機械畢業(yè)設計（論文）-柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及夾具設計【全套圖紙】

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1、鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 目目 錄錄 1 前言 .1 1.1 課題內(nèi)容 .1 1.2 課題來由 .1 1.2.1 課題背景 .1 1.2.2 課題要求 .1 1.3 組合機床國內(nèi)外發(fā)展概述 .2 1.4 本課題主要解決的問題和總體設計思路 .3 2 組合機床總體設計4 2.1 總體方案論證 .4 2.1.1 加工對象工藝性的分析 .4 2.1.2 機床配置型式的選擇 .5 2.1.3 定位基準的選擇 .5 2.1.4 滑臺型式的選擇 .5 2.2 確定切削用量及選擇刀具6 2.2.1 選擇切削用量 .6 2.2.2 計算切削力、切削扭矩及切削功率 .8 2.2.3 刀具耐用度的

2、計算.12 2.2.4 選擇刀具結構 14 2.3 三圖一卡設計.14 2.3.1 被加工零件工序圖 14 2.3.2 加工示意圖 15 2.3.3 機床聯(lián)系尺寸圖 17 2.3.4.機床生產(chǎn)率計算卡 20 3 夾具設計 23 31 概述 .23 3.1.1 機床夾具在機械加工中的作用 23 3.1.2 機床夾具的分類 24 3.1.3 機床夾具的組成 24 3.2 夾具設計的基本要求和步驟 25 3.2.1 夾具設計的基本要求 25 3.2.2 夾具設計的步驟 25 3.3 定位方案的確定 26 3.3.1 零件的工藝性分析 26 3.3.2 定位方案的論證 26 3.3.3 誤差分析 27

3、 3.3.4 保證加工精度.29 3.4 夾緊方案的確定 30 3.4.1 夾緊裝置的確定 30 3.4.2 夾緊力的確定 31 3.5 夾具體的設計 32 4 結論 33 參考文獻 34 致 謝 35 附 錄 36 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 1 柴油機機體三面半精鏜組合機床柴油機機體三面半精鏜組合機床 總體及夾具設計總體及夾具設計 摘 要：柴油機機體為大批大量生產(chǎn)的零件，為了提高生產(chǎn)效率，滿足被加工零件 的精度要求，保證加工性能穩(wěn)定，本課題設計了一臺用于 ZH1135 柴油機機體三面 半精鏜的組合機床。 設計內(nèi)容主要分為總體設計和夾具設計兩部分。夾具的設計是本次設計中一 個重

4、要的部分。此設計主要是在分析被加工零件的工藝性基礎上，選擇加工的定位 基準、夾緊方案及機床的配置型式等，并選擇了合適的切削用量、刀具及動力部件 等，完成了總體設計。在夾具設計部分，本設計采用的是專用夾具，主要是定位原 理的確定和定位方案的選定，以及夾緊系統(tǒng)的設計、夾緊力的估算，定位誤差的分 析，液壓缸的選用等，最終完成夾具的設計。 本組合機床具有提高生產(chǎn)效率，滿足工件的加工精度，減少了工人的勞動強度 的優(yōu)點，較好的實現(xiàn)了設計的要求。 關鍵詞：組合機床；柴油機機體；鏜孔；夾具 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及夾具設計 2 Desi

5、gn of the overall and Left Headstock of Modular Machine Tool for boring Holes on Three-Side of the body of Diesel Engine Abstract: The cylinder block of diesel is made for large quantities of mass production. In order to enhance the production efficiency and to meet the precision of the components p

6、rocessed and the precision stability, a modular machine-tool was designed to be used in the ZH1135 diesel engine with three-side boring holes. The focal point of this topic could be divided into two parts: Firstly, as far as jig design, Design this it analyses to be at the foundation craft to proces

7、s part mainly, choose localization datum that is processed , clamping the disposition pattern of the scheme and lathe ,etc., have choose suitable cutting consumption , the cutter and motive force part ,etc., has finished designing overallly. Designed some in the jig , it was special-purpose jig , an

8、d mainly the selection of sureness of orienting the principle and localization scheme that was originally designed and adopted, clamp design of system , clamp estimation of strength , the position error analysis , hydraulic cylinder Selection etc. , finish design of jig finally. The advantages of th

9、is modular machine-tool are production efficiency, high precision of processing, reducing labor intensity of the workers. Key words: modular machine tool; the body of diesel engine; boring； jig 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 3 1 1 前言前言 1.1 課題內(nèi)容 本組課題是設計一臺三面半精鏜孔臥式組合機床，來保證 ZH1135 柴油機三面 孔的加工和相應的位置精度，在完成機床總體設計和繪制“

10、三圖一卡”的基礎上， 主要完成夾具設計。 1.2 課題來由 1.2.11.2.1 課題背景課題背景 近年來，隨著制造業(yè)的發(fā)展，普通機床已經(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。江動集團在生產(chǎn)ZH1135柴油機時，其加工效率比較低，跟不 上生產(chǎn)指標，普通機床加工比較困難，現(xiàn)需要設計一臺組合機床用以實現(xiàn)ZH1135柴 油機體的加工。同時為保證其工件某工序的加工要求，使工件在機床上相對刀具的 切削或成形運動處于準確的相對位置。故還必須設計其夾具。 1.2.21.2.2 課題要求課題要求 本加工工序的內(nèi)容是： 左面半精鏜 299.6，271.6，C2.2 ，C1.2；35.6，71.6，

11、C1.2；29.7；右面半精鏜 210.5，149.5，C1.7； 后面半精鏜 151.5，144.5，142.5，倒角 C4.9。表面粗糙度均為 3.2 微米。 生產(chǎn)綱領：大批大量。 為了保證零件的加工精度，在整個設計過程中應滿足以下幾點要求： 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(diào)整； 3.機床盡量能用通用件（中間底座可自行設計）以便降低制造成本 4.機床各動力部件用電氣控制。 1.3 組合機床國內(nèi)外發(fā)展概述 柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及夾具設計 4 組合機床及其自動線是集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術和成套

12、 工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應用于工程機械、交通、 能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自動線主要采用 機、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（近年研制的組合機床加工連桿、板件等也占一定份額） ，完成鉆孔、擴孔、 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。組合機床的分類繁多，有大型組合機床和小型組合機床，有單面、雙 面、三面、臥式、立式、傾斜式、復合式，還有多工位回轉臺式組合機床等；隨著 技術的不斷進步，一種新型的組合機床柔性組合機床越來越受到人們的青睞， 它應

13、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（PLC） 、數(shù)字控制（NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(tǒng)，并能靈 活適應多品種加工的可調(diào)可變的組合機床。另外，近年來組合機床加工中心、數(shù)控 組合機床、機床輔機（清洗機、裝配機、綜合測量機、試驗機、輸送線）等在組合 機床行業(yè)中所占份額也越來越大。由于組合機床及其自動線是一種技術綜合性很高 的高技術專用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而設計的，它涉及到加工工藝、刀具、測 量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術。我國組合機床及組合機床自動線 總體技術水平比發(fā)達國家要相對落后，國內(nèi)所需的一些高水平組合機床及自動線幾 乎都

14、從國外進口。工藝裝備的大量進口勢必導致投資規(guī)模的擴大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成 本提高。因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術、新工藝，研制新產(chǎn)品，由過去的 “剛性”機床結構，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需求，真正成為剛柔兼?zhèn)涞?自動化裝備?，F(xiàn)僅就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進行說明。 （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 9.097mm0.004mm, 表面粗糙度 Ra0.8m，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。

15、（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(chǎn)的高精度、高生產(chǎn)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 800mm800mm，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

16、序的單軸加工和多軸加工，適合中大批量生產(chǎn)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(chǎn)。 （4）為某航空動力機械公司生產(chǎn)的柔性生產(chǎn)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(chǎn)調(diào)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(chǎn)調(diào)度實現(xiàn)無序 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 5 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(chǎn)品需求的提高，高精度、高生產(chǎn)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

17、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。一方面，加強數(shù)控技術的應用，提高組合機床產(chǎn) 品數(shù)控化率；另一方面，進一步發(fā)展新型部件，尤其是多坐標部件，使其模塊化、 柔性化，適應可調(diào)可變、多品種加工的市場需求。從 2002 年年底第 21 屆日本國際 機床博覽會上獲悉，在來自世界 10 多個國家和地區(qū)的 500 多家機床制造商和團體 展示的最先進機床設備中，超高速和超高精度加工技術裝備與復合、多功能、多軸 化控制設備等深受歡迎。據(jù)專家分析，機床裝備的高速和超高速加工技術的關鍵是 提高機床的主軸轉速和進給速度。該屆博覽會上展出的加工

18、中心，主軸轉速 1000020000r/min，最高進給速度可達 2060m/min；復合、多功能、多軸化控制 裝備的前景亦被看好。在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時，加工的形 狀卻日益復雜。多軸化控制的機床裝備適合加工形狀復雜的工件。另外，產(chǎn)品周期 的縮短也要求加工機床能夠隨時調(diào)整和適應新的變化，滿足各種各樣產(chǎn)品的加工需 求。 然而更關鍵的是現(xiàn)代通信技術在機床裝備中的應用，信息通信技術的引進使 得現(xiàn)代機床的自動化程度進一步提高，操作者可以通過網(wǎng)絡或手機對機床的程序進 行遠程修改，對運轉狀況進行監(jiān)控并積累有關數(shù)據(jù)；通過網(wǎng)絡對遠程的設備進行維 修和檢查、提供售后服務等。在這些方面我國組合

19、機床裝備還有相當大的差距，因 此我國組合機床技術裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工 性以及通信技術的應用將是今后的發(fā)展方向。 1.4 本課題主要解決的問題和總體設計思路 課題由 2 人來進行設計，本人主要進行組合機床的總體設計及夾具設計。首先 根據(jù) ZH1135 型柴油機的結構和加工工序，確定機床總體結構和配置型式，定位基 準的選擇及其滑臺傳動型式。其次根據(jù)加工精度，工作條件，技術要求等進行分析， 按照經(jīng)濟的原則滿足加工要求，合理地選擇切削用量及其選擇合適的刀具。然后根 據(jù) ZH1135 型柴油機氣缸體的結構和加工工藝，確定夾具總體結構方案，確定定位 方案及定位件的選擇與設

20、計，確定導向方案及導向件的選擇與設計，以及夾緊裝置 的設計,最后對夾具加工精度的分析。 柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及夾具設計 6 2 組合機床總體設計組合機床總體設計 針對 ZH1135 柴油機機體，在選定工藝方案并確定機床配置型式、結構方案基 礎上，進行方案圖紙的設計。這些圖紙包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、 機床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計算卡。 2. .1 總體方案論證 2.1.12.1.1 加工對象工藝性的分析加工對象工藝性的分析 A. .被加工零件特點 被加工零件為柴油機機體，材料 HT250，其硬度為 HB190-240，在本工序之前 各主要表面、主要孔已加工完畢。 B

21、. .被加工零件的加工工序及加工精度 本道工序：半精鏜 8 個孔以及部分孔孔口倒角。具體加工內(nèi)容及加工精度是： a) 左面半精鏜 299.6，271.6，C2.2 ，C1.2；35.6，71.6，C1.2；29.7；表面粗糙度均為 3.2 微米。 b) 右面半精鏜 210.5，149.5，C1.7；表面粗糙度均為 3.2 微米。 c) 后面半精鏜 151.5，144.5，142.5，倒角 C0.9；表面粗糙度均為 3.2 微米。 C.本次設計技術要求 a)機床應能滿足加工要求，保證加工精度； b)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(diào)整； c)機床盡量能用通用件（中間底座可

22、自行設計）以便降低制造成本； d)機床各動力部件用電氣控制。 2.1.22.1.2 機床配置型式的選擇機床配置型式的選擇 機床總體布局主要有如下配置型式： 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 7 a) 多工位組合機床 多工位組合機床：主要用于中、小零件加工。生產(chǎn)占地面積大，但生產(chǎn)率高。 這種方式若配合工作臺的移動和精確定位，可以組成組合機床自動線，則自動化程 度和生產(chǎn)率均很高。 b) 單工位組合機床 各種型式的單工位組合機床，通?？砂惭b一個工件，特別適宜于大、中型箱體 類零件的加工。根據(jù)配置動力部件的型式和數(shù)量，這類機床可分為單面、多面及復 合式。這種方式組成靈活，結構簡單，由于單工位加

23、工，其機動時間與輔助時間不 能重合，因而生產(chǎn)率比多工位機床低。 機床的配置型式還可分為臥式和立式兩種。臥式組合機床床身由滑座、側底座 及中間底座組合而成。其優(yōu)點是加工和裝配工藝性好，無漏油現(xiàn)象；同時，安裝、 調(diào)試與運輸也都比較方便；而且，機床重心較低，有利于減小振動。其缺點是削弱 了床身的剛性，占地面積大。立式組合機床床身由滑座、立柱及立柱底座組成。其 優(yōu)點是占地面積小，自由度大，操作方便。其缺點是機床重心高，振動大。 在認真分析了被加工零件的結構特點及所選擇的加工工藝方案，又由組合機床的 特點及適應性，確定設計的組合機床的配置型式為單工位臥式鏜孔組合機床。 2.1.32.1.3 定位基準的選

24、擇定位基準的選擇 被加工零件為柴油機機體，屬箱體類零件，加工工序集中、精度要求高。 A.定位基準的選擇 本機床為工件一次裝夾，同時對 8 個孔進行加工，其定位基準選擇為：機體的 底面定位限制 3 個自由度，側面定位限制 2 個自由度，端面定位限制 1 個自由度， 這種定位方法的特點是： a)可以簡便地消除工件的六個自由度，使工件獲得可靠的定位； b)能夠同時加工工件三個端面上的孔，既能高度集中工序，又有利于提高三端 面孔的位置精度； c)本定位基準有利于保證柴油機機體的加工精度，使機床的許多部件實現(xiàn)通用 化，有利于縮短設計制造周期、降低成本。 B.確定夾緊位置 在選擇定位基準的同時，要有相應的

25、夾緊位置。確定夾緊位置要考慮兩個因素： 一是保證零件夾壓后的穩(wěn)定；二是盡量減少和避免零件夾壓后變形。針對 ZH1135 柴油機機體，我們采用了液壓夾緊裝置，夾緊位置為剛性較好的筋板上，即機體的 上表面，以減少機體夾緊變形誤差。 2.1.42.1.4 滑臺型式的選擇滑臺型式的選擇 本組合機床采用的是液壓滑臺。與機械滑臺相比較，液壓滑臺具有如下優(yōu)點： 在相當大的范圍內(nèi)進給量可以無級調(diào)速；可以獲得較大的進給力；由于液壓驅(qū)動， 零件磨損小，使用壽命長；工藝上要求多次進給時，通過液壓換向閥，很容易實現(xiàn)； 過載保護簡單可靠；由行程調(diào)速閥來控制滑臺的快進轉工進，轉換精度高，工作可 柴油機機體三面半精鏜組合機

26、床總體及夾具設計 8 靠。但采用液壓滑臺也有其弊端，如：進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，浪費能源；調(diào)整維修比較麻煩。 2.2 確定切削用量及選擇刀具確定切削用量及選擇刀具 2.2.12.2.1 選擇切削用量選擇切削用量 對于被加工孔，采用查表法選擇切削用量，從文獻1P.132 表 6-15 中選取。 降低進給量的目的是為了減小軸向切削力。鏜孔深度較大時，由于冷卻排屑條件都 較差，使刀具壽命有所降低。降低切削速度主要是為了提高刀具壽命，并使加工較 深孔時鏜頭的壽命與加工其他淺孔時鏜頭的壽命比較接近。 切削用量選擇是否合理，對組合機床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具

27、耐用度、機床 的布局形式及正常工作均有很大影響。組合機床多軸箱上所有的刀具共用一個進給 系統(tǒng)，通常為標準動力滑臺。 在選擇切削速度時，要求同一多軸箱上各刀具每分鐘進給量必須相等并等于滑 臺的工進速度（單位為 mm/min）,因此，一般先按各刀具選擇較合理的轉速 f v (單位為 r/min)和每轉進給量（單位為 mm/r） ，再根據(jù)其工作時間最長、負荷 i n i f 最重、刃磨較困難的所謂“限制性刀具”來確定并調(diào)整每轉進給量和轉速，通過 “試湊法”來滿足每分鐘進給量相同的要求，即 （2- fii vfnfnfn 2211 1） 在選擇了轉速后就可以根據(jù)公式 （2- 1000 nd v 2）

28、選擇合理的切削速度。 A. 左面半精鏜切削用量的選擇 a).1#、2#軸半精鏜 99.6mm 孔，深 16.5mm 由文獻1P.132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min， f 0.150.45mm/r，又 d=99.6mm，初選 n=258r/min，則由（2-2） 得：v=99.6258/1000=80.729m/min b).1#、2#軸半精鏜 71.6mm 孔，深 8.6mm 由文獻1P.132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min, f 0.150.45mm/r，又 d=71.6mm，初選 n=258r/min，則由（2-2） 得

29、：v=71.6258/1000=58.034m/min c).4#軸半精鏜 29.7mm 孔，深 18mm 由文獻1P.132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min， f 0.150.45mm/r，又 d=29.7mm，初選 n=588r/min，則由（2-2） 得：v=29.7588/1000=54.864m/min d).5#軸半精鏜 71.6mm 孔，深 14.5mm 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 9 由文獻1P.132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min， f 0.150.45mm/r，又 d=71.6mm，初選 n=3

30、23r/min，則由（2-2） 得：v=71.6323/1000=72.655m/min e).5#軸半精鏜 35.6mm 孔，深 32.1mm 由文獻1P.132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min， f 0.150.45mm/r，又 d=35.6mm，初選 n=323r/min，則由（2-2） 得：v=35.6323/1000=36.125m/min f)進給量的選擇f 由min,/323min,/588min,/258 5421 rnrnrnn 令則由（2-1）,/15 . 0 2111 rmmff 得：min/ 7 . 3815 . 0 258 1111 m

31、mfnvf rmmnvf f /066 . 0 588 7 . 38 4141 rmmnvf f /12. 0323 7 . 38 5151 令則由（2-1）,/1 . 0 2212 rmmff 得：min/ 8 . 251 . 0258 1212 mmfnvf rmmnvf f /044 . 0 588 8 . 25 4242 rmmnvf f /08 . 0 323 8 . 25 5252 B. 右面半精鏜切削用量的選擇 a). 3#軸半精鏜 201.5mm 孔，深 18mm 由文獻1P.132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min， f 0.150.45mm/r

32、，又 d=201.5mm，初選 n=110r/min，則由（2-2） 得：v=201.5110/1000=69.633m/min b). 3#軸半精鏜 149.5mm 孔，深 54.5mm 由文獻1P.132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min， f 0.150.45mm/r，又 d=149.5mm，初選 n=110r/min，則由（2-2） 得：v=149.5110/1000=51.663m/min c)進給量的選擇f 由min/110 3 rn 令rmmfrmmf/15 . 0 ,/2 . 0 3231 則,/222 . 0110 3131 rmmfnvf ,/

33、 5 . 1615 . 0 110 3232 rmmfnvf C. 后面半精鏜切削用量的選擇 a).半精鏜 151.5mm 孔，深 12mm 由文獻1P.132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min， f 0.150.45mm/r，又 d=151.5mm，初選 n=140r/min，則由（2-2） 得：v=151.5140/1000=66.63m/min b).半精鏜 144.5mm 孔，深 14.5mm 由文獻1P.132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min, f 柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及夾具設計 10 0.150.45mm/r

34、,又 d=144.5mm,初選 n=140r/min,則由（2-2） 得：v=144.5140/1000=63.55m/min c).半精鏜 142.5mm 孔，深 37mm 由文獻1P.132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min, f 0.150.45mm/r,又 d=142.5mm,初選 n=140r/min，則由（2-2） 得：v=142.5140/1000=62.67m/min d)進給量的選擇f 由min/140rn 令rmmfrmmf/15 . 0 ,/2 . 0 21 則,/282 . 0140 11 rmmfnvf ,/2115 . 0 140 22

35、 rmmfnvf 表 2-1 鏜削各個孔的進給量，工進速度及切削速度 孔徑 切削用量 99.671.629.771.635.6201.5149.5151.5144.5142.5 v (m/min)80.72958.03454.86472.65536.12569.63351.66366.6363.5562.67 n (r/min)258258588323323110110140140140 f1 (mm/r)0.150.150.0660.120.120.20.20.20.20.2 Vf1(mm/min)38.738.738.738.738.72222282828 f2 (mm/r)0.10.10

36、.0440.080.080.150.150.150.150.15 Vf2(mm/min)25.825.825.825.825.816.516.5212121 2.2.22.2.2 計算切削力、切削扭矩及切削功率計算切削力、切削扭矩及切削功率 根據(jù)文獻1P.134 表 6-20 中公式 (2-3) 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz (2-4) 1 . 1 2 . 1 65 . 0 51 . 0 HBfaFx p (2-5) 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p (2-6) 61200 Fzv P 式中， 圓周力（N） ； z F 軸向切削力（N） ；

37、x F T 切削轉矩（） ；mmN P 切削功率（kW） ； v 切削速度（） ； 1 min m 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 11 f 進給量（） ； 1 rmm 切削深度（mm） ； p a D 加工（或鉆頭）直徑（mm） ； HB 布氏硬度。，在本設計中，)( 3 1 minmaxmax HBHBHBHB ，得 HB=223.33。240 max HB190 min HB 由以上公式可得： A.左面半精鏜孔 a). 1#、2#軸半精鏜 99.6mm 孔，深 16.5mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 .

38、0 33.22315 . 0 5 . 0 4 . 51N318.121 由公式（2-4）得： 1 . 165. 0 2 . 1 51 . 0 HBfaFx p 1 . 165 . 0 2 . 1 33.22315 . 0 5 . 051 . 0 N811.24 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.22315 . 0 5 . 0 6 . 99 7 . 25 mmN 598.6041 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P 61200 729.80318.121 kW16 . 0 b). 1#、2#軸半精鏜 71.

39、6mm 孔，深 8.6mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.22315 . 0 5 . 0 4 . 51N318.121 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 165 . 0 2 . 1 33.22315 . 0 5 . 051 . 0 N811.24 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.22315 . 0 5 . 0 6 . 71 7 . 25 mmN 157.4343 由公

40、式（2-6）得： 61200 Fzv P = 61200 034.58318.121 kW116 . 0 c). 4#軸半精鏜 29.7mm 孔，深 18mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.223066 . 0 4 . 0 4 . 51N433.52 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 165 . 0 2 . 1 33.223066 . 0 4 . 051 . 0 N133.11 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfD

41、aT p 55 . 0 75 . 0 33.223066 . 0 4 . 0 7 . 29 7 . 25 柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及夾具設計 12 mmN 626.778 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P 61200 864.54433.52 kW047 . 0 d). 5#軸半精鏜 71.6mm 孔，深 14.5mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.22312 . 0 5 . 0 4 . 51N622.102 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF

42、 px 1 . 165 . 0 2 . 1 33.22312 . 0 5 . 051 . 0 N461.21 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.22312 . 0 5 . 0 6 . 71 7 . 25 mmN 864.3673 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P 61200 655.72622.102 kW122 . 0 e).5#軸半精鏜 35.6mm 孔，深 32.1mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.22312 .

43、 0 4 . 0 4 . 51N098.82 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 165 . 0 2 . 1 33.22312 . 0 4 . 051 . 0 N42.16 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.22312 . 0 4 . 0 6 . 35 7 . 25 mmN 336.1461 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P 61200 125.36098.82 kw049. 0 B. 右面半精鏜孔 a). 3#軸半精鏜 201.5mm 孔，

44、深 18mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 08 . 0 4 . 51N85.240 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 165 . 0 2 . 1 33.2232 . 08 . 051 . 0 N577.52 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 08 . 0 5 . 201 7 . 25 mmN 629.24265 由公式（2-6）得： 612

45、00 Fzv P 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 13 61200 633.6985.240 kW275 . 0 b). 3#軸半精鏜 149.5mm 孔，深 54.5mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 075 . 0 4 . 51N797.225 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 165 . 0 2 . 1 33.2232 . 075 . 0 51 . 0 N659.48 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0

46、7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 075 . 0 5 . 149 7 . 25 mmN 311.16878 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P 61200 663.51797.225 kW191 . 0 C. 后面半精鏜孔 a).半精鏜 151.5mm 孔，深 12mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 075 . 0 4 . 51N797.225 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 1

47、65 . 0 2 . 1 33.2232 . 075 . 0 51 . 0 N659.48 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 075 . 0 5 . 151 7 . 25 mmN 107.17104 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P 61200 63.66797.225 kW246 . 0 b).半精鏜 144.5mm 孔，深 14.5mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 07 . 0 4 .

48、51N744.210 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 165 . 0 2 . 1 33.2232 . 07 . 051 . 0 N792.44 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 07 . 0 5 . 144 7 . 25 mmN 231.15226 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P 61200 55.63744.210 kW219 . 0 c).半精鏜 142.5mm 孔，深 37mm 柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及夾具

49、設計 14 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 07 . 0 4 . 51N744.210 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 165 . 0 2 . 1 33.2232 . 07 . 051 . 0 N792.44 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 07 . 0 5 . 142 7 . 25 mmN 487.15015 由公式（2-6）得： 612

50、00 Fzv P 61200 67.62744.210 kW216 . 0 表 2-2 加工各個孔的切削力、切削轉矩及切削功率 孔徑 Fz(N)F x(N)T(Nmm)P (kW) 99.6121.31824.8116041.5980.16 71.6121.31824.8114343.1570.116 29.752.43311.133778.6260.047 71.6102.62221.4613673.8640.122 35.682.09816.421461.3360.049 201.5240.8552.57724265.6290.275 149.5225.79748.65916878.311

51、0.191 151.5225.79748.65917104.1070.246 144.5210.74444.79215226.2310.219 142.5210.74444.79215015.4870.216 2.2.32.2.3 刀具耐用度的計算刀具耐用度的計算 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。查閱文獻2中公式： （2-7） 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 式中： 刀具耐用度，單位 min；T 鏜頭直徑，單位 mm；D 切削速度，單位 m/min；v 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 15 每轉進給

52、量，單位 mm/r；f 布氏硬度。=223.33。HBHB A.左主軸箱刀具耐用度計算 a).1#、2#軸半精鏜 99.6mm 孔，深 16.5mm =80.729m/min =0.1mm/r vf 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25 . 0 33.2231 . 0729.80 6 . 999600 min711. 3 b).1#、2#軸半精鏜 71.6mm 孔，深 8.6mm =58.034m/min =0.1mm/rvf 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25

53、 . 0 33.2231 . 0034.58 6 . 719600 min883.26 c).4#軸半精鏜 29.7mm 孔，深 18mm =54.864m/min =0.044mm/rvf 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25 . 0 33.223044 . 0 864.54 7 . 299600 min622.268 d).5#軸半精鏜 71.6mm 孔，深 14.5mm =72.655m/min =0.08mm/rvf 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25

54、. 0 33.22308 . 0 655.72 6 . 719600 min891.11 e).5#軸半精鏜 35.6mm 孔，深 32.1mm =36.125m/min =0.08mm/rvf 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25 . 0 33.22308 . 0 125.36 6 . 359600 min976.786 B.右主軸箱刀具耐用度計算 a). 3#軸半精鏜 201.5mm 孔，深 18mm =69.633m/min =0.15mm/rvf 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8

55、3 . 155 . 0 25 . 0 33.22315 . 0 633.69 5 . 2019600 min324. 8 b). 3#軸半精鏜 149.5mm 孔，深 54.5mm =51.663m/min =0.15mm/rvf 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25 . 0 33.22315 . 0 663.51 5 . 1499600 min907.49 C.后主軸箱刀具耐用度計算 a).半精鏜 151.5mm 孔，深 12mm =66.63m/min =0.15mm/rvf 柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及夾具設計 16

56、 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25 . 0 33.22315 . 0 63.66 5 . 1519600 min695 . 6 b).半精鏜 144.5mm 孔，深 14.5mm =63.55m/min =0.15mm/rvf 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25 . 0 33.22315 . 0 55.63 5 . 1449600 min894. 8 c).半精鏜 142.5mm 孔，深 37mm =62.67m/min =0.15mm/rvf 8 3 .

57、155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25 . 0 33.22315 . 0 67.62 5 . 1429600 min67 . 9 根據(jù)計算，所得刀具耐用度滿足要求。 2.2.42.2.4 選擇刀具結構選擇刀具結構 根據(jù)工藝要求及加工精度的要求，刀具采用標準刀具。 2.32.3 三圖一卡設計三圖一卡設計 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，表示所設計的組合機床(或自動線) 上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸精度，表面粗糙度及技術要求，加工用的定位 基準，夾壓部件以及被加工零件的材料，硬度和

58、本機床的前加工余量，毛坯或半成 品情況的圖樣。除了設計研制合同外，它是組合機床設計的具體依據(jù)，也是制造， 使用，調(diào)整和檢驗機床精度的重要文件 ，是在被加工零件圖基礎上，突出本機床 的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的。為使被加工零件工序圖表達清晰明了，突 出本工序內(nèi)容，繪制時規(guī)定：應按一定的比例，繪制足夠的視圖以剖面；本工序加 工部位用粗實線表示，保證的加工部位尺寸及位置尺寸數(shù)值下方畫“”粗實線， 其余部位用細實線表示，表示夾緊點，表示定位基面 。 針對機體的結構特點，不宜選用“一面兩孔”定位基準，可采用“三平面”定 位基準的方法。在選擇夾壓部位時應注意零件夾壓后定位穩(wěn)定和避免零件夾壓后變 形的

59、問題，可以選擇機體上表面夾壓。 根據(jù)設計課題要求繪制柴油機機體的加工工序圖，見附圖 CYJ-ZT-001。 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 17 圖 2-1 被加工零件工序圖 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床總體方案初步確定的基礎上繪制的。是表達工 藝方案具體內(nèi)容的機床工藝方案圖。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床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及 工件、夾具、刀具等機床各部件間的相對位置關系，機床的工作行程及工作循環(huán)等。 A.刀具的選擇 一臺機床刀具選擇是否合理，直接影響到機床的加工精度，生產(chǎn)率和

60、工作情況。 根據(jù)機體孔的加工精度，加工尺寸，臺階級加工，切屑排除以及生產(chǎn)率等因素，和 加工孔表面允許有退刀痕，因位置限制，導向孔的尺寸小于加工孔的尺寸，且加工 孔直徑大于 40，應選用鏜刀，這樣對刀方便，加工中不至于有振動，并在導套上 開引槽，以便鏜刀通過，刀具選用硬質(zhì)合金鋼。為了提高工序集中程度，可采用復 合刀具，同時加工孔。 考慮到被加工零件是灰鑄鐵，由于其硬度較高，為 HB 190-240，可采用多刃鏜 刀頭加工，以提高刀具的使用壽命。 鏜削頭與相同規(guī)格的液壓滑臺組成的鏜床，滿足要求的精度 H7 級，表面粗糙 度達 3.2 微米的鏜孔。因鏜削直徑較大，傳遞的扭矩大，可用主軸前端的短圓錐面

61、 和端面定位，并由端面鍵傳遞扭矩。 B.工序間余量的確定 關于工序間加工余量的確定，查工表 3-1 推薦數(shù)值選取 0.7-1.5（直徑上） 。 柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及夾具設計 18 C.導向結構的選擇 組合機床上加工孔時，除用剛性主軸加工的方案外，其尺寸和位置精度都是依 靠夾具導向來保證的。 a).選擇導向類型 因?qū)蛑睆捷^大，轉速較高時，為了避免鏜桿由于摩擦發(fā)熱而變形，產(chǎn)生“別 勁”的現(xiàn)象，可選用旋轉導向。這種導向利于減輕摩損和持久保證精度。 b).選擇導向的形式和結構 因半精鏜多級孔導向的旋轉速度高，但加工精度要求比較低，可選用滾錐軸承 的旋轉導向。 D.確定主軸類型及尺寸 對

62、于精鏜類主軸，因其切削扭矩 T 值很小，如由切削扭矩計算主軸直徑，則剛 性不足。因此應按加工孔徑鏜桿直徑浮動卡頭規(guī)格主軸直徑的順序逐步推定 主軸直徑。本設計中取。mmLmmdmmD75,36/48,50/67 主軸主軸 E、動力部件工作循環(huán)及行程的確定 動力部件工作循環(huán)一般包括快速引進、工作進給和快速退回等動作。 a).工作進給長度 L 工的確定 工作進給長度 L 工應等于加工部位長度 L 與刀具切入長度 L1 和切出長度 L2 之 和。動力部件工作進給長度是按加工長度最大的孔來選取，切入長度應根據(jù)工件端 面的誤差情況確定，一般為 510 毫米。切出長度查表 3-7，鏜孔時，選 510 毫米。

63、第二工作進給通常比第一工作進給速度要小得多。在有條件時，應力 求做到轉入第二工作進給時，除锪平面或倒大角的刀具外，其余刀具都離開加工表 面，不再切削。否則將降低刀具使用壽命，且破壞已加工的表面。 當采用復合刀具時，應根據(jù)具體情況決定。所以得出以下結果: 左主軸箱：1 工進長度：； mmL435335 工 2 工進長度：； mmL82 . 28 . 5 工 右主軸箱：1 工進長度：； mmL655555 工 2 工進長度：； mmL77 . 13 . 5 工 后主軸箱：1 工進長度：； mmL475375 工 2 工進長度： 。 mmL17125 工 b).快速引進長度的確定 快速進給是動力頭把刀具送到工作進給的位置，其長度按具體工作情況確定。 在加工 1、2 兩孔徑相同的同心孔系時，可采用跳躍進給