涡流泵体钻镗专机总体及夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 涡流泵体钻镗专机总体及夹具设计 目 录 1 前言 . 2 2 钻镗专机总体设计 . 4 镗专机工艺方案的制定 . 4 位基准的选择 . 4 定机床配置型式及结构方案 . 5 工序的加工方法 . 6 具的选择 . 6 侧面钻 9- 9 . 6 侧面钻 6- 5 . 10 侧镗 45 . 13 床生产率计算卡 . 15 3 夹具设计 . 17 位原理及其实现 . 17 差分析 . 17 响加工精度的因素 . 18 证加工精度 . 20 紧方式 . 20 定夹紧力时应考虑的计算系数 . 21 定夹紧力 . 21 紧点的数目及位置 . 22 紧点的数目 . 22 紧点的位置 . 22 具的主要零件结构设计 . 23 模类型选择（夹具体设计） . 23 套的结构设计 . 24 模板的结构设计 . 24 4 零部件的设计绘制 . 25 制尺寸联系图 . 25 制加工零件工序图 . 25 制加工示意图 . 25 制夹具装配图 及其零件图 . 25 5 结论 . 26 参 考 文 献 . 27 致 谢 . 28 涡流泵体钻镗专机总体及夹具设计 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 1 前言 钻镗专机是根据工件加工要求，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专 用机床。钻镗专机的设计，有以下两种情况：其一，是根据具体加工对象的具体情况进行专门设计。其二，随着钻镗专机在我国机械行业的广泛使用，广大工人总结自己生产和使用钻镗专机的经验，发现钻镗专机不仅在其组成部件方面有共性，可设计成通用部件，而且一些行业的在完成一定工艺范围的钻镗专机是极其相似的，有可能设计为通用机床，这种机床称为“专能钻镗专机”。这种钻镗专机就不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，而是可以设计成通用品种，组织成批生产，然后按被加工的零件的具体需要，配以简单的夹具及刀具，即可组成加工一定对象的高 效率设备。 本次毕业设计课题来源于生产。 钻镗专机设计过程中，为了降低钻镗专机的制造成本，应尽可能地使用通用件和标准件。目前，我国设计制造的钻镗专机，其通用部件和标准件约占部件总数的 70 80%，其它 20专用零部件。考虑到近年来，各种通用件和标准件都出台了新的标准及标注方法，为了方便以后钻镗专机的维修，整个钻镗专机的通用件和标准件配置，都采用了新标准。 在对钻镗专机总体设计之前，需对被加工零件孔的分布情况及所要达到的要求进行分析，如各部件尺寸、 材料、形状、硬度及加工精度和表面粗糙度等内容。然后还必须深入基层进行实地观察，体会钻镗专机的优点。接下来是总体方案的设计，总体方案设计的具体工作是编制“三图一卡”，即绘制被加工零件工序图，加工示意图，机床尺寸联系图，编制生产率计算卡。最后，就是技术设计和工作设计。技术设计就是根据总体设计已经确定的“三图一卡”，设计夹具等部件正式总图；工作设计即绘制各个专用部件的施工图样，编制各零部件明细表。 夹具设计是钻镗专机设计中的重要部分，夹具设计的合理与否，直接影响到被加工零件的加工精度等参数。首先确定工件的定位方式 ，然后进行误差分析，确定夹紧方式，夹紧力的计算，对夹具的主要零件进行结构设计。 在夹具设计中，设计的主要思路是采用“一面两销”的定位方法，和液压夹紧机构，这样设计主要是为了钻、镗孔时的准确定位和高效率的生产要求。液压夹紧方式解决了手动夹紧时夹紧力不一致、误差大、精度低、工人劳动强度大等缺点。 在老师的指导下，不断地对设计中的错误进行纠正，确定最好的定位夹紧方案；同时与同组同学进行探讨计算出准确的数据选择合理的通用部件。在不断的探讨修改中历经 3个月终于完成了这一课题的设计。 涡流泵体钻镗专机总体及夹具设计 4 2 钻镗专机总体设计 钻镗专机总 体设计 ,就是依据产品的装配图样和零件图样 ,产品的生产纲领 , 现有生产条件和资料以及国内外同类产品的有关工艺资料等 ,拟订钻镗专机工艺方案和结构方案 ,并进行方案图样和有关技术文件的设计。 镗专机工艺方案的制定 制订工艺方案是设计钻镗专机最重要的步骤 进，必须认真分析被加工零件图纸开始，深入现场全面了解被加工零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求及生产率要求等，总结设计、制造、使用单位和操作者丰富的实践经验，理论与生产实际紧密结合，从而确定零件在钻镗专 机上完成的工艺内容及方法。 根据所提供 油机涡流泵体的工序图，分析被加工零件的精度，表面粗糙度，技术要求，加工部位尺寸，形状结构；特点材料硬度。工件刚性及零件的批量的大小不同，设计的钻镗专机必须采用不同的工艺方法和工艺过程。 被加工零件需要在钻镗专机上完成的加工工序及应保证的加工精度是制定机床方案的主要依据。 此次设计的被加工零件是柴油机涡流泵体 ,其主要的加工工序如下 : a. 钻 6 6H 孔至 5, 左侧面 ; b. 钻 6 9 孔（深 38） , 右侧面 ; c. 钻 3 9 孔（深 78） , 右侧面 ; d. 镗 45至 后侧面 ; e. 倒孔口角至 后侧面 . 被加工零件材料为 构为非对称箱体，是三面加工。 根据各种要求，分析其优缺点，确定设计的钻镗专机采用机械卧式钻镗专机。根据所需加工孔的尺寸精度和表面粗糙度，可以确定这些孔的加工采用麻花钻，即可满足要，为了保证孔的加工刀具的直径与加工部位尺寸相适应，需要专门设计制造。 位基准的选择 正确选择钻镗专机加工工件采用的基准定位，是确保加工精度的重要条件。 本设计的柴油机涡流泵体是箱体类零件，箱体类零件一 般都有较高精度的孔和面需要加工，又常常要在几次安装下进行。因此，定位基准选择“一面双孔”是最常用的方法，其特点是： （ a）可以简单地消除工件的 6个自由度，使工件获得稳定可靠的定位。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 （ b） 有同时加工零件五个表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高 各面上孔的位置精度。 （ c）“一面双孔”可作为零件从粗加工到精加工全部工序的定位基准，使零件整个工艺过程基准统一，从而减少由基准转换带来的累积误差，有利于保证零件加工精度。 （ d）易于实现自动化定位、夹紧，并有利于防止切屑落于定位基面上。 具体定位图形见工序图采用的是“一面两销”的定位方案，以工件的右侧面为定位基准面，约束了 个自由度。短定位销约束了 个自由度。长定位销约束了 个自由度。这样工件的 6个自由度被完全约束了也就得到了完全的定位。 定机床配置型式及结构方案 根据选定的工艺方案确定机床的配置型式，并定出影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。 钻镗专机是根据工件交工需要，以大量采用通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床，工艺方案 已确定该钻镗专机是双面钻卧式钻镗专机，该机床是由动力箱，主轴箱，机械滑台，立柱，中间底座，夹具，立拄底座等组成。 钻镗专机装配图如下： 图 2镗专机装配图 涡流泵体钻镗专机总体及夹具设计 6 工序的加工方法 具的选择 考虑到工件加工尺寸精度，表面粗糙度，切削的排除及生产率要求等因素，所以加工 15个孔的刀具均采用标准锥柄长麻花钻。 侧面钻 9- 9 A. 切削用量的选择 根据参考文献 1查表 6工材料为铸铁，硬度200 241知切削速度为 10 18m/径 6 12 进给量 f mm/r r。 钻孔的切削用量还与钻孔的深度有关，当加工铸铁件孔深为钻头直径的 6钻镗专机上通常都是和其他浅孔一样采取一次走刀的办法加工出来的，不过加工这种较深孔的切削用量要适当降低些。 切削速度 m 3m 进给量 m 转速 m 1 31 0 0 01 0 0 0 0 rd （ 2 可由参考文献 12表 70r/ 实际切削速度 m c （ 2 工进速度 m （ 2 工进时间 m ff 其中 h 为 3- 9的深度。 （ 2 B. 切削功率，切削力，转矩以及刀具耐用度的选择 查参考文献 1表 6切削力 92626 （ 2 切削转矩 （ 2 切削功率 （ 2 刀具耐用度m i 8)2 1 9 6 0 0()/9 6 0 0( 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 （ 2 C. 动力部件的选择 由上述计算每根轴的输出功率 P=侧共 9根输出轴，且每一根轴都钻 9直径，所以总 切削功率 7 切削。 则多轴箱的功率： 切削多轴（ 2 其中在切削铸铁时取 当于多轴箱的损耗功率为 所以 轴由参考文献 1表 5得出动力箱及电动机的型号 : 表 2动机型号 动力箱型号 电动机型号 电动机功率 (电动机转速 (r/输 出轴转速 (r/L3(右主轴箱 1100430 715 320 D. 确定主轴类型，尺寸，外伸长度 在右侧面，主轴用于钻孔，选用滚珠轴承主轴。又因为浮动卡头与刀具刚性连接，所以该主轴属于长主轴。故本课题中的主轴均为滚珠轴承长主轴。 根据主轴转矩 T=参考文献 1查表 34 10 （ 2 4 =取 d=20 由表 3主轴直径 =20 主轴外径 D=32径 0 主轴外伸尺寸 L=115 接杆莫氏圆锥号 1， 2。 E. 导向装置的选择 钻镗专机钻孔时，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的导向装置来保证的。导向装置的作用是：保证刀具相对工件的正确位置；保证刀具相互间的正确位置；提高刀具系统的支承刚性。 由参考文献 1查表 8 9在 d8 10 范围内，查得如下 D=15 2 6 6, 6 短型导套 ， 1 ， 23 ， 涡流泵体钻镗专机总体及夹具设计 8 选用通用导套。 F. 连杆的选择 在钻、扩、铰孔及倒角等加工小孔时，通常都采用接杆（刚性接杆）。因为主轴箱各主轴的外伸长度和刀具均为定值，为保证主轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，须采用 轴向可调整的接杆来协调各轴的轴向长度，以满足同时加工完成孔的要求。 为了获得终了时多轴箱前端面到工件端面之间所需要的最小距离，应尽量减少接杆的长度。 因为 9- 9孔的钻削面是同一面且主轴内径是 20参考文献 1表 8选取 d=16 , 2 , L=85 1104 l 135 G. 动力部件工作循环及行程的确定 切入长度一般为 5 取 1L =7 切出长度由参考文献 1表 3)83(931)83(312 dL 取 2 。 （ 2 加工时加工部位长度 L(多轴加工时按最长孔计算 )L=783788721 工 为排屑要求必须钻口套与工件之间保留一点的距离，根据麻花钻直径 9，由参考文献 3表 3导套口至工件尺寸 ) ,（参考钻钢） 取 02 ，又根据钻套用导套的长度确定钻模架的厚度为 16 附带得出底面定位元件的厚度 84 。 快退长度的确定 :一般在固定式夹具钻孔或扩孔的机床上动力头快速退回的行程只要把所有的刀具都退回至导套内 ,不影响工件装卸即可。 故快退行程为钻套口至工进行程末端的距离：67931012 工快退 快进距离： ,371012 快进（行程太短） 故取消快进距离将 ,3快进改为工进， 则工进距离为： 6393 工。 选择刀具：根据钻口套至工进行程末端的距离 6快退，及钻口套长度买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 71638 套 ,由参考文献 12表 3得选择：矩形柄麻花钻7814352509 (切削长度部分 145 H. 滑台及底座的选择 ， 选择液压滑台，进给量实行无级调速，安全可靠，转换精度高。由于液压驱动，零件损失小，使用寿命 长，但调速维修比较麻烦。 由已知工进 每根输出轴的切削力 F= 9根轴总的切削力 3 0 4 49 切削又因为 动力箱滑鞍长度 L=630由参考文献 1表 5滑台及它的侧底座选择 表5 台面宽度 320面长度 630程 400 最大进给力 12500N， 工进速度 20 650mm/ 快速移动速度 10m/ I. 多轴箱轮廓尺寸的设 计 确定机床的装料高度，新颁国家标准装料高度为 1060际设计时常在850 1060取装料高度为 950 多轴箱的宽度与高度的大小与被加工零件的加工部位有关，可按下列关系式确定： 12 ; 11 （ 2 b=340 1b 体外壁的距离，推荐 00701 ，取 1b =100。 h=277 1h 因为滑台与底座的型号都已经选择，所以侧底座的高度为已知值： 650 滑台滑座总高： 280座与侧底座的调整垫厚度一般取 5轴箱底与滑台滑座台面间的间隙取 故 50111 h 通常推荐 40851 ，所以 符合通常推荐值。 所以 4010023402 1 ， 1527711 。 由此数据查参考文献 13表 00630 为 , 涡流泵体钻镗专机总体及夹具设计 10 台面宽度为 320 侧面钻 6- 5 A. 切削用量的选择 根据参考文献 1查表 6工材料铸铁，孔径 d=16削速度 10 18m/给量 f=r。 切削速度 m 6m 进给量 m 由公式（ 2： 转速 m 1 61 0 0 01 0 0 0 0 rd 可由参考文献 12知圆整为 1100r/ 由公式（ 2： 实际切削速度 m c 由公式（ 2： 工进速度 m 81 1 0 由公式（ 2： 工进时间 m ff 其 中 h 为 6- 5的深度。 B. 切削功率，切削力，转矩以及刀具耐用度的选择 由公式（ 2 切削力 7 02 1 由公式（ 2 切削转矩 7 0 5 9 3 由公式（ 2 切削功率 由公式（ 2 刀具耐用度m i 1 9 6 0 0()/9 6 0 0( 动力部件的选择 由上述计算每根轴的输出功率 P=侧共 6根输出轴，且每一根买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 轴都钻 5直径，所以总切削功率 7 8 9 切削。 由公式（ 2 则多轴箱的功率： 6 8 切削多轴其中在切削铸铁时取 所以 轴由参考文献 1表 5得出动力箱及电动机的型号 : 表 2动机型号 动力箱型号 电动机型号 电动机功率 (电动机转速 (r/输出轴转速 (r/L3(左主轴箱 110040 520 325 D. 确定主轴类型，尺寸，外伸长度 根据主轴转矩 T=公式（ 2 4 10 4 =取 d=15 由表 3主轴直径 =15 主轴外径 D=25径 6 主轴外伸尺寸 L=85 接杆莫氏圆锥号 1。 E. 导向装置的选择 由参考文献 1查表 8 5在 d4 6范围内，查得如下 D=10 5 8 6, 2 短型导套 ， 1 ， 23 ， 选用通用导套。 F. 连杆的选择 为了获得终了时多轴箱前端面到工件端面之间所需要的最小距离，应尽量减少接杆的长度。 因为 6- 5孔的钻削面是同一面且主轴内径是 15参考文献 1表 8涡流泵体钻镗专机总体及夹具设计 12 选取 d=10 , 2 , L=62 724 l 82 G. 动力部件工作循环及行程的确定 切入长度一般为 5 取 1L =8 以为没有切出所以 取 2 。 加工时加工部位长度 L(多轴加工时按最长孔计算 )L=164160821 工 为排屑要求必须钻口套与工件之间保留一点的距离，根据麻花钻直径 5，由参考文献 3表 3导套口至工件尺寸 ) ,（参考钻钢）及综合考虑装卸工件的空间要求 取 02 ，又根据钻套用导套的长度确定钻模架的厚度为 12 快退长度的确定 :一般在固定式夹具钻孔或扩孔的机床上动力头快速退回的行程只要把所有的刀具都退回至导套内 ,不影响工件装卸即可。 故快退行程为钻套口至工进行程末端的距离：68245012 工快退 快进距离： ,4285012 快进H. 滑 台及底座的选择 由已知工进 88 每根输出轴的切削力 F= 6根轴总的切削力 8 切削又因为 1动力箱滑鞍长度 L=500由参考文献 1表 5滑台及它的侧底座选择 表5 台面宽度 250面长度 500程 400 最大进给力 8000N， 工进速度 32800mm/ 快速移动速度 12m/ I. 多轴箱轮廓尺寸的设计 多轴箱的宽度与高度的大小与被加工零件的加工部位有关，可按下列关系式确定： 由公式（ 2： 12 ; 11 b=图可知）。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 1b 荐 140851 ，取 1b =100。 h=209 1h 因为滑台与底座的型号都已经选择，所以侧底座的高度为已知值： 650 滑台滑座总高： 280座与侧底座的调整垫厚度一般取 5轴箱底与滑台滑座台面间的间隙取 故 50111 h 通常推荐 40851 ，所以 符合通常推荐值。 所以 642 1 ， 1520911 。 由此数据查参考文献 13表 00500 为 , 台面宽度为 320 侧镗 45 A. 切削用量的选择 由参考文献 1表 6得用高速纲刀具粗镗铸铁的切削用量： v=2025m/f 转 =r,则选取 v=20mm/f 转 = 由此出镗刀的转速： 由公式（ 2： 010001000 D vn r/整为 n=150r/由公式（ 2： 则实际切削速度 c m/ 由公式（ 2： 工进速度 vf=50 0mm/. 切削力，切削转矩，切削功率的选择 1 （ 2 （ 2 T=0757 N （ 2 2 0 0 2 0 0 （ 2 C. 确定主轴类型、尺寸、外伸长度 涡流泵体钻镗专机总体及夹具设计 14 滚锥轴承主轴：前后支承均为圆锥滚子轴承。这种轴承可承受较大的径向 和轴向力，且结构简单、装配调整方便，广泛用于扩、镗、铰孔和攻螺纹等加工。因此选用滚锥轴承主轴。 由公式（ 2： 4 再 由参考文献 1表 3d=25主轴外径为 40径为 28轴的外伸尺寸为 75. 确定镗杆直径 由镗孔直径为 考参考文献 12表 5刀方截面直径为 10 10 E. 浮动卡头的选择 根据轴外径 40径 28参考文献 1图 8卡头 Dp=3，根据镗孔形式为单导向悬臂孔，采用较为普遍的内滚式单导向悬臂镗孔，根据卡头内径尺寸 d= 22倒角直径 53. 导向装置的选择 由参考文献 3表 306 159套口至工件的距离 20 50导套的长为 150取导套口至工件的距离为 50. 工作循环及行程的确定 由于该动力箱只加工 45行程主要由镗孔 45切入长度一般为 5 出长度由参考文献 1表 3工长度 53出工作进给 L 工 =8+13+8=29 退长度的确定：一般选固定式夹具或钻孔或扩孔机床上，动力头快速退回行程只要将所有的刀具都退回至导套内，不影响工件装卸即可， l 快退 =50+13+8=71l 快进 =502. 刀杆长度的选择 假设刀具加工终了位置时导套口与滑套口对齐。 退尺寸 l 快退 ， L=71 加工终了时，倒角镗刀恰好倒出 I. 动力部件的选择 由上文算出镗削 切削 =多轴箱的传递效率 =由公式（ 2动力头输入多轴箱的功率 P 多 = 切入P 据多轴箱功率 P 多 =参考文献 1表 5用 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 表 2动机型号 动力箱型号 电动机型号 电动机功率 (电动机转速 (r/输出轴转速 (r/L3(左主轴箱 110040 520 325 J. 滑 台及底座的选择 已知工进 0mm/给力 因 100，由参考文献 1表 5滑台及配套后底座 1 台面宽度 250面长度 500程 400 最大进给力 8000N， 工进速度 32 800mm/ 快速移动速度 12m/ K. 多轴箱轮廓尺寸的设计 多轴 箱的宽度与高度的大小与被加工零件的加工部位有关，由公式（ 2： 12 ; 11 装料高度为 950定位基准的高度为 68 950+68=10180181 h 所以 0 01 0 0202 1 ， 02011 。 由此数据查参考文献 13表 20400 为 , 台面宽度为 320 床生产率计算卡 根据选定的机床工作循环所要求的工作行程长度、切削用量、动力部件的快速及工进速度等，就可以计算机床的生产率并生产率计算卡，用以反映机床的加工过程、完成每一个动作所需的时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率等，计算公式参照参考文献 1。 理想生产率 Q (单位为件 /h)是指完成年生产纲领 A(包括备品及废品率在内 )所要求的机床生产率。它与全年工时总数般情况下，单班制350h，两班制600h。则 （ 2 本设计中，采用的是两班制，年生产纲领 30000件。 由公式得：涡流泵体钻镗专机总体及夹具设计 16 013 000 0 实际生产率是指所设计的机床每小时实际可生产的零件数量。即公式 单01 （ 2 式中，单T 生产一个零件所需时间（ ）装、卸移快退快进停辅切单 k ()( 2211 （ 2 式中 1L 、 2L 分别为刀具第，第工作进给长度，单位为 1 2 分别为刀具第，第工作进给速度，单位为 mm/ 停t 当加工沉孔、止口、锪窝、光整表面时，滑台在死挡铁上的停留时间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转 510转所需的时间，单位为 退快进 、 分别为动力部件快进、快退行程长度，单位为 动力部件快速行程速度。用机械动力部件时取 56m/液压动力部件时取 310m/ 移t 直线移动或回转工作台进行一次工位转换时间， 装、卸t 工件装、卸时间，它取决于装卸自动化程度、工件重量大小装卸是否方便及工人的熟练程度等。通常取 所以： m i 696() ）辅切单 单 机床负荷率为理性乡生产率与实际 生产率之比。由参考文献 1公式 1 （ 2 则 % 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 3 夹具设计 夹具是钻镗专机的重要组成部分，是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而专门设计的。它是用于实现被加工零件的准确定位、夹压、刀具的导向以及装卸工件时的限位等作用。 位原理及其实现 根据被加工零件的结构特征，选择定位基准，实现六点定位原理 ,即以工件的右 侧面为定位基准面，约束了 个自由度。短定位销约束了 个自由度。长定位销约束了 个自由度。这样工件的 6个自由度被完全被消除也就得到了完全的定位。 如图所示 : 图 3位原理图 差分析 一批工件依次在夹具中进行定位时，由于工序基准的变动对加工表面尺寸涡流泵体钻镗专机总体及夹具设计 18 所造成的极限值之差称为定位误差。产生定位误差的原因是工序基准与定位基准不相重合或工序基准自身在位置上发生偏移或位移所引 起的。 响加工精度的因素 用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件加工精度的因素很多，与夹具