柴油机齿轮室盖钻镗专机总体及夹具设计

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1、柴油机齿轮室盖钻镗专机总体及夹具设计1前言组合机床是根据工件加工要求，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。组合机床的设计，有以下两种情况：其一，是根据具体加工对象的具体情况进行专门设计。其二，随着组合机床在我国机械行业的广泛使用，广大工人总结自己生产和使用组合机床的经验，发现组合机床不仅在其组成部件方面有共性，可设计成通用部件，而且一些行业的在完成一定工艺范围的组合机床是极其相似的，有可能设计为通用机床，这种机床称为“专能组合机床”。这种组合机床就不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，而是可以设计成通用品种，组织成批生产，然后按被加工的零件的具体需要，配以简单的

2、夹具及刀具，即可组成加工一定对象的高效率设备。本次毕业设计课题来源于生产。ZH1105W柴油机齿轮室盖孔加工及保证相应的位置精。在组合机床设计过程中，为了降低组合机床的制造成本，应尽可能地使用通用件和标准件。目前，我国设计制造的组合机床，其通用部件和标准件约占部件总数的7080%，其它20-30%是专用零部件。考虑到近年来，各种通用件和标准件都出台了新的标准及标注方法，为了方便以后组合机床的维修，整个组合机床的通用件和标准件配置，都采用了新标准。在对组合机床总体设计之前，需对被加工零件孔的分布情况及所要达到的要求进行分析，如各部件尺寸、材料、形状、硬度及加工精度和表面粗糙度等内容。然后还必须深

3、入基层进行实地观察，体会组合机床的优点。接下来是总体方案的设计，总体方案设计的具体工作是编制“三图一卡”，即绘制被加工零件工序图，加工示意图，机床尺寸联系图，编制生产率计算卡。最后，就是技术设计和工作设计。技术设计就是根据总体设计已经确定的“三图一卡”，设计夹具等部件正式总图；工作设计即绘制各个专用部件的施工图样，编制各零部件明细表。夹具设计是组合机床设计中的重要部分，夹具设计的合理与否，直接影响到被加工零件的加工精度等参数。首先确定工件的定位方式，然后进行误差分析，确定夹紧方式，夹紧力的计算，对夹具的主要零件进行结构设计。在夹具设计中，设计的主要思路是采用“一面两销”的定位方法，和液压夹紧机

4、构，这样设计主要是为了钻、镗孔时的准确定位和高效率的生产要求。液压夹紧方式解决了手动夹紧时夹紧力不一致、误差大、精度低、工人劳动强度大等缺点。在老师的指导下，不断地对设计中的错误进行纠正，确定最好的定位夹紧方案；同时与同组同学进行探讨计算出准确的数据选择合理的通用部件。在不断的探讨修改中历经3个月终于完成了这一课题的设计。2组合机床总体设计组合机床总体设计,就是依据产品的装配图样和零件图样,产品的生产纲领,现有生产条件和资料以及国内外同类产品的有关工艺资料等,拟订组合机床工艺方案和结构方案,并进行方案图样和有关技术文件的设计。2.1 组合机床工艺方案的制定 制订工艺方案是设计组合机床最重要的步

5、骤.为了使工艺方案制订得合理、先进，必须认真分析被加工零件图纸开始，深入现场全面了解被加工零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求及生产率要求等，总结设计、制造、使用单位和操作者丰富的实践经验，理论与生产实际紧密结合，从而确定零件在组合机床上完成的工艺内容及方法。 根据所提供ZH1105W柴油机齿轮室盖的工序图，分析被加工零件的精度，表面粗糙度，技术要求，加工部位尺寸，形状结构；特点材料硬度。工件刚性及零件的批量的大小不同，设计的组合机床必须采用不同的工艺方法和工艺过程。被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度是制定机床方案的主要依据。此次设计的被加工零件是柴

6、油机齿轮室盖,其主要的加工工序如下:a. 钻6M66H孔至5, 左侧面;b. 钻69孔（深38）, 右侧面;c. 钻39孔（深78）, 右侧面;d. 镗45H8孔至43.5, 后侧面;e. 倒孔口角至46.6, 后侧面.被加工零件材料为HT250，结构为非对称箱体，是三面加工。根据各种要求，分析其优缺点，确定设计的组合机床采用机械卧式组合机床。根据所需加工孔的尺寸精度和表面粗糙度，可以确定这些孔的加工采用麻花钻，即可满足要，为了保证孔的加工刀具的直径与加工部位尺寸相适应，需要专门设计制造。2.2 定位基准的选择正确选择组合机床加工工件采用的基准定位，是确保加工精度的重要条件。本设计的柴油机齿轮

7、室盖是箱体类零件，箱体类零件一般都有较高精度的孔和面需要加工，又常常要在几次安装下进行。因此，定位基准选择“一面双孔”是最常用的方法，其特点是：（a）可以简单地消除工件的6个自由度，使工件获得稳定可靠的定位。（b）有同时加工零件五个表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高 各面上孔的位置精度。（c）“一面双孔”可作为零件从粗加工到精加工全部工序的定位基准，使零件整个工艺过程基准统一，从而减少由基准转换带来的累积误差，有利于保证零件加工精度。（d）易于实现自动化定位、夹紧，并有利于防止切屑落于定位基面上。具体定位图形见工序图采用的是“一面两销”的定位方案，以工件的右侧面为定位基准面，约束了z向

8、的转动；x向的移动；y向的转动3个自由度。短定位销约束了z向的移动；y向的移动2个自由度。长定位销约束了x向的转动1个自由度。这样工件的6个自由度被完全约束了也就得到了完全的定位。2.3 确定机床配置型式及结构方案 根据选定的工艺方案确定机床的配置型式，并定出影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。组合机床是根据工件交工需要，以大量采用通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床，工艺方案已确定该组合机床是双面钻卧式组合机床，该机床是由动力箱，主轴箱，机械滑台，立柱，中间底座，夹具，立拄底座等组成。组合机床装配图如下：安装固定钻套的零件称为钻模板，它是保证钻模精度的重要零件。

9、按钻模板在夹具体上的联接方式可分为固定式钻模板和活动式钻模板两种。固定式钻模板靠螺钉和销钉固定联接于夹具体上，保证了钻套底孔的位置精度要求。活动式钻模板不如固定式钻模板精度高。所以选用固定式钻模板。 由于固定式钻模板的尺寸较大，应选用铸件材料，时效处理，以保证其稳定性。4零部件的设计绘制4.1 绘制尺寸联系图绘制的机床总图要包含的内容：表明机床的配置形式和布局；完整的反映各部件间的主要装配关系和联系尺寸，专用部件的主要轮廓尺寸，运动部件的运动极限位置及各滑台工作循环的工作行程和前后行程变量尺寸；标注主要部件规格代号和电动机的型号、功率及转速，并标出机床分组号，全部组件应包括机床全部通用及专用零

10、部件。根据计算的动力部件、机床装料高度、夹具轮廓尺寸、中间底座尺寸以及多轴箱的轮廓尺寸绘制机床尺寸联系总图，见附图ZH1105W-01-03。4.2 绘制加工零件工序图被加工零件工序图是组合机床设计的具体依据，是确定所设计的组合机床上完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹压部位以及被加工零件的材料等情况的图样。根据设计课题要求绘制柴油机齿轮室盖的加工工序图，见附图ZH1105W-01-01。4.3 绘制加工示意图加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程以及工件、夹具和刀具等机床各部件的相对位置关系等。根据切削用量、工作循环、工作行程、工件、刀具、及导

11、向等绘制加工示意图，见附图ZH1105W-01-02。 4.4 绘制夹具装配图及其零件图根据前面的计算和夹具的主要零件的结构设计，绘制出夹具的装配图和主要零件图，见附图ZH1105W-02-01及夹具体、模板等主要零件图，见附图ZH1105W-02-04、ZH1105W-02-10、ZH1105W-02-02等等。 5结论本次设计的ZH1105W柴油机齿轮室盖三面钻镗组合机床采用单工位的工作方式，在加工生产线上同时完成了三道工序，大大提高了生产效率，降低了劳动强度，从而降低了零件的加工成本。同时采用“一面两销”的定位方式和液压夹紧方法，保证了加工精度，提高了加工效率。并且在设计之中，尽量选用通

12、用件，进一步减少了制造成本，从而增加了经济效益。本组合机床设计合理，符合实际应用，满足加工要求，且较大部分采用通用件和标准件，制造成本合理，机床操作简单，设备调整、维修方便。本设计也有不足之处如：结构不够紧凑、机床占地面积大等。参 考 文 献1 谢家瀛.组合机床设计简明手册M.第一版. 北京:机械工业出版社,1994.2 赵如福.金属机械加工工艺人员手册M.第三版.上海：上海科学技术出版社，1990.3 大连组合机床研究所编.组合机床设计（机械部分）M.第一版机械工业出版社,1975.4 沈阳工学院,大连工学院,吉林工学院.组合机床设备M.第一版.科学技术出版社,1987.5 大连组合机床研究

13、所编.组合机床设计参考图册M.第一版.北京:机械工业出版社,1975.6 机械工业出版社.机械原理M.第一版.机械工业出版社，2001.7 徐锦康机械设计M.北京：机械工业出版社，2001.8 陈秀宁、施高义机械设计课程设计M.杭州：浙江大学出版社，19959 徐灏主编.机械设计手册M.第二版. 北京:机械工业出版社,2002.10 大连理工大学工程画教研室机械制图M.北京：高等教育出版社，199311 李庆寿.机床夹具设计M.第一版.机械工业出版社,1984. 12 艾兴、肖诗纲. 切削用量简明手册M.第三版.机械工业出版社，1998. 13 姚永民.非标准设备设计M.上海：交通大学出版社，

14、1999.致 谢本次毕业设计我的课题是柴油机齿轮室盖钻镗组合机床总体及夹具设计，在指导老师刘道标的指导下，与同组设计人员如期完成了任务。在设计之前，为了获得组合机床设计彻底的认识，在老师的带领下，去盐城的一些企业毕业实习，收集了相关的设计资料，并对照参考资料，与同组的设计人员互相研究、讨论。实习结束后，对所收集的相关资料进行加工整理，初步讨论设计方案。在指导老师刘的指导下，逐步确定设计方案，并参考各方面的资料，绘制好该方案的手工草图，不断的修改完善。为期三个月的毕业设计已结束，这次毕业设计是我大学生涯的最后一次作业，也是最后一次考试。对于我来说，它不仅仅是毕业设计，更是一次实战演习，个人的奋战

15、是不行了，只有团队合作才能获得最终的胜利。本次的毕业设计使我能够在毕业前将理论与实践更加融会贯通，加深了对理论知识的理解。深入实际，体会到理论联系实际的必要性，认识到理论与实际之间的差距，而缩短差距的方法只有到实践中去。利用一切方法了解本课题所涉及的研究、生产、使用等方面的实际情况。再一次使我认识到：实践始终是人生最好的老师。总的来说，在整个设计过程，我意识到了团队的重要性，作为一个整体，彼此间的协助合作很重要，这对于即将踏上工作岗位的我来说，无疑更具有意义和价值。本次设计任务业已顺利完成，但由于本人水平有限，且是第一次做这样的设计,缺乏经验，难免存在错误，在此恳请各位老师教导指正。在这次毕业

16、设计期间,我得到了刘道标、王正刚、孙俊兰老师的悉心指导，同组同学闻志祥的热心帮助，也在其他同学身上学到很多东西。在此，对设计过程中所有帮助过我的人，表示感谢！附 录序号 图 名 图 号 图 幅1 被加工零件工序图 ZH1105W-01-01 A0 2 加工示意图 ZH1105W-01-02 A0 3 机床总体尺寸联系图 ZH1105W-01-03 A0 4 夹具装配图 ZH1105W-02-01 A0 5 夹具体 ZH1105W-02-04 A1 6 右侧钻模板 ZH1105W-02-10 A2 7 左侧支架 ZH1105W-02-02 A2 8 定位销 1 ZH1105W-02-09 A3 9 定位销 2 ZH1105W-02-12 A3 10 钻模板 ZH1105W-02-06 A3 11 后侧镗支架 ZH1105W-02-03 A3 12 压头 ZH1105W-02-07 A4 13 定位块 ZH1105W-02-11 A4 7