單曲軸銑端面打中心孔組合機(jī)床及專用夾具設(shè)計全套圖紙

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1、圖書分類號： 密 級： 畢 業(yè)設(shè) 計 (論 文) 單曲軸銑端面打中心 孔組合 機(jī)床 及專用 夾具設(shè)計 THE SIN GLE CRA NKSH AFT END MILL INPL AYI NG CENTE R HOLE COMBI NATI ON OF TO OLS AN D SPECI AL FIXT URE DE SIGN 學(xué) 生 姓 名 班 級 學(xué) 院 名 稱 09 機(jī) 制 王 緒 坤 1 班 學(xué) 號 20 0 9 0 6 0 4 1 3 8 機(jī) 電 工 程 學(xué) 院

2、專 業(yè) 名 稱 指 導(dǎo) 教 師 機(jī) 械 設(shè) 計 制 造 及 其 自 動 化 何 紹 華 201 3 年 5 月 22 日 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 徐州工程學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： 所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行 研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含 任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重 要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。 本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 論文作者簽名

3、： 日期： 年 月 日 徐州工程學(xué)院學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書 本人完全了解徐州工程學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即： 本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學(xué)院所擁有。 徐州工程學(xué)院有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件 和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。徐州工程學(xué)院可以公布學(xué)位論文 的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫 進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位 論文。 論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月

4、 日 日期： 年 月 日 I 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 摘要 本論文設(shè)計的主要內(nèi)容是：曲軸工藝規(guī)程的制定，完成工藝過程卡和部分加工工序卡， 銑端面打中心孔組合機(jī)床的總體設(shè)計以及專用夾具設(shè)計。對于單曲軸銑端面和打中心孔設(shè) 計了專門的曲軸專用夾具。通過機(jī)床的聯(lián)系尺寸圖顯示夾具與機(jī)床的位置關(guān)系，繪制加工 示意圖表達(dá)工件定位和選擇合適的刀具、切削用量。最后分析夾具的特點，對工件定位選 擇方案最終完成整個夾具裝配圖。 關(guān)鍵詞 曲軸；加工工藝；夾具設(shè)計 I 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè)

5、設(shè) 計 (論 文 ) Abstrac t The main contents of this paper are: the development of crankshaft design process, complete the process card and process card, the overall design center bore modular machine milling and special fixture design. For

6、single shaft end face milling and the center hole of crankshaft fixture design special. Thr ough the contact size map machine display position between the clamping and the machine, drawing processing sketch expression of workpiece

7、positioning and selection of cutter s, cutting the right. Finally, analys is the characteristic of fixture, scheme and ultimately complete the workpiece positioning options Keywordss crankshaft processing technology fixture design II 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文

8、) 目錄 摘要................................................................................................................................................................................................... Absttract...............................................................................

9、......................................................................................................... I II 目錄.....................................................................................................................................................................................

10、.. 1 緒論.............................................................................................................................................................................................. 1.1 序言..............................................................................................

11、...................................................................................... III 1 1 1.2 曲軸的結(jié)構(gòu)特點.......................................................................................................................................................... 1 1.3 曲軸的工藝特征..................

12、........................................................................................................................................ 1 1.4 零件的技術(shù)要求.....................................................................................................................................................

13、..... 2 1.5 設(shè)計要求.......................................................................................................................................................................... 2 2 工藝規(guī)程的制定....................................................................................................

14、............................................................... 3 2.1 曲軸材料及毛坯........................................................................................................................................................ 3 2.2 生產(chǎn)類型及工藝特征.....................................................

15、.......................................................................................... 3 2.3 定位基準(zhǔn)的選擇........................................................................................................................................................ 4 2.4 工藝路線的擬定............................

16、............................................................................................................................ 4 2.5 毛坯機(jī)械加工余量及工序尺寸確定.............................................................................................................. 5 2.5.1 毛坯機(jī)械加工余量確定.......................

17、........................................................................................................ 5 2.5.2 主要切削用量的確定.................................................................................................................................... 6 3 銑端面打中心孔組合機(jī)床的總體設(shè)計.......................

18、............................................................................................ 8 3.1 組合機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的確定.................................................................................................................................... 8 3.2 銑端面打中心孔組合機(jī)床配置形式的選擇...............................

19、............................................................... 8 3.2.1 組合機(jī)床配置形式.......................................................................................................................................... 8 3.3 被加工零件的工序圖................................................................

20、............................................................................... 9 3.3.1 被加工零件工序圖的作用和要求........................................................................................................... 9 3.3.2 零件工序圖的內(nèi)容........................................................................

21、.................................................................. 9 3.4 被加工零件加工示意圖...................................................................................................................................... 10 3.4.1 加工示意圖的作用和內(nèi)容............................................................

22、........................................................... 10 3.4.2 加工示意圖的編制....................................................................................................................................... 11 3.5 組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制..................................................................

23、......................................................... 12 III 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 3.5.1 3.5.2 3.5.3 機(jī)床裝料高度的確定.................................................................................................................................. 12 夾具外形輪廓尺寸的確定................

24、....................................................................................................... 13 機(jī)床通用部件的選擇.................................................................................................................................. 13 4 專用夾具設(shè)計......................................

25、................................................................................................................................ 16 4.1 專用夾具特點及步驟............................................................................................................................................ 16 4.1.1 組合機(jī)

26、床專用夾具的特點........................................................................................................................ 16 4.1.2 組合機(jī)床夾具設(shè)計步驟.............................................................................................................................. 16 4.2 夾具定位支撐系統(tǒng)........

27、.......................................................................................................................................... 17 4.2.1 工件定位方案.................................................................................................................................................

28、.. 17 4.2.2 定位誤差分析................................................................................................................................................... 18 4.3 夾緊機(jī)構(gòu).........................................................................................................................

29、.............................................. 18 4.4 夾緊裝置設(shè)計的步驟............................................................................................................................................ 19 4.5 銑床夾具設(shè)計要點...............................................................................

30、................................................................... 21 4.6 對刀引導(dǎo)裝置的設(shè)計............................................................................................................................................ 21 4.6.1 對刀塊的設(shè)計..........................................................

31、........................................................................................ 21 4.6.2 鉆套、襯套設(shè)計.......................................................................................................................................... 22 5 夾具體結(jié)構(gòu)設(shè)計........................................

32、........................................................................................................................ 25 結(jié)論.............................................................................................................................................................................

33、.................. 26 致謝............................................................................................................................................................................................... 27 參考文獻(xiàn)...........................................................................

34、......................................................................................................... 28 IV 1.1 序言 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 1 緒論 畢業(yè)設(shè)計是對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的 訓(xùn)練。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望通過這次的畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適 應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己的分析問題、解決問題的能力，為今后打下

35、一個良好的基礎(chǔ)。 在進(jìn)入21世紀(jì)以來，高速、高精、高效的復(fù)合加工技術(shù)及裝備在汽車軸類制造中 得到了迅速的應(yīng)用，所以對軸類加工技術(shù)的研究有非常的重要的意義。單曲軸在軸類 零件分類中屬于異形軸，是發(fā)動機(jī)上的一個重要零件。汽車、拖拉機(jī)的發(fā)動機(jī)和固定 式高速發(fā)動機(jī)的曲軸常用整體式模鍛件。組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量的專用 部件組成的工序集中的高效率專用機(jī)床，它能夠?qū)σ环N或多種零件進(jìn)行加工。目前， 國內(nèi)曲軸陳舊生產(chǎn)線多數(shù)由普通機(jī)床和專用機(jī)床組成，生產(chǎn)效率和自動化程度相對較 低，通過對曲軸加工技術(shù)的研究，實現(xiàn)曲軸的高速、高精、高效生產(chǎn)。 本設(shè)計書首先分析了曲軸的結(jié)構(gòu)特點，工藝特征和要選

36、取的零件要求，制定工藝 規(guī)程和工藝路線，之后對曲軸銑端面打中心孔組合機(jī)床的總體設(shè)計，最后對專用夾具 設(shè)計?；竞帕宋覀兯鶎W(xué)到的所有專業(yè)知識。 1.2 曲軸的結(jié)構(gòu)特點 軸類零件的功用為支承傳動零件、傳遞扭矩和承受載荷以及保證裝在軸上的工件 (刀具)具有一定的回轉(zhuǎn)精度。 曲軸在軸類零件分類中屬于異形軸，是發(fā)動機(jī)上的一個重要零件，承受由活塞通 過連桿傳來的力，并將活塞的往復(fù)運動通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，將發(fā)動機(jī)所 做的功傳遞出去。曲軸在工作時所承受的是很大的扭轉(zhuǎn)力矩以及大小和方向都變化的 彎曲力。 1.3 曲軸的工藝特征 （1）剛性差 曲軸的長度比較大，并且有曲拐，因此

37、曲軸的剛度很差。加工中，曲軸 在其自重和切削力的作用下，會產(chǎn)生嚴(yán)重的扭轉(zhuǎn)變形和彎曲變形。 （2）形狀復(fù)雜 曲軸連桿軸頸和主軸頸不在同一條軸線上。 （3）技術(shù)要求高 1 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 曲軸的技術(shù)要求很高，并且形狀比較復(fù)雜，而且加工表面比較多，因而 曲軸的加工工序數(shù)量多，加工量大，工藝路線長。 1.4 零件的技術(shù)要求 （1）鑄件經(jīng)正火處理，硬度為 240~290HB，顯微組織按部標(biāo) JB1802，石墨數(shù)不 低于 5 級，球化體大于 75%，允許有少于 5%的碳化鐵+磷共晶，但磷共晶為 0%~5%。 （2）曲軸加工表

38、面應(yīng)光潔，不得有裂縫、壓痕、毛刺、凹痕以及非金屬物。磨 光表面不得有刻痕和黑點。清除油道以及其他部分的金屬屑、污染物以及其它雜物， 并清洗吸干。 （3）中心孔應(yīng)保持完好無損。 （4）精加工后，應(yīng)經(jīng)磁力探傷并退磁。 （5）允許在 R96 表面上鉆孔調(diào)整不平衡力矩，孔徑 15mm，孔邊應(yīng)不小于 10mm， 深度不大于 30mm，不平衡重心應(yīng)在曲軸對稱平面內(nèi)允許偏差 1°。 （6）   70、   65 三處軸頸淬硬 40~48HRC，淬深 1.5~4.5mm。軸頸圓角處允許不 淬火，但在距離軸頸端面 10mm 內(nèi)均勻過渡。 （7）未注尺寸

39、公差按 IT14 級，未注形位公差按 C 級。 1.5 設(shè)計要求 該零件加工要求高，加工面數(shù)量多，并且種類繁多，有車外圓面，車端面，鉆 中心孔，攻螺紋，擴(kuò)孔，車倒角，鉆斜油孔等，位置、形狀、尺寸精度都各有要求。 主要的設(shè)計內(nèi)容如下： （1）編制曲軸加工過程卡。 （2）編制曲軸部分加工工序卡。 （3）繪制被加工零件毛坯圖。 （4）繪制被加工零件的加工工序圖。 （5）繪制銑端面打中心孔專用機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。 （6）繪制銑端面打中心孔專用夾具裝配圖。 （7）繪制夾具主要零件圖。 （8）編寫設(shè)計說明書。 2 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )

40、2 工藝規(guī)程的制定 零件加工的工藝規(guī)程所指的就是一系列不同工序的綜合。由于生產(chǎn)規(guī)模和具體情況 的不同，對同一零件的加工工序可能有很多的方案。應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體條件采用其中最完善 和最經(jīng)濟(jì)的一種方案。工藝規(guī)程選擇一般要考慮的基本因素如下： （1）生產(chǎn)規(guī)模是決定生產(chǎn)類型的主要因素，即設(shè)備、用具、機(jī)械化、自動化程度等。 （2）制造零件所用的坯料或型材的形狀、尺寸和精度。 （3）零件材料性質(zhì)。 （4）零件制造的精度，包括尺寸公差、形位公差以及零件圖上所指定的要求。 （5）零件表面粗糙度。 （6）特殊限制條件，如：工廠設(shè)備和用具條件。 （7）編制的加工規(guī)程要在生產(chǎn)規(guī)模與生產(chǎn)條件下達(dá)

41、到最經(jīng)濟(jì)與安全的效果。 2.1 曲軸材料及毛坯 本零件選用鑄件，選曲軸材料為球墨鑄鐵（QT60—2）。該材料強(qiáng)度高，耐磨，并且 有一定的韌性，用于制作部分機(jī)床的主軸，空壓機(jī)，缸體，中小型柴油機(jī)，汽油機(jī)的凸 輪軸等。 毛坯種類的確定是與零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料的力學(xué)性能和零件的生產(chǎn)類型 直接相關(guān)的，另外還有毛坯車間的具體生產(chǎn)條件相關(guān)。 鑄件：包括鑄鋼、鑄鐵、有色金屬及合金的鑄件等。逐漸毛坯的形狀可以相當(dāng)復(fù)雜， 尺寸可以相當(dāng)大，且吸振性能好，但鑄件的力學(xué)性能差。 在大批量生產(chǎn)中，常采用精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，比如金屬型鑄造，可以使 毛坯的形狀接近于零件的形狀，因而

42、可以減小切屑加工用量，進(jìn)而提高材料的利用率，降 低了機(jī)械加工成本。對于本零件選用的造型方法為砂型機(jī)器造型。 N ? 1  a 1  b Q —— 產(chǎn)品的年產(chǎn)量，臺/年； n 2.2 生產(chǎn)類型及工藝特征 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)見式（2-1）： n 式中 N —— 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，件/年； n —— 每臺產(chǎn)品中包含該零件的數(shù)量； a —— 該零件備件的百分率，%； b —— 該零件廢品的百分率，%。 式（2-1） 劃分生產(chǎn)類型時，既要根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，同時還要考慮零件的體積、質(zhì)量等因素。值得 3 徐

43、 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 一提的是生產(chǎn)類型將直接影響工藝過程的內(nèi)容和生產(chǎn)的組織形式，并在一定程度上對產(chǎn)品 的結(jié)構(gòu)設(shè)計也起著重要的作用。 由于本零件是大批兩生產(chǎn)，零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N 為 15000 件/年，它的主要工藝特征是 廣泛采用專用的機(jī)床、專用夾具及專用刀具、量具，機(jī)床按工藝路線排列組織流水生產(chǎn)。 為減輕工人的勞動強(qiáng)度，留有進(jìn)一步提高生產(chǎn)率的可能，該曲軸在工藝設(shè)計上采用了組合 機(jī)床流水線加工的方式。 2.3 定位基準(zhǔn)的選擇 工件在機(jī)床上用夾具進(jìn)行加緊加工時，用來決定工件相對于刀具的位置的工件上的這 些表面稱為定位基準(zhǔn)。

44、定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。 曲軸和一般軸類零件的主要區(qū)別：一般軸件的全部軸頸都位于同一軸線上，而是離開 一定距離而彼此平衡。 為了保證各軸頸的同軸度要求，在基準(zhǔn)選擇時采用基準(zhǔn)同意的原則，即粗、精加工各主軸 頸時都采用頂尖孔作為定位基準(zhǔn)。對于連桿軸頸的加工，為保證連桿軸頸軸線與主軸頸的 軸線之間的平行，在基準(zhǔn)選擇時應(yīng)采用定位基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)重合的原則，即粗、精加工連 桿軸頸時都采用兩個主軸頸作為定位基準(zhǔn)。若有兩個或兩個以上連桿軸頸，還要多選一個 基準(zhǔn)作為加工連桿軸頸的角度定位面。通常是在曲柄上銑出兩個小平面作為輔助基準(zhǔn)。根 本曲軸的特點，連桿軸頸只有一個，因此不存在與主軸頸的角度

45、問題。在加工連桿軸頸時 選擇主軸頸定位，加工主軸頸時則選擇頂尖孔定位。 2.4 工藝路線的擬定 擬定工藝路線的出發(fā)點是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到 保證。工藝路線的擬定一般需要做兩個方面的工作：一是根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定加工工序和工 藝內(nèi)容，根據(jù)工序的集中和分散程度劃分工藝；二是選擇工藝基準(zhǔn)，即主要選擇定位基準(zhǔn) 和檢驗基準(zhǔn)。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機(jī)床、組合機(jī)床 和專用夾具，并精良采用工序集中的原則，減少安裝的次數(shù)來提高生產(chǎn)率。除此之外，還 應(yīng)盡量考慮經(jīng)濟(jì)精度以便使生產(chǎn)成本盡量下降，根據(jù)以上原則，擬定的工藝路線如下。 10

46、鑄造毛坯 15 正火 20 銑端面，打中心孔 30 粗車扇形面外圓及側(cè)面 40 粗車長軸端外圓及側(cè)面 45 粗車錐面 1∶10 4 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 50 60 70 80 90 100 110 115 120 125 130 140 150 160 165 170 175 180 190 200 210 粗車短軸端外圓及側(cè)面 精車長軸端外圓及側(cè)面 精車短軸端外圓及側(cè)面 銑扇形側(cè)面 銑連桿軸頸 鉆  19 孔，擴(kuò)孔  25

47、，攻 2-G1/2 螺紋 鉆斜油孔  6 鉆連桿軸頸 30°斜孔 檢驗 淬火 修整中心孔 粗磨主軸頸 銑鍵槽 磨錐面 1∶10 粗磨連桿軸頸 精磨主軸頸 精磨連桿軸頸 車退刀槽 車螺紋 M42 拋光主軸軸頸及連桿軸頸 檢驗，探傷，退磁，清理油孔 2.5 毛坯機(jī)械加工余量及工序尺寸確定 2.5.1 毛坯機(jī)械加工余量確定 因曲軸形狀較為復(fù)雜且生產(chǎn)批量大，故毛坯選用鑄件，造型方法為砂型機(jī)器造型。查 《機(jī)械加工工藝手冊》，綜合得出鑄件機(jī)械加工余量見表 2-1、2-2，曲軸毛坯圖見圖 2-2。

48、 表 2-1 零件圓柱面加工余量 基本尺 寸/mm   30   70 D96   65 加工余量/mm 3.0 3.0 3.0 3.0 附注 雙側(cè) 雙側(cè) 單側(cè) 雙側(cè) 基本尺寸/mm   50   25 G1/2” 加工余量/mm 3.0 3.0 2.5 附注 雙側(cè) 雙側(cè) 雙側(cè) 5 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 表 2-2 零件各端面加工余量 基本尺寸 /mm 305 2

49、81 203.5 加工余量/mm 5.0 5.0 5.0 附注 單側(cè) 單側(cè) 單側(cè) 基本尺寸/mm 40(厚度為 29 的扇形面內(nèi)側(cè)) 192( 厚 度 為 29 的 扇 形面 外 側(cè)) 加工余量 /mm 4.5 4.5 附注 單側(cè) 單側(cè) 圖 2-2 曲軸毛坯圖 2.5.2 主要切削用量的確定 查《組合機(jī)床設(shè)計手冊》得硬質(zhì)合金端銑刀的銑削用量，如表 2-3 所示。 表 2-3 硬質(zhì)合金端銑刀的銑削用量 加工材料 工序名稱 銑削深度/mm 銑削速度/m/min 每

50、齒走刀量 S/(mm/齒) 鑄 鐵 粗銑 2~5 50~80 0.2~0.4 精銑 0.5~1 80~130 0.05~0.2 初選=62.8m/min,S 齒=0.3mm/齒，銑削深度為 5mm。 查《組合機(jī)床設(shè)計手冊》得高速鋼鉆頭加工鑄鐵件得切削用量，見表 2-4。 6 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 表 2-4 高速鋼鉆頭加工鑄鐵件的切削用量 加 工 直 徑 d/mm 22~50 160~200HB v/m/min Sz/mm/r 16

51、~24 0.4~0.8 200~241HB /m/min Sz/mm/r 10~18 0.25~0.4 300~400HB v/m/min Sz/mm/r 5~12 0.2~0.3 初選=6，28m/min，S 轉(zhuǎn)=0.2mm/r。查中心鉆刀具削、尺寸得：切深為 15.5mm。 7 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 3 銑端面打中心孔組合機(jī)床的總體設(shè)計 3.1 組合機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的確定 組合機(jī)床是按系列化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的通用部件和按加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè) 計的專用部件

52、組成的專用機(jī)床，組合機(jī)床是按具體加工對象專門設(shè)計，可以按最合理的工 藝過程進(jìn)行加工，也可以同時以幾個方面采用多把刀具對工件進(jìn)行加工，它是實行工序集 中的最佳途徑，是提高生產(chǎn)效率的有效設(shè)備。 本專題“銑端面打中心孔組合機(jī)床設(shè)計 ”是針對 S195-05006 曲軸左右兩個端面進(jìn)行 設(shè)計的，工藝要求在工序 20#中完成銑端面和打中心孔。該工序采用雙面銑和鉆的方法同 時對兩個端面進(jìn)行加工。該零件總體輪廓尺寸嬌小，屬于小型零件加工，零件的定位夾緊 元件也不會太大，設(shè)計時考慮到諸多因素后，決定選用臥式雙面銑削和鉆削組合機(jī)床。 3.2 銑端面打中心孔組合機(jī)床配置形式的選擇 3.2.1

53、組合機(jī)床配置形式 組合機(jī)床有大型和小型兩種，大、小型組合機(jī)床雖有其共性但又都有其特殊性，無論 是使用范圍、配置型式、普通部件和驅(qū)動方式都各有特點。用大型通用部件組成的機(jī)床成 為大型組合機(jī)床，用小型通用部件組成的成為小型組合機(jī)床。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。 通用部件可分為如下幾部分。 （1）動力部件 用于傳遞動力，實現(xiàn)工作運動的通用部件，如動力滑臺、動力箱、還 有各種動力頭等。它為刀具提供主運動和進(jìn)給運動，是組合機(jī)床及自動線的主要通用部件。 （2）支承部件 支承部件是用于安裝動力部件、輸送部件等的通用部件（如側(cè)底座、 中間底座

54、、立柱、立柱底座、支架等），它是組合機(jī)床的基礎(chǔ)部件。機(jī)床各部件之間的相 對位置精度、機(jī)床的剛度等主要依靠它來保證。 （3）輸送部件 輸送部件具有定位以及夾緊裝置，用于裝夾工件并且運送到預(yù)定工位 的通用部件（例如回轉(zhuǎn)工作臺、移動工作臺和回轉(zhuǎn)鼓輪等），定位精度較高。 （4）輔助部件 輔助部件有定位、夾緊、潤滑、冷卻、排屑以及自動線清洗機(jī)等。 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的加工，根 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方面對工件進(jìn)行加工。以下是 這類機(jī)床的主要配置型式。 ①臥式單面組合機(jī)床 ②立式單工位組合機(jī)床

55、 ③臥式雙面組合機(jī)床 ④復(fù)合式雙面組合機(jī)床 8 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) ⑤臥式三面組合機(jī)床 ⑦臥式四面組合機(jī)床 ⑥復(fù)合式三面組合機(jī)床 ⑧復(fù)合式四面組合機(jī)床 本次設(shè)計的組合機(jī)床為臥式機(jī)床，臥式機(jī)床在配置時候可將銑削頭安裝在專用臥式床 身或滑臺上，而被加工零件放在移動工作臺上，以組成銑削頭固定的臥式組合機(jī)床；也可 將銑削頭安裝在水平配置的滑臺上，而被加工零件放在固定夾具上，以組成銑削頭移動的 臥式組合機(jī)床；由于本道工序需要先銑再鉆，所以工件需要安裝在滑臺上；同時鉆頭也必 須移動才能加工中心孔，所以本次設(shè)計

56、的組合機(jī)床為刀具和工件都安裝在各自的滑臺上。 在配置銑削頭固定的臥式組合機(jī)床時，其傳動裝置的電機(jī)通常是采用頂置式，即電動 機(jī)放在銑削頭上方。在配置銑削頭移動的臥式組合機(jī)床時，其傳動裝置的電機(jī)通常是采用 側(cè)置型式。 3.3 被加工零件的工序圖 3.3.1 被加工零件工序圖的作用和要求 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案來表示在一臺機(jī)床上或一條自動線上完成 的工藝內(nèi)容，是包括加工部位尺寸精度、表面粗糙度及技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、加壓 部位以及被加工零件材料的硬度和本道工序加工前毛坯或半成品情況的圖紙。他不能用用 戶提供的產(chǎn)品圖紙代替，必須在原零件圖的基礎(chǔ)上突出機(jī)床或自動線的加

57、工內(nèi)容，加上必 要的說明而繪制的，它是組合設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造、使用和調(diào)整機(jī)床，檢查精度等 級的重要技術(shù)文件。 3.3.2 零件工序圖的內(nèi)容 （1）在圖上應(yīng)標(biāo)出被加工零件的形狀、輪廓尺寸及本機(jī)床設(shè)計有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀 及尺寸，尤其是當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向套時，應(yīng)表示出零件內(nèi)部的筋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的 形狀及尺寸，以便檢查工具、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。 （2）加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾壓方向，以便依此進(jìn)行夾具的定位支承（包括輔 助定位支承）、限位、夾緊、導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計。 （3）本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀、位置尺寸精度及技術(shù)要求， 還包括本道工序?qū)η暗?/p>

58、工序提出的要求。 （4）必要的說明文字，為被加工零件編號、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余 量等。 繪制工序圖時應(yīng)注意的事項如下。 （1）為了使加工零件工序圖清晰明了，一定要突出本機(jī)床的加工內(nèi)容，繪制時要采 用合適的比例，選擇足夠的視圖及剖視突出加工部位（用粗實線），并把零件輪廓及與機(jī) 床、夾具有關(guān)的部位用實線表示清楚，凡與本道工序保證的尺寸、角度等均有關(guān)的部位用 粗實線表示清楚，加工用的定位基準(zhǔn)符號“ ，加壓位置及方向用符號“↓”，如圖 9 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 3-1 所示。 （2）加工部位的位置尺寸應(yīng)從定

59、位基準(zhǔn)注起，為便于加工及檢查尺寸，應(yīng)采用直角 坐標(biāo)系注標(biāo)，而不采用極坐標(biāo)系，但有時因選擇定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)的不重合，則需將加 工部位要求的位置尺寸公差換成對稱尺寸公差，其公差數(shù)值的決定要考慮兩方面：一是要 能達(dá)到產(chǎn)品圖紙要求的精度；二是采用組合機(jī)床能夠加工出來。 （3）注明零件加工對機(jī)床提出的某些特殊要求。 圖 3-1 曲軸銑端面打中心孔工序簡圖 3.4 被加工零件加工示意圖 3.4.1 加工示意圖的作用和內(nèi)容 加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計的主要圖紙之一，在總體設(shè)計中占據(jù)重要地位，它是刀具、 輔具、夾具、主軸箱、液壓電器裝置

60、設(shè)計及通用不見選擇的主要原始資料，也是整臺組合 機(jī)床布局和性能的原始要求，同時還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試車的依據(jù)。加工示意圖要反映 機(jī)床的加工過程和加工方法，并決定浮動夾頭或接桿的尺寸，鏜桿長度，主軸、刀具、導(dǎo) 向與工件間的聯(lián)系尺寸等，根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具特點，合理地選擇切削用量，決 定動力頭的工作循環(huán)。 加工示意圖應(yīng)繪制成展開圖，其繪制順序：首先按比例繪制工件的外形及加工部位的 展開圖，特別注意將那些距離很近的孔嚴(yán)格按比例相鄰繪制，以便清晰看出相鄰刀具、工 具、主軸等是否相碰；然后，根據(jù)工件加工要求及選定的加工方法繪制刀具，并確定導(dǎo)向 形式，位置尺寸，選擇主軸和接桿；從這些

61、刀具中找出影響其聯(lián)系尺寸的關(guān)鍵刀具，按其 中最長的一把刀具，從主軸箱到工件間的最下距離來確定安全刀具、導(dǎo)向及工件之間的尺 寸關(guān)系。 10 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 加工示意圖還要繪制出工件加工部位的圖形。在軸數(shù)多時，必須在孔旁邊標(biāo)上號碼， 以便于設(shè)計和調(diào)整機(jī)床。加工示意圖時，一定要分出工位，按每工位的加工內(nèi)容順序進(jìn)行 繪制，同時還要畫出工件在回轉(zhuǎn)工作臺或鼓輪上的位置示意圖，以便能清楚地看出工件及 主軸的排列位置。 加工示意圖包括以下內(nèi)容。 （1）反映機(jī)床的加工方法、加工條件以及加工的過程。 （2）根據(jù)加工部位的特點以及加工要

62、求，決定刀具的類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、和尺寸（直 徑和長度），包括鏜削加工時決定鏜桿的直徑還有長度，鉆和擴(kuò)加工時決定鉆、還有擴(kuò)桿 的直徑和長度等。 （3）決定主軸的結(jié)構(gòu)的類型、規(guī)格尺寸以及外伸的長度。 （4）選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計專用的接桿、浮動卡頭、導(dǎo)向裝置，并決定它們結(jié)構(gòu)、參數(shù)及 尺寸。 （5）標(biāo)明主軸及接桿、夾具與加工之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。 （6）根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率以及刀具、材料的特點等，按照要求合理確定并標(biāo)注各 主軸的切削用量。 （7）決定機(jī)床動力部件的工作行程以及工作循環(huán)。 3.4.2 加工示意圖的編制 （1）刀具的選擇 選擇刀具時可考慮工件加工尺寸精度、表面粗

63、糙度、切屑的排除及 生產(chǎn)率要求等因素。根據(jù)本工序特點，應(yīng)選用硬質(zhì)合金端銑刀和高速鋼麻花鉆。 （2）工序余量 查《組合機(jī)床設(shè)計手冊》得： 端面加工余量為 4~5mm，選擇 4.5mm； 孔加工余量為 1.5~2.0mm，選擇 1.5mm。 （3）切削用量 本工序的切削用量在前面已經(jīng)敘述過，也可參見工藝卡片上的相應(yīng)內(nèi) 容。 （4）動力頭工作循環(huán)及行程確定 動力頭工作循環(huán)一般包括快進(jìn)、工作進(jìn)給、快退等 動作。銑端面和打中心孔的工作循環(huán)為：快進(jìn)→工作進(jìn)給→快退。 ①工作進(jìn)給長度確定 銑：L=5mm；鉆：L=15.5mm。 ②快進(jìn)長度確定 銑：L=20mm；鉆：L=20

64、mm。 ③快退長度確定 快退長度等于快進(jìn)長度和工作進(jìn)給長度之和，即，銑：20+5=25mm；鉆 20+15.5=35.5mm。 銑端面打中心孔加工示意如圖 3-2 所示。其中銑端面時，S=0.3mm/z，n=250mm/r；中 心孔時，S=0.2mm/z，n=125mm/r。 11 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 3.5 組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是決定各部件的輪廓尺寸以及相互聯(lián)系關(guān)系的，是開展各專用部件設(shè) 計和確定機(jī)床最大占地面積的指導(dǎo)的圖紙。 組合機(jī)床是由一些通用的部件和專用的部件組成的。為了使所設(shè)

65、計的組合機(jī)床既能滿 足預(yù)期的性能要求，而且又能做到配置上勻稱合理，符合多快省的精神，必須對所設(shè)計的 組合機(jī)床各個部件之間的關(guān)系進(jìn)行全面的分析和研究。組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖就是在被加工 零件工序圖與加工示意圖繪制之后，然后根據(jù)初步選定的主要通用的部件，以及確定的專 用部件的結(jié)構(gòu)原理來繪制的 3.5.1 圖 3—2 機(jī)床裝料高度的確定 銑端面打中心孔加工示意圖 確定機(jī)床裝料高度需要考慮車間運送工件的滾道高度、工件最低孔的位置、主軸 箱最低主軸高度和通用部件高度尺寸的限制。根據(jù)我國具體情況，為便于操作和省力， 對于一般臥式組合機(jī)床、流水線和自動線，裝料高度定

66、為 850mm。對于加工中心工件 的自動線，考慮自動排屑，特別是一些要從機(jī)床垂直下方返回隨行夾具的自動線，裝 料高度可采用 1000mm。鼓輪機(jī)床的裝料高度一般取 1200~1300mm，本組合機(jī)床的裝料 高度設(shè)計為 900mm。 12 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 3.5.2 夾具外形輪廓尺寸的確定 夾具是用于定位和加緊工件的。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)。在加工示意圖中對工件和鏜模間的距離，以及導(dǎo)套的尺寸，都有了規(guī)定。所以確定長 度尺寸時，主要在于合理地選取鏜模架的厚度。對于高度不大的鏜模架，其厚度可取 150~200mm；當(dāng)鏜模架較高（如鼓輪機(jī)床鏜模架），為了保證有足夠的剛度和穩(wěn)定性，其厚 度可取 250~300mm。 在掌握了工件寬度、工件和鏜模架間的距離和鏜模架的厚度尺寸后，即可確定夾具底 座的總長尺寸。為了補(bǔ)償鑄件的鑄造誤差，它應(yīng)比上述三項尺寸總和稍微大一些，一般大 10~20mm。 夾具底座高度確定。夾具底座的高度應(yīng)視夾具大小而定，既要保證有足夠的剛性，又 要考慮工件的裝料高度，為了便于布置定位元件，一般夾具底座的高度不少于 240mm。 3.5.3 機(jī)床通用部件的選擇 此次設(shè)計的專用組合機(jī)