柴油機(jī)氣缸蓋三面鉆床總體及夾具設(shè)計(jì)方案

12/12柴油機(jī)氣缸蓋組合鉆床總體及夾具設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)課題來源于鹽城市江淮動(dòng)力集團(tuán)。柴油機(jī)氣缸蓋是需要大量生產(chǎn)的零件，為了提高加工精度和生產(chǎn)效率，需要設(shè)計(jì)一種組合機(jī)床來改善柴油機(jī)機(jī)體的加工狀況。本組合機(jī)床是針對(duì)氣缸蓋左、右、后個(gè)面上 7個(gè)孔同時(shí)加工、生產(chǎn)率低、位置精度誤差大的問題的需要而設(shè)計(jì)的。該設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括總體設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)兩方面。在總體設(shè)計(jì)中分析了被加工零件的加工工藝性，選擇了加工的定位基準(zhǔn)及夾緊方案，適宜的切削用量、刀具、及機(jī)床的配置型，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，滿足了設(shè)計(jì)需要。關(guān)鍵詞組合機(jī)床；夾具；氣缸蓋本設(shè)計(jì)來自：完善畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng)“://bysj520/“://bysj520QQ：8191040TheOverallandFixtureDesignofModularMachineToolforDrillingHolesofDieselEngineCylinderHeadConsideringthelargequantityofcylinderheadneededbydiesels,amodularmachinetoolisdesignedtoimprovetheaccuracyandefficiencyieseproductionTheissues.ThdesigismainlyfocuseonboththeoveraldesigandjidesignTheoveraldesignspecifsdetaileanalysiofprocessintechonologychoiceofsuchparameterscuttingtoolheconfiguratiotypesofmachinetoolstheproperconstructionprogramandsoon.Meanwhilethedrawingof“ThreeChartsandOneCararecompleted.Fixtuesignthefirstoidentiftheworkpiecepositioningprogramme,andtheselampingprogramme,estimatesclamcesize,theaccordingtotheresultsdrawnfixtureassemblyandmajorpartsofthemap.Asfarajigsareconcerned,aspecialfixtureareemployedwiththeaidofthethreeplatforpositioningprogramaccordingtotheprincipleofsixpointspositioningtoeliminatsafer,morereliableandconvienthydraulicgripdevicesareemployedforastableareliablegrip.Thecharateristicsofhighefficieney,lowcost,highprocessingaccueasyoperationmakeitpossibletorelievethlaborinternsittoimproveefficiencyandtomeetdesigntherequirements.KeyWords:Modularmachinetool

CylinderHead目 錄1組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)3總體方案論證3加工對(duì)象工藝性分析3機(jī)床配置型式的選擇3定位基準(zhǔn)的選擇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6三圖一卡設(shè)計(jì)8被加工零件工序圖8加工示意圖8機(jī)床聯(lián)系尺寸圖11315零件的工藝性分析15夾具設(shè)計(jì)的根本要求15夾具總體構(gòu)造構(gòu)思16定位方案確實(shí)定16定位方案的論證16定位基準(zhǔn)的選擇16定位的實(shí)現(xiàn)方法1717影響加工精度的因素17保證加工精度的條件19夾緊方案確定19夾緊裝置確實(shí)定19夾緊力確實(shí)定20夾緊液壓缸的選擇22導(dǎo)向裝置的選擇23鉆模套型式的選擇和設(shè)計(jì)23鉆模板的類型和設(shè)計(jì)23425262728前言需要，以大量通用部件為根底，配以少量專用部件組成的一種高效的專用機(jī)種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種外形槽，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，一種型的組合機(jī)床——柔性組合機(jī)床越來越受到人們的青睞，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，配以可編程序掌握器(ＰＬＣ>、數(shù)字掌握(ＮＣ>等，能任意轉(zhuǎn)變工作循環(huán)掌握和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并能敏捷適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來組合70年月以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動(dòng)檢測(cè)和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的進(jìn)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。組合機(jī)床將來的進(jìn)展將更多的承受調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡(jiǎn)化構(gòu)造、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；承受數(shù)字掌握系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，目前根本上有兩種狀況：其一，是依據(jù)具體加工對(duì)象的具體狀況進(jìn)展特地設(shè)計(jì)，這是當(dāng)前最普遍的做法。其二，隨著組合機(jī)床在我國(guó)機(jī)械行業(yè)的廣泛使用，寬闊工人總結(jié)自己生產(chǎn)和使用組合機(jī)床的閱歷，覺察組合機(jī)床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計(jì)成通用部件，而且一些行業(yè)在完成肯定工藝范圍內(nèi)組合機(jī)床是極其相像的，有可能設(shè)計(jì)為通用機(jī)床，這種機(jī)床稱為“專能組合機(jī)床”。這種組合機(jī)床就不需要每次按具體加工對(duì)象進(jìn)展特地設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而是可以設(shè)計(jì)成通用品種，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡(jiǎn)潔的夾具及刀具，即可組成加工肯定對(duì)象的高效率設(shè)備。組合機(jī)床行業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)現(xiàn)狀與劇烈競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)以及與用戶需求之間的差距是比較大以求得行業(yè)企業(yè)的大進(jìn)展，前景是美的。水平差距較大。S195柴油機(jī)、ZH1105柴油機(jī)銷路格外走俏，市場(chǎng)提高生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量方面的技術(shù)改造，使產(chǎn)品的合格率上升，增加產(chǎn)量，適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，提高經(jīng)濟(jì)效益。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)原有的氣缸蓋左、右、后個(gè)面上7個(gè)孔同時(shí)加工、生產(chǎn)率低、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)效合機(jī)床過程中，組合機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)是整個(gè)組合機(jī)床設(shè)計(jì)工作的重要局部之經(jīng)濟(jì)性和勞動(dòng)條件等因素，還有肯定的難度。設(shè)計(jì)該組合機(jī)床方案如下：認(rèn)真分析零件的特點(diǎn)，以確定零件合理可行的準(zhǔn)及夾壓方案等〕，確定工序間加工余量，選擇適宜的切削用量，確定組合機(jī)床的配制形式；依據(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，最終按裝配關(guān)系組裝成組合機(jī)床。本說明書以設(shè)計(jì)臥式三面鉆螺紋底孔組合機(jī)床為主線，闡述了刀具的選擇和夾具設(shè)計(jì)的過程。在第2章中著重介紹了組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)。在總體設(shè)計(jì)中，首先是被加工零件的工藝分析，然后是總體方案的論證，在比較了很多方案之后，結(jié)合本道工序加工的特點(diǎn)最終選擇臥式雙面的機(jī)床配置型式。再結(jié)合本道工序的特點(diǎn)選擇刀具。依據(jù)選擇的切削用量，計(jì)算刀具的切削力、切削扭矩、切削功率等，再確定刀具的大小和型式。在確定這些設(shè)計(jì)計(jì)算后，然后是繪制組合機(jī)床的“三圖一卡”—被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺3章中，主要介紹了夾具的設(shè)計(jì)。夾具設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的組成局部。夾具設(shè)計(jì)時(shí)，首先確定工件的定位方案，然后選擇夾緊方案，估算夾緊力大小，選擇夾緊液壓缸的型號(hào)，最終完成夾具的零部件設(shè)計(jì)。最終依據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制夾具裝配圖和主要的零件圖。組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)總體方案論證加工對(duì)象工藝性的分析該加工零件為柴油機(jī)氣缸蓋。材料HT250，其硬度為HB190—240，重量12Kg，在本工序之前各主要外表、主要孔已加工完畢。B.本機(jī)床被加工零件的加工工序及加工精度本道工序：鉆左面、右、后三面的孔，由本設(shè)備“氣缸蓋三面鉆組合機(jī)7個(gè)孔的加工。具體加工內(nèi)容及加工精度是：左側(cè)面上1個(gè)孔：鉆G3/8″放置螺塞底孔至Φ15.2通孔，；〕：<完工尺寸為4×M10-7H〕螺紋底孔至Φ深19，，各孔位置度公差為Φ0.03mm；〕：<完工尺寸為2×M10-7H〕螺紋底孔至Φ深19，，各孔位置度公差為Φ0.03mm；90°倒角至螺紋外徑。2.1.2機(jī)床配置型式的選擇術(shù)性能的主要部件的構(gòu)造方案。既要考慮能實(shí)現(xiàn)工藝方案，以確保零件的精合分析各方面的狀況，進(jìn)展多種方案的比照，從中選擇最正確方案。但其機(jī)動(dòng)時(shí)間不能與關(guān)心時(shí)間重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低。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)底高，振動(dòng)大。合機(jī)床。定位基準(zhǔn)的選擇ZH1105柴油機(jī)機(jī)體體屬箱體類零件，本工序加工為三面同時(shí)種，“一面兩孔”和“三平面”定位方法。A.“一面雙孔”的定位方法它的特點(diǎn)是：可以簡(jiǎn)便地消退工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定牢靠定位；面上孔的位置精度；“一面雙孔”可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整個(gè)工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而削減由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的累積誤差，有利于保證〕的很多部件實(shí)現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計(jì)、制造周期，降低本錢。B.“三平面”定位方法它的特點(diǎn)是：b.有同時(shí)加工零件兩個(gè)外表的可能，能高度集中工序。自由度。柴油機(jī)氣缸蓋質(zhì)量較大，底面上孔的直徑足夠，定位銷不會(huì)受力變度。這樣工件的6個(gè)自由度被完全約束了也就得到了完全的定位。確定切削用量及選擇刀具選擇切削用量對(duì)于7個(gè)被加工孔，承受查表法選擇切削用量，從文獻(xiàn)[1]P.130表6-11中選[1]P.131表6-12選取。降低進(jìn)給量的目的是為了減小軸向切削力，命與加工其他淺孔時(shí)鉆頭的壽命比較接近。[1]得硬度HB190-240時(shí)，高速鋼鉆頭的切削用量如表2-1：加工材料加工直徑<mm〕切削速度加工材料加工直徑<mm〕切削速度(m/min>190～240HBS進(jìn)給量(mm/r>鑄鐵6～12>12～2210～180.1～0.18>0.18～0.25于滑臺(tái)的工進(jìn)速度<單位為mm/min〕，因此，一般先按各刀具選擇較合理的于滑臺(tái)的工進(jìn)速度<單位為mm/min〕，因此，一般先按各刀具選擇較合理的轉(zhuǎn)速(單位為r/min>和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 單位為mm/r〕，再依據(jù)其工作時(shí)間最<2-1〕轉(zhuǎn)速，通過“試湊法”來滿足每分鐘進(jìn)給量一樣的要求，即<2-1〕在選擇了轉(zhuǎn)速后就可以依據(jù)以下公式選擇合理的切削速度。<2-2〕在選擇了轉(zhuǎn)速后就可以依據(jù)以下公式選擇合理的切削速度。<2-2〕孔4×φ8.5，深19mm 查[1]第130頁表6-11高速鉆頭切削用量得由d＞6～12，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～18m/min，f＞0.1～0.18mm/rd=8.5mm，初選v=14m/min，f=0.13mm/r則由(2-3>得： 取n=533r/min；孔2×φ8.5，深19mm[1]第130頁表6-1高速鉆頭切削用量得：由d＞6～12，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～18m/min，f＞0.1～0.18mm/rd=8.5mm，初選v=14.1m/min，f=0.13mm/r則由n=539r/min；鉆孔Φ15.2，通孔，查[1]1306-11d＞12～22，硬度大于190～240HBS選擇v=10～18m/min，取v=16m/min，f＞f=0.2mm/r，d=15.2mm，v(m/min>1414.116f(mm/r>0.130.130.2n(r/min>5335393352-22-2孔徑切削用量8.58.515.22.2.2計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率依據(jù)文獻(xiàn)[1]P.136-20中公式(2-4>(2-5>式中，F(xiàn)——切削力<N〕；T<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。 ，在本設(shè)計(jì)中，， HB=223。由以上公式可得：A.右側(cè)面鉆孔由公式<2-3〕得：

=26×8.5×0.130.8×2230.6=1107.97N=10×8.51.9×0.130.8×2230.6=2924.38Nmm

==0.1575kW由公式<2-3〕得：

=26×8.5×0.130.8×2230.6=1107.97N=10×8.51.9×0.130.8×2230.6=2924.38Nmm==0.1586kW=26×15.2×0.20.8×2230.6=2796.56N由公式<2-4〕得：=10×15.2=26×15.2×0.20.8×2230.6=2796.56N由公式<2-4〕得：=10×15.21.9×0.20.8×2230.6=12454.02Nmm<2-5〕得：==0.429kW2-3孔徑F(N>M(Nmm>P(kW>8.51107.972924.380.15758.51107.972924.380.1586