6型阀体双面钻24孔专用机床上的夹具设说明书-正文

1、组合机床总体设计24个 23孔，孔0.5mm，同一直线上孔的同轴度要求不高2.5万/年。生产批量较大，工序安排应分确定切削用量及选择刀具3-1组合机床总体设计24个 23孔，孔0.5mm，同一直线上孔的同轴度要求不高2.5万/年。生产批量较大，工序安排应分确定切削用量及选择刀具3-1可知，加工精度 IT11级，直径 30mm的孔所0.5mm，所以钻 24孔的加工工序只有一道第一章1.1 组合机床方案的制定组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集中工序原则设计的一种高效率专用机床。其方案制定的主要内容即零件在组合机床上合理可行的加工方法，确定工序间的加工余量，相应的刀具结构，确定机床配

2、置形式等。被加工零件的加工精度和需要在组合机床上完成的加工工序，是制定机床方案的主要依据，我们要加工的零件阀体， 其需要在组合机床上完成的工序为双面钻的直径尺寸未注公差， 其加工精度应取 IT11级精度，孔于孔之间的位置精度要求不高， 仅为工步即可，并且可以在一个安装工位上对所有孔同时从两面加工。零件的材料，硬度，加工部位的结构形状，工件钢性，定位基面的特点等，对机床工艺方案制定也有着重要的影响。同样精度的孔，因材料，硬度不同，其工艺方案也不同，如钢件一般比铸件加工工步数多。若工件钢性不足，安排工序一般不能过于集中，以免因同时加工表面多造成工件受力大，震动道贺发热变形而影响加工精度。被加工零件

3、的特点还在很大程度上决定了机床采取的配置形式。本道工序应加工的孔中心线与定位基面平行，且须由两面同时加工，所以采用卧式机床很便宜。由于阀体零件为大型件，采用单工位机床加工较为适宜。因此，初选组合机床为卧式双面单工位机床的型号。零件的生产批量使决定采用单工位，多工位或自动线，还是按中小批量生产特点设计组合机床的重要因素。此阀体零件年生产纲领为散综上所述，此组合机床应采取单工位固定式夹具的卧式双面机床的配置型式。1.2由组合机床设计简明手册中表需工艺方法只需钻削一次。第 25页共 29页f=0.3mm/r, v=20米/分。公称=20v公称f HB0.8f=0.3mm/r, v=20米/分。公称=

4、20v公称f HB0.8 0.69600Df VHBF=0.3mm/r 0.8 0.60.250.55 1.381.2.1 选择切削用量按照经济地满足加工要求原则，合理的选择切削用量。查组合机床设计简明手册中表 3-7。得用高速钢钻头钻削时加工得切削用量，取1.2.2 确定切削力，切削扭距，切削功率及刀具耐用度（钻单个孔）由于 v 米/分。L/D=27/23=1.174,查表 3-14得K =1 则v=v =20米/分计算硬度 HB=240-（240-170）/3=210 有公式 3-1得：P=26D=26230.30.8 2100.6=5645N 有公式 3-2得：M =10D1.9f HB

5、=102.31.90.30.82100.6=36500Nmm 由公式 3-3得：N=MV/ （9740）=3650020/（9740）23=1.037KW 由公式 3-4得T=（ ）=210分1.2.3 选择刀具结构为了使工作可靠，结构简单，刃磨容易，应尽量选择标准刀具，所以本机床所采用刀具为标准得麻花钻。1.3 组合机床总体设计2 01-02。其上表示出了被加工零件形状和G41J6型阀体双面钻 24孔专用机床上的夹具设计01-02。其上表示出了被加工零件形状和1.3.1 被加工零件工序图被加工零件工序图使根据选定得工艺方案，表示一台组合机床或自动线完成工艺内容，加工部位尺寸精度， ，表面粗糙

6、度及技术要求，加工用定位基准，夹压部位及被加工零件得材料，硬度，重量和在本道工序加工前毛胚或半成品情况得图纸。它使组合机床设计简明手册得主要依据，也是制造，使用，检验和调整机床得重要技术文件。G41J-6型阀体零件得被加工零件工序图如图轮廓尺寸及于本机床设计有关的部位的结构形状及尺寸。加工用定位基准及加压部位方向，还表示出本道工序加工部位的尺寸，精度，表面粗糙度，形状位置尺寸精度及技术要求，和必要的文字说明。1.3.2加工示意图(1) 零件的加工工艺方案要通过加工示意图反映出来。加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具辅具的布置情况以及工件夹具，刀具等机床各部件间的相对位置关系。机床的

7、工作行程及工作循环等。因此，加工示意图使组合机床布置和性能设计的主要图纸之一，在总体设计中占重要地位。它使刀具辅具夹具主轴箱，液压电气装置设计及通用部件的选择的主要原始资料，也是整台组合机床布局和性能的原始要求，同时还是调整机床刀具及试车的依据。由于阀体上的孔规格相同， 所用刀具导向， 主轴，接杆等的规格尺寸。 精度完全相同，所以同一主轴箱上只需画出两根主轴，分别在其上标注上主轴号，与工序图上工件孔号相对应。(2) 选择刀具工具，导向装置并标注其相关位置及尺寸。刀具的选择要考虑工件的加工精度，表面粗糙度，切削的排除及生产率要求。要加工阀体两面 24孔 23mm孔 Ra=25mm,只需用标准的麻

8、花钻钻削一次即可，所以刀具应选锥柄 23G7mm的麻花钻。因为钻削分两次进行，所以麻花钻的长度分别取在组合机床上加工孔，除钢性主轴的方案外，工件的尺寸，位置精度主要取决于夹具的导向，所以正确选择导向结构，确定导向类型，参数，精度，不但是绘制加工示意图所必须解决的问题也是设计组合机床不可忽视的重要内容。导向通常分为两类：一类是刀具导向部分与夹具导套之间既有相对移动，又有相对转动的第一类导向。另一类是刀具导向部分与夹具导套之间只有相对移动而无相对转动的第第 25页共 29页V20 米/分。因20 米/25mm 以上的孔加工，尤以大直径镗孔运用绞多。23mm，导向线速度也不大于3-17得：l =(0

9、.3-0.6)d 2d=23mm.可选用的钻套外径为刀具系统结构上的需要，根据选定的切削用V20 米/分。因20 米/25mm 以上的孔加工，尤以大直径镗孔运用绞多。23mm，导向线速度也不大于3-17得：l =(0.3-0.6)d 2d=23mm.可选用的钻套外径为刀具系统结构上的需要，根据选定的切削用3-21 ，3-22，得主轴外部分尺寸直径 D/ d,为 30/20，后支承为向心球轴承或2号。3-23中参考设计。二是浮动连接，即浮动卡头“别劲”现象，本机床进行的是单2 号。主20 米/分。所以选择了2二类导向。或称旋转式导向。第一类导向即固定式导向的允许线速度此，除了绞孔外，这类导向很少

10、用于大直径孔加工。第二类导向的允许线速度大于分。一般用于孔径大于本道工序刀具导向部分直径仅为固定式导向。导向数量应根据工件形状，内部结构，刀具刚性，加工精度及具体加工情况决定。由于本机床的加工为钻单层壁小孔，且工件内部无法加导向，所以应选取单个导向加工。导向的汉族要参数包括： 导套的直径及公差配合， 导套的长度，导套离工件的距离等，由组合机床设计简明手册中表导向至工件的距离=(0.3-0.6) 23=6.9-13.8mm 取 l =10mm 刀具与主轴的联接形式为刚性。由机床夹具设计手册 ，选用标准的可换钻套，由35mm，D2 =52mm,导向长度 L=37mm (3) 初选主轴类型尺寸，外伸

11、长度，和选择接杆浮动卡头主轴形式主要取决于进给抗力和主轴量计算出切削扭矩 M=36500Nmm,查表 3-19和表 3-20，初定主轴直径为 20mm由于综合考虑加工精度和具体工作条件，根据表长度 L=115mm，主轴类型选用前支承为推力球轴承和向心球轴承，圆锥滚子轴承的主轴与主轴配套的刀具接杆莫氏锥号为除刚性主轴外，组合机床主轴与刀具之间常用两种连接。一是接杆连接，也称刚性连接，用于单导向进行钻，扩，绞，锪孔及倒角加工。通用标准接杆由大小型之分。其规格尾部结构尺寸随接杆号不同而异。可以从表连接，用于长导向，双导向，多导向进行镗，锪，绞孔以减少主轴位置误差及主轴径向跳动对加工精度的影响，避免主

12、轴与夹具导向不同轴而产生导向钻削加工，因选用接杆连接， （用刚性连接）刀具尾部结构尾为莫氏锥号为4 20mm则选择的接杆号为 4号。）D/d）外伸长度，刀工件本身及加工部位的尺寸和精度等。为了缩短40mm. 1应等于工件加工部位长度3 22 3（切331=L+ L20mm则选择的接杆号为 4号。）D/d）外伸长度，刀工件本身及加工部位的尺寸和精度等。为了缩短40mm. 1应等于工件加工部位长度3 22 3（切331=L+ L 2 3L（多轴加工时应按最长孔计算）与刀具切轴外伸部分的内孔直径为(4) 由主轴箱中所有刀具主轴中找出影响联系尺寸的关键刀具（即其中最长刀具从保证加工终了时主轴箱端面间距

13、离尺寸最小来确定全部刀具，接杆（卡头）导向，刀具托架及工件间的联系尺寸，其中，需标注主轴端部外径和内径（具各段直径和长度，导向的直径和长度，配合等，工件至夹具间还需标注工件距导套端面的距离。另外还要标注刀具托架与夹具之间的尺寸，主轴箱端面至工件表面之间的轴向距离是机床加工示意图上最重要的尺寸。刀具悬伸长度与工件行程长度，要求这一尺寸越小越好。它取决于两方面。一是主轴箱上刀具，接杆（卡头），主轴等由于结构和相互连接所需要的最小轴向尺寸，二是机床总布局所要求的联系尺寸。本道工序中，刀具采用麻花钻，刀具长度要考虑其螺旋槽尾部离开导套端面位置有一定距离，以备排屑和刀具刃磨后有向前调整的可能，这段距离一

14、般保证在 30-50mm之间。该麻花钻取这段距离为(5) 确定动力部件的工作循环及工作行程动力部件的工作寻还是：加工时动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置又返回到原始位置的动作过程。一般包括快速引进，工作进给，快速退回等动作。有时中间还有中间停止，多次往复进给， 死档铁停留等特殊要求。 本组合机床动力部件的工作循环包括：快速引进，工作进给，快速退回三部分。工作行程长度的确定：工作进给长度 L入长度 L2和刀具切出长度 L 之和。如图 1-1所示。切入长度 L 应根据工件端面的误差情况在 5-10mm之间选择，本设计总选取 L =8mm。由于采用标准麻花钻钻孔， 所以 L出长度）可由参考文献

15、（ 1）中表 3-24中选取， L =d/3+(38)=7.6+(38) 选取 L =10mm 工件加工部位长度为 L=27mm 所以工作进给 L + L =27+8+10=45mm 第 25页共 29页工作进给+工作进给=快速工作进给+工作进给=快速1-1加工示意图组合机床上有第 进给和第进给之分。第工作进给用于钻， 扩，绞，镗通孔等工序，而第工作进给主要由于钻，镗孔之后需要锪平面或倒大角等工序。通常，第速度比第工作进给速度小的多。 工进转倒工进时，除锪平面或倒大角的刀具外， 其余刀具均离开工件加工表面而不再切削，以免破坏工件已加工表面和降低刀具耐用度。快速退回长度等于快速引进与工件进给长度

16、之和。快速引进是指动力部件把主轴箱连同刀具从原始位置送进倒工作进给开始位置。通常再采用固定式夹具的钻，扩，绞孔组合机床上，快速退回行程长度须保证所有刀具均退至夹具导套内而不影响工件装卸。但是当刀具刚性较好且能满足生产率要求时，为使动力滑台导轨再全行程上均匀磨损，也可以加大快速退回行程长度。动力部件的总行程长度除应保证要求的工作循环工作行程（快速引进退回）外，还要考虑装卸和调整刀具方便，即考虑前备量，后备量。前备量是指因刀具磨损或补偿制造，安装误差，动力部件尚可向前调节的距离。而后备量是指考虑刀具从接杆中或接杆连同刀具一起从主轴孔中取出所需要的轴向距离。理想情况是保证刀具退离夹具导套外端面的距离

17、大于接杆插入主轴孔内或刀具插入接杆孔内的长度。因此，动力部件的总行程为快退行程长度与前备量后备量之和。依此作为选择标准动力滑台或设计专用动力部件的依据。6 20mm，由选的主轴型式和接杆的接杆号可知后备量应120mm。所以动力部件的总行程为HT200，硬度为 HB=175241，加工余量及是否用1：4 比例画出各主要组成部120+45+30+20即G41J6型阀体双面20mm，由选的主轴型式和接杆的接杆号可知后备量应120mm。所以动力部件的总行程为HT200，硬度为 HB=175241，加工余量及是否用1：4 比例画出各主要组成部120+45+30+20即词机床动力部件的前备量选取取两者中的

18、较大值，即选取后备量为215mm. 此外，画加工示意图时还应注意以下问题：加工示意图应与机床实际加工状态一致。图上尺寸应完整，以备检查行程和调整机床使用，图上应标注各主轴的切削用量及必要文字说明，如被加工零件图号材料为冷却液。加工示意图上应有表示加工过程的工作循环图，及各行程长度。1.3.3 机床联系尺寸图机床联系尺寸图的作用及内容组合机床是由标准的通用部件 动力滑台，动力箱，各种工艺切削头，侧底座，立柱及中间底座加上专用部件 主轴箱，刀，辅具系统，夹具，液电，冷却，润滑，排屑系统组合装配而成。联系尺寸图就是用来表示各组成部件的相互装配关系和运动关系，以检验机床各不见相对位置尺寸及尺寸联系是否

19、满足加工要求，通用不见的选择是否合适，并为进一步开展主轴箱，夹具等专用部件，零件的设计提供依据。联系尺寸图也可以看成简化的机床总图，它表示出机床的配置形式及总体布局。本组合机床的尺寸联系图用主视图，左视图两视图，按件的外形轮廓及相关位置，表明机床的配置形式及总体布局，主视图选择可与机床实际加工状态一致的视图。尺寸联系图中不必要的线条与尺寸都尽量减少。但是反映各部件的极限位置及行程尺寸，都必须完整齐全。各部件的详细结构不必再尺寸联系图上反映出来，都留在部件的具体设计中完成。联系尺寸图上标注出了通用部件的规格代号，电动机型号，功率及转速，注明了各机床部件的分组情况及总体行程，这样，就方便开展部件设

20、计选择动力部件组合机床的动力部件是配置组合机床的基础。它主要包括用以实现刀具主轴旋转主运第 25页共 29页好的经济各刀具主轴得切削功率 N1=1.03KW，因为单N=121.03=12.36KW 由于这样切削力很大，为了减P=5600N，由于同样分两次切削，所以各P0.3mm/r各种动力好的经济各刀具主轴得切削功率 N1=1.03KW，因为单N=121.03=12.36KW 由于这样切削力很大，为了减P=5600N，由于同样分两次切削，所以各P0.3mm/r各种动力“矩山”型式导轨，这样有利于组合机床5.4KW,切削力为 33600N,进给量为 0.2mm/r，选择正确通用部件型号，规格以及

21、主要尺寸，性能如液压动力滑台 HY40BI 65600=33600N 动的动力箱，各种工艺切削头以及实现及给运动的动力滑台。在选择动力滑台部件时，应根据具体加工工艺及经济窗配置型号要求，制造及使用条奖等因素全面考虑，以便所设计机床既有合理先进的工艺技术水平，又有良效益。由选择切削用量和选择刀具种计算得知，面钻 12个规格相同的孔，所以总功率少切削力，决定 12 孔中先钻 6 个孔，当钻号这 6 个孔后再钻其余 6个，所以切削功率只要求一半，即 0.512.36=6.18KW。同样，由前面计算得知，各主轴轴向切削力主轴轴向切削合力取（进给速度取 V=20 米/分，则快速引进和快退得速度进给量选取

22、为滑台都有规定得快速行程速度和最小进给量得限制。所选择得快速行程速度应小于动力滑台规定得快速行程速度。所选得进给量得每分钟工作进给速度应大于动力滑台额定得最小进给量。选用动力滑台时，必须考虑其允许得最大行程。设计时，所确定的动力部件总行程应小于所选动力滑台得最大行程。为了使加工过程中动力部件稳定性良好，不同规格的动力滑台与荷重规格动力箱配套使用，其上能安装多大轮廓尺寸的主轴箱使有一定限制。设计时可查组合机床通用部件相应标准的推荐值。动力滑台导轨组合有 “矩矩”“矩山”两种形式。前者一般多用于带导向引导刀具进行加工的机床及其他粗加工机床。后者导向性好，精度高，主要用于不带导向的刚性主轴加工及其他

23、精加工机床。本组合机床采用加工精度的提高。综合以上因素，即切削功率为合适的动力 动力滑台和动力箱。并以其为基础进行通用部件配套。本组合机床所选用的动力部件及其配套下：a.8 齿轮传动动力箱 TD40A 160毫米。配套通用部件600355400，考虑刀要布置下保证加工900450300。100mm，所以机床装料高度取 H=960mm. L1左=315mm，右面 L齿轮传动动力箱 TD40A 160毫米。配套通用部件600355400，考虑刀要布置下保证加工900450300。100mm，所以机床装料高度取 H=960mm. L1左=315mm，右面 L =315mm，为了便于切削1000500

24、560 325mm的主轴箱。下面2右台宽 400毫米，长 800毫米，行程长 400毫米，导轨选用 “矩山”型式，滑台及滑座总高 320毫米，滑座长 1240毫米，允许最大进给力 P3=25KN，快速行程速度 0.5米/分，工进速度 10600毫米/分。b.电动机为 Y132S12型，功率 5.5KW 动力箱输出轴转速为 720转/分，动力箱与动力滑台结合面尺寸：长 550mm,宽 400mm,动力箱输出轴距箱底面高度为c.侧底座 cc40,其高度 H=560 mm，长度为 L=1240mm, 绘制联系尺寸图1 夹具轮廓尺寸的确定组合机床夹具是保证零件加工精度的重要专用部件。所要确定的夹具轮廓

25、尺寸主要是指夹具底座的长 宽高。由于工件的轮廓尺寸为要求的定位，限位，夹紧机构，导向系统，并考虑夹具底座与机床其他部件连接，固定所需要的尺寸，所以暂定尺寸为2 机床装料高度 H装料高度是指机床上工件的定位基准面的到地面的垂直距离。由前面可知滑台与滑座总高为 320mm，侧底座高度为 560mm，夹具底座高度为 300mm，中间底座高度为 560mm，又由于主轴箱最低主轴高度取为3 中间底座轮廓尺寸中间底座轮廓尺寸要满足夹具在其上面安装联接的需要。其长度方向尺寸要根据所选的动力部件（滑台和滑座）及其配套尺寸部件（侧底座）的位置关系照顾各部件联系尺寸的合理性来确定。一定要保证加工终了位置时，工件端

26、面至主轴箱前端面的距离不小于加工示意图上要求的距离。本组合机床左面及冷却液回收。中间底座周边须有足够宽度的沟槽， 其周边要加上一个尺寸 a=50mm.由此，可以确定中间底座的轮廓尺寸为4 主轴箱轮廓尺寸由参考文献（ 1）得知，标准得通用钻，镗类主轴箱的厚度有两种尺寸规格，卧式为325mm，立式为 340mm,由于本组合机床为卧式。所以选取厚度为第 25页共 29页B 和高度 H，及最低主轴高度 h。如下B 和高度 H，及最低主轴高度 h。如下图 1-2所示，被加工零件以H1=h+ b1+h1b1=80mm 5mm （h7）。由工件零件图上得知工件最低22主要确定主轴箱的宽度点划线，主轴箱轮廓尺

27、寸有粗实线表示。1-2主轴箱轮廓尺图主轴箱宽度 B 和高度 H 的大小主要与被加工零件孔的分别位置有关：B1=b+2b1式中:b工件在宽度方向相距最远的两孔距离（毫米）b1最边缘主轴中心距箱外壁的距离（毫米）h工件在高度方向相距最远的两孔距离（毫米）h1最低主轴高度为了保证主轴箱有排布齿轮的足够空间，选取由前面分析可知， 机床装料高度 H=960mm 滑台和滑座总高 h3=320mm 侧底座高度h4 =560mm ，滑座与侧底座之间调整垫高度孔位置 h =20mm 所以 h1= h +H（h3+h7+h4）=20+960（320+560+5）=95mm 取 b1=80mm ，则可求出主轴箱轮廓

28、尺寸：B1=b+2b1=295tg15 +280=450mm H1=h+ b1+h1=295tg15 +95+80=465mm 10 BH=500500毫米高轮廓。以工件两端面1左TD40A 型动力箱与动力滑台定位连接，在机，通常动力箱后端面应与滑台后端面平齐安装。动力滑台与滑座在机床长L 决定。L 是在对于通用的标准动力滑台， L 尺寸的最大范21520mm ，本例取 20mm ，后者用以补偿刀具20mm，l =20+20=40mm 5mm 的调整垫。而后座与侧底l3决定。若所采用的3BH=500500毫米高轮廓。以工件两端面1左TD40A 型动力箱与动力滑台定位连接，在机，通常动力箱后端面

29、应与滑台后端面平齐安装。动力滑台与滑座在机床长L 决定。L 是在对于通用的标准动力滑台， L 尺寸的最大范21520mm ，本例取 20mm ，后者用以补偿刀具20mm，l =20+20=40mm 5mm 的调整垫。而后座与侧底l3决定。若所采用的31左 2 3 1+l 2 3123l1=300mm 22 222L1左= L1右=315mm L =325mm L =600mm l =40mm 232按照主轴箱轮廓尺寸系列标准，最后确定主轴箱轮廓尺寸为联系尺寸图的画法和步骤选择与实际机床工作位置一致的图形布置作为主视图，由于机床实际尺寸太大，选择 1：4比例绘制此图。先用双点划线或细线画出被加工

30、零件的长及工件最低孔中心线，分别为长度和高度方向上的基准，根据前面已确定的机床各部分组成部件轮廓尺寸及主要相关尺寸按下列顺序进行（由于本组合机床左右两面所选部件相同，加工内容一致，所以本说明仅以一面进行） ：以工件左端面为基准，根据前面已经确定的工件端面位置到主轴前端面的距离最小值L =320mm ，确定机床左端主轴箱前端面的轴向位置。再根据主轴箱最低主轴高度位置尺寸 h1=95mm 及主轴箱齿轮尺寸长 宽厚=500500325mm 画出左主轴箱外廓。 主轴箱以其后盖与动力箱定位连接，根据已选择的床长度方向上度方向的相对位置，由加工终了时滑台前端面到滑台滑座前端面的距离机床长度方向上各部件联系尺寸的可调环节。围为 7585mnm L 是