連桿體螺栓孔鉆削專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì)

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 課題： 連桿體螺栓孔鉆削專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名 譚 艷 班 級 B機(jī)制053班 學(xué) 號 0510110336 指 導(dǎo) 教 師 王 正 剛 專 業(yè) 系 主 任 吳 祥 發(fā) 放 日 期 2009年 2 月 26 日 一、設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)一臺加工柴油機(jī)連桿體螺栓孔的鉆削專機(jī)，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)系尺寸總圖， (d) 生產(chǎn)率計(jì)算卡。 2．夾具設(shè)計(jì) (a) 夾具裝配圖，(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：江蘇恒力集團(tuán)； 2．產(chǎn)品名稱：柴油機(jī)； 3．被加工零件：連桿體（附零件圖）； 4．工件材料：45鋼； 5．加工內(nèi)容：鉆連桿體螺栓孔2×φ11.8，表面粗糙度均為Ra12.5； 6. 生產(chǎn)綱領(lǐng)：年產(chǎn)量8萬件，單班制； 7. 批量：本機(jī)床設(shè)計(jì)、制造一臺； 8. 連桿體的平面均已加工，都達(dá)到工序精度要求。 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)簡單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整； 3．機(jī)床盡量選用通用件，以便降低制造成本； 4．夾具設(shè)計(jì)要求定位合理，夾緊可靠，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便； 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)系尺寸總圖 1 張 5）生產(chǎn)率計(jì)算卡 1 張 6）夾具裝配圖 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 2月26日～2月28日 布置任務(wù) 3月1日～3月14日 調(diào)查研究，畢業(yè)實(shí)習(xí) 3月15日～3月31日 方案論證，總體設(shè)計(jì) 4月1日～4月14日 技術(shù)設(shè)計(jì)（部件設(shè)計(jì)） 4月14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2日 畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯 6月3日～6月9日 修改資料 6月10日～6月11日 評閱材料 6月12日～6月13日 畢業(yè)答辯 6月14日～6月15日 材料整理裝袋 六、 主要參考文獻(xiàn)： [1] 黃鶴汀.機(jī)械制造裝備[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004． [2] 吉衛(wèi)喜. 機(jī)械制造技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004． [3] 侯珍秀.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版，2003． [4] 于駿一，鄒青.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002． [5] 謝家瀛．組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992． [6] 叢鳳廷．組合機(jī)床設(shè)計(jì)（第二版）[M]．上海：上?？萍汲霭嫔纾?994． [7] 大連組合機(jī)床研究所．組合機(jī)床設(shè)計(jì)（第一分冊）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1975． [8] 大連組合機(jī)床研究所．組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1975． [9] 胡飛雪，倪俊芳，廖哲.組合攻絲機(jī)床的電器與液壓控制系統(tǒng)研究[J]. 江蘇電器， 2005,(2):36-38. 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[14] 王雍鈞. 基于案例推理的組合夾具CAD系統(tǒng)技術(shù)研究[J]．煤礦機(jī)械，2005，（2）： 95-96. 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： 年 月 日 5 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名 譚 艷 班 級 B機(jī)制053 學(xué) 號 0510110336 指 導(dǎo) 教 師 王 正 剛 日 期 2009年3月14日 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告 一 概述 畢業(yè)實(shí)習(xí)是學(xué)生完成大學(xué)四年全部課程后的最重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。在學(xué)校我們接觸的基本上都是理論的知識，對實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)了解較少，通過實(shí)習(xí)，讓我們對實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)有了更加清晰的認(rèn)識。此次實(shí)習(xí)的目的就是培養(yǎng)實(shí)際專業(yè)能力為目標(biāo)的一個(gè)綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)，是豐富了我們學(xué)生實(shí)踐知識和專業(yè)技能、工程實(shí)踐能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力、分析與解決實(shí)際問題能力和創(chuàng)新能力。本次實(shí)習(xí)是在學(xué)院相應(yīng)的專業(yè)課程和相關(guān)的課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)而進(jìn)行的一次綜合性的實(shí)踐，是我們所學(xué)知識和技能的一次很好的運(yùn)用訓(xùn)練。通過實(shí)習(xí)，對工廠實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，對零件的特征，加工方法，生產(chǎn)流程以及裝配也有了大概的了解。在畢業(yè)設(shè)計(jì)和今后的工作都有一定的幫助。 二 實(shí)習(xí)過程 根據(jù)學(xué)校的安排，畢業(yè)具體安排如下： 1.東臺市遠(yuǎn)洋船舶有限公司 2.江動集團(tuán) 3.江蘇恒力集團(tuán) 三 實(shí)習(xí)內(nèi)容 由于本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是連桿體螺栓孔鉆削專機(jī)總體及夾具的設(shè)計(jì)。所以我在實(shí)習(xí)主要關(guān)注了組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，特別是連桿體螺栓孔鉆削專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容： 首先我們到東臺市遠(yuǎn)洋船舶配件有限公司實(shí)習(xí)。該公司成立于1975年， 于1998年改制，系從事各類船用軸系、舵系、管系（各種閥門、接頭及其附件）產(chǎn)品的專業(yè)生產(chǎn)廠家，是海軍裝備部武器裝備合格承制方，具有國家船舶工業(yè)總公司頒發(fā)的“生產(chǎn)許可證”、中國新時(shí)代質(zhì)量體系認(rèn)證中心發(fā)給的GJB9001A-2001、ISO9001：2000質(zhì)量體系認(rèn)證證書和中國船級社的工廠認(rèn)可證書，曾多次評為省市“質(zhì)量信得過單位”、“計(jì)量保證確認(rèn)單位”、“科技先進(jìn)單位”、“鹽城市三星級企業(yè)”、“標(biāo)準(zhǔn)化企業(yè)”、“資信AAA級企業(yè)”。2006年，在東臺市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)新上“J類閥門項(xiàng)目”。本公司為鹽城市兩家軍品生產(chǎn)企業(yè)之一。始終堅(jiān)持奉行“質(zhì)量第一、顧客至上、誠信為本、服務(wù)周到”的經(jīng)營宗旨，努力開創(chuàng)軍品、民品共同發(fā)展形成互補(bǔ)的良好局面，其規(guī)模和生產(chǎn)能力在國內(nèi)同行業(yè)中排名第二。2004年6月份通過了海軍裝備部二方認(rèn)定；并且已經(jīng)通過中國CCS、法國BV、英國LR、德國GL、美國ABS、挪威DNV、意大利RINA等國家船級社的工廠認(rèn)可。在實(shí)習(xí)期間，我對閥門有了一個(gè)感性的認(rèn)識：閥門是水汽等流體管路上的開關(guān)裝置。閥門的種類很多: 閘閥、截止閥、蝶閥、球閥、旋塞閥 。其中： 1、閘閥 閘閥也叫閘板閥，是一種廣泛使用的閥門。它的閉合原理是閘板密封面與閥座密封面高度光潔、平整一致，相互貼合，可阻止介質(zhì)流過，并依靠頂模、彈簧或閘板的模形，來增強(qiáng)密封效果。它在管路中主要起切斷作用。 2、蝶閥 蝶閥也叫蝴蝶閥，顧名思義，它的關(guān)鍵性部件好似蝴蝶迎風(fēng)，自由回旋。蝶閥的閥瓣是圓盤，圍繞閥座內(nèi)的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)，旋角的大小，便是閥門的開閉度。蝶閥具有輕巧的特點(diǎn)，比其他閥門要節(jié)省材料，結(jié)構(gòu)簡單，開閉迅速，切斷和節(jié)流都能用，流體阻力小，操作省力。蝶閥，可以做成很大口徑。能夠使用蝶閥的地方，最好不要使用閘閥，因?yàn)榈y比閘閥經(jīng)濟(jì)，而且調(diào)節(jié)性好。目前，蝶閥在熱水管路得到廣泛的使用。 然后我們來到了江動集團(tuán)，江動集團(tuán)有限公司是國家專業(yè)生產(chǎn)中、小功率柴油機(jī)的重點(diǎn)企業(yè)。公司主產(chǎn)品為中小功率柴油機(jī)，產(chǎn)品開發(fā)在同行業(yè)中步步領(lǐng)先，卓有成效，形成了直噴、滾動、節(jié)能、高效率的江動特色，確立了品種最多、最全，技術(shù)最先進(jìn)的領(lǐng)先地位。來到該廠，老師首先介紹了一下江動的一些生產(chǎn)情況。 實(shí)習(xí)期間在工人師傅嫻熟的操作和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹贫茸屛覀兩钌铙w會工廠中“以人為本，安全第一，工作第二”的深刻內(nèi)涵，指導(dǎo)老師結(jié)合我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)較全面的給我們講述鉆削組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)以及在生產(chǎn)使用中所能遇到的問題。 它的設(shè)計(jì)步驟如下： （1）.制定工藝方案 要深入現(xiàn)場，觀看加工圖紙，若有疑問向現(xiàn)場技術(shù)人員詢問、了解被加工零件的加工特點(diǎn)，精度和技術(shù)要求，主軸箱的設(shè)計(jì)或使用情況以及生產(chǎn)率要求等。確定在組合機(jī)床上的完成的工藝內(nèi)容及其加工方法。 （2）.機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定 根據(jù)工藝方案確定機(jī)床的型式和總體布局。 （3）.組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 這里要確定機(jī)床的各部件間的相互關(guān)系，選擇通用部件和刀具的導(dǎo)向，計(jì)算切切削用量及機(jī)床生產(chǎn)率。繪機(jī)床的總聯(lián)系尺寸圖及加工示意圖等。 （4）.組合機(jī)床的部件設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì) 制定組合機(jī)床流水線的方案時(shí)，與一般單個(gè)的組合機(jī)床方案有所不同。 最后我們來到來了江蘇恒力集團(tuán)（原鹽城市紅旗機(jī)床廠），江蘇恒力集團(tuán)是江蘇市場公認(rèn)名牌產(chǎn)品企業(yè)。江蘇恒力集團(tuán)是機(jī)械部定點(diǎn)生產(chǎn)各種機(jī)床的單位，中國出口機(jī)床生產(chǎn)基地，具有進(jìn)出口經(jīng)營權(quán)。公司擁有各種金切設(shè)備、檢測設(shè)備300多臺，其中DIX750精密坐標(biāo)鏜床、精密導(dǎo)軌磨床，瑞士精密小孔磨床，高速磨齒機(jī)，加工中心，三座標(biāo)測量儀，超音頻淬火機(jī)等精大稀設(shè)備30余臺。具有較強(qiáng)的加工、裝配、檢測和機(jī)床安裝調(diào)試能力。主導(dǎo)產(chǎn)品為組合機(jī)床及其通用部件、數(shù)控鏜銑床、龍門式加工中心、鋼簾線生產(chǎn)設(shè)備以及各類專用機(jī)床和非標(biāo)生產(chǎn)線等。產(chǎn)品主要有ＣＤＢ系列車床、鉆床和數(shù)控車床等、專業(yè)生產(chǎn)各類數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床、專用機(jī)床及非標(biāo)工裝設(shè)備。公司下設(shè)五個(gè)專業(yè)車間，具有較強(qiáng)的加工、裝配、檢測和機(jī)床安裝調(diào)試能力。江蘇恒力集團(tuán)2004年與日本山崎株式會社達(dá)成技術(shù)合作協(xié)議，引進(jìn)發(fā)達(dá)國家的組合機(jī)床設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，為提高在我國組合機(jī)床在國際市場上的競爭力上了一個(gè)新臺階。 四 連桿體螺栓孔鉆削專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì)分析 組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機(jī)床。 組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)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，并可用以組成自動生產(chǎn)線。 組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和刀具與工件的相對進(jìn)給運(yùn)動，來實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機(jī)床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動，也可實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。 組合機(jī)床的未來將更多的采用調(diào)速電動機(jī)和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(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。 鉆床加工特點(diǎn)：加工過程中工件不動，讓刀具移動，將刀具中心對正孔中心，并使刀具轉(zhuǎn)動(主運(yùn)動)。鉆床的特點(diǎn)是工件固定不動，刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并沿主軸方向進(jìn)給，操作可以是手動，也可以是機(jī)動。鉆床分為：(1)臺式鉆床：鉆孔一般在13毫米以下，最小可加工0.1毫米的孔，其主軸變速是通過改變?nèi)菐г谒蛶л喩系奈恢脕韺?shí)現(xiàn)，主軸進(jìn)給是手動的。(2)立式鉆床：立式鉆床的主軸不能在垂直其軸線的平面內(nèi)移動，轉(zhuǎn)孔時(shí)要使鉆頭與工件孔的中心重合，就必須移動工件。因此，立式鉆床只適合加工中小型工件。(3)搖臂鉆床：適用于加工大型工件和多孔工件，有一個(gè)能繞立柱作360度回轉(zhuǎn)的搖臂。 五 實(shí)習(xí)感想 通過這次兩個(gè)星期的參觀實(shí)習(xí)，我學(xué)到了應(yīng)有的東西。極大地豐富了自己關(guān)于零件加工工藝的知識,拓展了自己的知識面，這兩周的實(shí)習(xí)生活，令我感觸最深的是：生產(chǎn)實(shí)踐的知識太少，自己的動手能力太差，而且明顯感到自己的基礎(chǔ)知識掌握的不牢固。我深深感受到理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的巨大差距。我清楚認(rèn)識到要想成為一名合格的畢業(yè)生惟有掌握充分的理論知識與相當(dāng)?shù)膶?shí)際生產(chǎn)知識。而掌握相當(dāng)?shù)膶?shí)際生產(chǎn)知識只有深入到實(shí)際中去實(shí)習(xí)。畢業(yè)實(shí)習(xí)是我們在大學(xué)里的最后一次學(xué)習(xí)機(jī)會，也是最重要的一次學(xué)習(xí)，它不僅對我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)有不可替代的幫助，更是為我們將來的工作與生活指明了方向！ 4 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 連桿體螺栓孔鉆削專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué)生姓名 譚 艷 班 級 B機(jī)制053班 學(xué) 號 0510110336 指導(dǎo)教師 王正剛 完成日期 2009 年 6 月 6 日 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 連桿體螺栓孔鉆削專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì) 摘 要：本課題來自恒力集團(tuán)，為了高速、高效的完成連桿體螺栓孔鉆削加工及保證相應(yīng)的加工尺寸精度，本課題設(shè)計(jì)一種專用于連桿體螺栓孔鉆削加工的組合機(jī)床。 該機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)分總體設(shè)計(jì)和零部件設(shè)計(jì)兩部分。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。在完成“三圖一卡”的基礎(chǔ)上，主要完成夾具設(shè)計(jì)。零部件設(shè)計(jì)包括鉆孔夾具的定位機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、對刀引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 本組合機(jī)床能滿足加工要求，保證加工精度，機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整。操作的簡便，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，提高了勞動生產(chǎn)率。 關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；夾具設(shè)計(jì)；總體設(shè)計(jì) Design of the general and fixture for drilling bolt hole on connecting rod Abstract: The topic is from Hengli Group. In order to highly, and efficiently complete the drilling bolt hole on connecting rod and ensure the accuracy of the corresponding size of the process, the subject is to design a modular machine tool drilling the bolt hole on connecting rod . The main task of this topic is the general design and the fixture design. The general design includes confirming the modular tool, selecting the structure plan and completing the technological drawing of the part, which need to be manufactured, the general drawing of modular machine tool, drawing of cutting display and the efficiency card of manufacture. On the basis of the drawings, complete the fixture design. The parts design includes jig body, clamp body and the knife guide machine . This modular machine tool can meet the processing requirements, ensure processing precision , make machine run smoothly, operate reliably, structure simply, hand easily, maintenance and adjust easily. Simple Operation reduce the labor ’s intensity and enhances the labor ’s productivity. Key words: Modular machine tool; Fixture design; General design 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 目 錄 1 前言 1 1.1 課題內(nèi)容 1 1.2 課題背景 1 1.3 課題要求 1 1.4 組合機(jī)床國內(nèi)外發(fā)展概述 1 1.5 本課題主要解決的問題和總體設(shè)計(jì)思路 3 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 4 2.1 總體方案論證 4 2.2 工藝方案的確定 4 2.2.1 影響工藝方案的主要因素 4 2.2.2 被加工零件的毛坯情況以及工藝過程分析 4 2.2.3 工藝路線的確定 4 2.2.4 機(jī)床配置型式的選擇 4 2.2.5 定位基面及夾壓點(diǎn)的選擇 5 2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)—“三圖一卡” 5 2.3.1 被加工零件工序圖 5 2.3.2 加工示意圖 6 2.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 9 2.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 10 3 組合機(jī)床的夾具設(shè)計(jì) 12 3.1 夾具設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題 12 3.2 工件定位方案確定 12 3.2.1零件的工藝性分析 12 3.2.2 定位方案的論證 12 3.3定位元件的設(shè)計(jì) 13 3.3.1對定位元件的基本要求 13 3.3.2定位元件的選擇與設(shè)計(jì) 13 3.4 工件加工精度的分析 14 3.4.1 加工誤差的來源 14 3.4.2 各項(xiàng)加工誤差的計(jì)算 14 3.5保證加工誤差 15 3.6夾緊方案的確定 15 3.6.1夾緊方案的選擇 15 3.6.2夾緊方案的設(shè)計(jì) 16 3.6.3切削力和夾緊力的計(jì)算 17 3.7液壓缸的選擇 18 3.8導(dǎo)向方案的確定 19 3.9夾具體的設(shè)計(jì) 19 3.10家具總圖上尺寸，公差及技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn) 20 4結(jié)論 21 參考文獻(xiàn) 22 致 謝 23 附 錄 24 機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題申報(bào)表 指導(dǎo)教師 王 正 剛 職稱 副教授 所在專業(yè)（系） 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 課 題 名 稱 連桿體螺栓孔鉆削專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì) 課?? 題?? 來?? 源 課?? 題?? 性 質(zhì) 題目類別 科研 課題 生產(chǎn) 實(shí)際 課程或?qū)嶒?yàn)室建設(shè) 其它 技術(shù) 研究 工程 設(shè)計(jì) 軟件 開發(fā) 理論 研究 其它 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 畢業(yè) 論文 √ √ √ 適用專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 選題理由 本課題來源于恒力集團(tuán)，所涉及的知識面能覆蓋機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的主要課程，內(nèi)容含量及難易適當(dāng)，課題綜合性強(qiáng)，能提高學(xué)生設(shè)計(jì)計(jì)算、計(jì)算機(jī)繪圖、正確使用資料和手冊及標(biāo)準(zhǔn)、編制技術(shù)文件的能力。 主要內(nèi)容 本課題總體設(shè)計(jì)包括對連桿體進(jìn)行工藝分析，確定連桿體螺栓孔鉆削專機(jī)配置型式和工件定位、夾緊方案；完成被加工連桿體工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖、生產(chǎn)率計(jì)算卡的設(shè)計(jì)。根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求對連桿體螺栓孔鉆削專機(jī)夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括連桿體螺栓孔鉆削專機(jī)夾具裝配圖和零件圖的設(shè)計(jì)。 物化成果：工序圖 1張，加工示意圖 1張，機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 1張，生產(chǎn)率計(jì)算卡1張，夾具裝配圖 1張，零件圖 若干張，設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份。 成果要求 □開題報(bào)告：?????? 3000字以上?????? □說 明 書：??????????1萬字以上??? □圖??? 紙：?????? 0號?4張以上 □譯??? 文：???????? 3000字以上字 □論??? 文：????????????? 字 □其??? 它： 專業(yè)系審查意見： 專業(yè)系主任（簽名）： 學(xué)院審批意見： 院 長（簽名）： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 開題論證報(bào)告 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué)生姓名 譚 艷 班 級 B機(jī)制053 學(xué) 號 0510110336 指導(dǎo)教師 王 正 剛 完成日期 2009 年 3 月 31 日 課題名稱：連桿體螺栓孔鉆削專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì) 一、課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 1.課題來源 課題來源于鹽城市恒力集團(tuán)。為保證柴油機(jī)連桿體螺栓孔的加工精度及保證相應(yīng)的位置精度,需要設(shè)計(jì)一臺鉆削組合機(jī)床。 2.課題研究主要內(nèi)容 為保證柴油機(jī)連桿體螺栓孔的加工精度及保證相應(yīng)的位置精度,需要設(shè)計(jì)一臺鉆削組合機(jī)床。在完成“三圖一卡”的基礎(chǔ)上，主要完成機(jī)床專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì)。 3.國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 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。組合機(jī)床是隨著生產(chǎn)的發(fā)展，由萬能機(jī)床和專用機(jī)床發(fā)展來的。這種機(jī)床既具有專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)率和自動化程度較高的特點(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)床可以對工件進(jìn)行多面、多主軸加工。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，并可用以組成自動生產(chǎn)線。 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、多品種加工的市場需求。復(fù)合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被看好。在被加工零件的形狀日益復(fù)雜的情況下，多軸化控制的機(jī)床裝備適合能夠加工形狀復(fù)雜的零件。另外，產(chǎn)品周期的縮短也要求加工機(jī)床能夠隨時(shí)調(diào)整和適應(yīng)新的變化，滿足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。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)床的自動化程度進(jìn)一步提高，操作者可以通過網(wǎng)絡(luò)對機(jī)床的程序進(jìn)行遠(yuǎn)程修改，對運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行監(jiān)控并積累有關(guān)數(shù)據(jù)；通過網(wǎng)絡(luò)對遠(yuǎn)程的設(shè)備進(jìn)行維修和檢查、提供售后服務(wù)等。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。 組合機(jī)床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機(jī)和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(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、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性等。 二、本課題擬解決的問題 1 組合機(jī)床工藝方案的擬定。 2 三圖一卡設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容包括： （1）被加工零件工序圖， （2）加工示意圖， （3）機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖， （4）生產(chǎn)率計(jì)算卡。 3 夾具設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括： （1）夾具裝配圖， （2）夾具體零件圖， （3）其它零件圖。 三、解決方案及預(yù)期效果 1． 解決方案 （1）刀具的選擇應(yīng)在保證刀具的壽命的前提下，盡可能提高效率。 （2）機(jī)床的配置形式 機(jī)床配置形式：采用立式鉆床，便于工件裝卸，提高生產(chǎn)率。 （3）連桿體孔的加工方案的確定 本工序采用連桿體孔專機(jī)對連桿體2-φ11.8孔同時(shí)進(jìn)行加工，表面粗糙度均為Ra12.5。 （4）工件的定位和夾緊的確定 采用鉤形壓板，結(jié)構(gòu)緊湊，裝卸方便。 2． 預(yù)期效果： （1）機(jī)床設(shè)計(jì)基本達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，裝卸方便，維修及調(diào)整便利的要求。 （2）加工精度能符合零件圖要求。 （3）夾具設(shè)計(jì)要求定位合理，夾緊可靠，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便。 四、課題進(jìn)度安排 3月1日～3月26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27日～3月31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1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)說書，中期檢查。 6月1日～6月2日．畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯。 6月3日～6月9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10日～6月11日．畢業(yè)設(shè)計(jì)材料評閱。 6月12日～6月13日．畢業(yè)答辯。 6月14日～6月15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 3 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 目 錄 1 前言 1 1.1 課題內(nèi)容 1 1.2 課題背景 1 1.3 課題要求 1 1.4 組合機(jī)床國內(nèi)外發(fā)展概述 1 1.5 本課題主要解決的問題和總體設(shè)計(jì)思路 3 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 4 2.1 總體方案論證 4 2.2 工藝方案的確定 4 2.2.1 影響工藝方案的主要因素 4 2.2.2 被加工零件的毛坯情況以及工藝過程分析 4 2.2.3 工藝路線的確定 4 2.2.4 機(jī)床配置型式的選擇 4 2.2.5 定位基面及夾壓點(diǎn)的選擇 5 2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)—“三圖一卡” 5 2.3.1 被加工零件工序圖 5 2.3.2 加工示意圖 6 2.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 9 2.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 10 3 組合機(jī)床的夾具設(shè)計(jì) 12 3.1 夾具設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題 12 3.2 工件定位方案確定 12 3.2.1零件的工藝性分析 12 3.2.2 定位方案的論證 12 3.3定位元件的設(shè)計(jì) 13 3.3.1對定位元件的基本要求 13 3.3.2定位元件的選擇與設(shè)計(jì) 13 3.4 工件加工精度的分析 14 3.4.1 加工誤差的來源 14 3.4.2 各項(xiàng)加工誤差的計(jì)算 14 3.5保證加工誤差 15 3.6夾緊方案的確定 15 3.6.1夾緊方案的選擇 15 3.6.2夾緊方案的設(shè)計(jì) 16 3.6.3切削力和夾緊力的計(jì)算 17 3.7液壓缸的選擇 18 3.8導(dǎo)向方案的確定 19 3.9夾具體的設(shè)計(jì) 19 3.10家具總圖上尺寸，公差及技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn) 20 4結(jié)論 21 參考文獻(xiàn) 22 致 謝 23 附 錄 24 連桿體螺栓孔鉆削專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì) 摘 要：本課題來自恒力集團(tuán)，為了高速、高效的完成連桿體螺栓孔鉆削加工及保證相應(yīng)的加工尺寸精度，本課題設(shè)計(jì)一種專用于連桿體螺栓孔鉆削加工的組合機(jī)床。 該機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)分總體設(shè)計(jì)和零部件設(shè)計(jì)兩部分?？傮w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。在完成“三圖一卡”的基礎(chǔ)上，主要完成夾具設(shè)計(jì)。零部件設(shè)計(jì)包括鉆孔夾具的定位機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、對刀引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 本組合機(jī)床能滿足加工要求，保證加工精度，機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整。操作的簡便，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，提高了勞動生產(chǎn)率。 關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；夾具設(shè)計(jì)；總體設(shè)計(jì) Design of the general and fixture for drilling bolt hole on connecting rod Abstract: The topic is from Hengli Group. In order to highly, and efficiently complete the drilling bolt hole on connecting rod and ensure the accuracy of the corresponding size of the process, the subject is to design a modular machine tool drilling the bolt hole on connecting rod . The main task of this topic is the general design and the fixture design. The general design includes confirming the modular tool, selecting the structure plan and completing the technological drawing of the part, which need to be manufactured, the general drawing of modular machine tool, drawing of cutting display and the efficiency card of manufacture. On the basis of the drawings, complete the fixture design. The parts design includes jig body, clamp body and the knife guide machine . This modular machine tool can meet the processing requirements, ensure processing precision , make machine run smoothly, operate reliably, structure simply, hand easily, maintenance and adjust easily. Simple Operation reduce the labor ’s intensity and enhances the labor ’s productivity. Key words: Modular machine tool; Fixture design; General design 1 前言 1.1 課題內(nèi)容 為保證柴油機(jī)連桿體螺栓孔的加工精度及保證相應(yīng)的位置精度，在完成機(jī)床總體設(shè)計(jì)和繪制“三圖一卡”的基礎(chǔ)上，主要完成鉆削專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì)。 1.2 課題背景 近年來，隨著制造業(yè)的發(fā)展，普通機(jī)床已經(jīng)越來越不能滿足現(xiàn)代加工工藝及提高勞動生產(chǎn)率的要求。本課題來源于鹽城市恒力集團(tuán)，為保證柴油機(jī)連桿體螺栓孔的加工精度及保證相應(yīng)的位置精度，需要設(shè)計(jì)一臺鉆削組合機(jī)床。 1.3 課題要求 本加工工序的內(nèi)容是：鉆Φ11.8mm，表面粗糙度均為Ra12.5。生產(chǎn)綱領(lǐng)：年產(chǎn)量8萬件，單班制。 為了保證零件的加工精度，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)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)簡單。 c) 裝卸方便，便于維修，調(diào)整。 d) 機(jī)床盡量選擇通用件，以便降低制造成本。 f) 夾具設(shè)計(jì)要求定位合理，夾緊可靠，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便。 1.4組合機(jī)床國內(nèi)外發(fā)展概述 二十世紀(jì)70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá)0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可抵達(dá)2.5～0.63微米；鏜孔精度可達(dá)IT7～6級，孔距精度可達(dá)0.03～0.02微米。專用機(jī)床是隨著汽車工業(yè)的新起而發(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1911年年在美國制成的，用于加工汽車零件。初期，各機(jī)床制造廠都有自己的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶的使用和維修，1953年美國福特公司和通用汽車公司與美國機(jī)床制造廠協(xié)商，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化得原則，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。 近十多年來，組合機(jī)床及其自動線在高效、高生產(chǎn)率、柔性化以及并行工程制定更為合理、更為節(jié)省的方案方面取得了不小的進(jìn)展。尤其是汽車工業(yè)，為了提高汽車的性能，對零件的加工精度提出了一些新的要求，因此對機(jī)床性能的要求更高了。對于汽車零件的加工精度，現(xiàn)在要求將一些關(guān)鍵零件的主要加工精度只分布在一個(gè)比公差帶要小的公差范圍內(nèi)。 目前，我國組合機(jī)床行業(yè)已發(fā)展成為自成體系、配套齊全的行業(yè)，由于行業(yè)內(nèi)多數(shù)為中小企業(yè)，且兼產(chǎn)企業(yè)多，其市場競爭能力普遍較弱。 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組合機(jī)床上加工，以提高機(jī)床的利用率。這類機(jī)床常見的有兩種，可換主軸箱式組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床。 組合機(jī)床未來的發(fā)展更多的采用調(diào)速電動機(jī)和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(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。 夾具方面，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和市場需求的變化，現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)得到了較快的發(fā)展。多品種、小批量生產(chǎn)方式將成為今后的主要生產(chǎn)形式，制造系統(tǒng)正向著柔性化、集成化、智能化方向發(fā)展，機(jī)床愈來愈多地采用先進(jìn)的技術(shù)，加工效率不斷地提高。機(jī)械產(chǎn)品的加工精度日益提高，高精度的機(jī)床大量出現(xiàn) 。為了適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要 ，機(jī)床夾具正在向柔性化、高效化、自動化、精密化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。 A．柔性化 機(jī)床夾具應(yīng)能在一定范圍內(nèi)適應(yīng)不同形狀幾尺寸的工件，有能使用于不同的生產(chǎn)類型和不同的機(jī)床加工?？烧{(diào)夾具和組合就是具有這一共能的柔性化夾具。 a) 可調(diào)夾具 可調(diào)夾具只要更換或調(diào)整個(gè)別定位、夾緊或?qū)蛟纯捎糜趶亩苟喾N工件的單體件小批生產(chǎn)為一組工件在同一夾具上的成批生產(chǎn)。由于可調(diào)夾具具有較強(qiáng)的適用性和良好的繼承性，因此使用可調(diào)夾具可大量減少專用的夾具的數(shù)量，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低成本。 可調(diào)夾具分為通用可調(diào)夾具和成組夾具（可稱為專用可調(diào)夾具）兩類。通用可調(diào)夾具的加工對象較廣，有時(shí)加工對象不確定。成組夾具是成組工藝中為一組工件的某一工序而專門設(shè)計(jì)的夾具，在同一成組生產(chǎn)單元內(nèi)使用。 b) 組合夾具 組合夾具是一種根據(jù)工件的加工工藝要求，利用一套標(biāo)準(zhǔn)化的夾具元件及合件組裝而成的夾具。組合夾具既可組裝成某一專用夾具，也可組裝成通用可調(diào)夾具或成組夾具。組合夾具把一般專用夾具的設(shè)計(jì)、制造、使用、報(bào)廢 的單向過程變?yōu)樵O(shè)計(jì)、組裝、使用、拆散、清洗入庫、再組裝的循環(huán)過程。圖樣設(shè)計(jì)已不是組合夾具設(shè)計(jì)的主要工作量，而是將夾具方案構(gòu)思、裝配、檢測等設(shè)計(jì)、制造及調(diào)試全過程融為一體，一般可用幾小時(shí)的組裝周期代替幾個(gè)月的設(shè)計(jì)制造周期。組合夾具適合于小批量或非重復(fù)性的生產(chǎn)。 組合夾具在20世紀(jì)40年代已出現(xiàn)，并在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家得到迅速成的發(fā)展。我國從20世紀(jì)50年代開始推廣使用組合夾具，到目前為止已形成了自已較為完整獨(dú)立的組合夾具系統(tǒng)。隨著柔性加工系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展，組合夾具也得到了新的發(fā)展。 B．高效化、自動化 在實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工自動化時(shí)，為了適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)床的要求，減少輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率，同時(shí)減輕工人的勞動強(qiáng)度，夾具也必須實(shí)現(xiàn)高效化、自動化。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動線上配置相應(yīng)的自動化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上也配置了自動化夾具，數(shù)控加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具和自動更換夾具的裝置，柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展不但出現(xiàn)了刀具庫，而且還出現(xiàn)了夾具庫。 夾具的高效化、自動化可表現(xiàn)在定位、夾緊、分度、轉(zhuǎn)位、翻轉(zhuǎn)、上下料和工件傳送等各種動作上。另一方面，專用夾具的設(shè)計(jì)也向自動化方向發(fā)展。 a) 磁性夾具 與傳統(tǒng)的機(jī)械夾持方法相比，磁性夾具在性能方面有明顯的優(yōu)點(diǎn)。磁性吸盤能在最短的調(diào)整時(shí)間內(nèi)使工件達(dá)到較高的定位精度，確保達(dá)到最大的吸緊力，并且夾緊力分布均勻。由于整個(gè)工件都是暴露的，不會使工件的部分部位受到夾具的限制，因而有可能通過一次裝夾完成全部加工。矩形磁性吸盤可以將多件工件很方便地裝在一個(gè)夾具上，以充分利用機(jī)床工件臺臺面，進(jìn)行大批量的磨削、銑削等。 b) 數(shù)控夾具 數(shù)控夾具具有按數(shù)控程序使工件進(jìn)行定位和夾緊的功能。工件一般采用一面兩孔定位，夾具上兩個(gè)定位銷之間的距離根據(jù)需要所作的調(diào)節(jié)、定位銷插入和退出定位孔以及其它的定位和夾緊動作均可按程序自動實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)的動作元件進(jìn)電動機(jī)或液壓傳動驅(qū)動。 數(shù)控夾具比一般可調(diào)夾具或組合夾具具有更好的柔性，在加工中心或柔性制造章元上使用時(shí)，可顯著在提高自動化程度和機(jī)床和利用率。 c) 自動夾具 自動夾具是指具有自動上下料機(jī)構(gòu)、能自動定位夾緊的專用夾具，如果工件需人工定向，則稱為半自動夾具。自動夾具可減少輔助時(shí)間，降低勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，適用于批量大、形狀規(guī)則的工件，在普通機(jī)床上裝上自動夾具，即可實(shí)現(xiàn)自動加工。 C．精密化 為了適應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品的精度不斷提高和需要，不僅需要高精度的機(jī)床，同樣需要高精度的機(jī)床夾具與之相配套。目前，高精度自動化定心夾具的精度可以達(dá)到微米級勘至亞微米級，高精度分度臺的分度精度可達(dá)±0.1mm。在孔系組合夾具基礎(chǔ)板上，采用調(diào)節(jié)粘接法，孔間距離的調(diào)整精度可達(dá)幾個(gè)微米。 D．標(biāo)準(zhǔn)化 夾具的標(biāo)準(zhǔn)化上柔性化的基礎(chǔ)，為了實(shí)現(xiàn)夾具的柔性化，夾具的結(jié)構(gòu)必須向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化可以實(shí)現(xiàn)夾具的專業(yè)化，從而提高夾具在設(shè)計(jì)、制造和使用上和經(jīng)濟(jì)效益，還可促進(jìn)技術(shù)現(xiàn)代化。世界各國都很重視這項(xiàng)工作，我國要這方面也已有了一定基礎(chǔ)。 在夾具標(biāo)準(zhǔn)化和組全化的基礎(chǔ)上還可發(fā)展為模塊化夾具，目前國外已在基礎(chǔ)件、支承件、動力件等方面開發(fā)出了模塊化的雛形。如模塊式虎鉗采用不同規(guī)格的鉗口和動力合件，可加工不同形狀和尺寸的工件。 1.5 本課題主要解決的問題和總體設(shè)計(jì)思路 本課題主要解決的問題和總體設(shè)計(jì)思路是首先對連桿體進(jìn)行工藝分析，然后確定連桿體螺栓孔鉆削專機(jī)配置形式和工件定位、夾緊方案，最后完成被加工連桿體的工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖、生產(chǎn)率計(jì)算卡的設(shè)計(jì)。 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 2.1 總體方案論證 A．機(jī)床配置形式：采用立式鉆床，便于工件裝卸，提高生產(chǎn)率。 B．加工工藝方案論證：連桿體加工有兩個(gè)方案a) 連桿蓋、體合在一起加工；b) 連桿蓋、體分開加工。為了提高生產(chǎn)效率，粗加工分開，精加工合在一起。 C．夾緊方案論證：采用勾形壓板，結(jié)構(gòu)緊湊，裝卸方便。 D．精度采用鉆模板保證。 E．夾具體設(shè)計(jì)要考慮工件的排屑。 F．刀具的選擇應(yīng)在保證刀具的壽命的前提下，盡可能提高效率。 2.2 工藝方案的確定 2.2.1 影響工藝方案的主要因素 a) 被加工零件的加工精度和加工工序 b) 被加工零件的特點(diǎn) c) 零件的生產(chǎn)批量 d) 機(jī)床的使用條件 2.2.2 被加工零件的毛坯情況以及工藝過程分析 零件進(jìn)入本道工序機(jī)床前，連桿體的平面均以加工，都達(dá)到工序精度要求，無需要再進(jìn)行最終精加工。 從生產(chǎn)綱領(lǐng)年產(chǎn)8萬件可知：機(jī)體的加工是大批量連續(xù)性生產(chǎn)，加工精度有一定的要求，位置及形位公差都有一定的要求，為了滿足連續(xù)性大批量生產(chǎn)，具有較好的應(yīng)變性能的要求。生產(chǎn)工藝覺得采用組合機(jī)床的流水線來加工柴油機(jī)連桿體螺栓孔的鉆孔。 2.2.3 工藝路線的確定 本工序加工的內(nèi)容是加工路線中的第一道工序?？椎目讖綖棣?1.8mm，表面粗糙度為Ra=12.5um。 為了保證其精度要求，將有精度要求的兩孔安排在同一臺專機(jī)上進(jìn)行。 2.2.4 機(jī)床配置型式的選擇 機(jī)床的配置形式有立式和臥式兩種。臥式機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性能好，振動小，運(yùn)動平穩(wěn)，缺點(diǎn)是削弱了床身的剛性，占地面積大；立式機(jī)床的優(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。立式機(jī)床適用于加工定位表面是水平的，且加工的孔與基面相垂直的工件；臥式機(jī)床多用于加工孔中心線與定位基準(zhǔn)面平行的情況。 通過以上的比較，考慮到連桿體的大小、形狀和立式機(jī)床的特點(diǎn)，選用立式組合機(jī)床。 2.2.5 定位基面及夾壓點(diǎn)的選擇 A．定位基準(zhǔn)的選擇：以兩面一點(diǎn)定位，具體的定位方法是：左側(cè)面以支承釘和擋塊定位，后端面以支承板定位，底面則用定位銷完成定位。 B．確定夾緊位置應(yīng)注意的問題：在選擇定位基準(zhǔn)的同時(shí)，要相應(yīng)決定夾壓位置，此時(shí)應(yīng)注意的問題是： a) 保證零件夾壓后穩(wěn)定。 b) 盡量減少和避免零件夾壓后的變形。 2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)—“三圖一卡” 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)，就是針對具體的被加工零件，在選定的工藝和結(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。 2.3.1 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺機(jī)床上或一條自動線上完成的工藝內(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)、夾緊部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前毛坯情況的圖紙。它是在原有零件圖基礎(chǔ)上，以突出本機(jī)床或自動線加工內(nèi)容，加上必要的說明繪制的。它是組合機(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。 A．被加工零件工序圖應(yīng)包括以下內(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)、夾緊部位及夾緊方向，以便據(jù)此進(jìn)行夾具的支承、定位、夾緊和導(dǎo)向等機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 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)要求以及對上道工序的技術(shù)要求。 d) 注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。 B．編制零件加工工序圖的注意事項(xiàng)： a) 加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系。 b）對工件毛坯應(yīng)有要求，對孔的加工余量要認(rèn)真分析，保證加工能正常進(jìn)行。 c）當(dāng)本工序有特殊要求必須注明。 該加工孔的直徑為φ13.2，由于是第一道工序，應(yīng)留有一定的加工余量，根據(jù)計(jì)算加工的孔直徑為φ11.8即可，表面粗糙度12.5，孔深為24mm。并以兩面一點(diǎn)定位，能消除工件的六個(gè)自由度，具有一定的合理性。具體的定位方法是：由左端面以支承釘定位，后端面以支承板定位，底面則用定位銷完成定位。支承釘和支承板在裝配式要配磨，以保證工件的低昂為精度。在此圖中要求加工部位畫粗實(shí)線，其余畫細(xì)實(shí)線。 圖 2-1即為連體桿的加工工序圖，連桿體為45鋼。本工序?yàn)殂@連桿體孔，所以精度可以通過后面的鉸孔來保證。 圖2-1 被加工零件工序圖 圖 2-1 被加工零件工序圖 2.3.2 加工示意圖 2.3.2.1 加工示意圖的作用 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)占有重要地位。加工示意圖是設(shè)計(jì)刀具、夾具、主軸箱以及動力部件的主要資料，同時(shí)也是調(diào)整機(jī)床和道具的依據(jù)。它決定浮動卡頭或接桿的尺寸，鏜桿長度，刀具種類及數(shù)量，刀具長度及加工尺寸，主軸尺寸及伸出長度，主軸、刀具、導(dǎo)向與工件間的聯(lián)系尺寸等。 2.3.2.2加工示意圖的內(nèi)容 A.刀具的選擇： 在編制加工示意圖的過程中，首先遇到的是刀具的選擇，而一臺機(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。因而正確的選擇刀具是一個(gè)相當(dāng)重要的工作。 參照文獻(xiàn)[2]，因?yàn)榭椎闹睆绞铅?3.2mm，所以選用GB1439-85的錐柄麻花鉆。刀具選擇第一系列，d=11.8mm。莫氏圓錐號選擇2號。 B.選擇切削用量： 參照文獻(xiàn)[1]第一冊，關(guān)于切削用量的確定按表2—7推薦數(shù)值選取。確定本課題中加工直徑d=11.8mm，旋轉(zhuǎn)線速度v=18（米/分），進(jìn)給量S=0.25（毫米/轉(zhuǎn)）。 C.導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇： 組合機(jī)床加工孔時(shí)，除用剛性主軸加工的方案外，加工孔的尺寸和位置精度都是依靠夾具導(dǎo)向來保證的。如何正確的選擇導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，確定導(dǎo)向的參數(shù)和精度，是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時(shí)要解決的問題。 a) 正確的選擇導(dǎo)向類型 在加工小孔時(shí)，如鉆孔其導(dǎo)向部分直徑較小，旋轉(zhuǎn)線速度一般不小于20米/分，通常使用固定式導(dǎo)向，刀具或刀桿在導(dǎo)套內(nèi)既轉(zhuǎn)動又移動，這種導(dǎo)向方法精度較好，但容易磨損，不利于持久保持精度。 b) 正確的選擇導(dǎo)向的形式和結(jié)構(gòu) 必須根據(jù)導(dǎo)向的選擇速度、加工精度、刀具工作條件等具體情況，選擇導(dǎo)向的形式和結(jié)構(gòu)。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)查閱文獻(xiàn)[3]導(dǎo)向長度為45mm的長型快換鉆套。鉆套配合的選擇，查閱文獻(xiàn)[4]附表4：d用G6，D用F7/n6，D1用戶H7/n6。圖2-2即為本課題所選用的導(dǎo)套。 圖2-2 導(dǎo)套 c) 確定導(dǎo)向的數(shù)量 導(dǎo)向數(shù)量應(yīng)根據(jù)工件形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、刀具剛性、加工精度及具體加工情況而定。本課題中鉆連桿體孔較小且深度不大，所以選用一個(gè)導(dǎo)向。 d) 選擇導(dǎo)向的參數(shù) 導(dǎo)向的參數(shù)要根據(jù)導(dǎo)向的形式、工件形狀和加工精度要求及刀具的剛性來決定。根據(jù)文獻(xiàn)[1]（機(jī)械部分）表3-4選出導(dǎo)向長度和導(dǎo)向至工件端面的距離，公差配合等，導(dǎo)向長度l1=45mm，導(dǎo)套到工件端面的距離l2=15mm。其他具體的數(shù)值間加工示意圖。 D.確定主軸類型、尺寸、外伸長度： 主軸類型主要依據(jù)工藝方法和刀桿與主軸的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。主軸軸頸及軸端尺寸主要取決于進(jìn)給抗力和主軸—刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。主軸軸頸尺寸規(guī)格應(yīng)依據(jù)選定的切削切削用量計(jì)算出切削轉(zhuǎn)矩T。查文獻(xiàn)[5]表3—4和表3—5初定直徑d，并考慮便于生產(chǎn)管理，適當(dāng)簡化規(guī)格。綜合考慮加工精度和具體工作條件，按表3—6和表4—1選定主軸外伸長度L、外徑D和內(nèi)徑d1及配套刀具接桿的莫氏錐度號。具體計(jì)算如下： 查文獻(xiàn)[6]P134表6—20 切削轉(zhuǎn)矩 T=Km×1.65××× （2-1） 修正系數(shù) Km=1.02 進(jìn)給量 S=0.25mm/r 刀具直徑 D=11.8mm 則 T=1.02 =1310.1 按文獻(xiàn)[1]表5-10，可取主軸直徑d=30mm 由文獻(xiàn)[5]表3-4和4-1差得 外伸長度 L=100mm 外徑 D=50mm 內(nèi)徑 d=36mm 接桿莫氏錐度號 2 E.動力部件工作循環(huán)及行程的確定： 動力頭工作循環(huán)一般包括快速引進(jìn)、工作進(jìn)給和快速退回等動作。根據(jù)具體的加工要求，考慮到工藝方案，確定快進(jìn)為80mm，工進(jìn)位40mm，快退為120mm。 動力部件的行程長度的確定包括： a) 工作進(jìn)給長度的確定 工作進(jìn)給長度LI如圖2-3所示，它應(yīng)等于加工部位長度L與刀具的切入長度L2之和，即 ： LI=L1+L+L2 圖2-3 刀具 切入長度一般取5～10mm，本設(shè)計(jì)L1=8mm 切出長度查【4】表3-7 L2=1/3+（3～8）mm(注：d為鉆頭直徑) 取L2=12mm 則LI=5+20+8=40mm b) 快速進(jìn)給長度的確定 c) 快速退回長度的確定 L退=LI+L =40+80=120mm d) 動力部件總行程的確定 F.動力部件的選擇 動力部件的功率選擇是根據(jù)所選的切削用量計(jì)算出切削功率及進(jìn)給功率之需要，并考慮提高切削用量的可能性（一般提高30%），選擇相應(yīng)的動力部件。 由【1】（機(jī)械部分）表P49查得切削用量為：n=441轉(zhuǎn)/分；f=0.25毫米/轉(zhuǎn)。 切削功率有計(jì)算得 （2-2） = =0.66 所以切削功率為 = （2-3） 取 1.67+1.67×0.3=2.17 所以選電動機(jī)功率P=3.0 本課題所選動力箱的參數(shù)如下： 表2-1 動力箱的參數(shù) 型號 型式 電動機(jī)型號 電動機(jī)的功率 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 輸出軸轉(zhuǎn)速 1TD40 Ⅲ Y132S-6 3.0 960 480 2.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 2.3.3.1 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖的作用與內(nèi)容 機(jī)床尺寸聯(lián)系圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系關(guān)系的，是開展各專用部件設(shè)計(jì)和確定機(jī)床最大占地面積的指導(dǎo)圖紙。 組合機(jī)床是由一些通用部件和專用部件組成的。為了使所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床能滿足預(yù)期的性能要求，又能做到配置上均勻合理，符合多快好省的精神，必須對所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床各部件之間的關(guān)系進(jìn)行全面的分析研究。這是通過繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖來達(dá)到目的 2.3.3.2 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖之前應(yīng)確定的主要內(nèi)容 機(jī)床尺寸聯(lián)系圖是在被加工零件工序圖與加工示意圖繪制之后，根據(jù)初步選定的主要通用部件（動力部件及配套的滑座、床身和立柱等），以及確定的專用部件結(jié)構(gòu)原理而繪制的。 A．機(jī)床裝料高度的確定 裝料高度是指工件定位基面與地面的垂直距離。確定機(jī)床裝料高度，要考慮工人操作的方便性。我國過去設(shè)計(jì)組合機(jī)床一般取裝料高度為H=850mm，新頒國家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為1060mm，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)常在850～1060mm之間選取。我們選取為860mm。 B．夾具輪廓尺寸的確定 夾具是用于定位和夾緊工件的，所以工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據(jù)。對于本課題夾具體的輪廓尺寸為325mm，300mm，240mm。夾具體底座高度的確定應(yīng)根據(jù)夾具大小而定，既要保證足夠的剛性，又要考慮工件的裝料高度。 C．機(jī)床中間底座的尺寸的確定 在確定中間底座高度的尺寸時(shí)，在長寬方向應(yīng)滿足夾具的安裝要求。應(yīng)注意機(jī)床的剛性要求；應(yīng)考慮鐵削的儲存及排除，以及冷卻液的儲存。當(dāng)裝料高度取850毫米時(shí)，床身和中間底座之間的結(jié)合面的高度，無論哪一型號的床身都是統(tǒng)一的，定位540毫米，所以中間底座大于540毫米。 D．主軸箱輪廓尺寸的確定 標(biāo)準(zhǔn)主軸箱的厚度由主軸箱體、前蓋和后蓋三層尺寸組成。參照[1]（機(jī)械部分）P143，主軸箱厚為180mm，機(jī)床為立式，前蓋厚為70mm，后蓋采用90mm，因此，主軸箱總厚度為340mm，主軸箱的高度和寬度都是400mm。 E．滑臺的選擇 動力滑臺是由滑座、滑鞍和驅(qū)動裝置等組成、實(shí)現(xiàn)直線進(jìn)給運(yùn)動的動力部件。按驅(qū)動和控制方式的不同，滑臺分為液壓滑臺、機(jī)械滑臺和數(shù)控滑臺?；_的選擇應(yīng)根據(jù)工件的外輪廓尺寸和進(jìn)給抗力，工作循環(huán)來確定。由文獻(xiàn)[6]P94可查的用1HY40型的液壓滑臺，行程為400毫米，最大進(jìn)給抗力為20000N，快速移動速度為9米/分。 F．其它的配套部件的選擇 由文獻(xiàn)[6]表P95查的1HY40型滑臺立式配置時(shí)的其它部件為： 立柱其型號為1CL40 立柱側(cè)底座其型號為1CD401 2.4.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)加工示意圖中的工作行程長度、切削用量、動力部件的快進(jìn)及工進(jìn)速度等，就可以計(jì)算機(jī)床的生產(chǎn)率并繪制生產(chǎn)率計(jì)算卡，用以反映機(jī)床達(dá)的加工過程，完成每一動作所需的時(shí)間、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)荷率等。 A.理想生產(chǎn)率Q Q=A/K（件/小時(shí)） （2-4） 式中A—年生產(chǎn)綱領(lǐng)，K—全年工時(shí)總數(shù) 本課題中A=80000件，K=2350小時(shí)，則Q=A/K=34.04（件/小時(shí)） B．實(shí)際生產(chǎn)率Q1 機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率Q1（單位為件/小時(shí)）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。 Q1=60/ （2-5） 式中：——生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（min），可按下式計(jì)算： （2-6） 式中：——分別為刀具第I、第II工作進(jìn)給長度，單位為（毫米）；d ——分別為刀具第I、第II工作進(jìn)給量，單位為（毫米/分）； ——當(dāng)惚端面時(shí)，滑臺在死擋鐵上的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5～10轉(zhuǎn)所需的時(shí)間，單位為（分）； ——分別為動力部件快進(jìn)、快退行程長度，單位為（毫米）； ——動力部件快速行程速度；液壓動力部件取3～10（分）； ——直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取0.1（分）； ——工件裝、卸時(shí)間，一般取0.5（分）。 Q1=60/=40（件/小時(shí)） C．機(jī)床負(fù)荷率η負(fù) 當(dāng)Q1>Q時(shí)，η負(fù)=Q/Q1=34.04/40=0.851 （2-7） 根據(jù)組合機(jī)床的使用經(jīng)驗(yàn)，適宜的負(fù)荷率為86%左右 D．生產(chǎn)率計(jì)算卡，應(yīng)注意以下幾個(gè)問題： a) 在時(shí)間的選擇上，應(yīng)考慮到同時(shí)加工的工序應(yīng)以時(shí)間最長的作為工進(jìn)時(shí)間。 b) 在某方向多軸加工時(shí)，也是選擇工進(jìn)時(shí)間最長的作為此方向的工進(jìn)時(shí)間。 3組合機(jī)床的夾具設(shè)計(jì) 機(jī)床夾具是在金屬切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固的夾緊，以接受加工的工藝裝備。它的主要作用是：可靠地保證工件的加工質(zhì)量，并將其牢固地夾緊，減輕勞動強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此，機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。 機(jī)床夾具可分為通用夾具，專用夾具，組合夾具，拼裝夾具，通用可調(diào)夾具，和成組夾具。本工序選擇的是專用液壓夾具，它是按某一工序的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。這種夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)和制造。適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 專用夾具包括定位裝置，夾緊裝置，夾具體，對刀—-引導(dǎo)裝置，其它元件及裝置。 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案：定位方法和定位元件的選擇，包括定位元件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸及布置形式等，主要決定于工件的加工要求，工件的定位基準(zhǔn)和外力的作用狀況等因素。 3.1夾具設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題 a）提高夾具的通用化程度：在設(shè)計(jì)組合機(jī)床夾具時(shí)，在保證加工精度的條件下，盡可能選用通用夾具零件，這不僅提高設(shè)計(jì)速度，縮短設(shè)計(jì)周期，而且減少制造中的問題，并提高夾具工作的可靠性。 b）提高夾具的剛性：組合機(jī)床夾具一般都要承受較大的切削力，其結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，又是保證加工精度的最主要部件之一。因而提高夾具的剛性就顯得特別重要。 c）裝卸工件的方便性：組合機(jī)床的生產(chǎn)效率一般都很高，裝卸工件不僅動作頻繁，而且要求時(shí)間很短。故設(shè)計(jì)夾具時(shí)要給以足夠的重視 d）排屑和潤滑問題：實(shí)踐證明，切屑排除不暢，往往會導(dǎo)致機(jī)構(gòu)的工作不可靠，影響加工精度，甚至造成刀具的折斷，影響機(jī)床生產(chǎn)效率。充分潤滑是保證夾具各運(yùn)動機(jī)構(gòu)，尤其是導(dǎo)向裝置的工作性能好，持久精度高和提高使用壽命的重要措施。 e）操作使用和維修方便。 3.2工件定位方案的確定 3.2.1零件的工藝性分析 被加工零件為連桿體，工件較小，形狀不是很復(fù)雜。連桿體的材料為45鋼，在進(jìn)入本工序之前，其加工平面均已加工，都達(dá)到工序精度要求。本道工序?yàn)殂@φ11.8mm的孔，其平行度為φ0.04/100mm，其垂直度要求為φ0.04/100mm 。 3.2.2 定位方案的論證 方案一：底面圓孔以銷釘定位可限制2個(gè)自由度，左端面以支承板和擋塊定位可限制1個(gè)自由度，后端面為主要定位基準(zhǔn)，可限制3個(gè)自由度，這樣就完全限制了6個(gè)自由度。 方案二：以連桿體內(nèi)側(cè)面為防轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，限制2個(gè)自由度，以左端面的為止推基準(zhǔn)，限制1個(gè)自由度，以后端面為主要定位基準(zhǔn)，限制4個(gè)自由度。這樣就限制了六個(gè)自由度。 因?yàn)楸竟ば蚣庸殂@孔，加工工序集中，而方案一采用“兩面一點(diǎn)”的定位方法，有利于工件鉆孔的位置精度要求，同時(shí)便于工件裝夾，有利于家具的設(shè)計(jì)和制造，所以選擇方案一為工件的定位方案。 圖3-1 夾緊方案 3.3定位元件的設(shè)計(jì) 3.3.1對定位元件的基本要求： a）足夠的精度。由于工件的定位是通過定位副的接觸實(shí)現(xiàn)的，定位元件上基面的精度直接影響工件的定位精度，因此，限位基面應(yīng)有足夠的精度，以適應(yīng)工件的加工要求。 b）足夠的強(qiáng)度和剛度。定位元件不僅限制工件的自由度，還有支承工件，承受夾緊力和切削力的作用，因此，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，以免使用中變形或損壞。 c)耐磨性好。工件的裝卸會磨損定位元件的基面，導(dǎo)致精度的下降。定位精度下降到一定程度時(shí)，定位元件必須更換，否則，夾具不能繼續(xù)使用。為了延長定位元件的更換周期，提高夾具的使用壽命，定位元件應(yīng)有較好的耐磨性。 d）工藝性好。定位元件的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單，合理，便于加工，裝配和更換。 定位裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定夾具在工件中的位置，即通過它使工件加工時(shí)相對于刀具及切削成形運(yùn)動處于正確的位置，如支承釘，支承板，V形塊，定位銷等。 3.3.2定位元件的選擇與設(shè)計(jì)： （1）左端面的擋塊（圖3-2）和支承釘（圖3-3） 圖3-2 擋塊 圖3-3 支承釘 （2）后端面的支承板（圖3-4和圖3-5） . 圖3-4支承釘 圖3-5支撐板 3.4工件加工精度的分析 3.4.1加工誤差的來源 用夾具進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)影響工件的加工因素（精度）有許多，其中主要的有定位誤差，對刀誤差，夾具在機(jī)床上的安裝誤差和夾具誤差，在機(jī)械加工系統(tǒng)中，影響加工精度的其他綜合因素合稱為ΔG。 上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致相對工件的位置不精確，從而形成了總的加工誤差 。因此，該誤差即可反映夾具精度的高低。 3.4.2各項(xiàng)加工誤差的計(jì)算 A.定位誤差： 影響定位塊位置度誤差的因素為:定位塊的表面粗糙度,定位塊的相對位置誤差和安裝誤差.定位塊在安裝的時(shí)候進(jìn)行了試切削,配磨,保證定位塊等高，所以忽略定位塊的相對位置誤差。根據(jù)實(shí)際情況，安裝誤差和測量誤差大約為0.01≤1/3×0.3(精度誤差)，故可以滿足要求。 本課題中采用基準(zhǔn)重合原則，故定位誤差為ΔB=0 另外，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，定位基準(zhǔn)同方向移動。 △Y=[0.01-(-0.01)]/2 =0.01mm △D=△Y=0.01mm 由上面的定位誤差分析可知，本夾具采用基準(zhǔn)生命原則設(shè)計(jì)的，但定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，故ΔD=0.01mm。所以工件在尺寸方向的基準(zhǔn)誤差為： Δ = B.對刀誤差：即因刀具相對于刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差。對于本夾具的對刀誤差是由于導(dǎo)套和各主軸之間的間隙引起，所以對刀誤差為： Δ C.夾具的安裝誤差：由于夾具的安裝基面是平面，因而可以認(rèn)為它的安裝誤差為零，即Δ。 D.夾具誤差：因夾具上的定位誤差是由定位元件，對刀導(dǎo)向件誤差及安裝基面誤差這三者綜合而成的。 a) 鉆套軸線對工件加工面的垂直度 φ，它在兩面方向上所產(chǎn)生的誤差為：。 b) 導(dǎo)向軸線到定位端面的尺寸公差：。 c) 影響對稱度0.1的夾具誤差為導(dǎo)向孔對定位心軸的對稱度： Δ E.加工方法誤差：因機(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，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該誤差影響因素較多，又不便于計(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的1/3。 3.5保證加工精度 工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差為獨(dú)立隨機(jī)誤差，應(yīng)用概率法相加，因此，保證工件加工精度的條件為： （3-1） =0.0347 即工件總的加工精度應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差，由以上得知，本夾具完全可以保證加工精度。 3.6夾緊方案的確定 3.6.1夾緊方案的選擇 本課題中連桿體工件較小，從夾緊可能性，夾緊動作的簡潔性，和被夾緊機(jī)體的剛性考慮選用鉤形壓板和活塞桿來夾緊，即在連桿體前表面用兩個(gè)成一定角度的鉤形壓板和后表面的活塞桿來夾緊，還有右端面的活塞桿做輔助夾緊。夾緊時(shí)確保各個(gè)零件之間不發(fā)生干涉。 3.6.2夾緊方案的設(shè)計(jì) 夾緊裝置的結(jié)構(gòu)由動力裝置和夾緊機(jī)構(gòu)兩部分組成。動力裝置是產(chǎn)生力的部分，夾緊機(jī)構(gòu)是傳遞力的部分。在工件夾緊過程中起力的傳遞作用的機(jī)構(gòu)稱為夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊機(jī)構(gòu)在傳遞力的過程中，能根據(jù)需要改變力的大小，方向和作用點(diǎn)。 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時(shí)所占據(jù)的位置，在加工過程中不因受重力，慣性力以及切削力等作用而產(chǎn)生位移，同時(shí)防止或減小振動。它通常是一種機(jī)構(gòu)，包括夾緊元件，增力及傳動裝置以及動力裝置等。 夾緊裝置的基本要求是在夾緊過程中工件應(yīng)能保持在既定位置。在夾緊力的作用下，工件不應(yīng)離開定位支承。夾緊力的大小要適當(dāng)不，可靠，既要使工件在加工過程中不產(chǎn)生移動和振動，又不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。夾緊裝置安全，方便，省力。本課題中對連桿體的夾緊機(jī)構(gòu)如圖3-6所示： 圖3-6 連桿體夾緊機(jī)構(gòu) 3.6.3切削力和夾緊力的計(jì)算 夾緊力應(yīng)朝向主要限位面，夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的方向和部位上，夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)靠近工件的加工表面。 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成上一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件受切削力，夾緊力（大型工件還應(yīng)考慮工件重力，運(yùn)動的工件還應(yīng)考慮慣性力等）的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡原理出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為所需夾緊力的數(shù)值。 夾緊力主要考慮的是切削力的反作用力，因此計(jì)算夾緊力必須先計(jì)算切削力。 a)切削力的計(jì)算 切削力 p=×3.3×D×× （3-2） =17729.3 其中：D-鉆頭直徑（mm）；f-進(jìn)給直徑（mm/r）；-抗拉強(qiáng)度（Ma） b)夾緊力的計(jì)算 據(jù)文獻(xiàn)[3]P30頁： （3-3） 式中：-實(shí)際所需夾緊力（N） -在一疊條件下，由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力（N） -安全系數(shù) -參考工件材料及加工導(dǎo)出均勻性的基本安全系數(shù) -加工性質(zhì) -刀具鈍化程度（根據(jù)文獻(xiàn)[3]表1-2-2） -切削特點(diǎn) -夾緊的穩(wěn)定性 根據(jù)表文獻(xiàn)[3]表1-2-1得： =1.3 K=1.2 =1.0 =1.0 =1.0 所以：可求出安全系數(shù)K K=×××× （3-4） = 圖 3-7 夾緊力的分析示意圖 如圖3-7為鉆孔加工力的分析示意圖，夾緊力F1，F(xiàn)2主要是防止切削轉(zhuǎn)矩引起工件的翻轉(zhuǎn)。由于切削力向下，對工件的定位無大的影響，不考慮其作用。 由靜力平衡原理得： F×92.5+F×27.5=T×8.75+T×(8.75+92) 設(shè)F1=F2=F 則有： F（92.5+27.5）=100.75T F=11954.7N 加上安全系數(shù)k，每塊壓板應(yīng)給工件的夾緊力是： （3-5） 3-7液壓缸的選擇 本課題需要液壓夾緊，所以需要選用液壓缸，課題中的連桿體工件較小，不需要很大的夾緊力，可以選用缸徑D=32的兩種油缸，分別是軸向底座固定式和頭部法蘭式油缸。 （3-6） 根據(jù)文獻(xiàn)[4]，P63頁公式5-3 D-油缸直徑 P-所需油缸最大公斤力 p-最大作用力時(shí)的油壓力（公斤力/） 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)查表5-1 p=5 所以液壓缸合適。 3.8導(dǎo)向方案的確定 由于加工的兩個(gè)孔屬于粗加工，可以由鉆頭直接鉆出。但因年產(chǎn)量較大，導(dǎo)向裝置磨損比較大，為了保證加工的位置精度并方便導(dǎo)套的更換，選用快換鉆套。為了使夾具體的結(jié)構(gòu)，將夾具體鉆模板用螺釘聯(lián)結(jié)，并用銷釘定位，這種結(jié)構(gòu)方便在裝配時(shí)調(diào)整位置，同樣能保證孔的位置加工精度。 鉆套是鉆模上特有的元件，用來引導(dǎo)刀具以保證被加工孔的位置精度和提高工藝系統(tǒng)的剛度。鉆套的高度H增大，則導(dǎo)向性能好，刀具剛度提高，加工精度高，但鉆套與刀具的磨損加劇。一般取H=1d到2.5d。排屑空間h指鉆套底部與工件表面之間的空間。增大h值，排屑方便，但刀具的剛度和孔的加工精度都會下降。鉆削較難排屑的鋼件時(shí)，常取h=（0.7～1.5）d。本設(shè)計(jì)中h=15mm，鉆套的具體結(jié)構(gòu)見零件圖。為了使鉆套能準(zhǔn)確的定位在鉆模板上，有時(shí)還要選用襯套。襯套與鉆套之間一段微小圓柱間采用間隙配合。 3-9夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體是夾具的基礎(chǔ)件。在夾具上要安裝該夾具所需要的各種元件，機(jī)構(gòu)和裝置等。 A．設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求： a) 應(yīng)有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和剛度 保證在加工過程中，夾具本在夾緊力，切削力等到外力作用下不致產(chǎn)生不允許的變形和振動。 b ) 結(jié)構(gòu)簡單，具有良好的工藝性 在保證強(qiáng)度和剛度的條件下，力求結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，特別是對于移動或翻轉(zhuǎn)夾具，其重量不宜太大（一般不超過10Kg）以便于操作。 c) 尺寸要穩(wěn)定 對于鑄造夾具體，要進(jìn)行時(shí)效處理：以保證夾具體加工尺寸的穩(wěn)定。 d) 便于排屑 為了防止加工切屑聚集在定位元件工作表面上或其他裝置中，而影響工件的 正確定位和夾具的正常工作。在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)要考慮切屑的排屑問題。 B.夾具體的排屑結(jié)構(gòu) 為了方便排屑加工，不使其聚集在定位元件的表面上而影響工件的正確定位一般設(shè)計(jì)夾時(shí)應(yīng)采取必要的措施。 本工序是鉆孔，切屑并不太多。所以，只需在夾具體上適當(dāng)?shù)脑鲈O(shè)容悄溝或增大定位元件工作表面與夾具體的距離，以增大容納切屑空間即可。 3.10夾具總圖上尺寸，公差及技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn) a）最大輪廓尺寸為：610mm，345mm，220mm。 b）影響定位精度的尺寸和公差：支承板與工件中心線的尺寸,支承釘與工件孔的中心線距離尺寸。 c) 影響對刀精度的尺寸和公差：鉆套導(dǎo)向孔的尺寸，公差φ13F8。 d 影響夾具在機(jī)床上安裝精度的尺寸和公差：兩鉆套中心線距離，鉆套軸線與支承釘?shù)木嚯x,鉆套軸線與支承板表面距離鉆套軸線對基面A的垂直度。 e） 其它重要尺寸和公差：在裝配圖上標(biāo)注的有 φ30，φ22 ，φ8，φ40。 f）夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求 夾具總圖上無法用符號而又必須說明的問題，可作為技術(shù)要求用文字寫在總圖的空白處。如支承釘采用裝配后在修磨達(dá)到等高，夾具裝飾漆顏色，夾具使用時(shí)的操作順序等。 4 結(jié)論 本課題是對柴油機(jī)連桿體螺栓孔鉆削專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì)。組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)，就是針對具體的被加工零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。夾具設(shè)計(jì)的重點(diǎn)難點(diǎn)在于對工件的定位、夾緊和導(dǎo)向，因?yàn)閵A具設(shè)計(jì)要求定位合理，夾緊可靠的同時(shí)，又要求結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便。 通過這次設(shè)計(jì)，我基本掌握了一個(gè)中等復(fù)雜零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟，查閱手冊，選擇工藝裝備等。同時(shí)提高了我獨(dú)立思考問題和解決問題的能力。但在畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)也發(fā)現(xiàn)好多不足，比如設(shè)計(jì)時(shí)思路過于死板，使得設(shè)計(jì)較理論化，在應(yīng)用時(shí)將碰到很多實(shí)際性問題等。由于自己能力有限，還有很多不足，請老師們批評指正。 參考文獻(xiàn) [1] 大連組合機(jī)床研究所.組合機(jī)床設(shè)計(jì) 第一冊 機(jī)械部分[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1978. 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