柴油機(jī)機(jī)體三面鉆擴(kuò)組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)【含15張CAD圖紙】
柴油機(jī)機(jī)體三面鉆擴(kuò)組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)【含15張CAD圖紙】,含15張CAD圖紙,柴油機(jī),機(jī)體,三面鉆擴(kuò),組合,機(jī)床,總體,夾具,設(shè)計(jì),15,CAD,圖紙
目 錄
1 前言 1
1.1 概述 1
1.2 課題由來及基本條件 1
1.3課題設(shè)計(jì)思路 2
1.4預(yù)期成果及實(shí)際價(jià)值 2
2組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 3
2.1 工藝方案的擬定 3
2.1.1 分析研究被加工零件 3
2.1.2組合機(jī)床總體方案論證 3
2.1.3 定位基準(zhǔn)及夾壓點(diǎn)選擇 4
2.2確定切削用量及刀具選擇 4
2.2.1 刀具的選擇 4
2.2.2 切削用量的選擇 5
2.2.3 計(jì)算切削力 切削扭矩 切削功率 及刀具耐用度 7
2.2.4 確定主軸尺寸 外伸尺寸 8
2.2.5 選擇接桿 9
2.2.6 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 9
2.2.7動(dòng)力部件工作行程及循環(huán)的確定 10
2.3通用部件的選擇 10
2.3.1 選用滑臺(tái)形式 10
2.3.2選液壓滑臺(tái)的型號(hào) 11
2.3.3選動(dòng)力箱型號(hào) 12
2.3.4選擇液壓滑臺(tái)側(cè)底座 12
2.4 確定機(jī)床聯(lián)系尺寸 13
2.4.1 機(jī)床裝料高度的確定 13
2.4.2 夾具輪廓尺寸的確定 13
2.4.3 中間底座尺寸的確定 13
2.4.4主軸箱輪廓尺寸的確定 13
2.5機(jī)床分組 13
2.6 生產(chǎn)率計(jì)算卡 14
3 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 17
3.1夾具設(shè)計(jì)的基本要求和步驟 17
3.1.1夾具設(shè)計(jì)的基本要求 17
3.1.2 夾具設(shè)計(jì)的步驟 17
3.2 定位方案的確定 18
3.2.1 零件的工藝性分析 18
3.2.2 定位方案的論證 18
3.2.3導(dǎo)向裝置 19
3.2.4校核加工精度 20
3.3夾緊方案的確定 20
3.3.1 夾緊裝置的確定 20
3.3.2 夾緊方案論證 21
3.3.3 夾緊力確定 22
3.3.4誤差分析 23
3.4 夾具體設(shè)計(jì) 25
4 結(jié)論 26
參考文獻(xiàn) 27
致謝 28
附 錄 29
ZH1105型柴油機(jī)機(jī)體鉆擴(kuò)組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)
摘要：ZH1105型柴油機(jī)機(jī)體為大批量生產(chǎn)的零件，為了提高生產(chǎn)效率，滿足被加工零件的精度要求且保持加工精度穩(wěn)定，本課題設(shè)計(jì)了一臺(tái)用于ZH1105型柴油機(jī)機(jī)體三面鉆孔的組合機(jī)床。第一部分是總體設(shè)計(jì)，首先，進(jìn)行了總體方案論證，采用單工位三面鉆削組合機(jī)床，刀具選用高速鋼麻花鉆，并根據(jù)切削用量的選擇，計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率，確定主軸直徑、外伸尺寸、接桿型號(hào)，選擇滑臺(tái)、動(dòng)力箱等通用部件，再確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程，完成機(jī)床聯(lián)系尺寸的制定。最后繪制了三圖一卡。第二部分是夾具設(shè)計(jì)，經(jīng)過對(duì)被加工零件的全面分析，導(dǎo)向采用固定鉆模板可換鉆套導(dǎo)向，夾緊裝置采用機(jī)械夾緊機(jī)構(gòu)，直接夾壓于工件上，反應(yīng)快捷，夾壓平穩(wěn)可靠，夾具體有良好的剛性，使夾具能長期保持可靠的精度和穩(wěn)定性。該組合機(jī)床不僅能保證鉆孔精度，還能提高加工效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。設(shè)計(jì)的夾具定位可靠、夾壓穩(wěn)定、操作方便，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；鉆孔；夾具
The design of the general and jig of the modular machine-tool for drilling the ZH1105 crude oil engine
Abstract：The crude oil engine is made for large quantities of mass production. In order to prone the production efficiency, and meet the precision request of the components processed and the precision stability, it designs a combined machine-tool to be used in the three-cylinder diesel engine with both sides drilling holes. The first part is general design. First, it carries out the argumentation of the overall plan, adopts the combined machine-tool with single location three faces drilling, selects the high-speed steel twist drill. According to the cutting parameters, it calculates the cutting force, the cutting torque and the cutting power, determines spindle diameter, the extend size and the link-pole model, choose sliding table, the power box and so on, then determines the operating cycle and the stroke of the power part, formulates the relation size of the machine-tool. Finally, it draws three figures and one card. The second part is the jig design. Having analyze the work piece, the guiding equipment use the fixed drill plate with replaceable drill bush; the clamp uses the machinery device, it directly presses on the work piece, which responds quickly, fixes steadily and reliably; the jig-body utilizes the frame structure, possess fine rigidity, causes the jig to maintain good long-term precision. This combined machine-tool not only guarantees the drill hole precision, but also enhances the processing efficiency, reduced workers' labor intensity. The jig orients reliably, clamps stably, operates easily, then meet the design request well.
Key words：Modular machine-tool; Drill hole; Jig
iii
鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2009
1前 言
1.1 概述
組合機(jī)床在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、儀器儀表、縫紉機(jī)、自行車等輕工行業(yè)大批大量生產(chǎn)中已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用；一些中小批量生產(chǎn)企業(yè)，如機(jī)床、機(jī)車、工程制造業(yè)中也已推廣應(yīng)用。組合機(jī)床最適宜于加工各種大中型箱體類零件，如汽缸蓋、汽缸體、變速箱體、電機(jī)座及儀表殼等零件；也可用來完成軸套類、輪盤類、叉架類和蓋板類零件的部分或全部工序的加工。
組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，目前基本上有兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對(duì)象的具體情況進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，這是當(dāng)前最普遍的做法。其二，隨著組合機(jī)床在我國機(jī)械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結(jié)自己生產(chǎn)和使用組合機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)組合機(jī)床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計(jì)成通用部件，而且一些行業(yè)在完成一定工藝范圍內(nèi)組合機(jī)床是極其相似的，有可能設(shè)計(jì)為通用機(jī)床，這種機(jī)床稱為“專能組合機(jī)床”。這種組合機(jī)床就不需要每次按具體加工對(duì)象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而是可以設(shè)計(jì)成通用品種，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡單的夾具及刀具，即可組成加工一定對(duì)象的高效率設(shè)備。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來源于生產(chǎn)實(shí)際，具體的課題是ZH1105柴油機(jī)機(jī)體三面鉆擴(kuò)組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)前認(rèn)真研究被加工零件的圖樣，研究其尺寸、形狀、材料、硬度、重量、加工部位的結(jié)構(gòu)及加工精度和表面粗糙度要求等內(nèi)容，為設(shè)計(jì)提供大量的數(shù)據(jù)、資料，作好充分的、全面的技術(shù)準(zhǔn)備。在準(zhǔn)備了充足的資料之后進(jìn)行總體及零部件的設(shè)計(jì)工作，總體的設(shè)計(jì)的主要工作是完成“三圖一卡”，即繪制機(jī)床的總體尺寸聯(lián)系圖、加工示意圖、零件的工序圖及編制生產(chǎn)率計(jì)算卡；夾具設(shè)計(jì)的方法是：繪制夾具裝配圖；確定夾具的結(jié)構(gòu)；選定鉆模板等。在此次的設(shè)計(jì)中采用三面夾緊定位，液壓夾緊，提高了生產(chǎn)效率，降低鐐動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)在設(shè)計(jì)中采用了大量的通用零部件，降低了產(chǎn)品的成本
1.2 課題由來及基本條件
a）設(shè)計(jì)內(nèi)容
設(shè)計(jì)一臺(tái)加工柴油機(jī)機(jī)體上左右面孔系的鉆擴(kuò)組合機(jī)床.
設(shè)計(jì)：制定工藝方案，確定機(jī)床配置型式及結(jié)構(gòu)方案，“三圖一卡”設(shè)計(jì)；
部件設(shè)計(jì)：組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
b）設(shè)計(jì)依據(jù)
課題來源：鹽城市江動(dòng)集團(tuán)
產(chǎn)品名稱：ZH1105型柴油機(jī)
被加工零件：機(jī)體（附零件圖）
工件材料：HT250
加工內(nèi)容：齒輪室蓋面：鉆9-M8-7H底孔至9-φ6.647，深19；鉆M10-7H底孔至φ8.376，深22；
主軸承蓋面：鉆6-M8-7H底孔至6-φ6.647，深19鉆8-M8-7H底孔至8-φ6.647，深19；鉆2-φ8孔，深16；鉆φ4.9孔，深16；
上面：鉆4-M10-7H底孔至φ8.376，深22；鉆5-M8-7H底孔至6-φ6.647，深18鉆M8-7H底孔至φ6.647，通孔；鉆M12-6H底孔至φ10.106；孔口倒角1.5×45°
批量：本機(jī)床設(shè)計(jì)、制造一臺(tái)
1.3課題設(shè)計(jì)思路
a.工藝方案的確定 在確定工藝方案之前，需要通過實(shí)習(xí)對(duì)被加工零件的結(jié)構(gòu)特征的了解，并對(duì)加工精度，加工位置和加工要求的熟悉，有利于確定經(jīng)濟(jì)可行的方案。
b.機(jī)床配置及結(jié)構(gòu)的確定 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，選擇合適的機(jī)床結(jié)構(gòu)，盡可能多選用公用部件和標(biāo)準(zhǔn)件。
c.總體設(shè)計(jì) 在確定前面的方案的時(shí)，通過計(jì)算得到生產(chǎn)率卡和繪制“三圖”，根據(jù)計(jì)算選擇合適的主軸箱的輪廓尺寸和動(dòng)力設(shè)施。
d.夾具的設(shè)計(jì) 首先確定夾緊方案、定位方式和夾緊力的計(jì)算，然后選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)部件和標(biāo)準(zhǔn)件，繪制夾具裝備圖和夾具的相關(guān)的零件圖。
本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床同時(shí)加工三個(gè)端面，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，從而降低了零件的加工成本。
1.4 預(yù)期成果及實(shí)際價(jià)值
最終將完成被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡；夾具總裝圖、夾具非標(biāo)準(zhǔn)零件圖等技術(shù)文件，指導(dǎo)組合機(jī)床及夾具的生產(chǎn)。這樣一臺(tái)組合機(jī)床設(shè)計(jì)好后，可直接投入ZH1105型柴油機(jī)汽缸體的生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，滿足加工精度要求，幫助生產(chǎn)廠家降低加工成本，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
2組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)
2.1 工藝方案的擬訂
組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)要注重工件及其加工的工藝分析，制訂出合理的工藝方案，才能設(shè)計(jì)出合理的專用機(jī)床。根據(jù)具體的被加工零件，在制定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案圖紙的總體設(shè)計(jì)。
2.1.1 分析、研究被加工零件
本課題設(shè)計(jì)的組合機(jī)床加工的工件為ZH1105型柴油機(jī)機(jī)體，工序?yàn)槿婵紫导庸?，零件材料為鑄鐵件HT250，其硬度為HBS212—285，屬于箱體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批大量加工，工藝采用鉆削加工。
本機(jī)床加工零件的工序內(nèi)容：
齒輪室蓋面：鉆9-M8-7H底孔至9-φ6.647，深19；鉆M10-7H底孔至φ8.376，深22；
主軸承蓋面：鉆6-M8-7H底孔至6-φ6.647，深19鉆8-M8-7H底孔至8-φ6.647，深19；鉆2-φ8孔，深16；鉆φ4.9孔，深16；
上面：鉆4-M10-7H底孔至φ8.376，深22；鉆5-M8-7H底孔至6-φ6.647，深18鉆M8-7H底孔至φ6.647，通孔；鉆M12-6H底孔至φ10.106；孔口倒角1.5×45°
2.1.2 組合機(jī)床總體方案論證
根據(jù)任務(wù)書的要求：設(shè)計(jì)的組合機(jī)床要滿足加工要求、保證加工精度；盡可能用通用件、以降低成本；各動(dòng)力部件用電氣控制、液壓驅(qū)動(dòng)。因此根據(jù)任務(wù)書要求和氣缸體的特點(diǎn)初定兩種設(shè)計(jì)方案：
機(jī)床的配置型式有立式和臥式兩種,如圖2-1和圖2-2兩種
圖2-1 臥式組合機(jī)床結(jié)構(gòu)
圖2-2立式組合機(jī)床結(jié)構(gòu)
臥式組合機(jī)床 特點(diǎn)：臥式組合機(jī)床重心低、振動(dòng)小運(yùn)作平穩(wěn)、加工精度高、占地面積大。
立式組合機(jī)床 特點(diǎn)：立式組合機(jī)床重心高、振動(dòng)大、加工精度低、占地面積小。
方案比較：根據(jù)被加工工件和兩種組合機(jī)床的特點(diǎn)比較可知ZH1105型柴油機(jī)汽缸體的結(jié)構(gòu)為臥式長方體。通過以上的比較，考慮到臥式振動(dòng)小，裝夾方便等因素，選用三面臥式組合機(jī)床。
2.1.3定位基準(zhǔn)及夾壓點(diǎn)的選擇
組合機(jī)床是針對(duì)某種零件或零件某道工序設(shè)計(jì)的。正確選擇定位基準(zhǔn)，是確保加工精度的重要條件，同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)最大限度的集中工序。一般常采用一面兩孔定位和三面定位。本機(jī)床加工時(shí)采用的定位方式是三面定位，以底面為定位基準(zhǔn)面，限制三個(gè)自由度；在左面用兩個(gè)圓柱定位銷，限制兩個(gè)自由度；后面再用一個(gè)圓柱銷限制剩下的一個(gè)自由度。
2.2確定切削用量及選擇刀具
2.2.1 刀具的選擇
根據(jù)工藝的要求及加工精度不同，組合機(jī)床采用的刀具一般有簡單刀具（標(biāo)準(zhǔn)刀具）、復(fù)合刀具及特種刀具。
選擇刀具的原則：
a）只要條件允許，為使工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單、刃磨容易，應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具和簡單刀具。
b）為使工序集中或保證加工精度，可采用先后加工或同時(shí)加工兩個(gè)或兩個(gè)以上表面的復(fù)合刀具。
c）選擇刀具結(jié)構(gòu)時(shí)，還須認(rèn)真分析被加工零件材料特點(diǎn)。
根據(jù)工藝要求及加工精度的要求，查文獻(xiàn)[18]196頁表4-45，加工17個(gè)孔的刀具均采用標(biāo)準(zhǔn)錐柄麻花鉆。
刀具材料為高速鋼，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：GB/T 1438-1985
2.2.2 切削用量的選擇
組合機(jī)床多軸箱上所有刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)。工作時(shí)，要求所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同，且等于動(dòng)力滑臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量。這個(gè)每分鐘進(jìn)給量（毫米/分）應(yīng)是適合于所有刀具的平均值。因此，同一主軸箱上的刀具主軸可設(shè)計(jì)成不同轉(zhuǎn)速和選擇不同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）與其相適應(yīng)，以滿足不同直徑工件的加工需要，文獻(xiàn)[8]53頁，即
（1-1）
式中：,,…,——各主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）；
,,…,——各主軸進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）；
——?jiǎng)恿_(tái)每分鐘進(jìn)給量（毫米/分）。
在選擇了轉(zhuǎn)速后就可以根據(jù)公式
（1-2）
選擇合理的切削速度。
查文獻(xiàn)[2]第130頁表6-11
表2-1高速鋼鉆頭切削用量
加工材料
加工直徑（mm）
切削速度(m/min)
進(jìn)給量(mm/r)
鑄鐵
200～241HBS
1～6
10～18
0.05～0.1
>6～12
>0.1～0.18
根據(jù)上表合理選擇所需要的切削速度與進(jìn)給量。
A. 左側(cè)面上17個(gè)孔
a)孔11～孔24 盲孔，14×φ6.647，l=19mm
取n=630r/min，f=0.11mm/r，由公式（1-1）得：
=70mm/min
由公式（1-2）得切削速度：
v=13.26m/min
b)孔25、26 盲孔，2×φ8，l=16mm
取n=630r/min，f=0.11mm/r，由公式（1-1）得：
=70mm/min
由公式（1-2）得切削速度：
v=15.83m/min
c)孔27 盲孔，φ4.9，l=16mm
取n=720r/min， f=0.097mm/r，由公式（1-1）得：
=70mm/min，
由公式（1-2）得切削速度：
v=11.08m/min
B.右側(cè)面上10個(gè)孔
a)孔1～9 盲孔，9×φ6.647，l=19mm
取n=630r/min， f=0.11mm/r，由公式（1-1）得：
=70mm/min
由公式（1-2）得切削速度：
v=13.26m/min
b)孔10 盲孔，Φ8.376，l=22mm
取n=630r/min， f=0.11mm/r，由公式（1-1）得：
=70mm/min
由公式（1-2）得切削速度：
v=16.58m/min
C. 后面上11個(gè)孔
a)孔28～31 盲孔，4×φ8.376，l=22mm
取n=630r/min， f=0.11mm/r，由公式（1-1）得：
=70mm/min
由公式（1-2）得切削速度：
v=16.58m/min
b)孔32～36 盲孔，5×φ6.647，l=18mm
取n=630r/min， f=0.11mm/r，由公式（1-1）得：
=70mm/min
由公式（1-2）得切削速度：
v=13.26m/min
c)孔37 通孔，φ6.647
取n=630r/min， f=0.11mm/r，由公式（1-1）得：
=70mm/min
由公式（1-2）得切削速度：
v=13.26m/min
d)孔38 通孔，φ10.106
取n=500r/min， f=0.14mm/r，由公式（1-1）得：
=70mm/min
由公式（1-2）得切削速度：
v=15.87m/min
孔的編號(hào)見被加工零件工序圖YG01-00-01
2.2.3 計(jì)算切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度
根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度v及進(jìn)給量f），確定進(jìn)給力，作為選擇動(dòng)力滑臺(tái)及設(shè)計(jì)夾具的依據(jù)；確定切削轉(zhuǎn)矩，用以確定主軸及其他傳動(dòng)件（齒輪、傳動(dòng)軸）的尺寸；確定切削功率，用作選擇主傳動(dòng)電機(jī)（一般指動(dòng)力箱電機(jī)）功率；確定刀具耐用度，用以驗(yàn)證所選用量或刀具是否合理。
查文獻(xiàn)[1]134頁表6-20得公式：
(2-3) (2-4)
(2-5)
式中，F(xiàn)表示軸向切削力（N），T表示切削轉(zhuǎn)矩（N·㎜），P表示切削功率（Kw），
v表示切削速度（m/min）,f表示進(jìn)給量（mm/r）,
D表示加工（或鉆頭）直徑（mm）
HB表示布氏硬度，取HB=230。
由公式(2-3)、(2-4)、(2-5)可得：
1）φ6.647孔
由公式（2-3）得：
F=772.24N
由公式（2-4）得：
T=1633.58 N·㎜
由公式（2-5）得：
P=0.1065Kw
2）φ8.376孔
由公式（2-3）得：
F=973.11N
由公式（2-4）得：
T=2534.67 N·㎜
由公式（2-5）得：
P=0.164Kw
3）φ8孔
由公式（2-3）得：
F=929.43N
由公式（2-4）得：
T=2322.85N·㎜
由公式（2-5）得：
P=0.1502Kw
4）φ4.9孔
由公式（2-3）得：
F=514.78N
由公式（2-4）得：
T=827.61 N·㎜
由公式（2-5）得：
P=0.0612Kw
5）φ10.106孔
由公式（2-3）得：
F=1423.94N
由公式（2-4）得：
T=4392.6 N·㎜
由公式（2-5）得：
P=0.2254Kw
總的切削功率：即求各面上所有軸的切削功率之和
左面
右面
后面
驗(yàn)證選用量或刀具是否合理，刀具耐用度至少大于4個(gè)小時(shí)，查機(jī)械加工工藝手冊公式
(2-6)
根據(jù)公式（2-5），選擇的鉆頭進(jìn)行計(jì)算
，
根據(jù)計(jì)算，刀具耐用度滿足要求。
2.2.4 確定主軸、尺寸、外伸尺寸
查文獻(xiàn)[2]43頁表3-4
d= (2-7)
式中：d——軸的直徑；
T——軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（N·M）；
B——系數(shù)（取B=6.2）。
a）左多軸箱：軸1-14 d=6.2×=12.47mm
軸15-16 d=6.2×=13.61mm
軸17 d=6.2×=10.52mm
b）右多軸箱：軸1-9 d=6.2×=12.47mm
軸10 d=6.2×=13.9mm
c）后多軸箱：軸1-4 d=6.2×=13.9mm
軸5-9 d=6.2×=12.47mm
軸10 d=6.2×=12.47mm
軸11 d=6.2×=15.96mm
考慮到安裝過程中軸的互換性、安裝方便等因素，則左主軸中：1—17主軸直徑都取φ15；右主軸箱中：1—9主軸直徑都取φ15，10主軸直徑取φ20；后多軸箱中：5-10主軸直徑都取φ15，1-4和11主軸直徑都取φ20。
根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，查文獻(xiàn)[1]44頁表3-6可得到主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號(hào)。主軸軸徑d=15mm時(shí)，主軸外伸尺寸為：D/=25/16,L=85mm,接桿莫氏圓錐號(hào)為1；主軸軸徑d=20mm時(shí)，主軸外伸尺寸為：D/=32/20,L=115mm，接桿莫氏圓錐號(hào)為1。
2.2.5 選擇接桿
在鉆、擴(kuò)、鉸孔及倒角等加工小孔時(shí)，通常都采用接桿（剛性接桿）。因?yàn)橹鬏S箱各主軸的外伸長度和刀具均為定值，為保證主軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了位置，須采用軸向可調(diào)整的接桿來協(xié)調(diào)各軸的軸向長度，以滿足同時(shí)加工完成孔的要求。
查文獻(xiàn)[2]171頁表8-2：
表2-2 特長可調(diào)接桿尺寸
d
d×t
莫氏錐號(hào)
類型
L
16
Tr16×1.5
2
A
28
185-485
85
20
Tr20×2
2
A
28
215-500
110
表2-3 夾緊螺母型式及尺寸
名義尺寸
h
16
Tr16×1.5
24.6
12
20
Tr20×2
31.6
12
2.2.6 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇
組合機(jī)床鉆孔時(shí)，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證的。導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具相互間的正確位置；保證刀具相對(duì)工件的正確位置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。
組合機(jī)床上刀具導(dǎo)向裝置通常分為固定式導(dǎo)向和旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向兩大類。根據(jù)導(dǎo)向的線速度﹝v＜20m/min﹞、加工精度及刀具的具體工作條件，所有本機(jī)床選擇固定式導(dǎo)向。
查文獻(xiàn)[1]175頁表8-4：
表2-4 通用導(dǎo)套的尺寸規(guī)格
d
D
φ4.9
>4-6
10
15
18
M6
12
8
3
φ6.7
>6-8
12
18
22
M6
12
8
3
φ8
>8-10
15
22
26
M6
16
8
3
φ8.4
>8-10
15
22
26
M6
16
8
3
φ10.1
>10-12
18
26
30
M8
16
10
4
導(dǎo)向長度一般取1-2.5d, 所以導(dǎo)向長度=24mm。導(dǎo)向套端面至工件端面距離是為了排屑方便，一般取1-1.5d，即=9mm。
根據(jù)文獻(xiàn)[2]177頁表8-6導(dǎo)向類別中選擇的第一類導(dǎo)向,工藝方法為鉆孔,d取,D取/g6, /n6。
2.2.7 動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定
1）工作進(jìn)給長度的確定
工作進(jìn)給長度，應(yīng)等于加工部件的長度L(多軸加工時(shí)按最長孔計(jì)算)與刀具切入長度和切出長度之和。切入長度一般為5～10mm，根據(jù)工件端面的誤差情況確定，鉆孔時(shí)切出長度查文獻(xiàn)[1]46頁表3-7：
+（3～8） （注：d為鉆頭直徑） （2-8）
適用復(fù)合刀具的時(shí)候，應(yīng)根據(jù)具體情況來選定，具體如下：
左側(cè)工進(jìn)長度：19+9=28mm 右側(cè)工進(jìn)長度：22+6=28mm 后側(cè)工進(jìn)長度：22+6=28mm
2）快速引進(jìn)長度的確定
快速引進(jìn)是指動(dòng)力部件把刀具送到工作進(jìn)給的位置，其長度按具體情況確定。在左動(dòng)力頭工作循環(huán)中，快速進(jìn)給行程為152mm，在右動(dòng)力頭工作循環(huán)中，快速進(jìn)給行程為152mm，在后動(dòng)力頭工作循環(huán)中，快速進(jìn)給行程為152mm。
3)快速退回長度的確定
快速退回的長度等于快速引進(jìn)和工作進(jìn)給長度之和。一般在固定式夾具鉆孔的機(jī)床上，動(dòng)力部件快速退回的行程，只要把所有刀具都退至導(dǎo)套內(nèi)，不影響工作的裝卸就行了。左、右、后側(cè)快速退回長度為180mm。
4）動(dòng)力部件總行程的確定
動(dòng)力部件的總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀具磨損或補(bǔ)償制造、安裝誤差，動(dòng)力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離（此距離不小于15-20mm）和刀具裝卸以及刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出時(shí)，動(dòng)力部件需后退的距離。因此，動(dòng)力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。在本機(jī)床的動(dòng)力部件循環(huán)中：前備量選30mm，后備量選40mm。
2.3 通用部件的選擇
2.3.1 選用滑臺(tái)型式
滑臺(tái)型式一般分為液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)，液壓滑臺(tái)與機(jī)械滑臺(tái)由于采用的傳動(dòng)裝置不同，因而在性能、使用及維修等方面各有特點(diǎn)。目前，這兩種滑臺(tái)都得到廣泛的應(yīng)用。
根據(jù)文獻(xiàn)[2]18頁表2-4，它們的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下：
表2-5 液壓滑臺(tái)與機(jī)械滑臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)
液壓滑臺(tái)
機(jī)械滑臺(tái)
優(yōu)
點(diǎn)
1.在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量可以無級(jí)調(diào)速。
1.進(jìn)給量穩(wěn)定，慢速無爬行，高速無振動(dòng)，可以降低加工工件的表面粗糙度。
2.可以獲得較大的進(jìn)給力。
2.具有較好的抗沖擊能力，斷續(xù)切削、鉆頭鉆通孔將要出口時(shí)，不會(huì)因沖擊而損壞刀具。
3.由于液壓驅(qū)動(dòng)零件磨損小，使用壽命長。
3.運(yùn)行安全可靠，易發(fā)現(xiàn)故障，調(diào)整維修方便。
4.工藝上要求多次進(jìn)給時(shí)，通過液壓換向閥，很容易實(shí)現(xiàn)。
4.沒有液壓驅(qū)動(dòng)管路泄露、噪聲和液壓站占地的問題。
5.過載保護(hù)簡單可靠。
6.由行程調(diào)速閥來控制滑臺(tái)的快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，轉(zhuǎn)換精度
高，工作可靠。
缺
點(diǎn)
1.進(jìn)給量由于載荷的變化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定。
1.只能有級(jí)變速，變速比較麻煩。
2.液壓系統(tǒng)的漏油影響工作環(huán)境，浪費(fèi)能源。
2.一般沒有可靠的過載保護(hù)。
3.調(diào)整維修比較麻煩。
3.快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)換位置精度較低。
經(jīng)比較，本組合機(jī)床選用液壓滑臺(tái)。
2.3.2 選液壓滑臺(tái)的型號(hào)
每種規(guī)格的動(dòng)力滑臺(tái)有其最大進(jìn)給力F進(jìn)的限制。根據(jù)選定的切削用量計(jì)算得到的單根主軸的進(jìn)給力，按文獻(xiàn)[4]第62頁公
（2-6）
式中，—各主軸所需的 向切削力，單位為N。
左主軸箱
===13185 N
右主軸箱
==7923.27N
后主軸箱 ===10150.69 N
實(shí)際上,為克服滑臺(tái)移動(dòng)引起的摩擦阻力，動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給力應(yīng)大于。又考慮到所需的最小進(jìn)給速度、切削功率、行程、主軸箱輪廓尺寸等因素，為了保證工作的穩(wěn)定性，再查看文獻(xiàn)[1] 91頁表5-1得P=20000N，所以選擇液壓滑臺(tái)的型號(hào)為：1HY40；選擇的行程為：400mm；臺(tái)面寬度：400mm；臺(tái)面長度：800mm；滑臺(tái)與滑座總高：320mm；滑座長：1240mm；快速行程速度8m/min，工進(jìn)速度12.5～500mm/min，允許最大進(jìn)給力。
2.3.3 選動(dòng)力箱型號(hào)
根據(jù)各刀具主軸的切削用量，計(jì)算出切削功率，再算出總切削功率，再考慮到多軸箱的傳動(dòng)效率，計(jì)算出消耗于多軸箱上的切削功率，這是作為選擇組合機(jī)床主傳動(dòng)用動(dòng)力箱型號(hào)規(guī)格的依據(jù)。計(jì)算結(jié)果如下：
=1.8522Kw
=1.1225Kw
=1.5779Kw
查文獻(xiàn)[1]62頁多軸箱所需功率按下列公式計(jì)算：
= + + （2-9）
所以得出多軸箱的驅(qū)動(dòng)功率如下：
=1.8522+0.026×16+0.042+0.018=2.3282Kw
=1.1225+0.026×9+0.046+0.0112=1.4137Kw
=1.5779+0.026×5+0.046×6+0.0158=1.9997Kw
為了方便起見，使三邊的動(dòng)力箱的型號(hào)一致，所以選了功率比較大的作為選擇動(dòng)力箱的依據(jù)，所以根據(jù)文獻(xiàn)[1]114頁表5-39
表2-6 動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)型號(hào)表
動(dòng)力箱型號(hào)
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
電動(dòng)機(jī)功率()
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（）
輸出軸轉(zhuǎn)速()
左主軸箱
1TD40Ⅰ
Y132S-4
5.5kW
1440
720
右主軸箱
1TD40Ⅰ
Y132S-4
5.5kW
1440
720
后多軸箱
1TD40Ⅰ
Y132S-4
5.5kW
1440
720
再根據(jù)文獻(xiàn)[1] 116頁表5-40可以得出動(dòng)力箱與動(dòng)力滑臺(tái)、主軸箱結(jié)合面的尺寸以及動(dòng)力箱輸出軸距箱底面高度，具體如下：
與動(dòng)力滑臺(tái)結(jié)合面的尺寸：長800mm，寬400mm
與主軸箱結(jié)合面：寬800mm，高355mm
動(dòng)力箱輸出軸距箱底高度為160mm。
2.3.4選擇滑臺(tái)側(cè)底座
根據(jù)所選的液壓滑臺(tái)查文獻(xiàn)[1]92頁表5-2，選擇液壓滑臺(tái)側(cè)底座為1CC401，其高度為，寬度，長度。
2.4 確定機(jī)床聯(lián)系尺寸
2.4.1 機(jī)床裝料高度的確定
裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的的垂直距離,本課題中，最低孔位置 ，主軸箱最低主軸高度，所選滑臺(tái)和滑座總，側(cè)底座高度，夾具底座高度，中間底座高度，綜合以上因素，該組合機(jī)床裝料高度取H=935mm。
2.4.2 夾具輪廓尺寸的確定
夾具底座的輪廓尺寸，即長×寬×高為：450×500×375。
夾具高度尺寸為夾具體高度加上夾具底座高度，定為831mm，長度、寬度尺寸除考慮工件本身寬度外，再加其他寬度方向上能布置下工件的定位、夾緊及其他機(jī)構(gòu)，從總圖中查得長度尺寸為：545mm，寬度尺寸為：700mm。
2.4.3 中間底座尺寸的確定
根據(jù)選定的動(dòng)力箱、滑臺(tái)、側(cè)底座等標(biāo)準(zhǔn)的位置關(guān)系并考慮滑臺(tái)的前備量，通過尺寸鏈就可以計(jì)算確定中間底座加工方向的尺寸取800mm，確定中間底座高度方向尺寸為560mm。
2.4.4主軸箱輪廓尺寸的確定
主要需確定的尺寸是主軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度，可按下式計(jì)算：
（2-8）
（2-9）式中，—工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（㎜）；
—最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（㎜）；
—工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（㎜）；
—最低主軸高度（㎜）。
對(duì)于臥式組合機(jī)床， h1要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦，本組合機(jī)床按式
（2-10）
計(jì)算，得： ，
,取，則求出主軸箱輪廓尺寸：
根據(jù)上述計(jì)算值,按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定主軸箱輪廓尺寸為B×H=630㎜×500㎜和B×H=630mm×630mm和B×H=630mm×630mm。
2.5 機(jī)床分組
a) 夾具（第20組）夾具用以裝夾工件，實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向等，夾具是主要的專用部件之一。
b) 多軸箱（第70組有多軸箱和第71組左多軸箱）多軸箱中有和被加工零件孔位和數(shù)量一致的主軸。它也是主要的專用部件。它的功用是把動(dòng)力箱的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳給各主軸，再經(jīng)接桿傳給刀具。
c) 傳動(dòng)裝置 （第40組）傳動(dòng)裝置包括1TD32型動(dòng)力箱和1HY32型液壓滑臺(tái)。它們都是組合機(jī)床的主要通用部件。動(dòng)力箱用于把電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳給多軸箱。液壓滑臺(tái)用以實(shí)現(xiàn)刀具的工作循環(huán)。
d）底座（第10組中間底座和第11組側(cè)底座）底座是機(jī)床的支承部件，其中1CC32型側(cè)底座是機(jī)床的主要通用部件。
此外，組合機(jī)床還有電氣設(shè)備（第30組），刀具和工具（第60組和61組），液壓傳動(dòng)裝置（第50組），潤滑裝置（第80組），擋鐵（第90組）等。液壓滑臺(tái)的工作循環(huán)，就是通過擋鐵、液壓元件的控制實(shí)現(xiàn)的。
2.6 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡
機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡反映了實(shí)際生產(chǎn)率、切削用量、動(dòng)作時(shí)間、負(fù)荷率等技術(shù)參數(shù)。工作行程為28；進(jìn)刀量為70 ；機(jī)動(dòng)時(shí)間加緊0.1。
1）理想生產(chǎn)率計(jì)算
理想生產(chǎn)率(單位為件/)是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)N(包括備品及廢品率在內(nèi))所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù)有關(guān)，一般情況下，單班制取2350,兩班制取4700，N取75000件。則
（2-7）
=75000/2350=31.92件/
2)生產(chǎn)率計(jì)算
實(shí)際生產(chǎn)率(件/h)指所設(shè)計(jì)的機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。即：
（2-8）
式中： ——生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（min），可按下式計(jì)算：
（2-9）
式中：——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進(jìn)給行程長度,單位為;
——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進(jìn)給量，單位為；
——滑臺(tái)在死擋鐵上的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無進(jìn)給狀
下旋轉(zhuǎn)5～10轉(zhuǎn)所需時(shí)間，單位為min;
——分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長度，單位為;
——?jiǎng)恿Σ考焖傩谐趟俣?。液壓?dòng)力部件取3～10米/分；
——直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換的時(shí)間，一般可取0.1分；
——工件裝、卸（包括定位、夾壓及清除鐵屑等）時(shí)間，它取決于裝卸自動(dòng)化程度、工件重量大小、裝卸是否方便及工人熟練程度。通常取0.5～1.5min 。
單件時(shí)間：
=1.4532min
3）實(shí)際生產(chǎn)率：
4)負(fù)荷率計(jì)算
=77.31%
4)生產(chǎn)率計(jì)算卡如下表
序號(hào)
工步名稱
被加工零件數(shù)量
加工直徑(mm)
加工長度(mm)
工作行程(mm)
切削速度(m/min)
轉(zhuǎn)速(r/min)
進(jìn)給量
工時(shí)(min)
(mm/r)
(mm/min)
機(jī)動(dòng)時(shí)間
輔助時(shí)間
共計(jì)
1
裝卸工件
1
1
1
2
左滑臺(tái)鉆孔
快進(jìn)
152
0.015
鉆14個(gè)φ6.647孔
6.647
19
28
13.26
630
0.11
70
0.35
鉆2個(gè)φ8孔
8
16
28
15.83
630
0.11
70
鉆1個(gè)φ4.9孔
4.9
16
28
11.08
720
0.097
70
死擋鐵停留
0.02
快退
180
0.018
3
右滑臺(tái)鉆孔
快進(jìn)
152
0.014
0.014
鉆9個(gè)φ6.647孔
6.647
19
28
13.26
630
0.11
70
0.475
0.475
鉆1個(gè)φ8.376孔
8.376
22
28
16.58
630
0.11
70
死擋鐵停留
0.02
0.02
快退
180
0.018
0.018
4
后滑臺(tái)鉆孔
快進(jìn)
152
鉆4個(gè)φ8.376孔
8.376
22
28
16.58
630
0.11
70
鉆5個(gè)φ6.647孔
6.647
18
28
13.26
630
0.11
70
鉆1個(gè)φ10.1孔
10.1
28
13.26
500
0.11
70
鉆1個(gè)φ6.647通孔
6.647
28
15.87
630
0.11
70
死擋鐵停留
0.02
0.02
快退
180
0.018
0.018
備注
總計(jì)
1.4532
單件工時(shí)
1.4532
機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率
41.29件/時(shí)
機(jī)床理想生差率
31.92件/時(shí)
機(jī)床負(fù)荷率
77.31%
表2-7 生產(chǎn)率計(jì)算卡
3組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
3.1 夾具設(shè)計(jì)的基本要求和步驟
3.1.1 夾具設(shè)計(jì)的基本要求
a） 提高生產(chǎn)率、降低成本
夾具設(shè)計(jì)方案應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)時(shí)，為了縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率，盡量采用快速、高效的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)控制裝置；在批量生產(chǎn)和滿足夾具功能的前提下，盡量使夾具結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，以降低夾具的制造成本。
b） 保證工件的加工精度
夾具設(shè)計(jì)的最基本要求是保證工件的加工精度。關(guān)鍵是確定定位方案、夾緊方案，和合理地設(shè)計(jì)夾具的尺寸、公差和技術(shù)要求，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行誤差的分析和計(jì)算。
c） 便于排屑
夾具的排屑是一個(gè)很重要的問題，切屑積集在夾具中，會(huì)破壞工件正確的定位；切屑帶來的大量熱量會(huì)引起夾具和工件的熱變形，影響加工質(zhì)量；切屑的的清掃又會(huì)增加輔助時(shí)間，降低生產(chǎn)率。切屑積集嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)造成設(shè)備事故或工傷事故。因此，在夾具設(shè)計(jì)時(shí)排屑問題必須給予充分的注意。
d） 操作方便、省力和安全
夾具的操作要盡量做到方便、省力，盡可能采用氣動(dòng)、液壓及其他機(jī)械化夾緊裝置、以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，控制好夾緊力。夾具操作位置應(yīng)符合操作工人的習(xí)慣，應(yīng)有安全保護(hù)裝置，確保使用安全。
e）有良好的結(jié)構(gòu)工藝性
夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修，盡可能多選用標(biāo)準(zhǔn)部件和標(biāo)準(zhǔn)元件。
夾具設(shè)計(jì)通?？梢栽趨㈤営嘘P(guān)資料的情況下，按加工要求設(shè)計(jì)方案，繪制圖樣，經(jīng)修改確定夾具的結(jié)構(gòu)。
3.1.2 夾具設(shè)計(jì)的步驟
a）設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備
首先分析產(chǎn)品零件圖、裝配圖、零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料及技術(shù)要求；其次分析零件的加工工藝規(guī)程，及對(duì)任務(wù)書所提出的要求進(jìn)行可行性研究；了解所用機(jī)床的規(guī)格、性能、精度以及與夾具連接部分結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸；了解所用絲錐、量具的規(guī)格；了解零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)組織等有關(guān)問題；收集有關(guān)設(shè)計(jì)資料。
b）方案設(shè)計(jì)
在分析各種原始資料的基礎(chǔ)上，確定夾具的類型、定位方式、夾緊方式、導(dǎo)向方案 、連接方式和夾具的結(jié)構(gòu)形式。繪制方案設(shè)計(jì)圖，進(jìn)行工序精度分析，對(duì)動(dòng)力夾緊裝置進(jìn)行夾緊力的計(jì)算。
c）審核
檢查夾具的各項(xiàng)功能是否符合設(shè)計(jì)要求。
d）總體設(shè)計(jì)
根據(jù)所定方案繪制夾具裝配圖，注明各種元件的裝配關(guān)系。
e）夾具零件的設(shè)計(jì)
合理選擇材料，標(biāo)注尺寸、公差和技術(shù)要求。
f）夾具的裝配、調(diào)試和驗(yàn)證
3.2 定位方案的確定
3.2.1 零件的工藝性分析
ZH1105型柴油機(jī)汽缸體材料為HT250，其硬度為212～285HBS，在本工序之前柴油機(jī)汽缸體四個(gè)主要表面已加工完畢。本工序加工以下面的孔： 齒輪室蓋面：鉆9-M8-7H底孔至9-φ6.647，深19；鉆M10-7H底孔至φ8.376，深22；主軸承蓋面：鉆6-M8-7H底孔至6-φ6.647，深19鉆8-M8-7H底孔至8-φ6.647，深19；鉆2-φ8孔，深16；鉆φ4.9孔，深16；上面：鉆4-M10-7H底孔至φ8.376，深22；鉆5-M8-7H底孔至6-φ6.647，深18鉆M8-7H底孔至φ6.647，通孔；鉆M12-6H底孔至φ10.106；孔口倒角1.5×45°
3.2.2 定位方案論證
箱體零件的定位方案一般有兩種，“ 一面兩孔”和“三平面”定位方法。下面比較兩者的特點(diǎn)：
a.“一面兩孔”的定位方法 可以簡便地消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位，同時(shí)加工零件五個(gè)表面的可能，能高度集中工序。“一面兩孔”可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整個(gè)工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的累積誤差，有利于保證零件的加工精度。同時(shí)，使機(jī)床各個(gè)工序（工位）的許多部件實(shí)現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計(jì)、制造周期，降低成本。 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位、夾緊，并有利于防止切削落于定位基面上。
b.“三平面”定位方法 可以簡便地消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。方便簡單，能高度集中工序。
該定位方案的分析：被加工零件為ZH1105柴油機(jī)機(jī)體屬箱體類零件，工件形狀規(guī)則，本工序加工為三面同時(shí)鉆孔，加工工序集中，采用“三平面”定位方法，能夠保證工件的鉆孔的位置精度要求，同時(shí)便于工件裝夾，又有利于夾具的設(shè)計(jì)與制造。
該方案定位原理：選底面為定位基準(zhǔn)面，用定位塊與底面接觸，限制了三個(gè)自由度，后面用一圓形定位銷定位，左側(cè)面使用擋銷，右側(cè)使用氣缸進(jìn)行輔助定位，通過這樣完全限制了六個(gè)自由度，達(dá)到了定位要求。
3.2.3導(dǎo)向裝置
導(dǎo)向裝置的作用在于保證刀具對(duì)于工件的正確位置；保證各刀具相互間的正確位置和提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。
ZH1105柴油機(jī)機(jī)體的三面鉆孔組合機(jī)床的導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)在夾具支架上的，由于是大批生產(chǎn)，所以采用可換式導(dǎo)套，是絲錐在導(dǎo)套內(nèi)工作的。
ZH1105柴油機(jī)氣缸體三面鉆孔組合機(jī)床鉆孔的三個(gè)端面時(shí)是在精密的導(dǎo)套中進(jìn)行的，因此要求較高的位置精度，通?？蛇_(dá)±0.01，而且應(yīng)與導(dǎo)套盡量接近與加工表面，力求選用較高的精度和較緊的配合。導(dǎo)套結(jié)構(gòu)如圖3-2所示
圖3-2 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)圖
導(dǎo)套的尺寸可查文獻(xiàn)[2]第275頁的表8-4：
對(duì)于鉆直徑6.7孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：
，，，。
配合尺寸為：
,
配用的螺釘M6
對(duì)于鉆直徑8.4的孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：
，，，。
配合尺寸為：
,
配用的螺釘M6
對(duì)于鉆直徑10的孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：
,,，。
配合尺寸為：
,
配用的螺釘M8
對(duì)于鉆直徑4.9的孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：
,,，。
配用的螺釘M6
3.2.4 校核加工精度
工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)誤差，應(yīng)用概率法相加，因此，保證工件加工精度的條件為：
即工件總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差，由以上得知，本夾具完全可以保證加工精度。
為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)需留出一定精度儲(chǔ)備量，因此將上式改為：
≤－
得， =－
當(dāng)≥0時(shí)夾具能滿足加工要求，根據(jù)以上得：
=－=0.40-0.331=0.069≥0
所以夾具完全可以滿足加工所要的要求。
3.3 夾緊方案的確定
3.3.1 夾緊裝置的確定
a．夾緊裝置的組成
本設(shè)計(jì)中夾緊裝置采用液壓夾緊裝置，由液壓裝置、夾緊元件兩部分組成。其組成部分的相互關(guān)系，如圖3-5的方框圖所示：
工件
夾緊元件
液壓裝置
液壓
夾緊裝置
圖3-5 夾緊裝置組成的方框圖
b．夾緊裝置設(shè)計(jì)的基本要求
a）夾緊過程中，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。
b）夾緊力的大小要可靠和適當(dāng)，既要保證工件在整個(gè)加工過程中位置穩(wěn)定不變，振動(dòng)小，又要使工件不產(chǎn)生于過大的夾緊變形。
c）夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相
適應(yīng)，在保證生產(chǎn)率的前提下，其結(jié)構(gòu)要力求簡單，以便于制造和維修。
d）夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力。
c．夾緊裝置的選擇
通常應(yīng)用的夾緊裝置有機(jī)械裝置和液壓裝置兩種，各有其優(yōu)越性，要根據(jù)實(shí)際情況來選擇用哪種裝置。
通過對(duì)以上兩種夾緊裝置優(yōu)缺點(diǎn)的比較，結(jié)合加工工件的精度要求、工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和環(huán)境要求、企業(yè)的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)中夾緊裝置采用液壓夾緊裝置。
3.3.2 夾緊方案論證
夾緊力確定的基本原則
a．夾緊力的方向
a)夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。
b)夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力。
c)夾緊力的方向應(yīng)是工件剛度較高的方向。
b．夾緊力的作用點(diǎn)
a)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
b)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛度較高的部位。
c)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。
以下是兩個(gè)夾緊方案：
方案一：采用槽型壓塊夾壓工件的正面，壓板壓于工件的側(cè)面，利用摩檫力夾緊工件。
方案二：采用機(jī)械夾緊裝置安裝于夾具右側(cè)，壓板壓于工件的側(cè)面，利用摩擦力夾緊工件。
在方案二中，機(jī)械夾緊裝置安裝在右側(cè)，不利于工件的安裝。由于工件形狀的輪廓的限制，故采用壓板壓住工件的側(cè)面，壓塊壓住工件的正面。因此，方案一最為合適，它也是一種常用的夾壓方式，簡單可靠。
3.3.3 夾緊力的確定
夾緊力的預(yù)算：
根據(jù)工件所受切削力、夾緊力的作用情況，找出加工過程中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，來確定夾緊力。
根據(jù)文獻(xiàn)[4]的187頁查得夾緊力Q的計(jì)算公式如下
（2-4）
式中 ——安全系數(shù)；
——切削力；
——壓板和工件表面間的摩擦系數(shù)；
——工件和定位支承塊間的摩擦系數(shù)。
根據(jù)文獻(xiàn)[4]的187頁的表2.2-1查得安全系數(shù)按下式計(jì)算
（2-5）
式中，~為各種因素
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