图纸共13张:
A0-粗镗大头孔专用机床.dwg
A0-夹具总图.dwg
A0-夹具体.dwg
A3-机床加工示意图.dwg
A3-加工工序图.dwg
A4-定位块.dwg
A4-生产率计算卡.dwg
A4-压板.dwg
A4-压头.dwg
A4-油缸垫板.dwg
A4-支承块.dwg
A4-支承头.dwg
A4-支架.dwg

目录
1前言 1
2机床总体设计 3
2.1组合机床工艺方案的拟定 3
2.1.1本机床所要加工零件的加工工序和加工精度 3
2.1.2被加工零件的特点 3
2.2机床配置型式选择 4
2.3机床总体方案论证-“三图一卡” 4
2.3.1被加工零件工序图 4
2.3.2加工示意图 5
2.3.3机床联系尺寸图 8
2.3.4机床生产率计算卡 8
3夹具设计 11
3.1概述 11
3.1.1机床夹具在机械加工中的作用 11
3.1.2机床夹具的组成 12
3.2本次设计的具体任务 12
3.2.1定位方案的分析与确定 13
3.2.2定位误差分析 13
3.2.3确定夹紧方式 15
3.2.4确定夹紧力 15
3.2.5夹具体的设计 18
3.2.6其它元件的设计 19
3.2.7加工精度分析 19
4基于三维的粗镗连杆大头孔专用镗床夹具设计 21
4.1三维软件的介绍 21
4.2三维图形设计过程 21
5结论 27
参考文献 28
致谢 29
附录 30

粗镗连杆大头孔专用镗床总体及夹具设计
摘要：为了满足连杆大批量生产的需要，本课题设计了一台粗镗连杆大头孔专用镗床，设计的主要内容包括机床总体设计和夹具设计两个部分。机床总体设计主要包括机床配置型式的确定、结构方案的选择以及“三图一卡”的绘制。本机床采用卧式双面布置，整体底座，由两个非标机械滑台驱动专用镗削头进行镗削加工。一次装夹可实现单面两个相同品种连杆的加工，双面四个相同品种连杆的加工。夹具设计部分，选择并确定了工件的定位与夹紧方案。采用连杆端面作为主要定位基准，连杆小端外表面和大头孔上的一个工艺搭子面作为辅助定位基准。采用定位块、支承钉、支承块作为定位元件，使工件准确定位。夹具采用液压夹紧的方案。为了减少切削振动，夹紧位置靠近加工部位；为了减少夹紧变形，夹紧力主要分布在工件刚性较好的部位。此外，为了实行工件的准确定位，在连杆大端侧面还增加了一个辅助夹紧。该夹具定位、夹紧可靠，操作方便，可满足连杆大批量生产的需要。

关键词：镗床；夹具；定位；夹紧；连杆

Design of General and boring jig of Special Boring Machine for Heavy Boring of Big End Hole of the Connecting Rod
Abstract: To meet the demand of mass production of connecting rod, a special boring machine is designed for heavy boring of big end hole. The topic is to design the general and boring jig of the machine tool. The general design includes the arrangement of the machine tool, the selection of the structure plan and the completion of “three drawings and one card” (the working procedure drawing of the part machined, the general drawing of the machine tool, the drawing of cutter display and the calculation card of productivity). This machine tool is horizontal and two-sided, the entire pedestal is adopted, and the dedicated boring heads are driven by two non-standard mechanical slide table. Clamping can achieve a single-link the two varieties of the same processing, and two-sides four-link variety of the same processing.In the design of the boring jig, the modes of positioning and fixing of the workpiece are selected and confirmed. The terminal face of the connecting rod is chosen as main positioning basis, the small terminal surface and the craft suface on the surface of big end are the auxiliary positioning surfaces. The positioning block, supporting block and nail are used for the positioning base,to insure the workpiece positioning at precise machining position. The workieces are clamped by hydraulic pressure devices. To reduce the cutting vibration caused by machining, clamping position is near by machining place; to reduce clamping distortion, clamping force distributes at positions which rigidity are better. In order to implement the accurate position, we need to increase auxiliary clamping on the face of the side. So hydraulic pressure clamp can make the workpiece clamped stably, reduce worker’s operating time and satisfy the mass production request greatly.

Key words: Boring Machine; jig; positioning; clamping; Connecting rod

任务书

一、设计内容
设计一台双面卧式专用镗床，用于连杆大头孔的粗镗加工，具体设计任务是进行
总体设计及夹具设计。主要设计内容如下：
1、总体设计
1）制定工艺方案，确定机床配置型式及结构方案。
2）三图一卡设计，包括：
(a) 被加工零件工序图， (b) 加工示意图，　(c) 机床联系尺寸图，
(d) 生产率计算卡，　　(e) 有关设计计算、校核。
2、夹具设计
(a) 夹具三维造型设计及装配图的绘制
(b) 夹具体零件图
(c) 其它零件图
(d) 有关计算校核等

二、设计依据
1、被加工零件：连杆（附零件图）
2、工件材料：42CrMo（硬度：223－280HBS）
3、加工内容：镗削φ60±0.15 的通孔。
4、生产纲领：大批大量。
5、批量：本机床设计、制造一台。

三、设计要求
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。
5、设计图样总量：折合成A0幅面在3张以上；工具要求：应用计算机软件绘图。过程要求：装配图需提供手工草图。
6、毕业设计说明书按照学校规定的格式规范统一编排、打印，字数不少于1万字。
7、查阅文献资料10篇以上，并有不少于3000汉字的外文资料翻译；
8、到相关单位进行毕业实习，撰写不少于3000字实习报告；
9、撰写开题报告。

四、毕业设计物化成果的具体内容及要求
1、设计成果要求
1）毕业设计说明书 1 份
2）被加工零件工序图 1 张
3）加工示意图 1 张
4）机床联系尺寸图 1 张
5）生产率计算卡 1 张
6）夹具总装配图 1 张
7）夹具体零件图 1 张
8）其它零件图不少于7张
2、外文资料翻译（英译中）要求
1）外文翻译材料中文字不少于3000字。
2）内容必须与毕业设计课题相关；
3）所选外文资料应是近10年的文章，并标明文章出处。

五、毕业设计（论文）进度计划
起讫日期工作内容备注
3月10日～3月15日布置任务，收集资料，熟悉课题
3月15日～3月22日调查研究，毕业实习
3月23日～4月5日方案论证，总体设计
4月6日～4月20日技术设计（部件设计）
4月20日～5月14日工作设计（零件设计）
5月15日～5月31日撰写毕业设计说明书
6月1日～6月4日毕业设计预答辩
6月5日～6月12日修改资料
6月16日～6月18日评阅材料
6月16日～6月18日毕业答辩
6月19日～6月21日材料整理装袋

六、主要参考文献：
[1] 丛凤廷．组合机床设计（第二版）[M]．上海：上海科技出版社，1994．
[2] 谢家瀛．组合机床设计参考手册[M]．北京：机械工业出版社，1994．
[3] 大连组合机床研究所．组合机床设计（第一分册）[M].北京：机械工业出版社，1975．
[4] 大连组合机床研究所．组合机床设计参考图册[M]．北京：机械工业出版社，1975．
[5] 姚永明．非标准设备设计[M]．上海：上海交通大学出版社，1999．
[6] 金振华．组合机床及其调整与使用[M]．北京：机械工业出版社，1990．
[7] 东北重型机械学院．机床夹具设计手册（第二版）[M]．上海：上海科技出版社，1988．
[8] 杨黎明．机床夹具设计手册[M]．北京：国防工业出版社，1996．
[9] 杨叔子．机械加工工艺师手册[M]．北京：机械工业出版社，2002．
[10] 王健石．机械加工常用刀具数据速查手册[M]．北京：机械工业出版社，2005．
[11] 刘文剑．夹具工程师手册[M]．哈尔滨：黑龙江科技出版社，1987．
[12] 手册编委会．机械加工工艺装备设计手册[M]．北京：机械工业出版社，1998．
[13] 李益民．机械制造工艺设计手册[M]．北京：机械工业出版社，1995．
[14] 吴圣庄．金属切削机床概论[M]．北京：机械工业出版社，1985．
[15] 黄鹤汀．金属切削机床设计[M]．北京：机械工业出版社，1997．
[16] 赵汝嘉．机械设计手册(软件版R2.0)[M]．北京：机械工业出版社，2003．

基于三维的粗镗连杆大头孔专用镗床总体及夹具设计

内容简介：: 双柱坐标镗床加工斜孔专用夹具设计赵庆志（山东理工大学机械工程学院，淄博 255049）辛瑞金马圣亮（山东菏泽华星油泵油嘴有限公司，菏泽 274016）石志华 (淄博职业学院图书馆，淄博 255049)of at 55049, 2o.,74016， 355049，摘要】这里分析了双柱坐标镗床回转工作台夹具加工斜孔的缺点，设计了一种孔加工专用夹具，提高了加工精度，简化了计算，加工效果很好。关键词：坐标镗床；加工误差；夹具；精度【he in a it in 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 666666666666666667777中图分类号：献标识码： D， . Y. of 1999， 225(3), . Y. C. T. 995)186(1), 23 . H. B. . P. 993)， 160, 137 稿日期： 2005 - 04 - 06文章编号： 1001 - 3997(2006)02 - 0025 - 02第 2 期机械设计与制造2006 年 2 月 25 在钻模板上钻直孔和斜孔尺寸1 问题的提出随着内燃机品种和技术的不断发展 , 油泵油嘴的品种大幅度增多。油泵油嘴上的孔很多 , 且很多是细孔和斜孔 , 不少孔的加工尺寸和位置精度直接影响喷孔流量 , 而喷孔流量是喷油嘴及其偶件的重要技术指标 , 它影响到内燃机的喷油性能、排气质量和环境污染。加工孔用的钻模板上的孔是在双柱坐标镗床上加工的 , 钻模板的加工精度直接影响到油泵油嘴的质量 , 双柱坐标镗床工作台有 X 和 Y 两个坐标运动，分辨率为 1m, 附带的回转分度夹具如图 1 所示，加工钻模板上的直孔和斜孔，工件厚度孔中心线夹角，支撑板厚度转夹具支撑平台可绕回转轴心 O 旋转并有高精度的角度刻度标尺， O 点距支撑平台距离为件上表面两孔中心距离为 S，如图 1（ a）所示，钻工件垂直孔前找正钻刀与回转中心 O 在同一垂线上，如图 1（ b）所示钻完垂直孔后回转分度夹具顺时针旋转角度，钻刀向右移动的距离为 : A - B = ( 当A - B 为负值时钻刀向左移动，钻孔即为斜孔的正确位置。1. 1 从加工效率上分析夹具改进的必要性随着产品品种增多，钻模板品种也增多，虽然各工件的实际加工值以每个工件都要测量 - B 的值后调整钻刀位置，计算测量工作量大，生产效率低，需改进工艺装备。1. 2 从定位误差上分析夹具改进的必要性如图 1（ a）加工工件为钻模板，按油泵油嘴的精度要求，其- 26 - 赵庆志等：双柱坐标镗床加工斜孔专用夹具设计第 2 期图 2 设计尺寸面做定位基准钻直孔和斜孔图 4 用分度头改进的专用夹具尺寸 S 要求比较严，最大为 0. 01钻模板的厚度工精度 0. 02产品最大值 = 18时 , 因钻模板厚度的定位误差为 0. 04 0. 013然已经超过设计尺寸 0. 02 二分之一，按常规设计要求这是不允许的，所以从定位误差分析看，图 1 所示的夹具往往难以满足钻模板加工精度要求，需要改进夹具设计方案。2 设计尺寸面做定位基准为减小计算工作量，选设计尺寸面做定位基准，如图 2 所示 , 钻完垂直孔后钻刀向右移动的距离为 A + B = ( h3) 工件实际厚度关，变 , 计算测量工作量明显减小，生产效率明显提高 , 且定位误差为 0，满足精度要求。3 在用分度头改进的专用夹具上钻孔3. 1 先钻削垂直孔时的刀具移动量计算图 3 用分度头改进的专用夹具先钻垂直孔如图 3(a) 所示双柱坐标镗床附带高精度分度头，在分度头上加上定位夹紧机构组成更方便的钻孔夹具。其特点是分度头轴心线与自动定心尾座轴心线同轴 , 该同轴线与支撑板上表面重合 , 分度头和自动定心尾座安装在双柱坐标镗床的工作台上。如图 3(b) 所示 , 钻刀垂直找正使钻刀轴心线与分度头轴心线重合 ,先钻削垂直孔后分度使夹具体连同工件旋转角度 , 如图 3(c) 所示，钻刀向右移动 B = 钻斜孔刀具的正确位置，且定位误差为 0，满足精度要求。3. 2 先钻削斜孔时的刀具移动量计算如图 4(a) 所示 , 钻刀垂直且找正使钻刀轴心线与分度头轴心线重合 , 先钻削斜孔后再分度使夹具体连同工件旋转角度 ,如图 4(b) 所示，钻刀向左移动设计尺寸 S 即钻垂直孔刀具的正确位置，这种方案计算最简单 , 且定位误差为 0, 满足精度要求4 在双柱坐标镗床上加工孔注意问题4. 1 备齐全各种长度和直径刀具的刀柄坐标镗床是一种专用于加工夹具、量具等工艺装备上孔的高精度通用机床，所以其工艺范围比较宽，孔的长径比范围大，钻、扩、铰、铣、镗刀具都用到，为了使加工的孔精度稳定，确保加工精度，需配备齐全各种长度和规格的刀柄、筒夹、套筒等附件，根据需要，为防止刀具刀柄受力变形大，尽量用短刀柄，这样加工孔的精度高且稳定。4. 2 同一工件上孔的镗削余量应一致坐标镗床分辨率为 1m，原始误差对工件加工误差很敏感，即误差复映很敏感，例如机床主轴及其轴承磨损误差对工件误差的影响与镗削余量也有关（另有论文述及），所以为了各孔误差的一致性不致于影响孔中心距，要求同一工件上孔的镗削余量应尽量一致。4. 3 工件上孔中心距的测量取偶数个对称点在坐标镗床上加工孔的中心距精度要求很高，精密模具或夹具往往误差要求不多于在 5 到 8m，而孔中心距通常在投影仪上检测，这种设备把工件放在显微镜下，放大的孔的图形显示在计算机，人工用鼠标取 3到几个点，计算机用点的坐标计算出孔中心的坐标 , 由此计算出中心距。如图 5 所示，两坐标轴 X 和 Y 与机床工作台坐标平行，由于镗床主轴及其轴承磨损引起孔有圆度误差，孔呈椭圆形，若取 A、 B、C、 D 四个关于两坐标轴对称的点，圆度误差就不影响孔中心的位置，计算出孔中心点 O 正确，中心距就不失真；若取 A、 B、度误差就影响到孔中心位置，计算出孔中心点 O 就不正确，中心距就失真，中心距误差往往超过 10以要取偶数个关于两坐标轴对称的点计算中心距 , 中心距就不失真。例在厚度 10钢板上钻扩铰两个中心距 50直径20孔，由于坐标镗床主轴有误差，加工的孔呈椭圆形，在投影仪上每圆取 3 个点测量中心距为 49. 986差为0. 014取关于两坐标轴对称的 4 个点测量中心距为50.

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