曲轴箱箱盖缸孔端面螺纹底孔组合钻床及夹具设计.doc

1、 摘 要组合机床要求完成对曲轴箱箱盖缸孔端面螺纹底孔的钻削，本次毕业设计的核心内容包含组合钻床各组成部件的选择设计以及夹具方案设计。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：组合钻床; 夹具; 定位 ;主轴箱 I AbstractThis product is designed for the processing about core holes on crankcase cover The design is mainly

2、 focused on both the overall design and jig design. The overell design specifies choice of such factors as the positining datum of processing, grip program, preper cutting parameters, cutting tools, the coafiguration types of machine tools. Meanwhile the drawing of “Three Charts and One Card” are co

3、mpleted. To design fixture design, the first to identify the workpiece positioning programme, Finally, according to the results, draw fixture assembly and major parts of the map. Keywords: Modular machine tool; Fixture Synchronizing; Location ; Spindle Box 目 录 摘 要IIIAbstractIV1 绪 论11.1 课题背景和研究目的11.2

4、 国内外研究动态及分析11.2.1 国外研究现状11.2.2 国内研究概况11.3 课题研究趋势及前景11.4 课题主要研究内容12 组合机床的总体设计22.1主要方案设计22.1.1被加工零件技术要求22.1.2 机床配置型式的选择32.2 确定切削用量及选择刀具32.2.1 确定切削用量32.2.2确定相关切削参数32.2.3 选择刀具结构42.3 钻孔组合机床 “三图一卡”的编制42.3.1 被加工零件工序图52.3.2 加工示意图52.3.3 机床尺寸联系总图92.3.4 机床生产率计算卡113 多轴箱的设计143.1 绘制多轴箱设计原始依据图143.2 多轴箱的传动设计143.2.1

5、 多轴箱设计的一般要求143.2.2 确定各轴位置及齿轮齿数。153.3多轴箱的总图绘制163.4传动轴的校核164 组合机床夹具设计174.1 机床夹具的作用及其分类174.1.1 机床夹具的作用174.1.2 机床夹具的分类174.1.3 机床夹具的组成184.2 钻6-M8底孔夹具设计184.2.1 研究原始资料184.2.2 定位基准的选择184.2.3 夹具方案的设计选择194.2.4 切削力及夹紧力的计算194.2.5 误差分析与计算204.2.6 夹具设计及操作的简要说明20结 论22参考文献23致 谢24III 第三章 多轴箱的设计 1 绪 论1.1 课题背景和研究目的组合机床

6、涉及对象从以往的重工业向高精密机械转移，属性也由过去刚性向柔性方向发展。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、高效率靠拢。1.2 国内外研究动态及分析1.2.1 国外研究状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。不久之后柔性组合机床问世。柔性组合机床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。1.2.2 国内研究概况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

7、的航天、医疗等机械迁移。1.3 课题研究趋势及前景在如今的国际全球化销售市场中，我国组合机床并不占有多大的优势，一些企业生产更是不能满足市场需求，有些技术还不是很成熟。所以创新才是打开市场的唯一途径，现今科技发展日新月异，传统企业的组合机床已经根本不上时代，企业需要以创新为突破口。在航天、科研方面取得成果，让中国的组合机床技术在世界大放光彩。1.4 课题主要研究内容本次毕业设计的课题是曲轴箱箱盖缸孔端面螺纹底孔组合钻床及夹具设计，要求完成对曲轴箱箱盖缸孔端面螺纹底孔的加工，该钻床是卧式单面单工位6轴组合钻床。对于这台组合钻床的设计包括总体设计和主轴箱的设计，在设计的过程中要用到以前学过的知识，

8、如：机床、刀具、夹具、CAD等方面的知识，还需要做到理论结合实际。42 组合机床的总体设计2.1 主要方案设计2.1.1 加工工件的加工特点1.被加工零件技术要求该工件为曲轴箱箱盖，材料型号为HT200，材料硬度（HB）为布氏硬度163255HB，零件所用的材料是铸铁，工序内容为钻6个M8螺纹底孔，生产纲领为6万台。图2-1曲轴箱盖零件2被加工零件的加工工序我所设计的工序为钻曲轴箱箱盖缸孔端面100孔端孔6-M8孔，利用多轴箱上 第二章 组合机床的总体设计6个主轴一次性加工切削出直径6.8mm的盲孔。2.1.2 机床配置型式的选择加工部位是在曲轴箱盖斜面上，结合具体情况确定设计的组合机床的配置

9、型式为单工位卧式单面组合机床。2.1.3定位基准的选择通过分析所给任务书上的零件特点，螺纹孔与曲轴箱箱盖侧面的位置是有特定的约束的，当钻削螺纹底孔时，以底面作为定位基准，在工件底面采用一面两销定位，以满足螺纹底孔与曲轴箱箱盖斜端面的位置要求。2.2 确定切削用量及选择刀具2.2.1 确定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: =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6.8mm，滑台进给量f=0.1mm/r，所用钻头切

10、削速度v=10m/min。2.2.2 确定相关切削参数由刀具直径和进给量来计算切削力，以此确定动力部件；计算切削功率，以此确定动力箱功率；计算转速，以确定滑台进给量以及后面生产效率计算卡的指定。计算如下：布氏硬度：HB=-1/3（-） =255-(255-163) /3 =224.3切削力：F=26D =266.8 =721.1 N切削扭矩：T=10 =10 =1556.9 Nmm切削功率：P=Tv/9740D =1556.910/(97403.146.8) =0.075kw转速： n=v/d =10/(3.146.8) =470 r/min 2.2.3 选择刀具结构 曲轴箱盖的布氏硬度范从下

11、限163到上限255，孔径D 取6.8mm，在这种情况下选择18Cr4V作为刀具材料，采取6.8麻花钻作为刀具。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 “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 第三章 多轴箱的设计总体设计的另一个问题，就是三张图纸与一份卡片的设计，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。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。 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

12、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曲轴箱箱盖缸孔端面螺纹底孔加工工序图如图 2.3.2 加工示意图1. 加工示意图的作用和内容通过加工示意图的绘制，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。下图为曲轴箱箱盖上斜端面6孔单工位组合钻床加工示意图。 示意图上应包含： （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2. 绘制图纸前有关参数的计算选择（

13、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

14、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。4）钻模套的结构型式 因为本次毕业设计中，生产纲领为6万台以上，属于大批量加工，这里选取采用可换钻模套，如1）所提及。(3)主轴的选取 主轴的材料为40Cr，剪切弹性模量G=81.0GPa,因为40Cr钢强度硬度很高，所以为刚性主轴取 14（）m, B取7.3，由以上条件计算主轴的直径为： d =B,计算得14.5mm式中：d轴直径（mm）T轴所受的转矩（Nm）B系数由计算结果我们选取主轴直径d=20mm,查阅相关参数表格得主轴外伸长度L取115mm,主轴外径D取32毫米，内径d1取20毫米。(4)选择刀具接杆 根据上面结果，主轴向外