机械毕业设计（论文）-双缸柴油机汽缸体钻削组合机床总体及夹具设计

1、完 整 毕 业 设 计 说 明 书双缸柴油机汽缸体钻削组合机床总体及夹具设计专业 机械设计制造及其自动化学生姓名 班级 B 机制 054学号 指导教师 完成日期 2021 年 6 月 6 日盐城工学院本科生毕业设计说明书 2021目录1 前 言11 . 1 本 课 题 的 意 义11 . 2 国 内 外 发 展 概 况 及 现 状11 . 3 课 题 由 来 及 基 本 条 件31 . 4 课 题 设 计 思 路31 . 5 预 期 成 果 及 实 际 价 值42 组 合 机 床 总 体 设 计52 . 1 工 艺 方 案 的 拟 订52 . 1 . 1 分 析 、 研 究 被 加 工 零 件

2、52 . 1 . 2 组 合 机 床 总 体 方 案 论 证52 . 1 . 3 定 位 基 准 及 夹 压 点 的 选 择62 . 2 详 细 设 计 计 算62 . 2 . 1 刀 具 的 选 择62 . 2 . 2 切 削 用 量 的 选 择62 . 2 . 3 计 算 切 削 力 、 切 削 扭 矩 、 切 削 功 率 及 刀 具 耐 用 度72 . 2 . 4 确 定 主 轴 、 尺 寸 、 外 伸 尺 寸1 12 . 2 . 5 选 择 接 杆1 12 . 2 . 6 导 向 结 构 的 选 择1 22 . 2 . 7 动 力 部 件 工 作 循 环 及 行 程 的 确 定1 22

3、 . 3 通 用 部 件 的 选 择1 32 . 3 . 1 机 床 配 置 型 式1 32 . 3 . 2 选 用 滑 台 型 式1 32 . 3 . 3 选 液 压 滑 台 的 型 号1 42 . 3 . 4 选 动 力 箱 型 号1 42 . 3 . 5 选 择 滑 台 侧 底 座1 52 . 4 确 定 机 床 联 系 尺 寸1 52 . 4 . 1 机 床 装 料 高 度 的 确 定1 52 . 4 . 2 夹 具 轮 廓 尺 寸 的 确 定1 52 . 4 . 3 中 间 底 座 尺 寸 的 确 定1 52 . 4 . 4 主 轴 箱 轮 廓 尺 寸 的 确 定1 62 . 5 机

4、 床 分 组1 62 . 6 机 床 生 产 率 计 算 卡1 73 组 合 机 床 夹 具 设 计2 13 . 1 夹 具 设 计 的 基 本 要 求 和 步 骤2 1ii双缸柴油机汽缸体钻削组合机床总体及夹具设计3 . 1 . 1 夹 具 设 计 的 基 本 要 求2 13 . 1 . 2 夹 具 设 计 的 步 骤 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 13 . 2 定 位 方 案 的 确 定 . . . . . . . . . . . . .

5、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 23 . 2 . 1 零 件 的 工 艺 性 分 析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 23 . 2 . 2 定 位 方 案 论 证 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6、2 33 . 3 导 向 装 置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 43 . 4 夹 紧 方 案 的 确 定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 63 . 4 . 1 夹 紧 装 置 的 确 定 . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 63 . 4 . 2 夹 紧 方 案 论 证 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 73 . 4 . 3 夹 紧 力 的 确 定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 83 . 4 .

8、 4 液 压 缸 的 选 择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 93 . 5 误 差 分 析2 93 . 5 . 1 定 位 误 差 的 分 析2 93 . 5 . 2 校 核 加 工 精 度3 13 . 6 夹 具 体 的 设 计3 1 HYPERLINK l _TOC_250003 4 结 论3 3 HYPERLINK l _TOC_250002 参 考 文 献3 4 HYPERLINK l _TOC_250001 致谢3 6 HYPE

9、RLINK l _TOC_250000 附 件 清 单3 7全 套 图 纸 ， 加 153893706双 缸 柴 油 机 汽 缸 体 钻 削 组 合 机 床 总 体 及 夹 具 设 计摘要：柴 油 机 汽 缸 体 为 大 批 量 生 产 的 零 件 ， 为 了 提 高 生 产 效 率 ， 满 足 被 加 工 零 件 的iii盐城工学院本科生毕业设计说明书 2021精 度 要 求 及 保 证 加 工 精 度 的 稳 定 性 ， 本 课 题 设 计 了 一 台 用 于 双 缸 柴 油 机 汽 缸 体 双 面 钻 孔 的 组 合 机 床 。 本 文 介 绍 了 该 组 合 机 床 总 体 设 计 和

10、 夹 具 设 计 的 思 路 与 内 容 。 第 一 部 分 是 总 体 设 计 ， 首 先 ， 进 行 了 总 体 方 案 论 证 ， 采 用 单 工 位 双 面 钻 削 组 合 机 床 ， 刀 具 选 用 高 速 钢 麻 花 钻 ， 并 根 据 切 削 用 量 的 选 择 ， 计 算 切 削 力 、 切 削 扭 矩 及 切 削 功 率 ， 确 定 主 轴 直 径 、 外 伸 尺 寸 、 接 杆 型 号 ， 选 择 滑 台 、 动 力 箱 等 通 用 部 件 ， 再 确 定 动 力 部 件 的 工 作 循 环 及 工 作 行 程 ， 完 成 机 床 联 系 尺 寸 的 制 定 。 最 后 绘

11、 制 了 三 图 一 卡 。 第 二 部 分 是 夹 具 设 计 ， 经 过 对 被 加 工 零 件 的 全 面 分 析 ， 定 位 方 案 采 用 三 面 定 位 ， 导 向 采 用 固 定 钻 模 板 可 换 钻 套 导 向 ， 夹 紧 装 置 采 用 液 压 夹 紧 机 构 ， 直 接 夹 压 于 工 件 上 ， 反 应 快 捷 ， 夹 压 平 稳 可 靠 ， 夹 具 体 为 框 架 式 结 构 ， 有 良 好 的 刚 性 ， 使 夹 具 能 长 期 保 持 可 靠 的 精 度 和 稳 定 性 。 该 组 合 机 床 不 仅 能 保 证 钻 孔 精 度 ， 还 能 提 高 加 工 效 率

12、 ， 降 低 工 人 的 劳 动 强 度 。 设 计 的 夹 具 定 位 可 靠 、 夹 压 稳 定 、 操 作 方 便 ， 达 到 了 设 计 要 求 。关键词：组 合 机 床 ； 钻 孔 ； 总 体 设 计 ； 夹 具 设 计T he ov er a ll a n d j ig d esig n of t he over a l l a n d j ig t he com b i n ed m a c h i ne- tool for d r i ll i n g t he b od y of t w o- cy l i n d e r d ie se lAbstr act： T he c

13、 y l i nd er bl ock of di e sel i s a pro du ct w hi c h ne dd s m a s s produ cti on. Inord er to prov e the produ c tion e ffic i e n cy ,a nd m e et the pre ci si o n re qu e ste of th e com pone nts proc e s sed a nd thepre c i si onsta bil i ty , th i s topi c d e si g n ac o m b ine div双缸柴油机汽缸

14、体钻削组合机床总体及夹具设计m a chi ne -tool to be u se d i n the tw o-c y l ind er di e sel e ng i ne w i th both si d e s d ri l l i ng hol e s . It introdu c e s the de s ig n of ov era l l a nd j ig of thi s c om bi ned m a c hi ne -tool. T he fi r st pa rt i s ov era l l d e si g n . First, i t ca rri e s ou

15、 t the a rg u m enta ti on of the ov era l l p l a n, a d opte the com bi n ed m a c hi n e -tool w i th si ng l e loca ti on d ou bl e fa c e s drilli ng , se l e cte the hi g h- spe ed ste el tw i st drill . A c c ord in g to the cu ttin g pa ra m eters, i t ca l cu l a te s the cu tting forc e ,

16、th e cu tti n g torqu e a nd the cu tting pow er, d eterm i ne d spi ndl e dia m eter, th e e x te nd si z e a nd the l ink - po l e m od el , c hose s l id ing ta bl e, th e pow e r box a nd so on , the n de term ine th e op era ting c y c l e a nd the strok e of the p ow er pa rt, form u l a te th

17、 e re l a ti on si ze of the m a chi ne -to ol. F ina l l y , i t fi g u re s ou t the produ ctiv i ty w hi c h sa ti s fi e s the requ e st. T h e se con d pa rt i s th e j i g d e si g n , a fter a na l y se the w ork pi e c e, the l oca ti o n pla n a d opte thre e - fa c e loca ti on; th e g u i

18、d ing e qu ipm e nt u se d the fi x e d d ri l l pla te w i th re pla cea bl e dril l bu sh; the cla m p u se s the hy dra u l i c pre s su re d evi c e, i t dire ctl y pre s se s on the w ork pi e c e , w hi ch re spond s qu i ck l y , fi x e s s tea dil y a nd relia bl y ; the j i g -bo dy u ti l

19、i z e the fra m e s tru c tu re , po sse s s fi ne ri g i dity, ca u se s th e j i g to m a in ta in g oo d l ong -term pre c i si on. T his c om b ine d m a chi ne -tool not only g u a ra nte the dri l l hol e pre c i s ion, bu t a l so e nha nc e the proc e ssi ng e ffic i e ncy , re du c e w ork

20、ers l a bor i nten si ty . T h e j i g ori e nts re l i a b l y , cla m ps s ta bly , ope ra te s ea si l y , a nd m e ets i t the d e si g n re qu e st w e l l .Key wor ds： C om bi ne d m a c hi ne - tool ; Dri l l ho l e ; O v era l l d e si g n ; J i g de s i g nv盐城工学院本科生毕业设计说明书 20211 前 言1 . 1 本

21、课 题 的 意 义组 合 机 床 是 由 大 量 的 通 用 部 件 和 少 量 专 用 部 件 组 成 的 工 序 集 中 的 高 效 率 专 用 机 床 。 它 能 够 对 一 种 或 几 种 零 件 进 行 多 刀 、 多 轴 、 多 面 、 多 工 位 加 工 。 在 组 合 机 床 上 可 以 完 成 钻 孔 、 扩 孔 、 铰 孔 、 镗 孔 、 攻 丝 、 车 削 、 铣 削 、 磨 削 及 滚 压 等 工 序 ， 生 产 效 率 高 ， 加 工 精 度 稳 定 。 因 此 ， 在 现 代 化 大 生 产 中 ， 要 使 零 件 加 工 具 有 高 的 生 产 效 率 ， 良 好

22、 的 加 工 精 度 、 精 度 稳 定 性 ， 好 的 经 济 性 ， 采 用 组 合 机 床 加 工 是 一 个 和 好 的 选 择 。 而 如 何 设 计 一 台 好 的 组 合 机 床 就 成 为 了 关 键 ， 机 床 夹 具 设 计 那么 是 重 中 之 重 ， 这 正 是 本 课 题 需 要 解 决 的 问 题 。1 . 2 国 内 外 发 展 概 况 及 现 状目 前 ， 组 合 机 床 在 机 械 制 造 工 业 中 应 用 越 来 越 普 遍 ， 并 已 显 示 出 其 巨 大 的 优 越 性 。 主 要 表 现 在 以 下 几 个 方 面 ： 高 速 度 、 高 精 度

23、、 柔 性 化 、 模 块 化 、 高 生 产 率 等 方 向 发 展 。 因 此 组 合 机 床 装 备 的 发 展 思 路 必 须 是 以 提 高 组 合 机 床 加 工 精 度 、 组 合 机 床 柔 性 、 组 合 机 床 工 作 可 靠 性 和 组 合 机 床 技 术 的 成 套 性 为 主 攻 方 向 。 一 方 面 ， 加 强 数 控 技 术 的 应 用 ， 提 高 组 合 机 床 产 品 数 控 化 率 ； 另 一 方 面 ， 进 一 步 发 展 新 型 部 件 ， 尤 其 是 多 坐 标 部 件 ， 使 其 模 块 化 、 柔 性 化 ， 适 应 可 调 可 变 、 多 品

24、种 加 工 的 市 场 需 求 。 同 时 ， 高 性 能 的 组 合 机 床 的 应 用 也 越 来 越 多 ， 诸 如 被 广 泛 应 用 于 工 程 机 械 、 交 通 、 能 源 、 军 工 、 轻 工 、 家 电 等 行 业 。 我 国 传 统 的 组 合 机 床 及 组 合 机 床 自 动 线 主 要 采 用 机 、 电 、 气 、 液 压 控 制 ， 它 的 加 工 对 象 主 要 是 生 产 批 量 比 较 大 的 大 中 型 箱 体 类 和 轴 类 零 件 ， 完 成 钻 孔 、 扩 孔 、 铰 孔 ， 加 工 各 种 螺 纹 、 镗 孔 、 车 端 面 和 凸 台 ， 在

25、孔 内 镗 各 种 形 状 槽 ， 以 及 铣 削 平 面 和 成 形 面 等 。 随 着 技 术 的 不 断 进 步 ， 一 种 新 型 的 组 合 机 床 柔 性 组 合 机 床 越 来 越 受 到 人 们 的 青 睐 ， 它 应 用 多 位 主 轴 箱 、 可 换 主 轴 箱 、 编 码 随 行 夹 具 和 刀 具 的 自 动 更 换 ， 配 以 可 编 程 序 控 制 器 PLC、 数 字 控 制 NC 等 ， 能 任 意 改 变 工 作 循 环 控 制 和 驱 动 系 统 ， 并 能 灵 活 适 应 多 品 种 加 工 的 可 调 可 变 的 组 合 机 床 。 另 外 ， 近 年

26、来 组 合 机 床 加 工 中 心 、 数 控 组 合 机 床 、 机 床 辅 机 清 洗 机 、 装 配 机 、 综 合 测 量 机 、 试 验 机 、 输 送 线 等 在 组 合 机 床 行 业 中 所 占 份 额 也 越 来 越 大 。夹 具 方 面 ， 随 着 科 学 技 术 的 进 步 和 市 场 需 求 的 变 化 ， 现 代 机 械 制 造 业 得 到 了 较 快 的 发 展 。 多 品 种 、 小 批 量 生 产 方 式 将 成 为 今 后 的 主 要 生 产 形 式 ， 制 造 系 统 正 向 着 柔 性 化 、 集 成 化 、 智 能 化 方 向 发 展 ， 机 床 愈 来

27、 愈 多 地 采 用 先 进 的 技 术 ， 加 工 效 率 不 断 地 提 高 。 机 械 产 品 的 加 工 精 度 日 益 提 高 ， 高 精 度 的 机 床 大 量 出 现 。 为 了 适 应 生 产 发 展 的 需 要 ，机 床 夹 具 正 在 向 柔 性 化 、高 效 化 、自 动 化 、 精 密 化 、 标 准 化 方 向 发 展 。A 柔 性 化机 床 夹 具 应 能 在 一 定 范 围 内 适 应 不 同 形 状 几 尺 寸 的 工 件 ， 有 能 使 用 于 不 同 的 生 产 类 型 和 不 同 的 机 床 加 工 。 可 调 夹 具 和 组 合 就 是 具 有 这 一

28、共 能 的 柔 性 化 夹 具 。a ) 可 调 夹 具可 调 夹 具 只 要 更 换 或 调 整 个 别 定 位 、 夹 紧 或 导 向 元 件 ， 即 可 用 于1双缸柴油机汽缸体钻削组合机床总体及夹具设计从 而 使 多 种 工 件 的 单 体 件 小 批 生 产 为 一 组 工 件 在 同 一 夹 具 上 的 成 批 生 产 。 由 于 可 调 夹 具 具 有 较 强 的 适 用 性 和 良 好 的 继 承 性 ， 因 此 使 用 可 调 夹 具 可 大 量 减 少 专 用 的 夹 具 的 数 量 ， 缩 短 生 产 准 备 周 期 ， 降 低 成 本 。可 调 夹 具 分 为 通 用

29、可 调 夹 具 和 成 组 夹 具 可 称 为 专 用 可 调 夹 具 两 类 。 通 用 可 调 夹 具 的 加 工 对 象 较 广 ， 有 时 加 工 对 象 不 确 定 。 成 组 夹 具 是 成 组 工 艺 中 为 一 组 工 件 的 某 一 工 序 而 专 门 设 计 的 夹 具 ， 在 同 一 成 组 生 产 单 元 内 使 用 。b) 组 合 夹 具 组 合 夹 具 是 一 种 根 据 工 件 的 加 工 工 艺 要 求 ，利 用 一 套 标 准 化 的 夹 具 元 件 及 合 件 组 装 而 成 的 夹 具 。 组 合 夹 具 既 可 组 装 成 某 一 专 用 夹 具 ， 也

30、 可 组 装 成 通 用 可 调 夹 具 或 成 组 夹 具 。 组 合 夹 具 把 一 般 专 用 夹 具 的 设 计 、 制 造 、 使 用 、 报 废 的 单 向 过 程 变 为 设 计 、 组 装 、 使 用 、 拆 散 、 清 洗 入 库 、 再 组 装 的 循 环 过 程 。 图 样 设 计 已 不 是 组 合 夹 具 设 计 的 主 要 工 作 量 ， 而 是 将 夹 具 方 案 构 思 、 装 配 、 检 测 等 设 计 、 制 造 及 调 试 全 过 程 融 为 一 体 ， 一 般 可 用 几 小 时 的 组 装 周 期 代 替 几 个 月 的 设 计 制 造 周 期 。 组

31、 合 夹 具 适 合 于 小 批 量 或 非 重 复 性 的 生 产 。组 合 夹 具 在 2 0 世 纪 4 0 年 代 已 出 现 ，并 在 一 些 工 业 发 达 国 家 得 到 迅 速 成 的 发 展 。 我 国 从 2 0 世 纪 5 0 年 代 开 始 推 广 使 用 组 合 夹 具 ， 到 目 前 为 止 已 形 成 了 自 已 较 为 完 整 独 立 的 组 合 夹 具 系 统 。 随 着 柔 性 加 工 系 统 的 出 现 和 发 展 ， 组 合 夹 具 也 得 到 了 新 的 发 展 。B 高 效 化 、 自 动 化在 实 现 机 械 加 工 自 动 化 时 ， 为 了 适

32、 应 现 代 机 床 的 要 求 ， 减 少 辅 助 时 间 ， 提 高 生 产 率 ， 同 时 减 轻 工 人 的 劳 动 强 度 ， 夹 具 也 必 须 实 现 高 效 化 、 自 动 化 。 目 前 ， 除 了 在 生 产 流 水 线 、 自 动 线 上 配 置 相 应 的 自 动 化 夹 具 外 ， 在 数 控 机 床 上 也 配 置 了 自 动 化 夹 具 ， 数 控 加 工 中 心 上 出 现 了 各 种 自 动 装 夹 工 件 的 夹 具 和 自 动 更 换 夹 具 的 装 置 ， 柔 性 制 造 系 统 的 发 展 不 但 出 现 了 刀 具 库 ， 而 且 还 出 现 了 夹

33、 具 库 。夹 具 的 高 效 化 、 自 动 化 可 表 现 在 定 位 、 夹 紧 、 分 度 、 转 位 、 翻 转 、 上 下 料 和 工 件 传 送 等 各 种 动 作 上 。 另 一 方 面 ， 专 用 夹 具 的 设 计 也 向 自 动 化 方 向 发 展 。a ) 磁 性 夹 具 与 传 统 的 机 械 夹 持 方 法 相 比 ， 磁 性 夹 具 在 性 能 方 面 有 明 显 的 优 点 。 磁 性 吸 盘 能 在 最 短 的 调 整 时 间 内 使 工 件 达 到 较 高 的 定 位 精 度 ， 确 保 达 到 最 大 的 吸 紧 力 ， 并 且 夹 紧 力 分 布 均 匀

34、 。 由 于 整 个 工 件 都 是 暴 露 的 ， 不 会 使 工 件 的 部 分 部 位 受 到 夹 具 的 限 制 ， 因 而 有 可 能 通 过 一 次 装 夹 完 成 全 部 加 工 。 矩 形 磁 性 吸 盘 可 以 将 多 件 工 件 很 方 便 地 装 在 一 个 夹 具 上 ， 以 充 分 利 用 机 床 工 件 台 台 面 ， 进 行 大 批 量 的 磨 削 、 铣 削 等 。b) 数 控 夹 具 数 控 夹 具 具 有 按 数 控 程 序 使 工 件 进 行 定 位 和 夹 紧 的 功 能 。工 件 一 般 采 用 一 面 两 孔 定 位 ， 夹 具 上 两 个 定 位

35、销 之 间 的 距 离 根 据 需 要 所 作 的 调 节 、 定 位 销 插 入 和 退 出 定 位 孔 以 及 其 它 的 定 位 和 夹 紧 动 作 均 可 按 程 序 自 动 实 现 。 相 应 的 动 作 元 件 进 电 动 机 或 液 压 传 动 驱 动 。数 控 夹 具 比 一 般 可 调 夹 具 或 组 合 夹 具 具 有 更 好 的 柔 性 ， 在 加 工 中 心 或 柔 性 制 造 章 元 上 使 用 时 ， 可 显 著 在 提 高 自 动 化 程 度 和 机 床 和 利 用 率 。c) 自 动 夹 具 自 动 夹 具 是 指 具 有 自 动 上 下 料 机 构 、 能 自

36、 动 定 位 夹 紧 的 专 用 夹 具 ，2盐城工学院本科生毕业设计说明书 2021如 果 工 件 需 人 工 定 向 ， 那么 称 为 半 自 动 夹 具 。 自 动 夹 具 可 减 少 辅 助 时 间 ， 降 低 劳 动 强 度 ， 提 高 生 产 率 ， 适 用 于 批 量 大 、 形 状 规 那么 的 工 件 ， 在 普 通 机 床 上 装 上 自 动 夹 具 ， 即 可 实 现 自 动 加 工 。C 精 密 化为 了 适 应 机 械 产 品 的 精 度 不 断 提 高 和 需 要 ， 不 仅 需 要 高 精 度 的 机 床 ， 同 样 需 要 高 精 度 的 机 床 夹 具 与 之

37、 相 配 套 。 目 前 ， 高 精 度 自 动 化 定 心 夹 具 的 精 度 可 以 达 到 微 米 级 勘 至 亚 微 米 级 ， 高 精 度 分 度 台 的 分 度 精 度 可 达 0 .1 。 在 孔 系 组 合 夹 具 基 础 板 上 ， 采 用 调 节 粘 接 法 ， 孔 间 距 离 的 调 整 精 度 可 达 几 个 微 米 。D 标 准 化夹 具 的 标 准 化 上 柔 性 化 的 基 础 ， 为 了 实 现 夹 具 的 柔 性 化 ， 夹 具 的 结 构 必 须 向 标 准 化 方 向 发 展 。 夹 具 的 标 准 化 可 以 实 现 夹 具 的 专 业 化 ， 从 而

38、提 高 夹 具 在 设 计 、 制 造 和 使 用 上 和 经 济 效 益 ， 还 可 促 进 技 术 现 代 化 。 世 界 各 国 都 很 重 视 这 项 工 作 ， 我 国 要 这 方 面 也 已 有 了 一 定 基 础 。在 夹 具 标 准 化 和 组 全 化 的 基 础 上 还 可 发 展 为 模 块 化 夹 具 ，目 前 国 外 已 在 基 础 件 、 支 承 件 、 动 力 件 等 方 面 开 发 出 了 模 块 化 的 雏 形 。 如 模 块 式 虎 钳 采 用 不 同 规 格 的 钳 口 和 动 力 合 件 ， 可 加 工 不 同 形 状 和 尺 寸 的 工 件 。1 . 3

39、 课 题 由 来 及 基 本 条 件 a 设 计 内 容设 计 一 台 加 工 双 缸 柴 油 机 汽 缸 体 顶 面 和 底 面 孔 系 的 钻 削 组 合 机 床 ；总 体 设 计 ： 制 定 工 艺 方 案 ， 确 定 机 床 配 置 型 式 及 结 构 方 案 ，“ 三 图 一 卡 设 计 ； 部 件 设 计 ： 组 合 机 床 夹 具 设 计b 设 计 依 据课 题 来 源 ： 盐 城 市 江 动 集 团 产 品 名 称 ： Y 2 9 5 型 柴 油 机被 加 工 零 件 ： 汽 缸 体 附 零 件 图 工 件 材 料 ： H T 2 5 0加 工 内 容 ： 钻 顶 面 上 六

40、个 8 .7 孔 ， 深 2 9 。 钻 底 面 上 二 个 6 .7 孔 ， 深 2 0 ； 二 个 8 .2 通 孔 ； 三 个 5 孔 ， 深 1 5 ； 四 个 5 通 孔 。生 产 纲 领 ： 大 批 大 量批 量 ： 本 机 床 设 计 、 制 造 一 台 1 . 4 课 题 设 计 思 路A . 制 定 工 艺 方 案在 确 定 工 艺 方 案 制 定 合 理 之 前 ， 通 过 毕 业 设 计 实 习 深 入 现 场 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 ， 定 位 、 夹 紧 方 式

41、 ， 工 艺 方 法 和 加 工 过 程 采 用 的 刀 具 、 辅 具 ， 切 削 用 量 情 况 及 生 产 率 要 求 ， 以 求 理 论 联 系 实 际 ， 从 而 确 定 零 件 在 组 合 机 床 上 完 成 的 工 艺 内 容 和 方 法 ， 决 定 刀 具 种 类 、 结 构 型 式 数 量 及 切 削 用 量 。3双缸柴油机汽缸体钻削组合机床总体及夹具设计B . 确 定 机 床 配 置 型 式 及 结 构 方 案 根 据 选 定 的 工 艺 方 案 ， 确 定 了 本 课 题 的 配 置 型 式 ： 单 工 位 、 卧 式 双 面 组 合 机 床 ， 并 采 用 工 序 集

42、中 进 行 加 工 。 定 出 影 响 机 床 总 体 布 局 和 技 术 性 能 的 主 要 部 件 的 结 构 型 式 。C . 总 体 设 计 在 选 定 了 工 艺 方 案 并 确 定 了 机 床 配 置 型 式 、 结 构 方 案 的 基 础 上 ， 进 行 图 纸 的 设 计 、 绘 制 。 具 体 的 几 张 图 纸 是 ： 被 加 工 零 件 工 序 图 、 加 工 示 意 图 、 机 床 联 系 尺 寸 图 和 生 产 率 计 算 卡 。 一 般 ， 在 总 体 设 计 的 过 程 中 ， 需 要 对 机 床 夹 具 方 案 进 行 考 虑 ， 画 出 夹 具 方 案 草 图

43、 ， 并 要 初 定 出 主 轴 箱 轮 廓 尺 寸 ， 这 样 才 能 够 确 定 出 机 床 各 部 件 间 的 相 互 关 系 。D. 部 件 设 计 根 据 确 定 的 工 艺 和 结 构 方 案 ， 按 照 加 工 示 意 图 和 机 床 联 系 尺 寸 图 等 开 始 设 计 ， 绘 制 夹 具 总 装 图 ， 在 绘 制 好 的 夹 具 总 装 图 的 基 础 上 ， 绘 制 所 有 的 非 标 准 零 件 图本 机 床 部 件 设 计 分 为 四 部 分 ： 机 床 夹 具 设 计 ， 左 多 轴 箱 设 计 ， 右 多 轴 箱 设 计 ， 液 压 系 统 设 计 。 我 负

44、责 机 床 总 体 及 夹 具 设 计 。1 . 5 预 期 成 果 及 实 际 价 值最 终 将 完 成 被 加 工 零 件 工 序 图 、 加 工 示 意 图 、 机 床 联 系 尺 寸 图 和 生 产 率 计 算 卡 ； 夹 具 总 装 图 、 夹 具 非 标 准 零 件 图 等 技 术 文 件 ， 指 导 组 合 机 床 及 夹 具 的 生 产 。 这 样 一 台 组 合 机 床 设 计 好 后 ， 可 直 接 投 入 Y 2 9 5 型 柴 油 机 汽 缸 体 的 生 产 ，提 高 生 产 效 率 ，满 足 加 工 精 度 要 求 ， 帮 助 生 产 厂 家 降 低 加 工 成 本

45、， 获 得 良 好 的 经 济 效 益 。4盐城工学院本科生毕业设计说明书 20212 组合机床总体设计2 . 1 工 艺 方 案 的 拟 订工 艺 方 案 的 拟 订 是 组 合 机 床 设 计 的 关 键 一 步 ， 它 在 很 大 程 度 上 决 定 了 组 合 机 床 的 结 构 配 置 和 使 用 性 能 。 因 此 ， 根 据 工 件 的 加 工 要 求 和 特 点 ， 按 一 定 的 原 那么 、 结 合 组 合 机 床 常 用 工 艺 方 法 、 充 分 考 虑 各 种 影 响 因 素 ， 并 经 技 术 经 济 分 析 后 拟 订 出 先 进 、 合 理 、 经 济 、 可

46、靠 的 工 艺 方 案 。2 . 1 . 1 分 析 、 研 究 被 加 工 零 件本 课 题 设 计 的 组 合 机 床 加 工 的 工 件 为 Y2 9 5 型 柴 油 机 汽 缸 体 ，工 序 为 顶 面 和 底 面 两 面 孔 系 加 工 ， 零 件 材 料 为 铸 铁 件 HT2 5 0 ， 其 硬 度 为 HBS 2 1 2 2 8 5 ， 生 产 纲 领 ： 大 批 大 量 加 工 ， 工 艺 采 用 钻 削 加 工 。本 机 床 加 工 零 件 的 工 序 内 容 ： a 顶 面 ：钻 六 个 8 .7 孔 ， 深 2 9 b 底 面 ：钻 二 个 6 .7 孔 ， 深 2 0

47、 ； 钻 二 个 8 .2 通 孔 ；钻 三 个 5 孔 ， 深 1 5 ； 钻 四 个 5 通 孔 。2 . 1 . 2 组 合 机 床 总 体 方 案 论 证根 据 任 务 书 的 要 求 ： 设 计 的 组 合 机 床 要 满 足 加 工 要 求 、 保 证 加 工 精 度 ； 尽 可 能 用 通 用 件 、 以 降 低 成 本 ； 各 动 力 部 件 用 电 气 控 制 、 液 压 驱 动 。 因 此 根 据 任 务 书 要 求 和 汽 缸 体 的 特 点 初 定 两 种 设 计 方 案 ：卧 式 组 合 机 床 特 点 ： 卧 式 组 合 机 床 重 心 低 、 振 动 小 运 作

48、平 稳 、 加 工 精 度 高 、 占 地 面 积 大 。立 式 组 合 机 床特 点 ： 立 式 组 合 机 床 重 心 高 、 振 动 大 、 加 工 精 度 低 、 占 地 面 积小 。方 案 比 较 ： 根 据 被 加 工 工 件 和 两 种 组 合 机 床 的 特 点 比 较 可 知 ： Y 2 9 5 型 柴 油 机 汽 缸 体 的 结 构 为 卧 式 长 方 体 ， 从 装 夹 的 角 度 来 看 ， 卧 式 平 放 比 较 方 便 ， 也 减 轻 了 工 人 的 劳 动 强 度 。 通 过 以 上 的 比 较 ， 考 虑 到 卧 式 振 动 小 ， 装 夹 方 便 等 因 素

49、， 选 用 卧 式 组 合 机 床 。组 合 机 床 配 置 型 式 及 结 构 方 案 确 定 ：机 床 配 置 成 单 工 位 卧 式 双 面 钻 削 组 合 机 床 ， 采 用 固 定 式 夹 具 。 加 工 时 ， 工 件 装 在 夹 具 中 固 定 不 动 ， 由 水 平 布 置 在 工 件 两 侧 的 钻 头 实 现 主 运 动 和 进 给 运 动 ， 以 完 成 对 工 件 的 切 削 加 工 。5双缸柴油机汽缸体钻削组合机床总体及夹具设计2 . 1 . 3 定 位 基 准 及 夹 压 点 的 选 择分 析 了 被 加 工 零 件 ， 它 的 顶 面 、 底 面 和 两 侧 面

50、在 前 道 工 序 已 加 工 过 ， 顶 面 表 面 粗 糙 度 Ra 1 . 6 ， 底 面 表 面 粗 糙 度 Ra 3 . 2 、 平 面 度 0 . 0 5 mm， 两 侧 面 表 面 粗 糙 度 Ra 3 . 2 、 平 面 度 0 . 0 2 5 mm， 以 汽 缸 体 的 侧 面 作 为 主 定 位 基 准 限 制 三 个 自 由 度 ， 夹 压 部 位 选在 汽 缸 体 侧 面 ， 以 圆 盘 式 夹 压 件 夹 压 于 侧 面 上 。 2 . 2 详 细 设 计 计 算2 . 2 . 1 刀 具 的 选 择根 据 工 艺 的 要 求 及 加 工 精 度 不 同 ， 组 合

51、机 床 采 用 的 刀 具 一 般 有 简 单 刀 具 标 准 刀 具 、 复 合 刀 具 及 特 种 刀 具 。选 择 刀 具 的 原 那么 ：a 只 要 条 件 允 许 ， 为 使 工 作 可 靠 ， 结 构 简 单 、 刃 磨 容 易 ， 应 尽 量 选 择 标 准 刀 具 和 简 单 刀 具 。b 为 使 工 序 集 中 或 保 证 加 工 精 度 ， 可 采 用 先 后 加 工 或 同 时 加 工 两 个 或 两 个 以 上 表 面 的 复 合 刀 具 。c 选 择 刀 具 结 构 时 ， 还 须 认 真 分 析 被 加 工 零 件 材 料 特 点 。根 据 工 艺 要 求 及 加

52、工 精 度 的 要 求 ， 查 文 献 1 8 1 9 6 页 表 4 - 4 5 ， 加 工 1 7 个 孔 的 刀 具 均 采 用 标 准 锥 柄 麻 花 钻 。刀 具 材 料 为 高 速 钢 ， 标 准 号 ： GB/ T 1 4 3 8 - 1 9 8 52 . 2 . 2 切 削 用 量 的 选 择组 合 机 床 多 轴 箱 上 所 有 刀 具 共 用 一 个 进 给 系 统 ， 通 常 为 标 准 动 力 滑 台 。 工 作 时 ， 要 求 所 有 刀 具 的 每 分 钟 进 给 量 相 同 ， 且 等 于 动 力 滑 台 的 每 分 钟 进 给 量 。 这 个 每 分 钟 进 给

53、 量 毫 米 /分 应 是 适 合 于 所 有 刀 具 的 平 均 值 。 因 此 ， 同 一 主 轴 箱 上 的 刀 具 主 轴 可 设 计 成 不 同 转 速 和 选 择 不 同 的 每 转 进 给 量 毫 米 /转 与 其 相 适 应 ， 以 满 足 不 同 直 径 工 件 的 加 工 需 要 ， 文 献 8 5 3 页 ， 即n1 f1 = n2 f2 = ni fi= v f 2 - 1 式 中 ： n , n , , n 各 主 轴 转 速 转 /分 ；12i1f , f2 , , fi 各 主 轴 进 给 量 毫 米 /转 ；v f 动 力 滑 台 每 分 钟 进 给 量 毫 米

54、 /分 。在 选 择 了 转 速 后 就 可 以 根 据 公 式 d nv = 2 - 2 1 0 0 0选 择 合 理 的 切 削 速 度 。查 文 献 2 第 1 3 0 页 表 6 -1 1 ， 得 高 速 钢 钻 头 切 削 用 量 如 表 2 -16盐城工学院本科生毕业设计说明书 2021表 2 - 1 高 速 钢 钻 头 切 削 用 量加 工 材 料加 工 直 径 d mm1切 削 速 度 v ( m/ mi n)进 给 量 f ( mm/r )铸 铁20 0 2 41HBS1 61 0 180 . 05 0 . 16 120 . 1 0 . 18A. 左 侧 面 钻 孔a ) 钻

55、 7 个 5 孔选 择 n = 8 0 0 r / mi n 的 转 速 ， 进 给 量 选 择 f =0 . 1 mm/ r , 由公 式 2 - 1 得v f =8 0 mm/ mi n， 由 公 式 2 - 2 得 切 削 速 度v =1 2 . 5 6 m/ mi n b) 钻 二 个 6 .7 孔 ， 深 2 0选 择 n = 5 0 0 r / mi n 的 转 速 ， 进 给 量 选 择 f =0 . 1 6 mm/ r , 由公 式 2 - 1 得v f =8 0 mm/ mi n， 由 公 式 2 - 2 得 切 削 速 度v =1 0 . 5 1 9 m/ mi n c )

56、 钻 二 个 8 .2 通 孔选 择 n = 5 0 0 r / mi n 的 转 速 ， 进 给 量 选 择 f =0 . 1 6 mm/ r , 由公 式 2 - 1 得v f =8 0 mm/ mi n， 由 公 式 2 - 2 得 切 削 速 度v =1 2 . 8 7 4 m/ mi nB. 右 侧 面 钻 孔a ) 钻 六 个 8 .7 孔选 择 n = 5 0 0 r / mi n 的 转 速 ， 进 给 量 选 择 f =0 . 1 6 mm/ r , 由公 式 2 - 1 得v f =8 0 mm/ mi n， 由 公 式 2 - 2 得 切 削 速 度v =1 3 . 6

57、5 9 m/ mi n2 . 2 . 3 计 算 切 削 力 、 切 削 扭 矩 、 切 削 功 率 及 刀 具 耐 用 度根 据 已 选 定 的 切 削 用 量 主 要 指 切 削 速 度 v 及 进 给 量 f， 确 定 进 给 力 ， 作 为 选 择 动 力 滑 台 及 设 计 夹 具 的 依 据 ； 确 定 切 削 扭 矩 ， 用 以 确 定 主 轴 及 其 他 传 动 件 齿 轮 、传 动 轴 的 尺 寸 ； 确 定 切 削 功 率 ， 用 作 选 择 主 传 动 电 机 一 般 指 动 力 箱 电 机 功 率 ； 确 定 刀 具 耐 用 度 ， 用 以 验 证 所 选 用 的 刀

58、具 是 否 合 理 。根 据 文 献 8 5 6 页 的 公 式F = 26 Df HB 2 - 3 M =10Df HB 2 - 4 M vP = 2 - 5 9740 DT =9600v f 8D HB 2 - 6 式 中 ： F 切 削 轴 向 力 ( N )；7双缸柴油机汽缸体钻削组合机床总体及夹具设计D 钻 头 直 径 ( m m )；f 每 转 进 给 量 ( m m /r) ；M 切 削 扭 矩 ( N m m ) ；P 切 削 功 率 ( k w )；T 刀 具 耐 用 度 ( m in) ；v 切 削 速 度 ( m /m i n) ， 通 常 根 据 钻 孔 深 度 L 考

59、 虑 修 正 系 数 kv 查 文 献 8 5 7 页 表 3 - 1 4 ， v = v公称 kv ；HB 零 件 的 布 氏 硬 度 值 。 通 常 给 出 一 个 范 围 ， 如 H B 1 8 0 2 2 0 。 对 于 公 式 ( 2 -3 )、 ( 2 -4 ) 、 ( 2 -5 ) 取 最 大 值 ， 对 公 式 2 -6 取 最 大 硬 度 值 减 去 偏 差 值 的 三 分 之 一 。a ) 5 孔L /D =1 5 /5 =3 查 文 献 8 5 7 页 表 3 - 1 4 得 kv =0 . 9v = v公称 kv =1 2 .5 6 0 .9 =11 .3 0 4 m

60、/m i nHB =2 8 5 ,公 式 2 -6 中 HB = 285 1 (285 212) =2 6 0 .6 73由 公 式 2 - 3 得 ： F = 26 Df HB =2 6 5 0 . 10. 8 2 8 50. 6=6 1 2 . 1 3 9 N由 公 式 2 - 4 得 ： M =10Df HB =1 0 51 . 9 0 . 10. 8 2 8 50. 6=1 0 0 2 . 19 N mm由 公 式 2 - 5 得 ：P = M v9740 D= 1002.19 11.3049740 5=0 . 0 7 4 k w由 公 式 2 - 6 得 ：8盐城工学院本科生毕业设计