【正文】 液壓缸對(duì)夾具施加的力是垂直向下的 ,對(duì)被加工零件在前后左右方向產(chǎn)生的力可以忽略不計(jì) ,所以有夾緊方法產(chǎn)生的誤差： o? =0。根據(jù)文獻(xiàn) [4]查得基準(zhǔn)不重合誤差的計(jì)算公式如下： ?? cos1???ni iB△ （ 31） 式中 i? — 定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)間的尺寸鏈組成環(huán)的公差 (mm) ； 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) 20 ? — i? 的方向與加工尺寸方向的夾角 （ ） 。 初步擬定“一面雙孔”定位方法。 c.“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。切屑積集嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)損傷刀具以致造成設(shè)備事故或工傷事故。 夾具設(shè)計(jì)的基本要求 保證工件的加工精度是夾具設(shè)計(jì)的最基本要求。即公式 [1] 單TQ601? （ 214） 式中， T單 — 生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（ min）。 .3 確定主軸箱輪廓尺寸 主要需確定的尺寸是主軸箱的寬度 B 和高度 H 及最低主軸高度 1h 。 考慮到所需的進(jìn)給力、最小進(jìn)給速度、切削功率、行程、主軸箱輪廓尺寸等因素，為了保證工作的穩(wěn)定性，由 文獻(xiàn) [1] 表 51，左、右兩面的液壓滑臺(tái)均選用1HY40IA型。但采用液壓滑臺(tái)也有其弊端，如：進(jìn)給量由于載荷的變化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定；液壓系統(tǒng)漏油影響工作環(huán)境，浪費(fèi)能源；調(diào)整維修比較麻煩。 快速退回長(zhǎng)度等于快速 進(jìn)給和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和。 由公式可得： 軸 1～ 4 d=30 mm 軸 5～ 6 d=30 mm 軸 7 d=38 mm 查 [1] 表 36 可得到主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號(hào)?？爪? ；孔Φ 選擇刀具Φ ；孔Φ 選擇刀具Φ 。零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。 選擇 Φ 的鉆頭進(jìn)行計(jì)算： 822313140 08 ???????? ??T=14328min 根據(jù)計(jì)算，所得刀具耐用度滿足 要求。降低切削速度主要是為了提高刀具壽命，并使加工較深孔時(shí)鉆頭的壽命與加工其他淺孔時(shí)鉆頭的壽命比較接近。 ，能高度集中工序。 定位基準(zhǔn)的選擇 被加工零件為 ZH1105 柴油機(jī) 氣缸蓋屬箱體類零件，本工序加工為三 面同時(shí)鉆螺紋底孔，加工工序集中、精 度要求高。 機(jī)床的配置型式主要有臥式和立式兩種。 以上倒角均 C1， Ra 。夾具 3 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)。 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。 本設(shè)計(jì)主要針對(duì) ZH1105 氣缸蓋 鉆排氣道面上 2 M10— 7H 螺紋底孔至φ ，深 19mm， ，各孔位置度公差為φ ；鉆井氣道上 4 M10－ 7H 螺紋底孔至φ ，深 19mm， Ra ，各孔位置度公差為φ ；鉆 G3/8放置螺塞底孔至φ 通孔，以上倒角均 C1， Ra 。二十世紀(jì) 70 年代以來，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)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。由于通用部件已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。它的 特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用 ,因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。在組合機(jī)床方面，總體水平不高，國際競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，不能充分滿足國內(nèi)建設(shè)需要，關(guān)鍵技術(shù)過分依賴國外，自主發(fā)展能力薄弱，高技能人才的比較優(yōu)勢(shì)有弱化的危險(xiǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，用戶服務(wù)水平差距較大。本次設(shè)計(jì)分總體設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)、左 軸箱設(shè)計(jì)、 右 軸箱設(shè)計(jì)及 后主軸箱 設(shè)計(jì)四部分。再結(jié)合本道工序的特點(diǎn)選擇刀具。材料 HT250，其硬度為 HB190— 240，重量，在本工序之前各主要表面、主要孔已加工完畢。對(duì)同一個(gè)零件的加工，可能會(huì)有各種不同的工藝方案和機(jī)床配置方案，在最后決定采取哪種方案時(shí)，絕不能草率， 要全面地看問題，綜合分析各方面的情況，進(jìn)行多種方案的對(duì)比，從中選擇最佳方案。其缺點(diǎn)是削弱了床身的剛性，占地面積大。 ，既能高度集中工序，又有利于提高各 面上孔的位置精度。初步擬定“一面雙孔”定位方法。查文獻(xiàn) [1]得硬度 HB190240 時(shí)，高速鋼鉆頭的切削用量如表 21： 表 21高速鋼鉆頭切削用量 加工材料 加工直徑 1d （ mm） 切削速度v (m/min) 進(jìn)給量f (mm/r) 鑄鐵 190～ 240HBS 6～ 12 10～ 18 ～ 12～ 22 ～ 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 fv （單位為 mm/min） ,因此，一般先按各刀具選擇較合理的轉(zhuǎn)速 in (單位為 r/min)和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 if （單位為 mm/r），再根據(jù)其工作時(shí)間最長(zhǎng)、負(fù)荷最重、刃磨較困難的所謂“限制性刀具”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 fii vfnfnfn ???? ?2211 （ 21） 在選擇了轉(zhuǎn)速后就可以根據(jù)公式 1000ndv ???? （ 22） 選擇合理的切削速度。除了設(shè)計(jì)研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。一臺(tái)機(jī)床刀具的選擇是否合理，直接影響到機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率和工作情況。 本課題中加工 7 個(gè)孔時(shí)，由于是大批大量生產(chǎn)，考慮到當(dāng)導(dǎo)套磨損時(shí)，便于更換，避免使整個(gè)鉆模板報(bào)廢，以節(jié)約成本，所以導(dǎo)向裝置選用可換導(dǎo)套。 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) 10 L工 的確定 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 L工 ，應(yīng)等于加工部位長(zhǎng)度 L（多軸加工時(shí)按最長(zhǎng)孔計(jì)算）與刀具切入長(zhǎng)度 1L 和切出長(zhǎng)度 2L 之和。三 面的前備量取 30mm，后 備量取 130mm，則總行程為 330mm。 11 ，按 文獻(xiàn) [1] 式 ???ni iFF 1多軸箱 （ 28） 式中， iF — 各主軸所需的 向切削力，單位為 N。本課 題中，被加工零件材料為灰鑄鐵，屬黑色金屬，又主軸數(shù)量較多、傳動(dòng)復(fù)雜， 故取 ?? 。對(duì)于臥式組合機(jī)床， 1h 要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦 1 85 ~ 140mmh ? ，本組合機(jī)床按式 13 1 2 3 7 4( 0 .5 )h h H h h h? ? ? ? ? ? （ 212） 計(jì)算，得： 1 ? 。 表 26 生產(chǎn)率計(jì)算卡 被加工零件 圖號(hào) 毛坯種類 鑄件 名稱 柴油機(jī) 氣缸蓋 毛 坯重量 材料 HT250 硬度 190～ 240HBS 工序名稱 三 面鉆孔 工序號(hào) 序號(hào) 工步 名稱 被加工零件數(shù)量 加工直徑(mm) 加工長(zhǎng)度 (mm) 工作行程 (mm) 切削速度 (m/ min) 每分鐘轉(zhuǎn)速 (r/ min) 進(jìn)給量 (mm/r) 進(jìn)給速度 (mm /min) 工時(shí) (min) 機(jī) 加工 時(shí)間 輔助 時(shí)間 共計(jì) 1 裝卸工件 1 右滑臺(tái)快進(jìn) 150 左滑臺(tái)快進(jìn) 140 7500 左 軸箱工進(jìn) (鉆孔 ) 30 16 335 右多軸箱工進(jìn) 30 14 533 后多軸箱工進(jìn) 30 536 20 15 左右滑臺(tái)快 退 180 7500 備注 裝卸工件時(shí)間取決于操作者熟練程度 ,本機(jī)床計(jì)算時(shí)取 總計(jì) 單件工時(shí) 機(jī)床生產(chǎn)率 /h 機(jī)床負(fù)荷率 % 3 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 概述 零件的工藝性分析 夾具是組合機(jī)床的重要組成部分，是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計(jì)的。在大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡量采用各種基于三維的柴油機(jī)氣缸蓋組合鉆床總體及夾具設(shè)計(jì) 16 快速、高效的結(jié)構(gòu)、自動(dòng)裝置和先進(jìn)的控制方法，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率；在中心批量生產(chǎn)中，則要求在滿足夾具功能的前提下，盡量使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，以降低夾具的制造成本。 夾具設(shè)計(jì)是一種相互關(guān)聯(lián)的工作，通常是在參閱有關(guān)資料的情況下，按加工要求構(gòu)思出設(shè)計(jì)方案，繪制出圖樣，經(jīng)修改后確 定夾具的結(jié)構(gòu)。 B.“三平面”定位方法 它的特點(diǎn)是： ，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。產(chǎn)生定位誤差的原因是工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不相重合或工序基準(zhǔn)自身在位置上發(fā)生偏移或位移所引起的。 工件為平面定位時(shí)，基準(zhǔn)不重合誤差： 0,BA?△ 0BB?△ ； 基準(zhǔn)位移誤差： 0YA?△ ， YB a?△ ； 故 0,DA?△ DB a?△ 。 ，可取 K? =， K? ?? 為滿足條件，所以該 精度滿足要求。 氣壓裝置以壓縮空氣為力源，應(yīng)用比較廣泛，有以下特點(diǎn)： ，反應(yīng)快。 23 液壓裝置的特點(diǎn)是： 、傳動(dòng)力大，在產(chǎn)生同樣原始作 用力的情況下，液壓缸的 結(jié)構(gòu)尺寸比氣壓小了許多。 。 根據(jù)文獻(xiàn) [5]查得安全系數(shù) K 按下式計(jì)算 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) 24 6543210 KKKKKKKK ? （ 34） 式中， 0K ～ 6K 為各種因素的安全系數(shù)，查文獻(xiàn) [4]表 31 和表 32 0K ：考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù)，取 0K ? ； 1K ：加工性質(zhì)，取 1K ? ； 2K ：刀具鈍化程度，取 2K ? ； 3K ：切削特點(diǎn)，取 3K ? ； 4K ：夾緊力的穩(wěn)定性，取 4K ? ； 5K ：夾緊時(shí)的位置 ，取 5K ? ； 6K ：僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支承面的接觸情況，取 6K 1? 。 鉆模套型式的選擇和設(shè)計(jì) 鉆套的結(jié)構(gòu)和尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，按其使用特點(diǎn)可分為固定式鉆套、可換鉆套和快換鉆套。 鉆模板的類型和設(shè)計(jì) 由于孔的位置精度要求較多，因此選用固定式鉆模板，這種鉆模板直接固定在夾具體上，鉆套相對(duì)于夾具也是固定的。 。 本組合機(jī)床設(shè)計(jì)合理，符合實(shí)際應(yīng)用，滿足加工要求，且絕大部分采用了通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件，制造成本低，機(jī)床操作簡(jiǎn)單，設(shè)備調(diào)整、維修方便。 夾具體的三維模型 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) 28 29 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) 30 31 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) 32 33 4 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)的 ZH1105 柴油機(jī) 氣缸蓋 鉆擴(kuò)組合機(jī)床 采用三 面同時(shí)鉆孔的工作方式，在加工生產(chǎn)中同時(shí)完成 柴油機(jī) 氣缸蓋 7 個(gè)孔的