【正文】 本機(jī)床設(shè)計也有一些不足之處如：機(jī)床占地面積大、機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜等。 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；同時本機(jī)采用單工位的工作方式，在加工生產(chǎn)線上 7 個孔一次加工，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強(qiáng)度，從而降低了零件的加工成本。這次設(shè)計分總體設(shè)計和夾具設(shè)計兩個部分。 本設(shè)計方案中的夾具體材料為 HT200，基本尺寸： 600 473 360mm，座底設(shè)計排屑裝置，具體見夾具裝配圖。 。 。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。 ，因此至關(guān)重要的配合精度取 H7/p6（上面查的）。 在設(shè)計鉆模板結(jié)構(gòu)時，主要根據(jù)工件外形大小，加工部件，結(jié)構(gòu)特點和生產(chǎn)規(guī)模以及機(jī)床類型等條件而定，要求鉆模板結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，制造容易 要求： ，要求盡量減少其重量，鉆模板的厚度按鉆套的高度來確定，一般在 10～ 30mm之間，鉆模板一般不宜承受夾緊力。 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。 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。可換鉆套裝于襯套中而襯套則是壓配（ H7/r6）于鉆模板的孔內(nèi)，該鉆套由螺釘固定以防轉(zhuǎn)動或在退刀時隨刀具帶起。 由于工件是大批量生產(chǎn)。 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。 2 6 . 50 . 4 3 3 0 . 4 3 3 0 . 9 9 . 9 4 m m[ ] 1 0 0yPtD ?? ? ? ? ? （ 36） 取 t=15mm。 6 . 5 0 . 0 9 0 . 0 0 2 9 2 5 M 2 . 9 2 5 m m2 [ ] 2 1 0 0yPD? ? ?? ? ? ??，取 ? =15mm 則外徑 D1=D+2? =100+30=130。 6543210 KKKKKKKK ? ??????? ? 查文獻(xiàn) [2]表 334摩擦系數(shù) 1f ， 2f 均為 根據(jù) 節(jié)切削力的計算結(jié)果，取 P = Nff KPQ ?????? 夾緊液壓缸的選擇 由 [4] 21得 組合機(jī)床工作壓力 35MP，取 P=5MP。 根據(jù)文獻(xiàn) [5]查得切削力 Q的計算公式如下 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。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。由于工件為薄壁件，易受力變形，故采用多點同時壓向工件，均勻分布壓緊力，起到減少受力變形的效果。 。 。 。 通過對以上兩種機(jī)械夾緊裝置優(yōu)缺點的比較，結(jié)合加工工件的精度要求、工人的勞動強(qiáng)度和環(huán)境要求、企業(yè)的實際情況，本設(shè)計中夾緊裝置采用液壓夾緊裝置。 ，工作平穩(wěn)、可靠。此外，還有較大的排氣噪聲。 ，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。傳動結(jié)構(gòu)簡單，對裝置所用材料及制造精度要求不高，制造成本低。氣壓為 時，氣缸活塞速度為 1~10m/s，夾具每小時可連續(xù)松夾上千次。 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)實際情況來選擇用哪種裝置。 ，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。 基于三維的柴油機(jī)氣缸蓋組合鉆床總體及夾具設(shè)計 22 力 源 裝 置中 間 傳 力 機(jī) 構(gòu)夾 緊 元 件工 件機(jī) 動 夾 緊 裝 置 圖 32 夾緊裝置組成的方框圖 夾緊裝置設(shè)計的基本要求 ，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。 夾緊方案的確定 夾緊裝置的確定 夾緊裝置的組成 本設(shè)計中夾緊裝置采用機(jī)械夾緊裝置，由力源裝置、中間傳力機(jī)構(gòu)、夾緊元件三部分組成。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。 夾緊方法誤差 o? 因液壓缸對夾具施加的力是垂直向下的 ,對被加工零件在前后左右方向產(chǎn)生的力可以忽略不計 ,所以有夾緊方法產(chǎn)生的誤差： o? =0。本組合機(jī)床的夾具的安裝基面為平面，因此安裝誤差： A? =0。 端面加工尺寸的定位誤 差 加工尺寸 4 M107H 深 19 0Y?△ （底面與支撐面接觸較好） 1 cosnBii ?????△ ? ? m mD B Y? ? ?△ △ △ 端面加工尺寸的定位誤差 加工尺寸 2 M107H 深 19 0?Y△ （底面與支撐面接觸較好） ?? cos1???ni iB△ ?? ? m mD B Y? ? ?△ △ △ 0?Y△ （底面與支撐面接觸較好） 0?B△ （定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合） 0 m mD B Y? ? ?△ △ △ 21 對刀誤差 T? 因刀具相對于對刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，裝配圖中，刀具與鉆套之間的間隙會引起刀具的位移或傾斜，造成加工誤差。不同的定位方式，其基準(zhǔn)位移誤差的計算方式也 不同，此夾具定位是采用的“ 一面兩空 ”定位的方法，所以要計算的是平面支撐定位的位移誤差。根據(jù)文獻(xiàn) [4]查得基準(zhǔn)不重合誤差的計算公式如下： ?? 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 20 ? — i? 的方向與加工尺寸方向的夾角 （ ） 。 上述各項誤差均導(dǎo)致刀具相對工件的位置不精確而形成總的加工誤差 ?? 。 影響加工精度的因素 用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多，與夾具有關(guān)的因素有：定位誤差 Δ P、對刀誤差 Δ T、夾具在機(jī)床上的安裝誤差 Δ A和夾具誤差 Δ E，在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差 Δ G。 綜上所述，故選定底 面為定位基準(zhǔn)面， 定位的實現(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)，實現(xiàn)六點定位原理，即選 氣缸蓋底面作為定位基準(zhǔn)面，用 兩個定位銷 限制了三個自由度，側(cè)面用 側(cè)定位塊 限制了兩個自由度 , 后 面用一個 后定位塊 限制了剩下的一個自由度，這樣氣缸體的六個自由度全部消除，實現(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 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，由于工序基 準(zhǔn)的變動對加工表面尺寸所造成的極限值之差稱為定位誤差。 初步擬定“一面雙孔”定位方法。 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孔作為定位基準(zhǔn)，通過一個平面和兩個定位銷限制其六個自由度。 17 ，能高度集中工序。 、夾緊，并有利于防止切削落于定位基面上。 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。 A.“一面雙孔”的定位方法 它的特點是： ，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。 夾具總體結(jié)構(gòu)構(gòu)思 根據(jù)被加工零件特點 ,初定夾具總體結(jié)構(gòu)如下 : 頂端用一個氣缸上蓋 固定一個夾緊液壓缸 ,夾緊液壓缸通過壓板夾緊工件 ,夾具體上左右各固定一個支架 ,支架上固定鉆模板 ,夾具體通過螺釘和定位銷與機(jī)床中間底座相連。 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維修，應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。切屑積集嚴(yán)重時，還會損傷刀具以致造成設(shè)備事故或工傷事故。夾具操作位置應(yīng)符合操作工人的習(xí)慣，必要時應(yīng)有安全保護(hù)裝置，以確保使用安全。 、省力和安全 夾具的操作要盡量做到方便、省力，如有條件，盡可能采用氣動、液壓及其他機(jī)械化夾緊裝置、以減輕工人的勞動強(qiáng)度。 、減低制造成本 夾具設(shè)計 的總體方案應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。 夾具設(shè)計的基本要求 保證工件的加工精度是夾具設(shè)計的最基本要求。 ZH1105 柴油機(jī)氣缸蓋 材料為 HT250，其硬度為 HB190～ 240。它是用于實現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件時的限位等作用。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 14 則 % ??? ? 生產(chǎn)率計算卡見表 26。即公式 [1] 單TQ601? （ 214） 式中， T單 — 生產(chǎn)一個零件所需時間（ min）。用《組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊》 公式 ktNQ? （ 213） 計算，式中， N— 年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件），本課題中 N=30000 件； kt — 全年工時總數(shù)，本課題以單班 7 小時計，則 2350kth? 。 40 7 m m, 15 6 m mbh??,取 1 100mb ? ，則求出主軸箱輪廓尺寸： B=398mm 11 156 129 .5 100 385 .5m mH h h b? ? ? ? ? ? ? 根據(jù)上述計算值 ,按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定主軸箱輪廓尺寸為 BH=400mm 400mm。 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)。 .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 。 .2確定機(jī)床裝料高度 H 裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。 左主軸箱：1 4 0 . 1 7 3 6 0 . 1 1 0 . 2 4 6 1 . 5 9 8 k WniP P i?? ? ?