曲轴箱箱体左侧面3×M6螺纹底孔组合钻床及夹具设计.doc

1、摘 要本文对曲轴箱箱体孔的加工工艺进行了详细的分析，对左侧面3M6的孔提出了异种思路，那就是通过一次装夹还有单工位加工。本文对各部分的设计进行了详细的计算和论证。在机床设计部分涉及选择合适的切削用量、进给参数及机床的配置,并完成此次设计最重要的一个环节 “三图一卡”的绘制。夹具设计部分主要涉及定位基准的选择以及夹紧方案的确定，计算并检验夹紧力，最后绘制夹具装配图。关键词：组合机床；钻孔；夹具设计；手动Abstract In this paper, the crankcase box body processing technology has carried on the detailed a

2、nalysis, on the left proposes the heterogeneous 3 x M6 , that is through a and simplex processing. In this paper, the design of each part has on the detailed calculation and demonstration.The overell design specifies choice of such factors as the positining datum of processing, grip program, preper

3、cutting parameters, cutting tools, the coafiguration types of machine tools. Meanwhile the drawing of “Three Charts and One Card” are completed. To design fixture design, the first to identify the workpiece positioning programme, Finally, according to the results, draw fixture assembly and major par

4、ts of the map. Key words: Modular machine tool; Fixture Synchronizing; Location ; Spindle Box目 录2摘 要3Abstract41 绪论5 1.1 组合机床的国内外研究情况51.2 组合机床的特点51.3组合机床的方案选择51.4 组合机床夹具概述51.5本课题的意义62 组合机床的总体设计72.1 组合机床方案的制定72.1.1 制定工艺方案72.1.2 确定组合机床的配置形式和结构方案72.2 确定切削用量及选择刀具82.2.1 确定工序间余量82.2.2 选择切削用量82.2.3 确定切削力、切削

5、扭矩、切削功率92.2.4 选择刀具结构92.3 钻孔组合机床总体设计“三图一卡”的编制102.3.1 被加工零件工序图102.3.2 加工示意图112.3.3 机床联系尺寸图152.3.4 生产率计算卡183 多轴箱的设计203.1 绘制多轴箱设计原始依据图203.2 齿轮模数选择213.3 多轴箱的传动设计21 3.4 绘制传动系统图234 钻孔夹具设计264.1 研究原始资料264.2 定位、夹紧方案的选择264.3切削力及夹紧力的计算264.4 误差分析与计算274.5 钻模板设计与选用284.6夹具设计及操作的简要说明28结论30参考文献31致 谢3232 第1章 绪论 41 绪论1

6、.1 组合机床的国内外研究情况组合机床最早发明于50年前，按外形分为立式组合机床、卧式组合机床、倾斜式组合机床、复合式组合机床。而随后还出现了柔性组合机床，正是因其多任务操作性和人工智能化备受业内人士青睐。如今超高速、超高精度加工技术装备在国际机床博览会独占鳌头。组合机床发展在我国才刚刚起步，但是势头很猛，已经由不太成熟的局势发展到与国际化接轨，加工对象也由普及的农业大型重工业机械向高精度的航天、医疗等机械迁移。1.2 组合机床的特点 组合机床是一种率机床，它是由大量的通用量的专用部件组成的。在组合机床上可以完成孔、铣削磨削等工序，它不仅生产效率高，而且加工精度稳定。 1.3组合机床的方案选择

7、首先要确定机床的工艺方案，这就意味着我们要了解曲轴箱的特点和加工要求，然后就是要确定总体的方案，意思是明确机床个部分相互之间的关系，并且计算相关数据然后绘制三图一卡。1.4 组合机床夹具概述夹具的种类很多，结构功能各异，但是他们的工作原理基本一致，有如下几个组成部分。（1） 定位元件用来定位工件在夹具中的相对位置，用来工件的移动和旋转，确保工件在加工过程中完全约束。（2） 夹紧装置这种装置是将工件压紧夹牢以保证工件在定位时不至于因加工受力而产生跳动。（3） 对刀导引元件这类元件的作用是使得刀具能够按照原先设计的路径进行切削，提高加工的精度。（4）夹具体夹具体是夹具设计的主要组成部分，除此之外，

8、其他装置都固定在夹具体上。1.5本课题的意义组合机床涉及对象从以往的重工业向高精密机械转移，属性也有过去的刚性向柔性发展，另一方面，夹具在机械加工方面起了至关重要的作用，夹具技术未来可向高精度、高效率方面靠拢，因此本课题很有意义。33 第2章 组合机床的总体设计 第二章 组合机床的总体设计2 组合机床的总体设计2.1 组合机床方案的制定2.1.1 制定工艺方案该工件为曲轴箱箱盖，零件所用的材料是铸铁，工序内容为钻3个M6螺纹孔，生产纲领为2万台。 (1) 加工孔的主要参数。工件材料为， (2) 工艺分析由分析和查阅相关书籍可确定为一次性加工孔，直径为5mm (3) 定位基准选择通过分析所给任务

9、书上的零件特点，螺纹孔与曲轴箱箱盖侧面的位置是有特定的约束的，采用一面两销定位限制6自由度，这样就可以满足加工所要求的精度等一系列要求。根据前面的一系列分析和要求，由于是批量生产，所以采用手动加紧。2.1.2 确定组合机床的配置形式和结构方案一般来说确定了一个工艺方案，也其实就基定了本机床的的配置形式和结方案,进过上述分析,最终决定设计水平钻床。被加工零件图如图2.1所示图2.1 曲轴箱箱体2.2 确定切削用量及选择刀具2.2.1 确定工序间余量要想顺利的加工零件还要再次同时保证所要求的内容那就要将加工余量设置在一个合理的数值上。二更具生产实践中再加上查表可以给出和是的余量来保障工作的顺利进行

10、。在钻5mm的孔时，5mm的余量是最适合直径方向上的了。2.2.2 选择切削用量切削用量必须与加工精度、生产效率相适应。本次设计的组合机床上面的全部主轴是同时进退的，所以理论上进给量一样，以上的概念即动力滑台的每分钟进给量(mm/min)即： 上述公式中： 由于曲轴箱钻孔的加工精度、技数要求等，按照所须要花费的金额满足加工要求的原则，查阅机械工人切削手册，得到布氏硬度为160220时高速钢钻头的切削用量：初选钻头直径5mm，滑台进给量f=0.1mm/r，所用钻头切削速度v=10m/min。2.2.3 确定切削力、切削扭矩、切削功率通过查有关的资料和表可以求得所需数据，具体的计算如下：切削力：F

11、扭矩：=10 =10 =810.33Nmm 功率：= = 式中： 2.2.4 选择刀具结构选择刀具，应考虑工艺要求与加工尺寸精、工件质、表面粗度及生产率的要求。曲轴箱盖的布氏硬度范从下限163到上限255，孔径D 取5mm，在这种情况下在曲轴的布氏硬度，孔经d高数度钢钻头为5mm的刀锯材料（W15Cr4V），为了使工作可靠，结构简单，加工简单，5mm的麻花钻的选择标准。加工终了时麻花钻应与钻模套保持一定的距离以留下足够的前备量。2.3 钻孔组合机床总体设计“三图一卡”的编制以上是解决组合机床工艺方案、结构方案确定的问题，下面要解决钻加工曲轴箱盖总体设计的另一个问题，就是三张图纸与一份卡片的设计

12、，这部分是机床总体设计的重要组成部分，在整个毕业设计中起到承上启下的作用。： 2.3.1 被加工零件工序图1.加工工序图表示工件加工工艺内容，定位的基准的选择与判断、工件的定位于压紧方案等。 2. 绘制加工零件的工序图的注事项 绘制曲轴箱箱盖工序图的应该明了的几点: A.做到层次分明，重点突出，用粗实线表示加工部位B.在需要定位的部位标注定位符C需要时注释工件的技术要求2.3.2 加工示意图通过这个图纸，我们可以看到工件是怎么样被加工出来的，还可以看到刀具、工件以及夹具是怎样的装配关系，另外需要注意的是，绘制加工图时应该按照加工终了位置进行绘制。1、加工视意图的作用和内容 它是用来表示被夹公灵

13、件在机床上的加程及公具的不止及为置关系。在图上应该有的内容：（1）主轴单位时间旋转的圈数，滑台进给量 （2）刀具、工件、夹具与钻模套的位置关系（3）主轴参数，外伸长度（4）刀具直径大小，接杆的构造，接杆与主轴的连接方式（5）加工工作循环图2.3加工示意图2、 绘制图纸之前的有关计算（1）刀具的选择该方面以上已讨论过，请参照前面。（2）钻模套的选择 钻模套选择是由钻模套的高度、外圆直径、配合公差，钻模套至工件端面距离等参数决定的。 1）钻模套外圆直径配合 钻模套按类型可分为固定钻模套、可换钻模套、快换钻模套，就可换钻模套来说，其外圆直径与衬套常的配合公差通常选用采用大径F7小径m6，而衬套与钻模

14、板配合公差通常选用大径 H7小径n6；2）钻模套高 一般情况下对于加工对象是材料强度高钻头刚度低或者是在斜面上钻孔时，我们可以选择使用长钻套。在钻削一般尺寸的螺纹底孔时，去钻模套高H=2d，这里约等于13毫米。3)钻模套与工件的相距长度h h按照经验公式可知，加工铸铁 h=(0.3 0.7)d，当材料硬度大时，系数应该取小，当加工小孔，选取的系数必须取大值。这种情况下我们取h=0.5d，h=3.4毫米。（3）导向套的选择1）选择到向类型 根据由上面已经求得的导向的线速度，所以可以选择得是固定是导向。2）导向套的参数 又根据导向的直径的大小可以选出采用的装置是固定导向装置，而固顶刀向装置的标准尺寸通过计算以及查表可以得出，如下表：装置的布置情况如下图：图2.4 固定导向装置的布置（3）初定主轴类型、尺寸、外伸长度（3）初选先确定主轴的类型、迟寸和外审长度因为轴的才料为，减切弹性摸量,钢性主周取所以，根据导向套的特性，即是刚性的特性来计算主周的直径为：