修改版S1105柴油机箱体钻孔加工工艺和夹具设计毕业论文

齐 齐 哈 尔 工 程 学 院 毕业设计（论文）题 目 S1105柴油机箱体钻孔加工工艺和夹具设计院 （系） 专业班级学生姓名指导教师成 绩年 月 日- V -S1105柴油机箱体钻孔加工工艺和夹具设计摘要本文是对S1105柴油机箱体钻孔加工工艺和夹具设计分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对S1105柴油机零件的两道工序的加工设计了专用夹具.机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计两套气动夹具。关键词：S1105柴油机，加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具齐齐哈尔工程学院毕业设计（论文）AbstractThis article is about the body parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture.Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design with two sets of pneumatic fixture.Key words:,processing technology, processing method, process documentation, fixture目录摘要IIAbstractIII第1章 绪论11.1 机械加工工艺概述11.2机械加工工艺流程11.3夹具概述21.4机床夹具的功能2第2章 零件的分析52.1 零件的作用52.2 零件的工艺分析5第3章 工艺规程设计63.1 毛坯的制造形式63.2 基准面的选择63.2.1粗基准的选择63.2.2 精基准的选择63.3 制订工艺路线63.3.1 工艺线路方案一73.3.2工艺路线方案二83.3.3 工艺方案的比较与分析93.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定103.5 确定切削用量及基本工时11第4章 组合机床的总体设计244.1 组合机床方案的制定244.1.1 制定工艺方案244.1.2 确定组合机床的配置形式和结构方案。244.2 确定切削用量及选择刀具264.2.1 确定工序间余量264.2.2 选择切削用量264.2.3 确定切削力、切削扭矩、切削功率274.2.4 选择刀具结构274.3 钻孔组合机床总设计“三图一卡”的编制274.3.1 被加工零件工序图274.3.2 加工示意图294.3.3 机床联系尺寸图334.3.4 生产率计算卡35第5章 钻孔专用夹具设计375.1 问题的指出435.2 夹具设计435.2.1 定位基准的选择434.2.2 切削力及夹紧力的计算435.3 定位误差的分析455.4 定位元件设计455.5 定位误差分析475.6 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计475.7 夹具精度分析495.8 夹具设计及操作的简要说明50总结51参 考 文 献52致谢53齐齐哈尔工程学院毕业设计（论文）第1章 绪论1.1 机械加工工艺概述机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。1.2机械加工工艺流程流程包含的内容有：工艺步骤、各工序名称及各个装备、刀具选择、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。1.3夹具概述夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛应用于各行各业。工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。1.4机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。1机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。（1）定位（2）夹紧2机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。（1）对刀。（2）导向。1.5 现代制造工艺的发展现状与趋势随着机械制造业的发展和科学技术的进步，机械制造工艺的内涵不断发生变化，近一二十年的技术进展主要表现在以下几方面：1 常规工艺的不断；优化常规工艺的方向是实现高效化、精密化、强韧化、轻量化，以形成优质高效、低耗少污染的先进实用工艺为主要目标，同时实现工艺设备、辅助工艺、工艺材料、检测控制系统的成套工艺服务，使优化工艺易于为企业所采用。2新兴加工方法的不断出现和发展；新兴加工方法包括精密加工、细微加工、特种加工及高密度能加工、新硬材料加工技术、表面功能性覆盖技术和复合加工，以适应机械产品更新换代对制造工艺提出的更高、更新的制造模式。3自动化等高新技术与工艺的紧密结合；微电子、计算机和自动化技术与工艺及设备相结合，使传统工艺面貌产生显著、本质的变化，如生产线自动控制、在线检测自适应控制、计算机辅助工艺过程设计、计算机辅助夹具设计、计算机辅助装配工艺设计和智能制造系统等。机械制造是国民经济发展和各部门科技进步的基础。在现代化条件下机械制造的发展方向是：开发工艺可行性广、能保证各种原料消耗最少、可靠性和自动化精度高的新一代技术。机械制造工艺及其实现组织形成的发展趋势，在很大程度上取决于机器结构的发展方向和它的技术使用特征。机器制造中的科技进步将促进以计算机和生产全盘自动化为基础的工序少和能源节约的工艺的建立推广。机器制造工艺组织的远景发展的概念是考虑在集管理、信息和技术为一体的基础上建立全盘自动化工厂，将最终产品的各个加工阶段连接起来。这时，在科技发展现阶段的自动化工厂将不是无人企业。由人服务和管理的体系和机器会发挥作用。新的智能型和集成型的生产手段与高度熟练的工作人员相结合，将在市场需求变化的条件下假造出满足技术和社会经济需求的先决条件。在现今的发达国家中，毛坯生产的发展趋势表明，今后毛坯生产发展方向是力图在经济合理的范围内,使毛坯接近成品零件的尺寸形状。这可降低金属消耗量，减少加工余量和毛坯及铁屑的运输费用，这样就可提高生产率，降低零件的。受其限制，目前特种加工的工艺参数只能凭经验选取，还难以实现最优化和自动化，例如，电火花成形电极的沉入式加工工艺， 它在占电火花成形机床总数 95%以上的非数控电火花成 形加工机床和较大尺寸的模具型腔加工中得到广泛应用。虽然已有学者对其 CAD、CAPP 和 CAM 原理开展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工艺数据的缺乏，仍未有成熟的商品化的 CAD/CAM 系统问世。通常只能采用手工的方法或部分借助于 CAD 造型、部分生成复杂电极的三维型面数据。随着模糊数学、神经元网络及专家系统等多种人工智能技术的成熟仅用 1 分钟，即可完成线切割机床夹具安装与校正。采用美国 Jergens（杰金斯）公司球锁装夹系统，1 分钟内就能将夹具定位和锁紧机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率作用。 3 模块、组合夹具元件模块化是实现组合化基础。利用模块化设计系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发基点。省工、省时，合式夹具系统，一次性投资比较大，夹具系统可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国 demmeler（戴美乐）公司孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少配套元件，即能组装成多种多样焊接夹具。元件功能强，使夹具通用性好，元件少而精，配套费用低，经济实用才有推广应用价值。目前中国制造业发展迅猛，以前的我国制造业普遍使用刚性专机加工各种各样的零部件，导致改型和生产个零部件周期较长。随着我国制造业发展和各种各种零件的需求与日俱增，加工设备和工艺也向着柔性化的方向转变。加工装备的现在，柔性专机、可重新配置的机床及专用加工中心的组合应用，使得发动机零件的加工变得越来越柔性化，具体情况取决于每个加工项目的产量配额使用液压夹具的主要优势是能节省夹紧和松卸工件时所花的大量的时间。有关统计资料表明液压夹紧相比机械夹紧节省90%95%的时间，缩小了生产循环周期，从而增加了产量也就意味着降低了成本。- 50 - 齐齐哈尔工程学院毕业设计（论文） 第2章 零件的分析2.1 零件的作用图2.1S1105柴油机箱体零件图题目所给定的零件是S1105柴油机（附图2.1），其主要作用是保证对箱体起固定箱体各零部件作用。2.2 零件的工艺分析S1105柴油机的零件图中规定了一系列技术要求：（查表1.4-28机械制造工艺设计简明手册）1、底面2、顶面3、左端面4、右端面5、上下凸台面6、各面孔系第3章 工艺规程设计3.1 毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于年产量为成批大量，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。3.2 基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。3.2.1粗基准的选择 对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。）3.2.2 精基准的选择按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法：当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2MM的锥面来代替中心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。采用锥堵或锥套心轴。精加工外圆亦可用该外圆本身来定位，即安装工件时，以支承轴颈本身找正。3.3 制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。生产计划已被确定为党的条件下，可以考虑普通机床，以及一些高效率的机器，特别程序，使用常用工具，通用测量仪器。分享特殊的工具和具体措施。集中精力，试图采取的一个步骤，以提高生产力。此外，对经济的影响必须考虑，尽可能降低生产成本。3.3.1 工艺线路方案一05 铸造 铸坯、清理、喷丸。消除内应力、涂漆10 铣 粗铣上、下表面20 铣 粗铣两侧面30 铣 粗铣两端面40 铣 精铣上、下面50 铣 精铣两侧面60 铣 精铣两端面70 镗 粗镗缸孔及主轴孔80 镗 粗镗缸孔及轴孔90 钻 钻后端面及上、下面各孔95 钻 斜油孔引窝100 钻 钻缸盖及两侧面各孔110 镗 半精镗缸孔及凸轮轴孔120 镗 镗平衡轴止推槽130 钻 钻斜油孔140 镗 精镗缸孔及凸轮轴孔150 钻 钻主轴承盖结合面三孔，扩缸盖六孔160 钻 钻、扩、铰、挤挺杆孔170 攻 攻后端面及上、下面螺孔180 攻 攻缸盖及两侧面螺孔190 钻 钻定位销孔、钻水孔200 铣 铣内腔小凸台平面210 攻 攻主轴承盖结合面螺纹220 钻 钻孔、攻丝230 钻 钻斜油孔240 检查250 清洗 清洗3.3.2工艺路线方案二05 铸造 铸坯、清理、喷丸。消除内应力、涂漆10 镗 粗镗缸孔及主轴孔20 镗 粗镗缸孔及凸轮轴孔30 铣 粗铣上、下表面40 铣 粗铣两侧面50 铣 粗铣两端面60 铣 精铣上、下面70 铣 精铣两侧面80 铣 精铣两端面90 镗 粗镗缸孔及主轴孔100 镗 粗镗缸孔及凸轮轴孔110 钻 钻后端面及上、下面各孔120 钻 斜油孔引窝130 钻 钻缸盖及两侧面各孔140 镗 半精镗缸孔及凸轮轴孔150 镗 镗平衡轴止推槽160 钻 钻斜油孔170 镗 精镗缸孔及凸轮轴孔180 钻 钻主轴承盖结合面三孔，扩缸盖六孔190 钻 钻、扩、铰、挤挺杆孔170 攻 攻后端面及上、下面螺孔180 攻 攻缸盖及两侧面螺孔190 钻 钻定位销孔、钻水孔200 铣 铣内腔小凸台平面210 攻 攻主轴承盖结合面M14螺纹220 钻 钻孔、攻丝230 钻 钻斜油孔240 检查250 清洗 清洗3.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一是采用铣削方式加工端面，且是先加工12孔后精加工外圆面和方案二是使用车削方式加工两端面，12孔的加工放在最后。两相比较起来可以看出，由于零件的端面尺寸不大，应车削端面，在中批生产中，综合考虑，我们选择工艺路线二。这样由于钻孔属于粗加工，其精度要求不高，且切削力较大，可能会引起已加工表面变形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工艺路线确定如下：05 铸造 铸坯、清理、喷丸。消除内应力、涂漆10 铣 粗铣上、下表面20 铣 粗铣两侧面30 铣 粗铣两端面40 铣 精铣上、下面50 铣 精铣两侧面60 铣 精铣两端面70 镗 粗镗缸孔及主轴孔80 镗 粗镗缸孔及凸轮轴孔90 钻 钻后端面及上、下面各孔95 钻 斜油孔引窝100 钻 钻缸盖及两侧面各孔110 镗 半精镗缸孔及凸轮轴孔120 镗 镗平衡轴止推槽130 钻 钻斜油孔140 镗 精镗缸孔及凸轮轴孔150 钻 钻主轴承盖结合面三孔，扩缸盖六孔160 钻 钻、扩、铰、挤挺杆孔170 攻 攻后端面及上、下面螺孔180 攻 攻缸盖及两侧面螺孔190 钻 钻定位销孔、钻水孔200 铣 铣内腔小凸台平面210 攻 攻主轴承盖结合面M14螺纹220 钻 钻孔、攻丝230 钻 钻斜油孔240 检查250 清洗 清洗以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程卡片”。3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“S1105柴油机”零件材料为HT200，硬度为HBS190241，毛坯质量约为25kg，生产类型为中批生产，采用机器造型铸造毛坯。根据上述材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：由于铸件大量生产，毛坯制造方法采用砂型机器造型，由表3.1-24，铸件尺寸公差等级为IT10级，表3.1-23选取错箱值为1.0mm。又见表3.1-27，得铸铁件加工余量等级为7级，表3.1-26选加工余量为6mm，所以可确定主要加工面的总余量见下表3.12。表3.1 主要表面的毛坯尺寸及公差/mm主要面尺寸总余量公差上表面6+60.046下表面6+60.052两侧面6+60.052两端面6+60.052缸孔3.5+3.50.011轴孔3.5+3.50.022凸轴孔2.75+2.750.0253.5 确定切削用量及基本工时工序20 粗铣左右端面选用卧式双面升降台铣床X60W，定位及夹紧选用专用夹具，选用高速钢套式面铣刀，铣刀直径D=200mm，齿数z=12，粗铣时去背吃刀量 =5mm,精铣时取 = 1mm，每齿进给量= 0.3mm, 根据金属切削手册 取 =100 ， 基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：=单件时间：= 工序30 粗铣前后端面选用卧式双面升降台铣床X60W，定位及夹紧选用专用夹具，选用高速钢套式面铣刀，铣刀直径D=315mm，齿数z=16，粗铣时去背吃刀量 = 5mm，每齿进给量= 0.3mm, 根据金属切削手册 取 =100 基本时间：=辅助时间： = 服务时间：=单件时间： =工序40 粗铣上下端面选用卧式双面升降台铣床X60W，定位及夹紧选用专用夹具，选用高速钢套式面铣刀，铣刀直径D=200mm，齿数z=12，粗铣时去背吃刀量 =5mm,每齿进给量= 0.3mm, 根据金属切削手册 取 =100 ， 基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：=单件时间：=工序50 精铣前后端面选用卧式双面升降台铣床X60W，定位及夹紧选用专用夹具，选用高速钢套式面铣刀，铣刀直径D=315mm，齿数z=16，粗铣时去背吃刀量 = 1mm，每齿进给量= 0.2mm, 根据金属切削手册 取 =110 基本时间：=辅助时间： = 服务时间：=单件时间： =工序60 精铣左右端面选用卧式双面升降台铣床X60W，定位及夹紧选用专用夹具，选用高速钢套式面铣刀，铣刀直径D=200mm，齿数z=12，精铣时取 = 1mm，每齿进给量= 0.2mm, 根据金属切削手册 取 =110 ， 基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：=单件时间：=工序70 精铣上下端面选用卧式双面升降台铣床X60W，定位及夹紧选用专用夹具，选用高速钢套式面铣刀，铣刀直径D=200mm，齿数z=12，精铣时取 = 1mm，每齿进给量= 0.2mm, 根据金属切削手册 取 =110 ， 基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：=单件时间：=工序80 镗前后面的孔卧式多轴组合镗床，专业夹具，硬质合金镗刀根据图示其要求的精度是R1.6，则确定加工方案为：粗镗半精镗精镗对于大批生产，砂型机器造型，取尺寸公差等级为10级，加工余量为G级，底侧面加工余量等级，砂型铸造孔的余量等级需降低一级选用，其加工余量为CT10级，查加工手册确定每侧的加工余量为2mm，故毛坯的总加工余量为4mm。224的圆精镗余量：0.7mm； 半精镗余量：1.3mm； 粗镗余量：4-1.3-0.7=2mm；这个工序尺寸的基本尺寸： 半精镗：224-0.7=223.3； 粗镗：223.5-1.3=222； 毛坯：222-2=220；1）粗镗时：切削用量：2 = 0.3 取=60m/min 由得取n=250r/min，则实际速度为v=59m/mmin基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：=0.05（0.17+0.03）=0.01min 单件时间：=0.17+0.03+0.01=0.21min2）半精镗时：切削用量：1.3 = 0.2 取=80m/min 由得取n=330r/min，则实际速度为v=78.3m/min基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：=0.05（0.17+0.03）=0.01min 单件时间：=0.17+0.03+0.01=0.21min3）精镗时：切削用量：0.7 = 0.15 取=60m/min 由得取n=245r/min，则实际速度为v=61.03m/min基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：=0.05（0.35+0.06）=0.02min 单件时间：=0.35+0.06+0.02=0.43min工序90 镗82的孔82的孔精镗余量：0.7mm； 半精镗余量：1.3mm； 粗镗余量：4-1.3-0.7=2mm；则个工序尺寸的基本尺寸： 半精镗：82-0.7=81.3； 粗镗：81.3-1.3=80； 毛坯：80-2=78；1）粗镗时：切削用量：2 = 0.3 取=60m/min 由得取n=250r/min，则实际速度为v=59m/mmin基本时间：辅助时间： = 服务时间：=0.05（0.17+0.03）=0.01min 单件时间：=0.17+0.03+0.01=0.21min2）半精镗时：切削用量：1.3 = 0.2 取=80m/min 由得取n=330r/min，则实际速度为v=78.3m/mmin基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：=0.05（0.17+0.03）=0.01 单件时间：=0.17+0.03+0.01=0.213）精镗时：切削用量：0.7 = 0.15 取=60m/min 由得取n=245r/min，则实际速度为v=61.03m/min基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：=0.05（0.35+0.06）=0.02min 单件时间：=0.35+0.06+0.02=0.43min工序100 镗4-62M7的孔62的孔精镗余量：0.5mm； 半精镗余量：1.5mm； 粗镗余量：4-1.5-0.5=2mm；则个工序尺寸的基本尺寸： 半精镗：62-0.5=61.5； 粗镗：61.5-1.5=60； 毛坯：60-2=58；1）粗镗时：切削用量：2 = 0.3 取=60m/min 由得 取n=250r/min，则实际速度为v=59m/mmin基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：=0.05（0.17+0.03）=0.01min 单件时间：=0.17+0.03+0.01=0.21min2）半精镗时：切削用量：1.5 = 0.2 取=80m/min 由得 取n=330r/min，则实际速度为v=78.3m/mmin基本时间： 辅助时间： = 服务时间：=0.05（0.17+0.03）=0.01 单件时间：=0.17+0.03+0.01=0.213）精镗时：切削用量：0.5 = 0.15 取=60m/min 由得 取n=245r/min，则实际速度为v=61.03m/mmin基本时间： 辅助时间： = 服务时间：=0.05（0.35+0.06）=0.02min 单件时间：=0.35+0.06+0.02=0.43min工序110 镗左端面122H7的孔精度为R1.6，所以任选用粗镗半精镗精镗选用卧式多面多轴组合镗床，专用夹具毛坯选用：126mm；粗镗：124mm；半精镗：122.5mm； 精镗：122mm；1）粗镗时：切削用量：2 = 0.3 取=60m/min 由得= 取n=250r/min，则实际速度为v=59m/mmin基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：=0.05（0.17+0.03）=0.01 单件时间：=0.17+0.03+0.01=0.21min2）半精镗时：切削用量：1.5 = 0.2 取=80m/min 由得= 取n=330r/min，则实际速度为v=78.3m/mmin基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：=0.05（0.17+0.03）=0.01min 单件时间：=0.17+0.03+0.01=0.21min3）精镗时：切削用量：0.5 = 0.15 取=60m/min 由得n=243r/min取n=245r/min，则实际速度为v=61.03m/mmin基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：=0.05（0.35+0.06）=0.02 单件时间：=0.35+0.06+0.02=0.43工序120 镗左端128H10深8mm的孔选用卧式多面多轴组合镗床，专用夹具，选用粗镗一次进给，毛坯选择130mm；粗镗时：切削用量：2 = 0.2 取=60m/min 由得= 取n=250r/min，则实际速度为v=59m/min基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：=0.05（0.17+0.03）=0.01 单件时间：=0.17+0.03+0.01=0.21切削用量：0.25 = 0.3 取=0.3m/s= 基本时间：= 辅助时间：=0.180.52=0.09服务时间：=0.05（0.52+0.09）=0.03 单件时间：=0.52+0.09+0.03=0.64工序80 钻前、后、左端面螺纹孔选用卧式三面多轴攻组合机床，定位及夹紧选用专用夹具：（1） 钻9-M8-6H螺纹底孔深16孔深20切削用量：3.33 = 0.12，=15.3m/min,钻头直径D=6.65mm:r/min（2） 钻M10-6H螺纹底孔深20孔口切削用量：4.25 = 0.142，=16.6m/min,钻头直径D=8.5mm:r/min（3） 钻2x3-M86H通孔均布 切削用量：3.33 = 0.12，=15.3m/min,钻头直径D=6.65mm: r/min（4）钻6-M8H6深15孔深18均布切削用量：3.33 = 0.12，=15.3m/min,钻头直径D=6.65mm: r/min（5）钻2-M8-6H通孔切削用量：3.3 = 0.12，=15.3m/min,钻头直径D=6.65mm: r/min（6）钻轴承孔90的凸台面定位销孔4.8切削用量：2.4 = 0.08，=16.2m/min,钻头直径D=4.8mm: r/min（7）钻4-M20-5H6H 18.5切削用量：7.2 = 0.2，=23.5m/min,钻头直径D=18.5mm: r/min（8）割2-65H12 挡圈槽割刀：2.2 = 0.076，=23.5m/min,钻头直径D=2mm: r/min基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：单件时间：工序130 钻上、下、右端面螺纹孔和其他孔 选用卧式三面多轴组合机床，定位及夹紧选用专用夹具：（1） 钻16-M8-6H螺纹孔切削用量：3.3 = 0.168，=18.2m/min,钻头直径D=6.65mm: r/min（2）钻4-13-H6孔切削用量：6.5 = 0.329，=18,钻头直径D=13mm；r/min（3） 钻4-M10-6H螺纹孔切削用量：4.25 = 0.227，=17mm,钻头直径D=8.5mm: r/min（4）钻6-M8-6H螺纹孔切削用量：3.33 = 0.168，=18.2mm,钻头直径D=6.65mm: r/min（5）钻M12-6H螺纹孔切削用量：5.6 = 0.3，=15.4mm,钻头直径D=10.2mm: r/min（6）钻6-M8-6H深14mm螺纹孔切削用量：3.3 = 0.147，=16.4m/min,钻头直径D=6.65mm:r/min（7）钻4-M10-6H深18mm螺纹孔切削用量：4.25 = 0.227，=17m/min,钻头直径D=8.5mm:r/min（8）钻2-M16-H8螺纹通孔切削用量：0.01 = 0.78，=6.03m/min,钻头直径D=15mm:r/min基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：单件时间：工序140 精铰左端面孔4M20螺纹攻丝前的孔选用卧式单面多轴攻组合机床，上、下端面的各孔和螺纹孔在同一台组合机床上同一工位加工，定位及夹紧选用专用夹具：（1）精铰右端面4-M202-6H螺纹孔：切削用量：7.2 = 0.2，=23.5m/min,钻头直径D=18.5mm: r/min基本时间：= 辅助时间： = 服务时间：单件时间：工序150 钻孔扩孔精铰左端面孔2-16H8 选用立式钻床Z3025，定位及夹紧选用专用夹具，钻孔选用硬质合金麻花钻，D=15mm， = 0.63mm/r；扩孔时D=15.85mm， = 0.175mm ,= 0.63mm/r；铰刀选用YG铰刀，D=16mm, = 0.8mm/r, = 0.075mm , =0.35m/min 取n=500r/min则实际速度基本时间: 辅助时间：服务时间：单件时间：（2）2-16H8孔的边缘倒角：选用立式钻床Z3025，定位及夹紧选用专用夹具，选用硬质合金锥面刀，取 = 1mm，=0.6m/min， = 0.8mm/r。工序160 攻上、下、左、右、前、后端面螺纹孔，分别选用三面多轴组合机床，定位及夹紧选用专用夹具，选用高速钢机动丝锥（W18Cr4V ）加工螺纹，加工每个螺纹丝锥每转的进给量等与其所加工的螺纹的导程。一般情况下，丝锥工作时的转速都比较低，但是组合机床加工螺纹的时间很短，在很多情况下其时间是很短的，不严格的情况下，可以忽略比较。工序19钻挺柱孔将定位于基准及工件定位面清楚杂物后上料压紧，然后把2-28导柱用手压紧，可通过毛坯导柱不碰导柱可开始加工钻挺柱孔2-14.5工具：15（长150）锥柄麻花钻0.125 = 0.78，=6.03m/min,钻头直径D=15mm: r/min第4章 组合机床的总体设计4.1 组合机床方案的制定4.1.1 制定工艺方案零件加工工艺将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。所以，在制定工艺方案时，必须计算分析被加工零件图，并深入现场了解零件的形状、大小、材料、硬度、刚度，加工部位的结构特点加工精度，表面粗糙度，以及定位，夹紧方法，工艺过程，所采用的刀具及切削用量，生产率要求，现场所采用的环境和条件等等。并收集国内外有关技术资料，制定出合理的工艺方案。根据被加工零件（S1105柴油机箱体）的零件图（图3.1）(1) 加工孔的主要技术要求。孔的位置度公差为0.05mm。工件材料为HT200，HB170-241HBS要求生产纲领为（考虑废品及备品率）年产量2万件，单班制生产(2) 工艺分析加工该孔时，孔的位置度公差为0.05mm。根据组合机床的工艺方法及能达到的精度，可采用如下的加工方案：一次性加工通孔。 (3) 定位基准及夹紧点的选择加工此零件上的孔，以上表面限制三个自由度和右端面限制三个自由度，位于中间的孔通过螺杆起到了很好的夹紧作用。在保证加工精度的情况下，提高生产效率减轻工人劳动量，由于工件是大批量生产，因此在设计时就认为是人工夹紧。4.1.2 确定组合机床的配置形式和结构方案(1)被加工零件的加工精度被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度，是制造机床方案的主要依据。S1105柴油机箱体钻孔的精度要求较高，可采用钻孔组合机床。为了加工出表面粗糙度为Ra1.6um的孔，采取提高机床原始制造精度和工件定位基准精度并减少夹压变形等措施就可以了。为此，机床通常采用尾置式齿轮动力装置，进给采用液压系统，被加工零件图如图4.1所示图4.1 S1105柴油机箱体 (2) 被加工零件的特点这主要指零件的材料、硬度加工部位的结构形状，工件刚度定位基准面的特点，它们对机床工艺方案制度有着重要的影响。此S1105柴油机箱体的材料是HT200、硬度HB170241。采用多孔同步加工，零件的刚度足够，工件受力不大，振动，及发热变形对工件影响可以不计。一般来说，孔中心线与定位基准面平行且需由一面或几面加工的箱体宜用卧式机床，立式机床适宜加工定位基准面是水平的且被加工孔与基准面垂直的工件，而不适宜加工安装不方便或高度较大的细长工件。对大型箱体件采用单工位机床加工较适宜，而中小型零件则多采用多工位机床加工。此零件的加工特点是中心线与定位基准平面是垂直的，并且定位基准面是水平的，工件较小，其孔分布较密集，多轴箱体积较大，一次钻孔，选择立式钻床。(3) 零件的生产批量零件的生产批量是决定采用单工位、多工位、自动线或按中小批量生产特点设计组合机床的重要因素。按设计要求生产纲领为年生产量为2万件，从工件外形及轮廓尺寸，为了减少加工时间，采用多轴头，为了减少机床台数，此工序尽量在一台机床上完成，以提高利用率。(4) 机床使用条件根据使用组合机床对车间布置情况、工序间的联系、技术能力和自然条件等的要求来选择适合的组合机床。综合以上所述：通过对S1105柴油机箱体零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求、定位、夹紧方式、工艺方法，并定出影响机床的总体布局和技术性能等方面的考虑，最终决定设计四轴头多工位同步钻床。4.2 确定切削用量及选择刀具4.2.1 确定工序间余量为使加工过程顺利进行并稳定的保证加工精度，必须合理地确定工序余量。生产中常用查表给出的组合机床对孔加工的工序余量，以消除转、定位误差的影响。在钻孔时，直径上工序间余量均为0.2mm。4.2.2 选择切削用量确定了在组合机床上完成的工艺内容了，就可以着手选择切削用量了。因为所设计的组合机床为多轴同步加工在大多数情况下，所选切削用量，根据经验比一般通用机床单刀加工低30%左右多轴主轴箱上所有刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台，工作时，要求所有刀具的每分钟进给量相同，且等于动力滑台的每分钟进给量（mm/min）应是适合有刀具的平均值。因此，同一主轴箱上的刀具主轴可设计成同转速和同的每转 进给量（mm/r）与其适应。以满足直径的加需要，即： 4.1式中： 各主轴转速（r/min） 各主轴进给量（mm/r） 动力滑台每分钟进给量（mm/min）由于S1105柴油机箱体钻孔的加工精度、工件材料、工作条件、技术要求等，按照经济地选择满足加工要求的原则，采用查表的方法查得：孔钻头直径D=18mm，进给量f=0.18mm/r、切削速度v=18m/min4.2.3 确定切削力、切削扭矩、切削功率根据选定的切削用量（主要指切削速度v及进给量f）确定切削力，作为选择动力部件（滑台）；确定切削扭矩，用以确定主轴及其它传动件（齿轮，传动轴等）的尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电动（一般指动力箱）功率，通过查表计算如下：切削力： =264.2 =2618=2378.5N切削扭矩： =104.3 =10 =9979Nmm切削功率： =4.4 =997918/(97403.1818)=0.43kw 式中： HB布氏硬度 F切削力（N） D钻头直径（mm） f每转进给量（mm/r） T切削扭矩(Nmm) V切削速度（m/min） P切削功率(kw)4.2.4 选择刀具结构S1105柴油机箱体的布氏硬度在HB170-241，孔径D刀具的材料选择高速钢钻头（W18Cr4V），为了使工作可靠、结构简单、刃磨简单，选择标准18mm的麻花钻。孔加工刀具的长度应保证加工终了时刀具螺旋槽尾端与导向套之间有3050mm的距离，以便排出切屑和刀具磨损后有一定的向前的调整量。4.3 钻孔组合机床总设计“三图一卡”的编制总体设计方案的图纸表达形式“三图一卡”设计，其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、编制生产率卡。4.3.1 被加工零件工序图1、被加工零件工序图的作用及内容被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台组合机床完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹具部位及被加工零件的材料、硬度等状况的图纸。它是在原零件图基础上，突出本机床的加工的内容，加上必要的说明绘制成的，是组合机床设计的主要依据，也是制造、使用、检验和调整机床的重要技术文件。S1105柴油机箱体钻孔组合机床的被加工零件工序图如3.2所示。图上主要内容：（1）被加工零件的形状，主要外廓尺寸和本机床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技术要求，以及对上道工序的技术要求等。（2）本工序所选定的定位基准、夹紧部位及夹紧方向。（3）被加工零件的名称、编号、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。2、绘制被加工零件工序图的注意事项（1）为了使被加工零件工序图清晰明了，一定要图出被本机床的加工内容。绘制时，应按一定的比例，选择足够的视图及剖位视图，突出加工部位（用粗实线），并把零件轮廓及与机床、夹具设计有关粗实线标记。