組合專(zhuān)機(jī)-S195柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)2
組合專(zhuān)機(jī)-S195柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)2,組合,專(zhuān)機(jī),s195,柴油機(jī),機(jī)體,三面精鏜,機(jī)床,總體,整體,設(shè)計(jì),夾具
S195柴油機(jī)三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)
0引言
四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，在畢業(yè)前，我們?cè)谛ｎI(lǐng)導(dǎo)、教師的指導(dǎo)下，在教師的精心指導(dǎo)下，基本學(xué)完了機(jī)械制造及設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的課程，現(xiàn)進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)階段。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，我們?cè)邴}城江淮動(dòng)力機(jī)廠工程技術(shù)人員的帶領(lǐng)下，深入車(chē)間，理論聯(lián)系實(shí)際，熟悉了S195柴油機(jī)機(jī)體的加工工藝，了解了每道工序的加工過(guò)程，仔細(xì)分析、研究了機(jī)體精鏜的結(jié)構(gòu)特性，根據(jù)指導(dǎo)教師王正剛分配給我的任務(wù)書(shū)，并收集有關(guān)資料，為畢業(yè)設(shè)計(jì)作好準(zhǔn)備。
Ｓ195柴油機(jī)以其設(shè)計(jì)緊湊,啟動(dòng)輕便,維修簡(jiǎn)便,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn),能為手扶拖拉機(jī)、水泵、電站、運(yùn)輸及多種農(nóng)副業(yè)加工機(jī)械和設(shè)備作配套動(dòng)力,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。機(jī)體是柴油機(jī)的一個(gè)重要零件,精鏜孔又是機(jī)體加工中最關(guān)鍵的工序,機(jī)體70%以上的主要技術(shù)要求均在此工序得到保證。加工精度要求高,特別是機(jī)體氣缸套孔止口深度公差,大跨度等直徑同軸孔、平衡軸孔孔徑公差,大懸臂氣缸孔孔徑公差,曲軸孔與氣缸孔垂直度,曲軸孔與平衡軸孔、曲軸孔與凸輪軸孔軸心線平行度,氣缸套孔止口面與氣缸孔軸心線垂直度等的精度要求較高。夾具設(shè)計(jì)是機(jī)械制造廠里的一種工藝裝備，有機(jī)床夾具，焊接夾具，裝配夾具，檢驗(yàn)夾具等，一般的機(jī)床夾具是作為機(jī)床的輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的，而組合機(jī)床夾具是作為機(jī)床的主要組成部分，其設(shè)計(jì)工作是整個(gè)組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要部分之一。組合機(jī)床夾具應(yīng)便于實(shí)現(xiàn)定位和夾壓的自動(dòng)化，并有動(dòng)作完成的檢查信號(hào)。
隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)水平的飛速提高，設(shè)計(jì)新產(chǎn)品、新機(jī)床，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，提高生產(chǎn)率，是當(dāng)前生產(chǎn)中的迫在眉捷的任務(wù)。我們四人一組設(shè)計(jì)專(zhuān)用組合機(jī)床（精鏜床）即為一臺(tái)高效能，高精度，具有工藝互換性的組合機(jī)床。
在設(shè)計(jì)工作開(kāi)始之前，王正剛老師帶領(lǐng)我們參觀了鹽城機(jī)床廠生產(chǎn)流水線，讓我首先對(duì)機(jī)床溜板箱有了感性認(rèn)識(shí)。在參觀的過(guò)程中，王老師認(rèn)真地給我講解了其加工過(guò)程和生產(chǎn)方式，分析了各部件的功能特性，避免了我在以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的盲目性。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，王老師及時(shí)的了解我設(shè)計(jì)中遇到的難題，幫助我解決了不少問(wèn)題。由于本人對(duì)組合機(jī)床了解不多，實(shí)踐知識(shí)更是不足，王老師耐心地給我們講解有關(guān)方面的知識(shí)，使我得以在短時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)工作。同時(shí)，教導(dǎo)我們不管是在以后的工作還是學(xué)習(xí)中，都要保持治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，王老師及其他指導(dǎo)老師付出了辛勤的勞動(dòng)，我向他們表示衷心的感謝。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于組合機(jī)床大部分是由標(biāo)準(zhǔn)零件構(gòu)成，另外一些非標(biāo)準(zhǔn)件盡量適應(yīng)工廠的生產(chǎn)條件，使加工和維修方便，大大減少了設(shè)計(jì)工作量。
通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們經(jīng)受了鍛煉對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用，這對(duì)今后的工作打下了基礎(chǔ)，這與市校、學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和江淮動(dòng)力機(jī)廠的工程技術(shù)人員的精心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。謹(jǐn)此表示衷心的感謝！
限于本人知識(shí)水平有限，又沒(méi)有工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)中定存在不到之處，敬請(qǐng)老師同學(xué)批評(píng)指正，提出寶貴意見(jiàn)，以便及時(shí)糾正。
1 工藝方案的擬定
1.1被加加工工序工零件的加工精度和
由于機(jī)體孔的表面粗糙度在6.3~1.6微米間，且孔與孔之間有較高的位置精度要求，安排工藝應(yīng)在一個(gè)安裝工位上對(duì)所有孔同時(shí)進(jìn)行最終精加工。因機(jī)體孔間距較小立式加工時(shí)，有利于切屑落入下導(dǎo)向，造成導(dǎo)向精度早期走失，不利于保證加工精度，所以應(yīng)用臥式床身。
為提高機(jī)床工作過(guò)程中的穩(wěn)定性，鏜頭滑臺(tái)應(yīng)采用矩型導(dǎo)軌型式。
1.2被加工零件的特點(diǎn)
機(jī)體材料為鑄鐵，且機(jī)體孔分布在不同壁上，通常在一根鏜桿上安裝多個(gè)鏜刀頭進(jìn)行鏜削，退刀時(shí)，要求工件“讓刀”，鏜刀頭周向定位。
被加工孔與基面相垂直，且機(jī)體的安裝方便，高度較小的細(xì)長(zhǎng)工件，宜用臥式機(jī)床，又因機(jī)體較大，采用單工位機(jī)床加工較適宜。
1.3零件的生產(chǎn)批量
本組合機(jī)床生產(chǎn)批量較大，且多為連續(xù)生產(chǎn)機(jī)床，此時(shí)應(yīng)將工序盡量集中在一臺(tái)或少數(shù)幾臺(tái)機(jī)床上加工，以提高機(jī)床利用率。
1.4機(jī)床使用條件
本機(jī)床使用廠地條件較好，氣候適用，國(guó)間溫度三十度左右，使用液壓傳動(dòng)能正常發(fā)揮機(jī)床工作性能，其它機(jī)床機(jī)構(gòu)亦都能適應(yīng)使用條件。
從上述因素分析知，本方案是可行的。
2 定位基準(zhǔn)及夾位點(diǎn)選擇
組合機(jī)床是針對(duì)某種零件或零件某道工序而設(shè)計(jì)的，正確選擇加工用定位基準(zhǔn)，是確保加工精度的重要條件，同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)最大限度的集中工序，從而收到減少機(jī)床臺(tái)數(shù)的效果。
a.定位基準(zhǔn)的選擇
本機(jī)體零件有較高的孔加工精度，且在一次安裝下進(jìn)行，因此，定位基準(zhǔn)選擇機(jī)體的兩側(cè)面及底面的“三面”定位方法，它的特點(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)定可靠的定位。
2）有同時(shí)加工零件全部孔的可能，即能高度集中工序，又利于提高各面上孔的位置精度。
3）“三面”可做為零件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，有利于保證零件加工精度，同時(shí)，使機(jī)床各工序的許多部件實(shí)現(xiàn)通用化，用利于縮短設(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，并有利于防止切屑落于定位基面上。
b.確定夾位位置應(yīng)注意的問(wèn)題
在選擇定位基面同時(shí)，要相應(yīng)決定夾位位置，此時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題是：
1）保證零件夾位后穩(wěn)定
2）盡量減少和避免零件夾位后的變形
本機(jī)訂中確定的“三面”定位能基本滿足上面條件，此本案可行（詳見(jiàn)草圖）
另在造“三面”定位后，可彩液壓自動(dòng)夾緊
本人在這次設(shè)計(jì)中的任務(wù)是設(shè)計(jì)被加工零件工序圖、加工示意圖和機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的圖紙及生產(chǎn)率計(jì)算卡片的內(nèi)容，包括總體方案的擬定。
3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)——三圖一卡
組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，就是針對(duì)具體的被加工零件，在造室的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。這些圖紙包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、生產(chǎn)率計(jì)算卡片。機(jī)床聯(lián)系尺寸圖等，下面談?wù)勥@些圖紙的設(shè)計(jì)。
3.1被加工零件工序圖
3.1.1被加工零件工序圖的設(shè)計(jì)
被加工零件工序圖是根據(jù)造定的工藝方案，表示在一臺(tái)機(jī)床上或一條自動(dòng)線上完成的工藝內(nèi)容、加工部位的尺寸及精度、技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾位部位，以及被加工零件的材料、硬度和本機(jī)床加工前毛坯情況的圖紙。
3.1.2主軸箱的分布
從工序圖中可知，本三面精鏜組合機(jī)床布置有三個(gè)主軸箱，它們分別為左、右主軸箱和后主軸箱。
左動(dòng)力箱帶左主軸箱加工1，2，4，5，6五個(gè)孔，它們的位置分布如下：
右主軸箱加工3軸
后主軸箱加工7軸
工序圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造使用時(shí)調(diào)整機(jī)床、檢查精度的重要技術(shù)文件。
3.2加工示意圖
加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要圖紙之一，在機(jī)床總體設(shè)計(jì)中占有重要地位，它是設(shè)計(jì)刀具、夾具、主軸箱以及選擇動(dòng)力部件的主要資料，同時(shí)也是調(diào)整機(jī)床和刀具的依據(jù)。
加工示意圖，反映了機(jī)床的加工過(guò)程和加工方法，并決定浮動(dòng)夾頭或接桿的尺寸，鏜桿長(zhǎng)度，刀具種類(lèi)和數(shù)量，刀具長(zhǎng)度及加工尺寸，主軸尺寸及伸出長(zhǎng)度、主軸、刀具、導(dǎo)向與工件間的聯(lián)系尺寸等，根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具特點(diǎn)，合理地選擇切削用量，決定動(dòng)力頭的工作循環(huán)。
3.2.1加工示意圖的編制方法
(1)、刀具的選擇
一臺(tái)機(jī)床刀具選擇是否合理，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)機(jī)體孔的加工精度、加工尺寸、臺(tái)階級(jí)加工、切屑排除以及生產(chǎn)率等因素和加工孔表面允許有退刀痕，因位置限制，導(dǎo)向孔的尺寸小于加工孔的尺寸，且加工孔直徑大于ф40，應(yīng)選用鏜刀，這樣對(duì)刀方便，加工中不至于有振動(dòng)，并在導(dǎo)套上開(kāi)引刀槽，以便鏜刀通過(guò)，刀具造用硬質(zhì)合金鋼。
為了提高工序集中程度，可采用兩把鏜刀的鏜桿，同時(shí)加工孔。
考慮到被加工零件是淬火鑄鐵，由于其硬度較高，為170~241HB，可采用刃鏜刀頭加工，以提高刀具的使用壽命。
鏜削頭與相同規(guī)格的液壓滑臺(tái)組成的鏜床、滿足要求的精度HT級(jí)，表面粗糙度達(dá)1.6微米的鏜孔，因鏜削直徑較大，傳遞的扭矩大，可用主軸前端的短圓錐和端面定位，并由端面鍵傳遞扭矩。
(2) 工序間余量的確定
關(guān)于工序間加工余量的確定，查[I]表2-6推薦數(shù)值選取0.25~0.4（直徑上）
(3)、導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇
組合機(jī)床上加工孔時(shí)，除用剛性主軸加工的方案外，其尺寸和位置精度都是依靠夾具導(dǎo)向來(lái)保證的。
①選擇導(dǎo)向類(lèi)型
因?qū)蛑睆捷^大、轉(zhuǎn)速較高時(shí)，為了避免鏜桿由于摩擦發(fā)熱而變形，產(chǎn)生“別勁”的現(xiàn)象，可選用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向，這種導(dǎo)向利于減輕磨損和持久保證精度。
②選擇導(dǎo)向的形式和結(jié)構(gòu)
因精鏜多級(jí)孔（孔）導(dǎo)向的旋轉(zhuǎn)速度高，但加工精度要求比較低，可選用滾錐軸承的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向。
SM1=SM2， n1f1=n2f2
根據(jù)這個(gè)原理計(jì)算切削用量如下
查[П]
表3-T，V=70~90米/分
f=0.12毫米/轉(zhuǎn)
由公式，
從上述兩個(gè)范圍中選取一個(gè)適中的數(shù)值，即n=500rpm，由此倒過(guò)去，由公式
(5)、確定主軸類(lèi)型及尺寸
因本機(jī)床是精鏜孔，根據(jù)制定的切削用量通過(guò)T=9.55×106公式計(jì)算得到的扭矩T值很小，則由切削扭矩計(jì)算主軸直徑公式（M—軸所傳遞的扭矩N.mm，B—系數(shù)）計(jì)算的d亦過(guò)小，不能滿足剛度要求。
這樣可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)由加工孔的直徑及相應(yīng)的刀具尾部尺寸利用“反推法”來(lái)造定，查[Ⅳ]表10-1主軸直徑與加工孔的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為
d主軸=25 mm， d傳動(dòng)=30mm
(6)、動(dòng)力頭工作循環(huán)及其行程的確定
動(dòng)力頭工作循環(huán)一般包括快速引進(jìn)，工作進(jìn)給和快速退回等動(dòng)作。
①工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定
工作進(jìn)給長(zhǎng)度應(yīng)等于被加工部位長(zhǎng)度與刀具切入和切出長(zhǎng)度之和。
動(dòng)力頭工作進(jìn)給長(zhǎng)度是按加工長(zhǎng)度最大的孔來(lái)造取，切入長(zhǎng)度根據(jù)工件端面的誤差情況[I]表2-18，選5~10毫米為第一工作進(jìn)給長(zhǎng)度，第二工作進(jìn)給常常比第一工作進(jìn)給要小得多，在有條件，應(yīng)力法做到轉(zhuǎn)入第二工作進(jìn)給時(shí)，除倒大角的刀具外，其余刀具都離開(kāi)加工表面，不再切削。否則，將降低刀具使用壽命，且破壞已加工的表面。
②快速引進(jìn)長(zhǎng)度的確定
快速進(jìn)給是動(dòng)力頭把刀具送到工作進(jìn)給的位置，其長(zhǎng)度按具體工作情況確定。在加工1.2兩孔徑相同的同心孔系時(shí)，可采用跳越進(jìn)給的循環(huán)進(jìn)行加工，即在加工寬一層壁后，動(dòng)力頭再次快速引進(jìn)，加工第二層壁，這樣可以縮短工作循環(huán)時(shí)間。
③快速退回長(zhǎng)度的確定
快速退回的長(zhǎng)度等快速引進(jìn)和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和。
一般在固定式夾具機(jī)床上，動(dòng)力頭快速引進(jìn)和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和。
一般在國(guó)家式夾具機(jī)床上，動(dòng)力頭快速退回的行程，只要把所有刀具都退至導(dǎo)套內(nèi)，不影響工件的裝卸就行了。
④動(dòng)力頭總行程的確定
動(dòng)力頭的總行程除了滿足工作循環(huán)所需長(zhǎng)度外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具的方便性。裝卸刀具的理想情況是：刀具退離導(dǎo)向套外端面的距離，需大于刀桿插入主軸孔內(nèi)的長(zhǎng)度。
具體數(shù)值在加工示意圖上標(biāo)注可查閱。
3.3動(dòng)力部件的選擇
動(dòng)力部件用以實(shí)現(xiàn)切削刀具的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或只用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是組合機(jī)床最主要的通用部件。
組合機(jī)床動(dòng)力部件有多種結(jié)構(gòu)型式和不同的傳動(dòng)方式。就其傳動(dòng)方式來(lái)講，主運(yùn)動(dòng)一般采用機(jī)械運(yùn)動(dòng)，即由電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪皮帶、蝸輪蝸桿等機(jī)械元件傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則采用機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)或氣動(dòng)液壓傳動(dòng)等。
本組合機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)動(dòng)力箱傳遞運(yùn)動(dòng)的，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是采用的液壓傳動(dòng)。
下面介紹一下具體選用動(dòng)力部件時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。
(1)、電動(dòng)機(jī)功率的確定
根據(jù)所造切削用量計(jì)算的切削功率及進(jìn)給功率之需要，并適當(dāng)考慮提高切削用量的可能性（一般按30%考慮），選用相應(yīng)規(guī)格的動(dòng)力頭，可接下式進(jìn)行計(jì)算。
式中，
N動(dòng)——?jiǎng)恿︻^電動(dòng)機(jī)功率
N動(dòng)——切削功率
N進(jìn)——進(jìn)給功率
Η——傳動(dòng)效率，在加工黑色金屬，主軸數(shù)少于15根時(shí)η=0.9
按各刀具造用的切削用量，從[П]中P10
查得各軸N切（左動(dòng)力頭）
當(dāng)V1.2=106米/分時(shí)， N切=0.38KW
V6=96米/分 N切=0.46KW
V4=81米/分 N切=0.62KW
V5=78米/分 N切=0.67KW
對(duì)于液壓動(dòng)力頭N進(jìn)就是進(jìn)給油泵所消耗的功率，一般為0.8~2千瓦，取N進(jìn)=1KW
則
取N動(dòng)=4.0KW
查[Ш]表17-5知，適用Y132M1-6，額定功率為4.0千瓦，滿載轉(zhuǎn)速960rpm,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩2.0，最大轉(zhuǎn)矩2.0N.m。
右動(dòng)力頭
V=98米/分，查得3軸N切=0.47KW
同理取N進(jìn)=1KW，η=0.9
則
查[Ш]表17-5，選用Y112M-6型電機(jī)，額定功率為2.2kw,n=940rpm。
后動(dòng)力頭
V=88.9米/分，查得7軸N切=0.56KW
同理取N進(jìn)=1KW，η=0.9
則
因此可用與右動(dòng)力頭同種型號(hào)的動(dòng)力頭。
（2）、進(jìn)給速度的選擇
因液壓動(dòng)力頭的進(jìn)給是可以無(wú)級(jí)調(diào)整的，為避免由于氣溫制造誤差等影響，造成動(dòng)力頭進(jìn)給速度的不穩(wěn)定，不宜造用動(dòng)力頭技術(shù)性能中規(guī)定的最小進(jìn)給量，尤其對(duì)本精加工機(jī)床，實(shí)際使用的進(jìn)給量應(yīng)大于其0.5~1倍。
（3）、最大行程的確定
動(dòng)力頭最大允許行程，除滿足機(jī)床工作循環(huán)的要求外，還必須保證調(diào)整和裝卸刀具的方便性，在使用時(shí)要兼顧刀具來(lái)考慮。
3.4組合機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算
根據(jù)加工示意圖所選定的工作循環(huán)，工作行程及切削用量等，就可以計(jì)算機(jī)床的生產(chǎn)率，并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡片，這樣就反映出機(jī)床的加工過(guò)程和動(dòng)作時(shí)間、切削用量以及機(jī)床生產(chǎn)率與負(fù)荷率的關(guān)系等。
3.4.1機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率的計(jì)算
以每小時(shí)機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)的零件數(shù)來(lái)表示，即
Q實(shí)=60/T單（件/小時(shí)）
T單=t機(jī)+t輔
式中Q實(shí)——機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率
T單——單件工時(shí)，即加工每個(gè)工件的時(shí)間
T輔——輔助時(shí)間，包括快進(jìn)時(shí)間快退時(shí)間，多工位機(jī)床的工作臺(tái)移動(dòng)或轉(zhuǎn)位時(shí)間，裝卸工件時(shí)間。
t機(jī)t輔可由下列公式計(jì)算
t機(jī)=L1/SM1+L2/SM2+t得
t輔=t塊+t移+t裝卸=（L快進(jìn)+L快退）/V塊+t移+t裝卸
式中：L1L2——分別為刀具第一工作進(jìn)給和第二工作進(jìn)給的往程長(zhǎng)度（mm）
SM1，SM2——分別為刀具第一工作進(jìn)給和第二工作進(jìn)給的每分鐘進(jìn)給量（mm/min）.
t?！?dāng)加工沉孔、止口、锪窩時(shí)，動(dòng)力部件在死擋鐵上停留的時(shí)間。通常接刀具在加工終了時(shí)無(wú)進(jìn)給狀態(tài)下轉(zhuǎn)5~10轉(zhuǎn)所需的時(shí)間（min）。
L快進(jìn) L快退——?jiǎng)恿Σ考爝M(jìn)、快退的行程長(zhǎng)度（m）
V快——?jiǎng)恿Σ考焖傩谐痰乃俣?。通常機(jī)械滑臺(tái)取5~6m/min，液壓滑臺(tái)3~10m/min。
t移——工作臺(tái)移動(dòng)和回轉(zhuǎn)一個(gè)工位所需時(shí)間，一般在3~8秒。
t裝卸——工件安裝和清除切屑的時(shí)間。它根據(jù)工件尺寸大小、裝卸方便性及工人熟級(jí)程度，一般取0.5~1.5分。
根據(jù)本組合機(jī)床的年產(chǎn)量10萬(wàn)臺(tái)，可選用下列數(shù)據(jù)計(jì)算Q實(shí)：
t停：在加工終了無(wú)進(jìn)給狀態(tài)下轉(zhuǎn)7轉(zhuǎn)。
V快：取1 0m/min。
t移——取3秒。
t裝卸——取0.6分。
三面Q實(shí)具體計(jì)算如下
左邊
∴T單=1.18+0.72=1.9(分)
右邊
∴T單=2.88+0.72=3.6（/分）
后邊
∴T單=3.43+0.698=4.128（分）
對(duì)多面和多工位機(jī)床，在計(jì)算時(shí)應(yīng)以所有工位中機(jī)加工時(shí)間和輔助時(shí)間之和最長(zhǎng)的作為機(jī)床的單件工時(shí)，所以選用后面加工的T單來(lái)計(jì)算Q實(shí)。
∴Q實(shí)=60/4.12=14.5（件/時(shí)）
3.4.2理想生產(chǎn)率Q
使用單位接年生產(chǎn)綱領(lǐng)十萬(wàn)臺(tái)（考慮備品率、廢品率在內(nèi)的年產(chǎn)量）計(jì)算的機(jī)床生產(chǎn)率為理想生產(chǎn)率。
當(dāng)接三班制生產(chǎn)時(shí)，全年工時(shí)為7200小時(shí)，則Q理=90000 /7200=12.5（件/小時(shí)）
3.4.3機(jī)床負(fù)荷率
Q理/Q實(shí)二者的比值即為負(fù)荷率
根據(jù)組合機(jī)床的使用經(jīng)驗(yàn)，適宜的機(jī)床負(fù)荷率為η負(fù)=0.75~0.90
而實(shí)際η負(fù)=
計(jì)算的η值合于[Ш]表10-4中推薦的數(shù)值，則設(shè)計(jì)的切削用量是合理的。
3.4.4生產(chǎn)率計(jì)算卡
被加工零件
圖號(hào)
Du3023-002
毛坯種類(lèi)
鑄件
名稱(chēng)
195柴油機(jī)機(jī)體
毛坯重量
22kg
材料
鑄鐵
硬度
HB：170~241
工序
名稱(chēng)
三面精鏜機(jī)體現(xiàn)
工序號(hào)
序號(hào)
工
步
名
稱(chēng)
被
加
工
零
件
加
工
直
徑
mm
加
工
長(zhǎng)
度mm
工
作
行
程
mm
切削建層米
/分
每
分
鐘
轉(zhuǎn)
速
轉(zhuǎn)
/分
每
分
鐘
進(jìn)
給量mm
/分
每
轉(zhuǎn)
進(jìn)
給
量mm
/轉(zhuǎn)
工時(shí)（分）
機(jī)動(dòng)時(shí)間
輔
助
時(shí)
間
共計(jì)
1
裝入工件
0.3
2
工件定位夾緊
0.006
3
后動(dòng)力部件快進(jìn)
0.02
4
后動(dòng)力部件一工進(jìn)
Ф110
30
38
88.9
240
36
0.15
1.13
5
后動(dòng)力部件二工進(jìn)
Ф110
30
42
82
240
18
0.075
2.3
6
死擋鐵停留
0.03
7
后動(dòng)力部件快退
280
0.028
8
松開(kāi)工件
20
0.002
9
卸下工件
0.3
備注
本機(jī)床裝卸時(shí)間取20.6分
單件總工時(shí)
3.43 0.686 4.716
機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率
14.5(件/時(shí))
機(jī)床理想生產(chǎn)率
12.5(件/時(shí))
負(fù)荷率
0.86
3.5機(jī)床聯(lián)系尺寸圖
3.5.1聯(lián)系尺寸圖的作用
聯(lián)系尺寸圖用來(lái)表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以檢驗(yàn)機(jī)床各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求；通用部件的選擇是否合適，并為進(jìn)一步展開(kāi)主軸箱夾具等專(zhuān)用部件、零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)，聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖，它表示機(jī)床的配置形式及總體布局。
3.5.2機(jī)床裝料高度的確定
裝料高度H一般是指機(jī)床上工件安裝基面至地面的距離。組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)中推薦的裝料高度為1060mm，具體設(shè)計(jì)情況可在850~1060mm范圍內(nèi)造取，圖中應(yīng)標(biāo)注為：
160+440+560+（<170）<1060mm合適
確定裝料高度后，還要考慮以下兩組尺寸的聯(lián)系關(guān)系，現(xiàn)以圖中所示尺寸加以說(shuō)明。
由中間底座和夾具計(jì)算的裝料高度尺寸：
H=H1+H2+H3
式中H——裝料高度
?H1——支承塊高度
?H2——夾具底座高度
?H3——中間底座高度
由公式可知，當(dāng)裝料高度和通用部件選定后，便后計(jì)算出夾具底座的高度。
圖中標(biāo)注查得，裝料高度H為1060mm，支承塊高度H1為60mm，中間底座高度H3為560mm。
則夾具底座高度H2=1060-60-560=440mm
由動(dòng)力部件和側(cè)底計(jì)算的裝料高度尺寸
H=h1+h2+h3+h4+h5-hmin
式中：h1——多軸箱最低主軸高度
?h2——多軸箱底面至滑臺(tái)頂面之間的距離
?h3——滑臺(tái)的高度
?h4——調(diào)整墊塊的高度（包括5mm的調(diào)整塊）
?h5——側(cè)底座的高度
?hmin——被加工零件最低孔至工件安裝基面的距離
由公式可知，當(dāng)通用部件選取后，h2,h3,h5便確定，H僅與h1,h4有關(guān)，h1由多軸箱設(shè)計(jì)確定。這樣便可由確定的裝料高度計(jì)算出調(diào)整塊的厚度h4。
圖中h1=230mm h2=120mm h3=130mm h5=560mm
hmin=10mm
則調(diào)整墊塊高度h4=1060-230-120-130-560-10=10(mm)
3.5.3夾具輪廓尺寸的確定
夾具輪廓尺寸的指夾具底座的輪廓尺寸即長(zhǎng)×寬×高
長(zhǎng)度尺寸與工件長(zhǎng)度尺寸、工件至模板間距離尺寸，模板架厚度尺寸有關(guān)。
從機(jī)床總圖中查得工件長(zhǎng)度尺寸為176mm,工件至模板間距離及模板架厚度分別為482mm,542mm則夾具總長(zhǎng)為482+542+176=1200mm
高度尺寸由前裝料高度尺寸定為1060mm
寬度尺寸，除考慮工件本身寬度尺寸外，再加其它寬度方向上能布置下工件的定位、夾緊及其它機(jī)構(gòu)從工序圖中查得寬度尺寸為184mm
這樣可確定夾具草圖
3.5.4中間底座尺寸的確定
由加工示意圖中被步確定定的多軸箱端面至工件端面在加工終了時(shí)的距離，動(dòng)力部件及其配套部件的聯(lián)系尺寸，便可確定中間底座的尺寸。在確定中間底座長(zhǎng)度尺寸時(shí)要考慮以下兩組尺寸關(guān)系。
由加工示意圖和多軸箱尺寸確定兩動(dòng)力箱端面間的距離L。
L-L1+L2+L3+L4+L5
式中：L1，L5——為左右多軸箱的厚度
L2，L4——加工示意圖中確定的左右多軸箱至工件端面的距離。
L3——工件的長(zhǎng)度
由機(jī)床總圖中查得，L1=330，L5=345，L3=176
由加工示意圖中查得，L2=880，L4=750
則兩動(dòng)力箱端面距離L=330+345+880+750=2305
由動(dòng)力滑臺(tái)、側(cè)底座、中間底座也可確定兩動(dòng)力箱端面間的距離L’。
L’=l1+l2+l3+lx+l4+l5+l6
式中：l1,l6——左右動(dòng)力箱與滑臺(tái)連接形成的尺寸
l2,l5——在行程終了時(shí)，滑臺(tái)前端與滑座之距
l3,l4——左右滑座端面至側(cè)底端面之距
由機(jī)床總圖查得，
l1=l6=300, l2=l5=40, l3=l4=100
在圖中必須保證L= L’，則中間底座lx尺寸為
Lx=l1+l2+l3+l4+l5-（l1+l2+l4+l5+l6）
則lx=2305-（300+40+100+40+300）
=1425mm
3.5.5動(dòng)力部件總選種的確定
動(dòng)力部件的總行程等于向前備量，工作行程和向后備量之和；向后備量要保證方便地裝卸刀具由加工示意圖知
左動(dòng)力箱動(dòng)力部件總選種為
40+40+300+380+20=780mm
右動(dòng)力箱動(dòng)力部件總行程為
320+26+23+40+4+450+20=883mm
后動(dòng)力箱動(dòng)力部件總行程為
200+28+42+280+20+580mm
4.夾具設(shè)計(jì)
4.1設(shè)計(jì)步驟
1． ? 明確設(shè)計(jì)任務(wù)與收集設(shè)計(jì)資料；
2． ? 擬訂方案，繪單圖；
3． ? 分析計(jì)算；
4． ? 審方案，改造設(shè)計(jì)；
5． ? 繪制夾具總裝配圖；
6． ? 繪制夾具圖中主要零件的總裝配圖。
4.2 定位支承系統(tǒng)
在組合機(jī)床上加工時(shí)，必須使被加工零件對(duì)刀具及其導(dǎo)向保持正確的相對(duì)位置，這是靠夾具的定位支承系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，定位支承系統(tǒng)除用以確定被加工零件的位置外，還要承受被加工零件的重量和夾壓力，有時(shí)還要承受切削力。
定位支承系統(tǒng)主要是有定位支承，輔助支承和一些限位元件組成。定位支承是指在加工過(guò)程中維持被加工零件有一定位置的元件。輔助支承是僅用作增加被加工過(guò)程中的剛度及穩(wěn)定性的一種活動(dòng)式支承元件，由于定位支承元件直接與被加工零件接觸，因此其尺寸，結(jié)構(gòu)，精度和布置都直接影響被加工零件的精度。為了避免產(chǎn)生廢品以及經(jīng)常修理定位支承元件的麻煩，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意以下的問(wèn)題：
1．? 合理布置定位支承元件，力求使其組成較大的定位支承界面；
2．? 提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形；
3．? 提高定位支承系統(tǒng)的精度及元件的耐磨性，以便長(zhǎng)期保持夾具的定位精度；
4．? 可靠的排除定位支承部位的切削。
S195柴油機(jī)三面精膛組合機(jī)床加工零件采用六點(diǎn)定位原則：平面取三點(diǎn)，零件防在兩個(gè)支承板上，這樣可以增加定位系統(tǒng)的剛性，防止了當(dāng)夾壓力和切削力不是對(duì)準(zhǔn)支承時(shí)而引起的工件變形，這種變形不僅影響加工精度，而且會(huì)引起振動(dòng)，以至造成折斷。兩個(gè)定位螺釘以及一個(gè)螺栓共六點(diǎn)進(jìn)行定位的。S195柴油機(jī)的汽缸體是以底面和側(cè)面兩個(gè)互相垂直的平面定位的，所以支承板做成了90度的腳鐵式，剛性很好。
?4.3定位誤差的分析計(jì)算
由于一批零部件在夾具上定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一樣，加工后，各工體的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。
用家具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件精度的因素很多，與夾具有關(guān)的因素如圖所示：
一．分別計(jì)算加工端面尺寸326.95±0.05的誤差和垂直度為0.06mm這兩項(xiàng)誤差。
1．? 定位誤差
①.基準(zhǔn)不重合誤差
②.基準(zhǔn)位移誤差
在機(jī)械加工系統(tǒng)中無(wú)影響加工精度的其他因素，加工尺寸326.95±0.05的定位誤差為0，即=0。垂直度0.06的定位誤差=0。
2．? 對(duì)刀誤差
因?yàn)榈毒呦鄬?duì)于對(duì)刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差。
3．? 夾具的安裝誤差，
因?yàn)閵A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，因而沒(méi)有安裝誤差。
4．? 夾具誤差
因?yàn)閵A具上的定位元件，對(duì)刀元件或?qū)蛟鞍惭b基面三者間（包括導(dǎo)向件和導(dǎo)向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，它的大小取決與夾具零件的加工精度和夾具裝配時(shí)的調(diào)整與修配精度。
5．? 加工方法誤差
因?yàn)闄C(jī)床精度，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等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：
=/3
加工尺寸326.95±0.05的加工方法誤差為=0.1/3=0.03mm，而垂直度為0.06的加工誤差為0。
6．? 保證加工精度的條件
工件在夾具中加工時(shí)，總加工的誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立的隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊加，因此保證工件加工精度的條件是 =≤
即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸誤差，為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因?yàn)槟p而過(guò)早的報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)，需保留出一定的精度儲(chǔ)備量J，因此上式改寫(xiě)為：
將上述計(jì)算的加工精度值列于下表
??
誤差計(jì)算 加工要求
?
?
誤差名稱(chēng)
326.95
垂直度為0.06mm
0
0
0.042
0.005
0
0
0.01
0.02
0.033
0
0.057
0.021
J
0.043
0.079
由上表可知，該夾具能滿足各項(xiàng)精度要求，且具備一定的精度儲(chǔ)備。
二．分別計(jì)算加工尺寸：5220.05和位置度為Φ0.300mm的誤差
1．定位誤差：加工尺寸5220.05的定位誤差=0；位置度Φ0.300mm的定位誤差Φ0.100mm =0.100mm
2．對(duì)刀誤差：加工尺寸522和加工尺寸326.950.05的對(duì)刀誤差一樣，=0.042mm；位置度Φ0.300mm的對(duì)刀誤差=0.042mm
3．夾具安裝誤差=0
4．夾具誤差：影響522的夾具誤差為底面對(duì)側(cè)面的誤差=0.060mm；影響位置度Φ0.300mm的夾具誤差為0.1mm
5．加工方法誤差：加工尺寸=0.033；位置度Φ0.300mm的=0.047
將上述數(shù)據(jù)列為下表
誤差加工 加工要求
?
?
誤差系數(shù)
加工尺寸522
位置度0.300mm
0
0.1mm
0.042
0.042mm
0
0
0.14
0.06mm
0.033
0.047mm
0.097
0.132mm
J
0.003
0.008mm
由上表可知，該夾具能滿足工件的各項(xiàng)精度要求，且具備一定的精度儲(chǔ)備。
分析位置度為0.400mm的加工誤差，因?yàn)闉閙m已經(jīng)滿足加工精度要求，因此該位置度為0.400mm一定能滿足加工精度要求。
5.導(dǎo)向裝置
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。固定式導(dǎo)套有三個(gè)元件組成：壓套螺釘，可換導(dǎo)套和中間套。導(dǎo)套的主要參數(shù)包括：導(dǎo)套的直徑和公差配合，導(dǎo)套的長(zhǎng)度，導(dǎo)套至工件端面的距離。導(dǎo)套的配合間隙對(duì)于孔的位置精度有很大的影響，為了提高位置精度，應(yīng)適當(dāng)提高導(dǎo)套的制造精度和選用較緊的配合。S195柴油機(jī)三面精膛組合機(jī)床的導(dǎo)套數(shù)量很多，在檢驗(yàn)機(jī)床的總裝精度時(shí)，逐次的全部檢查每個(gè)部位上主軸與導(dǎo)套間的不同軸度，而是適當(dāng)?shù)剡x取兩個(gè)孔位距離較遠(yuǎn)的導(dǎo)套作為檢查部位，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意相應(yīng)位置的部位選用導(dǎo)套，使中間套的長(zhǎng)度與其孔位之比L/D≥3，以便使該孔可靠的插入檢驗(yàn)棒，作為機(jī)床總裝時(shí)檢查主軸與導(dǎo)套間的不同軸度時(shí)使用。
S195柴油機(jī)三面精膛組合機(jī)床要求較高的位置精度，通常可達(dá)mm，而且應(yīng)使導(dǎo)套盡量接近加工表面，力求選用較高的精度和較緊的配合，一般采用長(zhǎng)導(dǎo)套。在夾具上安裝導(dǎo)向裝置，裝配技術(shù)要求包括：導(dǎo)向孔中心至工件定位基面的距離允差，各導(dǎo)向裝置相應(yīng)的導(dǎo)向孔的不同軸度允差，各導(dǎo)向裝置上相應(yīng)的導(dǎo)向孔的中心連線對(duì)工件定位基面的不平行度允差以及各導(dǎo)向孔中心連線對(duì)夾具定位的位置精度。
6.夾緊力的確定
所謂確定夾緊力，從廣義上來(lái)說(shuō)，就是要真確的確定夾緊力的三要素：作用點(diǎn)，方向和大小。
欲選取夾緊機(jī)構(gòu)和適當(dāng)?shù)膭?dòng)力傳動(dòng)裝置，就必須確定所需夾緊力的大小，所需夾緊力的大小主要取決于切削力和重力的大小和方向。重力的大小和方向是不變的，而切削力的大小和方向在切削過(guò)程中是不斷變化的，在切削過(guò)程中，影響切削力大小的因素很多，例如工件材質(zhì)不均勻，加工余量不均勻，刀具的磨損余量不同以及切削時(shí)的沖擊力等。而且?jiàn)A緊力也取決于一系列其他的因素，例如接觸表面的光潔度，工藝系統(tǒng)的剛性等。因此確定切削力和所需夾緊力的大小，就是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，實(shí)際上不可能完全準(zhǔn)確的確定切削力和所需夾緊力的大小，而只能做出大概的計(jì)算。
為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，在確定夾緊力時(shí)，一般假定工藝系統(tǒng)：工件——夾具——刀具——機(jī)床都是絕對(duì)剛性的，切削過(guò)程是穩(wěn)定的，而且切削參數(shù)也是固定不變的。在這些條件下，切削力可以根據(jù)切削原理的計(jì)算公式或計(jì)算圖表求得，而所需的夾緊力可以從工件在夾壓后的靜力問(wèn)題來(lái)求得。然后為了保證夾緊可靠，在計(jì)算結(jié)果中引進(jìn)安全系數(shù)作為實(shí)際所需的夾緊力。
在保證機(jī)體正?？煽抗ぷ鞯臈l件下，夾緊力愈小愈好。因?yàn)槿绻つ康丶哟髪A緊力就會(huì)造成如下影響：加大了工件在夾緊時(shí)的變形，從而影響加工精度。
估算夾緊力的方法：
①找出對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力，
②為了簡(jiǎn)便，只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響，根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》，每塊壓板應(yīng)給工件的夾緊力是Q=KP/（,式中Q是夾緊力，P是切削力，是壓板和工件表面間的摩擦系數(shù)，是工件和定位支承板間的摩擦系數(shù)，K是安全系數(shù)。
因?yàn)閴喊?，工件，定位支承板均為鑄件，查得摩擦系數(shù)，均為0.18，安全系數(shù)K可按下式計(jì)算K= ，式中——為各種因素的安全系數(shù)。
：考慮工件材料及加工余量的均勻性的基本安全系數(shù)，取1.2
：加工性質(zhì)，取1.2
：加工方法，取1.0
：切削特點(diǎn)，取1.0
：夾緊力的穩(wěn)定性，取1.0
：夾緊時(shí)的手柄位置，取1.0
：僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支承面接觸的情況，取1.5
代入上式得K=1.2=2.16
因?yàn)榘踩禂?shù)K的計(jì)算結(jié)果小于2.5，則K取2.5。根據(jù)計(jì)算得切削力P=100N
代入上式：
Q=KP/（）=694N
確定估算所需的夾緊力大小為700N左右。
7.夾緊機(jī)構(gòu)
在組合機(jī)床上加工時(shí)，工件依靠夾具上的定位支撐系統(tǒng)獲得對(duì)于刀具及導(dǎo)向的正確的相對(duì)位置，還需依靠夾具上的夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)消除工件因受切削力或工件自重的作用而產(chǎn)生的位移或振動(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。
夾緊機(jī)構(gòu)通常有三個(gè)部分組成：夾緊動(dòng)力部分，中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾緊元件。這三個(gè)部分起著不同作用：夾緊動(dòng)力部分用于產(chǎn)生力源，并將作用力傳給中間的動(dòng)力部分；中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠改變作用力方向和大小，即作為增力機(jī)構(gòu)，同時(shí)能產(chǎn)生自鎖作用，以保證在加工過(guò)程中當(dāng)力源消失時(shí)，工件在切削力或振動(dòng)的作用下仍能可靠夾緊；夾緊元件則用以承受由中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞的夾緊力，并與工件直接接觸而執(zhí)行夾緊動(dòng)作。
7.1設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)注意滿足以下的基本要求：
①保證加工精度，夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)能保證工件可靠的接觸相應(yīng)的定位基面，夾緊后不許破壞工件的正確位置；
②保證生產(chǎn)率，夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具備適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)化程度，夾緊動(dòng)作受力迅速，多壓板夾夾緊時(shí)要力求采用連動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)以縮短輔助時(shí)間；
③保證工作可靠，具備自鎖功能，夾緊機(jī)構(gòu)除了應(yīng)能產(chǎn)生足夠的夾緊力外，通常還要求具有自鎖性能以保證它的工作可靠性；
④結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，在保證加工精度滿足生產(chǎn)率要求和工作可靠性的原則，夾緊力應(yīng)越小越好，這樣可以避免使用龐大而復(fù)雜的夾緊機(jī)構(gòu)和減小嘉壓變形；
⑤操作方便，使用安全，根據(jù)以上設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)滿足的基本要求，綜合各方面的因素，夾緊機(jī)構(gòu)采用氣動(dòng)夾緊。
目前，以壓縮空氣為能源的氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用逐漸增多，使用部門(mén)也很廣泛。在組合機(jī)床上，廣泛應(yīng)用了氣動(dòng)技術(shù)。在組合機(jī)床上，氣動(dòng)與液壓相比，雖然不及液壓應(yīng)用那樣廣泛，但是卻具有許多其他能源所不及的優(yōu)點(diǎn)。
①空氣可以從大氣中取之不盡，沒(méi)有介質(zhì)費(fèi)用的損失和供應(yīng)上的困難。同時(shí)可以直接將廢氣任意排到大氣之中，處理非常方便。氣動(dòng)回路中的泄露除引起功率損失外，以至產(chǎn)生不利于工作的嚴(yán)重影響。
②空氣的粘度很小，在管道中的壓力損失不到油路損失的千分之一；
③壓縮空氣的工作壓力較底，因此可降低對(duì)氣動(dòng)元件的材質(zhì)和制造精度上的要求；
④氣動(dòng)動(dòng)作迅速，反應(yīng)快；
⑤氣動(dòng)維護(hù)簡(jiǎn)單，介質(zhì)清潔，管道不易堵塞，亦不存在介質(zhì)變質(zhì)，補(bǔ)充和更換等問(wèn)題；
⑥使用安全，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)過(guò)載保護(hù)；
⑦和液壓傳動(dòng)一樣，氣動(dòng)也有操作控制方便，元件更于標(biāo)準(zhǔn)化，易于集中控制，程序控制和實(shí)現(xiàn)工序自代等優(yōu)點(diǎn)。
由于氣壓傳動(dòng)具有上述許多優(yōu)點(diǎn)，因此在組合機(jī)床夾具中廣泛采用了氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，由于氣體的可壓縮性，使外載變化時(shí)工作速度的影響較大，氣動(dòng)夾緊所能維持的剛性比液壓夾緊的低，為了保證夾緊的可靠和穩(wěn)定，可以在空氣管路上設(shè)置調(diào)壓閥，采用壓力繼電器，用于壓力訊號(hào)的指示和連鎖。
⑴氣動(dòng)管路的組成
整個(gè)氣壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由兩個(gè)基本部分組成，第一部分是將原動(dòng)機(jī)供給的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為壓力能的能量轉(zhuǎn)換裝置——空氣壓縮機(jī)。第二部分是將系統(tǒng)內(nèi)的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的轉(zhuǎn)換裝置——?jiǎng)恿ζ谆驓鈩?dòng)馬達(dá)。
在這兩部分之間，根據(jù)工作機(jī)械的工作循環(huán)運(yùn)動(dòng)的需要，通過(guò)導(dǎo)管按一定順序連接各種控制閥以及其他輔助裝置。在一般工廠里，氣壓網(wǎng)絡(luò)的第一部分均集中在壓縮空氣站內(nèi)，由它向全廠各工作點(diǎn)統(tǒng)一分配和供應(yīng)壓縮空氣。
這里所需要敘述的是氣壓網(wǎng)絡(luò)中的第二部分機(jī)床氣動(dòng)管路的組成。壓縮空氣在送入某氣動(dòng)工作機(jī)械和儀表之前，通常需要進(jìn)行出水和過(guò)濾，并控制其壓力和流向，同時(shí)還要注入潤(rùn)滑劑，以達(dá)到保證機(jī)構(gòu)正常工作和延長(zhǎng)氣動(dòng)工作機(jī)械的壽命的目的。組合機(jī)床夾具氣動(dòng)管路中的控制閥和輔助裝置包括：截止閥，分水濾氣器，調(diào)壓閥，油霧器，壓力表和方向控制閥。
①氣動(dòng)三大件，通常將分水濾氣器，調(diào)壓閥和油霧器組合在一起使用，通稱(chēng)為氣動(dòng)三大件。應(yīng)設(shè)置在靠近氣動(dòng)工作機(jī)械或儀表處。
②分配閥，用來(lái)控制空氣流通方向或氣路的通斷，從而達(dá)到自動(dòng)或遠(yuǎn)距離操作各汽缸或其他氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的目的。
③氣動(dòng)壓力繼電器，用于把壓縮空氣的壓力訊號(hào)轉(zhuǎn)換為電器訊號(hào)的一種發(fā)送裝置。它是彈簧載荷式的，當(dāng)工作氣壓達(dá)到預(yù)定調(diào)整的定值范圍時(shí)，繼電器的活塞產(chǎn)生機(jī)械位移以接通微動(dòng)開(kāi)關(guān)的觸頭，從而發(fā)出電氣訊號(hào)。
7.2．夾緊氣缸
氣缸是將氣壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能并產(chǎn)生直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的裝置，組合機(jī)床氣動(dòng)夾具中廣泛采用了活塞式雙作用氣缸。氣缸的作用取決于工作氣壓和氣缸的工作面積。在相同氣壓下，氣壓活塞桿的推動(dòng)和拉力也不同。
氣缸活塞桿的推力：P=
查資料得：P=（0.4—0.6）MPa,D=100mm,d=35mm
代入上式得，P推=2669N，P拉=2342N
7.3．活塞桿的計(jì)算
在氣缸工作中，活塞桿最好承受拉力，但是多數(shù)場(chǎng)合活塞桿承受的是推力負(fù)載，細(xì)長(zhǎng)桿件受壓力往往會(huì)產(chǎn)生彎曲變形。
①按強(qiáng)度條件計(jì)算活塞桿直徑
活塞桿所承受的應(yīng)力應(yīng)小于許用應(yīng)力，即，故d≥
——活塞桿上的總推力
——活塞桿材料的許用應(yīng)力，=，s=1.4，=4.16，=2.1Pa
==2.96Pa，d≥30.05mm
考慮到活塞桿的工作實(shí)際情況，取d=35mm
②按縱向彎曲極限力計(jì)算
氣缸承受縱向推力負(fù)載達(dá)到極限力以后，活塞桿會(huì)產(chǎn)生軸線彎曲，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，該極限力與缸的安裝方式，活塞桿直徑以及行程有關(guān)。
L——活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度
K——活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑，K=d/4=8.75mm
——活塞桿的橫截面積，=961.625
=49Pa，a=1/5000，=4.58Pa
代入上式得L=198.432mm，查標(biāo)準(zhǔn)件，取L=202mm
活塞桿技術(shù)要求：⑴.調(diào)質(zhì)30—35HRC
⑵.發(fā)藍(lán)
氣缸部件的前后蓋材料是HT200，技術(shù)要求是：⑴.退火
⑵.倒角
8.夾具體設(shè)計(jì)
夾具上的各種裝置和元件通過(guò)來(lái)具體連接成一個(gè)整體。因此夾具體的形狀及尺寸取決于夾具上各種裝置及夾具與機(jī)床的連接。
8.1對(duì)夾具體的要求：
①.有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性，夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面，安裝對(duì)刀或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面等。應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?。為使夾具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造，夾具體要進(jìn)行退火處理；
②.有足夠的強(qiáng)度和剛度，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。因此夾具體需有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體經(jīng)常設(shè)置加強(qiáng)筋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體；
③.結(jié)構(gòu)工藝性好，夾具體應(yīng)便于制造，裝配和檢驗(yàn)。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應(yīng)鑄出凸臺(tái)，以減少加工面積。夾具體表面與工件之間應(yīng)保留足夠的間隙，一般為4—15mm。夾具體結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于工件的裝卸；
④.打掃方便，切屑多時(shí)，夾具體應(yīng)考慮派屑結(jié)構(gòu)；
⑤.在機(jī)體上安裝穩(wěn)定可靠，夾具體在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具體在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，重心越高則支承面應(yīng)力越大，夾具底面四邊應(yīng)凸出，使其接觸良好，或底部設(shè)置四個(gè)支腳。當(dāng)夾具體在機(jī)床主軸上安裝時(shí)，夾具安裝基面與主軸相應(yīng)表面應(yīng)有足夠的配合精度，并保證安裝穩(wěn)定可靠。
在夾具的毛坯類(lèi)型是鑄造夾具體，鑄造夾具體的優(yōu)點(diǎn)是工藝性好，可鑄造出各種復(fù)雜形狀，常用材料為HT200。
夾具體的基本尺寸為：長(zhǎng)915mm ,寬500mm ,高380mm
夾具體的表面有個(gè)斜面，是為保證排冷卻液方便，傾斜角為，上表面與下表面有一定的平面度和平行度要求，平面度為0.030，平行度為0.050，底座部分設(shè)計(jì)了排屑結(jié)構(gòu)。
8.2夾具體的技術(shù)要求
⑴.鑄件無(wú)常規(guī)鑄造缺陷；
⑵.鑄件應(yīng)進(jìn)行兩次時(shí)效處理；
⑶.銳角倒鈍；
⑷. 未注圓角為R5-R10
結(jié) 束 語(yǔ)
本小組設(shè)計(jì)的S195柴油機(jī)機(jī)體三面孔精鏜組合機(jī)床對(duì)擴(kuò)大柴油機(jī)的生產(chǎn)能力，提高生產(chǎn)率，增加經(jīng)濟(jì)效益起著很大的作用。
由我設(shè)計(jì)的三面精鏜組合鏜床總體設(shè)計(jì)，涉及內(nèi)容之廣，參考資料之多，該設(shè)計(jì)的內(nèi)容大都已涉及到，總體方案還是較合理，尤其機(jī)床總圖已達(dá)要求，示意圖中鏜刀布置基本能達(dá)到加工的技術(shù)特性，整個(gè)機(jī)床采用的液壓滑動(dòng)，電氣控制，自動(dòng)化程度高，對(duì)減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度有明顯效益，且對(duì)工人的技術(shù)要求不高，整個(gè)鏜床還具有調(diào)整、修養(yǎng)、維修方便的特點(diǎn)，所選通用零部件都符合規(guī)定參數(shù)。
但由于這是初次設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)不足，水平有限有許多不合理的地方，如切削參數(shù)的選用，至產(chǎn)量不夠高，臥式床身顯然占地面積比立式的多，床身、滑臺(tái)雖然都已滿足了強(qiáng)度要求，但對(duì)節(jié)省材料方面造成了不利影響。
由我設(shè)計(jì)的夾具，涉及內(nèi)容之廣，參考資料之多，該設(shè)計(jì)的內(nèi)容大多已涉及到，方案還是較合理的。通過(guò)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)，我對(duì)組合機(jī)床有了更進(jìn)一步的了解，了解了它的傳動(dòng)原理、其的工作方式。通過(guò)該設(shè)計(jì)，我經(jīng)受了鍛煉，對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用，這對(duì)今后的工作打下了基礎(chǔ)，這與市、學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、工程技術(shù)人員的精心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。
由于這是初次設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)不多，水平有限，有許多不合理的地方，敬請(qǐng)老師同學(xué)批評(píng)指正，提出寶貴的意見(jiàn)，以便及時(shí)糾正。但就總體而言，本次設(shè)計(jì)，仍然是個(gè)能夠滿足工藝技術(shù)要求的方案。在今后的工作中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，立志提高效益，達(dá)到最佳效果。
致 謝
歷時(shí)兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在王正剛老師的悉心指導(dǎo)下，現(xiàn)已劃上了圓滿的句號(hào)。
在設(shè)計(jì)工作開(kāi)始之前，老師帶領(lǐng)我們參觀了鹽城機(jī)床廠生產(chǎn)流水線，讓我首先對(duì)機(jī)床溜板箱有了感性認(rèn)識(shí)。在參觀的過(guò)程中，老師認(rèn)真地給我講解了其加工過(guò)程和生產(chǎn)方式，分析了各部件的功能特性，避免了我在以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的盲目性。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師及時(shí)的了解我設(shè)計(jì)中遇到的難題，幫助我解決了不少問(wèn)題。由于本人對(duì)組合機(jī)床了解不多，實(shí)踐知識(shí)更是不足，王老師耐心地給我們講解有關(guān)方面的知識(shí)，使我得以在短時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)工作。同時(shí)，教導(dǎo)我們不管是在以后的工作還是學(xué)習(xí)中，都要保持治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，王老師及其他指導(dǎo)老師付出了辛勤的勞動(dòng)，我向他們表示衷心的感謝。
此次設(shè)計(jì)的圓滿和同組其他人員的通力合作也是分不開(kāi)的，他們給了我許多幫助和指點(diǎn)，在此一并表示感謝！
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附件清單
1. 手工圖機(jī)床尺寸聯(lián)系圖A0
2. 計(jì)算機(jī)繪夾具裝配圖A0
3. 計(jì)算機(jī)繪零件工序圖A1
4. 計(jì)算機(jī)繪夾具體A2
5. 計(jì)算機(jī)繪端蓋A3
6. 計(jì)算機(jī)繪端蓋2 A3
7. 計(jì)算機(jī)繪軸套A4
8. 計(jì)算機(jī)繪軸套2 A4
9. 計(jì)算機(jī)繪注油嘴A4
10. 計(jì)算機(jī)繪連桿A4
11. 計(jì)算機(jī)繪導(dǎo)程桿A4
12. 計(jì)算機(jī)繪推桿A4
13. 計(jì)算機(jī)繪手柄A4
14. 計(jì)算機(jī)繪密封圈A4
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