柴油机气缸盖扩孔专机总体及夹具设计说明书.docx
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1、目 录1 前言.12 组合机床总体设计.32.1 总体方案设计.32.1.1 加工对象的工艺性分析.32.1.2 机床配置形式的选择.32.1.3 定位基准的选择.42.2 切削用量的确定及刀具结构的选择.52.2.1 切削用量的选择.52.2.2 切削力、切削扭矩及切削功率计算.62.2.3 刀具结构选择.72.3 组合机床总体设计三图一卡.82.3.1 被加工零件工序图.82.3.2 加工示意图.92.3.3 机床联系尺寸图.102.3.4 机床生产率计算卡.133 组合机床夹具设计.143.1 概述.143.1.1 夹具的工艺性分析.143.1.2 夹具设计的基本要求.143.2 定位方
2、案的确定.153.2.1 定位基准的选择原则.153.2.2 定位方案的设计.153.3 定位误差分析.153.3.1 影响加工精度的因素.153.3.2 保证加工精度的条件.163.4 夹紧方案的确定.163.4.1 夹紧机构的确定.163.4.2 夹紧力的确定.173.4.3 夹紧液压缸的选择.193.5 引导装置的选择.203.5.1 钻套型式的选择和设计.203.5.2 钻模板的类型和设计.203.6 夹具体结构设计.214 结论.22参考文献.23致谢.24附录.25ZH1105柴油机气缸盖扩孔专机总体及夹具设计摘要:本课题设计ZH1105柴油机汽缸盖扩孔专机,主要对其总体及夹具进行
3、设计。该组合机床是针对ZH1105柴油机气缸盖的进、排气孔和油泵孔进行加工。 This topic designed ZH1105 diesel engine cylinder cover to drill out the special plane, mainly carried on the design to its overall and the jig. This aggregate machine-tool is aims at ZH1105 diesel engine cylinder cover to enter, the air vent and the oil pump h
4、ole carries on the processing. This design engine bed overall part is through carries on the craft analysis to ZH1105 diesel engine cylinder cover components, has drafted the engine bed overall concept, and according to the aggregate machine-tool design procedure, has calculated the cutting specific
5、ations, the cutting force, the cutting torque, the cutting power and so on, finally has completed “a three chart card” plan. The jig part design was through has carried on the craft analysis to ZH1105 diesel engine cylinder cover components, has chosen “two sold at the same time” the locate mode, ha
6、s carried on the error analysis. Then the choice clamps the plan, the estimate clamps the strength size, had determined carries on by the hydraulic ram clamps, the choice clamps the hydraulic cylinder the model. And designed the guiding arrangement, has drilled the template, the jig body structure a
7、nd so on, finally has completed the jig design. According to computed result plan jig assembly drawing and main detail drawing. This engine bed design is reasonable, conforms to the practical application, satisfies the processing request, also many has used the standard part and the standard letter
8、as far as possible, the production cost is reasonable, the equipment service is convenient. Enhanced the production efficiency greatly, reduced the labor intensity, thus reduced the components processing cost.1 前言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
9、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,在大批量的生产中得到广泛应用,并可用来组成自动生产线。组合机床对多孔钻削加工具有较大的优势,它按孔的坐标分布位置实行一次加工,保证了孔的坐标位置尺寸精度。这也是本次设计的目的所在,设计这台组合机床,就是为了在保证加工精度的基础上,提高生产效率。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
10、,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。本次设计的课题是ZH1105柴油机气缸盖扩孔专机总体及夹具设计。该课题来源于江淮动力集团。该集团生产的S195柴油机连杆、ZH1105柴油机气缸体销路十分走俏,市场需求量大,畅销国内外市场。现在该集团迫切需要改善现有的生产条件,进行提高生产率、改善产品质量方面的技术改造,使产品的合格率上升,增加产
11、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ZH1105气缸盖上左、右两个面上的进气孔、排气孔、油泵孔加工、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。本人的设计分工是总体设计和夹具部分的设计,主轴箱部分的设计由同组其他同学担任。在设计组合机床过程中,组合机床夹具的设计是整个组合机床设计工作的重要部分之一。虽然夹具零件的标准化程度高,使设计工作量减少,设计周期缩短,但在夹具设计过程中,在保证加工精度的前提下,如何综合考虑生产率、经济性和劳动条件等因素,还有一定的难度。本说明书以设计卧式双面扩孔组合机床为主线,阐述了总体设计和夹具
12、设计的过程。在总体设计中,首先是被加工零件的工艺分析,然后是总体方案的论证,在比较了许多方案之后,结合本道工序加工的特点最终选择卧式双面组合机床的配置型式。再结合本道工序的特点选择刀具。根据选择的切削用量,计算刀具的切削力、切削扭矩、切削功率等,再确定刀具的大小和型式。在确定这些设计计算后,然后是绘制组合机床的“三图一卡”被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡。在第3章中,主要介绍了夹具的设计。夹具设计是组合机床设计中的一个重要的组成部分。夹具设计时,首先确定工件的定位方案,然后选择夹紧方案,估算夹紧力大小,选择夹紧液压缸的型号,最终完成夹具的零部件设计。最后根据计算结果绘
13、制夹具装配图和主要的零件图。2 组合机床总体设计2.1 总体方案设计本设计是为ZH1105柴油机气缸盖扩孔工序。为了能够达到质量好、效率高的要求,以及考虑被加工零件的孔的加工精度、表面粗糙度、技术要求等,拟定设计一台通过两个动力头,两个主轴箱,六把刀具,一次性完成该工序加工的双卧式组合机床。机床总体的设计需绘制完成“三图一卡”。以上作为本次设计的初定方案。2.1.1 加工对象的工艺性分析A 本机床被加工零件特点该加工零件为气缸盖。材料HT250,其硬度为HB179255,在本工序之前各主要表面、主要孔已加工完毕。B 本机床被加工零件的加工内容及加工精度本道工序:扩左面、右面的孔,由本设备“ZH
14、1105气缸盖扩孔专机”完成,因此,本设备的主要功能是完成柴油机气缸盖左、右两个面上进气孔、排气孔、油泵孔的半精加工。具体加工内容是:扩图纸上39至37,16孔至15,45孔至43,倒39孔口角为44.4,45孔口角为51,并扩29.5孔至29.2,扩24.4孔至23.6,12孔至11.6C 本次设计的组合机床所要达到的技术要求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A被加工零件的特点对配置的影响通
15、常根据工件的结构特点,加工要求,生产率和工艺过程方案等,大体上就可以确定应采取哪种基本形式的组合机床。被加工零件的特点对配置的影响如下:a 在选择组合机床的结构方案时,首先必须注意到加工精度能否确切保证,这里所指的是稳定的加工精度。固定式夹具组合机床的加工精度最高,采用固定精密导向时,孔间距离和孔的轴线与基面的位置精度可达0.0250.05mm。b 机床生产率的影响。机床要求的生产率对机床配置形式和结构方案有很大的影响,它是决定采用单工位机床,多工位机床或自动线,还是按中小批生产所需组合机床的特点进行设计的重要因素。有时从工件外形及轮廓尺寸来看,完全可以采用单工位固定夹具的机床型式。但由于生产
16、率要求很高,就不得不采用多工位的方案,使装卸时间和机动时间相重合。c 被加工零件的大小、形状、加工部位特点的影响。根据零件的形状特点和加工特点,本次设计采用卧式组合机床,因为ZH1105 柴油机气缸盖的结构近似长方体,考虑到卧式机床振动小,装夹方便等因素,采用卧式组合机床。B机床使用条件的影响 a.零件结构情况考虑到被加工零件的孔间距较小,如果采用立式加工,切屑落入下导向,造成导向精度走失,不利于保证加工精度。 b.工艺间的联系情况工件在到组合机床加工之前,工件的毛坯或半成品必须达到一定的要求,否则将使工件在机床夹具上定位夹紧不可靠,以至造成刀具的损坏或者不能保证要求的加工精度。如果在组合机床
17、上加工之后,还要在其他机床上进行加工,而工件事先没有加工出保证精度的有关工艺基面,那么组合机床应考虑为下一道工序加工出工艺基面。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。一般常采用一面两孔定位和三面定位。由于本机床的钻孔加工导致不能采用三面定位方式进行定位,以免妨碍钻孔加工的正常进行。所以本机床加工时采用的定位方式是一面两孔定位。2.2切削用量的确定及刀具结构选择2.2.1切削用量的选择对于被加工孔,采用查表法选择切削用量,从组合机床设计简明手册(PDF版,以下若未作明确说明组合机床设计
18、简明手册均为PDF版)P130表6-13中选取。由于扩孔的切削用量还与所钻孔的深度有关,随着孔深度的增加而逐渐递减,其递减值按组合机床设计简明手册P131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,则刀具寿命有所降低。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。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Vf,所以要求同一多轴箱上各刀具均有较合理的切削用量是困难的。因此,一般先按各刀具选择较合理的转速ni和每转进给量fi,在根据其中工作时间最长,负荷最重,刃磨较
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