools
Singlepoint tools are cutting tools having one cutting part (or chip producing element) and one shank They are commonly used in lathes turret lathes planers shapers boring mills and similar machine tools A typical singlepoint tool is illustrated in Fig230 The most important features are the cutting edges and adjacent surfaces These are shown in the figure and defined as follows
the face is the surface or surface over which the chip flows
The flank is the tool surface or surfaces over which the surface produced on the workpiece passes
The cutting edge is that edge of the face which is intended to perform cutting The tool major cutting edge is that entire part of the cutting edge which is intended to be responsible for the transient surface on the workpiece The tool minor cutting edge is the remainder of the cutting edge
The corner is the relatively small portion of the cutting edge at the junction of the major and minor cutting edges it may be curved or straight or it may be the actual intersection of these cutting edges
In general when a tool is applied to a workpiece its motion relative
to the workpiece has two components
The motion resulting form the primary motion of the machine tool which can be called the primary motion of the tool
The motion resulting form the feed motion of the machine (Fig231)
The resultant of these two tool motions is called the resultant cutting motion and is defined as the motion resulting from simultaneous primary and feed motions
It should be noted that in machine tools where the feed is applied while the tool is not engaged with the workpiece (as in shaping or planning for example )the resultant cutting motion is identical to the primary motion When the feed motion is applied continuously the angle between the direction of primary motion and the resultant cutting direction is called the resultant cuttingspeed angleη This angle is usually extremely small and for most practical purposes can be assumed to be zero Further the cutting speed the instantaneous velocity of the primary motion of the selected point on the cutting edge relative to the workpiece can vary along the major cutting edge The feed speed the instantaneous velocity of the feed motion of the selected point on the cutting edge relative to the workpiece is constant
Finally the resultant cutting speed the instantaneous velocity of the resultant cutting motion of the selected point on the cutting edge relative to the workpiece is given by but since for most practical operations is very small it can generally be assumed that One of the important tool angles when considering the geometry of a particular machining operation is the angle in Fig232 called the major cuttingedge angle The thickness of the layer of material being removed at the selected point on the cutting edge known as the underformed chip thickness chip thickness significantly affects the power required to perform the operation Strictly this dimension should be measured both normal to the cutting edge and normal to the resultant cutting direction However for all practical purposes since is small as described above can be measured normal to the direction of primary motion thus in Fig232 and all subsequent figures will be measured this way From Fig232 therefore is given by where is the feed engagement the instantaneous engagement of the tool cutting edge with the workpiece measured in the direction of feed motion For singlepoint cutting operations is equal to the feed and therefore
The crosssectional area of the layer of material being removed (crosssectional area of the uncut chip) is approximately giver by where is the base engagement previously known as depth of cut The back engagement is the instantaneous engagement of the tool with the workpiece measured perpendicular to the plane containing the directions of primary and feed motion(Fig231) In general the back engagement determines the depth of material removed from the workpiece in a single point cutting operation
Jigs and Fixtures
It has already been stated the workpiece must be located relative to the cutting tool and be secured in that position After the workpiece has been marked out it is still necessary to position it with respect to the machine movement and to clamp it in that position before machining is started
When several identical workpiece are to be produced the need to mark out each part is eliminated by the use of jigs and fixtures but if a casting or forging is involve a trail workpiece is marked out to ensure that the workpiece can be produced from it and to ensure that ribs cores etc have not become misplaced
Jigs and fixtures are alike in that they both incorporate devices to ensure that the workpiece is correctly located and clamped but they fifer in that they both incorporate means of tool guiding during the actual cutting operation and fixtures do not In practice the only cutting tools that can be guided while actually cutting are drills reamers and similar cutters and so jigs are associated with drilling operations and fixtures with all other operations Fixtures may incorporate means of setting the cutting tools relative to the location system
The advantage of jigs and fixtures can be summarized as follows
1 marking out and measuring and setting out methods are eliminated
2 unskilled workers may proceed confidently and quickly in the knowledge that the workpiece can be positioned correctly and the tools guided or set
3 the assembly of parts is facilitated since all components will be identical within small limits and trying’ and filing of work is eliminated
4 the parts will be interchangeable and if the product is sold over a wide area the problem of spare parts will be simplified
Bolt holes often have 15mm or even 30mm clearance for the bolt and reader may doubt the necessity of making precision jigs for such work It must remembered that the jigs once made will be used on many components and the extra cost of an accurately made jigs is spare over a large output Further more it is surprising how small errors accumulate in a mechanism during its assembly When a clearance is specified it is better to ensure its observance rather than allow careless marking out and machining to encroach upon it
(1) the location of workpiece Fig 227 represent a body that is completely free in space in this condition it has six degrees of freedom Consider these freedom with respect to the three mutually perpendicular axes XXYY and ZZ The body can move along these axes it therefore has three freedoms of translation It can also rotate about any of the three axes it therefore has three freedoms of rotation the total number of freedoms is six When work is located as many of these freedoms as possible must be eliminated to ensure that the operation is performed with the required accuracy Accuracy is ensured by machining suitable location features as early as possible and using them for all location unless other considerations mean the other location features must be used If it is necessary the new location features must be machined as a result of location from the former location features
(2) The clamping of the workpiece The clamping system must be such that the workpiece is held against the cutting forces and the clamping force must not be so great as to cause the workpiece to become distorted or damaged The workpiece must be supported beneath the point of clamping to ensure that the forces are taken by the main frame of the jig or fixture and on to the machine table and bed When jigs and fixtures are designed to ensure that the correct clamping force is applied and that the clamps can be operated quickly but with safety
(3) Summary
1) small quantity production involves marking out to produce guidelines for machining Marking out is also done upon trial castings and forgings to check that there is enough metal allowed for cleaning up
2) If the quantity permits workpieces are located and clamped in jigs or fixtures instead of marking out each workpiece Jigs and fixtures incorporate means of locating and clamping the workpiece Jigs also include means of guiding the tool during the cutting and fixtures include means of setting the tool before cutting
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（）立项背景：
卸汽车实现轨开采技术运输设备具机动灵活济优越性广泛语条件适宜矿山着轨采矿技术发展卸汽车需求量愈愈济性生产力性求愈愈高生产卸汽车厂家愈愈专门生产卸汽车厂家外生产露天卸汽车厂家纷纷露天卸汽车改造企业间竞争愈愈激烈企业适应市场变化提高市场竞争力断推出新技术新品种新结构新材料促进轨采矿技术设备发展
国研制卸汽车始20世纪70年代中期种原发展快生产厂技术水相国外20世纪80年代末水数量质量远远满足国矿山发展需加入WTO卸汽车行业面着极压力挑战付严峻形势方面引进更更国外产品相关技术方面必须迅速发展民族工业
进入21世纪国矿业形势发生变化许露天矿山开采深度断增加降低开采成保护环境矿山必须露天开采转入开采关协会统计国铁矿山5年露天开采开采目前7∶3转变成3∶7见矿山设备国应前景十分广阔关资料分析国矿山卸汽车需求量呈逐年升趋势目前年需求量约30台左右5年年需求量约120台左右
历史原国矿山运输设备领域装备十分落太原重型机械厂北京矿冶研究总院核工业第六研究衡阳色冶金机械厂金川色公司长沙矿山研究院等单位努力分5t8t10t12t18t20t25t等机型进行研究取成功探索性研究显然够探索显然没达预期目直目前国供矿山选矿山卸汽车较少远远满足国矿山运输设备需
国外矿山卸汽车应较技术较先进价格较高般情况：国外矿山卸汽车整机价格国价格2～3倍易损件备件价格6～10倍发展国矿山卸汽车非常必
20t矿山卸汽车国矿山应较种机型较适合中型规模矿山国公司探索没达预期目没该产品通鉴定报道国20t矿山卸汽车目前停留研制阶段国户该产品较迫切需求客户已衡阳力达铲运机限责公司提出订购意见研究该机型仅非常迫切非常必满足国矿山运输设备需国矿山设备设计制造新台阶促进国矿山运输设备产业升级南华学衡阳色冶金机械总厂衡阳力达铲运机限责公司进行合作充分利优势提出研究20t矿山卸汽车项目
衡阳色冶金机械总厂衡阳力达铲运机限责公司中国第家井铲运机专业制造公司中国型铲运机生产基通20年引进消化吸收国外先进技术已成功研发出具知识产权铲运机系列产品荣获国家级新产品称号国家科技进步三等奖产品CYCYE系列井铲运机CA8矿山卸汽车产品已广泛应色冶金化工黄金矿山尤2002年衡阳色冶金机械厂力达铲运机制造限公司开发生产CA8矿山卸汽车年工业试验山东某矿取成功该矿认2003年次力达铲运机制造限公司订购4台CA8矿山卸汽车见该公司制造矿山卸汽车技术已成熟项目立项背景
核工业第六研究入南华学南华学矿山运输设备方面研究力量加强原核工业第六研究1998年研究开发国第台KZC5矿山卸汽车项目研究员具研究开发矿山卸汽车验较高理计算基础项目立项背景
国际工业技术融合国外先进技术够国产品升级提供支持例：国选德国道茨(Deutz)公司卡特(Cater)公司底特律(Detroit)公司发动机选美国约翰克拉克(JCJ)公司液力变矩器变速箱驱动桥力达铲运机制造限公司20年努力引进消化吸收克拉克公司技术基础已开发成功种够矿山铲运机铲运机制造技术矿山卸汽车难度开发20t矿山卸汽车条件已成熟项目立项背景
20t矿山卸汽车矿山轨运输重机型研究开发国矿山卸汽车产品升级建立国矿山轨采矿配套设备体系促进国矿山轨采矿发展具十分重意义时开发济效益社会效益显著
（二）国外研究现状发展趋势
1963年瓦格纳(wagner)公司生产世界第台柴油铲运机开创采矿应轨运输时代首先美国瑞典等国采场中采种胶轮柴油驱动兼装运卸功铲运机(简称lHD)种设备具机动灵活高效率改善劳动强度节省劳动力性简化矿岩装运工艺适采场运搬阶段运输种设备快欧美矿山中广泛采逐渐代着年电耙气动装载机轨道运输车辆实践证明铲运机中短距离济铲运机运距超济运距时运输力显著降运输费急剧升较长距离运量时宜采矿卸汽车1976年国制造商提供种载重力卸汽车矿山轨运输发展瑞典开采矿山日产量500t50000t阶段运输采卸汽车运输卸汽车装载量15t50t已达70t适应种生产规模矿山运输线路求单程运距达2000～3000m运输采轨设备显著特点：设备购置费较低需安装块物料适应性较强机动灵活利缩短矿山基建时间加速投产
轨采矿技术应世界采矿业发展发生革命性变化40年轨采矿技术发达国家普率已超85轨设备种类采设备铲运机凿岩台车外种车辆(矿山卸汽车矿山工程服务车装药车维修车加油车运车等)已广泛应工艺求形成配套装备组成种机械化作业线限度提高矿山生产效率矿山生产迅速体力加验劳动密集型技术密集集约化方发展
中型吨位矿山卸汽车方面阿特拉斯瓦格纳(Atlas Copco Wagner Inc)约翰克拉克(JCI)公司格特曼(Getman)公司偌麦特(Normet)公司塔姆罗克(TamrockEJC)公司等世界处领先位生产中型吨位矿山卸汽车性良结构合理质量基占领领域国际市场公司生产矿山卸汽车般采德国道茨(Deutz)公司卡特(Cater)公司底特律(Detroit)公司发动机美国约翰克拉克(JCJ)公司液力变矩器带弹簧制动液压松闸盘湿式制动器装轮边行星减速装置桥种桥特点承载力制动性具合适传动
公司生产矿山卸汽车价格昂贵般情况：国外矿山卸汽车整机价格国价格2～3倍易损件备件价格6～10倍公司备件供应周期般月必然会严重影响矿山采矿生产备品备件供应时间较难满足国工业生产需研究开发适合国国情矿山卸汽车形成具产权产品满足国矿山轨采矿需促进国矿山轨采矿工艺发展非常必
国矿山卸汽车开发较晚直1995年出现KU12型矿山卸汽车采露天机械设备桥种桥显然满足矿山苛刻工作条件尤提露天机械设备桥制动性难满足矿山求种机型没推广应1996年JZC10型矿山卸汽车口铅锌矿进行工业试验鉴定种种原种机型没推广应1998年KZC5型矿山卸汽车东北某铀矿进行工业试验种种原没推广应世纪交国研究院公司工厂矿山进行18t25t矿山卸汽车探索取成功矿山卸汽车整体水停留研究阶段
2002年衡阳色冶金机械厂力达铲运机制造限公司开发生产CA8矿山卸汽车山东某矿进行年工业试验获成功次赢4台订货次成功工业试验表明国矿山卸汽车技术已成熟矿山推广应时项目赢宝贵试制验
CA20矿山卸汽车正CA8t试验成功基础进行次产品升级研究项目具较研究基础
（三）项目实施容技术关键创新点预期目标
1项目实施技术容：
(1)整体机电液参数计算：解决项目功率匹配问题
(2)重零部件选型设计：遴选国项目零部件进行性价格较保证产品质量前提达性价格较
(3)重零部件强度校核优化：项目重容进行重零部件数字化设计
(4)总装图零件图计算机绘制：项目图纸均采电子文部分重零部件采三维图计算机进行模拟装配求减少设计失误项目研究容该产品数字化设计重容项研究提升国类产品设计中设计水国矿山设备设计水新台阶
(5)项目制造工艺研究：解决型焊接件焊接工艺解决CA20矿山卸汽车制造工艺问题
2项目解决关键技术：
(1)项目柴油机液力变矩器功率匹配
(2)项目重零部件强度校核优化设计该关键技术实施够提升国研究设计水达保证产品质量前提性价格较
(3)CA20矿山卸汽车整车性优化设计
3项目技术路线：
保证产品质量项目采目前世界先进矿山发动机(底特律公司生产)液力变矩器变速箱驱动桥(约翰克拉克生产)采进口液压制动阀液压元件样项目关键部件性国外类产品性相相机构生产生产CA8矿山卸汽车KZC5矿山卸汽车生产验保证质量整车性处国领先水目前世界水相
4项目创新点：
(1)项目利目前世界先进产品(发动机液力变矩器驱动桥进口液压制动阀液压元件)整机部件EJC公司样组合生产CA20矿山卸汽车项目处国领先水达世界水
(2)项目国矿山技术升级产品项目设计采数字化设计提升国类产品设计中设计水
5项目技术源合作单位情况知识产权属：
(1)项目技术源：项目现国成熟技术(CA8矿山卸汽车KZC5矿山卸汽车CY2柴油铲运机)组合国外成熟技术(底特律公司发动机约翰克拉克生产液力变矩器变速箱驱动桥)组合研究成功概率较高
(2)项目合作单位情况：衡阳色冶金机械总厂衡阳力达铲运机限责公司中国第家井铲运机专业制造公司中国型铲运机生产基通20年引进消化吸收国外先进技术已成功研发出具知识产权铲运机系列产品荣获国家级新产品称号国家科技进步三等奖产品CYCYE系列井铲运机CA8矿山卸汽车产品已广泛应色冶金化工黄金矿山
(3)项目知识产权属：项目成果属南华冶金方保守项目技术秘密义务
6项目预期目标：
总目标：研究种性良技术先进CA20矿山卸汽车该车技术水处国领先水目前世界水相研究成功发表关学术文3～5篇
该车技术参数：斗容10m3载重量20t发动机功率207kw
预期2年产量2台产值约300万元(民币)3年产量4台产值约600万元(民币)5年产量10台产值约3000万元(民币)
（四）应产业化前景市场需求
进入21世纪国矿业形势发生变化许露天矿山开采深度断增加降低开采成保护环境矿山必须露天开采转入开采关协会统计国铁矿山5年露天开采开采目前7∶3转变成3∶7见矿山设备国应前景十分广阔关资料分析国矿山卸汽车需求量呈逐年升趋势目前年需求量约30台左右5年年需求量约120台左右
20t矿山卸汽车国中型矿山运输车辆年需求量约国矿山卸汽车总需求量30左右应产业化前景较
（五）现工作基础条件优势
1项目CA8矿山卸汽车KZC5矿山卸汽车试验成功基础CY2柴油铲运机成熟技术
2项目研究CA8矿山卸汽车CYCYE系列井铲运机批研究员(包括研究设备课题组长成员)开发KZC5矿山卸汽车课题组长研究员
3项目生产基国第家井铲运机专业制造公司中国型铲运机生产基生产设备加工力均目前国流
4项目产品已矿山预订开发资金方面定优势衡阳力达铲运机限责公司筹开发资金
5项目综合南华学设计优势衡阳力达铲运机限责公司制造优势
6项目实现预期目标基础条件已具备
二液压系统参数计算
()概述
液压系统卸汽车重组成部分障系统卸汽车机型繁生产厂家设计思路机型液压系统完全相特点组成部分基相
卸汽车液压系统般五部分组成：工作机构液压系统转机构液压系统制动液压系统变速液压系统冷润滑液压系统
整驱动桥设计中液压系统参数计算基础关键液压系统参数计算出进行柴油机液力变矩器匹配计算够进行续设计计算
（二）工作液压系统参数计算
CA20卸汽车掘进开采作业中铲运机配套运输矿石种物料提高工作效率轨采矿设备该车采铰接车身卸式车厢底特律柴油机采液力机械传动系统包括变矩器变速箱驱动桥
工作液压系统CA20矿山卸汽车设计关键该系统性坏直接影响车辆种性生产效率根矿山求设计时卸载高度量原总估布置时翻倾机构采双缸举升两侧布置翻倾程中量减少油缸摆角变化油缸占空间利总体布置
工作液压系统1液压油箱2滤油器3工作油泵 4压力表开关5压力表6路手动换阀7衡阀8工作油缸9行程阀10回油滤油器组成原理图图21示
图21工作液压系统原理图
工作泵油箱吸油输出油直接供手动换阀手动换阀回油通串联油路回油滤清器回油箱推动手动换阀料斗卸载时油液手动换阀衡阀进入倾卸油缸腔油缸活塞产生足够压力料斗卸载推动手动换阀料斗回位时油液手动换阀进入油缸腔料斗回位衡阀料斗回位时减少击油缸安全稳定工作溢流阀保证系统压力压力超系统压力时油液溢流阀直接回油箱
1 倾卸油缸行程确定
首先进行工作液压系统设计时找液压缸工作料斗车架三铰接点料斗料重心先参考李庆芬学料斗料三维造型图22示
图22 料斗料工作图
工作机械采双缸举升倾翻式卸载总体布置图23示
图23 工作油缸尺寸参数
图中A点倾卸油缸车架铰接点O点料斗车架铰接点B点轮中心E点油缸料斗铰接点F点料斗翻倾极限位置时E点位置图23知
：
达极限位置时：
行程：
实际行程取安装距离油缸标准中安装距离行程安装距离加长距离：
图23求油缸作力距翻倾铰接点力臂
2 工作压力确定
满载时料斗质心位置距铰接点距离料斗质量料质心位置距铰接点距离料质量根总体布置选取油缸缸径杆径
力衡方程设油缸举升力
系统压力：
设计时举升油缸具足够储备举升力选取工作液压系统系统压力油缸
3 油泵选取举升返回时间计算
举升返回时间长短直接影响整机性劳动生产率时间太长生产率降时间太短泵排量增倾卸时动力载荷系统易超载热举升返回时间选适中设计时选举升倾卸时间
油缸容积：
油泵排量：
式中：η油泵容积效率取
油泵排量q：
式中：油泵输出机构速
柴油机额定转速
选工作液压系统油泵油泵排量时举升倾卸时间
（三）转液压系统参数计算
1 概述
目前汽车转系统采铰接液压转系统前车架绞销连接成水面做相运动垂直面做相运动前者实现整机转者保证车轮面良接触铰接式机构优点：转半径转灵活附着性需转桥前桥通零件标准化通化情况提高井矿山轨设备中获广泛应铰接式转缺点：需功率偏转轮转机械横稳定性差前驱动轮没定位角车轮会出现振摆机械蛇形前进直线行性差方盘动返正作
2 汽车转系求
汽车转系应符合列求：
（1）工作转系汽车运行安全关系转系零件应足够强度刚度寿命动力转发动机怠速运转正常转
（2）操轻便操轻便减轻驾驶员劳动强度提高生产率保证汽车安全作业行重素
1)作力方盘转速度1rs时操力40～50N单杆操操力23～40N
2）方盘转回转圈数少转时手作方盘作行程短汽车方极限转弯时方盘转动圈数超2～25圈发动机处空转时方盘速度50rmin般推荐100～150rmin
3）直线行时方盘应稳定汽车行时方盘抖动摆动现象求转系机械布置合理行走系协调
（3）转灵敏应转时间定求转时间般应5—7s
（4）调整简单
（5）济
3 铰接转机构组成结构
铰接转机构四部分组成：转油缸（单缸双缸分）操机构（方盘全液压转器单杆操转阀分）铰接体液压系统组成
（1）转油缸布置
汽车转机构中单缸转部分采双缸转
单缸转双缸省套油缸油考虑转油缸通常布置中央铰接点附时活塞杆高压软易受泥浆水污染矿岩等碰坏
双缸转转角般36°～425°油缸两端直接前车架相连两油缸布置铰接点附称轴线转油缸布置铰接点附系列缺点前车架间支撑刚度转力矩变化较单转油缸优越汽车绝部分采布置处采双缸布置
双缸布置四种情况活塞前车架缸筒铰销车架相连二第种布置相反活塞车架相连缸筒铰销前车架相连三活塞杆铰销车架铰销三点条垂直轴垂直线四活塞杆铰销车架铰销三点条垂直轴垂直线
（2）转操机构
汽车转操机构方盘单杆操两种方盘定空行程转角方盘转2°～5°转油缸开始升压左转右方盘转4～5圈转灵敏性相差方盘转力达40N左右
单杆操操作灵活空行程反映快操力相司机易疲劳种操作方式适合工况部分汽车单杆操转系统
4 转液压系统设计
CA20矿山卸汽车前车架采中间铰接折腰转形式采双缸转转力矩力矩相等转稳定折腰转形式转半径机动性适合井运输求
转液压系统1液压油箱2滤油器3转油泵4压力表开关5压力表6转阀7转油缸8回油滤油器组成原理图图24示转泵油箱吸油输出油直接供全液压转器全液压转阀回油通串联油路回油滤油器回油箱转动全液压转阀时油液转阀进入转油缸油缸活塞产生足够压力汽车左右转转阀溢流阀保证系统压力压力超系统压力时油液溢流阀直接回油箱转阀缓阀转稳
图24 转液压系统原理图
（1）转油缸行程确定
转系统采双缸转双缸两侧行布置中间铰接转总体布置图25示图中点转油缸车架铰接点点油缸前车架铰接点点前车架铰接点分车辆转极限位置时点位置图知：转时
图 25 转油缸尺寸参数
行程：
实际行程取油缸标准中：
类计算选取转油缸径杆径
图25左右转缸转力臂：
（2）工作压力确定
1）转阻力矩计算影响车辆转阻力矩素难精确公式求取般试验测取设计时验公式估算铰接式车辆采列公式求取转阻力矩：
式中：转阻力矩 GF车辆前桥载荷 滚动阻力系数处取η效率般取轴距取θ转角
2）工作压力确定
设油缸压力实现原转须满足：
①
式中：分左右转缸转力臂分转缸活塞杆端活塞杆端面积
转油缸径杆径
式①计算：
面条件转阻力矩前面计算验值定裕度考虑转系统压力损失选取转系统额定压力转缸两端耳环加关节轴承
（3）转器油泵选取
转器选开心反应型配组合阀全液压转器组合阀起保护作转器排量：
式中：交叉连接油缸容积
容积效率取i1方盘转动总圈数转油缸行程
式：
选转器排量圈方盘转速般取柴油机额定转速需油泵供油量油泵排量分：
取泄漏系数转油泵排量：
转油泵选排量型齿轮泵
（4）转时间
转时间汽车转系统重参数井巷道狭窄坡弯路面条件差转太快会产生击设备影响难控制转太慢会发生安全事汽车说转时间较严格规定：原右转左左转右转时间规定
转时间：
式中：原左转右（反）单转时间
油缸行程
油缸流量
油泵转排量
发动机高速空转时转速
转系统容积效率般取~处取
（四）变矩器发动机优化匹配MATLAB程序编制
谓液力变矩器发动机匹配指液力变矩器工作求指定工况（传动）传递发动机扭矩功率种工作情况发动机变矩器性匹配正确发动机性充分发挥者液力变矩器十分理想工况传递发动机功率
通匹配计算求出卸车档牵引力（失速牵引力）车速爬坡力
1油泵力矩损失计算
根文献装载机－结构设计设计表21表22计算工
作油泵空载损失力矩转油泵变速油泵
表21 工况变矩器输入功率力矩
工况
计算
项目
1
2
3
4
变速油泵满负荷工作工作油泵转油泵空载
变速油泵转油泵满负荷工作油泵空载
变速油泵工作油泵满负荷转油泵空载
油泵均满负荷工作
输入功率
KW
输入扭矩
Nm
注：—工作油泵转油泵空载损失功率KW
－变速油泵工作油泵转油泵重载损失功率KW
表22 油泵空载重载力矩损失
变速油泵
工作油泵
转油泵
空载／Nm
159138／
159138／
重载／Nm
159(069+)
159(069+)／
159(069+)／
备 注
—工作油泵转油泵空载损失力矩Nm
—变速油泵工作油泵转油泵重载损失功率Nm
—油泵容积效率
—油泵转速rmin
—变速油泵工作油泵转油泵工作流量Lmin
—变速工作转液压系统实际工作压力MPa
2求发动机标准状况扭矩变矩线器输入扭矩曲
根表22（变矩器输入特性曲线）介绍方法求出画出图26曲线1234（图形更清楚工况Ⅱ曲线未画出）
公式 (12—5)美国克拉克变矩器负载抛物线转换成公制负载抛物线画图26
3变矩器输出特性冷力计算
变矩器输入特性曲线左角数公式 01047 计算出发动机变矩器联合工作输出特性曲线坐标绘出图27
4牵引特性爬破力计算
根文献装载机－结构设计中公式表23数计算出挡速度牵引力爬破力（见表24）绘出图：
图26 柴油机变矩器工作输入特性曲线
图27柴油机变矩器联合工作输出特性曲线
图28 牵引曲线
图29重载牵引曲线
中公式示：
0377／
式中 －卸车行速度Kmh
—变矩器涡轮转速rmin
—轮胎滚动半径m
—传动系统总传动
—轮子牵引力N
—涡轮输出力矩Nm
—传动系统总效率08
—空气阻力系数00466N（kmhm）
—卸车迎风面积m
—变矩器偏置传动
—变速箱挡传动
—驱动桥总传动
表23 变矩器特性计算
序 号
变矩器输入特性
变矩器输出特性
转速rmin
扭矩Nm
转速rmin
扭矩Nm
功率kw
1
21656
5651601
0
17463
0
2
21591
5942665
2159
17210
389082
3
21531
6207371
4306
16232
731935
4
21473
6467537
6442
14681
990303
5
21421
6698197
8658
12928
1159866
6
21393
6820714
10697
11281
1263600
7
21393
6820714
12836
9733
1308215
8
21421
6698197
14995
8232
1292530
9
21504
6327228
17203
6378
1148903
10
21721
5360924
18463
4707
909988
11
21933
4419922
18972
3691
733174
12
22123
3575460
19468
2817
574344
13
22488
1950591
20621
1293
279248
14
22860
292546
22929
0
0
表24牵引特性爬破力计算
序号
挡传动448
挡传动246
Ⅲ挡传动141
Ⅳ挡传动077
kmh
kN
坡度
kmh
kN
坡度
kmh
kN
坡度
kmh
kN
坡度
1
0
24198
370830
0
13287
185160
0
76160
97423
0
41591
45191
2
04699
23847
364258
08558
13094
182111
14931
75049
95734
27342
40970
44258
3
09373
22492
339412
17069
12350
170405
29780
70770
89237
54533
38591
40682
4
14021
20343
301403
25534
11169
151982
44549
63981
78951
81577
34813
35008
5
18650
17912
260110
33964
9834
131336
59256
56298
67341
108507
30519
28563
6
23282
15631
222637
42400
8580
112111
73974
49075
56452
135460
26449
22457
7
27939
13485
188285
50880
7400
94137
88769
42267
46208
162552
22577
16650
8
32637
11404
155639
59436
6256
76794
103698
35655
36273
189888
18782
10961
9
37445
8834
116004
68192
4842
55468
118973
27491
24020
217859
14106
03952
10
40187
6518
80772
73185
3569
36327
127685
20155
13019
233812
9962
02259
11
41294
5110
59504
75202
2795
24711
131203
15702
06345
240255
7472
05991
12
42373
3900
41296
77168
2130
14738
134633
11873
00606
246536
5322
09213
13
44884
1787
09600
81739
969
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142609
5176
09432
261141
1523
14908
14
49906
006
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90887
019
17474
158568
0574
18052
290365
1925
20078
MATLAB程序运行结果
MB
Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6
5651601 5942665 6207371 6467537 6698197 6820714
Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12
6820714 6698197 6327228 5360924 4419922 3575460
Columns 13 through 14
1950591 292546
nB
10e+003 *
Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6
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Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12
21393 21421 21504 21721 21933 22123
Columns 13 through 14
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MT
10e+003 *
Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6
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Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12
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Columns 13 through 14
01293 0
nT
10e+003 *
Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6
0 02159 04306 06442 08568 10697
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Columns 13 through 14
20621 22929
NT
Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6
0 389082 731935 990303 1159866 1263600
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Columns 13 through 14
279248 0
Warning Polynomial is badly conditioned Remove repeated data points
or try centering and scaling as described in HELP POLYFIT
> In C＼MATLAB6p1＼toolbox＼matlab＼polyfun＼polyfitm at line 74
In C＼MATLAB6p1＼work＼ppjs2005m at line 210
Warning Polynomial is badly conditioned Remove repeated data points
or try centering and scaling as described in HELP POLYFIT
> In C＼MATLAB6p1＼toolbox＼matlab＼polyfun＼polyfitm at line 74
In C＼MATLAB6p1＼work＼ppjs2005m at line 215
Warning Polynomial is badly conditioned Remove repeated data points
or try centering and scaling as described in HELP POLYFIT
> In C＼MATLAB6p1＼toolbox＼matlab＼polyfun＼polyfitm at line 74
In C＼MATLAB6p1＼work＼ppjs2005m at line 219
Sigmai
Columns 1 through 2 Columns 3 through 4
1293858 710467 407219 222382
v1
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v2
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Columns 13 through 14
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v3
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v4
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TE1
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TE2
10e+005 *
Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6
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07400 06256 04842 03569 02795 02130
Columns 13 through 14
00969 00019
TE3
10e+004 *
Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6
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Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12
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Columns 13 through 14
05176 00574
TE4
10e+004 *
Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6
41591 40970 38591 34813 30519 26449
Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12
22577 18782 14106 09962 07472 05322
Columns 13 through 14
01523 01925
a1
Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6
370830 364258 339412 301403 260110 222637
Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12
188285 155639 116004 80772 59504 41296
Columns 13 through 14
09600 17277
a2
Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6
185160 182111 170405 151982 131336 112111
Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12
94137 76794 55468 36327 24711 14738
Columns 13 through 14
02670 17474
a3
Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6
97423 95734 89237 78951 67341 56452
Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12
46208 36273 24020 13019 06345 00606
Columns 13 through 14
09432 18052
a4
Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6
45191 44258 40682 35008 28563 22457
Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12
16650 10961 03952 02259 05991 09213
Columns 13 through 14
14908 20078
5技术参数计算
牵引力
390109806
2293788
挡车辆滑时变矩器效率 472
失速时动力素
2293788
06
（五）液压缸装配维护修理工艺
1 液压系统修理般求
液压传动系统采液压油工作介质元件配合精密系统压力较高等身具特点液压传动系统修理提出机械转动系统修理较高求
（1）液压系统中数元件精密零件组成修理程中特注意清洁应做列点：
1）液压系统拆卸修理前必须先清元件表面粘附污物
2）液压元件修理应专车间进行该专修理车间必须具备防尘求野外进行时性抢修应设法防避风沙
3）拆元件应放置零件架工作太放面
4）拆卸工具必须保持清洁
（2）液压元件修理全程中必须认真保护密封件尤唇形密封圈唇部禁止接触汽油
（3）液压传动机械解体状态进行局部修理时注意保护液压元件
（4） 拆卸液压系统时应注意：
1）拆卸前应系统液压油放出确实弄清楚液压回路否残余压力液压回路残余压力盲目拆卸会发生重机械生事：
①拆卸卸汽车液压系统前必须料斗放
②拆卸装蓄器液压系统前必须首先蓄器量全部释放
2）液压元件修机械拆先进行技术性实验性指标低标准时进行分解检查修理
3）液压系统拆卸应十分仔细
①拆卸时乱敲乱谨防损伤免损伤螺纹密封表面尤铝合金件更应注意
②注意保护零件螺纹密封表面放木版塑料板胶布胶纸缠防碰伤
③拆零件应分装入塑料袋保存防丢失
4）拆卸液压液压机械时立柱支撑液压缸缸体活塞杆
5）拆卸油时时拆油做标志防错乱
6）拆油液压泵液压马达液压缸液压阀等元件孔口塑料塞塞胶布胶纸粘封没塑料塞情况塑料袋套口绳扎禁止碎纸棉纱破布堵塞
7）非必联阀拆成体
2 液压缸修理
液压缸液压系统中执行元件液压转换复运动机械液压缸作方式分单作双作两类目前工程机械双作式
（1）液压缸常见障排：
1) 漏油
液压缸工作时停放时果油液活塞杆缸口套筒间缸口套筒导套筒间漏出原前者Y行密封圈损害（应更换）活塞杆碰伤（轻微碰伤细油石修磨碰伤成凹陷时应进行修理更换）者O行圈损坏导套筒破裂应进行更换
2) 沉
铲刀悬空停放活塞杆明显沉铲刀入土说明液压缸动沉液压缸身原：
①活塞 U形密封圈损坏
②缸壁严重拉伤
③活塞杆O形密封圈损坏
④导套筒O形密封圈损坏
⑤导套筒缸口套筒间Y形密封圈损坏
⑥导套筒端缘破裂
⑦活塞杆碰（擦）伤等
原前三条密封件损坏缸拉伤造成两腔间窜油克服较负荷外部易察觉余原引起漏油外部出便排遇液压缸动沉时应先外逐步查明原修复更换已损坏零件
3)运动灵活
液压缸运动灵活原活塞杆弯曲变形导套筒相运动时发卡劲致活塞杆复运动时灵活遇障时应活塞杆进行校正
4)爬行
原液压缸浸入空气致液压缸工作中产生爬行应设法油液中空气排
（2）液压缸零件检验修理
1）尼龙环：否高活塞外径尼龙环磨损活塞外圆齐拉伤裂纹变质等现象应更换
2）活塞杆：表面应光洁损伤弯曲（外端易弯曲）跳动量005~015mm时（短杆取值）应校正（般规定500mm长度跳动量超003mm）
活塞杆表面损伤出现沟槽凹痕轻微细油石修磨严重时需重新镀铬光磨更换新品
活塞杆导套筒配合间隙超1mm时更换导套筒铜套重新镶套
3）缸体：应检查缸体壁磨损情况拉伤偏磨锈蚀等现象拉伤锈蚀严重时00号砂纸加润滑油进行磨拉伤偏磨严重时进行珩磨修理形状误差002~0035mm活塞镀铁加（换加活塞）恢复原配合间隙020~035mm
次应检查缸体外表严重伤痕
4）导套筒：否破裂尤外端易产生裂纹裂纹应更换导套筒铜套拉伤活塞杆配合否松旷拉伤严重配合松旷应更换铜套
3 液压缸装配
装配步骤：
（1）零件洗油清干净压缩空气吹擦拭干净然缸体壁活塞杆等摩擦表面涂抹少量液压油
（2）J形密封圈唇边外装入缸口套筒Y形密封圈唇边里装入导套筒（相港筒言）O形密封圈装入导套筒槽尼龙环装活塞两U形密封圈唇边相背（外）装活塞两端
（3）压紧螺母 缸口套筒 导套筒次套活塞杆（活塞代耳环时法装）然装入挡圈 活塞总成 外挡圈 垫片 固定螺母开口销
（4）活塞杆总成专导套工具装入缸体专装配工具时应特注意：
1) 活塞 U形密封圈进入缸口通缸体油口时应确保唇边受损坏
2）导套筒O形密封圈进入缸体时应剪切
（5）专搬手固定压紧螺母（注意必拧太紧免压坏导套筒）
4 卸汽车液压缸装配
（1）液压缸工作压力140公斤厘米装配210公斤厘米压力进行拉压复运动实验10分钟应漏油现象
（2）活塞杆运行全收位置腔油口堵死1700公斤拉力活塞杆外拉5分钟拉出长度应2毫米
（3）臂液压缸装配球面支撑应摆动
5 液压缸实验
液压缸实验项目检验方法见表25
表25 液压缸实验项目实验方法
序号
实验项目
实 验 方 法
求
1
试运转
试液压缸空负载工况全行程复动作数次
分开截止阀试液压缸全行程复运动2次观察试运转情况
注：级液压缸全行程级液压缸行程总
外渗漏等正常现象
2
低启动压力
试液压缸空载工况调节溢流阀系统逐渐生压压力表测量
试液压缸工作腔活塞启动时低启动压力值
低启动压力超规定值
3
低稳定速度
满负载工况试液压缸活塞设计低速度工程机械39～200毫米秒（机床05毫米秒）速度全行程复动作两次
实验试液压缸低稳定速度
爬行等正常现象
4
泄露量
试液压缸活塞（柱塞）分固定行程两端（单级行程1米时尚须活塞固定行程中间位置）外泄口调节溢流阀试液压缸工作腔压力公称压力保持30秒
开截止阀测量泄露量
注：①级液压缸仅测量缸径中泄露量
② 项试验测量液压缸沉降代
泄露量超规定值
5
外渗漏
满负载工况试液压缸全行程复动作：
⑴单级行程1米时全行程复动作20米
⑵单级行程1～3米时全行程复动作50米
⑶单级行程3米时全行程
动作50次复动作100米
观察试液压缸活塞 杆密封处外渗漏情况
外渗漏满
6
缓效果
试液压缸缓阀开调节溢流阀试液压缸压力公称压力50
试液压缸设计高速度动作实验缓效果
设计求
7
耐压实验
试液压缸活塞分停留全行程两端：
（1）试液压缸公称压力≤160公斤厘米时调节溢流阀试液压缸压力公称压力15倍保持1分钟
（2）试液压缸公称压力＞160公斤厘米时调节溢流阀试液压缸压力公称压力125倍保持2分钟
述条件实验耐压性
外漏等正常现象
8
全行程实验
试液压缸活塞分停两端位置测量全行程长度
设计求
三专题研究
Solidworks双正弦规设计加工斜齿梳齿刀中造型方法研究
梳齿刀展成原理加工直齿斜齿字齿轮种刀具外形象齿条称齿条刀
斜齿梳齿刀加工空刀槽窄双联斜齿轮空刀槽字齿轮斜齿梳齿刀加工字齿轮专门字齿轮刨齿机左右两梳齿刀分插制齿轮左右两侧牙齿
梳齿刀切削刃直线形刀具面面容易制造准确测量齿距误差控制0002毫米齿形角误差～加工齿轮表面光洁度高精度高例马格插齿机梳齿刀加工出6级精度齿轮梳齿刀加工模数直径较齿轮（模数60直径12）加工效率指形铣刀高
1 斜齿梳齿刀工作原理：
斜齿梳齿刀加工斜齿齿轮字齿轮文献齿轮刀具设计P108中图3－17斜齿梳齿刀直齿梳齿刀加工斜齿齿轮较图中斜齿梳齿刀加工空刀槽窄双联斜齿齿轮直齿梳齿刀求较宽空刀槽斜齿梳齿刀斜齿插齿刀较二者 加工空刀槽窄双联斜齿齿轮斜面齿梳齿刀加工齿轮时螺旋角受机床限制（更换刀具）斜齿插齿刀加工时必须带螺旋导轨插齿机齿轮螺旋角螺旋导轨导程决定更改
斜齿梳齿刀加工齿轮梳齿齿轮作展成运动刀具切削刃直线齿形斜齿梳齿刀加工字齿轮指形铣刀相列优点：
(1) 制成齿轮精度高左右两侧牙齿连接处渡曲线文献齿轮刀具设计P108图3－19示刀刃直切两侧牙齿连接处指形铣刀加工时左右两侧牙齿连接处切净影响齿轮啮合
(2)梳齿刀加工相模数压力角意齿数齿轮指形铣刀加工固定齿数齿轮
梳齿刀机床结构复杂般加工齿轮模数24
斜齿梳齿刀工作时前刀面齿轮端面行前刀面基面梳齿刀前刀面中齿形基准齿形字齿轮时采端面齿形基准备齿形端面参数标准值
斜齿梳齿刀加工字齿轮时切削运动斜面刚度高外刀齿左右两切削刃工作条件切削量太般走刀2～6次（根模数定）齿轮切成分析切削图形知切削刃（切入边）切削负荷外刃切削负荷 次走切完齿转角度切样仅刀具两侧切削刃负载均衡减少刀具磨损提高加工效率
2 斜齿梳齿刀切削角度
(1)斜齿梳齿刀顶刃前角角
斜齿梳齿刀切削运动方着齿轮牙齿螺旋角方切削时基面静止时切削时基面切削运动相垂直面梳齿刀顶刃角度文献齿轮刀具设计P109图3－20中分析
顶刃刃倾角
顶刃前角 截面中前角零度顶刃较刃倾角根斜角切削原理顶刃真正工作前角正值
顶刃角应牙齿倾斜方测量文献齿轮刀具设计 P109 图3－20 中A－A截面中测量
螺旋角梳齿刀时
(2) 斜齿梳齿刀侧刃角
非SH型m425右旋斜齿梳齿排刀图纸示切削刃意点A侧角应该点切削运动中轨迹刀面间夹角应N—N截面中测量
截面：
投影4
64984
22226
投影1
投影4 20885
207536
值代入前式化简
式中角式计算
理侧刃角
梳齿刀端面齿形角时果侧刃角
(3)斜齿梳齿刀侧刃前角
梳齿刀切削时基面应切削运动方垂直侧刃前角应N—N截面中测量基面O O 前刀面间夹角N—N截面中侧刃前角
投影4 42726
投影1 07621
代入前式
理侧刃前角
两侧刃前角绝值相等符号相反边正前角边负前角式中角公式计算
斜齿梳齿刀算出样梳齿刀工作时两侧刃切削条件极衡侧前角太侧负前角样刀具工作时切削力刀具磨损均衡工作条件恶劣改善两侧切削刃工作条件采取先特殊刃磨方法文献齿轮刀具设计 P111 图3－22示两侧刃楔角样实际侧刃前角左右
3 斜齿梳齿刀结构尺寸
斜齿梳齿刀般采端面参数标准值标准值等果齿轮参数法值时应先换算成端面数值
设计梳齿刀时知道前刀面中项参数测量梳齿刀时外知道梳齿刀齿背相垂直N—N截面中齿形设计加工梳齿刀二次刀具文献齿轮刀具设计 P112 图3－23梳齿刀工作位置前角磨成角前刀面中齿倾斜角工作位置牙齿投影斜角
加工梳齿刀时梳齿刀齿背放水位置A2图纸示铣刀进行铣齿（磨齿）求出时刀具牙齿斜角牙齿左右齿形角
非SH型m425右旋斜齿梳齿排刀图纸中齿背斜角
梳齿刀齿背相垂直N—N截面中齿形角（钝边齿形角）
投影2中
代入前式
代入式化简
理侧锐边齿形角
斜齿梳齿刀结构尺寸长度L厚度B等验数加工字齿轮梳齿刀两付左斜齿右斜齿梳齿刀牙齿斜外尺寸完全致字齿轮梳齿刀结构尺寸见文献齿轮刀具设计 P113 图3－25表3—4
加工斜齿双联齿轮推荐文献齿轮刀具设计 P113图3－26中结构种梳齿刀尺寸见表文献齿轮刀具设计 P113表3—5
4 梳齿刀公差技术求
目前国未定梳齿刀标准建议参考面公差技术求
(1)梳齿刀切削部分高速钢制造热处理终硬度HRC63~66范围硬度前刀面测量梳齿刀切削部分脱炭软点
(2)齿刀夹持部分40Cr工具钢制造热处理终硬度HRC35~45范围
(3)齿刀加工条件求分面四种：
1)精切梳齿刀A级——加工6级精度齿轮
2)精切梳齿刀B级——加工7~8级精度齿轮
3)粗切梳齿刀——齿轮粗加工
4)磨前梳齿刀——磨前齿轮加工
(4)梳齿刀制造公差表中规定数值
表31 梳齿刀齿形参数公差
检测项目
模数范围
精切梳齿刀
粗切梳齿刀
磨前梳齿刀
A级
B级
齿距极限误差
425～60
0006
0010
0045
0030
相邻齿距误差
425～60
0008
0017
—
—
齿形直线性误差
425～60
0009
0015
0050
0035
节线齿顶修缘起点间距离偏差
425～60
0140
0170
—
—
齿厚偏差
10～80
0015
0070
0030
量棒测齿厚时量棒端止端尺寸
10～80
001
005
002
顶刃支承面等度偏差
10～60
0015
0040
0030
(5)直齿梳齿刀齿厚齿高常量棒测量量棒直径根文献齿轮刀具设计 P113图3—27式计算
量棒端止端直径见文献齿轮刀具设计 P113表3—6
斜齿梳齿刀齿厚齿高量棒测量量棒直径式计算
式中 ——法齿距
——法齿顶宽度式计算：
——左右法齿形角式计算
(6)梳齿刀厚度公差名义尺寸差应超两面等度偏差（100mm长度）
m10~55时001mm
m时 0015mm
(7)齿刀角名义值偏差
(8)梳齿刀齿形修缘部分齿形角偏差
(9)梳齿刀宽度A名义值偏差
(10)梳齿刀齿倾角偏差精切梳齿刀（10mm差）粗切梳齿刀（10mm差）
(11)梳齿刀长度名义值偏差：
模数 m1~5时
m>5时
(12)切字齿轮斜齿梳齿刀（右斜齿左斜齿梳齿刀）拼合公差：
1)基准端面第三齿距离a（文献齿轮刀具设计 P116图3—28）梳齿刀差精切梳齿刀超003mm粗切梳齿刀超005mm
2)圆柱端面A距离b梳齿刀差超01mm
3)梳齿刀厚度差应超002mm
4)梳齿刀宽度差精切梳齿刀超002mm粗切梳齿刀超005mm
5)梳齿刀底基面基准端面垂直性误差应超005mm
5 加工模数425非SH型斜齿字齿轮梳齿刀设计象：
已知刀具尺寸相关参数：B级精度查参考资料［4］中表34参数：
（1）梳齿刀端面参数计算：
端面齿距： p135902
法面齿距： p
端面齿厚： sp267951
法面齿厚： sp266759
端面模数：m
端面压力角：
全齿高： h(125+13)m110310
齿顶高： h125m54074（图31图32中出梳齿刀端面齿形）
图31 梳齿刀端面齿形
图32 梳齿刀螺旋角
（2）梳齿刀角度计算：
1)斜齿梳齿刀顶刃前角角：
顶刃刃倾角：
顶刃前角：
顶刃角：()
2)斜齿梳齿刀侧刃角：
截面：
64984
22226
20885
207536
理推知：
代入已知参数
3)斜齿梳齿刀侧刃前角：
42726
07621
理知：
代入已知参数′
(3)斜齿梳齿刀结构尺寸：
斜角牙齿左右齿形角：
理推
代入已知参数′（第正弦规旋转角度图33示）
锐边齿形角
钝边齿形角
图33 第正弦规旋转角度
分析计算知第二正弦规应旋转图34示
图34 第二正弦规旋转角度
（4）NN剖端面参数转换关系
p pcos133518
sp266759
hhcos104911
h h cos51427
（5）线切割加工齿形参数转换关系
p p 13 3740
sp266870
hhcos104911
h h cos51427
锐边齿形角钝边齿形角
线切割加工齿形图35示
图35 线切割加工齿形
根资料［26］表36查梳齿刀齿形参数公差：
1)齿距极限误差：mm
2)相邻齿距误差：0017mm
3)齿形直线性误差：0015mm
4)节线齿顶修缘起点间距离偏差：mm
5)齿厚偏差：mm
6)量棒测齿厚时量棒端止端尺寸：mm
顶刃支承面行度偏差：0015mm
参考文献
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22 中国民解放军工程兵机械学校 工程机械修理（底盘）册 （部资料）
23 王沫然 MATLAB60科学计算 电子工业出版社2001
24 四川省机械工业局 复杂刀具设计手册 机械工业出版社1979
谢辞
历时四月毕业设计现已初步完成次毕业设计课题CA20卸汽车桥制动系统设计提高国卸汽车领域设计制造力通次设计学许原未学东西没掌握知识更进步巩固独立思考综合运掌握理知识力提高学会生产实际出发针实际课题解决实际问题掌握综合种设计手册图册资料方法提高电脑绘图水参加工作做必准备基础更四年机械设计制造动化专业知识次综合
次毕业设计学四年学知识做次总测验提升设计解决问题力手段指导老师李必文副教授仅专业知识细心教导教导正确生观价值观走工作岗位学生说受益匪浅
次设计暴露少缺点问题：学知识没做仔细认真消化许方面概认识没深入探讨实际事物没深刻解没做理联系实际没达学知识熟练运水侧面反映出设计验足思维够开拓够灵活出结：现走工作岗位深造应该虚心老师前辈学断完善提高水
感谢李必文副教授毕业设计程中帮助指导方面较发展时感谢彬老师液压系统设计程中予帮助第次系统性设计存许缺点足位老师谅解
附页：
单刃刀具
刀具切削部分（产生切屑部分）刀杆常车床转塔车床龙门刨床牛头刨床镗床类似机床图230典型单刃刀具重特征切削刃相邻刀面图示定义：
1 前刀面切屑流表面
2 刀面工件已加工面相表面
3 切削刃刀面担负切削务边缘刀刃切削刃中担负工件渡表面切削务部门余副刃
4 刀尖副刃相连接处段刀刃曲线直线副刀刃交点
般言刀具切削时相工件运动两方面：
1 机床运动相运动称刀具运动
2 机床进运动相运动（图231）
两运动合成称合成切削运动定义机床运动进运动产生合成运动
应该注意机床作进运动时刀具接触工件合成切削运动等运动连续进运动时运动合成运动间夹角做切削速度角角度通常数情况假设零外切削速度v刀刃选顶点相工作瞬时速度切削刃时变化进速度刀刃
选定点相工件进运动固定变总合成速度刀刃选顶相工作瞬时合成切削运动表示数实际加工通常假设考虑切削刀具角度时重角度偏角刀刃选定点切切削层厚度——未变形切削厚度极影响着切削功率严格说应垂直切削刃垂直合成切削运动方测量然实际前述垂直运动方测量图232续图中测量图232知中进量进运动方测量切削层参数单刃刀具切削时等进量f
切削层横截面积A似表示中背吃刀量前切削度背吃刀量包含运动进运动面垂直方测量切削层尺寸（图231）般言背吃刀量决定单刃刀具工件切材料厚度
*图230 典型单刃刀具刀柄 切削部分刀具轴线副切削刃基面副刀面切削刃刀尖前刀面刀面*
*图231 外圆车削时合成切削运动刀具运动矢量合成切削速度角合成切削运动矢量刀刃选定点刀具进运动矢量*
*图232 单刃刀具切削 进量刀杆偏角切削层截面前刀面背吃刀量（切削深度）切削刃副切削刃未变形切削厚度刀尖包括运动进运动面
夹具
前示工件必须相刀具定位置定位夹紧工件划线加工前必须确定出相机床运动位置夹紧
需加工干相工件时通夹具须工件进行划线果加工铸件者锻件需工件进行划线确保加工出合格工件造成肋条孔等位置便宜
钻模夹具相似确保工件正确定位夹紧装置处钻模具实际加工程导引刀具装置夹具没实际切削程中钻头绞刀类似刀具进行引导钻削加工关夹具钻模加工关夹具夹具装调整刀具相定位工件位置装置
夹具优点概括：
省划线测量调整等手续工件正确定位刀具正确导引调整熟练工握快速进行操作
便零件装配零件致性尺寸公差范围较省试装锉配工作零件具互换性果产品广销备件供应问题简化装螺栓螺栓孔通常15～30mm间隙读者怀疑样零件否必制造精密夹具应该牢记夹具制造出便加工厂许零件精密制造夹具附加成分摊数众工件外机构装配程中误差累积起公差规定确保求允许意划线尺寸超出规定值
（1） 工件定位图227表示空间完全受约束刚体时具6度考虑度时三互相垂直坐标轴XXYYZZ表示物体坐标轴移动具三移动度绕坐标轴转动三转动度6度工件定位时必须限制度确保加工时获需精度应提前加工出合适定位面保证精度微言轻加工面定位基面非原必须外定位面外定位面必须根原定位面加工新定位面
（2） 工件夹紧夹紧机构必须夹紧工件承受切削力夹紧力免造成工件变形损坏工件夹紧点方应支承确保力夹具体承受然转机床工件台床身承受设计夹具时应保证夹紧机构施加合适夹紧力夹紧操作迅速安全
（3） 容提
1）批量生产时工件进行划线作切削标志线铸件锻件毛坯进行划线检验否足够加工余量
2）果批量允许工件采夹具定位夹紧采划线夹具工件定位夹紧机构钻模切削程中刀具导引元件夹具切削前调刀装置
译文
Single –Point Tools
Singlepoint tools are cutting tools having one cutting part (or chip producing element) and one shank They are commonly used in lathes turret lathes planers shapers boring mills and similar machine tools A typical singlepoint tool is illustrated in Fig230 The most important features are the cutting edges and adjacent surfaces These are shown in the figure and defined as follows
the face is the surface or surface over which the chip flows
The flank is the tool surface or surfaces over which the surface produced on the workpiece passes
The cutting edge is that edge of the face which is intended to perform cutting The tool major cutting edge is that entire part of the cutting edge which is intended to be responsible for the transient surface on the workpiece The tool minor cutting edge is the remainder of the cutting edge
The corner is the relatively small portion of the cutting edge at the junction of the major and minor cutting edges it may be curved or straight or it may be the actual intersection of these cutting edges
In general when a tool is applied to a workpiece its motion relative
to the workpiece has two components
The motion resulting form the primary motion of the machine tool which can be called the primary motion of the tool
The motion resulting form the feed motion of the machine (Fig231)
The resultant of these two tool motions is called the resultant cutting motion and is defined as the motion resulting from simultaneous primary and feed motions
It should be noted that in machine tools where the feed is applied while the tool is not engaged with the workpiece (as in shaping or planning for example )the resultant cutting motion is identical to the primary motion When the feed motion is applied continuously the angle between the direction of primary motion and the resultant cutting direction is called the resultant cuttingspeed angleη This angle is usually extremely small and for most practical purposes can be assumed to be zero Further the cutting speed the instantaneous velocity of the primary motion of the selected point on the cutting edge relative to the workpiece can vary along the major cutting edge The feed speed the instantaneous velocity of the feed motion of the selected point on the cutting edge relative to the workpiece is constant
Finally the resultant cutting speed the instantaneous velocity of the resultant cutting motion of the selected point on the cutting edge relative to the workpiece is given by but since for most practical operations is very small it can generally be assumed that One of the important tool angles when considering the geometry of a particular machining operation is the angle in Fig232 called the major cuttingedge angle The thickness of the layer of material being removed at the selected point on the cutting edge known as the underformed chip thickness chip thickness significantly affects the power required to perform the operation Strictly this dimension should be measured both normal to the cutting edge and normal to the resultant cutting direction However for all practical purposes since is small as described above can be measured normal to the direction of primary motion thus in Fig232 and all subsequent figures will be measured this way From Fig232 therefore is given by where is the feed engagement the instantaneous engagement of the tool cutting edge with the workpiece measured in the direction of feed motion For singlepoint cutting operations is equal to the feed and therefore
The crosssectional area of the layer of material being removed (crosssectional area of the uncut chip) is approximately giver by where is the base engagement previously known as depth of cut The back engagement is the instantaneous engagement of the tool with the workpiece measured perpendicular to the plane containing the directions of primary and feed motion(Fig231) In general the back engagement determines the depth of material removed from the workpiece in a single point cutting operation
Jigs and Fixtures
It has already been stated the workpiece must be located relative to the cutting tool and be secured in that position After the workpiece has been marked out it is still necessary to position it with respect to the machine movement and to clamp it in that position before machining is started
When several identical workpiece are to be produced the need to mark out each part is eliminated by the use of jigs and fixtures but if a casting or forging is involve a trail workpiece is marked out to ensure that the workpiece can be produced from it and to ensure that ribs cores etc have not become misplaced
Jigs and fixtures are alike in that they both incorporate devices to ensure that the workpiece is correctly located and clamped but they fifer in that they both incorporate means of tool guiding during the actual cutting operation and fixtures do not In practice the only cutting tools that can be guided while actually cutting are drills reamers and similar cutters and so jigs are associated with drilling operations and fixtures with all other operations Fixtures may incorporate means of setting the cutting tools relative to the location system
The advantage of jigs and fixtures can be summarized as follows
1 marking out and measuring and setting out methods are eliminated
2 unskilled workers may proceed confidently and quickly in the knowledge that the workpiece can be positioned correctly and the tools guided or set
3 the assembly of parts is facilitated since all components will be identical within small limits and trying’ and filing of work is eliminated
4 the parts will be interchangeable and if the product is sold over a wide area the problem of spare parts will be simplified
Bolt holes often have 15mm or even 30mm clearance for the bolt and reader may doubt the necessity of making precision jigs for such work It must remembered that the jigs once made will be used on many components and the extra cost of an accurately made jigs is spare over a large output Further more it is surprising how small errors accumulate in a mechanism during its assembly When a clearance is specified it is better to ensure its observance rather than allow careless marking out and machining to encroach upon it
(1) the location of workpiece Fig 227 represent a body that is completely free in space in this condition it has six degrees of freedom Consider these freedom with respect to the three mutually perpendicular axes XXYY and ZZ The body can move along these axes it therefore has three freedoms of translation It can also rotate about any of the three axes it therefore has three freedoms of rotation the total number of freedoms is six When work is located as many of these freedoms as possible must be eliminated to ensure that the operation is performed with the required accuracy Accuracy is ensured by machining suitable location features as early as possible and using them for all location unless other considerations mean the other location features must be used If it is necessary the new location features must be machined as a result of location from the former location features
(2) The clamping of the workpiece The clamping system must be such that the workpiece is held against the cutting forces and the clamping force must not be so great as to cause the workpiece to become distorted or damaged The workpiece must be supported beneath the point of clamping to ensure that the forces are taken by the main frame of the jig or fixture and on to the machine table and bed When jigs and fixtures are designed to ensure that the correct clamping force is applied and that the clamps can be operated quickly but with safety
(3) Summary
1) small quantity production involves marking out to produce guidelines for machining Marking out is also done upon trial castings and forgings to check that there is enough metal allowed for cleaning up
2) If the quantity permits workpieces are located and clamped in jigs or fixtures instead of marking out each workpiece Jigs and fixtures incorporate means of locating and clamping the workpiece Jigs also include means of guiding the tool during the cutting and fixtures include means of setting the tool before cutting
3) 文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
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