連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 1 頁(yè) 共 28 頁(yè)1 緒論對(duì)于連桿雙端面銑削，我們一般采用組合機(jī)床，在保證連桿加工精度的基礎(chǔ)上，以達(dá)到大批量的生產(chǎn)，減少連桿加工時(shí)間，從而達(dá)到縮短零件的生產(chǎn)周期，減少成本。利用一定的專用夾具，達(dá)到一定的工藝要求，完成的連桿零件的加工要求。1.1 組合機(jī)床的特點(diǎn)組合機(jī)床是根據(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專用機(jī)床。它能夠?qū)σ环N（或幾種）零件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、銑削磨削等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定 [1-2]。組合機(jī)床與通用機(jī)床、其他專用機(jī)床比較，具有以下特點(diǎn)：（1） 組合機(jī)床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件約占全部機(jī)床零、部件總量的70%～80%，因此設(shè)計(jì)和制造的周期短、投資少、經(jīng)濟(jì)效果好。（2） 由于組合機(jī)床采用多刀加工，并且自動(dòng)化程度高，因此比通用機(jī)床生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動(dòng)強(qiáng)度低。（3） 組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過(guò)周密設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的，又有廠成批制造，因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工作可靠、使用和維修方便。（4） 在組合機(jī)床上加工零件時(shí)，由于采用專用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置等，加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對(duì)操作工人水平要求不高。（5）當(dāng)被加工產(chǎn)品更新時(shí)，采用其他類型的專用機(jī)床時(shí)，其大部分件要報(bào)廢。用組合機(jī)床時(shí)，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件可以重復(fù)利用，不必另行設(shè)計(jì)和制造。（6）組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動(dòng)線，以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。組合機(jī)床常用的通用部件有：機(jī)身、底座、立柱、動(dòng)力箱、動(dòng)力滑臺(tái)，各種工藝切削頭等。對(duì)于一些按循序加工的多工位組合機(jī)床，還具有移動(dòng)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。動(dòng)力箱、各種工藝切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床完成切削主運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件，其中還有能同時(shí)完成切削主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力頭。連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 2 頁(yè) 共 28 頁(yè)機(jī)身、立柱、中間底座等是組合機(jī)床的支承部件，起著機(jī)床的基礎(chǔ)骨架作用，組合機(jī)床的剛度和部件之間的精度主要是由這些部件保證 [1-2]。1.2 組合機(jī)床的分類和組成組合機(jī)床的通用部件分為大型和小型兩大類。大型通用部件是指電機(jī)功率為 1.5kw-30kw 的動(dòng)力部件及其配套部件，這類動(dòng)力部件多為箱體移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。小型通用部件是指電機(jī)功率為 1kw-2.2kw 的動(dòng)力部件及其配套部件，這類動(dòng)力部件多為套筒移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。用大型通用部件組成的機(jī)床稱為大型組合機(jī)床，用小型通用部件組成的機(jī)床稱為小型組合機(jī)床。按設(shè)計(jì)的要求本次設(shè)計(jì)的機(jī)床為大型通用機(jī)床 [1]。組合機(jī)床分為大型和小型外，按配置形式又分為單工為和多工位機(jī)床兩大類。單工位機(jī)床又有單面、雙面、三面和四面幾種，多工位機(jī)床則有移動(dòng)工作臺(tái)式、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式、中央立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式等配置型式。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床為單工位雙面銑床。1.3 組合機(jī)床的方案選擇(1)制定工藝方案 要深入現(xiàn)場(chǎng)了解被加工零件的加工特點(diǎn)、精度和技術(shù)要求、定位夾緊情況以及生產(chǎn)率的要求等，確定在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容及其加工方法。這里要確定加工工步數(shù)，決定刀具的種類和型式。（2）機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定 根據(jù)工藝方案確定機(jī)床的型式和總體布局。在選擇機(jī)床配置型式時(shí)，既要考慮實(shí)現(xiàn)工藝方案，保證加工精度，技術(shù)要求及生產(chǎn)效率；又要考慮機(jī)床操作、維護(hù)、修理是否良好；還要注意被加工零件的生產(chǎn)批量，以便使設(shè)計(jì)的組合機(jī)床符合多快好省的要求。（3）組合機(jī)床總體方案 這里要確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系，選擇通用部件的刀具的導(dǎo)向，計(jì)算切削用量及機(jī)床生產(chǎn)率。給制機(jī)床的總聯(lián)系尺寸圖及加工示意圖等。（4）組合機(jī)床的部分方案和施工方案 制定組合機(jī)床流水線的方案時(shí)，與一般單個(gè)的組合機(jī)床方案有所不同。流水線上由于工序的組合不同，機(jī)床的型式和數(shù)量都會(huì)有較大的變化。因此，這時(shí)應(yīng)按流水線進(jìn)行全面考慮，而不應(yīng)將某一臺(tái)或幾臺(tái)機(jī)床分裂開(kāi)來(lái)設(shè)計(jì)。即使暫時(shí)不能全面地進(jìn)行流水線設(shè)計(jì)，制定方案時(shí)也應(yīng)綜合研究，才能將工序組合得更為合理，更可靠地滿足工件的加工連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 3 頁(yè) 共 28 頁(yè)要求，用較多的工作，也為進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了有利條件 [3-4]。2 組合機(jī)床總體描述目前，組合機(jī)床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。平面加工包括銑平面、刮平面，車平面；孔加工包括鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋、磨削、等。隨著綜合自動(dòng)化的發(fā)展，其工藝范圍正擴(kuò)大到車外圓、行星銑削、拉削、推削、磨削、及拋光、沖壓等工序。此外，還可以完成焊接、熱處理、自動(dòng)裝配和檢測(cè)、清洗和零件分類及打印等非切削工作 【1】2.1 組合銑床工藝方案的制定工藝方案的制定是設(shè)計(jì)組合銑床最重要的步驟之一。其制定過(guò)程應(yīng)從以下的幾個(gè)方面考慮：1、被加工零件的特點(diǎn)。2、加工的工序和加工精度的要求。3、工件的生產(chǎn)方式等諸多方面綜合考慮。2.1.1 被加工零件的特點(diǎn)連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳動(dòng)部件之一，它在柴油機(jī)中，把作用于活塞頂面的膨脹的壓力傳遞給曲軸，又受曲軸的驅(qū)動(dòng)而帶動(dòng)活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿在工作中承受著急劇變化的動(dòng)載荷。連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起。為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內(nèi)裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質(zhì)的底，底的內(nèi)表面澆有一層耐磨巴氏合金軸瓦金屬。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，可以用來(lái)補(bǔ)償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內(nèi)壓入青銅襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時(shí)便于在磨損后進(jìn)行修理和更換。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的質(zhì)量，以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動(dòng)機(jī)中各連桿的質(zhì)量不能相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設(shè)置了去不平衡質(zhì)量的凸塊，以便在稱量后切除不平衡質(zhì)量。連桿大、小頭兩端對(duì)稱分布在連桿中截面的兩側(cè)?？紤]到裝夾、安放、搬運(yùn)等要求，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相同)。在連桿小頭的頂端設(shè)有油孔(或油槽)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，把氣缸體下部的連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 4 頁(yè) 共 28 頁(yè)潤(rùn)滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤(rùn)滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)副 [5]。2.1.2 加工的工序和加工精度的要求連桿上需進(jìn)行機(jī)械加工的主要表面為：大、小頭孔及其兩端面，桿體與桿蓋的接合面及連桿螺栓定位孔等。圖 2-1 為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿零件的主要技術(shù)要求。連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 5 頁(yè) 共 28 頁(yè)圖 2-1 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿主要技術(shù)要求連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 6 頁(yè) 共 28 頁(yè)連桿總成的主要技術(shù)要求如下：1. 為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能密切配合，減少?zèng)_擊的不良影響和便于傳熱。大頭孔公差等級(jí)為 IT6，表面粗糙度 Ra 應(yīng)不大于0.8μ m，大頭孔的圓柱度公差為 0.012 mm；小頭孔公差等級(jí)為 IT8，表面粗糙度 Ra 應(yīng)不大于 1.6μm。小頭壓襯套的底孔的圓柱度公差為 0.005 mm，素線平行度公差為 0.04 mm。2.大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，進(jìn)而影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，兩孔中心距的尺寸公差等級(jí)應(yīng)不低于 IT9。3.連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度誤差過(guò)大，將加劇連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩端面之間的磨損，甚至引起燒傷，一般規(guī)定其垂直度公差等級(jí)應(yīng)不低于 IT9。4.連桿大小頭兩端面間距離的基本尺寸相同，但其技術(shù)要求是不同的。大頭兩端面間的尺寸公差等級(jí)為 IT9，表面粗糙度 Ra 不大于 3.2μm；小頭兩端面間的尺寸公差等級(jí)為 IT12，表面粗糙度 Ra 不大于 6.3μm [6-7]。2.1.3 工件的生產(chǎn)方式由于本次設(shè)計(jì)主要對(duì)連桿進(jìn)行雙端面銑削，尺寸精度，形狀精度，位置精度需要達(dá)到一定的技術(shù)要求，且端面的表面粗糙對(duì)連桿的運(yùn)動(dòng)有一定的要求。因此在設(shè)計(jì)本次工藝方案時(shí)，需進(jìn)行粗銑、精銑、粗磨、精磨四道工序。采用粗銑、精銑、粗磨、精磨四道工序，并將精磨工序安排在精加工大、小頭孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。粗磨在轉(zhuǎn)盤磨床上，使用砂輪端面磨削，這種方法的生產(chǎn)率較高。精磨在 M7130 型平面磨床上用砂輪的周邊磨削，這種辦法的生產(chǎn)率低一些，但精度較高。2.2 確定切削用量、切削力和切削功率2.2.1 切削用量的選擇原則正確地選擇切削用量，對(duì)提高切削效率，保證必要的刀具耐用度和經(jīng)濟(jì)性，保證加工質(zhì)量，具有重要的作用。銑削切削用量的選擇與要求的加工表面粗糙度及其效率有關(guān)系。當(dāng)銑削表面粗糙度數(shù)值要求時(shí)，銑削速度應(yīng)高一些，每齒走刀量應(yīng)小一些。若生產(chǎn)率要求不高，可以取很小的每齒走刀量，一次銑削 4mm~5mm 的余量達(dá)到 RA1.6μm 的連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 7 頁(yè) 共 28 頁(yè)表面粗糙度。這時(shí)每齒的進(jìn)給量一般為 0.02mm~0.03mm。表 2-1 是用硬質(zhì)合金端銑刀的銑削用量查組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)得知 [1]。表 2-1 用硬質(zhì)合金端銑刀的銑削用量加工材料 工序 銑削深度（mm）銑削速度V(m.min-1)每齒走刀量Fz(mm/z)粗 2~4 80~120 0.2~0.4鋼 ab=520~720MPa精 0.5~1 100~180 0.05~0.20粗 2~4 60~100 0.2~0.4鋼 ab=700~900 MPa精 0.5~1 90~150 0.05~0.15粗 2~4 40~70 0.1~0.3鋼 ab=1000~1100 MPa精 0.5~1 60~100 0.05~0.10粗 2~5 50~80 0.2~0.4鑄鐵精 0.5~1 80~130 0.05~0.2粗 2~5 300~700 0.10~0.4鋁及其合金精 0.5~1 500~1000 0.051~0.3由上表可知，對(duì)于本次設(shè)計(jì)，我們應(yīng)該選用加工材料為鋼 ab=520 MPa ~720MPa ，粗銑：銑削深度 2mm~4mm，銑削速度 80m.min-1~120 m.min-1,每齒走刀量 0.2 mm/z ~0.4mm/z；精銑：銑削深度 0.5mm~1mm，銑削速度 100 m.min-1~180 m.min-1,每齒走刀量 0.05 mm/z ~0.20mm/z。組合機(jī)床常用銑削方法加工平面，精銑的平面度可達(dá) 003 mm ~0.05/1000mm，表面粗糙度可達(dá) Ra0.8μm ~1.6μm。對(duì)基面的平行度可保證在 0.05mm 以內(nèi)，基面間距的尺寸精度可保證在 0.05mm 以內(nèi)。2.2.1.1 粗加工時(shí)切削用量的選擇原則粗加工時(shí)加工精度與表面粗糙度要求不高,毛坯余量較大。因此，選擇粗加工的切削用量時(shí)，要盡可能保證較高的單位時(shí)間金屬切削量（金屬切削率）和必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)效率和降低加工成本 [8-12]。金屬切削率可以用下式計(jì)算：Zw ≈V.f.a p.1000連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 8 頁(yè) 共 28 頁(yè)式中：Z w單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量（mm 3/s）V 切削速度（m/s）f 進(jìn)給量（mm/r）ap 切削深度（mm）提高切削速度、增大進(jìn)給量和切削深度，都能提高金屬切除率。但是，在這三個(gè)因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，影響最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的吃刀深度 ap,其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量度 f，最后確定一個(gè)合適的切削速度 V。選用較大的 ap 和 f 以后，刀具耐用度 t 顯然也會(huì)下降，但要比 V 對(duì) t 的影響小得多，只要稍微降低一下 V 便可以使 t 回升到規(guī)定的合理數(shù)值，因此，能使 V、f、a p 的乘積較大，從而保證較高的金屬切除率。此外，增大 ap 可使走刀次數(shù)減少，增大 f 又有利于斷屑。因此，根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對(duì)提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的。1）切削深度的選擇：粗加工時(shí)切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來(lái)確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量將粗加工余量一次切除。只有當(dāng)總加工余量太大，一次切不完時(shí)，才考慮分幾次走刀。本次設(shè)計(jì)選用銑削深度為 2mm~4mm。2）進(jìn)給量的選擇：粗加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的因素主要是切削力。因此，進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度來(lái)確定。選擇進(jìn)給量時(shí)應(yīng)考慮到機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長(zhǎng)度等。在工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度好的情況下，可選用大一些的進(jìn)給量；在剛性和強(qiáng)度較差的情況下，應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量。本次設(shè)計(jì)選用每齒走刀量 0.2 mm/z ~0.4mm/z。3）切削速度的選擇：粗加工時(shí)，切削速度主要受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制。切削深度、進(jìn)給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時(shí)必須考慮到機(jī)床的許用功率。如超過(guò)了機(jī)床的許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。本次設(shè)計(jì)選用銑連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 9 頁(yè) 共 28 頁(yè)削速度為 80 m.min-1~120 m.min-1。2.2.1.2 精加工時(shí)切削用量的選擇原則精加工時(shí)加工精度和表面質(zhì)量要求較高，加工余量要小且均勻。因此，選擇精加工的切削用量時(shí)應(yīng)先考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率 [12]。1）切削深度的選擇：精加工時(shí)的切削深度應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當(dāng)吃刀深度較大時(shí)，切削力增加較顯著，影響加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)選用銑削深度為 0.5 mm ~1mm。2）進(jìn)給量的選擇：精加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度。進(jìn)給量增大時(shí)，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力上升，表面質(zhì)量下降。本次設(shè)計(jì)選用每齒走刀量 0.05 mm/z ~0.20mm/z。3）切削速度的選擇：切削速度提高時(shí)，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，盡可能提高切削速度。只有當(dāng)切削速度受到工藝條件限制而不能提高時(shí)，才選用低速，以避開(kāi)積屑瘤產(chǎn)生的范圍。由此可見(jiàn)，精加工時(shí)選用較小的吃刀深度 ap 和進(jìn)給量 f，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度 V，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)滿足生產(chǎn)率的要求。本次設(shè)計(jì)選用銑削速度為 100 m.min-1~180m.min-1。連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 10 頁(yè) 共 28 頁(yè)2.2.2 連桿工藝方案確定圖 2-2 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿零件簡(jiǎn)圖連桿由大、小頭和桿身等部分組成。大頭為開(kāi)式結(jié)構(gòu)（系直剖式連桿） 。連桿和連桿蓋用螺栓，螺母連接。為減少磨損和便于修理，大頭孔和小頭孔內(nèi)分別安裝軸瓦和銅套。連桿身的截面為工字形，可減少重量和減少慣性力又使連桿具有足夠的強(qiáng)度和剛度。連桿頭兩端面有落差且桿身對(duì)稱。大小頭側(cè)面設(shè)計(jì)有定位凸臺(tái)作為機(jī)械加工時(shí)的輔助定位基準(zhǔn)，便于定位基準(zhǔn)的統(tǒng)一 [1-5]。連桿總的工藝特點(diǎn)是：外形復(fù)雜，不易定位；大、小頭有細(xì)長(zhǎng)的桿身連接，所以彎曲剛性差，易變形；尺寸精度，形狀精度和位置精度及表面粗糙度要求很高。連桿所選的材料為 45 鋼（精選含碳量為 0.42%~0.47%） ，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理以提高其強(qiáng)度及其抗沖擊能力，其硬度為 217 HBS ~287HBS。其鍛件重量為7.5kg。連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 11 頁(yè) 共 28 頁(yè)根據(jù)以上的工藝特點(diǎn)下面初步擬訂工藝方案 [1]。1、工藝基面的分析及選擇采用以 V 形鐵為主要定位元件的方法。為提高其定位精度，要把 V 形鐵的角度做大一些。如圖 2-3 所示：圖 2-3 工藝基面的選擇2、工序間余量的確定3、刀具結(jié)構(gòu)的選擇按相關(guān)的資料選取端銑刀的形式。在銑削過(guò)程中，端銑刀的直徑要大于加工工件的最大寬度，由給定的加工零件圖可知最大為 Bmax=135mm，故端銑刀的直徑選取 150mm 為宜，其齒數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)選 7。即 D =150Z=72.2.3 銑削用量的選擇為使組合銑床更好的提高生產(chǎn)效率，便于人工操作，最少的停車損失和使刀具的壽命更長(zhǎng)、加工質(zhì)量更好，合理的選擇銑削用量是非常必要的。下表為硬質(zhì)合金端銑刀的銑削用量 [8-12]。 表 2-2加工材料 工序 銑削深度 銑削速度 每齒走刀量鋼 52~70b?（公斤/ ） ２毫 米 粗 2~4mm 80~120 米/分 0.2~0.4精 0.5~1mm 100~180 米/分 0.05~0.02加工工件為 45 號(hào)鋼，所以選如下的銑削用量銑削深度 T=3mm銑削速度 V=120m/min連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 12 頁(yè) 共 28 頁(yè)每齒走刀量 =0.3 毫米/齒zs銑削用量的選擇應(yīng)該使選擇的刀具充分發(fā)揮其性能。所以就不能選擇太低。考慮到批量生產(chǎn)時(shí)也沒(méi)必要把切削用量選太高，以免增加刀具損耗?？傊鶕?jù)加工精度和加工材料，工作條件和技術(shù)要求進(jìn)行分析。所以以上的選擇是可行的。2.2.4 確定切削力、切削功率根據(jù)選定的切削用量（組要指切削速度 v 及進(jìn)給量 f） ，確定切削力，作為選擇動(dòng)力部件（滑臺(tái)）及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其他傳動(dòng)件（齒輪、傳動(dòng)軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動(dòng)電機(jī)功率。一銑削力和主切削功率計(jì)算1 主切削力 Fc因選取硬質(zhì)合金端面銑削 45,鋼工件,由得：ZFc ntapdtafe )18.0(9.)13.0(8.06.15?????ac—— 系數(shù)—— 銑削接觸深度f(wàn)—— 每齒的進(jìn)給量f——銑刀的深度td—— 銑削深度paZ —— 銑刀齒數(shù)故由上則有： NFc86.53?2 切削功率： N 切KWV0.121切2.3 銑端面組合機(jī)床配置型式的選擇對(duì)于加工發(fā)動(dòng)機(jī)連桿這樣的工件，特別適合大、中箱體件的加工。為盡可能地提高生產(chǎn)率，最理想的是將工件一次性全部加工。經(jīng)過(guò)和指導(dǎo)老師商量后，連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 13 頁(yè) 共 28 頁(yè)我們決定設(shè)計(jì)四根主軸兩端同時(shí)進(jìn)行銑削。在滿足條件的情況下，采用臥式雙面銑床是可行的。在配置銑削頭固定的臥式組合機(jī)床時(shí)，其傳動(dòng)裝置的電機(jī)通常是采用頂置式，即電動(dòng)機(jī)放在銑削頭上方。在配置銑削頭移動(dòng)的臥式組合機(jī)床時(shí)，其傳動(dòng)裝置的電機(jī)通常是采用側(cè)置式，即電動(dòng)機(jī)放在銑削頭側(cè)面。本次設(shè)計(jì)采用的銑削頭是安裝在滑臺(tái)上的，可隨滑臺(tái)一起移動(dòng)，但是是銑削頭調(diào)整到適當(dāng)位置后邊不再移動(dòng)，所以采用電動(dòng)機(jī)安裝在銑削頭上方的配置型式。在加工連桿過(guò)程中，還必須考慮到加工零件特點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)方案的影響。在加工精度要求影響方面，不僅提高原始精度，提高工件的定位基準(zhǔn)和減少夾緊變形等措施，還要采用如下措施 [3]。1、采用定位塊定位，保證連桿能夠安裝穩(wěn)定，便于操作，提高加工過(guò)程精度要求。2、采用剛性主軸方案，由于機(jī)床導(dǎo)軌間隙及導(dǎo)軌磨損的影響。在加工過(guò)程中就不易產(chǎn)生振動(dòng)，并且有足夠的剛性保證其徑向切削力。2.4 影響總體布置的因素1、加工精度的影響當(dāng)工件的加工精度要求較高時(shí)，應(yīng)采用具有固定夾具的單工位組合機(jī)床，加工精度要求較低時(shí)，可采用具有移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床。此外，還要考慮到不同布置形式的機(jī)床所能達(dá)到的加工精度。例如，對(duì)于同軸度要求較高的各孔，應(yīng)采用從同一面對(duì)工件進(jìn)行加工機(jī)床布置形式。2、工件大小、形狀和加工部位特點(diǎn)的影響對(duì)于較大的工件，宜采用單工位機(jī)床，反之，宜采用多工位機(jī)床；對(duì)于大直徑深孔的工件，宜采用具有剛性主軸結(jié)構(gòu)的立式機(jī)床；對(duì)于小直徑深孔的工件，通常采用專門的深孔加工機(jī)床；對(duì)于被加工孔的中心線與定位基準(zhǔn)垂直的工件，一般采用立式機(jī)床。本原則也可根據(jù)機(jī)床的使用條件綜合考慮。根據(jù)上述原則，對(duì)于本章實(shí)例，可采用立式機(jī)床。但考慮工件排屑方便，機(jī)床空間的高度可矮些，故可采用臥式組合鉆床。3、生產(chǎn)率的影響零件的生產(chǎn)批量大小是決定采用單工位、多工位或自動(dòng)線，還是按中小批連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 14 頁(yè) 共 28 頁(yè)量生產(chǎn)特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)組合 機(jī)床的重要因素。有時(shí)從工件的外形及輪廓尺寸上看，可采用單工位固定夾具的機(jī)床布置形式，但是由于生產(chǎn)率要求很高，就不得不采用多工位的機(jī)床布置方案，以便使裝卸工件時(shí)間與機(jī)動(dòng)時(shí)間重合。被加工的零件的生產(chǎn)批量越大，工序 安排一般就越趨于分散，且粗、半精、精加工應(yīng)分別在不同的機(jī)床上完成。對(duì)于中小批量生產(chǎn)的情況，則要力求減少機(jī)床的臺(tái)數(shù)，并應(yīng)將所有工序盡量集中在一臺(tái)或少數(shù)幾臺(tái)機(jī)床上完成，以提高機(jī)床的利用率 【13】2.5 組合銑床的總體分析——三圖一卡2.5.1 被加工零件的工序圖被加工零件工序圖是指根據(jù)已確定的工藝方案，表示一臺(tái)組合機(jī)床或自動(dòng)線對(duì)加工零件應(yīng)完成的工藝內(nèi)容的示意圖，它包括加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求等內(nèi)容。它不能用產(chǎn)品的零件圖代替，而須在原零件圖的基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容及必要的說(shuō)明進(jìn)行重新繪制。它是進(jìn)行組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。其內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：（1）表示出被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。尤其是當(dāng)需要中間導(dǎo)向套時(shí)，應(yīng)表示出零件內(nèi)部的筋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。（2）表示出加工用定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向，以便依此進(jìn)行夾具的定位支承（包括輔助定位支承） 、限位、夾緊及導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（3）表示出本道工序加工部位的尺寸 、尺寸精度、表面粗糙度、形狀位置精度及技術(shù)要求，另外還應(yīng)表示出本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞?zhǔn)） 。（4）表示出必要的文字說(shuō)明，如被加工零件的編號(hào)、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。（5）繪制時(shí)，按一定的比例，細(xì)實(shí)線表示與本道工序加工無(wú)關(guān)的部分，粗實(shí)線表示被加工部位精度、粗糙度、位置精度、定位面及夾壓方向。（6）凡本道工序保證的尺寸、角度等，應(yīng)在基尺寸數(shù)值上打上方框，并在下面加一橫線（粗實(shí)線） 。連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 15 頁(yè) 共 28 頁(yè)以下為被加工零件圖，其材料為 45 鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其硬度為217HBS~287HBS。圖 2-4 連桿工序圖2.5.2 被加工零件的加工示意圖零件加工的工藝方案要通過(guò)加工意圖才能反映出來(lái)。加工示意圖表示：被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具、輔具的布置狀況，工件與夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系，以及機(jī)床的工作行程和工作循環(huán)等。因此，它是刀具、輔具、夾具、主軸箱、液壓和電氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始資料，也是對(duì)整臺(tái)機(jī)床布置和技術(shù)性能的原始要求，同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試車的依據(jù)。其內(nèi)容包括以下幾方面：（1）應(yīng)反映機(jī)床的加工方法、加工條件及加工過(guò)程。（2）根據(jù)加工部位的特點(diǎn)及加工要求，決定刀具的類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸（直徑和長(zhǎng)度） 。（3）決定主軸的結(jié)構(gòu)類型、規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度。（4）選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)專用的接桿、浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置、攻絲靠模裝置、刀桿托架等，并決定它們的結(jié)構(gòu)參數(shù)及尺寸。（5）標(biāo)明主軸、接桿、夾具（導(dǎo)向裝置）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度等。連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 16 頁(yè) 共 28 頁(yè)（6）根據(jù)機(jī)床的生產(chǎn)率及刀具和工件的材料等，合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量。（7）加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細(xì)實(shí)線繪出工件加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開(kāi)圖，然后用粗實(shí)線繪出加工表面。為了簡(jiǎn)化，對(duì)同一主軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的主軸，可只畫一根，但必須在主軸上標(biāo)注孔號(hào)。當(dāng)軸數(shù)多時(shí)，可縮小比例。最后，用細(xì)實(shí)線畫出加工部位簡(jiǎn)圖，并標(biāo)注孔號(hào)。（8）在加工示意圖上，主軸的分布可不按真實(shí)距離繪制。但當(dāng)被加工孔的間距很小時(shí)或需設(shè)置徑向結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時(shí)，相鄰的主軸必須嚴(yán)格按比例繪制，以便檢查相鄰的主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向裝置等之間是否發(fā)生干涉。（9）主軸應(yīng)從主軸箱端面畫起。刀具畫在加工終了位置上（攻絲加工則畫在開(kāi)始位置上） 。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)，只須畫出外廓，并須加注標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)，對(duì)一些專用結(jié)構(gòu)，則必須畫出剖視圖，并標(biāo)注尺寸、精度及配合種類。查表初定主軸直徑 D， 再綜合考慮加工精度和具體工作條件，根據(jù)表決定主軸外伸部分的尺寸（軸端的外徑和內(nèi)徑：D/d 1，外伸長(zhǎng)度 L）及配套的刀具接桿莫氏圓錐號(hào)、攻絲靠模規(guī)格代號(hào)等。確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程（1）刀具的選擇 選擇刀具時(shí)考慮工件加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生產(chǎn)率要求等因素。根據(jù)本工序特點(diǎn)，應(yīng)選用硬質(zhì)合金端銑刀。（2）工序余量 查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》得：端面加工余量為 2～4mm，選擇 3mm；（3）切削用量 本工序的切削用量在前面已經(jīng)敘述過(guò)，也可參見(jiàn)工藝卡片的相應(yīng)內(nèi)容。（4）動(dòng)力頭工作循環(huán)及行程確定 動(dòng)力頭工作循環(huán)一般包括快進(jìn)、工作進(jìn)給、快退等動(dòng)作。銑端面的工作循環(huán)為：快進(jìn)→工作進(jìn)給→快退。a.粗銑工作進(jìn)給單面長(zhǎng)度確定銑：L=1.5mmb.快進(jìn)長(zhǎng)度確定銑：L 快 =20mm連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 17 頁(yè) 共 28 頁(yè)c.快退長(zhǎng)度確定快退長(zhǎng)度等于快進(jìn)長(zhǎng)度和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和，即，銑：20+1.5=21.5mm。圖 2-5 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿加工示意圖圖2.5.3 組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制確定機(jī)床裝料高度需要考慮車間運(yùn)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(guó)具體情況，為便于操作和省力，對(duì)于一般臥式組合機(jī)床、流水線和自動(dòng)線，標(biāo)準(zhǔn)裝料高度推薦為850---1060mm。所以選擇裝料高度為H=1060mm。 。2.5.3.1 夾具外形輪廓尺寸的確定夾具是用于定位和夾緊工件的，所以工件的輪廓和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據(jù)。在加工示意圖中對(duì)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(zhǎng)度尺寸時(shí)，主要在于合理地選取鏜模架的厚度。對(duì)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)床的鏜模架） ，為了保證有足夠的剛度和穩(wěn)定件，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(zhǎng)尺寸。為了補(bǔ)償鑄件的鑄造誤差，它應(yīng)比上述三項(xiàng)尺寸總連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 18 頁(yè) 共 28 頁(yè)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。對(duì)于非框形夾具，在繪制聯(lián)系尺寸圖時(shí)，應(yīng)事先繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖，確定夾具的主要技術(shù)特征、基本結(jié)構(gòu)原則及其外形控制尺寸 [1-16]。2.5.3.2 機(jī)床通用部件的選擇此次設(shè)計(jì)的專用組合機(jī)床所用的通用部件有：一個(gè)動(dòng)力頭、一個(gè)滑臺(tái)、一個(gè)側(cè)底座、一個(gè)墊鐵、一個(gè)中間底座和一個(gè)電動(dòng)機(jī)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本組合機(jī)床通用部件選取見(jiàn)表 2-3 所示：表 2-3 通用部件尺寸通用部件名稱標(biāo)記 通用部件名稱標(biāo)記動(dòng)力箱滑臺(tái)1032*320*2801HJ32側(cè)底座中間底座1060*520*6301CC3211250*800*5601CC321中間底座尺寸的確定 在加工示意圖中，已確定了工件端面至主軸箱端面在加工終了時(shí)的距離，根據(jù)選定的動(dòng)力部件及其配套部件（滑座、床身等）的位置關(guān)系，并考慮動(dòng)力頭的前備量等因素，就可以確定中間底座長(zhǎng)度尺寸。本道工序設(shè)計(jì)的組合機(jī)床中間底座長(zhǎng)度為 1032mm。在確定中間底座高度尺寸時(shí)，應(yīng)考慮切削的儲(chǔ)存及排除、電氣接線盒的安排以及冷卻液的貯存，其容量應(yīng)不小于 3min~5min 冷卻的流量。對(duì)于加工鑄造件的機(jī)床，為了使冷卻液有足夠的沉淀時(shí)間，容量還應(yīng)大一些，有時(shí)取10min~15min 冷卻閥的流量。當(dāng)裝料高度取 1060mm 時(shí)，床身和中間底座之間結(jié)合面的高度，無(wú)論哪一型連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 19 頁(yè) 共 28 頁(yè)號(hào)的床身都是統(tǒng)一的，定為 540mm，所以中間底座的高度一般總是大于 540mm。本機(jī)床的中間底座高度設(shè)計(jì)為 560mm。以上介紹了繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題和主要聯(lián)系尺寸的確定。此外，在聯(lián)系尺寸圖上還必須明確表明運(yùn)動(dòng)部件的終點(diǎn)和原位狀態(tài)，以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的情況。如對(duì)于動(dòng)力頭必須標(biāo)明其退回的最遠(yuǎn)狀態(tài)，以便確定機(jī)床的最大輪廓尺寸。對(duì)于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、移動(dòng)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)鼓輪機(jī)床，需要特別注意動(dòng)力頭退回原位時(shí)，刀具、托架等必須處于夾具移動(dòng)或回轉(zhuǎn)的最大尺寸范圍以外。在機(jī)床聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)明工件、夾具及動(dòng)力頭的中心線之間的關(guān)系。特別當(dāng)工件上加工部位對(duì)于工件中心線不對(duì)稱時(shí)，動(dòng)力部件對(duì)于夾具和中間底座也就不對(duì)稱，這時(shí)應(yīng)注明動(dòng)力頭中心線相對(duì)夾具中心線的偏移距離。聯(lián)系尺寸圖繪制后，在進(jìn)行機(jī)床各部件的具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，可能發(fā)現(xiàn)某些尺寸定得不合理，甚至不能實(shí)現(xiàn)，則可按需要返回來(lái)修改聯(lián)系尺寸圖，加以調(diào)整。機(jī)床的聯(lián)系尺寸圖主要應(yīng)針對(duì)各部件之間的聯(lián)系尺寸進(jìn)行標(biāo)注，各部件只畫出必要的輪廓形狀即可，盡量減少不必要的線條和尺寸。各部件應(yīng)嚴(yán)格按同一比例繪制。至此，機(jī)床的各部件尺寸已確定，組合機(jī)床設(shè)計(jì)總圖見(jiàn)圖 2-6。安裝時(shí)首先將側(cè)底座和中間底座的螺栓孔與定位銷連接，再布置好方位，然后按照滑臺(tái)底下的螺栓孔與側(cè)底座上面孔將其連接好，最后安裝動(dòng)力箱和主軸箱 [1-15-16]。連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 20 頁(yè) 共 28 頁(yè)圖 2-6 組合機(jī)床設(shè)計(jì)總圖連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 21 頁(yè) 共 28 頁(yè)2.5.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡產(chǎn)品型號(hào) Gan-1 零件圖號(hào) 0358機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿 零件名稱共 1 頁(yè)第 1 頁(yè)車 間 工序號(hào)工序號(hào)材料牌號(hào)機(jī)加工 45#鋼毛坯種類 毛坯外形 尺寸第毛坯可制作數(shù)每臺(tái)件數(shù)鍛件 332mm設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)X52K夾具編號(hào) 夾具名稱 硬度HRC217工序工時(shí)工位器具編號(hào) 工位器具名稱 準(zhǔn)終單件工步工時(shí)工步號(hào) 工步內(nèi)容 工步裝備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度進(jìn)給次數(shù)機(jī)動(dòng)輔助001 銑削 單工位 255r/min 120m/min 0.3mm/z 3mm 1次 10’ 2’連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 22 頁(yè) 共 28 頁(yè)3 組合機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)3.1 組合機(jī)床專用夾具的特點(diǎn)組合機(jī)床夾具和一般夾具所起的作用看起來(lái)好像很接近，但其結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求卻有很顯著的，甚至是根本的區(qū)別。組合機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)和性能，對(duì)組合機(jī)床配置方案的選擇有很大的影響。以下是組合機(jī)床專用夾具的主要特點(diǎn)。1.一般的機(jī)床夾具是作為機(jī)床的輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的，而組合機(jī)床夾具是機(jī)床的主要組成部分，其設(shè)計(jì)工作是整個(gè)組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。2.組合機(jī)床夾具和機(jī)床其他部件有著密切的聯(lián)系，如何轉(zhuǎn)或移動(dòng)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)鼓輪、主軸箱、刀具和輔具、鉆模板和托架以及支承部件等。正確地解決它們之間的關(guān)系式保證組合機(jī)床可靠和使用性能良好的重要條件之一，而且?jiàn)A具的結(jié)構(gòu)也要按這些部件的具體要求來(lái)確定。3.由于組合機(jī)床常常是多刀，多面和多工序同時(shí)加工，會(huì)產(chǎn)生很大的切削力和振動(dòng)，因此組合機(jī)床夾具必須具有很好的剛性和足夠的夾緊力，以保證在整個(gè)加工過(guò)程工件不產(chǎn)生任何位移。同時(shí)，也不應(yīng)使工件產(chǎn)生不容許的變形。4.組合機(jī)床夾具是保證加工精度的關(guān)鍵部件，其設(shè)計(jì)、制造和調(diào)整都必須有嚴(yán)格的要求，使其能持久地保持精度。5.組合機(jī)床夾具應(yīng)便于實(shí)現(xiàn)定位和夾緊的自動(dòng)化，并有動(dòng)作完成的檢查信號(hào)；保證切屑從加工空間自動(dòng)排除；便于觀察和檢查，以及在不從機(jī)床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損壞和維護(hù)調(diào)整。此外，不要把組合機(jī)床夾具和一般的組合夾具混淆起來(lái)。組合夾具是在萬(wàn)能機(jī)床上為了完成某一道工序的加工，用一些標(biāo)準(zhǔn)的和通用的元件組裝的定位夾緊裝置。用完后可用這些元件重新組裝成新的夾緊裝置。而組合機(jī)床夾具則是以部分的通用元件加上專用件組成的專用夾具，它不便于改裝。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，組合機(jī)床夾具分為單工位和多工位夾具兩大類。單工位夾具是指工件在一個(gè)工位上完成加工工序的機(jī)床夾具。按被加工零件的結(jié)構(gòu)和加工要求，單工位夾具具有固定式的、帶滾道或浮動(dòng)滾道的、和小車等形式 【15-16連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 23 頁(yè) 共 28 頁(yè)3.2 機(jī)床專用夾具的作用及設(shè)計(jì)方法專 用 夾 具 是 指 為 某 一 工 件 的 某 一 道 工 序 專 門 設(shè) 計(jì) 、 制 造 的 夾 具 。 它 的 主要 功 能 是 實(shí) 現(xiàn) 工 件 的 定 位 和 夾 緊 ， 是 工 件 加 工 時(shí) 相 對(duì) 于 機(jī) 床 、 刀 具 有 正 確 的位 置 ， 以 保 證 工 件 的 加 工 精 度 。 具 體 來(lái) 說(shuō) 機(jī) 床 夾 具 的 作 用 包 括 ：⑴ 保 證 加 工 精 度 用 夾 具 裝 夾 工 件 ， 減 少 對(duì) 其 它 生 產(chǎn) 設(shè) 備 和 操 作 者 技 術(shù)水 平 的 依 賴 性 ， 能 穩(wěn) 定 地 保 證 加 工 精 度 。⑵ 提 高 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 用 夾 具 裝 夾 工 件 ， 能 使 工 件 迅 速 地 定 位 和 夾 緊 ， 顯著 地 縮 短 輔 助 時(shí) 間 ， 提 高 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 。⑶ 改 善 工 人 的 勞 動(dòng) 條 件 用 夾 具 裝 夾 工 件 ， 方 便 、 迅 速 。 當(dāng) 采 用 氣 動(dòng) 、液 壓 等 夾 緊 裝 置 時(shí) ， 可 減 輕 工 人 的 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 。⑷ 降 低 生 產(chǎn) 成 本 在 批 量 生 產(chǎn) 中 使 用 夾 具 時(shí) ， 由 于 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 的 提 高 和允 許 使 用 技 術(shù) 等 級(jí) 較 低 的 工 人 操 作 ， 故 可 明 顯 地 降 低 生 產(chǎn) 成 本 。⑸ 擴(kuò) 大 機(jī) 床 工 藝 范 圍 使 用 夾 具 可 以 擴(kuò) 大 機(jī) 床 工 藝 范 圍 ， 如 使 用 夾 具 可將 機(jī) 床 改 為 鏜 床 或 拉 床 、 深 孔 加 工 機(jī) 床 等 【 16】 。機(jī) 床 夾 具 的 設(shè) 計(jì) 方 法 ：⒈ 明 確 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) ， 收 集 研 究 原 始 資 料⒉ 擬 定 夾 具 結(jié) 構(gòu) 方 案 ， 繪 制 夾 具 草 圖⑴ 確 定 工 件 的 定 位 方 式 ， 設(shè) 計(jì) 定 位 裝 置 。⑵ 確 定 工 件 的 夾 緊 方 案 ， 設(shè) 計(jì) 夾 緊 裝 置 。⑶ 確 定 對(duì) 刀 及 引 導(dǎo) 方 式 ， 選 擇 或 設(shè) 計(jì) 對(duì) 刀 裝 置 或 引 導(dǎo) 元 件 。⑷ 確 定 其 他 元 件 或 裝 置 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 ， 如 定 位 鍵 ， 分 度 裝 置 等 。⑸ 確 定 夾 具 的 總 體 結(jié) 構(gòu) 及 夾 具 在 機(jī) 床 上 的 安 裝 方 式 。 在 確 定 夾 具 結(jié) 構(gòu) 的方 案 過(guò) 程 中 ， 應(yīng) 提 出 幾 種 不 同 的 方 案 ， 畫 出 草 圖 ， 經(jīng) 比 較 分 析 ， 選取 最 佳 方 案 。⒊ 繪 制 夾 具 總 圖⒋ 確 定 并 標(biāo) 注 有 關(guān) 尺 寸 和 夾 具 技 術(shù) 要 求⒌ 繪 制 夾 具 零 件 圖連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 24 頁(yè) 共 28 頁(yè)3.3 定位的選擇對(duì)于本次連桿雙端面銑削的工藝安排，我考慮到了兩定位方式，第一種是利用連桿中間的凹形面，在充分利用臥式銑床的基礎(chǔ)上，在支撐面上設(shè)計(jì)一個(gè)圓形輪盤，而對(duì)于被加工零件可以準(zhǔn)確的定位到專用夾具上去，利用一定的夾緊力進(jìn)行有效的夾緊，設(shè)計(jì)方案如圖 3-1 示，這樣的設(shè)計(jì)可以進(jìn)行大批量快速的生產(chǎn)。第二種種設(shè)計(jì)方案，我可以考慮到加工工藝和成本的需要，可以采用定位塊進(jìn)行零件的定位，達(dá)到一定的工藝要求。如圖 3-2 定位塊定位夾緊方案。而對(duì)于本次設(shè)計(jì)我選用了第二種方案，可以很好的拆卸和安裝，最少的減少時(shí)間，保證零件加工的精度要求。圖（3-1 圖（3-2）連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 25 頁(yè) 共 28 頁(yè)結(jié)論在剛剛過(guò)去的幾個(gè)月里，是我在大學(xué)以來(lái)最刻骨銘心的日子。這是我大學(xué)生活的最后一個(gè)階段，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)都是在這幾個(gè)月完成的。在這一階段我學(xué)到了很多以前課堂上無(wú)法學(xué)到的方法和知識(shí)，它們很多都有很高的實(shí)用價(jià)值，并將對(duì)我以后的工作產(chǎn)生巨大的幫助，在此我想對(duì)我的指導(dǎo)老師－－江琴講師的辛勤教誨表示衷心的感謝。本次設(shè)計(jì)，在江琴老師的指導(dǎo)下，我做到了獨(dú)立地思考，查閱相關(guān)資料，準(zhǔn)確計(jì)算，具體設(shè)計(jì)。今天，我終于圓滿地完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。這次是我第一次全面的系統(tǒng)的進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我充分地運(yùn)用了在大學(xué)四年內(nèi)所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)，使之融入到設(shè)計(jì)實(shí)踐中，并通過(guò)不斷地翻閱資料和查找數(shù)據(jù)，使自己又一次詳細(xì)的回顧了四年學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)習(xí)上的不足之處并加以提高，使自己的專業(yè)知識(shí)更加全面，系統(tǒng)化。 由于水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，第一次全面的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)難免有許多不妥和錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)指導(dǎo)老師和讀者批評(píng)指正錯(cuò)誤，以便及時(shí)改正。連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 26 頁(yè) 共 28 頁(yè)致謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是在我的老師親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，江老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此謹(jǐn)向江老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。四年的大學(xué)生活讓我受益菲淺，最重要的是培養(yǎng)了我吃苦耐勞的精神，腳踏實(shí)地的作風(fēng)，較強(qiáng)的社會(huì)工作能力。為了使自己能夠全方位的發(fā)展，更好的適應(yīng)這個(gè)日新月異的社會(huì)，在這幾學(xué)年中，我兢兢業(yè)業(yè)，努力學(xué)習(xí)，嚴(yán)格要求自己，不斷的提高自己各方面的素質(zhì)，爭(zhēng)取在人生的道路上更好的實(shí)現(xiàn)社會(huì)價(jià)值、人生價(jià)值和自我價(jià)值！本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我在校四年來(lái)所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐技術(shù)所進(jìn)行的一次綜合性的全面考察，培養(yǎng)了我運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，它還為我們了解一般機(jī)械工程設(shè)計(jì)的基本思想打下良好的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)方案的擬定,設(shè)計(jì)資料的收集,手冊(cè)，國(guó)標(biāo)選用，設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用,零部件及總體裝配圖的繪制等方面，有一次較全面的鍛煉。對(duì)我們進(jìn)入社會(huì)具備一定獨(dú)立工作能力起了良好的作用,從而能較好的適應(yīng)工作。在此，我還要感謝在一起愉快的度過(guò)大學(xué)生活的各位同學(xué)，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!最后我還要感謝含辛茹苦培養(yǎng)我長(zhǎng)大的父母，謝謝你們! 編者:張曉鋒連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)第 27 頁(yè) 共 28 頁(yè)2010 年 5 月參考文獻(xiàn)[1] 謝家贏. 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)（第 1 版）[M]. 北京: 機(jī)械 工業(yè)出版社，1994 年 2 月[2] 徐旭東，周菊琪. 現(xiàn)代組合機(jī)床技術(shù)及其發(fā)展[M]. 北京：中國(guó)機(jī)械工程，1995.[3] 金振華. 組合機(jī)床及其調(diào)整與應(yīng)用[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.[4] 大連組合機(jī)床研究所. 組合機(jī)床設(shè)計(jì)第一冊(cè)（第一版， 機(jī)械部分）[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社， 1987 年 6 月.[5] 楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M] 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 年 9 月.[6] 李慶余，張佳. 機(jī)械裝備設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.[7] 吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.[8] 戴曙. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993.[9] 邱宣懷. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京：高等教育出版社，2003.[10] 龔桂. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M]. 北京：高等教育出版社，1990.[11] 顧維邦. 金屬切削機(jī)床概論[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.[12] 《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》編寫組. 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