【文章內(nèi)容簡介】 1：以頂面為粗基準(zhǔn) ,粗銑底面 2：以底面定位，粗銑頂面 3: 以頂面定位，半精銑底面 4: 鉆對角 2248。11通孔 5: 鉸對角 2248。11通孔 6: 粗銑左右面 江蘇大學(xué)京江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 7: 粗銑前后面 8: 粗鏜 248。76孔 9: 粗鏜 2248。65孔 10: 粗鏜 M37沉頭孔 11: 以底面定位，半精銑頂面 12：精銑左右面 13：精銑前后面 14：以頂面定位，精 銑底面 15：鉆底面另外兩個(gè) 248。11通孔 16：鉸底面另外兩個(gè) 248。11通孔 17：鉆 8M87H螺紋底孔 18：鉆 8M67H螺紋底孔 19：鉆 6M87H深 15 螺紋底孔 20：攻 8M87H螺紋 21：攻 8M67H螺紋 22：攻 6M87H深 15 螺紋 23：攻 M37螺紋 24：鉆 Z3/8錐孔 25：攻 Z3/8錐孔 26：精鏜 248。76H8孔 27：精鏜 2248。65H7孔 28：去毛刺 29：零件終檢 工作圖設(shè)計(jì) 首先，在選定工藝方案并確定機(jī)床配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案圖紙的設(shè)計(jì)。這些圖子包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡，統(tǒng)稱“三圖一卡”設(shè)計(jì)。并初定出主軸箱輪廓尺寸，才能確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系。 然后，整理機(jī)床有關(guān)部件與主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算書，編制各類零件明細(xì)表，編寫機(jī)床說明書等技術(shù)文件。 最后，對有關(guān)圖紙進(jìn)行工藝審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查。 江蘇大學(xué)京江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 江蘇大學(xué)京江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 第 2 章 汽缸體左右端面鉆孔組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 組合機(jī)床總體方案的制定 制定加工工藝方案 零件加工工藝將決定組合機(jī)床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。所以，在制定工 藝方案時(shí)，必須計(jì)算分析被加工零件圖，并深入現(xiàn)場了解零件的形狀、大小、材料、硬度、剛度，加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)加工精度，表面粗糙度，以及定位，夾緊方法，工藝過程，所采用的刀具及切削用量，生產(chǎn)率要求，現(xiàn)場所采用的環(huán)境和條件等等。并收集國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料，制定出合理的工藝方案。 根據(jù)被加工零件（汽缸體左右端面）的零件圖（圖 ），加工四個(gè)螺紋孔的工藝過程如下： （ 1） 加工孔的主要技術(shù)要求。 4個(gè)螺紋孔的直徑均為 Φ 8， 孔的位置度公差為 ， 工件材料為 HT200， HB190247， 要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為（考慮廢 品及備品率）年產(chǎn)量 4萬件，單班制生產(chǎn)。 （ 2） 工藝分析 加工該螺紋孔時(shí)，孔的位置度公差為 ， 根據(jù)組合機(jī)床用的工藝方法及能達(dá)到的精度，可采用如下的加工方案： 、頂面，然后在其上按照要求加工兩個(gè)直徑為 Φ11mm的通孔，進(jìn)而為加工螺紋孔做下基礎(chǔ) ； 、后面，然后在其上按照要求加工四個(gè)直徑為 Φ ； Φ ，其中選擇 Φ 8mm，加工余量為 。 其中右端蓋螺紋孔加工同理可得，在此不在贅 述。 （ 3） 定位基準(zhǔn)及夾緊點(diǎn)的選擇 江蘇大學(xué)京江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 加工此零件上的螺紋孔，以底面的兩個(gè)長條形板限制 X 、 Y? 和 Z 三個(gè)自由度，位于頂面上的長心軸起到了很好的定位作用，限制了 Y 和 Z ，一共限制了 5個(gè)自由度 。其中夾具上的整套螺母起到了很好的夾緊作用。這樣就保證了工件在加工過程中完全定位，滿足了要求。 在保證加工精度的情況下，提高生產(chǎn)效率減輕工人勞動(dòng)量，由于工件是大批量生產(chǎn)，夾具在本設(shè)計(jì)中沒有考慮，因此在設(shè)計(jì)時(shí)就認(rèn)為是人工夾緊。 確定組合機(jī)床的配置形式及結(jié)構(gòu)方案 （ 1） 被加工零件的加工精度 被加工零件需要在組合機(jī)床上完成的加工工序及 應(yīng)保證的加工精度，是制造機(jī)床方案的主要依據(jù)。汽缸體螺紋孔的精度要求不高，可采用鉆孔攻絲組合機(jī)床。為了加工出表面粗糙度為 的 螺紋 孔，采取提高機(jī)床原始制造精度和工件定位基準(zhǔn)精度并減少夾壓變形等措施就可以了。為此，機(jī)床通常采用尾置式齒輪動(dòng)力裝置，進(jìn)給采用液壓系統(tǒng)，被加工零件圖如圖 。 圖 被加工零件圖 （ 2） 被加工零件的特點(diǎn) 江蘇大學(xué)京江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 這主要指零件的材料、硬度加工部位的結(jié)構(gòu)形狀，工件剛度定位基準(zhǔn)面的特點(diǎn)，它們對機(jī)床工藝方案制度有著重要的影響。此汽缸體端蓋的材料是 HT200、硬度HB190～ 24孔的直徑為 Φ 8。采用多孔同步加工，零件的剛度足夠，工件受力不大，振動(dòng)，及發(fā)熱變形對工件影響可以不計(jì)。 一般來說，孔中心線與定位基準(zhǔn)面平行且需由一面或幾面加工的箱體宜用臥式機(jī)床，立式機(jī)床適宜加工定基準(zhǔn)面是水平的且被加工孔與基準(zhǔn)面垂直的工件，而不適宜加工安裝不方便或高度較大的細(xì)長工件。對大型箱體件采用單工位機(jī)床加工較適宜，而中小型零件則多采用多工位機(jī)床加工。 此零件的加工特點(diǎn)是中心線與定位基準(zhǔn)平面是垂直的，并且定位基準(zhǔn)面是水平的，工件較小，其孔分布較密集，多軸箱體積較大，所以分一次鉆孔，選擇立式鉆床。 （ 3） 零件的生產(chǎn)批量 零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多工位、自動(dòng)線或按中小批量生產(chǎn)特點(diǎn)設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要因素。按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年生產(chǎn)量為 4 萬件，從工件外形及輪廓尺寸，為了減少加工時(shí)間，采用多軸頭，為了減少機(jī)床臺數(shù)，此工序盡量在一臺機(jī)床上完成，以提高利用率。 （ 4） 機(jī)床使用條件 根據(jù)使用組合機(jī)床對車間布置情況、工序間的聯(lián)系、技術(shù)能力和自然條件等的要求來選擇適合的組合機(jī)床。 綜合以上所述：通過對汽缸體端蓋零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求、定位、夾緊方式、工藝方法，并定出影響機(jī)床的 總體布局和技術(shù)性能等方面的考慮，最終決定設(shè)計(jì)四軸頭多工位同步立式鉆床。 確定切削用量及刀具選擇 確定加工工序間余量 為使加工過程順利進(jìn)行并穩(wěn)定的保證加工精度，必須合理地確定工序余量。生產(chǎn)中常用查表給出的組合機(jī)床對孔加工的工序余量，以消除轉(zhuǎn)、定位誤差的影響。 Φ 8mm的孔在鉆孔時(shí)，直徑上工序間余量均為 。 江蘇大學(xué)京江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 選擇切削用量 確定了在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容了，就可以著手選擇切削用量了。因?yàn)樗O(shè)計(jì)的組合機(jī)床為多軸同步加工在大多數(shù)情況下，所選切削用量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)比一般通用機(jī)床單刀加 工低 30%左右．多軸主軸箱上所有刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺，工作時(shí)，要求所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同，且等于動(dòng)力滑臺的每分鐘進(jìn)給量（ mm/min）應(yīng)是適合應(yīng)有刀具的平均值。因此，同一主軸箱上的刀具主軸可設(shè)計(jì)成同轉(zhuǎn)速和同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（ mm/r）與其適應(yīng)。以滿足直徑的加需要，即： 1 1 2 2 ... i i fn f n f n f v? ? ? ? （ ） 式中： n1 、 n2 、 ? ni —— 各主軸轉(zhuǎn)速（ r/min） ； 12, ,... if f f —— 各主軸進(jìn)給量（ mm/r）； vf —— 動(dòng)力滑臺每分鐘進(jìn)給量（ mm/min）。 由于 汽缸體端面 鉆孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求等，按照經(jīng)濟(jì)地選擇滿足加工要求的原則，采用查表的方法查得：孔鉆頭直徑 D=7mm，進(jìn)給量f=、切削速度 v=10m/min。 確定切削力、切削力矩及切削功率 根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度 v 及進(jìn)給量 f）確定切削力，作為選擇動(dòng)力部件（滑臺）；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動(dòng)件（齒輪，傳動(dòng)軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動(dòng)電動(dòng)（一般指動(dòng)力箱）功率，通過查表計(jì)算如下： 切削力： F =26D （ ） =26 7 = N 切削扭矩： T =10 （ ） =10 = mm 切削功率： P = /9740Tv D? （ ） = 10/(9740 7) 江蘇大學(xué)京江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 = 式中 ： HB—— 布氏硬度 ； F—— 切削力 （ N）； D—— 鉆頭直 徑 （ mm）； f—— 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 （ mm/r）； T—— 切削扭矩 (N mm)； V—— 切削速度 （ m/min）； P—— 切削功率 (kw)。 汽缸體端蓋的布氏硬度在 HB190247，孔徑 D 為 7mm 刀具的材料選擇高速鋼鉆頭（ W18Cr4V） ，為了使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、刃磨簡單，選擇標(biāo)準(zhǔn) Φ 7 的麻花鉆?？准庸さ毒叩拈L度應(yīng)保證加工終了時(shí)刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有 30～ 50mm的距離，以便排出切屑和刀具磨損后有一定的向前的調(diào)整量。 本章小結(jié) 本章主要對組合機(jī)床作了總體設(shè)計(jì)，主要包括組合機(jī)床方案的制定（制定工藝方案、確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案）；切削用量的計(jì)算及刀具的選擇（確定工序間余量、選擇切削用量、確定切削力、切削力矩及切削功率以及刀具結(jié)構(gòu)的選擇）。通過以上設(shè)計(jì)，進(jìn)而為組合機(jī)床的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。 江蘇大學(xué)京江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 第 3 章 端面鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡”的編制 總 體設(shè)計(jì)方案的圖紙表達(dá)形式 —— “三圖一卡”設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率卡。 被 加工零件工序圖的繪制 被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺組合機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線完成的工藝內(nèi)容，加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或半成品情況的圖紙。它不能用用戶提供的產(chǎn)品圖紙代替，而須在原零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容，加上必要的說明而繪制的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。如圖 為汽缸體左端面 鉆孔組合機(jī)床 的被加工零件工序 圖，圖上主要內(nèi)容包括： 江蘇大學(xué)京江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 零件加工工序圖 （ 1） 被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。尤其是當(dāng)須要設(shè)置中間導(dǎo)向套時(shí)，應(yīng)表示出零件內(nèi)部的肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀及尺寸，一遍檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。 （ 2）本工序所選定的定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向。以便依次進(jìn)行夾具的定位支承、限位、夾緊、導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)。 （ 3）本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊蟆? （ 4）必要的文字說明，被加工零 件的名稱、編號、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。 繪制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng) （ 1）為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要突出本機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時(shí)，應(yīng)按一定的比例，選擇足夠的視圖及剖視圖，突出加工部位（用粗實(shí)線），并把零件輪江蘇大學(xué)京江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 廓及與機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)有關(guān)部位（用細(xì)實(shí)線）表示清楚，凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方用粗實(shí)線標(biāo)記。 （ 2）加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起，為便于加工及檢查，尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)注，而不采用極坐標(biāo)系。但有時(shí)因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，則須對加工部位要 求位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。 （ 3）應(yīng)注明零件加工對機(jī)床提出的某些特殊要求。如對多層壁同軸線等直直徑孔加工，若要求孔表面不留退刀痕跡，則圖紙上應(yīng)標(biāo)明要求“機(jī)床主軸定位，工件讓刀”。 加工示意圖的繪制 加工示意圖的作用和內(nèi)容 零件加工的工藝方案要 通過加工示意圖反映出來。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工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件的相對位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖紙之一，在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位。它是刀具、輔具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺組合機(jī)床布局形式和性能的原始要求，同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試車的必需重要文件。圖 為汽缸體端面鉆孔的加工示意圖。