zh1105w柴油機(jī)機(jī)體鉆孔專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì)

PAGE20PAGE21鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)20071前言1.1課題內(nèi)容設(shè)計(jì)一臺(tái)加工ZH1105W柴油機(jī)機(jī)體左面、右面和后面螺紋底孔的鉆孔專機(jī)，具體進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)，在完成“三圖一卡”的基礎(chǔ)上，主要完成夾具的設(shè)計(jì)。1.2課題來(lái)由1.2.1課題背景隨著中國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，普通機(jī)床已經(jīng)越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代加工工藝及提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的要求。組合機(jī)床因其各種部件的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度較高,結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)相對(duì)較容易,操作簡(jiǎn)單,能大大提高生產(chǎn)效率,較好保證加工質(zhì)量的要求,性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)在大批量零件加工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。雖然各種新工藝、新的加工方法不斷涌現(xiàn)且得到廣泛應(yīng)用,現(xiàn)代制造工程對(duì)從各個(gè)角度對(duì)組合機(jī)床提出了愈來(lái)愈高的要求，但是組合機(jī)床不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展，在現(xiàn)代加工業(yè)中仍然擁有它的一席之地,發(fā)揮著并仍將發(fā)揮它的重要作用。1.2.2課題要求為了保證零件的加工精度，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：a)機(jī)床應(yīng)能滿足加工要求，保證其加工精度。b)機(jī)床應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整。c)機(jī)床盡量選用通用件，以便降低制造成本。d)夾具設(shè)計(jì)要求定位合理，夾緊可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。1.2.3組合機(jī)床國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況我國(guó)加入WTO以后，制造業(yè)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)適時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應(yīng)對(duì)策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢(shì)頭，截至2002年9月份，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)僅組合機(jī)床產(chǎn)品一項(xiàng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量已達(dá)800余臺(tái)，產(chǎn)值達(dá)3個(gè)億以上，較2001年同比增長(zhǎng)了10%以上,另外組合機(jī)床行業(yè)工業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交貨值等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有不同程度的增長(zhǎng)，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年均有大幅度提高，可見(jiàn)行業(yè)企業(yè)運(yùn)營(yíng)狀況良好。組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)主要針對(duì)汽車、摩托車、內(nèi)燃機(jī)、農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械、化工機(jī)械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備，隨著我國(guó)加入WTO后與世界機(jī)床行業(yè)進(jìn)一步接軌，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年的企業(yè)生產(chǎn)情況看，數(shù)控機(jī)床與加工中心的市場(chǎng)需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機(jī)床則有下降趨勢(shì)，中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)學(xué)會(huì)的《機(jī)床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)報(bào)表》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個(gè)全國(guó)大型重點(diǎn)企業(yè)的生產(chǎn)情況看，2000年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床590臺(tái)，產(chǎn)值10731萬(wàn)元，生產(chǎn)加工中心118臺(tái)，產(chǎn)值4601萬(wàn)元；2001年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床685臺(tái)，產(chǎn)值17969萬(wàn)元，生產(chǎn)加工中心129臺(tái)，產(chǎn)值5760萬(wàn)元；而2002年，截至9月份，數(shù)控機(jī)床、加工中心產(chǎn)量、產(chǎn)值已接近2001年全年水平，故市場(chǎng)在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展?！熬盼濉焙笃?，在組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)的50余家組合機(jī)床分會(huì)會(huì)員中，僅有兩家企業(yè)實(shí)行了股份制改造，一家企業(yè)退出國(guó)有轉(zhuǎn)為民營(yíng)，其余都是國(guó)有企業(yè)。而從2001年至今，不到兩年的時(shí)間里，就先后有十幾家企業(yè)實(shí)行股份制改造，一些小廠幾乎全部退出國(guó)有轉(zhuǎn)為民營(yíng)，現(xiàn)在一些國(guó)家重點(diǎn)國(guó)有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢(shì)不可擋，“民營(yíng)經(jīng)濟(jì)在經(jīng)歷了從被歧視、被藐視到不可小視和現(xiàn)在的高度重視4個(gè)階段后，煥發(fā)勃勃生機(jī)?！苯M合機(jī)床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營(yíng)化等多種形式快速發(fā)展。組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)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(shí)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)。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)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(tái)，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(tái)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(lái)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(dòng)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(dòng)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。另外，近年來(lái)組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)（清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測(cè)量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線）等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來(lái)越大。

由于組合機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國(guó)組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后，國(guó)內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場(chǎng)要求我們不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝，研制新產(chǎn)品，由過(guò)去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。1.2.4本課題主要解決的問(wèn)題和總體設(shè)計(jì)思路在組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)中，主要解決的問(wèn)題是如何確定機(jī)床的配置型式，如何選擇通用部件，設(shè)計(jì)專用部件和工作循環(huán)的控制系統(tǒng)。在組合機(jī)床諸多零件中，主軸箱與組合機(jī)床密切相關(guān)，是組合機(jī)床的重要組成部件。它是選用通用零件，按專用要求設(shè)計(jì)的，所以是組合機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程中工作量較大的零部件之一。就主軸箱設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，主要問(wèn)題集中在傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上。由于通常采用一根動(dòng)力軸帶動(dòng)多根主軸的工作方式，因此各傳動(dòng)軸必須設(shè)法在有限的標(biāo)準(zhǔn)箱體空間中找到適宜的分布位置。軸的分布設(shè)計(jì)必須保證各軸的轉(zhuǎn)速、旋向、強(qiáng)度和剛度。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)思路如下：首先制定了合理的工藝方案，然后按工藝方案的需求確定機(jī)床的配置型式，選擇通用部件，設(shè)計(jì)專用部件和工作循環(huán)的控制系統(tǒng)，最后在總體設(shè)計(jì)完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行夾具的設(shè)計(jì)。為了表達(dá)該組合機(jī)床設(shè)計(jì)的總體方案，在設(shè)計(jì)時(shí)要繪制“三圖一卡”，即ZH1105W柴油機(jī)氣缸蓋的加工工序圖、加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡等。然后將根據(jù)“三圖一卡”進(jìn)行組合機(jī)床的設(shè)計(jì)、調(diào)整和驗(yàn)收。為了表達(dá)夾具設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時(shí)要繪制夾具設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，選擇夾具結(jié)構(gòu)型式及進(jìn)行計(jì)算。2組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)2.1工藝方案的擬訂2.1.1被加工零件特點(diǎn)本設(shè)計(jì)是為鉆ZH1105W柴油機(jī)氣缸體的三面31軸孔的工序而專門設(shè)計(jì)的，為了能達(dá)到質(zhì)量好、效率高。我們采用了工序集中的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。機(jī)床的配置型式主要有臥式和立式兩種。臥式組合機(jī)床床身由滑座、側(cè)底座及中間底座組合而成。其優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，無(wú)漏油現(xiàn)象；同時(shí)，安裝、調(diào)試與運(yùn)輸也都比較方便；而且，機(jī)床重心較低，有利于減小振動(dòng)。其缺點(diǎn)是削弱了床身的剛性，占地面積大。立式組合機(jī)床床身由滑座、立柱及立柱底座組成。其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，自由度大，操作方便。其缺點(diǎn)是機(jī)床重心高，振動(dòng)大。由于被加工的零件為ZH1105W柴油機(jī)汽缸體的三面31個(gè)孔，該柴油機(jī)汽缸體的體積小、重量較重，且為三面加工。根據(jù)零件的特點(diǎn)及生產(chǎn)綱領(lǐng)，應(yīng)選用臥式床身，通過(guò)左右后三個(gè)動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)三個(gè)主軸箱對(duì)零件三端面的31個(gè)孔進(jìn)行加工較為妥當(dāng)。通過(guò)以上的分析，初定本次設(shè)計(jì)方案為臥式三面組合鉆床，三個(gè)動(dòng)力頭左右后布置。2.1.2工藝路線的確定(1)鑄造(2)時(shí)效(3)粗銑底面、頂面(4)粗銑左面、右面(5)粗銑前面、后面(6)精銑底面、頂面(7)精銑左面、右面(8)粗銑前面、后面(9)三面粗鏜孔(10)三面半精鏜孔(11)三面精鏜孔(12)鉆左面、右面、后面孔(13)鉆頂面、底面、前面孔(14)攻絲(15)鉆、擴(kuò)、鉸頂桿孔(16)終檢2.1.3影響機(jī)床工藝方案制定的主要因素a)被加工零件的加工精度和加工工序雖然殼體的本道工序加工粗糙度要求不怎么高，但有一定的形狀精度與位置精度的要求，安排工藝應(yīng)在一個(gè)工位上對(duì)31個(gè)孔同時(shí)進(jìn)行加工，因氣缸蓋孔的間距很小，采用立式加工時(shí)，不利于切削落下導(dǎo)向，造成導(dǎo)向精度早期走失，不利于保證加工精度，所以應(yīng)選用臥式床身。為了保證機(jī)床在加工過(guò)程中的穩(wěn)定性，鉆床滑臺(tái)應(yīng)選用液壓矩形導(dǎo)軌型式。b)被加工零件的特點(diǎn)被加工的氣缸蓋體本身為HT200，且孔分布在不同的端面上，孔的直徑又是不很大，考慮到重心、振動(dòng)、殼體的形狀及重量與安裝方便等原因，宜用單工位、臥式機(jī)床加工較合適。c)零件的生產(chǎn)批量本組合機(jī)床是為了適應(yīng)ZH1105W柴油機(jī)氣缸蓋的大批量生產(chǎn)，且多為連續(xù)生產(chǎn)機(jī)床，此時(shí)應(yīng)盡量將工序集中到一臺(tái)或少數(shù)幾臺(tái)機(jī)床進(jìn)行加工，以提高機(jī)床的利用率。d)機(jī)床的使用條件本機(jī)床使用場(chǎng)地條件較好，氣候適用，車間溫度在三十度之內(nèi)，使用液壓傳動(dòng)能較好的發(fā)揮機(jī)床的工作性能，其它機(jī)床結(jié)構(gòu)亦能很好的適應(yīng)使用條件。從上述因素分析，本方案是最佳、可行的。2.1.4定位基準(zhǔn)及夾壓點(diǎn)的選擇組合機(jī)床是針對(duì)某個(gè)零件或零件的某道工序而設(shè)計(jì)的，正確選擇加工用的定位基準(zhǔn)是確保加工精度的重要條件，同時(shí)也有利于最大限度的集中工序，從而收到減少機(jī)床臺(tái)數(shù)的效果。A.定位基準(zhǔn)的選擇本機(jī)床加工為單工位加工，也就是一次安裝下進(jìn)行31個(gè)孔的加工，箱體零件是機(jī)械制造業(yè)中工序多,勞動(dòng)量大,精度要求高的關(guān)鍵零件。”一面兩孔”是這類箱體零件在組合機(jī)床上加工時(shí)常用的典型定位方法。這種定位的特點(diǎn)是：a)“一面兩孔”的定位方法很簡(jiǎn)便地消除工件的六個(gè)自由度,使工件穩(wěn)定。b)“一面兩孔”的定位方法有同時(shí)加工五個(gè)面的可能,既有高度的集中加工工序,又有利于提高各面上孔的位置精度。c)“一面兩孔”的定位方法可以作為以粗加工到精加工的全部加工工序的基準(zhǔn),使整個(gè)工藝過(guò)程實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一。d)“一面兩孔”的定位方法使夾緊方便,夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單易使夾緊力對(duì)準(zhǔn)支撐,消除夾緊力引起加工變形精度的影響。e)“一面兩孔”的定位方法易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位,并有利于防止切削落入基面。B.確定夾緊位置應(yīng)注意的問(wèn)題在選擇定位基準(zhǔn)的同時(shí)，要相應(yīng)決定夾壓位置，此時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題是：a)保證零件夾壓后穩(wěn)定。b)盡量減少和避免零件夾壓后的變形。本機(jī)床中確定的“一面兩孔”定位能基本上滿足以上兩條件，因此本方案可行。另在選“一面兩孔”定位后，可選隨行夾具，這樣可減少裝夾時(shí)間、提高生產(chǎn)率，對(duì)隨行夾具可采用液壓自動(dòng)夾緊。2.2三圖一卡設(shè)計(jì)組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，就是根據(jù)具體的被加工零件，在制定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案圖紙的總體設(shè)計(jì)。這些圖紙包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床尺寸聯(lián)系圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡等，下面進(jìn)行這些圖紙的設(shè)計(jì)。2.2.1被加工零件工序圖被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺(tái)機(jī)床上或一條自動(dòng)線上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、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(jì)研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。2.2.2加工示意圖加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要圖紙之一，在機(jī)床總體設(shè)計(jì)中占有重要地位，它是設(shè)計(jì)刀具、夾具、主軸箱以及選擇動(dòng)力部件的主要資料，同時(shí)也是調(diào)整機(jī)床和刀具的依據(jù)。加工示意圖反映了機(jī)床的加工過(guò)程和加工方法，并決定浮動(dòng)夾頭和接桿的尺寸、刀具的種類和數(shù)量、刀具的長(zhǎng)度及加工尺寸、主軸、刀具、導(dǎo)向與工件間關(guān)系尺寸等。根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具特點(diǎn)，合理地選擇切削用量，以此決定動(dòng)力頭的工作循環(huán)。刀具的選擇一臺(tái)機(jī)床刀具選擇是否合理，直接影響機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率及工作情況。根據(jù)本氣缸蓋孔的加工精度、加工尺寸、切削排除以及生產(chǎn)率等因素，在加上加工的大小端面的孔的直徑都小于Ф40，所以應(yīng)選麻花鉆。選擇接桿、彈簧卡頭在鉆、擴(kuò)、鉸孔及倒角等加工小孔時(shí)，通常都采用接桿（剛性接桿）。因?yàn)橹鬏S箱各主軸的外伸長(zhǎng)度和刀具均為定值，為保證主軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了位置，須采用軸向可調(diào)整的接桿來(lái)協(xié)調(diào)各軸的軸向長(zhǎng)度，以滿足同時(shí)加工完成孔的要求。導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇在組合機(jī)床加工孔，除用剛性主軸的方案外，其余尺寸和位置精度主要決定于夾具的導(dǎo)向。因此，正確地選擇導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；確定導(dǎo)向的類型、參數(shù)和精度是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要內(nèi)容，也是加工示意圖需要解決的問(wèn)題。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式有兩種：固定導(dǎo)向、滾動(dòng)式導(dǎo)向，根據(jù)導(dǎo)向的線速度（小于20m/min）、加工精度及刀具的具體工作條件，本機(jī)床采用固定式導(dǎo)向（鉆套導(dǎo)向）導(dǎo)向參數(shù)包括導(dǎo)套直徑、導(dǎo)套長(zhǎng)度及導(dǎo)向套到工件端面距離等。導(dǎo)向套端面至工件端面距離是為了排屑方便，一般取1～1.5d。查文獻(xiàn)[1]表8-4“通用導(dǎo)套的尺寸規(guī)格”：對(duì)于加工Ф6.7孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=12mm，L=20mm，l=8mm，D1=18mm,D2=22mm,l1=3mm,e=16.5對(duì)于加工Ф8.5孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=15mm，L=28mm，l=8mm，D1=22mm,D2=26mm,l1=3mm，e=18.5mm,配用螺釘M6。對(duì)于加工Ф12.4孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=22mm，L=36mm，l=10mm，D1=30mm,D2=34mm,l1=4mm,e=24mm，配用螺釘M8。切削用量的確定對(duì)于31個(gè)被加工孔，采用查表法選擇切削用量，見(jiàn)表6-11中選取。由于鉆孔的切削用量還與鉆孔深度有關(guān)，隨孔深的增加而逐漸遞減，其遞減值按表6-12選取，降低進(jìn)給量的目的是為了減小軸向切削力，以避免鉆頭折斷。鉆孔深度較大時(shí)，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(shí)鉆頭的壽命比較接近。A.對(duì)左側(cè)面上的12個(gè)孔的切削用量的選擇a)孔1～14,Ф6.7通孔,深度L=19由d>6～12mm，硬度大于200～240HB，查文獻(xiàn)[1]表6-13選擇v=10～18m/min，f>0.1～0.18mm/r，又由d=6.7mm，取定v=10m/min，fb)孔15，Ф12.4通孔，深度L=19mm

由d>12～22mm，硬度200～240HB，查文獻(xiàn)[1]表6-13選擇v=10～18m/min，f>0.18～0.25mm/r，又由d=12.4mm，取定v=10.3m/min，f=B.對(duì)右側(cè)面上的10個(gè)孔的切削用量的選擇a)孔1～9，Ф6.7通孔，深度L=19mm

由d>6～12mm，硬度200～240HB，查文獻(xiàn)[1]表6-13選擇v=10～18m/min，f>0.1～0.18mm/r，又由d=6.7mm，取定v=10m/min，f=0.1mmb)孔10，Ф8.5通孔，深度L=19mm

由d>6～12mm，硬度200～240HB，查文獻(xiàn)[1]表6-13選擇v=10～18m/min，f>0.1～0.18mm/r，又由d=8.5mm，取定v=12.6m/min，fC.對(duì)后面上的6個(gè)孔的切削用量的選擇a)孔1～6，Ф12.4通孔，深度L=19mm

由d>12～22mm，硬度200～240HB，查表6-13選擇v=10～18m/min，f>0.18～0.25mm/r，又由d=12.4mm，取定v=10.3m/min，f=計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率F=26D（2-1）T=10（2-2）P=（2-3）式中：F—切削力（N）；T—切削轉(zhuǎn)矩（N·mm）；P—切削功率（kW）；v—切削速度（m/min）；f—進(jìn)給量（mm/r）；D—加工（或鉆頭）直徑（mm）；HB—布氏硬度，HB=（2-4）本設(shè)計(jì)中，HBmax=240，=200，得HB=227。

由以上公式可得：左面單根1～14軸F=715.6NT=1524.6N/mmP=0.0744kW15軸F=2119.5NT=7858.4N/mmP=0.2134kW右面單根1～9軸F=715.6NT=1524.6N/mmP=0.0744kW

10軸F=907.8NT=2396.1N/mmP=0.1161kW后面單根1～6軸F=2119.5NT=1524.6N/mmP=0.2134kW總的切削功率：即求各面上所有軸的切削功率之和左面Pw=0.0744×14+0.2134=1.255kW右面Pw=0.0744×9+0.1161=0.7857kW后面Pw=0.2134×6=1.2804kW

實(shí)際切削功率：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，P=（1.5～2.5），因?yàn)槭嵌噍S加工，故取定P=1.5則左主軸箱P=1.5×1.255=1.8825kW右主軸箱P=1.5×0.7857=1.17855kW后主軸箱P=1.5×1.2804=1.9206kW確定主軸尺寸及外伸尺寸d=（2-5）式中：d—軸的直徑；T—軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（N·M）；B—系數(shù)。（本課題中主軸為非剛性主軸，取B=6.2）a)左主軸箱：軸1—14

軸15b)右主軸箱：軸1～9

軸10c)后主軸箱：軸1～6考慮到安裝過(guò)程中軸的互換性、安裝方便等因素，則左主軸中：1—14主軸直徑都取Ф16,15主軸的直徑取Ф20；右主軸箱中：1～9，主軸的直徑都取Ф16，10主軸的直徑取Ф16；后主軸箱中：1～6，主軸的直徑都取Ф20。根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，查P44表3-6可得到主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號(hào)。主軸軸徑d=20mm時(shí)，主軸外伸尺寸為：D/=32/20,L=115mm,接桿莫氏圓錐號(hào)為1；主軸軸徑d=16mm時(shí)，主軸外伸尺寸為：D/=25/16,L=85mm，接桿莫氏圓錐號(hào)為1。動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定a)工作進(jìn)給長(zhǎng)度確定工作進(jìn)給長(zhǎng)度，應(yīng)等于加工部位長(zhǎng)度L（多軸加工時(shí)按最長(zhǎng)孔計(jì)算）與刀具切入長(zhǎng)度和切出長(zhǎng)度之和。切入長(zhǎng)度一般為5～10mm，根據(jù)工件端面的誤差情況確定，鉆孔時(shí)切入長(zhǎng)度按文獻(xiàn)[1]表3-7：+（3～8）（2-6）（注：d為鉆頭直徑）表2-1工作進(jìn)給長(zhǎng)度d左主軸箱191006.710129右主軸箱191008.510129后主軸箱205012.41082b)快速進(jìn)給長(zhǎng)度的確定快速進(jìn)給是動(dòng)力頭把刀具送到工作進(jìn)給的位置，其長(zhǎng)度按具體工作情況確定，在左動(dòng)力頭工作循環(huán)中，快速進(jìn)給行程為271，在右動(dòng)力頭工作循環(huán)中，快速進(jìn)給行程為271，在后動(dòng)力頭工作循環(huán)中，快速進(jìn)給行程為268。c)快速退回長(zhǎng)度的確定快速退回長(zhǎng)度一般等于快速引進(jìn)和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和，對(duì)于本機(jī)床快速退回行程長(zhǎng)度，能使刀具退回導(dǎo)向套內(nèi)，不影響工件的裝卸即可。d)動(dòng)力部件總行程的確定動(dòng)力部件的總行程，除能保證實(shí)現(xiàn)上述工作循環(huán)外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具的方便性，即要考慮前、后備量。前備量是由于刀具的磨損或?yàn)榱搜a(bǔ)償安裝制造的誤差，動(dòng)力部件要向前調(diào)節(jié)的距離，此距離不小于15～20mm，后備量是考慮刀具從主軸孔和夾具導(dǎo)套孔取出所要的距離，保證刀具退離導(dǎo)套外端面的距離要大于刀桿插入主軸孔內(nèi)的長(zhǎng)度。2.2.3機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖動(dòng)力箱型號(hào)的選擇由切削用量計(jì)算得到各主軸的切削功率的總和，根據(jù)查得的公式：（2-7）式中：—消耗于各主軸的切削功率的總和，單位為KW；—多軸箱的傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)取0.8～0.9；加工有色金屬時(shí)取0.7～0.8；主軸數(shù)多、傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。本加工零件的材料為灰鑄鐵，屬黑色金屬，又主軸數(shù)量較多，傳動(dòng)復(fù)雜，故取=0.8。左主軸箱：右主軸箱：后主軸箱：查文獻(xiàn)[1]表5-38得出動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)型如下表所示：表2-2動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)型號(hào)動(dòng)力箱型號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)電動(dòng)機(jī)功率（kW）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）輸出軸轉(zhuǎn)速（r/min）左主軸箱1TD40IY132S-45.51440720右主軸箱1TD40IY132S-45.51440720后主軸箱1TD40IY132S-45.51440720動(dòng)力滑臺(tái)的選擇根據(jù)選定的切削用量計(jì)算得到的單根主軸的進(jìn)給力，由查得的公式：（2-8）式中—各主軸所需的軸向切削力，單位為N。則左主軸箱：F=715.6×14+2119.5=12137.9N則右主軸箱：F=715.6×9+907.8=7348.2N則后主軸箱：F=2119.5×6=12717N為克服滑臺(tái)移動(dòng)引起的摩擦阻力，動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給力應(yīng)大于。又考慮到所需的最小進(jìn)給速度、切削功率、行程、主軸箱輪廓尺寸等因素，為了保證工作的穩(wěn)定性，由參考文獻(xiàn)[1]表5-2，左右兩面的液壓滑臺(tái)均選用1HY40IA型，再由表5-3知：臺(tái)面寬B=400mm，臺(tái)面長(zhǎng)L2=800mm,行程長(zhǎng)400mm，滑臺(tái)及滑座總高為320mm，滑座長(zhǎng)1350mm，允許最大進(jìn)給力為20000N，快速移動(dòng)速度是8m/min,工進(jìn)速度為12.5～500mm/min。后面的液壓滑臺(tái)選用1HY40IA型，再由參考文獻(xiàn)[1]表5-3知：臺(tái)面寬B=320mm，臺(tái)面長(zhǎng)L2=630mm,行程長(zhǎng)400mm，滑臺(tái)及滑座總高為280mm，滑座長(zhǎng)1070mm，允許最大進(jìn)給力為12500N，快速移動(dòng)速度是10m/min,工進(jìn)速度為20—650mm/min。配套通用部件的選擇查文獻(xiàn)[1]表5-3，根據(jù)液壓滑臺(tái)的型號(hào)：1HY40IA，選側(cè)底座：1CC401I,其高度為560mm,長(zhǎng)度為1350mm,寬度為600mm。機(jī)床裝料高度的確定裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離，本課題中，最低孔位置=12mm，主軸箱最低主軸高度=171.5mm，所選滑臺(tái)和滑座總高=280mm，側(cè)底座高度=560mm，夾具底座高度=240mm，中間底座高度=670mm，綜合以上因素，該組合機(jī)床裝料高度取H=1000mm。主軸箱輪廓尺寸的確定主要需確定的尺寸是主軸的寬度B和高度H及最低主軸高度,主軸箱寬度B和高度H的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按查得的公式計(jì)算：B=b+2（2-9）H=h+（2-10）式中：b—工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（mm）

—最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（mm）

h—工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（mm）

—最低主軸高度（mm）其中，還與工件最低孔位置（=12mm）、機(jī)床裝料高度（H=1000mm）、滑臺(tái)滑座總高（=280mm）、側(cè)底座高度（=560mm）、滑座與側(cè)底座之間的調(diào)整墊片高度（=5.5mm）等尺寸有關(guān)。對(duì)于臥式組合機(jī)床，要保證潤(rùn)滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，本組合機(jī)床按式：

+0.5+320+560+=-86

1000-86-5.5-0.5-560-320=171.5則求出主軸箱輪廓尺寸為：取=120mm，B=b+2=263+2×120=503mm，

H=h+=258+171.5+120=549.5mm

所以B×H=630×630。左、右、后都選630×630。夾具輪廓尺寸的確定夾具是保證零件加工精密的重要部件，主要確定夾具底座的長(zhǎng)度。夾具體的總高度高度，工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的基本依據(jù)。具體要考慮工件的定位、限位、加緊機(jī)構(gòu)、刀具導(dǎo)向裝置，以及夾具底座排屑和安裝方面的空間和面積需要。根據(jù)加工示意圖和零件工序圖，可確定夾具底座的長(zhǎng)度（以及夾具底座排屑和安裝等方面的）。加工結(jié)束后，先操縱工作手柄，松開(kāi)壓板，右側(cè)的光面壓塊先離開(kāi)工件，其次上方的壓板離開(kāi)，放松工件，由操作工人拉出機(jī)體。3.7夾具的精度分析和計(jì)算3.7.1加工誤差的來(lái)源由于一批零部件在夾具上定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一樣，加工后，各工體的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件精度的因素很多，與夾具有關(guān)的因素如圖3-1所示：圖3-1誤差分析圖3.7.2各項(xiàng)加工誤差的計(jì)算A.計(jì)算加工尺寸500.2的加工誤差。a.定位誤差a)基準(zhǔn)不重合誤差：因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，所以基準(zhǔn)不重合誤差為零。b)基準(zhǔn)位移誤差因?yàn)橹С邪迮c工件的底面平面板很高，可忽略不計(jì)，所以基準(zhǔn)位移誤差為零。故。b.對(duì)刀誤差因?yàn)榈毒呦鄬?duì)于對(duì)刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差。c.夾具的安裝誤差因?yàn)閵A具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差。本組合機(jī)床的夾具的安裝基面為平面，因而沒(méi)有安裝誤差。d.夾具誤差因?yàn)閵A具上的定位元件，對(duì)刀元件或?qū)蛟鞍惭b基面三者間（包括導(dǎo)向件和導(dǎo)向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，它的大小取決與夾具零件的加工精度和夾具裝配時(shí)的調(diào)整與修配精度。e.加工方法誤差因?yàn)闄C(jī)床精度，刀具精度，刀具與機(jī)床的位置精度，工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的1/3，計(jì)算可得：△G=/3(3-4)加工尺寸的加工方法誤差為=0.1/3=0.03mm。f.保證加工精度的條件工件在夾具中加工時(shí)，總加工的誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立的隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊加，因此保證工件加工精度的條件是：即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸誤差，為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因?yàn)槟p而過(guò)早的報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)，需保留出一定的精度儲(chǔ)備量Jc，因此上式改寫(xiě)為：將上述計(jì)算的加工精度值列為下表。表3-1誤差分析表誤差計(jì)算加工要求

誤差名稱500.200.04200.010.0330.054Jc0.043由上表可知，該夾具能滿足各項(xiàng)精度要求，且具備一定的精度儲(chǔ)備。結(jié)論本設(shè)計(jì)是為鉆ZH1105W柴油機(jī)氣缸體的三面31軸孔的工序而專門設(shè)計(jì)的，為了能達(dá)到質(zhì)量好、效率高。我們采用了工序集中的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的ZH1105W柴油機(jī)氣缸體三面鉆孔組合機(jī)床，在流水線上同時(shí)完成三個(gè)面的鉆孔工作，提高了加工精度及保證了相應(yīng)的位置精度，同時(shí)大大提高了生產(chǎn)效率，從理想的10.87件/小時(shí)到實(shí)際的13.28件/小時(shí)，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，從而降低了零件的生產(chǎn)成本。本次設(shè)計(jì)中的夾具設(shè)計(jì)：采用的是專用夾具，以六點(diǎn)定位原則定位(本設(shè)計(jì)中采用三面定位)，夾具的夾緊采用可靠的液壓夾緊裝置，適合大批量零件的生產(chǎn)，提高了加工精度和生產(chǎn)效率。參考文獻(xiàn)[1]謝家瀛．組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994．[2]叢鳳廷．組合機(jī)床設(shè)計(jì)（第二版）[M]．上海：上?？萍汲霭嫔纾?994．[3]大連組合機(jī)床研究所．組合機(jī)床設(shè)計(jì)（第一分冊(cè)）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1975．[4]大連組合機(jī)床研究所．組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1975．[5]姚永明．非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)[M]．上海：上海交通大學(xué)出版社，1999．[6]金振華．組合機(jī)床及其調(diào)整與使用[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990．[7]薛源順．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000．[8]楊黎明．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1996．[9]李云.機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1996．[10]孟憲椅．機(jī)床夾具圖冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991．[11]王愷.機(jī)械制圖[M].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1985．[12]楊列群.形狀和位置公差位置度公差[M].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1992．[13]黃鶴汀.機(jī)械制造裝備[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001．致謝作為四年學(xué)習(xí)的一次綜合檢測(cè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們十分慎重。它關(guān)系到我們今后在工作崗位上的動(dòng)手能力，經(jīng)驗(yàn)，以及解決實(shí)際問(wèn)題的方法。本次課程設(shè)計(jì)ZH1105W柴油機(jī)機(jī)體鉆孔專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì)。為了在設(shè)計(jì)中更好的解決問(wèn)題，同時(shí)也為了增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，使理論更好地聯(lián)系實(shí)際。我們進(jìn)行了實(shí)習(xí)過(guò)程中，我們深入一線和工人師傅探討工作方法，向工人師傅取經(jīng)，吸取了大量工作技術(shù)。本次設(shè)計(jì)課題來(lái)源于鹽城市江動(dòng)集團(tuán)，我們不止一次的深入車間，觀察機(jī)床的布局，工作過(guò)程等。在指導(dǎo)老師的講解下，我們對(duì)組合機(jī)床有了較深的印象，為我們更好的搞好設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)時(shí)間為半學(xué)期時(shí)間，其涉及內(nèi)容包含本專業(yè)大量課程，是本專業(yè)知識(shí)的一次較高質(zhì)量的升華。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我基本掌握了一些課程設(shè)計(jì)的方法和步驟，并且培養(yǎng)了自己獨(dú)立思考，分析問(wèn)題的能力，并對(duì)所要解決的問(wèn)題，通過(guò)掌握的知識(shí)，結(jié)合參考文獻(xiàn)解決所面對(duì)的問(wèn)題。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我還養(yǎng)成了有問(wèn)題參考、查閱資料的習(xí)慣，這將為我以后的工作提供了方便。這次設(shè)計(jì)使我受益非淺，但也暴露了諸多方面的不足，以及書(shū)上的某些環(huán)節(jié)的脫節(jié)。這些東西在指導(dǎo)老師的耐心指導(dǎo)下得以解決了許多方面的問(wèn)題。附錄1.被加工零件工序圖CJZZJ-00-01A02.加工示意圖CJZZJ-00-02A03.機(jī)床聯(lián)系尺寸圖CJZZJ-00-03A04.夾具裝配圖CJZZJ-01A5.夾具體CJZZJ-01-026.頂板CJZZJ-01-097.后模板CJZZJ-01-208.壓緊板CJZZJ-01-089.右模板CJZZJ-01-1810.支柱CJZZJ-01-1711.左模板CJZZJ-01-0712.推桿CJZZJ-01-04目錄第一章可行性研究報(bào)告概述 11.1項(xiàng)目名稱 11.2項(xiàng)目承擔(dān)單位 11.3項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn) 11.4可研報(bào)告編制單位 11.5項(xiàng)目概述及主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 1第二章編制目的、依據(jù)、原則和范圍 52.1編制目的 52.2編制依據(jù) 52.3編制原則 52.4可行性研究的范圍 6第三章建設(shè)的必要性 73.1符合國(guó)家“十一五”規(guī)劃綱要和循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求 73.2環(huán)境保護(hù)和節(jié)能降耗的需要 83.3企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要 9第四章項(xiàng)目建設(shè)條件 104.1主體工程概況 104.2廠址選擇 124.3公用設(shè)施及社會(huì)依托條件 12第五章改造規(guī)模與產(chǎn)品方案 155.1改造規(guī)模 155.2生產(chǎn)方案 15第六章生產(chǎn)設(shè)備節(jié)電技改方案 166.1企業(yè)能耗現(xiàn)狀分析 166.2改造設(shè)備運(yùn)行參數(shù) 166.3技術(shù)方案、設(shè)備方案 176.4項(xiàng)目建議改造方案 226.5消耗定額 256.6小結(jié) 25第七章項(xiàng)目實(shí)施機(jī)構(gòu)和項(xiàng)目法人 287.1項(xiàng)目實(shí)施機(jī)構(gòu) 287.2項(xiàng)目法人 28第八章環(huán)境保護(hù) 28第八章環(huán)境保護(hù) 29第九章社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益 319.1環(huán)境效益 319.2社會(huì)效益 31