ZH1105W柴油機(jī)機(jī)體鉆孔專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì)【含13張CAD圖紙】

資源目錄里展示的全都有，所見(jiàn)即所得。下載后全都有,請(qǐng)放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問(wèn)可加】 ZH1105W柴油機(jī)機(jī)體鉆孔鉆機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì)摘 要：為保證ZH1105W柴油機(jī)氣缸體孔加工及保證相應(yīng)的位置精度，設(shè)計(jì)一臺(tái)鉆孔組合機(jī)床。在完成“三圖一卡”的基礎(chǔ)上，完成夾具設(shè)計(jì)。根據(jù)ZH1105W柴油機(jī)氣缸體的工序圖分析其精度、表面粗糙度、技術(shù)要求、加工部位尺寸、形狀結(jié)構(gòu)、材料硬度、工件剛性及零件的批量的大小不同，確定被加工零件工藝方法和工藝過(guò)程，確定該組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)方案；考慮該零件表面結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性但有較高精度的孔需要加工，定位基準(zhǔn)選擇“一面雙孔”是最佳的方法。選擇通用導(dǎo)套，保證零件上孔的位置精度。選用液壓滑臺(tái)來(lái)保證所需要的進(jìn)給力。動(dòng)力箱和機(jī)床底座都是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算后再選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)件，減少機(jī)床設(shè)計(jì)周期和成本；在夾具設(shè)計(jì)方面采用“一面兩銷”的定位方案保證被加工孔的準(zhǔn)確定位和尺寸精度。考慮到需要的夾緊力比較大和手動(dòng)夾緊的局限性，選用了液壓自動(dòng)夾緊的方案，提供穩(wěn)定的夾緊力，減少工人的操作時(shí)間并且滿足中批量生產(chǎn)的要求。此次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，大量使用了通用部件來(lái)降低制造成本，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。關(guān)鍵詞：氣缸體；組合機(jī)床； 總體設(shè)計(jì)； 夾具；The rigs overall and fixture design for ZH1105W engine block drilling machineAbstract: In order to meet the hole processing and the corresponding position precision of the ZH1105W diesel engine cylinder, to drilling and the boring modular machine is designed. It mainly completes the jig design bases on “three charts and a card”.According to the working procedure chart of the ZH1105W diesel engines cylinder, analysis the work pieces precision, the surface roughness, the specification, the processing spot size, the shape structure, material degree of hardness, the work piece rigidity and the different of the components batch size to definite technique and technological process, determine aggregate machine-tools overall plan. Consider to the irregularity components but have high accuracy holes to be processing. So, “two holes at a face” is the best localization plan. The general leads the wrap to Guarantee the hole of the components position precision. In order to guarantee the needs of the entering strength, we select hydraulic pressure sliding table. The power box and the engine bed are the standard parts base on our computation, so that we can greatly reduce the engine bed design cycle and the cost; In the jig aspect, we use the two sells at the same surface for the localization plan. Only this way, we can guarantee the hole the accurate localization and the size precision. Considered to the strength of the manual clamps quite be small, selecting the hydraulic pressure clamps is the best way. It could provide stably clamps the strength, reduce workers operating time and satisfy the volume production request greatly. Besides satisfying the processing request, the structure is simple, the maintenance is convenient. The general parts are massively used to reduce the production cost and meet the design requirements.Key words: Cylinder body; Modular machine-tool; Overall design; Jig;目 錄目 錄31前言51.1課題內(nèi)容51.2課題來(lái)由51.2.1課題背景51.2.2 課題要求51.2.3 組合機(jī)床國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況51.2.4 本課題主要解決的問(wèn)題和總體設(shè)計(jì)思路62 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)82.1 工藝方案的擬訂82.1.1 被加工零件特點(diǎn)82.1.2 工藝路線的確定82.1.3 影響機(jī)床工藝方案制定的主要因素82.1.4 定位基準(zhǔn)及夾壓點(diǎn)的選擇92.2 三圖一卡設(shè)計(jì)102.2.1 被加工零件工序圖102.2.2 加工示意圖102.2.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖132.2.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡163 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)203.1 工件的定位基準(zhǔn)及定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)203.1.1 工件的定位基準(zhǔn)選擇203.1.2 定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)203.2 夾緊方案的選擇及夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)203.2.1 夾緊方案的選擇203.2.2 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)213.3 切削力及夾緊力的計(jì)算213.3.1 切削力的計(jì)算213.3.2 夾緊力的計(jì)算213.3.3 液壓缸的選擇233.4 定位誤差的分析與計(jì)算233.5 夾緊元件的強(qiáng)度校驗(yàn)233.6 夾具體的設(shè)計(jì)及夾具的操作說(shuō)明233.6.1 夾具體的設(shè)計(jì)233.6.2 夾具的操作說(shuō)明233.7 夾具的精度分析和計(jì)算243.7.1 加工誤差的來(lái)源243.7.2 各項(xiàng)加工誤差的計(jì)算24結(jié)論26參考文獻(xiàn)27致謝28附錄291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。“九五”后期，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(mén)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?！币幻鎯煽住笔沁@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40，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11.5d。查文獻(xiàn)1表8-4 “通用導(dǎo)套的尺寸規(guī)格”：對(duì)于加工6.7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 mm,配用螺釘M6。對(duì)于加工8.5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12.4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114,6.7通孔,深度 L=19mm由d612mm，硬度大于200240HB，查文獻(xiàn)1表6-13選擇v=1018m/min，f0.10.18mm/r，又由d=6.7mm，取定v=10m/min，f=0.1mm/r b) 孔15，12.4 通孔，深度L=19mm由d1222mm， 硬度200240HB，查文獻(xiàn)1表6-13選擇 v=1018m/min，f0.180.25mm/r，又由d=12.4mm，取定v=10.3m/min，f=0.18mm/r B. 對(duì)右側(cè)面上的10個(gè)孔的切削用量的選擇a) 孔19，6.7通孔，深度L=19mm由d612mm，硬度200240HB，查文獻(xiàn)1表6-13選擇v=1018m/min，f0.10.18mm/r，又由d=6.7mm，取定v=10m/min，f=0.1mm/r b) 孔10，8.5通孔，深度L=19mm由d612mm，硬度200240HB，查文獻(xiàn)1表6-13選擇 v=1018m/min，f0.10.18mm/r，又由d=8.5mm，取定v=12.6m/min，f=0.1mm/r C. 對(duì)后面上的6個(gè)孔的切削用量的選擇a) 孔16，12.4通孔，深度L=19mm由d1222mm，硬度200240HB，查表6-13選擇v=1018m/min，f0.180.25mm/r，又由d=12.4mm，取定v=10.3m/min，f=0.18mm/r 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（Nmm）；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 ，HB max =240，=200，得HB=227。由以上公式可得：左面 單根 114軸 F= 715.6 N T=1524.6 N/mm P=0.0744 kW 15軸 F= 2119.5N T=7858.4 N/mm P=0.2134 kW 右面 單根 19軸 F= 715.6 N T=1524.6 N/mm P=0.0744 kW 10軸 F= 907.8 N T=2396.1 N/mm P=0.1161 kW后面 單根 16軸 F=2119.5 N T=1524.6 N/mm P=0.2134 kW 總的切削功率：即求各面上所有軸的切削功率之和左面 Pw = 0.074414+0.2134=1.255kW右面 Pw = 0.07449+0.1161=0.7857kW后面 Pw = 0.21346=1.2804kW 實(shí)際切削功率：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，P=（1.52.5），因?yàn)槭嵌噍S加工，故取定P=1.5則左主軸箱 P=1.51.255 = 1.8825 kW右主軸箱 P=1.50.7857 =1.17855kW后主軸箱 P=1.51.2804 =1.9206 kW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（NM）； 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114 軸15 b) 右主軸箱：軸19 軸10 c) 后主軸箱：軸16 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：114主軸直徑都取16 ,15主軸的直徑取20；右主軸箱中：19，主軸的直徑都取16 ，10主軸的直徑取16；后主軸箱中：16，主軸的直徑都取20。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=115 mm, 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510mm，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： +（38） （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1520mm，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0.80.9；加工有色金屬時(shí)取0.70.8；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= 715.614+2119.5 = 12137.9 N則右主軸箱：F= 715.69+907.8= 7348.2N則后主軸箱：F= 2119.56=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12.5500mm/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20650mm/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+2120=503mm， H=h+=258+171.5+120=549.5mm所以BH=630630。左、右、后都選630630。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）。夾具的寬度取為500，但考慮其鑄造誤差與夾具底往中間底座上固定，凸臺(tái)尺寸每邊增加50mm，所以取600mm。對(duì)于夾具底座高度取不少于240mm，又因?yàn)閵A具的支承高度為60mm，所以?shī)A具底座高度為1000-60-560=380mm。中間底座尺寸的確定：在加工示意圖中，已經(jīng)確定了工件端面至主軸箱在加工終了時(shí)距離，根據(jù)選定的動(dòng)力部件及配套部件的位置關(guān)系，并考慮到動(dòng)力頭的前備量等因素，就可以確定中間底座長(zhǎng)度尺寸L。 （2-11）式中：為工件端面到主軸箱在加工終了時(shí)端面的距離；左邊為423mm、右邊為423mm、中間為400mm。主軸箱厚度；325mm工件的總長(zhǎng)度；178mm動(dòng)力頭支承凸臺(tái)尺寸；230mm左右動(dòng)力頭支承凸臺(tái)端面到滑座端面在加工完了時(shí)的距離，它由動(dòng)力頭支承凸臺(tái)端面到滑座端面的最小尺寸和動(dòng)力頭的向前備量組成，并具有一定的調(diào)節(jié)范圍（在7080mm）；取70mm滑臺(tái)前端面到床身前端面的距離；100mm。結(jié)合左右兩側(cè)計(jì)算得L=874mm，考慮到左右得對(duì)稱及中間底座的設(shè)計(jì)制作的方便性取L=1350mm。確定中間底高度尺寸時(shí)，應(yīng)考慮鐵屑的儲(chǔ)存及排除電氣接線安排，中間底座高度一般不小于540mm。本機(jī)床確定中間底座高度為560mm。2.2.4 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)算機(jī)床生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削用量、動(dòng)作時(shí)間、生產(chǎn)綱領(lǐng)及負(fù)荷率等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)率的重要依據(jù)。a) 理想生產(chǎn)率Q理想生產(chǎn)率Q（單位為件/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。 （2-12）當(dāng)兩班生產(chǎn)時(shí)，全年生產(chǎn)時(shí)間t為4600，A為50000，則 b) 實(shí)際生產(chǎn)率實(shí)際生產(chǎn)率（單位為件/小時(shí)）指所設(shè)計(jì)的機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。 （2-13）式中：生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（min），可按下式計(jì)算： （2-14）式中：分別為刀具第I、第II工作進(jìn)給長(zhǎng)度，單位為mm；的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無(wú)進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)510轉(zhuǎn)所需的時(shí)間，單位為min；分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長(zhǎng)度，單位為mm；動(dòng)力部件快速行程速度。用機(jī)械動(dòng)力部件時(shí)取56m/min；用液壓動(dòng)力部件時(shí)取310m/min；直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取0.1min；工件裝、卸（包括定位或撤消定位、夾緊或松開(kāi)、清理基面或切屑及吊運(yùn)工件等）時(shí)間。它取決于裝卸自動(dòng)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。如果計(jì)算出的機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率不能滿足理想生產(chǎn)率要求，即，則必須重新選擇切削用量或修改機(jī)床設(shè)計(jì)方案。根據(jù)本組合機(jī)床的年產(chǎn)量2萬(wàn)件，可選用下列數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，取=8m/min，=0.1min，=1.5min。則雙面計(jì)算如下：左面： 右面： 后面： 對(duì)多面和多工位加工機(jī)床，在計(jì)算時(shí)應(yīng)以所有工件單件加工最長(zhǎng)的時(shí)間作為單件工時(shí)，所以 c) 機(jī)械負(fù)荷率當(dāng)時(shí)，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。則 （2-15）組合機(jī)床負(fù)荷率一般為0.750.90，但對(duì)于精密較高、自動(dòng)化程度高或加工多品種組合機(jī)床，宜適當(dāng)降低負(fù)荷率。 d) 生產(chǎn)率計(jì)算卡表2-3 生產(chǎn)率計(jì)算卡被加工零件圖號(hào)CJZZJ-00-01毛坯種類鑄件名稱ZH1105W柴油機(jī)氣缸體毛坯重量材料HT250硬度200-240HBS工序名稱三面鉆孔工序號(hào)序號(hào)工步名稱加工直徑 mm加工長(zhǎng)度工作行程 mm切削速度 m/min每分鐘轉(zhuǎn)速每轉(zhuǎn)進(jìn)給量進(jìn)給速度 mm/min工時(shí)（min）機(jī)加工時(shí)間輔助時(shí)間共計(jì)1左滑臺(tái)快進(jìn)21150.0420.0422右滑臺(tái)快進(jìn)21150.0420.0423后滑臺(tái)快進(jìn)23850.0480.0484左滑臺(tái)工進(jìn)12947.52.7162.7165右滑臺(tái)工進(jìn)12947.52.7162.7166后滑臺(tái)工進(jìn)8247.51.7261.7267左滑臺(tái)快進(jìn)34050.5510.5518右滑臺(tái)工進(jìn)34050.5510.5519后滑臺(tái)快退32050.5580.55810裝卸料1.51.511左死擋塊停留0.0290.02912右死擋塊停留0.0170.01713后死擋塊停留 0.0230.023備注1）裝卸工件時(shí)間取決于操作者熟練程度；2）機(jī)床的單件工時(shí)為10.87件/小時(shí)?？傆?jì)4.459機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率13.46件/小時(shí)機(jī)床負(fù)荷率81%3 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)ZH1105W柴油機(jī)氣缸體由其加工工序圖可知，各孔的加工精度在上道工序已得到保證。對(duì)于具體的各孔規(guī)定了相應(yīng)的技術(shù)要求。所有這些都要由本道工序的加工過(guò)程來(lái)保證。由技術(shù)要求可知，本道工序?qū)儆阢@螺紋底孔，這樣才能達(dá)到零件工序圖所要求的合格產(chǎn)品。至此，所設(shè)計(jì)的夾具就必須與上述的具體工藝要求想配套，而設(shè)計(jì)三面同時(shí)鉆孔的夾具。3.1 工件的定位基準(zhǔn)及定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1.1 工件的定位基準(zhǔn)選擇 工件的定位主要用夾具限制被加工零件的自由度，使得被加工零件在加工過(guò)程中不至于在加工方面發(fā)生位置移動(dòng)。而影響加工零件的尺寸?，F(xiàn)結(jié)合本工件的加工要求，在遵循工件加工時(shí)擺平放正的原則下，確定其定位基準(zhǔn)。首先利用底面定位，其次利用右側(cè)定位，最后利用后側(cè)面定位。一方面既可以將工件的六個(gè)自由度完全限制下來(lái)，另一方面又可以避免過(guò)定位。3.1.2 定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 根據(jù)已確定的定位基準(zhǔn)來(lái)選擇相應(yīng)的定位機(jī)構(gòu)。首先對(duì)底面定位，可以采用兩平行的支承板來(lái)實(shí)現(xiàn)，其所確定的平面度，由其加工和安裝精度確定。在此，之所以采用兩平行的支承板來(lái)定位，一方面可以利用支承板的安裝來(lái)補(bǔ)償其加工誤差，另一方面也有利于方面排屑，這樣利用底面限制了工件的3個(gè)自由度。其次利用右側(cè)面作為定位基準(zhǔn)，可以僅利用機(jī)體底座來(lái)定位，這樣由于定位面狹窄，故可看成一直線定位，即支承板。另外為了考慮人工操作時(shí)能方便安裝放置工件，同時(shí)將放置件與與工件的定位合二為一，這樣有利于減少工件的加工輔助工時(shí)，故可將右側(cè)面的定位元件設(shè)計(jì)成階梯形的定位塊,其兼器定位和導(dǎo)向作用，在此需附加說(shuō)明的是，由于定位塊是懸空在夾具體切屑排屑孔之上，而采用的兩點(diǎn)式支承，且跨度較大。為了保證在施加夾緊力之后能夠保證定位塊的正確位置。故在設(shè)計(jì)時(shí)在定位塊左側(cè)面安裝一根可調(diào)節(jié)的圓頭螺柱，以提高定位塊的縱向高度。3.2 夾緊方案的選擇及夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.2.1 夾緊方案的選擇A. 可以采用從機(jī)體上方利用氣動(dòng)夾緊或其他機(jī)械夾緊，這樣機(jī)體僅從上方受力。另外為了承受右側(cè)面的鉆孔切削力，故可設(shè)計(jì)一個(gè)輔助夾緊，以防止在切削力作用下的造成機(jī)體的顛簸，而影響被加工螺紋底孔的的尺寸和對(duì)端面的位置精度。對(duì)此夾緊力的大小，根據(jù)本道工序的加工性質(zhì)屬于鉆螺紋底孔，其切削力較小，故可選擇相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)，在此用氣動(dòng)夾緊。最后為了保證右側(cè)面的可靠定位，可以在右側(cè)面的底部安裝一氣缸，進(jìn)行氣動(dòng)夾緊。至于后側(cè)面的定位可靠性，則可由后面的定位塊來(lái)限制。為了保證其加工過(guò)程中，不因后側(cè)麻花鉆的橫向進(jìn)給而使定位點(diǎn)離開(kāi)支承點(diǎn)，這可由上面的氣缸壓緊力與頂面的摩擦力來(lái)保證。B. 可以利用氣缸借助于防轉(zhuǎn)的勾板來(lái)在機(jī)體底座上施加壓力，這樣也可以起到方案A中所起到的定位可靠和用來(lái)承受顛簸力矩的作用。至于本方案的其他部分夾緊措施，則與方案A相同，在此不再細(xì)述。 針對(duì)上述兩種方案，經(jīng)比較可知，方案A從上方夾緊，夾緊力夠大，所以加工時(shí)工件較穩(wěn)定，不易發(fā)生顛簸現(xiàn)象，因此切削用量較小，所以?shī)A緊力消除后，金屬?gòu)椥曰謴?fù)較小，對(duì)加工孔幾乎沒(méi)有影響。而方案B，從低面夾緊，又要設(shè)計(jì)勾行板，且低面又要定位，右側(cè)低面還有氣缸這樣，夾緊機(jī)構(gòu)集中在一起，對(duì)加工個(gè)生產(chǎn)造成一定不利。二者區(qū)別與此，方案A避免了B種種弊端，而采取從上面設(shè)計(jì)夾板夾緊措施，保證夾緊力的大小，不影響工件的加工質(zhì)量。3.2.2 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本道工序是鉆螺紋底孔，其每孔產(chǎn)生的切削力并不大，但是由于它是多孔同時(shí)加工的，那么綜合起來(lái)的切削力所產(chǎn)生的對(duì)工件的顛簸力矩是相當(dāng)可觀的。為了解決這一問(wèn)題，本人將采取夾緊力及可靠性都較好的液壓缸夾緊方式。 為了保證右側(cè)面的可靠定位，同時(shí)又考慮到右側(cè)面的定位方式，是利用基準(zhǔn)重合原則。為了在加工時(shí)不發(fā)生干涉，故可設(shè)計(jì)動(dòng)力不大的動(dòng)力裝置，在此可采用液壓缸夾緊。由液壓缸的伸出桿直接作用于機(jī)體的左底座側(cè)面。于此，夾緊機(jī)構(gòu)的位置之所以有這樣的安裝要求，前面已說(shuō)過(guò)。 最后，從夾緊方案的選擇分析中可知，為了使工件更好的定位。左面的推桿的作用是實(shí)現(xiàn)預(yù)定位，后面的定位銷實(shí)現(xiàn)1個(gè)自由度定位。其在工作時(shí)固定機(jī)體內(nèi)，以確保定位的可靠性。3.3 切削力及夾緊力的計(jì)算3.3.1 切削力的計(jì)算從總體設(shè)計(jì)可知，左主軸箱切削力，右主軸箱切削力，后主軸箱切削力。3.3.2 夾緊力的計(jì)算A.夾緊力確定的基本原則a.夾緊力的方向a) 夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。b) 夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力。c) 夾緊力的方向應(yīng)是工件剛度較高的方向。b.夾緊力的作用點(diǎn)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。a) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛度較高的部位。b) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。B.夾緊力的預(yù)算根據(jù)文獻(xiàn)3查得切削力的計(jì)算公式如下： (3-1)式中 安全系數(shù)；總切削力；壓板和工件表面間的摩擦系數(shù)；工件和定位支承塊間的摩擦系數(shù)；根據(jù)文獻(xiàn)3查得安全系數(shù)按下式計(jì)算 (3-2)式中，為各種因素的安全系數(shù)；：考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù)，取；：加工性質(zhì)，取；：刀具鈍化程度，取；：切削特點(diǎn)，??；：夾緊力的穩(wěn)定性，?。唬簥A緊時(shí)的位置 ，取；：僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支承面的接觸情況，取。 查文獻(xiàn)8表3-34摩擦系數(shù)，均為0.5 根據(jù)文獻(xiàn)8第1.3.3節(jié)切削力的計(jì)算結(jié)果， 3.3.3 液壓缸的選擇液壓缸的系統(tǒng)工作壓力大小選擇要根據(jù)活塞作用力的大小和設(shè)備類型確定,可參考文獻(xiàn)8P806表3.6-6和表3.6-7，則液壓缸直徑： (3-3) 式中：p液壓缸系統(tǒng)工作壓力（MPa）P活塞最大作用力（N）D液壓缸直徑（mm）根據(jù)夾緊力計(jì)算公式得P=29352.5N,按文獻(xiàn)8P806表3.6-7，選用液壓缸直徑為90mm,查得夾緊液壓缸的型號(hào)為T(mén)5019型。3.4 定位誤差的分析與計(jì)算 由于工件定位所造成的加工面相對(duì)其工序基準(zhǔn)的位置誤差簡(jiǎn)稱為定位誤差，以Dw表示。在加工時(shí)，夾具相對(duì)刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)的位置調(diào)定后不再變動(dòng)，因此可以為加工面的位置是固定的。在這種情況下，加工面對(duì)其工序基準(zhǔn)的位置誤差必然是工序基準(zhǔn)的位置變動(dòng)引起的。所以定位誤差也就是工件定位時(shí)工序基準(zhǔn)沿加工要求方向上的位置變動(dòng)量。 對(duì)本道工序而言，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，所采用的定位方案即基于基準(zhǔn)重合原則而確定定位元件。所以這一誤差也不存在。3.5 夾緊元件的強(qiáng)度校驗(yàn) 本夾具的夾緊元件為壓板和活塞桿，活塞桿的材料為45鋼，壓板材料為HT250。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算，其能滿足強(qiáng)度要求。3.6 夾具體的設(shè)計(jì)及夾具的操作說(shuō)明3.6.1 夾具體的設(shè)計(jì) 本夾具是為加工ZH1105W柴油機(jī)機(jī)體最后一道工序而設(shè)計(jì)的。此道工序?qū)儆趯儆阢@螺紋底孔。該工序中所有的加工部位是在組合機(jī)床上一次性加工出來(lái)的。為了保證孔的加工精度，可在夾具上裝導(dǎo)套，因加工部位是分布在左右和后側(cè)面三個(gè)方位，所以導(dǎo)套安裝也與之想適應(yīng)。為了便于拆卸可在壓板中心開(kāi)一螺紋孔，用來(lái)安裝手柄，在拆卸時(shí)以拖住壓板，便于拆卸?？紤]吧到容屑的需要，故夾具體設(shè)計(jì)成中空的。為了補(bǔ)償中空剛度不足，可在夾具體內(nèi)側(cè)壁上鑄造出加強(qiáng)筋，詳見(jiàn)夾具裝配圖。3.6.2 夾具的操作說(shuō)明 首先將機(jī)體置于工作臺(tái)上，并且沿導(dǎo)向塊把其推入直至達(dá)到后側(cè)的定位擋塊和定位銷，然后，操縱氣缸按扭手柄，控制上面的壓板和底面右側(cè)的輔助夾緊，二者同時(shí)動(dòng)作，底面輔助夾緊先完成動(dòng)作，然后上方的氣缸推動(dòng)活塞桿和壓板，使之工件壓緊。至