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1、TY395柴油机机体缸孔组合机床总体及夹具设计摘要：本设计的任务是TY395柴油机机体缸孔组合机床总体及夹具设计。课题来源于盐城市江动集团，是为了提高生产效率、加工精度，从而降低加工成本而设计的。在设计过程中借鉴了国内外一些现有组合机床的设计资料，还参考了一些与本设计相关的文献资料。总体设计包括工艺方案的拟订、机床配置型式的确定、以及“三图一卡”的绘制。夹具设计是本次设计中的一个重要组成部分，组合机床的加工精度基本上是由夹具来保证的，本夹具设计时，根据被加工零件的结构特征，夹具采用“一面两销”定位，可以简便地限制工件的六个自由度，使工件获得稳定可靠的定位；有同时加工零件五个表面的可能性，既能高
2、度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度,完成定位误差的分析，夹紧力的计算及夹具零部件的设计等。在设计之中，尽量选用通用件，减少了制造成本，增加了经济效益。本机床采用双工位加工的方案，零件装夹方便,机床效率高，操作使用方便，减轻了工人的劳动强度，提高了劳动生产率。关键词：组合机床；夹具；定位；夹紧The overall composition of modular machine and fixture design of TY395-cylinder engine blockAbstract: The design task is The overall composition of ma
3、chine tools and fixture design of TY395-cylinder engine block. The project comes from JiangDong Group, which is to improve efficiency , processing precision and reduce the cost. In the design process, drawing on the existing domestic and international portfolio machine design information, also it re
4、ferenced to some relevant literature of the design. The design of overall including technology program development, machine configuration type of identification, and the three drawings and one card shows. The jig design is an important component of the current design. The combination of machining pr
5、ecision machine is basically from the jig to ensure that. The jig design, according to the processed parts of the structure, the jig uses “one surface-two sell”, the position can be easily restricted to the work piece 6-DOF,so the work piece is stable and reliable positioning; clamping means using h
6、ydraulic clamping which improves work efficiency; At the same time,it is possible to process five parts, both highly centralized process, and help enhance the accuracy of the location of surface, completed the analysis of positioning error, clamping force of calculation and fixture design of the par
7、ts. In the design, as far as possible selection of generic pieces and shorten the design cycle and reduce the cost of manufacturing. The machine using the dual-processing program, makes the parts clamping convenience and makes machine tools have high efficiency and easy operation. Of course, it redu
8、ces the labor intensity and improves labor productivity. Key word: modular machine-tool; jig; localization; clamp 目 录1 前言12 组合机床总体设计32.1 总体方案论证3加工对象工艺性分析32.1.2 机床配置型式的选择32.1.3 定位基准的选择32.2 确定切削用量及选择刀具42.2.1 选择切削用量42.2.2 计算切削力、切削扭矩及切削功率52.3 三图一卡设计72.3.1 被加工零件工序图72.3.2 加工示意图82.3.3 机床联系尺寸图92.3.4 组合机床生产率
9、计算卡113 组合机床夹具设计143.1 夹具设计的基本要求143.2 定位方案的分析143.3 定位元件的设计1515“一面两销”定位方式的定位特点15153.4定位的实现方法163.5定位误差的计算171818193.6夹紧方案的分析193.7夹紧力的确定与计算2020203.8夹紧液压缸的选择213.9夹紧机构的确定223.10夹具体的设计233.11夹具的精度分析254 结论27参考文献28致 谢29附 录301 前言组合机床是根据工件加工需要,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的专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方法，生产效率比通用
10、机床高几倍至几十倍。由于通用部件已标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用来组成自动生产线。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用,因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制,它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件(近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额),完成钻孔、扩孔、铰孔,加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台,在孔内镗各种
11、形状槽,以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多,有大型组合机床和小型组合机床,有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式,还有多工位回转台式组合机床等;随着技术的不断进步,一种新型的组合机床柔性组合机床越来越受到人们的青睐,它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换,配以可编程序控制器()、数字控制()等,能任意改变工作循环控制和驱动系统,并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外,近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机(清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线)等在组合机床行业中所占份额也越来越大。二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺
12、寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。国内组合机床近几年取得了长足的进步，但是与发达国家相比，在产业结构、产品水平、开发能力、产业规模、制造技术水平、劳动生产率、国内外市场占有率等诸多方面尚存在不少差距。在组合机床方面，总体水平不高，国际竞争力不强，不能充分满足国内建设需要，关键技术过分依赖国外，自主发展能力薄弱，高技能人才的比较优势有弱化的危险，产品质量不稳定，用户服务水平差距较大。本设计主要针对
13、原有的TY395柴油机机体115孔、109孔、108孔多工序加工、生产率低、位置精度误差大的问题而设计的，从而保证孔的位置精度、提高生产效率，降低工人劳动强度。夹具部分的设计，首先，在完成对组合机床的总体设计并绘制出“三图一卡”的基础上，绘制夹具设计的装配图；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，设计的主要思路是把原有的手动夹紧改为液压夹紧方式，这样设计主要优点是：液压油油压高、传动力大，在产生同样原始作用力的情况下，液压缸的
14、结构尺寸比气压小了许多，液压油的不可压缩性可使夹具刚度高，工作平稳、可靠，液压传动噪声小，劳动条件比气压的好。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。随着现代工业生产水平的飞速提高，设计新产品，新机床，实现自动化，提高生产率，是当前生产中迫在眉睫的任务。我们三人一组设计专用组合机床既为一台高效能，高精度，具有工艺互换性的组合机床。在设计过程中，由于组合机床大部分是由标准零件构成，另外，一些非标准件尽量适应工厂的生产条件，使加工和维修方便，大大减少了设计工作量。近十多年来，组合机床及其自动线在高效、高生产率、柔性化以及采用并行工程制订更为合理、更为节省的方案方面取得了
15、不小的进展。尤其是汽车工业，为了提高汽车的性能，对零件的加工精度提出了一些新的要求，因此对机床性能的要求更高了。目前，我国组合机床行业已发展成为自成体系、配套齐全的行业，由于行业内多数为中小企业，且兼产企业多，其市场竞争能力普遍较弱。 为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。本说明书以设计立式粗镗缸孔单面组合机床为主线，阐述了刀具的选择和夹具设计的过程。在第2章中着重介绍了组合机床的总体设计。在总体设计中，首先是被加工零件的工艺分析，然后是总体方案的论证，在比较了许多方案之后，结合本道工序加工的特点最终选择立式机床配置型式。再结合本道工序的特点选择刀具。根据选择的切削用量，计算刀具的切削力、切削扭矩、切削功率等，再确定刀具的大小和型式。在确定这些设计计算后，然后是绘制组合机床的“三图一卡”被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡。在第3章中，主要介绍了夹具的设计。夹具设计是组合机床设计中的一个重要的组成部分。夹具设计时，首先确定工件的定位方案，然后选择夹紧方案，估算夹紧力大小，选择夹紧液压缸的型号，最终完成夹具的零部件设计。最后根据计算结果绘制夹具装配图和主要的零件图。2 组合机床总体设计2.1 总体方案论证 加工对象工艺性的分析A
