ZH1105型柴油機機體三面鉆擴組合機床總體及夾具設計

ZH1105型柴油機機體三面鉆擴組合機床總體及夾具設計,zh1105,柴油機,機體,三面鉆擴,組合,機床,總體,整體,夾具,設計 畢業(yè)設計任務書 課題： 柴油機機體三面鉆擴組合機床總體及夾具設計 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名 趙氣沛 班 級 B機制054 學 號 0510110410 指 導 教 師 吳 祥 專 業(yè) 系 主 任 吳 祥 發(fā) 放 日 期 2009年2月26日 一、設計內容 設計一臺加工柴油機機體上左右面孔系的鉆擴組合機床，具體進行總體設計和 夾具設計。主要內容有： 1．總體設計 1）制定工藝方案，確定機床配置型式及結構方案。 2）三圖一卡設計，包括： (a) 被加工零件工序圖， (b) 加工示意圖，(c) 機床聯(lián)系尺寸圖， (d) 生產率計算卡，(e) 有關設計計算、校核。 2．夾具設計 (a) 夾具總裝圖，(b) 夾具體零件圖，(c) 其它零件圖，(d) 有關計 算、校核等。 二、設計依據(jù) 1．課題來源：鹽城市江動集團 2．產品名稱：ZH1105型柴油機 3．被加工零件：機體（附零件圖） 4．工件材料：HT250 5．加工內容：齒輪室蓋面：鉆9-M8-7H底孔至9-φ6.647，深19； 鉆M10-7H底孔至φ8.376，深22； 主軸承蓋面：鉆6-M8-7H底孔至6-φ6.647，深19； 鉆8-M8-7H底孔至8-φ6.647，深19；鉆2-φ8孔，深16；鉆φ4.9孔，深16； 上面：鉆4-M10-7H底孔至φ8.376，深22；鉆5-M8-7H底孔至6-φ6.647，深18； 鉆M8-7H底孔至φ6.647，通孔；鉆M12-6H底孔至φ10.106； 孔口倒角1.5×45° 6. 生產綱領：大批大量。 7. 批量：本機床設計、制造一臺。 三、設計要求 1．機床應能滿足加工要求，保證加工精度； 2．機床應運轉平穩(wěn)，工作可靠，結構簡單，裝卸方便，便于維修、調整； 3．機床盡量采用通用件，以便降低制造成本； 4．機床各動力部件用電氣控制； 5．設計圖樣總量：折合成A0幅面在3張以上；工具要求：應用計算機軟件繪圖；過 程要求：裝配圖需提供手工草圖； 6．畢業(yè)設計說明書滿足相關要求； 7．查閱文獻資料10篇以上，并有不少于3000漢字的外文資料翻譯； 8．到相關單位進行畢業(yè)實習，撰寫不少于3000字實習報告； 9．撰寫開題報告。 四、畢業(yè)設計物化成果的具體內容及要求 1、畢業(yè)設計說明書要求： 按教務處畢業(yè)設計（論文）格式規(guī)范統(tǒng)一編排、打印，字數(shù)不少于1萬字。 1）畢業(yè)設計說明書 1 份 2）被加工零件工序圖 1 張 3）加工示意圖 1 張 4）機床聯(lián)系尺寸圖 1 張 5）生產率計算卡 1 張 6）夾具總裝配圖 1 張 7）夾具體零件圖 1 張 8）其它零件圖 若干張（待指定） 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）內容必須與畢業(yè)論文課題相關； 3）所選外文資料應是近10年的文章，并標明文章出處。 五、 畢業(yè)設計（論文）進度計劃 起訖日期 工作內容 備 注 2月26日～2月28日 布置任務 3月1日～3月14日 調查研究，畢業(yè)實習 3月15日～3月31日 方案論證，總體設計 4月1日～4月14日 技術設計（部件設計） 4月14日～5月14日 工作設計（零件設計） 5月15日～5月31日 撰寫畢業(yè)設計說明書 6月1日～6月2日 畢業(yè)設計預答辯 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： 1. 叢鳳廷．組合機床設計（第二版）[M]．上海：上海科技出版社，1994． 2. 謝家瀛．組合機床設計參考手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1994． 3. 大連組合機床研究所．組合機床設計（第一分冊）[M].北京：機械工業(yè)出版社，1975． 4. 大連組合機床研究所．組合機床設計參考圖冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1975． 5. 姚永明．非標準設備設計[M]．上海：上海交通大學出版社，1999． 6. 金振華．組合機床及其調整與使用[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1990． 7. 王光斗．機床夾具設計手冊（第三版）[M]．上海：上?？萍汲霭嫔纾?000． 8. 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．哈爾濱：黑龍江科技出版社，1987． 9. 楊黎明．機床夾具設計手冊[M]．北京：國防工業(yè)出版社，1996． 10．李云．機械制造工藝及設備設計指導手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社，1996 11．李益民.機械制造工藝設計簡明手冊[M]. 北京:機械工業(yè)出版社，1993 七、其他 八、專業(yè)系審查意見 系主任： 年 月 日 九、機械工程學院意見 院長： 年 月 日 5 畢業(yè)實習報告 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名 趙氣沛 班 級 B機制054班 學 號 0510110410 指 導 教 師 吳祥 日 期 2009年3月31日 實習報告 一.概述 在大學生在學校學習修煉中,我始終認為實習是最重要的一個環(huán)節(jié),也是工科教學的一個重要的教學環(huán)節(jié).而今,在這金融危機下,實習對現(xiàn)在的大學生尤為重要. 本次實習的主要目的是培養(yǎng)我們學生的動手能力和綜合分析能力,將在學校里學的書本上的理論知識同實踐生產相結合,同時,在實習中,讓我對制鞋機械有了初步的認識和了解,在腦子里有了初步的輪廓.通過實習,讓我們切身實際地感受到團隊合作的重要性,鞏固了在學校學習的成果,進一步提升個人能力. 二,.實習時間及公司 本次實習從2009年3月3日開始到3月15日結束,這段時間我分別參觀了兩家公司.分別是； 1.鹽城智成機械制造有限公司 2.江蘇馳翔精密齒輪有限公司 三.實習內容及過程 實習當天早上,我跟著咸斌老師那一組同學去了鹽城智成機械制造有限公司, 這是一家以生產液壓機械為主的工廠。產品廣泛適用于：制鞋業(yè)、包裝業(yè)、電子業(yè)、汽車工業(yè)、皮具業(yè)、箱包業(yè)、絲花業(yè)、玩具業(yè)等。其中精密四柱200T模切機/裁斷機填補了省內空白。公司研制的油壓靴面定型機也為國內首創(chuàng)，并已申請多項發(fā)明專利。公司備有生產制鞋機械的全套設備。公司技術力量雄厚，裝備水平先進。具有完備的檢測手段和健全的質量保證體系。產品一致通過了ISO9001、2000認證。多年的經(jīng)驗積累，能為客戶提供全方位的服務；已擁有專業(yè)的售后服務部門，能為客戶提供最佳的設備配置方案，降低客戶的成本，提高客戶的競爭力。產品還出口日本、印度、俄羅斯等國家，產品已得到商家的一致認可，并以優(yōu)質的產品樹立了專業(yè)的形象，獲得了良好的口碑。 實習期間我們參觀了生產車間,裝配車間,同時師傅們還向我們介紹了各個零件的共用以及成品機器的性能和用途.我主要認真的研究了裁斷機. 平面式油壓裁斷機 ZC-507 -25t -30t -50t 主要特點: 1、本機具有手動、腳動兩種操作方式。 2、手動具有雙手操作開關，安全性高。 3、裁斷點設定簡單、準確、快捷。 4、主軸軸瓦自動潤滑，節(jié)省勞動力。 規(guī)格： 機械尺寸（LxWxH): 1830x800x1430(mm) 包裝尺寸（LxWxH): 2000x840x1670(mm) 凈重/毛重： 1385kg/1505kg 馬力: 3HP x 4P 行程: 10-100mm 工作壓力: 25T 裁斷面積: 460mm x 1600mm 精密四柱壓頭左右移動式液壓裁斷模切機 ZC-508 主要特點: 1、雙油缸，精密四柱自動平衡連桿結構，確保上下工作臺平衡精度，保證每個裁斷點受力相同； 2、采用進口油壓系統(tǒng)和臺灣、日本電器配套，省電、噪音小、工作板附手動和自動左右移動控制裝置，微調調節(jié)自動左右移動的距離，操作方便、安全、下裁速度快，大提高操作員的效率； 3、特有設定構造，附微調保護裝置，靈活調節(jié)裁斷高度和裁斷力度，能延長裁刀和裁斷膠板的使用壽命； 4、主軸采用中央自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)，無人工疏忽缺油而使機件損壞之顧慮，更有效確保機器耐用度。 規(guī)格： 機型 ZC-250 ZC-350 最大裁斷力: 250 KN 350 KN 裁斷面積： 500*1600 mm 610*1600 mm 壓板尺寸： 500*500 mm 610*610 mm 行程調節(jié)范圍： 50-170 mm 50-170 mm 電機功率： 2.2 KW 2.2 KW 精密四柱裁斷機 ZC-509-(25-200) 主要特點： 1、操作省力、簡單、故障率低、裁斷力特強、裁斷速度快，每小時可達600刀以上； 2、微調裝置，可輕易得到最佳之裁斷行程，延長刀模及裁斷板使用壽命； 3、裁斷動距可介于10mm-100mm之間進行任意調整以配合單層或多層之裁斷； 4、作業(yè)時寂靜，可大量降低工廠之噪音，改進工作環(huán)境，提高生產效率； 5、刀模簡易設定裝置，高低刀模調整，非常簡單、準確、快速； 6、特殊機種大小均可訂制。 規(guī)格： 機型 ZC-250/ZC-300/ZC-350/ZC-400/ZC-500/ZC-600/ZC-800/ZC-1000/ZC-1200/ZC-1500 裁斷壓力: 25t-150t 行程調節(jié)范圍： 50-180mm/50-240mm 電機功率： 1.5KW-11KW 精密四柱自動送料油壓裁斷機 ZC-510-(35-200)t 主要特點： 1、雙油缸，精密四柱自動平衡連桿結構，確保上下工作臺平衡精度，保證每個裁斷點受力相同； 2、采用進口油壓系統(tǒng)和臺灣、日本電器配套，省電、噪音小、工作板附手動和自動左右移動控制裝置，微調調節(jié)自動左右移動的距離，操作方便、安全、下裁速度快，大提高操作員的效率； 3、特別設計的油壓單面或雙面自動送料系統(tǒng)，代替了人工移動工作臺，大提高了切割的精確度； 4、主軸采用中央自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)，無人工疏忽缺油而使機件損壞之顧慮，更有效確保機器耐用度。 規(guī)格： 行程: 50-180mm/50-240mm 工作壓力: 35T-200T 裁斷面積: 500mm x 1200mm/610mm x 1200mm/710 x 1200mm/910 x 1200mm/1000 x 1200mm/用戶指定 還看了其他的一些制鞋機械 萬用式油壓壓底機 ZC-806 主要特點： 1、本機采用全油壓設計，壓力大，貼合牢固。 2、鞋前幫的級別可自動調節(jié)。 3、女鞋可貼合任意高度的鞋跟。 4、男鞋可貼合任意尺寸。 5、以特殊鞋頭絞鏈式前壓座及鞋跟腹墻刀，機械式控制使男女皆適用。 規(guī)格： 機械尺寸（LxWxH): 880x1160x1920(mm) 包裝尺寸（LxWxH): 850x1220x2000(mm) 凈重： 770kg 工作壓力: 25-30kg/平方厘米 功率: 2HP x 4P 全油壓靴面定型機 ZC-607 主要特點： 1、本機適用于各種靴頭鞋、皮鞋。 2、采用帶微調油缸，可以調整兩側板的距離，排除靴面的皺折、破裂等現(xiàn)象，以達到靴面定型有最佳效果。 4、單雙彎可互換。 規(guī)格： 機械尺寸（LxWxH): 1070x8500x1380(mm) 包裝尺寸（LxWxH): 1250x900x1520(mm) 凈重： 280kg 馬力: 1.5HP 電熱: 3.5kw 新型自動后跟結幫機 ZC-727A（MA） 主要特點： 1、本機適用于后跟高度在180MM以下的一般中底及軟底鞋結幫之用。 2、本機具有微調結幫高度之裝置，調整容易，定位準確。 3、掃刀及束緊器規(guī)格齊全，適用于任何鞋型；束緊器采用鏈條式包覆、束緊效果極佳。 4、本機采用絲桿、螺母、鋼球限位設計，調整輔助臺高度、快速確實。 5、楦頭撐臺第二次上升壓著設計配合掃刀加熱裝置、增進結幫效果使成品平坦不發(fā)角、提高鞋子品質。 6、楦頭支架上升油路獨特設計，可在結幫過程中將楦頭完全掌握在設定的位置。 規(guī)格： 機械尺寸（長x寬x高): 1200x760x1420(mm) 包裝尺寸（長x寬x高): 1270x820x1680(mm) 產量： 2500PARIS/8小時 重量： 580kg 動力: 2HP 電熱: 400W 參觀了鹽城智成機械制造有限公司后,我還去了江蘇馳翔精密齒輪有限公司, 江蘇馳翔精密齒輪有限公司創(chuàng)建于2002年4月,位于鹽城市鹽都區(qū)鹽興路68號,是鹽城市規(guī)模最大的精密齒輪專業(yè)生產廠家,鹽都區(qū)重點工業(yè)骨干企業(yè)、中國齒輪專業(yè)協(xié)會理事單位。公司現(xiàn)有員工260余人，總資產6000萬元。長期從事各類硬齒面、高精度齒輪的研發(fā)、制造、銷售?，F(xiàn)已具備年產各汽車油泵齒輪150萬件、紡機齒輪80萬件、工程機械、各類齒輪箱齒輪30萬件的生產能力。公司是江蘇省科技型中小企業(yè)、江蘇省計量保證確認企業(yè)、高新技術企業(yè)、重合同守信用企業(yè)、AAA級資信等級企業(yè)。 公司生產的“馳翔”牌系列機油泵齒輪，于2005年通過了ISO/TS16949國際質量體系認證，被認定為江蘇省高新技術產品，獲得技術專利6項，公司通過了ISO14001國際環(huán)境體系認證。 公司生產的“馳翔”牌系列齒輪產品具有配套層次高、產品精度高、技術含量高的要求，配套于世界500強企業(yè)美國康明斯公司、美國卡特彼勒工程機械公司、意大利馬佐里紡機公司、德國采埃孚公司及學常州國茂國泰減速機集團公司、上海大眾液壓公司等國內外大型企業(yè)。 公司擁有一流的員工團隊，馳翔人發(fā)揚勇于創(chuàng)新、勇爭一流、永不退卻、永不言敗的企業(yè)精神，與深圳市中旭企管公司聯(lián)合共建企業(yè)西點軍校，塑造一流的執(zhí)行力員工團隊，始終銘記“堅守承諾、結果導向、決不放棄”的諾言。營造新型和諧的勞動關系，視員工為兄弟姐妹，員工與企業(yè)共同成長，使企業(yè)不斷做強做大，誓把馳翔打造成世界領先、中國一流的精密齒輪制造基地！ 在翔精密齒輪期間,我重點的參觀了各種齒輪的制造,比如: 美國卡特彼勒工程機械系列齒輪, 美國卡特彼勒工程機械系列齒輪, 美國卡特彼勒工程機械系列齒輪, 美國康明斯齒輪, 減速機齒輪,機床齒輪.還看了對齒輪各個參數(shù)的測量,讓我受益匪淺. 四．分析 鹽城市智成機械制造有限公司位于鹽城市經(jīng)濟開發(fā)區(qū),成立于一九九六年.目前固定資產1500萬元.廠地10000M2員工109人,年營業(yè)額3000萬元。公司內部結構緊湊，流水線生產，一片繁忙景象。公司本著“求精創(chuàng)新、誠信經(jīng)營”的宗旨，積極創(chuàng)新。 江蘇馳翔精密齒輪有限公司現(xiàn)有員工260余人,總資產6000萬元,長期從事各類硬齒面，高精度齒輪的開發(fā)、制造、銷售。生產的“馳翔”牌系列齒輪為“五高產品”即：高硬度、高強度、高精度、高技術含量、高性價比，產品達到國內先進水平。為了保證“馳翔”牌系列齒輪產品的加工質量達到國內一流水平的要求，向世界領先水平邁進，公司先后投入近4300萬元資金購置了2臺國內一流的JD45型、JD32型齒輪檢測中心和種類型號的數(shù)控磨齒機16臺、日本豐東C-N共滲多用爐（2+1+1）生產線2條及其他輔助設備，從硬件上不斷滿足Ф18至Ф1500的各種圓柱齒輪加工質量和工藝的要求。 五.實習感想 通過實習我們可以學以致用，把課堂的知識有效運用到實踐中去，當然在實踐中的鍛煉也能讓我們更好的復習課堂知識，總之這是個良性互動的過程. 通過實習你可以近距離的接觸公司，對公司有更客觀的了解，也可以結合自己的職業(yè)生涯規(guī)劃作個判斷，為你以后的就業(yè)選擇提供參考. 你在實習的時候畢竟是真實的工作環(huán)境，你可以發(fā)現(xiàn)自己哪些方面的能力或者知識還不夠，及時的補缺補漏；如果發(fā)現(xiàn)了自己工作的時候有些能力比較強，那么它就是你以后求職時候的優(yōu)勢，總之實習能夠讓你提前客觀的看清楚自己，為以后最終進入公司打好基礎. 只有實習才能辨別你對于一個工作是虛擬的幻想還是真實的喜歡，便于幫助進行職業(yè)方向的選擇，也可以在幾個實習體驗之后選擇相對比較喜歡的職業(yè)崗位. 只有實習才能知道知識的用處與知識的缺乏，才能在學校選課、課程聽講與理解方面有了新的角度，學習的覺悟性會有相當?shù)奶岣? 9 畢業(yè)設計 開題論證報告 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學生姓名 趙氣沛 班 級 B機制054班 學 號 0510110410 指導教師 吳祥 完成日期 2009年3月31日 課題名稱：雙缸柴油機氣缸體鉆削組合機床總體及夾具設計 一、課題來源、課題研究的主要內容及國內外現(xiàn)狀綜述 本課題來源于鹽城市江動集團，主要是設計一臺加工雙缸柴油機氣缸體頂面和底面孔系的鉆削組合機床，具體進行總體設計和夾具設計。對于總體設計，組合機床是根據(jù)被加工件的工藝要求，按照工序高度集中的原則而設計的，并以系列化、標準化的通用部件為基礎，配以少量專用部件而組成的專用設備，并配以專用夾具，采用多把刀具同時進行加工。組合機床的輔助動作實現(xiàn)了自動化，具有專用、高效、自動化和易于保證加工精度。當被加工的零件尺寸結構有所改進時，組合機床的通用零部件還可以重新被利用組成新的組合機床，且具有一定的柔性度。在數(shù)控設備還沒有普及和推廣的幾十年里，它對于提高加工效率，降低對操作者的技術要求起到了很大的作用，尤其是組合銑床和專用鉆床，在殼體類零件的加工線中應用非常廣泛。 在機床上對工件進行切削加工時，為了保證加工精度，必須正確的安放工件，使工件相對于刀具和機床占有正確位置，這一過程稱為“定位”。為了保持這個正確位置在加工過程中穩(wěn)定不變，應對工件施加一定的夾緊力，這一過程稱為“夾緊”。這兩個過程總稱為“安裝”。在機床上實現(xiàn)安裝任務的工藝裝備，就是“機床夾具”。機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣泛的是通用夾具，如車床上用的三爪卡盤和銑床上用的平口虎鉗等。 近幾年大連組合機床研究所研制的組合機床及其自動線對目前我國組合機床及其自動線裝備技術的基本情況： （1）為某冰箱壓縮機廠提供的ZHS-1283冰箱壓縮機外支撐八工位回轉工作臺組合機床，鏜孔精度?9.097mm±0.004mm, 表面粗糙度Ra0.8μm，節(jié)拍時間26s（2件），采用交流伺服滑臺，HSK接桿，主軸帶中孔冷卻液通道，全封閉防護。 （2）ZHS-XU86凸輪軸軸承蓋加工自動線是為某汽車公司研制的用于30萬輛轎車生產的高精度、高生產率、多品種數(shù)控自動線。該線采用多種先進技術：可控扭矩夾緊扳手、氣浮輸送、電液比例閥、高精度空心錐柄接桿、高密度材料鏜桿、數(shù)控精密十字滑臺、分布式控制系統(tǒng)與監(jiān)測系統(tǒng)、故障診斷及顯示系統(tǒng)、大流量冷卻排屑和全封閉防護系統(tǒng)，節(jié)拍38s。 （3）UD80型換刀換箱柔性加工單元。該單元是一種高效、高精度與高柔性的數(shù)控機床，機床有5個坐標，交換托板尺寸為800mm×800mm，刀庫容量60，120，180任選，箱庫容量12個，能在一次裝夾下完成銑、鉆、鉸、攻絲、鏜孔、鏜車等工序的單軸加工和多軸加工，適合中大批量生產規(guī)模的箱體零件和成組雜件的加工，也適用于中小批量多品種零件的生產。 （4）為某航空動力機械公司生產的柔性生產線的物流輸送系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了鏈式摩擦輪滾道、電動滾筒、托盤自動識別、計算機生產調度等技術，可實現(xiàn)被輸送零部件的定向、定位、升降、回轉，通過編碼識別及計算機的生產調度實現(xiàn)無序混流輸送等。 上述組合機床代表了目前我國組合機床裝備較高的技術水平。但隨著市場競爭的加劇和對產品需求的提高，高精度、高生產率、柔性化、多品種、短周期、數(shù)控組合機床及其自動線正在沖擊著傳統(tǒng)的組合機床行業(yè)企業(yè)，因此組合機床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組合機床加工精度、組合機床柔性、組合機床工作可靠性和組合機床技術的成套性為主攻方向。 二、本課題擬解決的問題 本課題設計的是一臺加工雙缸柴油機氣缸體頂面和底面孔系的鉆削組合機床，組合機床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎，配以少量專用部件組成的一種高效組合機床。 1 因為本機床用來進行大批量生產，就要解決生產效率問題。 2 盡量采用先進的工藝方案和合理的機床結構方案，正確選擇組合機床通用部件機機床布局形式，要十分注意保證加工精度和生產效率的措施以及操作使用方便性。 3 確定零件在組合機床上完成的工藝內容及加工方法，選擇定位基準和夾緊部位，決定工步和刀具種類及其結構形式，選擇切削用量等。 4 通用部件是具有特定功能，按標準化系列化通用化原則設計制造的組合機床基礎部件，因此通用部件的選擇是組合機床設計的重要內容之一，也是我們在設計中必須解決的問題。如常用的通用部件：動力滑臺，主軸部件，主運動驅動裝置，工作臺，支撐部件等的選用都應該仔細考慮。 5 應根據(jù)工件的加工要求和特點，按一定的原則結合組合機床常用工藝方法，充分考慮各種因素，并經(jīng)技術經(jīng)濟分析后擬定工藝方案。在加工時粗精加工分開，應考慮粗精加工，粗加工時切削負荷較大，切削產生的熱變形，較大夾壓力引起的工件變形以及切削震動等，對精加工工序十分不利，影響加工尺寸精度和表面粗糙度。 6應該考慮孔間中心距，精鏜孔時注意孔表面是否允許留有退刀刀痕。要保證好連接孔的位置精度，便于裝配。 7 組合機床一般為工序集中的多刀加工，不但切削負荷大，而且工件受力方向變化。因此，正確選擇定位基準和夾壓部位是保證加工精度的重要條件對于毛坯基準選擇要考慮有關工序加工余量的均勻性，對于光面定位基準的選擇要考慮基面與加工部位間位置尺寸關系，使它有利于保證加工精度。 8 組合機床的正常工作與合理的選擇切削用量，即確定合理的切削速度和工作進給量有很大關系，切削用量選擇恰當，能使組合機床減少停車損失，提高生產效率，延長刀具壽命，提高生產質量。 三、解決方案及預期效果 1 對于生產效率問題，我們除了縮短加工時間和輔助時間，盡量使輔助時間和加工時間重合外，還可以考慮在每個工位上安裝幾個工件同時進行加工，或者在一個工位上設置幾套夾具，對工件進行多次安裝，如轉塔式組合機床，可調式組合機床。 2 認真閱讀被加工零件圖，研究尺寸，形狀，材料，硬度，重量，加工部位的結構及加工精度和表面粗糙度要求等內容。通過對產品裝配圖樣和有關工藝資料的分析，充分認識被加工零件在產品中的地位和作用。 3 通用部件的選用：在設計組合機床時，應根據(jù)具體的加工要求，機床的配置形式，制造及使用條件等確定。由于本課題要求機床應運轉平穩(wěn)，工作可靠，結構簡單，裝卸方便，便于維修、調整，一般可選用機械滑臺。在確定動力部件規(guī)格時，一般先進行功率進給力計算。當遇到動力部件的進給力不能滿足要求，但又相差不大時不要輕易選用大一規(guī)格的動力部件，而應適當調整切削用量或改變工藝方法。但必須以不影響加工精度和生產率要求為前提。對于支承部件如側底座，立柱等通用部件，可選與動力滑臺規(guī)格相配套的相應規(guī)格。選用通用部件時，還應根據(jù)加工精度要求，制造成本等確定通用部件的精度等級。 4 要粗精加工分開進行，工序集中原則，適當考慮相同類型工序的集中，在條件許可時，把相同工序集中在一臺機床或同一工位上加工能簡化循環(huán)和結構。集中攻螺紋，集中深孔加工工序，適當集中一般的鉆鉸工序，適當集中鏜孔工序。 5 劃分工序要考慮到生產的規(guī)模、加工的精度、所用機床的特點、機床負荷情況等。 劃分工序可以有兩種趨向：工序集中和工序分散。 工序的集中分散各有其長處，一般說來，在大批量生產中以提高生產率為主，需廣泛采用多刀、單軸與多軸自動或半自動機床，多軸龍門銑床、組合機床等，故采取工序集中可以獲得突出的效果此次設計的軸承座鉆孔組合機床很大程度上使各工序盡量集中，發(fā)揮組合機床的優(yōu)點，同時使各種誤差減小到最低限度。由于此設計中所加工的零件10 個孔中部分孔距離太近，不便于加工，所以分開為兩個工位完成，然后進行零件位置轉換。 四、課題進度安排 3月1日～3月14日．畢業(yè)實習階段。 畢業(yè)實習，查閱資料，到多個公司實踐，撰寫實習報告。 3月15日～3月31日．開題階段。 提出總體設計方案及草圖，填寫開題報告。 4月1日～5月14日． 設計初稿階段。 完成總體設計圖、部件圖、零件圖。 5月15日～5月31日． 中期工作階段。 完善設計圖紙，編寫畢業(yè)設計說明書，中期檢查。 6月1日～6月2日．畢業(yè)設計預答辯。 6月3日～6月9日．畢業(yè)設計整改。 圖紙修改、設計說明書修改、定稿，材料復查。 6月10日～6月11日．畢業(yè)設計材料評閱。 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、指導教師意見 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 簽名 　　　　　　　 年　 月　　日 六、專業(yè)系意見 簽名 　　　　　　 年　 月　　日 七、學院意見 　　　　　　　　　　　　　 簽名 　　　　　　 年　 月　　日 5 序號 工步名稱 被加工零件數(shù)量 加工直徑(mm) 加工長度(mm) 工作行程(mm) 切削速度(m/min) 轉速(r/min) 進給量 工時(min) (mm/r) (mm/min) 機動時間 輔助時間 共計 1 裝卸工件 1 1 1 2 左滑臺鉆孔 快進 152 0.015 鉆14個φ6.647孔 6.647 19 28 13.26 630 0.11 70 0.35 鉆2個φ8孔 8 16 28 15.83 630 0.11 70 鉆1個φ4.9孔 4.9 16 28 11.08 720 0.097 70 死擋鐵停留 0.02 快退 180 0.018 3 右滑臺鉆孔 快進 152 0.014 0.014 鉆9個φ6.647孔 6.647 19 28 13.26 630 0.11 70 0.475 0.475 鉆1個φ8.376孔 8.376 22 28 16.58 630 0.11 70 死擋鐵停留 0.02 0.02 快退 180 0.018 0.018 4 后滑臺鉆孔 快進 152 鉆4個φ8.376孔 8.376 22 28 16.58 630 0.11 70 鉆5個φ6.647孔 6.647 18 28 13.26 630 0.11 70 鉆1個φ10.1孔 10.1 28 13.26 500 0.11 70 鉆1個φ6.647通孔 6.647 28 15.87 630 0.11 70 死擋鐵停留 0.02 0.02 快退 180 0.018 0.018 備 注 總計 1.452 單件工時 1.452 機床生產率 31.92件/時 機床負荷率 77.31% 生產率計算卡 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 ZH1105型柴油機機體鉆擴組合機床總體及夾具設計 摘要：ZH1105型柴油機機體為大批量生產的零件，為了提高生產效率，滿足被加工零件的精度要求且保持加工精度穩(wěn)定，本課題設計了一臺用于ZH1105型柴油機機體三面鉆孔的組合機床。第一部分是總體設計，首先，進行了總體方案論證，采用單工位三面鉆削組合機床，刀具選用高速鋼麻花鉆，并根據(jù)切削用量的選擇，計算切削力、切削扭矩及切削功率，確定主軸直徑、外伸尺寸、接桿型號，選擇滑臺、動力箱等通用部件，再確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程，完成機床聯(lián)系尺寸的制定。最后繪制了三圖一卡。第二部分是夾具設計，經(jīng)過對被加工零件的全面分析，導向采用固定鉆模板可換鉆套導向，夾緊裝置采用機械夾緊機構，直接夾壓于工件上，反應快捷，夾壓平穩(wěn)可靠，夾具體有良好的剛性，使夾具能長期保持可靠的精度和穩(wěn)定性。該組合機床不僅能保證鉆孔精度，還能提高加工效率，降低工人的勞動強度。設計的夾具定位可靠、夾壓穩(wěn)定、操作方便，達到了設計要求。 關鍵詞：組合機床；鉆孔；夾具 The design of the general and jig of the modular machine-tool for drilling the ZH1105 crude oil engine Abstract：The crude oil engine is made for large quantities of mass production. In order to prone the production efficiency, and meet the precision request of the components processed and the precision stability, it designs a combined machine-tool to be used in the three-cylinder diesel engine with both sides drilling holes. The first part is general design. First, it carries out the argumentation of the overall plan, adopts the combined machine-tool with single location three faces drilling, selects the high-speed steel twist drill. According to the cutting parameters, it calculates the cutting force, the cutting torque and the cutting power, determines spindle diameter, the extend size and the link-pole model, choose sliding table, the power box and so on, then determines the operating cycle and the stroke of the power part, formulates the relation size of the machine-tool. Finally, it draws three figures and one card. The second part is the jig design. Having analyze the work piece, the guiding equipment use the fixed drill plate with replaceable drill bush; the clamp uses the machinery device, it directly presses on the work piece, which responds quickly, fixes steadily and reliably; the jig-body utilizes the frame structure, possess fine rigidity, causes the jig to maintain good long-term precision. This combined machine-tool not only guarantees the drill hole precision, but also enhances the processing efficiency, reduced workers' labor intensity. The jig orients reliably, clamps stably, operates easily, then meet the design request well. Key words：Modular machine-tool; Drill hole; Jig 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 i 目 錄 1 前言 .................................................................1 1.1 概述 ...............................................................1 1.2 課題由來及基本條件 .................................................1 1.3 課題設計思路 ........................................................2 1.4 預期成果及實際價值 ..................................................2 2 組合機床總體設計 ......................................................3 2.1 工藝方案的擬定 .....................................................3 2.1.1 分析研究被加工零件 ...............................................3 2.1.2 組合機床總體方案論證 ..............................................3 2.1.3 定位基準及夾壓點選擇 .............................................4 2.2 確定切削用量及刀具選擇 ..............................................4 2.2.1 刀具的選擇 .......................................................4 2.2.2 切削用量的選擇 ...................................................5 2.2.3 計算切削力 切削扭矩 切削功率 及刀具耐用度 ........................7 2.2.4 確定主軸尺寸 外伸尺寸 ............................................8 2.2.5 選擇接桿 .........................................................9 2.2.6 導向結構的選擇 ...................................................9 2.2.7 動力部件工作行程及循環(huán)的確定 .....................................10 2.3 通用部件的選擇 .....................................................10 2.3.1 選用滑臺形式 ....................................................10 2.3.2 選液壓滑臺的型號 .................................................11 2.3.3 選動力箱型號 .....................................................12 2.3.4 選擇液壓滑臺側底座 ...............................................12 2.4 確定機床聯(lián)系尺寸 ..................................................13 2.4.1 機床裝料高度的確定 ..............................................13 2.4.2 夾具輪廓尺寸的確定 ..............................................13 2.4.3 中間底座尺寸的確定 ..............................................13 2.4.4 主軸箱輪廓尺寸的確定 .............................................13 2.5 機床分組 ...........................................................13 2.6 生產率計算卡 ......................................................14 3 組合機床夾具設計 ....................................................17 3.1 夾具設計的基本要求和步驟 ...........................................17 3.1.1 夾具設計的基本要求 ...............................................17 3.1.2 夾具設計的步驟 ..................................................17 3.2 定位方案的確定 ....................................................18 3.2.1 零件的工藝性分析 ................................................18 3.2.2 定位方案的論證 ..................................................18 3.2.3 導向裝置 .........................................................19 3.2.4 校核加工精度 .....................................................20 3.3 夾緊方案的確定 .....................................................20 3.3.1 夾緊裝置的確定 ..................................................20 3.3.2 夾緊方案論證 ....................................................21 鹽城工學院畢業(yè)設計說明書 2009 ii 3.3.3 夾緊力確定 ......................................................22 3.3.4 誤差分析 .........................................................23 3.4 夾具體設計 ........................................................25 4 結論 ................................................................26 參考文獻 ..............................................................27 致謝 ..................................................................28 附 錄 ...............................................................29 ZH1105 型柴油機機體鉆擴組合機床總體及夾具設計 摘要：ZH1105型柴油機機體為大批量生產的零件，為了提高生產效率，滿足被加 工零件的精度要求且保持加工精度穩(wěn)定，本課題設計了一臺用于ZH1105型柴油機機 體三面鉆孔的組合機床。第一部分是總體設計，首先，進行了總體方案論證，采用 單工位三面鉆削組合機床，刀具選用高速鋼麻花鉆，并根據(jù)切削用量的選擇，計算 切削力、切削扭矩及切削功率，確定主軸直徑、外伸尺寸、接桿型號，選擇滑臺、 動力箱等通用部件，再確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程，完成機床聯(lián)系尺寸的 制定。最后繪制了三圖一卡。第二部分是夾具設計，經(jīng)過對被加工零件的全面分析， 導向采用固定鉆模板可換鉆套導向，夾緊裝置采用機械夾緊機構，直接夾壓于工件 上，反應快捷，夾壓平穩(wěn)可靠，夾具體有良好的剛性，使夾具能長期保持可靠的精 度和穩(wěn)定性。該組合機床不僅能保證鉆孔精度，還能提高加工效率，降低工人的勞 動強度。設計的夾具定位可靠、夾壓穩(wěn)定、操作方便，達到了設計要求。 關鍵詞：組合機床；鉆孔；夾具 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 iii The design of the general and jig of the modular machine-tool for drilling the ZH1105 crude oil engine Abstract：The crude oil engine is made for large quantities of mass production. In order to prone the production efficiency, and meet the precision request of the components processed and the precision stability, it designs a combined machine-tool to be used in the three-cylinder diesel engine with both sides drilling holes. The first part is general design. First, it carries out the argumentation of the overall plan, adopts the combined machine- tool with single location three faces drilling, selects the high-speed steel twist drill. According to the cutting parameters, it calculates the cutting force, the cutting torque and the cutting power, determines spindle diameter, the extend size and the link-pole model, choose sliding table, the power box and so on, then determines the operating cycle and the stroke of the power part, formulates the relation size of the machine-tool. Finally, it draws three figures and one card. The second part is the jig design. Having analyze the work piece, the guiding equipment use the fixed drill plate with replaceable drill bush; the clamp uses the machinery device, it directly presses on the work piece, which responds quickly, fixes steadily and reliably; the jig-body utilizes the frame structure, possess fine rigidity, causes the jig to maintain good long-term precision. This combined machine-tool not only guarantees the drill hole precision, but also enhances the processing efficiency, reduced workers' labor intensity. The jig orients reliably, clamps stably, operates easily, then meet the design request well. Key words：Modular machine-tool; Drill hole; Jig 柴油機機體三面鉆擴組合機床總體及夾具設計 0 1 前 言 1.1 概述 組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器儀表、縫紉機、自行車等輕 工行業(yè)大批大量生產中已經(jīng)獲得廣泛的應用；一些中小批量生產企業(yè)，如機床、機 車、工程制造業(yè)中也已推廣應用。組合機床最適宜于加工各種大中型箱體類零件， 如汽缸蓋、汽缸體、變速箱體、電機座及儀表殼等零件；也可用來完成軸套類、輪 盤類、叉架類和蓋板類零件的部分或全部工序的加工。 組合機床的設計，目前基本上有兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對象的具體 情況進行專門設計，這是當前最普遍的做法。其二，隨著組合機床在我國機械行業(yè) 的廣泛使用，廣大工人總結自己生產和使用組合機床的經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)組合機床不僅在 其組成部件方面有共性，可設計成通用部件，而且一些行業(yè)在完成一定工藝范圍內 組合機床是極其相似的，有可能設計為通用機床，這種機床稱為“專能組合機床” 。 這種組合機床就不需要每次按具體加工對象進行專門設計和生產，而是可以設計成 通用品種，組織成批生產，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡單的夾具及刀 具，即可組成加工一定對象的高效率設備。 本次畢業(yè)設計課題來源于生產實際，具體的課題是 ZH1105 柴油機機體三面鉆擴 組合機床總體及夾具設計。在設計前認真研究被加工零件的圖樣，研究其尺寸、形 狀、材料、硬度、重量、加工部位的結構及加工精度和表面粗糙度要求等內容，為 設計提供大量的數(shù)據(jù)、資料，作好充分的、全面的技術準備。在準備了充足的資料 之后進行總體及零部件的設計工作，總體的設計的主要工作是完成“三圖一卡” ， 即繪制機床的總體尺寸聯(lián)系圖、加工示意圖、零件的工序圖及編制生產率計算卡； 夾具設計的方法是：繪制夾具裝配圖；確定夾具的結構；選定鉆模板等。在此次的 設計中采用三面夾緊定位，液壓夾緊，提高了生產效率，降低鐐動強度，同時在設 計中采用了大量的通用零部件，降低了產品的成本 1.2 課題由來及基本條件 a）設計內容 設計一臺加工柴油機機體上左右面孔系的鉆擴組合機床. 設計：制定工藝方案，確定機床配置型式及結構方案， “三圖一卡”設計； 部件設計：組合機床夾具設計 b）設計依據(jù) 課題來源：鹽城市江動集團 產品名稱：ZH1105 型柴油機 被加工零件：機體（附零件圖） 工件材料：HT250 加工內容：齒輪室蓋面：鉆 9-M8-7H 底孔至 9-φ6.647，深 19；鉆 M10-7H 底孔至 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 1 φ8.376，深 22； 主軸承蓋面：鉆 6-M8-7H 底孔至 6-φ6.647，深 19 鉆 8-M8-7H 底孔至 8-φ6.647， 深 19；鉆 2-φ8 孔，深 16；鉆 φ4.9 孔，深 16； 上面：鉆 4-M10-7H 底孔至 φ8.376，深 22；鉆 5-M8-7H 底孔至 6-φ6.647，深 18 鉆 M8-7H 底孔至 φ6.647，通孔；鉆 M12-6H 底孔至 φ10.106；孔口倒角 1.5×45° 批量：本機床設計、制造一臺 1.3 課題設計思路 a.工藝方案的確定 在確定工藝方案之前，需要通過實習對被加工零件的結構 特征的了解，并對加工精度，加工位置和加工要求的熟悉，有利于確定經(jīng)濟可行的 方案。 b.機床配置及結構的確定 根據(jù)零件的結構，選擇合適的機床結構，盡可能多 選用公用部件和標準件。 c.總體設計 在確定前面的方案的時，通過計算得到生產率卡和繪制“三圖” ， 根據(jù)計算選擇合適的主軸箱的輪廓尺寸和動力設施。 d.夾具的設計 首先確定夾緊方案、定位方式和夾緊力的計算，然后選用相應 的標準部件和標準件，繪制夾具裝備圖和夾具的相關的零件圖。 本次設計的組合機床同時加工三個端面，大大提高了生產效率，降低了勞動強 度，從而降低了零件的加工成本。 1.4 預期成果及實際價值 最終將完成被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖和生產率計算卡； 夾具總裝圖、夾具非標準零件圖等技術文件，指導組合機床及夾具的生產。這樣一 臺組合機床設計好后，可直接投入 ZH1105 型柴油機汽缸體的生產，提高生產效率， 滿足加工精度要求，幫助生產廠家降低加工成本，獲得良好的經(jīng)濟效益。 柴油機機體三面鉆擴組合機床總體及夾具設計 2 2 組合機床總體設計 2.1 工藝方案的擬訂 組合機床的總體設計要注重工件及其加工的工藝分析，制訂出合理的工藝方案， 才能設計出合理的專用機床。根據(jù)具體的被加工零件，在制定的工藝和結構方案的 基礎上，進行方案圖紙的總體設計。 2.1.1 分析、研究被加工零件 本課題設計的組合機床加工的工件為 ZH1105 型柴油機機體，工序為三面孔系 加工，零件材料為鑄鐵件 HT250，其硬度為 HBS212—285，屬于箱體結構，結構復 雜。生產綱領：大批大量加工，工藝采用鉆削加工。 本機床加工零件的工序內容： 齒輪室蓋面：鉆 9-M8-7H 底孔至 9-φ6.647，深 19；鉆 M10-7H 底孔至 φ8.376，深 22； 主軸承蓋面：鉆 6-M8-7H 底孔至 6-φ6.647，深 19 鉆 8-M8-7H 底孔至 8- φ6.647，深 19；鉆 2-φ8 孔，深 16；鉆 φ4.9 孔，深 16； 上面：鉆 4-M10-7H 底孔至 φ8.376，深 22；鉆 5-M8-7H 底孔至 6-φ6.647，深 18 鉆 M8-7H 底孔至 φ6.647，通孔；鉆 M12-6H 底孔至 φ10.106；孔口倒角 1.5×45° 2.1.2 組合機床總體方案論證 根據(jù)任務書的要求：設計的組合機床要滿足加工要求、保證加工精度；盡可能 用通用件、以降低成本；各動力部件用電氣控制、液壓驅動。因此根據(jù)任務書要求 和氣缸體的特點初定兩種設計方案： 機床的配置型式有立式和臥式兩種,如圖 2-1 和圖 2-2 兩種 圖 2-1 臥式組合機床結構 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 3 圖 2-2 立式組合機床結構 臥式組合機床 特點：臥式組合機床重心低、振動小運作平穩(wěn)、加工精度高、 占地面積大。 立式組合機床 特點：立式組合機床重心高、振動大、加工精度低、占地面積 小。 方案比較：根據(jù)被加工工件和兩種組合機床的特點比較可知 ZH1105 型柴油機 汽缸體的結構為臥式長方體。通過以上的比較，考慮到臥式振動小，裝夾方便等因 素，選用三面臥式組合機床。 2.1.3 定位基準及夾壓點的選擇 組合機床是針對某種零件或零件某道工序設計的。正確選擇定位基準，是確保 加工精度的重要條件，同時也有利于實現(xiàn)最大限度的集中工序。一般常采用一面兩 孔定位和三面定位。本機床加工時采用的定位方式是三面定位，以底面為定位基準 面，限制三個自由度；在左面用兩個圓柱定位銷，限制兩個自由度；后面再用一個 圓柱銷限制剩下的一個自由度。 2.2 確定切削用量及選擇刀具 2.2.1 刀具的選擇 根據(jù)工藝的要求及加工精度不同，組合機床采用的刀具一般有簡單刀具（標準 刀具） 、復合刀具及特種刀具。 選擇刀具的原則： a）只要條件允許，為使工作可靠，結構簡單、刃磨容易，應盡量選擇標準刀 具和簡單刀具。 b）為使工序集中或保證加工精度，可采用先后加工或同時加工兩個或兩個以 上表面的復合刀具。 c）選擇刀具結構時，還須認真分析被加工零件材料特點。 根據(jù)工藝要求及加工精度的要求，查文獻[18]196頁表4-45，加工17個孔的刀 具均采用標準錐柄麻花鉆。 柴油機機體三面鉆擴組合機床總體及夾具設計 4 刀具材料為高速鋼，標準號：GB/T 1438-1985 2.2.2 切削用量的選擇 組合機床多軸箱上所有刀具共用一個進給系統(tǒng)，通常為標準動力滑臺。工作時， 要求所有刀具的每分鐘進給量相同，且等于動力滑臺的每分鐘進給量。這個每分鐘 進給量（毫米/分）應是適合于所有刀具的平均值。因此，同一主軸箱上的刀具主軸 可設計成不同轉速和選擇不同的每轉進給量（毫米/ 轉）與其相適應，以滿足不同直 徑工件的加工需要，文獻[8]53 頁，即 （1-fivnfn???21 1） 式中： , ,…, ——各主軸轉速（轉 /分） ；1n2i , ,…, ——各主軸進給量（毫米 /轉） ；fif ——動力滑臺每分鐘進給量（毫米/分） 。fv 在選擇了轉速后就可以根據(jù)公式 （1-10ndv??? 2） 選擇合理的切削速度。 查文獻[2]第 130 頁表 6-11 表 2-1 高速鋼鉆頭切削用量 加工材料 加工直徑 （mm）1d切削速度 (m/min)v進給量 (mm/r)f 200～241HBS 1～6 0.05～0.1鑄鐵 >6～12 10～18 >0.1～0.18 根據(jù)上表合理選擇所需要的切削速度與進給量。 A. 左側面上17個孔 a)孔 11～孔24 盲孔，14 ×φ6.647，l=19mm 取n=630r/min，f=0.11mm/r，由公式（1-1）得： =70mm/minfv 由公式（1-2 ）得切削速度： v=13.26m/min b)孔25 、26 盲孔，2×φ8，l=16mm 取n=630r/min，f=0.11mm/r，由公式（1-1）得： =70mm/minfv 由公式（1-2 ）得切削速度： 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 5 v=15.83m/min c)孔 27 盲孔，φ 4.9，l=16mm 取n=720r/min， f=0.097mm/r，由公式（1-1）得： =70mm/min，fv 由公式（1-2 ）得切削速度： v=11.08m/min B.右側面上 10個孔 a)孔 1～9 盲孔，9×φ 6.647，l=19mm 取n=630r/min， f=0.11mm/r，由公式（1-1）得： =70mm/minfv 由公式（1-2 ）得切削速度： v=13.26m/min b)孔10 盲孔，Φ8.376，l=22mm 取n=630r/min， f=0.11mm/r，由公式（1-1）得： =70mm/minfv 由公式（1-2）得切削速度： v=16.58m/min C. 后面上11個孔 a)孔 28～31 盲孔，4×φ 8.376，l=22mm 取n=630r/min， f=0.11mm/r，由公式（1-1）得： =70mm/minfv 由公式（1-2）得切削速度： v=16.58m/min b)孔32 ～36 盲孔，5×φ6.647，l=18mm 取n=630r/min， f=0.11mm/r，由公式（1-1）得： =70mm/minfv 由公式（1-2 ）得切削速度： v=13.26m/min c)孔 37 通孔，φ6.647 取n=630r/min， f=0.11mm/r，由公式（1-1）得： =70mm/minfv 由公式（1-2 ）得切削速度： v=13.26m/min d)孔38 通孔，φ10.106 取n=500r/min， f=0.14mm/r，由公式（1-1）得： =70mm/minfv 由公式（1-2 ）得切削速度： v=15.87m/min 柴油機機體三面鉆擴組合機床總體及夾具設計 6 孔的編號見被加工零件工序圖YG01-00-01 2.2.3 計算切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度 根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度v及進給量f） ，確定進給力，作為選擇動 力滑臺及設計夾具的依據(jù)；確定切削轉矩，用以確定主軸及其他傳動件（齒輪、傳 動軸）的尺寸；確定切削功率，用作選擇主傳動電機（一般指動力箱電機）功率； 確定刀具耐用度，用以驗證所選用量或刀具是否合理。 查文獻[1]134 頁表6-20得公式： (2-3) 6.08.2HBDfF? (2-4)..9.1T (2-5) vP?740 式中，F(xiàn)表示軸向切削力（N） ，T表示切削轉矩（ N·㎜） ，P表示切削功率（Kw） ， v表示切削速度（m/min）,f表示進給量（mm/r）, D表示加工（或鉆頭）直徑（mm） HB表示布氏硬度，取HB=230。 由公式(2-3)、(2-4)、(2-5)可得： 1）φ6.647 孔 由公式（2-3）得： F=772.24N 由公式（2-4）得： T=1633.58 N·㎜ 由公式（2-5）得： P=0.1065Kw 2）φ8.376 孔 由公式（2-3）得： F=973.11N 由公式（2-4）得： T=2534.67 N·㎜ 由公式（2-5）得： P=0.164Kw 3）φ8 孔 由公式（2-3）得： F=929.43N 由公式（2-4）得： T=2322.85N·㎜ 由公式（2-5）得： 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 7 P=0.1502Kw 4）φ4.9 孔 由公式（2-3）得： F=514.78N 由公式（2-4）得： T=827.61 N·㎜ 由公式（2-5）得： P=0.0612Kw 5）φ10.106 孔 由公式（2-3）得： F=1423.94N 由公式（2-4）得： T=4392.6 N·㎜ 由公式（2-5）得： P=0.2254Kw 總的切削功率：即求各面上所有軸的切削功率之和 左面 kw8526.106.215.406.12149.487.6 ????????PPw 右面 k5376. ?? 后面 04.....51.0.. 驗證選用量或刀具是否合理，刀具耐用度至少大于 4 個小時，查機械加工工藝 手冊公式 (2-6)83.15.0 2)96(HBVfDT? 根據(jù)公式（2-5） ，選擇 的鉆頭進行計算m7? ，in42)2301.26.39( 8.15.0??T 根據(jù)計算，刀具耐用度滿足要求。 2.2.4 確定主軸、尺寸、外伸尺寸 查文獻[2]43 頁表 3-4 d= (2-7)410TB 式中：d——軸的直徑； T——軸所傳遞的轉矩（N·M） ； B——系數(shù)（取 B=6.2） 。 a）左多軸箱：軸 1-14 d=6.2× =12.47mm431058.610?? 軸 15-16 d=6.2× =13.61mm2 軸 17 d=6.2× =10.52mm.7 b）右多軸箱：軸 1-9 d=6.2× =12.47mm43? 柴油機機體三面鉆擴組合機床總體及夾具設計 8 軸 10 d=6.2× =13.9mm431067.2510?? c）后多軸箱：軸 1-4 d=6.2× =13.9mm 軸 5-9 d=6.2× =12.47mm8. 軸 10 d=6.2× =12.47mm43? 軸 11 d=6.2× =15.96mm106.92? 考慮到安裝過程中軸的互換性、安裝方便等因素，則左主軸中：1—17 主軸直 徑都取 φ15；右主軸箱中：1—9 主軸直徑都取 φ15，10 主軸直徑取 φ20；后多軸 箱中：5-10 主軸直徑都取 φ15，1-4 和 11 主軸直徑都取 φ20。 根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，查文獻[1]44 頁表 3-6 可得到主軸外伸尺寸 及接桿莫氏圓錐號。主軸軸徑 d=15mm 時，主軸外伸尺寸為：D/ =25/16,L=85mm,1d 接桿莫氏圓錐號為 1；主軸軸徑 d=20mm 時，主軸外伸尺寸為： D/ =32/20,L=115mm，接桿莫氏圓錐號為 1。1d 2.2.5 選擇接桿 在鉆、擴、鉸孔及倒角等加工小孔時，通常都采用接桿（剛性接桿） 。因為主 軸箱各主軸的外伸長度和刀具均為定值，為保證主軸箱上各刀具能同時到達加工終 了位置，須采用軸向可調整的接桿來協(xié)調各軸的軸向長度，以滿足同時加工完成孔 的要求。 查文獻[2]171 頁表 8-2： 表 2-2 特長可調接桿尺寸 d d×t 莫氏錐號 類型 1DL l 16 Tr16×1.5 2 A 28 185-485 85 20 Tr20×2 2 A 28 215-500 110 表 2-3 夾緊螺母型式及尺寸 名義尺寸 1d1dh 16 Tr16×1.5 24.6 12 20 Tr20×2 31.6 12 2.2.6 導向結構的選擇 組合機床鉆孔時，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導向裝置來保證的。導 向裝置的作用是：保證刀具相互間的正確位置；保證刀具相對工件的正確位置；提 高刀具系統(tǒng)的支承剛性。 組合機床上刀具導向裝置通常分為固定式導向和旋轉式導向兩大類。根據(jù)導向 的線速度﹝v＜20m/min﹞、加工精度及刀具的具體工作條件，所有本機床選擇固定 式導向。 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 9 查文獻[1]175 頁表 8-4： 表 2-4 通用導套的尺寸規(guī)格 d D 123D短Ll1l φ4.9 >4-6 10 15 18 M6 12 8 3 φ6.7 >6-8 12 18 22 M6 12 8 3 φ8 >8-10 15 22 26 M6 16 8 3 φ8.4 >8-10 15 22 26 M6 16 8 3 φ10.1 >10-12 18 26 30 M8 16 10 4 導向長度一般取 1-2.5d, 所以導向長度 =24mm。導向套端面至工件端面距離1l 是為了排屑方便，一般取 1-1.5d，即 =9mm。2l 根據(jù)文獻[2]177 頁表 8-6 導向類別中選擇的第一類導向,工藝方法為鉆孔,d 取 ,D 取 /g6, /n6。7GH7 2.2.7 動力部件工作循環(huán)及行程的確定 1）工作進給長度 的確定工L 工作進給長度 ，應等于加工部件的長度 L(多軸加工時按最長孔計算)與刀具工 切入長度 和切出長度 之和。切入長度一般為 5～10mm，根據(jù)工件端面的誤差情12 況確定，鉆孔時切出長度查文獻[1]46 頁表 3-7： +（3～8） （注：d 為鉆頭直徑） 2dL? （2-8） 適用復合刀具的時候，應根據(jù)具體情況來選定，具體如下： 左側工進長度：19+9=28mm 右側工進長度：22+6=28mm 后側工進長度： 22+6=28mm 2）快速引進長度的確定 快速引進是指動力部件把刀具送到工作進給的位置，其長度按具體情況確定。 在左動力頭工作循環(huán)中，快速進給行程為 152mm，在右動力頭工作循環(huán)中，快速進 給行程為 152mm，在后動力頭工作循環(huán)中，快速進給行程為 152mm。 3)快速退回長度的確定 快速退回的長度等于快速引進和工作進給長度之和。一般在固定式夾具鉆孔的 機床上，動力部件快速退回的行程，只要把所有刀具都退至導套內，不影響工作的 裝卸就行了。左、右、后側快速退回長度為 180mm。 4）動力部件總行程的確定 動力部件的總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀 具磨損或補償制造、安裝誤差，動力部件能夠向前調節(jié)的距離（此距離不小于 15- 20mm）和刀具裝卸以及刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出時，動力 柴油機機體三面鉆擴組合機床總體及夾具設計 10 部件需后退的距離。因此，動力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。在本機 床的動力部件循環(huán)中：前備量選 30mm，后備量選 40mm。 2.3 通用部件的選擇 2.3.1 選用滑臺型式 滑臺型式一般分為液壓滑臺和機械滑臺，液壓滑臺與機械滑臺由于采用的傳動 裝置不同，因而在性能、使用及維修等方面各有特點。目前，這兩種滑臺都得到廣 泛的應用。 根據(jù)文獻[2]18 頁表 2-4，它們的優(yōu)缺點比較如下： 表 2-5 液壓滑臺與機械滑臺的優(yōu)缺點 液壓滑臺 機械滑臺 1.在相當大的范圍內進給量可 以無級調速。 1.進給量穩(wěn)定，慢速無爬行， 高速無振動，可以降低加工工 件的表面粗糙度。 2.可以獲得較大的進給力。 2.具有較好的抗沖擊能力，斷 續(xù)切削、鉆頭鉆通孔將要出口 時，不會因沖擊而損壞刀具。 3.由于液壓驅動零件磨損小， 使用壽命長。 3.運行安全可靠，易發(fā)現(xiàn)故障， 調整維修方便。 4.工藝上要求多次進給時，通 過液壓換向閥，很容易實現(xiàn)。 4.沒有液壓驅動管路泄露、噪 聲和液壓站占地的問題。 5.過載保護簡單可靠。 優(yōu) 點 6.由行程調速閥來控制滑臺的 快進轉工進，轉換精度 高，工作可靠。 1.進給量由于載荷的變化和溫 度的影響而不夠穩(wěn)定。 1.只能有級變速，變速比較麻 煩。 2.液壓系統(tǒng)的漏油影響工作環(huán) 境，浪費能源。 2.一般沒有可靠的過載保護。 缺 點 3.調整維修比較麻煩。 3.快進轉工進時，轉換位置精 度較低。 經(jīng)比較，本組合機床選用液壓滑臺。 2.3.2 選液壓滑臺的型號 每種規(guī)格的動力滑臺有其最大進給力 F 進 的限制。根據(jù)選定的切削用量計算得 到的單根主軸的進給力，按文獻[4]第 62 頁公 （2-6 ）?? nii1多 軸 箱 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 11 式中， —各主軸所需的 向切削力，單位為N。iF 左主軸箱 = = =13185 N左 21489.7.6???P243.978.514.7?? 右主軸箱 = =7923.27N右F.93.376.87.6? 后主軸箱 = = =10150.69 N后 106.376,8. 5?94.1235.9724.7? 實際上,為克服滑臺移動引起的摩擦阻力，動力滑臺的進給力應大于 。又多 軸 箱F 考慮到所需的最小進給速度、切削功率、行程、主軸箱輪廓尺寸等因素，為了保證 工作的穩(wěn)定性，再查看文獻[1] 91頁表5-1得P=20000N，所以選擇液壓滑臺的型號為： 1HY40；選擇的行程為：400mm；臺面寬度：400mm；臺面長度：800mm；滑臺與 滑座總高：320mm；滑座長：1240mm；快速行程速度8m/min，工進速度 12.5～500mm/min，允許最大進給力 。N20 2.3.3 選動力箱型號 根據(jù)各刀具主軸的切削用量，計算出切削功率，再算出總切削功率，再考慮到 多軸箱的傳動效率，計算出消耗于多軸箱上的切削功率，這是作為選擇組合機床主 傳動用動力箱型號規(guī)格的依據(jù)。計算結果如下： =1.8522Kw左P =1.1225Kw右 =1.5779Kw后 查文獻[1]62頁多軸箱所需功率按下列公式計算： = + + （2-9）多 軸 箱P切 削 空 轉 損 失 所以得出多軸箱的驅動功率如下： =1.8522+0.026×16+0.042+0.018=2.3282Kw左 多 =1.1225+0.026×9+0.046+0.0112=1.4137Kw右 多 =1.5779+0.026×5+0.046×6+0.0158=1.9997Kw后 多 為了方便起見，使三邊的動力箱的型號一致，所以選了功率比較大的作為選擇 動力箱的依據(jù)，所以根據(jù)文獻[1]114頁表5-39 表2-6 動力箱及電動機型號表 動力箱型號 電動機型號 電動機功率( )KW 電動機轉速（ ）min/r 輸出軸轉速( )in/r 左主軸箱 1TD40Ⅰ Y132S-4 5.5kW 1440 720 右主軸箱 1TD40Ⅰ Y132S-4 5.5kW 1440 720 后多軸箱 1TD40Ⅰ Y132S-4 5.5kW 1440 720 再根據(jù)文獻[1] 116頁表5-40 可以得出動力箱與動力滑臺、主軸箱結合面的尺寸 以及動力箱輸出軸距箱底面高度，具體如下： 柴油機機體三面鉆擴組合機床總體及夾具設計 12 與動力滑臺結合面的尺寸：長800mm，寬400mm 與主軸箱結合面：寬800mm，高355mm 動力箱輸出軸距箱底高度為160mm。 2.3.4 選擇滑臺側底座 根據(jù)所選的液壓滑臺查文獻[1]92頁表5-2，選擇液壓滑臺側底座為1CC401，其 高度為 ，寬度 ，長度 。mH560?mB60?mL1350? 2.4 確定機床聯(lián)系尺寸 2.4.1 機床裝料高度的確定 裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的的垂直距離,本課題中，最低孔位置 2h ，主軸箱最低主軸高度 ，所選滑臺和滑座總 ，側底1?h10?mh2803? 座高度 ，夾具底座高度 ，中間底座高度 ，綜合mh5604 m37556 以上因素，該組合機床裝料高度取 H=935mm。 2.4.2 夾具輪廓尺寸的確定 夾具底座的輪廓尺寸，即長×寬×高為：450×500×375。 夾具高度尺寸為夾具體高度加上夾具底座高度，定為 831mm，長度、寬度尺寸 除考慮工件本身寬度外，再加其他寬度方向上能布置下工件的定位、夾緊及其他機 構，從總圖中查得長度尺寸為：545mm，寬度尺寸為：700mm。 2.4.3 中間底座尺寸的確定 根據(jù)選定的動力箱、滑臺、側底座等標準的位置關系并考慮滑臺的前備量，通 過尺寸鏈就可以計算確定中間底座加工方向的尺寸取 800mm，確定中間底座高度方 向尺寸為 560mm。 2.4.4 主軸箱輪廓尺寸的確定 主要需確定的尺寸是主軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度 ，可按下式計1h 算： （2-8）12bB?? （2-9）式hH 中， —工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離（㎜ ） ；b —最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（㎜） ；1 —工件在高度方向相距最遠的兩孔距離（㎜） ；h —最低主軸高度（㎜） 。 對于臥式組合機床， h1要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦 ，本組合機床按式m140~851? （2-10）1234(0.5)H???? 計算，得： ，9.h ,取 ，則求出主軸箱輪廓尺寸：6,bmb10? 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 13 12650462Bbm???? 9.19.5Hh? 根據(jù)上述計算值,按主軸箱輪廓尺寸系列標準，最后確定主軸箱輪廓尺寸為 B×H=630㎜× 500㎜和B×H=630mm×630mm和B×H=630mm×630mm。 2.5 機床分組 a) 夾具（第 20 組）夾具用以裝夾工件，實現(xiàn)被加工零件的準確定位、夾壓、 刀具的導向等，夾具是主要的專用部件之一。 b) 多軸箱（第 70 組有多軸箱和第 71 組左多軸箱）多軸箱中有和被加工零件孔 位和數(shù)量一致的主軸。它也是主要的專用部件。它的功用是把動力箱的旋轉運動傳 給各主軸，再經(jīng)接桿傳給刀具。 c) 傳動裝置 （第 40 組）傳動裝置包括 1TD32 型動力箱和 1HY32 型液壓滑臺。 它們都是組合機床的主要通用部件。動力箱用于把電動機的動力和運動傳給多軸箱。 液壓滑臺用以實現(xiàn)刀具的工作循環(huán)。 d）底座（第 10 組中間底座和第 11 組側底座）底座是機床的支承部件，其中 1CC32 型側底座是機床的主要通用部件。 此外，組合機床還有電氣設備（第 30 組） ，刀具和工具（第 60 組和 61 組） ， 液壓傳動裝置（第 50 組） ，潤滑裝置（第 80 組） ，擋鐵（第 90 組）等。液壓滑臺 的工作循環(huán)，就是通過擋鐵、液壓元件的控制實現(xiàn)的。 2.6 機床生產率計算卡 機床生產率計算卡反映了實際生產率、切削用量、動作時間、負荷率等技術參 數(shù)。工作行程為 28 ；進刀量為 70 ；機動時間加緊 0.1 。 m/minmin 1）理想生產率計算 理想生產率 (單位為件/ )是指完成年生產綱領 N(包括備品及廢品率在內)所Qh 要求的機床生產率。它與全年工時總數(shù) 有關，一般情況下，單班制 取 2350 ,kt kth 兩班制 取 4700 ，N 取 75000 件。則kth （2-7） kt? =75000/2350=31.92 件/ h 2)生產率計算 實際生產率 (件/h)指所設計的機床每小時實際可以生產的零件數(shù)量。即：1Q （2-8）)(601hT件單? 式中： ——生產一個零件所需時間（min） ，可按下式計算：單T 柴油機機體三面鉆擴組合機床總體及夾具設計 14 （2-)()(21 裝移快 退快 進停輔機單 ＋ tvLtvLTfkff ??? 9） 式中： ——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進給行程長度,單位為 ;21L、 m ——分別為刀具第 Ⅰ、第Ⅱ工作進給量，單位為 ；ffv、 /in ——滑臺在死擋鐵上的停留時間，通常指刀具在加工終了時無進給狀t 下旋轉 5～10 轉所需時間，單位為 min; ——分別為動力部件快進、快退行程長度，單位為 ;快 退快 進 、 L ——動力部件快速行程速度。液壓動力部件取 3～10 米/分；fkv ——直線移動或回轉工作臺進行一次工位轉換的時間，一般可取 0.1移t 分； ——工件裝、卸（包括定位、夾壓及清除鐵屑等）時間，它取決于裝裝t 卸自動化程度、工件重量大小、裝卸是否方便及工人熟練程度。通常取 0.5～1.5min 。 單件時間 ：單T =1.4532min單 3）實際生產率 ：1Q )(29.4153.60hT件單 ?? 4)負荷率計算 =77.31% 1Q?負? 4)生產率計算卡如下表 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 15 表 2-7 生產率計算卡 進給量 工時(min)序 號 工步名稱 被 加 工 零 件 數(shù) 量 加工直 徑 (mm) 加工 長度 (mm) 工作行 程(mm) 切削速度 (m/min) 轉速 (r/min) (mm/ r) (mm/ min) 機動 時間 輔助 時間 共計 1 裝卸工件 1 1 1 2 左滑臺鉆孔 快進 152 0.015 鉆 14 個 φ6.647 孔 6.647 19 28 13.26 630 0.11 70 0.35 鉆 2 個 φ8 孔 8 16 28 15.83 630 0.11 70 鉆 1 個 φ4.9 孔 4.9 16 28 11.08 720 0.097 70 死擋鐵停留 0.02 快退 180 0.018 3 右滑臺鉆孔 快進 152 0.014 0.014 鉆 9 個 φ6.647 孔 6.647 19 28 13.26 630 0.11 70 0.475 0.475 鉆 1 個 φ8.376 孔 8.376 22 28 16.58 630 0.11 70 死擋鐵停留 0.02 0.02 快退 180 0.018 0.018 4 后滑臺鉆孔 快進 152 鉆 4 個 φ8.376 孔 8.376 22 28 16.58 630 0.11 70 鉆 5 個 φ6.647 孔 6.647 18 28 13.26 630 0.11 70 鉆 1 個 φ10.1 孔 10.1 28 13.26 500 0.11 70 鉆 1 個 φ6.647 通孔 6.647 28 15.87 630 0.11 70 死擋鐵停留 0.02 0.02 快退 180 0.01 8 0.018 總計 1.4532 單件工時 1.4532 機床實際生 產率 41.29 件/時 機床理想生 差率 31.92 件/時 備 注 機床負荷率 77.31% 柴油機機體三面鉆擴組合機床總體及夾具設計 16 3 組合機床夾具設計 3.1 夾具設計的基本要求和步驟 3.1.1 夾具設計的基本要求 a） 提高生產率、降低成本 夾具設計方案應與生產綱領相適應。在大批量生產時，為了縮短輔助時間，提 高生產率，盡量采用快速、高效的結構和自動控制裝置；在批量生產和滿足夾具功 能的前提下，盡量使夾具結構簡單，容易制造，以降低夾具的制造成本。 b） 保證工件的加工精度 夾具設計的最基本要求是保證工件的加工精度。關鍵是確定定位方案、夾緊方 案，和合理地設計夾具的尺寸、公差和技術要求，必要時應進行誤差的分析和計算。 c） 便于排屑 夾具的排屑是一個很重要的問題，切屑積集在夾具中，會破壞工件正確的定位； 切屑帶來的大量熱量會引起夾具和工件的熱變形，影響加工質量；切屑的的清掃又 會增加輔助時間，降低生產率。切屑積集嚴重時，還會造成設備事故或工傷事故。 因此，在夾具設計時排屑問題必須給予充分的注意。 d） 操作方便、省力和安全 夾具的操作要盡量做到方便、省力，盡可能采用氣動、液壓及其他機械化夾緊 裝置、以減輕工人的勞動強度，控制好夾緊力。夾具操作位置應符合操作工人的習 慣，應有安全保護裝置，確保使用安全。 e）有良好的結構工藝性 夾具的結構應簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維修，盡可能多選用標準 部件和標準元件。 夾具設計通常可以在參閱有關資料的情況下，按加工要求設計方案，繪制圖樣， 經(jīng)修改確定夾具的結構。 3.1.2 夾具設計的步驟 a）設計前的準備 首先分析產品零件圖、裝配圖、零件結構特點、材料及技術要求；其次分析零 件的加工工藝規(guī)程，及對任務書所提出的要求進行可行性研究；了解所用機床的規(guī) 格、性能、精度以及與夾具連接部分結構的聯(lián)系尺寸；了解所用絲錐、量具的規(guī)格； 了解零件的生產綱領及生產組織等有關問題；收集有關設計資料。 b）方案設計 在分析各種原始資料的基礎上，確定夾具的類型、定位方式、夾緊方式、導向 方案 、連接方式和夾具的結構形式。繪制方案設計圖，進行工序精度分析，對動 力夾緊裝置進行夾緊力的計算。 c）審核 檢查夾具的各項功能是否符合設計要求。 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 17 d）總體設計 根據(jù)所定方案繪制夾具裝配圖，注明各種元件的裝配關系。 e）夾具零件的設計 合理選擇材料，標注尺寸、公差和技術要求。 f）夾具的裝配、調試和驗證 3.2 定位方案的確定 3.2.1 零件的工藝性分析 ZH1105 型柴油機汽缸體材料為 HT250，其硬度為 212～285HBS，在本工序之 前柴油機汽缸體四個主要表面已加工完畢。本工序加工以下面的孔： 齒輪室蓋面：鉆 9-M8-7H 底孔至 9-φ6.647，深 19；鉆 M10-7H 底孔至 φ8.376，深 22；主軸承蓋面：鉆 6-M8-7H 底孔至 6-φ6.647，深 19 鉆 8-M8-7H 底孔至 8- φ6.647，深 19；鉆 2-φ8 孔，深 16；鉆 φ4.9 孔，深 16；上面：鉆 4-M10-7H 底孔 至 φ8.376，深 22；鉆 5-M8-7H 底孔至 6-φ6.