基于三維的柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)-

鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2008目 錄前言 1組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 3總體方案論證 3加工對(duì)象工藝性的分析 3機(jī)床配置型式的選擇 3定位基準(zhǔn)的選擇 4選用滑臺(tái)傳動(dòng)型式 4確定切削用量及選擇刀具 4選擇切削用量 4計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率 7刀具耐用度的計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書簽。選擇刀具結(jié)構(gòu) 錯(cuò)誤！未定義書簽。三圖一卡設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。被加工零件工序圖 錯(cuò)誤！未定義書簽。加工示意圖 錯(cuò)誤！未定義書簽。機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 錯(cuò)誤！未定義書簽。機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 錯(cuò)誤！未定義書簽。組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。夾具總體分析 錯(cuò)誤！未定義書簽。零件的工藝性分析 錯(cuò)誤！未定義書簽。夾具設(shè)計(jì)的基本原則和要求 錯(cuò)誤！未定義書簽。夾具總體結(jié)構(gòu)構(gòu)思 錯(cuò)誤！未定義書簽。定位方案的確定 錯(cuò)誤！未定義書簽。定位方案論證 錯(cuò)誤！未定義書簽。定位基準(zhǔn)的選擇 錯(cuò)誤！未定義書簽。定位的實(shí)現(xiàn)方法 錯(cuò)誤！未定義書簽。導(dǎo)向裝置的選擇 錯(cuò)誤！未定義書簽。鉆套型式的選擇和設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。鉆模板的類型和設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。夾緊方案的確定 錯(cuò)誤！未定義書簽。夾緊裝置的確定 錯(cuò)誤！未定義書簽。夾緊力的確定 錯(cuò)誤！未定義書簽。夾緊液壓缸的選擇 錯(cuò)誤！未定義書簽。誤差分析 錯(cuò)誤！未定義書簽。影響加工精度的因素 錯(cuò)誤！未定義書簽。保證加工精度的條件 錯(cuò)誤！未定義書簽。夾具體的確定 錯(cuò)誤！未定義書簽。4結(jié)論 29參考文獻(xiàn) 30致 謝 31附 錄 32PAGEPAGE9鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2008前言組合機(jī)床是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成的又具有一定的重新調(diào)整能力，以適應(yīng)工件變化的需要，組合機(jī)床可以對(duì)工件進(jìn)行多面、多主軸加工。組合機(jī)床裝備的發(fā)展思路是以提高組合機(jī)床加工精度、組合機(jī)床柔性、組合機(jī)使其模塊化、柔性化，適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場(chǎng)需求。復(fù)合、多功能、多可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向。高速化——由于機(jī)構(gòu)各組件分工的專業(yè)化在專業(yè)主軸廠的開發(fā)下主軸高速化日益普及，過去只用于汽車工業(yè)高速化的b.c.高效能——對(duì)組合機(jī)床高速及精密化要求的提高導(dǎo)致了對(duì)加工工件制造速度的要求提高，同時(shí)由于產(chǎn)品競爭激烈，產(chǎn)品生命周期快速縮短，模具的快速成型加工已成為縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)d.e.復(fù)合化——產(chǎn)品外觀曲線的復(fù)雜化致使模具加工技術(shù)必須不斷升級(jí)，機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及，組合機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢(shì)。ZH1105W缸體三面鉆削組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)該組合機(jī)床思路：先仔細(xì)分析零件的特點(diǎn)，以確定零件的加工方法，確定工序間加工余量，選擇合適的切削用量，確定組合機(jī)床的配制形式；根據(jù)被加工零件的工藝要求確定刀具，再由刀具直徑計(jì)算切削力，切削扭矩，切削功率，然后選擇各通用部件，最后裝配改進(jìn)。本次設(shè)計(jì)主要進(jìn)行對(duì)組合三面鉆削的組合機(jī)床，進(jìn)行工藝方案、總體設(shè)計(jì)和夾ZH1105W43位置精度誤差大的問題而設(shè)計(jì)的，從而保證孔的位置精度、提高生產(chǎn)效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床可以大大提高單工序的集中度，提高了效率，減輕了工人的勞基于三維的柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)動(dòng)強(qiáng)度。鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2008組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)總體方案論證加工對(duì)象工藝性的分析本機(jī)床被加工零件特點(diǎn)ZH1105WHT250，190—240HBS，36.5Kg，在本工序之前各主要定位表面、主要孔已加工完畢。本機(jī)床被加工零件的加工工序及加工精度鉆組合機(jī)床”完成，本設(shè)備的主要功能是完成柴油機(jī)機(jī)體左、右、后三個(gè)面上43孔的加工。具體加工內(nèi)容及加工精度是：（1）（即水箱面）115×Φ6.718；4×Φ8.51×Φ1×Φ10.5Φ0.02mm（2）（即油底殼面）2116×Φ6.717；4×Φ13孔，通孔；鉆1×Φ6.8孔，深66，各孔位置度公差為Φ0.02mm。（3）（缸尾）鉆112×Φ8.520；1×Φ7115；鉆8×Φ6.7孔，深18，各孔位置度公差為Φ0.02mm。機(jī)床配置型式的選擇選擇要求根據(jù)選定的工藝方案確定機(jī)床的配置型式，并定出影響機(jī)床總體布局技術(shù)要求及生產(chǎn)率，又要考慮機(jī)床操作方便可靠，易于維修，且潤滑、冷卻、排屑情況良好。在加工同一零件時(shí)，可能會(huì)有各種不同的工藝方案和機(jī)床配置方案，要全面地，綜合分析，進(jìn)行幾種方案的對(duì)比，從中選擇最佳方案。單工位組合機(jī)床，具有固定式夾具，通常可安裝一個(gè)工件，特別適用于大、中型箱體類零件的加工。根據(jù)配置動(dòng)力部件的型式和數(shù)量，這種機(jī)床可分為單面、多面復(fù)合式。利用多軸箱同時(shí)從幾個(gè)方面對(duì)工件進(jìn)行加工。但其機(jī)動(dòng)時(shí)間不能與輔助時(shí)間重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低。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，占自由度大，操作方便。其缺點(diǎn)是機(jī)床重心高，振動(dòng)大。在分析了被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及所選擇的加工工藝方案，要求較好的穩(wěn)定性基于三維的柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)和精度，加緊也方便所以選擇臥式組合機(jī)床。定位基準(zhǔn)的選擇考慮到被加工零件是箱體類零件，工序加工為三面同時(shí)鉆孔，加工工序集中、“一面雙孔”的定位方法的特點(diǎn)是：可以簡便地消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。面上孔的位置精度。件整個(gè)工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的累積誤差，有利于保證零件的加工精度。同時(shí)，使機(jī)床各個(gè)工序（工位）的許多部件實(shí)現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計(jì)、制造周期，降低成本。易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位、夾緊，并有利于防止切削落于定位基面上。“三平面”定位方法的特點(diǎn)是：可以消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。有同時(shí)加工零件三個(gè)表面的可能，能高度集中工序。定位基準(zhǔn)，通過一個(gè)平面和兩個(gè)定位銷限制其六個(gè)自由度，但由于定位銷剛度小，箱體大可能會(huì)變形，所以采用“三平面”定位方法，該定位方式如下位基準(zhǔn)面，限制三個(gè)自由度；在左側(cè)有兩個(gè)支承釘，限制兩個(gè)自由度；在后面用個(gè)定位條限制剩下的一個(gè)自由度，6選用滑臺(tái)傳動(dòng)型式滑臺(tái)可以分為液壓滑臺(tái)、機(jī)械滑臺(tái)和數(shù)控滑臺(tái)三種類型。液壓滑臺(tái)的可以獲得較大的進(jìn)給力，零件磨損小，使用壽命長，快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn),轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠，有相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量可以無極變速。過載保護(hù)簡單可靠。即本設(shè)計(jì)采用選擇液壓滑臺(tái)。確定切削用量及選擇刀具選擇切削用量鉆孔工藝的切削用量可根據(jù)查文獻(xiàn)[1]P.1306-11[1]P.1316-12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，是刀具壽命有所降低。降低切削速度主要是為了提鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2008切削用量選擇是否合理，對(duì)組合機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機(jī)床的布局形式及正常工作均有很大影響。組合機(jī)床多軸箱上所以的刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)。查文獻(xiàn)[1]P1306-11HB190-2402-1：表2-1高速鋼鉆頭切削用量加工材料加工材料加工直徑d（mm）1切削速度v(m/min)190～240HBS進(jìn)給量f 鑄鐵6～12>12～2210～180.1～0.18>0.18～0.25在選擇切削速度時(shí)，要求同一多軸箱上各刀具每分鐘進(jìn)給量必須相等并等于滑臺(tái)的工進(jìn)速度v （單位為mm/min）,所以要求同一多軸箱上各刀具均有合理的切削fni

(單位為r/min)和每轉(zhuǎn)進(jìn)給f（mm/r，再根據(jù)其工作時(shí)間最長、負(fù)荷最重、刃磨較困難的所謂“限制i性刀具”來確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，通過“試湊法”來滿足每分鐘進(jìn)給量相同的要求，即nf n f11 2 2

nf vi i

（2-1）在選擇了轉(zhuǎn)速后就可以根據(jù)公式v選擇合理的切削速度。后端面各孔切削用量的選擇

dn1000

（2-2）(1)鉆2×Φ8.5，深20, l=20mm查[1]P.130表6-11、表6-12得d＞6～12，硬度大于200～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,d=8.5mm,3d,n=500r/min,f=0.1mm/r,則由（2-2）得：v=π×8.5×500/1000=13.345m/minv=13.4m/min，vf=nf=50m/min(2)1×Φ7115，l=115mm查[1]P.130表6-11、表6-12得d＞6～12，硬度大于200～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,d=7mm,孔深（15～20）d,nvf/f，f=0.5f=（0.05～0.09）mm/r，即取f=0.08mm/r,n=625r/min則由（2-2）得：v=π×7×625/1000=13.7m/min(3)8×Φ6.718，l=18mm查[1]P.1306-12得d＞6～12，硬度大于200～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,d=10.1mm,3dnvf/f，f=0.1mm/r,n=500r/min則由（2-2）得：v=π×6.7×500/100010.5m/min基于三維的柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)左端面各孔切削用量的選擇（1）4×Φ8.522，l=22mm查[1]P.1306-12得d＞6～12，硬度大于200～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,d=8.5mm,3dnvf/f，fn=500r/min則由（2-2）得：v=π×8.5×500/1000=13.4m/min（2）1×Φ10.515，l=15mm查[1]P.1306-12得d＞6～12200～240HB=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,又d=10.5mm,3dnvf/f，f=0.1mm/rn=500r/min則由得：v=π×10.5×500/1000=16.5m/min（3）1×Φ6.715，l=15mm查[1]P.1306-12得d＞6～12200～240HB=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,又d=10.5mm,3dnvf/f，f=0.1mm/rn=500r/min則由得：v=π×6.7×500/1000=10.5m/min（4）5×Φ6.718，l=18mm查[1]P.1306-12得d＞6～12200～240HB=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,又d=10.5mm,3dnvf/f，f=0.1mm/rn=500r/min則由（2-2）得：v=π×6.7×500/1000=10.5m/min右端面各孔切削用量的選擇（1）1×Φ6.866，l=66mm查[1]P.1306-12得d＞6～12，硬度大于200～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,d=6.8mm,nf=0.091mm/r，n=550r/min則由（2-2）得：v=π×6.8×550/1000=11.7m/min（2）16×Φ6.717，l=17mm查[1]P.1306-12得d＞6～12，硬度大于200～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,d=6.7mm,3dnvf/f，fn=500r/min則由（2-2）得：v=π×6.7×500/1000=10.5m/min（3）4×Φ1316，l=16mm查[1]P.1306-12得v=10～18m/min,f＞0.18～0.25mm/r,d=13mm,3dnvf/f，f=0.185mm/r,n=270r/min則由（2-2）得：v=π×13×270/1000=11m/min鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2008表2-2 加工各個(gè)孔的進(jìn)給量，工進(jìn)速度及切削速度孔徑根據(jù)文獻(xiàn)[1]P.134表2-2 加工各個(gè)孔的進(jìn)給量，工進(jìn)速度及切削速度孔徑切削用量6.76.878.510.513v(m/min)10.511.713.713.416.511f(mm/r)0.10.0910.080.10.10.185n(r/min)500550625500500270F26Df0.8HB0.6 (2-3)T10D1.9f0.8HB0.6 (2-4)式中，F(xiàn)9740 D——切削力（式中，F(xiàn)9740 D