柴油機(jī)氣缸體兩端面粗銑組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)-說明書

1、兩側(cè)面組合銑床及夾具設(shè)計(jì)摘要: 本課題設(shè)計(jì)一臺粗銑柴油機(jī)氣缸體兩側(cè)面的組合銑床,主要完成組合銑床的總體設(shè)計(jì)及其夾具的設(shè)計(jì)。 根據(jù)柴油機(jī)氣缸體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度及生產(chǎn)率等要求，確定該機(jī)床為單工位臥式組合機(jī)床；考慮工件尺寸精度，表面粗糙度，切屑的排除及生產(chǎn)率等因素，選用硬質(zhì)合金不重磨式面銑刀；根據(jù)工件的尺寸、特點(diǎn)及其材料選擇切削用量；然后,再經(jīng)過切削用量來確定組合機(jī)床的通用部件；最后進(jìn)行組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)。由于是粗銑柴油機(jī)氣缸體兩側(cè)面,則夾具的設(shè)計(jì)采用“一面兩銷”定位, 手動夾緊，一次裝夾加工柴油機(jī)氣缸體的兩個側(cè)面，保證了加工精度，提高了生產(chǎn)效率；根據(jù)工作將受到切削力來計(jì)算

2、夾緊力；再根據(jù)夾緊力來選擇確定夾緊裝置的專用部件。在設(shè)計(jì)之中，盡量選用通用件，減少了制造成本，增加了經(jīng)濟(jì)效益。通過本次設(shè)計(jì)可以達(dá)到效果是：所設(shè)計(jì)的組合銑床和夾具能滿足其工作狀態(tài)的質(zhì)量要求,使用時安全可靠,易于維修。關(guān)鍵詞：組合銑床；氣缸體；銑刀；夾具Two sides modular milling machine and jig designAbstract: This topic designs a thick mill diesel engine to be mad the cylinder body two sides the combination milling machines,

3、 Mainly completes the design work of machine tool overall and the jig design. According to the request of construction features, processing spot, size precision, surface roughness and productivity that diesel engine air cylinder, sets the machine tool for single location horizontal type modular mach

4、ine tool. Considered to the factor of the size precision, surface roughness, scrap removes and productivity and so on of the work piece, selects the Hard alloy not grind type surface milling cutter. According to work piece size, characteristic and its material choice cutting specifications; Because

5、of the thick mill diesel engine cylinder body two sides, then the jig design use two sells the localization at the same time, Manual clamps, an attire clamps processes the diesel engine to be mad the cylinder body two sides; according to will work receives the cutting force to calculate clamps the s

6、trength; again according to clamps the strength , choose the determination clamp the special-purpose part.During the design, the standard parts are selected as far as possible, to reduced the production cost, increased the economic efficiency. This design may achieve the effects as fowllows: the mod

7、ular milling machine and the jig can satisfy its the quality requirement at working status,its safe, and easy to service. Key word: the modular milling machine; air cylinder; milling cutter; jig目 錄1 前言12 總體方案論證321工藝方案設(shè)計(jì)322加工設(shè)備方案選擇323確定機(jī)床的總體布局43 切削用量的選擇和計(jì)算531切削刀具選擇532切削用量的選擇533確定切削力，切削轉(zhuǎn)矩，切削功率64 組合機(jī)床通

8、用設(shè)備的選擇741進(jìn)給動力部件選擇742主運(yùn)動動力部件選擇843通用主軸部件選擇 85 組合機(jī)床總體 1051被加工零件工序圖 1052加工示意圖 1153機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖 1254機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 136 夾具設(shè)計(jì) 1561定位誤差分析計(jì)算 1562夾緊裝置設(shè)計(jì) 1663夾緊力的計(jì)算 1664夾具零部件的設(shè)計(jì) 187 結(jié)論 23參考文獻(xiàn) 24致謝 251 前言組合機(jī)床是根據(jù)工件加工要求，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。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，有以下兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對象的具體情況進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。其二，隨著組合機(jī)床在我國機(jī)械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結(jié)自己生產(chǎn)和

9、使用組合機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)組合機(jī)床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計(jì)成通用部件，而且一些行業(yè)的在完成一定工藝范圍的組合機(jī)床是極其相似的，有可能設(shè)計(jì)為通用機(jī)床，這種機(jī)床稱為“專能組合機(jī)床”。這種組合機(jī)床就不需要每次按具體加工對象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而是可以設(shè)計(jì)成通用品種，組織成批生產(chǎn)，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(shè)備。組合機(jī)床是一種專用高效自動化技術(shù)裝備，目前，由于它仍是大批量機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效，高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備，因而被廣泛應(yīng)用于汽車，拖拉機(jī)，內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。其中，特別是汽車工業(yè)，是組合機(jī)床和自動線最大的用戶。如德國打

10、眾汽車廠在Salzgitter的發(fā)動機(jī)工廠，90年代初所采用的金屬切削機(jī)床主要是自動線(60%)，組合機(jī)床(20%)，加工中心(20%)。顯然，在大批量生產(chǎn)的機(jī)械工業(yè)部門，大量采用的設(shè)備是組合機(jī)床和自動線。因此，組合機(jī)床的應(yīng)用在很大程度上決定了這些部門的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，也很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。特別是近20年來，隨著組合機(jī)床的發(fā)展，作為組合機(jī)床主要用戶的汽車和內(nèi)燃機(jī)等行業(yè)也有很大的變化，起產(chǎn)品市場壽命不斷縮短，品種日益增多且質(zhì)量不斷提高。這些因素同時也有力地推動和激勵了組合機(jī)床的不斷發(fā)展。組合機(jī)床的發(fā)展主要有以下2點(diǎn):(1) 組合機(jī)床品種的發(fā)展；(2) 組合機(jī)床柔性化的發(fā)展。隨著

11、科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。據(jù)國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計(jì)表明，目前中，小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，面夾具的實(shí)際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床（NC），加工中心（MC），成組技術(shù)（GT），柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了如下新的要求：a.能迅速面方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成

12、本。b.能裝夾一組具有相似性特征的工件。c.適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。d.適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。e.采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率。f.提高機(jī)床夾的標(biāo)準(zhǔn)化程度?，F(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾個方面：a.精密化b.高效化c.柔性化d.標(biāo)準(zhǔn)化 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是柴油機(jī)氣缸體兩端面粗銑組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)。根據(jù)柴油機(jī)氣缸體兩側(cè)面的位置、加工精度等主要的設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)出技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理和工作上可靠的雙面粗銑的組合機(jī)床。而組合機(jī)床夾具是給合機(jī)床的重要組成部分,用于實(shí)現(xiàn)對被加工零件的準(zhǔn)確定位,夾壓,對刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件時的限位等。

13、組合機(jī)床的加工精度基本上是由夾具來保證的,因此它與一般機(jī)床夾具不同。 本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床夾具主要對柴油機(jī)氣缸體兩端面的粗銑，因此采用面兩銷定位方式,即利用零件上的一個平面和該平面上的兩個孔作為定位基準(zhǔn)。一個孔插圓柱銷,另一個孔插菱形銷。這種定位方法保證了理論上的六點(diǎn)定定位原則(平面上三個點(diǎn),圓柱銷兩個點(diǎn)和菱形銷一個點(diǎn))。課題來源于江蘇恒力機(jī)械有限公司。要設(shè)計(jì)出這種組合機(jī)床，要先對柴油機(jī)氣缸體結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝性分析,確定整體的設(shè)計(jì)方案，提出一到兩種可行性比較高的初步設(shè)計(jì)方案；根據(jù)目前所提供的工況條件，每天的工作時間、強(qiáng)度等對初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證，最后根據(jù)論證結(jié)果選擇最合適的設(shè)計(jì)方案；再進(jìn)行組合機(jī)床方

14、案圖樣文件設(shè)計(jì)：被加工零件加工工序圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖以及生產(chǎn)率計(jì)算卡。依據(jù)總體方案中“三圖一卡”內(nèi)容和夾具的一些設(shè)計(jì)規(guī)律和要求，確定夾具的總體結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床能同時粗銑柴油機(jī)氣缸體的兩側(cè)面，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強(qiáng)度，從而降低了零件的加工成本。2 總體方案論證設(shè)計(jì)的機(jī)床要滿足加工要求、保證加工精度；盡可能選用通用件、以降低成本。因此根據(jù)上述要求和柴油機(jī)氣缸體的加工特點(diǎn)來確定設(shè)計(jì)方案。2.1 工藝方案設(shè)計(jì)工藝方案的擬訂是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)要注重工件及其加工的工藝分析，只有制定出先進(jìn)合理的工藝方案,才能設(shè)計(jì)出先進(jìn)合理的組合機(jī)床。根據(jù)指定的加工要求

15、,提出若干個工藝方案,擇其佳者。工藝方案確定了,組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)、性能、運(yùn)動、傳動、布局等一系列問題也就解決了。所以，工藝方案設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。而且工藝方案在很大程度上決定了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，必須認(rèn)真分析被加工零件圖紙,深入了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求及生產(chǎn)率要求等一些因素。擬定組合機(jī)床工藝方案的一般步驟如下:a.分析,研究加工要求和現(xiàn)場工藝，在制訂組合機(jī)床工藝方案時，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位及其精度、表面粗糙度、技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)；其次深入現(xiàn)場調(diào)查分析零件的加工工藝方法、定位夾緊方式

16、、所采用的設(shè)備、刀具及切用量、生產(chǎn)率情況等。 b.定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇組合機(jī)床一般為工序集中的多刀加工,不但切削負(fù)荷大，而且工件受力方面變化。因此，正確選擇定位基準(zhǔn)和夾壓部位是保證加工精度的重要條件。本道工序主要是加工毛坯,因此,還要對毛坯基準(zhǔn)選擇考慮有關(guān)工序加工余量的均勻性。定位夾壓部位的選擇應(yīng)在有足夠的夾緊力下工件產(chǎn)生的變形最小，并且夾具易于設(shè)置導(dǎo)向和能過刀具。本道工序:粗銑柴油機(jī)氣缸體兩側(cè)面。2.2 加工設(shè)備方案選擇在機(jī)械制造業(yè)中，金屬切削機(jī)床占機(jī)械設(shè)備總臺數(shù)的50%70%，它負(fù)擔(dān)的工作量約占一半左右，其中有30%50%的工作量是由組合機(jī)床來完成的，同時，機(jī)械加工方法是機(jī)電產(chǎn)品及零部

17、件生產(chǎn)的主要方法，且機(jī)械加工質(zhì)量又是提高整個產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，組合機(jī)床的開發(fā)、設(shè)計(jì)，是機(jī)械制造行業(yè)一項(xiàng)非常重要的工作。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，具有如下特點(diǎn)：a.生產(chǎn)率高；b.加工精度穩(wěn)定；c.研制周期快，便于設(shè)計(jì)、制造和使用、維護(hù)；d.自動化程度高，勞動強(qiáng)度低；e.配置靈活，可按工件或工序要求靈活組成機(jī)床自動線，易于改裝，產(chǎn)品或工藝變化時，通用部件還可以重復(fù)利用；f.使用穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)床費(fèi)用低。由于被加工零件已定型，生產(chǎn)批量較大，加工要求較高，所以必須采用組合機(jī)床來進(jìn)行生產(chǎn)，同時，又是針對雙面加工。因此，采用組合機(jī)床來進(jìn)

18、行加工是較適宜、理想的生產(chǎn)方案。2.3 確定機(jī)床總體布局根據(jù)上述確定的加工工藝方案，按照工序集中程度和生產(chǎn)批量大小，機(jī)床總體布局主要有如下配制型式：a.多工位組合機(jī)床多工位組合機(jī)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(jī)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(jī)床各種型式的單工位組合機(jī)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(jī)床可分為單面、多面及復(fù)合式。這種方式組成靈活，結(jié)構(gòu)簡單，由于單工位加工，其機(jī)動時間與輔助時間不能重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低。根據(jù)以上所述

19、, 柴油機(jī)氣缸體的結(jié)構(gòu)是比較規(guī)則的長方體，從裝夾的角度來看，臥式平放比較方便，采用臥式組合機(jī)床加平面，有利于排屑，也減輕了工人的勞動強(qiáng)度。且柴油機(jī)氣缸體屬于中型加工零件，在本次設(shè)計(jì)中，銑平面工序是主要工序內(nèi)容。因此為了保證銑平面的加工精度和結(jié)合被加工零件加工特點(diǎn)，臥式單工位組合機(jī)床是較好的選擇。臥式單工位組合機(jī)床又可分為臥式單面組合機(jī)床，臥式多面組合機(jī)床等。若采用臥式單面組合機(jī)床，加工兩端面需經(jīng)過兩次裝夾，增加輔助時間，成本高，生產(chǎn)效率低，工人勞動強(qiáng)度大。因此，采用臥式雙面組合機(jī)床是合理的選擇。其特點(diǎn)：工件安裝在夾具里，工件和夾具裝在銑削工作臺上，刀具相對固定，銑削工作臺實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動。生產(chǎn)占地

20、面積小，加工精度高。3 切削用量的選擇和計(jì)算3.1 切削刀具的選擇在生產(chǎn)線上,由于銑削平面的走刀長度一般比孔加工的走刀長度長的多,因此,銑削工序通常是限制性工序。為了提高切削用量應(yīng)采用硬質(zhì)合金不重磨式面銑刀。由參考文獻(xiàn)4，粗齒中齒細(xì)齒面銑刀刀片材料為YG6(銑鑄鐵)及YT14(銑鋼)，密齒面銑刀刀片材料為YG6，銑鋁合金面銑刀刀片材料為YT14。由于本件的材料是鑄鐵，因此選用刀片材料為YG6，又因?yàn)楸镜拦ば蚴谴帚?粗糙度要求不高,選中齒銑刀。齒數(shù)選擇由參考文獻(xiàn)4表2-8，得中齒銑刀的齒數(shù)為34。所以，設(shè)計(jì)的組合銑床選擇的刀具為：硬質(zhì)合金不重磨式中齒面銑刀，材料為YG6，齒數(shù)為34。3.2 切削

21、用量的選擇在組合機(jī)床工藝方案確定過程中，工藝方法和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)床的結(jié)構(gòu)形式及工作可靠性均有較大的影響。A.組合機(jī)床切削用量的選擇特點(diǎn):a.在大多情況下，組合機(jī)床為多軸、多刀、多面同時切削，因此，切削用量比一般萬能機(jī)床單刀加工低30%左右。 b.組合機(jī)床通常用動力滑臺來帶動刀具進(jìn)給，由于多軸箱上同時工作的刀具種類不同且直徑大小不同，其切削用量也各有特點(diǎn)。因此，一般先按各刀具選擇較合理的切削速度v(m/min) 和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f(mm/r),再根據(jù)其中工作時間最長，負(fù)荷最重，刃磨較困難的刀具來確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，通常用試湊法來滿足每分鐘進(jìn)

22、給量相同的要求。參照1即 c.在選擇切削用量時要注意既要保證生產(chǎn)批量要求，又要保證刀具一定的耐用度。d.選擇切削用量時，還須考慮可選動力滑臺的性能。B.組合機(jī)床切削用量選擇方法從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求等進(jìn)行分析，按照經(jīng)濟(jì)地滿足加工要求的原則，合理的選擇切削用量。本次設(shè)計(jì)中，采用查表法選擇加工柴油機(jī)氣缸體孔的切削用量。由參考文獻(xiàn)1表6-18,查得，每齒進(jìn)給量fz=0.2mm/z切削速度vc=75m/minn=47r/min （3-1）進(jìn)給速度vf=fn=fzzn （3-2）=0.23447=320mm/min3.3 確定切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率根據(jù)選擇的切削用量，

23、確定切削力，作為選擇動力部件（滑臺）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件的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動電機(jī)功率。切削功率選擇:由vc=75m/min，工件材料:鑄鐵HBS250，ap=4mm，fz=0.2mm/z，vf=320mm/min，由參考文獻(xiàn)4表3.24，得pc=15.9KW電動機(jī)選擇：由pc=15.9KW，由參考文獻(xiàn)9表20-3得，電動機(jī)型號：Y180L-6同步轉(zhuǎn)速：1000r/min，滿載轉(zhuǎn)速：975r/min，P電機(jī)=18.5KW銑削切削力的計(jì)算由參考文獻(xiàn)10表1-2-9,P=490t1.0Sz0.74D-1.0B0.90z （3-3）式中 P-銑削力(

24、N)；t-銑削削深度(mm)；Sz-每齒進(jìn)給量(mm/z)；D-銑刀直徑(mm)；B-銑削寬度(mm)；z-銑刀的齒數(shù)。由前面計(jì)算的切削用量得， t=4mm； Sz=0.2mm/z； D=512mm； B=425mm； z=34。將上述數(shù)值代入式（3-3）得P=490 t1.0Sz0.74D-1.0B0.90z=490 41.00.20.74512-1.04250.9034=9398.1(N)4 組合機(jī)床通用部件的選擇通用部件是按標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化原則設(shè)計(jì)制造的組合機(jī)床基礎(chǔ)部件。我國通用部件不僅具有完整的國家標(biāo)準(zhǔn)，并已貫徹了國際標(biāo)準(zhǔn)，許多標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)等效。通用部件按其尺寸大小，可分為大型

25、和小型通用部件；按驅(qū)動和控制方式的不同，可分為機(jī)械驅(qū)動、液壓驅(qū)動、風(fēng)動或數(shù)控通用部件；按單機(jī)和自動線的不同，可分為組合機(jī)床和組合機(jī)床自動線通用部件；按其功能不同，可分為動力部件、支承部件、控制部件、輔助部件。41 進(jìn)給動力部件選擇進(jìn)給動力部件主要為刀具或工件提供進(jìn)給運(yùn)動。最新動力部件共有液壓滑臺、機(jī)械滑臺、數(shù)控滑臺、長臺面液壓滑臺、十字滑臺、銑削工作臺、回轉(zhuǎn)盤等九個品種。對于組合銑床來說，進(jìn)給動力部件主要是銑削工作臺，其上通常安裝夾具或工件。銑削工作臺與1TX系列銑削頭，1XS系列床身組成銑削組合機(jī)床，可用于大走刀強(qiáng)力銑削和高效高精度銑削。由于待加工的工件的外形尺寸，由參考文獻(xiàn)2表7.9選取1

26、XG63型銑削工作臺，銑削工作臺的聯(lián)系尺寸如下表4-1:表4-1 銑削工作臺聯(lián)系尺寸型號BA（臺長）C（行程）LL1B1L21XG63型630160016003180584808888由表7.8查得，1XG63型銑削工作臺與傳動裝置配套及其性能如下表：表4-2 1XG63型銑削工作臺與傳動裝置配套及其性能型號傳動裝置快進(jìn)功率(kW)快進(jìn)速度(m/min)工進(jìn)功率(kW)工進(jìn)速度(mm/min)許用切削功率(kW)1XG63F4149.23200-2500371XG銑削工作臺還具有以下特點(diǎn)：a.剛性好 導(dǎo)軌與底座鑄成一體，底座采用封閉式的箱體結(jié)構(gòu)，采用“米”字形斜肋等，大大提高其結(jié)構(gòu)剛性。采用一

27、個V形導(dǎo)軌和一個平導(dǎo)軌導(dǎo)向，通常銑削力壓向?qū)к壝?。這種導(dǎo)軌可以提高導(dǎo)向精度和導(dǎo)向剛度，從而保證機(jī)床加工精度，提高機(jī)床的切削抗振性。例如1XG63銑削工作臺，大走刀強(qiáng)力銑削功率達(dá)到40KW，仍能保證切削平穩(wěn)。b.精度高 由于結(jié)構(gòu)剛性好，可以使導(dǎo)軌達(dá)到較高的加工精度，并且工作臺臺面較長，以是V形導(dǎo)軌導(dǎo)向，從而保證機(jī)床的加工粗度，接近平面磨床的水平。c.生產(chǎn)率高 從性能表可以看出，最大進(jìn)給速度為2500mm/min。實(shí)踐證明：當(dāng)進(jìn)給速度為2080mm/min時，進(jìn)行大走刀強(qiáng)力銑削和高效高精度銑削，切削性能良好。傳動效率高 采用雙螺母可調(diào)隙的滾珠絲杠，傳動效率比滑動絲杠高一倍，節(jié)能效果顯著。另外由于間

28、隙可調(diào)，可保證切削平穩(wěn)。42 主運(yùn)動動力部件選擇 主運(yùn)動部件用來實(shí)現(xiàn)組合機(jī)床的主運(yùn)動切削運(yùn)動。它安在滑臺或其他進(jìn)給部件的結(jié)合面上，通常主軸部件（或多軸箱專用部件）和主運(yùn)動驅(qū)動裝置組成的。4.2.1 主運(yùn)動驅(qū)動裝置主運(yùn)動驅(qū)動裝置主要有兩大類：一類是與通用主軸部件配套使用的主運(yùn)動傳動裝置；另一類是與多軸箱(專用部件)相配的動力箱。 由于1NG系列主運(yùn)動裝置具有通用化程度高,選配靈活,便于生產(chǎn)管理等優(yōu)點(diǎn).因此本組合機(jī)床采用的是：1NG系列主運(yùn)動傳動裝置。它的聯(lián)系尺寸符合JB3557-83標(biāo)準(zhǔn)。 1NG系列主運(yùn)動傳動裝置主要有1Nga、1NGb、1NGc、1NGd等四種,特點(diǎn)與用途如下：a1Nga型帶

29、傳動裝置 它采用聚氨脂同步齒形帶傳動及交換帶輪方式變速，具有傳動平穩(wěn)、噪聲小、傳動準(zhǔn)確及傳動效率高等優(yōu)點(diǎn)。適用于轉(zhuǎn)速要求高的場合，如與鏜銷頭配套,適宜對各種工件的半精鏜和精鏜。b1NGb型頂置式齒輪傳動裝置 它適用于中，低速加工場合，如臥式配置時的粗、精鏜孔。一般適用于臥式配置。c1NGc型尾置式齒輪傳動裝置 它適用于中、低速加工，不經(jīng)常變速的場合，一般配置成立式機(jī)床。d1NGd型手柄變速傳動裝置 它采用手柄操縱滑移齒輪變速，適用于經(jīng)常變速場合，一般組成臥式配置的給合機(jī)床，加工小批量生產(chǎn)，多品種零件，如粗、精鏜孔。 由于本組合銑床采用臥式配置形式，因此選用第二種類型1NGb型頂置式齒輪傳動裝置

30、。 1NGb型頂置式齒輪傳動裝置結(jié)構(gòu)大體為:通用主軸部件的主軸尾部伸入到傳動裝置的空心軸V內(nèi)，以花鍵連接。傳動裝置以軸V左端法蘭的外圓與主軸部件殼體尾端的內(nèi)止口配合定位，用四個螺釘緊固.旋轉(zhuǎn)運(yùn)動由電動機(jī)軸1經(jīng)聯(lián)軸器，軸2、3、4、5及其上的齒輪傳動主軸。根據(jù)2、3軸間的齒輪傳動比的不同配置，1NGb型傳動裝置分為A(低速級)和B型(高速級)，每組又可通過3、4軸間齒輪的不同，得到8級轉(zhuǎn)速。潤滑泵由軸2通過一對齒輪傳動，對傳動裝置中的傳動件及軸承進(jìn)行潤滑。4.3 通用主軸部件選擇主軸部件又稱單軸頭或工藝切削頭，其端部安裝刀，尾部連接傳動裝置就可進(jìn)行切削，如進(jìn)行銑削，鏜削，鉆削及攻螺紋等加工工序。

31、每種主軸部件均采用剛性主軸結(jié)構(gòu)。在加工時，刀桿（或刀具）一般不需要導(dǎo)向裝置，加工精度主要由主軸部件本身以及滑臺（或工作臺）的精度來保證。主軸部件與相應(yīng)規(guī)格的主運(yùn)動傳動裝置（跨系列）配套使用。主軸部件配上傳動裝置安裝在動力滑臺上，可以組成立式或臥式組合機(jī)床。這類機(jī)床不設(shè)導(dǎo)向裝置，夾具結(jié)構(gòu)較簡單，機(jī)床配置靈活。主軸部件種類較多，對于組合銑床來說，主要采用1TX系列銑削頭。1TX系列銑削頭與1XG系列銑削工作臺等進(jìn)給動力部件配套，可組成各種類型的銑削組合機(jī)床。由切削功率pc=15.9KW，由參考文獻(xiàn)1表5-13，選型號1TX50。1TX50銑削頭主軸端部尺寸如下表：表4-4 1TX50銑削頭主軸端部

32、尺寸型號d(h5)d1d2d3d4D0.3b(h5)l1l21TX50221.44107.95M24M30M20117.825.4119451TX50銑削頭主要性能及參數(shù)如下表：表4-5 1TX50銑削頭主要性能及參數(shù)型號b1L1dL2b2d1h功率(kw)1TX50500800221.44200450M1625015;18.5;22由于所設(shè)計(jì)的組合銑床選用頂置式齒輪傳動,所以銑削頭聯(lián)系尺寸如下表：表4-6 銑削頭聯(lián)系尺寸型號BB1B2LL1L2L3L4L5HH1H2H31TX50500450470800200275126665942504689115005 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)組合機(jī)床總體設(shè)計(jì),

33、通常是根據(jù)與用戶簽訂的合同和技術(shù)協(xié)議書，針對具體加工零件，擬訂工藝和結(jié)構(gòu)方案，并進(jìn)行方案圖樣和有關(guān)技術(shù)文件設(shè)計(jì)。并且在選取定加工方法和機(jī)床總體布局結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上繪制組合機(jī)床“三圖一卡”。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和進(jìn)行機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算。繪制給合機(jī)床三圖一卡，就是針對具體零件，在先定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行總體方案圖樣文件設(shè)計(jì).其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖加工示意圖機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)效率計(jì)算卡等。5.1 被加工零件工序圖本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床主要對柴油機(jī)氣缸體兩端面的粗銑。因此采用一面兩銷定位方式，即利用零件上的一個平面和該平面上的兩個孔作為定位基準(zhǔn)。一個孔插圓

34、柱銷，另一個孔插菱形銷。這種定位方法保證了理論上的六點(diǎn)定定位原則(平面上三個點(diǎn),圓柱銷兩個點(diǎn)和菱形銷一個點(diǎn))，但是在實(shí)踐中，在大多數(shù)情況下，工件的一個平面，在夾具中不是支承在三個點(diǎn)上，而是支承在四個或者更多一些的支承點(diǎn)上，有時放在兩條長的支承板上，這樣可以提高“機(jī)床-夾具-刀具-工件”系統(tǒng)的剛性，避免夾壓力和切削力超出支承點(diǎn)，引起工件的彈性變形，這種變形不僅影響加工精度，還會引起振動,嚴(yán)重時造成刀具的折斷。A.由于本次的加工的工序是要加工好柴油機(jī)氣缸體頂?shù)酌娴那闆r下進(jìn)行的，因此被加工零件的頂,底面是較光滑的，因此采用柴油機(jī)氣缸體的下底面作為定位基準(zhǔn)，再在該面鉆兩個銷孔，這樣就保證了理論上的六立

35、點(diǎn)定位原則。零件的頂面上在用四塊壓板夾緊，因此,夾具的初步設(shè)計(jì)就確定了。a.被加工零件圖是在用戶提供的產(chǎn)品圖樣的基礎(chǔ)上，選定的工藝方案，定本機(jī)床的加工內(nèi)容，加上必要的說明而繪制的，它是組合機(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。它的要求如下：b.被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)開頭及尺寸。c.加工用定位基準(zhǔn)夾壓部位及夾壓方向，以便依次進(jìn)行夾具定位支承夾緊導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)。d.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暗拦ば蛱岢龅囊?。e.要有必要的文字說明。本組合機(jī)床以柴油機(jī)氣缸體為加工對象進(jìn)行設(shè)計(jì)，對工序

36、圖簡要說明及與本機(jī)床B.設(shè)計(jì)有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)如下：a.定位方法： 采用一面兩銷定位方式，即利用柴油機(jī)氣缸體底面和該平面上的兩個孔作為定位基準(zhǔn)。一個孔插圓柱銷，另一個孔插菱形銷；b.零件材料：HT250；c.硬度：187255HBS；d.方框內(nèi)尺寸及相應(yīng)粗糙度為本機(jī)床所保證，其余尺寸及相應(yīng)光潔度為前序保證；e.單邊加工余量：4mm。本氣缸體的被加工零件工序圖如下：圖5-1 被加工零件工序圖5.2 加工示意圖零件的加工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)床上的加工過程工件夾具刀具等機(jī)床各部件間的相對位置關(guān)系。因此，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖樣之一。在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位

37、。其主要內(nèi)容為：a.反映機(jī)床的加工方法,切削用量及工作循環(huán)。b.決定刀具類型數(shù)量結(jié)構(gòu)尺寸。c.決定主軸的結(jié)構(gòu)類型，規(guī)格尺寸及外伸長度。d.選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)專用的接桿，浮動卡頭，導(dǎo)向裝置，刀桿托架等。e.標(biāo)明主軸接桿夾具與工件之間的聯(lián)系尺寸,配合及精度。加工示意圖的畫法如下：a.加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細(xì)實(shí)線繪出工作加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開圖。加工表面用粗實(shí)線畫。為簡化設(shè)計(jì)，相同加工部位的加工示意圖只需表示其中之一，亦即同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸可只畫一根。b.一般情況下，在加工示意圖上，主軸分布可不按真實(shí)距離繪制。c.主軸應(yīng)從多軸箱端面畫起。刀具應(yīng)處于加工終了位置。標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)只

38、畫外輪廓，但需加注規(guī)格代號。本組合機(jī)床加工示意圖如下：圖5-2 機(jī)床加工示意圖5.3 機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖用來表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動關(guān)系，可用以檢驗(yàn)：機(jī)床各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求；通用部件的選擇是否合適；并為進(jìn)一步開展多軸箱，夾具等專用部件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)?？偮?lián)系尺寸圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。A.繪制總聯(lián)系尺寸圖的要求：a.以適當(dāng)數(shù)量的視圖按同一比例畫出機(jī)床各主要組成部件的外形輪廓及相關(guān)位置，表明機(jī)床的配置型式及總體布局，主視圖應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致。b.圖上應(yīng)盡量減少不必要的線條及尺寸，但反映各部件的聯(lián)系尺寸，專用部件的主要輪廓尺寸，運(yùn)動

39、部件的極限位置及行程尺寸，必須完整齊全，至于各部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)不必畫出，留在具體設(shè)計(jì)部件時完成。c.為便于開展部件設(shè)計(jì),聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格代號，電動機(jī)型號，功率及轉(zhuǎn)速，并注明機(jī)床部件的分組情況及總行程。確定機(jī)床的裝料高度H裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離?？紤]剛度，結(jié)構(gòu)要功能和使用要求等因素，新頒國家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為1060mm，與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO一致。實(shí)際設(shè)計(jì)時常在8501060之間選取。由于銑削工作臺高度為700mm，夾具體高度為220mm，支承板高度為47.5mm，則裝料高度為H=700mm+220mm+47.5mm=967.5mm。確定側(cè)床身側(cè)床身為XS10B型號，

40、其高度H=950mm，寬度B=470mm，長度L=930mm。圖5-3 機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖5.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計(jì)算出機(jī)床生產(chǎn)率度編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。組合機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡是按一定格式要求編制的，反映零件在機(jī)床上的加工過程，工作時間,機(jī)床生產(chǎn)率，機(jī)床負(fù)荷率的簡明表格。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。a.理想生產(chǎn)率Q理想生產(chǎn)率Q（單件為件/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，單班制取2350h,兩班制取4600h,則 Q= （5-1）有已知條件知，A=65000件，tk=4600

41、h則 由式（5-1）得Q=14.13（件）b.實(shí)際生產(chǎn)率Q1實(shí)際生產(chǎn)率（單位為件/h）是指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。則 Q1 = （5-2）式中，T單生產(chǎn)一個零件所需時間（min），可按下式計(jì)算：T單=t切+t輔=(+t停)+（+ t移+t裝卸） （5-3）式中 L1L2分別為刀具第第工作進(jìn)給長度，單位為mm；vf1vf2分別為刀具第第工作進(jìn)給量，單位為mm/min；t停當(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時間，通常指刀具在加工終了時無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)510轉(zhuǎn)所需的時間，單位為min；L快進(jìn)L快退分別為動力部件快進(jìn)，快退行程長度，單位為mm；vfk動力部件快行程速度

42、。用機(jī)械動力部件時取56m/min；用液壓動力部件時取310m/min；t移直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時間，一般取0。1min；t裝卸工件裝卸（包括定位或撤消定位夾緊或松開清理基面或切屑及吊運(yùn)工件等）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。由已知條件知，L1=320mm+250mm=570mm；vf1=320mm/min；t停=0；L快進(jìn)=300mm；t移=0.1min；L快退=320mm+822mm=1122mm；vfk=9.2m/min=9200mm/min；t移=0.1min；t裝卸=1.5min。所以，由式（5-3）得，

43、T單=+0.1+1.5=3.53（min）則，由式（5-2）得，Q1=17（件/h）由于Q1Q，即機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率滿足理想生產(chǎn)率，則所選擇的切削用量符合機(jī)床設(shè)計(jì)。c.機(jī)床負(fù)荷率負(fù)I當(dāng)Q1Q，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。即負(fù)=0.836 夾具設(shè)計(jì)組合機(jī)床夾具是給合機(jī)床的重要組成部分，用于實(shí)現(xiàn)對被加工零件的準(zhǔn)確定位夾壓對刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件時的限位等。組合機(jī)床的加工精度基本上是由夾具來保證的，因此它與一般機(jī)床夾具不同。組合機(jī)床夾具按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以分為單工位夾具和多工位夾具兩大類。單工位夾具是指工件在一個工位上完成加工工序的機(jī)床夾具。而多工位組合機(jī)床夾具是指工件需要在幾個工位上順序或平行順序加工廠的機(jī)床夾

44、具。按移位方法它又可分為：固定式多位夾具，回轉(zhuǎn)夾具,移動工作臺夾具和回轉(zhuǎn)鼓輪夾具等。此外按操縱方式又可分為：手動定位夾緊的給合機(jī)床夾具和自動定夾緊的組合機(jī)床夾具。本次設(shè)計(jì)的夾具是單工位的，手動定位夾緊的夾具。組合機(jī)床夾具是根據(jù)被加工零件專門設(shè)計(jì)的，本次設(shè)計(jì)的夾具大致可分為三大部分：工件的定位方法，工件的夾壓裝置的設(shè)計(jì)，和引導(dǎo)刀具的導(dǎo)向元件設(shè)計(jì)。6.1 定位誤差分析計(jì)算本工件按一面兩銷定位后，工件在夾具中的位置就已被確定，然而由于某種原因，工件仍會產(chǎn)生定位誤差。為了保證工件的加工精度，在定位設(shè)計(jì)時要仔細(xì)分析和研究定位誤差。A.定位誤差的定義 由定位引起的同一批工件的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大

45、變動量，稱為定位誤差，以D表示。定位誤差研究的主要對象是工件的工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)的變動量將影響工件的尺寸精度和位置精度。B.定位誤差產(chǎn)生的原因造成定位誤差的原因是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合以及定位基準(zhǔn)的位移誤差兩個方面。a.基準(zhǔn)不重合誤差B 由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而造成的定位誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，B以表示?；鶞?zhǔn)不重合誤差的一般計(jì)算式為：B= （6-1）式中 i定位基準(zhǔn)與工序間的尺寸鏈組成環(huán)的公差（mm）；b.基準(zhǔn)位移誤差Y 由于定位基準(zhǔn)的誤差或定位支承點(diǎn)的誤差而造成的定位基準(zhǔn)位移，即工件實(shí)際位置對確定位置的理想要素的誤差，這種定位誤差稱為基準(zhǔn)位移誤差，以Y表示?；鶞?zhǔn)位移誤差的

46、一般計(jì)算式為 Y=Xmax=D+d0+Xmin （6-2） 式中 Xmax 定位最大配合間隙（mm）；D工件定位基準(zhǔn)孔的直徑公差（mm）；d0圓柱定位銷或圓柱心軸的直徑公差（mm）；Xmin定位所需最小間隙，由設(shè)計(jì)時確定（mm）。C.定位誤差計(jì)算本工序尺寸5820.025mm，由于本工序定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，所以，B=0按式（6-2）計(jì)算得Y=Xmax=D+d0+Xmin=0.027+0.009+0.5=0.536(mm)則定位誤差為D=Y=0.536mm6.2 夾緊裝置設(shè)計(jì) 在機(jī)械加工過程中，工作將受到切削力，離心力等外力的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件確定

47、的加工位置，而不致發(fā)生振動或多移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠夾緊。由于本次待加工工件的形狀是比較規(guī)則的，且精度要求不高，故采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)就可以保證其精度。采用螺旋直接夾緊或與其他元件組合實(shí)現(xiàn)夾緊工件的機(jī)構(gòu)，統(tǒng)稱為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，夾緊可靠，通用性大，因此在機(jī)床夾具中得到廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)是夾緊和松開工件時比較費(fèi)力。本次設(shè)計(jì)的夾緊裝置是手動的，它的組成部分有：支承軸、螺桿、壓板、壓塊及螺母等。6.3 夾緊力的計(jì)算 夾緊力的計(jì)算是設(shè)計(jì)夾具的關(guān)鍵，它的計(jì)算是驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的機(jī)床夾具是否合理的保證。夾緊力計(jì)算方法一般為:a.了解所選用的夾緊機(jī)構(gòu)；b.畫出受

48、力簡圖；c.運(yùn)用力學(xué)知識分析、計(jì)算。夾緊機(jī)構(gòu)如下圖:圖6-1 夾緊機(jī)構(gòu)簡圖如圖夾具體機(jī)構(gòu)主要由壓板、螺桿、支承軸等組成。它的受力簡圖如下:WkW0lL圖6-2 工件受力簡圖 W0=Wk （6-3）W0單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力(N)；WK切削力分力（N）；除螺旋外機(jī)構(gòu)的效率，其值為0.85-0.95。由前面所計(jì)算得，Wk=9398.1(N)由夾具總圖知，L=300mml=145mm取0.9則將上述數(shù)值代入式（6-1）得，W0=9398.1=21604.8(N)6.4 夾具零部件的設(shè)計(jì)6.4.1 夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體是夾具的基礎(chǔ)件。在夾具本上，要安裝組成該夾具所需要的各種元件，機(jī)構(gòu)和裝置。設(shè)計(jì)時應(yīng)

49、滿足以下基本要求：a.應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度；b.結(jié)構(gòu)簡單，具有良好的工藝性；c.尺寸要穩(wěn)定；d.便于排屑。A夾具體毛坯結(jié)構(gòu)的選擇 選擇夾具體毛坯結(jié)構(gòu)時，應(yīng)以結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)化的可能性以及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。根據(jù)由參考文獻(xiàn)8表1-9-1，夾具體一般有三種結(jié)構(gòu)：鑄造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)、裝配結(jié)構(gòu)。由于本道工序是粗銑柴油機(jī)氣缸體的兩側(cè)面，切削負(fù)荷大、振動大，且是批量生產(chǎn)的，所以選擇鑄造結(jié)構(gòu)，它的主要特點(diǎn)是，可鑄出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀、抗壓強(qiáng)度大、抗振性好、易于加工，但制造周期長，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，故應(yīng)進(jìn)行時效處理。B夾具體外形尺寸的確定 夾具制造屬單件生產(chǎn)性質(zhì)，為縮短設(shè)計(jì)和制造周期，減少設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用，所以夾