《柴油機油泵體鉆孔專機及夾具設計機械制造專業(yè)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《柴油機油泵體鉆孔專機及夾具設計機械制造專業(yè)（38頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、摘要 按照畢設設計任務書的具體要求，在本文中對柴油機泵體端鉆孔組合機床及其專用夾具為對象完成設計并對具體的設計過程予以說明。主要內(nèi)容包括組合機床工藝方案的制定、組合機床配置型式的選擇、總體設計和夾具設計。 在本篇文章中，組合機床及其專用夾具的設計包含兩大部分，其一為組合機床的總體設計部分，其二為專用夾具的設計部分。機床總體設計包含在選定工藝方案下完成機床配置形式的確定、結構方案的擬定等，基于擬定的結構方案確定“三圖一卡”，制定夾具定位方案和夾緊方案。最后通過對各種不同的設計方案可行性及可操作性進行比較，最后確定最優(yōu)方案。此外，需要通過設計專用夾具來降低勞動強度提升生產(chǎn)率，同時通過專用夾具來

2、保證產(chǎn)品質(zhì)量。 關鍵詞： 柴油機泵體；三圖一卡；組合機床；夾具 ABSTRACT According to the specific requirements of the design task book, in this paper, the diesel engine body end drilling combined machine tool and its special fixture are designed for the object and the specific design proce

3、ss is explained. The main contents include the formulation of the combined machine tool process plan, the selection of the combined machine tool configuration type, the overall design and the fixture design. In this article, the design of the combined machine tool and its special fixtures consists

4、of two parts, one is the overall design part of the combined machine tool, and the other is the design part of the special fixture. The overall design of the machine tool includes the determination of the machine configuration form and the formulation of the structural plan under the selected proces

5、s plan. Based on the proposed structural plan, the “three maps and one card” is determined, and the fixture positioning scheme and the clamping scheme are determined. Finally, by comparing the feasibility and operability of various design schemes, the optimal scheme is finally determined. In additio

6、n, it is necessary to reduce labor intensity by designing special fixtures to increase productivity, while ensuring product quality through special fixtures. Key words: diesel engine pump body; three drawings and one card; modular machine tool; fixture 目錄 摘要 1 ABSTRACT 2 目錄

7、3 第一章 前言 3 1 組合機床概述 4 1.1 組合機床的特點 4 1.2 組合機床的分類和組成 5 1.3 組合機床的設計步驟 5 2 組合機床總體設計 6 2.1 組合銑床工藝方案的制定 6 2.2 確定切削力、切削功率 8 2.2.1 選擇切削用量 8 2.3 組合機床配置型式的選擇 11 2.4影響總體布置的因素 12 2.5組合銑床的總體設計——三圖一卡 12 2.5.1被加工零件工序圖 12 2.5.2 加工示意圖 14 2.5.3組合機床聯(lián)系尺寸圖 17 2.5.4 生產(chǎn)率計算卡 20 3組合機床夾具設計 23 3.1 組合機床夾

8、具概述 23 3.2 定位支承系統(tǒng)概述 24 3.2.1定位支承系統(tǒng) 25 3.2.2夾緊機構 27 結束語 29 謝 辭 30 參考文獻 31 第一章 前言 作為一名工程技術人員，對我們而言，畢業(yè)設計相當于基礎訓練最后的一個重要過程，我們能夠在設計和完成畢業(yè)設計的過程中熟練使用在本科學習階段所接觸到的知識，并且加固對于基礎知識的印象以及理解。除此之外，在涉及具體方案、收集相關資料，手冊和國家標準、規(guī)范的運用，設計方案的應用，零部件圖及總裝圖的繪制等方面有定較全面的段練，并使每個學生樹立起正確的設計思想和良好的工作作風。 一個零件往往有多個工序要加工，如果在普通機床上

9、加工，通常要一個工序一個工序的進行，這樣的生產(chǎn)效率遠遠無法滿足實際要求，并且對于最終成品各項形狀或精度等方面的要求都無法得到可靠地保障，除此之外，工人工作壓力大，尤其是對于需要進行大規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)來說。不僅生產(chǎn)成本居高不下，而且生產(chǎn)周期也得到了極大地延長。 針對以上所提出的各種問題以及缺陷，可通過設置一個多頭軸在普通機床上來克服種種問題，然而此方法在面對大型集裝箱零件是也會束手無策。此時，只能采用組合鉆孔才能最優(yōu)的解決各種疑難雜癥。 組合機床通常由通用部件和專用部件所組裝而成，前者通常都是通過系列化、標準化設計并且生產(chǎn)出來的，后者更是依據(jù)被加工零件形狀以及工藝要求所進行特殊設計而成的。

10、本人水平有限，經(jīng)驗不足，第一次全面的、系統(tǒng)的設計本次方案肯定會出現(xiàn)這樣或那樣的錯誤以及缺憾，希望評委老師以及讀者能夠及時提出意見進行斧正。 1 組合機床概述 1.1 組合機床的特點 在上文中，已經(jīng)簡單的對組合機床的組成進行了相關的介紹，組合機床設計構造更為緊湊，工作效率極高。它可以加工多種零件，加工的方面包括多刀、多軸、多面、多工位等。除此之外還能夠通過它來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、銑削磨削等工序，在具備穩(wěn)定精準度的同時還有極高的效率。 相較于通用機床以及其他專用機床，組合機床特點如下： （1） 從機床組成上來看，組合機床所有零、部件的七成到八成左右都是通用部件和

11、標準零件，這就意味著它的設計制造周期較短，成本低，具備良好的經(jīng)濟效益。 （2） 較高的自動化程度，并且將多刀加工應用于加工過程中，因此不僅能夠保持著較高的效率，還能夠有穩(wěn)定的質(zhì)量保障生產(chǎn)效率高，除此之外，還大大減少的工作人員的工作量。 （3） 其通用零件的設計以及生產(chǎn)都是在根據(jù)長時間的詳細設計以及實踐所完成的，所以其具備較穩(wěn)定的整體結構，并且工作穩(wěn)定性有良好的保障，對于后期的使用和維修來講，也是極為方便。 （4） 應用專用夾具、刀具和導向裝置于零件加工的過程之中，也就是說最終產(chǎn)品質(zhì)量主要是靠工藝裝備保證，因此，對相關操作人員來說，并不需要具備較高水平即可完成要求。 （5）其它型專用機床

12、在面對產(chǎn)品更新后，往往會無法生產(chǎn)出大部分的零部件，然而組合機床的通用、標準零部件能夠反復利用，因此不用額外再進行設計制造。（6）組合機床易于聯(lián)成組合機床自動線，這對于大規(guī)模生產(chǎn)來說是極為重要的。 一般情況下，組合機床的通用部件包括：機身、立柱、動力滑臺、底座、動力箱、各種工藝切削頭等。此外還設計了移動/回轉工作臺，這種設計能夠很好的滿足需遵循順序的加工過程。 組合機床在完成切削動作以及進給動作過程中，其動力部件主要包括動力箱、各種工藝切削頭和動力滑臺，除此之外還包括動力頭，該部件能夠幫助加床同時完成切削主運動和進給運動。 在組成組合機床的主要零部件中，支撐部件是重要的一環(huán)，其主要由機身、

13、立柱、中間底座等組成，通常作為機床基礎骨架而存在。它們的存在有效保障了組合機床的剛度和部件間的精度保持性。 1.2 組合機床的分類和組成 可更具電機功率的大小將其通用部件分大型和小型。若電機功率為1.5-30千瓦，則為大型通用部件。從結構模型來看，該類型大多數(shù)都是為箱體移動的結構形式。若電機功率為1-2.2千瓦，則劃分為小型范疇。這類動力部件多為套筒移動的結構形式。一般來說，采用大型通用部件的機床稱為大型組合機床，相反則為小型組合機床。充分考慮各項因素后，決定本次設計采用大型通用機床。 除以上所說的小型、大型只分外，還能夠配置形式進行劃分，一般可分為單工及多工位機床。單工位機床又能夠分為

14、單面、雙面、三面和四面幾種，多工位機床則有移動工作臺式、中央立柱式、回轉工作臺式和回轉鼓輪式等配置型式。本次設計采用單工位雙面銑床。 1.3 組合機床的設計步驟 (1)制定工藝方案 在實踐過程中對需要進行加工的材料進行更為深入的了解，包括其加工特點，要求達到怎樣的精度以及要求、定位夾壓情況以及生產(chǎn)率的要求等。并且要明確哪些工藝和方法需要有組合機床來實現(xiàn)。在此過程中還要對加工步數(shù)加以確認，從而確定最終的道具種類 （2）機床結構方案的分析和確定 在以上確認方案的基礎上選擇合適的機床類型。在對其配置形式進行確認的過程中，不僅要求其能夠完成既定方案，并且還要滿足精度要求以及適當?shù)纳a(chǎn)效率，

15、此外，還要對后期所需要開展的維護檢修等工作加以考慮；批量生產(chǎn)的問題也需得到解決，最好能夠達到多快好省的標準。 （3）組合機床總體設計 對機床部件之間的相互關系進行明確，對刀具導向進行選擇，計算切削用量及機床生產(chǎn)率。 （4）組合機床的部設計和施工設計 在設計組合機床流水線方案時，因為工序組合不同的緣故，無論是機床型式，抑或是其數(shù)量皆會發(fā)生明顯的改變。所以，需要基于流水線展開全面、深入的考慮，而不能分開進行。就算在當前條件下難以完成全面流水線設計方案即使暫時不能全面地進行流水線設計，制定方案時也應綜合研究，才能將工序組合得更為合理，更可靠地滿足工件的加工要求。 2 組合機床總體設計 2

16、.1 組合銑床工藝方案的制定 在制定工藝方案時，組合鉆床的設計是其中最為關鍵的一個環(huán)節(jié)。在設計古城中，以下幾大方面需要進行充分考慮：1、工序和精度要求。2、被加工零件的特點3工件的生產(chǎn)方式。 　　圖2.1為柴油機泵體零件圖。 圖2-1柴油機泵體零件簡圖 　　柴油機泵體零件圖如圖所示，由于零件尺寸較小，本次設計的加工為同時對泵體兩端￠17mm孔和￠18mm孔同時加工，為了提高生產(chǎn)效率，決定采用一個夾具同時裝夾2個件，同時加工的方案。根據(jù)泵體外形尺寸，擬采用泵體圓柱外圓，泵體中間弧形板側端面作為定位基準面，采用2個V型塊對其進行夾

17、緊。 　　泵體所選的材料為HT200（精選含碳量為0.42%~0.47%），并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理以提高其強度及其抗沖擊能力，其硬度為217~287HBS。其鍛件重量為。 參照上述工藝特點，可初步設計工藝方案。 1、工藝基面的分析及選擇 夾具中，定位元件是利用定位軸套來完成的，對泵體的外圓和側端面作為定位基準。采用快速裝夾V型塊對泵體工件進行快速裝夾夾緊。如圖2.2 圖2-2 工藝基面的選擇 2、工序間余量的確定 3、刀具結構的選擇 根據(jù)加工要求需要同時對兩端同心￠17mm孔和￠18mm孔同時加工，所以所用鉆頭為￠17mm和￠18mm

18、麻花鉆。 2.2 確定切削力、切削功率 2.2.1 選擇切削用量 將組合機床需要開展的相關工藝確認之后，接下來需要完成的就是選擇切削用量。在本次設計中，由于組合機床采用的工作形式為多軸同步加工，因此，相較于通用機床單刀加工來說，其切削用量減少了大約．由同一個進給系統(tǒng)來控制多軸主軸箱上所有刀具，一般來說是標準動力滑臺，在進行加工過程中，一般會要求具備一樣的每分鐘進給量，除此之外，還需要與動力滑臺的每分鐘進給量（）一致，應是適合有刀具的平均值。基于此，在設計刀具主軸時， 可將其轉速和每轉進給量（）設計為相同，從而能夠與其相互適應。以滿足直徑的加工需要，即： 式中： … ——

19、（） ——各主軸進給量（） ——（） 因為具備一致的氣缸體頂面孔的加工精度、工作條件、工件材料以及技術要求。 按照經(jīng)濟地選擇滿足加工要求的原則，采用查表3-9（高速鉆頭加工鑄件的切削用量）得：M16螺紋底孔的鉆頭直徑D=17,鑄鐵HB150～200，取HB=160進給量f=0.18、切削速度v=20。 ① 切削力F，切削轉矩M，切削功率P，刀具耐用度T的計算公式 由《組合機床設計》表6-20，可知計算公式如下： ⑵ ⑶ ⑷

20、 ⑸ 式中：（）； D—（）； （）； T—（）； （）； HB—零件的布氏硬度值，通常給出一個范圍。 f—（）； M—（）； 由公式⑵得 由公式⑶得 由公式⑷得 由公式⑸得 電機功率 （） ② 初定主軸轉速 ③ 滑臺每分鐘進給量的計算由《組合機床設計》 ⑹ 式中：n—（） f—（） —（） ④ 主軸直徑的確定 由表3-4軸能承

21、受的扭矩計算： ⑺ 式中：d—軸的直徑（）； M—軸所傳遞的轉矩（）； B—系數(shù)。B與扭矩角[]有關，當為剛性主軸時， 取 由表3-6主軸外伸尺寸，。 2.3 組合機床配置型式的選擇 對于加工發(fā)動機連桿這樣的工件，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)過和指導老師商量后，我們決定設計四根主軸兩端同時進行銑削。在滿足條件的情況下，采用臥式雙面銑床是可行的。 在加工連桿過程中，對于配置型式和結構方案，會由于加工零件特

22、點的差別而產(chǎn)生一定程度的影響。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和減少夾壓變形等措施，還要采用如下措施。 1、 采用液壓進給系統(tǒng)。該系統(tǒng)工作性質(zhì)較為穩(wěn)定，并且易于操作，使得在加工過程中，無論是清潔度還是精度都得到了明顯的提升。 2、 采用剛性主軸方案，由于機床導軌間隙及導軌磨損的影響。在加工過程中就不易產(chǎn)生振動，除此之外之外，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 如果工件加工對于精度具有一個比較苛刻的要求，則裝備固定夾具的單工位組合機床會是一個不錯的選擇，但是如果并沒有太高的精度要求，則可以選擇安裝了移動夾具的多工位組

23、合機床。并且還應當考慮布置形式的差異也會影響到最終所能完成的加工精度。例如，若孔具有較高的同軸度要求，則其機床布置形式最好能夠選擇在同一面加工工件。 2、工件大小、形狀和加工部位特點的影響 如工件自身體積較大，則單工位機床可作為優(yōu)先考慮對象，相反則多工位機床的選擇更優(yōu)；若加工的孔徑直徑較大且深度較深，則配有剛性主軸結構的立式機床能夠較好滿足要求；若加工的工件其直徑小但深孔，則一般來講會選擇專門的深孔加工機床；在面對一些加工孔時，其中心線與定位基準垂直，則立式機床更為合適。本原則也可根據(jù)機床的使用條件綜合考慮。參考以上各項原則，并結合本文實際情況，可采用立式機床，然后又考慮到為了更加便于排屑

24、，可適當調(diào)低機床高度，因此最終選擇了臥式組合鉆床。 3、生產(chǎn)率的影響 零件的生產(chǎn)批量對于組合機床的設計來說至關重要。在某些情況下，如果單論工件外形輪廓等尺寸，則機床布置可優(yōu)先考慮單工位固定夾具模式，但是又因為較高的生產(chǎn)率要求，則最終還是多工位的機床布置更加適合，因為這樣能夠保障裝卸工件時間與機動時間能夠盡可能的重合。 一般來講，生產(chǎn)批量越大，工序安排會更加分散，此外，粗、半精、精加工這三個不同的加工過程需要由不同的機床上來進行。 對于中小批量生產(chǎn)，需要盡可能的縮減機床數(shù)量，盡最大努力保證全部工序能夠在一臺或極少幾臺機床上進行，從而提升機床利用率。 2.5組合銑床的總體設計——

25、三圖一卡 2.5.1被加工零件工序圖 在對零件進行加工之前首先要確定好零件的工序圖，零件的工藝方案有很多種選擇，但是一臺組合機床在使用的過程中必須要嚴格保證自動線的加工效率。加工后的零件應當與示意圖中規(guī)定的尺寸進行比較，主要包括尺寸公差和形位公差兩個方面的精度。除此之外，對于被加工零件的表面粗糙度也有著一定的技術要求，對于使用要求較高的應用場合往往需要零件具有較低的表面粗糙度。零件的加工過程必須嚴格按照標準的零件圖來執(zhí)行，相應的加工機床在工作之前需要將自動線對齊，同時還要設置好相關的整機床參數(shù)，相關機床參數(shù)主要包括以下幾個方面的內(nèi)容： （1）在對零件進行加工的過程中必須

26、嚴格保證零件的形狀和輪廓，不同加工精度的零件需要在不同的機床上進行，相關尺寸也有著嚴格的要求。對于加工精度較高的零件，需要在機床的加工中心安裝中間導向套，這樣在對零件進行加工的過程中就可以較好地保證零件的相應尺寸和形狀。在對零件進行加工之前，還需要對機床上的相關夾具進行檢查，如果夾具和工件之間存在干涉現(xiàn)象需要及時進行調(diào)整。 （2）選擇合適的定位基準。機床的定位基準對于零件的加工精度來說是一項重要的技術參數(shù)，相關技術人員必須根據(jù)零件的加工精度要求選擇合適的夾緊方向，同時調(diào)整夾緊的力度，從而使得零件相對于機床處于合適的位置。 （3）根據(jù)每道工序的加工要求來確定先對零件的先加工的尺寸

27、，然后再以加工好的部分為新的基準來加工與其相關聯(lián)的尺寸。本道工序的加工過程中也要保住相關的尺寸和表明粗糙度要求。前道工序的加工精度會對后一道工序的加工精度產(chǎn)生較大的影響。 （4）相關的技術要求必選在加工工序圖上用文字進行說明，零件加工順序要進行合理的編號，同時還要注明相關的硬度和加工余量等要求。 （5）繪圖時，要將不同要求的工序尺寸用粗線和細線分開表示，細線代表相關的工序尺寸，每一步的工序都要保證工序尺寸符合相關精度要求。粗線表示相關的技術要求，如位置精度和表面粗糙度等。 （6）每道工序中需要保證的尺寸、角度等要求，應在基尺寸數(shù)值上打上方框，并在下面加一橫線（粗實線）。

28、 以下為被加工零件圖，其材料為HT200，其其硬度為217~287HBS。 圖2-3 零件的工序圖 2.5.2 加工示意圖 在對零件進行加工之前需要確立多套可行的技術方案，然后根據(jù)實際工作的要求來選擇一套最合適的方案。零件的加工意圖代表零件不同尺寸的加工順序，為了保證每一步的加工精度，需要使零件在機床上占據(jù)合理的位置。機床的定位基準對于零件的加工精度來說是一項重要的技術參數(shù)，相關技術人員必須根據(jù)零件的加工精度要求選擇合適的夾緊方向，同時刀具和一些其他的輔具夾具也和機床存在著明確的位置關系，主要包括以下幾方面的內(nèi)容： （1）根據(jù)零件的技術要求選擇合適的加工方法。

29、 （2）合理選擇刀具的類型，從而保證零件的精度要求。 （3）使主軸在機床上占據(jù)合理的位置，同時標出相關的主軸規(guī)格尺寸。 （4）選擇合適的加工標準，例如在選擇定位基準時可以在機床上安裝專用的接桿，這樣就可以隨時調(diào)整零件相對于機床的位置，同時還可以在機床的加工中心安裝一個導向裝置，這些裝置對于零件的加工尺寸有著嚴格的要求。 （5）在工序圖上標出零件相對于定位元件的位置，加工的過程中要注意不同尺寸之間的精度配合等要求。 （6）根據(jù)加工精度要求選擇機床的功率，每一步的切削用量也直接影響加工過程中需要多大的切削力。 （7）每道工序中需要保證的尺

30、寸、角度等要求，應在基尺寸數(shù)值上打上方框，并在下面加一粗實線。要將不同要求的工序尺寸用粗線和細線分開表示，細線代表相關的工序尺寸，每一步的工序都要保證工序尺寸符合相關精度要求。 （8）在加工示意圖上，要將不同要求的工序尺寸用粗線和細線分開表示，細線代表相關的工序尺寸，每一步的工序都要保證工序尺寸符合相關精度要求。相鄰的主軸之間不能存在干涉現(xiàn)象，否則會大大降低零件的加工精度。 （9）主軸應從主軸箱端面畫起。以加工好的部分為新的基準來加工與其相關聯(lián)的尺寸，本道工序的加工過程中也要保住相關的尺寸和表明粗糙度要求。發(fā)動機中相關零件的結構如圖1.4所示。 刀具以及機床上導向

31、裝置的選擇過程主要包括： a刀具的選擇 一般來說，可以采取多種方式對孔進行加工，這時需要根據(jù)相關加工精度要求來選擇合理的加工刀具。刀具的相關標準如圖所示。 b導向裝置的選擇 圖2-4 柴油機泵體加工示意圖 選擇導向裝置的類型、形式和結構。 第一類導向裝置允許刀具的線速度V＜20m/min。除鉸孔外，這類導向裝置很少用于大直徑的加工。 第二類導向裝置允許刀具的線速度V＞20m/min。這類裝置一般用孔徑在φ25m

32、m以上的孔的加工。 主軸直徑D需要通過查表來確定，同時軸的外徑和內(nèi)徑的比值對于刀具的選擇也會提出一定的要求。 　　動力參數(shù)的確定。 （1）動力部件的工作進給長度L工進： 　　。即：L工進　＝　10+10+1/36.7+5=27　 （2）動力部件的快速退回長度L快退: 　　　　　　 即：;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （3）動力部件的總行程L總≥L工進行程＋L前備＋L后備 　 式中，L前備代表前備量，L后備代表后備量，L工進行程代表工作行程。 2.5.3組合機床聯(lián)系尺寸圖 1、機床總圖的作用和內(nèi)

33、容 機床總圖所代表的是機床零件之間的裝配關系，以及機床不同部件、標準件的名稱、代號、數(shù)量等，通過機床總圖可對機床不同部件之間的相對運動位置及其尺寸予以確定，因此可通過對機床總體進行觀察可查明是否滿足零部件加工需求，以及生產(chǎn)中所選用的零部件、確定的加工方案和工藝流程是否合適等。在實際設計過程中可通過機床總圖來完成主軸箱、夾具等零件的設計。其內(nèi)容應包括以下幾個方面： 1、以適當數(shù)量試圖按照機床總圖中標定的比例繪制零件、標準件以及專用件等等，完整的表明機床的裝配關系，并按組合機床的設計規(guī)定進行編號和直接標注。主視圖在選擇時應當符合機床的實際加工狀況。 2、運動部件的極限位置及行程長度，應在圖中

34、表示，并且要完整齊全。　　　　　　　　　　　　 　主視圖和側視圖是用機床以表明主軸的傳動系統(tǒng)、齒輪的排列機床位置、附加機構和、潤滑泵的位置、手柄軸的位置、各軸的編號、最低主軸的高度等。 2、選擇動力部件　 組合機床應當選用何種動力部件需要按照具體的加工工藝方案進行擬定，要根據(jù)機床配置形式、使用條件等因素予以考慮。 影響動力部件選擇的主要因素有切削功率、進給力、進給速度、行程、主軸箱尺寸、動力滑臺導軌形式等六個因素。考慮上面的因素，根據(jù)具體的加工要求，正確選擇合適的動力部件——動力滑臺和動力箱，并以其為基礎進行通用部件的配套選擇。 1、液壓動力滑臺HY25A（250*250JB1521

35、-75） 臺面寬、長分別為：；導軌形式：雙矩形；導軌行程長準許最大進給力為快速行程速度為；工進速度：。 2、齒輪傳動動力箱TD25（250JB1523-75） 功率；動力箱和滑臺組合面尺寸長寬分別為：。 3、配套通用部件 側底座CC25（250890JB1525-75）； 中間底座：CZ63（630630560JB1529-75）。 3、繪制機床總圖時應考慮的主要問題 1）夾具尺寸的確定 夾具的尺寸包含夾具長寬高等，對于不同夾具尺寸在進行確定是會，考慮工件尺寸、形狀以及外形結構，除此之外還要考慮能否按照機床總體給定的定位和限位設定來完成夾具安裝和使用，夾具的運動同其他部

36、件之間是否產(chǎn)生干涉等等。除此之外，還要考慮夾具底座與其他部件之間的連接和固定方式以及固定具體位置等。 2）機床裝料高度H的確定 推薦組合機床裝料高度： 根據(jù)上文計算結果最終選擇的裝料高度： 3）中間底座尺寸的確定 中間底座尺寸的主要功能是滿足夾具的具體連接安裝需求，同時滿足配套部件需求，由此可知就機床設計而言，應合理選擇中間底座尺寸。除此之外，最重要的是要保證動力部件在加工終了位置工件和主軸端面之間的垂直距離低于加工示意圖上所要求的垂直距離。 4）主軸箱尺寸的確定 在相關標準中規(guī)定，臥式和立式主軸箱厚分別為。多軸箱寬度及高度可分別通過下式予以確定； 式中

37、： b ——工件寬度方向距離最遠的加工面之間的距離； b1——邊緣主軸中心箱外壁距離； h ——工件在高度方向相距最遠的加工面距離； h1——主軸最低高度 通常??；。 按照上述計算結果和主軸箱輪廓尺寸標準，選定主軸箱輪廓尺寸：400480 mm 4、其他應注意的問題 1）機床總圖要按加工終了時的狀態(tài)畫出。同時，要表明動力部件退回到最遠時所處的位置。最遠處為160mm。 2）應注明電動機的型號、功率和轉速。應注明動力部件的總行程，本題為230mm。 圖2.5機床聯(lián)系尺寸圖

38、 3）應當標明液壓系統(tǒng)以及電氣控制系統(tǒng)按鈕具體安裝位置。 4）當加工部件中心不對稱時，應當標明動力部件和家具中心線具體偏移量。 2.5.4 生產(chǎn)率計算卡 按照既定的工作玄幻要求和工作行程長度來計算切削用量以及動力部件的進給速度等，通過編制生產(chǎn)率計算卡來說明機床的具體加工過程。 ： ：= L/+= ⑿ 式中：T——機加工時間（min） L——工進行程長度（mm） —— 刀具進給量（mm/min） ——。通常而言，當動力部件處于停止狀態(tài)時，刀具旋轉5圈數(shù)所需的時間. ：T = +t+t =1.824 ⒀ 式中

39、：L3、L4 （） vfk ——。用機械動力部件時取5~6；用液壓動力部件取3~10。 t ——工作臺移動時間（min）,一般為0.05～0.13,取0.1 t ——裝卸工件時間（）一般為0.5～1.5,取1.5 機床生產(chǎn)率：Q1 = 60/T= 60/（T+T） = 60/2.3224 = 25.8件/h ⒁ 機床負荷率按下式計算η= 100% = A/Q1tk100% =40000/2

40、5.82350100% = 66% ⒂ 式中：Q—— A—— tk——，單班制工作時間tk =2350h 機床生產(chǎn)率計算卡如表1下： 機床生產(chǎn)率計算卡 被 加 工 零 件 圖 號 毛坯種類 鑄件 名 稱 柴油機泵體 毛坯重量 　 材 料 HT200 硬度 150-200 HBS 工 序 名 稱 鉆孔φ17mm、φ18mm 工序號 　 序 號 工步名稱 被加工零件 數(shù)（個） 加工直徑

41、（mm） 加工長度（mm） 工作行程（mm） 切削速度（m/min） 轉速（r/min） 每轉進給量（mm/r) 每分鐘進給量（mm/min） 工時（分） 機動時間 輔助時間 共計 1 裝卸工件 1 　 　 　 　 　 　 　 　 1.5 1.5 2 動力部件快進 　 　 　 32 　 　 　 500 　 0.064 0.064 3 動力部件工進 　 Φ18 52.5 20 455 0.18 500 0.49 　 0.54 4 死擋鐵停留 　 　 　 　 　 　 　 　 　

42、 0.01 0.01 5 動力部件快退 　 　 　 84.5 　 　 　 500 　 0.125 0.125 備 注 裝卸工件時間取決于操作者熟練程度，本機床裝卸工件時間取為1.5min 單件總工時 0.40 1.824 2.22 機床實際生產(chǎn)率Q1 25.8（件/小時） 機床理想生產(chǎn)率Q 39（件/小時） 負荷率η負 0.66 表1：機床生產(chǎn)率計算卡 3組合機床夾具設計 3.1 組合機床夾具概述 夾具在零件加工中具有定位、夾緊等重要作用，是組合機床的重要組成部件之一，在具體設計過程之中要按照機床的加工工藝以及結構方案要求予

43、以擬定，可用于實現(xiàn)零部件的準確定位，具有刀具導向、裝卸工件進行限位等多種作用。 組合機床的夾具相較于一般通用夾具具有一定差異，前者是按照工件的具體加工工藝及流程進行確定的，兩者的結構設計及要求存在不同。組合機床夾具結構和性能對組合機床配置方案要求較高，也有較高影響。下面將對組合機床夾具的主要特點進行簡要說明： （a） 通用機床夾具是一種機床加工輔助裝置，而組合機床夾具是機床的重要組成部分之一，因此對組合機床夾具進行設計是利用組合機床按照既定的生產(chǎn)綱領及要求進行加工的必要環(huán)節(jié)和步驟。 （b） 組合機床夾具及機床其他部件之間具有密切相關性：例如回轉或移動工作臺、主軸箱、刀具、托板和支承部件等

44、。因此完成機床組合部件之間的關系確定是保證組合機床實現(xiàn)預期性能的重要方式。同時夾具結構也需按照這類部件的具體要求予以確定。例如在液壓驅(qū)動的立式回轉臺中應用的夾具，可采用液壓驅(qū)動方式作為其動力源，而在臥式鼓輪機床中應用的夾具，則多采用電氣—機械的夾緊方法。 （c） 由于組合機床通常要包含多面、多工序同時加工，因此在加工過程中會產(chǎn)生較大的切削力及振動，由此可知，組合機床夾具需要保證良好的剛性及夾緊力，保證組合機床在加工過程中不會產(chǎn)生位移，機床也不會產(chǎn)生爬行線性。同時加工過程中不允許產(chǎn)生任何形式的變形。 （d） 組合機床夾具是保證加工精度的重要部件，在進行組合機床夾具設計以及制造過程中，對于機床

45、夾具有著較為嚴格的要求，從實際加工過程來看，工件的加工精度要求與組合機床夾具設計要求具有密切相關性。 組合機床夾具設計的另一原則是便于實現(xiàn)工件的定位和自動化，對當前工序完成后會產(chǎn)生對應的信號；保證加工過程中切削可自動排除；滿足操作員的觀察要求；具備良好的拆裝和互換性要求。 在進行組合機床夾具設計時要按照下述步驟完成： （1）研究分析所要設計的夾具數(shù)據(jù)及要求，這是由于在確定組合機床夾具的原始數(shù)據(jù)及加工要求時對夾具結構形式和性能已作出規(guī)定。 （2）擬訂夾具結構方案要進行必要計算，按照機床總體設計中確定的定位基面、夾壓位置和加工方法來完成總體方案的確定。 （3）在確定組合機床夾

46、具具體結構的基礎上，完成夾具總圖以及不同部件零件圖的繪制。 根據(jù)組合機床夾具功能，可將其結構分為三大組成部分，其一為定位支承系統(tǒng)，其二為夾緊機構；其三為刀具導向裝置。 3.2 定位支承系統(tǒng)概述 在組合機床上完成零件加工時需確定刀具和工件之間的相對位置，因此在這一過程中夾具的定位作用顯得尤為重要，夾具的定位支承系統(tǒng)可保證被加工材料或零部件可產(chǎn)生足夠的夾緊力，同時也要承受一定的切削力。 定位支承系統(tǒng)包含三大組成部分，其一為定位支承元件；其二為輔助支承元件、其三為限位元件。定位支承指的是在進行加工過程中維持被加工零件位置的元件，而輔助支承元件在組合夾具中的主要功能是保持夾具的剛度及其穩(wěn)定

47、性。 定位支承元件與被加工零件之間會直接接觸，因此定位支承元件的尺寸、結構及進度都會直接對加工零件的精度產(chǎn)生影響。為了提升零件的加工質(zhì)量降低廢品率，在進行設計時要注意下述幾點問題： （a）合理布置支承元件。 （b）提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形。 （c）提升定位支承系統(tǒng)精度，保證組合夾具的定位精度。 （d）可靠地清除定位支承部位的切屑。切屑粘附在定位支承系統(tǒng)上，對保證定位的準確性和工作可靠性有很大的影響。因此設計時應盡可能不使用權切屑落到定位支承系統(tǒng)上。當切屑有可能落在其上時，必須采取有效的熱電廠屑和清理措施。 3.2.1定位支承系統(tǒng) 1． 定位支承元件及其布置 定位

48、支承元件包含：定位板，定位塊，定位銷。如下圖（a）所示 在組合機床夾具上采用支承板定位時，工件通常用四個或理多一些的支承板定位，這樣可增加定位系統(tǒng)的剛度，心防止當夾緊力和切削力不是對支承板時瑞士引起工件的變形。為了減小支承板的不共面度的誤差，可裝配后合磨。通常不共面度誤差為0。01~0。03mm。 對于毛坯面定位夾具，通常采用三點支承方式予以定位，同時采用帶圓頭的支承銷定位，但當采用三個以上的壓板而不能確保同時動作時（實際上是達不到同時動作），常常會把工件夾歪，因此需要通過四點支承進行定位。 在完成支承點布置時應當按照工件定位情況進行定位，使支承點之間距離盡量遠，以此提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。支

49、承板的具體位置應當以切屑不易堆積為宜。 2定位銷 在加工箱體零件時通常采用“一面兩銷”定位方法進行定位，進而實現(xiàn)工件的完全定位。為了能以最簡單的運動形式裝卸工件（如單機夾具上的推進和拉出，流水線和自動線上工件在夾具上的送進和推出），采用伸縮式定位銷，不僅如此可依照具體需求采用固定式定位銷等。 1） 固定式定位銷 要求孔與定位控銷位置精度為+0。05或是-0。05mm?；蚴鞘芙Y構的限制不能采用伸縮式定位銷，以及加工裝卸比較容易的輕小零件時，為了簡化夾具的結構均采用固定式定位銷。 采用固定式定位銷為使工件定位基面可保證支承元件和基面之間相互接觸，定位銷要具有一定高度，補償垂直誤差，對于

50、定位銷，還應考慮拆裝方便。定位銷與安裝孔的配合，定位銷的尺寸及公差等，詳見《機床夾具設計手冊》。 本次設計采用定位塊元件進行定位，定位塊安裝在夾具體定位孔上，通過定位塊內(nèi)外圓中心孔和側端面對柴油機泵體的外圓和端面進行定位。 定位誤差分析 1.定位誤差來源于定位所造成的被加工面與相對工序基準的位置誤差。對一批工件而言，在刀具調(diào)整后位置不動，被加工表面位置和定位基準之間不變，因此定位誤差即工序基準在加工尺寸方向上最大變動量。 2.在本次設計中采用定位塊予以定，定位塊與夾具孔的配合按H10/f9，所以定位塊直徑： 孔徑：。查表得：。取兩銷中心距的制公差為 3.定位誤差的確定

51、 定位孔在x、y方向最大位移： 在組合鉆床上進行加工時，平均經(jīng)濟精度為10級，查表得，因為以上定位誤差都屬于基準位置誤差，即。所以 因此，這種定位方案可滿足精度要求。 3.2.2夾緊機構 夾緊機構由動力部分、傳動機構以及夾緊元件組成。 1）夾緊動力 夾緊機構有兩種不同形式，其一為手動夾緊方式，其二為自動夾緊方式。夾緊機構采用2組V型塊機構對泵體

52、的上圓弧凸起和下圓弧凸起進行夾緊，本次設計夾緊的驅(qū)動機構采用上部手動夾緊和下部氣動快速裝夾的聯(lián)合夾緊機構。 2） 氣動夾緊機構 氣動夾緊機構是利用空氣作為夾緊動力，再通過中間傳動機構，使夾具夾緊元件實現(xiàn)夾緊動作。 （一）氣缸的選擇： 氣缸可將氣壓轉變?yōu)闄C械能，按照既定的方式運動。常用的氣缸有活塞和薄膜式兩種結構形式。 根據(jù)設計的需要，查《機械設計手冊》選用內(nèi)徑D=65mm氣缸 結構見夾具裝配圖。 （二）夾緊力的計算： 氣缸的工作力取決于工作氣壓和缸體的工作面積。在相同的氣體壓下，由于活塞桿腔的工作面積不同，因此液壓缸活塞桿的推力也不同，可按下式求得： 式中p

53、——氣壓的工作壓力（） D——氣缸活塞的直徑(m) ——傳動效率, 因此,根據(jù)公式可得推力為: 3.根據(jù)柴油機泵體定位和夾緊機構的選擇，繪制組合機床夾具總圖如下： 結束語 在剛剛過去的幾個月里，是我在大學以來最刻骨銘心的日子。這是我大學生活的最后一個階段，我的畢業(yè)設計都是在這一學期完成的。 在這一階段我學到了很多以前課堂上無法學到的方法和知識，它們很多都有很高的實用價值，并將對我以后的工作產(chǎn)生巨大的幫助，在此我想對我的指導老師的辛勤教誨表示衷心的感謝。 本次設計，在老師的指導下，，我們做到了獨立地思考，查閱相關資料，準確

54、計算，具體設計。今天，我終于圓滿地完成了設計任務。這次是我第一次全面的系統(tǒng)的進行專業(yè)設計，在設計過程中，我充分地運用了在大學四年內(nèi)所學的專業(yè)理論知識，使之融入到設計實踐中，并通過不斷地翻閱資料和查找數(shù)據(jù)，使自己又一次詳細的回顧了四年學習的專業(yè)知識，發(fā)現(xiàn)了自己在學習上的不足之處并加以提高，使自己的專業(yè)知識更加全面，系統(tǒng)化。 在本次設計中，雖然存在著一些錯誤和不足之處，但作為一名技術人員就必須要有發(fā)現(xiàn)自己和他人錯誤的能力，并努力使之提高和完善，也是自我知識和能力的完善。 謝 辭 半年過去了，論文經(jīng)歷了選題、開題、撰寫等階段，期間

55、在導師的指導下也曾作多次修改，幾易其稿。至此，論文已經(jīng)接近尾聲，回首整個過程，既有艱辛也有收獲，既有汗水也有喜悅。 本次畢業(yè)設計是對我們每個學生在校四年來所學知識與生產(chǎn)實踐技術所進行的一次綜合性的全面考察；培養(yǎng)了我們運用所學專業(yè)知識解決實際問題的能力；它還為我們了解一般機械工程設計的基本思想打下良好的基礎；在設計方案的擬定,設計資料的收集,手冊，國標選用，設計方法的運用,零部件及總體裝配圖的繪制等方面，有一次較全面的鍛煉。對我們進入社會具備一定獨立工作能力 起了良好的作用,能較好的適應工作。 學友情深，情同兄妹。幾年來，我們朝夕相處，我的記憶里時常浮現(xiàn)我們在一起的點點滴滴，同窗之情，必將

56、終生難忘。 在此還要感謝在我論文評審和答辯中給予我無私幫助的老師們，感謝你們?yōu)槲抑赋霾蛔?，促我成長。 同時，在我的學習過程中，有親情的陪伴，有他們的付出，衷心的感謝和我的家人。 最后，感謝這幾年來所有關心和幫助我的人，謹以此文銘記你們的似海深情，謹以此文獻給你們我無盡的祝福和感恩。 參考文獻 [1].張耀宸 主編 機械加工工藝手冊 航空工業(yè)出版社。1987 [2].李洪主編 機械加工工藝手冊〉 北京出版社.1990。 [3].機械制造工藝設備設計手冊編寫組編 機械制造工藝及設備手冊 機械工業(yè)出版社 1992 [4].

57、機械制造工藝設計手冊 王紹俊 主編 哈爾濱工業(yè)大學出版社 1984 [5].沈陽工業(yè)高等專科學校 劉克明主編 公差與檢測 機械工藝出版社 1995 [6].東北重型機械學院 洛陽工學院 第一汽車制造廠職工大學編 《機床夾具設計手冊》 上?？茖W技術出版社 1990 [7].實用機械加工工藝手冊 陳宏鈞 主編 2004年 機械工業(yè)出版社 [8].機械設計課程設計指導書 羅圣國等 高等教育出版社，1982 [9].機械加工工藝手冊 張耀宸主編 航空工業(yè)出版社，1987 [10].實用機械加工工藝手冊 陳宏鈞主編 2004年 機械工業(yè)出版社 [11].組合機床設計 沈陽工業(yè)大學編 上?？茖W出版社1985 [12].組合機床設計 大連組合機床研究所編 機械工程出版社 1975 [13].機械加工工藝師手冊 楊叔子編 機械工程出版 2000 [14] 機械原理第六版 孫恒 陳作模編 高等教育出版社，2000. [15] 機床設計手冊2 機械設計手冊編寫組編 機械工業(yè)出版社 1986 [16] 機床設計手冊3 機械設計手冊編寫組編 機械工業(yè)出版社 1986 38