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(qǐng)放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 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(guó)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(duì)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(duì)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(jiǎn)單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整。操作的簡(jiǎn)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：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(dòng)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(tái)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(jiǎn)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(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。 1.4組合機(jī)床國(guó)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(dòng)檢測(cè)和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。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(jí)，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(guó)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(guó)福特公司和通用汽車公司與美國(guó)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(duì)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(dòng)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(duì)零件的加工精度提出了一些新的要求，因此對(duì)機(jī)床性能的要求更高了。對(duì)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(guó)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(tái)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(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。 夾具方面，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)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(dòng)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?，即可用于從而使多種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(duì)象較廣，有時(shí)加工對(duì)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(kù)、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(cè)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(guó)家得到迅速成的發(fā)展。我國(guó)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(dòng)化 在實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工自動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度，夾具也必須實(shí)現(xiàn)高效化、自動(dòng)化。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線上配置相應(yīng)的自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上也配置了自動(dòng)化夾具，數(shù)控加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具和自動(dòng)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(kù)，而且還出現(xiàn)了夾具庫(kù)。 夾具的高效化、自動(dòng)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(dòng)作上。另一方面，專用夾具的設(shè)計(jì)也向自動(dòng)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(huì)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(tái)臺(tái)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(dòng)作均可按程序自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)的動(dòng)作元件進(jìn)電動(dòng)機(jī)或液壓傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)。 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(dòng)化程度和機(jī)床和利用率。 c) 自動(dòng)夾具 自動(dòng)夾具是指具有自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)、能自動(dòng)定位夾緊的專用夾具，如果工件需人工定向，則稱為半自動(dòng)夾具。自動(dòng)夾具可減少輔助時(shí)間，降低勞動(dòng)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(dòng)夾具，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(dòng)化定心夾具的精度可以達(dá)到微米級(jí)勘至亞微米級(jí)，高精度分度臺(tái)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(guó)都很重視這項(xiàng)工作，我國(guó)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(guó)外已在基礎(chǔ)件、支承件、動(dòng)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(dòng)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(duì)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。孔的孔徑為φ11.8mm，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(tái)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(dòng)小，運(yùn)動(dòng)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(duì)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(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(dòng)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(duì)上道工序的技術(shù)要求。 d) 注明被加工零件的名稱、編號(hào)、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(duì)工件毛坯應(yīng)有要求，對(duì)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(dòng)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(dòng)卡頭或接桿的尺寸，鏜桿長(zhǎng)度，刀具種類及數(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。 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(tái)機(jī)床刀具的選擇是否合理，直接影響到機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率和工作情況。因而正確的選擇刀具是一個(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(hào)選擇2號(hào)。 B.選擇切削用量： 參照文獻(xiàn)[1]第一冊(cè)，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(dòng)又移動(dòng)，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(zhǎng)度為45mm的長(zhǎng)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(zhǎng)度和導(dǎo)向至工件端面的距離，公差配合等，導(dǎo)向長(zhǎng)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(zhǎng)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(jiǎn)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(zhǎng)度L、外徑D和內(nèi)徑d1及配套刀具接桿的莫氏錐度號(hào)。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(zhǎng)度 L=100mm 外徑 D=50mm 內(nèi)徑 d=36mm 接桿莫氏錐度號(hào) 2 E.動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定： 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。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(dòng)力部件的行程長(zhǎng)度的確定包括： a) 工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 工作進(jìn)給長(zhǎng)度LI如圖2-3所示，它應(yīng)等于加工部位長(zhǎng)度L與刀具的切入長(zhǎng)度L2之和，即 ： LI=L1+L+L2 圖2-3 刀具 切入長(zhǎng)度一般取5～10mm，本設(shè)計(jì)L1=8mm 切出長(zhǎng)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(zhǎng)度的確定 c) 快速退回長(zhǎng)度的確定 L退=LI+L =40+80=120mm d) 動(dòng)力部件總行程的確定 F.動(dòng)力部件的選擇 動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)功率P=3.0 本課題所選動(dòng)力箱的參數(shù)如下： 表2-1 動(dòng)力箱的參數(shù) 型號(hào) 型式 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 電動(dòng)機(jī)的功率 電動(dòng)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(duì)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(dòng)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(guó)過去設(shè)計(jì)組合機(jī)床一般取裝料高度為H=850mm，新頒國(guó)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(duì)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(zhǎng)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(chǔ)存及排除，以及冷卻液的儲(chǔ)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(hào)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(tái)的選擇 動(dòng)力滑臺(tái)是由滑座、滑鞍和驅(qū)動(dòng)裝置等組成、實(shí)現(xiàn)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。按驅(qū)動(dòng)和控制方式的不同，滑臺(tái)分為液壓滑臺(tái)、機(jī)械滑臺(tái)和數(shù)控滑臺(tái)?；_(tái)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(tái)，行程為400毫米，最大進(jìn)給抗力為20000N，快速移動(dòng)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(tái)立式配置時(shí)的其它部件為： 立柱其型號(hào)為1CL40 立柱側(cè)底座其型號(hào)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(zhǎng)度、切削用量、動(dòng)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(dòng)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(zhǎng)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(tái)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(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長(zhǎng)度，單位為（毫米）； ——?jiǎng)恿Σ考焖傩谐趟俣?；液壓?dòng)力部件取3～10（分）； ——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0.1（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(zhǎng)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(zhǎng)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(rùn)滑問題：實(shí)踐證明，切屑排除不暢，往往會(huì)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(rùn)滑是保證夾具各運(yùn)動(dòng)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(duì)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(huì)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(zhǎng)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(jiǎn)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(duì)于刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)位置誤差。根據(jù)實(shí)際情況，安裝誤差和測(cè)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(dòng)。 △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(duì)刀誤差：即因刀具相對(duì)于刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差。對(duì)于本夾具的對(duì)刀誤差是由于導(dǎo)套和各主軸之間的間隙引起，所以對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)稱度0.1的夾具誤差為導(dǎo)向孔對(duì)定位心軸的對(duì)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(dòng)作的簡(jiǎn)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(dòng)力裝置和夾緊機(jī)構(gòu)兩部分組成。動(dòng)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(dòng)。它通常是一種機(jī)構(gòu)，包括夾緊元件，增力及傳動(dòng)裝置以及動(dòng)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(dòng)和振動(dòng)，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(duì)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(dòng)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(duì)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(duì)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(huì)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(dòng)。 b ) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jiǎn)單，體積小，重量輕，特別是對(duì)于移動(dòng)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(duì)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(duì)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(duì)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(hào)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(duì)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(duì)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(duì)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(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)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(cè)，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(qǐng)老師們批評(píng)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(cè) 機(jī)械部分[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1978. [2] 艾興等.金屬切削用量手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996. [3] 肖繼德，陳寧平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（第2版）[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000. [4] 東北重型機(jī)械學(xué)院.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].上海:上?？萍汲霭嫔?1988. [5] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)，上海工業(yè)大學(xué).機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（第二版[M]. 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1980. [6] 謝家瀛.組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999. [7]國(guó)家教委高等教育司，北京市教育委員會(huì).高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)手冊(cè) 機(jī)械卷[M]. 北京：高等教育出版社，2002. [8]王伯平.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003. [9]袁長(zhǎng)良，丁志華，武文堂.表面粗糙度及其測(cè)量[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989. [10]范德梁.公差與技術(shù)測(cè)量[M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1983. [11] 大連組合機(jī)床研究所.組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè)[M].北京∶機(jī)械工業(yè)出版社，1975 [12] 史旭東. 152FM左曲軸箱體缸體結(jié)合面鉆鏜孔組合機(jī)床[J]. 機(jī)械制造與自動(dòng)化， 2002，（01）：15-17. [13] 崔斌. 鉆削類組合機(jī)床夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[J]. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，1994，（01）：2-7. 致 謝 本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在老師的悉心指導(dǎo)下如期完成的。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和精益求精的工作作風(fēng)使我受益匪淺。每次有不懂的地方我就毫不猶豫的問，王老師總是耐心的講解給我聽，說到我懂為止。在此，我首先向王老師表示誠(chéng)摯的感謝，并致以崇高的敬意!然后還有在日常生活和學(xué)習(xí)中，身邊的同學(xué)和朋友對(duì)我的大力支持和幫助，在此我向他們以及多年來為我的成長(zhǎng)付出辛勤勞動(dòng)的老師表示衷心的感謝。感謝父母、家人，感謝所有關(guān)心我的朋友和老師，感謝鹽城工學(xué)院的學(xué)習(xí)環(huán)境。 附 錄 序號(hào) 圖 名 圖 號(hào) 幅面代號(hào) 張數(shù) 1 被加工零件工序圖 LGT0536-2 A2 1 2 加工示意圖 LGT0536-3 A2 1 3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 LGT0536-1 A0 1 4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 LGT0536-4 A4 1 5 鉆連桿體孔夾具 LGT0536-09 A0 1 6 夾具體 LGT0536-09-1 A1 1 7 構(gòu)形壓板 LGT0536-09-5 A3 1 8 支承板 LGT0536-09-2