S1105柴油機箱體鉆孔夾具及組合機床設(shè)計
S1105柴油機箱體鉆孔夾具及組合機床設(shè)計,s1105,柴油機,箱體,鉆孔,夾具,組合,機床,設(shè)計
圖書分類號：
密 級：
畢業(yè)設(shè)計(論文)
S1105柴油機箱體制造工藝規(guī)程及專用鉆床設(shè)計
S1105 DIESEL ENGINE BOX MANUFACTURING PROCESS SPECIFICATION AND A DEDICATION DRILLING MACHINE DESIGN
學(xué)生姓名
學(xué)院名稱
機電學(xué)院
專業(yè)名稱
機械制造及其自動化
指導(dǎo)教師
201年
月
日
徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)
徐州工程學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明
本人鄭重聲明： 所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。
本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。
論文作者簽名： 日期： 201 年 月 日
徐州工程學(xué)院學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書
本人完全了解徐州工程學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學(xué)院所擁有。徐州工程學(xué)院有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。徐州工程學(xué)院可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。
論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名：
日期： 201年 月 日 日期： 201 年 月 日
摘要
本次設(shè)計任務(wù)是S1105柴油機箱體制造工藝規(guī)程及專用鉆床設(shè)計，主要內(nèi)容是：首先對箱體零件工藝設(shè)計，在分析了S1105柴油機箱體的具體結(jié)構(gòu)及加工技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，通過批量生產(chǎn)的分析確定箱體各部位的加工方案，并找尋最適合的工藝方案。根據(jù)每道工序的技術(shù)要求，選定每道工序的背吃刀量、進(jìn)給量、切削速度以及所采用的機床、刀具、夾具等，確定每道工序的時間，從而繪制工藝過程卡片。然后是對專用鉆床夾具體進(jìn)行設(shè)計，根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特點、加工尺寸和精度要求，確定組合鉆床的配置方案，對專機進(jìn)行總體設(shè)計即三圖一卡的設(shè)計，三圖一卡包括零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖和機床生產(chǎn)率計算卡。其次繪制其裝配圖和相關(guān)的零件圖。
整個加工過程均選用組合機床，夾具選用專用夾具，夾緊方式一般都選用液壓夾緊，夾緊方式可靠。因此生產(chǎn)效率比較高。適用于大批量、流水線生產(chǎn)加工。能夠滿足設(shè)計的要求。
關(guān)鍵詞 工藝設(shè)計；組合機床；鉆床夾具
Abstract
This design task is the design of the S1105 diesel chassis manufacturing process specifications and the special drilling machine, the main elements are: First, the analysis on the basis of cabinet parts, S1105 diesel cabinet structure and processing requirements of the process design by massanalysis to determine if the processing box programvarious parts, and find the most appropriate technology solutions. According to the requirements of each process technology, the choice, each process of the back of the cutting, feed rate, cutting speed and machine tools, cutting tools, jigs, etc., to determine the time of each process, thereby drawing process card. Then have to deal with the parts of the structure characteristics, the design of a special drilling machine specific file folder, processing size and accuracy requirements, determine the drilling machine configuration combined, the overall design of the three cards, graphic design, three-card, including parts processing diagram, process chart, machine contact, dimensional drawings and machine productivity calculation card. Secondly, the assembly drawing and parts diagrams.
The whole process of the special fixture, machine tool and fixture selection, selection, clamp commonly used hydraulic clamping, the clamping style is reliable. Therefore, it has the relatively high production efficiency. It is suitable for high-volume, assembly line production and processing. So it is able to meet the design requirements.
Keywords process design combination machine Drill press fixture.
III
徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)
目 錄
摘要 II
Abstract III
1 緒論 1
2 S1105柴油機簡介 2
2.1 S1105 柴油機箱體的作用 2
2.2零件的工藝分析 2
2.3確定箱體的生產(chǎn)類型 2
2.4確定箱體毛坯制造形式和尺寸 2
2.4.1確定毛坯的制造種類和制造方法 2
2.5定位基準(zhǔn)的選擇 2
2.5.1粗基準(zhǔn)的選擇 2
2.5.2精基準(zhǔn)的選擇 3
3 箱體工藝分析與設(shè)計 4
3.1 箱體工藝的分析 4
3.2 工藝規(guī)程設(shè)計 7
3.2.2確定工藝方案的原則及注意問題 7
3.2.3確定工藝方案的原則及注意問題 8
3.2.4工藝路線確定 9
3.3 切削各表面的切削用量和基本工時 10
3.3.1 切削用量的選擇原則 10
3.3.2切削用量基本工時 11
4 組合機床總體設(shè)計 23
4.1組合機床總體設(shè)計 23
4.1.1 被加工零件工序圖 23
4.1.2 加工示意圖 24
4.1.3 機床聯(lián)系尺寸圖 26
4.1.4 生產(chǎn)率計算卡 28
5 專用夾具的設(shè)計 30
5.1 機床夾具的作用 30
5.2 對組合鉆床夾具的要求 30
5.3 箱體類零件定位基準(zhǔn) 30
5.4專用夾具的設(shè)計步驟 30
5.4.1研究原始資料 30
5.4.2繪制夾具總裝配圖 30
5.4.3標(biāo)注夾具總裝配圖上各部分尺寸和技術(shù)要求： 31
5.5 夾具公差配合的制訂 32
5.7 夾具整體方案設(shè)計 32
5.7.1 夾具元件的選擇與設(shè)計 32
5.7.2鉆削夾緊力的計算 34
5.8鉆模板設(shè)計 35
5.9夾具設(shè)計和操作的簡要說明 35
結(jié) 論 36
致 謝 37
參考文獻(xiàn) 38
38
1 緒論
設(shè)計課題是S1105柴油機箱體制造工藝規(guī)程及專用鉆床設(shè)計。柴油機箱體是機械零件中很常見的重要大型零件體。
本次設(shè)計目的：通過設(shè)計，主要培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能去分析和解決專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題的能力，培養(yǎng)我們樹立方法正確的設(shè)計思路，培養(yǎng)我們搜集、查閱、運用資料的能力。通過這次畢業(yè)設(shè)計,進(jìn)一步鞏固了我們所學(xué)的基礎(chǔ)理、知識和技能，提高我們設(shè)計、計算、繪圖、編寫技術(shù)文件的獨立工作能力。通過畢業(yè)設(shè)計，也能夠培養(yǎng)我們嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍和實事求是的工作作風(fēng)，樹立正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟觀，從而幫助我們由學(xué)生向工程技術(shù)人員的過渡。同時，在畢業(yè)臨近之際，再次鞏固我們所學(xué)的專業(yè)知識和CAD畫圖能力。
意義:制造業(yè)是國家GDP中一個關(guān)鍵性的工業(yè)部門，它在建設(shè)國家強大的社會物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)中起著十分重要的作用。國家綜合實力的增強和經(jīng)濟的繁榮同制造業(yè)所能提供的產(chǎn)品和服務(wù)的競爭力密切相關(guān)。因此，每個工業(yè)化國家都給予制造業(yè)以足夠的重視，把制造同科學(xué)與技術(shù)并列為國家經(jīng)濟發(fā)展確保的三大研究主題。這次我畢業(yè)設(shè)計的課題就是制造業(yè)中的箱體加工工藝及專用組合機床設(shè)計和專用夾具設(shè)計。
組合機床是專用機床的一種重要的特殊類型，是由大量通用部件及少量專用部件組合起來的高效專用機床，它具有專用機床結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)率和自動化程度較高的特點;同時也具有一定的重新調(diào)整能力，以適應(yīng)工件變化的多種要求，因此，設(shè)計經(jīng)濟合理的機床對工件的加工十分重要，對于一個制造企業(yè)來說也有十分重要的意義。
通過本次的畢業(yè)設(shè)計，鞏固了大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識，提高了分析問題、解決問題的能力。我相信這對于我即將參加的工作會有很大的幫助。
2 S1105柴油機簡介
2.1 S1105 柴油機箱體的作用
S1105 柴油機是各類機器中重要的基礎(chǔ)件之一，它主要用于支撐和包容著各種傳動零件，保證其運動和動力進(jìn)給驅(qū)動和分配，彼此按照一定的傳動關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)的運動。因此，必須使眾多的軸套及齒輪等零件保持正確的相互位置關(guān)系，所以箱體零件加工質(zhì)量的好壞，對整臺機器的精度，性能和壽命都有直接的影響。
2.2零件的工藝分析
S1105柴油機箱體為HT200（灰鑄鐵），壁厚為2.5～10mm，抗拉強度為220Na。箱體屬于鑄件，適用鑄造獲得，由于零件年產(chǎn)量大，已達(dá)到大量生產(chǎn)的水平，采用金屬型鑄造，所以加工余量要控制在最合理的位置。箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是薄壁部件，內(nèi)部要用隧道式的加強筋，剛性比較好，尺寸精度和形狀公差要求比較高，工序較多，表面質(zhì)量要求高。主軸承孔采用滑動軸承，內(nèi)孔要求比較高，不能有退刀的痕跡。
2.3確定箱體的生產(chǎn)類型
零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計算：
式（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、輛∕年）；
M——每臺（輛）產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（臺、輛∕年）；
a%——備品率，一般取2%～3%；
b%——廢品率，一般取0.3%～0.7%。
在此取Q=5000臺 ，a%=2% ，b%=0.4%，則：
2.4確定箱體毛坯制造形式和尺寸
2.4.1確定毛坯的制造種類和制造方法
S1105柴油機箱體為HT200（灰鑄鐵），壁厚為2.5～10mm，抗拉強度為220Na。箱體屬于鑄件，適用鑄造獲得，由于零件年產(chǎn)量大，已達(dá)到大量生產(chǎn)的水平，采用金屬型鑄造，所以加工余量要控制在最合理的位置。
2.5定位基準(zhǔn)的選擇
2.5.1粗基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則
（1）粗基準(zhǔn)的選擇必須使重要表面有足夠且均勻的加工余量
（2）粗基準(zhǔn)的同一尺寸方向上只能使用一次
2.5.2精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)是為了確保加工精度，并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾方便易行。因此，選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)遵循以下原則：
（1）基準(zhǔn)重合原則 即設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合.(應(yīng)盡可能選用設(shè)計基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，這樣可以避免由于基準(zhǔn)不重合而引起的誤差)。
（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 同一零件的多道工序應(yīng)盡可能選擇同一定位基準(zhǔn)，可保證各加工表面的相互位置精度，又可簡化夾具的設(shè)計與制造工作。
(3) 互為基準(zhǔn)原則 采用互為基準(zhǔn)加工方法，可以保證加工表面之間具有較高的位置精度。
（4）自為基準(zhǔn)原則 精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。
（5）便于裝夾原則 應(yīng)選裝夾方便、定位可靠的表面作為基準(zhǔn)。所選的精基準(zhǔn)應(yīng)是精度較高、表面粗糙度較小、支撐面積較大的表面。
3 箱體工藝分析與設(shè)計
3.1 箱體工藝的分析
根據(jù)S1105柴油機箱體的相關(guān)圖紙，得S1105柴油機箱體技術(shù)要求如下：
1）上端面507±0.22mm×156mm 粗糙度 Ra6.3μm
2）下端面 435mm×156mm 粗糙度 Ra3.2mm
平面度 0.05mm
3）前端面305mm×179±0.08mm 粗糙度 Ra3.2μm
平面度 0.04mm
垂直度 0.05mm
4）后端面507mm±0.22×305mm 粗糙度 Ra3.2μm
平面度 0.04mm
垂直度 0.05mm
5）左端面305mm×174mm 粗糙度 Ra 1.6μm
6）右端面305mm×179±0.08mm 粗糙度 Ra3.2μm
7）右端面孔φ122H7mm 粗糙度 Ra1.6μm
同軸度 0.04mm
圓柱度 0.018mm
8）右端面孔φ128H10mm 粗糙度 Ra6.3μm
圓柱度 最大實體原則下為φ0
9）右端面孔2×M20×2-5H6H 位置度 φ0.20mm
垂直度 φ0.8mm
10）前端面大孔φ130K7mm 粗糙度 Ra0.8μm
垂直度 φ0.05mm
11）前、后通端面孔2×φ62M7 粗糙度 Ra1.6μm
同軸度 最大實體原則下為φ0
12）前端面孔φ47H7mm 粗糙度 Ra1.6μm
圓柱度 0.07mm
13）前端面孔鉸孔2×φ5N7mm
14）后面孔φ188H7mm 粗糙度 Ra1.6μm
圓柱度 最大實體原則下為φ0
垂直度 φ0.05mm
15）后面孔φ35H7mm 粗糙度 Ra1.6μm
同軸度 φ0.05mm
圓柱度 0.01mm
16）前端面孔φ37H7mm 粗糙度 Ra1.6μm
平行度 φ0.05mm
17）其余孔或螺紋孔 粗糙度 Ra12.5μm
位置度 φ0.4mm
根據(jù)以上總結(jié)的技術(shù)要求制定S1105柴油機箱體技術(shù)要求表，如表3-1。
表3-1 S1105柴油機箱體技術(shù)要求
加工表面
尺寸及偏差
/mm
公差及精度要求
表面粗糙度
/μm
形位公差/mm
備注
上端面
507±0.22×156
IT11
Ra 6.3
平面度0.04
垂直度φ0.05
下端面
435×156
Ra 3.2
平面度0.05
左端面
305×174
Ra 1.6
平面度0.10
右端面
305×179±0.08
IT8
Ra 3.2
平面度0.10
前端面
507±0.22×305
IT11
Ra 12.5
平面度0.10
垂直度0.05mm
后端面
507±0.22×305
IT11
Ra 12.5
平面度0.10
垂直度0.05mm
右端面孔
φ122H7
IT7
Ra 1.6
圓柱度0.018
同軸度φ0.04
右端面螺紋
2×M20×2-5H6H
位置度φ0.20mm
垂直度φ0.8mm
右端面孔
φ128H10
IT10
Ra 6.3
圓柱度最大實體原則下為φ0
前端面孔
φ130K7
IT7
Ra 0.8
垂直度0.05mm
前、后通端面孔
2×φ62M7
IT7
Ra 1.6
同軸度最大實體原則下為φ0
續(xù)表3-1
加工表面
尺寸及偏差
/mm
公差及精度要求
表面粗糙度
/μm
形位公差/mm
備注
前端面孔
φ47H7
IT7
Ra1.6
圓柱度0.04
前端面孔鉸孔
2×φ5N7
后面孔
φ188H7
IT7
Ra1.6
垂直度0.08mm
圓柱度最大實體原則下為0
后面孔
φ35H7
IT7
Ra1.6
圓柱度0.01
同軸度0.05
后端面孔
φ37H7
IT7
Ra1.6
平行度φ0.05
其余孔或螺紋孔
Ra12.5
位置度φ0.4mm
根據(jù)S1105柴油機箱體工藝要求，在經(jīng)濟、合理的前提下，為滿足以上技術(shù)要求，根據(jù)各加工技術(shù)要求特選擇如下加工方法，見表3-2。
表3-2 加工方法
待加工面或孔
加工方法
前端面
粗銑—精銑
后端面
粗銑—精銑
右端面
粗銑—精銑
左端面
粗銑—精銑
上端面
粗銑—精銑
待加工面或孔
加工方法
下端面
粗銑—精銑
前端面2-Φ5N7
鉆孔—粗鉸—精鉸
前端面大孔
粗鏜—半精鏜-精鏜
后端面大孔
粗鏜—半精鏜-精鏜
左端面大孔
粗鏜—半精鏜-精鏜
螺紋孔
鉆孔—攻絲
其余孔
鉆孔（鉸孔）
3.2 工藝規(guī)程設(shè)計
3.2.2確定工藝方案的原則及注意問題
1.加工階段分開原則
(1) 粗加工階段——首要任務(wù)是去除各表面大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上盡量接近成品。此階段主要問題是如何獲得高的生產(chǎn)率。
(2) 半精加工階段——切除粗加工后留下的誤差，使加工工件達(dá)到一定的技術(shù)要求。
(3) 精加工階段——保證各主要表面達(dá)到零件圖規(guī)定的質(zhì)量要求。
(4) 光整加工階段——對于精度要求很高，表面粗糙度值要求很低的表面，還要有專門的光整加工階段。這個階段以提高加工的尺寸精度和降低表面粗糙度為主，一般不能用來糾正零件各加工表面的幾何形狀誤差和相對位置誤差。
2.劃分加工階段的主要目的：
(1) 合理使用設(shè)備 粗加工要求選擇剛性好、效率高而精度相對較低的機床，精加工則需要精度相對較高的機床。根據(jù)劃分加工階段，可避免以精擾粗，可完全發(fā)揮機床的作用，延長機床使用壽命。
(2)減小對熱處理的影響 一些精密零件粗加工后，需進(jìn)行時效處理，目的是減少內(nèi)應(yīng)力作用對精加工精度的影響。
(3)及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷 全部表面先進(jìn)行粗加工，便于及早發(fā)現(xiàn)零件的內(nèi)部缺陷，以決定零件的修補或報廢，減少盲目繼續(xù)加工造成的加工工時浪費和其他制造費用。
2.工序安排原則
工序集中原則就是指將零件加工中幾道工序同時集中完成，其特點有：
（1）可以采用高效機床和工藝裝備，生產(chǎn)率高；
（2）減少了設(shè)備數(shù)量以及操作工人人數(shù)和占地面積，節(jié)省人力、物力；
（3）減少了工件安裝次數(shù)，利于保證表面間的位置精度；
（4）采用的工裝設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整維修較困難，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
工序分散就是將零件加工中幾道工序分開各自加工，其特點有：
（1）設(shè)備和工藝裝備比較簡單，便于調(diào)整，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換；
（2）對工人的技術(shù)要求較低；
（3）可以采用最合理的切削用量，減少機動時間；
（4）所需設(shè)備和工藝裝備的數(shù)目多，操作工人多，占地面積大。
對于重型零件，為了減少工件加工的勞動量，工序應(yīng)選擇集中加工原則；
3.2.3確定工藝方案的原則及注意問題
﹙1﹚鏜孔組合機床，應(yīng)注意精加工后孔的表面是否允許留下螺旋或直線退刀痕跡。如果不允許留下螺旋刀痕，則應(yīng)在加工終了時，使主軸（刀具）停止轉(zhuǎn)動并周向定位，利用夾具的讓刀機構(gòu)，將工件已加工表面移離刀尖一段距離后退刀。在生產(chǎn)率允許的情況下，也可使刀具以工進(jìn)速度退回，這樣不僅不會留下刀痕，且有利于提高加工精度；
（2）鉆階梯孔，應(yīng)先鉆大孔后鉆小孔，這不僅可縮短鉆小孔的深度，而且使小鉆頭減少了折斷的可能性；
（3）互相結(jié)合的兩個零件，鉆孔應(yīng)從結(jié)合面鉆起，以更好的保證孔的位置精度，有利于兩零件的裝配；
（4）端面一般采用銑削加工。當(dāng)加工孔口較大端面時，不應(yīng)采取簡單的端面刮削工藝，因為這樣會因軸向切削力大而導(dǎo)致振動影響加工精度。當(dāng)端面對孔有嚴(yán)格的垂直度要求時，應(yīng)采取鏜孔車端面的方法，同時加工端面和孔。對于工件內(nèi)部的端面，則可采用徑向進(jìn)刀的方法加工；
（5）在制定加工一個零件的幾臺或成套機床或流水線、自動線工藝過程方案時，應(yīng)盡可能使精加工工序集中在所有粗加工工序之后，以有利于穩(wěn)定保證加工精度。
3.2.4工藝路線確定
關(guān)于S1105柴油機箱體加工工藝路線有兩種方案:
方案一:
010 粗、精銑下底面，鉆定位孔
020 粗銑上結(jié)合面
030 粗銑前后，左右端面
040 精銑上底面
050 精銑前后，左右端面
060 粗鏜前后左右端面孔
070 精鏜前后左右端面
090 鉆水道及內(nèi)油孔
100 割2-φ52M7孔內(nèi)槽
110 鉆、鉸2-φ16H8挺柱孔
120 鉆、鉸2-φ5N7
130 上底面、前后面三面鉆孔
140 下底面、左缸頭端面兩面鉆孔
150 上底面、前后面三面攻絲
160 上底面、左缸頭端面兩面攻絲
170 鉆、擴、攻絲缸頭面螺紋連接孔
180 鉆φ195H7內(nèi)壁油孔
190 鉆定位孔，底面油孔
200 吹屑清洗
210 終檢入庫
分析上述方案:
由于加工時，加工熱量導(dǎo)致零件發(fā)熱，在加工會導(dǎo)致尺寸誤差。綜上所述選擇以下加工工藝路線。
方案二:
005 鑄造
010 時效
015 涂漆
020 粗銑上、下端面
025 粗銑前、后端面
030 粗銑左、右端面
035 精銑上、下端面
040 精銑前、后端面
045 精銑左、右端面
050 粗鏜前、后、左面孔（φ188H7并倒角、φ130K7并倒角、2×φ62M7、
φ35H7、φ38H7并倒角、φ48H7并倒角，φ82、φ122H7、 φ128H10）
055 鉆-精鉸前端面孔2×φ5N7
060 半精鏜前、后、左面孔（φ188H7并倒角、φ130K7并倒角、2×φ62M7、
φ35H7、φ38H7并倒角、φ48H7并倒角，φ82、φ122H7、 φ128H10）
065 精鏜前、后、左面孔（φ188H7并倒角、φ130K7并倒角、2×φ62M7、
φ35H7、φ38H7并倒角、φ48H7并倒角，φ82、φ122H7、 φ128H10）
070 鉆上、下、右端面的各螺紋孔
075 鉆前、后、左端面的各螺紋孔
080 精鉸左端面孔4×M20螺紋攻絲前的孔
085 鉆孔—擴孔—精鉸左端面孔2-φ16H8
090 攻各端面的各螺紋
095 鉆挺柱孔
100 清洗
105 終檢
本方案特點:
(1) 粗精加工分階段的進(jìn)行，有利于減小切削熱引起的熱變形。
(2) 工序長，工序較分散，使機床制造調(diào)整維修方便。重要工序集中程度較高，有利于保證加工精度。
(3) 基準(zhǔn)統(tǒng)一，可保證因工序轉(zhuǎn)移引起定位誤差，不影響加工精度，減少基準(zhǔn)累積誤差。
綜上所述:本設(shè)計方案采用第三種方案。
3.3 切削各表面的切削用量和基本工時
3.3.1 切削用量的選擇原則
切削速度/(m/min)進(jìn)給量 (mm/r) 背吃刀量 (mm)三個參數(shù)是非常重要的三個參數(shù)。制訂切削用量，就是要在已經(jīng)選擇好刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，合理地確定切削深度、進(jìn)給量和切削速度。
轉(zhuǎn) 速： 式（3.1）
基本時間： 式（3.2）
輔助時間： 式（3.3）
服務(wù)時間： 式（3.4）
單件時間： 式（3.5）
根據(jù)工人的熟練程度現(xiàn)?。? 式（3.6）
3.3.2切削用量基本工時
工序20 粗銑上下端面
選用臥式雙面升降臺銑床X60W，定位及夾緊選用專用夾具，選用高速鋼套式面銑刀，銑刀直徑D=200mm，齒數(shù)z=12，粗銑時去背吃刀量 =5mm,每齒進(jìn)給量= 0.3mm, 根據(jù)金屬切削手冊 取 =100 ，
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：=
單件時間：=
工序25 粗銑前后端面
選用臥式雙面升降臺銑床X60W，定位及夾緊選用專用夾具，選用高速鋼套式面銑刀，銑刀直徑D=315mm，齒數(shù)z=16，粗銑時去背吃刀量 = 5mm，每齒進(jìn)給量= 0.3mm, 根據(jù)金屬切削手冊 取 =100
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：=
單件時間： =
工序30 粗銑左右端面
選用臥式雙面升降臺銑床X60W，定位及夾緊選用專用夾具，選用高速鋼套式面銑刀，銑刀直徑D=200mm，齒數(shù)z=12，粗銑時去背吃刀量 =5mm,精銑時取 = 1mm，每齒進(jìn)給量= 0.3mm, 根據(jù)金屬切削手冊 取 =100 ，
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：=
單件時間：=
工序35 精銑上下端面
選用臥式雙面升降臺銑床X60W，定位及夾緊選用專用夾具，選用高速鋼套式面銑刀，銑刀直徑D=200mm，齒數(shù)z=12，精銑時取 = 1mm，每齒進(jìn)給量= 0.2mm, 根據(jù)金屬切削手冊 取 =110 ，
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：=
單件時間：=
工序40 精銑前后端面
選用臥式雙面升降臺銑床X60W，定位及夾緊選用專用夾具，選用高速鋼套式面銑刀，銑刀直徑D=315mm，齒數(shù)z=16，粗銑時去背吃刀量 = 1mm，每齒進(jìn)給量= 0.2mm, 根據(jù)金屬切削手冊 取 =110
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：=
單件時間： =
工序45 精銑左右端面
選用臥式雙面升降臺銑床X60W，定位及夾緊選用專用夾具，選用高速鋼套式面銑刀，銑刀直徑D=200mm，齒數(shù)z=12，精銑時取 = 1mm，每齒進(jìn)給量= 0.2mm, 根據(jù)金屬切削手冊 取 =110 ，
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：=
單件時間：=
工序50 鏜前后面的孔
臥式多軸組合鏜床，專業(yè)夾具，硬質(zhì)合金鏜刀
根據(jù)圖示其要求的精度是R1.6，
則確定加工方案為：粗鏜——半精鏜——精鏜
對于大批生產(chǎn)，砂型機器造型，取尺寸公差等級為10級，加工余量為G級，底側(cè)面加工余量等級，砂型鑄造孔的余量等級需降低一級選用，其加工余量為CT10級，查《加工手冊》確定每側(cè)的加工余量為2mm，故毛坯的總加工余量為4mm。
φ224的圓精鏜余量：0.7mm；
半精鏜余量：1.3mm；
粗鏜余量：4-1.3-0.7=2mm；
這個工序尺寸的基本尺寸：
半精鏜：224-0.7=223.3；
粗鏜：223.5-1.3=222；
毛坯：222-2=220；
1）粗鏜時：
切削用量：2 = 0.3 取=60m/min
由得
取n=250r/min，則實際速度為v=59m/mmin
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：=0.05×（0.17+0.03）=0.01min
單件時間：=0.17+0.03+0.01=0.21min
2）半精鏜時：
切削用量：1.3 = 0.2 取=80m/min
由得
取n=330r/min，則實際速度為v=78.3m/min
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：=0.05×（0.17+0.03）=0.01min
單件時間：=0.17+0.03+0.01=0.21min
3）精鏜時：
切削用量：0.7 = 0.15 取=60m/min
由得
取n=245r/min，則實際速度為v=61.03m/min
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：=0.05×（0.35+0.06）=0.02min
單件時間：=0.35+0.06+0.02=0.43min
工序55 鏜φ82的孔
φ82的孔精鏜余量：0.7mm；
半精鏜余量：1.3mm；
粗鏜余量：4-1.3-0.7=2mm；
則個工序尺寸的基本尺寸：
半精鏜：82-0.7=81.3；
粗鏜：81.3-1.3=80；
毛坯：80-2=78；
1）粗鏜時：
切削用量：2 = 0.3 取=60m/min
由得
取n=250r/min，則實際速度為v=59m/mmin
基本時間：
輔助時間： =
服務(wù)時間：=0.05×（0.17+0.03）=0.01min
單件時間：=0.17+0.03+0.01=0.21min
2）半精鏜時：
切削用量：1.3 = 0.2 取=80m/min
由得
取n=330r/min，則實際速度為v=78.3m/mmin
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：=0.05×（0.17+0.03）=0.01
單件時間：=0.17+0.03+0.01=0.21
3）精鏜時：
切削用量：0.7 = 0.15 取=60m/min
由得
取n=245r/min，則實際速度為v=61.03m/min
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：=0.05×（0.35+0.06）=0.02min
單件時間：=0.35+0.06+0.02=0.43min
工序60 鏜4-φ62M7的孔
φ62的孔精鏜余量：0.5mm；
半精鏜余量：1.5mm；
粗鏜余量：4-1.5-0.5=2mm；
則個工序尺寸的基本尺寸：
半精鏜：62-0.5=61.5；
粗鏜：61.5-1.5=60；
毛坯：60-2=58；
1）粗鏜時：
切削用量：2 = 0.3 取=60m/min
由得
取n=250r/min，則實際速度為v=59m/mmin
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：=0.05×（0.17+0.03）=0.01min
單件時間：=0.17+0.03+0.01=0.21min
2）半精鏜時：
切削用量：1.5 = 0.2 取=80m/min
由得
取n=330r/min，則實際速度為v=78.3m/mmin
基本時間：
輔助時間： =
服務(wù)時間：=0.05×（0.17+0.03）=0.01
單件時間：=0.17+0.03+0.01=0.21
3）精鏜時：
切削用量：0.5 = 0.15 取=60m/min
由得
取n=245r/min，則實際速度為v=61.03m/mmin
基本時間：
輔助時間： =
服務(wù)時間：=0.05×（0.35+0.06）=0.02min
單件時間：=0.35+0.06+0.02=0.43min
工序65 鏜左端面φ122H7的孔
精度為R1.6，所以任選用粗鏜——半精鏜——精鏜
選用臥式多面多軸組合鏜床，專用夾具
毛坯選用：126mm；
粗鏜：124mm；
半精鏜：122.5mm；
精鏜：122mm；
1）粗鏜時：
切削用量：2 = 0.3 取=60m/min
由得=
取n=250r/min，則實際速度為v=59m/mmin
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：=0.05×（0.17+0.03）=0.01
單件時間：=0.17+0.03+0.01=0.21min
2）半精鏜時：
切削用量：1.5 = 0.2 取=80m/min
由得=
取n=330r/min，則實際速度為v=78.3m/mmin
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：=0.05×（0.17+0.03）=0.01min
單件時間：=0.17+0.03+0.01=0.21min
3）精鏜時：
切削用量：0.5 = 0.15 取=60m/min
由得n=243r/min
取n=245r/min，則實際速度為v=61.03m/mmin
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：=0.05×（0.35+0.06）=0.02
單件時間：=0.35+0.06+0.02=0.43
工序70 鏜左端φ128H10深8mm的孔
選用臥式多面多軸組合鏜床，專用夾具，
選用粗鏜一次進(jìn)給，毛坯選擇130mm；
粗鏜時：
切削用量：2 = 0.2 取=60m/min
由得=
取n=250r/min，則實際速度為v=59m/min
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：=0.05×（0.17+0.03）=0.01
單件時間：=0.17+0.03+0.01=0.21
切削用量：0.25 = 0.3 取=0.3m/s
=
基本時間：=
輔助時間：=0.18×0.52=0.09
服務(wù)時間：=0.05×（0.52+0.09）=0.03
單件時間：=0.52+0.09+0.03=0.64
工序75 鉆上、下、右端面螺紋孔和其他孔
選用臥式三面多軸組合機床，定位及夾緊選用專用夾具：
（1） 鉆16-M8-6H螺紋孔
切削用量：3.3 = 0.168，=18.2m/min,鉆頭直徑D=6.65mm:
r/min
（2）鉆4-φ13-H6孔
切削用量：6.5 = 0.329，=18,鉆頭直徑D=13mm；
r/min
（3） 鉆4-M10-6H螺紋孔
切削用量：4.25 = 0.227，=17mm,鉆頭直徑D=8.5mm:
r/min
（4）鉆6-M8-6H螺紋孔
切削用量：3.33 = 0.168，=18.2mm,鉆頭直徑D=6.65mm:
r/min
（5）鉆M12-6H螺紋孔
切削用量：5.6 = 0.3，=15.4mm,鉆頭直徑D=10.2mm:
r/min
（6）鉆6-M8-6H深14mm螺紋孔
切削用量：3.3 = 0.147，=16.4m/min,鉆頭直徑D=6.65mm:
r/min
（7）鉆4-M10-6H深18mm螺紋孔
切削用量：4.25 = 0.227，=17m/min,鉆頭直徑D=8.5mm:
r/min
（8）鉆2-M16-H8螺紋通孔
切削用量：0.01 = 0.78，=6.03m/min,鉆頭直徑D=15mm:
r/min
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：
單件時間：
工序80 鉆前、后、左端面螺紋孔
選用臥式三面多軸攻組合機床，定位及夾緊選用專用夾具：
（1） 鉆9-M8-6H螺紋底孔深16孔深20
切削用量：3.33 = 0.12，=15.3m/min,鉆頭直徑D=6.65mm:
r/min
（2） 鉆M10-6H螺紋底孔深20孔口
切削用量：4.25 = 0.142，=16.6m/min,鉆頭直徑D=8.5mm:
r/min
（3） 鉆2x3-M86H通孔均布
切削用量：3.33 = 0.12，=15.3m/min,鉆頭直徑D=6.65mm:
r/min
（4）鉆6-M8H6深15孔深18均布
切削用量：3.33 = 0.12，=15.3m/min,鉆頭直徑D=6.65mm:
r/min
（5）鉆2-M8-6H通孔
切削用量：3.3 = 0.12，=15.3m/min,鉆頭直徑D=6.65mm:
r/min
（6）鉆軸承孔φ90的凸臺面定位銷孔φ4.8
切削用量：2.4 = 0.08，=16.2m/min,鉆頭直徑D=4.8mm:
r/min
（7）鉆4-M20-5H6H φ18.5
切削用量：7.2 = 0.2，=23.5m/min,鉆頭直徑D=18.5mm:
r/min
（8）割2-φ65H12 擋圈槽
割刀：2.2 = 0.076，=23.5m/min,鉆頭直徑D=2mm:
r/min
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：
單件時間：
工序85 精鉸左端面孔4×M20螺紋攻絲前的孔
選用臥式單面多軸攻組合機床，上、下端面的各孔和螺紋孔在同一臺組合機床上同一工位加工，定位及夾緊選用專用夾具：
（1）精鉸右端面4-M202-6H螺紋孔：
切削用量：7.2 = 0.2，=23.5m/min,鉆頭直徑D=18.5mm:
r/min
基本時間：=
輔助時間： =
服務(wù)時間：
單件時間：
工序90 鉆孔—擴孔—精鉸左端面孔2-φ16H8
選用立式鉆床Z3025，定位及夾緊選用專用夾具，鉆孔選用硬質(zhì)合金麻花鉆，D=15mm， = 0.63mm/r；擴孔時D=15.85mm， = 0.175mm ,= 0.63mm/r；鉸刀選用YG鉸刀，D=16mm, = 0.8mm/r, = 0.075mm , =0.35m/min
取n=500r/min則實際速度
基本時間:
輔助時間：
服務(wù)時間：
單件時間：
（2）φ2-φ16H8孔的邊緣倒角：選用立式鉆床Z3025，定位及夾緊選用專用夾具，選用硬質(zhì)合金錐面刀，取 = 1mm，=0.6m/min， = 0.8mm/r。
工序95 攻上、下、左、右、前、后端面螺紋孔，
分別選用三面多軸組合機床，定位及夾緊選用專用夾具，選用高速鋼機動絲錐（W18Cr4V ）加工螺紋，加工每個螺紋絲錐每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量等與其所加工的螺紋的導(dǎo)程。一般情況下，絲錐工作時的轉(zhuǎn)速都比較低，但是組合機床加工螺紋的時間很短，在很多情況下其時間是很短的，不嚴(yán)格的情況下，可以忽略比較。
工序19鉆挺柱孔
將定位于基準(zhǔn)及工件定位面清楚雜物后上料壓緊，然后把2-φ28導(dǎo)柱用手壓緊，可通過毛坯導(dǎo)柱不碰導(dǎo)柱可開始加工鉆挺柱孔2-φ14.5
工具：φ15（長150）錐柄麻花鉆
0.125 = 0.78，=6.03m/min,鉆頭直徑D=15mm:
r/min
4 組合機床總體設(shè)計
4.1組合機床總體設(shè)計
組合機床的總體設(shè)計就是指繪制組合機床的“三圖一卡”，就是指在針對具體零件的條件下，在選定了具體的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，對組合機床進(jìn)行總體方案的設(shè)計。其中內(nèi)容包括：繪制加工零件工序圖、零件加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)功率計算卡。
4.1.1 被加工零件工序圖
圖4-1.被加工零件工序圖
4.1.1.1 零件工序圖的作用與內(nèi)容
零件工序圖，其主要內(nèi)容包括如下：
﹙1﹚被加工零件的形狀和主要外形尺寸和本機床設(shè)計有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。
﹙2﹚本工序選用的定位基準(zhǔn)、夾緊部位及方向。
﹙3﹚本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及上道工序
的技術(shù)要求。
﹙4﹚注明加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。
4.1.1.2 繪制被加工零件圖的規(guī)定及注意事項
（1）繪制被加工零件工序圖的規(guī)定為使被加工零件工序圖表達(dá)清晰明了，突出本工
序內(nèi)容，繪制時規(guī)定；應(yīng)按一定比例，繪制足夠的視圖以剖面；本工序加工部位用粗實線表示，其余部位用細(xì)實線表示；定位基準(zhǔn)符號用，并下標(biāo)數(shù)表明消除自由度量。
（2）繪制被加工零件工序圖注意事項：
1）本工序加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系。
2）對工件毛坯應(yīng)有要求，對孔的加工余量應(yīng)認(rèn)真分析。
3）當(dāng)本工序有特殊要求時必須注明。
4.1.2 加工示意圖
圖4-2.加工示意圖
4.1.2.1 加工示意圖的作用和內(nèi)容
加工示意圖是指在工藝方案和機床整體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的，是能表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機床工藝方案圖。加工示意圖是繪制機床聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對機床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。
4.1.2．2選擇刀具、導(dǎo)向及工作行程有關(guān)計算
（1） 刀具的選擇：
一般的鉆頭類型決定于加工的性質(zhì)，被加工孔的位置，工件材料，生產(chǎn)批量和經(jīng)濟性等。此工序中的螺紋孔要達(dá)到H7精度的加工要求，屬于直徑小、深度一般、生產(chǎn)批量大、材料為常用鑄鐵。參考《組合機床設(shè)計》P500所述，推薦使用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆麻花鉆。但采用這種鉆頭，由于其倒錐度大，鉆頭與鉆套間隙也較大，故組合機床上的位置精度較低，大約0.2左右。所以要提高精度，可以采用以下幾項措施：
①適當(dāng)選取導(dǎo)向套到工件表面距離及導(dǎo)套長度。
②減少導(dǎo)向套和鉆頭間隙。
③減少鉆頭的制造公差和倒錐度。
④此外，還可采用硬質(zhì)合金錐柄锪直柄麻花鉆，這可提高鉆頭的耐用度，但其切削速度要提高，走刀量也比高速鋼鉆頭低。
（2）導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇：
夾具選用可換鉆套，軸采用剛性軸來保證孔的位置精度。導(dǎo)向的布置和應(yīng)用范圍參
考《組合機床設(shè)計簡明手冊》P176 表8-5，確定導(dǎo)向長度為1～2.5d，導(dǎo)套至工件端面距離≈d,當(dāng)孔過大或者過小的時候不完全照此數(shù)值計算，由于所加工表面的孔數(shù)目比較多，大小差別比較大，在不影響精度的情況下適中選取， =25mm, =56mm。這樣對于夾具的加工安裝也是很方便的。
（3）動力部件工作循環(huán)及行程的確定
動力部件的工作循環(huán)是指加工時，動力部件從原始位置開始運動到終了位置，又返
回到原位的動作過程。工作行程的確定：在本道工序加工過程中，采用組合機床進(jìn)行加工，各動力頭工作情況一樣，故其工作循環(huán)也一樣。由于被加工孔無特殊要求，故采用圖示工作循環(huán)方式：
圖3-1 工作行程圖
設(shè)計過程中注意的因素：
1）工件為大批大量生產(chǎn)，加工效率要求很高，要求每次加工耗時少。因此，快進(jìn)距離不宜過長。
2）鉆孔過程中，無需考慮孔內(nèi)壁是否有直線痕或螺旋痕。
3）每次鉆孔前至少在加工表面前3mm處開始工進(jìn)。
4）快速引進(jìn)長度的確定：快速引進(jìn)是指動力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置，其長度
由具體情況確定。本工序選取快速引進(jìn)長度為33mm。
5）快速退回長度的確定：快速退回長度是快速引進(jìn)長度和工作進(jìn)給長度之和。本工
序為70mm。
6）動力部件總行程的確定：動力部件總行程為快退行程和前后備量之和?？傂谐虨?
247mm 前備量為30mm，后備量為147mm。
從而確定： 工進(jìn)距離= 23+3+11=37mm
其中11為切出長度，出自公式 式（4.1）
考慮到大批量生產(chǎn)、導(dǎo)向原因等因素取=20mm
快退距離 =38mm
1) 工作進(jìn)給長度的確定
=18mm 式（4.2）
：工作進(jìn)給長度 ：切入長度 L:加工長度 切出長度
4.1.3 機床聯(lián)系尺寸圖
圖4-3.機床尺寸聯(lián)系圖
4.1.3.1 機床聯(lián)系尺寸圖作用和內(nèi)容
機床聯(lián)系尺寸總圖表示的內(nèi)容：表示機床的配置形式和總布局。
1.機床聯(lián)系尺寸總圖表示的作用：
1） 完整齊全的反映各部件之間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運動部件的運動極限位置及滑臺工作循環(huán)總的工作行程和前后備量尺寸。
2) 標(biāo)明機床驗收標(biāo)準(zhǔn)及安裝規(guī)程。
4.1.3.2 繪制機床尺寸聯(lián)系總圖之前應(yīng)確定的內(nèi)容
（1）選擇動力部件動力部件的選擇主要是確定動力箱和動力滑臺。根據(jù)已定的工藝方案和機床配置形式并結(jié)合使用及修理因素，確定機床為臥式單工位液壓傳動組合機床，選用配套的動力箱驅(qū)動多軸箱鉆孔。
查I公式在上面所算的鉆削力
前端面
動力箱規(guī)格與滑臺要匹配，其驅(qū)動功率主要依據(jù)是根據(jù)多軸箱所傳遞的力學(xué)功率來選用。由上面計算可以知道本機床左右多軸箱均采用TD63-Ⅰ型動力箱，電動機選Y160M-4型，功率為11KW根據(jù)選定的切削用量，計算總的進(jìn)給力，根據(jù)所需的最小進(jìn)給速度、工作行程、結(jié)合多
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