機(jī)械畢業(yè)設(shè)計（論文）-ZS175柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計【全套圖紙】

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1、鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 目 錄 1 前言 .1 2 組合機(jī)床總體設(shè)計 .3 2.1 總體方案論證 3 2.1.1 工藝路線的確立 .3 2.1.2 機(jī)床配置型式的選擇 .3 2.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇 .4 2.1.4 滑臺型式的選擇 .4 2.2 切削用量的確定及刀具選擇 4 2.2.1 選擇切削用量 .4 2.2.2 切削力、切削扭矩及切削功率的計算 6 2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計三圖一卡 8 2.3.1 被加工零件工序圖 .8 2.3.2 加工示意圖 .8 2.3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖 12 2.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計算卡 .14 3 夾具設(shè)計 .17 3.1 概述 17

2、3.1.1 零件的工藝性分析 .17 3.1.2 夾具設(shè)計的基本要求 .17 3.1.3 夾具總體結(jié)構(gòu)構(gòu)思 .18 3.2 定位方案的確定 18 3.2.1 定位方案論證 .18 3.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .18 3.3 誤差分析 19 3.3.1 影響加工精度的因素 .19 3.3.2 保證加工精度的條件 .20 3.4.1 夾緊裝置的確定 21 3.4.2 夾緊力的確定 22 3.4.3 夾緊液壓缸的選擇 23 3.5 導(dǎo)向裝置的選擇 24 3.5.1 鉆套型式的選擇和設(shè)計 24 3.5.2 鉆模板的類型和設(shè)計 .25 3.6 夾具體的確定 25 4 結(jié)論 .27 參考文獻(xiàn) .28 致

3、謝 .29 附 錄 .30 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 1 ZS175ZS175柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計 摘摘 要：要：柴油機(jī)機(jī)體是大批量生產(chǎn)的零件，為了提高加工精度和生產(chǎn)效率，需要設(shè) 計一種組合機(jī)床來改善柴油機(jī)機(jī)體的加工情況。 本課題設(shè)計了一臺用于ZS175柴油機(jī)機(jī)體三面鉆孔的組合機(jī)床。全文共有兩部 分，組合機(jī)床的總體設(shè)計和夾具設(shè)計。首先是總體設(shè)計，采用單工位三面鉆孔組合 機(jī)床，其中有加工對象工藝性的分析，機(jī)床總體布局的確定，定位基準(zhǔn)的選擇，滑 臺型式的選擇，切削用量和刀具的選擇，機(jī)床的總體設(shè)計。其次是夾具設(shè)計，通過 對被

4、加工零件的全面分析，在夾具設(shè)計過程中，采用后面、左面、下面三面定位, 左面和后面用定位銷定位，下面用定位條定位。上面用液壓缸夾緊,右面用液壓缸 輔助夾緊；夾具體為框架式結(jié)構(gòu)，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(jī)床不僅能保證加工精度，還能提高加工效率。整個機(jī)床布局合理，夾 緊可靠，精度較高，使用操作方便，提高了工作效率，達(dá)到了設(shè)計要求。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；夾具；鉆削 全套圖紙，加 153893706 ZS175 柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計 2 The General and Jig Design of The Modular Machine Too

5、l for the three-side drilling on the ZS175 diesel engine body Abstract: The engine body of diesel is made for large mass production, a modular machine tool is designed to improve the accuracy and efficiency of diesel production. The topic is produced for designing a combined machine-tool to be used

6、with three- side drilling holes on the ZS175 diesel engine body. The design was introduced of the general and jig of the combined machine-tool and the topic consists of two parts. The first part is general design, adopting the combined machine-tool with single location three-face drilling holes, pro

7、cessing of analysis of the object, the overall layout of the machine determined that the choice of location base, the choice of slider type, the choice of the amount of tools and cutting to complete the general design. The second part is the jig design, having analyzing the workpiece, In the design

8、process of jig, the work piece has been located by three surfacesbehind, left and underside. A pin has been used on the behind and left. Orientation bars have been used on the underside. Using hydraulic cylinder to clamp the above and the right side; the jig-body utilize the frame structure, possess

9、 fine rigidity, causes the jig to maintain good long-term precision. This combined machine-tool can ensure the precision and enhance processing efficiency. The laying out of the machine-tool is reasonable and the location of work piece is reliably. Whats more , the accuracy is high and operation is

10、easy, which can enhance 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 3 the working efficiency and meet with the design requirement well. Key words：Modular machine tool; Jig; drilling. 1 前言前言 組合機(jī)床以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在機(jī)械設(shè)計中占有重要的地位，是根據(jù)工件加工需要， 以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效的專用機(jī)床。組合機(jī)床 一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方法，生產(chǎn)效率比通用機(jī) 床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化

11、，可根據(jù)需要靈活配置，能縮 短設(shè)計和制造周期。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，并可用來組成自動生產(chǎn)線。組合機(jī)床及其自動線是集機(jī)電于一 體的綜合自動化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng) 濟(jì)實用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。在 當(dāng)今的發(fā)展趨勢中，一臺組合機(jī)床如果不能完成全部的工藝過程，這時往往把幾臺 機(jī)床布置流水線，大大縮短了加工時間。我國傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動線主 要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體 類和軸類零件(近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一

12、定份額)，完成鉆孔、 擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑 削平面和成形面等。組合機(jī)床的分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單 面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合機(jī)床等;隨 著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床柔性組合機(jī)床越來越受到人們的青睞， 它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換，配以可編程序 控制器、數(shù)字控制等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種 加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。 組合機(jī)床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組合機(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

13、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。組合機(jī)床 行業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)現(xiàn)狀與激烈競爭的市場以及與用戶需求之間的差距是比較大的， 在市場經(jīng)濟(jì)的新形勢下，切實解決存在的薄弱環(huán)節(jié)，完善售后服務(wù)體系，以求得行 ZS175 柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計 4 業(yè)企業(yè)的大發(fā)展，前景是美的。目前，組合機(jī)床經(jīng)常出現(xiàn)在工藝方案中1。 國內(nèi)組合機(jī)床近幾年取得了長足的進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國家相比，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、 產(chǎn)品水平、開發(fā)能力、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、制造技術(shù)水平、勞動生產(chǎn)率、國內(nèi)外市場占有

14、率 等諸多方面尚存在不少差距。在組合機(jī)床方面，總體水平不高，國際競爭力不強(qiáng)， 不能充分滿足國內(nèi)建設(shè)需要，關(guān)鍵技術(shù)過分依賴國外，自主發(fā)展能力薄弱，高技能 人才的比較優(yōu)勢有弱化的危險，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，用戶服務(wù)水平差距較大。 目前，我國設(shè)計制造的組合機(jī)床，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件約占部件總數(shù)的7080%， 其它2030%是專用零部件?？紤]到近年來，各種通用件和標(biāo)準(zhǔn)件都出臺了新的標(biāo) 準(zhǔn)及標(biāo)注方法，為了方便以后組合機(jī)床的維修，我們整個組合機(jī)床設(shè)計中盡量采用 新標(biāo)準(zhǔn)的通用件和標(biāo)準(zhǔn)件配置。本次設(shè)計組合機(jī)床的目的就是用來提高其生產(chǎn)效率 和加工精度。 本課題是 ZS175 柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床設(shè)計，來源于江淮動

15、力集團(tuán)。本 次設(shè)計分總體設(shè)計、夾具設(shè)計、左主軸箱設(shè)計、后主軸箱設(shè)計以及右主軸箱設(shè)計三 部分。我主要負(fù)責(zé)夾具部分的設(shè)計，總體設(shè)計由我和另外三位同學(xué)共同完成。通過 閱讀劉文劍2、楊黎明3以及許愛玲4有關(guān)夾具方面的材料，發(fā)現(xiàn)夾具設(shè)計是組合 機(jī)床設(shè)計中的重要組成部分，是按照某一道工序的加工要求，把一些事先制造好的 標(biāo)準(zhǔn)件和部件進(jìn)行組裝而成的夾具，夾具通常由使用單位根據(jù)要求自行設(shè)計和制造， 適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。其設(shè)計過程主要包括：對機(jī)床總體設(shè)計方案 的論證、定位夾緊方案的論證、定位誤差分析、夾緊力的計算、夾緊缸的選用。本 組合機(jī)床夾具屬于專用夾具，其定位裝置、夾緊裝置、夾具體、導(dǎo)向裝置和其

16、它一 些元件，均為自行設(shè)計、加工。在設(shè)計中，盡量考慮使用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，來縮短 設(shè)計周期，減少機(jī)床后續(xù)改造的零件報廢率，提高經(jīng)濟(jì)效益。所以我在設(shè)計中參考 了組合機(jī)床設(shè)計參考圖冊5以及趙志修6、徐錦康7、魯屏宇8等人的書籍。 本說明書以設(shè)計臥式三面鉆削組合機(jī)床為主線，闡述了刀具的選擇和夾具設(shè)計 的過程。在第2章中著重介紹了組合機(jī)床的總體設(shè)計。在總體設(shè)計中，首先是被加 工零件的工藝分析，然后是總體方案的論證，在比較了許多方案之后，結(jié)合本道工 序加工的特點(diǎn)最終選擇臥式的機(jī)床配置型式。再結(jié)合本道工序的特點(diǎn)選擇刀具。根 據(jù)選擇的切削用量，計算刀具的切削力、切削扭矩、切削功率等，再確定刀具的大 小和型式。

17、在確定這些設(shè)計計算后，然后是繪制組合機(jī)床的“三圖一卡”被加工 零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡。在第3章中，主要介 紹了夾具的設(shè)計。夾具設(shè)計是組合機(jī)床設(shè)計中的一個重要的組成部分。夾具設(shè)計時， 首先確定工件的定位方案，然后選擇夾緊方案，估算夾緊力大小，選擇夾緊液壓缸 的型號，最終完成夾具的零部件設(shè)計。最后根據(jù)計算結(jié)果繪制夾具裝配圖和主要的 零件圖。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 5 2 組合機(jī)床總體設(shè)計組合機(jī)床總體設(shè)計 2.1 總體方案論證 2.1.12.1.1 工藝路線的確立工藝路線的確立 A.本機(jī)床被加工零件特點(diǎn) 該加工零件為柴油機(jī)機(jī)體。材料HT250，其硬度

18、為HB190240，在本工序之前 各主要表面、主要孔已加工完畢。 B.本機(jī)床被加工零件的加工工序及加工精度 本道工序：鉆左面、右、后三面的孔，由本設(shè)備“氣缸體三面鉆削組合機(jī)床” 完成，因此，本設(shè)備的主要功能是完成柴油機(jī)機(jī)體左、右、后三個面上15個孔的加 工。具體加工內(nèi)容及加工精度是： a) 左面 5 個孔：鉆削 36、8、4 的孔，表面粗糙度 12.5，各孔位置 度公差為 0.02mm。 b) 右面 5 個孔：鉆削 44、3 的孔，表面粗糙度 12.5，各孔位置度公差 為 0.02mm。 c)后面 5 個孔：鉆削 34、210 孔，表面粗糙度 12.5，各孔位置度公 差為 0.02mm。 2.

19、1.22.1.2 機(jī)床配置型式的選擇機(jī)床配置型式的選擇 根據(jù)選定的工藝方案確定機(jī)床的配置型式，并定出影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性 ZS175 柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計 6 能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。既要考慮能實現(xiàn)工藝方案，以確保零件的精度、技術(shù)要 求及生產(chǎn)率，又要考慮機(jī)床操作方便可靠，易于維修，且潤滑、冷卻、排屑情況良 好。對同一個零件的加工，可能會有各種不同的工藝方案和機(jī)床配置方案，在最后 決定采取哪種方案時，絕不能草率，要全面地看問題，綜合分析各方面的情況，進(jìn) 行多種方案的對比，從中選擇最佳方案。 各種形式的單工位組合機(jī)床，具有固定式夾具，通常可安裝一個工件，特別適 用于大、中型

20、箱體類零件的加工。根據(jù)配置動力部件的型式和數(shù)量，這種機(jī)床可分 為單面、多面復(fù)合式。利用多軸箱同時從幾個方面對工件進(jìn)行加工。但其機(jī)動時間 不能與輔助時間重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低。 組合機(jī)床有大型和小型兩種，大、小型組合機(jī)床，雖有共性，但又都有其特殊 性。無論是適用范圍、配置型式，通用部件和驅(qū)動方式各有特點(diǎn)。大型組合機(jī)床的 配置型式，主要有單工位組合機(jī)床和多工位組合機(jī)床兩大類。 單工位組合機(jī)床通常是用于加工一個或兩個工件，特別適用于大中型箱體件的 加工。據(jù)配置動力部件的數(shù)量，這類機(jī)床可以從單面或同時從幾個面對工件進(jìn)行加 工。畢業(yè)實習(xí)時，我看到的柴油機(jī)機(jī)體加工在臥式單面組合機(jī)床上進(jìn)行，我任務(wù)中

21、 的被加工零件與其加工零件較相似，于是我認(rèn)真分析了被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加 工要求、生產(chǎn)率和工藝過程方案等，又由組合機(jī)床的特點(diǎn)及適應(yīng)性，確定設(shè)計的組 合機(jī)床的配置型式為單工位臥式三面鉆組合機(jī)床。 2.1.32.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇 箱體零件的定位方案一般有兩種， “一面兩銷”和“三平面”定位方法。 A. “一面兩銷”的定位方法的特點(diǎn)是： a)可以簡便地消除工件的六個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。 b)有同時加工零件五個表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上 孔的位置精度。 c)“一面兩銷”可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整 個工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從

22、而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的累積誤差，有利于保證零件的加 工精度。同時，使機(jī)床各個工序的許多部件實現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計、制造周 期，降低成本。 d)易于實現(xiàn)自動化定位、夾緊，并有利于防止切削落于定位基面上。 B. “三平面”定位方法的特點(diǎn)是： a)可以簡便地消除工件的六個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。 b)有同時加工零件兩個表面的可能，能高度集中工序。 在選擇定位基準(zhǔn)時，應(yīng)盡量選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，即遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 通過對零件的分析，最后選擇柴油機(jī)機(jī)體的底面作為定位的基準(zhǔn)面，這樣就有利于 保證了被加工孔相互間的位置精度。柴油機(jī)機(jī)體要很好的固定在機(jī)床上，就必須限 制六個自由度，這樣才可以

23、保持加工精度。根據(jù)切削力的方向和夾具夾緊力的方向， 選擇柴油機(jī)機(jī)體的底面確立一個平面來限制 3 個自由度，側(cè)面定位限制 2 個自由度， 端面定位限制 1 個自由度，這樣就更能保證工件的加工精度。在本次設(shè)計中我們采 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 7 用的就是“三平面”定位。 2.1.42.1.4 滑臺型式的選擇滑臺型式的選擇 本組合機(jī)床采用的是液壓滑臺。機(jī)械滑臺沒有液壓驅(qū)動的管路、泄露、噪聲和 液壓占地的問題，但只能有級變速，變速比較麻煩，沒有可靠的過載保護(hù)。與機(jī)械 滑臺相比較，液壓滑臺具有如下優(yōu)點(diǎn)：在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量可以無級調(diào)速；可 以獲得較大的進(jìn)給力；由于液壓驅(qū)動，零件磨損小

24、，使用壽命長；工藝上要求多次 進(jìn)給時，通過液壓換向閥，很容易實現(xiàn)；過載保護(hù)簡單可靠；由行程調(diào)速閥來控制 滑臺的快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠。但采用液壓滑臺也有其弊端，如：進(jìn) 給量由于載荷的變化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定；液壓系統(tǒng)漏油影響工作環(huán)境，浪費(fèi) 能源；調(diào)整維修比較麻煩。本課題的加工對象是 ZS175 柴油機(jī)機(jī)體左、右、后三個 面上的 15 個孔，為了提高加工效率，故采用液壓滑臺。 2.2 切削用量的確定及刀具選擇 2.2.12.2.1 選擇切削用量選擇切削用量 對于15個被加工孔，采用查表法選擇切削用量，從文獻(xiàn)9P.130表6-11中選取。 由于鉆孔的切削用量還與鉆孔深度有關(guān)，隨孔深的增

25、加而逐漸遞減，其遞減值按文 獻(xiàn)9P.131表6-12選取。降低進(jìn)給量的目的是為了減小軸向切削力，以避免鉆頭折 段。鉆孔深度較大時，由于冷卻排屑條件都較差，是刀具壽命有所降低。降低切削 速度主要是為了提高刀具壽命，并使加工較深孔時鉆頭的壽命與加工其他淺孔時鉆 頭的壽命比較接近。 切削用量選擇是否合理，對組合機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機(jī)床 的布局形式及正常工作均有很大影響。組合機(jī)床多軸箱上所以的刀具共用一個進(jìn)給 系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動力滑臺。查文獻(xiàn)9得硬度HB190-240時，高速鋼鉆頭的切削用 量如表2-1： 表 2-1 高速鋼鉆頭切削用量 加工材料加工直徑 （mm） 1 d 切削速度 (

26、m/min)v 進(jìn)給量 (mm/r)f 200241HBS 160.050.1 鑄鐵 612 1018 0.10.18 A.對左面 5 個孔的切削用量選擇： a)鉆孔 1、2、3：6 孔，h=10mm 查上表高速鉆頭切削用量得： 由 d=1-6,硬度大于 200-241HBS，選擇 v=1018m/min,f0.050.1mm/r,取定 ZS175 柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計 8 v=10.48m/min,f=0.1mm/r, 則由文獻(xiàn)9的公式， （2- d v n 1000 1） 得： n=100010.48/(6)525r/min b)鉆孔 4：8 孔，h=12mm 查上表高

27、速鉆頭切削用量得： 由 d6-12,硬度大于 200-241HBS，選擇 v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取 定 v=13.188m/min,f=0.1mm/r, 得： n=100013.188/(8)525r/min c)鉆孔 5：4 孔，h=8mm 查上表高速鉆頭切削用量得： 由 d=1-6,硬度大于 200-241HBS，選擇 v=1018m/min,f0.050.1mm/r,取定 v=10.26m/min,f=0.058mm/r, 得： n=100010.26/(4)900r/min B.對右側(cè)面上 5 個孔的切削用量的選擇： a)鉆孔 6、7、8、9：4 孔，h=8

28、mm 查上表高速鉆頭切削用量得： 由 d=1-6,硬度大于 200-241HBS，選擇 v=1018m/min,f0.050.1mm/r,取定 v=14.821m/min,f=0.08mm/r, 得： n=100014.821/(4)1180r/min b)鉆孔 10：3 孔，h=8mm 查上表高速鉆頭切削用量得： 由 d=1-6,硬度大于 200-241HBS，選擇 v=1018m/min,f0.050.1mm/r,取定 v=10.136m/min,f=0.088mm/r, 得： n=100010.136/(3)1076r/min C.對后面上 5 個孔的切削用量的選擇 a)鉆孔 11、12

29、：4 孔，h=8mm 查上表高速鉆頭切削用量得： 由 d=1-6,硬度大于 200-241HBS，選擇 v=1018m/min,f0.050.1mm/r,取定 v=11.304m/min,f=0.084mm/r, 得： n=100011.304/(4)900r/min b)鉆孔 13、14、15：10 孔，h=12mm 查上表高速鉆頭切削用量得： 由 d6-12,硬度大于 200-241HBS，選擇 v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取 定 v=16.956m/min,f=0.140mm/r, 得： n=100016.956/(10)540r/min 2.2.22.2.2 切削

30、力、切削扭矩及切削功率切削力、切削扭矩及切削功率的計算的計算 根據(jù)文獻(xiàn)9表 6-20 中公式計算鉆孔 （2- 6 . 08 . 0 26HBDfF 2） 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 9 （2- 6 . 08 . 09 . 1 10HBfDT 3） （2- D Tv P 9740 4） 式中， F -切削力（N） ；T-切削轉(zhuǎn)矩（N） ；P-切削功率（Kw） ；v-切 削速度（m/min） ；f-進(jìn)給量（mm/r） ；-切削深度（mm） ； D-加工（或鉆頭） p a 直徑（mm） ； HBS-布氏硬度，取 HBS=225。 由以上公式可得： A.左面 a) 鉆孔 1、2、3：6

31、孔，h=10mm =634N 6 . 08 . 0 26HBDfF 6 . 08 . 09 . 1 10HBfDT 1.90.80.6 10 60.12251435.319Nmm D Tv P 9740 1435.319 10.48 97406 0.073KW b) 鉆孔 4：8 孔，h=12mm = = 6 . 08 . 0 26HBDfF 0.80.6 26 8 0.1225 992.02N 6 . 08 . 09 . 1 10HBfDT 1.90.80.6 10 80.12251025.71Nmm D Tv P 9740 1025.71 12.56 97408 0.127KW c)鉆孔

32、5：4 孔，h=8mm 6 . 08 . 0 26HBDfF = = 0.80.6 26 4 0058225 496.014N 6 . 08 . 09 . 1 10HBfDT 1.90.80.6 10 40.058225664.316Nmm D Tv P 9740 664.316 10.26 97404 0.034KW B.右面： a)鉆孔 6，7，8，9： 4 孔，h=8mm 0.80.6 26338.32FDfHBN 1.90.80.6 10510.00TDfHBNmm D Tv P 9740 0.062kW b)鉆孔 10： 3 孔，h=8mm ZS175 柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床總體

33、及夾具設(shè)計 10 0.80.6 26314.10FDfHBN 1.90.80.6 10317.76TDfHBNmm 0.035 9740 Tv PkW D C.后面： a)鉆孔 11、12、13： 4 孔，h=8mm N HB fDF63.369 2250.084 42626 6 . 08 . 06 . 0 8 . 0 mmN HB f D T05.495 225084. 04 1010 6 . 08 . 09 . 16 . 0 8 . 0 9 . 1 W D Tv Pk046 . 0 9740 b)鉆孔 14、15： 10 孔，h=12mm N HB fDF55.1390 22514 . 0

34、 102626 6 . 08 . 06 . 0 8 . 0 mmN HB f D T27.4248 22514 . 0 10 1010 6 . 08 . 09 . 16 . 0 8 . 0 9 . 1 kW D Tv P235 . 0 9740 2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計三圖一卡 2.3.12.3.1 被加工零件工序圖被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計的組合機(jī)床上完成的工 藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾 壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量、毛坯或半成品情 況的圖樣。除了設(shè)計研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計

35、的重要依據(jù)，也是制造、使用、 調(diào)整和檢驗機(jī)床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件的基礎(chǔ)上，突 出本機(jī)床或自動線的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的。其主要內(nèi)容包括： 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)計有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀 和尺寸。當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向時，則應(yīng)把設(shè)置中間導(dǎo)向臨近的工件內(nèi)部肋、壁布置 及有關(guān)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸表示清楚，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。 b)本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。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。 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

36、加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。 為使本加工零件工序圖表達(dá)清晰明了，突出本工序內(nèi)容，繪制時制定；應(yīng)按一 定的比例，繪制足夠的試圖以及剖面 ；本工序加工部位用粗實線表示，長方形方 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 11 框表示保證加工部位尺寸及位置尺寸，定位基準(zhǔn)符號“” 。被加工零件工序圖如 圖 2-1。 2.3.22.3.2 加工示意圖加工示意圖 加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的。是表達(dá)工 藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖。零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出 來。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及 工件

37、、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。 加工示意圖見附錄。 A. 刀具的選擇 在編制加工示意圖的過程中，首先是對刀具進(jìn)行選擇。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。因而正確選擇刀具是一 個相當(dāng)重要的工作。刀具的選擇要考慮到工件加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的 排除及生產(chǎn)率要求等因素。鉆孔刀具其直徑應(yīng)與加工終了時刀具螺紋螺旋槽后端和 導(dǎo)向套外端有一定的距離。 a.刀具直徑的選擇 刀具直徑的選擇應(yīng)與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)。根據(jù)工藝要求及加工精度的 要求，孔8選擇刀具8h8錐柄麻花鉆；孔6選擇刀具6h8錐柄麻花鉆。 b.刀具耐用度

38、的計算 ZS175 柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計 12 圖 2-1 被加工零件工序圖 確定刀具耐用度，用以驗證選用量或刀具是否合理，刀具的耐用度至少大于4 個小時。 （2- 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 5） 式中： 刀具耐用度，單位 min；T 鉆頭直徑，單位 mm；D 切削速度，單位 m/min；v 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位 mm/r；f 布氏硬度。HB 選擇6mm的鉆頭進(jìn)行計算： ， 0.25 8 0.551.3 9600 6 ()164394.6min 10.48 0.1223.33 T 根據(jù)計算，所得刀具耐用度滿足要求。 B. 確定主軸、尺

39、寸、外伸尺寸 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 13 在該課題中，主軸用于鉆孔，選用滾珠軸承主軸。又因為浮動卡頭與刀具剛性 連接，所以本課題中的主軸均為滾珠軸承長主軸。 根據(jù)由選定的切削用量計算得到的切削轉(zhuǎn)矩T，由文獻(xiàn)9P43公式 (2-6) 4 6.2 10dT 式中，d軸的直徑（） ；T軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（Nm） ； B系數(shù)，本課題中主軸為非剛性主軸，取 B=6.2。 由公式可得： 左主軸箱 軸 1-5 取 d=15 右主軸箱 軸 6-10 取 d=15 后主軸箱 軸 11-13 取 d=15 軸 14-15 取 d=20 根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，文獻(xiàn)9表 3-6 可得到主軸外伸

40、尺寸及接桿莫 氏圓錐號： 滾珠長主軸軸徑 d=15時，主軸外伸尺寸為：D/d1=25/16,L=85；接桿莫氏 圓錐號為 1。 滾珠長主軸軸徑 d=20時，主軸外伸尺寸為：D/d1=32/20,L=115；接桿莫氏 圓錐號為 2。 C.導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 組合機(jī)床鉆孔時，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證的。導(dǎo) 向裝置的作用是：保證刀具相對工件的正確位置；保證刀具相互間的正確位置；提 高刀具系統(tǒng)的支承剛性。 本課題中加工15個孔時，由于是大批大量生產(chǎn)，考慮到當(dāng)導(dǎo)套磨損時，便于更 換，避免使整個鉆模板報廢，以節(jié)約成本，所以導(dǎo)向裝置選用可換導(dǎo)套。 對于加工10孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=18

41、mm，D1=26mm， D2=30 mm，L=16mm， 對于加工8孔， 選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=15mm，D1=22mm，D2=26mm，L=16mm。 對于加工6孔， 選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=12mm，D1=18mm，D2=22mm，L=12mm。 對于加工4孔， 選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=10mm，D1=15mm，D2=18mm，L=12mm。 對于加工3孔， 選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=8mm， D1=12mm，D2=15mm，L=8mm。 D. 動力部件工作循環(huán)及行程的確定 a. 工作進(jìn)給長度的確定 L工 工作進(jìn)給長度，應(yīng)等于加工部位長度（多軸加工時按最長孔計算）與刀具 L工 切入長度和切出長度之

42、和。 即： 1 L 2 L (2-7) 12 LLLL 工 式中切入長度一般為 510，根據(jù)工件端面的誤差情況確定。 1 L 查9 P46 表 3-7 切出長度的確定得鉆孔時 ZS175 柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計 14 (2-8) 2 1 (38 3 Ld） 計算。式中，d 為鉆頭直徑。 三個面上鉆孔時的工作進(jìn)給長度見下表： 表 2-2 工作進(jìn)給長度表 L1 L d2 L 工 L 右主軸箱 894825 左主軸箱 12881030 后主軸箱 128101030 b.快速進(jìn)給長度的確定 快速進(jìn)給是指動力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置。初步選定左、右、后主軸箱 上刀具的快速進(jìn)給長度分別

43、為210mm，215mm，210mm。 c.快速退回長度的確定 快速退回長度等于快速進(jìn)給和工作進(jìn)給長度之和。左、右、后主軸箱上刀具的 快速進(jìn)給長度分別為240mm，240mm，240mm。 d.動力部件總行程的確定 動力部件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(bǔ)償制造、安裝誤差，動力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離（即前備量）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拿出時，動力部件需要后退的 距離（刀具退離夾具導(dǎo)套外端面的距離應(yīng)大于接桿插入主軸孔內(nèi)或刀具插入接桿孔 的長度，即后備量） 。因此，動力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。三面 的前備量取40m

44、m，后備量取80mm，則總行程為360mm。圖2-2為被加工零件的加工示 意圖。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 15 圖 2-2 加工示意圖 2.3.32.3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是用來表示機(jī)床的配置型式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相 互聯(lián)系、運(yùn)動關(guān)系和操作方位的總體布局。用以檢驗各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是 否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適；它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計提供 重要依據(jù)；它可以看成是簡化的機(jī)床總圖。 A.選擇動力部件 a)動力箱型號的選擇 由切削用量計算得到的各主軸的切削功率的總和，根據(jù)文獻(xiàn)9公式 切削 P47P (2-9) 主主

45、 主主主 P P 式中, 消耗于各主軸的切削功率的總和（kW） ； 切削 P 多軸箱的傳動效率,加工黑色金屬時取 0.80.9，加工有色金屬 時取 0.70.8；主軸數(shù)多、傳動復(fù)雜時取小值，反之取大值。 本課題中，被加工零件材料為灰鑄鐵，屬黑色金屬，又主軸數(shù)量較多、傳動復(fù) 雜，故取。0.85h= 左主軸箱： 0.034 30.0730.1270.302PkW 切削 則 0.302 0.355 0.85 kW P 主軸箱 右主軸箱： 0.062 40.0350.345PkW 切削 則 0.345 0.4059 0.85 kW P 主軸箱 后主軸箱： 0.046 30.235 20.608PkW

46、切削 則 0.608 0.715 0.85 kW P 主軸箱 b)動力滑臺型號的選擇 根據(jù)選定的切削用量計算得到的單根主軸的進(jìn)給力，按文獻(xiàn)9的 62 頁公式 (2-10) n i FiF 1 主主主 計算。 式中，F(xiàn)i各主軸所需的軸向切削力，單位為 N。 則: 左主軸箱 3 634992.02496.0143390.034N F 左主軸箱 右主軸箱 4 388.32314.101867.38N F 右主軸箱 ZS175 柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計 16 后主軸箱 3 369.63 1390.55 23889.99N F 后主軸箱 根據(jù)選定的切削用量，計算總的進(jìn)給力，并據(jù)所需的最小

47、進(jìn)給速度、工作行程、 結(jié)合主軸箱輪廓尺寸，考慮工作穩(wěn)定性，由文獻(xiàn)9表 5-1，左、右、后面都選用液 壓滑臺 1HY32IA 型，臺面寬 320mm，臺面長 630mm，滑臺及滑座總高為 280mm，允許 最大進(jìn)給力為 12500N；其相應(yīng)的側(cè)底座型號為 1CC321。根據(jù)液壓滑臺的配套要求， 滑臺額定功率應(yīng)大于電機(jī)功率的原則，查文獻(xiàn)9表 5-38 得出動力箱及電動機(jī)的型 號，下表為動力箱及電動機(jī)的型號。 表 2-3 動力箱及電動機(jī)的型號 主軸箱動力箱型號電動機(jī)型號 電動機(jī)功率 (KW) 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 (r/min) 輸出軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 后主軸箱 1TD16Y90s-41.11400920

48、 右主軸箱 1TD16Y90s-41.11400920 左主軸箱 1TD16Y90s-41.11400920 c)配套通用部件的選擇 側(cè)底座 1CC321 型號，其高度 H=560mm，寬度 B=520mm，長度 L=1180mm。 B.確定機(jī)床裝料高度 H 裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。本課題中，工件最 低孔位置 h2=128，主軸箱最低主軸高度 h1=127.5，所選滑臺與滑座總高 h3=320，側(cè)底座高度 h4=560，夾具底座高度 h5=300，中間底座高度 h6=560， 綜合上述因素，該組合機(jī)床裝料高度取 H=880。 C.確定夾具輪廓尺寸 主要確定夾具底座的

49、長、寬、高尺寸。工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具底座 輪廓尺寸的基本依據(jù)。具體要考慮布置工件的定位、限位、夾緊機(jī)構(gòu)、刀具導(dǎo)向裝 置以及夾具底座排屑和安裝等方面的空間和面積需要。夾具底座的高度尺寸，一方 面要保證其有足夠的高度，同時考慮機(jī)床的裝料高度、排屑的方便性和便于設(shè)置定 位、夾緊機(jī)構(gòu)。一般不小于 240 mm。本機(jī)床夾具的長度為 660mm，寬度為 560mm， 高度為 925mm。 D.確定中間底座尺寸 中間底座的輪廓尺寸，在長寬方向應(yīng)滿足夾具的安裝需要。它在加工方向的尺 寸，實際已由加工示意圖所確定，機(jī)床在加工終了時工件端面至主軸箱前端面的距 離?？傊虚g底座的結(jié)構(gòu)，尺寸需根據(jù)工件的大

50、小、形狀以及組合機(jī)床的配置形 式等來確定。因此，中間底座一般按專用部件進(jìn)行設(shè)計，但為了不致使組合機(jī)床的 外廓尺寸過分繁多，中間底座的主要尺寸應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 確定中間底高度尺寸時，應(yīng)注意機(jī)床的剛性要求、冷卻排屑系統(tǒng)要求以及側(cè)底 座連接尺寸要求。裝料高度和夾具底座高度確定后，中間底座高度就已確定。本機(jī) 床確定中間底座高度為 560mm。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 17 E.確定主軸箱輪廓尺寸 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 h1。主軸箱寬度 B、高度 H 的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按文獻(xiàn)9P49 公式計算： 1B=b+2b （2

51、-11H=h+h +b 11） 式中：工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（） ；b 最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（） ；1b 工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（） ；h 最低主軸高度（） 。1h 其中，h1還與工件最低孔位置（h2=128） 、機(jī)床裝料高度（H=880） 、滑臺 滑座總高（h3=320） 、側(cè)底座高度（h4=560）等尺寸有關(guān)。對于臥式組合機(jī)床， h1要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦 h185-140，本組合機(jī) 床按文獻(xiàn)9P50 公式 （2-1234h =h +H-(0.5+h +h ) 12） 計算，得： h1=127.5。 b=100,h=125.125,取 b

52、1=100，則求出主軸箱輪廓尺寸： 1B=b+2b =100+2 100=300 11H=h+h +b =125.125+128+100=353.925 根據(jù)上述計算值,按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，左、右、后主軸箱輪廓尺寸都 預(yù)定為 BH=400400。 2.3.42.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計算卡機(jī)床生產(chǎn)率計算卡 A.理想生產(chǎn)率(單位為件/h)是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng) A(包括備品及廢品率)所要Q 求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時總數(shù) tk有關(guān),一般情況下,單班制 tk取 2350h,兩班 制 tk取 4600h,由文獻(xiàn)9的 51 頁公式 （2- k t A Q 13） 得： 54000/ 235021.27

53、/Qh件 B.實際生產(chǎn)率(單位為件/h)是指所設(shè)計機(jī)床每小時實際可生產(chǎn)的零件數(shù) 1 Q （2- 單 T Q 60 1 14） 式中:生產(chǎn)一個零件所需時間(min)，可按下式計算： 單 T ZS175 柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計 18 裝移 快退快進(jìn) 停輔切單 tt V LL t V L V L ttT k f ff2 2 1 1 式中:分別為刀具第、工作進(jìn)給長度,單位為 mm； 21 LL 、 分別為刀具第、工作進(jìn)給量,單位為 mm/min； 21ff VV 、 當(dāng)加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時，滑臺在死擋鐵上的停留 停 t 時間，通常指刀具在加工終了時無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)

54、轉(zhuǎn)所需的時間，單位 min; 分別為動力部件快進(jìn)、快退行程長度，單位為 mm; 快退快進(jìn)、L L 動力部件快速行程速度。用機(jī)械動力部件時取 56m/min;用液壓動力 k f V 部件時取 310m/min; 直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時間，一般取 0.1min; 移 t 工件裝、卸（包括定位或撤銷定位、夾緊或松開、清理基面或切屑及 裝卸 t 吊運(yùn)工件）時間。它取決于裝卸自動化程度、工件重量大小、裝卸是否方便及工人 的熟練程度。通常取 0.51.5min。 如果計算出的機(jī)床實際生產(chǎn)率不能滿足理想生產(chǎn)率要求,即,則必須重新QQ 1 選擇切削用量或修改機(jī)床設(shè)計方案。 已知: 鉆右面孔 ;

55、25Lmm 工 1180 0.0894.4/ min f Vnfmm 215Lmm 快進(jìn) 240Lmm 快退 25 0.020.28min 94.4 f L tt V 機(jī) 工進(jìn) 停 215240 0.1 1.51.691min 5000 k f LL ttt V 快進(jìn)快退 移輔裝卸 0.28 1.6911.971minttt 輔單機(jī) 鉆左面孔 30;525 0.152.5/ min f Lmm Vnfmm 工 210Lmm 快進(jìn) 240Lmm 快退 30 0.020.59min 52.5 f L tt V 機(jī) 工進(jìn) 停 210240 0.1 1.51.69min 5000 k f LL ttt

56、 V 快進(jìn)快退 移輔裝卸 0.571.692.26minttt 輔單機(jī) 鉆后面孔 30;540 0.1475.6/ min f Lmm Vnfmm 工 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 19 210Lmm 快進(jìn) 240Lmm 快退 30 0.020.42min 75.6 f L tt V 機(jī) 工 停 210240 0.1 1.51.69min 5000 k f LL ttt V 快進(jìn)快退 移輔裝卸 0.42 1.692.11minttt 輔單機(jī) 對多面和多工位加工機(jī)床，在計算時應(yīng)以所有工件單件加工最長的時間作為單 件工時，所以選擇，2.31minT 單 實際生產(chǎn)率: 1 6060 26

57、.55/ 2.26 Qh T 單 件 C.機(jī)床負(fù)荷率 a)當(dāng)時候，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。 1 QQ 組合機(jī)床負(fù)荷率一般為 0.750.90,自動線負(fù)荷率為 0.60.7。典型的鉆、鏜、 攻螺紋類組合機(jī)床，按其復(fù)雜程度確定；對于精度較高、自動化程度高或加工多品 種組合機(jī)床，宜適當(dāng)降低負(fù)荷率。 b)由文獻(xiàn)9的 51 頁公式得機(jī)床負(fù)荷率: （2-15 1 Q Q ） 21.27 80.11% 26.55 ZS175 柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計 20 3 3 夾具設(shè)計夾具設(shè)計 3.1 概述 金屬切削加工時，工件在機(jī)床上的安裝方式一般有找正安裝和采用機(jī)床夾具安 裝兩種，成批、大量生產(chǎn)時常用

58、機(jī)床夾具安裝。機(jī)床夾具就是機(jī)床上用以裝夾工件 的一種裝置，它使工件相對于機(jī)床或刀具獲得正確的外置，并在加工過程中保持位 置不變。工件在夾具中的安裝包括工件的定位和工件的夾緊。 機(jī)床夾具按其使用范圍可分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具及隨 行夾具五種基本類型。按其所適用的機(jī)床來分類，則機(jī)床夾具可分為車床夾具、銑 床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、自動機(jī)床夾具及數(shù)控機(jī)床夾具。 3.1.1 零件的工藝性分析零件的工藝性分析 本次畢業(yè)設(shè)計是設(shè)計在柴油機(jī)機(jī)體機(jī)體進(jìn)行鉆加工所用的夾具。柴油機(jī)機(jī)體材 料為HT250，其硬度為HB190240，在本工序之前柴油機(jī)機(jī)體的六個主要表面已加 工完畢。本工

59、序加工內(nèi)容為：鉆左面：36、8、4；鉆右面： 44、3；鉆后面：34、210。 3.1.2 夾具設(shè)計的基本要求夾具設(shè)計的基本要求 A.保證工件的加工精度 保證工件的加工精度是夾具設(shè)計的最基本要求。其關(guān)鍵在于，正確地確定定位 方案、夾緊方案和刀具導(dǎo)向方式，合理地設(shè)計夾具的尺寸、公差和技術(shù)要求，必要 時應(yīng)進(jìn)行誤差的分析和計算。 B.提高生產(chǎn)效率、減低制造成本 夾具設(shè)計的總體方案應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)時，應(yīng)盡量采用各種 快速、高效的結(jié)構(gòu)、自動裝置和先進(jìn)的控制方法，以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)率； 在中心批量生產(chǎn)中，則要求在滿足夾具功能的前提下，盡量使夾具結(jié)構(gòu)簡單，容易 制造，以降低夾具的制造成

60、本。 C.操作方便、省力和安全 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 21 夾具的操作要盡量做到方便、省力，如有條件，盡可能采用氣動、液壓及其他 機(jī)械化夾緊裝置、以減輕工人的勞動強(qiáng)度。并可較好地控制夾緊力。夾具操作位置 應(yīng)符合操作工人的習(xí)慣，必要時應(yīng)有安全保護(hù)裝置，以確保使用安全。 D.便于排屑 夾具的排屑是一個容易忽視的問題，如果排屑功能不好，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(zhì)量；切屑的的清掃又會增加輔助時間，降低生產(chǎn)率。切屑積集嚴(yán)重時，還會損 傷刀具以致造成設(shè)備事故或工傷事故。因此，排屑問題在夾具設(shè)計時必須給予充分 的注意

61、，在設(shè)計高效組合機(jī)床夾具時尤為重要。 E.有良好的結(jié)構(gòu)工藝性 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維修，應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn) 元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。 夾具設(shè)計是一種相互關(guān)聯(lián)的工作，通常是在參閱有關(guān)資料的情況下，按加工要 求構(gòu)思出設(shè)計方案，繪制出圖樣，經(jīng)修改后確定夾具的結(jié)構(gòu)。 3.1.3 夾具總體結(jié)構(gòu)構(gòu)思夾具總體結(jié)構(gòu)構(gòu)思 根據(jù)被加工零件特點(diǎn)，初定夾具總體結(jié)構(gòu)如下： 頂端用一個液壓缸托板固定一個夾緊液壓缸，夾緊液壓缸通過壓板夾緊工件， 夾具體上右邊固定一個支架，支架上固定一個液壓缸，使得工件右邊夾緊，夾具體 通過螺釘和定位銷與機(jī)床中間底座相連。 3.2 定位方案的確定 3.2.1 定位方案論證定位

62、方案論證 箱體零件的定位方案一般有兩種， “一面兩銷”和“三平面”定位方法。 A. “一面兩銷”的定位方法的特點(diǎn)是： a)可以簡便地消除工件的六個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。 b)有同時加工零件五個表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上 孔的位置精度。 c)“一面兩銷”可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整 個工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的累積誤差，有利于保證零件的加 工精度。同時，使機(jī)床各個工序的許多部件實現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計、制造周 期，降低成本。 d)易于實現(xiàn)自動化定位、夾緊，并有利于防止切削落于定位基面上。 B. “三平面”定位方法的特點(diǎn)是

63、： a)可以簡便地消除工件的六個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。 b)有同時加工零件兩個表面的可能，能高度集中工序。 在選擇定位基準(zhǔn)時，應(yīng)盡量選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，即遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 通過對零件的分析，最后選擇柴油機(jī)機(jī)體的底面作為定位的基準(zhǔn)面，這樣就有利于 ZS175 柴油機(jī)機(jī)體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計 22 保證了被加工孔相互間的位置精度。柴油機(jī)機(jī)體要很好的固定在機(jī)床上，就必須限 制六個自由度，這樣才可以保持加工精度。根據(jù)切削力的方向和夾具夾緊力的方向， 選擇柴油機(jī)機(jī)體的底面確立一個平面來限制三個自由度，側(cè)面定位限制 2 個自由度， 端面定位限制 1 個自由度，這樣就更能保證工件的加工精度。這種定位方式就是 “三平面”定位。 3.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)選擇的原則 A.盡可能選擇最大基面做主要的定位基準(zhǔn)面； B.盡可能與工序基準(zhǔn)重合； C.盡量選最長表面做為限制自由度的定位基準(zhǔn)； D.盡量選精度較高的已加工表面為定位基準(zhǔn)； E.在同一工件各工序中盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。 綜上所述，故選定底面為定位基準(zhǔn)面， 3.3 誤差分析 一批工件依次在夾具中進(jìn)行定位時，由于工序基準(zhǔn)的變動對加工表面尺寸所造 成的極限值之差稱為定位誤差。產(chǎn)生定位誤差的原因是工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不相重 合或工序基準(zhǔn)自身在位置上發(fā)生偏移或位移所引起的。用夾具