930-半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計（夾具設計）

930-半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計（夾具設計）,半精鏜,精鏜氣,缸蓋,導管,組合,機床,設計,夾具 文 獻 資 料專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名 陸 曉 班 級 B 機制 023 班 學 號 0210110317 指 導 教 師 吳 進 主要參考文獻[1] 何剛林. 組合夾具快速設計和裝配系統(tǒng)的研究. 中原工學院學報第16 卷第 5 期 2005 年 10 月:49-51 頁,(下轉)62 頁[2] 陳秀花. 四頭雙面銑床銑頭主軸傳動箱的設計方案. 機械管理開發(fā) 第 1 期(總第 70 期) 2003 年 2 月:34 頁、 （下轉）37 頁[3] 劉文川，唐文超. 氣缸體砂型鑄造組芯夾具的優(yōu)化設計 . 《現代鑄鐵》2005．5：51-53[4] 曹凡,王純平 . 機床與工具. 機械工程師 2005 年第 11 期:2-3[5] Ying Tang. Theoretical modeling of cutting temperature in high-speed end milling process for die／mold machining. Journal of University of Science and Technology Beijing Volume12, Number1.February 2005: Page90-95[6] 劉濤，劉偉.變速箱殼體銷孔加工組合機床設計.遼寧省建筑機械檢驗中心.遼寧，沈陽 110016. 2001 年 第一期[7] 溫慶秋.汽車萬向節(jié)軸銑鉆組合機床 PLC 控制系統(tǒng)的設計.韶關學院資產管理處，廣東韶關 512005[8] 王輝.汽車主減速器殼體精加工組合機床夾具的設計.大連市專利服務中心，遼寧，大連 116021 [9] 周碧旋.一種專用組合機床.廣東省高級技工學校 2005 年 第二期[10]王宏，余淑榮，吳明亮.組合機床鏜模及托架的改進.甘肅工業(yè)大學 材料科學與工程學院 甘肅 蘭州 730050 2001 年 第十一期 畢 業(yè) 實 習 報 告專 業(yè) 機械設計制造及其自動化學 生 姓 名 陸 曉_ _ 班 級 B 機 制 023 學 號 0210110317 指 導 教 師 吳 進 日 期 2006 年 3 月 17 日 1實習報告一、 概述畢業(yè)實習是學生完成大學四年全部課程后的最重要的社會實踐環(huán)節(jié)之一，也我們機械專業(yè)知識結構中不可缺少的組成部分。在學校我們接觸的基本上都是書本上的理論知識，對實際的機械設計制造了解甚少。此次實習的目的就是豐富學生社會實踐知識，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際﹑分析與解決實際問題以及創(chuàng)新的能力，提高學生實際專業(yè)動手能力的一個綜合性實踐環(huán)節(jié)。本次實習是在相應的專業(yè)課程及相關的課程設計的基礎上，按照學院要求，由畢業(yè)設計指導老師帶隊而進行的一次綜合性的實踐。通過實習，對零部件的特征，加工工藝，加工流程以及裝配有了大概的了解，為畢業(yè)設計和今后的工作都做了一個很好的鋪墊。通過實習，我們對機械設計制造這個專業(yè)有了更加理性的認識。二、 實習過程3 月 6 號分派完課題就進入資料收集，實習調研的過程。6 號下午，針對畢業(yè)設計去圖書館借閱有關組合機床系統(tǒng)設計的資料。借閱的資料是：《機械設計制造工藝設計簡明手冊》 、 《組合機床設計簡明手冊》 、 《機床夾具設計》 、 《切削用量簡明手冊》 、 《組合夾具圖冊》 。上網查閱有關組合機床以及組合夾具的資料：相關機床的圖片，技術參數，工作原理及工作特點；夾具的組成，設計理念等。9 號，10 號，14，16 號四天進廠實習。主要參觀了鹽城江淮動力集團、鹽城市悅達拖拉機有限公司、鹽城市機床廠和江蘇高精機電裝備有限公司四個單位，具體安排如下：江蘇江淮動力有限公司-----3 月 9 日（主要了解典型零件箱體的制造過程以及對 C6136A 型組合機床、多軸三面鉆組合機床、CZK 系列數控機床的了解。 ）鹽城市拖拉機廠-----3 月 10 日（了解變速箱的裝配、型材焊接的生產過程以及涂裝生產線。 ）鹽城市機床廠-----3 月 14 日（主要對龍門銑床、龍門刨床、移動式萬能搖臂鉆床的結構、性能、組成部分、夾具、工作臺、加工工藝等進行參觀實習。 ）江蘇高精機電裝備有限公司-----3 月 16 日（主要對移動式萬能搖臂鉆床、臥式鉆床的結構、組成部分進行參觀。 ）整理實習資料，撰寫實習報告-----3 月 17 日三、 實習內容實習的第一天，我們來到了鹽城江淮動力集團。該集團有幾家分廠，我們選擇了其中的一家，這個廠是主要生產拖拉機的發(fā)動機，我們從箱體的鑄造車間開始一直參觀到了裝配車間?？梢哉f對產品的生產過程有了一定的了解，同時也體會到了奮斗在一線的工人的艱辛。鑄造車間給我的第一印象就是環(huán)境較差，空氣中彌漫著2濃濃的灰塵、煙霧?？梢韵胂笤谶@工作的工人是多么的危險，他們時刻都在威脅著他們的健康。參觀的同時我聯(lián)想到了在課堂上學到的知識：鑄件是把熔化的金屬液澆注到預先制作的鑄型腔中，待其冷卻凝固后獲得的零件毛坯。在一般機械中，鑄件的重量大都占總機重量的 50%以上，它是零件毛胚的最主要來源。鑄件的突出優(yōu)點是它可以是各種形狀復雜的零件毛坯，特別是具有復雜內腔的零件毛坯，此外，鑄件成本低廉。其缺點是在其生產過程中，工序多，鑄件質量難以控制，鑄件機械性能較差，鍛件是利用沖擊力或壓力使用，加熱后的金屬坯料產生塑性變形，從而獲得的零件毛胚。鍛件的結構復雜程度往往不及鑄件。但是，鍛件具有良好的內部組織，從而具有良好的機械性能。所以用于做承受重載和沖擊載荷的重要機器零件和工具的毛坯，沖壓件是利用沖床和專用模具，使金屬板料產生塑性變形或分離，從而獲得的制體。沖壓通常是在常溫下進行，沖壓件具有重量輕，剛性好，尺寸精度高等優(yōu)點，在很多情況下沖壓件可直接作為零件使用。選擇毛坯還應該考慮很多的原因。隨后我們又依次參觀了加工齒輪和軸的車間，我的畢業(yè)設計主要是涉及到組合機床的主軸箱的設計。和我同組的同學一起著重參觀了機床曲軸和一些齒輪的生產加工。對一些主要的機床和夾具也進行了仔細的觀察和記錄機體是機器的基礎零件，它將機器中有關的部件的軸、套、齒輪等相關零件連接成一個零件，并使之保持正確的位置，以及傳遞轉矩或改變轉速來完成規(guī)定的運動。 參觀的過程中我們看到了一臺 CZK 系列數控車床，由于對它的興趣，就著重仔細地觀察了它，并問了操作它的工人一些問題。我了解到：1．床身導軌采用超音頻淬火，耐磨性強、精度高、硬度好；2．機床主軸轉速有九種規(guī)格，用戶的選擇的余地較大；3．采用微機控制，步進電機驅動，實現對工件地自動加工；4．編制采用 ISO 國際標準代碼，設有斷電保護以及診斷功能。該機床可自動完成車削端面、內外圓、切槽、錐面、鏜孔、螺紋等工序。很快時間就過去了，短短的半天時間就這樣過去了，但是我們對產品和產品的生產過程及其中的重要的零部件都有了很多的了解。這對我們的畢業(yè)設計有了很大的幫助。3 月 10 號上午我們來到了鹽城市悅達拖拉機有限公司。鹽城拖拉機廠位于黃海之濱，是中華人民共和國生產中小型拖拉機的主要專業(yè)廠之一，為國家大型企業(yè)。1993 年悅達集團、鹽城拖拉機廠等六家企業(yè)經國家批準組建為“江蘇悅達股份有限公司” ，向社會公開發(fā)行股票。并通過 ISO9001 國際質量體系認證 。鹽城拖拉機廠技術力量雄厚 ，生產設備精良，加工工藝先進，測試手段齊全，質量保證體系完善，具備較強的產品開發(fā)和設計能力。本廠具有大批量生產黃海牌東風-12 型、金馬-81 型手扶拖拉機和金馬系列輪式拖拉機的能力。黃海牌拖拉機獲“江蘇省名牌產品”稱號。產品暢銷國內外，深受用戶歡迎。 我們去拖拉機廠前，我就和幾個一組的同學都商量好，主要是看變速箱的裝配以及型材焊接的生產過程。因為時間有限，不可能吧所有的都看到，所有我們有選擇的看了。我們首先去了焊接車間，之后，我們去了裝配車間，參觀了變速箱的整條裝配流水線：3箱體上線，涂機油、掛流程卡 --- 動力輸出軸組件，一軸上軸承 --- 總裝二軸，軸承預緊力調整 --- 差速器及軸承座組件，調節(jié)兩側軸承預緊力 --- 調整印痕、側隙及裝前軸承蓋 --- 倒檔軸總成及三角雙頭螺栓總成 --- 右驅動軸組件及左未傳動總成 --- 左驅動軸組件及右未傳動總成 --- 左、右驅動軸組件箱體連接 --- 一軸組件 --- 動力輸出離合機構、動力輸出傳動軸、動力輸出換檔機構 --- 差速鎖及撥叉組件調整堵片 --- 制動器總成 --- 三種撥叉及撥叉軸 --- 離合器軸及聯(lián)軸節(jié)/動力輸出離合器軸及一軸前軸承組件/聯(lián)軸節(jié)及離合器軸等 --- 離合器總成或爬行檔總成或過橋總成 --- 分離軸承壓座支架合件、離合器撥叉及撥叉組件 --- 傳動軸總成上旋轉裝置 --- 變速器。隨后我們又去參觀了涂裝生產線，該公司使用的是長虹沖焊件電泳涂裝生產線，其工作流程大致是：上件——熱水洗——除油除銹——熱水洗——水洗——中和——水洗——表調——磷化——水洗——純水洗——電泳——零次水洗——UF2 洗純水洗——電泳——烘干——補淥——流平——面淥烘干——下件3 月 14 號下午我們來到了鹽城市機床廠，在這個廠我們主要了解了龍門刨床，立式萬能搖臂鉆床，龍門銑床的結構、性能、組成部分、夾具、工作臺、加工工藝等。下面說明一下移動式萬向搖臂鉆床 Z3125A 型的機械特性和技術參數：方柱立式鉆床，是萬能性通用機床，本機床除用于鉆床外，還可以擴孔，絞孔，锪端面，鉆沉頭孔和鏜孔。主軸攻絲可實現自動反轉，用于盲孔和定深孔攻絲極為方便。 本機床還具有半自動循環(huán)鉆、擴、絞孔和鉆孔定深攻絲自動反轉，以及微動進給等工序。具有精度高、剛性好、燥聲低、變速范圍廣、操縱集中，使用維修方便等優(yōu)點。四、 鏜床的機械特性及參數鏜床適用于機器制造業(yè)的各種孔和平面的加工。鏜床特點：機床及其主軸系統(tǒng)具有較高的剛性，可滿足多種不同轉速的加工要求；主電機具有足夠的功率；主軸變速和進給變速范圍較大，生產能力強；采用了選擇式手柄變速操。主要參數和規(guī)格是主軸直徑，主軸內孔錐度，主軸最大行程，最經濟鏜孔直徑，主軸中心線距工作臺面最大距離，主軸轉速種數，主軸轉速范圍，主軸每轉主軸、主軸箱、工作臺進給量種數，每轉主軸、主軸箱、工作臺進給量范圍，可拆式平旋盤進給量范圍，主軸快速移動，快速移動電動機功率，快速移動電動機轉速。五、 實習感想很快，兩個星期的實習過去了，但是那些在廠里參觀的情形都是歷歷在目的，通過兩周的畢業(yè)實習，我對畢業(yè)設計所要了解的有了針對性的了解。在這次實習過程中，我們親身體會到機械設計制造這門專業(yè)的科學性和嚴謹性。工人師傅一絲不茍的工作態(tài)度令我們欽佩。平時我們以為可行的設計方案在實際中反而是不可行的，這充分證明了光從理論上進行學習是遠遠不夠的，我們只有理論結合實際，經常到生產第一線去參觀實習才能更好的為專業(yè)學習打下扎實的基礎。兩個4星期的實習讓我悟出了許多的道理：一個人的行為習慣不是一天就形成的，而是十幾年的耳濡目染逐漸形成的，一個多月想改變一個人的一些行為習慣真的太難了。所以我要從現在起，在學校的時候就要養(yǎng)成好的習慣，對工作熱情，肯吃苦，這樣才能為將來踏上社會做好準備。兩個星期的實習生活，真的使我受益匪淺，它鍛煉了我許多能力，也讓我想起了很多年少時候的趣事。在實習期間，指導老師以及院領導對我的教學方式提出了很好的意見。在這里，我很感謝他們的指導。我想，不管以后我是否從事這個職業(yè)，我都會在工作中加倍努力。 畢 業(yè) 設 計開 題 論 證 報 告專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學生姓名 陸 曉 班 級 B 機制 023 班 學 號 0210110317 指導教師 吳 進 完成日期 2006.03.17 1課題名稱：半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計（夾具設計）一、課題來源、課題研究的主要內容及國內外現狀綜述對于一個大學生來說，理論與實際相結合是最重要的。所以我的這個課題是來源于江蘇高精機電裝備公司。為了保證氣缸蓋導管孔半精鏜和精鏜的尺寸精度和位置精度的要求，需要設計一臺滿足半精鏜和精鏜的要求的組合機床。最早的組合機床于 1911 年在美國制成，用于加工汽車零件。1953 年，美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機床制造廠協(xié)商，確定了組合機床通用部件標準化的原則。1973 年，國際標準化組織（ISO）公布了第一批組合機床通用部件標準。1975 年，中國第一機械工業(yè)部頒布了中國的第一批組合機床通用部件標準。組合機床的通用 部件按功能分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件 5 類。動力部件為機床提供主運動和進給運動，主要有動力箱（將電動機的旋轉運動傳遞給主軸箱） 、切削頭（裝在各個主軸上，用于各單一工序的加工） 、動力滑臺（用于安裝動力箱或切削頭，以實現進給運動） ；支承部件用以安裝動力滑臺，包括各種底座和支架；輸運部件用以輸送工件或主軸箱至加工工位；控制部件用以控制機床的自動工作循環(huán)；輔助部件包括潤滑、冷卻和排屑裝置等。根據配置型式，組合機床可分為單工位和多工位兩大類。其中單工位組合機床按被加工面的數量又有單面、雙面、三面和四面 4 種，通常只能對各個加工部位同時進行一次加工；多工位組合機床則有回轉工作臺式、往復工作臺式、中長立柱式和回轉鼓輪式 4 種，能對加工部位進行多次加工。組合機床一般可完成的工藝范圍有：銑平面、刮平面、車端面、車錐面、鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、倒角、切槽、以及加工螺紋、滾壓、拉削、磨削、拋光工序。二、本課題擬解決的問題根據任務書的已知條件，對材料為 HT250，抗拉強度為 300N 的氣缸蓋，在選定的工藝和結構方案的基礎上，繪制被加工零件工序圖、加工示意圖和編制生產率計算卡等。需根據加工零件示意圖所確定的工件加工孔的數量、位置和切削用量和速度。主要完成夾具的設計，確定其定位方案，夾緊方式等，從而保證氣缸蓋導管孔半精鏜和精鏜的尺寸精度和位置精度的要求。三、解決方案及預期效果根據組合機床完成工序的一些限制及組合機床各種工藝方法能達到的加工精度、表面粗糙度及技術要求，解決零件是否可以利用組合機床加工以及采用組合機床加工是否合理的問題。必須要在掌握了大量的零件加工工藝資料的基礎上，統(tǒng)盤考慮影響制定零件工藝方案、機床配置型式、結構方案的各種因素及應注意的問題。經過分析比較，以確定零件在組合機床上合理可行的加工方法、確定工序間加工余量、選擇合適的切削用量、相應的刀具結構、確定機床配置型式等等。經過努力，可以設計出一臺能滿足加工要求，保證加工精度，運轉平穩(wěn)，工作可靠，結構簡單，裝卸方便，便于維修、調整的組合機床。2四、課題進度安排3 月 12 日～3 月 25 日．畢業(yè)實習階段。畢業(yè)實習，市場調查，到多個公司實踐，撰寫 實習報 告。3 月 26 日～4 月 5 日． 設計(論文)開題階段。提出總體設計方案及草圖，填寫開題報告。4 月 6 日～5 月 19 日． 設計(論文)初稿階段。完成總體設計圖、部件圖、零件圖。5 月 20 日～6 月 5 日． 中期檢查階段中期檢查，編寫畢業(yè)設計說明書。6 月 6 日～6 月 8 日． 畢業(yè)設計預答辯6 月 9 日～6 月 14 日． 畢業(yè)設計定稿階段。圖紙修改、設計說明書修改、定稿，材料復 查。6 月 15 日～6 月 17 日．畢業(yè)答辯6 月 18 日～6 月 19 日．材料整理裝袋。五、指導教師意見年　 月　　日六、專業(yè)系意見年　 月　　日3七、學院意見年　 月　　日機械工程學院畢業(yè)設計（論文）選題申報表機械設計制造及其自動化 專業(yè)指導教師 吳 進 學生姓名 陸 曉 2005 年 12 月 1 日設計（論文）題 目半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計（夾具設計） 題目類別 1 題 目 來 源 2 題目性質 1設計原始數據 氣缸蓋材料為 HT250，硬度為 150-225HBS。生產按單班制執(zhí)行，年產量為 5 萬件。設計內容 分半精鏜、精鏜兩個工位進行加工，各加工孔的尺寸精度和位置精度及具體要求詳見氣缸蓋的加工工序圖。物化成果形式√氣缸蓋的加工工序圖。1、設計說明書 1 份，達 1 萬字以上，且要符合規(guī)范要求；2、設計圖樣全部用 AutoCAD 繪制，夾具裝配圖需要有手工繪制的草圖，除“三圖一卡”外，設計的工程圖樣折合成圖幅為應不少于 3 張 A0；圖樣要求正確、完整、清晰，符合規(guī)范，并力求采用新標準。3、具體設計的圖樣有：（1）三圖一卡；（2）夾具裝配圖設計；（3）夾具零件圖的設計。專業(yè)系審查意見：專業(yè)系主任（簽名）： 學院審批意見：院長（簽名）： 注：一、題目類別：1、畢業(yè)設計；2、畢業(yè)論文二、題目性質：1、工程設計；2、技術研究；3、軟件開發(fā)；4、理論研究三、題目來源：1、結合科研；2、結合生產實際或工程建設；3、結合課程和實驗室建設；4、自擬題目鹽城工學院畢業(yè)設計說明書 20061本設計已經通過答辯，如果需要圖紙請聯(lián)系 QQ 251133408 另專業(yè)團隊代做畢業(yè)設計，質量速度有保證1 前 言本設計的課題是氣缸蓋半精鏜、精鏜組合機床及夾具設計。這個課題來源于江蘇高精機電裝備有限公司，是針對該公司對氣缸蓋半精鏜，精鏜組合機床加工，其工作效率和精度不高而設計的。主要是為了適合流水線生產，提高目前的生產效率、加工精度，從而降低加工成本。組合機床一般都由支承部件（床身、立柱、底座和中間底座） 、動力部件（動力滑臺和主軸頭、動力頭） 、工件定位夾壓和運送部件（夾具、回轉工作臺、移動半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計(夾具設計)2工作臺、鼓輪等）和控制部件（電氣柜、液壓站、操縱臺等）組成。組合機床是根據工件加工的需要，以大量的通用部件為基礎，配以少量的專用部件組成的一種高效的專用機床。組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方法，生產效率比通用機床高幾倍到幾十倍。由于通用部件已經標準化和系列化，可根據需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此，組合機床有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產中得到廣泛運用，并可用來組成自動生產線。多年來機械產品加工中廣泛的采用萬能機床，但是隨著生產的發(fā)展，很多企業(yè)的產品的產量越來越大，精度越來越高，采用萬能機床加工已經不能很好的滿足要求。理所當然，生產著用機床可以提高生產效率和加工精度。在組合機床設計過程中，為了降低組合機床的制造成本，應盡可能的使用通用件和標準件。目前，我國設計制造的組合機床，其通用部件和標準件約占零件總數的 70—80%，其它 20—30%是專用零件。在進行組合機床的夾具設計時，首先需要對被加工零件孔的分布情況及所要達到的要求進行分析，如各部件尺寸、材料、形狀、硬度及加工精度和表面粗糙度等內容。然后還要深入基層進行實地觀察，摸索夾具的工作原理，體會組合機床的優(yōu)點。通過認真閱讀研究 15040081 型氣缸蓋的零件圖，了解其材料、硬度、重量等，對內側面進行半精鏜和精鏜排氣空和進起孔。接下來是總體方案的設計，總體方案設計的具體工作是編制“三圖一卡” ，即繪制被加工的零件圖，加工的示意圖，機床聯(lián)系尺寸圖，編制生產率計算卡。最后，就是技術設計和工作設計。技術設計就是根據總體設計已經確定的三圖一卡，設計夾具等專用部件正式總圖；工作設計就是繪制各個專用部件的圖樣，編制各零件的明細表。設計的整個過程是艱辛的，在設計過程中必須要考慮到方方面面的問題。由于所學的知識的有限，因此在設計過程中查閱了大量的相關資料，以補充自己的不足之處。首先，要有豐富的實踐經驗。整個設計，僅靠一些參考資料是遠遠不夠的。因此，在設計工作開始前，特地到江淮動力股份有限公司、鹽城紅旗機床廠、高精機電裝備有限公司等進行了實地的參觀考察，積累了一些寶貴經驗。其次，運用四年來所學的專業(yè)知識，針對現實中遇到的實際情況，做到舉一反三，觸類旁同。整個設計過程不僅涉及到以前所學的知識，而且還設計到新的理念，所以我在設計過程中一邊溫習以前所學的知識，一邊學習新的知識，這樣拓寬了我的視眼。第三，通過自身的努力，結合理論和實際，從合理性、經濟性、工藝性、實用性及其對被加工零件的具體要求對現有機床進行研究分析，找出可以進行改進的地方，通過相互對比，確定一個新的，周全的設計方案。在指導老師吳進老師的悉心指導下，在同課題組三位同學相互討論學習和幫助下，經過兩個月的艱辛勞動，終于完成了這一設計課題。 鹽城工學院畢業(yè)設計說明書 200632 組合機床工藝方案的擬訂工藝方案的擬訂是組合機床設計的關鍵一步。工藝方案制定的正確與否是在很大程度上決定了組合機床的結構配置和使用性能。因此，應根據工件的形狀和加工要求的特點， 加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術要求及生產率要求等，按一定的原則，結合組合機床常用的工藝方法，充分考慮到各種因素，并經技術經濟分析后擬訂出先進、合理、經濟、可靠的工藝方案。選擇工藝基面和定位方式是制定工藝方案的關鍵所在。2.1 被加工零件的加工工序和加工精度半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計(夾具設計)4由于本機床是用于對氣缸蓋導管孔進行半精鏜和精鏜加工，根據先粗后精，工序集中原則，現對氣缸蓋導管孔加工的工藝路線設計如下:工序 1(半精鏜) Ⅰ工位 :槍鉸排氣導管孔(刀具直徑為 Φ14.8mm)，鏜排氣閥座孔(刀具直徑為 Φ47.8mm)，加工精度為 H8；Ⅱ工位:槍鉸進氣導管孔(刀具直徑為 Φ14.8mm)，鏜進氣閥座孔(刀具直徑為 Φ44.8mm)，加工精度為 H8。工序 2(精鏜) Ⅰ工位:槍鉸排氣導管孔(刀具直徑為 Φ15mm)，鏜排氣閥座孔(刀具直徑為 Φ48mm)，加工精度為 H7；Ⅱ工位:槍鉸進氣導管孔(刀具直徑為 Φ15mm)，鏜進氣閥座孔(刀具直徑為 Φ45mm)，加工精度為 H7。2.2 被加工零件的特點氣缸蓋的材料為 HT250；硬度為 150-225HBS；生產綱領為年產量 5 萬件，單班制；在本工序前各主要表面已加工完畢。3 組合機床配置型式選擇鹽城工學院畢業(yè)設計說明書 20065組合機床有大型和小型，又可分為臥式，立式兩種，根據配置形式還可分為單工位和多工位。配置方案不同對機床的復雜程度，通用化程度，結構工藝性，加工精度，機床重新調整的可能性等都有不同的影響。在本工序中要求加工同軸的兩個孔，因此采用臥式布置，為了提高生產效率，降低設計成本。機床采用臥式，其優(yōu)點是加工和裝配工藝性好，無漏油現象；同時，安裝、調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。本機床采用了單滑臺雙動力頭結構，考慮到相關聯(lián)的機床夾具結構的統(tǒng)一性，采用固定式夾具.由于在加工過程中要實現大范圍的調速，因此采用伺服滑臺來滿足這個要求。其具有如下特點:可自動變換進給速度和工作循環(huán)，可在較寬的范圍實現位控，執(zhí)行零件加工的數控程序.由此，根據已定的工藝方案和機床配置形式，確定機床為臥式單面雙工位數控傳動的組合機床，伺服滑臺實現工作進給運動，設計配套的動力箱。圖 3-1 組合機床配置型式圖4 組合機床總體設計半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計(夾具設計)64.1 被加工零件工序圖被加工零件工序圖是根據制定的工藝方案，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，也是制造，使用，調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值下方畫“—”粗實線，其余部位用細實線表示。本機床加工時是采用的一面兩銷定位方式，一面是氣缸蓋的內側面，兩銷分別是一圓柱銷一菱形銷。它共限制六個自由度，可以達到定位效果，因此可以保證所需要的加工精度。繪制的被加工零件工序圖如圖 4-1、4-2 所示。圖中符號 ---夾緊位置 --定位基準圖 4-1 半精鏜加工零件工序圖圖 4-2 精鏜加工零件工序圖4.2 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，是表達工鹽城工學院畢業(yè)設計說明書 20067藝方案具體內容的機床工藝方案圖，它是設計刀具、輔具、夾具、多軸箱、電氣系統(tǒng)以及選擇動力部件，繪制機床總體聯(lián)系尺寸圖的主要依據；是對機床總體布局和性能的原始要求；也是調整機床和刀具所必需的重要技術文件。圖 4-3 半精鏜加工零件示意圖圖 4-4 精鏜加工零件示意圖4.2.1 刀具的選擇半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計(夾具設計)8選擇刀具應考慮工件材料，加工精度，表面粗糙度，排屑及生產率等要求，只要條件允許應盡量選用標準刀具?？准庸さ毒撸ㄣ@、擴、鉸等）的直徑應與加工部位尺寸，精度相適應，其長度應保證加工終了時刀具螺旋槽尾端離導向套外端面 30-50mm，以利排屑和刀具磨損后有一定向前調整量。刀具錐柄插入接桿孔內長度，在繪制加工示意圖是應注意從刀具總長中減去。根據以上條件選擇硬質合金刀具。刀具是由鏜孔刀和槍鉸刀組成的復合刀具。半精加工中時，鏜桿直徑選擇 Φ40mm，鉸桿直徑選擇 Φ12mm 。在加工硬度較高的鑄鐵時，為提高刀具使用壽命，宜采用多刃鏜刀頭。本機床采用四刃鏜刀頭。由于在切削力的作用下，刀體上兩個導向塊與刀齒圓柱校準部分的圓柱刃帶確定一個圓，因此采用雙導向塊已能滿足圓周導向的要求。但由于來自外部的干擾，有時會使雙導向塊喪失平衡，從而引起加工誤差，所以有時單刃鉸刀也采用三個導向塊。通過第三個導向塊使鉸刀切削部分的整個圓周方向上都具有很大的剛度，從而提高了平衡穩(wěn)定性和加工經濟度。綜合上述條件，鉸刀采用焊接式單刃雙導向條鉸刀。精加工時，鏜刀采用德國MAPAL公司的精密刀具，鉸刀采用機械夾固式鉸刀，精度較半精加工稍高。4.2.2 組合機床切削用量的選擇查文獻資料[9] 表 4-1 孔加工常用工序間余量加工工序 加工孔徑 直徑上工序間余量鉸孔 Φ10～Φ20 0.10～0.20半精鏜 Φ10～Φ20 0.7～1.2精鏜 Φ30～Φ130 0.25～0.40得鏜孔的切削余量為：半精加工：閥座孔 ap=0.4mm，導管孔 ap=0.1mm；精加工：閥座孔 ap=0.1mm，導管孔 ap=0.1mm；查文獻資料[9]表 4-2 鏜孔切削用量鑄鐵工序 刀具材料 v(mm/min) f(mm/r)半精鏜 硬質合金 50～70 0.15～0.45精鏜 硬質合金 70～90 H 級 0.12～0.15得鏜孔的切削用量為：半精加工：f=0.15 mm/r；精加工： f=0.15 mm/r；切削速度的計算：鹽城工學院畢業(yè)設計說明書 20069Vc= （4-1）10dn?Vc—切削速度，單位為 m/min 。 a.半精加工(排氣)①槍鉸 Φ14.8mm 導管孔由表 4-2 得，選擇 f=0.15mm/r，n=1500r/min由公式（4-1）得 Vc=3.14×14.8×1500/1000=69.7m/min②鏜 Φ47.8mm 閥座孔由表 4-2 得，選擇 f=0.15mm/r，n=466r/min由公式（4-1）得 Vc=3.14×47.8×466/1000=70m/min半精加工(進氣)①槍鉸 Φ14.8mm 導管孔由表 4-2 得，選擇 f=0.15mm/r，n=1500r/min由公式（4-1）得 Vc=3.14×14.8×1500/1000=69.7m/min②鏜 Φ44.8mm 閥座孔由表 4-2 得，選擇 f=0.15mm/r，n=466r/min由公式（4-1）得 Vc=3.14×44.8×466/1000=65.6m/minb.精加工(排氣)①槍鉸 Φ15mm 導管孔由表 4-2 得，選擇 f=0.15mm/r，n=1500r/min由公式（4-1）得 Vc=3.14×15×1500/1000=70.7m/min②鏜 Φ48mm 閥座孔由表 4-2 得，選擇 f=0.15mm/r，n=466r/min由公式（4-1）得 Vc=3.14×48×1500/1000=70.2m/min精加工(進氣)①槍鉸 Φ15mm 導管孔由表 4-2 得，選擇 f=0.15mm/r，n=1500r/min由公式（4-1）得 Vc=3.14×15×1500/1000=70.7m/min②鏜 Φ45mm 閥座孔由表 4-2 得，選擇 f=0.15mm/r，n=466r/min由公式（4-1）得 Vc=3.14×45×466/1000=65.8m/min4.2.3 計算切削力，切削扭矩及切削功率根據文獻資料[9]表 6-20 得計算公式如下：切削力 Fz=51.4apf0.75HB0.55 （4-2）Fx=0.51ap1.2 f0.65HB1.1 （4-3）轉 矩 T=25.7Dapf0.75HB0.55 半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計(夾具設計)10（4-4）功 率 （4-6120FzVP?5） 公式中：V—切削速度（m/min） ；f—進給量（mm/r） ； a p—切削深度（mm） ；D—加工直徑（mm） ； Fz—圓周力（N） ； Fx—軸向切削力（N） ；HB—布氏硬度： ；)(31minaxmaxHBHB??在本設計中，HBmax=225， Hbmin=150，代入公式得 HB=200 HBS。a.半精加工：（排氣）槍鉸導管孔：由公式（4-2）得Fz=51.4×0.1×0.150.75×2000.55=51.4×0.1×0.241×18.432=22.832N；由公式（4-3）得Fx=0.51×0.11.2 ×0.150.65×2001.1=0.51×0.063×0.291×339.729=3.176N；由公式（4-4）得T=22.832×14.8/2 =168.9 N·mm由公式（4-5）得P=16.813×69.7/61200=0.03KW鏜閥座孔： 由公式（4-2）得Fz=51.4×0.4×0.150.75×2000.55=51.4×0.4×0.241×18.432=91.329N；由公式（4-3）得Fx=0.51×0.41.2 ×0.150.65×2001.1=0.51×0.333×0.291×339.729=16.813N；由公式（4-4）得T=91.329×47.8/2 =25.7×172×0.35×19.1=2182.8N·mm由公式（4-5）得P=91.329×70/61200=0.1KW半精加工：（進氣） 槍鉸導管孔： 由公式（4-2）得Fz=51.4×0.4×0.150.75×2000.55=51.4×0.1×0.241×18.432=22.832N；由公式（4-3）得Fx=0.51×0.11.2 ×0.150.65×2001.1=0.51×0.063×0.291×339.729=3.176N；由公式（4-4）得鹽城工學院畢業(yè)設計說明書 200611T=22.832×14.8/2 =168.9 N·mm由公式（4-5）得P=22.832×69.7/61200=0.03KW鏜閥座孔： 由公式（4-2）得Fz=51.4×0.4×0.150.75×2000.55=51.4×0.4×0.241×18.432=91.329N；由公式（4-3）得Fx=0.51×0.41.2 ×0.150.65×2001.1=0.51×0.333×0.291×339.729=16.813N；由公式（4-4）得T=91.329×44.8/2 =2045.8N·mm由公式（4-5）得P=91.329×65.6/61200=0.09KWb.精加工：（排氣） 槍鉸導管孔： 由公式（4-2）得Fz=51.4×0.1×0.150.75×2000.55=51.4×0.1×0.241×18.432=22.832N；由公式（4-3）得Fx=0.51×0.11.2 ×0.150.65×2001.1=0.51×0.063×0.291×339.729=3.176N；由公式（4-4）得T=22.832×15/2 =171.24 N·mm由公式（4-5）得P=16.813×69.7/61200=0.03KW鏜閥座孔： 由公式（4-2）得Fz=51.4×0.1×0.150.75×2000.55=51.4×0.1×0.241×18.432=22.832N；由公式（4-3）得Fx=0.51×0.1.2 ×0.150.65×2001.1=3.176N；由公式（4-4）得T=91.329×48/2 =547.9N·mm由公式（4-5）得P=91.329×70.2/61200=0.03KW精加工：（進氣）槍鉸導管孔: 由公式（4-2）得Fz=51.4×0.1×0.150.75×2000.55=51.4×0.1×0.241×18.432=22.832N；由公式（4-3）得半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計(夾具設計)12Fx=0.51×0.11.2 ×0.150.65×2001.1=0.51×0.063×0.291×339.729=3.176N；由公式（4-4）得T=22.832×15/2 =171.24 N·mm由公式（4-5）得P=22.832×70.7/61200=0.03KW鏜閥座孔： 由公式（4-2）得Fz=51.4×0.1×0.150.75×2000.55=51.4×0.1×0.241×8.432=22.932N；由公式（4-3）得Fx=0.51×0.11.2 ×0.150.65×2001.1=0.51×0.063×0.291×339.729=3.176N；由公式（4-4）得T=91.329×45/2 =513.7N·mm由公式（4-5）得P=91.329×65.8/61200=0.03KW4.3 機床聯(lián)系尺寸圖機床聯(lián)系尺寸圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結構而繪制的。是用來表示機床的配置型式和布局。用以檢驗各主要部件相對位置幾尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適；它為多軸箱、夾具等專用部件設計提供重要依據；它可以看成是機床總體外觀簡圖。圖 4-5 機床聯(lián)系尺寸圖4.3.1 動力滑臺的選擇鹽城工學院畢業(yè)設計說明書 200613a.選擇動力部件由文獻資料[12]表 5-3 數控機械滑臺主要技術性能選擇 NC-1HJ32M 型和 NC-1HJ32G 型數控機械滑臺，其臺面寬度為 320mm，臺面長為 630mm，最大行程為630mm，最大進給力為 12500N，電動機 Y100L1-4，P=2KW。 由于本機床采用的是專用滑臺，所以要在原有參數的基礎上進行修改。故選擇伺服電機。由文獻資料[12] 表 13-32 選 SYJD1-110-B2 型交流伺服電機，其額定轉矩 T=11.5N.m，最高轉速為N=3000r/min，P=2.5KW。b.確定機床裝料高度裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離。在確定機床裝料高度時，首先要考慮工人操作的方便性；對于流水線要考慮車間運送工件的滾道高度。其次是機床內部結構尺寸的限制和剛度要求。參考國家標準裝料高度 H=1000 mm。c.確定夾具輪廓尺寸 主要確定夾具底座的長、寬、高尺寸。 工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具底座輪廓尺寸的基本依據。具體要考慮布置工件的定位、限位、夾緊機構、刀具導向裝置以及夾具底座排屑和安裝等方面的空間和面積需要。 夾具底座的高度尺寸，一方面要保證其有足夠的高度，同時考慮機床的裝料高度、排屑的方便性和便于設置定位、夾緊機構。一般不小于 240 mm。本機床夾具的長為 780mm，寬為 460mm，高為 820mm。4.4 機床生產率計算卡a.理想生產率 Q理想生產率 Q（單位為件/h）是指完成年生產綱領 A（包括備品及廢品率）所要求的機床生產率。它與全年工時總數 tk有關。根據文獻資料[9]：表4-3 半精加工機床生產率計算卡半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計(夾具設計)14圖 號 YG02-JSK-001 毛 坯 種 類 鑄 件 名 稱 氣 缸 蓋 毛 坯 重 量 被 加工 零件 材 料 HT250 硬 度 150-25HBS 工 序名 稱 半 精 鏜 氣 缸 蓋 導 管 孔 及 閥 座 孔 工 序 號 Ｑ Ｇ Ｇ Ｚ Ｔ － Ｃ １ －０ ０ ０ １ ／ ０ ０ ０ ２ 序 號 工 步 名 稱 被加工零件數量 加 工直 徑(m) 加 工長 度(m) 工 作行 程(m) 切 削速 度(m/min) 每 分鐘 轉速(r/min) 進 給量(m/r) 進 給速 度(m/min) 工 時 (min) 1 裝 卸 工 件 2 機 加工 時間 輔 助時 間 共 計 2 動 力 部 件 1.5 1.5 滑 臺 快 進50 500 0.01 0.01 動 力箱 工進(槍鉸 排氣 導管孔 ) 14.8 3 45 70.7 150 0.15 25 0.2 (槍鉸 進氣 導管孔 ) 14.8 28.5 45 70.7 150 0.15 25 0.2 0.2 (鏜排 氣閥 座孔 ) 47.8 10 15 70.2 46 0.15 70 0.21 (鏜進 氣閥 座孔 ) 4.8 10 15 65.8 46 0.15 70 0.21 0.21 滑 臺快 退10 500 0.02 總 計 1.942min 單 件 工 時 1.942min 機 床 生 產 率 29.09件 /h 備 注 裝 卸 工 作 時 間 取 決 于 操 作 者 熟 練 程 度 ,本 機 床 計 算 時 取1.5min 機 床 負 荷 率 73% 表4-4精加工機床生產率計算卡鹽城工學院畢業(yè)設計說明書 200615圖 號 YG02-JSK-002 毛 坯 種 類 鑄 件 名 稱 氣 缸 蓋 毛 坯 重 量 被 加工 零件 材 料 HT250 硬 度 150-25HBS 工 序名 稱 精 鏜 氣 缸 蓋 導 管 孔 及 閥 座 孔 工 序 號 Ｑ Ｇ Ｇ Ｚ Ｔ － Ｃ 2－ ００ ０ １ ／ ０ ０ ０ ２ 序 號 工 步 名 稱 被加工零件數量 加 工直 徑(m) 加 工長 度(m) 工 作行 程(m) 切 削速 度(m/min) 每 分鐘 轉速(r/min) 進 給量(m/r) 進 給速 度(m/min) 工 時 (min) 1 裝 卸 工 件 2 機 加工 時間 輔 助時 間 共 計 2 動 力 部 件 1.5 1.5 滑 臺 快 進50 500 0.01 0.01 動 力箱 工進(槍鉸 排氣 導管孔 ) 15 3 45 69.7 150 0.15 25 0.2 (槍鉸 進氣 導管孔 ) 15 28.5 45 69.7 150 0.15 25 0.2 0.2 (鏜排 氣閥 座孔 ) 48 10 15 70 46 0.15 70 0.21 (鏜進 氣閥 座孔 ) 45 10 15 65.6 46 0.15 70 0.21 0.21 滑 臺快 退10 500 0.02 總 計 1.942min 單 件 工 時 1.942min 機 床 生 產 率 29.09件 /h 備 注 裝 卸 工 作 時 間 取 決 于 操 作 者 熟 練 程 度 ,本 機 床 計 算 時 取1.5min 機 床 負 荷 率 73% 半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計(夾具設計)16Q=A/tK=5000/2350=21.2 件/小時 （4-6）b.實際生產率 Q1實際生產率 Q1 是指所設計的機床每小時實際可生產的零件數量。Q1=60/T=29.09 件/小時 （4-7）c.機床負荷率 ?機床負荷率為理想生產率與實際生產率之比。即文獻資料[9] η=Q/Q 1=0.73 （4-8）因為組合機床負荷率一般為 0.75～0.90，而對于精密度較高、自動化程度高的組合機床，宜適當降低負荷率，所以本機床滿足要求。鹽城工學院畢業(yè)設計說明書 2006175 夾具設計5．1 概述機床夾具是一種裝夾工件的工藝設備，它廣泛的應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝備、焊接和檢驗等工藝過程中。在金屬切削機床上使用最多的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現代生產中，機床夾具是一種不可缺少的工藝設備，它直接影響著加工的精度、勞動生產率和產品的制造成本等，故機床夾具設計在企業(yè)的產品設計和制造及其生產技術準備中占有及其重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作。在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件的定位和夾緊。然而，由于各類機床加工的方式不同，有些機床夾具還具有一些特殊的功能。機床夾具在保證產品優(yōu)質、高效和低成本方面充分發(fā)揮著現代先進設備的巨大潛力。有利于提高工人對復雜或精密零件的加工技能，減輕繁重的體力勞動。機床夾具設計和使用是促進生產周期的重要工藝措施之一/因此一切機械制造行業(yè)廣大工人和工程技術人員歷來都把機床夾具的改進和開發(fā)作為技術革新的主要課題之一。5.1.1 機床夾具在機械加工中的作用對工件進行機械加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對刀具（或機床）有正確的位置并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此進行機械加工前，先要將工件夾好。工件的裝夾方法有兩種：一種是工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上；另一種是工件裝夾在夾具上。采用第一種方法裝夾工件時，一般是先按圖樣要求在工件表面劃線，找出工件表面的尺寸和位置，裝夾時用劃針或百分表找正后在夾緊。這種方法不需專門的裝備，但效率低，一般用于單件或小批量生產；批量較大時，大都采用夾具裝夾工件。使用機床夾具的目的主要有以下六個方面。然而，在不同的生產條件下應該有不同的側重點。夾具設計時應綜合考慮加工的技術要求、生產成本和工人操作等方面的要求，以達到預期的效果。a.保證加工精度 用夾具裝夾工件時，能穩(wěn)定地保證加工精度，并減少對其它生產條件的依賴性，故在精密加工中廣泛的使用夾具，并且它還是全面質量管理的一個重要環(huán)節(jié)。b.提高勞動生產率 使用夾具后，能使工件迅速地定位和夾緊，并能夠顯著地收縮輔助時間和基本時間，提高勞動生產率。c.改善工人的勞動條件 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。當采用氣壓、液壓等夾緊裝置時，可以減輕工人的勞動強度，保證安全生產。d.降低生產成本 在批量生產中使用夾具時，則由于勞動生產率的提高和允半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計(夾具設計)18許使用技術等級較低的工人操作，故可以明顯降低生產成本。e.保證工藝紀律 在生產過程中使用夾具時，可確保生產周期、生產調度等工秩序。因為夾具往往也是工程技術人員解決高難度零件加工的主要工藝手段之一。f.擴大機床工藝范圍 這是在生產條件有限的企業(yè)中常用的一種技術改造措施。如在車床上拉削、深孔加工等，也可用夾具裝夾以加工較復雜的成形圓。5.1.2 機床夾具的分類機床夾具有多種分類方法。一般按適用工件的范圍的特點分為：通用夾具、專用夾具、組合夾具和可調夾具或按適用的機床分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具等。通用夾具是指已經標準化，可用于加工一定范圍內的不同工件夾具。如三爪自定心卡盤、虎鉗、萬能分度頭和磁力工作臺等。專用夾具是指為某一工件的某道工序而設計制造的夾具。一般在批量生產中使用，是機械制造廠里使用范圍最廣的一種機床夾具。5.1.3 機床夾具的組成機床夾具的種類和結構雖然繁多，但它們的組成均可概括為下面四個部分：a.定位裝置位裝置的作用是使工件在夾具中占據正確的位置，從而保證加工位置的正確。b.夾緊裝置夾緊裝置的作用是將工件壓緊、夾牢，保證工件在加工的過程中受到外力（切削力等）作用時不離開占據正確的位置。c.夾具體夾具體是機床夾具的基件，通過它將機床的所有元件構成一個整體。d.其它裝置或元件如連接元件，分度裝置，靠模裝置，上下料裝置，工業(yè)機器人等。5.1.4 本次畢業(yè)設計的任務本次畢業(yè)設計是設計在氣缸蓋上進行鏜加工所用的夾具。它是發(fā)揮我們獨立思考和創(chuàng)新的有效過程。使我們充分而又靈活地運用課堂所學的理論知識與實踐環(huán)節(jié)緊密結合，培養(yǎng)解決生產實際問題的能力，為適應今后的工作打好堅實的基礎。5．2 夾具的設計步驟及內容5.2.1 氣缸蓋鏜孔的工藝分析該加工零件的工序內容半精鏜(a) Φ47.8H8 深 10mm，粗糙度為 3.2， 槍鉸導管底孔 Φ14.8H8 深33mm，粗糙度為 3.2um 的排氣孔。兩孔位置度公差為 Φ0.03mm。(b) Φ44.8H8 深 10mm，粗糙度為 3.2，槍鉸導管底孔 Φ14.8H8 深鹽城工學院畢業(yè)設計說明書 20061928.5mm，粗糙度為 3.2um 的進氣孔。兩孔位置度公差為Φ0.03mm。精鏜 (a) Φ48H6 深 10mm，粗糙度為 1.6， 槍鉸導管底孔 Φ15H6 深 33mm，粗糙度為 1.6um 的排氣孔。兩孔位置度公差為 Φ0.03mm。(b) Φ45H6 深 10mm，粗糙度為 1.6，槍鉸導管底孔 Φ15H6 深 28.5mm，粗糙度為 1.6um 的進氣孔。兩孔位置度公差為 Φ0.03mm。以上倒角均為 1×45°除應保證各孔尺寸精度外，還需滿足以下要求：a. Φ48 H6 孔與 Φ15H6 孔同軸度誤差不大于 Φ0.04mm，Φ15H6 孔與被加工工件內側面垂直度為 Φ0.03mm，Φ48H6 孔的底面與 Φ15H6 孔的垂直度為0.02/4.5mm，圓跳動為 0.02mm。b. Φ45 H6 孔與 Φ15H6 孔同軸度誤差不大于 Φ0.04mm，Φ15H6 孔與被加工工件內側面垂直度為 Φ0.03mm，Φ45H6 孔的底面與 Φ15H6 孔的垂直度為0.02/4.5mm，圓跳動為 0.02mm。5.2.2 夾緊方案的分析A．工件在加工過程中定位基準的分析在選擇定位基準時，應盡量選擇設計基準作為定位基準，即遵循基準統(tǒng)一原則。由總體設計可以知道我使用的是半精鏜、精鏜同時進行加工，加上對零件的分析，最后選擇氣缸蓋的內側面即需加工空的一面作為定位的基準面，這樣就有利于保證個被加工孔相互間的位置精度。氣缸蓋要很好的固定在機床上，就必須限制六個自由度，這樣才可以保持加工精度。根據切削力的方向和夾具夾緊力的方向，我選擇氣缸蓋的內側面確立一個平面來限制三個自由度，另外的三個自由度我選擇兩個定位銷來限制。最后再在氣缸蓋的底面上加上一個輔助支承，這樣就更能保證工件的加工精度。這種定位方式就是“一面兩銷”定位。B．夾緊點的數目在確定夾緊力作用點的數目時，應遵從的原則是：對剛性較差的工件，夾緊力的數目應增多，力求避免單點集中夾緊，以圖減小工件的夾緊變形；但夾緊點愈多，夾緊機構愈復雜，夾緊的可靠性愈差。所以采用多點夾緊時，應力求夾緊點的數目為最小?？紤]到該氣缸蓋是鑄鐵件，使夾緊力分散，應采用多點夾緊。所以本設計采用壓塊進行壓緊，四個壓塊可將壓緊力分為四個.C．夾緊位置的確定夾緊位置選擇的好壞直接影響工件的加工精度、定位的可靠、工作的穩(wěn)定性。夾緊力的位置應使夾緊力落在定位平面內，力求接近平面的中心。夾緊力的方向最好要和軸向力想對，再根據氣缸蓋的大體形狀，我選擇工件的外側面為夾緊位置，方向向內，由于本道工序是鏜加工，所以軸向力不是很大，選擇壓板夾緊比較好。D.確定夾具的類型由于要求大量大批生產。通用夾具，組合夾具，可調夾具，隨行夾具顯然不能半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計(夾具設計)20滿足加工精度的要求。為了使用和維修的方便，專門設計了結構緊湊的專用夾具。E.確定夾緊方式(動力裝置)按夾緊動力來源分，可以分為手動夾緊機構和自動夾緊機構。手動夾緊主要用于小批量生產，本課題中是不適合的。夾緊裝置中產生動力的部分叫動力裝置，常用的動力裝置有氣動、液壓、電動等。夾緊裝置中直接與工件的被夾壓面接觸并完成壓夾作用的元件稱為夾緊元件，本設計采用了液壓夾緊，解決了手動夾緊是夾緊力不一致，誤差大，精度低，工人勞動強度大等缺點。由于油液的不可壓縮性，能傳遞較大的壓力，比氣壓大 10 多倍，因此，在產生同樣作用力的情況下，油缸直徑可以小許多倍，使夾具結構更為緊湊。所以綜合氣壓和液壓的優(yōu)缺點后，最后選用液壓夾緊。5.2.3 夾緊力的確定與計算確定夾緊力的方向、作用點和大小時要分析工件的結構，加工要求，切削力和其它外力作用工件的情況，以及定位元件的結構和布置方式。A．夾緊力的方向和作用點的確定夾緊力方向必須遵循：a. 夾緊力作用方向不應破壞工件的定位。b. 夾緊力作用方向應使工件的夾緊變形盡量減小。c. 夾緊力作用方向應使所需夾緊力盡可能小。綜上所述，我選擇四個作用點在氣缸蓋的外側面上。B．夾緊力的計算查參考文獻[1]得 夾緊力： W=KF (5-1)其中 K 為安全系數 K= (5-2)43210kk?—一般安全系數，考慮增加夾緊的可靠性和因工件材料性質及余量不均勻等0k引起切削力的變化。一般取 1.2-1.5。這里取 1.4——加工性質系數。粗加工取 1.2。精加工取 1。這里取 1。1——刀具鈍化系數?？紤]到刀具磨鈍后，切削力增大，一般取 1.0-1.9，這2里取 1.3?！獢嗬m(xù)切削系數。斷續(xù)切削時取 1.2，連續(xù)切削時取 1，這里是取 1.2。3k——一般用來表示夾緊力的穩(wěn)定性，手動夾緊時取 1.3，機動夾緊時取 1。4所以經過計算得安全系數 K=2.184。根據該夾具的裝夾方式，選擇的計算公式(5-1)式中 W K——實際所需夾緊力（N） ；K——安全系數；P——切削力（N） ；由總體設計計算得到的軸向作用力為 16.8N，最后由公式（5-1） 、 （5-2）算得夾緊力：F=38N鹽城工學院畢業(yè)設計說明書 2006215.2.4 夾緊液壓缸的選擇組合機床的夾緊液壓缸已進行了通用化系列化設計，根據夾緊力的大小，可以用任何型號的液壓缸，因為任何型號的液壓缸都能滿足本機床夾具需要的夾緊力。但是根據調查，現在廠里用的液壓缸一般是 T5034、T5035、T5038 這幾種型號。由于 T5034 型號液壓缸的行程比較小，所以這里選用型號為 T5035 的液壓缸。查參考文獻[8]表 4—3 查基本尺寸參數，表 4—4 查液壓缸的技術參數。這種液壓缸的剛體采用無縫鋼管，兩端的端蓋是嵌入式的，在缸體的兩端內壁開有環(huán)槽，將端蓋放入后旋轉 90 度。端蓋的邊沿進入缸體兩端的環(huán)槽中，即可承受軸向力。該夾緊裝置主要是通過杠桿原理把液壓缸的的推力和拉力傳遞到壓緊塊，完成夾緊的工作。杠桿是以一比一的比例來傳遞力的。5.2.5 定位元件的設計根據定位方式查參考文獻[1]表 2.1-4，選擇一個的圓柱銷和一個削邊銷，這兩個都采用固定式。它們主要有以下幾個工作特點和使用說明：A 為了增加兩孔連心線方向上的間隙，避免過定位，把第二銷碰到工件孔壁的部分削去，只留下上下一部分圓柱面，也起到減小第二銷直徑的作用。B 由于垂直于連心線方向上第二銷直徑沒有減小，故對工件的轉角誤差沒有影響。C 安裝削邊銷時，削邊方向要垂直于連心線，為了保證削邊銷的強度，通常采用菱形結構。根據參考文獻[9]表 6-32 選擇配合。選擇銷工作部分直徑 g5，定位銷頭部有 15 導角，與夾具體孔配合為 H7/n6。為了便于更換定位銷，設計成帶襯套?的結構襯套外徑與夾具體孔配合為 H7/n6，內徑與定位銷配合為 H7/h6。故選擇了一個 Φ15.5g5 圓柱銷和一個 Φ15.5g5 的削邊銷，它們的高度相同。選用四個一樣大小的 Φ30 的支承塊構成一個支承平面，支承塊的上下表面的平行度為 0.01mm，表面粗糙度為 0.8，高度為 25 0.015，分別用 M10 的內六角圓柱頭螺釘于夾具體?連接。選取“一面兩銷”的定位方式。其定位特點有：a. 可以簡便地消除工件的六個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠的定位b. 有同時加工零件五個表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度。c. 一面雙孔”可做為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準，使零件整個工藝過程基準統(tǒng)一，從而減少由基準轉換帶來的累積誤差，有利于保證零件加工精度。同時，使機床各工序（工位）的許多部件（如夾具）實現通用化，有利于縮短設計、制造周期，降低成本。d. 于實現自動化定位、夾緊，并有利于防止切屑落于定位基面。5.2.6 定位誤差的計算半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計(夾具設計)22a. 菱形銷的最大直徑 （5-min2i1min2ax2 )(DbdLg??????3）式中 b——菱形銷寬度；——兩孔中心距的公差；Lg?——兩定位銷中心距的公差，一般取（1/3—1/5） ；i Lg?——圓柱銷與孔配合的最小間隙， ；mn1? max1inmin1dD???——圓柱銷定位孔的最小直徑i2D由公式（5-3）計算得 =15.473max2d圖 5-1 轉角誤差示意圖b. 工件的轉角誤差（5-LdDdDD2arctnmin2min1)2(1 ??????????4）式中 ——以菱形銷定位的定位孔直徑的公差；2?——菱形銷直徑的公差；d——菱形銷與孔的最小配合間隙min?（5-min2i1i2 )(DbLg?????5）（5-LdDdD2arct min1in)( 1221 ???????6）由公式（5-4） 、 （5-5） 、 （5-6）得 0.015°??)2(??鹽城工學院畢業(yè)設計說明書 2006230.005°??)1(?D?故工件在任意方向偏轉時，最大轉角誤差為 0.02°。c. 基準位移誤差 0.0086mm。 （5-?max1in11dY?7）d. 基準不重合誤差基準不重合誤差應從定位基準到工序基準之間的所有尺寸的公差之和在加工尺寸方向上的投影，故基準不重合度誤差 =0。B?最后，在求得基準位移誤差和轉角誤差后，算得定位誤差 =0.0086mm。此值D?小于工件相應位置度的三分之一，即 0.0086mm＜(0.03/3)mm=0.01mm。5.2.7 導向裝置的選擇一般夾具的導向裝置是選用鏜套或者導向支架，它們又可以分為很多種類。由于切削速度不大，同時為了保證被加工零件的技術要求，再結合本夾具的結構特點，切削主軸為鋼性主軸，且加工深度不深，故不選用導向裝置。只有當拆卸被加工零件時，需要一個導向裝置來確保工件在退出定位銷時不損壞定位銷。所以選用導向條為導向裝置。如圖圖 5-2 拆卸導向裝置示意圖5.2.8 夾具體的設計夾具體采用鑄造的箱體結構，各邊的厚度取 35mm，保證有足夠的支承力，支承夾具、工件、氣缸夾緊力。同時還有足夠的剛性，鏜加工時不會引起夾具的歪斜和工件誤差的加大。夾具體和機床通過螺栓和定位銷定位和固定。5.2.9 其它元件的設計需要用到的元件主要有襯套、法蘭盤、支架、支承塊、立柱、齒條，齒輪，軸，隔套、壓板，擋塊，彈簧墊片、撥桿，推桿，頂桿等等。這些元件都是在設計中非常重要的元件，設計的過程主要根據參考文獻[1]、[8]、[9]，同時運用所學過的半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計(夾具設計)24知識，還翻閱了參考文獻[3]、[5]、[7]、[11]等。詳細設計情況可以看零件圖，這里不一一介紹。5.2.10 夾具的精度分析夾具上主要元件之間的尺寸應取工件相應尺寸的平均值。當工件與之相應的尺寸有公差時，應視工件精度要求和該距離尺寸公差的大小而定，當工件公差值小時，宜取工件相應公差的 1/2—1/3；當工件公差值較大時，宜取工件相應公差的 1/3—1/5 作為相應尺寸的公差。在機械加工中，造成工件加工誤差的因素主要有定位誤差 ，夾具在機床上的安裝誤差 ，刀具對刀和導向誤差 ，以及由于機床運D?A?T?動精度的工藝系統(tǒng)變形等因素引起的加工方法誤差 等。為保證工件的技術要求，G上述誤差的合成值應不超過工件工序公差之值。A.夾具在機床上的安裝誤差 ΔA因為夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。一般?。害?誰平 A=0.02mmΔ 垂直 A=0mmB.夾具誤差 ΔE因夾具上定位元件，對刀或導向元件及安裝基面三者之間（包括導向元件與導向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差，夾具誤差大小取決于夾具零件的加工精度的夾具裝配時的調整和修配精度。一般取 ΔE=0.04mmC.加工方法誤差 ΔG因機床精度，刀具精度，刀具與機床的位置精度，工藝系統(tǒng)受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差，因該項誤差影響因素很多，又不便于計算，所以常根據經驗為它留出工件公差的 1/3。計算時可設 ΔG= /3。k?——工件位置公差取 0.20k?ΔG= m067.2.31??D.保證加工精度工件在夾具中加工時，總加工誤差∑Δ 為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機誤差，應用概率法加，因此，保證工件加工精度條件是： 08.67.04.2.086. 222222 ??????????GEATD(5-8)即工件總加工誤差∑Δ 應不大于工件的加工尺寸公差，由以上得知，本夾具完全可以保證加工精度。為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時需留出一定精度儲備量 ，因此將公式（ 5-8）改為：cJ鹽城工學院畢業(yè)設計說明書 200625≤ － → = － （5-??k?cJck???9）當 ≥0 時夾具能滿足加工要求，根據以上cJ= － =0.20-0.08=0.12≥0ck所以夾具完全可以滿足加工要求。a.Φ48H6 與 Φ15H6 兩孔同軸度的分析。根據誤差不等式應： （mm） 。 04.?????GATJD（5-10）(a）由于兩孔同軸度與定位方式無關，故△ D = 0 (b）因夾緊點落在定位基準面上，則夾緊誤差不會影響同軸度，故△ J = 0(c）因沒有采用導向裝置，所以導向誤差 △ T = 0(d）因兩孔分別鏜切削， ，故兩孔的同軸度與加工誤差無關，但定位面對底面的平行度為 0.01，輔助支承面對底面的垂直面為 0.01，故安裝誤差 △ A = 0.01(e）使用該夾具時容易發(fā)生變形的環(huán)節(jié)在鏜桿，但由于是鋼性鏜桿，且離加工面近，距離短，故可認為 ： △ G = 0綜合以上?？芍`差不等式是滿足的，工件該項精度要求能予充分保證。b.Φ45H6 與 Φ15H6 兩孔同軸度的分析。因為這兩個孔的技術要求和形位公差和 Φ48H6 與 Φ15H6 兩孔的一樣，所以也滿足不等式。工件該項精度要求能予充分保證。c.Φ15H6 孔軸線對工件內側面的垂直精度的分析。根據誤差不等式應： （mm） 。03.?????GATJD顯然△ D、△ J、△ A、△ G的分析同上，關鍵在于△T 的值。由于兩鉸孔的軸線的平行度為 0.01，則誤差不等式滿足要求。半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計(夾具設計)266 齒輪和軸的設計6.1.齒輪設計本夾具上的齒輪主要有兩種齒輪，都是直齒圓柱齒輪的傳動。設計的齒輪傳動在具體工作情況下，必須有足夠工作能力，以保證在整個壽命期間不致失效。所以要對齒輪進行校核。以齒輪 YG023-2058 為例。A.選擇齒輪的材料、熱處理方法、精度等級、齒數 z1，z2 及齒寬系數 Φd?？紤]到該組合機床的功率不大，故大、小齒輪都采用 T235 處理，齒面硬度為220HBS，260HBS，屬軟齒面閉式傳動，載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，粗選 7 級精度，齒數 z1=z2=28，u=1，按軟齒面齒輪非對稱安裝查參考文獻[5]表 6.5，取齒寬系數Φd=1.0B.按齒面接觸疲勞強度設計a.確定公式中各參數(a)載荷系數 Kt由式 （6-321 ][12. ?????????HEdt ZKTd???1）試選 Kt=1.5(b) 小齒輪傳遞的轉矩 T1鹽城工學院畢業(yè)設計說明書 200627取輸入功率=7.5KW，小齒輪轉速 n1=960r/min 則 T1= （6-mNmN?????46 06.7905.7.2）(c) 材料系數 EZ查參考文獻[5]表 6.3 得 Z E=189.8 MPa(d) 大小齒輪的接觸疲勞強度極限 2lim1li,H?按齒面硬度查參考文獻[5]圖 6.8 得 =520MPa ， =600Mpa2limH(e) 應力循環(huán)次數N1=60n1jLh=60×960×1×10×300×16=2.765×109 （6-3）N2= N1/μ=2.765×10 9 （6-4）(f) 接觸疲勞壽命系數 21,HNK查參考文獻[5]圖 6.6 得 K HN1=0.88， K HN2=0.88(g) 確定許用接觸應力 [σ H1]，[σ H2]取安全系數 SH=1（6-MPaKNH6.457/][1lim1????5） SHH282li22（6-6）b.設計計算(a) 試算小齒輪分度圓直徑 td1取 則?][1H?2則 （6-mdt 21.7528.910.14675.3. 41 ???????????7）(b) 計算圓周速度 ?（6-ssmndt /58.3/10692.7106?????8）(c) 計算載荷系數 K查參考文獻[5]表 6.2 得使用系數 KA=1根據 υ=3.58m/s，七級精度查參考文獻[5]圖 6.10 得動載系數 Kυ =1.1查參考文獻[5]圖 6.13 得 Kβ =1.08 則 K=KAKυ Kβ =1.188。(d) 校正分度圓直徑 1d半精鏜及精鏜氣缸蓋導管孔組合機床設計(夾具設計)28由式 mm （6-8.65.12.7331 ????ktd9）c. 計算齒輪傳動的幾何尺寸(a)計算模數 m m=d1/z1=2.35mm， 按標準取模數， m=2mm. (b)兩輪分度圓直徑 21,dmm ， mm56?zd56?(c)中心距 a a=m(z1+z2)/2=2×（56）/2=56mm(d) 齒寬 b b =φ d×d1=65.88 b1=b2+(5-10)mm取 b2=66mm， b 1=70mm(e) 齒高 h h=2.25m=2.25×2=4.5C. 齒根彎曲疲勞強度 由式 （6-??FSaFdFYmZKT???????32110）a.確定公式中各參數值(a) 大小齒輪的彎曲疲勞強度極限 2lim1li,F查參考文獻[5]圖 6.7 取 =240Mpa ， =220Mpa liF?2li?(b) 彎曲疲勞壽命系數 KFN1，K FN2查參考文獻[5]圖 6.7 取 K FN1=0.88， K FN2=0.90(c) 許用彎曲應力 ，