【正文】 進(jìn)－工進(jìn)－止檔鐵（停）－快退。工作進(jìn)給長度確定：銑端面：L＝工件直徑（52mm）＋銑刀直徑（100mm）；鉆中心孔：L＝15．5mm?？爝M(jìn)、快退的長度確定：視工件的形狀，夾具的結(jié)構(gòu)不同而不同。只要方便工件的裝卸，行程盡量縮短，以利于提高生產(chǎn)效率。銑端面打中心孔加工示意圖如圖2—4所示。其中，銑端面時(shí)，S＝0．3mm／z，n＝250mm／r；打中心孔時(shí)，S＝0．2mm／z，n＝125mm／r。 圖2—4 銑端面打中心孔加工示意圖5. 組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系關(guān)系的，是開展各專用部件設(shè)計(jì)和確定機(jī)床最大占地面積的指導(dǎo)圖紙。 組合機(jī)床是由一些通用部件和專用部件組成的。為了使所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床既能滿足預(yù)期的性能要求，又能做到配置上勻稱合理，符合多快好省的精神，必須對(duì)所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床各個(gè)部件之間的關(guān)系進(jìn)行全面的分析研究。組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是在被加工零件工序圖與加工示意圖繪制之后，根據(jù)初步選定的主要通用部件，以及確定的專用部件的結(jié)構(gòu)原理而繪制的。 (1) 機(jī)床裝料高度的確定 確定機(jī)床裝料高度需要考慮車間運(yùn)送工件的滾道高度、工件最低孔的位置、主軸箱最低主軸高度和通用部件高度尺寸的限制。根據(jù)我國具體情況，為便于操作和省力，對(duì)于一般臥式組合機(jī)床、流水線和自動(dòng)線，裝料高度定為850mm。對(duì)于加工中小工件的自動(dòng)線，考慮自動(dòng)排屑，特別是一些要從機(jī)床垂直下方返回隨行夾具的自動(dòng)線，裝料高度可采用1000mm。鼓輪機(jī)床的裝料高度一般取1200～1300mm，本組合機(jī)床的裝料高度設(shè)計(jì)為1000mm。 (2) 夾具外形輪廓尺寸的確定 夾具是用于定位和夾緊工件的，所以工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據(jù)。在加工示意圖中對(duì)工件和鏜模間的距離，以及導(dǎo)套的尺寸，都有了規(guī)定。所以確定長度尺寸時(shí)，主要在于合理地選取鏜模架的厚度。對(duì)于高度不大的鏜模架，其厚度可取l50～200mm；當(dāng)鏜模架較高(如鼓輪機(jī)床的鏜模架)，為了保證有足夠的剛度和穩(wěn)定性，其厚度可取250～300mm。 在掌握了工件寬度、工件和鏜模架問的距離和鏜模架的厚度尺寸后，即可確定夾具底座的總長尺寸。為了補(bǔ)償鑄件的鑄造誤差，它應(yīng)比上述三項(xiàng)尺寸總和稍微大一些，一般大10～20mm。 夾具底座高度確定。夾具底座的高度應(yīng)視夾具大小而定，既要保證有足夠的剛性，又要考慮工件的裝料高度，為了便于布置定位元件，一般夾具底座的高度不少于240mm。 對(duì)于非框形夾具，在繪制聯(lián)系尺寸圖時(shí)，應(yīng)事先繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖，確定夾具的主要技術(shù)特性、基本結(jié)構(gòu)原則及其外形控制尺寸。 (3)機(jī)床通用部件的選擇此次設(shè)計(jì)的專用組合機(jī)床所用的通用部件有：二個(gè)銑削動(dòng)力頭、三個(gè)滑臺(tái)、二個(gè)側(cè)底座、二個(gè)墊鐵、一個(gè)中間底座和四臺(tái)電動(dòng)機(jī)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本組合機(jī)床通用部件選取見表2—5。1) 動(dòng)力部件的選擇 動(dòng)力部件的選擇是根據(jù)切削時(shí)的受力情況、所需功率和行程確定的。銑削動(dòng)力頭的功率計(jì)算如下：背吃刀量－在一次走刀內(nèi)切完，取 =5mm。確定每齒進(jìn)給量：取=，采用對(duì)稱銑削。確定銑削速度ν：根據(jù)切削情況，查表可取 ν= 40 m/min。確定切削寬度：確定刀具直徑d和齒數(shù)z：根據(jù)給定條件，得d=100mm,z=8。刀具轉(zhuǎn)速n：銑削進(jìn)給速度f：f＝af*z*n=*8*128=204mm/min (工進(jìn)速度)切削力：硬質(zhì)合金端面銑刀，Ф100mm，Z=8，則 （式中各指數(shù)為查表值）切削功率P: P=F*v/60000=5259*40/60000= Kw根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可選銑削動(dòng)力頭型號(hào)為1TX32，電機(jī)功率為4Kw。鉆削頭的選擇方法同上，這里不再贅述。液壓滑臺(tái)的選擇主要根據(jù)切削阻力和行程來確定。本課題選擇銑削進(jìn)給滑臺(tái)的型號(hào)是1HY32，它的臺(tái)面寬度是320mm，與曲軸總長相當(dāng)，最大行程630mm，能滿足圖2－4的工作循環(huán)的長度要求。該型號(hào)滑臺(tái)的液壓缸直徑為φ63mm， 最大推力可達(dá)12500N，大于切削阻力。該型號(hào)滑臺(tái)的工進(jìn)速度范圍為20－600mm/min,也能滿足銑削工序的要求。2)中間底座尺寸的確定 在加工示意圖中，已確定了中間底座上裝的是1HY32型液壓滑臺(tái)，寬度B＝320mm，長度L＝1300mm，高度H＝280mm，根據(jù)選定的動(dòng)力部件及其配套部件(滑座、床身等)的位置關(guān)系，并考慮動(dòng)力頭的前備量等因素，就可以確定中間底座長度尺寸。本道工序設(shè)計(jì)的組合機(jī)床中間底座長度為1300mm。 在確定中間底座高度尺寸時(shí)，應(yīng)考慮切屑的貯存及排除、電氣接線盒的安排以及冷卻液的貯存，其容量應(yīng)不小于3～5min冷卻泵的流量。對(duì)于加工鑄鐵件的機(jī)床，為了使冷卻液有足夠的沉淀時(shí)間，容量還應(yīng)大一些，有時(shí)取l0～15min冷卻泵的流量。當(dāng)裝料高度取1040mm時(shí)，床身和中間底座之間結(jié)合面的高度，無論哪一型號(hào)的床身都是統(tǒng)一的，定為540mm，所以中間底座的高度一般總是大于540mm。本機(jī)床的中間底座高度設(shè)計(jì)為560mm。3) 側(cè)底座尺寸的確定中間底座的高度是由裝料高度和所選動(dòng)力頭及滑臺(tái)的型號(hào)規(guī)格有關(guān)。根據(jù)所選的動(dòng)力頭及滑臺(tái)的型號(hào)規(guī)格，本例確定為664mm。 以上介紹了繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖時(shí)應(yīng)考慮的問題和主要聯(lián)系尺寸的確定。此外，在聯(lián)系尺寸圖上還必須明確標(biāo)明運(yùn)動(dòng)部件的終點(diǎn)和原位狀態(tài)，以及運(yùn)動(dòng)過程中的情況。如對(duì)于動(dòng)力頭必須標(biāo)明其退回的最遠(yuǎn)狀態(tài)，以便確定機(jī)床的最大輪廓尺寸。對(duì)于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、移動(dòng)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)鼓輪機(jī)床，需要特別注意動(dòng)力頭退回原位時(shí)，刀具、托架等必須處于夾具移動(dòng)或回轉(zhuǎn)的最大尺寸范圍以外。 在機(jī)床聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)明工件、夾具及動(dòng)力頭的中心線之間的關(guān)系。特別當(dāng)工件上加工部位對(duì)于工件中心線不對(duì)稱時(shí)，動(dòng)力部件對(duì)于夾具和中間底座也就不對(duì)稱，這時(shí)應(yīng)注明動(dòng)力頭中心線相對(duì)夾具中心線的偏移距離。聯(lián)系尺寸圖繪制后，在進(jìn)行機(jī)床各部件的具體設(shè)計(jì)過程中，可能發(fā)現(xiàn)某些尺寸定得不合理，甚至不能實(shí)現(xiàn)，則可按需要返回來修改聯(lián)系尺寸圖，加以調(diào)整。 機(jī)床的聯(lián)系尺寸圖主要應(yīng)針對(duì)各部件之間的聯(lián)系尺寸進(jìn)行標(biāo)注，各部件只畫出必要的輪廓形狀即可，盡量減少不必要的線條和尺寸。各部件應(yīng)嚴(yán)格按同一比例繪制。至此，組合機(jī)床的各部件尺寸已確定，組合機(jī)床設(shè)計(jì)總圖見圖2—5。安裝時(shí)首先將側(cè)底座和中間底座的螺栓孔與銷孔連接好，再布置好方位，然后按照滑臺(tái)底下的螺栓孔與側(cè)底座上面孔將其連接好，最后安裝動(dòng)力銑削頭和鉆削頭。 專用夾具設(shè)計(jì) 夾具是組合機(jī)床的重要組成部件，是根據(jù)機(jī)床的工藝結(jié)構(gòu)的具體要求而專門設(shè)計(jì)的。它是用于實(shí)現(xiàn)對(duì)加工零件的準(zhǔn)確定位、夾緊、刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件時(shí)的限位等作用的。 1．組合機(jī)床專用夾具的特點(diǎn) 組合機(jī)床專用夾具和一般夾具所起的作用看起來好像很接近，但其結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求卻有很顯著的區(qū)別。組合機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)和性能，對(duì)組合機(jī)床配置方案的選擇有很大的影響。以下是組合機(jī)床專用夾具的主要特點(diǎn)： (1)一般的機(jī)床夾具是作為機(jī)床的輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的，而組合機(jī)床夾具是機(jī)床的主要組成部分，其設(shè)計(jì)工作是整個(gè)組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。 (2)組合機(jī)床夾具和機(jī)床其他部件有著密切的聯(lián)系，如回轉(zhuǎn)或移動(dòng)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)鼓輪、主軸箱、刀具和輔具、鉆模板和托架以及支承部件等。正確地解決它們之間的關(guān)系是保證組合機(jī)床工作可靠和使用性能良好的重要條件之一，而且夾具的結(jié)構(gòu)也要按這些部件的具體要求來確定。 (3)由于組合機(jī)床常常是多刀、多面和多工序同時(shí)加工，會(huì)產(chǎn)生很大的切削力和振動(dòng)，因此組合機(jī)床夾具必須具有很好的剛性和足夠的夾緊力，以保證在整個(gè)加工過程工件不產(chǎn)生任何位移。同時(shí)，也不應(yīng)使工件產(chǎn)生不容許的變形。 (4)組合機(jī)床夾具是保證加工精度的關(guān)鍵部件，其設(shè)計(jì)、制造和調(diào)整都必須有嚴(yán)格的要求，使其能持久地保持精度。 (5)組合機(jī)床夾具應(yīng)便于實(shí)現(xiàn)定位和夾緊的自動(dòng)化，并有動(dòng)作完成的檢查信號(hào)；保證切屑從加工空間自動(dòng)排除；便于觀察和檢查，以及在不從機(jī)床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損件和維護(hù)調(diào)整。 此外，不要把組合機(jī)床夾具和一般的組合夾具混淆起來。組合夾具是在萬能機(jī)床上為了完成某一道工序的加工，用一些標(biāo)準(zhǔn)的和通用的元件組裝成的定位夾緊裝置。用完后可用這些元件重新組裝成新的夾緊裝置。而組合機(jī)床夾具則是以部分的通用元件加上專用件組成的專用夾具，它不便于改裝。 按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，組合機(jī)床夾具分為單工位和多工位夾具兩大類。單工位夾具是指工件在一個(gè)工位上完成加工工序的機(jī)床夾具。按被加工零件的結(jié)構(gòu)和加工要求，單工位夾具有固定式的、帶滾道或浮動(dòng)滾道的、和小車等形式。 2．組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)步驟 (1)認(rèn)真研究分析所要設(shè)計(jì)夾具的原始數(shù)據(jù)和要求 因?yàn)樵跀M訂組合機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案時(shí)，對(duì)夾具的結(jié)構(gòu)型式和主要性能已提出了原則要求。在具體開展夾具設(shè)計(jì)時(shí)，必須認(rèn)真分析這些要求并研究影響夾具設(shè)計(jì)的所有因素，也就是被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝安排和加工方法、機(jī)床特點(diǎn)、刀具及其導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和要求等。 (2)擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案和進(jìn)行必要的計(jì)算 根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)中確定的工件定位基面、夾壓位置、加工方法和刀具導(dǎo)向方式等，制定夾具的總體方案。為此，首先繪制工件的外形，并有必要的投影，其主要投影和工件在機(jī)床上的加工位置一致。然后，在工件四周的相應(yīng)位置上簡單表示出夾具的結(jié)構(gòu)。最后進(jìn)行夾緊力計(jì)算和必要的夾具元件的強(qiáng)度計(jì)算。為了提高質(zhì)量和縮短設(shè)計(jì)制造周期，在擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量采用通用的部件和零件。(3)組合機(jī)床夾具的總圖和零件圖設(shè)計(jì) 在已確定的夾具結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)生產(chǎn)用的夾具總圖和零件圖。組合機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜，其總圖必須有足夠的投影和剖視，尺寸標(biāo)注齊全合理，并嚴(yán)格按比例繪制。按照組合機(jī)床夾具的主要功能，其結(jié)構(gòu)可以分為三大部分，即定位支承系統(tǒng)、夾緊機(jī)構(gòu)和刀具導(dǎo)向裝置。 夾具定位支承系統(tǒng)定位支承系統(tǒng)主要由定位支承、輔助支承和一些限位元件組成。定位支承是指在加工過程中維持被加工零件有一定位置的元件。輔助支承是僅用作增加被加工零件在加工過程中穩(wěn)定性的一種活動(dòng)式支承元件。由于定位支承元件直接與被加工零件接觸，因此其尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和布置都直接影響零件的加工精度。為了避免產(chǎn)生廢品以及經(jīng)常修理定位支承元件的麻煩，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意以下問題：(1) 合理布置定位支承元件，力求使其組成較大的定位支承平面。最好使夾緊力的位置對(duì)準(zhǔn)定位支承元件。當(dāng)受工件結(jié)構(gòu)限制不能實(shí)現(xiàn)時(shí)，也應(yīng)使定位支承元件盡量接近夾緊力的作用線，并使夾緊力的合力中心處于定位支承平面內(nèi)。(2) 提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形。(3) 提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性，以便長期保持夾具的定位精度。(4) 可靠地排除定位支承部位的切屑,使切屑不堵塞和粘附在定位支承系統(tǒng)上，否則對(duì)定位的準(zhǔn)確性和工作可靠性有很大影響。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能不使切屑落到定位支承系統(tǒng)上。1. 工件定位方案曲軸雖然屬于異形軸，但是它的定位與一般軸類零件基本相同。即：圓柱面定位。本道工序是加工305177。1處的兩個(gè)端面。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工部位確定其定位方案為：采用兩個(gè)V形塊，分別在兩主軸頸處定位，限制四個(gè)自由度；用一個(gè)定位銷在扇形面處完成軸向定位，限制一個(gè)自由度；工件沿軸向轉(zhuǎn)動(dòng)不影響加工的準(zhǔn)確性，此處自由度可不限制。至此，工件的五個(gè)自由度全部被限制住了，可保證工件加工的準(zhǔn)確性。2. 定位誤差分析 機(jī)械加工過程中，產(chǎn)生加工誤差的因素很多。在這些因素中，有一項(xiàng)因素與機(jī)床夾具有關(guān)。使用夾具時(shí)，加工表面的位置誤差與夾具在機(jī)床上的位置及工件在夾具中的定位密切相關(guān)。為滿足工序加工要求，必須使工序中各項(xiàng)加工誤差之總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序誤差，即： △j+△w≤δg (23)式中△j——與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差； △w——與工序中除夾具外其他因素有關(guān)的誤差； δg——工序誤差?？梢娛褂脢A具加工工件時(shí)，應(yīng)盡量減小與夾具有關(guān)的加工誤差，在保證工序加工要求情況下，留給加工過程中其他誤差因素的比例大一些，以便較易控制加工誤差。本工序的定位誤差計(jì)算如下:△DW(A)=0，△DW(B)=δD/2, △DW(c)=δD/2式中 △DW(A)——中心孔加工的定位基準(zhǔn)不重合誤差；△Dw(B)，△DW(c) —— 左右兩主軸頸定位基準(zhǔn)φ80的基準(zhǔn)位移誤差；δD ——φ80的尺寸公差，所以要控制該處的毛坯的制造誤差。 △j＝△DW(A) ＋△DW(B) ＋△DW(c) ＝0+δD /2＋δD /2＝δD因?yàn)樵摴ば蚴菣C(jī)加工藝過程的第一道工序，只要鑄件的精度滿足要求即可。 夾緊機(jī)構(gòu)在機(jī)械加工過程中，工件將受到切削力、離心力、慣性力等外力的作用。為保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。 (1)力源裝置 力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。通常是指機(jī)構(gòu)夾緊時(shí)所用的氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等動(dòng)力裝置。 (2)中間遞力機(jī)構(gòu) 中間遞力機(jī)構(gòu)是將力源作用力傳遞給夾緊元件，然后由夾緊元件最終完成對(duì)工件的夾緊。(3)夾緊元件 夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件，通過它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動(dòng)作。： （1）在夾緊過程中，工件應(yīng)能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不應(yīng)離開定位支承。 （2）夾緊力的大小要適當(dāng)、可靠，既要使工件在加工過程中不產(chǎn)生移動(dòng)和振動(dòng)，又不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。 （3）夾緊裝置應(yīng)操作安全、方便、省力。 ： （1）夾緊元件選擇 組合機(jī)床夾具常用夾緊元件有：螺母、螺釘、螺栓、壓塊、壓板等。壓板分為平壓板、鉤形壓板、浮動(dòng)壓板三大類。其中平壓板在組合機(jī)床夾具中應(yīng)用最廣泛，平壓板常用形式有固定式壓板、移動(dòng)式壓板、旋轉(zhuǎn)式壓板。根