曲轴箱箱体底面4×Φ18孔组合钻床及夹具设计.doc

1、摘 要根据设计任务书的要求,本设计说明书针对加工曲轴箱箱体底面418孔组合钻床的设计及专用夹具设计进行说明。主要内容包括组合钻床的选用，钻床钻孔的方案，最后还有多轴箱内部的计算和夹具的具体计算。根据组合钻床的选用以及钻孔的方案画出机床的 “三图一卡”， 多轴箱就要根据画出来的尺寸联系图来一步步设计。此外，为了适应现代社会生产的需要，需设计专用夹具。关键词：组合机床；多轴箱；钻孔；夹具；传动系统1Abstract According to the requirements of the design task book, the design code, design and design of

2、 a 18 * 4 hole combined drilling machine is designed. The main contents include the combination of drilling and drilling program, and finally there are a lot of calculation and cabinet specific computing equipment.Combination of drilling and drilling program, the machine draws a plan, three and one

3、card plan, a lot of boxes are based on the size of the graphics, step by step design. In addition, in order to adapt to the needs of modern social production, we designed a special fixture.Keywords: modular machine tool; spindle box; fixture；drill；transmission system- -目 录摘 要2Abstract31 绪 论41.1组合机床的

4、特点41.2组合机床的分类和组成52 组合机床的总体设计62.1 组合机床方案的制定62.2 确定切削用量及选择刀具72.2.1确定工序间余量72.2.2选择切削用量72.2.3切削力、切削扭矩、切削功率82.3 钻孔组合机床总设计“三图一卡”的编制92.3.1 被加工零件工序图92.3.2 加工示意图102.3.3机床联系尺寸图142.3.4生产率计算卡173 多轴箱的设计203.1 多轴箱的设计203.1.1绘制多轴箱设计原始依据图203.1.2齿轮模数选择213.2多轴箱的传动设计214 钻孔夹具设计234.1 研究原始资料234.2 定位、夹紧方案的选择234.3 切削力及夹紧力的计算

5、244.4 误差分析与计算254.5 夹具设计及操作的简要说明26结 论27致 谢28参考文献292- -28 第1章 绪论1 绪 论1.1组合机床的特点 产生背景 现代社会人口多了，产品需求量也变多了，产品精度也要求高了。像一般的我们所说的箱子状的零件用以前的老式方法已经跟不上时代的要求了。普床效率低，加工作麻烦，而且当我们的工作需要时，有些零件可能需要制造很多很多，这样一来，我们设计的那些普通机床上的一些部件就没有什么作用了，这样就造成了浪费。这样不行后我们想出了另外的办法，为了不造成这样的浪费，我们设计了专门制造那种零件的机床，慢慢的人们就称之为专用机床，但后来人们也慢慢发现这种机床的缺

6、点，就是我们需要很久很久才能设计出来，但是一但换个零件加工，就要重新设计，这样很浪费人力和资源的。最后人们想出了一种更好的机床，它就是组合机床。 概念及特点我们所说的组合机床有很多的通用部件，他们占整个机床部件的70%以上，有的可能还达到90%。它可以我们想不到的方法加工出零件。 我们所说的组合机床和那些以往的老式普通机床，还有那些成本较高的专用机床比起来的话，它有很多的优点的，下面我们就挑一点举例一下： 我们的组合机床因为前面说的通用部件多，这样制造起来就特别的方便了，相同的时间比通用机床生产的工件更多，结构简单，使用要求不高，因为使用大量通用部件，机床的维修十分的方便简单，只需更换通用部件

7、即可。而且组合机床容易组成流水线，能完成更大的生产和全自动化的实现。表1-1 采用不同机床加工凸轮轴支架的技术经济效益对比对比项目通用机床组合机床经济效益 / %设备数量31减少67占地面积/ %116减少45操作工人/名31减少67产品合格率/ %90100提高10每班产量/件80480提高5倍1.2组合机床的分类和组成组合机床的组成1.滑台 2.底座 29 第二章 组合机床的总体设计 3.立柱底座 4.立柱 5.动力箱 6.夹具 7.多轴箱 下面我们来总体来列举一下组合计床的种类 组合机床1大型组合机床1固定式夹具的单工位组合机床1卧式2立式3倾斜式2移动式夹具的多工位组合机床1移动工作式

8、2分度回转式3回转鼓轮式3转塔主轴式组合机床2 小型组合机床 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(1) 加工零件的主要技术要求。我这次要加工的零件是曲轴箱箱体：材料的型号是HT200，材料的硬度（HB）是布氏硬度165-245HBS，零件的材料是铸铁，工序的内容是钻底面的4个直径为18的孔，生产纲领为2万个。(2) 我的加工零件工序的分析我设计的工序内容是钻底面的4个直径为18的孔，可以利用多轴箱上的4个主轴一次性加工出切削出深度为18的通孔。 (3) 定位基准及夹紧点的选择由于是完全定位，要限制六个自由度，加工此零件上的孔，要以底面侧面以及后面三面定位，位

9、于上面的压紧螺栓通过压块起到了很好的夹紧作用。这样就初步确定为手动夹紧了。2.1.2确定组合机床的配置形式和结构方案(1)被加工零件的加工精度我这次加工的零件要在组合机床上完成，我要保证我的零件的加工精度。因为是钻孔，所有理所当然的就要选择组合钻床了。由于老师说我们的零件设计机床时默认为外部条件全部满足，所以动力部分就可以选用液压系统了，不用我们自己去设计，默认完好且与我的机床配套。 曲轴箱箱体 (2) 被加工零件的特点我自己画的箱体零件图上有一些重要参数，这些对我后面的设计有非常大的意义。这个箱体零件的加工部位在底面，再结合具体情况确定设计的组合机床配置形式是单工位的立式钻床。(3) 零件的

10、生产批量我设计的这个零件生产批量为2万个。(4) 机床使用条件我设计的机床默认为外部条件都符合使用要求，不用另外的去考虑了。2.2 确定切削用量及选择刀具2.2.1确定工序间余量因为我做的是钻孔，不用去一次.两次的确定工序余量，直接一次性就可以加工到位，不需要去考虑别的要求了，因此就可以很明确的得知一次加工，余量为18mm2.2.2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: =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

11、18mm，滑台进给量f=0.2mm/r，所用钻头切削速度v=23.5m/min。2.2.3切削力、切削扭矩、切削功率的计算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：切削力： =26D =2618=3102N切削扭矩： =10 =10 =16086.4Nmm切削功率： = =16086.423.5/(97403.1418)=0.497kw 选择刀具结构曲轴箱体的布氏硬度范从下限163到上限255，孔径D 取18mm，在这种情况下选择W17Cr4V作为刀具材料，采取18麻花钻作为刀具。加工终

12、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体 第二章 组合机床总体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。2.3.1 被加工零件工序图被加工图的作用及内容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 第二

13、章 组合机床总体设计图2.2工序图2.3.2 加工示意图1、加工示意图的作用和内容我把通过加工示意图成功的画出来了，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。下图为曲轴箱箱体低面4孔单工位组合钻床加工示意图。图2.3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、绘制加工图之前的有关计算（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