柴油機(jī)氣缸體工藝及專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)

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1、 機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目: 柴油機(jī)氣缸體工藝及專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 張炎濤 學(xué) 號(hào)： 2004142043 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 機(jī)自0402 指導(dǎo)教師： 馬玉平 2008 年 5 月 31 日 1 目 錄

2、 1 緒論………………………………………………………………………1 1.1 課題來(lái)源與意義………………………………………………………1 1.2 組合機(jī)床的組成及分類(lèi)………………………………………………1 1.3 組合機(jī)床的特點(diǎn)………………………………………………………2 2 被加工零件的工藝方案的擬定…………………………………………3 2.1 零件的工藝分析………………………………………………………3 2.2 零件工藝方案的擬定…………………………………………………3 2.3 機(jī)床加工方案確定……………………………………………………4 2.4 切削用量的確定

3、………………………………………………………4 3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)——“三圖一卡” …………………………………6 3.1 被加工零件工序圖……………………………………………………6 3.2 加工示意圖……………………………………………………………6 3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系圖………………………………………………………8 3.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡………………………………………………………11 4 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)…………………………………………………17 4.1 多軸箱的選擇………………………………………………………17 4.2 多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖…………………………

4、…………………18 4.3 多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)……………………………………………………19 4.4 主軸、傳動(dòng)軸、齒輪的確定及動(dòng)力計(jì)算…………………………26 4.5 多軸箱總圖及零件圖的繪制………………………………………30 4.6 鏜刀具的設(shè)計(jì)………………………………………………………31 5 夾具滑臺(tái)和專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)……………………………………………32 5.1 零件定位分析………………………………………………………32 5.2 零件夾緊分析及計(jì)算………………………………………………32 5.3 夾具滑臺(tái)的選擇……………………………………………………35 5.

5、4 夾具設(shè)計(jì)……………………………………………………………35 設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………………………………………………37 致謝…………………………………………………………………………38 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………39 1 緒論 1.1 課題來(lái)源與意義 1.1.1 課題來(lái)源 該課題來(lái)自工廠(chǎng)，柴油機(jī)氣缸體是柴油機(jī)上的主要零件，年產(chǎn)量為10000件。生產(chǎn)中常用組合機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床組成的流水線(xiàn)進(jìn)行組織生產(chǎn)。本課題依據(jù)于此，是專(zhuān)用機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 根據(jù)圖樣技術(shù)要求規(guī)定，三軸兩工位立式鏜床用于粗鏜氣缸孔基刮止口，氣缸

6、材料為HT250，硬度180~230HB，加工余量為5mm，零件外形尺寸為860mm×320mm×425.4mm。 本設(shè)計(jì)涉及到機(jī)制專(zhuān)業(yè)學(xué)生所學(xué)的主要專(zhuān)業(yè)課和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，能充分得到機(jī)制專(zhuān)業(yè)方面能力的訓(xùn)練。要求在設(shè)計(jì)過(guò)程中掌握專(zhuān)用機(jī)床的設(shè)計(jì)方法，盡量采用合理的機(jī)床設(shè)計(jì)方案，保證加工精度、生產(chǎn)率以及操作方便。 1.1.2 課題的意義 組合機(jī)床是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備,它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用,因而被廣泛用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。 柴油機(jī)是大量生活設(shè)備及生產(chǎn)機(jī)械的主要?jiǎng)恿Σ考?，柴油機(jī)氣缸體是柴油機(jī)的主要元件，是需要大批量生產(chǎn)的

7、產(chǎn)品。而他的特殊的不規(guī)則的機(jī)構(gòu)已經(jīng)不能用常用機(jī)床加工了，必須設(shè)計(jì)專(zhuān)用機(jī)床來(lái)快速生產(chǎn)并要保證質(zhì)量，因此可在自動(dòng)線(xiàn)上完成一系列加工，而本課題只是這條加工自動(dòng)線(xiàn)上的一道工序。現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)完全能夠完成本道工序的自動(dòng)化加工，可提高生產(chǎn)效率，提高加工精度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 1.2 組合機(jī)床的組成及分類(lèi) 組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專(zhuān)用部件組成的一種高效專(zhuān)用機(jī)床。 通常組合機(jī)床由以下部件組成：動(dòng)力箱、多軸箱、滑臺(tái)、切削頭、夾具、側(cè)底座、中間底座、液壓裝置、電氣設(shè)備、刀工具等。 組合機(jī)床的通用部件分大型和小型兩大類(lèi)。大型通用部件是指電機(jī)功率為1.5——30千瓦的動(dòng)力部件及

8、其配套部件。這類(lèi)動(dòng)力部件多為箱體移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。小型通用部件是指電機(jī)功率在0.1——2.0千瓦的動(dòng)力部件及其配套部件。這類(lèi)動(dòng)力部件多為套筒移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。用大型通用部件組成的機(jī)床稱(chēng)為大型組合機(jī)床。用小型通用部件組成的機(jī)床成為小型組合機(jī)床。 組合機(jī)床除分為大型和小型外，按配置形式又分為單工位和多工位機(jī)床兩大類(lèi)。單工位機(jī)床又有單面、雙面、三面和四面幾種工作形式，多工位機(jī)床則有移動(dòng)工作臺(tái)式、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式、中央工作臺(tái)式和回轉(zhuǎn)鼓輪式等工作形式。 1.3 組合機(jī)床的特點(diǎn) 組合機(jī)床特點(diǎn)： （1）主要用于箱體類(lèi)零件和其他不規(guī)則零件的的孔面加工。 （2）生產(chǎn)率高。因?yàn)楣ば蚣?，可多面，多工位，多軸，

9、多刀同時(shí)自動(dòng)加工。 （3）加工精度穩(wěn)定。因?yàn)楣ば蚣校蛇x用成熟的通用部件，精密夾具和自動(dòng)工作循環(huán)來(lái)保證加工精度的一制性。 （4）研制周期短，便于設(shè)計(jì)，制造和使用維護(hù)，成本低。因?yàn)橥ㄓ没?，系列化，?biāo)準(zhǔn)化程度高，通用零部件占70%——90%，通用件可組織批量生產(chǎn)進(jìn)行預(yù)制或外購(gòu)。 （5）自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 （6）配置靈活，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)模塊化，組合化。可按工件或工序要求，用大量通用部件和少量專(zhuān)用部件靈活組成加工各類(lèi)零件用的組合機(jī)床及自動(dòng)線(xiàn)；機(jī)床易于改裝；產(chǎn)品或工藝變化時(shí)，通用部件一般還可以重復(fù)使用。 2 被加工零件的工藝方案的擬定 2.1 零件的工藝分析 本課題設(shè)計(jì)的機(jī)床是專(zhuān)

10、用來(lái)加工柴油機(jī)六個(gè)氣缸孔及止口粗加工的組合機(jī)床。氣缸體共六個(gè)氣缸孔，公差帶為H11，且有一定的位置度要求，滿(mǎn)足位置度公差值為⊙0.3，且滿(mǎn)足獨(dú)立原則，即孔的位置公差應(yīng)小于⊙0.3mm，不受尺寸公差帶的限制。 對(duì)于箱體類(lèi)零件有較高精度的孔加工，定位基準(zhǔn)常采用“一面兩孔”定位。在本道工序中，采用地面作為定位基準(zhǔn)面，“兩孔”選用地面的定位銷(xiāo)孔，一孔用圓柱銷(xiāo)一孔用菱形銷(xiāo)，夾緊力作用在頂面。這樣消除了工件的六個(gè)自由度，定位穩(wěn)定可靠，有利于提高各孔的位置精度。 零件的生產(chǎn)批量試舉定采用單工位、雙工位或自動(dòng)線(xiàn)，還是按中小批生產(chǎn)特點(diǎn)設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要因素。本次設(shè)計(jì)所加工的零件的生產(chǎn)節(jié)拍是30分鐘/每件，生

11、產(chǎn)綱領(lǐng)為10000件，屬于大批量生產(chǎn)，工序安排一般趨于分散，且粗、精加工分布在不同的機(jī)床上加工完成，通過(guò)調(diào)研，可考慮采用液壓傳動(dòng)機(jī)床。 2.2 零件工藝方案的擬定 1. 鑄造零件毛坯 2. 粗、精銑定位底面 3. 粗鏜氣缸孔，刮止口（本課題設(shè)計(jì)內(nèi)容） 4. 精鏜氣缸孔，刮止口 5. 熱處理 6. 去毛刺，清洗 7. 終檢 本課題設(shè)計(jì)的專(zhuān)用機(jī)床就是用來(lái)完成粗鏜氣缸孔、刮止孔這一工序的，氣缸孔有三個(gè)不同直徑的加工面，設(shè)計(jì)第一把鏜刀用來(lái)平整鑄造出的通孔，第二、三把鏜刀切削圓柱面。 2.3 機(jī)床加工方案確定 大型組合機(jī)床的配置型式可分為單、多工位兩大類(lèi)，按照工序集中程度和不

12、同生產(chǎn)需要還有其他配置型式。工序高度集中的組合機(jī)床結(jié)合工件的特定情況來(lái)配置，并增設(shè)動(dòng)力部件來(lái)加工工件的多個(gè)表面。用于大批量生產(chǎn)的組合機(jī)床，為提高生產(chǎn)率，除縮短加工時(shí)間和輔助時(shí)間，盡量使輔助時(shí)間和加工時(shí)間重合外，還可考慮在每個(gè)工位上同時(shí)安裝幾個(gè)工件同時(shí)加工，或者在一個(gè)工位上設(shè)置幾套夾具。本課題設(shè)計(jì)機(jī)床要加工的位是同樣規(guī)格呈直線(xiàn)排列的六個(gè)氣缸孔，根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求的分析，大體可確定采用立式三軸兩工位。配置主軸箱一個(gè)，立式液壓滑臺(tái)一個(gè)，滑動(dòng)夾具工作臺(tái)一個(gè)，專(zhuān)用夾具一套，PC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)一套，單獨(dú)液壓站驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)一套。 2.4 切削用量的確定 1、確定切削速度V、轉(zhuǎn)速n、進(jìn)

13、給量和 由參考文獻(xiàn)【1】《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》表3-11查得，采用硬質(zhì)合金刀具粗鏜鑄鐵時(shí)切削速度V=35-50m/min。 粗鏜128.5mm的孔時(shí) 取V=50m/min n= 取實(shí)際轉(zhuǎn)速n=120r/min則實(shí)際切削速度 V= 粗鏜122.5mm的孔時(shí) 取V=48m/min n= 取實(shí)際轉(zhuǎn)速n=120r/min則實(shí)際切削速度 V= 粗鏜119.5mm的孔時(shí) 取V=46m/min n= 取實(shí)際轉(zhuǎn)速n=120r/min則實(shí)際切削速度 V= 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.4-1.5mm/r，取f=0

14、.9mm/r 則每分鐘進(jìn)給量=n×f=120×0.9=108mm/min 2、確定切削力F 切削轉(zhuǎn)矩T 切削功率P 由參考文獻(xiàn)【3】《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-24得硬質(zhì)合金刀具鏜孔時(shí)的一系列公式如下： 圓周力 切削轉(zhuǎn)矩 切削功率 —切削深度(mm) =3mm (每刀切削深度不同，最大為3mm) f—進(jìn)給量(mm/r) f=0.9mm HB—布氏硬度 HB=HBmax-1/3(HBmax-HBmin)=230-1/3(230-180)=213.3 D—加工直徑（mm） V=切削速度(m/min) 最大圓周力N 最大徑向力 最大切削轉(zhuǎn)矩Nmm 最

15、大切削功率 3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)——“三圖一卡” 3.1 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)已確定的工藝方案，表示在該組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容，加工部件尺寸、精度，表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)，加緊部件以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前的加工余量，毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和驗(yàn)收機(jī)床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件圖的基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床的加工內(nèi)容，并作出必要的說(shuō)明而繪制的。 3.1.1 被加工零件工序圖包括的內(nèi)容 （1） 被加工零件的外形和主要輪廓尺寸

16、，以及與本工序機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。如本設(shè)計(jì)加工的零件的外形尺寸854mm×320mm×425.4mm。 （2） 本工序選用的定位基準(zhǔn)、加壓部位及加緊方向，以便據(jù)此進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)和導(dǎo)向設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)選用底面為定位基準(zhǔn)，底面及底面上的兩銷(xiāo)定位，頂面加緊。 （3） 本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對(duì)上一道工序的技術(shù)要求。本設(shè)計(jì)工序加工表面為氣缸孔，尺寸分別為mm,mm,和mm。位置公差為。 （4） 注明被加工零件的名稱(chēng)、編號(hào)、材料、硬度和加工余量。本加工零件為氣缸體，材料為HT250，硬度為180—230HBS，總加工余量為5mm。 3.1.2 另附

17、被加工零件工序圖 3.2 加工示意圖 加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的，是表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖，是設(shè)計(jì)刀具、輔具、夾具、多軸箱和液壓、電器系統(tǒng)以及選擇動(dòng)力部件、繪制機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)，是對(duì)機(jī)床總體布局和性能的原始要求，也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必備的主要技術(shù)文件。 3.2.1 加工示意圖表達(dá)和標(biāo)注的內(nèi)容 （1） 反映機(jī)床的加工方法、加工條件及加工過(guò)程。本課題設(shè)計(jì)的是三軸二工位立式組合鏜床，用于粗鏜氣缸孔刮止口。加工過(guò)程：第一組刀具鏜mm的孔，預(yù)切削去除鑄件表面的不光滑的毛刺等；第二組刀鏜mm；第四組刀刮止口mm。 （2） 根據(jù)加工部位特

18、點(diǎn)及加工要求，確定刀具類(lèi)型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)尺寸（直徑和長(zhǎng)度）。為保證機(jī)床加工效率，避免在鏜孔時(shí)需要二次調(diào)整夾具，選擇剛性主軸，在主軸箱前蓋加專(zhuān)用套杯固定。選取硬質(zhì)合金鏜刀頭裝在專(zhuān)用鏜桿上，在確定專(zhuān)用鏜桿直徑時(shí)要保證鏜桿有足夠的剛度，又要使鏜桿與工件間有適當(dāng)?shù)娜菪伎臻g。鏜桿直徑d=（0.6—0.8）D=0.8×119.5=95.6mm。取鏜桿直徑為96mm鏜桿用優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼制造，經(jīng)過(guò)鍛造、調(diào)質(zhì)、淬火（或滲碳處理）。 （3） 確定主軸的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度。查《組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-4可知主軸軸徑選50mm，為承受較大的徑向力和軸向力這里選用圓錐軸承主軸，型號(hào)為50-1T0721-4

19、1的剛性主軸，主軸外伸40mm。 （4） 標(biāo)明主軸、夾具與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。 （5） 根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具材料特點(diǎn)，合理確定并標(biāo)注主軸的切削用量。 （6） 確定機(jī)床傳動(dòng)部件的工作行程及工作循環(huán)。選擇1HY63型立式機(jī)床，加工深度為345mm，查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》表3-24選取切入長(zhǎng)度為10mm，切出長(zhǎng)度為10mm，初步確定工進(jìn)深度為365mm。 3.2.2 另附加工示意圖 3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按照初步選定的主要通用部件的總體結(jié)構(gòu)繪制的。它用來(lái)表示機(jī)床的配置形式、主要構(gòu)成及部件安裝位置、互相聯(lián)系、運(yùn)

20、動(dòng)關(guān)系和操作方位的總體布局圖。它用于檢驗(yàn)各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系能否滿(mǎn)足加工要求和通用部件選擇是否合適。它為多軸箱、夾具等專(zhuān)用部件設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。它可以看成機(jī)床總體外觀(guān)簡(jiǎn)圖。尤其輪廓尺寸、占地面積、操作方式等可以檢驗(yàn)是否適合現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境。 3.3.1 選擇動(dòng)力箱、動(dòng)力滑臺(tái)、立柱及其側(cè)底座 動(dòng)力部件的選擇主要是確定動(dòng)力箱和動(dòng)力滑臺(tái)。本工序根據(jù)已定的工藝方案和機(jī)床配置型式并結(jié)合使用及修理等因素，確定機(jī)床為立式兩工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床，液壓滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，選用配套的動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)多軸箱鏜孔主軸。 動(dòng)力箱規(guī)格與滑臺(tái)匹配，其驅(qū)動(dòng)功率主要根據(jù)多軸箱所傳遞的切削功率來(lái)選用。 式中——消耗于各

21、主軸的切削功率的總合，單位為kW； ——多軸箱的傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)取0.8∽0.9，加工有色金屬時(shí)取0.7∽0.8；主軸數(shù)多、傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值；這里取0.9。 所以： kW 根據(jù)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5-39選1TD50-ⅴ型動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)（r/min；電動(dòng)機(jī)選Y160M-6，功率為7.5 kW） 進(jìn)給速度： mm/min 根據(jù)切削速度可以確定進(jìn)給力為： 則多軸箱所需要的進(jìn)給力為=16578N 由《組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2-4，并根據(jù)動(dòng)力箱尺寸，選用1HY63動(dòng)力滑臺(tái)，相配合的1CL63型立

22、柱，1CD631側(cè)底座。 3.3.2 確定機(jī)床裝料高度H 裝料高度指工件安裝基面至地面的垂直距離，在確定機(jī)床裝料高度時(shí)，首先要考慮工人操作的方便性；對(duì)于流水線(xiàn)要考慮車(chē)間運(yùn)送工件的滾道高度；對(duì)于自動(dòng)線(xiàn)要考慮中間底座的足夠高度，以便允許內(nèi)腔通過(guò)隨行夾具返回系統(tǒng)或冷卻排屑系統(tǒng)，其次是機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸限制和剛度要求。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)常在850～1060之間選取?？紤]到排屑、機(jī)床刀具調(diào)整的方便以及車(chē)間內(nèi)工件傳送滾道的高度，選擇裝料高度為940mm，本設(shè)計(jì)所選的動(dòng)力滑臺(tái)的高度為450mm，輸送裝置高度為60mm，則側(cè)底座的高度為430mm。 初步確定動(dòng)力部件工作行程如圖表示： 3.3.3 確定

23、夾具輪廓尺寸 主要確定夾具底座的長(zhǎng)，寬，高尺寸。工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具底座輪廓尺寸的基本依據(jù)。具體要考慮布置工件的定位，限位，夾緊機(jī)構(gòu)，刀具導(dǎo)向裝置以及夾具底座排屑和安裝等方面的空間和面積的需要。 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)課題中工件外形尺寸為854mm×320mm×425.4mm，初選夾具外形尺寸為1000mm×800mm×460mm。 3.3.4 確定多軸箱輪廓尺寸 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，鏜類(lèi)立式多軸箱厚度為340mm。因此，確定多軸箱尺寸，主要是確定多軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度h。根據(jù)實(shí)際情況和動(dòng)力箱的選擇，查《組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-1及表7-4我們可以初定多軸箱的輪廓尺寸80

24、0×630。 查《組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-2我們可以初步確定多軸箱后蓋和動(dòng)力箱法蘭尺寸。 其中為100mm，A為600mm，為180mm，h為250mm,為100mm，L為125mm。后蓋與動(dòng)力箱連接法蘭尺寸630×499.5。 查《機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5-40確定多軸箱與動(dòng)力箱結(jié)合面上聯(lián)接螺孔、定位銷(xiāo)孔及其位置。 其中L=1000mm，=630mm，=170mm，=490mm，=50mm，±0.2=100mm，±0.2=200mm，±0.2=300mm，±0.2=400mm，±0.2=500mm，=mm，鍵14×63mm，=9-M16-6H，=12-M16-6H

25、 深35mm，（錐銷(xiāo)）=16×70mm，=300mm，K=169.5mm，t=249.5mm，=499.5mm，±0.05=280mm，=80mm，=21mm，=210mm，=50mm，=130mm，=200mm，=630mm，=500mm，±0.2=450mm，=15mm，=120mm，=280mm，=440mm，=575mm，±0.02=560mm，±0.2=590mm，B=800mm，E=50mm，=70mm，=85mm。 3.3.5 另附機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 3.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計(jì)算機(jī)床生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)效率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡是反

26、映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或生產(chǎn)實(shí)際生產(chǎn)率和切削用量﹑動(dòng)作時(shí)間﹑生產(chǎn)綱領(lǐng)及負(fù)荷率等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶(hù)驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。 3.4.1 理想生產(chǎn)率Q 理想生產(chǎn)率Q（單位為件/h）是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A（包括備品及廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù)有關(guān)，一般情況下，兩班制取4600h。則 3.4.2 實(shí)際生產(chǎn)率 實(shí)際生產(chǎn)率（單位為件/h）是指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。即 式中 ——生產(chǎn)一個(gè)零件所需要時(shí)間（min），可按下式計(jì)算： 式中,,——為刀具工作進(jìn)給長(zhǎng)度，單位為m

27、m; ,,——為刀具工作進(jìn)給量，單位為mm/min； ﹑——分別為動(dòng)力部件快進(jìn)﹑快退形成長(zhǎng)度，單位為mm； ——當(dāng)加工沉孔，止口，倒角、光整平面時(shí)，動(dòng)力滑臺(tái)在死擋鐵上的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無(wú)進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5∽10r所需時(shí)間（min）； ——?jiǎng)恿Σ考焖傩谐趟俣?。用機(jī)械動(dòng)力部件時(shí)取5～6m/min；用液壓動(dòng)力部件時(shí)取3～10m/min；查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》表2-3取5m/min。 ——直線(xiàn)移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一 般取0.1min； ——工件裝卸﹑卸（包括定位或撤銷(xiāo)定位﹑夾緊或

28、松開(kāi)﹑清理基面或切屑及吊暈工件等）時(shí)間。它取決于裝卸自動(dòng)花程度﹑工件重量大小﹑裝卸是否方便及工人的熟練程度。通常取0.5～1.5min。這里取1min。 則 min =2.56>Q 計(jì)算出的機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率能滿(mǎn)足理想生產(chǎn)率要求，時(shí)可行方案。 3.4.3 機(jī)床負(fù)荷率 >，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。即 41 4 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì) 4.1 多軸箱的

29、選擇 多軸箱由通用零件如箱體、主軸、傳動(dòng)軸、齒輪和附加機(jī)構(gòu)組成，標(biāo)準(zhǔn)厚度180mm，立式機(jī)床多軸箱前蓋兼作油池，加厚到70mm，后蓋厚度為90mm。箱體內(nèi)腔安排兩排32mm寬的齒輪。箱體寬度和高度根據(jù)配套滑臺(tái)的規(guī)格按規(guī)定的系列尺寸（《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 表7-1）選擇，選定多軸箱的編號(hào)為800×630T0711-11。箱體材料為HT200，前后蓋材料為HT150。多軸箱后蓋與動(dòng)力箱法蘭尺寸可查表查出，其結(jié)合面上連接螺孔、定位銷(xiāo)孔及螺孔位置相適應(yīng)。 查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》圖7-1及表7-3通用多軸箱體結(jié)構(gòu)尺寸及螺孔位置 寬度方向（B）螺孔距： 前壁：=30mm，=30mm，=

30、190mm，=350mm，=510mm，=670mm，=730mm； 后壁：=30mm，=50mm，=250mm，=450mm，=650mm，=730mm。 高度方向（H）螺孔距： 前壁：=50mm，=210mm，=370mm，=530mm，=580mm; 后壁：=50mm，=210mm，=370mm，=530mm，=580mm。 上蓋螺孔距：=100mm，A=600mm，=193mm，=387mm，=580mm； 側(cè)蓋螺孔距：=180mm，=250mm，=115mm，=230mm。 其他：=100mm，=125mm，=55mm，=25mm，=M12， =M16，=M20，=9

31、0mm，=40mm，=14mm， =40mm，=35mm，=18mm，=30mm，=43mm， =18mm，=16mm，=8mm，=12mm，R=30mm。 4.2 多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 根據(jù)“三圖一卡”繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，主要內(nèi)容為： 1、 根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖繪制多軸箱外形圖，標(biāo)注輪廓及動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)位置尺寸。 2、 根據(jù)聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，標(biāo)注所有主軸位置及工件與主軸、主軸與驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)位置尺寸。 3、 根據(jù)加工示意圖標(biāo)注各主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。 4、 列表標(biāo)明各主軸的工序內(nèi)容、切削用量和外伸尺寸等。 5、 標(biāo)明動(dòng)力部件型號(hào)及其性能參數(shù)等。 注：1.材料

32、及硬度：材料HT250，硬度180~230HB 2.主軸外伸尺寸及切削用量 軸號(hào) 主軸外 伸尺寸 （mm） 切削用量 備注 工序內(nèi)容 n（rmin-1） V(mmin-1) f(mmr-1) 1、2、3 40 鏜119.5mm的孔 120 45.03 108 1、2、3 40 鏜122.5mm的孔 120 46.16 108 1、2、3 40 鏜128.5mm的孔 120 48.42 108 4.3 多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4.3.1 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸位置和轉(zhuǎn)速、各主

33、軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，涉及傳動(dòng)鏈，把驅(qū)動(dòng)軸與各主軸聯(lián)系起來(lái)，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 在保證主軸的強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下，力求使傳動(dòng)軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量最少。盡量不用主軸帶動(dòng)主軸的方案，以免增加主軸負(fù)荷，影響加工質(zhì)量。為了使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比一般要大于（最佳傳動(dòng)比為），后蓋內(nèi)齒輪傳動(dòng)比允許取至；盡量避免升速傳動(dòng)。用于粗加工主軸的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在第Ⅰ排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。另外應(yīng)注意，剛性鏜孔主軸上的齒輪，其分度圓直徑要盡可能大于被加工孔的孔徑，以減少震動(dòng)，提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。 根據(jù)三主軸要求轉(zhuǎn)速等技術(shù)參數(shù)都相同，并且呈直線(xiàn)分布的情況，可在主軸連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn)上設(shè)

34、傳動(dòng)軸，由其上的一個(gè)或幾個(gè)齒輪來(lái)帶動(dòng)各主軸。初步擬定多根傳動(dòng)軸對(duì)稱(chēng)傳動(dòng)方案： 三主軸是中心對(duì)稱(chēng)的，可設(shè)計(jì)對(duì)稱(chēng)的傳動(dòng)軸，以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。初步擬定傳動(dòng)方案圖如下： 此方案中軸4、5、6都是傳動(dòng)軸，4在中心線(xiàn)上，5、6型號(hào)相同以中心線(xiàn)相對(duì)稱(chēng)。 根據(jù)選用的1TD50-Ⅴ動(dòng)力箱，其輸出轉(zhuǎn)軸速為485r/min，要求的主軸轉(zhuǎn)速為120r/min，可計(jì)算出總傳動(dòng)比，選定由電動(dòng)機(jī)輸出軸到傳動(dòng)軸4的傳動(dòng)比為，傳動(dòng)軸4道主軸1的傳動(dòng)比為。 查《組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-22可以初步選定動(dòng)力箱齒輪為3×24 ×40-1T0741-41，寬度取84mm。 4.3.2 確定傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù) 傳動(dòng)

35、軸4取在驅(qū)動(dòng)軸0的正下方，垂直方向位置待齒數(shù)確定后便可確定。 驅(qū)動(dòng)軸0和傳動(dòng)軸4之間的傳動(dòng)比為，則傳動(dòng)軸4上第Ⅲ排齒輪齒數(shù)為 ，轉(zhuǎn)速為r/min，可確定驅(qū)動(dòng)軸0與 傳動(dòng)軸4之間的距離為108mm。傳動(dòng)軸4第Ⅱ排齒輪與主軸1上的齒輪齒合， 主軸1與傳動(dòng)軸4之間的距離為=216mm，又知道傳動(dòng)軸4到主軸1的傳動(dòng) 比為，我們?nèi)↓X輪模數(shù)為3mm，軸4直徑均為50mm，可求出=25，=50。 主軸1的轉(zhuǎn)速為。 取第Ⅰ排齒輪模數(shù)也為3mm，已知即，傳動(dòng) 軸4和主軸2的距離為，可求出，=56， 。由此可以確定傳動(dòng)軸5和主軸2的轉(zhuǎn)速為 r/min。 ，所以齒輪5在齒輪2、4 連線(xiàn)向外偏移

36、一部分。 傳動(dòng)軸6、主軸3和傳動(dòng)軸5、主軸2關(guān)于中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)。即=56， =56，=121.25。 4.3.3 潤(rùn)滑油泵和手柄軸的安置 本多軸箱采用葉片油泵潤(rùn)滑，油泵供油至分油器經(jīng)油管分送到第二排齒 輪和第三排齒輪。本箱體尺寸中等，主軸數(shù)目較少，因而只設(shè)置一個(gè)潤(rùn)滑油 泵。由于是立式機(jī)床，油在前蓋內(nèi)，由油管分散引至最高排齒輪上面，使主 軸箱內(nèi)的傳動(dòng)件得到潤(rùn)滑，所以把油泵安裝在前蓋內(nèi)，油泵齒輪放在第三排。在主要傳動(dòng)環(huán)節(jié)安排好之后，給油泵軸安排一個(gè)合適的位置。葉片潤(rùn)滑泵的使用轉(zhuǎn)速為400~800r/min，葉片潤(rùn)滑油泵的中心線(xiàn)離油面的高度不應(yīng)大于400~500mm。 本設(shè)計(jì)中選用ZI

37、R12-2液壓泵（z=24，m=3）。油泵軸轉(zhuǎn)速 ，輸油量按照《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》圖7-13選取，供油量Q=2.8L/min，吸油高度H=0.68m，查表7-4可知注油量為11L。 多軸箱設(shè)置手柄軸，用于對(duì)刀、調(diào)整或裝配檢修時(shí)檢查主軸精度。為了 扳動(dòng)起來(lái)方便，手柄軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)盡可能高些，其所處位置要靠近機(jī)床操作者 的一側(cè)，并且是便于下扳手的地方。另外，手柄軸的周?chē)鷳?yīng)由較大的空間， 以便扳動(dòng)一次手柄軸的轉(zhuǎn)角不小于60度。傳動(dòng)系統(tǒng)安排好后，按上述要求從 傳動(dòng)軸中選擇一根作為手柄軸。 本設(shè)計(jì)中選定傳動(dòng)軸6作手柄軸，周?chē)凶銐虼蟮目臻g可以進(jìn)行上述操 作。 4.3.4 演算各主軸

38、轉(zhuǎn)速。 （ 符合要求） 4.3.5 多軸箱坐標(biāo)計(jì)算 為了便于多軸箱體的加工，我們選擇坐標(biāo)原點(diǎn)為定位銷(xiāo)的直角坐標(biāo)系為 加工基準(zhǔn)坐標(biāo)架。 根據(jù)原始依據(jù)圖算出驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)尺寸如表所示： 坐標(biāo) 銷(xiāo)孔 驅(qū)動(dòng)軸O 主軸1 主軸2 主軸3 X 0.000 350.000 350.000 620.000 80.000 Y 0.000 169.500 390.000 390.000 390.000 傳動(dòng)軸4與驅(qū)動(dòng)軸1定距，已知，又知，= 169.500，則 主軸3、傳動(dòng)軸4與傳動(dòng)軸5定距，已知=350.000，=277.500， =80

39、.000，=390.000，則=292.500mm，=126.000mm，=168.000mm 作5a⊥34，垂足為a，查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》可知 =167.358mm mm mm mm 則：=+-=228.84 =+-=312.088 過(guò)主軸1和傳動(dòng)軸4做直角坐標(biāo)系，傳動(dòng)軸5和傳動(dòng)軸6關(guān)于x’軸對(duì) 稱(chēng)。 已知mm，mm 則：mm 安排油泵軸7齒輪與傳動(dòng)軸0齒輪嚙合，且傳動(dòng)軸0與油泵軸7連線(xiàn)與中心線(xiàn)角度為450，已知，則 ，， 各傳動(dòng)軸坐標(biāo)尺寸如表所示： 坐標(biāo) 銷(xiāo)孔 驅(qū)動(dòng)軸O 主軸1 主軸2 主軸3 傳動(dòng)軸4 傳

40、動(dòng)軸5 傳動(dòng)軸6 油泵軸 7 X 0.000 350.000 350.000 620.000 80.000 350.000 228.840 471.160 400.907 Y 0.000 169.500 390.000 390.000 390.000 277.500 312.088 312.088 118.593 4.3.6 驗(yàn)算各坐標(biāo)點(diǎn) 由中心距允許誤差可知 mm （符合要求） mm （符合要求） 因?yàn)閭鲃?dòng)軸5、6關(guān)于傳動(dòng)軸4與主軸一的中心線(xiàn) （符合要求） mm mm （符合要求） 4.4 主軸、傳動(dòng)軸、齒輪

41、的確定及動(dòng)力計(jì)算 4.4.1 主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定 1、主軸選用滾錐軸承短主軸，可承受較大的徑向和軸向力，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配調(diào)整方便。與刀具剛性連結(jié)。 主軸直徑按加工示意圖所示主軸類(lèi)型及外伸尺寸可初步確定為50mm。 主軸直徑的計(jì)算： 式中： d——軸的直徑（mm） M——軸所傳遞的扭矩（N·mm）； ——軸的抗扭截面模數(shù)（），實(shí)心軸的 ； ——許用剪切應(yīng)力（N/mm2），45鋼的=31N/mm2 B——系數(shù)。在本計(jì)算中取B=7.3。 經(jīng)過(guò)計(jì)算，初定的主軸直徑滿(mǎn)足要求，確定主軸直徑d=50，型號(hào)為50T

42、0721-42。主軸材料采用40Cr鋼。 2、齒輪模數(shù)按照公式估算： 式中 P——齒輪所傳遞的功率，單位為kW z—— 一對(duì)嚙合齒輪中小齒輪的模數(shù) n——小齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為r/min 選定模數(shù)為3，并且所有傳動(dòng)關(guān)系之間使用相同模數(shù)。 4.4.2 多軸箱所需動(dòng)力的計(jì)算 多軸箱所需功率按下列公式計(jì)算： 主軸的切削功率按照選定的切削用量按公式計(jì)算獲得；軸的空轉(zhuǎn)功率按 《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4-6確定；每根軸上的功率損失為1%。 已知, 則： 4.4.3 傳動(dòng)軸的確定 根據(jù)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明

43、手冊(cè)》 表4-4選擇傳動(dòng)軸參數(shù)及型號(hào)。d=50mm， 型號(hào)為50T0731-41。傳動(dòng)軸用45鋼，調(diào)制T235。 主軸與傳動(dòng)軸裝配表： 軸號(hào) 軸頸 軸的型號(hào) 轉(zhuǎn)速 T0741-91齒輪 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 0 40 485 32440 1 50 50-1T0721-41 121.25 35050 2、3 50 50-1T0721-41 121.25 35650 4 50 50-1T0731-44 242.5 32850 32550 34250 5 50 50-1T0731-43 121.25 3

44、5650 6 50 50-1T0736-43 121.25 35650 7 葉片液壓泵ZIR12-2及齒輪（z=24，m=3）d=20 續(xù) 軸號(hào) T0721-51套 T0721-52鍵套 T0721-84鍵 1 2 3 1 2 0 12×36 1 50×21.5 50×65.5 14×28 2、3 50×65.5 50×21.5 14×28 4 50×16 50×21.5 50×21.5 12×50 14×22 14×70 5 50×65.5 50×21.5

45、 14×28 6 50×65.5 50×21.5 14×28 7 續(xù) 軸號(hào) 滾動(dòng)軸承 30210 51210 6014 0 1 2 1 1 2、3 2 2 2 4 2 5 2 6 2 7 4.4.4 驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑 因?yàn)? 式中，B——系數(shù)，查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》表3-19可知傳動(dòng)軸B=5.2，主軸 B=7.3則： N/m=137835N/mm <40mm（符合要求） N/m=267400N/mm

46、 mm<50mm（符合要求） N/m=175641N/mm <50mm（符合要求） N/m=169340N/mm mm<50mm（符合要求） 4.4.5 計(jì)算齒輪強(qiáng)度 因?yàn)殓M刀主傳動(dòng)為輕載傳動(dòng)，因此只驗(yàn)算接觸強(qiáng)度。選擇驅(qū)動(dòng)軸齒輪驗(yàn) 算，選齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為300HBS，齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =770Mpa。齒寬B=32mm。組合機(jī)床為一般工作機(jī)，速度不高，故選用7 級(jí)精度。 根據(jù)公式： 式中 ——材料彈性系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表23·2-29，取=189.8 ——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖23·2-16，取

47、=2.5 ——接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖23·2-17，取==0.8485×1=0.8485 ——使用系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表23·2-24， ——?jiǎng)虞d系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》式23·2-12 ——齒間載荷分配系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表23·2-28， =1.0 ——齒向載荷分布系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》式23·2-13， =1.36 ——圓周力 ——齒寬,b=32mm ——分度圓直徑,d=72mm

48、——傳動(dòng)比，取u=2 式中有關(guān)數(shù)據(jù)及系數(shù)如下： m=3mm、z=23、=485r/min、、、 得出 ： 755.97Mpa<770Mpa 4.5 多軸箱總圖及零件圖的繪制 4.5.1 多軸箱總圖設(shè)計(jì) 多軸箱總圖設(shè)計(jì)包括主視圖、展開(kāi)圖，編制裝配表，制定技術(shù)條件四部 分。主視圖表明主軸位置及齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，齒輪齒數(shù)、模數(shù)。主視圖標(biāo)明軸 號(hào)、各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，畫(huà)出潤(rùn)滑系統(tǒng)。 展開(kāi)圖表明： 1、 軸的結(jié)構(gòu)、齒輪結(jié)構(gòu)及所在排數(shù)，采用簡(jiǎn)化的展開(kāi)圖并以裝配表相配合，表明多軸箱各軸組件的裝配結(jié)構(gòu)。 2、 對(duì)于2、3主軸和5、6傳動(dòng)軸，結(jié)構(gòu)

49、相同且位置對(duì)稱(chēng)，只分別畫(huà)出一根，用軸號(hào)標(biāo)明。 3、 展開(kāi)圖上完整標(biāo)注箱體的厚度尺寸及箱壁和內(nèi)腔有關(guān)聯(lián)系尺寸，主軸外伸長(zhǎng)度等。 4、 總圖用局部剖視圖表明動(dòng)力箱于后蓋及前后蓋與箱體間的定位結(jié)構(gòu)。 4.5.2 多軸箱技術(shù)條件 多軸箱總圖上注明多軸箱部裝要求。即： 1、 多軸箱制造和驗(yàn)收技術(shù)條件：多軸箱按ZBJ58011-89《組合機(jī)床多軸箱制造技術(shù)條件》進(jìn)行制造，按ZBJ58012-89《組合機(jī)床多軸箱驗(yàn)收技術(shù)條件》進(jìn)行驗(yàn)收。 2、 主軸精度：按JB3043-82《組合機(jī)床多軸箱精度》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。 4.5.3 多軸箱零件設(shè)計(jì) 多軸箱總圖設(shè)計(jì)中，大多數(shù)部件是通用零件、標(biāo)準(zhǔn)件和

50、外購(gòu)件，主軸專(zhuān)用 軸、刀桿及特殊軸套另外繪有零件圖。 多軸箱體根據(jù)多軸箱總圖要求，繪出了需要補(bǔ)充加工的部位。 4.6 鏜刀具的設(shè)計(jì) 鏜刀在鏜桿上一般傾斜一個(gè)角度安裝，以便使鏜刀在鏜桿內(nèi)有較長(zhǎng)的安 裝長(zhǎng)度并有足夠的位置安裝壓緊調(diào)整螺釘。為了避免鏜刀在加工時(shí)因工件材質(zhì)不均而“楔”入工件，一般鏜刀刀尖稍低于孔中心，這樣還可以增大鏜刀的支撐面。鏜刀不宜在鏜桿外懸伸出過(guò)長(zhǎng)，以免剛性不足。 鏜孔直徑D、鏜桿直徑d、鏜刀截面BxB之間的關(guān)系，一般按（D-d）/2= （1~1.5）B考慮，并按照《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》表3-16選擇鏜刀截面為20x20mm， 由此確定鏜刀的外伸尺寸分別為：16.25

51、mm、13.25mm、11.75mm。本工序?yàn)榇? 鏜孔，則選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具T0615-52(硬質(zhì)合金鏜刀頭)。 鏜刀在鏜桿上用螺釘壓緊。為調(diào)整鏜刀方便，在鏜刀后面設(shè)調(diào)整螺釘， 為加大壓緊力及避免扭壞，采用內(nèi)六方螺釘。因考慮到不用鏜模板，所以選 鏜刀為方截面，因?yàn)樵诮孛娣e相同時(shí)其彎曲剛性較好，鏜刀制造簡(jiǎn)單，只是 刀桿上的方孔制造較復(fù)雜。 鏜桿應(yīng)有一定的強(qiáng)度和剛度。為使鏜桿前導(dǎo)向部分由較高的硬度，采用 低碳合金制造并滲碳淬火。 鏜桿制造和裝配時(shí)注意壓緊螺釘之間的距離不宜太近，鏜刀槽的地尖角 等處應(yīng)有較大的倒角，以免熱處理時(shí)產(chǎn)生裂痕或熔化。

52、 5 夾具滑臺(tái)和專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) 夾具是組合機(jī)床的重要組成部件，是根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)方按和加工工藝、 零件結(jié)構(gòu)特性專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。用于實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位和加壓，及裝卸 工件的限位等作用。 本課題中的被加工零件——?dú)飧左w用下體面定位，采用一面兩銷(xiāo)定位方 式，銷(xiāo)是固定在支撐面上的固定銷(xiāo)，配合上下運(yùn)動(dòng)的專(zhuān)用傳送帶使用。 5.1 零件定位分析 5.2 零件夾緊分析及計(jì)算 5.2.1 夾緊分析 本設(shè)計(jì)選用底面為定位基準(zhǔn)，底面及底面上的兩個(gè)φ13的孔定位，頂面 加緊。選用非標(biāo)準(zhǔn)件φ13的的圓柱銷(xiāo)和菱形銷(xiāo)定位，銷(xiāo)與銷(xiāo)孔的公差配合為 。 零件在組合機(jī)床

53、上加工時(shí)，工件依靠夾具上的定位支撐系統(tǒng)獲得對(duì)于刀 具及其導(dǎo)向的正確相對(duì)位置，依靠夾緊來(lái)消除工件因受切削力的作用而產(chǎn)生 的位移和振動(dòng)，使工件在加工過(guò)程中能繼續(xù)保持定位所得到的正確位置。 組合機(jī)床上廣泛采用液壓夾緊機(jī)構(gòu)，本設(shè)計(jì)采用液壓缸直接夾緊。 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由三個(gè)部分組成：夾緊元件確定為六個(gè)分三組分布在被加 工零件上表面的壓板；中間傳動(dòng)部分是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的傳動(dòng)連桿。夾緊動(dòng)力部分 采用液壓夾緊，在夾具空腔內(nèi)夾緊元件的相應(yīng)位置分別安裝液壓缸，利用壓 力油作為夾緊動(dòng)力，通過(guò)中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使夾具的夾緊元件執(zhí)行加緊動(dòng)作。 液壓夾緊夾具操作簡(jiǎn)便，易于集中控制、程序控制和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，工作 壓力高，

54、油缸結(jié)構(gòu)尺寸小，便于實(shí)現(xiàn)過(guò)載自動(dòng)保護(hù)，元件便于標(biāo)準(zhǔn)化。此外， 由于油液不可壓縮性，液壓夾緊能夠維持較好的剛性。 液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)，并且可以采用統(tǒng)一的液壓系 統(tǒng)來(lái)控制大量的夾緊機(jī)構(gòu)，所以?shī)A緊的液壓動(dòng)力與動(dòng)力滑臺(tái)、夾具滑臺(tái)和專(zhuān) 用傳送帶的液壓動(dòng)力由統(tǒng)一的液壓泵提供。 5.2.2 夾緊力的相關(guān)計(jì)算： 刀具切削圓周力 N 三根主軸的總圓周力 F= 按照下面公式計(jì)算夾具垂直于零件上表面的夾緊力： 式中 ——摩擦系數(shù)，按照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（機(jī)械部分）》表43.4-1 選取0.15 —

55、—夾具提供的總夾緊力，為六個(gè)壓板傳遞壓力之和。 每個(gè)壓板傳遞的壓力，即液壓缸的拉力為N 選工作壓力：按照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表43.4-3各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作 壓力選組合機(jī)床工作壓力為3-5MPa。 綜合上述考慮，選定動(dòng)作壓力為3 MPa。 按照表43.6-42 冶金設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)液壓缸技術(shù)規(guī)格 選缸徑D=63mm的液壓缸，型號(hào)為Y-HG1-C63/36×990，技術(shù)參數(shù)如下： 缸徑 D/mm 活塞桿直徑/mm 工作壓力16MPa 油口尺寸/mm 速度比 推力 /kN 拉力/kN 通徑 聯(lián)結(jié)螺紋 1.46 2 =1.46 =2 63 36 45 49.8

56、8 33.59 24.43 15 M27×2 5.2.3 定位誤差的分析計(jì)算 定位銷(xiāo)與銷(xiāo)孔的配合為φ13H6/g5 基本尺寸φ13屬于大于10mm小于18mm，由《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表2.2得IT6=0.011，IT5=0.008。 對(duì)于基準(zhǔn)孔H6的EI=0,其ES=EI+IT6=0.011mm 對(duì)于g5，由表2.4得es=-0.006mm, 則：ei=es-IT5=-0.006-0.008=-0.014mm 由此可得φ13H6= ， 其最大間隙為 0.011+0.014=0.025mm 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-1-12可知：

57、 工件在夾具中的定位誤差為： 轉(zhuǎn)角誤差為： 其中：——第一定位孔與圓定位銷(xiāo)間的最小間隙； ——第二定位孔與削邊銷(xiāo)間的最小間隙； ——第一定位孔尺寸上偏差； ——圓定位銷(xiāo)尺寸下偏差； ——第二定位孔尺寸上偏差； ——削邊定位銷(xiāo)尺寸下偏差。 則定位誤差為： mm 轉(zhuǎn)角誤差為： 5.3 夾具滑臺(tái)的選擇 夾具滑臺(tái)確定選用1HY系列液壓滑臺(tái)，臥式配置。根據(jù)已經(jīng)確定的機(jī)床型號(hào)和機(jī)床尺寸聯(lián)系圖，選用1HY80型液壓滑臺(tái)。在上滑臺(tái)上表面設(shè)計(jì)長(zhǎng)條形支撐面，作為安裝定位銷(xiāo)的基面和本身作為定位面使用，所以加工精度尤其是平面度要能保證零件的加工要求。 滑臺(tái)側(cè)底座選用1CC801，并

58、根據(jù)裝料高度做適當(dāng)加工，以滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)的要求。 5.4 夾具設(shè)計(jì) 5.4.1 夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體與所選的上滑臺(tái)相配套，寬度相同，用沿寬度方向分布的16個(gè)螺 栓裝配在滑臺(tái)上。由左右兩部分組成，分別裝夾在零件的兩側(cè)，中間為帶有 支撐板的空腔，用來(lái)安裝液壓缸和夾具傳動(dòng)裝置，夾緊部分伸出夾具體外，對(duì)零件上表面實(shí)施垂直向下的夾緊力夾緊。夾具體長(zhǎng)度方向的外壁上設(shè)計(jì)有與液壓缸位置對(duì)應(yīng)的方孔，方便液壓缸的安裝和維修，方孔用蓋蓋住，蓋用螺栓固定在夾具體上。 5.4.2 夾緊和傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) 夾緊和傳動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)圖如下，拉桿底面為方形，中間有螺孔，與液壓缸桿向連。拉桿上半部分是四棱柱，如圖

59、，沿長(zhǎng)度方向加工出光孔，穿入軸，軸兩端伸出拉桿支撐在壓板內(nèi)相應(yīng)的槽內(nèi)。執(zhí)行夾緊動(dòng)作時(shí)，活塞桿向下施加拉力，壓板在軸的帶動(dòng)和垂直束縛的壓板套限制下向下運(yùn)動(dòng)，壓板頭部壓緊工件。在執(zhí)行松開(kāi)動(dòng)作時(shí)，活塞桿向上運(yùn)動(dòng)，壓板向上運(yùn)動(dòng)，在壓板尾部凹槽下壁碰到擋桿時(shí)凹槽上壁已經(jīng)越過(guò)壓板套，此時(shí)壓板向右傾斜，完成松開(kāi)動(dòng)作。 設(shè)計(jì)總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，慢慢品味這半年的生活，發(fā)現(xiàn)自己在不知不覺(jué)中學(xué)到了許多東西。 經(jīng)過(guò)近兩個(gè)月地調(diào)研、查閱資料、定方案、計(jì)算、設(shè)計(jì)，我終于完成了柴油機(jī)汽缸體工藝及其專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容，在感到欣慰的同時(shí)，我深

60、深地感覺(jué)到自己知識(shí)的匱乏。通過(guò)這次組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，我把以前學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和在一些參考資料上查到的相關(guān)內(nèi)容綜合運(yùn)用到我的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中去，培養(yǎng)了我遇到問(wèn)題后解決問(wèn)題的能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到一些自己沒(méi)有接觸過(guò)的東西，這就需要我查閱相關(guān)資料，并進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，例如：1.在組合機(jī)床多軸箱主軸連接方式中多數(shù)參考資料所用的都是浮動(dòng)連接，而我所需要的是剛性連接，這就需要對(duì)主軸、刀具進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，為保證其剛度還對(duì)多軸箱進(jìn)行部分修改；2.本設(shè)計(jì)所加工的零件是比較大的，這樣如果選用標(biāo)準(zhǔn)液壓滑臺(tái)和滑臺(tái)側(cè)底座就會(huì)使裝料高度過(guò)高，并使刀具和夾具之間的距離不大，這樣使更換刀具和調(diào)整刀具產(chǎn)生一定的麻煩，為了避免這種情

61、況就需要對(duì)滑臺(tái)側(cè)底座進(jìn)行加工，直到裝料高度滿(mǎn)足要求；3.在工件的加工過(guò)程中，為了提高工作效率，并保證加工精度，這就需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用的液壓夾具。像這樣的問(wèn)題在設(shè)計(jì)中遇到的還有很多，想要把每個(gè)問(wèn)題都處理的很好并不是一件簡(jiǎn)單的事，這就需要在設(shè)計(jì)中，不斷查閱大量的相關(guān)資料和馬老師討論相關(guān)問(wèn)題，從中尋找最好的解決辦法。 在這次設(shè)計(jì)中我明顯的發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足之處，比如說(shuō)粗糙度和公差配和的選用，以及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性，這些問(wèn)題雖然說(shuō)隨著設(shè)計(jì)的進(jìn)行有了一定的改善，但還是有不小的問(wèn)題的。希望各位老師指出錯(cuò)誤，讓我有更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。 由于本人水平有限而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，加之時(shí)間不太充足，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，歷經(jīng)將

62、近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)作最后的檢查。 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在馬玉平老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他們嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從設(shè)計(jì)方案的確定到設(shè)計(jì)的最終完成，馬老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。特別是他們開(kāi)朗的性格和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很快的融入我們這個(gè)新的團(tuán)體 ，在此謹(jǐn)向老師們致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 ????在此，我還要感謝在一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同組同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至設(shè)計(jì)的順利完成。感謝同宿舍的同學(xué)們對(duì)我學(xué)習(xí)生活上的支持和幫助，才

63、使我的設(shè)計(jì)在一個(gè)良好的學(xué)習(xí)生活環(huán)境中進(jìn)行。感謝大學(xué)幾年來(lái)所有的老師，為我們打下機(jī)械專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)。老師的教育不僅讓我學(xué)到了專(zhuān)業(yè)知識(shí)，掌握了相關(guān)技術(shù)，提高了自身素質(zhì)，更使我對(duì)人生充滿(mǎn)了憧憬。在往后的征途中，我會(huì)加倍努力。 ?????在設(shè)計(jì)即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到設(shè)計(jì)的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)盡的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!最后我還要再次感謝指導(dǎo)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的馬玉平老師，謝謝你! 參考文獻(xiàn) [1] 謝家瀛. 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，1998 [2] 大連組合機(jī)床研究

64、所. 組合機(jī)床設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社，1975-6 [3] 王秀倫等. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì).中國(guó)鐵道出版社，1984 [4] HIRAM E·GRANT. 夾具—非標(biāo)準(zhǔn)夾緊裝置. 機(jī)械工業(yè)出版社，1975 [5] 徐灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2000.6 [6] 吳宗澤等. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：高等教育出版社，1999 [7] 李慶余. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.8 [8] 大連組合機(jī)床研究所. 組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社， 1975 [9] 魯屏宇. 工程圖學(xué). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001 [10] 叢鳳延 遲建山. 組合機(jī)床設(shè)計(jì). 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1993.8 [11] 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 大連鐵道學(xué)院 吉林工學(xué)院. 組合機(jī)床設(shè)計(jì). 上海 科學(xué)技術(shù)出版社，1985.1 [12] 許曉旸. 專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì). 重慶大學(xué)出版社，2003.3 [13] 周誦明. 機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū). 華中理工大學(xué)出版社， 1975