包縫機(jī)機(jī)體鉆孔組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2008目錄1前言.12組合機(jī)床總體設(shè)計(jì).32.1總體方案論證.32.1.1加工對(duì)象工藝性分析.32.1.2機(jī)床配置型式的選擇.32.1.3定位基準(zhǔn)的選擇.42.2確定切削用量及選擇刀具.42.2.1選擇切削用量.42.2.2計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率.62.2.3刀具耐用度的計(jì)算.102.2.4選擇刀具結(jié)構(gòu).102.3三圖一卡設(shè)計(jì).102.3.1被加工零件工序圖.102.3.2加工示意圖.112.3.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖.122.3.4機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡.153組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì).173.1零件的工藝性分析.173.1.1夾具設(shè)計(jì)的基本要求.173.1.2夾具總體結(jié)構(gòu)構(gòu)思.173.2定位方案的確定.183.2.1定位方案的論證.183.2.2定位基準(zhǔn)的選擇.183.2.3定位的實(shí)現(xiàn)方法.183.3夾緊方案確定.203.3.1夾緊裝置的確定.203.3.2夾緊力的確定.213.4導(dǎo)向裝置的選擇.223.4.1鉆模套型式的選擇和設(shè)計(jì).223.4.2鉆模板的類型和設(shè)計(jì).233.5誤差分析.243.5.1影響加工精度的因素.243.5.2保證加工精度的條件.253.6夾具體確定.264結(jié)論.27參考文獻(xiàn).28致謝.29附錄.30鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書200811前言組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要,以大量通用部件為基礎(chǔ),配以少量專用部件組成的一種高效的專用機(jī)床。組合機(jī)床通常是多刀、多面、多工序、多工位加工,使用繼電器-接觸器控制,電氣線路復(fù)雜,故障率高,操作人員的維修任務(wù)重,設(shè)備的使用率低在組合機(jī)床的諸多零件中,主軸箱是組合機(jī)床設(shè)計(jì)過程中工作量最大的部件,因?yàn)橥ǔＶ鬏S箱是采用一根動(dòng)力軸帶動(dòng)多根主軸的工作方式,各傳動(dòng)軸必須在有限的標(biāo)準(zhǔn)箱體空間中找到適宜的分布位置并避免干涉,而各軸的設(shè)計(jì)又必須保證其轉(zhuǎn)速、旋向、強(qiáng)度和剛度,因此難度大、設(shè)計(jì)周期長。在批量設(shè)計(jì)某生產(chǎn)線的組合機(jī)床主軸箱中,為提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短設(shè)計(jì)周期,我們采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)組合機(jī)床主軸箱,取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。組合機(jī)床的分類繁多,有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床,有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式,還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)式組合機(jī)床等；如臥式單面多孔加工組合機(jī)床的液壓系統(tǒng),可完成自動(dòng)工作循環(huán):快進(jìn)、工進(jìn)、快退、停止；能同時(shí)驅(qū)動(dòng)多根主軸進(jìn)行鉆孔加工。鉆孔時(shí)是靠主軸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩T及主軸的轉(zhuǎn)速n進(jìn)行鉆孔。在鉆孔過程中外負(fù)載經(jīng)常是變化的,當(dāng)鉆頭上的負(fù)載增大,即轉(zhuǎn)矩增大時(shí),要求轉(zhuǎn)速能自動(dòng)下降,當(dāng)鉆頭上的負(fù)載減小,即轉(zhuǎn)矩減小時(shí),要求轉(zhuǎn)速能自動(dòng)升高,保證鉆孔時(shí)消耗的功率為恒定值。組合機(jī)床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。隨著綜合自動(dòng)化的發(fā)展，其工藝范圍正擴(kuò)大到車外圓、行星銑削、拉削、推削、磨削、拋光、沖壓等工序。此外，還可以完成焊接、熱處理、自動(dòng)裝配和檢測、清洗和零件分類及打印等非切削工作。國內(nèi)外的工業(yè)發(fā)展史告訴我們，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化是一個(gè)由低級(jí)到高級(jí)、由簡單到復(fù)雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。當(dāng)機(jī)器的操作采用自動(dòng)控制器后，生產(chǎn)方式才從機(jī)械化逐步過渡到機(jī)械控制（傳統(tǒng)）自動(dòng)化、數(shù)字控制自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化。只有建立了自動(dòng)化工廠后，生產(chǎn)過程才能全盤自動(dòng)化，才能使生產(chǎn)率全面提高，達(dá)到自動(dòng)化的高級(jí)理想階段。本次設(shè)計(jì)的課題是包縫機(jī)機(jī)組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)。該課題來源于江淮動(dòng)力集團(tuán)?，F(xiàn)在該集團(tuán)迫切需要改善現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，進(jìn)行提高生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量方面的技術(shù)改造，使產(chǎn)品的合格率上升，增加產(chǎn)量，適應(yīng)市場競爭的需要，提高經(jīng)濟(jì)效益。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)機(jī)體左右兩個(gè)面上加工多個(gè)孔、生產(chǎn)率低、位置精度誤差大的問題而設(shè)計(jì)的，從而保證孔的位置精度、提高生產(chǎn)效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。為了提高加工精度，降低成本，提高生產(chǎn)效率，有必要設(shè)計(jì)一種組合機(jī)床來滿足左右兩面同時(shí)鉆孔的需要。本次設(shè)計(jì)分總體設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)、左多軸箱設(shè)計(jì)、右多軸箱設(shè)計(jì)三個(gè)部分。我主要負(fù)責(zé)夾具部分的設(shè)計(jì)，總體設(shè)計(jì)由我和另外二位同學(xué)共同完成。在設(shè)計(jì)組合機(jī)床過程中，組合機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)是整個(gè)組合機(jī)床設(shè)計(jì)工作的重要部分之一。雖然夾具零件的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，使設(shè)計(jì)工作量大為減少，設(shè)計(jì)周期大為縮短，但在夾具設(shè)計(jì)過程中，在保證加工精度的前提下，如何綜合考慮生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性和勞動(dòng)條件等因素，還有一定的難度。包縫機(jī)機(jī)體鉆孔組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)2設(shè)計(jì)該組合機(jī)床思路如下：認(rèn)真分析零件的特點(diǎn)，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，以確定零件在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容及加工方法，選擇加工的定位基準(zhǔn)及夾壓方案，決定工步和刀具種類及其結(jié)構(gòu)形式，選擇合適的切削用量，確定組合機(jī)床的配制形式、制定影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。根據(jù)被加工零件的工藝要求確定刀具，再由刀具直徑計(jì)算切削力，切削扭矩，切削功率，然后選擇各通用部件，最后按裝配關(guān)系組裝成組合機(jī)床。本說明書以設(shè)計(jì)臥式雙面鉆孔組合機(jī)床為主線，闡述了刀具的選擇和夾具設(shè)計(jì)的過程。在第2章中著重介紹了組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)。在總體設(shè)計(jì)中，首先是被加工零件的工藝分析，然后是總體方案的論證，在比較了許多方案之后，結(jié)合本道工序加工的特點(diǎn)最終選擇臥式雙面的機(jī)床配置型式。再結(jié)合本道工序的特點(diǎn)選擇刀具。根據(jù)選擇的切削用量，計(jì)算刀具的切削力、切削扭矩、切削功率等，再確定刀具的大小和型式。在確定這些設(shè)計(jì)計(jì)算后，然后是繪制組合機(jī)床的“三圖一卡”被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡。在第3章中，主要介紹了夾具的設(shè)計(jì)。夾具設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的組成部分。夾具設(shè)計(jì)時(shí)，首先確定工件的定位方案，然后選擇夾緊方案，估算夾緊力大小，最終完成夾具的零部件設(shè)計(jì)。最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制夾具裝配圖和主要的零件圖。2組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)2.1總體方案論證2.1.1加工對(duì)象工藝性的分析A.本機(jī)床被加工零件特點(diǎn)該加工零件為包縫機(jī)機(jī)體。材料HT200，其硬度為HB190240，重量36.5Kg，在本工序之前各主要表面、主要孔已加工完畢。B.本機(jī)床被加工零件的加工工序及加工精度本道工序：鉆左面、右面的孔，本設(shè)備的主要功能是完成包縫機(jī)機(jī)體左、右兩個(gè)面上20個(gè)孔的加工。具體加工內(nèi)容及加工精度是：a.鉆左側(cè)面（即機(jī)體上面）上11個(gè)孔：鉆210孔，深13，各孔位置度公差為0.03mm；鉆25孔深18，各孔位置度公差為0.03mm；鉆24.2孔，深12，各孔位置度公差為0.03mm；鉆4.2孔，深9；鉆23.3孔，深10；鉆23.3孔，深9，個(gè)各孔位置度公差為0.03mm。b.鉆右側(cè)面（即機(jī)體下面）上9個(gè)孔：鉆3.3孔，深9，各孔位置度公差為0.03mm；鉆；73.3孔，深11，各孔位置度公差為0.03mm；鉆3.3孔，深12。2.1.2機(jī)床配置型式的選擇根據(jù)選定的工藝方案確定機(jī)床的配置型式，并定出影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。既要考慮能實(shí)現(xiàn)工藝方案，以確保零件的精度、技術(shù)要鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書20083求及生產(chǎn)率，又要考慮機(jī)床操作方便可靠，易于維修，且潤滑、冷卻、排屑情況良好。對(duì)同一個(gè)零件的加工，可能會(huì)有各種不同的工藝方案和機(jī)床配置方案，在最后決定采取哪種方案時(shí)，絕不能草率，要全面地看問題，綜合分析各方面的情況，進(jìn)行多種方案的對(duì)比，從中選擇最佳方案。各種形式的單工位組合機(jī)床，具有固定式夾具，通常可安裝一個(gè)工件，夾具和工件固定不動(dòng)，能保證加工表面有較高的相互位置精度，特別適用于大中型箱體類零件的加工。根據(jù)配置動(dòng)力部件的型式和數(shù)量，這種機(jī)床可分為單面、多面復(fù)合式。利用多軸箱同時(shí)從幾個(gè)方面對(duì)工件進(jìn)行加工。但其機(jī)動(dòng)時(shí)間不能與輔助時(shí)間重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低。機(jī)床的配置型式主要有臥式和立式兩種。臥式組合機(jī)床床身由滑座、側(cè)底座及中間底座組合而成。其優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，無漏油現(xiàn)象；同時(shí)，安裝、調(diào)試與運(yùn)輸也都比較方便；而且，機(jī)床重心較低，有利于減小振動(dòng)。其缺點(diǎn)是削弱了床身的剛性，占地面積大。立式組合機(jī)床床身由滑座、立柱及立柱底座組成。其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，自由度大，操作方便。其缺點(diǎn)是機(jī)床重心高，振動(dòng)大。在認(rèn)真分析了被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及所選擇的加工工藝方案，又由組合機(jī)床的特點(diǎn)及適應(yīng)性，確定設(shè)計(jì)的組合機(jī)床的配置型式為單工位臥式雙面鉆組合機(jī)床。2.1.3定位基準(zhǔn)的選擇被加工零件為包縫機(jī)機(jī)體體屬箱體類零件，本工序加工為雙面同時(shí)鉆孔，加工工序集中、精度要求高。由于箱體零件的定位方案一般有兩種，“一面兩孔”和“三平面”定位方法。A.“一面雙孔”的定位方法它的特點(diǎn)是：a.可以簡便地消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。b.有同時(shí)加工零件五個(gè)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.“一面雙孔”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。同時(shí)，使機(jī)床各個(gè)工序（工位）的許多部件實(shí)現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計(jì)、制造周期，降低成本。d.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。B.“三平面”定位方法它的特點(diǎn)是：a.可以簡便地消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。b.有同時(shí)加