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雙 面 銑 床 組 合 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 第一章 引 言 組合機(jī)床是由通用部件組成的 加工一種 或幾種 零件 一道或幾道工 序的高效率的專用機(jī)床 它是一種自動(dòng)化或半自動(dòng)化的機(jī)床 無論是機(jī)械 電 器 或液壓電器控制的部件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán) 半自動(dòng)循環(huán)的組合機(jī)床 一般采用 多軸 多刀 多工序 多面 多工位同時(shí)加工 是一種工序集中的高效率機(jī)床 組合機(jī)床加工刀具是借助于鉆模板和鉆模架 與通用機(jī)床及專用機(jī)床相比 它 具有 1 縮短設(shè)計(jì)制造周期 2 投資少 成本低 經(jīng)濟(jì)效果好 3 提高生產(chǎn)率 我國有一個(gè)柴油機(jī)廠做個(gè)這樣一個(gè)分析 由于用組合機(jī)床 加工 生產(chǎn)率比用萬能機(jī)床提高了 6 10 倍 4 工作可靠 便于維持 自動(dòng)化程度高 5 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 不要求技術(shù)高的操作工人 6 便于產(chǎn)品更新 改變加工對象時(shí) 通用部件可重復(fù)使用 只廢掉專用部 件 由于組合機(jī)床具有上述諸多優(yōu)點(diǎn) 在分析解決問題時(shí) 為我指示出了明確 的思考問題的方法 S195 柴油機(jī)機(jī)體要進(jìn)行多工位的加工 如果還是用通用機(jī) 床 生產(chǎn)率顯然是很低的 同時(shí)增加了設(shè)計(jì)制造周期 經(jīng)濟(jì)效果不好 且不易 保證各孔之間的相互位置精度 在前面大的指導(dǎo)思想下 我們自然能想到如果 能設(shè)計(jì)出一臺(tái)組合機(jī)床來進(jìn)行二個(gè)面同時(shí)加工時(shí) 那么優(yōu)越性就顯而易見了 在設(shè)計(jì)過程中我組全體人員通力協(xié)作 認(rèn)真調(diào)查分析 多次去江動(dòng)廠 深入現(xiàn) 場 向廠方詢問情況 查閱了大量的資料 在他們的協(xié)助指導(dǎo)下我們設(shè)計(jì)了一 臺(tái) S195 柴油機(jī)機(jī)體進(jìn)氣面與排氣面的加工機(jī)床 在設(shè)計(jì)過程中 由于我的水平有限 設(shè)計(jì)中一定會(huì)有這樣那樣的問題 懇 請各位老師幫助指定 同時(shí)借此一席之地 衷心的向指導(dǎo)我們的各位老師表示 衷心的感謝 一 對加工零件進(jìn)行分析 1 生產(chǎn)類型分析 此次設(shè)計(jì)的雙面銑床組合機(jī)床 其所加工的零件在汽車中應(yīng)用十分廣泛 應(yīng)該屬于大批量生產(chǎn)項(xiàng)目 所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意到盡量使加工簡單 但又不影 響加工質(zhì)量 這是組合機(jī)床設(shè)計(jì)最重要的一步 工藝方案的制定正確與否 將 確定機(jī)床能否達(dá)到重量輕 體積小 結(jié) 構(gòu)簡單 使用方便 效率高 質(zhì)量好的 要求 為使工藝方案先進(jìn)合理 我們認(rèn) 真分析了 6110 柴油機(jī)缸頭工序圖 要 求加工 6110 柴油機(jī)缸頭面加工 認(rèn)真 分析總結(jié)設(shè)計(jì)制造使用單位和操作者豐 富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 基本確定機(jī)體在組合機(jī)床上能夠完成的工藝內(nèi)容及方法 2 零件的加工和生產(chǎn)力的分析 零件圖如圖 1 6110 柴油機(jī)缸頭圖 零件的加工 此次設(shè)計(jì)的雙面銑床組合機(jī)床很大程度上使各工序盡量集中 發(fā)揮組合機(jī) 床的優(yōu)點(diǎn) 同時(shí)使各種誤差減小到最低限度 加工工藝 粗銑進(jìn)氣面和排氣面使柴油機(jī)缸頭總寬為 222 5 正負(fù)誤差 無 0 2 毫米 使粗糙度為 12 5 重要數(shù)據(jù) 使進(jìn)氣面至 16 的定位孔的距離為 33 6 33 3 粗糙度為 12 5 并使進(jìn)氣面邊的木耳邊為 15 6 加工方案的制定 1 銑床機(jī)型的設(shè)定 對同樣的機(jī)體 為了完成同樣的面加工 我們分析討論了兩種大的機(jī)床配 置方案 一種是臥式布置 另一種是立式布置 這兩種方案顯然都能滿足生產(chǎn) 率的要求 但是機(jī)床的負(fù)荷是不同的 對于立式布置 機(jī)床的負(fù)載能力低 機(jī) 床的經(jīng)濟(jì)性不好 影響機(jī)床的加工精度 并加速機(jī)床導(dǎo)向的磨損 不便于控制 考慮到這些因素 結(jié)合生產(chǎn)廠家能擴(kuò)大機(jī)床布置面積 首先決定采用平立面布 置 考慮到操作使用與維修的方便 經(jīng)濟(jì)效果如何 機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度怎樣 通用化程度如何 機(jī)床工作的可靠性 生產(chǎn)批量的大小 操作人員是否能夠用 等因素出發(fā) 通過分析比較 最后確定選用現(xiàn)在設(shè)計(jì)的這種平面布置方案 通 過設(shè)計(jì)驗(yàn)證 此方案是比較合理的 右左銑刀具選擇 刀具的選擇問題 是在編制加工示意圖時(shí)遇到的問題 由于我們要求的是 對灰鑄鐵上空的加工 由于我們用量大 切削力大 特別是切削鑄鐵等脆性材 料 由于得到的是崩碎切削 切削力和切削熱都集中在刀那邊 存在著沖擊和 震動(dòng) 這時(shí)就要求刀具材料的抗彎強(qiáng)度 任性和導(dǎo)熱都比較好 故選用 YG 類 刀具選用的一般原則是要考慮工件加工尺寸 精度 表面粗糙 切削的排除和生產(chǎn)率 切削動(dòng)力等因素 由于此到工序?yàn)榇旨庸?表面粗糙要求不 使很高對刀具的要求 我們必須從刀具的切削力 從考慮他的刀具難久度下手 切削動(dòng)力計(jì)算 切削動(dòng)力是指在切削過程中 工具機(jī)在不同的加工情形之下所作的功率 稱之 為切削動(dòng)力 單位表示為 Kw 切削動(dòng)力 Ne t f v Ks 60 102 t 背吃刀量 f 切削進(jìn)給率 rev V 切削線速度 M min Ks 比切削阻抗 2 請參閱附表 機(jī)械效率系數(shù) 一般以 80 計(jì)算 附件 比切削阻抗 Ks 值對照表 素材材質(zhì) 抗拉強(qiáng)度 2 不同切削進(jìn)給率下之 Ks 值 0 1 rev 0 3 rev 0 6 rev 低碳鋼 52 361 272 228 中碳鋼 62 308 257 230 高碳鋼 72 440 325 264 工具鋼 67 304 263 234 工具鋼 77 315 262 240 SMNC 77 383 290 240 SCM 73 450 340 285 SNCM 90 307 235 198 米漢納鑄鐵 36 230 173 145 灰口鑄鐵 HB200 211 160 133 Ne 右 t f v Ks 60 102 1 5 100 0 6 133 60 102 80 105N Ne 左 t f v Ks 60 102 1 5 87 5 0 6 133 60 102 80 82N 根據(jù)以上的數(shù)據(jù) 聽從師傅的教導(dǎo) 右銑刀可以選擇 KTE160 右 左銑刀可以選擇 ZM02 4 生產(chǎn)力的分析 機(jī)床理想生產(chǎn)率是指機(jī)床在百分之百負(fù)載情況下 每小時(shí)的生產(chǎn)能力僅考 慮加工一個(gè)工件所需的機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間 輔助時(shí)間是指機(jī)床空行程 以及 工件的裝卸 定位 夾壓及消除定位面上切削所需的時(shí)間 機(jī)床理想生產(chǎn)率可用下式計(jì)算 Q 60 T 單 件 小時(shí) T 單 t 機(jī) t 輔 4 1 t 機(jī)與 t 輔可按下列公式確定 t 機(jī) L1 s1 t2 4 2 t 輔 t 塊 t 多 t 裝卸 t 4 3 式中 L1 為刀具進(jìn)給長度 S1 為動(dòng)力頭每分鐘的進(jìn)給量 t1 考慮刀具在 終點(diǎn)無進(jìn)給狀態(tài)下 動(dòng)力刀頭旋轉(zhuǎn) 5 10 轉(zhuǎn)所需的時(shí)間 L 快進(jìn) L 快退 動(dòng)力頭快進(jìn)快退行程長度 m V 快 動(dòng)力頭快進(jìn)行程速度一般在 4 7 10 轉(zhuǎn) 分 擋塊停留時(shí)間為 0 03 0 01 t 輔一般為 0 5 1 5 分鐘 切削速度的確定 主軸箱每分鐘轉(zhuǎn)速為 582 轉(zhuǎn) V D n 582 3 14 12 5 22843mm 22 8 轉(zhuǎn) 分鐘 4 4 每轉(zhuǎn)進(jìn)刀量 115 582 2 毫米 轉(zhuǎn) 每分鐘進(jìn)刀量 115 毫米 分鐘 T 機(jī) L1 Sm L1 0 06m S 0 115m min T 機(jī) 0 069 0 115 0 521 分 T 輔 快速行程 L 快進(jìn) L 快退 L 快進(jìn) 850 毫米 L 快退 880 毫米 L L 快進(jìn) L 快退 850 880 1730 毫米 T 空 L V 快進(jìn)行程速度 P 1 1kw V 5 34m min T 空 1730 10 3 5 34 3 12min 死擋塊停留時(shí)間 T 擋塊 0 03 分 裝卸時(shí)間 T 裝卸 1 4 分 T 單 T 機(jī) T 輔助 0 521 0 03 0 064 1 4 2 015 分 在制定方案階段 我們根據(jù)要求把月產(chǎn)量定為 1 2 萬件 一月生產(chǎn)時(shí)間為 240 小時(shí) 則每小時(shí)生產(chǎn)件數(shù)為 12000 465 26 5 件 小時(shí) 機(jī)床切削率 實(shí)際每小時(shí)產(chǎn)量 理論每小時(shí)產(chǎn)量 26 08 29 776 100 87 6 參照下表機(jī)床最大允許負(fù)荷率 機(jī)床復(fù)雜程度 主軸數(shù) 負(fù)荷率 到 15 0 90 16 40 0 90 0 86單面或雙面 41 80 0 86 0 80 到 15 0 86 16 40 0 86 0 80三面或四面 41 80 0 80 0 75 表 4 1 由以上表可知 在本設(shè)計(jì)中 由于是加工 6110 柴油機(jī)缸頭 是雙面 因而 負(fù)荷率在 0 90 0 86 之間 那么與我設(shè)計(jì)機(jī)床負(fù)荷率相符 圖 號 FLZJ 00 02 毛坯種類 鑄件 名 稱 柴油機(jī)缸頭 毛坯重量 60 4kg 被 加工 零 件 材 料 Rut311 硬度 硬度 151 217HB 工 序名稱 粗銑進(jìn)排氣面 工序號 80 工步 被 加 加 工 加 工 工 作 切 削速 每 分 進(jìn) 給 進(jìn) 給 工時(shí) min 序 號 名稱 工 零 件 數(shù) 量 寬 度 mm 長 度 mm 行 程 mm 度 m min 鐘 轉(zhuǎn) 速 r m in 量 mm 速 度 mm min 機(jī) 加 工 時(shí) 間 輔 助 時(shí) 間 共 計(jì) 1 裝卸 工件 1 手動(dòng)裝卸 0 2 2 工件 定位夾緊 0 2 3 動(dòng)力 部件工進(jìn) 2 22 5 8 71 8 75 1 00 5 7 3 5 5 00 1 47 1 00 5 4 2 1 5 4 拔銷 放松 0 2 5 動(dòng)力 部件快退 8 80 4 200 0 1 6 死擋 塊停留時(shí) 間 0 03 備 總計(jì) 2 23 單件 工時(shí) 2 2 機(jī)床 生產(chǎn)率 9 5 件 時(shí) 注 機(jī)床 負(fù)荷率 86 5 表 4 2 生產(chǎn)率計(jì)算卡 5 切削功率的計(jì)算 合理選擇切削用量 可提高面孔生產(chǎn)率 并降低加工成本 選用切削用量 的一般原則與車間相同 先選切削深度 再選進(jìn)給量 最后確定切削深度 a 選擇背吃刀量 這是根據(jù)被加工面的 總寬度來選擇 由于柴油機(jī)缸頭上所需加 工面總寬度為 222 5 如果可以一次鉆銑出面 再者由于縮短了輔助時(shí)間還有 利于提高生產(chǎn)率與專用車床特點(diǎn)相符 b 選擇進(jìn)給量 f 為保證提高生產(chǎn)率 在選擇進(jìn)給量 f 的同時(shí) 應(yīng)優(yōu)先選用大的進(jìn)給量 f 然而同時(shí)又要考慮到銑刀頭的進(jìn)程 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)程 機(jī)床動(dòng)力受系統(tǒng)剛性 限制 由于柴油機(jī)缸頭是鑄鐵鑄成的 因而得到的是崩碎切削 切削力 切削 熱都集中在刀刃附近 考慮到上述問題 因而這樣較適宜的進(jìn)給量 f 銑頭或工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn) 它們之間的軸向相對位移量就稱每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f 單位毫米 r 相對工件每轉(zhuǎn)過一刀 它們之間的相對位移量就稱每齒進(jìn)給量 單位毫米 z 鉆頭在每轉(zhuǎn)內(nèi)與工件間的軸向位移量 就稱每秒進(jìn)給量或進(jìn)給速 度 Vf 單位毫米 s Vf nf f Vf nf 147 582 0 31 毫米 轉(zhuǎn) 3 1 因此銑床進(jìn)給量 f 初步確定為 3 1 毫米 轉(zhuǎn) c 確定銑削速度 V 影響銑削速度的因素耐用度 T 進(jìn)給量 f 和切削深度 p 其中切削速度的 影響與車削相同 大直徑銑頭 d 增加 在一定耐用度下反而可取大些 這是因 為 雖然 p 增大 切削力增加 切削熱量增加 使棱邊與孔壁的磨擦減 少 從而導(dǎo)致溫度不是隨銑刀頭直徑加大而升高 反而隨 d 的增加有所下降 因此對切削速度的提高起了良好的作用 根據(jù)齒輪的切削速度 p 進(jìn)給量 f 以及銑刀頭片的耐用度 T 可以計(jì)算出 給定的銑頭耐用度條件下的切削速度 從而求出轉(zhuǎn)速 再按實(shí)際機(jī)床主軸選取 銑削速度的經(jīng)驗(yàn)公式 V Tv CvdZv 601 mTMnfYv m s 3 2 式中 Cv Tv Zv Yv 系數(shù) 由于柴油機(jī)缸頭 HB 170 217 d 6 4 毫米或 u 12 5 毫米 查上表知 v1 16 24 米 分 1 0 12 0 2 毫米 轉(zhuǎn) v2 16 24 米 分 2 0 2 0 6F 毫米 轉(zhuǎn) 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)與計(jì)算知 銑削速度選 V 880 毫米 分 動(dòng)力部件的選擇 動(dòng)力頭的選擇 1 功率選擇標(biāo)準(zhǔn) 動(dòng)力部件用以實(shí)現(xiàn)切削刀具的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或只用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 此 機(jī)床實(shí)現(xiàn)了切削刀具旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)兩項(xiàng)內(nèi)容 每一種規(guī)格的動(dòng)力頭都有一定的功率范圍 根據(jù)所計(jì)算出的切削功率 及進(jìn)給功率之需要 并適當(dāng)提高切削用量的可能性 選用相應(yīng)規(guī)格的動(dòng)力頭 公式如下 N 動(dòng) N 切 N 進(jìn) hkW 式中 N 動(dòng)為動(dòng)力頭電機(jī)功率 N 切為切削功率 按各刀具選用的切削用量 由 組合機(jī)床的切削力及功率計(jì)算公式 中已求出 N 進(jìn)為進(jìn)給功率 對于液 壓動(dòng)力頭就是進(jìn)給油泵所消耗的功率 一般為 0 8 2 kW h 為傳動(dòng)效率 h 0 65 2 機(jī)床實(shí)際功率 此立式組合機(jī)床左右分兩個(gè)電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)多軸箱進(jìn)行加工 銑面電機(jī) 的其功率總和 N kW 0 29 7 0 283 2 313 選擇動(dòng)力頭 左半部分所需功率為 3 3kW 查 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)表 選用 Y123S24 型號的電機(jī) 額定功率為 5 5kW 選用此型號電機(jī)比較合適 右半部分所需功率為 1 43kW 查 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)表 選用 Y112M26 型號的電機(jī) 額定功率為 2 2kW 選用此型號電機(jī)比較合適 根據(jù)電公率的要求 我們可以選擇 1TX 系列銑削頭符合 JB1530 75 銑削頭 標(biāo)準(zhǔn) 該銑削頭可與 F41 齒輪傳動(dòng) 裝置 F42 皮帶傳動(dòng)裝置配用 如圖 2 動(dòng)力滑臺(tái) 行程的大小 根據(jù)加工工件的大小 柴油機(jī)總長 871 所以動(dòng)力滑臺(tái)的行程必須大于 871 根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn) 我確定動(dòng)力滑臺(tái)行程為 890 進(jìn)給率大小 動(dòng)力滑臺(tái)與動(dòng)力頭比較 用動(dòng)力滑臺(tái)配置機(jī)床靈活性比較大 動(dòng)力頭前 端一般只能安裝所軸箱 而動(dòng)力滑臺(tái)可以安裝動(dòng)力箱 多軸或單軸 錐孔車端 面頭 銑頭或夾具等 采用機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)比采用機(jī)械動(dòng)力頭多一個(gè)電機(jī) 通過以上分析 適合我的實(shí)際情況 在設(shè)計(jì)雙面銑床時(shí) 采用機(jī)械動(dòng) 力滑臺(tái) 根據(jù)參考書 組合機(jī)床手冊 得 銑削力 F 9 81GdoXf fYf Kmf N G 42 7 Xf 1 0 Yf 0 8 Kmf Kmm HB 190 0 6 f 0 2 毫米 轉(zhuǎn) 3 3 200 190 0 6 代入上式得 F1 9 81 42 7 6 4 110 0 2 0 8 200 190 0 6 740N 當(dāng) do 12 5 時(shí) F2 9 81 42 7 12 5 1 0 0 2 0 8 200 190 0 6 1445N F F1 F 1445 740 2185KG 結(jié)合以上可知 動(dòng)力部件選 3 動(dòng)力滑臺(tái) 工進(jìn)電機(jī)為 J02 11 4A301 快速電機(jī)為 J02 21 4A301 側(cè)底座為 cc32B 根據(jù)以上數(shù)據(jù)和信息 和老師的幫忙 我選擇了 HY40A B 動(dòng)力滑臺(tái) 如圖 3 2 組合機(jī)床床身的選擇 組合機(jī)床床身的作用與類型 組合機(jī)床的床身是支撐部件 主要是用來安裝其它工作部件用的 因此對 床身的基本要求是具有足夠的剛性 以保證各部件之間能長期保持正確的相對 位置 它是確定機(jī)床能否長期保持精度的主要條件之一 組合機(jī)床床身是采用組合方式 如設(shè)計(jì)臥式滑座 床體及中間惻座組合而 成 這種床身與立式相比 結(jié)構(gòu)加工與裝配工藝性不太好 同時(shí)安裝與運(yùn)輸都 不算太方便 不過這種床身剛性好 1 組合機(jī)床臥式床身 組合機(jī)床臥式床身 液壓及機(jī)械通用部件的床體是通用的 滑座是安裝在床體上的 而床體與中間底座間是由螺釘及銷聯(lián)結(jié)在一 起的 底座與床身間有一個(gè) 5 毫米厚的墊片 采用這種組合結(jié)構(gòu) 對機(jī)床的制 造和維修都方便了 因?yàn)楫?dāng)滑座導(dǎo)軌磨損后 只須取下滑座將導(dǎo)軌面重新修刮 并更換墊片 使之調(diào)整到相應(yīng)的高度即可 并且滑座可以用比較好的材料 而 床體則可以用比較差的材料 床體的規(guī)格與型式和滑臺(tái)的規(guī)格與性式相配套的 選用 cc32 此型號的床體頂面具有與滑座結(jié)合的平面外 周圍有收集冷卻液或潤 滑油槽 以供需要時(shí) 可以用管將油液引到存儲(chǔ)箱中 為了便于運(yùn)輸 還設(shè)有 起吊螺孔 3 主軸箱的配置及大小 潤滑情況 根據(jù)床身與滑座型號的選擇 以及傳動(dòng)系統(tǒng)的排列 主軸箱外形尺寸可 選為 400 400 主軸箱內(nèi)齒輪 軸承的潤滑是靠齒輪球潤滑的 動(dòng)力頭導(dǎo)軌自 動(dòng)潤滑 是靠主軸箱上的配油器供油 經(jīng)過電動(dòng)滑閥及分油器潤滑各點(diǎn) 電動(dòng) 滑閥的工作可用動(dòng)力頭上的電器控制 擋鐵來控制 還可以用按鈕集中控制 第五章 組合機(jī)床總裝圖的檢驗(yàn)內(nèi)容 鉆床雖然是由大量通用部件及通用零件所組成 但并非用零件中及有關(guān)的 專用部件湊合在一起就能組成 加工出合格產(chǎn)品的組合機(jī)床來 即使如此而機(jī) 床的幾何精度也不一定是合格的 因此 為了使生產(chǎn)出來的機(jī)床經(jīng)驗(yàn)有實(shí)用性 必須進(jìn)行以下三個(gè)方面內(nèi)容 的檢驗(yàn)與試驗(yàn) 5 1 組合雙面銑床的空載運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn) 通過組合機(jī)床的空載運(yùn)行試驗(yàn) 可以使我們發(fā)現(xiàn)一些設(shè)計(jì)制造裝配等質(zhì)量 問題 并可考驗(yàn)一下電機(jī)的合理性和可靠性 以便在機(jī)床切削前采取一些必須 的措施 清除機(jī)床在空載運(yùn)行試驗(yàn)中所暴露出來的缺陷 為了保證切削試驗(yàn)?zāi)?可靠的進(jìn)行 因此當(dāng)清楚了試驗(yàn)中的所暴露的缺陷后 還需要再次進(jìn)行空載運(yùn) 轉(zhuǎn)試驗(yàn) 5 2 組合雙面銑床的切削試驗(yàn) 由于組合鉆床是為了加工某一特定的零件或某一類特定零件而設(shè)計(jì)與制造 的 因此組合機(jī)床實(shí)際加工精度能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求 將是檢驗(yàn)機(jī)床質(zhì)量優(yōu)劣的 最主要的標(biāo)準(zhǔn) 為此組合機(jī)床總裝過程中 當(dāng)機(jī)床空轉(zhuǎn)試驗(yàn)合格下 必須進(jìn)行 機(jī)床的切削試驗(yàn)來檢驗(yàn)機(jī)床的加工精度 5 3 組合雙面銑床集合精度檢驗(yàn) 影響組合機(jī)床加工精度的因素是多種多樣的 有的是直接影響因素 有的 是間接影響因素 其中組合機(jī)床的幾何精度是影響機(jī)床加工精度及其重要的因 素 因?yàn)闄C(jī)床的幾何精度的好壞將反映機(jī)床各部件間達(dá)到相對位置的狀態(tài) 因 此在機(jī)床總裝過程中 通常要多次調(diào)整機(jī)床的幾何精度 那么 機(jī)床的調(diào)整首先為了裝配各個(gè)部件及其緊釘螺釘孔 需第一次粗調(diào) 機(jī)床幾何精度 以保證各部件處于良好的工作狀態(tài) 而在機(jī)床切削試驗(yàn)后需第 三次最終檢驗(yàn)機(jī)床的幾何精度 以比較切削前后機(jī)床各部件間相對位置的變化 并且保證切削前后兩次精度檢驗(yàn)結(jié)果在允許的范圍內(nèi) 夾具設(shè)計(jì) 6110 柴 油 機(jī) 缸 頭 夾 具 設(shè) 計(jì) 工 件 用 平 面 作 為 定 位 基 準(zhǔn) 在 生 產(chǎn) 中 十 分 廣 泛 根 據(jù) 工 件 上 作 為 定 位 基 準(zhǔn) 的 平 面 是 否 已 經(jīng) 過 加 工 將 平 面 基 準(zhǔn) 面 分 成 粗 基 準(zhǔn) 和 精 基 準(zhǔn) 兩 種 情 況 粗 基 準(zhǔn) 面 是 工 件 的 毛 坯 表 面 表 面 粗 糙 夾 具 上 通 常 采 用 球 頭 支 承 或 可 調(diào) 支 承 作 為 定 位 元 件 當(dāng) 工 件 以 加 工 過 的 平 面 定 位 時(shí) 可 采 用 平 頭 支 承 銷 或 支 承 板 1 基 準(zhǔn) 分 布 及 輔 助 支 承 設(shè) 計(jì) 對 裝 夾 表 面 的 基 本 要 求 對 于 一 個(gè) 復(fù) 雜 的 工 件 某 些 表 面 明 顯 不 適 合 作 裝 夾 表 面 首 先 就 可 以 把 這 些 表 面 刪 除 掉 我 們 現(xiàn) 在 的 工 件 僅 是 提 出 那 些 滿 足 以 下 基 本 要 求 可 供 選 擇 的 裝 夾 表 面 即 1 非 加 工 表 面 2 平 面 3 帶 有 可 及 性 法 方 向 的 表 面 4 足 夠 大 的 表 面 確 定 這 些 要 求 的 目 的 主 要 是 排 除 那 些 工 件 上 明 顯 不 適 合 作 裝 夾 的 表 面 并 且 假 定 所 有 剩 下 的 表 面 都 可 作 為 裝 夾 表 面 根 據(jù) 師 父 的 經(jīng) 驗(yàn) 我 可 以 確 定 柴 油 機(jī) 缸 頭 的 下 表 面 為 夾 緊 面 缸 頭 的 進(jìn) 氣 面 為 附 助 定 位 面 為 了 保 證 定 位 位 置 準(zhǔn) 確 應(yīng) 盡 可 能 增 大 支 承 釘 之 間 的 距 離 使 三 點(diǎn) 之 間 面 積 盡 可 能 大 并 使 G 落 入 3 個(gè) 支 承 釘 組 成 的 三 角 形 內(nèi) 如 圖 4 2 所 示 但 此 工 件 面 積 較 大 同 時(shí) 加 工 余 量 也 很 大 僅 用 了 3 個(gè) 支 承 釘 雖 然 原 理 正 確 但 工 件 應(yīng) 切 削 力 夾 緊 力 和 自 重 均 易 產(chǎn) 生 變 形 此 時(shí) 必 須 設(shè) 置 輔 助 支 承 如 圖 4 3 所 示 即 在 用 3 個(gè) 支 承 釘 確 定 工 件 位 置 的 基 礎(chǔ) 上 將 輔 助 支 承 配 磨 調(diào) 整 到 合 適 的 高 度 用 以 支 承 工 使 夾 緊 穩(wěn) 定 可 靠 4 3 雙 銷 配 合 定 位 設(shè) 計(jì) 以 上 討 論 得 都 是 工 件 以 單 個(gè) 定 位 基 準(zhǔn) 面 在 夾 具 上 定 位 的 情 況 只 約 束 了 3 個(gè) 自 由 度 還 不 能 滿 足 完 全 定 位 的 要 求 在 生 產(chǎn) 中 往 往 要 求 工 件 用 兩 個(gè) 以 上 基 準(zhǔn) 面 即 一 組 基 準(zhǔn) 的 定 位 其 中 最 常 見 到 的 是 一 面 兩 孔 的 組 合 夾 具 上 相 應(yīng) 的 定 位 元 件 就 是 兩 個(gè) 定 位 銷 和 一 個(gè) 平 面 下 面 就 再 來 討 論 一 下 定 位 銷 的 設(shè) 計(jì) 一 面 兩 銷 定 位 方 式 普 遍 用 于 各 種 板 狀 殼 體 和 箱 體 類 零 件 如 減 速 器 箱 體 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 缸 體 缸 蓋 等 此 種 定 位 方 式 使 夾 具 結(jié) 構(gòu) 簡 單 工 藝 過 程 中 基 準(zhǔn) 統(tǒng) 一 并 使 工 件 傳 送 和 定 位 方 便 因 此 在 自 動(dòng) 化 生 產(chǎn) 中 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 定 位 方 式 工 件 以 平 面 作 為 主 要 定 位 基 準(zhǔn) 限 制 三 個(gè) 自 由 度 圓 柱 銷 限 制 兩 個(gè) 自 由 度 菱 形 銷 限 制 一 個(gè) 自 由 度 菱 形 銷 作 為 防 轉(zhuǎn) 支 承 其 長 軸 方 向 應(yīng) 于 兩 銷 中 心 連 線 相 垂 直 并 應(yīng) 正 確 地 選 擇 菱 形 銷 直 徑 的 基 本 尺 寸 和 經(jīng) 削 邊 后 圓 柱 部 分 的 寬 度 圖 4 4 所 示 為 菱 形 銷 的 結(jié) 構(gòu) 與 尺 寸 4 4 夾緊原理與加緊力計(jì)算 夾 緊 的 主 要 目 的 是 在 整 個(gè) 加 工 周 期 內(nèi) 可 靠 地 保 持 工 件 在 定 位 的 位 置 4 4 1 決 定 夾 緊 力 大 小 在 決 定 了 夾 緊 力 的 方 向 和 位 置 后 通 常 將 夾 具 和 工 件 視 為 剛 性 系 統(tǒng) 再 根 據(jù) 工 件 受 切 削 力 和 夾 緊 力 后 的 靜 力 平 衡 條 件 計(jì) 算 出 理 論 夾 緊 力 0 再 乘 以 系 數(shù) 即 為 實(shí) 際 所 需 夾 緊 力 故 夾 緊 力 計(jì) 算 公 式 為 0 如 考 慮 加 工 性 質(zhì) 刀 具 磨 損 鈍 化 繼 續(xù) 切 削 等 作 粗 略 估 算 時(shí) 系 數(shù) 1 5 用 于 精 加 工 時(shí) 取 1 5 2 5 用 于 粗 加 工 時(shí) 取 2 5 3 4 4 2 夾 緊 設(shè) 計(jì) 的 基 本 要 求 工 件 在 加 工 過 程 中 受 到 切 削 力 慣 性 力 離 心 力 等 各 種 力 的 作 用 為 了 保 證 工 件 能 可 靠 地 夾 緊 在 定 位 元 件 上 工 件 除 定 位 外 還 必 須 將 之 夾 緊 對 夾 具 中 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 的 基 本 要 求 是 1 夾 緊 后 不 能 破 壞 工 件 在 夾 具 中 地 正 確 位 置 2 夾 緊 力 要 足 夠 大 使 工 件 在 加 工 過 程 中 不 致 產(chǎn) 生 移 動(dòng) 旋 轉(zhuǎn) 或 發(fā) 生 振 動(dòng) 夾 緊 力 不 能 過 大 以 致 于 壓 壞 工 件 表 面 或 使 工 件 變 形 3 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 要 操 作 方 便 節(jié) 省 操 作 工 人 勞 力 保 證 安 全 即 夾 緊 操 作 時(shí) 不 應(yīng) 碰 到 工 件 刀 具 或 機(jī) 床 上 相 關(guān) 部 分 并 保 證 裝 卸 方 便 4 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 的 復(fù) 雜 程 度 和 自 動(dòng) 化 程 度 應(yīng) 與 工 件 的 產(chǎn) 量 和 批 量 相 適 應(yīng) 4 4 3 常 用 簡 單 夾 緊 裝 置 所 產(chǎn) 生 的 夾 緊 力 夾 具 中 的 夾 緊 裝 置 品 種 花 色 十 分 繁 多 并 可 作 多 種 分 類 尤 其 在 大 批 量 生 產(chǎn) 中 用 到 的 自 動(dòng) 化 夾 緊 裝 置 機(jī) 構(gòu) 十 分 復(fù) 雜 但 從 原 理 來 看 或 從 絕 大 多 數(shù) 夾 具 上 用 到 的 夾 緊 裝 置 來 看 還 是 基 本 的 手 動(dòng) 簡 單 夾 緊 裝 置 為 主 的 1 基 本 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 楔 利 用 斜 面 楔 緊 原 理 夾 緊 工 件 是 最 基 本 的 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 也 是 夾 具 中 最 廣 泛 使 用 的 夾 緊 形 式 斜 面 夾 緊 最 直 觀 的 形 式 是 楔 其 他 夾 緊 裝 置 如 螺 旋 偏 心 等 實(shí) 際 上 就 是 楔 夾 緊 的 變 異 2 螺 旋 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 螺 旋 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 是 使 用 最 普 遍 的 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 也 是 楔 夾 緊 的 變 形 螺 旋 夾 緊 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 結(jié) 構(gòu) 簡 單 增 力 比 較 大 自 縮 性 能 好 主 要 缺 點(diǎn) 是 手 工 操 作 時(shí) 夾 緊 動(dòng) 作 緩 慢 輔 助 時(shí) 間 長 3 應(yīng) 用 由于錫柴公司采用的是雙面銑床 工作臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 換加工對象 品種而且雙工 作臺(tái)機(jī)床可排除人為裝夾時(shí)間 手工裝夾雖緩慢但仍不影響加工效率 因此設(shè)計(jì)專用 動(dòng)力夾緊裝置很不經(jīng)濟(jì) 經(jīng)綜合考慮采用手動(dòng) 1 基本夾緊機(jī)構(gòu) 楔作為本套夾具所 采用的夾緊形式