銑yc4116搖臂軸支座兩端面專機畢業(yè)設計說明書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　組合機床是一種專用高效自動化技術裝備，被廣泛應用于汽車、拖拉機、內燃機和壓縮機等許多工業(yè)生產領域?，F代組合機床作為機電一體化產品，它是控制、驅動、測量、監(jiān)控、刀具和機械組件等技術的綜合反映。隨著制造技術的不斷發(fā)展，組合機床憑借個方面的優(yōu)越性已廣泛應用于大批量生產的行業(yè)中。目前，組合機床的研制也正向高效、高精度、高自動化的柔性化

2、方向發(fā)展。</p><p>　　本次設計針對YC4116搖臂軸支座精銑外圓兩端面組合機床及其工藝裝備進行設計，使用AutoCAD輔助軟件進行設計和分析，以技術性、經濟性、實用性為前提，我們著重分析計算YC4116搖臂軸支座被加工零件工序圖、加工示意圖、機床尺寸聯系圖、生產率計算卡以及其專用夾具的設計。設計中采用先設計，然后使用AutoCAD繪圖，并對組合機床夾具裝配進行分析，最后輸出工程圖的順序完成本次設計，以便

3、在設計過程中隨時修改錯誤，獲得更高的設計效率。我們在此簡述了組合機床的一些基本情況。</p><p>　　本次組合機床的設計具有生產率高、加工精度穩(wěn)定、制造和維護成本低、勞動強度低、配置靈活等特點?？紤]液壓元件性能穩(wěn)定持久、液壓滑臺良好的導向性，本次設計中的滑臺采用液壓裝置，以降低噪音、提高自動化程度。</p><p>　　關鍵詞：YC4116搖臂軸支座、組合機床、夾具、液壓滑臺</

4、p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Combination machine tools is a kind of special high automation technology and equipment, are widely used in automobiles, tractors, internal combustion e

5、ngines and compressors many industrial production field. Modern combination machine tools as electromechanical products, and it is control, drive, measure, monitor, cutting tool and mechanical components the comprehensiv

6、e reflection of such technology. With the continuous development of manufacturing technology, combination machine tools with a s</p><p>　　The design for YC4116 lock shaft bearings fine milling outside round

7、two end face combination machine tools and technology and equipment design, use AutoCAD software designed for the auxiliary and analysis, with technical, economic, and practical for the premise, we focus on the analysis

8、YC4116 lock shaft bearings calculation by processing components to process diagram, processing schemes, machine tool size, productivity calculation card contact graph and its special jig design. Applied to the d</p>

9、;<p>　　This combination machine tools with productivity high, the design of machining accuracy stable, manufacturing and maintenance costs low, low labor strength, flexible configuration etc. Characteristics. Cons

10、ider hydraulic components performance stability, durable, hydraulic slider Taiwan good guidance, the design adopts hydraulic device slippery Taiwan, in order to reduce noise, increased automation.</p><p>　　K

11、eywords: YC4116 lock shaft bearing, combination machine tools and fixtures, hydraulic slider stage</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要Ⅰ</b></p><p>　　Abstrac

12、tⅡ</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 機械制造業(yè)及裝備在國民經濟中的地位及作用1</p><p>　　1.2 組合機床設計現狀及發(fā)展趨勢2</p><p>　　第2章 銑YC4116搖臂軸支座兩端面專機總體設計4</p><p>　　2.

13、1 YC4116搖臂軸支座工藝方案的擬定4</p><p>　　2.1.1 零件的工藝分析4</p><p>　　2.1.2 確定生產類型5</p><p>　　2.1.3 定位基準和夾緊部位的選擇5</p><p>　　2.1.4 工藝路線的擬定6</p><p>　　2.1.5 工序間余量的確定9<

14、;/p><p>　　2.1.6 刀具的選擇10</p><p>　　2.1.7 切削用量的確定10</p><p>　　2.1.8 刀具耐用度的選擇11</p><p>　　2.2 組合機床型式的選擇11</p><p>　　2.2.1 組合機床結構方案的確定11</p><p>　　2.

15、2.2 組合機床配置型式的選擇12</p><p>　　2.3 組合機床總體設計——“三圖一卡”12</p><p>　　2.3.1 被加工零件工序圖12</p><p>　　2.3.2 加工示意圖13</p><p>　　2.3.3 機床聯系尺寸圖16</p><p>　　2.3.4 生產率計算卡18&l

16、t;/p><p>　　第3章 銑YC4116搖臂軸支座兩端面夾具設計20</p><p>　　3.1 組合機床專用夾具的特點和組成20</p><p>　　3.1.1 組合機床專用夾具的特點20</p><p>　　3.1.2 組合機床專用夾具的組成20</p><p>　　3.2 加工工藝分析和定位方案設計21

17、</p><p>　　3.2.1 加工工藝分析21</p><p>　　3.2.2 確定工件的定位方案21</p><p>　　3.2.3 定位元件的選擇23</p><p>　　3.3 夾緊裝置設計26</p><p>　　3.3.1 夾緊裝置基本要求26</p><p>　　3.3

18、.2 夾緊力的確定27</p><p>　　3.3.3 夾緊元件的選擇29</p><p>　　3.4 對刀裝置設計32</p><p>　　3.4.1 對刀裝置的組成和使用32</p><p>　　3.4.2 對刀裝置元件的選擇32</p><p>　　3.5 夾具體的設計32</p>&l

19、t;p>　　3.5.1 夾具體設計的基本要求32</p><p>　　3.5.2 夾具體的設計內容33</p><p>　　3.6 其他元件的選擇35</p><p>　　3.6.1 定向鍵的選擇35</p><p>　　3.6.2 橫梁和側梁的設計35</p><p>　　3.6.3 定位元件上螺釘的

20、選擇35</p><p>　　3.7 組合機床夾具的精度分析36</p><p><b>　　第4章 結論38</b></p><p><b>　　參考文獻39</b></p><p><b>　　附錄40</b></p><p><b&

21、gt;　　致謝44</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 機械制造業(yè)及裝備在國民經濟中的地位及作用</p><p>　　機械制造業(yè)是國民經濟各部門賴以發(fā)展的基礎，是國民經濟的重要支柱，是生產力的重要組成部分。機械制造業(yè)不僅為工業(yè)、農業(yè)、交通運輸業(yè)、科研和國防部門提供各種生產設備、儀

22、器儀表和工具，而且為制造業(yè)包括機械制造業(yè)本身提供機械制造裝備。機械制造業(yè)的生產能力和制造水平標志著一個國家或地區(qū)的科學技術水平和經濟實力。</p><p>　　機械制造裝備的先進程度決定了機械制造業(yè)的生產能力和制造水平。機械制造裝備的核心是金屬切削機床。精密零件的加工主要依賴切削加工來達到所需要的精度。金屬切削機床所承擔的工作量約占機器制造總工作量的，它的技術水平直接影響機械制造業(yè)的產品質量和勞動生產率。換而言之

23、，一個國家的機械制造裝備水平在很大程度上代表著這個國家的工業(yè)生產能力和科學技術水平。顯然，機械制造裝備在國民經濟現代化建設中起著不可替代的作用。</p><p>　　機械制造裝備因其對其它產業(yè)提供技術手段，它的技術水平直接影響其它產業(yè)的競爭力。所以提高裝備產品的質量、水平、性能，對降低工業(yè)綜合能耗、提高整個國民經濟效益、實現增長方式的轉變作用巨大?？v覽當今世界工業(yè)強國無一不是機械制造裝備的強國，在實現工業(yè)化的進程

24、中，都主要依賴機械制造裝備的發(fā)展和帶動作用。沒有發(fā)達的機械制造裝備，國家就無法實現農業(yè)、工業(yè)、國防和科學技術等產業(yè)的現代化，發(fā)展第三產業(yè)也缺乏后勁。強國和大國的根本區(qū)別在于綜合國力的不同，而綜合國力的具體體現之一就在于機械制造裝備的發(fā)展水平。</p><p>　　中國是發(fā)展中大國，工業(yè)化進程還沒有完成，急需大量的裝備產品；中國人口眾多，發(fā)展經濟必須考慮擴大就業(yè)的問題；中國實現經濟增長方式轉變的當務之急是通過機械制

25、造裝備的保障來推進傳統(tǒng)產業(yè)的優(yōu)化升級。</p><p>　　此外中國是社會主義國家，出于商業(yè)壟斷或政治考慮，工業(yè)發(fā)達國家或跨國公司一直封鎖尖端裝備對中國的出口和關鍵技術的轉讓，機械制造裝備在保障供給，維護國家安全方面的重要性更為突出。因此中國要走富國、強國之路，大力發(fā)展機械制造裝備是必然選擇。</p><p>　　為解決我國機械制造裝備的問題，國家明確提出“要大力振興機械制造裝備”，明確了

26、發(fā)展方向和重點。黨和國家領導人近幾年多次講話都提及要加快發(fā)展機械制造裝備。許多人大代表、政協委員和兩院院士對振興機械制造裝備提出強烈呼吁，理論界對我國機械制造裝備的發(fā)展也十分關注，有多項研究成果發(fā)表。然而，均缺少從制約機械制造裝備發(fā)展深層次因素和促進其發(fā)展的可操作性政策層面上提出振興我國機械制造裝備的措施。目前我國機械制造裝備的主力軍是國有大中型企業(yè)，裝備類產品市場需求主體是國有集團單位，而且短期內中國的市場機制尚不健全，中國政府更有責

27、任和能力調控機械制造裝備本身的發(fā)展和裝備產品市場。</p><p>　　1.2 組合機床設計現狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　組合機床是一種專用高效自動化技術裝備，目前，由于它仍是大批量機械產品實現高效、 高質量和經濟性生產的關鍵裝備，因而被廣泛應用于汽車、拖拉機、內燃機和壓縮機等許多工業(yè)生產領域。其中 ，特別是汽車工業(yè)，是組合機床最大的用戶。顯然，在大批量生產的機械工業(yè)部門，大量采用的

28、設備是組合機床。因此，組合機床的技術性能和綜合自動化水平，在很大程度上決定了這些工業(yè)部門產品的生產效率、產品質量和企業(yè)生產組織的結構，也在很大程度上決定了企業(yè)產品 的競爭力。</p><p>　　現代組合機床作為機電一體化產品，它是控制、驅動、測量、監(jiān)控、刀具和機械組件等技術的綜合反映。近年來，這些技術有長足進步，同時作為組合機床主要用戶的汽車和內燃機等行業(yè)也有很大的變化，其產品市場壽命不斷縮短，品種日益增多且質

29、量不斷提高。這些因素有力地推動和激勵了組合機床的不斷發(fā)展。 </p><p>　　(1) 組合機床品種的發(fā)展重點</p><p>　　在組合機床這類專用機床中，回轉式多工位組合占有很重要的地位。因為這類機床可以把工件的許多加工工序分配到多個加工工位上，并同時能從多個方向對工件的幾個面進行加工，此外，還可以通過轉位夾具(在回轉工作臺機床上)或通過轉位實現工件的五面加工或全部加工，因而具有很高

30、的自動化程度和生產效率，被汽車、摩托車和壓縮機等工業(yè)部門所采用。 </p><p>　　(2) 組合機床柔性化進展迅速</p><p>　　多年年來，作為組合機床重要用戶的汽車工業(yè)，為迎合人們個性化需求，汽車變型品種日益增多，以多品種展開競爭已成為汽車市場競爭的特點之一，這使組合機床制造業(yè)面臨著變型多品種生產的挑戰(zhàn)。為適應多品種生產，傳統(tǒng)以加工單一品種的剛性組合機床和自動線必須提高其柔性。

31、數控系統(tǒng)的可靠性有了很大 的提高，從此數控組合機床和柔性自動線逐年增多。進入21世紀以來，汽車市場競爭更趨激烈，產品市場壽命進一步縮短，新車型的開發(fā)周期日益縮短，汽車品種不斷增多，因而汽車工業(yè)對柔性自動化技術裝備的需求量日益增多。很顯然，組合機床在保持其高生產效率的條件下，進一步提高其柔性就愈來愈具有重要意義。 </p><p>　　組合機床的柔性化主要是通過采用數控技術來實現的。開發(fā)柔性組合機床重要前提是開發(fā)數

32、控加工模塊，而有著較長發(fā)展歷史的加工中心技術為開發(fā)數控加工模塊提供了成熟的經驗。由數控加工模塊組成的柔性組合機床可通過應用和改變數控程序來實現自動換刀、自動更換多軸箱和改變加工行程 、工作循環(huán)、切削參數以及加工位置等，以適應變型品種的加工。 </p><p>　　組合機床柔性化的迅速發(fā)展，充分顯示了CNC技術和刀具技術給組合機床帶來的巨大技術進步，使組合機床在多品種、大批量生產中成為重要的技術裝備。 但在這里必須

33、指出，在組合機床實現柔性化發(fā)展的同時，加工中心高速化發(fā)展異常迅速。由于高速加工中心組成的柔性生產線進入大批量生產領域，出現了加工中心與組合機床競爭的局面。 </p><p>　　(3) 加工精度日益提高</p><p>　　汽車制造業(yè)為增強其汽車的競爭力，不斷地加嚴其發(fā)動機關鍵件的制造公差并通過計算機輔助測量和分析方法，以及通過設備能力檢驗來提高其產品的質量。目前，在驗收組合機床時，已普遍

34、要求提高設備的工序能力系數，以便確保穩(wěn)定的加工精度。組合機床制造廠為了滿足用戶對工件加工精度的高要求，進一步提高主軸部件、夾具的精度，采用新的專用刀具，優(yōu)化切削工藝過程，采用刀具尺寸測量控制系統(tǒng)和控制機床及工件的熱變形等一系列措施。</p><p>　　(4) 組合機床可靠性和利用率不斷改善和提高</p><p>　　組合機床的經濟性只有在其進行連續(xù)生產的情況下才有可能實現。為提高組合機床

35、加工過程的可靠性、利用率和工件的加工質量。顯然，提高組合機床的利用率和工件加工質量是生產控制和監(jiān)控的主要目的。</p><p>　　從目前組合機床生產控制和監(jiān)控的內容看，生產控制和監(jiān)控系統(tǒng)基本上是由質量監(jiān)控系統(tǒng)、組合機床運行控制與監(jiān)控系統(tǒng)和刀具監(jiān)控系統(tǒng)這幾個部分組成的。</p><p>　　近年來，質量監(jiān)控已日益成為現代組合機床生產監(jiān)控的重要一環(huán)。這主要是由于汽車工業(yè)不斷提高發(fā)動機質量的緣

36、故。各汽車制造廠普遍要求將零件的設計公差帶壓縮1/3～1/2作為工序公差，對機床能力系數提出了很高的要求。為此，組合機床制造廠為確保設備具有穩(wěn)定的加工質量，已日益重視應用SPC對組合機床的生產過程進行連續(xù)監(jiān)控，對加工質量偏差的趨向進行早期預報，以便把工件的加工公差始終控制在預定的范圍內。</p><p>　　組合機床技術取得了長足進步，組合機床在加工精度、生產效率、利用率、柔性化和綜合自動化等方面的巨大進步，標志

37、著組合機床技術發(fā)展達到的高水平。組合機床的技術發(fā)展，刀具、控制和其它相關技術的進步以及用戶需求變化起著重要的推動作用，其中，特別是CNC控制技術對組合機床結構的變革及其柔性化起著決定性作用。</p><p>　　第2章 銑YC4116搖臂軸支座兩端面專機總體設計</p><p>　　2.1 YC4116搖臂軸支座工藝方案的擬定</p><p>　　2.1.1 零件

38、的工藝分析</p><p>　　2.1.1.1 零件的工藝分析</p><p><b>　?。?）零件的作用</b></p><p>　　YC4116搖臂軸支座是柴油機上氣門控制系統(tǒng)的一個重要零件。直徑為18mm的孔用來裝配搖臂軸，軸的兩端各安裝一進、排氣氣門搖臂。直徑為16mm的孔用來裝一個減壓軸，用于降低氣缸內壓力，便于啟動柴油機。兩孔間距

39、56mm，可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門，實現減壓。兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高，工作時會和軸相配合工作，起到支撐的作用，直徑11mm的孔用M10的螺桿與汽缸蓋相連，直徑3mm的孔用來排油。</p><p>　?。?）零件加工精度分析</p><p>　　圖2—1 YC4116搖臂軸支座零件圖</p><p>　　1) mm外圓的上端面以及與此端面的mm的通

40、孔，粗糙度為12.5。</p><p>　　2) 36mm下端面為機械加工過程中主要的基準面，粗糙度為6.3。</p><p>　　3) mm外圓的前后端面的粗糙度為3.2；前后端面倒的角，粗糙度為12.5。</p><p>　　4) .mm的通孔粗糙度為1.6，且該孔與mm的兩孔軸心線的平行度公差為0.05，mm的內孔軸心與37mm的兩端面圓跳動公差為0.1。&l

41、t;/p><p>　　5) mm外圓的前后端面的粗糙度為12.5；前后端面倒的角，粗糙度為12.5。</p><p>　　6) mm的通孔粗糙度為1.6，且該孔與mm的兩孔軸心線的平行度公差為0.05。</p><p>　　7) mm的斜油孔的粗糙度為12.5。</p><p>　　8) 未注明圓角均為R3。</p><p&g

42、t;<b>　　去銳邊毛刺。</b></p><p>　　材料：HT200。 </p><p>　　分析：HT200材料具有較高的強度、耐磨性、耐熱性及減震性，適用于承受較大應力，要求耐磨的零件。灰鑄鐵的生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但是塑性較差、脆性較高、不適合磨削，畢業(yè)設計任務書加工表面為外圓的前后端面。</p><p>　　2.1.2

43、確定生產類型</p><p>　　由畢業(yè)設計任務書中的原始數據已知：零件的生產綱領為80000件/年，而且通過零件圖分析可知YC4116搖臂軸支座屬于輕型零件。根據查閱《機械制造技術基礎》教材中表5-6生產類型與生產綱領的關系，確定零件的生產類型為大批量生產。</p><p>　　2.1.3 定位基準和夾緊部位的選擇</p><p>　　組合機床一般為工序集中的多刀

44、加工，不但切削負荷大，而且工件受力方向變化。因此，正確的選擇定位基準和夾緊部位是保證加工精度的重要條件。對于定位基準的選擇要考慮基面與加工部位間位置尺寸關系，使它利于保證加工精度。定位夾緊部位的選擇應在有足夠的夾緊力下工件產生的變形最小，并且夾具易于設置導向和通過刀具。</p><p>　　2.1.2.1定位基準的選擇</p><p>　　定位基準的選擇可以直接影響、工藝規(guī)程制定中工序數目

45、、各表面加工順序、夾具結構及零件的精度。畢業(yè)設計任務書中的設計題目為：精銑YC4116搖臂軸支座mm外圓的前后端面。</p><p>　　在制定工藝規(guī)程時，先進行精基準的選擇，所選的精基準應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便，并且要保證各加工表面按圖紙加工出來，再考慮用什么樣的粗基準來加工精基準。</p><p>　　對于精銑YC4116搖臂軸支座mm外圓的前后端面，所選的精基準

46、應能夠保證定位準確﹑夾緊可靠﹑夾具簡單﹑操作方便。根據精基準的選擇原則，分析YC4116搖臂軸支座，孔﹑孔以及孔均為設計基準，均可選為定位基準，為遵守“基準重合”原則，因此選擇先進行加工的孔和加工后的36mm下底面作為精基準。在該零件需要加工的表面中，由于外圓面上有分型面，表面不平整有飛邊等缺陷，定位不可靠，因此粗基準選擇為：mm外圓端面及未加工的36mm下端面。</p><p>　　2.1.2.2夾緊部位的選擇

47、</p><p>　　夾緊部位的選擇的一般原則：</p><p>　　盡可能使夾緊點和支承點對應，使夾緊力作用在支承上，這樣會減少夾緊變形，凡有定位支承的地方，對應處都應選擇為夾緊點并施以適當的夾緊力，以免在加工過程中工件離開定位元件。</p><p>　　夾緊點選擇應盡量靠近加工表面，且選擇在不致引起過大夾緊變形的位置。</p><p>　

48、　前面已經確定定位基準，36mm下端面存在定位支承，根據凡有定位支承的地方，對應處都應選擇為夾緊點并施以適當的夾緊力，并且外圓上端面靠近加工表面外圓的前后端面，不致引起過大夾緊變形，我們所以選擇外圓上端面為夾緊部位。</p><p>　　2.1.4 工藝路線的擬定</p><p>　　2.1.3.1零件的表面加工方法的選擇</p><p>　　根據本零件圖上所標注的

49、各加工表面的技術要求，查《機械制造工藝學》表1.4-7，表1.4-8，通過對各加工表面所對應的各個加工方案的比較，最后確定本零件各加工表面的加工方法如表2—1。</p><p>　　2.1.3.2加工階段的劃分</p><p>　　YC4116搖臂軸支座加工質量要求較高，加工階段分為粗加工，半精加工幾個階段。</p><p><b>　　粗加工階段：<

50、;/b></p><p>　?。?）將精基準備好，即先將36mm下端面和通孔加工出來，使后續(xù)的工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求。</p><p>　?。?）粗銑粗基準上端面、外圓前后端面、外圓前后端面。</p><p><b>　　精加工階段：</b></p><p>　　（1）完成對外圓前

51、后端面的精銑。</p><p>　?。?）鉆→擴→粗鉸→精鉸出通孔和通孔，并鉆出偏內孔。</p><p>　　表2-1 YC4116搖臂軸支座各加工表面方案</p><p>　　2.1.3.3工序的集中與分散</p><p>　　本零件采用工序集中原則安排零件的加工工序。YC4116搖臂軸支座的生產類型為大批量生產，可以采用各種機床配以專用

52、工具、夾具、以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。</p><p>　　2.1.3.4工序順序的安排</p><p>　　2.1.3.4.1 機械加工順序</p><p>　?。?）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準，即在前面加工階段先加工36m

53、m下端面以及通孔。</p><p>　　（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。</p><p>　?。?）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面和外圓前后端面，通孔，通孔，后加工次要表面偏內孔。</p><p>　?。?）遵循“先面后孔”原則，先加工36mm下端面，mm上端面，后加工通孔；先加工和外圓前后端面，后加工通孔，通孔。</p&

54、gt;<p>　　2.1.3.4.2 熱處理工序</p><p>　　機械加工前對鑄件毛坯進行時效處理，主要目的是消除鑄件的內應力，穩(wěn)定組織和尺寸，改善機械性能，提高毛坯進行加工的切削性能。</p><p>　　2.1.3.4.3 輔助工序</p><p>　　毛坯鑄造成型后，應當對鑄件毛坯安排清砂工序，并對清砂后的鑄件進行一次尺寸檢驗，然后再進行機械

55、加工，在對本零件的所有加工工序完成之后，安排去毛刺、清洗、終檢工序。</p><p>　　2.1.3.5 確定工藝路線 </p><p>　　經過綜合考慮上述工序的順序安排原則基礎，確定YC4116搖臂軸支座零件的工藝路線如下：</p><p>　　圖2—2 定位面,加工面指示圖</p><p><b>　　工序1：鑄造； <

56、;/b></p><p>　　工序2：清砂，檢驗；</p><p>　　工序3：人工時效處理</p><p>　　工序4：以下底面C以及外圓端面G或F定位，粗銑上端面A； </p><p>　　工序5：以粗銑后的上端面A以及外圓端面G或F定位，粗銑下底面C；半精銑下底面C；</p><p>　　工序6：以加工后的

57、下端面C，底座左端面B以及端面G或F定位，鉆通孔；</p><p>　　工序7：以加工后的內孔表面H，以加工后的下底面C以及外圓的圓柱側面定位，粗銑外圓兩端面F和G，精銑外圓的兩端面端面F和G； </p><p>　　工序8：以加工后的內孔表面H，以加工后的下底面C以及外圓的圓柱側面定位，粗銑外圓的兩端面J和I。</p><p>　　工序9：以加工后的內孔表面H，以

58、加工后的下底面C，端面G或F定位,鉆→擴→粗鉸→精鉸通孔，并倒角；</p><p>　　工序10：以加工后的內孔表面H，以加工后的下端面C，端面G或F定位, 鉆→擴→粗鉸→精鉸通孔，并倒角；</p><p>　　工序11：以上端面A偏以及端面G或F定位，鉆偏內孔。</p><p>　　工序12：鉗工去毛刺，清洗；</p><p>　　工序13

59、：終檢，入庫。</p><p>　　對于本次設計的組合機床所加工內容為：精銑外圓兩端面，屬于工序7中精加工部分。</p><p>　　2.1.5 工序間余量的確定</p><p>　　根據零件圖計算零件的輪廓尺寸為長83mm，寬37mm，高62mm。</p><p>　　查閱《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表2-1 按鑄造方法為砂型鑄造機

60、器造型，零件材料為灰鑄鐵，查得鑄件公差等級為CT8-CT12，取鑄件公差等級為CT10。</p><p>　　再根據毛坯鑄件基本尺寸查閱《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表2-3 ，按前面已經確定的鑄件公差等級CT10差得相應的鑄件尺寸公差。</p><p>　　查閱《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表2-5 按鑄造方法為砂型鑄造機器造型，材料為灰鑄鐵，查得鑄件所要求的機械加工余量等級

61、為E-G,將要求的機械加工余量等級確定為G，再根據鑄件的最大輪廓尺寸查閱《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4 要求的鑄件機械加工余量。</p><p>　　由于所查得的機械加工余量適用于機械加工表面，外圓的前后端面的表面粗糙度為。因此只需將零件的尺寸加上所查的余量即可，見表2—2：</p><p>　　表2—2 機械加工總余量表</p><p>　　2.1.6

62、 刀具的選擇</p><p>　　正確的選擇刀具結構，對保證組合機床的正常工作極為重要。精銑YC4116搖臂軸支座外圓的前后端面，需要我們選擇合適的銑刀。</p><p>　　本次設計中要求精銑兩端面，通過查閱《機械加工工藝手冊（銑削﹑鋸削加工）》表可知：</p><p>　　三面刃銑刀用途中有銑削工件的側面及其凸臺平面；</p><p>　

63、　鑲齒面銑刀（硬質合金）用途為粗銑與精銑鋼﹑鑄鐵﹑有色金屬工件的各種表面（優(yōu)先選用）。</p><p>　　經過多方考慮選擇YG6硬質合金端銑刀，查閱《機械加工工藝手冊（銑削﹑鋸削加工）》表選擇硬質合金端銑刀的具體參數如下：，，，，，齒數。</p><p>　　查閱《機械加工工藝手冊（銑削﹑鋸削加工）》表，可知：，。</p><p>　　2.1.7 切削用量的確定&

64、lt;/p><p>　　在組合機床工藝方案確定過程中，工藝方法和關鍵工序的切削用量選擇十分重要。切削用量選擇是否合理，對組合機床的加工精度﹑生產率﹑刀具耐用度﹑機床的機構類型及工作可靠性均有較大的影響。</p><p>　　查閱《組合機床設計簡明手冊》表6-16可知 ，硬質合金端銑刀對于鑄鐵材料銑削用量為：精銑，銑削深度，銑削速度，每齒走刀量。</p><p>　　現已

65、知外圓的前后端面的機械加工余量為，硬質合金端銑刀齒數，選擇精銑銑削深度，銑削速度，每齒走刀量=。</p><p>　　查閱《機械制造工程原理》公式1-2：，即可知：。</p><p>　　通過上述數據計算可以確定切削用量：精銑銑削深度，銑削速度，</p><p>　　2.1.8 刀具耐用度的選擇</p><p>　　刀具耐用度是指：由刃磨開始

66、切削，一直到磨損量達到刀具磨鈍標準所經過的總切削時間。對于某一切削加工，當工件、刀具、材料和刀具的幾何形狀選定后，切削速度是影響刀具耐用度的最主要因素。</p><p>　　我們在選擇刀具耐用度時，可考慮以下幾點：</p><p>　　（1）根據刀具的復雜程度、制造和磨刀成本來選擇。例如，普通機床用的高速鋼車刀和硬質合金焊接式車刀的耐用度取為60min；齒輪刀具的耐用度則取200～400m

67、in。</p><p>　　（2）對于機夾可轉位車刀和陶瓷刀具，由于換刀時間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產效率，耐用度可選抵一些，一般取15～30min。</p><p>　?。?）對于裝刀、換刀和調刀比較復雜的組合機床與自動化加工刀具，耐用度應選的高些，特別應保證刀具可靠性。</p><p>　　（4）車間內某一工序的生產率提高時，該工序的刀具耐用度要選擇低

68、一些；當某一工序時間內所分擔到的全廠開支M較大時，刀具耐用度也應選低一些。</p><p>　?。?）大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具耐用度應按零件精度和表面粗糙度來確定。</p><p>　?。?）在柔性加工時，要保證刀具的可靠性和刀具材料切削性能的可預測性，應根據多目標優(yōu)化后的綜合經濟效果來選取刀具耐用度。</p><p>　　本次

69、設計選用的刀具是在組合機床中應用綜合分析上述各種情況，本次設計刀具耐用度為100min。</p><p>　　2.2 組合機床型式的選擇</p><p>　　2.2.1 組合機床結構方案的確定</p><p>　　組合機床是根據工件加工需要，以大量按系列化﹑標準化設計的通用部件為基礎，配以少量按被加工零件的形狀及加工工藝要求設計的專用部件組成的一種高效專用機床。&l

70、t;/p><p>　　本次設計中“精銑YC4116搖臂軸支座外圓的前后端面”是針對YC4116搖臂軸支座外圓的前后兩個端面進行設計的，工藝要求在工序中完成精銑兩端面。該工序采用雙面銑同時對兩個端面進行加工。該零件總體輪廓尺寸較小，屬于小型零件，零件的定位夾緊元件不會太大，所以設計時經過綜合考慮，決定選用臥式雙面銑削組合機床。</p><p>　　2.2.2 組合機床配置型式的選擇</p&

71、gt;<p>　　組合機床的配置型式可分為：單工位組合機床和多工位組合機床。由于設計中工序要求精銑兩端面，加工過程中僅有一個工位，選擇單工位組合機床。</p><p>　　單工位組合機床的主要配置型式：</p><p>　　臥式單面組合機床 </p><p><b>　　臥式雙面組合機床</b></p><

72、;p><b>　　臥式三面組合機床</b></p><p><b>　　臥式四面組合機床</b></p><p><b>　　立式單工位組合機床</b></p><p><b>　　復合式雙面組合機床</b></p><p><b>　　復

73、合式三面組合機床</b></p><p><b>　　復合式四面組合機床</b></p><p>　　現已確定組合機床為臥式雙面銑削組合機床，那么選擇所設計組合機床為單工位臥式雙面銑削組合機床。</p><p>　　本次設計的組合機床為單工位臥式雙面銑削組合機床，臥式銑床在配置的時候，可將銑削頭安裝在專用臥式床身或滑臺上，而被加工零

74、件放在移動工作臺上，以組成銑削頭固定的臥式組合機床；也可以將銑削頭安裝在水平配置的滑臺上，而被加工零件放在固定夾具上，以組成銑削頭移動的臥式組合機床。由于本道工序要銑削端面，工件需要安裝在滑臺上，則組合機床采用銑削頭固定，工件移動的型式。</p><p>　　由于本次設計組合機床的生產類型為大批量生產，考慮機床因刀具磨損或安裝誤差以及工廠的經濟情況，由于銑削過程中產生的震動較大，不適合通過銑削頭移動來加工工件，且

75、需要較大的進給力，不易于滿足要求，所以選擇銑削頭安裝在動力滑臺上，便于安裝刀具及安裝夾具，方便工人操作；工件放在固定夾具上，固定夾具連接工作臺，通過工作臺的移動來完成工件的加工。</p><p>　　在配置銑削頭固定的臥式組合機床時，其傳動裝置的電動機通常采用頂置式，即電動機放在銑削頭上方。由于本次設計中組合機床采用的配置型式為銑削頭固定的方式，則電動機采用頂置式。</p><p>　　綜

76、上所述：本次設計中所設計的組合機床為銑削頭固定（動力滑臺確定位置，工作臺進給加工工件）的單工位臥式雙面組合機床，電動機采用頂置式。</p><p>　　2.3 組合機床總體設計——“三圖一卡”</p><p>　　2.3.1 被加工零件工序圖</p><p>　　被加工零件工序圖是根據制訂的工藝方案，表示所設計的組合機床（或自動線）上完成的工藝內容，加工部位的尺寸﹑

77、精度﹑表面粗糙度及技術要求，加工用的定位基準﹑夾緊部位以及被加工零件的材料﹑硬度和在本機床加工前的加工余量﹑毛坯或半成品情況的圖樣。</p><p>　　被加工零件的主要輪廓尺寸長83mm，寬37mm，高62mm；本次工序要求銑外圓兩端面，需要保證兩端面之間的尺寸為，兩端面的粗糙度為；mm的內孔軸心與37mm的兩端面圓跳動公差為0.1。</p><p>　　從工藝方案的擬定中可知：先進行加

78、工的孔和加工后的下底面作為精基準。夾緊部位為mm，夾緊方向豎直向下。</p><p>　?。?）從工藝方案的擬定中可知：對上道工序的技術要求外圓的前后端面的機械加工余量為。</p><p>　　（4）已知材料為，查表可知材料硬度為。</p><p>　　注：被加工零件圖見附錄——1</p><p>　　2.3.2 加工示意圖</p>

79、;<p>　　加工示意圖是在工藝方案和機床總體方案初步確定的基礎上繪制的。它是表達工藝方案具體內容的機床工藝方案圖，是設計刀具﹑輔具﹑夾具﹑液壓﹑電氣系統(tǒng)以及選擇動力元件﹑繪制機床聯系尺寸圖的主要依據。</p><p>　　2.3.2.1刀具的選擇</p><p>　　工藝方案的擬定過程中已經初步選定刀具為硬質合金端銑刀，刀具的具體參數如下：，，，，，齒數，，。</p&

80、gt;<p>　　2.3.2.1.1初步確定切削用量</p><p>　　工藝方案的擬定過程中已經初步確定切削用量：精銑銑削深度，銑削速度，。</p><p>　　確定切削力﹑切削轉矩和切削功率</p><p>　　確定切削力﹑切削轉矩和切削功率是為了分別選擇滑臺及設計夾具﹑確定主軸及其他傳動尺寸﹑選擇主電動機主軸(一般是選擇動力箱的驅動電機)提供依據

81、。</p><p>　?。?）確定單位面積切削力</p><p>　　查閱《組合機床設計簡明手冊》表6-20可知：</p><p><b>　??；；；；</b></p><p>　　注：—兩個方向平均切削厚度 —銑削導角</p><p>　　—平均切削厚度圓周方向系數 —銑削角<

82、;/p><p>　　—單位面積切削力 —切削面積</p><p>　　—切削深度 —每齒進給量</p><p>　　—切削寬度 —加工（或鉆頭)直徑</p><p>　　現已知刀具的角度參數：，。查閱《機械制造原理》分析可知（前角）即是公式中的銑削角，（刃傾角）即是公式中的（銑削導角

83、）。</p><p>　　代入數據，，，，，=得：。</p><p><b>　　（2）確定切削轉矩</b></p><p>　　查閱《組合機床設計簡明手冊》表6-20可知：；代入數據，得：。</p><p><b>　　（3）確定切削功率</b></p><p>　　查閱《

84、機械制造工程原理》公式1-2：；</p><p>　　查閱《組合機床設計簡明手冊》表6-20：，；</p><p>　　注：—進給速度 —銑削速度 —刀具外徑</p><p>　　代入數據：，，，得：,。</p><p>　　2.3.2.2確定主軸類型﹑尺寸</p><p>　　選擇主軸類型為非剛性主軸

85、。</p><p>　　現已知銑削轉矩，從已學過知識可知銑削轉矩就是加工過程中主軸所傳遞轉矩。查閱《組合機床設計簡明手冊》表3-4可知：初步選取的主軸軸徑。</p><p>　　2.3.2.3銑刀連接形式的選擇</p><p>　　我們通過所學知識可知：銑刀在銑床上的安裝連接和緊固形式，取決于銑刀的類型﹑使用的機床及工件的銑削部位。我們要通過選擇合適的連接形式來完成

86、銑刀和主軸之間的連接。</p><p>　　根據工藝方案的擬定中銑刀直徑，為小直徑面銑刀。通過查閱《機械加工工藝手冊（銑削﹑鋸削加工）》表選擇銑刀的連接方式：</p><p>　　銑刀安裝在銑刀桿上，銑刀桿安裝在中間套筒上，主軸通過銑床拉桿將中間套筒緊固起來。</p><p>　　選擇連接方式的定位夾緊方式與使用范圍：由內孔與端面在刀桿上定位；用螺釘從孔的止口內端面

87、緊固在刀桿上；端面鍵傳遞銑削力矩；適用于套式立銑刀﹑小直徑面銑刀。</p><p>　　2.3.2.4銑刀中間套筒的選擇</p><p>　　銑刀輔具包括中間套筒﹑銑刀夾頭﹑銑刀桿等。</p><p>　　查閱《機械加工工藝手冊（銑削﹑鋸削加工）》表，選擇外錐為圓錐50號﹑內錐為莫氏圓錐4號的圓錐/莫氏圓錐短型中間套，，中間套標記為： 。</p>&

88、lt;p>　　2.3.2.5銑刀刀桿的選擇</p><p>　　除剛性主軸外，組合機床的主軸與刀具之間常用接桿連接（稱剛性連接）和浮動卡頭連接（稱浮動連接）。</p><p>　　查閱《機械加工工藝手冊（銑削﹑鋸削加工）》表，根據銑刀的，選取莫氏圓錐4號，，的錐柄帶縱鍵面銑刀桿，記為：刀桿 。其他參數為：，，,，，。</p><p>　　2.3.2.6動力部

89、件工作循環(huán)及行程的確定</p><p>　　動力部件是用于傳遞動力，實現工作運動的通用部件。它包括動力滑臺﹑動力箱﹑具有各種工藝性能的動力頭。</p><p>　　本次設計的是精銑兩端面的組合機床（銑削頭）。根據組合機床的配置型式可知：組合機床的動力部件工作循環(huán)即為工作臺的工作循環(huán)。</p><p>　　動力部件的工作循環(huán)是指加工時，動力部件從原始位置開始運動到加工

90、終了位置，又返回到原位的動作行程。一般包括快速引進﹑工作進給和快速退回等動作。</p><p>　　動力部件的工作循環(huán)為：快進工作進給快退。</p><p>　?。?）工作進給長度的確定 。</p><p>　?。?）快速引進長度的確定 。</p><p>　?。?）快速退回長度的確定 。</p><

91、;p>　　2.3.2.7標注聯系尺寸數據</p><p>　　刀具結構尺寸須標注直徑和長度。</p><p>　　現已知數據：刀具直徑，長度。</p><p>　　2.3.2.8標注切削用量數據</p><p>　　各主軸的切削用量應標注在相應主軸后端。其內容包括：主軸轉速，相應刀具的切削速度，每轉進給量和每分鐘進給量。</p&g

92、t;<p>　　現已知精銑兩端面，兩個主軸的切削用量相同，數據如下：</p><p><b>　　，，，</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　注：加工示意圖見附錄——2</p><p>　　2.3.3 機床聯系尺寸圖</p><p&g

93、t;　　機床聯系尺寸圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結構而繪制的。它用來表示機床的配置形式﹑機床各部件之間相對位置關系和運動關系的總體布局圖，是進行多軸箱和夾具等專用部件設計的重要依據。</p><p>　　2.3.3.1選擇動力部件</p><p>　　動力部件的選擇主要是確定型號﹑規(guī)格合適的動力箱（或各種工藝切削頭）和動力滑臺

94、。本次設計內容是精銑兩端面，根據已確定的工藝方案和機床配置型式選用合適的銑削頭和動力滑臺。</p><p>　　2.3.3.2動力滑臺的選用</p><p>　　通常根據滑臺的驅動形式﹑所需進給力﹑進給速度﹑最大行程長度和加工精度等因素來選用合適的滑臺。</p><p>　　動力滑臺可分為液壓滑臺﹑機械滑臺和數控滑臺三種類型。</p><p>

95、;　　本次設計中加工內容要求同時加工4個工件，長寬比相對較大，然而液壓滑臺的結構特點中“采用雙矩形導軌機構型式，以單導軌兩側面導向，導向長寬比較大，導向性好?！币虼诉x用液壓滑臺。</p><p>　　查閱《組合機床設計簡明手冊》表得：選擇滑臺及相配套使用的滑臺側底座。</p><p><b>　　液壓滑臺： ；</b></p><p><

96、b>　　滑臺側底座： 。</b></p><p>　　2.3.3.3銑削頭的選用</p><p>　　根據繪制加工示意圖相關計算中可知：銑削功率為。</p><p><b>　　根據公式：</b></p><p><b>　　代入數據可得：。</b></p><

97、p>　　查閱《組合機床設計簡明手冊》表選擇系列銑削頭。</p><p>　　查閱《組合機床設計簡明手冊》表，選用頂置式齒輪傳動銑削頭。具體數據：，，，，，，，，，，，，，。</p><p>　　銑削頭：單軸銑削頭（GB 3668.9-83）。</p><p>　　2.3.3.4機床裝料高度H的確定</p><p>　　裝料高度一般是指工

98、件安裝基面至地面的垂直距離。</p><p>　　在確定機床裝料高度時，首先要考慮工人操作的方便性；對于流水線要考慮車間運送工件的滾道高度；對于自動線要考慮中間底座的足夠高度，以便允許內腔通過隨行夾具返回系統(tǒng)或冷卻排屑系統(tǒng)。其次是機床內部結構尺寸限制和剛度要求，如中間底座及夾具基本尺寸的限制等。</p><p>　　新頒國家標準裝料高度為，與國際標準一致。根據我國具體情況，為方便工人操作和

99、省力，對于一般臥式組合機床的裝料高度定為。結合本次設計選取裝料高度為。</p><p>　　2.3.3.5夾具外形輪廓尺寸的確定</p><p>　　夾具是用于定位和夾緊工件的，所以工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據。確定夾具外形輪廓尺寸時，應考慮工件的定位件﹑夾緊機構﹑刀具輔助結構以及夾具底座排屑和安裝等方面的空間和面積。</p><p>　　現已知工件

100、的外形輪廓尺寸：長83mm，寬37mm，高62mm。本次設計內容要求同時加工4個工件，則有。</p><p>　　工件之間的尺寸為，則有。</p><p>　　夾具側梁的厚度為，則有。</p><p>　　工件到兩側梁的總距離為，則有。</p><p>　　那么夾具的長為：，則長為。</p><p>　　考慮到夾具體底

101、座的尺寸，根據夾具裝配圖可以確定夾具的總長度為。</p><p>　　夾具體底座高度應根據機床裝料高度﹑夾具大小、工作臺和中間底座高度而定，并充分考慮中間底座的剛度，以便布置定位元件和設置夾緊機構，便于排屑原則。夾具體底座的高度一般不低于，本設計中選擇夾具體底座高度為。</p><p>　　2.3.3.6確定中間底座尺寸</p><p>　　中間底座的輪廓尺寸，在長

102、寬方向應滿足夾具的安裝需要。它在加工方向的尺寸實際已由加工示意圖所確定。在加工示意圖中，已確定了工件端面至主軸箱端面在加工終了時的距離，根據選定的動力部件及其配套部件（滑座﹑床身等）的位置關系，并考慮動力頭的前備量等因素，就可以確定中間底座的長度尺寸。本次設計中選擇組合機床的中間底座寬度為。</p><p>　　當裝料高度取時，床身和中間底座之間結合面的高度，任何型號的床身都是統(tǒng)一的，定位，所以中間底座的高度一般

103、總是大于。由于本次設計中組合機床的裝料高度取，則組合機床的中間底座高度設計為。</p><p><b>　　中間底座： 。</b></p><p>　　2.3.3.7確定工作臺尺寸</p><p>　　工作臺的尺寸與已經確定的中間底座尺寸有密切的聯系，工作臺的輪廓尺寸，在長寬方向應滿足夾具的安裝需要。它在加工方向的尺寸實際也已由加工示意圖所確定

104、。在加工示意圖中，已確定了工件端面至主軸箱端面在加工終了時的距離，根據選定的動力部件及其配套部件（滑座﹑床身等）的位置關系，并考慮動力頭的前備量等因素，并且結合動力部件的工作循環(huán)及行程可以確工作臺的長度為，寬度為。</p><p>　　因為已經知道裝料高度、夾具體底座高度和中間底座的高度，則可確定工作臺的高度為。</p><p><b>　　工作臺： 。</b><

105、;/p><p>　　注：機床聯系尺寸圖見附錄——3</p><p>　　2.3.4 生產率計算卡 </p><p>　　生產率計算卡是根據加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等通過計算機床生產率編制的。它是反映機床生產節(jié)拍或實際生產率﹑切削用量﹑動作時間﹑生產綱領及負荷率等關系的技術文件，也是用戶驗收機床生產效率的重要依據。

106、

107、 </p><p>　　2.3.4.1理想生產率</p><p>　　理想生產率（單位為件/h）是指完成年生產綱領A（包括備品及廢品率）所要求的機床生產率。它與全年工時總數有關，一般情況下，單班制取1950h,兩班制取3900h，則：</p><p&

108、gt;　　現在已知年生產綱領為80000/年，取單班制生產，取1950h。代入數據得：</p><p><b>　　件/h。</b></p><p>　　2.3.4.2實際生產率 </p><p>　　實際生產率（單位為件/h）是指所設計機床每小時實際可生產的零件數量。即：</p><p>　　式中 ——生產一個零件所需

109、時間（min）,可以按照下式計算：</p><p>　　本次設計中要求同時加工4個工件，則完成一次裝卸就可以加工4個工件。所以求出來的加工時間為。</p><p><b>　　= </b></p><p>　　式中 ——通常指刀具在加工終了時無進給狀態(tài)下旋轉轉所需的時間，單位為min。</p><p><b>

110、;　　代入數據，，得：。</b></p><p>　　式中 ——動力部件快速行程速度。用機械動力部件時??；用液壓動力部件時取；</p><p>　　——工件裝、卸時間。通常選取。</p><p>　　——銑削頭移動到加工時的固定位置時間，一般為0.1min。</p><p>　　﹑——分別為工作臺快進﹑快退的距離。</p&

111、gt;<p>　　選取為，，，為。代入以上數據可得：。</p><p>　　則根據可得：。所以。</p><p><b>　　將代入得：件/h。</b></p><p>　　2.3.4.3機床負荷率</p><p>　　當＞時，機床負荷率之比。即：</p><p><b>

112、　?。?lt;/b></p><p>　　代入數據，件/h，件/h得：</p><p><b>　　66％</b></p><p>　　機床負荷率一般為65％-75％為宜，本次設計的組合機床負荷率滿足要求。</p><p>　　注：生產率計算卡見附錄——4</p><p>　　第3章 銑YC

113、4116搖臂軸支座兩端面夾具設計</p><p>　　在進行大批量金屬切削加工生產時，工件在機床上的安裝方式通常采用機床夾具安裝。機床夾具是機床與工件之間的聯接裝置，使工件相對于機床或刀具獲得正確位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，所以機床夾具的設計是加工過程中最活躍的因素之一。</p><p>　　本次設計是針對于組合機床的專用夾具設計。組合機床專用夾具是組合機床的重要

114、組成部件，是根據組合機床的工藝結構的具體要求而專門設計的。它是用于實現被加工零件的準確定位、夾緊、刀具的導向以及裝卸工件時的限位等作用。</p><p>　　3.1 組合機床專用夾具的特點和組成</p><p>　　3.1.1 組合機床專用夾具的特點</p><p>　　組合機床專用夾具和一般夾具所起的作用看起來好像很接近，但是組合機床專用夾具的結構和設計要求卻有根