基于三維的柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)
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畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書
課題：基于三維的柴油機(jī)氣缸蓋組合鉆床總體及夾具設(shè)計(jì)
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名 張 金 浩
班 級(jí) BD機(jī)制042
學(xué) 號(hào) 0420110233
指 導(dǎo) 教 師 惠 學(xué) 芹
專 業(yè) 系 主 任 吳 祥
發(fā) 放 日 期 2008年1月12日
一、設(shè)計(jì)內(nèi)容
設(shè)計(jì)一臺(tái)柴油機(jī)氣缸蓋三面組合鉆床，具體設(shè)計(jì)任務(wù)是進(jìn)行總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)，
主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：
1、總體設(shè)計(jì)
1）制定工藝方案，確定機(jī)床配置型式及結(jié)構(gòu)方案。
2）三圖一卡設(shè)計(jì)，包括：
(a) 被加工零件工序圖， (b) 加工示意圖， (c) 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，
(d) 生產(chǎn)率計(jì)算卡， (e) 有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算、校核。
2、夾具設(shè)計(jì)
(a) 夾具三維造型設(shè)計(jì)及裝配圖的繪制
(b) 夾具體零件圖
(c) 其它零件圖
(d) 有關(guān)計(jì)算校核等。
二、設(shè)計(jì)依據(jù)
1．課題來源：鹽城市江動(dòng)集團(tuán)
2．產(chǎn)品名稱：ZH1105W柴油機(jī)
3．被加工零件：氣缸蓋（附零件圖）
4．工件材料：HT250，硬度190~240HBS
5．加工內(nèi)容：鉆排氣道面上2×M10—7H螺紋底孔至φ8.376，深19mm，Ra6.3，各
孔位置度公差為φ0.20mm；鉆井氣道上4×M10－7H螺紋底孔至φ8.376，深19mm，
Ra 6.3，各孔位置度公差為φ0.30mm；鉆G3/8"放置螺塞底孔至φ15.2mm通孔，
Ra 6.3，以上倒角均C1，Ra 12.5。
6. 生產(chǎn)綱領(lǐng)：4萬(wàn)件/年，兩班制。
7. 批量：本機(jī)床設(shè)計(jì)、制造一臺(tái)。
三、設(shè)計(jì)要求
1、機(jī)床應(yīng)能滿足加工要求，保證加工精度；
2、機(jī)床應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整；
3、機(jī)床盡量能用通用件（中間底座可自行設(shè)計(jì)）以便降低制造成本；
4、機(jī)床各動(dòng)力部件用電氣控制。
5、設(shè)計(jì)圖樣總量：折合成A0幅面在3張以上；工具要求：應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件繪圖。過
程要求：裝配圖需提供手工草圖。
6、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書按照學(xué)校規(guī)定的格式規(guī)范統(tǒng)一編排、打印，字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字。
7、查閱文獻(xiàn)資料10篇以上，并有不少于3000漢字的外文資料翻譯；
8、到相關(guān)單位進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，撰寫不少于3000字實(shí)習(xí)報(bào)告；
9、撰寫開題報(bào)告。
四、畢業(yè)設(shè)計(jì)物化成果的具體內(nèi)容及要求
1、設(shè)計(jì)成果要求
1）畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 份
2）被加工零件工序圖 1 張
3）加工示意圖 1 張
4）機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 1 張
5）生產(chǎn)率計(jì)算卡 1 張
6）夾具總裝配圖 1 張
7）夾具體零件圖 1 張
8）其它零件圖 不少于7張
2、外文資料翻譯（英譯中）要求
1）外文翻譯材料中文字不少于3000字。
2）內(nèi)容必須與畢業(yè)設(shè)計(jì)課題相關(guān)；
3）所選外文資料應(yīng)是近10年的文章，并標(biāo)明文章出處。
五、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃
起訖日期
工作內(nèi)容
備 注
3月8日～3月9日
布置任務(wù)，收集資料，熟悉課題
3月10日～3月22日
調(diào)查研究，畢業(yè)實(shí)習(xí)
3月23日～4月5日
方案論證，總體設(shè)計(jì)
4月6日～4月19日
技術(shù)設(shè)計(jì)（部件設(shè)計(jì)）
4月20日～5月14日
工作設(shè)計(jì)（零件設(shè)計(jì)）
5月15日～5月31日
撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
6月1日～6月4日
畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯
6月5日～6月12日
修改資料
6月13日～6月15日
評(píng)閱材料
6月16日～6月18日
畢業(yè)答辯
6月19日～6月21日
材料整理裝袋
六、 主要參考文獻(xiàn)：
[1] 叢鳳廷．組合機(jī)床設(shè)計(jì)（第二版）[M]．上海：上海科技出版社，1994．
[2] 謝家瀛．組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994．
[3] 大連組合機(jī)床研究所．組合機(jī)床設(shè)計(jì)（第一分冊(cè)）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1975．
[4] 大連組合機(jī)床研究所．組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1975．
[5] 姚永明．非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)[M]．上海：上海交通大學(xué)出版社，1999．
[6] 金振華．組合機(jī)床及其調(diào)整與使用[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990．
[7] 東北重型機(jī)械學(xué)院．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）[M]．上海：上?？萍汲霭嫔?，
1988．
[8] 楊黎明．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1996．
[9] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002．
[10] 王健石．機(jī)械加工常用刀具數(shù)據(jù)速查手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005．
[11] 劉文劍．夾具工程師手冊(cè)[M]．哈爾濱：黑龍江科技出版社，1987．
[12] 手冊(cè)編委會(huì)．機(jī)械加工工藝裝備設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998．
[13] 李益民．機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995．
[14] 吳圣莊．金屬切削機(jī)床概論[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985．
[15] 黃鶴?。饘偾邢鳈C(jī)床設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997．
[16] 趙汝嘉．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(軟件版R2.0)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003．
七、其他
八、專業(yè)系審查意見
系主任：
年 月 日
九、機(jī)械工程學(xué)院意見
院長(zhǎng)：
年 月 日
5
畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名 張 金 浩
班 級(jí) BD機(jī)制042
學(xué) 號(hào) 0420110233
指 導(dǎo) 教 師 惠 學(xué) 芹
日 期 2008年3月25日
實(shí) 習(xí) 報(bào) 告
一、概述
2008年3月份，我們?nèi)チ藢W(xué)校周圍的幾個(gè)廠里參觀實(shí)習(xí)。這是第二次與社會(huì)接軌，為踏上工作崗位做準(zhǔn)備，開始與以往完全不一樣的生活?？匆姽と藥煾得刻煸谝?guī)定的時(shí)間上下班，上班期間要認(rèn)真準(zhǔn)時(shí)地完成自己的工作任務(wù)，不能草率敷衍了事。我們的肩上開始扛著民事責(zé)任，凡事得謹(jǐn)慎小心，否則隨時(shí)可能要為一個(gè)小小的錯(cuò)誤承擔(dān)嚴(yán)重的后果付出巨大的代價(jià)，再也不是一句對(duì)不起和一紙道歉書所能解決。
實(shí)習(xí)是工科教學(xué)的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。它對(duì)學(xué)生理解、鞏固、深化、應(yīng)用所學(xué)理論,對(duì)學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng),對(duì)學(xué)生工程觀念、勞動(dòng)觀點(diǎn)和群眾觀點(diǎn)的樹立,以及對(duì)生產(chǎn)知識(shí)、管理知識(shí)的獲得等都起著重要的作用。
本次實(shí)習(xí)的主要目的是培養(yǎng)我們學(xué)生的動(dòng)手能力,更好的將書本上的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,讓我們?cè)黾訉?duì)模具、組合機(jī)床、夾具等的感性認(rèn)識(shí)。通過實(shí)踐,培養(yǎng)了我們的動(dòng)手能力和綜合分析能力,使我們加深了對(duì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),鞏固了課堂教學(xué)效果,進(jìn)一步培養(yǎng)了觀察能力和分析能力,促進(jìn)了團(tuán)隊(duì)合作精神。
二、實(shí)習(xí)地點(diǎn)
本次實(shí)習(xí)從2008年3月11日開始到3月22日結(jié)束。在這段時(shí)間內(nèi)我們分別參觀了六家與我們課題相關(guān)的公司。
3.13上午江蘇江淮動(dòng)力股份有限公司
3.13下午鹽城市機(jī)床有限公司
3.14上午江蘇悅達(dá)鹽城拖拉機(jī)廠
3.14下午江蘇恒力組合機(jī)床有限公司
3.18上午江蘇羽佳模具有限公司
3.18下午江蘇高精機(jī)電裝備有限公司
三、實(shí)習(xí)內(nèi)容
在實(shí)習(xí)開始時(shí)，我們首先去了江動(dòng)集團(tuán)，首先有負(fù)責(zé)人向我們作了全廠情況及安全教育的報(bào)告，讓我們了解工廠的任務(wù)、組成、生產(chǎn)和技術(shù)管理系統(tǒng)，以及發(fā)展情況，懂得生產(chǎn)中的安全知識(shí)和工廠的規(guī)章制度。
在實(shí)習(xí)期間，車間里的工人師傅及時(shí)向我們介紹工廠產(chǎn)品的功用、構(gòu)造、性能及發(fā)展，以及工廠機(jī)械加工工藝的編制方法及工（夾）具，注塑模具、冷沖壓模具的設(shè)計(jì)等等并且耐心的回答我們的提問。
1. 江動(dòng)集團(tuán)
江蘇江淮動(dòng)力股份有限公司是國(guó)家專業(yè)生產(chǎn)中小功率柴油機(jī)的重點(diǎn)企業(yè),公司積極實(shí)行名牌戰(zhàn)略.促進(jìn)了企業(yè)的騰飛. 江淮動(dòng)力集團(tuán)有限公司是國(guó)家專業(yè)生產(chǎn)中、小功率柴油機(jī)的重點(diǎn)企業(yè)。最近試制成功的JF168汽油機(jī)和JD300柴油機(jī)，是江動(dòng)集團(tuán)利用CAD/CAM技術(shù)以及虛擬設(shè)計(jì)、逆向反求工程等設(shè)計(jì)開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)。JF168為鋁合金缸體、凸輪軸輸出、斜置式、68mm缸徑單缸汽油機(jī),是國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的適用于水泵、發(fā)電機(jī)、除草機(jī)、大棚作業(yè)機(jī)械的通用動(dòng)力,具有國(guó)際90年代先進(jìn)水平。JD300為125mm缸徑單缸柴油機(jī),采用全軸承和斜齒輪結(jié)構(gòu),是目前國(guó)內(nèi)缸徑最大的、功率最高的單缸柴油機(jī),國(guó)際市場(chǎng)需求較大。在參觀時(shí)，我們看到了柴油機(jī)缸體的加工工藝，首先進(jìn)行端面的初銑--精銑--對(duì)端面磨削--群孔的鉆孔--初鏜--半精鏜--精鏜。同時(shí)，在進(jìn)行半精鏜時(shí)，所用的設(shè)備正是與我本課題相關(guān)，它是雙缸的，通過兩根主軸同時(shí)控制，并且兩電機(jī)的轉(zhuǎn)向相反，主要是為了使其切向力相互抵消，從而保證其加工精度，另外它的夾具是用液壓夾緊的，主軸的進(jìn)給也是液壓的，充分發(fā)揮了其作用。
2. 鹽城市機(jī)床有限公司
鹽城市機(jī)床有限公司是由原國(guó)有中型企業(yè)鹽城市機(jī)床廠改制而成，我們看了CJK6160數(shù)控車床，主要特點(diǎn)如下：
1、 采用SINUMERIK 802S CNC數(shù)控系統(tǒng)，具有中英文菜單顯示，標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)和自診斷功能。
2、床身導(dǎo)軌采用超音頻淬火，壽命長(zhǎng)、精度高。床身寬度450mm，剛性好。
3、高精度滾動(dòng)軸承支承主軸，回轉(zhuǎn)精度高。
4、半封閉防護(hù)，安全可靠。
5、能完成車床的各種功能，特別適合加工油田用內(nèi)外管螺紋。
6、主軸通孔直徑100mm。
3.江蘇悅達(dá)鹽城拖拉機(jī)廠
公司具有較強(qiáng)的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)能力、有較完善的質(zhì)量管理體系、具備了拖拉機(jī)專業(yè)化生產(chǎn)的先進(jìn)條件和較完備的檢測(cè)手段。在質(zhì)量管理上堅(jiān)持“精心設(shè)計(jì)、精益制造、精誠(chéng)服務(wù)、精品占市”的質(zhì)量方針，建立健全質(zhì)量保證體系，合理進(jìn)行各種資源的配置，對(duì)流程不斷整合和改進(jìn)，并嚴(yán)格生產(chǎn)全過程的質(zhì)量控制。輪拖產(chǎn)品功率覆蓋16—80馬力，手扶產(chǎn)品功率覆蓋8-125馬力，黃海金馬輪式拖拉機(jī)是公司目前的拳頭產(chǎn)品，采用齒輪直接傳動(dòng)，與簡(jiǎn)易的皮帶傳動(dòng)拖拉機(jī)相比具有結(jié)構(gòu)緊湊，性能先進(jìn)，功率大，耗油省，傳動(dòng)效率高，作業(yè)范圍廣，安全可靠，操縱輕便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，是產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)多功能組合，可以滿足用戶不同作業(yè)的要求，輪式拖拉機(jī)有2輪驅(qū)動(dòng)和4輪驅(qū)動(dòng)型，我們參觀了整條拖拉機(jī)裝配流水線。我們先后來到了大件裝配車間、齒輪箱體加工車間、液壓挖掘機(jī)車間、鍛壓車間、裝配車間。學(xué)到了很多東西。在該公司我們主要參觀了他們的電圖設(shè)備和流水線生產(chǎn)線，在烘干的生產(chǎn)線，使我明白了怎么才能是紅外線烘干的時(shí)候，怎么樣才能達(dá)到最好的效果，通過查資料知道了它的烘干效果是紅外線到零件的距離的平方的倒數(shù)。在流水線的設(shè)計(jì)上，它的主要部位在其兩段，以流水線上支坐的高度的兩至三倍的高度來達(dá)到它的輪回工作的要求。
4.江蘇恒力組合機(jī)床有限公司
江蘇恒力組合機(jī)床有限公司（原鹽城市紅旗機(jī)床廠）成立于1958年，2001年完成了企業(yè)民營(yíng)化改制?，F(xiàn)為中國(guó)機(jī)床工具協(xié)會(huì)理事單位，組合機(jī)床分會(huì)副理事長(zhǎng)單位，公司主要產(chǎn)品有ZHX、ZH1X系列銑削組合機(jī)床、ZHX160轉(zhuǎn)盤銑床、VMC2000數(shù)控龍門鏜銑床及加工中心、鋼簾線設(shè)備、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)專用機(jī)床及生產(chǎn)線。主導(dǎo)產(chǎn)品主要服務(wù)于國(guó)內(nèi)汽車零部件制造行業(yè)，近40年來為國(guó)內(nèi)汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、農(nóng)機(jī)、飛機(jī)制造、機(jī)床、工程機(jī)械、紡機(jī)、模具、摩托車等行業(yè)提供了各類組合機(jī)床4000多臺(tái)，通用部件15000多臺(tái)。主導(dǎo)產(chǎn)品銑削組合機(jī)床的產(chǎn)銷量已連續(xù)十多年在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50%以上。
新開發(fā)的數(shù)控龍門鏜銑床及加工中心技術(shù)改造項(xiàng)目，計(jì)劃總投資1.5億元。預(yù)計(jì)到2010年實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)VMC系列數(shù)控龍門鏜銑床150臺(tái)，新增銷售收入3.3億、稅收3000萬(wàn)、利潤(rùn)3300萬(wàn)。成為國(guó)內(nèi)中型數(shù)控龍門鏜銑床的主要生產(chǎn)基地。公司主要設(shè)備有DIXI座標(biāo)鏜床，大型導(dǎo)軌磨床，精密主軸磨床，瑞士小孔磨床，迪克斯鏜床，恒溫車間加工中心，三維CAD優(yōu)化設(shè)計(jì)，三座標(biāo)精密測(cè)量?jī)x。
5. 江蘇羽佳模具有限公司
注塑模具的分類方法很多。按其在注塑機(jī)上的安裝方式可分為移動(dòng)式和固定式注塑模具；按其所用注塑機(jī)類型可分為臥式或立式注塑機(jī)用注塑模具和角式注塑機(jī)用注塑模具；按模具的成型腔數(shù)目可分為單型腔和多型腔注塑模具。按照注塑模具的總體結(jié)構(gòu)特征將它們分為單分型面注塑模具、雙分型面、帶有活動(dòng)鑲件的注塑模具、橫向分型抽芯機(jī)構(gòu)注塑模具自動(dòng)卸螺紋注塑模具、多成注塑模具、無(wú)流到注塑模具等。
6.江蘇高精機(jī)電裝備有限公司
該公司系江蘇省高新技術(shù)企業(yè)、中國(guó)組合機(jī)床行業(yè)理事單位、中國(guó)機(jī)床工具協(xié)會(huì)成員單位。公司加工實(shí)力雄厚，各種設(shè)備齊全，擁有大型數(shù)控龍門導(dǎo)軌磨床兩臺(tái)、數(shù)控龍門鏜銑床一臺(tái)、大型臥式加工中心兩臺(tái)、立式加工中心兩臺(tái)、美國(guó)Brown sharp三坐標(biāo)檢測(cè)機(jī)一臺(tái)、瑞士Tesa 測(cè)高儀一臺(tái)、大型龍門刨二臺(tái)；其它諸如數(shù)控車床、數(shù)控鏜床、鈑金機(jī)床等各種金加工設(shè)備一百多臺(tái)套、熱處理設(shè)備十余臺(tái)套。加工檢測(cè)手段齊全，主導(dǎo)產(chǎn)品有各類組合機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心夾具及刀庫(kù)等。現(xiàn)有員工近三百人，其中專業(yè)工程技術(shù)人員一百二十九人。該公司主要產(chǎn)品有發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體臥式雙面鏜削專機(jī)，機(jī)體主軸承孔推力面鏜床，185機(jī)體攻絲專用機(jī)床，GJ250粗銑連桿體蓋螺栓面機(jī)床， G6135機(jī)體臥式雙面攻絲機(jī)，G6135機(jī)體臥式雙面多孔鉆床，GJ252連桿分離面半精銑機(jī)床，185機(jī)體兩側(cè)雙面銑削專機(jī)，近年來該公司通過引進(jìn)美國(guó)和臺(tái)灣省的技術(shù)和元件，開發(fā)出了加工中心刀庫(kù)（圓盤式和斗笠式）和夾具（手動(dòng)夾具、液壓夾具、保壓夾具等）產(chǎn)品，加強(qiáng)了與各加工中心制造廠和用戶廠的合作，為客戶提供了大量的刀庫(kù)與夾具產(chǎn)品。在為用戶提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的同時(shí)，也提升了企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)在用戶中的信譽(yù)度。
四 實(shí)習(xí)感受
通過這次畢業(yè)實(shí)習(xí)，我對(duì)工業(yè)實(shí)際情況了解了很多,收獲頗多。通過這次實(shí)習(xí)在知識(shí)上我拓寬了自己的知識(shí)面。以前僅僅把自己課程上所學(xué)的知識(shí)學(xué)好，什么都是理所當(dāng)然，不切實(shí)際。實(shí)踐才是最重要的。 在這次實(shí)習(xí)中，我認(rèn)識(shí)到掌握的知識(shí)不牢固，考慮問題不夠全面，聯(lián)系實(shí)踐能力不足，這是我們?nèi)鄙俚?也是我們要不斷努力掌握的。
短短的實(shí)習(xí)生活已經(jīng)結(jié)束，但是對(duì)于這次實(shí)習(xí)我很難忘，讓我們學(xué)到了很多在課堂上學(xué)不到的東西，這次真的是一次理論與實(shí)際相結(jié)合的好鍛煉。我希望我在以后的學(xué)習(xí)、生活、工作中更加的不怕苦，不怕累，好學(xué)上進(jìn).感謝學(xué)校給了我們這次機(jī)會(huì)！
6
畢業(yè)設(shè)計(jì)
開題論證報(bào)告
專 業(yè) 機(jī)械制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名 張 金 浩
班 級(jí) BD機(jī)制042
學(xué) 號(hào) 0420110233
指導(dǎo)教師 惠 學(xué) 芹
完成日期 2008年4月5日
課題名稱：基于三維的柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)
一、課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述
1.課題來源
本課題出自鹽城市江動(dòng)集團(tuán)柴油機(jī)氣缸體配設(shè)計(jì)。產(chǎn)品名稱：ZH1105W柴油機(jī)，工
件材料：HT250，硬度190~240HBS。本次設(shè)計(jì)目的：基于提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)率，設(shè)計(jì)一臺(tái)組合機(jī)床來滿足其要求。本次設(shè)計(jì)我主要擔(dān)任柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)工作。
2.課題研究的主要內(nèi)容
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),配以少量專用部件組成的一種高效的專用機(jī)床。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方法，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)]和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用來組成自動(dòng)生產(chǎn)線。
組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形式的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削端面、切削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工圓和端面等。二十世紀(jì)70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動(dòng)檢測(cè)和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。
專用機(jī)床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機(jī)床中某些部件因重復(fù)使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機(jī)床。最早的組合機(jī)床是1908年在美國(guó)制成的，用于加工汽車零件。
組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，目前基本上有兩種方式：其一，是根據(jù)具體加工對(duì)象的特征進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，這是當(dāng)前最普遍的做法。其二，隨著組合機(jī)床在我國(guó)機(jī)械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人和技術(shù)人員總結(jié)出生產(chǎn)和使用組合機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)組合機(jī)床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計(jì)成通用部件，而且一些行業(yè)在完成一定工藝范圍內(nèi)的組合機(jī)床是極其相似的，有可能設(shè)計(jì)為通用機(jī)床，這種機(jī)床稱為“專能組合機(jī)床”。這種組合機(jī)床不需要每次按具體加工對(duì)象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而是設(shè)計(jì)成通用品種，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工零件的具體需要，配以簡(jiǎn)單的夾具及刀具，即可組成加工一定對(duì)象的高效率設(shè)備。
為了使組合機(jī)床能在中小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用，往往需要應(yīng)用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺(tái)組合機(jī)床上加工，以提高機(jī)床的利用率。
組合機(jī)床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。
3.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
對(duì)拖拉機(jī)行業(yè)來講,在成功地解決了大批量生產(chǎn)的問題之后,還必須解決多品種生產(chǎn)問題。大批量生產(chǎn)采用的設(shè)備是組合機(jī)床及其自動(dòng)線,它是專用于大批量機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的高效自動(dòng)化設(shè)備,是汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等工業(yè)不可替代的主要加工設(shè)備。近年來隨著數(shù)控技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展,為適應(yīng)市場(chǎng)要求,組合機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和制系統(tǒng)也發(fā)生了巨大的變化。其主要特點(diǎn)就是在傳統(tǒng)的剛性組合機(jī)床生產(chǎn)線上出現(xiàn)了柔性化的發(fā)展趨勢(shì)。為適應(yīng)20 世紀(jì)90 年代以來拖拉機(jī)行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更趨激烈、產(chǎn)品市場(chǎng)壽命進(jìn)一步降低、新產(chǎn)品的開發(fā)周期日益縮短的要求,我公司在上新產(chǎn)品的決策中,就決定研制具有柔性的組合機(jī)床生產(chǎn)線。例如,目前我公司正在進(jìn)行中等功率拖拉機(jī)批量生產(chǎn)的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作,其后橋殼體和傳動(dòng)箱殼體是關(guān)鍵零件。如何使后橋殼體生產(chǎn)線和傳動(dòng)箱殼體生產(chǎn)線具有較大的柔性,使其不但可加工現(xiàn)有品種,而且還適應(yīng)未來新型中等功率拖拉機(jī)的生產(chǎn),是生產(chǎn)線方案論證的焦點(diǎn)。若采用傳統(tǒng)的剛性組合機(jī)床生產(chǎn)線來加工,則只能是一個(gè)品種一條線,不但會(huì)加大投資、浪費(fèi)資源、使加工能力過剩,而且無(wú)法滿足新的變型產(chǎn)品出現(xiàn)時(shí)對(duì)加工設(shè)備的要求。而采用加工中心和通用數(shù)控機(jī)床所組成的生產(chǎn)線,則投資大且無(wú)法滿足大批量的生產(chǎn)綱領(lǐng)要求。采用數(shù)控組合機(jī)床生產(chǎn)線,投資少、柔性好。它不但能滿足現(xiàn)有品種的加工制造并可為新的變型品種的加工留有余地,可通過更換主軸箱、改變數(shù)控加工程序等方式,來滿足變型產(chǎn)品的加工。
數(shù)控組合機(jī)床的出現(xiàn),不僅完全改變了過去那種由繼電器電路組成的組合機(jī)床的控制系統(tǒng),而且也使組合機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)乃至通用部件標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了或正在發(fā)生著巨大的變化。組合機(jī)床及其自動(dòng)線的數(shù)控化,使得傳統(tǒng)的專用機(jī)床和通用機(jī)床的界限變模糊起來,以至于在組合機(jī)床這種傳統(tǒng)意義上的專用機(jī)床領(lǐng)域內(nèi),也出現(xiàn)了“組合機(jī)床柔性化”的提法和實(shí)踐。傳統(tǒng)意義上的組合機(jī)床剛性自動(dòng)線和生產(chǎn)線,也具有了一定的柔性。
實(shí)現(xiàn)柔性化應(yīng)解決的關(guān)鍵問題：顯然,采用數(shù)控機(jī)床和加工中心來取代剛性組合機(jī)床生產(chǎn)線并實(shí)現(xiàn)柔性,是不符合我國(guó)國(guó)情的。我們認(rèn)為,采用以數(shù)控組合機(jī)床為主、并配以經(jīng)濟(jì)型加工中心和經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床來組成生產(chǎn)線,是目前國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化較經(jīng)濟(jì)的方案。發(fā)展柔性組合機(jī)床生產(chǎn)線必須解決以下關(guān)鍵問題:1.研制數(shù)控組合機(jī)床通用部件2.研制經(jīng)濟(jì)型加工中心3.普通機(jī)床的數(shù)控改造。
二、本課題擬解決的問題
設(shè)計(jì)一臺(tái)加工柴油機(jī)氣缸體水箱面、油底殼面和后蓋板面孔系的鉆削組合機(jī)床，具體進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容有：
1． 總體設(shè)計(jì)
1） 制定工藝方案，確定機(jī)床配置型式及結(jié)構(gòu)方案。
2） 三圖一卡設(shè)計(jì)，包括：
(a) 被加工零件工序圖， (b) 加工示意圖， (c) 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，
(d) 生產(chǎn)率計(jì)算卡， (e) 有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算、校核。
2． 夾具設(shè)計(jì)
(a) 夾具三維造型設(shè)計(jì)及裝配圖的繪制
(b) 夾具零件圖
(c) 有關(guān)計(jì)算、校核等。
本設(shè)計(jì)主要解決的是對(duì)ZH1105W機(jī)體上、下、后三個(gè)面上的孔多工序加工中，即要保證孔的位置精度，又要提高生產(chǎn)效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度等諸多問題。夾具部分的設(shè)計(jì)是我的重點(diǎn)一項(xiàng)，首先，在完成對(duì)組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)并繪制出“三圖一卡”的基礎(chǔ)上，繪制夾具設(shè)計(jì)的裝配圖；夾具設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)中的重要部分，夾具設(shè)計(jì)的合理與否，直接影響到被加工零件的加工精度等參數(shù)。首先確定工件的定位方式，然后進(jìn)行誤差分析，確定夾緊方式，夾緊力的計(jì)算，對(duì)夾具的主要零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在夾具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的主要思路是盡量避免手動(dòng)夾緊盡量使用液壓夾緊方式，這樣設(shè)計(jì)主要優(yōu)點(diǎn)是：液壓油油壓高、傳動(dòng)力大，在產(chǎn)生同樣原始作用力的情況下，液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸比氣壓小了許多，液壓油的不可壓縮性可使夾具剛度高，工作平穩(wěn)、可靠，液壓傳動(dòng)噪聲小，勞動(dòng)條件比氣壓的好。解決了手動(dòng)夾緊時(shí)夾緊力不一致、誤差大、精度低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)。
生產(chǎn)綱領(lǐng)：4萬(wàn)件/年，兩班制。
三、解決方案及預(yù)期效果
1.總體設(shè)計(jì)方案
機(jī)床的選擇有臥式和立式兩種，在鉆削上、下面的時(shí)候考慮的安裝時(shí)工件的尺寸、形狀、材料等，確定選用臥式雙面鉆削組合機(jī)床。其優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，無(wú)漏油現(xiàn)象；同時(shí)，安裝、調(diào)試與運(yùn)輸也都比較方便；而且，機(jī)床重心較低，有利于減小振動(dòng)。
2.定位方式
在夾具中的定位是指同一皮工件中任何一個(gè)，在夾具中按定位要求與定位元件相接觸或配合，都能使其占有正確的過程。對(duì)大件工件來說選擇越簡(jiǎn)單的定位元件就越快的進(jìn)行加工，即選擇“一面兩銷”的定位方法是最好的了。
3.滑臺(tái)形式的選擇
組合機(jī)床滑臺(tái)常采用的是機(jī)械滑臺(tái)和液壓滑臺(tái)，機(jī)械滑臺(tái)具有如下優(yōu)點(diǎn)：進(jìn)給量穩(wěn)定，慢速無(wú)爬行，高速無(wú)振動(dòng)，可以降低加工工件的表面粗糙度；具有較好的沖擊能力，繼續(xù)銑削、鉆頭鉆通孔將要出口時(shí)，不會(huì)因沖擊而損壞刀具；運(yùn)行安全可靠，易發(fā)現(xiàn)故障，調(diào)整維修方便；沒有液壓驅(qū)動(dòng)的管路、泄漏、噪聲和液壓站占地的問題。機(jī)械滑臺(tái)也有其弊端，如：只能有級(jí)變速，變速比較麻煩；一般沒有可靠的保護(hù)；快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)換位置精度較低。液壓滑臺(tái)弊端，如：進(jìn)給量由于載荷的變化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定；液壓系統(tǒng)漏油影響工作環(huán)境，浪費(fèi)能源；調(diào)整維修比較麻煩。本課題的加工對(duì)象是ZH1105W柴油機(jī)機(jī)體，鉆上、下、后三面上的孔，位置精度和尺寸精度要求較高，剛度高、熱變形小、進(jìn)給穩(wěn)定性高，因此采用精密級(jí)機(jī)械滑臺(tái)。
4.夾具的設(shè)計(jì)
5.1確定夾具輪廓尺寸
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需要。 夾具底座的高度尺寸，一方面要保證其有足夠的高度，同時(shí)考慮機(jī)床的裝料高度、排屑的方便性和便于設(shè)置定位、夾緊機(jī)構(gòu)。
夾具體采用鑄造的箱體結(jié)構(gòu)，各邊保證一定的厚度，保證有足夠的支承力，支承夾具、工件、氣缸夾緊力。同時(shí)還有足夠的剛性，鉆加工時(shí)不會(huì)引起夾具的歪斜和工件誤差的加大。夾具體和機(jī)床通過螺栓和定位銷定位和固定機(jī)床夾具的組成。
5.2設(shè)計(jì)步驟
(1) 機(jī)體孔的工藝分析，
(2) 夾緊方案的分析，
(3) 夾緊力的確定與計(jì)算
(4) 定位元件的設(shè)計(jì)，
(5) 定位誤差的計(jì)算，
(6) 導(dǎo)向裝置的選擇，
(7) 夾具體的設(shè)計(jì)，
(8) 其它元件的設(shè)計(jì)，
(9) 夾具的精度分析
6.預(yù)期效果
滿足預(yù)期要求，保證了加工精度和效率。運(yùn)作平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便。
四、課題進(jìn)度安排
3月10日～3月22日．畢業(yè)實(shí)習(xí)階段。
畢業(yè)實(shí)習(xí)，查閱資料，到多個(gè)公司實(shí)踐，撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告。
3月23日～4月5日．開題階段。
提出總體設(shè)計(jì)方案及草圖，填寫開題報(bào)告。
4月6日～5月14日． 設(shè)計(jì)初稿階段。
完成總體設(shè)計(jì)圖、部件圖、零件圖。
5月15日～5月31日． 中期工作階段。
完善設(shè)計(jì)圖紙，編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，中期檢查。
6月1日～6月4日．畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯。
6月5日～6月12日．畢業(yè)設(shè)計(jì)整改。
圖紙修改、設(shè)計(jì)說明書修改、定稿，材料復(fù)查。
6月13日～6月15日．畢業(yè)設(shè)計(jì)材料評(píng)閱。
6月16日～6月18日．畢業(yè)答辯。
6月19日～6月21日．材料整理裝袋。
五、指導(dǎo)教師意見
簽名
年 月 日
六、專業(yè)系意見
簽名
年 月 日
七、學(xué)院意見
簽名
年 月 日
5
文 獻(xiàn) 資 料
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名 張 金 浩
班 級(jí) BD機(jī)制042
學(xué) 號(hào) 0420110233
指 導(dǎo) 教 師 惠 學(xué) 芹
文 獻(xiàn) 資 料
[1] 張新華，魯志康，趙建躍．沖床自動(dòng)送料機(jī)的PLC控制與設(shè)計(jì)[J].鍛壓設(shè)備，2000，（2）：44-45．
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書
基于三維的柴油機(jī)氣缸蓋組合鉆床總體及夾具設(shè)計(jì)
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名 張 金 浩
班 級(jí) BD機(jī)制042
學(xué) 號(hào) 0420110233
指導(dǎo)教師 惠 學(xué) 芹
完成日期 2008年6月12日
鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2008
目 錄
1 前言 1
2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 3
2.1 總體方案論證 3
2.1.1 加工對(duì)象工藝性分析 3
2.1.2 機(jī)床配置型式的選擇 3
2.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇 3
2.2 確定切削用量及選擇刀具 4
2.2.1 選擇切削用量 4
2.2.2 計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率 5
2.2.3 刀具耐用度的計(jì)算 7
2.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu) 8
2.3 三圖一卡設(shè)計(jì) 8
2.3.1 被加工零件工序圖 8
2.3.2 加工示意圖 8
2.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 10
2.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 12
3 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 15
3.1.1 零件的工藝性分析 15
3.1.2 夾具設(shè)計(jì)的基本要求 15
3.1.3 夾具總體結(jié)構(gòu)構(gòu)思 16
3.2 定位方案的確定 16
3.2.1 定位方案的論證 16
3.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 16
3.2.3 定位的實(shí)現(xiàn)方法 16
3.3 誤差分析 18
3.3.1影響加工精度的因素 18
3.3.2保證加工精度的條件 18
3.4 夾緊方案確定 20
3.4.1 夾緊裝置的確定 20
3.4.2 夾緊力的確定 22
3.4.3 夾緊液壓缸的選擇 23
3.5 導(dǎo)向裝置的選擇 24
3.5.1 鉆模套型式的選擇和設(shè)計(jì) 24
3.5.2 鉆模板的類型和設(shè)計(jì) 25
3.6 夾具體確定 25
3.7 夾具體三維模型 26
4 結(jié)論 30
參考文獻(xiàn) 33
致 謝 34
附 錄 35
1 前言
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),配以少量專用部件組成的一種高效的專用機(jī)床。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方法，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用來組成自動(dòng)生產(chǎn)線。組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(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,因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制,它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件(近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額),完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔,加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái),在孔內(nèi)鏜各種形狀槽,以及銑削平面和成形面等。組合機(jī)床的分類繁多,有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床,有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式,還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)式組合機(jī)床等;隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,一種新型的組合機(jī)床——柔性組合機(jī)床越來越受到人們的青睞,它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換,配以可編程序控制器(ＰＬＣ)、數(shù)字控制(ＮＣ)等,能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外,近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)(清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測(cè)量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線)等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來越大。二十世紀(jì)70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動(dòng)檢測(cè)和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。組合機(jī)床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。
國(guó)內(nèi)組合機(jī)床近幾年取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品水平、開發(fā)能力、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、制造技術(shù)水平、勞動(dòng)生產(chǎn)率、國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)占有率等諸多方面尚存在不少差距。在組合機(jī)床方面，總體水平不高，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，不能充分滿足國(guó)內(nèi)建設(shè)需要，關(guān)鍵技術(shù)過分依賴國(guó)外，自主發(fā)展能力薄弱，高技能人才的比較優(yōu)勢(shì)有弱化的危險(xiǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，用戶服務(wù)水平差距較大。
本次設(shè)計(jì)的課題是柴油機(jī)氣缸蓋組合鉆床總體及夾具設(shè)計(jì)。該課題來源于江淮動(dòng)力集團(tuán)。該集團(tuán)生產(chǎn)的S195柴油機(jī)、ZH1105柴油機(jī)銷路十分走俏，市場(chǎng)需求量大，暢銷國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)?，F(xiàn)在該集團(tuán)迫切需要改善現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，進(jìn)行提高生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量方面的技術(shù)改造，使產(chǎn)品的合格率上升，增加產(chǎn)量，適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，提高經(jīng)濟(jì)效益。
本設(shè)計(jì)主要針對(duì)ZH1105氣缸蓋鉆排氣道面上2×M10—7H螺紋底孔至φ8.376，深19mm，Ra6.3，各孔位置度公差為φ0.20mm；鉆井氣道上4×M10－7H螺紋底孔至φ8.376，深19mm，Ra 6.3，各孔位置度公差為φ0.30mm；鉆G3/8"放置螺塞底孔至φ15.2mm通孔，以上倒角均C1，Ra 12.5。前面，后面，左面三個(gè)面上7個(gè)孔同時(shí)加工、生產(chǎn)率低、位置精度誤差大的問題而設(shè)計(jì)的，從而保證孔的位置精度、提高生產(chǎn)效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。由于柴油機(jī)機(jī)體需大批量生產(chǎn)，為了提高加工精度，降低成本，有必要設(shè)計(jì)一種組合機(jī)床來滿足柴油機(jī)機(jī)體前后左三面同時(shí)鉆孔的需要。本次設(shè)計(jì)分總體設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)、左軸箱設(shè)計(jì)、右軸箱設(shè)計(jì)及后主軸箱設(shè)計(jì)四部分。我主要負(fù)責(zé)夾具部分的設(shè)計(jì)，總體設(shè)計(jì)由我和另外三位同學(xué)共同完成。在設(shè)計(jì)組合機(jī)床過程中，組合機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)是整個(gè)組合機(jī)床設(shè)計(jì)工作的重要部分之一。雖然夾具零件的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，使設(shè)計(jì)工作量大為減少，設(shè)計(jì)周期大為縮短，但在夾具設(shè)計(jì)過程中，在保證加工精度的前提下，如何綜合考慮生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性和勞動(dòng)條件等因素，還有一定的難度。
設(shè)計(jì)該組合機(jī)床思路如下：仔細(xì)分析零件的特點(diǎn)，以確定零件合理可行的加工方法（包括安排工序及工藝流程，確定工序中的工步數(shù)，選擇加工的定位基準(zhǔn)及夾壓方案等），確定工序間加工余量，選擇合適的切削用量，確定組合機(jī)床的配制形式；根據(jù)被加工零件的工藝要求確定刀具，再由刀具直徑計(jì)算切削力，切削扭矩，切削功率，然后選擇各通用部件，最后按裝配關(guān)系組裝成組合機(jī)床。
本說明書以設(shè)計(jì)臥式三面鉆螺紋底孔組合機(jī)床為主線，闡述了刀具的選擇和夾具設(shè)計(jì)的過程。在第2章中著重介紹了組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)。在總體設(shè)計(jì)中，首先是被加工零件的工藝分析，然后是總體方案的論證，在比較了許多方案之后，結(jié)合本道工序加工的特點(diǎn)最終選擇臥式三面的機(jī)床配置型式。再結(jié)合本道工序的特點(diǎn)選擇刀具。根據(jù)選擇的切削用量，計(jì)算刀具的切削力、切削扭矩、切削功率等，再確定刀具的大小和型式。在確定這些設(shè)計(jì)計(jì)算后，然后是繪制組合機(jī)床的“三圖一卡”—被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡。在第3章中，主要介紹了夾具的設(shè)計(jì)。夾具設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的組成部分。夾具設(shè)計(jì)時(shí)，首先確定工件的定位方案，然后選擇夾緊方案，估算夾緊力大小，選擇夾緊液壓缸的型號(hào)，最終完成夾具的零部件設(shè)計(jì)。最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制夾具裝配圖和主要的零件圖。
2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)
2.1 總體方案論證
2.1.1 加工對(duì)象工藝性的分析
A.本機(jī)床被加工零件特點(diǎn)
該加工零件為ZH1105柴油機(jī)氣缸蓋。材料HT250，其硬度為HB190—240，重量36.5Kg，在本工序之前各主要表面、主要孔已加工完畢。
B.本機(jī)床被加工零件的加工工序及加工精度
本道工序：鉆右面、左面、后面的孔，由本設(shè)備“ZH1105氣缸蓋三面鉆組合機(jī)床”完成，因此，本設(shè)備的主要功能是完成柴油機(jī)氣缸蓋右面、左面、后面三個(gè)面上7個(gè)孔的加工。具體加工內(nèi)容及加工精度是：
a. 鉆后面上2個(gè)孔鉆：鉆2×M10—7H螺紋底孔至φ8.376，深19mm，Ra6.3，各孔位置度公差為φ0.20mm。
b.鉆右面上4個(gè)孔：4×M10－7H螺紋底孔至φ8.376，深19mm，Ra 6.3，各孔位置度公差為φ0.30mm。
c.鉆左面上1個(gè)孔： 鉆G3/8"放置螺塞底孔至φ15.2mm通孔，Ra 6.3。
以上倒角均C1，Ra 12.5。
2.1.2 機(jī)床配置型式的選擇
根據(jù)選定的工藝方案確定機(jī)床的配置型式，并定出影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。既要考慮能實(shí)現(xiàn)工藝方案，以確保零件的精度、技術(shù)要求及生產(chǎn)率，又要考慮機(jī)床操作方便可靠，易于維修，且潤(rùn)滑、冷卻、排屑情況良好。對(duì)同一個(gè)零件的加工，可能會(huì)有各種不同的工藝方案和機(jī)床配置方案，在最后決定采取哪種方案時(shí)，絕不能草率，要全面地看問題，綜合分析各方面的情況，進(jìn)行多種方案的對(duì)比，從中選擇最佳方案。
各種形式的單工位組合機(jī)床，具有固定式夾具，通?？砂惭b一個(gè)工件，特別適用于大、中型箱體類零件的加工。根據(jù)配置動(dòng)力部件的型式和數(shù)量，這種機(jī)床可分為單面、多面復(fù)合式。利用多軸箱同時(shí)從幾個(gè)方面對(duì)工件進(jìn)行加工。但其機(jī)動(dòng)時(shí)間不能與輔助時(shí)間重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低。
機(jī)床的配置型式主要有臥式和立式兩種。臥式組合機(jī)床床身由滑座、側(cè)底座及中間底座組合而成。其優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，無(wú)漏油現(xiàn)象；同時(shí)，安裝、調(diào)試與運(yùn)輸也都比較方便；而且，機(jī)床重心較低，有利于減小振動(dòng)。其缺點(diǎn)是削弱了床身的剛性，占地面積大。立式組合機(jī)床床身由滑座、立柱及立柱底座組成。其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，自由度大，操作方便。其缺點(diǎn)是機(jī)床重心高，振動(dòng)大。
在認(rèn)真分析了被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及所選擇的加工工藝方案，又由組合機(jī)床的特點(diǎn)及適應(yīng)性，確定設(shè)計(jì)的組合機(jī)床的配置型式為單工位臥式三面鉆組合機(jī)床。
2.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇
被加工零件為ZH1105柴油機(jī)氣缸蓋屬箱體類零件，本工序加工為三面同時(shí)鉆螺紋底孔，加工工序集中、精度要求高。由于箱體零件的定位方案一般有兩種，“一面兩孔”和“三平面”定位方法。
A. “一面雙孔”的定位方法 它的特點(diǎn)是：
a.可以簡(jiǎn)便地消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。
b.有同時(shí)加工零件五個(gè)表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各
面上孔的位置精度。
c.“一面雙孔”可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整個(gè)工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的累積誤差，有利于保證零件的加工精度。同時(shí)，使機(jī)床各個(gè)工序（工位）的許多部件實(shí)現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計(jì)、制造周期，降低成本。
d.易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位、夾緊，并有利于防止切削落于定位基面上。
B.“三平面”定位方法 它的特點(diǎn)是：
a.可以簡(jiǎn)便地消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。
b.有同時(shí)加工零件兩個(gè)表面的可能，能高度集中工序。
一般情況下，“一面雙孔”是最常用的定位方案，即零件在機(jī)床上放置的底面及底面上的兩個(gè)孔作為定位基準(zhǔn)，通過一個(gè)平面和兩個(gè)定位銷限制其六個(gè)自由度。由于柴油機(jī)氣缸蓋底面有兩個(gè)孔，再通過底面這個(gè)平面就可限制氣缸蓋六個(gè)自由度。初步擬定“一面雙孔”定位方法。
2.2 確定切削用量及選擇刀具
2.2.1 選擇切削用量
對(duì)于7個(gè)被加工孔，采用查表法選擇切削用量，從文獻(xiàn)[1]P.130表6-11中選取。由于鉆孔的切削用量還與鉆孔深度有關(guān)，隨孔深的增加而逐漸遞減，其遞減值按文獻(xiàn)[1]P.131表6-12選取。降低進(jìn)給量的目的是為了減小軸向切削力，以避免鉆頭折段。鉆孔深度較大時(shí)，由于冷卻排屑條件都較差，是刀具壽命有所降低。降低切削速度主要是為了提高刀具壽命，并使加工較深孔時(shí)鉆頭的壽命與加工其他淺孔時(shí)鉆頭的壽命比較接近。
切削用量選擇是否合理，對(duì)組合機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機(jī)床的布局形式及正常工作均有很大影響。組合機(jī)床多軸箱上所以的刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)。查文獻(xiàn)[1]得硬度HB190-240時(shí)，高速鋼鉆頭的切削用量如表2-1：
表2-1高速鋼鉆頭切削用量
加工材料
加工直徑（mm）
切削速度(m/min)
進(jìn)給量(mm/r)
鑄鐵
190～240HBS
6～12
10～18
0.1～0.18
>12～22
>0.18～0.25
在選擇切削速度時(shí)，要求同一多軸箱上各刀具每分鐘進(jìn)給量必須相等并等于滑臺(tái)的工進(jìn)速度（單位為mm/min）,因此，一般先按各刀具選擇較合理的轉(zhuǎn)速(單位為r/min)和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（單位為mm/r），再根據(jù)其工作時(shí)間最長(zhǎng)、負(fù)荷最重、刃磨較困難的所謂“限制性刀具”來確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，通過“試湊法”來滿足每分鐘進(jìn)給量相同的要求，即
（2-1）
在選擇了轉(zhuǎn)速后就可以根據(jù)公式
（2-2）
選擇合理的切削速度。
A 右側(cè)面上4個(gè)孔的切削用量的選擇
4×M10鉆至4×Φ8.376，深19，l=19mm
由d＞6～12，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～18m/min, f ＞0.1～0.18mm/r,又d=8.376mm,初選n=533r/min, f =0.13mm/r,則由（2-2）
得：v=π×8.376×533/1000=14m/min
B.后側(cè)面上2個(gè)孔的切削用量的選擇
2×M10鉆至2×Φ8.376，深19，l=19mm
由d＞6～12，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～18m/min, f ＞0.1～0.18mm/r, 又d=8.376mm, 初選n=536r/min, f =0.13mm/r,則由（2-2）
得：v=π×8.376×536/1000=14.1m/min
C.左側(cè)面上一個(gè)孔的切削用量的選擇
鉆G3/8"放置螺塞底孔至φ15.2mm通孔
由d＞12～22，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～18m/min, f ＞0.18～0.25mm/r, 又d=15.2mm, 初選n=335r/min, f =0.20mm/r,則由（2-2）
得：v=π×15.2×335/1000=16m/min
表2-2 加工各個(gè)孔的進(jìn)給量，工進(jìn)速度及切削速度
孔徑
切削用量
8.376
8.376
15.2
v (m/min)
14
14.1
16
f (mm/r)
0.13
0.13
0.20
n (r/min)
533
536
335
2.2.2 計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率
根據(jù)文獻(xiàn)[1]P.134表6-20中公式
(2-3)
(2-4)
(2-5)
式中， F ——切削力（N）；
T ——切削轉(zhuǎn)矩（Nmm）；
P ——切削功率（kW）；
v ——切削速度（m/min）；
f ——進(jìn)給量（mm/r）；
D ——加工（或鉆頭）直徑（mm）；
HB ——布氏硬度。，在本設(shè)計(jì)中，， ，得HB=223。
由以上公式可得：
A 右側(cè)面上4個(gè)孔的切削用量的選擇
鉆4×M10鉆至4×Φ8.376，深19
由公式（2-3）得：
=26×8.376×0.130.8×2230.6
= 1091.6 N
由公式（2-4）得：
=10×8.3761.9×0.130.8×2230.6
= 2843.4 Nmm
由公式（2-5）得：
=
=0.156 kW
B.后側(cè)面上2個(gè)孔的切削用量的選擇
鉆2×M10鉆至2×Φ8.376，深19
由公式（2-3）得：
=26×8.376×0.130.8×2230.6
= 1091.6N
由公式（2-4）得：
=10×8.3761.9×0.130.8×2230.6
=2843.4 Nmm
由公式（2-5）得：
=
=0.157 kW
C. 左側(cè)面上一個(gè)孔的切削用量的選擇
鉆G3/8"放置螺塞底孔至φ15.2mm通孔
由公式（2-3）得：
=26×15.2×0.200.8×2230.6
= 2796.1 N
由公式（2-4）得：
=10×15.21.9×0.200.8×2230.6
=12452.2 Nmm
由公式（2-5）得：
=
=0.43 kW
表2-3加工各個(gè)孔的切削力、切削轉(zhuǎn)矩及切削功率
孔徑
F (N)
M (Nmm)
P (kW)
8.376
1091.6
2843.4
0.156
8.376
1096.6
2843.4
0.157
15.2
2796.1
12452.2
0.43
2.2.3刀具耐用度的計(jì)算
確定刀具耐用度，用以驗(yàn)證選用量或刀具是否合理，刀具的耐用度至少大于4個(gè)小時(shí)。查閱文獻(xiàn)[2]中公式：
（2-6）
式中：
—— 刀具耐用度，單位min；
—— 鉆頭直徑，單位mm；
—— 切削速度，單位m/min；
—— 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位mm/r；
—— 布氏硬度。
選擇Φ8.376mm的鉆頭進(jìn)行計(jì)算：
=14328min
根據(jù)計(jì)算，所得刀具耐用度滿足要求。
2.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu)
根據(jù)工藝要求及加工精度的要求，加工7個(gè)孔的刀具均采用標(biāo)準(zhǔn)錐柄長(zhǎng)麻花鉆。
2.3三圖一卡設(shè)計(jì)
2.3.1 被加工零件工序圖
被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（或自動(dòng)線）上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量、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)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。
a.被加工零件
名稱及編號(hào)：氣缸蓋 ZH1105
材料及硬度：HT250 HB190—240 重量12Kg。
b.定位基準(zhǔn)及夾壓點(diǎn)的選擇
針對(duì)機(jī)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用“一面雙孔”定位基準(zhǔn)。
c.圖中符號(hào)
↓夾緊點(diǎn) 定位基面
2.3.2 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。零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。
A.刀具的選擇
在編制加工示意圖的過程中，首先是對(duì)刀具進(jìn)行選擇。一臺(tái)機(jī)床刀具的選擇是否合理，直接影響到機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率和工作情況。因而正確選擇刀具是一個(gè)相當(dāng)重要的工作。刀具的選擇要考慮到工件加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生產(chǎn)率要求等因素。鉆孔刀具其直徑應(yīng)與加工終了時(shí)刀具螺紋螺旋槽后端和導(dǎo)向套外端有一定的距離。
刀具直徑的選擇應(yīng)與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)?？爪?.376選擇刀具Φ8.376G7；孔Φ8.376選擇刀具Φ8.376G7；孔Φ15.2選擇刀具Φ15.2G7。
B.導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇
組合機(jī)床鉆孔時(shí)，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證的。導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具相對(duì)工件的正確位置；保證刀具相互間的正確位置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。
本課題中加工7個(gè)孔時(shí)，由于是大批大量生產(chǎn)，考慮到當(dāng)導(dǎo)套磨損時(shí)，便于更換，避免使整個(gè)鉆模板報(bào)廢，以節(jié)約成本，所以導(dǎo)向裝置選用可換導(dǎo)套。
對(duì)于加工Φ8.376孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=18 mm，D1=25 mm，D2=30 mm，L=25 mm，
對(duì)于加工Φ8.376孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=18mm，D1=25 mm，D2=30 mm，L=25 mm，
對(duì)于加工Φ15.2孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=30 mm，D1=40 mm，D2=50 mm，L=35 mm，
C.確定主軸、尺寸、外伸尺寸
在該課題中，主軸用于鉆孔，選用滾珠軸承主軸。又因?yàn)楦?dòng)卡頭與刀具剛性連接，所以該主軸屬于長(zhǎng)主軸。故本課題中的主軸均為滾珠軸承長(zhǎng)主軸。
根據(jù)由選定的切削用量計(jì)算得到的切削轉(zhuǎn)矩T，由[1]P.43公式
(2-7)
式中，d—軸的直徑（㎜）；
T—軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（Nm）；
B—系數(shù)，本課題中主軸為非剛性主軸，取B=6.2。
由公式可得：
軸1～4 d=30 mm
軸5～6 d=30 mm
軸7 d=38 mm
查[1]P.44表3-6可得到主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號(hào)。主軸軸徑d=30mm時(shí)，主軸外伸尺寸為：L=115mm；接桿莫氏圓錐號(hào)為１。主軸軸徑d=38mm時(shí)，主軸外伸尺寸為：L=115mm；接桿莫氏圓錐號(hào)為2。
D.動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定
a.工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定
工作進(jìn)給長(zhǎng)度，應(yīng)等于加工部位長(zhǎng)度L（多軸加工時(shí)按最長(zhǎng)孔計(jì)算）與刀具切入長(zhǎng)度和切出長(zhǎng)度之和。切入長(zhǎng)度一般為5～10mm，根據(jù)工件端面的誤差情況確定。由于加工的孔均為螺紋底孔，即盲孔，所以各個(gè)孔的切出長(zhǎng)度均為零。兩個(gè)面上鉆孔時(shí)的工作進(jìn)給長(zhǎng)度見下表：
表2-4 工作進(jìn)給長(zhǎng)度
L
d
左主軸箱
22
8
15.2
右主軸箱
19
8
8.376
后主軸箱
19
8
8.376
b.進(jìn)給長(zhǎng)度的確定
快速進(jìn)給是指動(dòng)力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置。初步選定三個(gè)主軸箱上刀具的快速進(jìn)給長(zhǎng)度都為140mm。
c.快速退回長(zhǎng)度的確定
快速退回長(zhǎng)度等于快速進(jìn)給和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和。由已確定的快速進(jìn)給和工作進(jìn)給長(zhǎng)度可知，三面快速退回長(zhǎng)度為170mm。
d.動(dòng)力部件總行程的確定
動(dòng)力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。三面的前備量取30mm，后備量取130mm，則總行程為330mm。
2.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖
機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是用來表示機(jī)床的配置型式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互聯(lián)系、運(yùn)動(dòng)關(guān)系和操作方位的總體布局。用以檢驗(yàn)各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適；它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)；它可以看成是簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖。
2.3.3 .1選擇動(dòng)力部件
A.動(dòng)力滑臺(tái)形式的選擇
本組合機(jī)床采用的是液壓滑臺(tái)。與機(jī)械滑臺(tái)相比較，液壓滑臺(tái)具有如下優(yōu)點(diǎn)：在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量可以無(wú)級(jí)調(diào)速；可以獲得較大的進(jìn)給力；由于液壓驅(qū)動(dòng)，零件磨損小，使用壽命長(zhǎng)；工藝上要求多次進(jìn)給時(shí)，通過液壓換向閥，很容易實(shí)現(xiàn)；過載保護(hù)簡(jiǎn)單可靠；由行程調(diào)速閥來控制滑臺(tái)的快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠。但采用液壓滑臺(tái)也有其弊端，如：進(jìn)給量由于載荷的變化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定；液壓系統(tǒng)漏油影響工作環(huán)境，浪費(fèi)能源；調(diào)整維修比較麻煩。本課題的加工對(duì)象是ZH1105柴油機(jī)氣缸蓋三個(gè)面上的7個(gè)孔，位置精度和尺寸精度要求較高，因此采用液壓滑臺(tái)。
由此，根據(jù)已定的工藝方案和機(jī)床配置形式并結(jié)合使用及修理等因素，確定機(jī)床為臥式雙面單工位液壓傳動(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)主軸箱鉆孔主軸。
B.動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)的選擇
a.根據(jù)選定的切削用量計(jì)算得到的單根主軸的進(jìn)給力，按文獻(xiàn)[1] P.62式
（2-8）
式中，—各主軸所需的 向切削力，單位為N。則
左主軸箱
右主軸箱
后主軸箱
實(shí)際上,為克服滑臺(tái)移動(dòng)引起的摩擦阻力，動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給力應(yīng)大于。
b.進(jìn)給速度
V左= n1xf=335x0.20=67
V右= n2xf=533x0.13=69.3
V后= n3xf=536x0.13=70
c.最大行程 L=400mm
d.動(dòng)力滑臺(tái)導(dǎo)軌型式
動(dòng)力滑臺(tái)導(dǎo)軌組合有“矩—矩”和“矩—心”兩種型式。前者一般多用于帶導(dǎo)向刀具進(jìn)行加工的機(jī)床及其他粗加工機(jī)床，后者主要用于不帶導(dǎo)向的剛性主軸加工及其它精加工機(jī)床。由此可知，本機(jī)床選用“矩—矩”式最合適。
考慮到所需的進(jìn)給力、最小進(jìn)給速度、切削功率、行程、主軸箱輪廓尺寸等因素，為了保證工作的穩(wěn)定性，由文獻(xiàn)[1]P.91表5-1，左、右兩面的液壓滑臺(tái)均選用1HY40IA型。臺(tái)面寬500mm，臺(tái)面長(zhǎng)1000mm,行程長(zhǎng)400mm，滑臺(tái)及滑座總高320mm,滑座長(zhǎng)1240mm，允許最大進(jìn)給力32000N，快速行程速度6.3m/min，工進(jìn)速度10～350mm/min。
C.動(dòng)力箱型號(hào)的選擇
由切削用量計(jì)算得到的各主軸的切削功率的總和，根據(jù)[1]P.47頁(yè)公式
（2-9）
式中, —消耗于各主軸的切削功率的總和（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。本課題中，被加工零件材料為灰鑄鐵，屬黑色金屬，又主軸數(shù)量較多、傳動(dòng)復(fù)雜，故取。
左主軸箱： P切削=0.43
則 P=0.43\0.8=054
右主軸箱： P切削=0.156*4=0.624
則 P多軸箱=0.624\0.8=0.78
根據(jù)液壓滑臺(tái)的配套要求，滑臺(tái)額定功率應(yīng)大于電機(jī)功率的原則，查[1] P.114～115表5-38得出動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的型號(hào)
表2-5 動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的型號(hào)選擇
動(dòng)力箱型號(hào)
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
電動(dòng)機(jī)功率(kW)
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)
輸出軸轉(zhuǎn)速(r/min)
左主軸箱
1TD25
Y132S-4
5.5
1440
720
右主軸箱
1TD25
Y132S-4
5.5
1440
720
后主軸箱
1TD25
Y132S-4
5.5
1440
720
D.配套通用部件的選擇
側(cè)底座1CC401，其高度H=560mm，寬度B=600mm，長(zhǎng)度L=1350mm。根據(jù)夾具體的尺寸，自行設(shè)計(jì)中間底座。
2.3.3 .2確定機(jī)床裝料高度H
裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。本課題中，工件最低孔位置，主軸箱最低主軸高度，所選滑臺(tái)與滑座總高，側(cè)底座高度，夾具底座高度，中間底座高度，綜合以上因素，該組合機(jī)床裝料高度取H=1000mm。
2.3.3 .3 確定主軸箱輪廓尺寸
主要需確定的尺寸是主軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度。主軸箱寬度B、高度H的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式計(jì)算：
（2-10）
（2-11）
式中，b—工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（mm）；
—最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（mm）；
h—工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（mm）；
—最低主軸高度（mm）。
其中，還與工件最低孔位置（）、機(jī)床裝料高度（H=1000mm）、滑臺(tái)滑座總高（）、側(cè)底座高度（）、滑座與側(cè)底座之間的調(diào)整墊高度（）等尺寸有關(guān)。對(duì)于臥式組合機(jī)床，要保證潤(rùn)滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦，本組合機(jī)床按式
（2-12）
計(jì)算，得： 。
,取，則求出主軸箱輪廓尺寸：
B=398mm
根據(jù)上述計(jì)算值,按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定主軸箱輪廓尺寸為B×H=400mm×400mm。
2.3.4機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡
已知：工作行程為180mm 進(jìn)刀量為7500mm /min
機(jī)動(dòng)時(shí)間3.05min 裝卸工件時(shí)間0.8min
單件工時(shí)3.894min/件
a.理想生產(chǎn)率Q（件/h）
理想生產(chǎn)率是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)（包括備品及廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。用《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》P.51公式
（2-13）
計(jì)算，式中， N—年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件），本課題中N=30000件；
—全年工時(shí)總數(shù)，本課題以單班7小時(shí)計(jì)，則。
則
b.實(shí)際生產(chǎn)率Q1（件/h）
實(shí)際生產(chǎn)率是指所設(shè)計(jì)的機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。即公式[1]P.51
（2-14）
式中，—生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（min）。
則
c.機(jī)床負(fù)荷率
機(jī)床負(fù)荷率為理性鄉(xiāng)生產(chǎn)率與實(shí)際生產(chǎn)率之比。即公式[1]P.52
（2-15）
則
生產(chǎn)率計(jì)算卡見表2-6。
表2-6 生產(chǎn)率計(jì)算卡
被加工零件
圖號(hào)
---
毛坯種類
鑄件
名稱
柴油機(jī)氣缸蓋
毛坯重量
材料
HT250
硬度
190～240HBS
工序名稱
三面鉆孔
工序號(hào)
序號(hào)
工步
名稱
被加工零件數(shù)量
加工直徑(mm)
加工長(zhǎng)度
(mm)
工作行程
(mm)
切削速度
(m/?min)
每分鐘轉(zhuǎn)速
(r/
min)
進(jìn)給量
(mm/r)
進(jìn)給速度
(mm
/min)
工時(shí)(min)
機(jī)加工
時(shí)間
輔助
時(shí)間
共計(jì)
1
裝卸工件
1
0.8
0.8
右滑臺(tái)快進(jìn)150
左滑臺(tái)快進(jìn)140
7500
0.02
0.02
左軸箱工進(jìn)
(鉆孔15.2)
30
16
335
0.2
16.6
1.81
右多軸箱工進(jìn)
30
14
533
0.13
13.1
2.29
2.29
后多軸箱工進(jìn)
30
14.1
536
0.13
20
1.5
左右滑臺(tái)快
退180
7500
0.024
0.024
備注
裝卸工件時(shí)間取決于操作者熟練程度,本機(jī)床計(jì)算時(shí)取0.8min
總計(jì)
3.134min
單件工時(shí)
3.134min
機(jī)床生產(chǎn)率
19.14件/h
機(jī)床負(fù)荷率
83.5%
3 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
3.1 概述
3.1.1 零件的工藝性分析
夾具是組合機(jī)床的重要組成部分，是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計(jì)的。它是用于實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件時(shí)的限位等作用。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)在ZH1105氣缸蓋進(jìn)行鉆加工所用的夾具。ZH1105柴油機(jī)氣缸蓋材料為HT250，其硬度為HB190～240。本道工序鉆排氣道面上2×M10—7H螺紋底孔至φ8.376，深19mm，Ra6.3，各孔位置度公差為φ0.20mm；鉆井氣道上4×M10－7H螺紋底孔至φ8.376，深19mm，Ra 6.3，各孔位置度公差為φ0.30mm；鉆G3/8"放置螺塞底孔至φ15.2mm通孔，Ra 6.3，以上倒角均C1，Ra 12.5。
3.1.2 夾具設(shè)計(jì)的基本要求
a.保證工件的加工精度
保證工件的加工精度是夾具設(shè)計(jì)的最基本要求。其關(guān)鍵在于，正確地確定定位方案、夾緊方案和刀具導(dǎo)向方式，合理地設(shè)計(jì)夾具的尺寸、公差和技術(shù)要求，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行誤差的分析和計(jì)算。
b.提高生產(chǎn)效率、減低制造成本
夾具設(shè)計(jì)的總體方案應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡量采用各種快速、高效的結(jié)構(gòu)、自動(dòng)裝置和先進(jìn)的控制方法，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率；在中心批量生產(chǎn)中，則要求在滿足夾具功能的前提下，盡量使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，以降低夾具的制造成本。
c.操作方便、省力和安全
夾具的操作要盡量做到方便、省力，如有條件，盡可能采用氣動(dòng)、液壓及其他機(jī)械化夾緊裝置、以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。并可較好地控制夾緊力。夾具操作位置應(yīng)符合操作工人的習(xí)慣，必要時(shí)應(yīng)有安全保護(hù)裝置，以確保使用安全。
d.便于排屑
夾具的排屑是一個(gè)容易忽視的問題，如果排屑功能不好，切屑積集在夾具中，會(huì)破壞工件正確的定位；切屑帶來的大量熱量會(huì)引起夾具和工件的熱變形，影響加工質(zhì)量；切屑的的清掃又會(huì)增加輔助時(shí)間，降低生產(chǎn)率。切屑積集嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)損傷刀具以致造成設(shè)備事故或工傷事故。因此，排屑問題在夾具設(shè)計(jì)時(shí)必須給予充分的注意，在設(shè)計(jì)高效組合機(jī)床夾具時(shí)尤為重要。
e.有良好的結(jié)構(gòu)工藝性
夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、合理，便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修，應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。
夾具設(shè)計(jì)是一種相互關(guān)聯(lián)的工作，通常是在參閱有關(guān)資料的情況下，按加工要求構(gòu)思出設(shè)計(jì)方案，繪制出圖樣，經(jīng)修改后確定夾具的結(jié)構(gòu)。
3.1.3 夾具總體結(jié)構(gòu)構(gòu)思
根據(jù)被加工零件特點(diǎn),初定夾具總體結(jié)構(gòu)如下:
頂端用一個(gè)氣缸上蓋固定一個(gè)夾緊液壓缸,夾緊液壓缸通過壓板夾緊工件,夾具體上左右各固定一個(gè)支架,支架上固定鉆模板,夾具體通過螺釘和定位銷與機(jī)床中間底座相連。
3.2 定位方案的確定
3.2.1 定位方案論證
箱體零件的定位方案一般有兩種，“一面兩孔”和“三平面”定位方法。
A.“一面雙孔”的定位方法 它的特點(diǎn)是：
a.可以簡(jiǎn)便地消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。
b.有同時(shí)加工零件五個(gè)表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各
面上孔的位置精度。
c.“一面雙孔”可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整個(gè)工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的累積誤差，有利于保證零件的加工精度。同時(shí)，使機(jī)床各個(gè)工序（工位）的許多部件實(shí)現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計(jì)、制造周期，降低成本。
d.易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位、夾緊，并有利于防止切削落于定位基面上。
B.“三平面”定位方法 它的特點(diǎn)是：
a.可以簡(jiǎn)便地消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。
b.有同時(shí)加工零件兩個(gè)表面的可能，能高度集中工序。
被加工零件為ZH1105柴油機(jī)氣缸蓋屬箱體類零件，本工序加工為三面同時(shí)鉆螺紋底孔，加工工序集中、精度要求高。一般情況下，“一面雙孔”是最常用的定位方案，即零件在機(jī)床上放置的底面及底面上的兩個(gè)孔作為定位基準(zhǔn)，通過一個(gè)平面和兩個(gè)定位銷限制其六個(gè)自由度。由于柴油機(jī)氣缸蓋底面有兩個(gè)孔，再通過底面這個(gè)平面就可限制氣缸蓋六個(gè)自由度。初步擬定“一面雙孔”定位方法。
3.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)選擇的原則
a.盡可能選擇最大基面做主要的定位基準(zhǔn)面；
b.盡可能與工序基準(zhǔn)重合；
c.盡量選最長(zhǎng)表面做為限制自由度的定位基準(zhǔn)；
d.盡量選精度較高的已加工表面為定位基準(zhǔn)；
e.在同一工件各工序中盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。
綜上所述，故選定底面為定位基準(zhǔn)面，
3.2.3 定位的實(shí)現(xiàn)方法
根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特征，選擇定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)六點(diǎn)定位原理，即選氣缸蓋底面作為定位基準(zhǔn)面，用兩個(gè)定位銷限制了三個(gè)自由度，側(cè)面用側(cè)定位塊限制了兩個(gè)自由度, 后面用一個(gè)后定位塊限制了剩下的一個(gè)自由度，這樣氣缸體的六個(gè)自由度全部消除，實(shí)現(xiàn)零件的定位，如圖所示：
圖3-1 零件定位示意圖
3.3 誤差分析
一批工件依次在夾具中進(jìn)行定位時(shí)，由于工序基準(zhǔn)的變動(dòng)對(duì)加工表面尺寸所造成的極限值之差稱為定位誤差。產(chǎn)生定位誤差的原因是工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不相重合或工序基準(zhǔn)自身在位置上發(fā)生偏移或位移所引起的。
3.3.1 影響加工精度的因素
用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多，與夾具有關(guān)的因素有：定位誤差ΔP、對(duì)刀誤差ΔT、夾具在機(jī)床上的安裝誤差ΔA和夾具誤差ΔE，在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差ΔG。在夾緊方法中產(chǎn)生的誤差Δo。上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對(duì)工件的位置不精確而形成總的加工誤差。
3.3.1.1定位誤差
A.基準(zhǔn)不重合誤差 由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而造成的定位誤差。根據(jù)文獻(xiàn)[4]查得基準(zhǔn)不重合誤差的計(jì)算公式如下：
（3-1）
式中 —定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)間的尺寸鏈組成環(huán)的公差；
—的方向與加工尺寸方向的夾角。
B.基準(zhǔn)位移誤差 由于定位基準(zhǔn)的誤差或定位支撐點(diǎn)的誤差而造成的定位基準(zhǔn)位移，即工件實(shí)際位置對(duì)確定位置的理想要素的誤差，這種誤差稱為基準(zhǔn)位移誤差，以表示。不同的定位方式，其基準(zhǔn)位移誤差的計(jì)算方式也不同，此夾具定位是采用的“一面兩空”定位的方法，所以要計(jì)算的是平面支撐定位的位移誤差。
工件為平面定位時(shí)，基準(zhǔn)不重合誤差：；
基準(zhǔn)位移誤差：，；
故 。
a.計(jì)算氣缸體右端面加工尺寸的定位誤差
加工尺寸4×M10-7H深19
（底面與支撐面接觸較好）
b.計(jì)算氣缸蓋后端面加工尺寸的定位誤差
加工尺寸2×M10-7H深19
（底面與支撐面接觸較好）
c.計(jì)算氣缸體右端面加工尺寸的定位誤差
（底面與支撐面接觸較好）
（定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合）
3.3.1.2 對(duì)刀誤差
因刀具相對(duì)于對(duì)刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，裝配圖中，刀具與鉆套之間的間隙會(huì)引起刀具的位移或傾斜，造成加工誤差。
鉆4×Ф8.376深19,鉆套導(dǎo)向尺寸為Ф18，所以加工時(shí)的對(duì)刀誤差為=0.04
3.3.1.3夾具的安裝誤差
因夾具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差。本組合機(jī)床的夾具的安裝基面為平面，因此安裝誤差：=0。
3.3.1.4加工方法誤差
因機(jī)床的精度、刀具精度、刀具與機(jī)床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形因素造成的加工誤差，所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的1/3，計(jì)算可得：
=0.1/3=0.033mm。
3.3.1.5 夾緊方法誤差
因液壓缸對(duì)夾具施加的力是垂直向下的,對(duì)被加工零件在前后左右方向產(chǎn)生的力可以忽略不計(jì),所以有夾緊方法產(chǎn)生的誤差：=0。
3.3.2 保證加工精度的條件
工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差為上述的各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差為獨(dú)立隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊加因此保證加工精度的條件為：
≤ （3-2）
即工件的加工誤差=0.164mm應(yīng)不大于工件的尺寸公差，由于孔距尺寸為130±0.1，可取=0.2，>為滿足條件，所以該精度滿足要求。
3.4 夾緊方案的確定
3.4.1夾緊裝置的確定
3.4.1.1夾緊裝置的組成
本設(shè)計(jì)中夾緊裝置采用機(jī)械夾緊裝置，由力源裝置、中間傳力機(jī)構(gòu)、夾緊元件三部分組成。其組成部分的相互關(guān)系，如下面的方框圖所示。
圖3-2 夾緊裝置組成的方框圖
3.4.1.2夾緊裝置設(shè)計(jì)的基本要求
a.夾緊過程中，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。
b.夾緊力的大小要可靠和適當(dāng)，既要保證工件在整個(gè)加工過程中位置穩(wěn)定不變，振動(dòng)小，又要使工件不產(chǎn)生于過大的夾緊變形。
c.夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)想適應(yīng)，在保證生產(chǎn)率的前提下，其結(jié)構(gòu)要力求簡(jiǎn)單，以便于制造和維修。
d.夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力。
3.4.1.3夾緊裝置的選擇
通常應(yīng)用的機(jī)械夾緊裝置有氣壓裝置和液壓裝置兩種，各有其優(yōu)越性，要根據(jù)實(shí)際情況來選擇用哪種裝置。
A.氣壓裝置
氣壓裝置以壓縮空氣為力源，應(yīng)用比較廣泛，有以下特點(diǎn)：
a.動(dòng)作迅速，反應(yīng)快。氣壓為0.5MPa時(shí)，氣缸活塞速度為1~10m/s，夾具每小時(shí)可連續(xù)松夾上千次。
b.工作壓力低（一般為0.4~0.6MPa）。傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)裝置所用材料及制造精度要求不高，制造成本低。
c.空氣粘度小，在管路中的損失較少，便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送，易于集中操縱或程序控制等。
d.空氣可就地取材，容易保持清潔，管路不易堵塞，也不會(huì)污染環(huán)境，具有維護(hù)簡(jiǎn)單，使用安全、可靠、方便等特點(diǎn)。
主要缺點(diǎn)是空氣壓縮性大，夾具的剛度和穩(wěn)定性較差；在產(chǎn)生相同原始作用的條件下，因工作壓力低，其動(dòng)力裝置的結(jié)構(gòu)尺寸大。此外，還有較大的排氣噪聲。
B.液壓裝置
液壓裝置的特點(diǎn)是：
a.液壓油油壓高、傳動(dòng)力大，在產(chǎn)生同樣原始作用力的情況下，液壓缸的 結(jié)構(gòu)尺寸比氣壓小了許多。
b.液壓油的不可壓縮性可使夾具剛度高，工作平穩(wěn)、可靠。
c.液壓傳動(dòng)噪聲小，勞動(dòng)條件比氣壓的好。
通過對(duì)以上兩種機(jī)械夾緊裝置優(yōu)缺點(diǎn)的比較，結(jié)合加工工件的精度要求、工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和環(huán)境要求、企業(yè)的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)中夾緊裝置采用液壓夾緊裝置。
3.4.2夾緊力的確定
3.4.2.1夾緊力確定的基本原則
A.夾緊力的方向
a.夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。
b.夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力。
c.夾緊力的方向應(yīng)是工件剛度較高的方向。
B.夾緊力的作用點(diǎn)
a.夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
b.夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛度較高的部位。
c.夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。
3.4.2.2夾緊方案
根據(jù)以上要求及原則，工件屬于箱體類零件，夾緊力的方向應(yīng)垂直于最重要的定位基面—底面，并將工件壓向該面，而不宜與其他方面進(jìn)行夾緊。由于工件為薄壁件，易受力變形，故采用多點(diǎn)同時(shí)壓向工件，均勻分布?jí)壕o力，起到減少受力變形的效果。夾緊力為液壓缸驅(qū)動(dòng)。用推桿將壓力傳遞致壓板，然后由壓板將壓力分散到工件壓緊表面，從而將工件壓緊。
3.4.2.3夾緊力的預(yù)算
根據(jù)工件所受切削力、夾緊力的作用情況，找出加工過程中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，來確定夾緊力。
根據(jù)文獻(xiàn)[5]查得切削力Q的計(jì)算公式如下
（3-3）
式中 ——安全系數(shù)；
——切削力；
——定位銷上允許承受的一部分切削力，通?？砂磾D壓強(qiáng)度確定：；
——許用擠壓應(yīng)力，取定位銷和工件中較小者；
——壓板和工件表面間的摩擦系數(shù)；
——工件和定位支承塊間的摩擦系數(shù)；
——定位銷的直徑；
——定位銷的接觸長(zhǎng)度。
根據(jù)文獻(xiàn)[5]查得安全系數(shù)按下式計(jì)算
（3-4）
式中，～為各種因素的安全系數(shù)，查文獻(xiàn)[4]表3-1和表3-2
：考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù)，??；
：加工性質(zhì)，??；
：刀具鈍化程度，取；
：切削特點(diǎn)，取；
：夾緊力的穩(wěn)定性，取；
：夾緊時(shí)的位置 ，取；
：僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支承面的接觸情況，取。
查文獻(xiàn)[2]表3-34摩擦系數(shù)，均為
根據(jù)2.2.2節(jié)切削力的計(jì)算結(jié)果，取P =4386.4N
3.4.3夾緊液壓缸的選擇
a.壓缸工作壓力的確定
由[4]P.10頁(yè)表2-1得
組合機(jī)床工作壓力3-5MP，取P=5MP。
b.內(nèi)徑D和稈直徑d的確定
查表2-2,取P2=0.5MP
取ηcm=0.95
查表2-3,取d/D=1/2
由公式（2-3）
查表2-4,取D=100mm
查表2-5取d=50mm
c.液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算
由[4]P.12頁(yè)公式
（3-5）
式中 ——液壓缸壁厚；
D——液壓缸內(nèi)徑；
——試驗(yàn)壓力，最大工作壓力的（1.25-1.5）倍
=1.3×5=6.5MP；
——缸體材料許用應(yīng)力，鑄鋼=100-110MP，取=100MP。
，取=15mm
則外徑D1=D+2=100+30=130。
d.工作行程的確定
查表2-6,取工作行程為30mm。
e.缸蓋厚度的確定
（3-6）
取t=15mm。
綜上所述，查資料[5]P.817頁(yè)表3.6-23，選定夾緊液壓缸為T5019I型油缸。
3.5 導(dǎo)向裝置的選擇
導(dǎo)向裝置的作用在于保證刀具對(duì)于工件的正確位置；保證各刀具相互間的正確位置和提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。
3.5.1鉆模套型式的選擇和設(shè)計(jì)
a.鉆套的型式
鉆套的結(jié)構(gòu)和尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，按其使用特點(diǎn)可分為固定式鉆套、可換鉆套和快換鉆套。
由于工件是大批量生產(chǎn)。固定鉆套顯然不合適而快換鉆套加工位置精度較低，不能滿足加工要求，因此選擇可換鉆套?？蓳Q鉆套裝于襯套中而襯套則是壓配（H7/r6）于鉆模板的孔內(nèi)，該鉆套由螺釘固定以防轉(zhuǎn)動(dòng)或在退刀時(shí)隨刀具帶起。
b.鉆套內(nèi)孔直徑的基本尺寸及公差配合的選擇
鉆套內(nèi)孔直徑的基本尺寸應(yīng)為所用刀具的最大極限尺寸，鉆套內(nèi)徑與孔鉆頭配合用H7/f7(考慮到所用刀具和工件上的加工精度要求)。
襯套內(nèi)外孔查資料[2]P.408頁(yè)表5-8通用導(dǎo)套的尺寸規(guī)格，d、D和D2的 關(guān)系如下圖所示。
圖3-3 導(dǎo)套尺寸簡(jiǎn)圖
對(duì)于加工Φ8.376孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=18mm，D2=32mm，D1=25 mm，L=25mm，h=10mm, l1=3mm, 配用的螺釘M6
對(duì)于加工Φ15.2孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=30mm，D2=55mm，D1=40 mm，L=35mm，h=10mm，l1=3mm,配用的螺釘M6。
對(duì)于加工Φ8.376孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=18mm，D2=32 mm，D1=25mm，L=25mm，h=10mm，l1=3mm,配用的螺釘M6。
3.5.2 鉆模板的類型和設(shè)計(jì)
由于孔的位置精度要求較多，因此選用固定式鉆模板，這種鉆模板直接固定在夾具體上，鉆套相對(duì)于夾具也是固定的。
在設(shè)計(jì)鉆模板結(jié)構(gòu)時(shí)，主要根據(jù)工件外形大小，加工部件，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)規(guī)模以及機(jī)床類型等條件而定，要求鉆模板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，制造容易
要求：
a.保證鉆模板有足夠剛度前提下，要求盡量減少其重量，鉆模板的厚度按鉆套的高度來確定，一般在10～30mm之間，鉆模板一般不宜承受夾緊力。由于在鉆套設(shè)計(jì)中鉆套高度L=36m
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