柴油机气缸盖三面钻床总体及夹具设计方案

12/12柴油机气缸盖组合钻床总体及夹具设计摘要：本设计课题来源于盐城市江淮动力集团。柴油机气缸盖是需要大量生产的零件，为了提高加工精度和生产效率，需要设计一种组合机床来改善柴油机机体的加工状况。本组合机床是针对气缸盖左、右、后个面上 7个孔同时加工、生产率低、位置精度误差大的问题的需要而设计的。该设计的内容包括总体设计和夹具设计两方面。在总体设计中分析了被加工零件的加工工艺性，选择了加工的定位基准及夹紧方案，适宜的切削用量、刀具、及机床的配置型，减轻了工人的劳动强度，提高了劳动生产率，满足了设计需要。关键词组合机床；夹具；气缸盖本设计来自：完善毕业设计网“://bysj520/“://bysj520QQ：8191040TheOverallandFixtureDesignofModularMachineToolforDrillingHolesofDieselEngineCylinderHeadConsideringthelargequantityofcylinderheadneededbydiesels,amodularmachinetoolisdesignedtoimprovetheaccuracyandefficiencyieseproductionTheissues.ThdesigismainlyfocuseonboththeoveraldesigandjidesignTheoveraldesignspecifsdetaileanalysiofprocessintechonologychoiceofsuchparameterscuttingtoolheconfiguratiotypesofmachinetoolstheproperconstructionprogramandsoon.Meanwhilethedrawingof“ThreeChartsandOneCararecompleted.Fixtuesignthefirstoidentiftheworkpiecepositioningprogramme,andtheselampingprogramme,estimatesclamcesize,theaccordingtotheresultsdrawnfixtureassemblyandmajorpartsofthemap.Asfarajigsareconcerned,aspecialfixtureareemployedwiththeaidofthethreeplatforpositioningprogramaccordingtotheprincipleofsixpointspositioningtoeliminatsafer,morereliableandconvienthydraulicgripdevicesareemployedforastableareliablegrip.Thecharateristicsofhighefficieney,lowcost,highprocessingaccueasyoperationmakeitpossibletorelievethlaborinternsittoimproveefficiencyandtomeetdesigntherequirements.KeyWords:Modularmachinetool

CylinderHead目 录1组合机床总体设计3总体方案论证3加工对象工艺性分析3机床配置型式的选择3定位基准的选择4确定切削用量及选择刀具4选择切削用量4计算切削力、切削扭矩及切削功率6三图一卡设计8被加工零件工序图8加工示意图8机床联系尺寸图11315零件的工艺性分析15夹具设计的根本要求15夹具总体构造构思16定位方案确实定16定位方案的论证16定位基准的选择16定位的实现方法1717影响加工精度的因素17保证加工精度的条件19夹紧方案确定19夹紧装置确实定19夹紧力确实定20夹紧液压缸的选择22导向装置的选择23钻模套型式的选择和设计23钻模板的类型和设计23425262728前言需要，以大量通用部件为根底，配以少量专用部件组成的一种高效的专用机种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种外形槽，以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台式组合机床等。随着技术的不断进步，一种型的组合机床——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，配以可编程序掌握器(ＰＬＣ>、数字掌握(ＮＣ>等，能任意转变工作循环掌握和驱动系统，并能敏捷适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合70年月以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的进展，组合机床的加工精度也有所提高。组合机床将来的进展将更多的承受调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化构造、缩短生产节拍；承受数字掌握系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。组合机床的设计，目前根本上有两种状况：其一，是依据具体加工对象的具体状况进展特地设计，这是当前最普遍的做法。其二，随着组合机床在我国机械行业的广泛使用，宽阔工人总结自己生产和使用组合机床的阅历，觉察组合机床不仅在其组成部件方面有共性，可设计成通用部件，而且一些行业在完成肯定工艺范围内组合机床是极其相像的，有可能设计为通用机床，这种机床称为“专能组合机床”。这种组合机床就不需要每次按具体加工对象进展特地设计和生产，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，配以简洁的夹具及刀具，即可组成加工肯定对象的高效率设备。组合机床行业的产品技术现状与剧烈竞争的市场以及与用户需求之间的差距是比较大以求得行业企业的大进展，前景是美的。水平差距较大。S195柴油机、ZH1105柴油机销路格外走俏，市场提高生产率、改善产品质量方面的技术改造，使产品的合格率上升，增加产量，适应市场竞争的需要，提高经济效益。本设计主要针对原有的气缸盖左、右、后个面上7个孔同时加工、生产率低、位置精度误差大的问题而设计的，从而保证孔的位置精度、提高生产效合机床过程中，组合机床夹具的设计是整个组合机床设计工作的重要局部之经济性和劳动条件等因素，还有肯定的难度。设计该组合机床方案如下：认真分析零件的特点，以确定零件合理可行的准及夹压方案等〕，确定工序间加工余量，选择适宜的切削用量，确定组合机床的配制形式；依据被加工零件的工艺要求确定刀具，再由刀具直径计算切削力，切削扭矩，切削功率，然后选择各通用部件，最终按装配关系组装成组合机床。本说明书以设计卧式三面钻螺纹底孔组合机床为主线，阐述了刀具的选择和夹具设计的过程。在第2章中着重介绍了组合机床的总体设计。在总体设计中，首先是被加工零件的工艺分析，然后是总体方案的论证，在比较了很多方案之后，结合本道工序加工的特点最终选择卧式双面的机床配置型式。再结合本道工序的特点选择刀具。依据选择的切削用量，计算刀具的切削力、切削扭矩、切削功率等，再确定刀具的大小和型式。在确定这些设计计算后，然后是绘制组合机床的“三图一卡”—被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺3章中，主要介绍了夹具的设计。夹具设计是组合机床设计中的一个重要的组成局部。夹具设计时，首先确定工件的定位方案，然后选择夹紧方案，估算夹紧力大小，选择夹紧液压缸的型号，最终完成夹具的零部件设计。最终依据计算结果绘制夹具装配图和主要的零件图。组合机床总体设计总体方案论证加工对象工艺性的分析该加工零件为柴油机气缸盖。材料HT250，其硬度为HB190—240，重量12Kg，在本工序之前各主要外表、主要孔已加工完毕。B.本机床被加工零件的加工工序及加工精度本道工序：钻左面、右、后三面的孔，由本设备“气缸盖三面钻组合机7个孔的加工。具体加工内容及加工精度是：左侧面上1个孔：钻G3/8″放置螺塞底孔至Φ15.2通孔，；〕：<完工尺寸为4×M10-7H〕螺纹底孔至Φ深19，，各孔位置度公差为Φ0.03mm；〕：<完工尺寸为2×M10-7H〕螺纹底孔至Φ深19，，各孔位置度公差为Φ0.03mm；90°倒角至螺纹外径。2.1.2机床配置型式的选择术性能的主要部件的构造方案。既要考虑能实现工艺方案，以确保零件的精合分析各方面的状况，进展多种方案的比照，从中选择最正确方案。但其机动时间不能与关心时间重合，因而生产率比多工位机床低。机床的配置型式主要有卧式和立式两种。卧式组合机床床身由滑座、侧底高，振动大。合机床。定位基准的选择ZH1105柴油机机体体属箱体类零件，本工序加工为三面同时种，“一面两孔”和“三平面”定位方法。A.“一面双孔”的定位方法它的特点是：可以简便地消退工件的六个自由度，使工件获得稳定牢靠定位；面上孔的位置精度；“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，从而削减由基准转换带来的累积误差，有利于保证〕的很多部件实现通用化，有利于缩短设计、制造周期，降低本钱。B.“三平面”定位方法它的特点是：b.有同时加工零件两个外表的可能，能高度集中工序。自由度。柴油机气缸盖质量较大，底面上孔的直径足够，定位销不会受力变度。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。确定切削用量及选择刀具选择切削用量对于7个被加工孔，承受查表法选择切削用量，从文献[1]P.130表6-11中选[1]P.131表6-12选取。降低进给量的目的是为了减小轴向切削力，命与加工其他浅孔时钻头的寿命比较接近。[1]得硬度HB190-240时，高速钢钻头的切削用量如表2-1：加工材料加工直径<mm〕切削速度加工材料加工直径<mm〕切削速度(m/min>190～240HBS进给量(mm/r>铸铁6～12>12～2210～180.1～0.18>0.18～0.25于滑台的工进速度<单位为mm/min〕，因此，一般先按各刀具选择较合理的于滑台的工进速度<单位为mm/min〕，因此，一般先按各刀具选择较合理的转速(单位为r/min>和每转进给量 单位为mm/r〕，再依据其工作时间最<2-1〕转速，通过“试凑法”来满足每分钟进给量一样的要求，即<2-1〕在选择了转速后就可以依据以下公式选择合理的切削速度。<2-2〕在选择了转速后就可以依据以下公式选择合理的切削速度。<2-2〕孔4×φ8.5，深19mm 查[1]第130页表6-11高速钻头切削用量得由d＞6～12，硬度大于190～240HBS，选择v=10～18m/min，f＞0.1～0.18mm/rd=8.5mm，初选v=14m/min，f=0.13mm/r则由(2-3>得： 取n=533r/min；孔2×φ8.5，深19mm[1]第130页表6-1高速钻头切削用量得：由d＞6～12，硬度大于190～240HBS，选择v=10～18m/min，f＞0.1～0.18mm/rd=8.5mm，初选v=14.1m/min，f=0.13mm/r则由n=539r/min；钻孔Φ15.2，通孔，查[1]1306-11d＞12～22，硬度大于190～240HBS选择v=10～18m/min，取v=16m/min，f＞f=0.2mm/r，d=15.2mm，v(m/min>1414.116f(mm/r>0.130.130.2n(r/min>5335393352-22-2孔径切削用量8.58.515.22.2.2计算切削力、切削扭矩及切削功率依据文献[1]P.136-20中公式(2-4>(2-5>式中，F——切削力<N〕；T<Nmm〕；P——切削功率<kW〕；v——切削速度<m/min〕；f——进给量<mm/r〕；D——加工<或钻头〕直径<mm〕；HB——布氏硬度。 ，在本设计中，， HB=223。由以上公式可得：A.右侧面钻孔由公式<2-3〕得：

=26×8.5×0.130.8×2230.6=1107.97N=10×8.51.9×0.130.8×2230.6=2924.38Nmm

==0.1575kW由公式<2-3〕得：

=26×8.5×0.130.8×2230.6=1107.97N=10×8.51.9×0.130.8×2230.6=2924.38Nmm==0.1586kW=26×15.2×0.20.8×2230.6=2796.56N由公式<2-4〕得：=10×15.2=26×15.2×0.20.8×2230.6=2796.56N由公式<2-4〕得：=10×15.21.9×0.20.8×2230.6=12454.02Nmm<2-5〕得：==0.429kW2-3孔径F(N>M(Nmm>P(kW>8.51107.972924.380.15758.51107.972924.380.1586