柴油机机体三面半精镗组合机床总体及夹具设计说明书[带图纸].doc

盐城工学院本科生毕业设计说明书2009目录1前言.11.1课题内容.31.2课题来由.31.2.1课题背景.31.2.2课题要求.31.3组合机床国内外发展概述.31.4本课题主要解决的问题和总体设计思路.52组合机床总体设计.62.1总体方案论证.62.1.1加工对象工艺性的分析.62.1.2机床配置型式的选择.62.1.3定位基准的选择.72.1.4滑台型式的选择.72.2确定切削用量及选择刀具.72.2.1选择切削用量.72.2.2计算切削力、切削扭矩及切削功率.102.2.3刀具耐用度的计算.142.2.4选择刀具结构.152.3三图一卡设计.162.3.1被加工零件工序图.162.3.2加工示意图.162.3.3机床联系尺寸图.192.3.4.机床生产率计算卡.213夹具设计.2531概述.253.1.1机床夹具在机械加工中的作用.253.1.2机床夹具的分类.263.1.3机床夹具的组成.263.2夹具设计的基本要求和步骤.263.2.1夹具设计的基本要求.263.2.2夹具设计的步骤.273.3定位方案的确定.283.3.1零件的工艺性分析.283.3.2定位方案的论证.283.3.3误差分析.293.3.4保证加工精度.313.4夹紧方案的确定.313.4.1夹紧装置的确定.313.4.2夹紧力的确定.323.5夹具体的设计.344结论.35参考文献.36致谢.37附录.38盐城工学院本科生毕业设计说明书20091柴油机机体三面半精镗组合机床总体及夹具设计摘要：柴油机机体为大批大量生产的零件，为了提高生产效率，满足被加工零件的精度要求，保证加工性能稳定，本课题设计了一台用于ZH1135柴油机机体三面半精镗的组合机床。设计内容主要分为总体设计和夹具设计两部分。夹具的设计是本次设计中一个重要的部分。此设计主要是在分析被加工零件的工艺性基础上，选择加工的定位基准、夹紧方案及机床的配置型式等，并选择了合适的切削用量、刀具及动力部件等，完成了总体设计。在夹具设计部分，本设计采用的是专用夹具，主要是定位原理的确定和定位方案的选定，以及夹紧系统的设计、夹紧力的估算，定位误差的分析，液压缸的选用等，最终完成夹具的设计。本组合机床具有提高生产效率，满足工件的加工精度，减少了工人的劳动强度的优点，较好的实现了设计的要求。关键词：组合机床；柴油机机体；镗孔；夹具柴油机机体三面半精镗组合机床总体及夹具设计2DesignoftheoverallandLeftHeadstockofModularMachineToolforboringHolesonThree-SideofthebodyofDieselEngineAbstract:Thecylinderblockofdieselismadeforlargequantitiesofmassproduction.Inordertoenhancetheproductionefficiencyandtomeettheprecisionofthecomponentsprocessedandtheprecisionstability,amodularmachine-toolwasdesignedtobeusedintheZH1135dieselenginewiththree-sideboringholes.Thefocalpointofthistopiccouldbedividedintotwoparts:Firstly,asfarasjigdesign,Designthisitanalysestobeatthefoundationcrafttoprocesspartmainly,chooselocalizationdatumthatisprocessed,clampingthedispositionpatternoftheschemeandlathe,etc.,havechoosesuitablecuttingconsumption,thecutterandmotiveforcepart,etc.,hasfinisheddesigningoverallly.Designedsomeinthejig,itwasspecial-purposejig,andmainlytheselectionofsurenessoforientingtheprincipleandlocalizationschemethatwasoriginallydesignedandadopted,clampdesignofsystem,clampestimationofstrength,thepositionerroranalysis,hydrauliccylinderSelectionetc.,finishdesignofjigfinally.Theadvantagesofthismodularmachine-toolareproductionefficiency,highprecisionofprocessing,reducinglaborintensityoftheworkers.Keywords:modularmachinetool；thebodyofdieselengine；boring；jig盐城工学院本科生毕业设计说明书200931前言1.1课题内容本组课题是设计一台三面半精镗孔卧式组合机床，来保证ZH1135柴油机三面孔的加工和相应的位置精度，在完成机床总体设计和绘制“三图一卡”的基础上，主要完成夹具设计。1.2课题来由1.2.1课题背景近年来，随着制造业的发展，普通机床已经越来越不能满足现代加工工艺及提高劳动生产率的要求。江动集团在生产ZH1135柴油机时，其加工效率比较低，跟不上生产指标，普通机床加工比较困难，现需要设计一台组合机床用以实现ZH1135柴油机体的加工。同时为保证其工件某工序的加工要求，使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。故还必须设计其夹具。1.2.2课题要求本加工工序的内容是：左面半精镗2×99.6，2×71.6，C2.2，C1.2；35.6，71.6，C1.2；29.7；右面半精镗210.5，149.5，C1.7；后面半精镗151.5，144.5，142.5，倒角C4.9。表面粗糙度均为3.2微米。生产纲领：大批大量。为了保证零件的加工精度，在整个设计过程中应满足以下几点要求：1.机床应能满足加工要求，保证加工精度；2.机床应运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整；3.机床尽量能用通用件（中间底座可自行设计）以便降低制造成本4.机床各动力部件用电气控制。1.3组合机床国内外发展概述组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，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，一种新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，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控柴油机机体三面半精镗组合机床总体及夹具设计4组合机床、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在组合机床行业中所占份额也越来越大。由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺，研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需求，真正成为刚柔兼备的自动化装备。现仅就近几年大连组合机床研究所研制的组合机床及其自动线对目前我国组合机床及其自动线装备技术的基本情况进行说明。（1）为某冰箱压缩机厂提供的ZHS-1283冰箱压缩机外支撑八工位回转工作台组合机床，镗孔精度Ø9.097mm±0.004mm,表面粗糙度Ra0.8m，节拍时间26s（2件），采用交流伺服滑台，HSK接杆，主轴带中孔冷却液通道，全封闭防护。（2）ZHS-XU86凸轮轴轴承盖加工自动线是为某汽车公司研制的用于30万辆轿车生产的高精度、高生产率、多品种数控自动线。该线采用多种先进技术：可控扭矩夹紧扳手、气浮输送、电液比例阀、高精度空心锥柄接杆、高密度材料镗杆、数控精密十字滑台、分布式控制系统与监测系统、故障诊断及显示系统、大流量冷却排屑和全封闭防护系统，节拍38s。（3）UD80型换刀换箱柔性加工单元。该单元是一种高效、高精度与高柔性的数控机床，机床有5个坐标，交换托板尺寸为800mm×800mm，刀库容量60，120，180任选，箱库容量12个，能在一次装夹下完成铣、钻、铰、攻丝、镗孔、镗车等工序的单轴加工和多轴加工，适合中大批量生产规模的箱体零件和成组杂件的加工，也适用于中小批量多品种零件的生产。（4）为某航空动力机械公司生产的柔性生产线的物流输送系统。该系统采用了链式摩擦轮滚道、电动滚筒、托盘自动识别、计算机生产调度等技术，可实现被输送零部件的定向、定位、升降、回转，通过编码识别及计算机的生产调度实现无序混流输送等。上述组合机床代表了目前我国组合机床装备较高的技术水平，但随着市场竞争的加剧和对产品需求的提高，高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控组合机床及其自动线正在冲击着传统的组合机床行业企业，因此组合机床装备的发展思路必须是以提高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠性和组合机床技术的成套性为主攻方向。一方面，加强数控技术的应用，提高组合机床产品数控化率；另一方面，进一步发展新型部件，尤其是多坐标部件，使其模块化、柔性化，适应可调可变、多品种加工的市场需求。从2002年年底第21届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析，机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速10000