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)機(jī)械注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

《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)機(jī)械注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《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)機(jī)械注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（34頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、目目 錄錄1 前言 .12 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) .32.1 總體方案論證 .32.1.1 加工對(duì)象工藝性的分析 .32.1.2 機(jī)床配置型式的選擇 .32.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇 .42.1.4 選用滑臺(tái)傳動(dòng)型式 .42.2 確定切削用量及選擇刀具 .42.2.1 選擇切削用量 .42.2.2 計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率 .72.2.3 刀具耐用度的計(jì)算.112.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu) .112.3 三圖一卡設(shè)計(jì).112.3.1 被加工零件工序圖 .112.3.2 加工示意圖 .122.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 .142.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡.163 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) .193.1 夾具總體

2、分析.193.1.1 零件的工藝性分析 .193.1.2 夾具設(shè)計(jì)的基本原則和要求 .193.1.3 夾具總體結(jié)構(gòu)構(gòu)思 .193.2 定位方案的確定 .203.2.1 定位方案論證 .203.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .203.2.3 定位的實(shí)現(xiàn)方法 .203.3 導(dǎo)向裝置的選擇 .203.3.1 鉆套型式的選擇和設(shè)計(jì).213.3.2 鉆模板的類型和設(shè)計(jì) .223.4 夾緊方案的確定 .223.4.1 夾緊裝置的確定.223.4.2 夾緊力的確定.243.4.3 夾緊液壓缸的選擇.253.5 誤差分析.263.5.1 影響加工精度的因素.263.5.2 保證加工精度的條件 .273.6 夾具體的

3、確定 .284 結(jié)論 .29參考文獻(xiàn) .30致 謝 .31附 錄 .321 前言組合機(jī)床是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成的專用機(jī)床。這種機(jī)床既具有專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度較高的特點(diǎn)，又具有一定的重新調(diào)整能力，以適應(yīng)工件變化的需要，組合機(jī)床可以對(duì)工件進(jìn)行多面、多主軸加工。組合機(jī)床裝備的發(fā)展思路是以提高組合機(jī)床加工精度、組合機(jī)床柔性、組合機(jī)床工作可靠性和組合機(jī)床技術(shù)的成套性為主攻方向。一方面，加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，提高組合機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率；另一方面，進(jìn)一步發(fā)展新型部件，尤其是多坐標(biāo)部件，使其模塊化、柔性化，適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場(chǎng)需求。復(fù)合、多功能、多軸

4、化控制裝備的前景亦被看好。然而更關(guān)鍵的是現(xiàn)代通信技術(shù)在機(jī)床裝備中的應(yīng)用，信息通信技術(shù)的引進(jìn)使得現(xiàn)代機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高。在這些方面組合機(jī)床裝備還有相當(dāng)大的差距，因此組合機(jī)床技術(shù)裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向。世界機(jī)床發(fā)展的趨勢(shì)將朝著五個(gè)方面發(fā)展：a.高速化由于機(jī)構(gòu)各組件分工的專業(yè)化在專業(yè)主軸廠的開發(fā)下主軸高速化日益普及，過(guò)去只用于汽車工業(yè)高速化的機(jī)種現(xiàn)在已成為必備的機(jī)械產(chǎn)品要件。b.精密化由于各組件加工的精密化，微米的誤差已不是問題，系統(tǒng)的發(fā)展使數(shù)字控制器的功能越來(lái)越多。c.高效能對(duì)組合機(jī)床高速及精密化要求的提高導(dǎo)致了對(duì)加工工

5、件制造速度的要求提高，同時(shí)由于產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品生命周期快速縮短，模具的快速成型加工已成為縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間必備的條件，對(duì)制造速度的要求致使加工模具的機(jī)床朝著高效能專業(yè)化機(jī)種發(fā)展。d.系統(tǒng)化組合機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品，現(xiàn)在可以用一臺(tái)電腦控制一條生產(chǎn)線作業(yè)，不但可縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間，還可以提高產(chǎn)品的加工精度和質(zhì)量。e.復(fù)合化產(chǎn)品外觀曲線的復(fù)雜化致使模具加工技術(shù)必須不斷升級(jí)，機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及，組合機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢(shì)。本課題來(lái)源：鹽城市江動(dòng)集團(tuán)的 ZH1105W 柴油機(jī)。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容的是柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)該組合機(jī)床思路：先仔細(xì)分

6、析零件的特點(diǎn)，以確定零件的加工方法，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，最后裝配改進(jìn)。本次設(shè)計(jì)主要進(jìn)行對(duì)組合三面鉆削的組合機(jī)床，進(jìn)行工藝方案、總體設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)。主要針對(duì) ZH1105W 機(jī)體左、右、后三個(gè)面上 43 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。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床可以大大提高單工序的集中度，提高了效率，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。2 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)2.1 總體方案論證2.1.12

7、.1.1 加工對(duì)象工藝性的分析加工對(duì)象工藝性的分析1.本機(jī)床被加工零件特點(diǎn)該加工零件為 ZH1105W 柴油機(jī)氣缸體。材料 HT250，其硬度為 190240HBS，重量 36.5Kg，在本工序之前各主要定位表面、主要孔已加工完畢。2.本機(jī)床被加工零件的加工工序及加工精度本道工序：鉆左、右、后三面的孔，由我們這次設(shè)計(jì)的設(shè)備“ZH1105W 機(jī)體三面鉆組合機(jī)床”完成，本設(shè)備的主要功能是完成柴油機(jī)機(jī)體左、右、后三個(gè)面上 43個(gè)孔的加工。具體加工內(nèi)容及加工精度是：（1） 鉆左側(cè)面（即水箱面）上 11 個(gè)孔：鉆 56.7 孔，深 18；鉆48.5 孔，深 22；鉆 16.7，通孔，鉆 110.5 孔,

8、通孔，各孔位置度公差為 0.02mm。（2） 鉆右側(cè)面（即油底殼面）上 21 個(gè)孔：鉆 166.7 孔，深 17；鉆413 孔，通孔；鉆 16.8 孔，深 66，各孔位置度公差為 0.02mm。（3） 鉆后蓋板（缸尾）鉆 11 個(gè)孔，鉆 28.5 孔，深 20；鉆 17 孔，深 115；鉆 86.7 孔，深 18，各孔位置度公差為 0.02mm。2.1.22.1.2 機(jī)床配置型式的選擇機(jī)床配置型式的選擇選擇要求根據(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

9、，且潤(rùn)滑、冷卻、排屑情況良好。在加工同一零件時(shí)，可能會(huì)有各種不同的工藝方案和機(jī)床配置方案，要全面地，綜合分析，進(jìn)行幾種方案的對(duì)比，從中選擇最佳方案。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。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

10、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，要求較好的穩(wěn)定性和精度，加緊也方便所以選擇臥式組合機(jī)床。2.1.32.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇考慮到被加工零件是箱體類零件，工序加工為三面同時(shí)鉆孔，加工工序集中、精度要求高。箱體零件的定位方案一般采用， “一面兩孔”和“三平面”定位方法。1.“一面雙孔”的定位方法的特點(diǎn)是：（1） 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。（2） 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

11、各面上孔的位置精度。（3） “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(guò)程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來(lái)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。（4） 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。2.“三平面”定位方法的特點(diǎn)是：（1） 可以消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。（2） 有同時(shí)加工零件三個(gè)表面的可能，能高度集中工序。“一面雙孔”的定位方案，是零件在機(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(guò)一個(gè)平面和兩個(gè)定位銷限制其六個(gè)自由度，但由于定位

12、銷剛度小，箱體大可能會(huì)變形，所以采用“三平面”定位方法，該定位方式如下：，以底面為定位基準(zhǔn)面，限制三個(gè)自由度；在左側(cè)有兩個(gè)支承釘，限制兩個(gè)自由度；在后面用個(gè)定位條限制剩下的一個(gè)自由度，6 個(gè)自由度被完全約束。2.1.42.1.4 選用滑臺(tái)傳動(dòng)型式選用滑臺(tái)傳動(dòng)型式滑臺(tái)可以分為液壓滑臺(tái)、機(jī)械滑臺(tái)和數(shù)控滑臺(tái)三種類型。液壓滑臺(tái)的可以獲得較大的進(jìn)給力，零件磨損小，使用壽命長(zhǎng)，快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn),轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠，有相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量可以無(wú)極變速。過(guò)載保護(hù)簡(jiǎn)單可靠。即本設(shè)計(jì)采用選擇液壓滑臺(tái)。2.2 確定切削用量及選擇刀具2.2.12.2.1 選擇切削用量選擇切削用量鉆孔工藝的切削用量可根據(jù)查文獻(xiàn)1P.130

13、 表 6-11 選擇切削用量。由于鉆孔的切削用量還與鉆孔深度有關(guān)，隨孔深的增加而降低，其遞減值按文獻(xiàn)1P.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，以避免鉆頭折斷。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)1P130 表 6-11 得硬度 HB190-240 時(shí)，高速鋼鉆頭的切削用量如表

14、2-1：表 2-1 高速鋼鉆頭切削用量加工材料加工直徑（mm）1d切削速度(m/min)v進(jìn)給量(mm/r)f190240HBS6120.10.18鑄鐵122210180.180.25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）,所以要求同一多軸箱上各刀具均有合理的切削fv用量是困難的因此，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)in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if“限制性刀具”來(lái)確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，通過(guò)“試湊法”來(lái)滿足每分鐘進(jìn)給量相同的要求，即 （2-fii

15、vfnfnfn22111）在選擇了轉(zhuǎn)速后就可以根據(jù)公式 （2-1000ndv2）選擇合理的切削速度。1.后端面各孔切削用量的選擇(1) 鉆 28.5，深 20,=20mml查1P.130 表 6-11、表 6-12 得 由 d612，硬度大于 200240HBS，選擇 v=1018m/min, f 0.10.18mm/r,又 d=8.5mm,孔深 3d,初選 n=500r/min,f =0.1mm/r,則由（2-2）得：v=8.5500/1000=13.345m/min，即取 v=13.4m/min，v =nf=50m/minf (2) 鉆 17，深 115，l=115mm查1P.130 表

16、6-11、表 6-12 得 由 d612，硬度大于 200240HBS，選擇 v=1018m/min, f 0.10.18mm/r, 又 d=7mm,孔深（1520）d,初選 n= v /f，f =0.5f=（0.050.09）fmm/r，即取 f=0.08mm/r,n=625 r/min 則由（2-2）得：v=7625/1000=13.7m/min (3) 鉆至 86.7，深 18，l=18mm查1P.130 表 6-11、表 6-12 得由 d612，硬度大于 200240HBS，選擇 v=1018m/min, f 0.10.18mm/r, 又 d=10.1mm,孔深 3d 初選 n= v

17、 /f，f =0.1mm/r,即取 n=500r/min 則f由（2-2）得：v=6.7500/100010.5m/min2.左端面各孔切削用量的選擇（1） 鉆 48.5，深 22，l=22mm查1P.130 表 6-11、表 6-12 得由 d612，硬度大于 200240HBS，選擇 v=1018m/min, f 0.10.18mm/r, 又 d=8.5mm,孔深 3d，初選 n= v /f，f =0.1mm/r,即取 n=500r/min 則f由（2-2）得：v=8.5500/1000=13.4m/min（2） 鉆孔 110.5，深 15，l=15mm查1P.130 表 6-11、表 6

18、-12 得由 d612，硬度大于 200240HBS，選擇 v=1018m/min,f0.10.18mm/r, 又 d=10.5mm,孔深 3d 初選 n= v /f，f =0.1mm/r，即取 n=500r/min 則由（2-2）f得：v=10.5500/1000=16.5m/min（3） 鉆孔 16.7，深 15，l=15mm查1P.130 表 6-11、表 6-12 得由 d612，硬度大于 200240HBS，選擇 v=1018m/min,f0.10.18mm/r, 又 d=10.5mm,孔深 3d 初選 n= v /f，f =0.1mm/r，即取 n=500r/min 則由（2-2）

19、f得：v=6.7500/1000=10.5m/min（4） 鉆孔 56.7，深 18，l=18mm查1P.130 表 6-11、表 6-12 得由 d612，硬度大于 200240HBS，選擇 v=1018m/min,f0.10.18mm/r, 又 d=10.5mm,孔深 3d 初選 n= v /f，f =0.1 mm/r，即取 n=500r/min 則由（2-2）f得：v=6.7500/1000=10.5m/min3.右端面各孔切削用量的選擇（1） 鉆 16.8，深 66，l=66mm查1P.130 表 6-11、表 6-12 得由 d612，硬度大于 200240HBS，選擇 v=1018

20、m/min, f 0.10.18mm/r, 又 d=6.8mm,孔深（810）d，初選 n= v /f，f f=0.7f=（0.070.126）,即取 f=0.091mm/r，n=550r/min 則由（2-2）得：v=6.8550/1000=11.7m/min（2） 鉆 166.7，深 17，l=17mm查1P.130 表 6-11、表 6-12 得由 d612，硬度大于 200240HBS，選擇 v=1018m/min, f 0.10.18mm/r, 又 d=6.7mm,孔深 3d，初選 n= v /f，f =0.1mm/r,即取 n=500r/min 則f由（2-2）得：v=6.7500

21、/1000=10.5m/min（3） 鉆 413，深 16，l=16mm查1P.130 表 6-11、表 6-12 得由 d612，硬度大于 200240HBS，選擇 v=1018m/min, f 0.180.25mm/r, 又 d=13mm,孔深 3d，初選 n= v /f，f =0.185mm/r,即取 n=270r/minf則由（2-2）得：v=13270/1000=11m/min2.2.22.2.2 計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率根據(jù)文獻(xiàn)1P.134 表 6-20 中公式表 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6.76.878.51

22、0.513v (m/min)10.511.713.713.416.511f (mm/r)0.10.0910.080.10.10.185n (r/min)500550625500500270 (2-3)6 . 08 . 026HBDfF (2-4)6 . 08 . 09 . 110HBfDT (2-5)DTvP9740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，)(31minmaxmaxHBHBHBHB，得 HB=223.33。240maxHB

23、200minHB由以上公式可得：1.后端面鉆孔（1） 鉆至 28.5，深 20由公式（2-3）得：6 . 08 . 026HBDfF =268.50.10.8223.330.6=899N由公式（2-4）得：6 . 08 . 09 . 110HBfDM =108.51.90.10.8223.330.6 =2372.838Nmm由公式（2-5）得：DTvP9740 =5 . 814. 397404 .13838.2372 =0.122kW（2） 鉆 17，深 115由公式（2-3）得：6 . 08 . 026HBDfF =2670.080.8223.330.6=619.315N由公式（2-4）得：

24、6 . 08 . 09 . 110HBfDM =1071.90.080.8223.330.6 =1372.545Nmm由由公式（2-5）得：DTvP9740 =714. 397407 .13545.1372 =0.088kW（3） 鉆 86.7，深 18由公式（2-3）得：6 . 08 . 026HBDfF =266.70.10.8223.330.6=708.625N由公式（2-4）得：6 . 08 . 09 . 110HBfDM =106.71.90.10.8223.330.6 =1509.769Nmm由由公式（2-5）得：DTvP9740 =7 . 614. 397405 .10769.

25、9 .15 =0.077kW2.左端面鉆孔(1) 鉆 48.5，深 22由公式（2-3）得：6 . 08 . 026HBDfF =268.50.10.8223.330.6=899N由公式（2-4）得：6 . 08 . 09 . 110HBfDM =108.51.90.10.8223.330.6 =2372.838Nmm由公式（2-5）得：DTvP9740 =5.814.397404.13838.3722 =0.122kW(2) 鉆 110.5，深 15由公式（2-3）得：6 . 08 . 026HBDfF =2610.50.10.8223.330.6=1110.53N由公式（2-4）得：6 .

26、 08 . 09 . 110HBfDM =108.51.90.10.8223.330.6 =3545.095Nmm由公式（2-5）得：DTvP9740 =5.1014.397405.16095.3545 =0.182kW(3) 鉆 16.7，深 15由公式（2-3）得：6 . 08 . 026HBDfF =266.70.10.8223.330.6=708.625N由公式（2-4）得：6 . 08 . 09 . 110HBfDM =106.71.90.10.8223.330.6 =1509.769Nmm由公式（2-5）得：DTvP9740 =7.614.397405.10769.1509 =0.

27、077kW(4) 鉆 56.7，深 18由公式（2-3）得：6 . 08 . 026HBDfF =266.70.10.8223.330.6=708.625N由公式（2-4）得：6 . 08 . 09 . 110HBfDM =106.71.90.10.8223.330.6 =1509.769Nmm由公式（2-5）得：DTvP9740 =7.614.397405.10769.1509 =0.077kW3右端面鉆孔(1) 鉆 16.8，深 66由公式（2-3）得：6 . 08 . 026HBDfF =266.80.0910.8223.330.6=666.935N由公式（2-4）得：6 . 08 .

28、09 . 110HBfDM =106.81.90.0910.8223.330.6 =1440Nmm由公式（2-5）得：DTvP9740 =8.614.397407.111440 =0.08kW(2) 鉆 166.7，深 17由公式（2-3）得：6 . 08 . 026HBDfF =266.70.10.8223.330.6=708.62N由公式（2-4）得：6 . 08 . 09 . 110HBfDM =106.71.90.10.8223.330.6 =1509.769Nmm由公式（2-5）得：DTvP9740 =7.614.397405.10769.1509 =0.077kW（3) 鉆 413

29、，深 16由公式（2-3）得：6 . 08 . 026HBDfF =26130.1850.8223.330.6=2249.17N由公式（2-4）得：6 . 08 . 09 . 110HBfDM =10131.90.1850.8223.330.6 =8701.58Nmm由公式（2-5）得：DTvP9740 =1314.397401158.8701 =0.24kW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)6.7708.6251509.7690.0776.8666.93514400.087619.3151372.5450.0888.58992372.8

30、380.12210.51110.533545.0950.182132249.178701.580.242.2.32.2.3 刀具耐用度的計(jì)算刀具耐用度的計(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： （2-83 . 155. 025. 09600HBvfDT6） 式中： 刀具耐用度，單位 min；T 鉆頭直徑，單位 mm；D 切削速度，單位 m/min；v 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位 mm/r；f 布氏硬度。HB選擇 6.7mm 的鉆頭進(jìn)行計(jì)算：=205001min83 . 155. 025. 033.2231 . 05 .107 . 69600T根

31、據(jù)計(jì)算，T=205001min 大于 4 小時(shí)所得刀具耐用度滿足要求。2.2.42.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu)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 43 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)2.3.12.3.1 被加工零件工序圖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。1.被

32、加工零件名稱及編號(hào)：機(jī)體 ZH1105W材料及硬度：HT250 HB190240 重量 36.5Kg。2.定位基準(zhǔn)及夾壓部位和夾緊方向的選擇選擇定面為為定位基準(zhǔn)，夾緊部位為上低面夾緊方向是從上向下壓緊工件，配合一個(gè)輔助夾緊，夾緊部位是右端面方向右到左壓緊工件。2.3.22.3.2 加工示意圖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(guò)加工示意圖反映出來(lái)。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)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。1.刀具的選

33、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。根據(jù)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。刀具選擇選用麻花鉆。刀具直徑的選擇應(yīng)與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)?？?6.7 選擇刀具6.7G7；孔 8.5 選擇刀具 8.5G7；孔 10.5 選擇刀具 10.5G7；孔 13 選擇刀具 13G7；孔 7 選擇刀具 7G7；孔 6.8 選擇刀具 6.8G7。2.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(lái)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。這次設(shè)計(jì)中加工 43 個(gè)

34、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，節(jié)約成本，所以導(dǎo)向裝置選用可換導(dǎo)套。根據(jù)P175 表 8-41加工 6.7 孔時(shí)，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=12mm，D1=18mm，D2=22mm，L=20mm，l=8mm。中型加工 6.8 孔時(shí)，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=12mm，D1=18mm，D2=22mm，L=20mm，l=8mm。中型加工 7 孔時(shí)，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=12mm，D1=18mm，D2=22mm，L=20mm，l=8mm。中型加工 8.5 孔時(shí)，選擇的導(dǎo)套尺寸為： D=15mm，D1=22mm，D2=26mm，L=16mm，l=8mm。短型 加工 10.5 孔時(shí)，選擇

35、的導(dǎo)套尺寸為：D=18mm，D1=26mm，D2=30mm，L=16mm，l=10mm。短型加工 13 孔時(shí)，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=22mm，D1=30mm，D2=34mm，L=20mm，l=10mm。短型3.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1P.43 公式 (2-7)410dBT式中，d軸的直徑（mm） ；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：左主軸箱端面軸 1.d=6.

36、2=15.08mm45 . 310右主軸箱端面軸 2.d=6.2=18.94mm47 . 810后主軸箱端面軸 3.d=6.2=13.72mm44 . 210考慮到安裝過(guò)程中軸的互換性、安裝方便等因素，盡量使主軸軸徑均取相同值。根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，查1P.44 表 3-6,P.57 表 4-1 可得到主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號(hào)。表 2-4 主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號(hào)軸號(hào)主軸直徑D/d外伸尺寸接桿莫氏圓錐號(hào)軸的型號(hào)2D27-2 多軸箱12032/201151,220-1T0722-4122032/201151,220-1T0722-4131525/1685115-1T0722-41

37、4.動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定(1) 工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定L工工作進(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L工切入長(zhǎng)度和切出長(zhǎng)度之和。切入長(zhǎng)度一般為 510mm，轉(zhuǎn)中心孔或盲孔的時(shí)候1L2L為零。三個(gè)面上鉆孔時(shí)的工作進(jìn)給長(zhǎng)度見下表：表 2-5 工作進(jìn)給長(zhǎng)度L1Ld2LL工左主軸軸 12208.5830右主軸軸 26606.8672后主軸軸 3115575125(2) 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。初選定三個(gè)主軸箱上刀具的快速進(jìn)給長(zhǎng)度分別為左 70mm 右 78mm 后 75mm。工進(jìn)為左 30mm 右 72mm 后125mm。(3) 快速退回

38、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)度為左 100mm 右 150mm 后 200mm。(4) 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。三面的前后備量為 40mm 和100mm，故左面總行程為 240mm，右面總行程為 290mm，后面總行程為 340mm。2.3.32.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖機(jī)床聯(lián)系尺寸圖機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是用來(lái)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

39、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。一、一、選擇動(dòng)力部件1.動(dòng)力滑臺(tái)形式的選擇本設(shè)計(jì)的合機(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)具有以下優(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(guò)液壓換向閥，很容易實(shí)現(xiàn)；過(guò)載保護(hù)簡(jiǎn)單可靠；由行程調(diào)速閥來(lái)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 ZH1105W 柴油機(jī)機(jī)體左、右、后三個(gè)面上的 43 個(gè)孔，精度要

40、求高所以采用液壓滑臺(tái)。此外根據(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)床為臥式三面單工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床。2.動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)的選擇（1） 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-niiFF1多軸箱8）式中，各主軸所需的 向切削力，單位為 N。則iF后主軸箱NF315.8086315.619625.70888992多軸箱左主軸箱NF28.8958625.70853.1110625.70858994多軸箱右主軸箱NF535.21001935.66617.2249462.70816多軸箱實(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。

41、F多軸箱（2） 進(jìn)給速度1） v 左右后三面都為 50mm/minf2） 最大行程 L=340mm3） 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?？紤]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)1P.91 表 5-1，左、右、后三面的液壓滑臺(tái)均選用 1HY32IA 型。臺(tái)面寬 320mm，臺(tái)面長(zhǎng) 800mm,行程長(zhǎng) 400mm，滑臺(tái)及滑座總高 280mm,滑座長(zhǎng) 1070mm，允

42、許最大進(jìn)給力 12500N，快速行程速度 10m/min，工進(jìn)速度 20650mm/min。3.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)1P.47 頁(yè)公式P切削 （2-切削多軸箱PP9）式中, 消耗于各主軸的切削功率的總和（kW） ；P切削 多軸箱的傳動(dòng)效率,加工黑色金屬時(shí)取 0.80.9，加工有色金屬時(shí)取0.70.8；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。8 . 0后主軸箱：2 0.122+0.088+8 0.077=0.948kwniiPP1切削 則 =1.185kw8 . 0948.

43、0多軸箱P左主軸箱：4 0.122+0.182+0.077+5 0.077=1.132kwniiPP1切削 則 =1.415kw8 . 0132. 1多軸箱P右主軸箱：16 0.077+0.08+4 0.24=2.272kwniiPP1切削 則 =2.84kw8 . 0272. 2多軸箱P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.114115 表 5-38 得出動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的型號(hào)表 2-6 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)后主軸箱1TD32-IY100L -412.21430715左主軸箱

44、1TD32-IY100L -412.21430715右主軸箱1TD32-IIY100L -423.014307154.配套通用部件的選擇側(cè)底座 1CC321，高度 H=560mm，寬度 B=520mm，長(zhǎng)度 L=1180mm。中間底座尺寸根據(jù)夾具的尺寸要求設(shè)計(jì)。二、二、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=10mm，所選滑臺(tái)高度=280mm,側(cè)底座高度，取裝料高2h3h4560mmh 度 H=850mm。三、三、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1h度 B、高度 H 的大小主要與

45、被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式計(jì)算： （2-12Bbb10） （2-11Hhhb11）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） ；1bh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） 。1h其中，還與工件最低孔位置（=10mm） 、機(jī)床裝料高度（H=850mm） 、滑臺(tái)1h2h高度（=280mm） 、側(cè)底座高度（） 、滑座與側(cè)底座之間的調(diào)整墊高度3h4560mmh （）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75mmh 1h泄漏箱外，通常推薦，本組合機(jī)床按式185 140mmh （2-12）43215 .

46、 0hhHhh =10+850-(0.5+280+560) =19.5mm左 b=410mm,h=135mm 取，則求出主軸箱輪廓尺寸：1100mmb B=b+2b =410+200=610mm1 H=h+h +b =135+19.5+100=254.5mm11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BH=630mm400mm。2.3.42.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡已知：工作行程為 200mm 進(jìn)刀量為 10000mm /min機(jī)動(dòng)時(shí)間 2.5278min 裝卸工件時(shí)間 0.5min單件工時(shí) 3.0278min/件1.理想生產(chǎn)率 Q（件/h）理想生產(chǎn)率

47、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P.51 公式1 （2-ktNQ 13）計(jì)算，式中，N年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件） ，本課題中 N=36000 件； 全年工時(shí)總數(shù)，單班制，則取 2350h。ktkt則htNQk/32.15235036000件2.實(shí)際生產(chǎn)率 Q （件/h）1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1P.51 （2-單TQ60114）式中，生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（min） 。T單則hTQ/8 .190278. 360601件單3.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1P.52 （2-151QQ則 %8 .778 .1932.

48、151QQ生產(chǎn)率計(jì)算卡見表 2-7。表 2-7 生產(chǎn)率計(jì)算卡圖號(hào)QGT006毛坯種類鑄件名稱ZH1105 氣缸體毛坯重量36.5kg被加工零件材料HT250硬度HB190-240 工序名稱左右后三面鉆孔工序號(hào)工時(shí)(min)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)機(jī)加工時(shí)間輔助時(shí)間共計(jì)1裝卸工件10.50.52右滑臺(tái)快進(jìn)78100000.00780.0078鉆孔 4x13131672112700.18550鉆孔 16x6.76.7177210.55000.150鉆孔 1x6

49、.86.8667211.75500.09150死檔鐵停留快退1503左滑臺(tái)快進(jìn)70100000.0150.015鉆孔 5x6.76.7183010.55000.150鉆孔 4x8.58.5223013.45000.150鉆孔 16.76.7153010.55000.150鉆孔 110.510.5153016.55000.150死檔鐵停留快退10063000.01590.01594后滑臺(tái)快進(jìn)75100000.00750.0075鉆孔 2x8.58.52012513.45000.150鉆孔 8x6.76.71812510.55000.150鉆孔 1x7711512513.76250.08502.5

50、2.5死檔鐵停留快退200100000.020.02總計(jì)3.0275min單件工時(shí)3.0275min機(jī)床生產(chǎn)率19.8 件/h備注裝卸時(shí)間取決于操作者熟練程度，本機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)間取 0.5min機(jī)床負(fù)荷率77.8%3 3 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)3.1 夾具總體分析3.1.13.1.1 零件的工藝性分析零件的工藝性分析在機(jī)床上加工零件時(shí)，為了保證加工精度，必須正確安置工件，使其相對(duì)機(jī)床切削成形運(yùn)動(dòng)占有正確的位置，這過(guò)程稱為“定位” 。為了不因受切削力度、慣性力、重力等外力作用而破壞工件已定的正確位置，還必須對(duì)其施加一定的夾緊力，這一過(guò)程稱為“加緊。定位和夾緊全過(guò)程稱為“安裝” 。機(jī)床上用來(lái)

51、完成工件安裝任務(wù)的重要工藝裝備，就是各類夾具中應(yīng)用最廣泛的“機(jī)床夾具” 。我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是設(shè)計(jì)在 ZH1105W 機(jī)體進(jìn)行鉆削加工所用的夾具。ZH1105W 柴油機(jī)機(jī)體材料為 HT250，其硬度為 HB190240，在本工序之前柴油機(jī)氣缸體的六個(gè)主要表面已加工完畢。加工左右后三面的孔。3.1.23.1.2 夾具設(shè)計(jì)的基本原則和要求夾具設(shè)計(jì)的基本原則和要求1.保證工件的加工要求保證加工質(zhì)量是設(shè)計(jì)時(shí)首要考慮的要求，即必須穩(wěn)定地達(dá)到工序圖上所述的加工精度和表面粗糙度，這主要由所設(shè)計(jì)的定位裝置（有時(shí)要結(jié)合夾緊一起考慮）來(lái)保證。2.提高生產(chǎn)效率所設(shè)計(jì)的夾具結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)批量相適應(yīng)的條件下，應(yīng)盡量采用夾

52、緊可靠、快速高效的夾緊機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)方式以縮短輔助時(shí)間提高生產(chǎn)率。3.有利于降低成本在能保證加工質(zhì)量和效率的前提下，夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件和組合件，專用零件的結(jié)構(gòu)工藝性要好，制造容易，可縮短夾具的制造周期，降低工件的生產(chǎn)成本。4.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(lái)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。5.考慮夾具的適應(yīng)性在滿足

53、所要求的加工質(zhì)量條件下，有時(shí)應(yīng)考慮產(chǎn)品近期的發(fā)展，品種增多的要求，適當(dāng)擴(kuò)大夾具的適應(yīng)能力，使夾具具有一定的通用性，也是夾具設(shè)計(jì)中經(jīng)常要注意的問題之一。夾具設(shè)計(jì)是工藝準(zhǔn)備工作的重要內(nèi)容之一。3.1.33.1.3 夾具總體結(jié)構(gòu)構(gòu)思夾具總體結(jié)構(gòu)構(gòu)思根據(jù)被加工零件是箱體零件的特點(diǎn),擬定夾具結(jié)構(gòu)方案如下:頂端用一個(gè)液壓缸托板固定一個(gè)夾緊液壓缸,夾緊液壓缸通過(guò)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(guò)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3.2.13.2.1 定位方案論證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。 方案一， “

54、一面雙孔”的定位方法特點(diǎn)是：1.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。2.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。3.“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(guò)程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來(lái)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。4.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。方案二， “三平面”定位方法特點(diǎn)是：1.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。2.有同時(shí)加工零件三個(gè)表面的可能，

55、能高度集中工序。由上述論證我選用方案二來(lái)定位。3.2.23.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)選擇的原則1.盡可能選擇最大基面做主要的定位基準(zhǔn)面；2.盡可能與工序基準(zhǔn)重合；3.盡量選最長(zhǎng)表面做為限制自由度的定位基準(zhǔn)；4.盡量選精度較高的已加工表面為定位基準(zhǔn)；5.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， 3.2.33.2.3 定位的實(shí)現(xiàn)方法定位的實(shí)現(xiàn)方法根據(jù)零件加工工序圖圖 3-1 所示，選箱體底面作為定位基準(zhǔn)面，用支承塊限制了三個(gè)自由度，左側(cè)用兩個(gè)支撐釘限制了兩個(gè)自由度, 后面用一個(gè)定位條限制了剩下的一個(gè)自由度，這樣氣缸體的六個(gè)自由度全部消除

56、，實(shí)現(xiàn)零件的定位，如圖 3-1所示：3.3 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。3.3.13.3.1 鉆套型式的選擇和設(shè)計(jì)鉆套型式的選擇和設(shè)計(jì)1.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、可換鉆套和快圖 3-1 零件定位示意圖換鉆套。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。可換鉆套裝于襯套中而襯套則是壓配（H7/g6）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。2.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

57、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 G7(考慮到所用刀具和工件上的加工精度要求)。通用導(dǎo)套的尺寸規(guī)格查1P175 表 8-4，d、D 和 D2的關(guān)系如下圖所示。對(duì)于加工 6.7 孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=12mm，D1=18mm，D2=22mm，L=20mm，h=8mm，l1=3mm。對(duì)于加工 6.8 孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=12mm，D1=18mm，D2=22mm，L=20mm，h=8mm，l1=3mm。對(duì)于加工 7 孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=12mm，D1=18mm，D2=22mm，L=20mm，h=8mm，l1=3mm。對(duì)于加工 8.5 孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：

58、D=15mm，D1=22mm，D2=26mm，L=16mm，h=10mm，l1=3mm。對(duì)于加工 10.5 孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=18mm，D1=26mm，D2=30mm，L=16mm，h=10mm，l1=3mm。對(duì)于加工 13 孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=22mm，D1=30mm，D2=34mm，L=20mm，h=10mm，l1=3mm。3.3.23.3.2 鉆模板的類型和設(shè)計(jì)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，

59、要求鉆模板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，制造容易要求：1.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(lái)確定，一般在 1030mm 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=20mm，鉆模板厚度取 16mm。2.鉆模板安裝鉆套的孔與定位元件間的位置精度將影響工件的位置精度，查1P175 表 8-4 得位置精度為 H7/n6。3.要保證加工過(guò)程的穩(wěn)定性3.4 夾緊方案的確定3.4.13.4.1 夾緊裝置的確定夾緊裝置的確定一、一、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

60、 3-2 所示：二、二、夾緊裝置設(shè)計(jì)的基本要求1.夾緊時(shí)不能破壞工件定位已取得的正確位置。2.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(guò)程中位置穩(wěn)定不變，振動(dòng)小，又要使工件不產(chǎn)生于過(guò)大的夾緊變形。3.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。力源裝置中間傳力機(jī)構(gòu)夾緊元件工件機(jī)動(dòng)夾緊裝置圖 3-2 夾緊裝置組成的方框圖4.夾緊裝置應(yīng)安全可靠，操作方便省力。5 夾具結(jié)構(gòu)要便宜制造-、調(diào)整、使用和維修。三、三、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(lái)選擇用哪種裝置。1.氣壓裝置氣

61、壓裝置以壓縮空氣為力源，應(yīng)用比較廣泛，有以下特點(diǎn)：（1） 動(dòng)作迅速，反應(yīng)快。（2） 工作壓力低（一般為 0.40.6MPa） 。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。（3） 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。（4） 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。2.液壓裝置液壓裝置的特點(diǎn)是：（1） 液壓油油壓高、傳動(dòng)力大，在產(chǎn)生同

62、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。（2） 液壓油的不可壓縮性可使夾具剛度高，工作平穩(wěn)、可靠。（3） 液壓傳動(dòng)噪聲小，勞動(dòng)條件比氣壓的好。由于液壓裝置比氣壓裝置工作平穩(wěn)、可靠，勞動(dòng)條件好故選擇夾緊裝置采用液壓夾緊裝置。3.4.23.4.2 夾緊力的確定夾緊力的確定一、一、夾緊力確定的基本原則1.夾緊力的方向（1） 夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位面。（2） 夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力。（3） 夾緊力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向。2.夾緊力的作用點(diǎn)（1） 夾緊力的作用點(diǎn)的選擇應(yīng)不破壞工件定位已確定的位置，即應(yīng)作用在支承上或支承所組成的范圍之內(nèi)。（

63、2） 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)使夾緊系統(tǒng)的夾緊變形盡可能小。（3） 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。二、二、夾緊方案首先選擇夾緊力的方向應(yīng)垂直于最重要的定位面底面，從上往上夾緊工件。為了防止工件受力變形，采用多點(diǎn)同時(shí)壓向工件，均勻分布?jí)壕o力。夾緊力為液壓缸驅(qū)動(dòng)。用推桿傳遞動(dòng)力，通過(guò)壓板夾緊工件，并在箱體左側(cè)增加輔助液壓夾緊裝置，通過(guò)支承桿夾緊箱體。三、三、夾緊力的預(yù)算計(jì)算夾緊力時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件受切削力、夾具力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。根據(jù)文獻(xiàn)5P189 查表 2-3 得夾緊力 W 計(jì)算公式如下 （3-2

64、1KPW3）式中 安全系數(shù)；K切削力；P壓板和工件表面間的摩擦系數(shù)；1工件和定位支承塊間的摩擦系數(shù)2根據(jù)文獻(xiàn)5P187 頁(yè)按下式計(jì)算K （3-6543210KKKKKKKK 4）式中，為各種因素的安全系數(shù)，0K6K：考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù)，?。?K0K2 . 1：加工性質(zhì)，取；1K1K2 . 1：刀具鈍化程度，??；2K2K0 . 1：切削特點(diǎn)，??；3K3K0 . 1：夾緊力的穩(wěn)定性，?。?K4K0 . 1：夾緊時(shí)的位置 ，取；5K5K0 . 1：僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支承面的接觸情況，取。6K6K16543210KKKKKKKK 10 . 10 . 10 . 10 .

65、12 . 12 . 1414. 1查文獻(xiàn)2表 3-34 摩擦系數(shù)，均為1235. 0NPPPKKPW85.2929935. 035. 088.45041414. 1-212221右左后3.4.33.4.3 夾緊液壓缸的選擇夾緊液壓缸的選擇1.壓缸工作壓力的確定由4P.10 頁(yè)表 2-1 得組合機(jī)床工作壓力 3-5MP，取P=5MP。2.內(nèi)徑 D 和稈直徑d的確定查表 2-2,取P2=0.5MP 取cm=0.95查表 2-3,取d/D=0.7由公式（2-3）=89.87mm21211p41DdppcmFD27 . 0155 . 0195. 0514. 3298004查表 2-4 取D=90mm查

66、表 2-5 取d=45mm3.液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算由4P.12 頁(yè)公式 （3- 2DPy5）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yP =1.35=6.5MP；yP 缸體材料許用應(yīng)力，鑄鋼=100-110MP，取=100MP。 ，取=15mm6.5 0.090.002925M2.925mm2 2 100yP D則外徑 D。112030902D4.工作行程的確定查表 2-6,取工作行程為 30mm。5.缸蓋厚度的確定 （3-26.50.4330.433 0.99.94mm 100yPtD6）取 t=15mm。綜上所述，查資料5P.817 頁(yè)表 3.6-23，選定夾緊液壓缸為 T5019I 型油缸。3.5 誤差分析在機(jī)械加工中不可避免地會(huì)產(chǎn)生各種載荷和干擾，他們以不同的程度反映為各種加工誤差。為保證加工零件能達(dá)到規(guī)定的精度，須相應(yīng)地采取各種措施，以限制和減少這些加工誤差。3.5.13.5.1 影響加工精度的因素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 、對(duì)刀誤差、夾具在