FX501細(xì)紗機(jī)蝸輪軸承座加工工藝及工裝設(shè)計(jì),fx501,細(xì)紗機(jī),蝸輪,軸承,加工,工藝,工裝,設(shè)計(jì) 曲軸銑端面打中心孔組合機(jī)床及專用夾具設(shè)計(jì) 2.1 概述 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程以及專業(yè)課程并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)以后進(jìn)行的一次培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，也是學(xué)生完成工程師基本訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)。其目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)和基礎(chǔ)理論知識(shí)，獨(dú)立解決本專業(yè)一般工程技術(shù)問(wèn)題能力，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想和工作作風(fēng)。 我的設(shè)計(jì)題目是：曲軸銑端面打中心孔組合機(jī)床及專用夾具設(shè)計(jì)。 該題目屬裝備設(shè)計(jì)范疇，需要用到的專業(yè)知識(shí)面較廣，有機(jī)械制造基礎(chǔ)知識(shí)和裝備設(shè)計(jì)的專業(yè)知識(shí)，需要我查閱許多專業(yè)參考資料，同時(shí)還要具有一定的CAD繪圖能力。首先，要對(duì)零件進(jìn)行功能和工藝結(jié)構(gòu)分析，然后制定零件加工的工藝規(guī)程。根據(jù)工藝過(guò)程中的第一道工序要求，設(shè)計(jì)一臺(tái)能進(jìn)行批量加工的專用組合機(jī)床和夾具。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要進(jìn)行嚴(yán)格、科學(xué)的理論計(jì)算，要考慮到完成工藝加工任務(wù)的可靠性、穩(wěn)定性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和可操作性等必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。以下內(nèi)容是我對(duì)本課題進(jìn)行設(shè)計(jì)的具體說(shuō)明，有不當(dāng)之處請(qǐng)各位老師及同學(xué)提出寶貴意見(jiàn)。 2.2 零件分析及設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1. 曲軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 軸類零件的功用為支承傳動(dòng)零件、傳遞扭矩和承受載荷以及保證裝在軸上的工件(刀具)具有一定的回轉(zhuǎn)精度。 曲軸在軸類零件分類中屬于異形軸，是發(fā)動(dòng)機(jī)上的一個(gè)重要零件，承受由活塞通過(guò)連桿傳來(lái)的力，并將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功傳遞出去。曲軸在工作時(shí)所承受的是很大的扭轉(zhuǎn)力矩以及大小和方向都變化的彎曲力。 本次設(shè)計(jì)給出的零件是蘇南某柴油機(jī)廠生產(chǎn)的曲軸零件，如圖2—1所示。其材料為球墨鑄鐵(QT60—2)，毛坯為鑄坯。汽車、拖拉機(jī)用的發(fā)動(dòng)機(jī) 和固定式高速發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸常用整體式模鍛件或鑄件，而重型和低速發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸常用組合式的模鍛件。整體式曲軸具有強(qiáng)度高、剛性好、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，但是組合式曲軸毛坯制造和機(jī)械加工比整體式的簡(jiǎn)單。 S195—05006型曲軸有左、右二個(gè)主軸頸和一個(gè)連桿軸頸，其外形結(jié)構(gòu)是曲軸類零件中比較簡(jiǎn)單的一種。它的工作過(guò)程是：在外力作用下使曲軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)連桿軸頸上的連桿將運(yùn)動(dòng)傳遞到缸筒內(nèi)的活塞，從而壓縮缸內(nèi)的高壓油并將油點(diǎn)燃，燃燒的高壓油將自身的內(nèi)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)又傳到連桿再通過(guò)連桿帶動(dòng)連桿軸頸，這樣曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，并輸出轉(zhuǎn)矩。 2. 零件的技術(shù)要求 (1) 鑄件應(yīng)該經(jīng)正火處理，硬度為240～290HB，顯微組織按部標(biāo)JB1802，石墨數(shù)不低于5級(jí)，球化體大于75％，允許有少于5％的碳化鐵+磷共晶，但磷共晶為0％～5％。 (2) 未注圓角半徑為3mm。 (3) 加工面不應(yīng)該有毛刺、裂縫、結(jié)疤、夾渣等缺陷，并應(yīng)清理干凈。 (4) 所有加工表面應(yīng)光潔，不可有裂縫、壓痕、毛刺、氣孔、凹痕以及非金屬夾雜物，在磨光表面上不該有深痕和黑點(diǎn)。 (5) 錐形規(guī)涂色檢查錐面密合面應(yīng)不少于70％。 (6) 清除油道及其他部分的金屬屑、污染物及其他雜物，并清洗吸干。 (7) 中心孔必須保持完好。 (8) 精加工后，應(yīng)經(jīng)磁力探傷，并退磁。 (9) 允許在R96表面上鉆孔調(diào)整不平衡力矩，孔徑15mm，孔邊應(yīng)不小于10mm，深度不大于30mm，不平衡重心應(yīng)在曲軸對(duì)稱平面內(nèi)允許偏差1。。 (10) φ70、φ65三處軸頸淬硬40～48HRC，淬深1．5～4．5mm。軸頸圓角處允許不淬火，但在距離軸頸端面10mm內(nèi)均勻過(guò)渡。 3. 設(shè)計(jì)要求 該零件加工精度要求高，加工面數(shù)量多，并且種類繁多，有車外圓面，車端面，鉆中心孔，攻螺紋，擴(kuò)孔，車倒角，鉆斜油孔等，位置、形狀、尺寸精度都各有要求。 出于現(xiàn)代化大生產(chǎn)的考慮，我們?cè)O(shè)計(jì)了生產(chǎn)流水線加工，多數(shù)采用了組合機(jī)床及專用夾具，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，節(jié)約成本，提高生產(chǎn)率，減小工人勞動(dòng)強(qiáng)度。主要的工作內(nèi)容如下。 (1)編制曲軸加工工藝過(guò)程卡。 (2)編制曲軸加工工序卡。 (3)繪制被加工零件毛坯圖。 (4)繪制被加工零件的加工工序圖。 (5)繪制被加工零件的加工示意圖。 (6)繪制組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。 (7)繪制銑端面打中心孔專用夾具裝配圖。 (8)繪制夾具裝配圖及主要零件圖。 (9)編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 2.3 工藝規(guī)程的制訂 零件加工的工藝規(guī)程就是一系列不同工序的綜合。由于生產(chǎn)規(guī)模和具體情況的不同，對(duì)同一零件的加工工序可能有很多的方案。應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體條件采用其中最完善和最經(jīng)濟(jì)的一種方案。工藝規(guī)程的制訂要考慮的基本因素如下： (1)生產(chǎn)規(guī)模是決定生產(chǎn)類型的主要因素，即設(shè)備、用具、機(jī)械化、自動(dòng)化程度等。 (2)制造零件所用的坯料或型材的形狀、尺寸和精度。 (3)零件材料性質(zhì)。 (4)零件制造的精度，包括尺寸公差、形位公差以及零件圖上所指定的要求。 (5)零件表面粗糙度。 (6)特殊限制條件，如：工廠設(shè)備和用具條件。 (7)編制的加工規(guī)程要在生產(chǎn)規(guī)模與生產(chǎn)條件下達(dá)到最經(jīng)濟(jì)與安全的效果。 1. 材料及毛坯 S195－05006曲軸材料為球墨鑄鐵(QT60一2)。該材料強(qiáng)度高、耐磨，并有一定的韌性，用于制作部分機(jī)床的主軸，空壓機(jī)、冷凍機(jī)的曲軸、缸體，小水輪發(fā)電機(jī)主軸，中小型柴油機(jī)、汽油機(jī)曲軸，部分輕型柴油機(jī)、汽油機(jī)的凸輪軸、汽缸套，農(nóng)業(yè)機(jī)械小負(fù)荷齒輪等。 毛坯種類的確定是與零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料的力學(xué)性能和零件的生產(chǎn)類型直接相關(guān)的，另外還和毛坯車間的具體生產(chǎn)條件相關(guān)。 鑄件：包括鑄鋼、鑄鐵、有色金屬及合金的鑄件等。鑄件毛坯的形狀可以相當(dāng)復(fù)雜，尺寸可以相當(dāng)大，且吸振性能好，但鑄件的力學(xué)性能較差。 在大批量生產(chǎn)中，常采用精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，如金屬型鑄造，并采用機(jī)器造型，可以使毛坯的形狀接近于零件的形狀，因此可以減小切削加工用量，從而提高材料的利用率，降低了機(jī)械加工成本。本零件選用的造型方法為砂型機(jī)器造型。 2. 生產(chǎn)類型及工藝特征 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)： N—Qn(1+a)(1+b) (2-1) 式中N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，件／年； Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量，臺(tái)／年； n——每臺(tái)產(chǎn)品中包含該零件的數(shù)量； a——該零件備件的百分率，％； b——該零件廢品的百分率，％。 劃分生產(chǎn)類型時(shí)，既要根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，同時(shí)還要考慮零件的體積、質(zhì)量等因素。值得一提的是生產(chǎn)類型將直接影響工藝過(guò)程的內(nèi)容和生產(chǎn)的組織形式，并在一定程度上對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也起著重要的作用。 由于本零件是大批量生產(chǎn)，零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N為15000件／年，它的主要工藝特征是廣泛采用專用機(jī)床、專用夾具及專用刀具、量具，機(jī)床按工藝路線排列組織流水生產(chǎn)。為減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，留有進(jìn)一步提高生產(chǎn)率的可能，該曲軸在工藝設(shè)計(jì)上采用了組合機(jī)床流水線加工的方式。 3. 定位基準(zhǔn)的選擇 工件在機(jī)床上用夾具進(jìn)行夾緊加工時(shí)，用來(lái)決定工件相對(duì)于刀具位置的工件表面上的點(diǎn)、線、面稱為定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。 曲軸和一般軸類零件的主要區(qū)別是：一般軸的全部軸頸都位于同一軸線上，而曲軸的主軸頸雖然也位于同一軸線上，但是其連桿軸頸不與主軸頸同軸，而是離開(kāi)一定距離而彼此平行，。 為保證各軸頸的同軸度要求，在基準(zhǔn)選擇時(shí)采用基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，即粗、精加工各主軸頸時(shí)都采用頂尖孔作為定位基準(zhǔn)。對(duì)于連桿軸頸的加工，為保證連桿軸頸軸線與主軸頸的軸線之間的平行，在基準(zhǔn)選擇時(shí)應(yīng)采用定位基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)重合的原則，即粗、精加工連桿軸頸時(shí)都采用兩個(gè)主軸頸作為定位基準(zhǔn)。若有兩個(gè)或兩個(gè)以上連桿軸頸，還要多選一個(gè)基準(zhǔn)作為加工連桿軸頸的角度定位面，通常是在曲柄上銑出兩個(gè)小平面作為輔助基準(zhǔn)。根據(jù)本曲軸的特點(diǎn)，連桿軸頸只有一個(gè)，因此不存在與主軸頸的角度問(wèn)題。在加工連桿軸頸時(shí)選擇主軸頸定位，加工主軸頸時(shí)則選擇頂尖孔定位。 4. 工藝路線的擬定 擬定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到保證。工藝路線的擬定一般需要做兩個(gè)方面的工作：一是根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定加工工序和工藝內(nèi)容，根據(jù)工序的集中和分散程度劃分工藝；二是選擇工藝基準(zhǔn)，即主要選擇定位基準(zhǔn)和檢驗(yàn)基準(zhǔn)。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能機(jī)床、組合機(jī)床和專用夾具，并盡量采用工序集中的原則，減少安裝的次數(shù)來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)盡量考慮經(jīng)濟(jì)精度以便使生產(chǎn)成本盡量下降，根據(jù)以上原則，擬定的工藝路線如下。 10 鑄造 15 正火 20 銑兩端面（保證總長(zhǎng)），打中心孔 30 粗車扇形面外圓及側(cè)面 40 粗車長(zhǎng)軸端外圓及側(cè)面 45 粗車錐面l：10 50 粗車短軸端外圓及側(cè)面 60 精車長(zhǎng)軸端外圓及側(cè)面 70 精車短軸端外圓及側(cè)面 80 銑扇形側(cè)面？ 90 銑連桿軸頸？ 100 鉆φl(shuí)9孔，擴(kuò)孔φ25，攻2-G1/2螺紋 110 鉆斜油孔φ6 115 鉆連桿軸頸30。斜孔 120 檢驗(yàn) 125 軸頸部高頻淬火 130 修整中心孔 140 粗磨主軸頸 150 銑鍵槽 160 磨錐面1：10 165 粗磨連桿軸頸 170 精磨主軸頸 175 精磨連桿軸頸 180 車退刀槽 190 車螺紋M42 200 拋光主軸頸及連桿軸頸 210 檢驗(yàn)，探傷，退磁，清理油孔 5. 毛坯機(jī)械加工余量及工序尺寸確定 （1）毛坯機(jī)械加工余量確定 因曲軸形狀較為復(fù)雜且生產(chǎn)批量大，故毛坯選用鑄件，造型方法為砂型機(jī)器造型。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，綜合得出鑄件機(jī)械加工余量見(jiàn)表2—1、表2-2，曲軸毛坯圖見(jiàn)圖2-2。 表2-1零件圓柱面加工余量 基本尺寸／mm 加工余量／mm 附注 基本尺寸／mm 加工余量／mm 附注 φ130 φ70 R96 φ65 3．O 3.0 3.0 3.0 雙側(cè) 雙側(cè) 單側(cè) 雙側(cè) φ50 φ25 G1／2” 3.0 3.0 2.5 雙側(cè) 雙側(cè) 雙側(cè) 表2-2零件各端面加工余量 基本尺寸／mm 加工余量／mm 附注 基本尺寸／mm 加工余量／mm 附注 305(兩外端而) 281(φ70左側(cè)面) 203.5(φ70右側(cè)面) 5.0 5．O 5.0 單側(cè) 單側(cè) 單側(cè) 40(厚度為29的扇形面內(nèi)側(cè)) 192(厚度為29的扇形面外側(cè)) 4.5 4.5 單側(cè) 單側(cè) 圖2-2曲軸毛坯圖 （2）主要切削用量的確定 查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》得硬質(zhì)合金端銑刀的銑削用量，如表2—3所示。 表2-3硬質(zhì)合金端銑刀的銑削用量 加工材料 工序名稱 銑削深度(mm) 銑削速度v（m/min） 每齒走刀量s(mm／齒) 鑄 鐵 粗 銑 2～5 50～80 0.2～0.4 精 銑 0.5～1 80～130 0.05～0.2 初選V＝62.8 m／min，S齒＝0．3mm／齒，銑削深度為5mm。 查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》得高速鋼鉆頭加工鑄鐵件的切削用量，見(jiàn)表2-4。 表2-4 高速鋼鉆頭加工鑄鐵件的切削用量 加工直徑d（mm） 160～200HB 200～241HB 300～400HB V(m/min) S轉(zhuǎn)（mm/r） V(m/min) S轉(zhuǎn)（mm/r） V(m/min) S轉(zhuǎn)（mm/r） 22～50 16～24 0.4～0.8 10～l8 0.25～0.4 5～l2 0.2～0.3 初選v=6．28 m／min，S轉(zhuǎn)=0.2 mm／r。查中心鉆刀具尺寸得：切深為l5.5 mm。 2.4 銑端面打中心孔組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 1. 組合機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的確定 組合機(jī)床是按系列化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計(jì)的專用部件組成的專用機(jī)床，組合機(jī)床是按具體加工對(duì)象專門設(shè)計(jì)的?？梢园醋詈侠淼墓に囘^(guò)程進(jìn)行加工，也可以同時(shí)以幾個(gè)方面采用多把刀具對(duì)工件進(jìn)行加工，它是實(shí)行工序集中的最佳途徑，是提高生產(chǎn)率的有效設(shè)備。 本專題“銑端面打中心孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)”是針對(duì)s195-05006曲軸左右兩個(gè)端面加工工序進(jìn)行設(shè)計(jì)的，工藝要求在工序20#中完成銑端面和打中心孔。該工序采用雙面銑和鉆的方法同時(shí)對(duì)兩個(gè)端面進(jìn)行加工。該零件總體輪廓尺寸較小，屬于小型零件加工，零件的定位夾緊元件也不會(huì)太大，設(shè)計(jì)時(shí)考慮到諸多因素后，決定選用臥式雙面銑削和鉆削組合機(jī)床。 2. 銑端面打中心孔組合機(jī)床配置型式的選擇 (1)通用部件 1)動(dòng)力部件 用于傳遞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)工作運(yùn)動(dòng)的通用部件。如動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng)力箱、各種動(dòng)力頭等。它為刀具提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，是組合機(jī)床及自動(dòng)線的主要通用部件。 2)支承部件 支承部件是用于安裝動(dòng)力部件、輸送部件等的通用部件(如側(cè)底座、中間底座、立柱、立柱底座、支架等)，它是組合機(jī)床的基礎(chǔ)部件。機(jī)床各部件之間的相對(duì)位置精度、機(jī)床的剛度等主要依靠它來(lái)保證。 3)輸送部件 輸送部件具有定位和夾緊裝置，用于裝夾工件并運(yùn)送到預(yù)定工位的通用部件(如回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、移動(dòng)工作臺(tái)和回轉(zhuǎn)鼓輪等)，定位精度高。 4)輔助部件 輔助部件有定位、夾緊、潤(rùn)滑、冷卻、排屑以及自動(dòng)線清洗機(jī)等。 (2)組合機(jī)床配置型式 組合機(jī)床有大型和小型兩種，大、小型組合機(jī)床雖有其共性但又都有其特殊性，無(wú)論是使用范圍、配置型式、通用部件和驅(qū)動(dòng)方式都各有特點(diǎn)。用大型通用部件組成的機(jī)床成為大型組合機(jī)床，用小型通用部件組成的成為小型組合機(jī)床。大型組合機(jī)床的配置型式，主要有單工位組合機(jī)床和多工位組合機(jī)床兩大類。 單工位組合機(jī)床通常是用于加工一個(gè)或兩個(gè)工件，特別適用于大中型箱體的加工，根據(jù)配置動(dòng)力部件的數(shù)量，這類機(jī)床可以從單面或同時(shí)從幾個(gè)方面對(duì)工件進(jìn)行加工。以下是這類機(jī)床的主要配置型式： 1) 臥式單面組合機(jī)床 2) 立式單工位組合機(jī)床 3) 臥式雙面組合機(jī)床 4) 復(fù)合式雙面組合機(jī)床 5) 臥式三面組合機(jī)床 6) 復(fù)合式三面組合機(jī)床 7) 臥式四面組合機(jī)床 8) 復(fù)合式四面組合機(jī)床 本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床為臥式機(jī)床。臥式機(jī)床在配置時(shí)候可將銑削頭安裝在專用臥式床身或滑臺(tái)上，而被加工零件放在移動(dòng)工作臺(tái)上，以組成銑削頭固定的臥式組合機(jī)床；也可以將銑削頭安裝在水平配置的滑臺(tái)上，而被加工零件放在固定夾具上，以組成銑削頭移動(dòng)的臥式組合機(jī)床。由于本道工序需要先銑再鉆，所以本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床配置時(shí)可將工件安裝在滑臺(tái)上，銑削頭安裝在固定的底座上，鉆削頭安裝在滑臺(tái)上，這樣可以順利的完成銑端面打中心孔的工序內(nèi)容。 3. 零件加工工序圖 (1) 零件加工工序圖的作用和要求 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案來(lái)表示在一臺(tái)機(jī)床上或一條自動(dòng)線上完成的工藝內(nèi)容，是包括加工部位尺寸精度、表面粗糙度及技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、加壓部位以及被加工零件材料的硬度和本道工序加工前毛坯或半成品情況的圖紙。它不能用用戶提供的產(chǎn)品圖紙代替，必須在原零件圖的基礎(chǔ)上突出機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容，加上必要的說(shuō)明而繪制的，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用和調(diào)整機(jī)床，檢查精度等級(jí)的重要技術(shù)文件。 (2) 零件加工工序圖的內(nèi)容 1)在圖上應(yīng)標(biāo)出被加工零件的形狀、輪廓尺寸及本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸，尤其是當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向套時(shí)，應(yīng)表示出零件內(nèi)部的筋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀及尺寸，以便檢查工具、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。 2) 加工用定位基準(zhǔn)、加壓部位及加壓方向，以便依此進(jìn)行夾具的定位支承(包括輔助定位支承)、限位、夾緊、導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 3) 本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀、位置尺寸精度及技術(shù)要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊蟆? 4) 必要的說(shuō)明文字，為被加工零件編號(hào)、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。 (3) 繪制零件加工工序圖注意事項(xiàng) 1) 為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要突出本機(jī)床的加工內(nèi)容，繪制時(shí)要采用合適的比例，選擇足夠數(shù)量的視圖及剖視圖,突出加工部位(用粗實(shí)線)，并把零件輪廓及與機(jī)床、夾具有關(guān)的部位用細(xì)實(shí)線表示清楚，凡與本道工序要保證的尺寸、角度等有關(guān)的部位均用粗實(shí)線表示清楚。如圖2－3所示。 圖2-3 曲軸銑端面打中心孔工序簡(jiǎn)圖 2)加工部位的位置尺寸應(yīng)從定位基準(zhǔn)注起，為便于加工及檢查尺寸，應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)注，而不采用極坐標(biāo)系，但有時(shí)因選擇定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的不重合，則需將加工部位要求的位置尺寸公差換成對(duì)稱尺寸公差，其公差數(shù)值的決定要考慮兩方面：一是要能達(dá)到產(chǎn)品圖紙要求的精度；二是采用組合機(jī)床能夠加工出來(lái)。 3)注明零件加工對(duì)機(jī)床提出的某些特殊要求。 4. 零件加工示意圖 (1)加工示意圖的作用和內(nèi)容 加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖紙之一，在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位，它是刀具、輔具、夾具、主軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺(tái)組合機(jī)床布局和性能的原始要求，同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試切的依據(jù)。加工示意圖要反映機(jī)床的加工過(guò)程和加工方法，并決定浮動(dòng)夾頭或接桿的尺寸，鏜桿長(zhǎng)度，主軸、刀具、導(dǎo)向與工件間的聯(lián)系尺寸等，根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具特點(diǎn)，合理地選擇切削用量，決定加工過(guò)程的工作循環(huán)。 加工示意圖還要繪制出工件加工部位的圖形。在軸數(shù)多時(shí)，必須在孔旁標(biāo)上號(hào)碼，以便于設(shè)計(jì)和調(diào)整機(jī)床。加工示意圖還要考慮一些特殊要求，決定動(dòng)力頭的工作循環(huán)及行程。最后，選擇切削用量及附加必要說(shuō)明。 繪制多工位機(jī)床的加工示意圖時(shí)，一定要分出工位，按每工位的加工內(nèi)容順序進(jìn)行繪制，同時(shí)還要畫出工件在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或鼓輪上的位置示意圖，以便能清楚地看出工件及主軸的排列位置。 加工示意圖包括以下內(nèi)容： 1)反映機(jī)床的加工方法、加工條件及加工過(guò)程。 2)根據(jù)加工部位特點(diǎn)及加工要求，決定刀具類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸(直徑和長(zhǎng)度)，包括鏜削加工時(shí)決定鏜桿的直徑和長(zhǎng)度，鉆、擴(kuò)加工時(shí)決定鉆、擴(kuò)桿的直徑和長(zhǎng)度等。 3)決定主軸的結(jié)構(gòu)類型、規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度。 4)選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)專用的接桿、浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置，并決定它們結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸。 5)標(biāo)明主軸及接桿、夾具與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。 6)根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具、材料特點(diǎn)等，合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量。 7)決定機(jī)床動(dòng)力部件的工作行程及工作循環(huán)。 (2) 加工示意圖的編制 1)刀具的選擇 選擇刀具時(shí)可考慮工件加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生產(chǎn)率要求等因素。根據(jù)本工序特點(diǎn)，應(yīng)選用硬質(zhì)合金端銑刀和高速鋼麻花鉆。 2)工序余量 查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》得： 端面加工余量為4～5 mm，選擇4．5 mm； 孔加工余量為l．5～2．O mm，選擇1．5 mm。 3)切削用量 本工序的切削用量在前面已經(jīng)敘述過(guò)，也可參見(jiàn)工藝卡片上的相應(yīng)內(nèi)容。 4)動(dòng)力頭工作循環(huán)及行程確定 動(dòng)力頭工作循環(huán)一般包括快進(jìn)、工作進(jìn)給、快退等動(dòng)作。銑端面打中心孔時(shí)，裝工件的滑臺(tái)工作循環(huán)為：原位－快進(jìn)－工進(jìn)（銑削）－快進(jìn)－止檔鐵（停，打中心孔）－快退－原位。鉆削頭滑臺(tái)的工作循環(huán)為：快進(jìn)－工進(jìn)－止檔鐵（停）－快退。 工作進(jìn)給長(zhǎng)度確定： 銑端面：L＝工件直徑（52mm）＋銑刀直徑（100mm）； 鉆中心孔：L＝15．5mm。 快進(jìn)、快退的長(zhǎng)度確定：視工件的形狀，夾具的結(jié)構(gòu)不同而不同。只要方便工件的裝卸，行程盡量縮短，以利于提高生產(chǎn)效率。 銑端面打中心孔加工示意圖如圖2—4所示。其中，銑端面時(shí)，S＝0．3mm／z，n＝250mm／r；打中心孔時(shí)，S＝0．2mm／z，n＝125mm／r。 圖2—4 銑端面打中心孔加工示意圖 5. 組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系關(guān)系的，是開(kāi)展各專用部件設(shè)計(jì)和確定機(jī)床最大占地面積的指導(dǎo)圖紙。 組合機(jī)床是由一些通用部件和專用部件組成的。為了使所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床既能滿足預(yù)期的性能要求，又能做到配置上勻稱合理，符合多快好省的精神，必須對(duì)所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床各個(gè)部件之間的關(guān)系進(jìn)行全面的分析研究。組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是在被加工零件工序圖與加工示意圖繪制之后，根據(jù)初步選定的主要通用部件，以及確定的專用部件的結(jié)構(gòu)原理而繪制的。 (1) 機(jī)床裝料高度的確定 確定機(jī)床裝料高度需要考慮車間運(yùn)送工件的滾道高度、工件最低孔的位置、主軸箱最低主軸高度和通用部件高度尺寸的限制。根據(jù)我國(guó)具體情況，為便于操作和省力，對(duì)于一般臥式組合機(jī)床、流水線和自動(dòng)線，裝料高度定為850mm。對(duì)于加工中小工件的自動(dòng)線，考慮自動(dòng)排屑，特別是一些要從機(jī)床垂直下方返回隨行夾具的自動(dòng)線，裝料高度可采用1000mm。鼓輪機(jī)床的裝料高度一般取1200～1300mm，本組合機(jī)床的裝料高度設(shè)計(jì)為1000mm。 (2) 夾具外形輪廓尺寸的確定 夾具是用于定位和夾緊工件的，所以工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據(jù)。在加工示意圖中對(duì)工件和鏜模間的距離，以及導(dǎo)套的尺寸，都有了規(guī)定。所以確定長(zhǎng)度尺寸時(shí)，主要在于合理地選取鏜模架的厚度。對(duì)于高度不大的鏜模架，其厚度可取l50～200mm；當(dāng)鏜模架較高(如鼓輪機(jī)床的鏜模架)，為了保證有足夠的剛度和穩(wěn)定性，其厚度可取250～300mm。 在掌握了工件寬度、工件和鏜模架問(wèn)的距離和鏜模架的厚度尺寸后，即可確定夾具底座的總長(zhǎng)尺寸。為了補(bǔ)償鑄件的鑄造誤差，它應(yīng)比上述三項(xiàng)尺寸總和稍微大一些，一般大10～20mm。 夾具底座高度確定。夾具底座的高度應(yīng)視夾具大小而定，既要保證有足夠的剛性，又要考慮工件的裝料高度，為了便于布置定位元件，一般夾具底座的高度不少于240mm。 對(duì)于非框形夾具，在繪制聯(lián)系尺寸圖時(shí)，應(yīng)事先繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖，確定夾具的主要技術(shù)特性、基本結(jié)構(gòu)原則及其外形控制尺寸。 (3)機(jī)床通用部件的選擇 此次設(shè)計(jì)的專用組合機(jī)床所用的通用部件有：二個(gè)銑削動(dòng)力頭、三個(gè)滑臺(tái)、二個(gè)側(cè)底座、二個(gè)墊鐵、一個(gè)中間底座和四臺(tái)電動(dòng)機(jī)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本組合機(jī)床通用部件選取見(jiàn)表2—5。 1) 動(dòng)力部件的選擇 動(dòng)力部件的選擇是根據(jù)切削時(shí)的受力情況、所需功率和行程確定的。 銑削動(dòng)力頭的功率計(jì)算如下： 背吃刀量－在一次走刀內(nèi)切完，取 =5mm。 確定每齒進(jìn)給量：取=0.20mm/齒，采用對(duì)稱銑削。 確定銑削速度ν：根據(jù)切削情況，查表可取 ν= 40 m/min。 確定切削寬度： 確定刀具直徑d和齒數(shù)z：根據(jù)給定條件，得d=100mm,z=8。 刀具轉(zhuǎn)速n： 銑削進(jìn)給速度f(wàn)：f＝af*z*n=0.20*8*128=204mm/min (工進(jìn)速度) 切削力：硬質(zhì)合金端面銑刀，Ф100mm，Z=8，則 （式中各指數(shù)為查表值） 切削功率P: P=F*v/60000=5259*40/60000=3.5 Kw 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可選銑削動(dòng)力頭型號(hào)為1TX32，電機(jī)功率為4Kw。 鉆削頭的選擇方法同上，這里不再贅述。 液壓滑臺(tái)的選擇主要根據(jù)切削阻力和行程來(lái)確定。本課題選擇銑削進(jìn)給滑臺(tái)的型號(hào)是1HY32，它的臺(tái)面寬度是320mm，與曲軸總長(zhǎng)相當(dāng)，最大行程630mm，能滿足圖2－4的工作循環(huán)的長(zhǎng)度要求。該型號(hào)滑臺(tái)的液壓缸直徑為φ63mm， 最大推力可達(dá)12500N，大于切削阻力。該型號(hào)滑臺(tái)的工進(jìn)速度范圍為20－600mm/min,也能滿足銑削工序的要求。 2)中間底座尺寸的確定 在加工示意圖中，已確定了中間底座上裝的是1HY32型液壓滑臺(tái)，寬度B＝320mm，長(zhǎng)度L＝1300mm，高度H＝280mm，根據(jù)選定的動(dòng)力部件及其配套部件(滑座、床身等)的位置關(guān)系，并考慮動(dòng)力頭的前備量等因素，就可以確定中間底座長(zhǎng)度尺寸。本道工序設(shè)計(jì)的組合機(jī)床中間底座長(zhǎng)度為1300mm。 在確定中間底座高度尺寸時(shí)，應(yīng)考慮切屑的貯存及排除、電氣接線盒的安排以及冷卻液的貯存，其容量應(yīng)不小于3～5min冷卻泵的流量。對(duì)于加工鑄鐵件的機(jī)床，為了使冷卻液有足夠的沉淀時(shí)間，容量還應(yīng)大一些，有時(shí)取l0～15min冷卻泵的流量。 當(dāng)裝料高度取1040mm時(shí)，床身和中間底座之間結(jié)合面的高度，無(wú)論哪一型號(hào)的床身都是統(tǒng)一的，定為540mm，所以中間底座的高度一般總是大于540mm。本機(jī)床的中間底座高度設(shè)計(jì)為560mm。 3) 側(cè)底座尺寸的確定 中間底座的高度是由裝料高度和所選動(dòng)力頭及滑臺(tái)的型號(hào)規(guī)格有關(guān)。根據(jù)所選的動(dòng)力頭及滑臺(tái)的型號(hào)規(guī)格，本例確定為664mm。 以上介紹了繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題和主要聯(lián)系尺寸的確定。此外，在聯(lián)系尺寸圖上還必須明確標(biāo)明運(yùn)動(dòng)部件的終點(diǎn)和原位狀態(tài)，以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的情況。如對(duì)于動(dòng)力頭必須標(biāo)明其退回的最遠(yuǎn)狀態(tài)，以便確定機(jī)床的最大輪廓尺寸。對(duì)于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、移動(dòng)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)鼓輪機(jī)床，需要特別注意動(dòng)力頭退回原位時(shí)，刀具、托架等必須處于夾具移動(dòng)或回轉(zhuǎn)的最大尺寸范圍以外。 在機(jī)床聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)明工件、夾具及動(dòng)力頭的中心線之間的關(guān)系。特別當(dāng)工件上加工部位對(duì)于工件中心線不對(duì)稱時(shí)，動(dòng)力部件對(duì)于夾具和中間底座也就不對(duì)稱，這時(shí)應(yīng)注明動(dòng)力頭中心線相對(duì)夾具中心線的偏移距離。聯(lián)系尺寸圖繪制后，在進(jìn)行機(jī)床各部件的具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，可能發(fā)現(xiàn)某些尺寸定得不合理，甚至不能實(shí)現(xiàn)，則可按需要返回來(lái)修改聯(lián)系尺寸圖，加以調(diào)整。 機(jī)床的聯(lián)系尺寸圖主要應(yīng)針對(duì)各部件之間的聯(lián)系尺寸進(jìn)行標(biāo)注，各部件只畫出必要的輪廓形狀即可，盡量減少不必要的線條和尺寸。各部件應(yīng)嚴(yán)格按同一比例繪制。 至此，組合機(jī)床的各部件尺寸已確定，組合機(jī)床設(shè)計(jì)總圖見(jiàn)圖2—5。安裝時(shí)首先將側(cè)底座和中間底座的螺栓孔與銷孔連接好，再布置好方位，然后按照滑臺(tái)底下的螺栓孔與側(cè)底座上面孔將其連接好，最后安裝動(dòng)力銑削頭和鉆削頭。 2.5 專用夾具設(shè)計(jì) 夾具是組合機(jī)床的重要組成部件，是根據(jù)機(jī)床的工藝結(jié)構(gòu)的具體要求而專門設(shè)計(jì)的。它是用于實(shí)現(xiàn)對(duì)加工零件的準(zhǔn)確定位、夾緊、刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件時(shí)的限位等作用的。 1．組合機(jī)床專用夾具的特點(diǎn) 組合機(jī)床專用夾具和一般夾具所起的作用看起來(lái)好像很接近，但其結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求卻有很顯著的區(qū)別。組合機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)和性能，對(duì)組合機(jī)床配置方案的選擇有很大的影響。以下是組合機(jī)床專用夾具的主要特點(diǎn)： (1)一般的機(jī)床夾具是作為機(jī)床的輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的，而組合機(jī)床夾具是機(jī)床的主要組成部分，其設(shè)計(jì)工作是整個(gè)組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。 (2)組合機(jī)床夾具和機(jī)床其他部件有著密切的聯(lián)系，如回轉(zhuǎn)或移動(dòng)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)鼓輪、主軸箱、刀具和輔具、鉆模板和托架以及支承部件等。正確地解決它們之間的關(guān)系是保證組合機(jī)床工作可靠和使用性能良好的重要條件之一，而且?jiàn)A具的結(jié)構(gòu)也要按這些部件的具體要求來(lái)確定。 (3)由于組合機(jī)床常常是多刀、多面和多工序同時(shí)加工，會(huì)產(chǎn)生很大的切削力和振動(dòng)，因此組合機(jī)床夾具必須具有很好的剛性和足夠的夾緊力，以保證在整個(gè)加工過(guò)程工件不產(chǎn)生任何位移。同時(shí)，也不應(yīng)使工件產(chǎn)生不容許的變形。 (4)組合機(jī)床夾具是保證加工精度的關(guān)鍵部件，其設(shè)計(jì)、制造和調(diào)整都必須有嚴(yán)格的要求，使其能持久地保持精度。 (5)組合機(jī)床夾具應(yīng)便于實(shí)現(xiàn)定位和夾緊的自動(dòng)化，并有動(dòng)作完成的檢查信號(hào)；保證切屑從加工空間自動(dòng)排除；便于觀察和檢查，以及在不從機(jī)床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損件和維護(hù)調(diào)整。 此外，不要把組合機(jī)床夾具和一般的組合夾具混淆起來(lái)。組合夾具是在萬(wàn)能機(jī)床上為了完成某一道工序的加工，用一些標(biāo)準(zhǔn)的和通用的元件組裝成的定位夾緊裝置。用完后可用這些元件重新組裝成新的夾緊裝置。而組合機(jī)床夾具則是以部分的通用元件加上專用件組成的專用夾具，它不便于改裝。 按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，組合機(jī)床夾具分為單工位和多工位夾具兩大類。單工位夾具是指工件在一個(gè)工位上完成加工工序的機(jī)床夾具。按被加工零件的結(jié)構(gòu)和加工要求，單工位夾具有固定式的、帶滾道或浮動(dòng)滾道的、和小車等形式。 2．組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)步驟 (1)認(rèn)真研究分析所要設(shè)計(jì)夾具的原始數(shù)據(jù)和要求 因?yàn)樵跀M訂組合機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案時(shí)，對(duì)夾具的結(jié)構(gòu)型式和主要性能已提出了原則要求。在具體開(kāi)展夾具設(shè)計(jì)時(shí)，必須認(rèn)真分析這些要求并研究影響夾具設(shè)計(jì)的所有因素，也就是被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝安排和加工方法、機(jī)床特點(diǎn)、刀具及其導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和要求等。 (2)擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案和進(jìn)行必要的計(jì)算 根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)中確定的工件定位基面、夾壓位置、加工方法和刀具導(dǎo)向方式等，制定夾具的總體方案。為此，首先繪制工件的外形，并有必要的投影，其主要投影和工件在機(jī)床上的加工位置一致。然后，在工件四周的相應(yīng)位置上簡(jiǎn)單表示出夾具的結(jié)構(gòu)。最后進(jìn)行夾緊力計(jì)算和必要的夾具元件的強(qiáng)度計(jì)算。為了提高質(zhì)量和縮短設(shè)計(jì)制造周期，在擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量采用通用的部件和零件。 (3)組合機(jī)床夾具的總圖和零件圖設(shè)計(jì) 在已確定的夾具結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)生產(chǎn)用的夾具總圖和零件圖。組合機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜，其總圖必須有足夠的投影和剖視，尺寸標(biāo)注齊全合理，并嚴(yán)格按比例繪制。按照組合機(jī)床夾具的主要功能，其結(jié)構(gòu)可以分為三大部分，即定位支承系統(tǒng)、夾緊機(jī)構(gòu)和刀具導(dǎo)向裝置。 2.5.1 夾具定位支承系統(tǒng) 定位支承系統(tǒng)主要由定位支承、輔助支承和一些限位元件組成。定位支承是指在加工過(guò)程中維持被加工零件有一定位置的元件。輔助支承是僅用作增加被加工零件在加工過(guò)程中穩(wěn)定性的一種活動(dòng)式支承元件。 由于定位支承元件直接與被加工零件接觸，因此其尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和布置都直接影響零件的加工精度。為了避免產(chǎn)生廢品以及經(jīng)常修理定位支承元件的麻煩，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意以下問(wèn)題： (1) 合理布置定位支承元件，力求使其組成較大的定位支承平面。最好使夾緊力的位置對(duì)準(zhǔn)定位支承元件。當(dāng)受工件結(jié)構(gòu)限制不能實(shí)現(xiàn)時(shí)，也應(yīng)使定位支承元件盡量接近夾緊力的作用線，并使夾緊力的合力中心處于定位支承平面內(nèi)。 (2) 提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形。 (3) 提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性，以便長(zhǎng)期保持夾具的定位精度。 (4) 可靠地排除定位支承部位的切屑,使切屑不堵塞和粘附在定位支承系統(tǒng)上，否則對(duì)定位的準(zhǔn)確性和工作可靠性有很大影響。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能不使切屑落到定位支承系統(tǒng)上。 1. 工件定位方案 曲軸雖然屬于異形軸，但是它的定位與一般軸類零件基本相同。即：圓柱面定位。本道工序是加工305±1處的兩個(gè)端面。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工部位確定其定位方案為：采用兩個(gè)V形塊，分別在兩主軸頸處定位，限制四個(gè)自由度；用一個(gè)定位銷在扇形面處完成軸向定位，限制一個(gè)自由度；工件沿軸向轉(zhuǎn)動(dòng)不影響加工的準(zhǔn)確性，此處自由度可不限制。至此，工件的五個(gè)自由度全部被限制住了，可保證工件加工的準(zhǔn)確性。 2. 定位誤差分析 機(jī)械加工過(guò)程中，產(chǎn)生加工誤差的因素很多。在這些因素中，有一項(xiàng)因素與機(jī)床夾具有關(guān)。使用夾具時(shí)，加工表面的位置誤差與夾具在機(jī)床上的位置及工件在夾具中的定位密切相關(guān)。為滿足工序加工要求，必須使工序中各項(xiàng)加工誤差之總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序誤差，即： △j+△w≤δg (2-3) 式中△j——與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差； △w——與工序中除夾具外其他因素有關(guān)的誤差； δg——工序誤差。 可見(jiàn)使用夾具加工工件時(shí)，應(yīng)盡量減小與夾具有關(guān)的加工誤差，在保證工序加工要求情況下，留給加工過(guò)程中其他誤差因素的比例大一些，以便較易控制加工誤差。本工序的定位誤差計(jì)算如下: △DW(A)=0，△DW(B)=δD/2, △DW(c)=δD/2 式中 △DW(A)——中心孔加工的定位基準(zhǔn)不重合誤差； △Dw(B)，△DW(c) —— 左右兩主軸頸定位基準(zhǔn)φ80的基準(zhǔn)位移誤差； δD ——φ80的尺寸公差，所以要控制該處的毛坯的制造誤差。 △j＝△DW(A) ＋△DW(B) ＋△DW(c) ＝0+δD /2＋δD /2＝δD 因?yàn)樵摴ば蚴菣C(jī)加工藝過(guò)程的第一道工序，只要鑄件的精度滿足要求即可。 2.5.2 夾緊機(jī)構(gòu) 在機(jī)械加工過(guò)程中，工件將受到切削力、離心力、慣性力等外力的作用。為保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。 1.夾緊裝置組成。 (1)力源裝置 力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。通常是指機(jī)構(gòu)夾緊時(shí)所用的氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等動(dòng)力裝置。 (2)中間遞力機(jī)構(gòu) 中間遞力機(jī)構(gòu)是將力源作用力傳遞給夾緊元件，然后由夾緊元件最終完成對(duì)工件的夾緊。 (3)夾緊元件 夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件，通過(guò)它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動(dòng)作。 2.對(duì)夾緊裝置的基本要求： （1）在夾緊過(guò)程中，工件應(yīng)能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不應(yīng)離開(kāi)定位支承。 （2）夾緊力的大小要適當(dāng)、可靠，既要使工件在加工過(guò)程中不產(chǎn)生移動(dòng)和振動(dòng)，又不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。 （3）夾緊裝置應(yīng)操作安全、方便、省力。 3.夾緊裝置設(shè)計(jì)要點(diǎn)： （1）夾緊元件選擇 組合機(jī)床夾具常用夾緊元件有：螺母、螺釘、螺栓、壓塊、壓板等。壓板分為平壓板、鉤形壓板、浮動(dòng)壓板三大類。其中平壓板在組合機(jī)床夾具中應(yīng)用最廣泛，平壓板常用形式有固定式壓板、移動(dòng)式壓板、旋轉(zhuǎn)式壓板。根據(jù)本零件的結(jié)構(gòu)尺寸和本道工序的加工要求，固定式壓板不可用，旋轉(zhuǎn)式的可用，所以本次設(shè)計(jì)的夾具夾緊元件為旋轉(zhuǎn)式壓板。 （2） 夾緊動(dòng)力部件的確定 動(dòng)力部件作為夾緊機(jī)構(gòu)的力源，可分為手動(dòng)夾緊與自動(dòng)夾緊力源。組合機(jī)床常用自動(dòng)夾緊力源，氣動(dòng)夾緊、液壓夾緊與夾緊扳手都屬自動(dòng)夾緊力源。為提高生產(chǎn)自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率，本夾具選用液壓夾緊。 液壓夾緊是利用壓力油作為夾緊動(dòng)力，通過(guò)中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使夾具的夾緊元件執(zhí)行夾緊動(dòng)作。在組合機(jī)床夾具上，采用液壓夾緊機(jī)構(gòu)較多。 液壓夾緊機(jī)構(gòu)具有操作簡(jiǎn)單，動(dòng)作迅速，易于集中控制、程序控制和實(shí)現(xiàn)工序自動(dòng)化；工作壓力高，液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸??；便于實(shí)現(xiàn)過(guò)載自動(dòng)保護(hù)和元件便于標(biāo)準(zhǔn)化等一系列優(yōu)點(diǎn)。此外，由于油液具有不可壓縮性，因此液壓夾緊能夠維持的剛性比氣動(dòng)夾緊等所能維持的剛性高。 由于液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)，并且可以采用統(tǒng)一的液壓系統(tǒng)來(lái)控制夾緊機(jī)構(gòu)，因此在組合機(jī)床自動(dòng)線上廣泛采用液壓夾緊機(jī)構(gòu)。由于夾具底座的輪廓尺寸已經(jīng)初定，現(xiàn)選擇后法蘭式夾緊液壓缸。 （3）夾緊力計(jì)算 確定夾緊力時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題： 1)組合機(jī)床通常都是多面多工序同時(shí)加工，在一臺(tái)機(jī)床上往往有大量刀具同時(shí)工作，粗加工時(shí)切削力都很大，加工振動(dòng)也很大，尤其在多軸粗鏜孔時(shí)。 2)由于工件材料硬度不均勻，加工余量不均勻和刀具磨鈍等因素的影響，往往使實(shí)際的切削力大大增加。 3)組合機(jī)床夾具是保證加工精度的主要部件，因此，要注意工件夾緊后產(chǎn)生的變形對(duì)加工精度的影響，尤其在工件剛性差、精度要求高的情況下，更應(yīng)特別注意。 4)為保證夾緊可靠，應(yīng)選擇機(jī)床工作 過(guò)程中最不利的工作狀態(tài)來(lái)確定所需的夾 緊力。 將夾緊力機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化后的力學(xué)模型如 圖2－ 6所示。在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)可只 考慮切削力(矩)對(duì)夾緊的影響，并假定工藝系統(tǒng)是剛性的，切削過(guò)程基本穩(wěn)定。 Wo*l＝Wk*(L-l)/η0 Wk ＝W0*l*η0/(L-l) (2—4) 式中 ：Wo——力源輸出的力 Wk——實(shí)際所需要的夾緊力(單邊)； η0—夾緊機(jī)構(gòu)效率，可取為0．85～o．95； 實(shí)際所需要的夾緊力Wk的確定： 根據(jù)上述切削力的計(jì)算:水平阻力 F=5259N,因使用的是90o V形墊塊，按加緊力計(jì)算公式; 式中： K－安全系數(shù)取1.5；M－切削扭矩M=F*d/2=65737Nmm；d－工件直徑取50mm；f－摩擦系數(shù)取0.25（毛坯表面）；代入上式得：Wo＝6535N（單面） 選用液壓夾緊機(jī)構(gòu)，液壓缸為后法蘭式單作用液壓缸，當(dāng)油壓P＝2.5Mpa，夾緊液壓缸直徑為90mm時(shí)，液壓缸活塞推力W0為15916N。若l＝L/2,實(shí)際夾緊力為： Wk ＝W0*l*η0/(L-l)＝15926*0.9＝14325 N ，所以滿足要求。 2.5.3 銑床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn) (1)為提高銑床夾具在銑床上安裝的穩(wěn)固性，除要求夾具有足夠的剛度和強(qiáng)度外，還應(yīng)注意使工件的加工面盡可能靠近工作臺(tái)面，以降低夾具重心。因此夾具的高寬比H／B應(yīng)限制在1～1．25的范圍內(nèi)。 (2)對(duì)定位裝置的設(shè)計(jì)和布置，應(yīng)盡量使主要支承面大些；要盡量選取加工過(guò)的平面為定位基準(zhǔn)；定位元件要用支承板，且布置盡可能遠(yuǎn)些，必要的時(shí)候可采用輔助支承，以免加工時(shí)發(fā)生振動(dòng)。 (3)銑床夾具的夾緊裝置應(yīng)有足夠的夾緊力和良好的自鎖性能。夾緊力的作用點(diǎn)要盡量靠近加工表面，并夾緊在工件剛性較好的部位，以保證夾緊可靠，定位穩(wěn)定。必要時(shí)可采用浮動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，以提高夾緊剛度。 (4)為了減少裝卸工件需用的輔助時(shí)間，改善工人的勞動(dòng)條件，在與夾具的復(fù)雜程度、工作效率和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)的前提下，要注意采用快速夾緊、聯(lián)動(dòng)夾緊、氣動(dòng)液壓夾緊裝置和機(jī)械化傳動(dòng)裝置等。 2.5.4 對(duì)刀裝置 對(duì)刀裝置用來(lái)確定刀具和夾具的相對(duì)位置，它是由對(duì)刀塊和塞尺等所組成。利用它可迅速而準(zhǔn)確的調(diào)整刀具和夾具的相對(duì)位置。對(duì)刀時(shí)，要使用對(duì)刀平塞尺或?qū)Φ秷A柱塞尺。 采用對(duì)刀塞尺的目的是為了防止刀具與對(duì)刀塊直接接觸而損壞刀刃和對(duì)刀塊的工作表面。使用時(shí)，將塞尺放在刀具和對(duì)刀塊之間，憑抽動(dòng)塞尺的松緊感覺(jué)來(lái)判斷對(duì)刀精度。 對(duì)刀塊在夾具中的位置，應(yīng)設(shè)于刀具開(kāi)始銑削或刨削的一端，以免在加工過(guò)程中因換刀而要卸下正在加工的工件。在實(shí)際生產(chǎn)中，如果由于工件的加工精度較高，用對(duì)刀塊對(duì)刀不能保證加工精度時(shí)，則采用試切對(duì)刀。即使采用對(duì)刀裝置對(duì)刀之后，對(duì)加工的第一個(gè)工件也要進(jìn)行測(cè)量，如其尺寸精度不能達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，還必須調(diào)整刀具，直到加工合格為止。有時(shí)由于夾具結(jié)構(gòu)的限制，不便于設(shè)置對(duì)刀塊，則可以用標(biāo)準(zhǔn)試件對(duì)刀。 曲軸銑端面打中心孔夾具裝配圖如圖2—7所示。 2.6 結(jié) 論 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的結(jié)論應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確、完整、明確精煉。但也可在結(jié)論或討論中提出建議、設(shè)想和尚待解決問(wèn)題等。 在指導(dǎo)老師和各位專業(yè)老師的幫助下，通過(guò)這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)機(jī)械加工制造方面的專業(yè)知識(shí)有了更深的了解。針對(duì)“曲軸銑端面打中心孔組合機(jī)床及專用夾具設(shè)計(jì)”這一課題，我查閱了大量有關(guān)組合機(jī)床設(shè)計(jì)的參考資料，對(duì)我的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行反復(fù)的推敲、篩選，它們不僅要符合加工示意圖的尺寸要求，還要滿足計(jì)算所得切削動(dòng)力要求，如果選錯(cuò)了型號(hào)和規(guī)格，將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。通過(guò)專用組合機(jī)床的設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了怎樣運(yùn)用已學(xué)的專業(yè)知識(shí)（如裝備設(shè)計(jì)，金屬切削刀具，液壓技術(shù)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，機(jī)械制造工藝學(xué)等等），根據(jù)實(shí)際加工要求，去完成工藝和工藝裝備設(shè)計(jì)。我相信我的設(shè)計(jì)方案是切實(shí)可行的，因?yàn)樗墙?jīng)過(guò)大量的理論計(jì)算，資料的查閱和老師的幫助完成的。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了怎樣去完成一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的方法、過(guò)程，學(xué)會(huì)了怎樣去查閱有關(guān)參考資料，怎樣用已學(xué)的知識(shí)去進(jìn)行工程計(jì)算，運(yùn)用CAD進(jìn)行繪圖的能力也得到大幅度的提高?？傊?，通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的受益非淺，我感到我已初步具備了獨(dú)立進(jìn)行機(jī)械裝備設(shè)計(jì)的能力，為我今后從事的工作，打下了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。 2.7 致謝 參 考 文 獻(xiàn) [1] 李洪. 機(jī)械加工工藝手冊(cè)．北京：北京出版社，l990 [2] 趙如福. 金屬機(jī)械加工工藝人員于冊(cè)．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，l990 [3] 孫麗媛．機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)．北京：冶金工業(yè)出版社，2003 [4] 吳宗澤．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版).北京：高等教育出版社，1998 [5] 大連組合機(jī)床研究所編．組合機(jī)床設(shè)計(jì)(第一冊(cè)機(jī)械部分)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1973 [6] 大連組合機(jī)床研究所編．組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，l973 [7] 華南工學(xué)院．甘肅工業(yè)大學(xué)編．金屬切削原理及刀具設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，I978 [8] 東北重型機(jī)械學(xué)院，機(jī)床夾具設(shè)汁手冊(cè)(第二冊(cè)).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1987 [9] 吳宗澤．機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [l0] 宋殷．機(jī)床夾具設(shè)計(jì).廣州：華南理工大學(xué)出版社，1990 24