基于三維的柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及夾具設計-

鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書2008目 錄前言 1組合機床總體設計 3總體方案論證 3加工對象工藝性的分析 3機床配置型式的選擇 3定位基準的選擇 4選用滑臺傳動型式 4確定切削用量及選擇刀具 4選擇切削用量 4計算切削力、切削扭矩及切削功率 7刀具耐用度的計算 錯誤！未定義書簽。選擇刀具結(jié)構(gòu) 錯誤！未定義書簽。三圖一卡設計 錯誤！未定義書簽。被加工零件工序圖 錯誤！未定義書簽。加工示意圖 錯誤！未定義書簽。機床聯(lián)系尺寸圖 錯誤！未定義書簽。機床生產(chǎn)率計算卡 錯誤！未定義書簽。組合機床夾具設計 錯誤！未定義書簽。夾具總體分析 錯誤！未定義書簽。零件的工藝性分析 錯誤！未定義書簽。夾具設計的基本原則和要求 錯誤！未定義書簽。夾具總體結(jié)構(gòu)構(gòu)思 錯誤！未定義書簽。定位方案的確定 錯誤！未定義書簽。定位方案論證 錯誤！未定義書簽。定位基準的選擇 錯誤！未定義書簽。定位的實現(xiàn)方法 錯誤！未定義書簽。導向裝置的選擇 錯誤！未定義書簽。鉆套型式的選擇和設計 錯誤！未定義書簽。鉆模板的類型和設計 錯誤！未定義書簽。夾緊方案的確定 錯誤！未定義書簽。夾緊裝置的確定 錯誤！未定義書簽。夾緊力的確定 錯誤！未定義書簽。夾緊液壓缸的選擇 錯誤！未定義書簽。誤差分析 錯誤！未定義書簽。影響加工精度的因素 錯誤！未定義書簽。保證加工精度的條件 錯誤！未定義書簽。夾具體的確定 錯誤！未定義書簽。4結(jié)論 29參考文獻 30致 謝 31附 錄 32PAGEPAGE9鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書2008前言組合機床是以系列化、標準化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成的又具有一定的重新調(diào)整能力，以適應工件變化的需要，組合機床可以對工件進行多面、多主軸加工。組合機床裝備的發(fā)展思路是以提高組合機床加工精度、組合機床柔性、組合機使其模塊化、柔性化，適應可調(diào)可變、多品種加工的市場需求。復合、多功能、多可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應用將是今后的發(fā)展方向。高速化——由于機構(gòu)各組件分工的專業(yè)化在專業(yè)主軸廠的開發(fā)下主軸高速化日益普及，過去只用于汽車工業(yè)高速化的b.c.高效能——對組合機床高速及精密化要求的提高導致了對加工工件制造速度的要求提高，同時由于產(chǎn)品競爭激烈，產(chǎn)品生命周期快速縮短，模具的快速成型加工已成為縮短產(chǎn)品開發(fā)時d.e.復合化——產(chǎn)品外觀曲線的復雜化致使模具加工技術(shù)必須不斷升級，機床五軸加工、六軸加工已日益普及，組合機床加工的復合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。ZH1105W缸體三面鉆削組合機床總體設計及夾具設計。設計該組合機床思路：先仔細分析零件的特點，以確定零件的加工方法，確定工序間加工余量，選擇合適的切削用量，確定組合機床的配制形式；根據(jù)被加工零件的工藝要求確定刀具，再由刀具直徑計算切削力，切削扭矩，切削功率，然后選擇各通用部件，最后裝配改進。本次設計主要進行對組合三面鉆削的組合機床，進行工藝方案、總體設計和夾ZH1105W43位置精度誤差大的問題而設計的，從而保證孔的位置精度、提高生產(chǎn)效率，降低工人勞動強度。本次設計的機床可以大大提高單工序的集中度，提高了效率，減輕了工人的勞基于三維的柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及夾具設計動強度。鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書2008組合機床總體設計總體方案論證加工對象工藝性的分析本機床被加工零件特點ZH1105WHT250，190—240HBS，36.5Kg，在本工序之前各主要定位表面、主要孔已加工完畢。本機床被加工零件的加工工序及加工精度鉆組合機床”完成，本設備的主要功能是完成柴油機機體左、右、后三個面上43孔的加工。具體加工內(nèi)容及加工精度是：（1）（即水箱面）115×Φ6.718；4×Φ8.51×Φ1×Φ10.5Φ0.02mm（2）（即油底殼面）2116×Φ6.717；4×Φ13孔，通孔；鉆1×Φ6.8孔，深66，各孔位置度公差為Φ0.02mm。（3）（缸尾）鉆112×Φ8.520；1×Φ7115；鉆8×Φ6.7孔，深18，各孔位置度公差為Φ0.02mm。機床配置型式的選擇選擇要求根據(jù)選定的工藝方案確定機床的配置型式，并定出影響機床總體布局技術(shù)要求及生產(chǎn)率，又要考慮機床操作方便可靠，易于維修，且潤滑、冷卻、排屑情況良好。在加工同一零件時，可能會有各種不同的工藝方案和機床配置方案，要全面地，綜合分析，進行幾種方案的對比，從中選擇最佳方案。單工位組合機床，具有固定式夾具，通常可安裝一個工件，特別適用于大、中型箱體類零件的加工。根據(jù)配置動力部件的型式和數(shù)量，這種機床可分為單面、多面復合式。利用多軸箱同時從幾個方面對工件進行加工。但其機動時間不能與輔助時間重合，因而生產(chǎn)率比多工位機床低。主要有臥式和立式兩種。臥式組合機床床身由滑座、側(cè)底座及中間底座組合而成。其優(yōu)點是加工和裝配工藝性好，無漏油現(xiàn)象；同時，安裝、調(diào)試與運輸也都比較方便；而且，機床重心較低，有利于減小振動。其缺點是削弱了床身的剛性，占自由度大，操作方便。其缺點是機床重心高，振動大。在分析了被加工零件的結(jié)構(gòu)特點及所選擇的加工工藝方案，要求較好的穩(wěn)定性基于三維的柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及夾具設計和精度，加緊也方便所以選擇臥式組合機床。定位基準的選擇考慮到被加工零件是箱體類零件，工序加工為三面同時鉆孔，加工工序集中、“一面雙孔”的定位方法的特點是：可以簡便地消除工件的六個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。面上孔的位置精度。件整個工藝過程基準統(tǒng)一，從而減少由基準轉(zhuǎn)換帶來的累積誤差，有利于保證零件的加工精度。同時，使機床各個工序（工位）的許多部件實現(xiàn)通用化，有利于縮短設計、制造周期，降低成本。易于實現(xiàn)自動化定位、夾緊，并有利于防止切削落于定位基面上。“三平面”定位方法的特點是：可以消除工件的六個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。有同時加工零件三個表面的可能，能高度集中工序。定位基準，通過一個平面和兩個定位銷限制其六個自由度，但由于定位銷剛度小，箱體大可能會變形，所以采用“三平面”定位方法，該定位方式如下位基準面，限制三個自由度；在左側(cè)有兩個支承釘，限制兩個自由度；在后面用個定位條限制剩下的一個自由度，6選用滑臺傳動型式滑臺可以分為液壓滑臺、機械滑臺和數(shù)控滑臺三種類型。液壓滑臺的可以獲得較大的進給力，零件磨損小，使用壽命長，快進轉(zhuǎn)工進,轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠，有相當大的范圍內(nèi)進給量可以無極變速。過載保護簡單可靠。即本設計采用選擇液壓滑臺。確定切削用量及選擇刀具選擇切削用量鉆孔工藝的切削用量可根據(jù)查文獻[1]P.1306-11[1]P.1316-12選取。降低進給量的目的是為了減小軸向切削力，以避免鉆頭折斷。鉆孔深度較大時，由于冷卻排屑條件都較差，是刀具壽命有所降低。降低切削速度主要是為了提鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書2008切削用量選擇是否合理，對組合機床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機床的布局形式及正常工作均有很大影響。組合機床多軸箱上所以的刀具共用一個進給系統(tǒng)，通常為標準動力滑臺。查文獻[1]P1306-11HB190-2402-1：表2-1高速鋼鉆頭切削用量加工材料加工材料加工直徑d（mm）1切削速度v(m/min)190～240HBS進給量f 鑄鐵6～12>12～2210～180.1～0.18>0.18～0.25在選擇切削速度時，要求同一多軸箱上各刀具每分鐘進給量必須相等并等于滑臺的工進速度v （單位為mm/min）,所以要求同一多軸箱上各刀具均有合理的切削fni

(單位為r/min)和每轉(zhuǎn)進給f（mm/r，再根據(jù)其工作時間最長、負荷最重、刃磨較困難的所謂“限制i性刀具”來確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)進給量和轉(zhuǎn)速，通過“試湊法”來滿足每分鐘進給量相同的要求，即nf n f11 2 2

nf vi i

（2-1）在選擇了轉(zhuǎn)速后就可以根據(jù)公式v選擇合理的切削速度。后端面各孔切削用量的選擇

dn1000

（2-2）(1)鉆2×Φ8.5，深20, l=20mm查[1]P.130表6-11、表6-12得d＞6～12，硬度大于200～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,d=8.5mm,3d,n=500r/min,f=0.1mm/r,則由（2-2）得：v=π×8.5×500/1000=13.345m/minv=13.4m/min，vf=nf=50m/min(2)1×Φ7115，l=115mm查[1]P.130表6-11、表6-12得d＞6～12，硬度大于200～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,d=7mm,孔深（15～20）d,nvf/f，f=0.5f=（0.05～0.09）mm/r，即取f=0.08mm/r,n=625r/min則由（2-2）得：v=π×7×625/1000=13.7m/min(3)8×Φ6.718，l=18mm查[1]P.1306-12得d＞6～12，硬度大于200～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,d=10.1mm,3dnvf/f，f=0.1mm/r,n=500r/min則由（2-2）得：v=π×6.7×500/100010.5m/min基于三維的柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及夾具設計左端面各孔切削用量的選擇（1）4×Φ8.522，l=22mm查[1]P.1306-12得d＞6～12，硬度大于200～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,d=8.5mm,3dnvf/f，fn=500r/min則由（2-2）得：v=π×8.5×500/1000=13.4m/min（2）1×Φ10.515，l=15mm查[1]P.1306-12得d＞6～12200～240HB=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,又d=10.5mm,3dnvf/f，f=0.1mm/rn=500r/min則由得：v=π×10.5×500/1000=16.5m/min（3）1×Φ6.715，l=15mm查[1]P.1306-12得d＞6～12200～240HB=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,又d=10.5mm,3dnvf/f，f=0.1mm/rn=500r/min則由得：v=π×6.7×500/1000=10.5m/min（4）5×Φ6.718，l=18mm查[1]P.1306-12得d＞6～12200～240HB=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,又d=10.5mm,3dnvf/f，f=0.1mm/rn=500r/min則由（2-2）得：v=π×6.7×500/1000=10.5m/min右端面各孔切削用量的選擇（1）1×Φ6.866，l=66mm查[1]P.1306-12得d＞6～12，硬度大于200～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,d=6.8mm,nf=0.091mm/r，n=550r/min則由（2-2）得：v=π×6.8×550/1000=11.7m/min（2）16×Φ6.717，l=17mm查[1]P.1306-12得d＞6～12，硬度大于200～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,d=6.7mm,3dnvf/f，fn=500r/min則由（2-2）得：v=π×6.7×500/1000=10.5m/min（3）4×Φ1316，l=16mm查[1]P.1306-12得v=10～18m/min,f＞0.18～0.25mm/r,d=13mm,3dnvf/f，f=0.185mm/r,n=270r/min則由（2-2）得：v=π×13×270/1000=11m/min鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書2008表2-2 加工各個孔的進給量，工進速度及切削速度孔徑根據(jù)文獻[1]P.134表2-2 加工各個孔的進給量，工進速度及切削速度孔徑切削用量6.76.878.510.513v(m/min)10.511.713.713.416.511f(mm/r)0.10.0910.080.10.10.185n(r/min)500550625500500270F26Df0.8HB0.6 (2-3)T10D1.9f0.8HB0.6 (2-4)式中，F(xiàn)9740 D——切削力（式中，F(xiàn)9740 D