GY02-059@D180柴油机12孔攻丝机床及夹具设计
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机械毕业设计全套
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GY02-059@D180柴油机12孔攻丝机床及夹具设计,机械毕业设计全套
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前言 1 毕业设计的目的 毕业设计是机械制造工艺及设备本科专业学生毕业前的必修内容，其目的是使学生通过了基础课、专业基础课和专业课的教学过程后进行一次大型的机械设备设计训练，促使学生运用所学的各种知识，查阅各种有关资料、进行必要的调查研究和分析，从而获得独立自主解决工程技术问题的能力，使学生在毕业后能尽快适应所担负的工程技术工作， 培养学生进行进行综合分析和解决实际问题的能力，初步掌握生产技术工作，科研和实验的一般方法和程序，培养学生进行调查研究，查阅文献资料，运用国家标准，手册进行设计，计算，数据处理及编写技术 文件的能力，培养学生的创造思维能力。 2 毕业设计任务 本次毕业设计的任务是设计组合铣削机床，具体的机床类型有卧式组合机床和立式组合机床等。组合机床有机械、液压、电气三大部分。由于设计时间有限，本次设计的基本任务是完成机械部分的设计。在学生有余力时也可以进行其他部分的设计。组合机床的机械部分有许多通用部件和专用部件组成。毕业设计的任务就是针对具体的设计任务选择合适的通用部件和设计专用部件。 在设计中要完成以下工作： 1) 产品名称： JH-12 型拖拉机 2) 被加工零件：变速箱体； 3) 工件材料： HT20-40； 4) 加工内容：粗 铣变速箱体的两侧面； 5) 月生产纲领： 2500 10000（取 3000）； 整个毕业设计过程要求学生在老师的指导下，独立完成所分担的毕业设计课题的全部内容，正确进行分析。计算，尽量收集有关资料。根据课题需要进行必要的实验，测试或经济核算，绘制国家标准的工程图样，编写设计说明书，参考毕业答辩。 nts第一章 工艺方案的拟订 制定组合机床工艺方案是设计组合机床最重要的步骤之一。工艺方案制定的正确与否，将决定能否达到“重量轻，体积小，结构简单，使用方便的，效率高，质量好”的要求。 为了使机床方案制定的合理，先进 ，必须惊醒“三结合”设计，密切联系实际，总结生产实践经验，全面了解被加工零件的加工情况和影响机床方案指定因素。影响机床工艺方案指定的主要因素有： 1 加工的工序和加工精度的要求 被加工零件需要在组合机床上完成的工序及加工精度，是制定机床工艺方案的主要依据。制定工艺方案时，首先要全面分析工件的加工精度及技术要求，了解现场加工工艺及保证精度的有效措施。例如，加工 12 级 精度的孔，不仅工步数要多，而且不同的孔径也应采用不同的工艺方法。当孔间的位置精度要求很高时，工艺安排上应使所有孔的精加工在同一工位上进行，如果同一 轴线上的几个 孔同心度要求较高，则应尽可能考虑从一面进行加工。 2 被加工零件的特点 如工件材料及硬度，加工 P 位的结构形式，工件的刚性，工艺基面等，对于机床工艺方案的制定都有重要的影响。加工同样精度的孔，加工钢件比加工铸铁件的工步数就多一些。加工薄壁易振的工件，安排工序时要防止共振，否则，将严重影响加工精度。当工件内壁孔径大于外壁孔径时，只能采用单刀镗的加工方法，加工时工件让到，使镗刀定向后送工件，方能加工。 工件的刚性不足，加工 时 工序 就不能太集中。有时为了减少机床台数，必须采取集中工序时，从安排上，也必须把一 些工序从时间上错开加工，以免同时加工固定件受力变形，发热变形以及震动而影响加工精度。 必须重视工件在组合机床加工前已完成的工序及毛胚孔的质量。当毛胚孔余量很大或者铸造质量较差，有大毛刺时，有时则安排粗拉荒工序，对几个同心孔常采用精扩的方法。工件有无适当的工艺基面也是影响工艺方案制定的重要因素之一。 3 工件的生产方式 被加工零件的生产批量的大小，对机床工艺方案的制定也有影响。对大批量生产箱体零件，工序安排上，一般趋于分散。以汽缸体为例 ，缸孔和三轴孔加工多由两套机床来完成。其粗加工，半精加工及精加工也分 别在不同的机床上进行。这样，机床虽然多一些，但由于生产批量很大，从提高生产率，稳定地保证加工精度的角度来讲仍是合理的。在中小批量生产情况下，完成同样的工艺内容，则要求减少机床台数，此时应当讲工序尽量集中在一台或者更少几台机床上进行加工，以提高组合机床利用率。 4 使用 广泛的技术后方能利用 如使用厂是否有相当的刀具制造能力。如使用厂制造的刃磨复杂的复合刀具或特殊刀具具有空难，则在制造工艺方案时，就应当避免采用这类刀具 通过调查对被加工零件的内容及其相关的问题有利规律性的了解，并掌握了丰富的合乎实际的材料，这是组 合机床设计工作的第一步，这一步则要对工件的工艺基准，加工工艺进行分析，以便拟订在组合机床上加工的工艺方案。 nts根据上述影响机床工艺方案的因素，结合具体的设计内容，拟订如下工艺方案。 第一节 工艺基面的分析 选择工艺基面和夹压 P 位是制造工艺的基面重要的问题。工艺基面选择的正确 ，将能实现最大限度的工序集中，从而减少机床台数，也是保证加工精度的重要条件。下面根据被加工零件 变塑箱箱体谈谈怎样选择工艺基面及夹压 P位的原则及注意问题及其集体选择。 1 被加工零件是拖拉机行业的变速箱箱体。箱体零件分别是机械制造业中加工工 序多，劳动量大，精度要求高的关键零件。这类零件一般都有高精度的孔要加工，又常常需要在几次安装下进行。“一面两孔”是这类箱体类零件在组合机床上加工常用的典型定位方法。“一面两孔”的定位方法有如下的特点： (1) “一面两孔”的定位方法很简便地消除工件的六个自由度，使工件获得稳定的固定位置。 (2) “一面两孔”的定位方法，有同时加工五个面的可能。几能够高度集中加工工序，又有利于提高各面上的位置精度。 (3) “一面两孔”的定位方法可以作为粗加工到精加工的全 P 工序的基准，使整个工艺过程实现基准统一。 (4) “一面两孔”的定位方法使夹紧方便， 夹紧机构简单。容易对夹紧力对准支撑，消除夹紧力引起工件变形对加工精度的影响。 (5) “一面两孔”的定位方法易于实现自动化的定位，并有利于防止切屑落入基面。 为了保证箱体零件的加工精度及技术要求，工艺基面必须规定相应的公差，定位孔直径不宜太小，太小时，定位销很细，加工中易受力产生较大变形，甚至装卸工件时也易碰坏。根据箱体零件的大小，定位销孔径一般应在 12-25 毫米范围。按工件重量的大小参考下列数值选用。 工件重量（公斤） 100 定位销孔直径（毫米） 12 16 20 25 销孔的精度一般为 2 级（ D）。二销孔中心距（ L）远一些较好，其公差一般为 +0.03+0.1 毫米。定位平面力求大一些，理想的是使切削力均能落在定位平面之内。定位平面的光洁度一般为 56，不平度为 0.050.1 毫米。 被加工零件 变速箱体重量为 14.5 公斤，所以其定位销孔直径选择为 12毫米。 2 选择工艺基面的原则及注意问题 (1)应当尽量选用设计基面作为在组合机床上加工用的定位 基面。这样能减少累计误差，有利于保证加工精度。 nts(2)选择定位基面应确保工件稳定定位。定位的支撑面应该大一些，力求采用已加工面作为定位基面，在加工精度要求高时，尤其必要。只有花在不得已时才采用毛胚定位。并且必须选择那些与加工面有一定关系的毛面作为定位基准面，同时应对定位面处惊醒仔细清理平整，切记不能选择在铸件或全锻件的分型面上，也不要选在有铸孔的地方。因为铸孔口上往往有毛刺，会破坏定位精度。 (3)选择基面是要保证在一次安装下，能对尽量多的面进行加工。这样便于有效地集中加工工序，提高机床生产率，保证加工 P 位相互间的精度 要求 (4)统一基面的原则。即在个台机床上采用共同的定位基面来加工工件不同面上的孔，或对同一面上的孔完成不同的工序，这一原则对加工工序的箱体尤有必要。如设计加工变速箱 体的自动线是，各台机床上均以“一面两销”定位。这样减少了安装误差，有利于达到高的加工精度。也易于使机床的夹具通用化，缩短设计制造周期，降低机床成本，并使夹具简化。 (5)选择定位基面应考虑夹紧方便，夹具加工简单。 (6)当被加工零件不具备理想工艺基面时，可在机床夹具上增加辅助支承机构。 3 确定夹压位置应注意的问题 在选择工艺基面的同时，要相应地解决夹压位置。同时它 对定位的可靠，工件的稳定以及加工精度都有直接影响。确定夹压位置应注意以下的问题： (1).保证工件夹压后定位的稳定。组合机床是按集中工序组成的，常常是多轴，多面同时加工，切削符合重。特别是多轴钻孔是往往产生很大的切削力。为了使工件在加工过程中不产生位移和振动，必须将工件 牢固地夹住，并且具有稳定的夹压刚度。例如夹压点布置应使夹压力落在定位平面之内，力求接近定位平面的中心 。对于一些比较高的或刚性较差的箱体宜将夹压点放在箱体上面，而不放在下方。 (2).夹压点应避免放在工件加工 P 位的上方。力求使其靠近箱体的筋或壁 ，以减少夹压变形而影响加工精度。 (3).对刚性差的工件，力求使夹压点对差定位支承点。避免形成力矩，造成工件变形而影响精度。有时候对刚性差，精度要求高的工件可以采用多点夹压，使夹压力均匀分布，如采用塑料夹具。 第二节 加工工艺的分析 分析被加工零件的工艺，也是将制定工艺方案的及其重要的问题，我们要认真地分析被加工零件加工工艺的需要和组合机床完成工艺的可能，正确读确定组合机床的加工方案。 (一 )组合机床的工艺范围 随着组合机床在机械加工中的广泛使用，组合机床的工艺范围也是日益扩大。过去组合机床主要是用于钻孔，扩孔 ，铰孔，镗孔及攻丝。现在组合机床也用于进行精密镗销，铣面，车削，磨削，拉削以及滚压等工序。从完成工艺上来分，则有组合铣床，组合钻床，组合镗床，镗孔车端面组合机床，组合攻丝机床等。 nts(二 )组合机床常用加工方法 组合机床加工各种工件的任务就是切掉其余量，并保证正确的加工形状。在加工过程中刀具要切掉多余的工件余量，而工件则反抗这种切削。切削和反切削是加工过程中始终存在的一个矛盾。我们设计组合机床时希望合理解决这个问题，时加工过程能正确的进行，并达到要求的加工精度。为此需要正确的选择加工方法，工序间余量，切削用量以及刀具 导向等。 1 常用工艺过程 在组合机床上所完成的工艺，由于其精度要求和加工 P 位的特点，工件材料等的不同，设计机床时，必须采用不同的工艺过程来进行加工。对于铸铁材料的一般空加工，在组合机床上经常采用的工艺方法见表 2-2，工艺过程见表 2-3。 表 2-4 所示是素和机床加工平面典型工艺过程 表 2-5 所列是组合机床加工螺纹孔的典型工艺过程。 表 2-2， 2-3， 2-4， 2-5， 2-6 见 组合机床设计 第一册机械部分大连组合机床研究所编。 2 工序间余量的确定 为了使加工过程能正常进行，可靠的保证加工精度，还必须合 理地确定工序间的余量。组合机床上进行孔加工时，通常采用的工序间余量见表 2-6。 在制定工艺方案划分工序间余量时，可根据具体情况参考表中推荐范围选择。但一般要求注意下列问题： (1).粗镗时，考虑工件的冷硬层，铸孔的铸造黑皮和铸造偏心。粗镗余量（直径）上一般不得小于 67 毫米。 (2).在工件经过重新安装，定位误差较大时，余量应适当增大。当工件不经过重新安装，而在一次安装下进行半精和精加工时，则在最后精加工的余量就可以减小。但精镗孔时（ 1-2）级直径上余量不应超过 0.4-0.5 毫米。 (3).在确定镗孔机床余 量时，还需注意到加工余量对镗杆直径的影响，尤其是在工件需要让刀以便通过刀具时 （用多刀加工多层同心孔时），由于加工余量和工件让刀具的影响，往往要减少镗杆直径，此时若有必要，可稍微减少粗镗的切削量 。 3刀具结构的选择 为了使一个加工过程能顺利地进行，正确地设计，制造刀具是及其重要的环节。在组合机床常常又是多刀具加工，这一点更为重要。组合机床上根据工艺要求与加工精度的不同，经常采用的刀具有：一般的刀具，复合刀具以及特种工具等。刀具设计对整个机床工艺方案 的拟订有很大的影响。它们的结构特点，设计原则，使用注意 问题等，在“组合机床刀具及工具”中有详细介绍。下面仅就在确定加工工艺时，对刀具结构选择应仔细的问题作一简述。 (1).在制定工艺方案时，只要条件允许，应首先选取标准刀具 (2). 为了提高工序集中程度，或达到更高的精度，可以采用复合刀具。但在确定复合刀具结构时，应尽可能采用组装式的复合刀具。例如装有几把镗刀的镗杆，几把扩孔钻或绞刀的刀杆。同时加工孔及端面的镗刀头等等。 整体的复合刀具，如复合钻头，钻铰复合及扩铰复合刀具等，制造刃磨nts比较困难，造价昂贵。仅仅在采用这种刀具后可以节省工位或机床台数，或者是保证 加工 精度所必须时才应选用。 (3).镗刀和绞刀的采用原则 在组合机床上完成大孔和小孔的精加工工序，镗和铰的工艺均有采用，但绞刀直径不宜做的过大，一般用于加工直径 100 以下的空。在加工同心孔系而孔直径小于 40 毫米时，采用镗削方法杆太细，影响加工精度。这是宜采用铰削工艺。但只要所选用工艺方案可以采用刚性较好的镗杆和对刀方便。以及加工中不至于有振动时，还是采用镗削方法为好。这时因为镗刀制造简单，刃磨方便 (4).选择刀具结构时，必须认真考虑被加工零件材料的特点。比如加工淬火铸铁时，由于其硬度较高，宜采用多刃铰刀或 镗刀头加工以提高刀具的使用寿命。对于钢件也宜采用多刃镗刀 或绞刀加工，这样可避免切削缠绕镗杆。 第三节 确定组合机床工艺方案是应注意的问题 根据组合机床生产使用经验表明，一个正确的组合机床方案的确定，还必须正确的处理粗加工和精加工，工序集中和分散，单一工序和混合工序矛盾，才能使组合机床很好的满足加工工艺的要求。 （一） 确定组合机床完成工艺时时常遇到的一些限制 1 孔间中心距离的限制 2 工件加工工艺性不好的限制 （二） 确定工艺过程时应考虑的原则和问题 1 粗，精加工工序的安排 2 工序集中原则 3 其他应注意的问题 第四节 组合机床切削用量的选 择 组合机床的正常工作与合理地选用切削用量，即确定历历的切削速度和工作进给量有很大关系，切削用量选用的恰当，能使nts组合机床以最少的停车损失，最高的生产效率，最长的刀具使用寿命和最好的加工质量。 第五节 具体工艺方案的拟订 根据上述的各种原则，要求等，对被加工零件 变速箱拟订以下工艺流程： 1. 以侧面 S， 51， 104 为基准定位夹紧，粗铣 H 面和 T 面。 2. 精铣 H 面，高度控制为 260。 3. 以 H 面为基准定位夹紧，钻 2- 12 至 11.5 深 20，倒角 2- 11.5 为 1.5 45 ,铰 2- 12 至尺寸深 15。 4. 以 H 面， 2- 12 为基准夹紧，粗铣 S 面，保证 T 面与 S 面相距 246。 5. 以 H 面， 2- 12 为基准夹紧，半精铣 S， T 两侧面。 6. 以 H 面， 2- 12 为基准夹紧，钻铰倒 S、 T 两侧面小孔。 7. 以 H 面， 2- 12 为基准夹紧，粗镗 2- 52 孔至 51，倒角为 2 45； 以 H 面， 2- 12 为基准夹紧， 粗镗 4- 62 孔至 61，倒角为 2 45； 以 H 面， 2- 12 为基准夹紧， 粗镗 2- 72 孔至 71，倒角为 2 45； 以 H 面， 2- 12 为基准夹紧， 粗镗 2- 80 孔至 79，倒角为 2 45； 以 H 面， 2- 12 为基准夹紧， 粗镗 2- 115 孔 至 114，倒角为 2 45。 8. 以 H 面， 2- 12 为基准夹紧，精镗孔 2- 52、 4- 62、 2- 72、 2- 80、 2- 115。 9. 以 H 面， 2- 12 为基准夹紧，攻 S、 T 面上 3-M10、 2-M8、 6-M8、 3-M10、6-M12。 10. .清洗。 11. 以 H 面为基准 2- 12，定位夹紧，粗铣前后两端面，控制总长 578 及尺寸 14。 12. 以 H 面为基准 2- 12，定位夹紧，半径铣前后两端面至尺寸。 13. 以 H 面为基准 2- 12，定位夹紧，钻铰导前后两端面的孔。 14. 以 H 面为基准 2- 12，定位夹紧，攻丝（前后两端面）。 nts15. 清洗。 以 S 面为基 准， 52Gd 及 80Gd 定位夹紧，钻 H 面所剩孔。 第一章 变速箱体两侧面粗铣组合机床设计 第一节 工艺方案的拟订 工艺方案的拟订是组合机床设计的第一步。 首先，对被加工零件进行分析。 所加工的减速器下箱体两个平面在同一水平面上，加工长度及宽度，铣削深度相同，选用端铣刀，但由于两平面中心距相距 149mm，且加工深度小，消耗功率低，所以采用两个铣刀同时进行加工，由同一台动力箱提供动力。 在铣削方式上，常用铣床有立式铣床、卧式铣床等。由于是专用铣床，所以在铣削加工方式及运动方向比较简单。设计的铣床只加 工零件的一个工位，所以在进给运动上只有一个方向。考虑到零件的加工自动化及零件的装夹方便，采用横向进给方式。在主运动上，采用绕纵向旋转，铣床的整体方案采用立式铣床方案。 1 定位基准和夹紧部分的选择 正确选择定位基准和夹紧部位是保证加工精度的重要条件。箱体类零件工艺基准面的选择原则 : 1) 选择的定位基准面应确保工件稳定定位 .定位面应尽量大一些 .同时 ,基准面的光洁度、平直性越好越有利于保证定位的精确程度。 2)定位基准面的选择应考虑到夹紧的方便 ,夹具结构简单。 3)应尽量采用设计基准面为工艺基准面。 4)考虑装卸 工件的方便。 加工零件减速器下箱体形状比较复杂，但考虑到装夹方便等多方面因素，且保证定位稳定可靠，故本设计中采用一面两孔定位。 确定工件的夹压位置时考虑到如下问题 : 保证工件夹压后定位稳定，并有足够的刚度。夹压点的位置应夹压合力尽量落在定位平面之内 ,力求接近定位平面的中心。 力求使夹压部位靠近箱体的壁或筋 ,减少夹压后变形。 nts 2 刀具的选择 正确的选择刀具，对组合机床加工精度有很大的影响 。 本工序选择 选择硬质合金端 铣 。 3 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、工件刚性、定位 基准面的特点等。 被加工零件的特点在很大程度上决定了机床采取的配置形式。一般来说孔中心线与定位基面平行且需由一面或几面加工的箱体宜采用卧式机床；立式机床适宜加工定位基准面平行的被加工孔与基面相垂直的工件，而不适宜加工安装不方便或高度较大的工件。对大型箱体类零件，采用单工位加工较合适。 4 其他应注意的问题 在一个动力部件上配置多轴主轴箱使多工序集中加工是专用机床基本的加工方法，但主轴数量的多少即要考虑到动力部件及动力箱的性能、尺寸，又要保证调整机床和更换刀具方便。 要注意排泄和操作使用方便性。 选择机床配置型 式要考虑夹具结构实现的可能性及工作可靠性组合机床主要用于批量较大的生产。 专用机床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。 刀具切削用量选择。 对于非限制性刀具，应采用不使刀具耐用度降低的某一极限值，这样可以减少切削功率。专用机床通常要求切削用量的选择使刀具耐用度不低于一个工作班，最少不低于 4 小时。 切削用量选择应有利于主轴箱的设计。若能做到相邻主轴转速接近相等，则可使主轴箱传动链简单；某些刀具带导向加工，若不便冷却润滑，则应适当降低切削速度。 第二节 切削用量的确定 一 在组合机床工艺方案确定过 程中，工艺方案和关键工序的切削用量选择十分重要。 本组合机床为硬质合金端铣刀粗铣，所以查表可得铣削深度为 2 5 毫米，铣削速度为 50 80米每分，每齿走刀量为 0.2 0.4mm/z。确定切削用量时应注意以下问题： nts1 应尽量做刀合理使用所有刀具，充分发挥 其使用性能。 2 复合刀具切削用量选择应考虑刀具的使用寿命。保证刀具应有的使用寿命，进给量按复合刀具最小直径选择，切削速度按复合刀具最大直径选择。 3 选择切削时要注意既要保证生产批量要求，又要保证刀具一定的耐用度。在生产率要求不很高时，切削用量就不必选得很高，以免降低刀具耐用度。组合机床切削用量应选择通常要求刀具耐用度不低于一个工作班，最少不低于 4h。 4 确定切削用量时，还必须考虑所选动力滑台的性能。如采用液压滑台时，必须每分钟进给量应比该滑台最小工进速度大 50。否则会受温度和其他原因会导致进给不稳定。 二 组合机床切削用量选择的特点 1组合机床常采用多刀多刃同时切削，为尽量减少换刀时间和刀具消耗，保证机床生产率及经济效果，选用的切削用量应比通常单刀加工时低30左右。 2组合机床通常采用动力滑台带动刀具进给。因此，同一滑台带动的多轴箱上所有刀具的每分钟进给量相同，即 等于滑台的工进速度。 第三节 组合机床 总体设计 “三图一卡” 绘制组合机床“三图一卡”，就是针对具体零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行组合机床总体图样文件设计。其内容包括：绘制被加工零件的工序图，加工示意图，机床联系尺寸总图和编制生产率卡等。 一 被加工零件工序图 1 被加工零件工序图是根据制定的工艺方案，表示所设计的组合机床（或自动线）上完成的工艺内容，加工 P 位的尺寸，精度，表面粗糙度和技术要求，加工用的定位基准，夹压 P 位以及被加工零件的硬度，材料和本机床加工前加工余量，毛胚或半成品情况的图样。除了 设计研制合同外，它是组合机床设计的具体依据，也是制造，使用，调整和检验机床精度的重要条件。被加工零件工序图是在被加工零件图的基础上，突出本机床或自动线的加工内容，并作必要的说明而绘制的，其主要内容包括： 1). 被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本工序机床设计有关部位结构形状和尺寸 。 2). 本工序所选用的定位基准、夹压部位以及夹紧方向 。 3). 本工序加工表面的尺寸、精度表面粗糙度、形位公差等技术要求以及对上道工序的技术要求 。 4). 注明被加工零件的名称 、 编号、材料、硬度以及加工部位的余量 。 nts2. 按照规定绘制被加工零件工序图 绘制被加工零件工序图时按照了如下的规定 : （ 1） 绘制被加工零件工序图表达应该清晰明了 ,突出本工序内容 ,按照一定的合适比例 ,绘制足够的视图以剖面 。 本加工工序加工部位用粗实线表示 ,其余部位用细实线表示 。 （ 2）绘制被加工零件工艺图注意事项 1） 本工序加工部位的位置尺寸应与定位基准发生直接关系。当本工序定位基准与设计基准不符合时，必须对加工部分的位置精度进行分析和换算，并把不对称公差换算为对称公差。 二 加工示意图 1 加工示意图的作用和内容 加工示意图是在工艺方案和机床总 体方案初步确定的基础上绘制的。是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图，它是设计刀具，辅具，夹具，多轴箱和液压，电气系统以及选择动力 P 件，绘制机床尺寸联系总图的主要依据，是对机床总体布局和性能的原始要求，也是调整机床和刀具所必须的重要技术文件。 加工示意图应表达和标注的内容有： 其主要内容为 : (1) 反映机床的加工方法、加工条件及加工过程： 加工方法。 (2) 决定刀具类型、数量、结构、尺寸。 (3) 决定主轴的结构类型 、 规格尺寸及外伸长度 2刀具的选择 选择刀具应考虑工件材料，加工精度， 表面粗糙度，排屑及生产率等要求，只要条件允许，应尽量选用标准刀具。 待定 三 机床联系尺寸总图 1 机床联系尺寸总图的作用和内容 机床联系尺寸总图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据， 并按照初步选定的主要通用件以及确定的专用件的总体结构而绘制的，是用来表示机床的配nts置形式，主要构成及个配件的安装位置，相互联系，运动关系和操作方位的总体布局图，用以检验个配件的相对位置及尺寸联系能否满足加工要求和通用配件选择是否合适，它为多轴箱，夹具等专用配件设计提供重要 依据，它可以看成机床总体外观简图。由其轮廓尺寸，占地面积，操作方式等可以检验是否适应用户现场使用环境。 绘制联系尺寸图，一般是在已画出被加工零件图、加工示意图，并初选动力部件及与其配套的通用部件之后进行的。对于机床的某些重要尺寸也应在画联系尺寸图之前的方案设计阶段初步确定，如机床的装料高度，主轴箱轮廓尺寸及夹具轮廓尺寸等。尤其对于加工精度要求较高，比较复杂的组合机床，往往需要预先画出夹具方案的详细草图，以确定其主要轮廓尺寸。所以，总体设计更确切地说是包括夹具方案草图在内的设计 机床联系尺寸总图表示的内容 ： 1） 表明机床的配置形式和总体布局。以适当数量的 视图，用同一比例画出各主要部件的轮廓形状和相关位置。 2） 完整齐全的反映个部件间的主要装配关系和联系尺寸，专用件主要轮廓尺寸，总行程和前后备量尺寸等。 3） 标注主要通过配件的规格代号和电机型号，功率及转速，并标出机床分编编号及配件名称。 4） 标明机床验收标准及安装规程。 2 绘制机床联系尺寸总图之前确定的主要内容 1） 选择动力部件 动力配件的选择主要是确定动力箱和动力滑台，根据已定的工艺方案和机床配置形式并结合使用及修理等因素，确定机床为卧式液压传动的组合机床，液压滑台实现工 作进给运动，选用配套的动力箱驱动和多轴箱主轴。 动力箱规格与滑台匹配，其驱动功率主要依据所需传递的切削功率来选用。 P29 业公式 nts左右多轴箱选用 1TD25IA 型动力箱驱动。 根据选用的切削用量，计算总的进给力，并根据所需的最小进给速度，工作行程，结合多轴箱轮廓尺寸，考虑工作稳定性，选用 1HY40IIA 型液压猾台 ,以及相配套的侧底座（ 1CC401 型） 2) 确定机床装料高度 H 装料高度一般指工件安装基面至地面的垂直距离 ,实际设计是常在 8501060mm 之间选取。 3) 确定夹 具轮廓尺寸 具体考虑布置工件的定位 ,限位 ,夹紧机构和安装等方面的空间和面积需要 . 4)确定中间底座尺寸 中间底座的轮廓尺寸 ,在长宽方向应满足夹具的安装需要 ,它在加工方向的尺寸 ,实际以由加工示意图所定 , 取 990 mm. 3 绘制机床联系尺寸总图的注意事项 : 机床联系尺寸总图应按机床加工终了状况绘制 ,图中应画出机床各部件在长 ,宽 ,高方向的相对位置尺寸 , 应画出总形成及工作循环图 ,应注明通用件型号 ,规格 ,对机床个组成配件标注分组编号 . 3 机床分组 为便于设计和组织生产 ,组合机床各部件和装置 按不同的功能划分编组 .组号划分规定如下 : (1) 第 1019 组 -支撑部件 .一般由通用的侧底座 ,立柱及其底座和专用中间底座等组成 . (2) 第 2029 组 -夹具及输送装置设备 . (3) 第 3039 组 -电气设备 电气设计常编为 30 组 .包括原理图 ,接线图和安装图等 . (4) 第 4049 组 -传动装置 包括机床中所有动力配件和动力滑台 ,动力箱等通用配件 ,编号 40 组 . (5) 第 5059 组 -液压和气动装置 . (6) 第 6069 组 -刀具 ,工具 ,量具和辅助工具等 . (7) 第 7079 组 -多轴箱及其附属部件 (8) 第 8089 组 -冷却 ,排屑及润滑装置 . (9) 第 9099 组 -电气 .液压 ,气动等各种控制挡铁 ; nts 第二章 组合机床夹具设计 第一节 组合机床夹具概述 夹具是组合机床的重要组成部件 ,是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而专门设计的 。 组合机床夹具看起来和一般夹具的作用很相近 ,但其结构和设计要求却有很显著甚至是根本的区别 。 组合机床夹具的结构和性能 ,对组合机床配置方案的选择 ,有很大的影响 。 一般的机床夹具是作为机床的辅助结构设计的 ,而组合机床的夹具是组合机床的主要组成部分 ,其设计工作是整个组合机床设计的重要部分之一 。 组合机床夹具和机床的 其他部件有极其密切的联系 。 组合机床夹具是保证加工精度的关键部件 ,其设计制造和调整都有严格的要求 。 组合机床夹具应便于实现定位和夹压的自动化 ,并有动作完成的检查信号 ,保证切屑从加工空间自动排除 ,便于观察和检查 。 按结构特点 ,组合机床夹具分为单工位和多工位夹具两大类 。 本设计完成的是单工位夹具的设计 。 第二节 组合机床夹具总体设计 1 组合机床夹具的设计步骤 (1) 认真研究分析所要设计的夹具的原始数据和要求 ,被加工零件的特点 ,工艺安排和加工方法 ,机床特点等 。 此外 ,还要考虑装卸方式夹压方法 、 有无冷却液以及切屑排除等 具体要求 。 (2) 拟订夹具结构方案和进行必要的计算 根据机床设计中确定的工件定位基面、夹压位置、加工方法等 ,制定夹具的总体方案 。 首先绘制工件的外形 ,然后在工件四周的相应位置上表示出夹具的结构 。 最后进行夹压力计算和必要的强度计算 。 为了nts提高质量和缩短设计制造周期 ,在拟订夹具结构方案时 ,尽量采用了通用的部件和零件 。 (3) 组合机床夹具的总图和零件设计 在已确定的夹具结构方案基础上 ,设计夹具总图和零件图 。 按本组合机床夹具设计的主要功能 ,其结构分为两大部分 ,即定位支撑结构和夹紧 结构 。 2 组合机床夹具结构方案的制定 （ 1）定位方式的选择 采用“一面两孔”的定位方法，此定位方法很简便地消除工件的六个自由度，使工件获得稳定的固定位置。同时加工五个面的可能。几能够高度集中加工工序，又有利于提高各面上的位置精度。可以作为粗加工到精加工的全 P 工序的基准，使整个工艺过程实现基准统一。“一面两孔”的定位方法使夹紧方便，夹紧机构简单。容易对夹紧力对准支撑，消除夹紧力引起工件变形对加工精度的影响。易于实现自动化的定位，并有利于防止切屑落入基面。 （ 2）夹紧机构的选择及设计 1） 进行夹紧机构设计时应 遵循如下的诸要求 ： 必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位 工件和夹具的变形必须在允许的范围内 夹紧机构必须可靠 夹紧机构操作必须安全 、 省力 、 方便 、 迅速 ， 符合工人操作习惯 2） 夹紧动力 夹紧动力可以来自于机械机构、或者液压缸或者气压缸等。 机械机构的优点是夹紧可靠；但其需要人工操作，费时费力，不利于提高生产效率，因此不能用于大批大量的生产。 气压夹紧的优点是夹紧动作迅速，但是其体积庞大，不便于减小夹具的体积。 液压夹紧的优点是夹紧动作迅速，夹紧力大，夹紧可靠，有利于提高生产效率。而且液压缸体 积小，易于减小夹具的体积。 nts综合以上因素，设计中采用了液压夹紧。 （ 3） 夹紧力方向及夹紧力作用点的确定 1） 夹紧力方向的确定。 夹紧力方向确定时应尽量遵循下列的各原则： a 夹紧力的方向应有利于工件的定位而不能破坏定位，一般要求夹紧力应垂直于第一定位基准面。 b 夹紧力的方向应与工件刚性高方向相一致 c 夹紧力的方向应尽量与切削力和重力方向一致，有利于减小夹紧力 综合考虑到以上各原则，确定夹紧力方向竖直向下。 2） 夹紧力作用点的选择： 1)夹紧力的作用点应与支撑点点对点对应，或在支撑点确定的区域内 ，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。 2)夹紧力的作用点应作用在工件刚度高的部位 。 3)夹紧力的作用点和支撑点尽可能靠近切削部位 。 4)夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。 （ 4） 夹紧装置的设计 液压缸的芯轴上用螺纹联接着接杆。但 是，接杆并不能直接把夹紧力作用在被加工的零件上 。这样做的好处是扩大了工件的受力面积，工件上受力均匀，提高了加工过程中工件的稳定性，易于保证工件加工的精度要求。 3 夹具本体的设计 夹具本体的设计一般要求有 : 1) 足够的刚度和强度 nts2) 较轻的重量 3) 安装要稳定 4) 保证工件装卸方便 5) 工艺性要好 6) 便于清理切屑和赃物 7) 保证使用安全 夹具本体最常用的制造方式为铸造 。 它的工艺性好 ,可以铸出较复杂的形状 .一般能保证较好的刚度 ,而且重量轻 ,机械加工量小 ,对于表面位置精度要求较高的本体 ,用刮削来保证其精度时 ,采用铸件更为合适 ,另外 ,铸件工作时吸收振动的性能好 ,故应用广泛 。 铸铁为最常用的材料 ,它价格便宜 ,抗振性能好 ,塑性很小 ,再使用过程中 ,可以保持较高的精度 。 考虑到以上的因素 ,决定夹具本体采用铸铁件 。 材料为 HT200。 夹具的制造多为单件生产，其结构工艺性的好坏，对夹具 制造的精度、生产周期等有着很大的影响。尤其是夹具体，因其结构复杂，变化较多，又是夹具中最大的零件，定位件和其他的一些元件都要安装在夹具本体上，各个表面间的相互位置精度和表面本身的精度要求都很高，因此，夹具本体的构造工艺性比其他的零件更为突出。 在设计夹具本体的过程中 ,考虑到的铸造工艺性问题有 : 1) 合理布置加强筋 ,增加夹具本体的刚度 2) 夹具本体的几何形状的选择应便于加工 3) 本体的构形应考虑装配的可能性和方便性 夹具本体零件的构造，对装配工作的影响很大，合理选择夹具本体的结构形状，会给夹具的装配工作带来很大的方 便。 nts4) 本体零件图上的尺寸标注应便于测量 夹具本体的构造以及尺寸和角度的标注都比较复杂，设计时除了考虑加工和装配的工艺性之外，还应考虑到测量的方便性。 第三节 夹具总图的设计 当选定结构后，即可绘制夹具总图 。 1 夹具总图上应表示的内容 (1). 工件的轮廓图，特别是定位基准部分和加工面。（用假想的线画出） (2).夹具结构的投影图和必要的剖面图。 (3).夹具总图上应标注的主要尺寸及技术条件。 (4).有关制造、使用、调整等方面的特殊条件和说明，以及联用的图号。 (5).夹具零件号。 2.绘制总图的程序和要 求 未开始动手之前，先初步考虑一下结构的布置，按照预想的结构大小选取幅面，以能画下全部的总图为原则 。 （ 2）、选择投影面，通常按工件在加工时操作者正对的面为投影面。 （ 3）、按照所处的加工位置，画出零件的轮廓图。首先画出定位基准，再画零件外轮廓以及加工部位。有了工件的轮廓，就可以直观地看出是否会发生干涉问题。 （ 4）、 按照工序卡上的定位图，画出有关的定位元件。 （ 5）、 按照所考虑的夹紧方案，画出夹紧装置。 （ 6）、 画出夹具本体以及其他的零件。 （ 7）、 查看图面是否已经把结构全部表明，即夹具上的每种零 件都能在总图上看得清楚，与其他零件的装配情况也能表示明白。 nts（ 8）、注上夹具的零件号。 （ 9）、注出总图上的主要尺寸和技术条件。 （ 10）、填写标题栏。 3夹具总图上的主要尺寸和技术条件 确定 夹 具总图上的主要尺寸和技术条件是夹具设计中的重要工作之一。它关系到夹具的使用、制造、维修、装配、检验等，对夹具的质量有着直接的影响。 一、 总图上需要标注技术要求的表面类别 1对于保证零件的加工精度起主导作用的各种表面，即所谓的定位面、找正面等，都应标注技术要求。 2 夹具的某些表面，如果对夹具的制造 、检验和装配的质量发生主要影响时，也必须对这些表面的精度和配合特性以及它们之间的相对位置精度标注必要的技术要求。 二、 夹具总图上主要尺寸公差的确定 对于平面定位表面，通常可以采用按照总图组合后进行磨平的加工方法。按照它与夹具安装面之间的位置关系，可以标注平行度、垂直度等要求，其公差 可以由夹具装配后的精度所确定。 三、 夹具上标注主要尺寸和技术要求时的注意事项 1 在确定有关表面的技术条件的公差数值时，应考虑到夹具上基准面的大小和被测量面的大小。 当基准面较大而被测量面较小时，公差可以定得小些。 2 夹具总图上的技术要求应尽量采用综合注法，即总图上标注的技术要求能控制此处各零件之间的多重配合表面的制造精度。 3 标注主要尺寸和技术条件时应注意基准面的选择。一般应尽量采用夹具上较大的使用表面作为基准面来标注技术要求。 nts 第三章 组合机床自动线 在生产实践中，对一些结构复杂，加工工序很多的工件，如汽缸体，汽缸盖，后桥变速箱等箱体件，在一台机床上实现全部工序加工是不可能的，而常常是将加工工序合理组织，分在几台机床上组
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