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工装 夹具 柴油机 机体 三面半精镗 组合 机床 总体 整体 设计 三图一卡 16 图纸 a0 优秀 优良

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毕业设计任务书 课题： 柴油机 机体三面半精镗组合机床总体及夹具设计 专 业 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 陈 少 卫 班 级 B 机制 052 学 号 0510110231 指 导 教 师 吴 进 专 业 系 主 任 发 放 日 期 2009 年 2 月 26 日 1 一、设计内容 设计一台加工 油机机体三面半精镗组合机床，具体进行总体设计和夹具 设计。主要内容有： 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) 夹具总装图， (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课题来源： 盐城市江动集团 2被加工零件： 油机机体 3工件材料： 度 240 4加工内容：左面半 精镗 2 右面半 精镗 后面半 精镗 倒角 面粗糙度均为 米。 5. 生产纲领： 大批大量。 6. 批量：本机床设计、制造一台。 2 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 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毕业设计说明书相关要求 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、毕业设计说明书要求： 按教务处毕业设计（论文）格式规范统一编排、打印，字数不少于 1 万字。 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）内容必须与毕业论文课题相关； 3）所选外文资料应是近 10 年的文章，并标明文章出处。 3 五、 毕业设计（论文）进度计划 起讫日期 工作内容 备 注 2月 26日 2 月 28 日 布置任务 3月 1日 3 月 14 日 调查研究，毕业实习 3月 15日 3 月 31 日 方案论证，总体设计 4月 1日 4 月 14 日 技术设计（部件设计） 4 月 14 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 13 日 6 月 15 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 4 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. 刘文剑夹具工程师手册 M哈尔滨：黑龙江科技出版社， 1987 9. 杨黎明机床夹具设计手册 M北京：国防工业出版社， 1996 七、其他 5 八、专业系审查意见 系主任： 年 月 日 九、机械工程学院意见 院长： 年 月 日 毕业实习报告 专 业 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 陈 少 卫 班 级 B 机 制 052 学 号 0510110231 指 导 教 师 吴 进 日 期 2009 年 3 月 25 日 1 1、 概述 毕业实习是学生在校结束了全部理论课程和实践教学环节以后所进行的一个大型综合 性实践教学环节。其目的在于对学生进行理论联系实际的全面的工程技术训练，并根据设计题目要求搜集必要的设计资料，解决本专业范围内的工程技术问题，培养学生综合应用所学理论和实践知识的能力，培养与工人相结合，与生产相结合，向实践学习、理论联系实际、科学严谨的工作作风。通过实习使学生学会如何进行技术调查研究、拟定设计方案、技术设计经济分析。通过毕业实习，收集相关的资料，为毕业设计做好准备。保证毕业设计的顺利完成。 2、 实习过程 我们进行了为期两周的毕业实习，此次实习公司是盐城市瑞通机电设备制造有限公司， 江苏江淮动力 股份有限公司 ，江苏盐城恒力液压件有限公司。 3、 实习内容 实习过程中，我们主要去了铸造车间，生产加工车间，装配车间等。在铸造车间里我们主要看了蜡模和砂型铸造；生产加工车间我们主要看了传动箱体的加工生产线：首先 ， 铣削了两个基准面，通过粗铣，然后精铣。在一基准面上钻两个销孔，为后面的定位做好准备，然后同样通过粗铣精铣两个步骤加工两端面，同样另外两侧面通过粗铣精铣两个步骤进行加工。用组合机床进行多孔的钻削加工，其中夹紧工具定位非常重要，各个面都有其自己的夹紧工具。 在装配车间里， 任何机器都是有一个又一个零件装配而来 ，在装配车间，这里大概有接近一百多人在进行零件的收集和装配，以及包装，再发送至储货厂，在这个车间，工人师傅首先将起所收集的零件进行飞类，一便于进行组装，确定装配方法，装配顺序，所需工具；再进行清洗零件，去除油污，锈蚀，涂油，确保机器组装以后，表面整洁美观。在产品装配完成以后，还要对零件各方面进行调试，检查运动件的灵活性，密封性等性能，再转箱入库。 4 、 分析 一 、 机械厂基本情况： 盐城市瑞通机电设备制造有限公司注册资本 1000 万元，资产总值为 资产 元，占地 81 亩，生产 经营用建筑面积达 14000 余平方米，拥有各类设备近 200 台套。具有铸造、锻造、扳金及各种机械加工等较为完备的水泵及机械产品的生产制造和检测手段，年产各类水泵数千台的能力。主要产品有 :100流泵； 250流泵； 28工泵 (苏排 )，38 圬工泵 (苏排 )； 吸泵； 美式自吸泵； 空泵；R）单级离心泵 ;工泵 ;不锈泵； （卧）式多级泵； 离心泵机组； 吸泵柴油机机组； 列离心泵； 列铣削动力头等 ,所有产 2 品均获得国家有关部门颁发的生产许可证，部分产品曾获得江苏省优秀新产品金牛奖，被评为江苏省优质产品。 150列混流泵于 1996 年通过了国家出口产品质量许可证检查验收，获得国家商检局颁发的出口产品质量许可证，并获国家农牧渔业部推广许可证。 此公司是一个集水泵设计、制造于一体的专业厂家，具有丰富的机械制造经验，工艺装备精良，工装模具及检测手段齐全，质量管理体系完善， 产品性能达国内先进水平。为国家重点工程配套、环保、工业、农业建设等作出了较大的贡献。得到了广大用户、设计院、产品配套单位的好评和信赖。生产的“小海”牌水泵在国内外享有较高的声誉，产品在国际市场上远销欧美、非洲、澳大利亚、中东、南美及东南亚地区。在国内市场遍及全国，最远到新疆和云南，在传统市场江苏、上海、浙江、山东、安徽等地区，产品的市场占有率一直占领导先地位。 江苏江淮动力股份有限公司逐步形成了具有自主版权和江动特色的节能单缸机、轻型多缸机、通用汽油机、小马力单缸机和拖拉机、发电机组（柴、汽油）等六大系列， 400 多个品种的优化产品结构，柴、汽油发动机都有代表品种通过美国 证。 “江动”产品以其严格的合乎国际规范的质量体系和成熟完善的服务保证体系，通过了 2000 版 际质量标准认证，在国内外市场享有很高的声誉，产品覆盖全国 30 个省、市和自治区，同时远销欧美亚非等 40 多个国家和地区。，公司年产销各类发动机及相关终端产品超百万台，出口创汇 8000 余万美元，连续十一年雄居全国同行第一。“江动”产品曾荣获国家质量金质奖，被确定为江苏省重点名牌产品、国家产品质量免检产品，“ 标为中国 驰名商标，“江动“牌发动机被评为“中国名牌产品”。 江苏盐城恒力液压件有限公司是专业从事液压管道附件生产的企业，创立于 2006 年，集设计、生产、销售为一体的规模型企业，拥有固定资产 400 万元，现在职工 80 人，其中技术人员 8 名，占地面积 5000 平方米，现在各类机械设备和检测设备 40 多台（套），能满足全系列液压管夹生产需要。 主要研发生产 4 大类 3000 种规格型号的的管夹产品，产品主要适用于冶金、石油、化工、电力、军工、消防、燃气等系统中。主要产品有塑料管夹、铝合金管夹、不锈钢 管夹、钢制管夹、 U 型管夹、单管夹、双管夹、三管夹、四管夹、单面管夹、大直径管夹、扁钢管夹、 管夹、组合式铝合金管夹等 。 二 、 机械厂 存在问题 ： 1 资金投入较为保守 2. 自主创新能力较为薄弱。 3 机械人才人才缺乏 3 三、机械制造业思考与建议 ： 1. 加强政策引导，建立对接平台。 2. 加大招商引资力度，提升综合竞争能力。 3. 推进自主创新，树立本地品牌。 4. 培育引进人才，构筑良好的人才支撑体系。 5、 实习感想 通过这一段时间的实习，我们学到很多课本上没有的知识，通过参观实习，我们也 亲身体会到，工人师傅们对待工作一丝不苟的精神，就如同我们应该对待学习一样，容不得半点虚的，特别是我们学工科，知识的掌握不允许有一点马虎，否则，后果不堪设想。 通过实习，我们对现代加工方法有了一定的认识，与传统的加工方法相比，提高了加工生产效率，大大减少了劳动力，减轻了劳动工人的作业强度。也让我们真正认识到科学技术是第一生产力的重要性。同时，我们也认识了机械方面的先进技术和高科技领域，使我们以后从事机械方面的发展有了新的认识。 本次实习，开阔了我们的视野，使我们的理论和实践结合在一起，也使我们对课本一 些比较模糊的概念、抽象的原理有了一个崭新的认识和理解。使我们对以往所学的知识有了更进一步的巩固，对以前没接触过的知识有了深刻地了解，让我们对所设计的课程的具体结构有了深入认识。同时，我们对工艺有了更深一不得了解，为我们以后从事工艺方面的工作打下了坚实的基础。 本次实习为我们毕业设计提供了一些新的思想和发展空间，同时也为我们以后的工作打下了良好的基础。 毕 业 设 计 说 明 书 柴油机机体三面半精镗 组合机床总体及 夹具 设计 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 陈 少 卫 班 级 B 机制 052 班 学 号 0510110231 指导教师 吴 进 完成日期 2009 年 6 月 6 日 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 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 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 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 of of of is of In to to of a to be in of be as as it to be at to is of in it of of of of , of of of of of 毕业设计 开题论证报告 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 陈 少 卫 班 级 B 机制 052 学 号 0510110231 指导教师 吴 进 完成日期 2009 年 3 月 31 日 1 课题名称： 柴油机机体三面半精镗组合机床 总体 及夹具设计 一、 课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述 1、 课题来源 课题来源于盐城市江动集团。 油机 是该集团大批量生产的产品之一 。 2、课题研究的主要内容 1、已知被加工零件 油机机体的材料和硬度，在本工序之前各主要表面、主要孔已加工完毕。本道工序主要半精镗 8 个孔以及部分孔孔口倒角，各孔的尺寸、位置精度与具体要求详见 油机机体的零件图。 2、在参与完成 油机机体三面半精镗组合机床的“三图一卡”基础上，独自完成夹具装配 图以及主要零件图（若干张）设计和绘制。在设计计算说明书中要对零件的加工工艺进行分析、机床设计技术分析等 。 3、国内外现状综述 发展应用各种机械自动化新技术（ 机床 ），将不断引入其他许多学科的新概念、新理论、新技术，将使机械制造业中原有的一些传统制造技术、产品和观念等不断更新和发展，这就要求有大量训练有素的工程技术人员、工人和管理人员。随着机械制造业由机械化向自动化发展，可以 预料，机械制造业将越来越密切地依赖知识，依靠科学。这种新的制造模式对工人、技术人员和管理人员在技艺、经验上的要求将逐渐降低，知识上的要求将迅速提高，工人和技术人员的界限将逐渐消失，工人必须具有较高层次的知识结构。某柴油机厂引进的一条造型自动线，全线由计算机系统中央控制。由于技术及管理上的原因，高度自动化的造型生产线废品率上升 2 3 个百分点，可见，抓紧人才培养是当务之急的大事，机械制造业的广大工程技术人员、工人、管理人员都需要学习和掌握各种自动化技术的新原理、新方法及其应用。只有有了充裕的人才资源，才能大面积 推广应用自动化技术，提高我国机械制造业的自动化水准。 我国机械制造业发展应用自动化技术，不但要起点高，瞄准世界先进水准，包括国际领域内已展露锋芒的某些新技术，而且必须包括各种灵活的低成本、见效快的自动化技术，坚持提高与普及相结合的方针，我国的机械自动化技术发展应用才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路。在我国完成无人化的工厂将恐怕不是机械制造业的主要发展模式，也不是机械自动化技术发展应用当务之急的事。这就是中国的机械自动化技术发展之路。 2 二、本课题拟解决的问题 本课题涉及 柴油机机体三面半精镗组合机床总体及夹具设计 ，需要解决的问题主要有：确定组合机床的总体设计方案； 如何配置机床的结构型式 ； 被加工零件工艺方案的设计 ； 作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整；如何降低机床的制造成本；如何解决机床各动力部件的控制；机床应能满足加工要求，保证加工精度。 机床夹具的设计 。 三、解决方案及预期效果 （一）解决方案： 针对 油机的特点，在确定加工工艺的基础上进行总体方案对比论证。设计组合机床“三图一卡”，其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图 、机床联系尺寸总图和编制生产率计算卡等。 组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集中工序原则设计的一种高效率专用机床。在进行设计组合机床时，首先应根据柴油机气缸体三个面上孔的位置精度、表面粗糙度及其它技术要求， 在分析被加工零件加工工艺资料的基础上，通盘考虑影响制定零件工艺方案、机床配置型式、结构方案等主要因素，选择合理的工艺方案和结构方案。经过分析比较，进一步确定被加工零件在组合机床上的加工方法、确定工序间加工余量、选择合适的切削用量和相应刀具结构、确定机床配置型式等等。 在夹具设计中，首先要 仔细阅读加工件的零件图和与之有关的部件装配图，了解零件的作用、结构特点和技术要求；其次，要认真研究加工件的工艺规程，充分了解本工序的加工内容和加工要求，了解本工序使用的机床和刀具，研究分析夹具设计任务书上所选用的定位基准和工序尺寸。 （二）预期效果： 根据设计方案和时间的安排设计，机床能达到运转平稳，结构简单，工作可靠，装卸方便，维修及调整便利的要求，加工精度能符合零件图要求 。 3 四、课题进度安排 3月 1日 3 月 14 日毕业实习阶段。 毕业实习，查阅资料，市场调查，到多个公司实践，撰写实习报告。 3月 15日 3 月 31 日论文开题阶段。 论文总体构思方案，填写开题报告。 4月 1日 5 月 14 日论文初稿阶段。 撰写毕业论文初稿。 5月 15日 5 月 31 日 中期工作阶段。 充实完善毕业论文，中期检查。 6月 1日 6 月 4 日毕业论文预答辩。 6 月 5 日 6 月 12 日论文定稿阶段。 论文修改、定稿，材料复查。 6 月 13 日 6 月 15 日论文评阅。 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。 五、指导教师意见 签 名 年 月 日 六、专业系意见 签名 年 月 日 七、学院意见 签名 年 月 日 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 目 录 1 前言 . 1 题内容 . 3 题来由 . 3 题背景 . 3 题要求 . 3 合机床国内外发展概述 . 3 课题主要解决的问题和总体设计思路 . 5 2组合机床总体设计 . 6 体方案论证 . 6 工对象工艺性的分析 . 6 床配置型式的选择 . 6 位基准的选择 . 7 台型式的选择 . 7 . 7 择切削用量 . 7 算切削力、切削扭矩及切削功率 . 10 . 14 择刀具结构 . 15 . 16 加工零件工序图 . 16 工示意图 . 16 床联系尺寸图 . 19 . 21 3 夹具设计 . 25 3 1 概述 . 25 床夹具在机械加工中的作用 . 25 床夹具的分类 . 26 床夹具的组成 . 26 具设计的基本要求和步骤 . 26 具设计的基本要求 . 26 具设计的步骤 . 27 位方案的确定 . 28 件的工艺性分析 . 28 位方案的论证 . 28 差分析 . 29 . 31 紧方案的确定 . 31 紧装置的确定 . 31 紧力的确定 . 32 具体的设计 . 34 4 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 2009 1 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 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 2 of of of is of In to to of a to be in of be as as it to be at to is of in it of of of of , of of of of of 城工学院本科生毕业设计说明书 2009 3 1 前言 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 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。 题来由 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 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 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。 题要求 本加工工序的内容是： 左面半 精镗 2 2 右面半 精镗 后面半 精镗 角 面粗糙度均为 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。 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（ 数字控制（ ，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 箱压缩机外支撑八工位回转工 作台组合机床，镗孔精度 表面粗糙度 节拍时间 26s（ 2件），采用交流伺服滑台， 轴带中孔冷却液通道，全封闭防护。 （ 2） 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） 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 80000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盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 5 20000r/高进给速度可达 20 60m/合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的 形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外，产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。 然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据；通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及 通信技术的应用将是今后的发展方向。 课题主要解决的问题和总体设计思路 课题由 2 人来进行设计，本人主要进行组合机床的总体设计及夹具设计。首先根据 定机床总体结构和配置型式，定位基准的选择及其滑台传动型式。其次根据加工精度，工作条件，技术要求等进行分析，按照经济的原则满足加工要求，合理地选择切削用量及其选择合适的刀具。然后根据 定夹具总体结构方案，确定定位方案及定位件的选择与设计，确定导向方案及导向件的选择与设计，以及夹 紧装置的设计 ,最后对夹具加工精度的分析。 柴油机机体三面半精镗组合机床总体及夹具设计 6 2 组 合机床总体设计 针对 在选定工艺方案并确定机床配置型式、结构方案基础上，进行方案图纸的设计。这些图纸 包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸总图和编制生产率计算卡。 体方案论证 工对象工艺性的分析 被 加工零件为 柴油机机体， 材料 硬度为 本工序之前各主要表面、主要孔已加工完毕。 本道工序： 半精 镗 8个孔以及部分孔孔口倒角 。具体加工内容及加工精度是： a) 左面半精镗 2 2 面粗糙度均为 b) 右面半精镗 面粗糙度均为 c) 后面半精镗 角 面粗糙度均为 a)机床应能满足加工要求，保证加工精度； b)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； c)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； d)机床各动力部件用电气控制。 床配置型式的选择 机床总体布局主要有如下配置型式： a) 多工位组合机床 多工位组合机床：主要用于中、小零件加工。生产占地面积大，但生产率高。这种方式若配合工作台的移动和精确定位，可以组成组合机床自动线，则自动化程度和生产率均很高。 b) 单工位组合机床 各种型式的单工位组合机床，通常可安装一个工件，特别适宜于大、中型箱体类零件的加工。根据配置动力部件的型式和数量，这类机床可分为单面、多面 及复合式。这种方式组成灵活，结构简单，由于单工位加工，其机动时间与辅助时间不能重合，因而生产率比多工位机床低。 机床的配置型式还可分为卧式和立式两种。卧式组合机床床身由滑座、侧底座及中间底座组合而成。其优点是加工和装配工艺性好，无漏油现象；同时，安装、调试与运输也都比较方便；而且，机床重心较低，有利于减小振动。其缺点是削弱盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 7 了床身的刚性，占地面积大。立式组合机床床身由滑座、立柱及立柱底座组成。其优点是占地面积小，自由度大，操作方便。其缺点是机床重心高，振动大。 在认真分析了被加工零件的结构特点及所选择的加工工 艺方案，又由组合机床的特点及适应性，确定设计的组合机床的配置型式为单工位卧式镗 孔 组合机床。 位基准的选择 被加工零件为 柴油机机体， 属箱体类零件，加工工序集中、精度要求高。 本机床为工件一次装夹，同时对 8 个孔进行加工，其定位基准选择为：机体的底面定位限制 3 个自由度，侧面定位限制 2 个自由度，端面定位限制 1 个自由度，这种定位方法的特点是： a)可以简便地消除工件的六个自由度，使工件获得可靠的定位； b)能够同时加工工件三个端面上的孔，既能高度集中工序，又有利于提高三端面孔的位置精 度； c)本定位基准有利于保证柴油机机体的加工精度，使机床的许多部件实现通用化，有利于缩短设计制造周期、降低成本。 在选择定位基准的同时，要有相应的夹紧位置。确定夹紧位置要考虑两个因素：一是保证零件夹压后的稳定；二是尽量减少和避免零件夹压后变形。针对 们采用了液压夹紧装置，夹紧位置为刚性较好的筋板上，即机体的上表面，以减少机体夹紧变形误差。 台型式的选择 本组合机床采用的是液压滑台。与机械滑台相比较，液压滑台具有如下优点：在相当大的范围内进给量可以无 级调速；可以获得较大的进给力；由于液压驱动，零件磨损小，使用寿命长；工艺上要求多次进给时，通过液压换向阀，很容易实现；过载保护简单可靠；由行程调速阀来控制滑台的快进转工进，转换精度高，工作可靠。但采用液压滑台也有其弊端，如：进给量由于载荷的变化和温度的影响而不够稳定；液压系统漏油影响工作环境，浪费能源；调整维修比较麻烦。 定切削用量及选择刀具 择切削用量 对于被加工孔，采用查表法选择切削用量，从文献 1低进给量的目的是为了减小轴向切削力。镗孔深度较大时， 由于冷却排屑条件都较差， 使 刀具寿命有所降低。降低切削速度主要是为了提高刀具寿命，并使加工较深孔时镗头的寿命与加工其他浅孔时镗头的寿命比较接近。 切削用量选择是否合理，对组合机床的加工精度、生产率、刀具耐用度、机床的布局形式及正常工作均有很大影响。组合机床多轴箱上所 有 的刀具共用一个进给柴油机机体三面半精镗组合机床总体及夹具设计 8 系统，通常为标准动力滑台。 在选择切削速度时，要求同一多轴箱上各刀具每分钟进给量必须相等并等于滑台的工进速度位为 mm/,因此，一般先按各刀具选择较合理的转速位为 r/每转进给量位为 mm/r），再根据其工作时间最长、负荷最重、刃磨较困难的所谓 “ 限制性刀具 ” 来确定并调整每转进给量和转速，通过 “ 试凑法 ” 来满足每分钟进给量相同的要求，即 2211（ 2 在选择了转速后就可以根据公式 1000（ 2 选择合理的切削速度。 A. 左面 半精镗切削用量的选择 a) 2#轴 半精 镗 文献 1 6得半精镗硬质合金选择 v=50 f r，又 d=选 n=258r/由 （ 2 得： v=58/1000=b) 2#轴 半精 镗 文献 1 6得半精镗硬质合金选择 v=50f r，又 d=选 n=258r/由 （ 2 得： v=58/1000=c) 半精 镗 18文献 1 6得半精镗硬质合金选择 v=50 f r，又 d=选 n=588r/由 （ 2 得： v=88/1000=d) 半精 镗 文献 1 6得半精镗硬质合金选择 v=50 f r，又 d=选 n=323r/由 （ 2 得： v=23/1000=e) 半精 镗 文献 1 6得半精镗硬质合金选择 v=50 f r，又 d=选 n=323r/由 （ 2 得： v=23/1000=f)进给量 f 的选择 由 m i n ,/3 2 3m i n ,/5 8 8m i n ,/2 5 85421 令 ,/ 则由 （ 2 得： m 2581111 f f / f / 令 ,/ 则由 （ 2 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 9 得： m 2 5 81212 f f / f / B. 右面半 精镗切削用量的选择 a). 3#轴半精镗 ，深 18文献 1 6得半精镗硬质合金选择 v=50 f r，又 d=选 n=110r/由 （ 2 得： v=10/1000=b). 3#轴半精镗 ，深 文献 1 6得半精镗硬质合金选择 v=50 f r，又 d=选 n=110r/由 （ 2 得： v=10/1000=c)进给量 f 的选择 由 103 令 则 ,/f ,/f C. 后面 半 精镗切削用量的选择 a)，深 12文献 1 6得半精镗硬质合金选择 v=50 f r，又 d=选 n=140r/由 （ 2 得： v=40/1000=b)，深 文献 1 6得半精镗硬质合金选择 v=50f r,又 d=选 n=140r/由 （ 2 得： v=40/1000=c)，深 37文献 1 6得半精镗硬质合金选择 v=50f r,又 d=选 n=140r/由 （ 2 得： v=40/1000=d)进给量 f 的选择 由 40 令 1 则 ,/ 011 f ,/ 022 f 柴油机机体三面半精镗组合机床总体及夹具设计 10 表 2镗削各个孔的进给量，工进速度及切削速度 孔径 切削用量 42.5 v (m/n (r/258 258 588 323 323 110 110 140 140 140 mm/r) f1(mm/2 22 28 28 28 mm/r) f2(mm/1 21 21 算切削力、切削扭矩及切削功率 根据文献 1 6公式 (2 p (2261200(2式中， 圆周 力（ N）； 轴向切削力 （ N） ； T 切削转矩（ ）； P 切削功率（ v 切削速度（ 1m ）； f 进给量（ 1； 切削深度（ D 加工（或钻头）直径（ 布氏硬度。 )(31 m a xm a x ，在本设计中， 24090得 由以上公式可得： 精镗孔 a). 1#、 2#轴 半精 镗 公式（ 2： 由公式（ 2： 公式（ 2： 城工学院本科生毕业设计说明书 2009 11 由公式（ 2：6