缸頭5個(gè)螺紋孔鉆孔專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì)

摘 要 組合機(jī)床是由通用部件及專(zhuān)用部件組成的 ,加工一種 (或幾種 )零件的一道 (或幾道 )工序的高效率的專(zhuān)用機(jī)床 , 是一種自動(dòng)化或半自動(dòng)化的機(jī)床 .無(wú)論是機(jī)械電氣或液壓電氣控制的都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán) 、 半自動(dòng)化的組合機(jī)床 。 一般采用多軸 、 多刀 、 多工序 、 多面 和 多工位同時(shí)加工 ， 一種工序集中的高效率機(jī)床 。 組合機(jī)床加工 ,刀具是借助鉆模板和鏜模架 ,精加工機(jī)床采用高精度的導(dǎo)向 ,所以穩(wěn)定的保證產(chǎn)品質(zhì)量 。 組合機(jī)床“三圖一卡”就是針對(duì)具體零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行組合機(jī)床總體圖樣文件設(shè)計(jì)。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件圖、加工 示意圖、機(jī)床聯(lián)系總圖、機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡等。 機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置，至于裝夾各種刀具用的裝置 ,則一般稱(chēng)為“輔助工具”。專(zhuān)用夾具在生產(chǎn)上起著很大的作用。 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。 通過(guò)對(duì)變速箱體零件圖的分析，制定其工藝過(guò)程，確定組合機(jī)床形式，繪制三圖一卡；以及對(duì)專(zhuān)用部件多軸箱的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞： 組合機(jī)床；多軸箱設(shè)計(jì)；夾具；加工工藝 Abstract By the combination of machine tools and parts for dedicated components, a (or several) part of a (or several road) process for the high efficiency of the machine,which is an automated or semi-automated machine tools, whether electrical machinery electrical or hydraulic control can achieve automatic cycle, the combination of semi-automatic machine. General use of multi-axis, multi-tool, multi-process, multi-faceted and multi-processing at the same time, a concentration of highly efficient processes machine. Combination of machining, tool use is based on templates and planes, finishing a high-precision oriented machine tools, stable product quality assurance. Combination machine three plans and a card is for specific parts, having an overall composition of machine design on the basis of the overall composition of machine pattern design. It contents : Drawing processed parts map, diagram processing, machine tools contact the pattern, calculating productivity machine cards. Machine tool fixture is usually used in the workpiece clamping device.As for the clamping tool used in all kinds of devices, commonly known as a tool. Fixture for the production plays an important role. Machine tool fixture design process is an important part of the design of the equipment,ensuring product quality and raising labor productivity of an important technical measures. Through the analysis of gear-box patterns, We draw up the process of its craft and determine the form of combination of machine tools, drawing three patterns and a card and the design multi-axle box of dedicated devices . Key words: Modular machine tool；Multi-axle box design；Fixtures；Processing technic V 目 錄 摘 要 . III Abstract . IV 目 錄 . V 1 緒論 . 1 1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容 和 意義 . 1 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 . 1 1.3 本課題應(yīng) 達(dá)到的要求 . 2 2 設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具 . 3 2.1 夾具的功用與組成 . 3 2.2 夾具設(shè)計(jì)的基本要求 . 3 2.2.1 保證工件的加工精度 . 3 2.2.2 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 . 3 2.2.3 良好的加工使用性 . 3 2.2.4 經(jīng)濟(jì)性好 . 3 2.3 設(shè)計(jì)缸頭專(zhuān)用夾具 . 3 2.3.1 調(diào)研分析 . 3 2.3.2 確定夾具設(shè)計(jì)方案 . 4 2.3.3 方案審查 . 4 2.3.4 繪制夾具裝配圖 . 5 2.3.5 繪制夾具零件圖 . 5 3 設(shè)計(jì)組合機(jī)床 . 6 3.1 組合機(jī)床工藝方案確定 . 6 3.1.1 確定組合機(jī)床工藝方案的基本原則 . 6 3.1.2 確定組合機(jī)床工藝方案應(yīng)注意的問(wèn)題 . 7 3.1.3 工藝方案的擬訂 . 7 3.1.4 工序間余量的確定 . 7 3.1.5 刀具結(jié)構(gòu)的選擇 . 7 3.2 切削用量的確定 . 8 3.2.1 組合機(jī)床切削用量選擇 . 8 3.2.2 確定切削力、 切削轉(zhuǎn)矩、切削功率和刀具耐用度 . 8 3.2.4 切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率 . 8 3.2.5 確定主軸類(lèi)型、尺寸、外伸長(zhǎng)度 . 9 3.2.6 動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定 . 9 3.3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) “三圖一卡” . 10 3.3.1 被加工零件工序圖 . 10 3.3.2 繪制被加工零件工序圖 . 10 3.3.3 零件加工工序圖的繪制 . 11 3.3.4 加工示意圖 . 11 3.3.5 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 . 13 3.4 組合機(jī)床方案分析 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 3.4.1 機(jī)床加工 精度和生產(chǎn)率 . 17 3.4.2 機(jī)床使用方便性和自動(dòng)化程度 . 19 3.4.3 經(jīng)濟(jì)性與可靠性 . 19 4 設(shè)計(jì)組合機(jī)床多軸箱 . 19 4.1 多軸箱的基本結(jié)構(gòu)及表達(dá)式 . 20 4.1.1 多軸箱的組成 . 20 4.2 多軸箱設(shè)計(jì) . 20 4.2.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 . 20 4.2.2 主軸、齒輪的確定及動(dòng)力計(jì)算 . 21 4.2.3 多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì) . 22 4.2.4 繪制多軸箱總圖及零件圖 . 26 5 結(jié)論與展望 . 27 5.1 結(jié)論 . 28 5.2 不足之處及未來(lái)展望 . 28 致謝 . 30 參考文獻(xiàn) . 31 附 錄 . 32 缸頭 5 個(gè)螺紋孔鉆孔專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1.1本課題的研究?jī)?nèi)容 和 意義 畢業(yè)設(shè)計(jì)作為大學(xué)里一個(gè) 實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié) ，對(duì)鞏固所學(xué)專(zhuān)業(yè)課程和基礎(chǔ)課程起著非常重要的作用。畢業(yè)實(shí)習(xí)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，是增加學(xué)生感性認(rèn)識(shí)、提高理論聯(lián)系實(shí)際的一個(gè)必不可少過(guò)程。 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì) 能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)獨(dú)立解決工程實(shí)踐能力，通過(guò)調(diào)查研究，收集資料，現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步具有工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、解決生產(chǎn)中實(shí)際問(wèn)題以及在總結(jié)編寫(xiě)設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)論文的能力。 通過(guò)畢業(yè)實(shí)習(xí)，可以培養(yǎng)學(xué) 生嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)， 培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、查閱技術(shù)文獻(xiàn)、資料、手冊(cè)的能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、解決實(shí)際問(wèn)題的能力?？傊?，畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì) 提高畢業(yè)生全面素質(zhì)具有很重要的意義。 1.2國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 在我國(guó)，組合機(jī)床發(fā)展已有多年的歷史，其科研和生產(chǎn)都具有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，應(yīng)用也深入到很多行業(yè)。是當(dāng)前急需制造業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新，進(jìn)行技術(shù)改造，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一。組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝設(shè)備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍 工、輕工、家電等行業(yè)。 我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類(lèi)和軸類(lèi)零件（近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占了一定份額），完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車(chē)端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。組合機(jī)床的分類(lèi)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)組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷基本，一種新型的組合機(jī)床 柔性組合機(jī)床越來(lái)越受到人們的青睞，它應(yīng) 用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程控制器（ PLC）、數(shù)字控制（ NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來(lái)組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)（清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測(cè)量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線(xiàn)）等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來(lái)越大。 由于組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專(zhuān)用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶(hù)特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏技術(shù)。我國(guó)組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)總 體水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后，國(guó)內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線(xiàn)幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場(chǎng)要求我們不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝，研制新產(chǎn)品，由過(guò)去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿(mǎn)足用戶(hù)需求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 從 2002年年底第 21屆日本國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)上獲悉，在來(lái)自世界 10多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的500多家機(jī)床制造商和團(tuán)體展示的最先進(jìn)機(jī)床設(shè)備中，超高速和超高精度加工技術(shù)裝備和復(fù)合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深受歡迎。據(jù)專(zhuān)家分析 ，機(jī)床裝備的高速和超高速加工技術(shù)的關(guān)鍵是提高機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。該屆博覽會(huì)上展出的加工中心，主軸轉(zhuǎn)速10000-20000r/min,最高進(jìn)給速度可達(dá) 20-60m/min；復(fù)合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被看好。在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時(shí)，加工的形狀卻利益復(fù)雜。多軸化控制的基礎(chǔ)裝備適合加工形狀復(fù)雜的工件。另外產(chǎn)品周期的縮短也要求加工機(jī)床能夠隨時(shí)調(diào)整和適應(yīng)新的變化，滿(mǎn)足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。然而更關(guān)鍵的現(xiàn)代通信技術(shù)在機(jī)床裝備中的應(yīng)用，信息通信技術(shù)的引進(jìn)使得現(xiàn)代機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步 提高，操作者可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)程的設(shè)備進(jìn)行維修和檢查、提供售后服務(wù)等。 在這些方面我國(guó)組合機(jī)床裝備還有相當(dāng)大的差距，因此我國(guó)組合機(jī)床技術(shù)裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可變可調(diào)、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向。 1.3本課題應(yīng) 達(dá)到的要求 要習(xí)獨(dú)立查閱參考文獻(xiàn)的能力；完成缸頭 5 個(gè)螺紋孔鉆孔專(zhuān)機(jī)總體結(jié)構(gòu)和主要部件（機(jī)床夾具、組合機(jī)床多軸箱）設(shè)計(jì)；學(xué)習(xí)撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文，完成畢業(yè)論文規(guī)定的各項(xiàng)任務(wù) 。 缸頭 5 個(gè)螺紋孔鉆孔專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 3 2設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具 2.1 夾具的功用與組成 夾具是在機(jī)床上 加工零件時(shí)使用的一種工藝裝備，其主要功用時(shí)實(shí)現(xiàn)工件的定位和夾緊，使得工件加工時(shí)相對(duì)機(jī)床、刀具有正確地位置，以保證工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求。 夾具通常由定位元件或裝置、夾緊元件或裝置、夾具體、對(duì)刀和導(dǎo)引元件、分度元件或裝置、動(dòng)力元件或裝置以及其他元件或裝置（如定位鍵及有關(guān)零部件）等組成。 夾具設(shè)計(jì)時(shí)常用的零部件已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 2.2 夾具設(shè)計(jì)的基本要求 2.2.1 保證工件的加工精度 夾具應(yīng)采用合理的定位、夾緊方案，選擇合適的定位、夾緊元件，確定合適的尺寸、形位公差，保證工件的加工精度要求。 2.2.2 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 夾具設(shè)計(jì)合理，能縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。 2.2.3 良好的加工使用性 夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，便于加工、裝配、檢驗(yàn)、維修。使用簡(jiǎn)便、安全、可靠，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 2.2.4 經(jīng)濟(jì)性好 夾具元件標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成本低廉，根據(jù)生產(chǎn)批量設(shè)計(jì)不同復(fù)雜程度的夾具，提高生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。 2.3 設(shè)計(jì)缸頭專(zhuān)用夾具 2.3.1 調(diào)研分析 1）工件生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類(lèi)型分析：本次所加工 工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)是 20000 件 /年，單班制，屬于中小批量生產(chǎn)。 2）工件加工工藝方案分析，工件結(jié)構(gòu)、精度特點(diǎn)分析：本次加工 為在缸頭頂面上鉆 5個(gè) 5.0m 的孔。 3）機(jī)床設(shè)計(jì)情況分析； 4）夾具操作要求分析： 鉆床夾具：工件采用典型的一面兩銷(xiāo)定位方式，并用兩個(gè)回轉(zhuǎn)壓板來(lái)夾緊；其鉆模板為可拆卸的，用 2 個(gè)定位銷(xiāo)定位，并用兩 螺釘擰 緊。 工件圖如 2.1： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 圖 2.1 缸頭零件圖 2.3.2 確定夾具設(shè)計(jì)方案 1）確定工件定位方式，選擇定位元件 :本次加工定位方案選擇一面兩銷(xiāo)，定位元件兩銷(xiāo)為圓柱銷(xiāo)和菱形銷(xiāo)，一面為夾具體工作面。 2）確定工件夾緊方式 ： 鉆床是以壓板夾緊工件和 螺釘固定 鉆模板。 3）確定對(duì)刀或?qū)б绞?： 鉆床用鉆套來(lái)引導(dǎo) 鉆頭加工 4）確定其他裝置架構(gòu)方式 ： （附圖 二 ） 5）確定夾具總體結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)各裝置 ： （附圖 二 ） 2.3.3 方案審查 1）必要的加工精度計(jì)算、分析； 2）必要的夾緊力計(jì)算、分析 9； 由于夾緊力與切削力的方向一致 ,切削力可以幫助夾緊 ,夾緊力只用于防止加工中工件產(chǎn)生振動(dòng)。于是 ,平衡方程為 MKafW = 所以 faKMW = 式中 a 切削合力 P 至壓板的距離 f 切削合力 P 至 夾具體工作面 的 系數(shù) )(2.57403.0 4.3432 NfaKMW = )(6.2820 NWF = 3）必要的零部件強(qiáng)度及剛度計(jì)算、分析； 缸頭 5 個(gè)螺紋孔鉆孔專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 5 4）有關(guān)人員、部門(mén)審查； 2.3.4 繪制夾具裝配圖 1）按制圖標(biāo)準(zhǔn)繪圖；工件用雙點(diǎn)劃線(xiàn)繪制，工件視作透明體；依次繪出夾具體、定位機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)及其其他裝置； 2）標(biāo)注必要的尺寸、公差和技術(shù)要求； 3）編制夾具明細(xì)欄及標(biāo)題欄； 2.3.5 繪制夾具零件圖 夾具中非標(biāo)準(zhǔn)零件均要畫(huà)（包括 夾具體、 鉆套 ），并按夾具總圖要求確定零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 3 設(shè)計(jì)組合機(jī)床 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(zhuān)用部件組成的一種高效專(zhuān)用機(jī)床。 組合機(jī)床通用部件按功能可分為動(dòng)力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類(lèi)。動(dòng)力部件是為組合機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件。主要有動(dòng)力箱、切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)。支承部件是用以安裝動(dòng)力滑臺(tái)、帶有進(jìn)給機(jī)構(gòu)的切削頭或夾具等的部件，有側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件，主要有 分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、分度鼓輪和往復(fù)移動(dòng)工作臺(tái)等?？刂撇考怯靡钥刂茩C(jī)床的自動(dòng)工作循環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操縱臺(tái)等。輔助部件有潤(rùn)滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。 組合機(jī)床一般都是根據(jù)和用戶(hù)簽定的設(shè)計(jì)、制造合同進(jìn)行設(shè)計(jì)的。我所做的課題就是這樣的。 1.調(diào)查研究 ， 主要是對(duì)加工圖樣研究和工廠實(shí)際情況的調(diào)查研究 ： 我加工的零件為缸頭，其主要用在燃油機(jī)上（特別是在摩托車(chē)上）放置火花塞。 2.總體方案設(shè)計(jì)，就是編制 “ 三圖一卡 ” ：即加工工序圖、加工示意圖、尺寸聯(lián)系圖和一張生產(chǎn)率效率卡。 3.技術(shù)設(shè)計(jì)就是設(shè) 計(jì)機(jī)床各專(zhuān)用部件正式總圖，如設(shè)計(jì)夾具，多軸箱等。 工藝方案的擬定是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。因?yàn)楣に嚪桨冈诤艽蟪潭壬蠜Q定了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應(yīng)根據(jù)工件的加工要求和特點(diǎn)，按一定的原則，結(jié)合組合機(jī)床常用的工藝方法，充分考慮各種影響因素，并經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析后擬定出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。 3.1 組合機(jī)床工藝方案確定 3.1.1 確定組合機(jī)床工藝方案的基本原則 1.粗、細(xì)加工分開(kāi)原則 粗加工時(shí)的切削負(fù)荷較大，切削產(chǎn)生的熱變形。較大夾緊壓力引起的工件變形以及切削振動(dòng)等，對(duì)精加工工序十分不利 ，影響加工尺寸精度和表面粗糙度。因此，在擬定工件一個(gè)連續(xù)的多工序工藝過(guò)程時(shí)，應(yīng)選擇粗精加工工序分開(kāi)的原則。 2.工序集中原則 工序集中是近代機(jī)械加工主要發(fā)展方向之一。組合機(jī)床正是基于這一原則發(fā)展而來(lái)的，即運(yùn)用多刀（相同或不同刀具）集中在一臺(tái)機(jī)床上完成一個(gè)或幾個(gè)共建的不同表面的復(fù)雜工藝過(guò)程，從而有效地提高生產(chǎn)率。因此，擬定工藝方案時(shí)，在保證工件質(zhì)量和操作維修方面的前提下，應(yīng)適當(dāng)提高工序集中程度，以便減少機(jī)床臺(tái)數(shù)、占地面積和節(jié)省人力，取得理想的效果。但是，工序過(guò)于集中會(huì)使機(jī)床結(jié)構(gòu)臺(tái)復(fù)雜，增加機(jī)床設(shè)計(jì)和制造難度，機(jī)床使用調(diào)整不便，甚至影響機(jī)床是使用性能。因此須全面分析多方因素，合理決定工序集中程度。考慮的一般原則有如下兩個(gè)方面：一是適當(dāng)考慮相同類(lèi)型工序的集中；二是有相對(duì)位置精度要求的工序應(yīng)集中加工。 缸頭 5 個(gè)螺紋孔鉆孔專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 7 3.1.2 確定組合機(jī)床工藝方案應(yīng)注意的問(wèn)題 按一般原則時(shí)的擬定工藝方案一些限制 ： （ 1） 孔間中心距的限制：根據(jù)切削扭矩計(jì)算要求，主軸軸頸和軸承外徑有一最小許用尺寸 ； 對(duì)于螺紋孔加工還要考慮相應(yīng)攻螺紋靠模的徑向尺寸限制。所以近距離孔能否在同一多軸箱上同一工位進(jìn)行加工，要受各類(lèi)主軸允許的最小中心距限制。 （ 2）工件 結(jié)構(gòu)工藝性不好的限制：有些工件結(jié)構(gòu)工藝性不好，如箱體多層壁上的同軸線(xiàn)的孔徑中間大兩頭小時(shí)，則進(jìn)刀困難。又如多層壁同軸孔，為便于布置中間導(dǎo)向裝置，孔中心離箱體側(cè)壁間距離也應(yīng)足夠。 3.1.3 工藝方案的擬訂 擬訂專(zhuān)用機(jī)床工藝方案的一般步驟如下。 1.分析、研究加工要求和現(xiàn)場(chǎng)工藝 在制定組合機(jī)床工藝方案時(shí)，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工部位及其精度、表面粗糙度、技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)。深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析零件的加工工藝方法，定位和夾緊方式，所采用的設(shè)備、刀具及切削用量，生產(chǎn)率情況及工作 條件等方面的現(xiàn)行工藝資料，以便制定出切合實(shí)際的合理工藝方案。 本設(shè)計(jì)所加工的 是缸頭 ，其結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，加工不是很困難。我所加工的是在其頂面上鉆孔，生產(chǎn)綱領(lǐng)為 2 萬(wàn) /年 ,屬單班制 ， 屬于中小批量生產(chǎn)。因此可以采用組合機(jī)床來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)。因?yàn)槭枪I(yè)生產(chǎn)，要求操作簡(jiǎn)單迅速，故采用較簡(jiǎn)單的機(jī)械夾緊方式。 2.定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇 正確選擇定位基準(zhǔn)和夾緊部位是保證加工精度的重要條件。 本設(shè)計(jì)采用一面兩孔的定位方案來(lái)保證此加工方案的加工精度，其定位方案選擇 2-5的孔和其所在的底面作為定位基準(zhǔn)，它們又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用他們做定 位基準(zhǔn)，能使加工遵循 “ 基準(zhǔn)重合 ” 的原則，保證工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的重合。實(shí)現(xiàn)箱體零件 “ 一面兩孔 ” 的典型定位方式。夾緊位置選擇在有足夠的夾緊力下箱體產(chǎn)生變形最小的部位。 3.影響工藝方案的主要因素 （ 1）加工的工序內(nèi)容和加工精度 ： 我所加工的工序?yàn)?鉆 孔 ，其沒(méi)有具體的公差要求，綜合考慮只有位置公差的影響。這是制定機(jī)床工藝方案的主要依據(jù)。 （ 2）被加工零件的特點(diǎn) 工件材料及硬度 ： 材料 ZL101，硬度不低于 90HBS。 加工部位的構(gòu)造形狀 ： 分別為頂面上同一位置的 5 個(gè) 5.0 孔。 工件的剛性 ： 滿(mǎn)足要求。 零件的生產(chǎn)批量 ： 生產(chǎn)綱領(lǐng)是 20000 件 /年，單班制。 3.1.4 工序間余量的確定 鉆孔主要是為 攻螺紋 做準(zhǔn)備的，工作要求中需要加工鉆 5 個(gè) 5.0 的孔 。 3.1.5 刀具結(jié)構(gòu)的選擇 鉆孔選用鉆刀具。 采用高速鋼材料的麻花鉆。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 3.2 切削用量的確定 在組合機(jī)床工藝方案確定過(guò)程中，工藝方法和關(guān)鍵工序的切削用量選擇十分重要。切削用量選擇是否合理，對(duì)組合機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機(jī)床的結(jié)構(gòu)型式即工作可靠性均有較大的影響。 3.2.1 組合機(jī)床切削用量選擇 1.組合機(jī)床切削用量選擇的特點(diǎn) 組合機(jī)床常采用多刀多刃同時(shí)切削 ，為盡量減少換刀時(shí)間的消耗，保證機(jī)床的生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)效果，選用的切削用量應(yīng)比通用機(jī)床單刀加工時(shí)低 30%左右。 2.組合機(jī)床通常用動(dòng)力滑臺(tái)來(lái)帶動(dòng)刀具進(jìn)給。因此，同一滑臺(tái)帶動(dòng)的多軸箱上所有刀具（除絲錐外）的每分鐘進(jìn)給量相同，即等于滑臺(tái)的工進(jìn)速度。 目前常用查表法，參照生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)同類(lèi)工藝，必要時(shí)經(jīng)工藝試驗(yàn)確定切削用量。組合機(jī)床加工孔 和 螺紋的常用切削用量都要查一般的手冊(cè)。確定切削用量時(shí)用注意以下問(wèn)題。 1）應(yīng)盡量做到合理使用所有刀具，充分發(fā)揮其使用性能。 2）復(fù)合刀具切削用量選擇應(yīng)考慮刀具的使用受命。 3）選擇切削用量 時(shí)要注意既要保證生產(chǎn)批量要求，又要保證刀具一定的耐用度。 4）確定切削用量時(shí)，還需考慮所選動(dòng)力滑臺(tái)的性能。 3.2.2 確定切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率和刀具耐用度 1.鉆削用量 加工材料：鋁合金 ZL101。 工序：頂面鉆 5.0 孔 1） 5.0 的鉆削用量 查 5130 頁(yè)表 6-11 得： 加工直徑為 5.0 布氏硬度不低于 90HBS 切削速度為 20 50m/min 取 20m/min 進(jìn)給量為 0.03 0.1mm/r 取 0.1mm/r 根據(jù)表 6-12深孔鉆削切削用量遞減表 5得： 切削速度為 20m/min （ 0.7 0.8） 14 16m/min 取 16m/min 進(jìn)給量為 0.1mm/r 0.9=0.09mm/r 取 0.09mm/r 3.2.4 切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率 鉆孔計(jì)算： 1) 鉆 5.0 孔 取鉆 5.0m 孔的切削速度 v=16m/min，由此算出轉(zhuǎn)速為 m in/10190.514.3 16100014.3 1000 rDvn = 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取 n=1080r/min，則實(shí)際切削速度為 v m in/96.161000 10800.514.3 m= 缸頭 5 個(gè)螺紋孔鉆孔專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 9 工進(jìn)速度 vf = m in/2.9709.01080 mmfn = NHBDfF 46821009.00.52626 6.08.06.08.0 = mmNHBfD = 18021009.00.51010M 6.08.09.16.08.09.1 mmNfDT = 29909.0255959 6 63.06 63.02 kW0338.010009550 10802999550 = Tnp 其中 v 切削速度（ m/min）； M 轉(zhuǎn)矩（ mmN ）； T 扭矩（ mmN ）； f 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 （ mm/r）； P 切削功率 （ kW）； HB 布氏硬度； D 鉆頭直徑（ mm）。 3.2.5 確定主軸類(lèi)型、尺寸、外伸長(zhǎng)度 主軸類(lèi)型主要根據(jù)工藝的方法和刀桿與主軸的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。我在設(shè)計(jì)中采用的是下列公式來(lái)確定主軸的： 1) 5.0 孔 mmTD 2.12826.1 3 = 因盡量不使用 15mm 的直徑主軸，故選用 d=20mm。 進(jìn)行軸的校核： 633 108202.02.0 = dW M PaW 3.4108 343T 6 = =40 MPa 滿(mǎn)足要求。 根據(jù)課本 查書(shū)得 D/d=32/20， L=115mm，接桿莫氏圓錐 1 號(hào) 3.2.6 動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定 工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定： 1）鉆孔 工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定： L工 =L1 +L L1取 16mm L為 25 mm 則 L工 =25+16=41mm 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 鉆模板與工件距離為 10 mm。 鉆頭快進(jìn)距離為 90mm 則快退距離為 131mm 動(dòng)力部件總行程的確定： 總行程為 250 mm，前備量為 30 mm，后備量為 89mm。 3.3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) “三圖一卡” 繪制組合機(jī)床 “ 三圖一卡 ” ，就是針對(duì)具體零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機(jī)床總體方案圖樣文件設(shè)計(jì)。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡等。 3.3.1 被加工零件工序圖 1.被加工零件工序圖的作用與內(nèi)容 被加 工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容，加工部件的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾緊部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。被加工零件工序圖是被加工零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或生產(chǎn)線(xiàn)的加工內(nèi)容，并作必要的說(shuō)明而繪制的。其內(nèi)容主要包括： (1)被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。當(dāng)需要設(shè)置 中間導(dǎo)向時(shí)，則應(yīng)把設(shè)置中間導(dǎo)向臨近的工件內(nèi)部肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸表示清楚，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。 (2)本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。以便據(jù)此進(jìn)行夾具的支撐、定位、夾緊和導(dǎo)向等機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 (3)本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對(duì)上道工序的技術(shù)要求。 (4)注明被加工零件的名稱(chēng)、編號(hào)、材料、硬度以及加工部位的余量。 3.3.2 繪制被加工零件工序圖 1.繪制被加工零件工序圖的規(guī)定： 為使被加工零件工序圖表達(dá)清晰明了，突出本工序內(nèi)容，繪 制時(shí)規(guī)定：應(yīng)按一定的比例，繪制足夠的視圖以剖面；本工序加工部位用粗實(shí)線(xiàn)表示，保證的加工部位尺寸及位置尺寸數(shù)值下方畫(huà) “ ” 粗實(shí)線(xiàn)，其余部件用細(xì)實(shí)線(xiàn)表示；定位基準(zhǔn)符號(hào)用 ，并用下標(biāo)數(shù)表明消除自由度數(shù)量（如 ）；夾緊位置符號(hào)用 。 2.繪制被加工零件工序圖注意事項(xiàng)： （ 1）本工序加工部位的位置尺寸應(yīng)與 定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系。當(dāng)本工序定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不符時(shí)，必須對(duì)加工部位的位置精度進(jìn)行分析和換算，并把不對(duì)稱(chēng)公差換算成對(duì)稱(chēng)公差。有時(shí)也可將工件某一主要孔的位置尺寸從定位基準(zhǔn)面開(kāi)始標(biāo)注，其余各孔則以該 缸頭 5 個(gè)螺紋孔鉆孔專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 11 孔為基準(zhǔn)標(biāo)注。 （ 2）對(duì)毛坯應(yīng)有要求，對(duì)孔加工余量要認(rèn)真分析。 （ 3）當(dāng)本工序有特殊要求時(shí)必須注明。 3.3.3 零件加工工序圖的繪制 我 所 加 工 零 件