《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)【全套圖紙】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)【全套圖紙】（36頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2009 1 目目 錄錄 1 緒 論1 1.1 課題背景及發(fā)展趨勢(shì).1 1.2 課題的目的和意義2 2 工藝方案的擬定4 2.1 被加工零件的特點(diǎn)4 2.2 技術(shù)要求4 2.3 確定機(jī)床的配置模式4 2.4 定位基準(zhǔn)的選擇4 2.5 滑臺(tái)形式的選擇5 3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)6 3.1 被加工零件工序圖6 3.2 加工示意圖11 3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖15 3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡19 4 夾具的設(shè)計(jì).22 4.1 定位誤差分析計(jì)算22 4.2 夾緊裝置設(shè)計(jì)23 4.3 夾緊力的計(jì)算24 4.4 夾具零部件的設(shè)計(jì)26 5 結(jié) 論30 參考文獻(xiàn).31 致 謝.32

2、附 錄.33 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 2 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 摘摘 要要：柴油機(jī)變速箱體是大批量生產(chǎn)的零件。為了提高其加工精度和生產(chǎn) 效率，需要設(shè)計(jì)一臺(tái)組合機(jī)床來(lái)改善其加工條件。本設(shè)計(jì)是柴油機(jī)變速箱體雙 面粗鏜組合機(jī)床,用于加工被加工零件上左右兩面的 14 個(gè)孔，本課題主要進(jìn)行 該組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)及其夾具的設(shè)計(jì)。其中總體設(shè)計(jì)包括機(jī)床配置型式的確 定、結(jié)構(gòu)方案的選擇以及“三圖一卡”的繪制。組合機(jī)床的加工精度基本上是 由夾具來(lái)保證的。夾具的設(shè)計(jì)主要包括工件的定位方式，工件夾壓裝置的設(shè)計(jì)， 夾具零部件的設(shè)計(jì)和引導(dǎo)刀具的導(dǎo)向元件設(shè)計(jì)，完成定位誤

3、差的分析，夾緊力 的計(jì)算等。本機(jī)床采用臥式單工位雙面加工的方案，零件裝夾方便，加工工藝 性和裝配較好，采用液壓滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)刀具進(jìn)給,刀具采用加長(zhǎng)麻花鉆和復(fù)合鏜刀， 使得工序集中。本組合機(jī)床效率高，成本低，加工精度高，操作使用方便，減 輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；鏜孔；鉆孔；夾具 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2009 3 Design of General and Tool for Rough Drilling Holes on Two-Side of Gear Box and Fixture

4、Abstract: The diesel engine gear box is a product that needs mass production. In order to prove the disposition and the production efficiency, need to design a high effective modular machine tool to improve the Processing Conditions. This topic is the design of modular machine tool for rough boring

5、holes on two-side of gear box, which is used to rough boring 14 holes, which are on the left and right surface. This topic mainly design of general and fixture. The system design includ the definite of the modular machine tool, the selecting of the structure plan and the completing of the technologi

6、cal drawing of the part, the general drawing of modular machine tool, drawing of cutter display and the efficiency card of manufacture. The fixture basically ensures the combination of machining precision. Fixture design includ the positioning of the work piece, the work piece folder pressure device

7、s, design of the fixture parts and guide to the guiding element, complete positioning error calculation, the calculation of clamping force. The modular machine tool uses the horizontal-type single location two-side processing plan, the processing and assembly technology capability is good, and it cl

8、amps conveniently, using Hydraulic-sliding unit, the cutting tool is the lengthened twist drill and boring composite knife, making the working procedure to be centralized. This modular mechanical tool has such 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 4 advantages: it is high efficiency, the cost is low, the processing prec

9、ision is high, it is easy to operate, it reduces the workers labor intensity, and it enhance the productivity. Key words: Modular machine tool; Boring hole; Drill hole; Fixture. 1 1 緒論緒論 組合機(jī)床是一種高效的專(zhuān)用機(jī)床。它一般用于加工一種或一類(lèi)零件，是根 據(jù)工件加工需要,以大量通用部件為基礎(chǔ),配以少量專(zhuān)用部件組成的機(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，其生產(chǎn)效 率比通用機(jī)床高幾倍

10、至幾十倍。而且組合機(jī)床的成本低廉、效率高。這是由于 通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活選用。這樣能降低加工成本， 縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此組合機(jī)床在大批、大量生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。 在機(jī)械制造過(guò)程中，用來(lái)固定加工對(duì)象，使其占有正確的位置，以便接受 施工、檢測(cè)的裝置都可統(tǒng)稱(chēng)為“夾具” ，廣義地說(shuō)，夾具是一種保證產(chǎn)品質(zhì)量并 便利和加速工藝過(guò)程的一種工藝裝備。夾具以其數(shù)量和在生產(chǎn)中所占的地位來(lái) 說(shuō)， “機(jī)床夾具”最重要，機(jī)床夾具為機(jī)床的一種輔助設(shè)備，用它來(lái)準(zhǔn)確的確定 工件與刀具的相對(duì)位置，即將工件定位和夾緊，以完成所需要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所 以機(jī)床夾具是用以使工件定位和夾緊的附加裝置。 1.11.

11、1 課題背景及發(fā)展趨勢(shì)課題背景及發(fā)展趨勢(shì) 本次設(shè)計(jì)課題來(lái)源于鹽城市江動(dòng)集團(tuán)，要求設(shè)計(jì)一臺(tái)加工雙缸柴油機(jī)氣缸 體頂面和底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)。 夾具的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì): 在機(jī)械制造的機(jī)械加工、檢驗(yàn)、焊接和熱 處理等冷熱工藝過(guò)程中使用著大量的夾具，用以安裝加工對(duì)象，使之占有正確 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2009 5 的位置，以保證零件和產(chǎn)品的質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率。在機(jī)床上加工工件時(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)和刀具占 有正確的位置，這一過(guò)程稱(chēng)為定位。為了不因受切削力、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

12、對(duì)其施加一定的夾緊力，這一過(guò)程稱(chēng) 為夾緊。定位和夾緊全過(guò)程稱(chēng)為安裝。在機(jī)床上用來(lái)完成工件安裝任務(wù)的重要 工藝裝配，就是各類(lèi)夾具中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)床夾具。 隨著貿(mào)易全球化的到來(lái)，各廠家已意識(shí)到了形勢(shì)的嚴(yán)峻性，紛紛進(jìn)行技術(shù) 改造，全力提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，近年來(lái)引進(jìn)了許多先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，進(jìn)展速度 很快。就目前狀況來(lái)講，這些設(shè)備和技術(shù)基本依賴(lài)進(jìn)口。 機(jī)床夾具是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作中一項(xiàng)重要組成部分，為了適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工 業(yè)的上述生產(chǎn)特點(diǎn)，機(jī)床夾具發(fā)展方向主要表現(xiàn)為： 1標(biāo)準(zhǔn)化 完善的標(biāo)準(zhǔn)化，不僅指現(xiàn)有夾具零部件（包括毛坯及半成品） 的標(biāo)準(zhǔn)，而且應(yīng)有各種類(lèi)型夾具結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)。后者如通用可調(diào)夾具標(biāo)準(zhǔn)；組合 夾具標(biāo)準(zhǔn)

13、；自動(dòng)線夾具標(biāo)準(zhǔn)等，并在上述兩種標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，對(duì)專(zhuān)用夾具零 部件，通用可調(diào)夾具零部件及組合夾具零部件等，實(shí)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化，以便使 有一部分零部件，能在各類(lèi)夾具上通用。另外把一些夾具部件、組件，做成一 個(gè)獨(dú)立單元，使夾具的設(shè)計(jì)、制造和裝配工作簡(jiǎn)化，這也是夾具標(biāo)準(zhǔn)化的一個(gè) 發(fā)展方向。作為發(fā)展趨勢(shì)，有些國(guó)家不僅有上述各種夾具標(biāo)準(zhǔn)，而且有制造標(biāo) 準(zhǔn)零部件和各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)夾具的專(zhuān)業(yè)工廠，使原來(lái)單件生產(chǎn)的夾具，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?zhuān)業(yè)化 批量生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)周期和降低成本。 2. 可調(diào)化、組合化 當(dāng)前機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)發(fā)展的兩個(gè)主要方面，一是要把 專(zhuān)門(mén)用于某一特點(diǎn)工序的專(zhuān)用夾具，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，使能用于同一類(lèi)型零件 的加工，

14、并實(shí)現(xiàn)快速調(diào)整；二是改變專(zhuān)用夾具在產(chǎn)品稍有修改或改變就報(bào)廢的 現(xiàn)象，使夾具能重復(fù)利用，實(shí)行組合化的原則，用少數(shù)元件能滿足多種需要。 3. 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品加工精度日益提高，高精度機(jī)床大量涌現(xiàn)，勢(shì) 必要求機(jī)床夾具也相應(yīng)越來(lái)越精密。 4. 高效自動(dòng)化 為了改善勞動(dòng)條件，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，降 低加工成本，不僅大批量生產(chǎn)有此要求，對(duì)多品種、小批量生產(chǎn)同樣可考慮采 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 6 用合適的高效自動(dòng)化夾具，使獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 1.21.2 課題的目的和意義課題的目的和意義 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是 Y295 型柴油機(jī)氣缸體頂面和底面孔系鉆削組合機(jī) 床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)，

15、機(jī)床夾具是機(jī)床上用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一 種裝置，其作用是將工件定位，以使工件獲得相對(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置， 并把工件可靠地夾緊。機(jī)床夾具被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)中，大量專(zhuān)用機(jī)床夾 具的采用為大批大量生產(chǎn)提供了必要的條件。機(jī)床夾具是組成工藝系統(tǒng)的一個(gè) 環(huán)節(jié)，是影響加工質(zhì)量的重要因素。一般情況下，使用機(jī)床夾具能穩(wěn)定地保證 產(chǎn)品質(zhì)量，而不必過(guò)高的要求工人的技術(shù)等級(jí)。先進(jìn)高效的機(jī)床夾具不僅能減 輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，甚至能使生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。隨著汽車(chē)、內(nèi) 燃機(jī)、摩托車(chē)、軸承等行業(yè)的規(guī)模化發(fā)展，對(duì)機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)與制造不斷提出 新的課題。深入研究機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的理論和改進(jìn)機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)，無(wú)疑

16、具有巨 大的經(jīng)濟(jì)意義。 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)一般包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和精度設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。而人們通常習(xí)慣側(cè) 重于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而忽視精度設(shè)計(jì)。關(guān)于機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅有大量的資料 可供參考，而且還不斷從其它學(xué)科吸收新的成果而向前發(fā)展。諸如液性塑料夾 具；各種彈性膜片式夾具；真空夾緊夾具；感應(yīng)分度夾具等等。關(guān)于機(jī)床夾具 的精度設(shè)計(jì)，隨著零件加工精度的提高，也日益受到人們的重視。 人們逐漸認(rèn)識(shí)到，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)工作應(yīng)圍繞精度設(shè)計(jì)這個(gè)中心來(lái)進(jìn)行。沒(méi) 有合理的精度設(shè)計(jì)不僅會(huì)給夾具制造帶來(lái)困難，甚至?xí)怪圃斐龅膴A具不能保 證工件的加工精度。因此，迫切需要全面的研究機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)、制造、使用 諸方面的定量關(guān)系；研究工件精度和夾

17、具設(shè)計(jì)精度之間的合理聯(lián)系。機(jī)床夾具 設(shè)計(jì)是用途極廣的一門(mén)專(zhuān)業(yè)學(xué)科，熟悉它的內(nèi)容和方法，對(duì)從事機(jī)械制造方面 的工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是十分必要的。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2009 7 2 2 工藝方案的擬定工藝方案的擬定 制訂工藝方案是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最重要的步驟.為了使工藝方案制訂得合理、 先進(jìn)，必須認(rèn)真分析被加工零件，深入現(xiàn)場(chǎng)全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、 加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求及生產(chǎn)率要求等，總結(jié)設(shè)計(jì)、制 造、使用單位和操作者豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，理論與生產(chǎn)實(shí)際緊密結(jié)合，從而確定 零件在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容及方法。 2.12.1 被加工零件的特點(diǎn)被加工零件的特點(diǎn) 該組合機(jī)床

18、的加工對(duì)象是 Y295 型柴油機(jī)氣缸體，箱體材料：HT200，硬度 為 HB160250.屬于箱體零件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 2.22.2 技術(shù)要求技術(shù)要求 a. 機(jī)床應(yīng)能滿足加工要求，保證加工精度。 b. 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。 c. 保證各動(dòng)力頭分別由電機(jī)拖動(dòng)，并且可單獨(dú)控制。 d. 機(jī)床盡量能用通用件，以便降低制造成本。 e. 夾具要求定位可靠，裝夾方便，保證零件加工精度。 2.32.3 確定機(jī)床的配置模式確定機(jī)床的配置模式 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)，

19、 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 8 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。 考慮到此零件要求雙面加工,同時(shí)為了安裝方便，也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 以及機(jī)床運(yùn)行的平穩(wěn)性等，選用臥式組合機(jī)床。 2.42.4 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇 組合機(jī)床是針對(duì)某種零件或零件某道工序設(shè)計(jì)的。正確選擇定位基準(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。本機(jī)床設(shè) 計(jì)為雙面臥式結(jié)構(gòu)，夾具裝在中心底座上，兩側(cè)為

20、鋼性鏜頭裝在 HY40B 液壓滑 臺(tái)上，此滑臺(tái)裝在 CC40 側(cè)底座上。夾具的夾緊方式，一面兩銷(xiāo)定位，除手動(dòng)裝 卸工件外，均采用按鈕操縱。 2.52.5 滑臺(tái)型式的選擇滑臺(tái)型式的選擇 組合機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)由動(dòng)力頭或動(dòng)力箱實(shí)現(xiàn)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由動(dòng)力滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)實(shí) 現(xiàn)，動(dòng)力滑臺(tái)與動(dòng)力頭或動(dòng)力箱配套使用，可以對(duì)工件完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、 鏜孔、銑平面、拉平面或圓弧、攻絲等孔和平面的多種機(jī)械加工工序。動(dòng)力滑 臺(tái)按驅(qū)動(dòng)方式不同分為液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)兩種形式，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，分別 應(yīng)用于不同運(yùn)動(dòng)與控制要求的加工場(chǎng)合。由于動(dòng)力滑臺(tái)在驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭進(jìn)行機(jī)械 加工的過(guò)程中有多種運(yùn)動(dòng)和負(fù)載變化要求，因此，控制動(dòng)力滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械或

21、 液壓系統(tǒng)必須具備換向、速度換接、調(diào)速、壓力控制、自動(dòng)循環(huán)、功率自動(dòng)匹 配等多種功能。由于液壓驅(qū)動(dòng)，零件損失小，使用壽命長(zhǎng)，所以選擇液壓滑臺(tái)。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2009 9 3 3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 組合機(jī)床是按高度集中工序原則，針對(duì)被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求設(shè)計(jì) 的一種高效率專(zhuān)用機(jī)床 3.13.1 被加工零件工序圖被加工零件工序圖 3.1.13.1.1 被加工零件工序圖的主要作用及內(nèi)容被加工零件工序圖的主要作用及內(nèi)容 被加工零件工序圖是按照擬訂的工藝方案來(lái)表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上完成 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

22、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。被加工零件工序圖是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的具體依據(jù)，也是 制造、使用調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零 件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床的加工內(nèi)容，并作必要的說(shuō)明而繪制的。內(nèi)容： a. 被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu) 形狀和尺寸。 b. 本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。 c. 本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及 對(duì)上道工序的技術(shù)要求。 d. 注明被加工零件的名稱(chēng)、編號(hào)、材料、硬度以及加工部位的余量 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 10

23、 根據(jù)所提供箱體的樣件圖，分析被加工零件的精度，表面粗糙度，技術(shù)要 求，加工部位尺寸，形狀結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)材料硬度。工件剛性及零件的批量的大小 不同，設(shè)計(jì)的組合機(jī)床必須采用不同的工藝方法和工藝過(guò)程。 圖 3-1 被加工零件工序圖 3.1.23.1.2 繪制被加工零件工序圖的有關(guān)要求繪制被加工零件工序圖的有關(guān)要求 a. 為了更清楚的表達(dá)出被加工零件工序圖，一定要突出該機(jī)床的加工內(nèi)容。 繪制的時(shí)候，加工部位輪廓線用粗實(shí)線表示，其他部位輪廓線用細(xì)實(shí)線表示。 b. 應(yīng)注明零件加工對(duì)機(jī)床提出的某些特殊要求。 c. 加工部位的尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起。 3.1.33.1.3 組合機(jī)床切削用量的選擇組合機(jī)床切削用量的

24、選擇原則原則 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)床的結(jié)構(gòu)型式及工作可靠性均有較大的影響。選擇用量的一般原則與車(chē)削相 同，由于本機(jī)床是鉆鏜一體的，故以鉆孔加工為選擇基準(zhǔn)：先選擇切削深度， 再選進(jìn)給量，最后確定切削速度。 3.1.43.1.4 各側(cè)具體零部件的設(shè)計(jì)、計(jì)算及選擇各側(cè)具體零部件的設(shè)計(jì)、計(jì)算及選擇 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2009 11 考慮到工件尺寸，加工精度，表面粗糙度，切削的排除及生產(chǎn)率要求等因 素，所以加工孔的刀具采用加長(zhǎng)麻花鉆和復(fù)合粗鏜刀。 A. 右側(cè)鉆削 18（深 22） a. 切削用量的選擇 根據(jù)孔徑的大小和深徑比，以及被加工材料的

25、硬度查參考文獻(xiàn)1表 6- 11,6-12 知：主軸的進(jìn)給量 f 為 0.150.2mm/r，切削速度 vc=512m/min。 鉆孔的切削用量還與鉆孔的深度有關(guān)，當(dāng)加工鑄鐵件孔深為鉆頭直徑的 68 倍時(shí)，在組合機(jī)床上通常都是和其他淺孔一樣采取一次走刀的辦法加工出 來(lái)的，不過(guò)加工這種較深孔的切削用量要適當(dāng)降低些，因此選擇切削速度 v=19m/min，進(jìn)給量 f=0.15mm/r，由此主軸轉(zhuǎn)速 n 由公式 (3-1) 0 1000 d v n 式中：v 為切削速度，d0為被加孔直徑。 計(jì)算出 r/min，將主軸轉(zhuǎn)速圓整為 340 r/min。實(shí)際切削 5 . 341 1814 . 3 191000

26、 n 速度 vc、工進(jìn)速度 vf、工進(jìn)時(shí)間 tf 分別由下列公式求得 (3-2) 1000 Dn vc (3-3) fnvf (3-4) f f v h t 式中：D 為孔直徑，n 為主軸轉(zhuǎn)速，f 為進(jìn)給量 計(jì)算出實(shí)際切削速度 vc=19.3m/min，工進(jìn)速度 vf=50mm/min，工進(jìn)時(shí)間 tf=2.27min b. 切削功率，切削力，轉(zhuǎn)矩以及刀具耐用度的選擇 由參考文獻(xiàn)1表 6-20 計(jì)算公式 切削力 (3-5) 6 . 08 . 0 26HBDfF 切削轉(zhuǎn)矩 (3-6) 6 . 08 . 09 . 1 10HBfDT 切削功率 (3-7) D TV P 9740 刀具耐用度 (3-8

27、) 8 . 03 . 055 . 0 25 . 0 )/9600(HBvfDTn 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 12 式中 D-加工（或鉆頭）直徑（mm）,f-進(jìn)給量，HB-布氏硬度，取 156。 計(jì)算出切削力 F=2123.2N，切削轉(zhuǎn)矩 T=11009.4Nmm，切削功率 P=0.386kw，刀具耐用度 Tn=1270.032min。 c. 確定主軸類(lèi)型、尺寸、外伸長(zhǎng)度 根據(jù)主軸轉(zhuǎn)矩 T=11.0094Nm，由公式 (3-9) 4 10 TBd 式中 B-材料系數(shù)，由參考文獻(xiàn)1表 3-4 查得 B=7.3。 求出滿足條件的最小直徑 mm641.230094.11103 . 7 4 d

28、由參考文獻(xiàn)9表 3-6 查得主軸直徑=25mm，D/d1=40/28mm,主軸外伸尺寸 L=115mm,接桿莫氏圓錐號(hào) 1。 d. 導(dǎo)向裝置的選擇 查參考文獻(xiàn)9表 8-4 選用通用短型導(dǎo)套，具體參數(shù)的數(shù)值：D=26mm, D1=35mm, D2=39mm, D3=M8,L 取 25mm，l=10mm，l1=4mm，l3=16mm，e=26.5mm 選 用通用導(dǎo)套。 e. 連桿的選擇 為了獲得終了時(shí)多軸箱前端面到工件端面之間所需要的最小距離，應(yīng)盡量 減少接桿的長(zhǎng)度。查參考文獻(xiàn)9表 8-1 選取 A 型可調(diào)接桿 d=28mm，d1=Tr282mm, d2=17.78mm, L=95mm, l4=1

29、20145mm。 f. 動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定 切入長(zhǎng)度一般為 5-10mm， 取L1=8mm；切出長(zhǎng)度 L2=10mm。 加工時(shí)加工部位長(zhǎng)度 L(多軸加工時(shí)按最長(zhǎng)孔計(jì)算)L=22mm，由公式 （3-10）LLLL 21工 求出 LI=40mm。 為排屑要求必須鉆口套與工件之間保留一點(diǎn)的距離，根據(jù)麻花鉆直徑 18，由參考文獻(xiàn)9表 3-4 知導(dǎo)套口至工件尺寸 l2=(1+1.5d)及綜合考慮裝卸 工件的空間要求取 l2=35mm，又根據(jù)鉆套用導(dǎo)套的長(zhǎng)度確定鉆模架的厚度為 20mm。 快退長(zhǎng)度的確定:一般在固定式夾具鉆孔或擴(kuò)孔的機(jī)床上動(dòng)力頭快速退回的 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2009

30、 13 行程只要把所有的刀具都退回至導(dǎo)套內(nèi),不影響工件裝卸即可。 快退距離 L快退 =l2+LI-L1=35+10-8=37mm 快進(jìn)距離 L快進(jìn)=l2-L1=35-8=27mm B. 左側(cè)面鉆 14.7 孔 a. 切削用量的選擇 根據(jù)參考文獻(xiàn)9查表 6-11 高速鋼鉆頭切削用量，加工材料鑄鐵，孔徑 d=16mm，切削速度 1018m/min，進(jìn)給量 f=0.150.2mm/r。取切削速度 vc=20m/min，進(jìn)給量 f=0.15mm/r，主軸的轉(zhuǎn)速、實(shí)際切削速度、工進(jìn)速度、工 進(jìn)時(shí)間分別由公式（3-1） 、 （3-2） 、 （3-3） 、 （3-4）求得 轉(zhuǎn)速 r/min， 將其圓整為 4

31、10r/min。 6 . 411 7 . 1414 . 3 191000 n 實(shí)際切削速度 m/min。924.18 1000 410 7 . 1414 . 3 c v 工進(jìn)速度 mm/min。 5 . 6141015 . 0 f v 工進(jìn)時(shí)間 其中 h 為 14.7 的深度。min878 . 0 5 . 61 54 f t b. 切削功率，切削力，轉(zhuǎn)矩以及刀具耐用度的選擇 刀具的切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率及刀具耐用度分別由公式(3-5)、(3-6)、 (3-7)、(3-8)求得 切削力 N。173415615 . 0 7 . 1426 6 . 08 . 0 F 切削轉(zhuǎn)矩 Nmm。913.74

32、9215615. 0 7 . 1410 6 . 08 . 09 . 1 T 切削功率 kw。317 . 0 7 . 1414 . 3 9740 19913.7492 P 刀具耐用度 。min10894 . 3 )15615 . 0 92.18/ 7 . 149600( 228 . 03 . 055 . 0 25 . 0 T c. 確定主軸類(lèi)型、尺寸、外伸長(zhǎng)度 根據(jù)主軸轉(zhuǎn)矩 T=7.4929 Nm，由公式(3-9)求出滿足條件的最小直徑 mm （B= 7.3）477.214929 . 7 103 . 7 4 d 選取 d=25mm， 由參考文獻(xiàn)9表 3-6 查得主軸直徑=25mm，D/d1=40

33、/28mm, 主軸外伸尺寸 L=115mm,接桿莫氏圓錐號(hào) 1。 C. 左側(cè)面鏜孔 78, 70, 60 a. 切削用量的選擇 刀具材料采用硬質(zhì)合金，加工材料為 HT200，選切削速度為 7090m/min, 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 14 進(jìn)給量 0.141.5m/r，考慮到刀具壽命以及進(jìn)給速度的一致性，取 v=85.7m/min 主軸轉(zhuǎn)速 (3-11) 0 1000 d v n 計(jì)算出，將主軸轉(zhuǎn)速圓整為 350r/min。min/68.349 78 7 . 851000 rn b.切削力，切削扭矩及切削功率的選擇 由參考文獻(xiàn)1表 6-20 計(jì)算公式 切削力 (3-12) 55. 0

34、75. 0 4 .51HBfaF pz 切削力 (3-13) 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 切削轉(zhuǎn)矩 (3-14) 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDT ap 切削功率 (3-15) 61200 VF P z 刀具耐用度 (3-16) 8 . 03 . 055 . 0 25 . 0 )/9600(HBvfDTn 計(jì)算出切削力 Fz=669.9N ,Fx=138.5N;切削轉(zhuǎn)矩 T=26128.6N.mm，切削功率 P=0.938KW c. 確定主軸類(lèi)型、尺寸、外伸長(zhǎng)度 滾針軸承主軸：前后支承均為圓錐滾子軸承。這種軸承可承受較大的徑向 和軸向力

35、，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配調(diào)整方便，廣泛用于擴(kuò)、鏜、鉸孔和攻螺紋等加 工。因此選用滾針軸承主軸。 由公式(3-9)求出滿足條件的最小直徑mm， 3 . 291286.26103 . 7 4 d 再由參考文獻(xiàn)9表 3-6 查取 d=30mm,D/d1=50/36mm，主軸的外伸尺寸為 115mm。 d. 確定鏜桿直徑 由鏜孔直徑為 78mm，參考參考文獻(xiàn)5表 2.5-4 選取鏜桿的直徑為 50mm,鏜刀方截面直徑為 1010。 3.23.2 加工示意圖加工示意圖 3.2.13.2.1 加工示意圖的作用及其內(nèi)容加工示意圖的作用及其內(nèi)容 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2009 15 零件的加工工藝方案要通

36、過(guò)加工示意圖來(lái)反映。加工示意圖是表示被加工 零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間相對(duì)位置關(guān)系。 所以，加工示意圖是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的主要樣圖之一，在總體設(shè)計(jì)中占有重要地 位。它是選擇刀具、夾具、箱體、液壓電氣裝置及通用部件的主要依據(jù)，也是 繪制機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖的重要技術(shù)文件。 其內(nèi)容有 ：反映機(jī)床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)及工作行程；決定 刀具類(lèi)型、數(shù)量、尺寸（直徑和長(zhǎng)度） ；標(biāo)明主軸、接桿（卡頭） 、夾具與工具 之間的聯(lián)系尺寸、配合精度。 3.2.23.2.2 加工示意圖的繪制方法加工示意圖的繪制方法 a. 首先，按照比例用細(xì)實(shí)線繪出工件加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開(kāi)圖。加工 表

37、面用粗實(shí)線畫(huà)出。 b. 主軸應(yīng)從鏜削頭端面畫(huà)起。刀具應(yīng)處于加工終了位置。標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu) 只畫(huà)出外輪廓，但需要加注規(guī)格代號(hào)。對(duì)一些專(zhuān)用結(jié)構(gòu)（導(dǎo)向裝置、刀桿、浮 動(dòng)卡頭等） ，為了顯示出其結(jié)構(gòu)必須畫(huà)出剖視圖，并且標(biāo)注尺寸、精度及其配合。 3.2.33.2.3 刀具的選擇依據(jù)刀具的選擇依據(jù) 選擇刀具應(yīng)考慮工件材料、加工精度、表面粗糙度、排屑及生產(chǎn)率等要求， 只要條件允許應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)刀具?？准庸さ毒撸ㄣ@、擴(kuò)、鉸等）的直徑應(yīng)與 加工部位尺寸、精度相適應(yīng)，其長(zhǎng)度應(yīng)保證加工終了時(shí)刀具螺旋槽尾端離導(dǎo)向 套外端面 3050mm,以利于排屑和刀具磨損后一定的向前調(diào)整量。 本次設(shè)計(jì)中需要加工 14.7、18、11

38、.65、78、70H9、60H9、60H9、60H9, 71H9、77H9、79H9、81H9、87H9、89mm 的孔，具體視圖可參照加 工示意圖。采用的是復(fù)合鏜刀及加長(zhǎng)麻花鉆 3.2.43.2.4 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 組合機(jī)床鉆鏜孔時(shí)，除采用剛性主軸加工方案外，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。因此，正確選用導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和確定導(dǎo)向類(lèi)型、 參數(shù)、精度，也是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要內(nèi)容。導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具相 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 16 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。 3.2.53.2.5 確定動(dòng)力部件的工作行程確定動(dòng)力

39、部件的工作行程 動(dòng)力部件的工作循環(huán)是加工時(shí)，動(dòng)力部件從原始位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到加工終了 的位置，又返回到原始位置的動(dòng)作過(guò)程。本機(jī)床的工作循環(huán)包括快進(jìn)-攻進(jìn)-快 退等動(dòng)作。 圖 3-2 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 工作進(jìn)給長(zhǎng)度，應(yīng)等于加工部位長(zhǎng)度 L 與刀具切入長(zhǎng)度和切出長(zhǎng)度L主 1 L 之和。=+L+ 2 LL主 1 L 2 L 切入長(zhǎng)度一般為 510mm，根據(jù)工件端面的誤差情況確定。 切出長(zhǎng)度 式中，d 為鉆頭直徑。 2 1 (3 8) 3 Ld 快速進(jìn)給是指動(dòng)力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置，初步選定左右兩個(gè)主軸 箱上刀具的快速進(jìn)給分別為 100mm 和 230mm。 快速退回的長(zhǎng)度等于快速進(jìn)給和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和

40、。由已確定的快速進(jìn)給 和工作進(jìn)給長(zhǎng)度可得出，兩面快速退回長(zhǎng)度為 300mm 和 560mm。 動(dòng)力部件的總行程在滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀 具磨損、安裝誤差，動(dòng)力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離（即前備量）和刀具裝卸或 者刀桿連同刀具一起從主軸孔中取出來(lái)時(shí)，動(dòng)力部件需后退的距離（即后備量） 。 所以，動(dòng)力部件的總行程為快退行程與前后備量的之和。其中，前備量取前L =50mm,后備量取后=50mm。L 總=攻進(jìn)+前+后=200+50+50=300mmLLLL 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2009 17 圖 3-3 主軸箱工作行程 由此加工示意圖如下： 圖 3-4 加工示意圖 箱體

41、雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 18 3.33.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 3.3.13.3.1 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖的作用以及內(nèi)容機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖的作用以及內(nèi)容 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按照初 步選定的主要通用部件以及確定的專(zhuān)用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。它用來(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，可用以檢驗(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；通用部件的選者是否適合；并為進(jìn)一步設(shè)計(jì) 主軸箱、夾具等專(zhuān)用部件提供依據(jù)?？偮?lián)系尺寸圖也可看成是簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖， 表示機(jī)床的配置型式及總體布局。 繪制總聯(lián)系尺寸圖的有關(guān)要求： a. 以適當(dāng)數(shù)量的視圖

42、（一般為主，左，右視圖）按同一比例畫(huà)出機(jī)床各主 要組成部件的外形輪廓及相關(guān)位置。主視圖的選擇應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致。 b. 圖上應(yīng)盡量減少不必要的線條及尺寸。但反映各部件的聯(lián)系尺寸、專(zhuān)用 部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的極限位置及行程尺寸，必須完全齊整。至于 各部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)不必畫(huà)出，留在具體設(shè)計(jì)部件時(shí)完成。 c. 為便于開(kāi)展部件設(shè)計(jì)，聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格代號(hào)，電動(dòng) 機(jī)型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速，并注明機(jī)床部件的分組情況及總行程。 3.3.23.3.2 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖相關(guān)計(jì)算選擇機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖相關(guān)計(jì)算選擇 a.a.選擇動(dòng)力部件選擇動(dòng)力部件 動(dòng)力部件的選擇主要是確定動(dòng)力箱和動(dòng)力滑臺(tái)。本次設(shè)

43、計(jì)的是根據(jù)以定的 工藝方案和機(jī)床配置型式并結(jié)合使用及修理等因素，確定機(jī)床為臥式雙面液壓 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)，采用專(zhuān)用的剛性鏜頭。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2009 19 動(dòng)力箱規(guī)格要與滑臺(tái)匹配，其驅(qū)動(dòng)功率的選擇主要是確定動(dòng)力箱（或各種 工藝切削頭）和動(dòng)力滑臺(tái)，由前面計(jì)算知工進(jìn) Vf=60mm/min,進(jìn)給力 Fz=669.9N, 又因左側(cè)剛性鏜頭箱體的滑鞍長(zhǎng) L=1240mm, 由參考文獻(xiàn)9表 5-1 選擇 1HY40B 型滑臺(tái)及配套后底座 1CC40。 (3-17) P P 主主 主 式中為主軸箱的傳動(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.

44、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 HT200，故取=0.8 ，由參考文獻(xiàn)1表 5-3 取 Pc左=6kW ，Pc右 =6kW。 所以 kW kW 6 7.5 0.8 P P 左c 左 6 7.5 0.8 P P 右c 右 根據(jù)所算出的功率，查文獻(xiàn)1表 5-20 我們可選用 1TA40 型號(hào)的動(dòng)力頭， 經(jīng)過(guò)改制都能滿足功率的需要。 表 3-5 動(dòng)力電動(dòng)機(jī)型號(hào) 根據(jù)動(dòng)力頭尺寸選定滑臺(tái)與其配合，由于是采用的專(zhuān)用剛性鏜頭，根據(jù)文 獻(xiàn)15-21 得寬 B=500mm，選用滑臺(tái)型號(hào)為 HY40B,滑臺(tái)寬 400mm，長(zhǎng) 1240 mm, 最大行程 400mm。

45、b.b.確定機(jī)床裝料高度確定機(jī)床裝料高度 H H 裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離。在確定機(jī)床裝料高度 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 Y160L-8B57.5720350,450,400 右主軸箱 Y160L-8B57.5720 280,305,410 500,500,340 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 20 時(shí)，首先要考慮工人操作的方便性；對(duì)于流水線要考慮車(chē)間運(yùn)送工件的滾道高 度；對(duì)于自動(dòng)線要考慮中間底座的足夠高度，以便允許內(nèi)腔通過(guò)隨行夾具返回 系統(tǒng)或冷卻排屑系統(tǒng)。其次是機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸限制和剛度要求。如工

46、件最低 孔位置、多軸箱的最低主軸高度和通用部件、中間底座及夾具底座基本尺寸的 限制等。工件最低孔徑 h2=16mm，滑臺(tái)高度為 320mm，底座高度為 560mm，鏜削 頭高為 480mm，綜合以上因素，該組合機(jī)床裝料高度為 1376mm。 c.c.確定夾具輪廓確定夾具輪廓 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剛度，同時(shí)要考慮機(jī)床的 裝料高度、中間底座的剛度、排屑的方便性和便于設(shè)置定位、夾緊機(jī)構(gòu)。

47、 圖 3-6 夾具輪廓 d.d.確定確定中間中間底座尺寸底座尺寸 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2009 21 中間底座的輪廓尺寸，在長(zhǎng)寬方向應(yīng)滿足夾具的安裝需要。它在加工方向 的尺寸，實(shí)際已由加工示意圖所確定，圖中已規(guī)定了機(jī)床在加工終了時(shí)工件端 面至主軸箱前端面的距離。由此，根據(jù)選定的主軸箱、滑臺(tái)、側(cè)底座等標(biāo)準(zhǔn)的 位置關(guān)系，并考慮前備量，通過(guò)尺寸鏈就可以計(jì)算確定中間底座加工方向的尺 寸，在本次設(shè)計(jì)中取前備量 50mm，計(jì)算長(zhǎng)度為 1340mm。 確定中間底座的高度方向時(shí)，應(yīng)注意機(jī)床的剛性要求、冷卻排屑系統(tǒng)要求 以及側(cè)底座連接尺寸要求。裝料高度和夾具底座高度確定后，中間底座高度就 已確定，選

48、取 650mm。 圖 3-7 底座 e.e.主軸箱輪廓尺寸主軸箱輪廓尺寸 主軸箱輪廓尺寸由改進(jìn)的 1TA40 鏜削頭而來(lái)，中心高 H 取 260 mm，左邊傳 動(dòng)箱 H2=480mm,右傳動(dòng)箱 H2=480mm。 3.3.33.3.3 機(jī)床分組機(jī)床分組 為了便于設(shè)計(jì)和組織生產(chǎn)，組合機(jī)床各部件和裝置按不同的功能劃分編組。 組號(hào)劃分如下： a. 第 1019 組支承部件。一般由通用的側(cè)底座、立柱及其底座和專(zhuān) 用中間底座等組成。 b. 第 2029 組夾具及輸送設(shè)備。夾具是組合機(jī)床主要的專(zhuān)用部件， 常編為 20 組，包含工件定位夾緊及固定導(dǎo)向部分。 c. 第 3039 組電氣設(shè)備。電氣設(shè)計(jì)常編為 3

49、0 組，包括原理圖、接線 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 22 圖和安裝圖等設(shè)計(jì)。專(zhuān)用操縱臺(tái)、控制柜等另編組號(hào)。 d. 第 4049 組傳動(dòng)裝置。包括機(jī)床中所有動(dòng)力部件如動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng) 力箱等通用部件，編號(hào)為 40 組，其余需修改部分內(nèi)容或?qū)Ｓ玫膫鲃?dòng)設(shè)備單獨(dú)編 組。 e. 第 5059 組液壓和氣動(dòng)裝置。 f. 第 6069 組刀具、工具、量具和輔助工具等。 g. 第 7079 組主軸箱及其附屬部件。 h. 第 8099 組冷卻、排屑及潤(rùn)滑裝置。 i. 第 9099 組電氣、液壓、氣動(dòng)等各種控制擋鐵。 由此得出機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖： 圖 3-8 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 3.43.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡機(jī)床

50、生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計(jì)算機(jī)床生產(chǎn)率 并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削 用量、動(dòng)作時(shí)間、生產(chǎn)綱領(lǐng)及負(fù)荷等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn) 效率的重要依據(jù)。 a. 理想生產(chǎn)率(單位為件/h)是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng) A(包括備品及廢品率)Q 所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù) tk有關(guān),這里兩班制 A 取 8000 件，tk 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2009 23 取 4600h,由文獻(xiàn)1的 51 頁(yè)公式 （3-18） k t A Q 得出： =80000/4600=17.39 件/時(shí)Q b. 實(shí)際生產(chǎn)率(單位

51、為件/h)是指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件 1 Q （3-19） 單 T Q 60 1 式中:生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間(min)，可按下式計(jì)算： 單 T （3-20） 裝移 快退快進(jìn) 停輔切單 tt V LL t V L V L ttT k f ff2 2 1 1 式中:分別為刀具第、工作進(jìn)給長(zhǎng)度,單位為 mm； 21 LL 、 分別為刀具第、工作進(jìn)給量,單位為 mm/min； 21ff VV 、 當(dāng)加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時(shí)，滑臺(tái)在死擋鐵上的 停 t 停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無(wú)進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn) 510 轉(zhuǎn)所需的時(shí)間， 單位為 min； 分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長(zhǎng)度，單位

52、為 mm； 快退快進(jìn)、L L 動(dòng)力部件快速行程速度。用機(jī)械動(dòng)力部件時(shí)取 56m/min;用液壓 k f V 動(dòng)力部件時(shí)取 310m/min； 直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取 0.1min； 移 t 工件裝、卸（包括定位或撤銷(xiāo)定位、夾緊或松開(kāi)、清理基面或切屑及 吊運(yùn)工件）時(shí)間。它取決于裝卸自動(dòng)化程度、工件重量大小、裝卸是否方便及 工人的熟練程度。通常取 0.51.5min。如果計(jì)算出的機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率不能滿 足理想生產(chǎn)率要求,即QQ 時(shí)候，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。 1 組合機(jī)床負(fù)荷率一般為 0.750.90,自動(dòng)線負(fù)荷率為 0.60.7。典型的鉆、 鏜、攻螺紋類(lèi)組合機(jī)床，按其復(fù)雜程

53、度確定；對(duì)于精度較高、自動(dòng)化程度高或 加工多品種組合機(jī)床，宜適當(dāng)降低負(fù)荷率。 （3-22） 1 Q Q 則 1 18.73 85.2% 21.98 Q Q 具體請(qǐng)見(jiàn)生產(chǎn)率計(jì)算卡： 表 3-9 生產(chǎn)率計(jì)算卡 生產(chǎn)率計(jì)算卡 圖號(hào)YGZJ003毛坯種類(lèi)鑄件 名稱(chēng)減速箱體毛坯重量 材料HT200硬度HBS180-220 工序名稱(chēng)變速箱體雙面臥式鉆鏜組合機(jī)床工序號(hào) 進(jìn)刀量工時(shí)(min) 序號(hào)工步名稱(chēng) 被加工 零件數(shù) 量 加工直 徑 mm 工作行 程 mm 切削 速度 m/m in 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 安裝工件及

54、夾緊工件1 1.5 1.5 2 左滑臺(tái)快進(jìn) 100 100 60000.016 0.016 3 左多軸箱工進(jìn)（鏜孔 1） 601565.93500.15600.25 0.25 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2009 25 鏜孔 2 70 13.576.9 350 0.15600.225 0.225 鏜孔 37811.585.7350 0.15 600.1920.192 鉆孔14.75818.6410 0.15 600.970.97 4左滑臺(tái)快退 300 300 60000.05 0.05 總計(jì) 3.203 單件工時(shí) 3.203 分/件 機(jī)床生產(chǎn)率 18.73 件/時(shí) 備注 左右同時(shí)加工 機(jī)床

55、負(fù)荷率 85.2% 4 4 夾具的設(shè)計(jì)夾具的設(shè)計(jì) 組合機(jī)床夾具是給合機(jī)床的重要組成部分，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)被加工零件的準(zhǔn)確 定位、夾壓、對(duì)刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件時(shí)的限位等。組合機(jī)床的加工精度基 本上是由夾具來(lái)保證的，因此它與一般機(jī)床夾具不同。 組合機(jī)床夾具按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以分為單工位夾具和多工位夾具兩大類(lèi)。單 工位夾具是指工件在一個(gè)工位上完成加工工序的機(jī)床夾具。而多工位組合機(jī)床 夾具是指工件需要在幾個(gè)工位上順序或平行順序加工廠的機(jī)床夾具。按移位 方法它又可分為：固定式多位夾具，回轉(zhuǎn)夾具,移動(dòng)工作臺(tái)夾具和回轉(zhuǎn)鼓輪夾具 等。此外按操縱方式又可分為：手動(dòng)定位夾緊的給合機(jī)床夾具和自動(dòng)定夾緊的 組合機(jī)床夾具。本次

56、設(shè)計(jì)的夾具是單工位的，手動(dòng)定位夾緊的夾具。 組合機(jī)床夾具是根據(jù)被加工零件專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，本次設(shè)計(jì)的夾具大致可分為 三大部分：工件的定位方法，工件的夾壓裝置的設(shè)計(jì)，引導(dǎo)刀具的導(dǎo)向元件設(shè) 計(jì)。 4.14.1 定位誤差分析計(jì)算定位誤差分析計(jì)算 本工件按一面兩銷(xiāo)定位后，工件在夾具中的位置就已被確定，然而由于某 種原因，工件仍會(huì)產(chǎn)生定位誤差。為了保證工件的加工精度，在定位設(shè)計(jì)時(shí)要 仔細(xì)分析和研究定位誤差。 A. 定位誤差的定義 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 26 由定位引起的同一批工件的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，稱(chēng) 為定位誤差，以D表示。 定位誤差研究的主要對(duì)象是工件的工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。工

57、序基準(zhǔn)的變動(dòng) 量將影響工件的尺寸精度和位置精度。 B. 定位誤差產(chǎn)生的原因 造成定位誤差的原因是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合以及定位基準(zhǔn)的位移誤 差兩個(gè)方面。 a. 基準(zhǔn)不重合誤差B 由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而造成的定位誤 差，稱(chēng)為基準(zhǔn)不重合誤差，B以表示。 基準(zhǔn)不重合誤差的一般計(jì)算式為： B= （4-1） n i i 1 式中： i定位基準(zhǔn)與工序間的尺寸鏈組成環(huán)的公差（mm） ； b. 基準(zhǔn)位移誤差Y 由于定位基準(zhǔn)的誤差或定位支承點(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，這種定位誤差 稱(chēng)為基準(zhǔn)位移誤差，以Y表示。 基準(zhǔn)位移誤差的一般計(jì)算式為 Y=Xmax= D

58、+d0+Xmin （4- 2） 式中 Xmax 定位最大配合間隙（mm） ； D工件定位基準(zhǔn)孔的直徑公差（mm） ； d0圓柱定位銷(xiāo)或圓柱心軸的直徑公差（mm） ； Xmin定位所需最小間隙，由設(shè)計(jì)時(shí)確定（mm） 。 C. 定位誤差計(jì)算 本工序尺寸 5820.025mm，由于本工序定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，所以， B=0 按式（4-2）計(jì)算得 Y=Xmax= D+d0+Xmin =0.027+0.009+0.5 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2009 27 =0.536(mm) 則定位誤差為 D=Y=0.536mm 4.24.2 夾緊裝置設(shè)計(jì)夾緊裝置設(shè)計(jì) 在機(jī)械加工過(guò)程中，工作將受到切削力，離

59、心力等外力的作用。為了保證 在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件確定的加工位置，而不 致發(fā)生振動(dòng)或多移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可 靠夾緊。 由于本次待加工工件的形狀是比較規(guī)則的，且精度要求較高，故采用液壓 夾緊機(jī)構(gòu)就可以保證其精度。采用液壓直接夾緊或與其他元件組合實(shí)現(xiàn)夾緊工 件的機(jī)構(gòu)，統(tǒng)稱(chēng)為液壓夾緊機(jī)構(gòu)。液壓夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，夾緊可 靠，使用方便，因此在機(jī)床夾具中得到廣泛應(yīng)用。 本次設(shè)計(jì)的夾緊裝置是液壓的，它的組成部分有：支承軸、螺桿、壓板、 液壓缸及螺母等。 4.34.3 夾緊力的計(jì)算夾緊力的計(jì)算 夾緊力的計(jì)算是設(shè)計(jì)夾具的關(guān)鍵，它的計(jì)算是驗(yàn)證所

60、設(shè)計(jì)的機(jī)床夾具是否 合理的保證。工件在夾具內(nèi)的夾緊，必須保證工件在加工過(guò)程中，在切削力作 用下保持位置不變。同時(shí)，夾緊時(shí)不應(yīng)該引起工件、鉆模板、鏜模架的變形， 以免降低加工精度。保證工件在加工過(guò)程中保持位置不變所需要的加緊力，可 根據(jù)切削作用力和夾緊方式進(jìn)行估算。 夾緊力大小的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，一般只能做粗略的估算。為了簡(jiǎn)化 計(jì)算起見(jiàn)，在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，可只找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀 態(tài)，按靜力平衡原理求出夾緊力的大小。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系 數(shù)作為實(shí)際所需要的夾緊力數(shù)值。 根據(jù)被加工零件和所設(shè)計(jì)夾具的機(jī)構(gòu)特征，夾緊力的大小由主切削力決定。 夾緊力使工件不會(huì)反轉(zhuǎn)和前后移

61、動(dòng)，因此在夾緊力的作用下，壓板和工件夾緊 位置產(chǎn)生了摩擦力，此摩擦力為兩軸向進(jìn)給力合力與圓周力合力提供。此處由 于兩進(jìn)給力方向相反，相互抵消絕大部分的力，以及定位銷(xiāo)承受了部分進(jìn)給力， 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 28 故兩軸向進(jìn)給力合力的影響可忽略不計(jì)，此處只計(jì)算由圓周力（切削力）合力 決定的夾緊力。 夾緊力計(jì)算方法一般為: a.了解所選用的夾緊機(jī)構(gòu)； b.畫(huà)出受力簡(jiǎn)圖； c.運(yùn)用力學(xué)知識(shí)分析、計(jì)算。 夾緊機(jī)構(gòu)如下圖: 圖 4-1 夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 如圖夾具體機(jī)構(gòu)主要由壓板、螺桿、支承軸等組成。它的受力簡(jiǎn)圖如下: 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2009 29 Wk W0 l L 圖 4-2

62、 工件受力簡(jiǎn)圖 W0=Wk （4-3） l L 0 1 式中：W0單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力(N)； WK切削力分力（N） ； 除螺旋外機(jī)構(gòu)的效率，其值為 0.85-0.95。 0 由前面所計(jì)算得：Wk=9398.1(N) 由夾具總圖知， L=300mm l=145mm 取 0.9 0 則將上述數(shù)值代入式（4-3）得： W0=21604.8(N) 4.44.4 夾具零部件的設(shè)計(jì)夾具零部件的設(shè)計(jì) 4.4.14.4.1 夾具體的設(shè)計(jì)夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體是夾具的基礎(chǔ)件。在夾具本上，要安裝組成該夾具所需要的各種元 件，機(jī)構(gòu)和裝置。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求： a. 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度； b. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

63、具有良好的工藝性； c. 尺寸要穩(wěn)定； d. 便于排屑。 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 30 A夾具體毛坯結(jié)構(gòu)的選擇 選擇夾具體毛坯結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)以結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)化的可 能性以及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。 根據(jù)由參考文獻(xiàn)8表 1-9-1，夾具體一般有三種結(jié)構(gòu)：鑄造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)、 裝配結(jié)構(gòu)。 由于本道工序是粗銑柴油機(jī)氣缸體的兩側(cè)面，切削負(fù)荷大、振動(dòng)大，且是 批量生產(chǎn)的，所以選擇鑄造結(jié)構(gòu)，它的主要特點(diǎn)是，可鑄出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀、 抗壓強(qiáng)度大、抗振性好、易于加工，但制造周期長(zhǎng)，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，故應(yīng)進(jìn)行 時(shí)效處理。 B夾具體外形尺寸的確定 夾具制造屬單件生產(chǎn)性質(zhì)，為縮短設(shè)計(jì)和制造周

64、期，減少設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用， 所以?shī)A具體設(shè)計(jì)，一般不作復(fù)雜的計(jì)算。通常都是參考類(lèi)似的夾具結(jié)構(gòu)，按經(jīng) 驗(yàn)類(lèi)比法估計(jì)確定。如下表 4-1。 表 4-1 夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 夾具體部位 鑄造結(jié)構(gòu) 夾具體壁厚 h825mm 夾具體加強(qiáng)筋厚度(0.70.9)h 夾具體加強(qiáng)筋高度不大于 5h 按上表，取夾具體壁厚 h=25mm 夾具體加強(qiáng)筋厚度為 0.7250.925mm,即為 17.522.5 mm.取厚度為 20mm C夾具體高度的確定 根據(jù)前面的總體設(shè)計(jì)及機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，夾具體的高度 H=350mm 夾具體的主要外形如下圖： 圖 4-3 夾具體尺寸圖 4.4.24.4.2 支座的設(shè)計(jì)支座的設(shè)計(jì) 支座是夾緊裝置與夾具體的橋梁。材料的選擇，應(yīng)以結(jié)構(gòu)合理性，工藝性， 經(jīng)濟(jì)性，標(biāo)準(zhǔn)化的可能性以及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。由于本次加工 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2009 31 的工件外形較大，且切削負(fù)荷大、振動(dòng)大，因此采用鑄造結(jié)構(gòu)，材料為 HT200。 4.4.34.4.3