【正文】 留 1mm 鉸孔的加工余量 12 加工要求 ： 鉆 2 Φ 孔 鉆孔：Φ 15mm， ap=80mm 機(jī)床：立式鉆床 Z5125A 刀具：直柄麻花鉆Φ （ GB613785） 量具：游標(biāo)卡尺 工序 七 ：鉸 各定位 孔 并粗?jǐn)U排氣門座孔和燃燒室 加工要求 ： 鉆鉸 Φ 5mm 孔 鉆孔： Φ 4mm， ap=9mm 機(jī)床：立式鉆床 Z5125A 刀具：直柄麻花鉆Φ 4mm（ GB613785） 鉆盲孔 Φ 4mm， 直徑留 1mm 鉸孔的加工余量 加工要求 ：鉸 2 Φ 16mm 孔 鉸孔：Φ 16mm 機(jī)床：立式鉆床 Z5125A 加工要求：排氣門 座 孔 至 Φ ， 燃燒室孔至 Φ 31mm，Φ 機(jī)床：臥式鏜床 T618 刀具：高速鋼Φ 16mm 鉸刀 工序 八 ： 鉆鉸各主要孔 加工要求：刮彈簧坑 2 Φ ，深度為 機(jī)床：立式銑床 X53K 刀具：刮刀 量具：游標(biāo)卡尺 加工要求 ：擴(kuò)兩導(dǎo)管孔至 2Φ 刀具：錐柄麻長(zhǎng)花鉆Φ 機(jī)床：立式鉆床 Z5125A 加工要求 ：鉆 2個(gè) M10 的螺紋底孔 機(jī)床：臥式鏜床 T618 鉆盲孔Φ ，深度為 24 mm 加工要求 ：精鉸 燃燒室至尺寸 Φ 鉸孔：Φ 機(jī)床：立式鉆床 Z6143A 刀具： 球形精 鉸刀 加工要求 ：半精鉸鑲塊孔至尺寸Φ 鉸孔：Φ 機(jī)床：臥式鏜床 T618 加工要求 ：粗?jǐn)U進(jìn)氣門座孔Φ 機(jī)床：臥式鏜床 T618 工序 九 ： 精 鉸各主要孔 加工要求 ： 擴(kuò) 3Φ 24mm 孔 擴(kuò)孔：Φ 24mm 13 機(jī)床：立式鉆床 Z5125A 刀具：高速鋼Φ 24mm 擴(kuò)孔鉆 加工要求 ：鉸 2Φ 17mm 進(jìn)排氣門導(dǎo)孔 刀具：高速鋼Φ 17mm 鉸刀 機(jī)床：立式鉆床 Z5125A 加工要求 ：鏜進(jìn)排氣門孔，Φ 40mm，Φ 46mm，噴油孔底部Φ 40mm 機(jī)床：臥式鏜床 T618 工序 十 ： 鉆螺紋孔 加工要求 ： 鉆兩側(cè)面四個(gè)螺紋孔 工件材料：灰鑄鐵 HT250 加工要求：鉆孔 4Φ 8mm 機(jī)床：臥式鏜床 T618 加工要求 ： 鉆噴油咀座螺紋底孔 加工要求：鉆孔 2Φ 工序 十一 ：鉆鉸噴油孔，鉆紙插孔 工件材料：灰鑄鐵 HT250 加工要求：鉆鉸階梯狀噴油孔 Φ ，同軸度 ，鉆紙插孔Φ 10mm，攻絲 M12 工序 十二 ： 攻螺紋 ：攻上平面 M10 的螺紋，深度為 18 mm ：攻進(jìn) ﹑ 排氣 法蘭面 4 M8 螺紋孔，深度為 18 mm 加工要求：攻噴油嘴座 2 M8 螺紋孔 具 設(shè) 計(jì) 本設(shè)計(jì) 我們組要求設(shè)計(jì)粗 鉆 前后兩面孔的夾具。其關(guān)鍵在于，正確的確定定位方案、夾緊方案和刀具導(dǎo)向方式，合理的設(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。在 大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡量采用各種快速、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；在中小批量 生產(chǎn)中，則要求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，以降低家具的制 14 造成本。省力，盡可能采用氣動(dòng)、液壓機(jī)其它機(jī)械化夾緊裝置，以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并較好地控制夾緊力。 （ 4）便于排屑 夾具的排屑是一個(gè)容易忽視的問題，如果排屑功能不好，切屑 積集在夾具中，會(huì)破壞工件正確定位；切屑帶來的大量熱量會(huì)引起來夾具和工件的熱變形，影響加工質(zhì)量；切屑的清掃又會(huì) 增加輔助時(shí)間，降低生產(chǎn)率。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。 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) 。 （ 2） 擬定夾具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 在分析各種原始資料的 基礎(chǔ)上，確定夾具的類型、定位設(shè)計(jì)、夾緊方式、導(dǎo)向方案、連接方式、總體布局和夾具的結(jié)構(gòu)形式。 15 （ 3） 審核 檢查夾具的各項(xiàng)功能是否符合設(shè)計(jì)要求 （ 4） 總體設(shè)計(jì) 根據(jù)所定方案繪制夾具裝配圖，應(yīng)將夾具的工作原理、結(jié)構(gòu)和各種元件的裝配關(guān)系表達(dá)清楚。合理選擇材料，標(biāo)注尺寸、公差和技術(shù)要求。在夾具體上， 要安裝組成該夾具所需要的各種元件、機(jī)構(gòu)和裝置等。 （ 2） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的工藝性 在保證強(qiáng)度和剛度的條件下，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，以便于操作。 （ 1）夾具外形輪廓 尺寸：一般是指夾具的最大外形尺寸； （ 2）工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸：這種尺寸是用來確定夾具上對(duì)刀、引導(dǎo)元件的位置； （ 3）夾具與機(jī)床連接部分的尺寸：這種尺寸表示夾具如何與機(jī)床有關(guān)部分連接 ，從而確定夾具在機(jī)床上的正確位置； （ 4）其它裝配尺寸：這種尺寸是屬于夾具內(nèi)部的配合尺寸，以及某些夾具元件在裝配后需要保證的相關(guān)尺寸。 16 （ 1）“一面兩孔”的 定位方法 它的特點(diǎn)是： 可以簡(jiǎn)便地消除工件六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。 “一面兩孔”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。 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位、夾緊，并有利于防止切削落于定位基面上。 有同時(shí)加工零件兩個(gè)表面的可能，能高度集中工序。 主要元件分析 （ 1）定位塊：用一個(gè)定位塊定位。安裝位置與零件加工過程時(shí)所安裝進(jìn)去的方向相同， 從而易于達(dá)到便于排屑的效果?？紤]到要更換的問題，所以在設(shè)計(jì)采用螺釘固定。 （ 4）壓板：在機(jī)械夾緊過程和零件相接觸的元件，用來傳遞有效的夾緊力。固定式導(dǎo)套有三個(gè)元件組成：壓套螺釘，可換導(dǎo)套和中間套。導(dǎo)套的配合間隙對(duì)于孔的位置精度有很大影響，為了提高位置精度，應(yīng)適當(dāng)提高導(dǎo)套的制造精度和選用較緊的配合，在檢驗(yàn)機(jī)床的總精度時(shí)，不是逐次的全部檢查每個(gè)部位上主軸與導(dǎo)套間的不同軸度，而是適當(dāng)?shù)剡x取兩個(gè)孔位距離較遠(yuǎn)的導(dǎo)套作為檢查部位，因此在設(shè)計(jì) 17 時(shí)應(yīng)注意相應(yīng)位置的部位選用導(dǎo)套，使中間套的長(zhǎng)度與其孔位之比 L∕ D≥ 3，以便使該孔 可靠地插入檢驗(yàn)棒，作為機(jī)床總裝時(shí)檢查主軸與導(dǎo)套間的不同軸度時(shí)使用。其組成部分的相互關(guān)系， 如圖 3— 1方框圖所示： 圖 3― 1 夾緊裝置組成的方框圖 （ 2）夾緊裝置設(shè)計(jì)的基本要求 夾緊過程中，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。 夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)率的前提下，其結(jié)構(gòu)要力求簡(jiǎn)單，以便于制造和維修。 （ 3） 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)際情況來選擇哪種裝置。氣壓為 ，氣缸活塞速度為 1~10m∕ s，夾具每小時(shí)可連續(xù)松夾上千次。傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)裝置所用材料及制造精度要求不高，制造成本低。 ④ 空氣可就地取材，容易保持清潔，管路不易堵塞，也不會(huì)污染環(huán)境，具有維護(hù)簡(jiǎn)單，使用安全、可靠、方便等特點(diǎn)。此外，還有較大的排氣噪聲 。 ② 液壓油的不可壓縮性可使夾具剛度高、工作平穩(wěn)、可靠。 通過對(duì)以上兩種機(jī)械夾緊裝置優(yōu)缺點(diǎn)的比較，結(jié)合加工工件的精度要求、工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和環(huán)境要求、企業(yè)的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)中夾緊裝置采用氣壓夾緊裝置。 （ 2）夾緊力的作用點(diǎn) ① 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)； ② 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛度較高的部位。由于工件為薄壁件，易受力變形，故采用多點(diǎn)同時(shí)壓向工件，均勻分布?jí)壕o力，起到減少受力變形的效果。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。 根據(jù)文獻(xiàn) [3]查得切削力 Q 的計(jì)算公式如下： Q=210)( ff pPK ?? （ 31） 式中： K— 安全系數(shù)； P— 切削力； p0 — 定位銷上允許承受的一部分切削力； 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)； 根據(jù)文獻(xiàn) [3]查得安全系數(shù) K按下式計(jì)算 K=K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 （ 32） 式中： K0 ~ K6 為各種因素的安全系數(shù)，查文獻(xiàn) [3]表 31 和表 32； K0 ：考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù)，取 K0 =； K1 ：加工性 質(zhì)，取 K1 =； K2 ：刀具鈍化程度，取 K2 =； K3 ：切削特點(diǎn)，取 K3 =； K4 ：夾緊力的穩(wěn)定性，取 K4 =； K5 ：夾緊時(shí)的位置， K5 =； K6 ：僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支承面的接觸情況，取 K6 =。 夾緊裝置的其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鏜模支架和底座均為鏜模主要零件，支架供安裝鏜套和承受切削力的作用。因此，支架和支座的剛性要好，變形要小。 21 4. 組合機(jī)床總體 設(shè)計(jì) 組合機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟 組合機(jī)床一般都根據(jù)合用戶簽訂的設(shè)計(jì)、制造合同進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡量做到采用先進(jìn)的工藝方案；正確選擇組合機(jī)床通用部件及機(jī)床布局型式；要十分注意保證加工精度和生產(chǎn)效率的措施以及操作使用方便性，力爭(zhēng)設(shè)計(jì)出技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理和工作可靠的組合機(jī)床。 調(diào)查研究 調(diào)查研究的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： ，研究其尺寸、 形狀、材料、硬度、重量、加工部位的結(jié)構(gòu)及加工精度和表面粗糙度要求等內(nèi)容。 ，查閱、搜集和分析國(guó)內(nèi)外有關(guān)的技術(shù)資料，吸取先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成就。 總之，通過調(diào)查研究應(yīng)為組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)提供必要的大 量的數(shù)據(jù)、資料，做好充分準(zhǔn)備的、全面的技術(shù)準(zhǔn)備?？傮w方案 22 的擬定是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最關(guān)鍵的一步。對(duì)同一加工內(nèi)容，有各種不同的加工工藝方案和機(jī)床配置方案，在最后 決定采用哪種方案時(shí)，必須對(duì)各種可行的方案作全面分析比較，并考慮使用單位和制造單位等諸方面因素，綜合評(píng)價(jià)，選擇最佳方案或較為合理的方案。即繪制加工零件工序圖、加工示意圖 、 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)按設(shè)計(jì)程序作必要的計(jì)算和驗(yàn)算等工作，并對(duì)第二、第三階段中初 定的數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)等做相應(yīng)的調(diào)整或修改。 工藝方案的擬定 工藝方案的擬定是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。因此，應(yīng)根據(jù)工件的加工要求和特點(diǎn)，按一定的原則、組合機(jī)床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬定出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。這對(duì)機(jī)床的工作循環(huán)、多軸箱和夾具結(jié)構(gòu)都有影響。當(dāng)產(chǎn)生率許可時(shí)，到具可按工進(jìn)速度退回 ，這樣既不留刀痕，有利于提高價(jià)工精度。這樣能更好地保證聯(lián)接 孔位置精度，便于裝配。這樣可縮短孔的廠度，提高生產(chǎn)率和減少小鉆頭時(shí)折斷的事故。但孔口端面常對(duì)孔有垂直度要求而加工尺寸較小時(shí)，采用鉆锪或擴(kuò)锪復(fù)合刀具加工；加工尺寸較大時(shí)常采用鏜孔車端面的方法，一次加工出孔和端面。 E 在制訂加工一個(gè)工件的幾臺(tái)成套機(jī)床或流水線的工藝方案時(shí)，應(yīng)盡可能使精加工集中在 所有粗加工之后，以減少內(nèi)應(yīng)力變形影響，有利于保證加工精度。 組合機(jī)床工藝方案的擬訂 擬訂組合機(jī)床工藝方案的一般步驟如下： 1. 分析、研究加工要求和現(xiàn)場(chǎng)工藝 在制訂組合機(jī)床工藝方案時(shí)，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工部位及其精度、表面粗糙度、技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)。因此，正確選擇定位基準(zhǔn)和加壓部位是保證加工精度的重 要條件。顯然，面加工和孔加工、不同尺寸的平面和孔徑加工及不同的加工精度要求，直接影響著工藝方案的選擇（銑、鏜鉆、鉸等）和工步及工藝路線的確定。 24 為可靠地保證加工質(zhì)量，必須合理確定工序間余量。 表 31 孔加工常用工序間余量 (mm) 加工工序 加工孔徑 工序特點(diǎn) 直徑上工序間余量 鉆孔 216。20 鉆孔后擴(kuò)孔 ～ 粗孔后精孔 ～ 216。50 鉆孔后擴(kuò)孔 ～ 粗?jǐn)U后精擴(kuò) ～ 鉸孔 216。20 — ～ 216。30 ～ 216。50 ～ 216。80 ～ 216。100 ～ 半精鏜 216。80 — ～ 216。150 ～ 精鏜 ～ 216。30～ 216。20 ～ 確定工序間余量應(yīng)注意以下問題： ① 粗鏜是應(yīng)該考慮工件的冷硬層、鑄造里皮和孔偏心，