【正文】 整個(gè)設(shè)計(jì)通過對零件工藝分析，結(jié) 構(gòu)分析，確定了夾緊、定位方案，完成了對“三圖一卡”及夾具的繪制。 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求： 度和尺寸穩(wěn)定性。 基于三維的柴油機(jī)氣缸蓋組合鉆床總體及夾具設(shè)計(jì) 26 圖 33 導(dǎo)套尺寸簡圖 對于加工Φ 孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為： D=18mm， D2=32mm， D1=25 mm， L=25mm，h=10mm, l1=3mm, 配用的螺釘 M6 對于加工Φ 孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為： D=30mm， D2=55mm， D1=40 mm， L=35mm，h=10mm， l1=3mm,配用的螺釘 M6。 綜上所述，查資料 [5] 頁表 ，選定夾緊液壓缸為 T5019I 型油缸。 夾緊力的預(yù)算 根據(jù)工件所受切削力、夾緊力的作用情況，找出加工過程中對夾緊最不利的狀態(tài)，來確定夾緊力。 向應(yīng)是工件剛度較高的方向。 主要缺點(diǎn)是空氣壓縮性大，夾具的剛度和穩(wěn)定性較差；在產(chǎn)生相同原始作用的條件下，因工作壓力低，其動(dòng)力裝置的結(jié)構(gòu)尺寸大。 、安全、省力。 保證加工精度的條件 工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差 ?? 為上述的各項(xiàng)誤差之和。 Y△ 由于定位基準(zhǔn)的誤差或定位支撐點(diǎn)的誤差而造成的定位基準(zhǔn)位移，即工件實(shí)際位置對確定位置的理想要素的誤差，這種誤差稱為基準(zhǔn)位移誤差，以 Y△ 表示。 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)選擇的原則 ； ； ； ； 。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。因此，排屑問題在夾具設(shè)計(jì)時(shí)必須給予充分的注意，在設(shè)計(jì)高效組合機(jī)床夾具時(shí)尤為重要。其關(guān)鍵在于，正確地確定定位方案、夾緊方案和刀具導(dǎo)向方式，合理地設(shè)計(jì)夾具的尺寸、公差和技術(shù)要求，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行誤差的分析和計(jì)算。 則 hTQ / 60601 件單 ??? ? 機(jī)床負(fù)荷率為理性鄉(xiāng)生產(chǎn)率與實(shí)際生產(chǎn)率之比。主軸箱寬度B、高度 H 的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式計(jì)算： 12B b b?? （ 210） 11H h h b? ? ? （ 211） 式中， b— 工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（ mm）； 1b — 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）； 1h — 最低主軸高度（ mm） 。臺面寬 500mm，臺面長 1000mm,行程長 400mm，滑臺及滑座總高 320mm,滑座長 1240mm，允許最大進(jìn)給力 32021N，快速行程速度 ，工進(jìn)速度 10～350mm/min。本課題的加工對象是 ZH1105 柴油機(jī) 氣缸蓋三 個(gè)面上的 7 個(gè)孔，位置精度和尺寸精度要求較高，因此采用液壓滑臺。由已確定的快速進(jìn)給和工作進(jìn)給長度可知，三 面快速退回長度為 170mm。主軸軸徑 d=30mm時(shí)，主軸外伸尺寸為： L=115mm；接桿莫氏圓錐號為１。 組合機(jī)床鉆孔時(shí)，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證的。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及 9 工件、夾具、刀具等機(jī) 床各部件間的相對位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。 選擇刀具結(jié)構(gòu) 根據(jù)工藝要求及加工精度的要求，加工 7 個(gè)孔的刀具均采用標(biāo)準(zhǔn)錐柄長麻花鉆。 切削用量選擇是否合理，對組合機(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。 一般情況下，“一面雙孔”是最常用的定位方案，即零件在機(jī)床上放置的底面及底面上的 兩個(gè)孔作為定位基準(zhǔn)，通過一個(gè)平面和兩個(gè)定位銷限制其六個(gè)自由度。由于箱體零 件的定位方案一般有兩種，“一面兩孔”和“三平面” 定位方法。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。 機(jī)床配置型式的選擇 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)床總體布局和技術(shù)性基于三維的柴油機(jī)氣缸蓋組合鉆床總體及夾具設(shè)計(jì) 4 能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制夾具裝配圖和主要的零件圖。在第 2 章中著重介紹了組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)。 前面，后面，左面三 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)效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。組合機(jī)床未來的 發(fā)展將更多的基于三維的柴油機(jī)氣缸蓋組合鉆床總體及夾具設(shè)計(jì) 2 采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(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。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用來組成自動(dòng)生產(chǎn)線。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。 國內(nèi)組合機(jī)床近幾年取得了長足的進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國家相比，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品水平、開發(fā)能力、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、制造技術(shù)水平、勞動(dòng)生產(chǎn)率、國內(nèi)外市場占有率等諸多方面尚存在不少差距。 由于柴油機(jī)機(jī)體需大批量生產(chǎn)，為了提高加工精度，降低成本，有必要設(shè)計(jì)一種組合機(jī)床 來 滿足柴油 機(jī)機(jī)體 前后左三 面同時(shí)鉆孔的需要。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，在比較了許多方案之后，結(jié)合本 道工序加工的特點(diǎn)最終選擇臥式三 面的機(jī)床配置型式。 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 總體方案論證 加工對象工藝性的分析 該加工零件為 ZH1105 柴油機(jī) 氣缸蓋 。既要考慮能實(shí)現(xiàn)工藝方案，以確保零件的精度、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。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)。 A. “一面雙孔”的定位方法 它的特點(diǎn)是： ，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。 由于柴油機(jī) 氣缸蓋底面有兩個(gè)孔，再通過底面這個(gè)平面就可限制氣缸蓋六個(gè)自由度。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。 三圖一卡 設(shè)計(jì) 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（或自動(dòng)線）上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(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、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。 在編制加工示意圖的過程中，首先是對刀具進(jìn)行選擇。導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具相對工件的正確位置；保證刀具相互間的正確位置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。 主軸軸徑 d=38mm時(shí)，主軸外伸尺寸為： L=115mm；接桿莫氏圓錐號為 2。 動(dòng)力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。 由此，根據(jù)已定的工藝方案和機(jī)床配置形式并結(jié)合使用及修理等因素，確定機(jī)床為臥式雙面單工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床，液壓滑臺實(shí)現(xiàn)工作進(jìn) 給運(yùn)動(dòng)，選用配套的動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)主軸箱鉆孔主軸。 由切削用量計(jì)算得到的各主軸的切削功率的總和 P切 削 ，根據(jù) [1] 頁公式 ?切削多軸箱 PP ? （ 29） 式中 , P切 削 — 消耗于各主軸的切削功率的總和（ kW） ； ?— 多軸箱的傳動(dòng)效率 ,加工黑色金屬時(shí)取 ～ ，加工有色金屬時(shí)取～ ；主軸數(shù)多、傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。 其中， 1h 還與工件最低孔位置（ 2 11mmh ? ）、機(jī)床裝料高度 （ H=1000mm）、滑臺滑座總高（ 3 320mmh ? ）、側(cè)底座高度（ 4 560mmh ? ）、滑座與側(cè)底座之間的調(diào)整墊高度（ 7 5mmh ? ）等尺寸有關(guān)。即公式 [1] 1?? （ 215） 基于三維的柴油機(jī)氣缸蓋組合鉆床總體及夾具設(shè)計(jì) 14 則 % ??? ? 生產(chǎn)率計(jì)算卡見表 26。 、減低制造成本 夾具設(shè)計(jì) 的總體方案應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修，應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。 、夾緊，并有利于防止切削落于定位基面上。 綜上所述，故選定底 面為定位基準(zhǔn)面， 定位的實(shí)現(xiàn)方法 根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特征，選擇定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)六點(diǎn)定位原理，即選 氣缸蓋底面作為定位基準(zhǔn)面，用 兩個(gè)定位銷 限制了三個(gè)自由度，側(cè)面用 側(cè)定位塊 限制了兩個(gè)自由度 , 后 面用一個(gè) 后定位塊 限制了剩下的一個(gè)自由度，這樣氣缸體的六個(gè)自由度全部消除，實(shí)現(xiàn)零件的定位，如圖所示： 基于三維的柴油機(jī)氣缸蓋組合鉆床總體及夾具設(shè)計(jì) 18 19 圖 31 零件定位示意圖 誤差分析 一批工件依次在夾具中進(jìn)行定位時(shí)，由于工序基 準(zhǔn)的變動(dòng)對加工表面尺寸所造成的極限值之差稱為定位誤差。不同的定位方式，其基準(zhǔn)位移誤差的計(jì)算方式也 不同，此夾具定位是采用的“ 一面兩空 ”定位的方法，所以要計(jì)算的是平面支撐定位的位移誤差。由于上述誤差為獨(dú)立隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊加因此保證加工精度 的條件為： 22222oGATD ??????????? ?≤ K? （ 32） 即工件的加工誤差 ?? = 應(yīng)不大于工件的尺寸公差 K? ，由于孔距尺寸為130177。 夾緊裝置的選擇 通常應(yīng)用的機(jī)械夾緊裝置有氣壓裝置和液壓裝置兩種，各有其優(yōu)越性，要根據(jù)實(shí)際情況來選擇用哪種裝置。此外，還有較大的排氣噪聲。 。 根據(jù)文獻(xiàn) [5]查得切削力 Q的計(jì)算公式如下 210)( ff pPKQ ??? （ 33） 式中 K —— 安全系數(shù)； P —— 切削力； 0p —— 定位銷上允許承受 的一部分切削力，通?？砂磾D壓強(qiáng)度確定：擠][0 ?dhp ? ； 擠][? —— 許用擠壓應(yīng)力，取定位銷和工件中較小者； 1f —— 壓板和工件表面間的摩擦系數(shù)； 2f —— 工件和定位支承塊間的摩擦系數(shù)； d —— 定位銷的直徑； h —— 定位銷的接觸長度。 導(dǎo)向 裝置的選擇 導(dǎo)向裝置的作用在于保證刀具對于工件的正確位置；保證各刀具相互間的正確位置和提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。 對于加工Φ 孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為： D=18mm， D2=32 mm， D1=25mm， L=25mm，h=10mm， l1=3mm,配用的螺釘 M6。 。 本組合機(jī)床采用液壓滑臺、精密導(dǎo)套等零件，精度高，調(diào)整、保養(yǎng)以及維修方便；同時(shí)本機(jī)采用單工位的工作方式，在加工生產(chǎn)線上 7 個(gè)孔一次加工，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，從而降低了零件的加工成本。這次設(shè)計(jì)分總體設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。因此，夾具體的形狀及尺寸取決于夾具上各種裝置及夾具與機(jī)床的連接。 襯套內(nèi)外孔查資料 [2] 頁表 58通用導(dǎo)套的尺寸規(guī)格， d、 D和 D2的 關(guān)系如下圖所示。 2 6 . 50 . 4 3 3 0 . 4 3 3 0 . 9 9 . 9 4 m m[ ] 1 0 0yPtD ?? ? ? ? ? （ 36） 取 t=15mm。用推桿將壓力傳遞致壓板，然后由壓板將壓力分散到工件壓緊表面，從而 將工件壓緊。 。 ，容易保持清潔，管路不易堵塞，也不會污染環(huán)境，具有維護(hù)簡單，使用安全、可靠、方便等特點(diǎn)。 ，在保證生產(chǎn)率的前提下，其結(jié)構(gòu)要力求簡單，以便于制造和維修。 夾緊方法誤差 o? 因