S195柴油机机体三面粗镗组合机床及夹具设计【全套含CAD图纸】
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无锡职业技术学院毕业设计说明书（论文）1 绪论组合机床是根据工件加工需要,以大量通用部件为基础,配以少量专用部件组成的一种高效的专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方法，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。组合机床的通用部件和标准件约占70-80%,这些部件是系列化的,可以进行成批生产.其余20-30%的专用部件是由被加工零件的形状,轮廓尺寸,工艺和工序来决定,如夹具,主轴箱,刀具和工具等. 组合机床是一种自动化或半自动化的机床.无论是机械电气或液压电气控制的都能实现自动循环.半自动化的组合机床,工人只要将工件装夹好,按一下按钮,机床即可自动进行加工,加工一个循环停止.自动化的组合机床,工人只要将工件放到料斗或上料架上,机床即可连续不断的进行工作.由于通用部件已标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用来组成自动生产线。组合机床一般用于加工箱体类或特殊形式的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削端面、切削平面、切削内外螺纹以及加工圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达0.05毫米1000毫米，表面粗糙度可低达2.50.63微米；镗孔精度可达IT76级，孔距精度可达O.03O.02微米。专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。30多年来，我国组合机床通用部件经历了一个从无到有、从点到面、从低到高的逐步发展的历史时期。进入90年代，组合机床行业加快发展，行业的整体实力和新产品的质量及水平有了显著的提高。目前的现状的是：a.组合机床制造技术由过去的以加工为主的单机及自动线想综合成套方向转化。b.组合机床的控制技术由传统的程序控制技术向数控、计算机管理与监控方向发展。c.组合机床的开发设计手段由过去的人工设计，转向计算机辅助设计。组合机床行业虽然取得了较大的进步与发展，但是，在制造技术高速发展的今天，由于基础薄弱，从整体上看，与国外先进水平、与国内用户的要求还存在着一定的差距，主要表现在：产品可靠性较差；可调可变性差；缺少必要的适应多品种加工的新品种；系列化、通用化、模块化程度低，致使制造周期过长，满足不了用户要求。80年代以来，国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性发展，实现了机床工作程序软件化，工序高度集中，高效短节拍和多种功能的自动监控。组合机床技术的发展趋势是：广泛应用数控技术；发展柔性技术；发展综合自动化技术；进一步提高工序集中程度。设计师们在开展任何一种产品的设计时，都要运用自己的思维，力求创新，使产品具有较高的竞争性。组合机床的设计思想是：以组合机床的特点和特性为设计思想；以用户为目标的设计思想；满足产品批量大、高效自动化要求的设计思想；组合机床应重视和加强技术配套工作；重视提高机床的刚性，确保机床的工作稳定可靠；从新型刀具、新材料的应用出发，提高切削用量，提高机床工作效率；不断提高组合机床的精度；缩短机床的制造周期。组合机床的设计分为四个阶段：工艺方案的分析制订；机床配置型式和结构方案的分析确定；组合机床总体设计；组合机床的部件设计。组合机床的设计，目前基本上有两种方式：其一，是根据具体加工对象的特征进行专门设计，这是当前最普遍的做法。其二，随着组合机床在我国机械行业的广泛使用，广大工人和技术人员总结出生产和使用组合机床的经验，发现组合机床不仅在其组成部件方面有共性，可设计成通用部件，而且一些行业在完成一定工艺范围内的组合机床是极其相似的，有可能设计为通用机床，这种机床称为“专能组合机床”。这种组合机床不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，而是设计成通用品种，组织成批生产，然后按被加工零件的具体需要，配以简单的夹具及刀具，即可组成加工一定对象的高效率设备。为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。本设计主要针对原有的S195机体左、右、后三个面上13个孔多工序加工、生产率低、位置精度误差大的问题而设计的，从而保证孔的位置精度、提高生产效率，降低工人劳动强度。夹具部分的设计，首先，在完成对组合机床的总体设计并绘制出“三图一卡”的基础上，绘制夹具设计的装配图；夹具设计是组合机床设计中的重要部分，夹具设计的合理与否，直接影响到被加工零件的加工精度等参数。首先确定工件的定位方式，然后进行误差分析，确定夹紧方式，夹紧力的计算，对夹具的主要零件进行结构设计。在夹具设计中，设计的主要思路是把原有的手动夹紧改为液压夹紧方式，这样设计主要优点是：液压油油压高、传动力大，在产生同样原始作用力的情况下，液压缸的结构尺寸比气压小了许多，液压油的不可压缩性可使夹具刚度高，工作平稳、可靠，液压传动噪声小，劳动条件比气压的好。解决了手动夹紧时夹紧力不一致、误差大、精度低、工人劳动强度大等缺点。 整个设计过程是艰辛的，在设计过程中必须考虑各方面的问题。由于所学的知识只是一些最基本的机械常识，因此，在设计过程中，还要查阅大量的相关资料，以补充自己的不足之处。首先，要有丰富的实践经验。整个设计，仅靠一些参考资料是远远不够的，这样设计出来的组合机床只是结构完美，外形美观，但实用性差，在实习期间与企业工程技术人员共同讨论，积累了一些宝贵的实践经验。其次，运用两年来所学的专业知识，针对现实中遇到的实际情况，做到举一反三。整个设计过程不仅涉及到以前所学的知识，还涉及到一些新的概念，这就要求我们一边温习以前的知识，一边还要学习新的知识，可以说，整个设计过程就是我们不断复习和学习的过程。第三，通过自身的努力，理论联系实际，从合理性、经济性、工艺性、实用性及对被加工零件的具体要求对现有机床进行研究和分析，找出可以进行改进的地方，通过反复推敲对比，拟订较为合理的三面镗孔组合机床的总体方案。在设计过程中，由于组合机床大部分是由标准零件构成，另外一些非标准件尽量适应工厂的生产条件，使加工和维修方便，大大减少了设计工作量。限于本人知识水平有限，又没有工作的实践经验，本设计中定存在不到之处，敬请老师同学批评指正，提出宝贵意见，以便及时纠正。2 组合机床总体设计组合机床加工刀具是借助于钻模板和钻模架，与通用机床及专用机床相比，它具有： 1、缩短设计制造周期；2、投资少、成本低、经济效果好；3、提高生产率。我国有一个柴油机厂做个这样一个分析，由于用组合机床加工，生产率比用万能机床提高了610倍。4、工作可靠，便于维持，自动化程度高。5、产品质量稳定，不要求技术高的操作工人。6、便于产品更新，改变加工对象时，通用部件可重复使用，只废掉专用部件。生产类型分析此次设计的三面粗镗组合机床，用于粗镗S195柴油机机体，属于大批量生产。所以在设计时应注意到尽量使加工简单，但又不影响加工质量。这是组合机床设计最重要的一步，工艺方案的制定正确与否，将确定机床能否达到重量轻、体积小、结构简单、使用方便、效率高、质量好的要求，为使工艺方案先进合理，我们认真分析了S195柴油机机体工序图，要求加工S195柴油机机体面加工，认真分析总结设计制造使用单位和操作者丰富的实践经验，基本确定机体在组合机床上能够完成的工艺内容及方法。2.1 总体方案论证本设计的加工对象为S195柴油机机体，材料是HT200,硬度170-220HBS。2.1.1 工艺方案的拟定A.本机床加工零件特点该加工零件为S195柴油机机体，材料HT200，其硬度为170220HBS。在本工序之前各主要表面、主要孔已加工完毕。B.本机床加工工序及加工精度被加工零件在本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。本机床加工零件的工序内容：钻、扩、镗左面、右面、后面的孔，由本设备“S195柴油机机体三面粗镗组合机床”完成，因此，本设备的主要功能是完成柴油机机体左、右、后三个面上13个孔的加工。具体加工内容是：右侧面：镗曲轴孔192、75，扩平衡轴孔250，钻凸轮轴孔34；左侧面：扩平衡轴孔250，凸轮轴孔45，钻起动轴孔36，调速轴孔24；后面：镗缸套孔115，108，107。位置公差为0.30mm。粗糙度为：镗孔，钻、扩。本次设计技术要求:a.机床应能满足加工要求，保证加工精度；b.机床运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整；c.机床尽可能用通用件（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，液压驱动。2.1.2 机床配置型式的选择机床的配置型式主要有卧式和立式两种。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。此外，S195柴油机机体的结构为卧式长方体，从装夹的角度来看，卧式平放比较方便，也减轻了工人的劳动强度。通过以上的比较，考虑到卧式床身振动小，装夹方便等优点，选用卧式组合机床。2.1.3 定位基准的选择组合机床是针对某种零件或零件某道工序设计的。正确选择定位基准，是确保加工精度的重要条件，同时也有利于实现最大限度的集中工序。从而收到减少机床台数的效果。A.定位基准的选择本机床加工为单工位加工，也就是一次安装下进行13个孔的的加工，其定位基准选择：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.能同时加工工件三个端面上的全部孔，即能高度集中工序，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。B.确定夹紧位置在选择定位基准的同时，要相应的决定夹压位置，本设计采用液压夹紧，夹紧部位为刚性较好的筋板上，即机体的上表面，目的为了减少机体夹紧变形误差，应注意的问题：a.保证零件夹压后的稳定；b.尽量减少和避免零件夹压后变形。2.1.4 滑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。本课题的加工对象是S195柴油机机体左、右、后三个面上的13个孔，位置精度和尺寸精度要求较高，因此采用液压滑台。由此，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，确定机床为卧式三面单工位液压传动组合机床，液压滑台实现工作进给运动，选用配套的动力箱驱动主轴箱镗、扩、钻孔主轴。2.2 确定切削用量及选择刀具2.2.1 选择切削用量对于13个被加工孔，采用查表法选择切削用量，从1P130表6-11、P131表6-13、P132表6-15中选取。由于钻孔的切削用量还与钻孔深度有关，随孔深的增加而逐渐递减，其递减值按1P131表6-12选取。降低进给量的目的是为了减小轴向切削力，以避免钻头折段。钻孔深度较大时，由于冷却排屑条件都较差，是刀具寿命有所降低。降低切削速度主要是为了提高刀具寿命，并使加工较深孔时钻头的寿命与加工其他浅孔时钻头的寿命比较接近。扩孔、镗孔安表正常选取。A.对右侧面上4个孔的切削用量的选择a.平衡轴孔12 250，通孔，l=17mm 由d4060，硬度大于170220HBS，选择v=1018m/min,f0.30.4mm/r,又d=50mm,取定v=15.7m/min,f=0.395mm/r,则由文献1公式: (2-1) 得:n=100015.7/50=100r/min b.曲轴孔3 192，通孔，l=20mm 由于硬度大于170220HBS，选择v=3550m/min,f0.41.5mm/r,又d=192mm,取定v=48m/min,f=0.51mm/r,则n=100048/192=80r/minc.凸轮轴孔6 34,通孔，l=26mm 由d2250，硬度大于170220HBS，选择v=1018m/min,f0.250.4mm/r,又d=34mm,取定v=13.5m/min,f=0.31mm/r,则n=100013.5/34=130r/minB.对左侧面上5个孔的切削用量的选择a.平衡轴孔12 250，通孔，l=18mm 由d4060，硬度大于170220HBS，选择v=1018m/min,f0.30.4mm/r,又d=50mm,取定v=14.1m/min,f=0.385mm/r,则n=100014.1/50=90r/minb.起动轴孔4 36，通孔，l=30mm 由d2250，硬度大于170220HBS，选择v=1018m/min,f0.250.4mm/r,又d=36mm,取定v=14.7m/min,f=0.27mm/r,则n=100014.7/36=130r/minc.调速轴孔5 24，通孔，l=34mm 由d2250，硬度大于170220HBS，选择v=1018m/min,f0.250.4mm/r,又d=24mm,取定v=10.5m/min,f=0.25mm/r,则n=100010.5/24=140r/mind.凸轮轴孔6 45，通孔，l=26mm 由d4060，硬度大于170220HBS，选择v=1018m/min,f0.30.4mm/r,又d=45mm,取定v=14.1m/min,f=0.35mm/r,则n=100014.1/45=100r/minC.对后面上的孔的切削用量的选择缸套孔7 115、108为阶梯孔、107孔，通孔，l=27.5mm，l=30mm,由于硬度大于170220HBS，选择v=3550m/min,f0.41.5mm/r,又取d=115mm,取定v=35m/min,f=0.65mm/r,则n=100035/115=97r/min(孔的编号见被加工零件工序图)2.2.2 计算切削力、切削扭矩及切削功率根据文献1表6-20中公式钻孔： (2-2) (2-3) (2-4)扩孔： (2-5) (2-6)镗孔： (2-7) (2-8) (2-9) (2-10)式中， F切削力（N）；T切削转矩（N）；P切削功率（Kw）；v切削速度（m/min）；f进给量（mm/r）；D加工（或钻头）直径（mm）；ap切削深度（mm）（ap=1.25mm）；HB布氏硬度，在本设计中， ，得HB=203。由以上公式(2-2,2-3,2-4,2-5,2-6,2-7,2-8,2-9,2-10)分别可得：右面 单根 3轴 Fz=1729.4N Fx=424.9N T=177582.0Nmm P=1.356Kw Fz=1729.4N Fx=424.9N T=64850.9Nmm P=0.532Kw12轴 F=201.0N T=6850.5Nmm P=0.070Kw6轴 F=8396.0N T=76808.1Nmm P=0.997Kw左面 单根 12轴 F=198.97N T=6711.4Nmm P=0.062Kw4轴 F=7959.8N T=76837.9Nmm P=1.026Kw5轴 F=4989.6N T=33531.1Nmm P=0.480Kw6轴 F=191.5N T=5746.24Nmm P=0.059Kw后面 单根 7轴 Fz=2674.4N Fx=497.5N T=119277.9Nmm P=1.529Kw Fz=2674.4N Fx=497.5N T=112017.5Nmm P=1.442Kw Fz=2674.4N Fx=497.5N T=110980.3Nmm P=1.425Kw(轴编号与孔编号相对应)总的切削功率：即求各面上所有轴的切削功率之和。右面 Pw=1.356+0.0702+0.997+0.532=3.025Kw左面 Pw=0.0622+1.026+0.480+0.059=1.689Kw后面 Pw=1.529+1.442+1.425=4.396Kw实际切削功率根据1，P=(1.52.5)Pw,因为是多轴加工，故取定: P右=1.53.025=4.538Kw P左=21.689=3.378Kw P后=1.54.396=6.594Kw2.2.3 选择刀具结构一台机床刀具选择是否合理，直接影响机床的加工精度、生产率及工作情况。根据S195柴油机机体的三面加工尺寸精度、表面粗糙度，切削的排除及生产率要求等因素。所以粗加工机体的缸套孔118H10、111H8、110H7,曲轴孔195H7、78H7的刀具采用硬质合金组成的镗刀；加工平衡轴孔M7，凸轮轴孔47H7的刀具采用高速钢锥柄扩孔钻，加工调速轴孔25V7,起动轴孔37H7，凸轮轴孔35H7的刀具采用高速钢标准锥柄长麻花钻。2.3 组合机床总体设计三图一卡2.3.1 被加工零件工序图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、夹压部位以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前加工余量、毛坯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文件。2.3.2 加工示意图零件加工的工艺方案要通过加工示意图反映出来。加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具、辅具的布置状况以及工件、夹具、刀具等机床各部件间的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等。A.刀具的选择刀具直径的选择应与加工部位尺寸、精度相适应。孔2-50、45分别选择刀具50、45的扩孔钻；孔24、36、34分别选择刀具24、36、34的麻花钻；孔192、75、115、108、107分别选择镗刀刀具截面为BB=1616、2020mm。B.导向结构的选择在组合机床加工孔时，除用刚性主轴的方案外，其尺寸和位置精度主要是靠刀具的导向装置来保证的。导向装置的作用是：保证刀具相对工件的正确位置；保证刀具相互间的正确位置；提高刀具系统的支承刚性。a.本课题中加工的13个孔中，钻、扩孔的导向部分直径较小，导向表面旋转线速度均小于20m/min,所以导向装置选用固定导套，且采用单导向。镗孔导向直径较大，旋转线速度较高（大于20m/min）,采用旋转导向（利于减轻磨损和持久保证精度），且采用双导向。b.导向参数的选择：导套直径、导向长度及导向套到工件端面距离，导向长度可按经验公式 L=(Z-3)d来确定。导向套端面至工件端面距离是为了排削方便，一般取11.5d 。对于加工调速轴孔24、凸轮轴孔34、起动轴孔36孔，选择的导套尺寸分别为：D=35mm，D1=46mm，D2=45mm，l=55mm， l1=65，配用的螺钉M8。D=45mm, D1=56mm，D2=55mm，l=65mm， l1=75，配用的螺钉M10。D=55mm, D1=71mm，D2=70mm，l=75mm， l1=85，配用的螺钉M10。对于加工平衡轴孔50，凸轮轴孔45选择的导套尺寸为：D=70mm，D1=90mm，D2=84mm， l=78mm，l1=94，配用的螺钉M10。D=62mm，D1=82mm，D2=76mm， l=78mm，l1=94，配用的螺钉M10。对于加工曲轴孔192、75，缸套孔115、108、107选择的导套分别为：内滚式导向结构，外滚式导向结构。具体见加工示意图。 C.确定主轴、尺寸、外伸尺寸在该课题中，主轴用于钻、扩、镗孔，选用滚珠轴承主轴及滚锥主轴。又因为浮动卡头与刀具刚性连接，所以这些主轴属于长主轴。故本课题中的主轴为滚珠、滚锥轴承长主轴。根据由选定的切削用量计算得到的切削转矩T，由文献1公式: (2-11)式中，d轴的直径（）；T轴所传递的转矩（Nm）； B系数，本课题中主轴为非刚性主轴，取B=6.2。由公式(2-11)可得：轴3 d=40.25轴12 d=17.84轴6 d=32.64轴12 d=17.75轴4 d=32.64轴5 d=26.53轴6 d=17.07轴7 d=36.44考虑到安装过程中轴的互换性、安装方便等因素， 3轴、7轴轴径取为60； 1、2轴，6轴和5轴轴径取为30mm；4轴，6轴轴径取为35mm。根据主轴类型及初定的主轴轴径，查1P44表3-6可得到主轴外伸尺寸及接杆莫氏圆锥号。主轴轴径d=60时，主轴外伸尺寸为：,L=135；接杆莫氏圆锥号为4。主轴轴径d=30时，主轴外伸尺寸为：,L=115；接杆莫氏圆锥号为3。主轴轴径d=35时，主轴外伸尺寸为：,L=115；接杆莫氏圆锥号为3。D.动力部件工作循环及行程的确定a.工作进给长度的确定工作进给长度，应等于加工部位长度L（多轴加工时按最长孔计算）与刀具切入长度和切出长度之和。切入长度一般为510，根据工件端面的误差情况确定。钻、扩、镗孔时切出长度按表3-7分别取为 1015mm 510mm 计算。式中，d为钻头直径。三面加工孔的工作进给长度为：右主轴箱:一工进Li=36+8+9=53,二工进Li=7,左主轴箱：Li=L1+L+L2=34+6+15=55,后主轴箱：一工进Li=30,Li=50，二工进Li=10b.快速进给长度的确定快速进给是指动力部件把刀具送到工作进给位置。初步选定三个主轴箱上刀具的快速进给长度分别为340，225和88及122mm。c.快速退回长度的确定快速退回长度等于快速进给和工作进给长度之和。由确定的快速进给和工作进给长度可知，三面快速退回长度分别为400mm，280， 300mm。d.动力部件总行程的确定动力部件的总行程为快退行程与前后备量之和。三面的前备量均取40，后备量分别取560mm，80， 290mm。则总行程分别为1000mm，400， 630mm .E.选择接杆、浮动卡头 在钻、扩、铰孔及倒角等加工孔时，通常都采用接杆（刚性接杆），因为主轴箱各主轴的外伸长度和刀具均为定植。为保证主轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置需采用轴向可调动的接杆来协调各轴轴向长度，以满足同时加工完成空的要求。同时镗拢加工时采用浮动卡头连接。2.3.3机床尺寸联系总图A.选择动力部件a.动力滑台型号的选择根据选定的切削用量计算得到的单根主轴的进给力，按文献1公式: (2-12)式中，各主轴所需的 向切削力，单位为N。则根据公式(2-12)可得：右主轴箱 左主轴箱 后主轴箱 实际上,为克服滑台移动引起的摩擦阻力，动力滑台的进给力应大于。又考虑到所需的最小进给速度、切削功率、行程、主轴箱轮廓尺寸等因素，为了保证工作的稳定性，由表5-1，左、右、后三面的液压滑台均选用1HY40IA，1HY40IIIA，1HY40IIA型。台面宽400mm，台面长800mm,行程长分别为400mm，1000mm，630mm。滑台及滑座总高360mm,滑座长分别为1240mm，1840mm，1470mm。允许最大进给力20000N，快速行程速度6.3m/min，工进速度12.5500mm/min。b.动力箱型号的选择由切削用量计算得到的各主轴的切削功率的总和，根据文献1公式: (2-13) 式中, 消耗于各主轴的切削功率的总和（Kw）； 多轴箱的传动效率,加工黑色金属时取0.80.9，加工有色金属时取0.70.8；主轴数多、传动复杂时取小值，反之取大值。本课题中，被加工零件材料为灰铸铁，属黑色金属，又主轴数量不多、传动不复杂，故取。右主轴箱：则据公式(2-13)得:左主轴箱：则据公式(2-13)得:后主轴箱：则据公式(2-13)得:根据液压滑台的配套要求，滑台额定功率应大于电机功率的原则，查文献1表5-38得出动力箱及电动机的型号:表2-1动力箱性能动力箱型号电动机型号电动机功率(Kw)电动机转速(r/min)输出轴转速(r/min)右主轴箱1TD40VY132M2-65.5960480左主轴箱1TD40VY132M2-65.5960480后主轴箱1TD40IIY132M-47.51440720c.配套通用部件的选择侧底座1CC401，其高度H=560，宽度B=600，长度：I型L=1350，II型L=1580mm，III型L=1950mm。B.确定机床装料高度H 装料高度是指机床上工件的定位基准面到地面的垂直距离。本课题中，工件最低孔位置，主轴箱最低主轴高度，所选滑台与滑座总高，侧底座高度，夹具底座高度，中间底座高度，综合以上因素，该组合机床装料高度取H=1000。C.确定主轴箱轮廓尺寸主要需确定的尺寸是主轴箱的宽度B和高度H及最低主轴高度。主轴箱宽度B、高度H的大小主要与被加工零件孔的分布位置有关，可按下式计算： 式中，b工件在宽度方向相距最远的两孔距离（）；最边缘主轴中心距箱外壁的距离（）；h工件在高度方向相距最远的两孔距离（）；最低主轴高度（）。其中，还与工件最低孔位置（）、机床装料高度（H=1000）、滑台滑座总高（）、侧底座高度（）、滑座与侧底座之间的调整垫高度（）等尺寸有关。对于卧式组合机床， h1要保证润滑油不致从主轴衬套处泄漏箱外，通常推荐，本组合机床按式计算，得： 。,取，则求出主轴箱轮廓尺寸： 根据上述计算值,按主轴箱轮廓尺寸系列标准，最后确定主轴箱轮廓尺寸为BH=630500。2.3.4 机床生产率计算卡单件工时3.674min/件A.理想生产率Q（件/h）理想生产率是指完成年生产纲领（包括备品及废品率）所要求的机床生产率。用文献 (2-14)计算，式中， A年生产纲领（件），本课题中A=50000件； 全年工时总数，本课题以两班16小时计，则。则据公式(2-14)得: B.实际生产率Q1（件/h）实际生产率是指所设计的机床每小时实际可生产的零件数量。即文献 (2-15) 式中，生产一个零件所需时间（min）。则据公式(2-15)得: C.机床负荷率机床负荷率为理想生产率与实际生产率之比。即文献 (2-16) 则据公式(2-16)得: 表2-2 生产率计算卡被加工零件图号-毛坯种类铸件名称柴油机机体毛坯重量材料HT200硬度170220HBS 工序名称左右后面钻扩镗孔工序号序号工步名称被加工零件数量加工直径(mm)加工长度(mm)工作行程(mm)切削速度(m/min)每分钟转速(r/min)进给量(mm/r)进给速度(mm/min) 工时(min)机加工时间辅助时间共计1装卸工件11.51.52右滑台快进34063000.054左滑台快进22563000.036后滑台快进8863000.014后滑台快进12263000.0193右多轴箱工进(镗孔3#)5348800.51401.3251.325右多轴箱工进(扩孔1、2#)5315.71000.395401.3251.325右多轴箱工进(钻孔6#)5313.51300.31401.3251.3254左多轴箱工进(扩孔1、2#)5514.1900.385351.5711.571左多轴箱工进(钻孔4#)5514.71300.27351.5711.571左多轴箱工进(钻孔5#)5510.51400.25351.5711.571左多轴箱工进(扩孔6#)5514.11000.35351.5711.571后多轴箱工进(镗孔7#)3035970.65630.4760.476备注后多轴箱工进(镗孔7#)5035970.65630.7940.7945右滑台快退40063000.0630.063左滑台快退28063000.0440.044后滑台快退30063000.0480.048装卸工件时间取决于操作者熟练程度,本机床计算时取1.5min总计3.674min单件工时3.674min机床生产率20件/h机床负荷率54.35%3 夹具设计3.1夹具设计的基本要求和步骤3.1.1夹具设计的基本要求A.保证工件的加工精度；保证工件的加工精度是夹具设计的最基本要求。其关键在于，正确地确定定位方案、夹紧方案和刀具导向方式，合理地设计夹具的尺寸、公差和技术要求，必要时应进行误差的分析和计算。B.能提高机械加工的劳动生产效率、降低工件的制造成本； 夹具设计的总体方案应与生产纲领相适应。在大批量生产时，应尽量采用各种快速、高效的结构、自动装置和先进的控制方法，以缩短辅助时间，提高生产率；在中心批量生产中，则要求在满足夹具功能的前提下，尽量使夹具结构简单，容易制造，以降低夹具的制造成本。C.结构简单，操作方便、安全和省力； 夹具的操作要尽量做到结构简单、方便、省力，尽可能采用气动、液压及其他机械化夹紧装置、以减轻工人的劳动强度。并可较好地控制夹紧力。夹具操作位置应符合操作工人的习惯，必要时应有安全保护装置，以确保使用安全。D.便于排屑 夹具的排屑是一个容易忽视的问题，如果排屑功能不好，切屑积集在夹具中，会破坏工件正确的定位；切屑带来的大量热量会引起夹具和工件的热变形，影响加工质量；切屑的的清扫又会增加辅助时间，降低生产率。切屑积集严重时，还会损伤刀具以致造成设备事故或工伤事故。因此，排屑问题在夹具设计时必须给予充分的注意，在设计高效组合机床夹具时尤为重要。E.有良好的结构工艺性 夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修，应尽可能选用标准元件和标准结构。 夹具设计是一种相互关联的工作，通常是在参阅有关资料的情况下，按加工要求构思出设计方案，绘制出图样，经修改后确定夹具的结构。3.1.2夹具设计的步骤A.设计前的准备a.分析产品零件工序图、毛坯图及装配图，分析零件的作用、形状、结构特点、材料及毛坯制造精度及技术要求；b.分析零件的加工工艺规程，工艺装备设计任务书，对任务书所提出的要求进行可行性研究；c.了解所用机床的规格、性能、精度以及与夹具连接部分结构的联系尺寸；d.了解所用刀具、量具结构、规格以及测量及对刀调整方法；e.了解零件的生产纲领、投产批量及生产组织等有关问题；收集有关设计资料。B.拟定夹具结构方案设计在分析各种原始资料的基础上，确定夹具的类型、定位设计、夹紧方式、导向方案 、连接方式、总体布局和夹具的结构形式。绘制方案设计图，进行工序精度分析，对动力夹紧装置进行夹紧力的计算。C.审核检查夹具的各项功能是否符合设计要求。D.总体设计根据所定方案绘制夹具装配图，应将夹具的工作原理、结构和各种元件的装配关系表达清楚。用双点画线绘制工件外形轮廓。合理选择材料，标注尺寸、公差和技术要求。E.夹具零件设计F.夹具的装配、调试和验证3.2定位方案的确定3.2.1零件的工艺性分析S195柴油机机体材料为HT200，其硬度为HB170220，在本工序之前柴油机气缸体的六个主要表面已加工完毕。本道工序右面：镗曲轴孔192、75，扩平衡轴孔250，钻凸轮轴孔34，位置度要求0.30mm；左面：扩平衡轴孔250，凸轮轴孔45，钻起动轴孔36，调速轴孔24，位置度要求0.30mm；后面：镗缸套孔115，108，107，位置度要求0.30mm，垂直度要求0.06mm。3.2.2定位方案的论证箱体零件的定位方案一般有两种，“一面两孔”和“三平面”定位方法。 A.“一面两孔”的定位方法 它的特点是：a.可以简便地消除工件的六个自由度，使工件获得稳定可靠定位。b.有同时加工零件五个表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度。c.“一面双孔”可作为零件从粗加工到精加工全部工序的定位基准，使零件整个工艺过程基准统一，从而减少由基准转换带来的累积误差，有利于保证零件的加工精度。同时，使机床各个工序（工位）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。d.易于实现自动化定位、夹紧，并有利于防止切削落于定位基面上。B.“三平面”定位方法 它的特点是：a.可以简便地消除工件的六个自由度，使工件获得稳定可靠定位。b.有同时加工零件两个表面的可能，能高度集中工序。被加工零件为S195柴油机机体属箱体类零件，本工序加工为三面同时加工，加工工序集中、精度要求高，故选用“三平面”定位方法，采用“三平面”定位方法，能够保证工件的加工孔位置精度要求，同时便于工件装夹，又有利于夹具的设计与制造。定位方案如图3-1所示：图3-1 夹具方案图该方案定位原理：选底面为定位基准面，用定位板与底面接触，缸尾用一圆柱定位销，右侧面使用平压板辅助夹紧及定位，上面使用压板液压夹紧。3.2.3误差分析由于一批零部件在夹具上定位时，各个工件所占据的位置不完全一样，加工后，各工体的加工尺寸必然大小不一，形成误差。用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件精度的因素很多，与夹具有关的因素如图3-2所示：图3-2 误差分析图A.分别计算加工端面尺寸326.950.15的误差和垂直度为0.06mm这两项误差。a.定位误差a) 基准不重合误差b) 基准位移误差在机械加工系统中无影响加工精度的其他因素，加工尺寸326.950.15的定位误差为0，即=0。垂直度0.06的定位误差=0。b.对刀误差因为刀具相对于对刀或导向元件的位置不精确而造成的加工误差。c.夹具的安装误差，因为夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差。本组合机床的夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差。d.夹具误差因为夹具上的定位元件，对刀元件或导向元件及安装基面三者间（包括导向件和导向元件之间）的位置不精确而造成的加工误差，它的大小取决与夹具零件的加工精度和夹具装配时的调整与修配精度。e.加工方法误差因为机床精度，刀具精度，刀具与机床的位置精度，工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，所以根据经验为它留出工件公差的1/3，计算可得： =/3 (3-1)加工尺寸326.950.15的加工方法误差为=0.1/3=0.03mm，而垂直度为0.06的加工误差为0。f.保证加工精度的条件工件在夹具中加工时，总加工的误差为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立的随机变量，应用概率法叠加，因此保证工件加工精度的条是： =即工件的总加工误差应不大于工件的加工尺寸误差，为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因为磨损而过早的报废，在分析计算工件加工精度时，需保留出一定的精度储备量J，因此上式改写为：将上述计算的加工精度值列为表3-1。表3-1 误差分析表误差计算 加工要求误差名称326.95垂直度为0.06mm000.0420.00500 0.010.02 0.0330 0.0570.021 J0.0430.079由上表可知，该夹具能满足各项精度要求，且具备一定的精度储备。B.分别计算加工尺寸：5220.25和位置度为0.300mm的误差a.定位误差：加工尺寸5220.25的定位误差=0；位置度0.300mm的定位误差0.100mm =0.100mmb.对刀误差：加工尺寸5220.25和加工尺寸326.950.15的对刀误差一样，=0.042mm；位置度0.300mm的对刀误差=0.042mmc.夹具安装误差=0d.夹具误差：影响5220.25的夹具误差为底面对侧面的误差=0.060mm；影响位置度0.300mm的夹具误差为0.1mme.加工方法误差：加工尺寸=0.033；位置度0.300mm的=0.047将上述数据列为表3-2。误差加工 加工要求误差系数加工尺寸5220.25位置度0.300mm 00.1mm0.0420.042mm000.140.06mm0.0330.047mm0.0970.132mmJ0.0030.008mm表3-2 误差分析表由上表可知，该夹具能满足工件的各项精度要求，且具备一定的精度储备。分析位置度为0.400mm的加工误差，因为为mm已经满足加工精度要求，因此该位置度为0.400mm一定能满足加工精度要求。3.2.4导向装置导向装置的作用在于保证刀具对于工件的正确位置；保证各刀具相互间的正确位置和提高刀具系统的支承刚性。固定式导套有三个元件组成：压套螺钉，可换导套和中间套。导套的主要参数包括：导套的直径和公差配合，导套的长度，导套至工件端面的距离。导套的配合间隙对于孔的位置精度有很大的影响，为了提高位置精度，应适当提高导套的制造精度和选用较紧的配合。S195柴油机三面粗镗组合机床的导套数量很多，在检验机床的总装精度时，不是逐次的全部检查每个部位上主轴与导套间的不同轴度，而是适当地选取两个孔位距离较远的导套作为检查部位，因此在设计时应注意相应位置的部位选用导套，使中间套的长度与其孔位之比L/D3，以便使该孔可靠的插入检验棒，作为机床总装时检查主轴与导套间的不同轴度时使用。S195柴油机三面粗镗孔组合机床要求位置精度相对较高，通常可达mm，而且应使导套尽量接近加工表面，力求选用较高的精度和较紧的配合，一般采用长导套。在夹具上安装导向装置，装配技术要求包括：导向孔中心至工件定位基面的距离允差，各导向装置相应的导向孔的不同轴度允差，各导向装置上相应的导向孔的中心连线对工件定位基面的不平行度允差以及各导向孔中心连线对夹具定位的位置精度。S195柴油机机体的三面粗镗组合机床的刀具导向装置设计在镗模板上的，由于是大批生产，所以采用可换式导套，是刀具在导套内工作。导套的配合间隙对于孔的位置精度有较大的影响。为了提高加工的精度，应选择较紧的配合。导套结构如图3-3所示：图3-3 导套结构图3.3夹紧方案的确定3.3.1夹紧装置的确定A.夹紧装置的组成本设计中夹紧装置采用机械夹紧装置，由力源装置、中间传力机构、夹紧元件三部分组成。其组成部分的相互关系，如图3-4的方框图所示：机动夹紧装置 力源装置中间传力机构夹紧元件工件图 3-4 夹紧装置组成的方框图B.夹紧装置设计的基本要求a.紧过程中，不改变工件定位后占据的正确位置。b.紧力的大小要可靠和适当，既要保证工件在整个加工过程中位置稳定不变，振动小，又要使工件不产生于过大的夹紧变形。c.夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产纲领想适应，在保证生产率的前提下，其结构要力求简单，以便于制造和维修。d.紧装置的操作应当方便、安全、省力。C.夹紧装置的选择通常应用的机械夹紧装置有气压装置和液压装置两种，各有其优越性，要根据实际情况来选择用哪种装置。a.气压装置气压装置以压缩空气为力源，应用比较广泛，与液压相比有以下优点：a) 动作迅速，反应快。气压为0.5MPa时，气缸活塞速度为110m/s，夹具每小时可连续松夹上千次。b) 工作压力低（一般为0.40.6MPa）。传动结构简单，对装置所用材料及制造精度要求不高，制造成本低。c) 空气粘度小，在管路中的损失较少，便于集中供应和远距离输送，易于集中操纵或程序控制等。d) 空气可就地取材，容易保持清洁，管路不易堵塞，也不会污染环境，具有维护简单，使用安全、可靠、方便等特点。主要缺点是空气压缩性大，夹具的刚度和稳定性较差；在产生相同原始作用的条件下，因工作压力低，其动力装置的结构尺寸大。此外，还有较大的排气噪声。b.液压装置液压装置的特点是：a) 液压油油压高、传动力大，在产生同样原始作用力的情况下，液压缸的结构尺寸比气压小了许多。b) 液压油的不可压缩性可使夹具刚度高，工作平稳、可靠。c) 压传动噪声小，劳动条件比气压的好。但是，油压高容易漏油，要求液压元件的材质和制造精度高，故夹具成本高。 通过对以上两种机械夹紧装置优缺点的比较，结合加工工件的精度要求、工人的劳动强度和环境要求、企业的实际情况，本设计中夹紧装置采用液压夹紧装置。3.3.2夹紧力的确定A.夹紧力确定的基本原则a.夹紧力的方向a) 夹紧力的方向应有助于定位稳定，且主夹紧力应朝向主要定位基面。b) 夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。c) 夹紧力的方向应是工件刚度较高的方向。b.夹紧力的作用点夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。a) 夹紧力的作用点应选在工件刚度较高的部位。b) 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。B.夹紧方案根据以上要求及原则，工件属于箱体类零件，夹紧力的方向应垂直于最重要的定位基面底面，并将工件压向该面，而不宜与其他方面进行夹紧。由于工件为薄壁件，易受力变形，故采用多点同时压向工件，均匀分布压紧力，起到减少受力变形的效果。夹紧力为液压缸驱动。用推杆将压力传递致压板，然后由压板将压力分散到工件压紧表面，从而将工件压紧。C.夹紧力的预算根据工件所受切削力、夹紧力的作用情况，找出加工过程中对夹紧最不利的状态，来确定夹紧力。根据文献3查得切削力Q的计算公式如下： (3-2)式中 安全系数；切削力；定位销上允许承受的一部分切削力，通常可按挤压强度确定：；许用挤压应力，取定位销和工件中较小者；压板和工件表面间的摩擦系数；工件和定位支承块间的摩擦系数；定位销的直径；定位销的接触长度。根据文献3查得安全系数按下式计算 (3-3)式中，为各种因素的安全系数，查文献3表3-1和表3-2：考虑工件材料及加工余量均匀性的基本安全系数，取；：加工性质，取；：刀具钝化程度，取；：切削特点，取；：夹紧力的稳定性，取；：夹紧时的位置 ，取；：仅有力矩使工件回转时工件与支承面的接触情况，取。 查文献3表3-34摩擦系数，均为 根据1.3.3节切削力的计算结果，取 3.3.3 油缸的选择油缸的系统工作压力大小选择要根据活塞作用力的大小和设备类型确定,可参考3P806表3.6-6和表3.6-7（机床夹具设计手册），则气缸直径：D= (3-4)式中：p油缸系统工作压力（MPa）P活塞最大作用力（N）D气缸直径（mm）根据夹紧力计算公式得P=23520.8N,按3P806表3.6-7（机床夹具设计手册）查得p=5MPa代入公式(3-4)得：D=77.5mm本设计所用油缸采用通用件。根据文献3查表1-5-20，选用油缸直径为90mm，油缸的型号为T5019I。3.4夹具体的设计夹具上的各种装置通过夹具体连接成一个总体。因此，夹具体的形状及尺寸取决于夹具上各种装置及夹具与机床的连接。夹具体设计的基本要求：A.有适当的精度和尺寸稳定性。B.有足够的强度和刚度。C.结构工艺性好。D.排屑方便。E.在机床上安装稳定可靠。本设计方案中的夹具体材料为HT200，基本尺寸：10001116380mm，底设计排屑装置，具体见夹具装配图CJTTJ195-03。机床夹具发展趋势夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 一、高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度对夹具的制造精度要求更高高精度夹具的定位孔距精度高达5m，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler（戴美乐）公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内；夹具重复安装的定位精度高达5m；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 二、高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用12秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens（杰金斯）公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，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，提高生产效率的作用。 三、模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、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的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。 四、通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、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。德国戴美乐公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。 4结论本次设计的S195三面粗镗组合机床采用三面孔同时工作的方式，在流水线上同时完成三个面的镗孔工作，提高了加工精度以及保证了相应的位置精度，同时也大大提高了生产效率，降低了劳动强度，从而降低了零件的生产成本。本次设计主要针对原有的S195柴油机机体左、右、后三个面上13个孔多工序加工、生产率低、位置精度误差大的问题而设计的，从而保证孔的位置精度、提高生产效率，降低工人劳动强度。夹具部分的设计，首先，在完成对组合机床的总体设计并绘制出“三图一卡”的基础上，绘制夹具设计的装配图；夹具设计是组合机床设计中的重要部分，夹具设计的合理与否，直接影响到被加工零件的加工精度等参数。首先确定工件的定位方式，然后进行误差分析，确定夹紧方式，夹紧力的计算，对夹具的主要零件进行结构设计。在夹具设计中，设计的主要思路是把原有的手动夹紧改为液压夹紧方式，这样设计主要优点是：液压油油压高、传动力大，在产生同样原始作用力的情况下，液压缸的结构尺寸比气压小了许多，液压油的不可压缩性可使夹具刚度高，工作平稳、可靠，液压传动噪声小，劳动条件比气压的好。解决了手动夹紧时夹紧力不一致、误差大、精度低、工人劳动强度大等缺点。本次设计中的夹具设计：采用的是专用夹具，以六点定位原则定位(本设计中采用三面定位)，夹具的夹紧采用可靠的液压夹紧装置，适合大批量零件的生产，提高了加工精度和生产效率。致 谢本设计是S195柴油机机体三面粗镗组合机床的设计，我主要负责的是机床的总体及夹具部分的设计。夹具的设计就是使被加工工件的定位准确、可靠、满足工艺精度要求，提高工作效率。经过努力，已经较好的完成了这次毕业课程设计。 设计初，我们在指导老师黄如林黄老师的带领下，进行为期一周毕业设计毕业实习，收集相关的设计资料。完成毕业实习后，对所收集的相关资料进行加工整理，初步讨论、拟定设计总体方案。随即将拟定的方案一步步的转化为实际成果，即绘制好该方案的图纸，并参考各方面的资料，不断的修正完善该设计方案。最后，完成该方案的设计说明书。为期近两个月的毕业设计已经结束，回顾整个过程，我个人觉得收益匪浅。毕业设计是检查我们学生综合设计能力的一个重要环节，是对学生独立设计能力的一次考验，使理论与实践更加接近，找出了在我毕业设计中的不足和能力欠缺之处，加深了我对理论知识的理解，强化了毕业设计中的感性认识，提高了独立设计能力。深入了解了机械产品生产的全过程以及新技术、新设备在机械制造业中的应用，了解生产的组织管理、企业改革的情况。深入实际，体会到了理论联系实际的必要性，同时认识到学校学过的许多知识与解决实际生产问题还有很大的差距，而缩短差距的方法只有到实践中去。利用一切方法和手段了解本课题所涉及的研究、生产、销售、使用等方面的实际情况以及有关的数据、图表、文献资料。向生产实践学习，了解与课题有关的生产线、设备、工艺等实际知识。总的说来，这次毕业设计，使我在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的锻炼。同时提高了我创新设计能力，锻炼了我认真工作的作风，为即将走上工作岗位打下了良好的基础。在这次毕业设计期间,得到了指导老师的悉心指导，以及同组同学的帮助，在此深表谢意！参 考 文 献1 谢家赢组合机床设计简明手册M北京：机械工业出版社，1994.2 大连组合机床研究所所编M组合机床设计北京：机械工业出版社，1975.3 杨黎明机床夹具设计手册M北京：国防工业出版社，1996.4 薛源顺机床夹具设计M北京：机械工业出版社，2000.5 大连组合机床研究所编M组合机床设计参考图册北京：机械工业出版社，1975.6 艾兴金属切削用量手册M北京：机械工业出版社，1996.7 李益民机械制造工艺设计简明手册M北京：机械工业出版社，1995.8 杨培元液压系统设计手册M北京：机械工业出版社，1995.9 孟宪椅等机床夹具图册M北京：机械工业出版社，1991.10 陈秀宁、施高义机械设计课程设计M浙江：浙江大学出版社，2002.11 王宗荣工程图学M北京：机械工业出版社，2001.12 甘永立几何量公差与检测M上海：上海科学技术出版社，2001. 附录序号图名图号图幅1.2.3.4.5. 6.7.被加工零件工序图 CJTTJ195-00-01 A0加工示意图 CJTTJ195-00-02 A0机床尺寸联系总图 CJTTJ195-00-03 A0夹具装配图 CJTTJ195-04-04 A0 夹具体 CJTTJ195-04-03 A1压紧板 CJTTJ195-04-13 A3后镗模板 CJTTJ195-04-29 A3英语翻译Electromechanical Technology and Applied Research Mechatronics Technology Development Electromechanical integration of machinery is microelectronics, control, computer, information processing and other cross-disciplinary integration. Its development and progress depend on the progress and development of relevant technologies. The main development direction is digital, intelligent, modular network, humanized, miniaturization, integration, Sources and green belt Digital Microcontroller and its development laid the basis for a number of mechanical and electrical products , such as the continued development of CNC machine tools and robots ; And the rapid growth of computer networks, paving the way for digital design and manufacturing, such as virtual design, computer integrated manufacturing, etc. Digital asking integration software products with high reliability, easy operation and maintainability. Self-diagnostic capabilities, and friendly man-machine interface. Digital will facilitate the realization of long-distance operation, diagnosis and repair. Intelligent Mechanical and electronic products that require a certain degree of wisdom, it is similar to the logic and reasoning judgment, decision-making ability. For example, an increase in human-function CNC machine tool, and installed the smart / intelligent interface technology database will give use, operation and maintenance of great convenience. With fuzzy control, neural network, gray theory, wavelet theory, chaos and artificial intelligence technology, such as the progress and development of bifurcation, Electrical integration technology has opened up a vast world. Modular Because of the mechanical and electrical products and the integration of many manufacturers, research and develope the standard mechanical interface, dynamic interface, environment interface modules integrated product is a complex and promising work. For example research with the slowdown, and Frequency Control of the power motor drive unit;wiht vision, image processing, identification of the function and location of the integrated motor control modules and so on. Thus, in product development, design, modular units can use these standards to develop new products quickly. Network Due to the popularity of the network, the network-based remote control and monitoring technology is ascendant. And the remote control terminal equipment itself is the integration of mechanical and electrical products. Fieldbus network appliances and LAN technology as possible, use of the family into a computer network linking all kinds of household electrical appliances, computer integrated appliances for the system, so that people at home can fully enjoy all the benefits of high technology, it mechatronics products undoubtedly should develop in the direction of the network. Humanity Electromechanical integration of the end-use product is people, how to give people the wisdom to the Electrical and Mechanical Products. emotion and humanity are more important, in addition to improving the performance of mechanical and electrical integration products, but also in color requirements, Modeling should mark with the environment, the use of these products in order to give people pleasure. If the ultimate goal of the domestic robot is the integration of the crew. Miniature Precise micro-processing technology is a natural development, but also the need to improve efficiency. MEMS (Micro Electronic Mechanical Systems. MEMS) refers to mass production, including micro, micro sensors, micro actuators and signal processing and control circuit until the interface, communication and power equivalent to the micro devices or systems integration.Since 1986 the United States has developed a Stanford University Medical microprobe. University of California, Berkeley, who in 1988 developed a micro-motor, at home and abroad in MEMS technology, materials and microscopic mechanism has made significant progress. developed a variety of MEMS devices and systems, including a variety of micro-sensors (pressure sensors, micro-accelerometer. Micro tactile sensor), micro components (micro-film, micro-beams microprobes, Micro-link, micro-gear, micro-bearing, micro-pump microcoil and micro-robots). Integrated Integration includes the mutual penetration of various technical, integration and optimization of various products with different structural composites. Also included in the production process also handle processing, assembly, inspection, management and other processes. To achieve more variety in the production of automation and high efficiency, the system has a more extensive flexible. First, the system can be divided into several levels, system functions, which enable the safe operation of the parts. then through the soft, organic link between the hardware at all levels, so that optimal performance, the strongest. With the source of Mechatronics refers to products with their own energy, such as solar cells, fuel cells and large-capacity battery. As on many occasions not to use electricity, thus the integration of mechanical and electrical products for the campaign. bring their own power sources with unique benefits. Electromechanical integration with source is the product development directions. Green The development of science and technology brought great changes to peoples life, rich in material resources but also caused reduced consequences of the deterioration of the ecological environment. Thus, we call for the protection of the environment, return to nature, so as to achieve sustainable development, the concept of green products such voices emerged. Green products are low energy consumption, lower consumption of materials, clean, comfortable, coordination and utilization of renewable products. In its design, manufacture, use and destruction of human health and environmental protection should be consistent with the requirements Green mechatronics products in its main use is not pollute the ecological environment, the end-of-life products, use biodegradable and renewable products. 2 electromechanical integration, the application of technology in the iron and steel enterprises In steel, electrical machinery at the core microprocessor based systems integration, computer, industrial computer, data communications, display devices. Instruments combine organic techniques used assembled the merger, for the realization of comprehensive systems integration projects to create favorable conditions to enhance the control precision, quality and reliability. Electromechanical Technology in the following areas are mainly used in steel enterprises Intelligent Control (IC) As the iron and steel industry with large, high-speed and continuous feature traditional control technologies have encountered insurmountable difficulties, it is essential to adopt intelligent control technology. Intelligent control technologies, including expert system, neural network and fuzzy control. intelligent control technology is widely used in steel product design, production, control, diagnostic equipment and product quality and other aspects. If BF control system, furnace and continuous casting shop, rolling system, rolling steel - - Casting integrated scheduling system. Cold Rolling other. Distributed Control System (DCS) Distributed control system uses a central computer command and control of a number of Taiwan-oriented site monitoring and intelligent computer control unit. Distributed control systems can be two, three or more levels. Using computers to concentrate on monitoring of the production process, operation, management and decentralized control. Along with monitoring technology, more and more functions of the distributed control system. Not only can control the production process, but also to achieve optimal online, real-time scheduling process. Statistics production planning management functions, as a test, control, integrated systems management integration. DCS control function has diversified characteristics, easy to operate, the system can be expanded, easy maintenance and high reliability characteristics. DCS is scattered centralized control and monitoring, fault affecting small and the system has a chain of protective functions, Failure to adopt the system operated by manual control measures, the system has high reliability. Distributed control system and centralized control system, enhanced functionality and higher safety. Electrical systems integration is a major trend. Open Control System (OCS) Open Control System (Open Control System) is the development of computer technology raises new The structure concept. . Open means a standard for the exchange of information in order consensus and support, according to the standard design system products of different manufacturers can achieve compatibility and exchange, and sharing of resources. Open communications network control system through various industrial control equipment, computer Internet management to achieve control and management, management, decision-making integration, through fieldbus instrumentation and control room control equipment to enable Internet site. measuring and control. Computer Integrated Manufacturing System (CIMS)CIMS is to the people of steel production, process control and production management integration. from raw materials to factories, production, processing and delivering products to the entire production process and the overall integration process control. At present, the iron and steel enterprises have basically achieved the process automation However, such isolated islands of automation lack of computer automation of the production process and the sharing of information resources management. difficult to adapt to the demands of modern steel production. Steel is the focus of competition in the future for many types of enterprises, small batch production of high-quality, low-cost, timely delivery of goods. To improve productivity, saving energy, and reduce existing stocks, accelerated cash flow, production, operations, Optimizing the overall management, the key is to strengthen the management of the economic benefits to be obtained to enhance the competitiveness of enterprises. The United States, Japan and some other major iron and steel enterprises in the 1980s of the 20th century, has been widely CIMS technology. Fieldbus Technology (FBT) Fieldbus Technology (Fied Bus Technology) was set up in connection with the meters installed in the scene between the control room control equipment, digital, two-way, multi-point communications links. Fieldbus technology to replace the existing signal transmission technologies (such as 4-20 mA. DC DC transmission), will enable more information and a higher level of intelligent field instruments and control systems installed in common two-way transmission of the communication media. Fieldbus connection can be avoided by 66% or more of the signal and connecting wire. Fieldbus DCS lead changes and the introduction of a new generation of open around the fieldbus instrumentation and automation systems. If intelligent transmitter, intelligent actuator, fieldbus detection instruments, Fieldbus technology PLC (Programmable Logic Controller) and the scene the development of local control stations. AC drive technology Transmission technology in the steel industry played a crucial role. With the development of power electronics and microelectronics technologies, AC variable speed are developing very rapidly. Due to the superiority of AC, electric drive technology in the near future replaced by AC DC drive. Digital technology development, complex vector control technologies to achieve practical, Speed AC Drive System DC conve
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