气缸盖零件工艺规程及工艺装备设计毕业设计

兰州工业学院毕业论文PAGE407-《气缸盖零件工艺规程及工艺装备设计》摘要机床总体设计三图一卡；①“被加工零件工序图”它是组合机床的设计的主要依据，它是制造使用、检修和调整机床的重要技术条件；②绘制加工示意图，它是刀具夹具、多轴箱、液压电气装置设计及通用部件选择主要原始资料，它是调整机床、刀具及试车依据。③绘制联系和运动关系及检验机床各部件相对于位置及联系是否满足加工要求，通用部件的选择是否合适，并为进一步开展主轴箱③夹具等专用部件，零件的设计提供依据。④相对生产率计算卡，它用来反映机床的加工过程，完成这一动作所需要的时间，切削用量，机床生产率及机床负荷率。组合机床主轴箱设计，按专用要求进行设计，由通用零件组成，其主要作用是根据被加工零件的要求，安排各主轴位置并将动力和运动由电机或动力部件传给各主轴，使之得到要求的转速，机床主轴箱选用400×400，用中间传动轴带动主轴传动。夹具设计在前述定位基准面选择的前提下，用宽头移动式压板夹紧机构，夹紧力经过验算可以保证。以上设计内容是本设计要求独立完成的部分，设计顺序按设计任务速度，计划表工作量完成0号图5张，设计说明书一份。关键词：工序规程；工艺装备；专用夹具；组合机床AbstractGeometricMachineDesign3Figure1Card①“processmappartstobemachined,”Itisthecombinationofthemainbasisfordesignofmachinetools,whichistocreatetheuse,maintenanceandadjustmentofthemachineprocessingoftheimportanttechnicalcondition②schematicdrawing,whichistheToolfixture,multi-axle,hydraulicdesignofelectricalinstallationsandgeneralcomponentschoiceisprimarilyrawdata,itistoadjustmachinetools,cuttingtools,andtestbasis.③drawingcontactandtherelationshipbetweenexerciseandtestthecomponentsrelativetothemachinelocationandlinkedtowhethertheymeettheprocessingrequirements,commoncomponentsoftherighttochoosewhether,andtofurtherspindleboxes,fixturesandotherspecialparts,sparepartsprocidethebasisforthedesign.④relaticeproducticitycalculationscard,whichisusedtoreflecttheprocessingofmachinetoolstocompletethetimerequiredforperformingthisexercise,cuttingparameters,machineproducticityandmachineloadingrate.Combinationmachinetoolspindleboxdesign,thedesignaccordingtospecificrequirements,fromgeneral-purposecomponents,whosemainroleistobeprocessdepartsaccordingtorequirements,schedulesandlocationofthespindlepowerandmovementfromthemotorordrivecomponentspassthespindle,soastoberequirementsofspeed,machinetoolspindleboxchoose400×400,withthemiddledriceshaftdricenspindledrive.Fixturedesignchoicesintheaforementionedpositioningdatumpremise,withtheswingleverplatenclampingstructure,clampingforceexperiencedoperatorcanguaraneethat.Thecontentoftheabovedesignisthedesignrequirementsofanindependentpartofthecompletionofthedesignspeedbytheorderofdesigntasks,planstocompletetheworkloadinTable0#Figure5,thedesignspecificationsofone.Keywords:processprocedures;technologyandequipment;specialfixtures;combinationmachine目录摘要------------------------------------2ABSTRACR----------------------------------31、绪论-----------------------------------72、工艺规程设计-------------------------------92.1零件的分析-------------------------------92.1.1零件的作用-----------------------------92.1.2技术要求------------------------------92.1.3零件的结构和工艺分析…------------------------92.1.4工艺规程设计----------------------------112.2确定切削用量及时间定额--------------------------142.2.1选择切削用量----------------------------142.2.2选择刀具结构----------------------------263、夹具设计--------------------------------273.1夹具设计的基本要求和步骤-----------------------273.1.1夹具设计的基本要求-------------------------273.1.2夹具设计的步骤.--------------------------283.2夹具体的设计------------------------------283.2.1夹具体-------------------------------283.2.2夹具的设计-----------------------------293.3定位方案的确定-----------------------------293.3.1定位方案的论证---------------------------293.3.2主要元件分析-----------------------------293.3.3夹紧装置的确定----------------------------303.3.4夹紧力的确定-----------------------------323.3.5夹紧装置的其它结构设计------------------------334、组合机床总体设计-----------------------------354.1组合机床的设计步骤---------------------------354.1.1调查研究------------------------------354.1.2总体方案设计-----------------------------354.1.3技术设计------------------------------364.1.4工作设计------------------------------364.2工艺方案的拟定-----------------------------364.2.1确定组合机床工艺方案的基本原则及注意问题---------------364.2.2组合机床工艺方案的拟订------------------------374.2.3确定组合机床配置型式及结构方案应该考虑的问题-------------384.3组合机床总体设计—“三图一卡”---------------------394.3.1被加工零件工序图---------------------------394.3.2加工示意图-----------------------------394.3.3机床联系尺寸总图---------------------------424.3.4机床生产率计算卡---------------------------465、组合机床多轴箱设计----------------------------485.1大型通用多轴箱的组成及表达方法---------------------485.1.1多轴箱的组成-----------------------------485.1.2多轴箱总图绘制方法及特点-----------------------485.2绘制多轴箱设计原始依据图------------------------485.3主轴、齿轮的确定及动力计算-----------------------495.3.1主轴形式和直径、齿轮模数的确定--------------------495.3.2多轴箱所需动力计算--------------------------505.4多轴箱的传动设计----------------------------505.4.1对多轴箱传动系统的一般要求----------------------505.4.2拟定多轴箱传动系统的基本方法---------------------515.5多轴箱坐标计算、绘制坐标检查图---------------------555.5.1选择加工基准坐标系XOY，计算主轴驱动轴坐标--------------555.5.2计算传动轴坐标----------------------------565.5.3绘制坐标检测图----------------------------565.6绘制多轴箱总图及零件图-------------------------575.6.1多轴箱总图设计----------------------------575.6.2多轴箱零件图设计---------------------------58结论-----------------------------------59致谢-----------------------------------60参考文献-----------------------------------611绪论本次设计的课题是气缸盖零件双面粗镗组合机床设计。它能较好的保证孔的加工机及位置精度。改变了以往繁琐的加工工艺过程，大大的节约了加工时间，提高了劳动生产率，从而使产品的合格率上升，增加产量，适应市场竞争的需要，提高经济效益。本设计主要针对原有的机体左、右两个面上12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，确定夹紧方式及夹紧力的计算，并且对夹具主要零件进行结构设计。整个设计过程是艰辛的，在设计过程中必须考虑各个方面的问题。由于所学的知识只是一些最为基本的机械知识，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。因此，在设计工作开始前，指导老师特地带我们到兰州手扶拖拉机厂、兰州机床厂进行了实地参观考察，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，针对现实遇到的实际情况，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，拟定较为合理的双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的，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。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。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、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。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发展，组合机床的加工精度也有所提高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。最早的组合是1908年在美国制成的，用于加工汽车零件。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，这种机床为“专用组合机床”。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。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。绪论PAGE188-2工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用气缸盖是柴油发动机中的关键部件之一，它是燃烧室的组成部分也是进气、排气的通道，连接着许多配气供油装置。缸盖必须保证这些装置保持正确的相对位置，并且能够协调的工作。因此缸盖的质量直接影响到整机的使用性能和寿命，技术要求高，加工工艺过程复杂。2.1.2技术要求敦煌—12型195柴油机气缸盖零件的技术要求如下：未注明铸造圆角的半径为3～5mm；铸造斜度不大于2°；清除内应力；硬度HB179～255在图上注有P的表面上测定；气缸盖的显微组织应以小颗粒形的珠光体为基体，在基体上有少分布均匀的细片状和个别中等片状的石墨允许有单个小的单夹杂体或不呈连续网状的磷化物供晶体以及不超过磨片面积的10%的铁素铁素体；不应有裂纹、缩松、冷隔、浇不足、渣眼和聚集的气孔，气缸内腔表面和加工表面不应有残渣、型砂、铁丝、沙子、碎屑和污垢，进排气道处应消除毛刺、结瘤和粘砂；气缸盖不加工表面上允许有个别气孔，其总数部多于3个，气孔内经不大于5mm,深度不大于1.5mm；气缸盖加工表面上允许有个别气孔，其总数不多于5个位置尺寸如：〈1〉在P面上气孔直径不大于3mm,深度不大于1.5mm。〈2〉在4个∮18和2个∮17D孔内气孔直径不大于2mm,深度不大于1mm,每个孔内数量多于2个。〈3〉在其加工表面上，气孔直径不大于4mm深度不大于1.5mm，上述允许存在的气孔其位置距离燃烧室轮廓应不近于20mm，距孔边缘不近于10mm。燃烧室表面，气门座锥面，喷油器安装孔∮14.5∮25D6及其座面均不允许有气孔及缩松；水孔位置偏移不大于1.5mm;铸件不允许焊补；螺孔孔口120°倒角至螺纹外径；去尖角毛刺；成品需经水压试验，在5㎏/C㎡压力历时2分钟不允许有渗漏现象；气缸盖不加工表面涂防锈底漆；材料允许增加合金元素：铜0.7—1%，铬0.2—0.3%；燃烧室锒块压入气缸盖后，镶块底平面应高出缸盖底平面0—0.05mm。2.1.3零件的结构和工艺分析零件加工的工艺性就是一系列不同工序的综合.由于生产规模和具体情况的不同对同一零件的加工工序综合可能有多种的方案.应当根据具体条件采用其中最完善和最经济的一种方案.工艺规程选择要考虑的基本因素如下:（1）生产规模是决定生产类型的主要因素。（2）制造零件所用的坯料或型材的形状,尺寸和精度。（3）零件材料性质。（4）零件制造精度,包括尺寸公差,形位公差以及零件图上所指定的要求。（5）表面粗糙度。（6）特殊限制条件,如:工厂设备和用具条件。（7）编制的加工规程要在生产规模与生产条件下达到最经济与最安全的效果。2.1.4工艺规程设计1.确定毛坯的制造形式零件材料为HT20—40。考虑到零件的外形和受力情况，因此应该选用铸件，金属模机器造型，切削加工之前进行时效处理，以消除铸件内应力，以保证零件工作可靠性。由于零件年产量为3000件，已达到大批量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较大，故可采用铸造。这对于提高生产率，保证加工质量上考虑也是有利的。2.基面选择基面的选择是工艺规程设计中得重要工作之一。基面选择的正确﹑合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。3.粗基准的选择根据粗基准的选择原则，对于一般的箱体类零件而言，选铸造时放在缸盖底部的面作为粗基准，加工其它各面，符合余量均匀原则。因此选后面为主要定位基面，以限制3个自由度；再用两个支承钉定位左面的台阶，以限制2个自由度；再用一个定位块定位底面，消除1个自由度，达到完全定位。4.精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。5.3加工路线的拟订制定工艺路线的出发点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保证。工艺路线的制定一般需要两个方面的工作：一是根据生产纲领确定加工工序和工艺内容，依据工序的集中和分散程度来划分工艺；二是选择工艺基准，即主要选择定位基准和检验基准。在生产纲领已确定为批量生产的条件下，应该尽量考虑使用通用机床，并尽量采用工序分散的原则，通过在每台机床上一次加工尽可能多的工步来提高生产率。除此之外，还应尽量考虑经济精度以便使生产成本尽量下降。加工方法的选择准则（1）首先要根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及加工方案。这里的主要问题是，所选择零件表面的加工方案，必须能稳定而可靠地保证零件达到图纸要求，并在生产率和加工成本方面是最经济合理的。（2）具体加工方法时要考虑加工材料的性质。如：淬火钢用磨削的方法加工；而有色金属则磨削困难，一般用金刚镗或精密车削的方法进行精加工。（3）选择加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率和经济性的问题。在小批量生产中可采用通用机床。（4）选择加工方法还要考虑本厂（或本车间）的现有设备情况及技术条件。应该充分利用现有设备，挖掘企业潜力，发挥工人群众的积极性和创造性。有时虽有该项设备，但因负荷的平衡问题，还得该用其他的加工方法。此外，选择加工方法还应该考虑一些其他因素，例如，工件的形状和质量以及加工方法所能达到的表面物理机械性能等。本缸盖的加工，主要设计有以下几个加工点：上下平面及两侧面的平面铣削加工上平面的磨削加工进排气门的加工

上表面各个孔的钻,铰,其中上平面有A定位孔4个,B压紧孔2个,C闷头孔3个,D销孔1个,E进排气孔各一个,F侧面喷油孔一个.如下图所示:图1在制定工艺过程中，为便于组织生产、安排计划和均衡机床的负荷，常将工艺过程划分为若干个工序。划分工序时有两个不同的原则，即工序的集中和工序的分散。工序集中：将若干个工步集中在一个工序内完成。最大限度的集中是在一个工序内完成工件所有表面的加工。工序分散：工序的数目多，工艺路线长，每个工序所包括的工步少，最大限度的分散是在一个工序内只包括一个简单的工步。工序分散可以是所需要的设备和工艺装备结构简单、调整容易、操作简单，但专用性强。在确定工序集中或分散的问题上，主要根据生产规模、零件的结构特点、技术要求和设备等具体生产条件综合考虑后确定。例如在单件小批生产中，一般采用通用设备和工艺装备，尽可能在一台机床上完成较多的表面加工，尤其是对重型零件的加工，为减少装夹和往返搬运的次数，多采用工序集中的原则。在大批、大量生产中，常采用高效率的设备和工艺装备，如多刀自动机床、组合机床及专用机床等，使工序集中，以便提高生产率和保证加工质量。在成批生产中，尽可能采用效率高的通用机床（如六角机床）和专用机床，使工序集中。工件各表面的加工顺序，一般按照下述原则安排：先粗加工后精加工；先基准面加工后其它面加工；先主要表面加工后次要表面加工；先平面加工后孔加工。根据上述原则，作为精基准的表面应安排在工艺过程开始时加工。精基准面加工好后，接着对精度要求高的主要表面进行粗加工和半精加工，并穿插进行一些次要表面的加工，然后进行各表面的精加工。要求高的主要表面的精加工一般安排在最后进行，这样可避免已加工表面在运输过程中碰伤，有利于保证加工精度。有时也可将次要的较小的表面安排在最后加工，如紧固螺钉孔等。6.制定工艺路线该箱体零件材料为HT250，金属模机器造型，切削加工之前进行时效处理，以消除铸件内应力。根据先基准后其他、先主后次、先粗后精、先面后孔的原则，安排其工艺规程如下：工序010：粗铣顶底面，选用卧式双面铣床；工序020：粗铣左右面，选用卧式双面铣床；工序030：精铣顶底面，保证表面粗糙度值为Ra6.3um，选用卧式双面铣床；工序040：精铣左右面，保证表面粗糙度值为Ra6.3um，平面度公差为0.003mm，选用卧式双面铣床；工序050：粗精铣前后面，保证表面粗糙度值为Ra6.3um，且前后面对底面垂直度为0.05mm，平面度公差为0.003mm，选用卧式双面铣床；工序060：粗镗左﹑前﹑后面各孔并倒角。选用三面组合卧式镗床；工序070：精镗左﹑前﹑后面各孔并倒角。选用三面组合卧式镗床；工序080：检验；工序090：钻顶面各孔并倒角。选用Z535立式钻床；工序100：钻底面各孔并倒角。选用Z535立式钻床；工序110：钻前面各孔并倒角。选用Z535立式钻床；工序120：钻左面各孔并倒角。选用Z535立式钻床；工序130：钻右面各孔并倒角。选用Z535立式钻床；工序140：钻后面各孔并倒角。选用Z535立式钻床；工序150：切槽前面上下平衡轴孔。选用割槽机；工序160：顶﹑底﹑前面螺孔攻丝。选用三面攻丝机；工序170：左﹑右﹑后面螺孔攻丝。选用三面攻丝机；工序180：检验；工序190：终检；工序200：入库。以上工艺过程详见附图机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。6机械加工余量，工序尺寸和毛坯尺寸的确定“柴油机气缸盖”零件材料为HT250，生产类型为大批生产，可采用金属模机器造型铸造毛坯。完成某一工序所需要切除的金属层称为该工序的加工余量，简称工序余量。从毛坯到成品的整个工艺过程中所需要切除的全部金属层称为总余量。机械加工时应保证切除上工序留下的缺陷的前提下，尽量减少加工余量，来提高生产效率，根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸如下：6．1毛坯的外轮廓确定加工余量的方法（1）计算法对称表面（双边，如孔或轴）的基本余量为：非对称表面（单边，如平面）的基本余量为：上述两个公式，实际应用时可根据具体加工条件简化。用计算法可确定出最合理的加工余量，既节省金属，又保证了加工质量。但必须要有可靠的实验数据资料，且费时间，因此此法适用于大量生产。（2）查表法工厂中广泛应用这种方法，表格是以工厂的生产实践和试验研究所积累的数据为基础，并结合具体加工情况加以修正后制定的，如《金属机械加工工艺人员手册》。（3）经验法主要用于单件小批生产，靠经验确定加工余量，因此不够准确。为保证不出废品，余量往往偏大。考虑其加工外轮廓尺寸为198x157x80，上表面粗糙度要求为Ra0.8um，下表面粗糙度要求为Ra1.6um，两侧面粗糙度要求为Ra6.3，根据《机械加工工艺手册》中《各种铸造方法的经济合理性选择》一章，柴油机缸盖属于较复杂类型，故选用砂型铸造更为合理。手工造型（木模），根据铸铁件机械加工余量等级选择JB2845-80，选定加工余量等级为8级，顶面和侧面的加工余量为7.0mm。底面的加工余量为5.0mm。毛坯长198mm;毛坯宽157+2x7.0=171mm毛坯高80+7.0+5.0=92mm6．2主要平面加工的工序尺寸及加工余量为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时工序1的铣削深度ap=3mm，工序2的铣削深度为ap=5mm,剩余1.5mm作为精铣余量，还有0.5mm作为磨削余量，工序3的铣削深度ap=7mm。6．3主要孔洞加工的工序尺寸及加工余量本工件需要加工的孔主要是集中在上平面的孔以及上下平面的通孔。图2缸盖上表面：剖视图图3图4A为4个定位孔，其中的1，2孔为阶梯孔。要求达到孔径精度为IT8，表面粗糙度Ra为1.6um。钻铰2-Φ16mm孔钻孔：Φ15mm，ap=80mm铰孔：Φ16mm，ap=80mm，IT8钻铰2-Φ18mm孔钻孔：Φ16mm，ap=80mm铰孔：Φ18mm，ap=80mm，IT8钻扩3-Φ24mm孔钻孔：Φ22mm，ap=20mm扩孔：Φ24mm，ap=20mm，IT10（孔深自定）钻铰Φ5mm孔钻孔：Φ4mm，ap=9mm铰孔：Φ5mm，ap=9mm，IT8钻攻2-Φ10mm孔钻孔：Φ10mm，ap=22mm攻丝钻铰2-Φ17mm孔钻孔：Φ16mm，ap=38mm铰孔：Φ17mm，ap=38mm，IT8（孔深自定）钻攻侧面4-Φ8mm孔钻孔：4-Φ8mm，ap=18mm攻丝7确定切削用量和加工状况根据工厂的设备条件和所需加工零件的外型尺寸，精度要求，批量大小，来确定切削量的大小以及其他各个参数。小批量生产，不需要过于复杂的机械设备，仅用最常见的通用机床和刀具，就可以达到目的。7．1主要加工装备介绍机床主要是按加工方法和所用刀具进行分类，根据国家制订的机床型号编制方法，机床共分为11大类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和其它机床。在每一类机床中，又按工艺范围、布局型式和结构性能分为若干组，每一组又分为若干个系列。按照万能性程度，机床可分为：通用机床、专门化机床、装用机床。按照机床的工作精度，可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床。按照重量和和尺寸，可分为仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（质量大于10t）、重型机床（质量在30t以上）和超重型机床（质量在100t以上）。按照机床主要器官的数目，可分为单轴、多轴、单刀、多刀机床等。按照自动化程度不同，可分为普通、半自动和自动机床。7.1.1立式铣床X53K主要技术参数如下X53K主要技术参数工作台面尺寸400×1600mm主轴马达11KW

主轴孔锥度7：24主轴转速18级；30-1500rpm工作台转速种数:18级电气设备总容量:14.125KVA随

机

附

件１．铣床心轴５．扳手工具２．端铣刀心轴６．机油油枪３．端铣刀心轴扳手７．地脚螺丝４．铣床拉紧螺丝８．机床垫铁说明：该机床适合于使用各种棒形铣刀,圆形铣刀,角度铣刀来铣削平面、斜面、沟槽等。机床具有足够的刚性和功率，拥有强大的加工能力,能进行高速和承受重负荷的切削工作，齿轮加工。适合模具特殊钢加工、矿山设备、产业设备等重型大型机械加工。7.1.2立式钻床Z3040x12主要技术参数如下最大钻孔直径40mm

主轴轴心线至立柱母线距离（最大/最小）1200/300mm

主轴箱水平移动距离900mm

主轴端面至底座工作台面距离（最大/最小）1200/260mm

主轴圆锥孔（莫氏）MorseNo.4

主轴最大行程280mm

主轴变速级数6steps

主轴变速范围78-1250r.p.m

进刀量级数3

进刀量范围0.1-0.32mm/rev

主电动机功率3kW

机床净重（约）2100kg

机床最大外形尺寸（长×宽×高）1860×8707.1.3卧式镗床T618主要技术参数如下最大镗孔直径220mm主轴直径85mm主轴孔锥度莫氏5号主轴最大行程500mm主轴轴线至工作台距离0~800mm主轴转速级18级主轴转速范围8~1000r/min工作台长x宽1000x9007.2工序一：下平面铣削7.2.1粗铣下平面加工条件：工件材料：灰铸铁HT250加工要求：铣缸盖下平面，粗加工后达到IT8机床：立式铣床X53K刀具：采用高速钢镶齿套式面铣刀（GB1129-85）量具：游标卡尺刀具具体尺寸：D=80D1=70d=27L=36L1=30齿数1048-计算铣削用量已知毛坯被加工表面的厚度为92mm，最大加工余量为5mm，由于后续步骤还有精铣，所以本工序只切除3mm深度。切削深度ap=3mm。确定进给量f：选定机床为X53K，选用铣刀为镶齿面铣刀，通过查表得f=2mm/r参考有关手册，确定V=2mm/s，即120mm/min7.2.2精铣下平面加工条件：工件材料：灰铸铁HT250加工要求：铣缸盖下平面，达到IT8经济精度机床：立式铣床X53K刀具：采用高速钢镶齿套式面铣刀（GB1129-85）刀具型号规格同上量具：游标卡尺，检验样块毛坯被粗加工后下平面加工余量剩下2mm，后续无磨削工序安排，因此本工序需要的切削量为2mm。分2次加工完成，工步一切削深度为1mm，工步二切削深度为1mm，均为精铣，ap=2mm。7.3工序二：上平面铣削粗铣上平面加工条件：工件材料：灰铸铁HT250加工要求：铣缸盖上平面，粗加工后达到IT11机床：立式铣床X53K刀具：采用高速钢镶齿套式面铣刀（GB1129-85）刀具型号规格同上量具：游标卡尺，检验样块已知毛坯被加工表面的厚度为87mm，最大加工余量为7mm，可分2次铣削，每次铣削2.5mm，由于后续步骤还有精铣和磨削，所以留2mm加工余量，切削深度ap=5mm。确定进给量f：选定机床为X53K，选用铣刀为镶齿面铣刀，通过查表得f=2mm/r参考有关手册，确定V=2mm/s，即120mm/min7.3.2上平面精铣工件材料：灰铸铁HT250加工要求：铣缸盖上平面，达到IT8经济精度机床：立式铣床X53K刀具：采用高速钢镶齿套式面铣刀（GB1129-85）刀具型号规格同上量具：游标卡尺，检验样块毛坯被粗加工后下平面加工余量剩下2mm，后续有磨削工序安排，因此本工序需要的切削量为1.5mm。1次加工完成，切削深度为1.5mm，ap=1.5mm。7．4工序三：两侧面铣削7.4.1加工条件：工件材料：灰铸铁HT250加工要求：铣缸盖两侧面，达到IT10经济精度机床：立式铣床X53K刀具：采用高速钢镶齿套式面铣刀（GB1129-85）刀具型号规格同上。量具：游标卡尺，检验样块已知毛坯被加工表面厚度为171mm，平均每侧最大加工余量为7mm，分3次加工完成，工步一切削深度为3mm,工步二切削深度为3mm，工步三切削深度为1mm，无后续加工步骤，ap=7mm。7.5工序四：磨上平面工件材料：灰铸铁HT250加工要求：磨缸盖上平面，达到IT7经济精度机床：立轴平面磨床M7232B刀具：砂轮（外径x宽x内径）=300x40x75量具：游标卡尺7.6工序六：钻铰上平面的孔工件材料：灰铸铁HT2507.6.1加工要求：钻铰2-Φ钻孔：Φ15mm，ap=80mm机床：立式钻床Z5125A刀具：直柄麻花钻Φ15mm（GB6137-85）钻通孔Φ16mm，直径留2mm铰孔的加工余量7.6.2加工要求：钻铰Φ4.8mm孔钻孔：Φ4mm，ap=9mm机床：立式钻床Z5125A刀具：直柄麻花钻Φ4mm（GB6137-85）钻盲孔Φ4mm，深度为6，直径留0.8mm铰孔的加工余量7.6.3加工要求：钻铰2-钻孔：Φ15mm，ap=80mm机床：立式钻床Z5125A刀具：直柄麻花钻Φ15mm（GB6137-85）量具：游标卡尺钻通孔Φ15mm，直径留1mm铰孔的加工余量7.6.4加工要求：钻2-Φ15.5mm孔钻孔：Φ15mm，ap=80mm机床：立式钻床Z5125A刀具：直柄麻花钻Φ15.5mm（GB6137-85）量具：游标卡尺7.7工序七：铰各定位孔并粗扩排气门座孔和燃烧室7.7.1加工要求：钻铰Φ5mm孔钻孔：Φ4mm，ap=9mm机床：立式钻床Z5125A刀具：直柄麻花钻Φ4mm（GB6137-85）钻盲孔Φ4mm，直径留1mm铰孔的加工余量7.7.2加工要求：铰2-Φ16mm孔铰孔：Φ16mm机床：立式钻床Z5125A7.7.3加工要求：排气门座孔至Φ40.3mm，燃烧室孔至Φ31mm，Φ38.5mm机床：卧式镗床T618刀具：高速钢Φ16mm铰刀7.8工序八：钻铰各主要孔7.8.1加工要求：刮弹簧坑2×Φ36.6mm，深度为6.5mm机床：立式铣床X53K刀具：刮刀量具：游标卡尺7.8.2加工要求：扩两导管孔至2-Φ16.2mm刀具：锥柄麻长花钻Φ10.2mm机床：立式钻床Z5125A7.8.机床：卧式镗床T618钻盲孔Φ8.2mm，深度为24mm7.8.3加工要求：精铰R16.5燃烧室至尺寸Φ30.5mm铰孔：Φ30.5mm机床：立式钻床Z6143A刀具：球形精铰刀7.8.3加工要求：半精铰镶块孔至尺寸Φ39.3mm铰孔：Φ39.3mm机床：卧式镗床T6187.8.4加工要求：粗扩进气门座孔Φ45.3mm机床：卧式镗床T6187.9工序九：精铰各主要孔7.9.1加工要求：扩3-Φ24mm孔扩孔：Φ24mm机床：立式钻床Z5125A刀具：高速钢Φ24mm扩孔钻7.9.2加工要求：铰2-Φ17mm进排气门导孔刀具：高速钢Φ17mm铰刀机床：立式钻床Z5125A7.9.3加工要求：镗进排气门孔，Φ40mm，Φ46mm，喷油孔底部Φ40mm机床：卧式镗床T6187.10工序十：钻螺纹孔7.10.1加工要求：钻两侧面四个螺纹孔工件材料：灰铸铁HT250加工要求：钻孔4-Φ8mm机床：卧式镗床T6187.10.2加工要求：钻喷油咀座螺纹底孔加工要求：钻孔2-Φ6.7mm7.11工序十一：钻铰喷油孔，钻纸插孔工件材料：灰铸铁HT250加工要求：钻铰阶梯状喷油孔Φ14.5mm/Φ25mm，同轴度0.1，钻纸插孔Φ10mm，攻丝M127.12工序十二：攻螺纹7.12.1加工要求：攻上平面M10的螺纹，深度为187.12.2加工要求：攻进﹑排气法兰面47.12.3加工要求：攻喷油嘴座2×M8螺纹孔3.夹具设计3.1夹具设计的基本要求和步骤本设计我们组要求设计粗钻前后两面孔的夹具。3.1.1夹具设计的基本要求（1）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，正确的确定定位方案、夹紧方案和刀具导向方式，合理的设计夹具的尺寸、公差和技术要求，必要时应进行误差的分析和计算。（2）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；在中小批量生产中，则要求满足夹具功能的前提下，尽量使夹具结构简单，容易制造，以降低家具的制造成本。（3）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、液压机其它机械化夹紧装置，以减轻工人的劳动强度，并较好地控制夹紧力。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。（4）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，会破坏工件正确定位；切屑带来的大量热量会引起来夹具和工件的热变形，影响加工质量；切屑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。（5）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（1）设计前的准备①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；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；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；了解所用刀具、量具结构、规格以及测量及对刀调整方法；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。（2）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。（3）审核检查夹具的各项功能是否符合设计要求（4）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。用双点划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。3.2夹具体的设计3.2.1夹具体夹具体是夹具的基础件。在夹具体上，要安装组成该夹具所需要的各种元件、机构和装置等。设计时应满足以下几处要求：（1）应有足够的强度和刚度在保证加工过程中，夹具体在夹紧力、切削力等外力的作用下，不至于产生不允许的变形和振动。（2）结构简单，具有良好的工艺性在保证强度和刚度的条件下，力求结构简单，体积小，重量轻，以便于操作。3.2.2夹具的设计夹具总装配图上应标注的尺寸随夹具的不同而定，一般情况下，在夹具总装配图上应标注下列五种最基本的尺寸。（1）夹具外形轮廓尺寸：一般是指夹具的最大外形尺寸；（2）工件与定位元件间的联系尺寸：这种尺寸是用来确定夹具上对刀、引导元件的位置；（3）夹具与机床连接部分的尺寸：这种尺寸表示夹具如何与机床有关部分连接，从而确定夹具在机床上的正确位置；（4）其它装配尺寸：这种尺寸是属于夹具内部的配合尺寸，以及某些夹具元件在装配后需要保证的相关尺寸。3.3定位方案的确定3.3.1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。（1）“一面两孔”的定位方法它的特点是：可以简便地消除工件六个自由度，使工件获得稳定可靠定位。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。“一面两孔”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。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。（2）“三平面”定位方法它的特点是：可以简单地消除工件的六个自由度，使工件获得稳定可靠定位。有同时加工零件两个表面的可能，能高度集中工序。被加工零件为箱体类零件，本工序加工为双面同时加工，加工工序集中、精度要求高，故选用“一面两孔”定位方法，采用“一面两孔”定位方法，能够保证工件的加工孔的位置精度要求，同时便于工件装夹，又有利于夹具的设计与制造。3.3.2主要元件分析（1）定位块：用一个定位块定位。（2）支承板：考虑到底面定位和便于排屑，选用支承板。安装位置与零件加工过程时所安装进去的方向相同，从而易于达到便于排屑的效果。（3）钻模：总体钻模是非标准件，要严格按照要点进行设计。考虑到要更换的问题，所以在设计采用螺钉固定。从而保证了钻模更换后，对后续零件的继续加工精度不带来影响。（4）压板：在机械夹紧过程和零件相接触的元件，用来传递有效的夹紧力。（5）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，在检验机床的总精度时，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∕D≥3，以便使该孔可靠地插入检验棒，作为机床总装时检查主轴与导套间的不同轴度时使用。3.3.3夹紧装置的确定（1）夹紧装置的组成本设计中夹紧装置采用机械夹紧装置，由动力源装置、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—1方框图所示：图3―1夹紧装置组成的方框图（2）夹紧装置设计的基本要求夹紧过程中，不改变工件定位后占据的正确位置。夹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。夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产纲领相适应，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。夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。（3）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哪种装置。第一种：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：①动作迅速，反应快。气压为0.5Mpa，气缸活塞速度为1~10m∕s，夹具每小时可连续松夹上千次。②工作压力低。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。③空气粘度小，在管路中得损失较少，便于集中供应和远距离输送，易于集中操纵或程序控制等。④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。第二种：液压装置液压装置的特点是：①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。②液压油的不可压缩性可使夹具刚度高、工作平稳、可靠。③液压传动噪声小，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气压夹紧装置。3.3.4夹紧力的确定⒈夹紧力确定的基本原则（1）夹紧力的方向①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；②夹紧力的方向应有利于减小夹紧力；③夹紧力的方向应是刚度较高的方向。（2）夹紧力的作用点①夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内；②夹紧力的作用点应选在工件刚度较高的部位。⒉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，而不宜与其它面进行夹紧。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。⒊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：Q=（3-1）式中：K—安全系数；P—切削力；p—定位销上允许承受的一部分切削力；—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；根据文献[3]查得安全系数K按下式计算K=KKKKKKK（3-2）式中：K~K为各种因素的安全系数，查文献[3]表3-1和表3-2；K：考虑工件材料及加工余量均匀性的基本安全系数，取K=1.2；K：加工性质，取K=1.2；K：刀具钝化程度，取K=1.0；K：切削特点，取K=1.0；K：夹紧力的稳定性，取K=1.0；K：夹紧时的位置，K=1.0；K：仅有力矩使工件回转时工件与支承面的接触情况，取K=1.5。K=KKKKKKK=1.2×1.2×1.0×1.0×1.0×1.0×1.5=2.16查文献[3]表3-34摩擦系数、均为0.2该方案定位原理：选底面为定位基准面，用定位块与底面接触，同时用两个活动手柄旋紧螺钉定位，上面使用宽头移动压板进行机械夹紧。3.3.5夹紧装置的其他结构设计镗模支架和底座均为镗模主要零件，支架供安装镗套和承受切削力的作用。镗模底座承受包括工件、镗杆、镗套、镗模支架、定位元件和夹紧装置等在内的全部重量以及加工过程中的切削力。因此，支架和支座的刚性要好，变形要小。主要方式如下：在底座上用螺钉紧固为是支架有较好的刚性，取支架装配基面宽度沿孔轴线方向尺寸为160mm，以保证不小于的二分之一；支架的厚度取25mm为保证底座有较好的刚性，底座厚度尺寸选为120mm，以保=：；为增强刚性，底座应采取筋条，筋条取为底座厚度取为25mm，筋条取为20mm；底座上的找正基面的平行度为0.05mm。4.组合机床总体设计4.1组合机床的设计步骤组合机床一般都根据合用户签订的设计、制造合同进行设计的。合同中规定了具体的加工对象、加工内容、加工精度、生产率要求、交货日期及价格等主要的设计原始数据。在设计过程中，应尽量做到采用先进的工艺方案；正确选择组合机床通用部件及机床布局型式；要十分注意保证加工精度和生产效率的措施以及操作使用方便性，力争设计出技术上先进、经济上合理和工作可靠的组合机床。组合机床设计的步骤大致如下。4.1.1调查研究调查研究的主要内容包括以下几个方面：1.认真阅读被加工零件样图，研究其尺寸、形状、材料、硬度、重量、加工部位的结构及加工精度和表面粗糙度要求等内容。2.深入到组合机床使用和制造单位，全面细致的调查使用单位车间的面积、机床的布置、毛坯和在制品流向、工人的技术水平、刀具制造能力、设备维修能力、动力和起重设备等条件以及制造单位的技术能力、生产经验和设备状况等条件。3.研究分析合同要求，查阅、搜集和分析国内外有关的技术资料，吸取先进的科学技术成就。对于满足合同以前的难点拟采用的新技术、新工艺应要求进行必要的试验，以取得可靠地设计依据。总之，通过调查研究应为组合机床总体设计提供必要的大量的数据、资料，做好充分准备的、全面的技术准备。4.1.2总体方案设计总体方案的设计主要包括制定工艺方案（确定零件在组合机床上完成的工艺内容及加工方法，选择定位基准和夹紧部位，决定工步和刀具种类及其结构形式，选择切削用量等）确定机床配置形式、制定影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。总体方案的拟定是设计组合机床最关键的一步。方案制定的正确与否，将直接影响机床能否达到合同要求，保证加工精度和生产率，并且结构简单、成本较低和使用方便。对同一加工内容，有各种不同的加工工艺方案和机床配置方案，在最后决定采用哪种方案时，必须对各种可行的方案作全面分析比较，并考虑使用单位和制造单位等诸方面因素，综合评价，选择最佳方案或较为合理的方案。总体方案设计的具体工作是编制“三图一卡”。即绘制加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图，编制生产率计算卡。4.1.3技术设计技术设计就是根据总体设计已经确定的“三图一卡”，设计机床各专用部件正式总图，如设计夹具、多轴箱等装配图以及根据运动部件有关参数和机床循环要求，设计液压和电气控制原理。设计过程中，应按设计程序作必要的计算和验算等工作，并对第二、第三阶段中初定的数据、结构等做相应的调整或修改。4.1.4工作设计当技术设计经过审查（有时还必须请用户审查）后即可展开工作设计，即绘制各个专用部件的施工图样、编制各部件零件明细表。4.2工艺方案的拟定工艺方案的拟定是组合机床设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此，应根据工件的加工要求和特点，按一定的原则、组合机床常用工艺方法、充分考虑各种影响因素，并经技术经济分析后拟定出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。4.2.1确定组合机床工艺方案的基本原则及注意问题1、确定组合机床工艺方案的基础原则①粗精加工分开原则②工序集中原则2、确定组合机床工艺方案应注意的问题①按一般原则拟订工艺方案时的一些限制A孔间中心距地限制B工件结构工艺性不好的限制②其它注意的问题A经镗孔时应该注意孔表面是否允许留有退刀刀痕。这对机床的工作循环、多轴箱和夹具结构都有影响。如果允许螺旋形刀痕时，刀具可不停转退刀；若只允许有直线形刀痕时，刀具必须停转后退刀；如不准留有刀痕时，刀具必须先停转、定位并使刀具或工件让刀后方方可退刀。当产生率许可时，到具可按工进速度退回，这样既不留刀痕，有利于提高价工精度。B对互相结合的两壳体零件，均应分别从结合面加工联接孔。这样能更好地保证联接孔位置精度，便于装配。C钻阶梯孔时，应先钻大孔后钻小孔。这样可缩短孔的厂度，提高生产率和减少小钻头时折断的事故。D平面一般采用铣削加工。但孔口端面常对孔有垂直度要求而加工尺寸较小时，采用钻锪或扩锪复合刀具加工；加工尺寸较大时常采用镗孔车端面的方法，一次加工出孔和端面。工件内端面可用径向走刀的方法加工。E在制订加工一个工件的几台成套机床或流水线的工艺方案时，应尽可能使精加工集中在所有粗加工之后，以减少内应力变形影响，有利于保证加工精度。攻螺纹工序应尽量放在最后进行，以减少油腻污垢对基面的影响。4.2.2组合机床工艺方案的拟订拟订组合机床工艺方案的一般步骤如下：分析、研究加工要求和现场工艺在制订组合机床工艺方案时，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其结构特点，加工部位及其精度、表面粗糙度、技术要求及生产纲领。2.定位基准和夹压部位的选择组合机床一般为工序集中地多刀加工，不但切削负荷大，而且工件受力方向变化。因此，正确选择定位基准和加压部位是保证加工精度的重要条件。3.影响工艺方案的主要因素①加工的工序内容和加工精度这是制订机床工艺方案的主要依据。显然，面加工和孔加工、不同尺寸的平面和孔径加工及不同的加工精度要求，直接影响着工艺方案的选择（铣、镗钻、铰等）和工步及工艺路线的确定。②被加工零件的特点如工件的材料及硬度、加工部位的结构形状、工件刚性、定位基准面的特点等，对组合机床工艺方案的拟订都有着重要影响。4.工序间的余量的确定为可靠地保证加工质量，必须合理确定工序间余量。组合机床孔加工采用工序间余量参见表3-1，其他工艺方法的工序间余量可参考有关工艺设计资料。表3-1孔加工常用工序间余量(mm)加工工序加工孔径工序特点直径上工序间余量钻孔Ø10～Ø20钻孔后扩孔1.5～2.0粗孔后精孔0.5～1.0Ø20～Ø50钻孔后扩孔2.0～2.5粗扩后精扩1.0～1.5铰孔Ø10～Ø20—0.1～0.20Ø20～Ø300.15～0.52Ø30～Ø500.20～0.30Ø50～Ø800.25～0.35Ø80～Ø1000.30～0.40半精镗Ø20～Ø80—0.7～1.2Ø80～Ø1501.0～1.5精镗～Ø30—0.20～0.25Ø30～Ø1300.25～0.40＞Ø200.35～0.50确定工序间余量应注意以下问题：①粗镗是应该考虑工件的冷硬层、铸造里皮和孔偏心，加工余量一般应大于或等于6～7mm。②工件经重新安装或用多工位机床加工，定位误差较大时，余量应适当加大。当工件在一次安装下半径加工或精加工时，精加工余量可小些。精镗H6～H7孔时，直径上余量一般不应超过0.4～0.5mm③在确定镗孔余量时，应该注意余量对镗杆直径的影响。尤其是需要让刀时，加工余量和让刀量决定了镗杆直径需要削扁的程度。4.2.3确定组合机床配置型式及结构方案应该考虑的问题根据工件的结构特点、工艺要求、生产率要求及工艺方案等，可大体确定采用哪种基本配置型式的机床。满足图样要求，可有多种配置方案。配置方案不同对机床的复杂程度、通用化程度、结构工艺性、加工精度、机床重新调整的可能性及经济型等都有不同的影响，因此，确定机床配置形式和结构方案时应考虑以下问题。1.不同配置型式和结构对加工精度的影响在确定机床配置型式和结构方案，首先要考虑如何稳定地保证零件的加工精度。影响加工精度的主要因素有夹具误差合加工误差两方面。夹具误差：一般精加工的夹具公差为零件的1/3～1/5；粗加工时，夹具精度可略低，但不能太低。夹具型式也有影响。固定式夹具单工位和机床可达到的加工精度最高；移动（或回转）式夹具多工位组合机床，因存在转（移）位、定位误差，其加工精度比一般固定式夹具低。表3-2为不同夹具型式的组合机床所能大到的加工位置精度。4.3组合机床总体设计—“三图一卡”4.3.1被加工零件工序图1.被加工零件工序图的作用和内容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的加工余量毛坯或半成品情况的图样。4.3.2加工示意图加工示意图是组合机床设计的重要图纸之一，在机床总体设计中占有重要的地位，它是设计刀具、夹具、主轴箱以及选择动力部件的主要资料，同时也是调整机床和刀具的依据。加工示意图反映了机床的加工过程和加工方法，并决定浮动卡头或接杆的尺寸，镗杆的长度，刀具种类和数量，刀具长度及加工尺寸，主轴尺寸及伸出长度、主轴、刀具、导向与工件间的联系尺寸等，根据机床要求的生产率及刀具特点，合理地选择切削用量，决定动力头的工作循环。加工示意图的作用和内容：1.刀具的选择一台机床刀具选择是否合理，直接影响到机床的加工精度，生产率和工作情况。根据机体孔的加工精度、加工尺寸、台阶级加工、切屑排除以及生产率等因素和加工孔表面允许有退刀痕，因位置限制，导向孔的尺寸小于加工孔的尺寸，且加工孔直径大于Ø40，应选用镗刀，这样对刀方便，加工中不至于有振动，并在导套上开引刀槽，以便镗刀通过，刀具材质用硬质合金钢。为了提高工序集中程度，可采用两把镗刀的镗杆，同时加工孔。考虑到被加工零件是淬火铸铁，由于其硬度较高，为170~241HB，可采用刃镗刀头加工，以提高刀具的使用寿命。镗削头与相同规格的液压滑台组成的镗床，满足要求的精度HT级，表面粗糙度达1.6微米的镗孔，因镗削直径较大，传递的扭矩大，可主轴前端的短圆锥和端面定位，并由端面键传递扭矩。2.导向结构的选择在组合机床加工孔时，除用刚性主轴方案外，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。（1）本课题中加工的12个孔中，钻、扩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，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。（2）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屑方便，一般取1~1.5d。对于加工轴孔Ø44、轴孔Ø49、轴孔Ø58.、轴孔Ø63、轴孔Ø81孔，选择的导套尺寸分别为：D=26mm，D=20mm，D=38mm，=115mm，=70mm，配用的螺钉M8；D=26mm，D=20mm，D=38mm，=115mm，=70mm，配用的螺钉M8；D=36mm，D=26mm，D=50mm，=115mm，=70mm，配用的螺钉M10；D=36mm，D=26mm，D=50mm，=115mm，=70mm，配用的螺钉M10；D=36mm，D=26mm，D=50mm，=115mm，=70mm，配用的螺钉M10；D=44mm，D=32mm，D=65mm，=115mm，=75mm，配用的螺钉M10。对于加工轴孔选择的导套有内滚式导向结构，外滚式导向结构。具体见加工示意图。3.确定主轴、尺寸、外伸尺寸在该课题中，主轴用于镗孔，镗孔选用滚锥轴承主轴。镗孔时主轴与刀具采用浮动卡头连接，主轴属于短主轴。根据由选定的切削用量计算得到切削转矩，有《简明手册》的43页公式d=式中：d-轴的直径,mm