鹽城工學院本科生畢業設計說明書2009目錄1前言.11.1課題內容.31.2課題來由.31.2.1課題背景.31.2.2課題要求.31.3組合機床國內外發展概述.31.4本課題主要解決的問題和總體設計思路.52組合機床總體設計.62.1總體方案論證.62.1.1加工對象工藝性的分析.62.1.2機床配置型式的選擇.62.1.3定位基準的選擇.72.1.4滑臺型式的選擇.72.2確定切削用量及選擇刀具.72.2.1選擇切削用量.72.2.2計算切削力、切削扭矩及切削功率.102.2.3刀具耐用度的計算.142.2.4選擇刀具結構.152.3三圖一卡設計.162.3.1被加工零件工序圖.162.3.2加工示意圖.162.3.3機床聯系尺寸圖.192.3.4.機床生產率計算卡.213夾具設計.2531概述.253.1.1機床夾具在機械加工中的作用.253.1.2機床夾具的分類.263.1.3機床夾具的組成.263.2夾具設計的基本要求和步驟.263.2.1夾具設計的基本要求.263.2.2夾具設計的步驟.273.3定位方案的確定.283.3.1零件的工藝性分析.283.3.2定位方案的論證.283.3.3誤差分析.293.3.4保證加工精度.313.4夾緊方案的確定.313.4.1夾緊裝置的確定.313.4.2夾緊力的確定.323.5夾具體的設計.344結論.35參考文獻.36致謝.37附錄.38鹽城工學院本科生畢業設計說明書20091柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及夾具設計摘要：柴油機機體為大批大量生產的零件，為了提高生產效率，滿足被加工零件的精度要求，保證加工性能穩定，本課題設計了一臺用于ZH1135柴油機機體三面半精鏜的組合機床。設計內容主要分為總體設計和夾具設計兩部分。夾具的設計是本次設計中一個重要的部分。此設計主要是在分析被加工零件的工藝性基礎上，選擇加工的定位基準、夾緊方案及機床的配置型式等，并選擇了合適的切削用量、刀具及動力部件等，完成了總體設計。在夾具設計部分，本設計采用的是專用夾具，主要是定位原理的確定和定位方案的選定，以及夾緊系統的設計、夾緊力的估算，定位誤差的分析，液壓缸的選用等，最終完成夾具的設計。本組合機床具有提高生產效率，滿足工件的加工精度，減少了工人的勞動強度的優點，較好的實現了設計的要求。關鍵詞：組合機床；柴油機機體；鏜孔；夾具柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及夾具設計2DesignoftheoverallandLeftHeadstockofModularMachineToolforboringHolesonThree-SideofthebodyofDieselEngineAbstract:Thecylinderblockofdieselismadeforlargequantitiesofmassproduction.Inordertoenhancetheproductionefficiencyandtomeettheprecisionofthecomponentsprocessedandtheprecisionstability,amodularmachine-toolwasdesignedtobeusedintheZH1135dieselenginewiththree-sideboringholes.Thefocalpointofthistopiccouldbedividedintotwoparts:Firstly,asfarasjigdesign,Designthisitanalysestobeatthefoundationcrafttoprocesspartmainly,chooselocalizationdatumthatisprocessed,clampingthedispositionpatternoftheschemeandlathe,etc.,havechoosesuitablecuttingconsumption,thecutterandmotiveforcepart,etc.,hasfinisheddesigningoverallly.Designedsomeinthejig,itwasspecial-purposejig,andmainlytheselectionofsurenessoforientingtheprincipleandlocalizationschemethatwasoriginallydesignedandadopted,clampdesignofsystem,clampestimationofstrength,thepositionerroranalysis,hydrauliccylinderSelectionetc.,finishdesignofjigfinally.Theadvantagesofthismodularmachine-toolareproductionefficiency,highprecisionofprocessing,reducinglaborintensityoftheworkers.Keywords:modularmachinetool；thebodyofdieselengine；boring；jig鹽城工學院本科生畢業設計說明書200931前言1.1課題內容本組課題是設計一臺三面半精鏜孔臥式組合機床，來保證ZH1135柴油機三面孔的加工和相應的位置精度，在完成機床總體設計和繪制“三圖一卡”的基礎上，主要完成夾具設計。1.2課題來由1.2.1課題背景近年來，隨著制造業的發展，普通機床已經越來越不能滿足現代加工工藝及提高勞動生產率的要求。江動集團在生產ZH1135柴油機時，其加工效率比較低，跟不上生產指標，普通機床加工比較困難，現需要設計一臺組合機床用以實現ZH1135柴油機體的加工。同時為保證其工件某工序的加工要求，使工件在機床上相對刀具的切削或成形運動處于準確的相對位置。故還必須設計其夾具。1.2.2課題要求本加工工序的內容是：左面半精鏜299.6，271.6，C2.2，C1.2；35.6，71.6，C1.2；29.7；右面半精鏜210.5，149.5，C1.7；后面半精鏜151.5，144.5，142.5，倒角C4.9。表面粗糙度均為3.2微米。生產綱領：大批大量。為了保證零件的加工精度，在整個設計過程中應滿足以下幾點要求：1.機床應能滿足加工要求，保證加工精度；2.機床應運轉平穩，工作可靠，結構簡單，裝卸方便，便于維修、調整；3.機床盡量能用通用件（中間底座可自行設計）以便降低制造成本4.機床各動力部件用電氣控制。1.3組合機床國內外發展概述組合機床及其自動線是集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質、經濟實用，因而被廣泛應用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業。我國傳統的組合機床及組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產批量比較大的大中型箱體類和軸類零件（近年研制的組合機床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。組合機床的分類繁多，有大型組合機床和小型組合機床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復合式，還有多工位回轉臺式組合機床等；隨著技術的不斷進步，一種新型的組合機床柔性組合機床越來越受到人們的青睞，它應用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換，配以可編程序控制器（PLC）、數字控制（NC）等，能任意改變工作循環控制和驅動系統，并能靈活適應多品種加工的可調可變的組合機床。另外，近年來組合機床加工中心、數控柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及夾具設計4組合機床、機床輔機（清洗機、裝配機、綜合測量機、試驗機、輸送線）等在組合機床行業中所占份額也越來越大。由于組合機床及其自動線是一種技術綜合性很高的高技術專用產品，是根據用戶特殊要求而設計的，它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監控、清洗、裝配和試漏等技術。我國組合機床及組合機床自動線總體技術水平比發達國家要相對落后，國內所需的一些高水平組合機床及自動線幾乎都從國外進口。工藝裝備的大量進口勢必導致投資規模的擴大，并使產品生產成本提高。因此，市場要求我們不斷開發新技術、新工藝，研制新產品，由過去的“剛性”機床結構，向“柔性”化方向發展，滿足用戶需求，真正成為剛柔兼備的自動化裝備。現僅就近幾年大連組合機床研究所研制的組合機床及其自動線對目前我國組合機床及其自動線裝備技術的基本情況進行說明。（1）為某冰箱壓縮機廠提供的ZHS-1283冰箱壓縮機外支撐八工位回轉工作臺組合機床，鏜孔精度9.097mm0.004mm,表面粗糙度Ra0.8m，節拍時間26s（2件），采用交流伺服滑臺，HSK接桿，主軸帶中孔冷卻液通道，全封閉防護。（2）ZHS-XU86凸輪軸軸承蓋加工自動線是為某汽車公司研制的用于30萬輛轎車生產的高精度、高生產率、多品種數控自動線。該線采用多種先進技術：可控扭矩夾緊扳手、氣浮輸送、電液比例閥、高精度空心錐柄接桿、高密度材料鏜桿、數控精密十字滑臺、分布式控制系統與監測系統、故障診斷及顯示系統、大流量冷卻排屑和全封閉防護系統，節拍38s。（3）UD80型換刀換箱柔性加工單元。該單元是一種高效、高精度與高柔性的數控機床，機床有5個坐標，交換托板尺寸為800mm800mm，刀庫容量60，120，180任選，箱庫容量12個，能在一次裝夾下完成銑、鉆、鉸、攻絲、鏜孔、鏜車等工序的單軸加工和多軸加工，適合中大批量生產規模的箱體零件和成組雜件的加工，也適用于中小批量多品種零件的生產。（4）為某航空動力機械公司生產的柔性生產線的物流輸送系統。該系統采用了鏈式摩擦輪滾道、電動滾筒、托盤自動識別、計算機生產調度等技術，可實現被輸送零部件的定向、定位、升降、回轉，通過編碼識別及計算機的生產調度實現無序混流輸送等。上述組合機床代表了目前我國組合機床裝備較高的技術水平，但隨著市場競爭的加劇和對產品需求的提高，高精度、高生產率、柔性化、多品種、短周期、數控組合機床及其自動線正在沖擊著傳統的組合機床行業企業，因此組合機床裝備的發展思路必須是以提高組合機床加工精度、組合機床柔性、組合機床工作可靠性和組合機床技術的成套性為主攻方向。一方面，加強數控技術的應用，提