1、零件分析及設計任務書（一）曲軸的結構特點軸類零件的功用為支承傳動零件、傳遞扭矩和承受載荷以及保證裝在軸上的工件(刀具)具有一定的回轉精度。曲軸在軸類零件分類中屬于異形軸，是發動機上的一個重要零件，承受由活塞通過連桿傳來的力，并將活塞的往復運動通過曲柄連桿機構變為旋轉運動，將發動機所做的功傳遞出去。曲軸在工作時所承受的是很大的扭轉力矩以及大小和方向都變化的彎曲力。圖1 曲軸零件加工部位簡圖本次設計給出的零件是蘇南某柴油機廠生產的曲軸零件，如圖1所示。其材料為球墨鑄鐵（qt602），零件為鑄件。汽車、拖拉機用的發動機和固定式高速發動機的曲軸常用整體式模鍛件，而重型和低速發動機的曲軸常用組合式的模鍛

2、件。整體式曲軸具有強度高、剛性好、結構緊湊等優點，但是組合式曲軸毛坯制造和機械加工比整體式的簡單。s19505006型曲軸有左、右二個主軸頸和一個連桿軸頸，其外形結構是曲軸類零件中比較簡單的一種。它的工作過程是：在外力作用下使曲軸旋轉，通過連桿軸頸上的連桿將運動傳遞到缸筒內的活塞，從而壓縮缸內的高壓油并將油點燃，燃燒的高壓油將自身的內能轉換為動能推動活塞運動，運動又傳到連桿再通過連桿帶動連桿軸頸，這樣曲軸繼續旋轉。(二)零件的技術要求(1)鑄件應該經正火處理，硬度為240290hb，顯微組織按部標jb1802，石墨數不低于5級，球化體大于75%，允許有少于的碳化鐵磷共晶，但磷共晶為0%5%。(

3、2)未注圓角半徑為3mm。(3)加工面不應該有毛刺、裂縫、結疤、夾渣等缺陷,并應清理清潔。(4)所有加工表面應光潔，不可有裂縫、壓痕、毛刺、氣孔、凹痕以及非金屬夾雜物，在磨光表面上不該有深痕和黑點。(5)錐形規涂色檢查錐面密合面應不少于70%。(6)清除油道及其他部分的金屬屑、污染物及其他雜物，并清洗吸干。(7)中心孔必須保持完好。(8)精加工后，應經磁力探傷并退磁。(9)允許在r96表面上鉆孔調整不平衡力矩，孔徑15mm，孔邊應不小于10mm，深度不大于30mm，不平衡重心應在曲軸對稱平面內允許偏差1。(10)75、65三處軸頸淬硬4048hrc，淬深1.54.5mm。軸頸圓角處允許不淬火，

4、但在距離軸頸端面10mm內均勻過渡。(三) 設計要求該零件加工要求高，加工面數量多，并且種類繁多，有車外圓面，車端面，鉆中心孔，攻螺紋，擴孔，車倒角，鉆斜油孔等，位置、形狀、尺寸精度都各有要求。出于現代化大生產的考慮，我們設計了生產流水線加工，多數采用了組合機床及專用夾具，以實現自動化生產，節約成本，提高生產率，減小工人勞動強度。主要的設計內容如下。(1)編制曲軸加工過程卡。(2)編制曲軸加工工序卡。（了解）(3)繪制被加工零件毛坯圖。(4)繪制被加工零件的加工工序圖。(5)繪制被加工零件的加工示意圖。(6)繪制組合機床聯系尺寸圖。(7)繪制銑端面打中心孔專用夾具裝配圖。(8)繪制夾具主要零件

5、圖。(9)編寫設計說明書。二、工藝規程的制定零件加工的工藝規程就是一系列不同工序的綜合。由于生產規模和具體情況的不同，對同一零件的加工工序可能有很多的方案。應當根據具體條件采用其中最完善和最經濟的一種方案。工藝規程選擇要考慮的基本因素如下。(1)生產規模是決定生產類型的主要因素，即設備、用具、機械化、自動化程度等。(2)制造零件所用的坯料或型材的形狀、尺寸和精度。(3)零件材料性質。(4)零件制造的精度，包括尺寸公差、形位公差以及零件圖上所指定的要求。(5)零件表面粗糙度。(6)特殊限制條件，如：工廠設備和用具條件。(7)編制的加工規程要在生產規模與生產條件下達到最經濟與安全的效果。(一)s1

6、95-05006曲軸材料及毛坯s195-05006型曲軸材料為球墨鑄鐵（qt60-2）。該材料強度高、耐磨，并有一定的韌性，用于制作部分機床的主軸，空壓機，冷凍機的曲軸，缸體，小水輪發電機主軸，中小型柴油機，汽油機曲軸，部分輕型柴油機，汽油機的凸輪軸，汽缸套，農業機械小負荷齒輪等。毛坯種類的確定是與零件的結構形狀、尺寸大小、材料的力學性能和零件的生產類型直接相關的，另外還和毛坯車間的具體生產條件相關。鑄件：包括鑄鋼、鑄鐵、有色金屬及合金的鑄件等。鑄件毛坯的形狀可以相當復雜，尺寸可以相當大，且吸振性能好，但鑄件的力學性能差。在大批量生產中，常采用精度和生產率高的毛坯制造方法，如金屬型鑄造，可以使

7、毛坯的形狀接近于零件的形狀，因此可以減小切削加工用量，從而提高材料的利用率，降低了機械加工成本。本零件選用的造型方法為砂型機器造型。（二）生產類型及工藝特征零件的生產綱領： (1)式中 n零件的生產綱領，件/年；q產品的年產量，臺/年；n每臺產品中包含該零件的數量；a該零件備件的百分率，%；b該零件廢品的百分率，%。 劃分生產類型時，既要根據生產綱領，同時還要考慮零件的體積、質量等因素。值得一提的是生產類型將直接影響工藝過程的內容和生產的組織形式，并在一定程度上對產品的結構設計也起著重要的作用。由于本零件是大批量生產，零件的生產綱領n為15000件/年，它的主要工藝特征是廣泛采用專用機床、專用

8、夾具及專用刀具、量具，機床按工藝路線排列組織流水生產。為減輕工人的勞動強度，留有進一步提高生產率的可能，該曲軸在工藝設計上采用了組合機床流水線加工的方式。（三）定位基準選擇工件在機床上用夾具進行夾緊加工時，用來決定工件相對于刀具的位置的工件上的這些表面稱為定位基準。定位基準分為粗基準和精基準。曲軸和一般軸類零件的主要區別是:一般軸件的全部軸頸都位于同一軸線上,而曲軸的主軸頸雖然也位于同一軸線上,但是其連桿軸頸不與主軸頸同軸,而是離開一定距離而彼此平衡。為保證各軸頸的同軸度要求，在基準選擇時采用基準統一的原則，即粗、精加工各主軸頸時都采用頂尖孔作為定位基準。對于連桿軸頸的加工，為保證連桿軸頸軸線

9、與主軸頸的軸線之間的平行，在基準選擇時應采用定位基準和裝配基準重合的原則，即粗,精加工連桿軸頸時都采用兩個主軸頸作為定位基準。若有兩個或兩個以上連桿軸頸，還要多選一個基準作為加工連桿軸頸的角度定位面，通常是在曲柄上銑出兩個小平面作為輔助基準。根據本曲軸的特點，連桿軸頸只有一個，因此不存在與主軸頸的角度問題。在加工連桿軸頸時選擇主軸頸定位，加工主軸頸時則選擇頂尖孔定位。(四)工藝路線的擬定擬定工藝路線的出發點是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術要求能得到保證。工藝路線的擬定一般需要做兩個方面的工作：一是根據生產綱領確定加工工序和工藝內容，根據工序的集中和分散程度劃分工藝；二是選擇工藝基

10、準，即主要選擇定位基準和檢驗基準。在生產綱領已確定為批量生產的條件下，可以考慮采用萬能機床,組合機床和專用夾具，并盡量采用工序集中的原則，減少安裝的次數來提高生產率。除此之外，還應盡量考慮經濟精度以便使生產成本盡量下降，根據以上原則，擬定的工藝路線如下。10 鑄造15 正火20 銑端面$打中心孔30 粗車扇形面外圓及側面40 粗車長軸端外圓及側面45 粗車錐面 1:1050 粗車短軸端外圓及側面60 精車長軸端外圓及側面70 精車短軸端外圓及側面80 銑扇形側面90 銑連桿軸頸100 鉆19孔,擴孔25,攻2-g螺紋110 鉆斜油孔6115 鉆連桿軸頸30斜孔120 檢驗125 淬火130 修

11、整中心孔140 粗磨主軸頸150 銑鍵槽160 磨錐面 1:10165 粗磨連桿軸頸170 精磨主軸頸175 精磨連桿軸頸180 車退刀槽190 車螺紋 m42200 拋光主軸頸及連桿軸頸210 檢驗，探傷，退磁，清理油孔(5) 毛坯機械加工余量確定1.毛坯機械加工余量確定因曲軸形狀較為復雜且生產批量大，故毛坯選用鑄件，造型方法為砂型機器造型。查機械加工工藝手冊，綜合得出鑄件機械加工余量見表1，表2，曲軸毛坯圖見圖2。 表1 零件圓柱面加工余量基本尺寸/mm加工余量/mm附注/mm303.0雙側703.0雙側r963.0單側653.0雙側503.0雙側253.0雙側g2.5雙側 表2 零件各端

12、面加工余量基本尺寸/mm加工余量/mm附注/mm305(兩外端面)5.0單側281（70左側面）5.0單側203.5（70右側面）5.0單側40（厚度為29的扇形面內側）4.5單側192（厚度為29的扇形面外側）4.5單側圖2 曲軸毛坯圖2. 主要切削用量的確定查組合機床設計手冊得硬質合金端銑刀的銑削用量，如表3所示。表3 硬質合金端銑刀的銑削用量加工材料工序名稱銑削深度/mm銑削速度n/mmin每齒走刀量s/(mm/齒)鑄鐵粗銑2550800.20.4精銑0.51801300.050.2表4 高速鋼鉆頭加工鑄鐵件的切削用量加工直徑 d/mm160200hb200241hb300400hb22

13、50v/mmin-1s轉/mmr-1v/mmin-1s轉/mmr-1v/mmin-1s轉/mmr-1 16240.40.810180.250.45120.20.3初選 v=6.28m/min，s轉=0.2mm/r。查中心鉆刀具尺寸得：切深為15.5mm。3、 銑端面打中心孔組合機床的總體設計（一）組合機床結構方案的確定組合機床是按系列化、標準化設計的通用部件和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專用機床，組合機床是按具體加工對象專門設計，可以按最合理的工藝過程進行加工，也可以同時以幾個方面采用多把刀具對工件進行加工，它是實行工序集中的最佳途徑，是提高生產率的有效設備。本專題“銑

14、端面打中心孔組合機床設計”是針對s195-05006曲軸左右兩個端面進行設計的，工藝要求在工序20#中完成銑端面和打中心孔。該工序采用雙面銑和鉆的方法同時對兩個端面進行加工。該零件總體輪廓尺寸較小，屬于小型零件加工，零件的定位夾緊元件也不會太大，設計時考慮到諸多因素后，決定選用臥式雙面銑削和鉆削組合機床。（2） 銑端面打中心孔組合機床配置型式的選擇1. 組合機床配置型式組合機床有大型和小型兩種，大、小型組合機床雖有其共性但又都有其特殊性，無論是使用范圍、配置型式、通用部件和驅動方式都各有特點。用大型通用部件組成的機床成為大型組合機床，用小型通用部件組成的成為小型組合機床。大型組合機床的配置型式

15、，主要有單工位組合機床和多工位組合機床兩大類。通用部件可分為如下幾部分。（1）動力部件 用于傳遞動力，實現工作運動的通用部件，如動力滑臺、動力箱、各種動力頭等。它為刀具提供主運動和進給運動，是組合機床及自動線的主要通用部件。（2）支承部件 支承部件是用于安裝動力部件、輸送部件等的通用部件（如側底座、中間底座、立柱、立柱底座、支架等），它是組合機床的基礎部件。機床各部件之間的相對位置精度,機床的剛度等主要依靠它來保證。（3）輸送部件 輸送部件具有定位和夾緊裝置，用于裝夾工件并運送到預定工位的通用部件（如回轉工作臺、移動工作臺和回轉鼓輪等），定位精度高。（4）輔助部件 輔助部件有定位、夾緊、潤滑、

16、冷卻、排屑以及自動線清洗機等。單工位組合機床通常是用于加工一個或兩個工件，特別適用于大中型箱體的加工，根據配置動力部件的數量$這類機床可以從單面或同時從幾個方面對工件進行加工。以下是這類機床的主要配置型式。臥式單面組合機床 立式單工位組合機床臥式雙面組合機床 復合式雙面組合機床臥式三面組合機床 復合式三面組合機床臥式四面組合機床 復合式四面組合機床本次設計的組合機床為臥式機床，臥式機床在配置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

17、本道工序需要先銑再鉆，所以工件需要安裝在滑臺上；同時鉆頭也必須移動才能加工中心孔，所以本次設計的組合機床為刀具和工件都安裝在各自的滑臺上。在配置銑削頭固定的臥式組合機床時，其傳動裝置的電機通常是采用頂置式，即電動機放在銑削頭上方。在配置銑削頭移動的臥式組合機床時，其傳動裝置的電機通常是采用側置式，即電動機放在銑削頭側面。本次設計采用的銑削頭是安裝在滑臺上的，可隨滑臺一起移動，但是銑削頭調整到適當位置后邊不再移動，所以采用電動機安裝在銑削頭上方的配置型式。（3） 被加工零件工序圖1. 被加工零件工序圖的作用和要求被加工零件工序圖是根據選定的工藝方案來表示在一臺機床上或一條自動線上完成的工藝內容，

18、是包括加工部位尺寸精度、表面粗糙度及技術要求、價格定位基準、夾壓部位以及被加工零件材料的硬度和本道工序加工前毛坯或半成品情況的圖紙。它不能用用戶提供的產品圖紙代替，必須在原零件圖的基礎上突出機床或自動線的加工內容，加上必要的說明而繪制的，它是組合機床設計的主要依據，也是制造、使用和調整機床，檢查精度等級的重要技術文件。2. 零件工序圖的內容(1)在圖上應標出被加工零件的形狀、輪廓尺寸及本機床設計有關的部位的結構形狀及尺寸，尤其是當需要設置中間導向套時，應表示出零件內部的筋、壁布置及有關結構的形狀及尺寸，以便檢查工具、夾具、刀具是否發生干涉。(2)加工用定位基準,夾壓部位及夾壓方向，以便依此進行

19、夾具的定位支承（包括輔助定位支承）、限位、夾緊、導向系統的設計。(3)本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀、位置尺寸精度及技術要求,還包括本道工序對前道工序提出的要求。(4)必要的說明文字，為被加工零件編號、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。繪制工序圖時應注意的事項如下。(1) 為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要突出本機床的加工內容，繪制時要采用合適的比例，選擇足夠的視圖及剖視突出加工部位（用粗實線），并把零件輪廓及與機床、夾具有關的部位用實線表示清楚，凡與本道工序保證的尺寸、角度等均有關的部位用粗實線表示清楚，加工用的定位基準符號用“”，夾壓位置及方向用符號“”，如圖3

20、所示。圖3 曲軸銑端面打中心孔工序簡圖（2）加工部位的位置尺寸應從定位基準注起，為便于加工及檢查尺寸，應采用直角坐標系標注，而不采用極坐標系，但有時因選擇定位基準與設計基準的不重合，則需將加工部位要求的位置尺寸公差換成對稱尺寸公差，其公差數值的決定要考慮兩方面：一是要能達到產品圖紙要求的精度；二是采用組合機床能夠加工出來。（3）注明零件加工對機床提出的某些特殊要求。（四）被加工零件加工示意圖1.加工示意圖的作用和內容加工示意圖是組合機床設計的主要圖紙之一，在總體設計中占據重要地位，它是刀具、輔具、夾具、主軸箱、液壓電氣裝置設計及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺組合機床布局和性能的原始要求，

21、同時還是調整機床、刀具及試車的依據。加工示意圖要反映機床的加工過程和加工方法，并決定浮動夾頭或接桿的尺寸，鏜桿長度，主軸、刀具、導向與工件間的聯系尺寸等，根據機床要求的生產率及刀具特點，合理地選擇切削用量，決定動力頭的工作循環。 加工示意圖應繪制成展開圖，其繪制順序：首先按比例繪制工件的外形及加工部位的展開圖，特別注意將那些距離很近的孔嚴格按比例相鄰繪制，以便清晰看出相鄰刀具、工具、主軸等是否相碰；然后，根據工件加工要求及選定的加工方法繪制刀具，并確定導向形式，位置尺寸，選擇主軸和接桿；從這些刀具中找出影響其聯系尺寸的關鍵刀具，按其中最長的一把刀具，從主軸箱到工件間的最下距離來確定全部刀具、導

22、向及工件之間的尺寸關系。 加工示意圖還要繪制出工件加工部位的圖形。在軸數多時，必須在孔旁標上號碼，以便于設計和調整機床。加工示意圖還要考慮一些特殊要求$決定動力頭的工作循環及行程。最后，選擇切削用量及附加必要說明。繪制多工位機床的加工示意圖時，一定要分出工位，按每工位的加工內容順序進行繪制，同時還要畫出工件在回轉工作臺或鼓輪上的位置示意圖，以便能清楚地看出工件及主軸的排列位置。 加工示意圖包括以下內容。（1）反映機床的加工方法、加工條件及加工過程。（2）根據加工部位特點及加工要求，決定刀具類型、數量、結構、尺寸（直徑和長度），包括鏜削加工時決定鏜桿的直徑和長度，鉆、擴加工時決定鉆、擴桿的直徑和

23、長度等。（4）決定主軸的結構類型、規格尺寸及外伸長度。（5）選擇標準或設計專用的接桿、浮動卡頭、導向裝置，并決定它們結構、參數及尺寸。（6）根據機床要求的生產率及刀具,材料特點等，合理確定并標注各主軸的切削用量。（7）決定機床動力部件的工作行程及工作循環。2.加工示意圖的編制（1）刀具的選擇 選擇刀具時可考慮工件加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生產率要求等因素。根據本工序特點，應選用硬質合金端銑刀和高速鋼麻花鉆。（2）工序余量 查組合機床設計手冊得：端面加工余量為45mm,選擇4.5mm；孔加工余量為1.52.0mm，選擇1.5mm。（3）切削用量 本工序的切削用量在前面已經敘述過，也可

24、參見工藝卡片上的相應內容。（4）動力頭工作循環及行程確定 動力頭工作循環一般包括快進、工作進給、快退等動作，銑端面和打中心孔的工作循環為：快進工作進給快退。工作進給長度確定銑：l=5mm，鉆：l=15.5mm。快進長度確定銑：l快=20mm，鉆：l快=20mm。快退長度確定快退長度等于快進長度和工作進給長度之和，即，銑：20+5=25mm，鉆：20+15.5=35.5mm。銑端面打中心孔加工示意圖如圖4所示。其中，銑端面時，s=0.3mm/z，n=250mm/r，中心孔時，s=0.2mm/z，n=125mm/r。圖4 銑端面打中心孔加工示意圖（五）組合機床聯系尺寸圖的繪制 機床聯系尺寸圖是決定

25、各部件的輪廓尺寸及相互間聯系關系的，是開展各專用部件設計和確定機床最大占地面積的指導圖紙。 組合機床是由一些通用部件和專用部件組成的。為了使所設計的組合機床既能滿足預期的性能要求，又能做到配置上勻稱合理，符合多快好省的精神，必須對所設計的組合機床各個部件之間的關系進行全面的分析研究。組合機床聯系尺寸圖是在被加工零件工序圖與加工示意圖繪制之后，根據初步選定的主要通用部件，以及確定的專用部件的結構原理而繪制的。 1.機床裝料高度的確定確定機床裝料高度需要考慮車間運送工件的滾道高度,工件最低孔的位置、主軸箱最低主軸高度和通用部件高度尺寸的限制。根據我國具體情況，為便于操作和省力，對于一般臥式組合機床

26、、流水線和自動線.裝料高度定為850mm。對于加工中小工件的自動線，考慮自動排屑，特別是一些要從機床垂直下方返回隨行夾具的自動線，裝料高度可采用1000mm。鼓輪機床的裝料高度一般12001300mm，本組合機床的裝料高度設計為900mm。2.夾具外形輪廓尺寸的確定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。在加工示意圖中對工件和鏜模間的距離，以及導套的尺寸，都有了規定。所以確定長度尺寸時，主要在于合理地選取鏜模架的厚度。對于高度不大的鏜模架，其厚度可取150200mm；當鏜模架較高（如鼓輪機床的鏜模架），為了保證有足夠的剛度和穩定性，其厚度可取250300m

27、m。在掌握了工件寬度、工件和鏜模架間的距離和鏜模架的厚度尺寸后，即可確定夾具底座的總長尺寸。為了補償鑄件的鑄造誤差，它應比上述三項尺寸總和稍微大一些，一般大1020mm。夾具底座高度確定。夾具底座的高度應視夾具大小而定，既要保證有足夠的剛性，又要考慮工件的裝料高度，為了便于布置定位元件，一般夾具底座的高度不少于240mm。對于非框形夾具，在繪制聯系尺寸圖時，應事先繪制夾具結構草圖，確定夾具的主要技術特性,基本結構原則及其外形控制尺寸。3. 機床通用部件的選擇此次設計的專用組合機床所用的通用部件有：一個動力頭、一個滑臺、一個側底座、一個墊鐵、一個中間底座和一個電動機。根據設計要求，本組合機床通用

28、部件選取見表5。表5 通用部件尺寸通用部件名稱名義尺寸/mm標記動力箱250gb3668.983滑臺250790*250*250 gb3668.483側底座250900*450*630 gb3668.683中央底座2501250*500*560 gb3668.683（1）中間底座尺寸的確定 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長度尺寸。本道工序設計的組合機床中間底座長度為1250mm。 在確定中間底座高度尺寸時，應考慮切屑的貯存及排除、電氣接線盒的安排以及冷卻液的

29、貯存，其容量應不小于35min冷卻泵的流量。對于加工鑄鐵件的機床，為了使冷卻液有足夠的沉淀時間，容量還應大一些，有時取1015min冷卻泵的流量。 當裝料高度取850mm時，床身和中間底座之間結合面的高度，無論哪一型號的床身都是統一的，定為540mm，所以中間底座的高度一般總是大于540mm。本機床的中間底座高度設計為560mm。（2）主軸箱輪廓尺寸的確定 標準主軸箱的厚度由主軸箱體、前蓋和后蓋三層尺寸構成。主軸箱體厚度為180mm。前蓋有兩種尺寸，臥式為55mm，立式為70mm。后蓋厚度有90mm和50mm 兩種尺寸，通常采用90mm的后蓋。因此，主軸箱總厚度臥式通常為325mm，立式主軸箱

30、通常為340mm。下面是主軸箱的寬度b、高度h和最低主軸高度尺寸的確定。 b=b2+2b1 h=h+h1+h2 (2)式中 b1 最邊緣主軸中心至主軸箱外壁的距離； b2 工件上要加工的在寬度方向上相隔最遠的兩孔距離； h 工件上要加工的在高度方向上相隔最遠的兩孔距離； h1 最低主軸中心至主軸箱底平面的距離，即最低主軸高度； h2 最上邊主軸中心至主軸箱外壁的距離。為了保證主軸箱內有足夠的空間安排傳動齒輪，推薦h2=b170100mm。主軸箱的最低主軸高度h1不能孤立地任意確定,必須考慮它與工件最低孔的位置、機床配置型式、裝料高度和動力部件、滑座、床身的關系，一般應大于85120mm，具體見

31、表6。表6 最低主軸高度簡化計算公式動力部件代號h+5h1+h2最低主軸高度h1動力頭2754.5953754.5954724.51155769.580動力滑臺2770115345動力箱377011545 以上介紹了繪制機床聯系尺寸圖時應考慮的問題和主要聯系尺寸的確定。此外，在聯系尺寸圖上還必須明確標明運動部件的終點和原位狀態，以及運動過程中的情況。如對于動力頭必須標明其退回的最遠狀態，以便確定機床的最大輪廓尺寸。對于回轉工作臺、移動工作臺或回轉鼓輪機床，需要特別注意動力頭退回原位時，刀具、托架等必須處于夾具移動或回轉的最大尺寸范圍以外。 在機床聯系尺寸圖上應標明工件、夾具及動力頭的中心線之間

32、的關系。特別當工件上加工部位對于工件中心線不對稱時，動力部件對于夾具和中間底座也就不對稱，這時應注明動力頭中心線相對夾具中心線的偏移距離。聯系尺寸圖繪制后，在進行機床各部件的具體設計過程中，可能發現某些尺寸定得不合理，甚至不能實現，則可按需要返回來修改聯系尺寸圖，加以調整。 機床的聯系尺寸圖主要應針對各部件之間的聯系尺寸進行標注，各部件只畫出必要的輪廓形狀即可，盡量減少不必要的線條和尺寸。各部件應嚴格按同一比例繪制。至此，組合機床的各部件尺寸已確定，組合機床設計總圖見圖5。安裝時首先將側底座和中間底座的螺栓孔與銷孔連接好，再布置好方位，然后按照滑臺底下的螺栓孔與側底座上面孔將其連接好，最后安裝

33、動力箱和主軸箱。四、專用夾具設計夾具是組合機床的重要組成部件，是根據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的。1、組合機床專用夾具的特點 組合機床夾具和一般夾具所起的作用看起來好像很接近，但其結構和設計要求卻有很顯著的，甚至是根本的區別。組合機床夾具的結構和性能，對組合機床配置方案的選擇有很大的影響。以下是組合機床專用夾具的主要特點。 （1）一般的機床夾具是作為機床的輔助機構設計的，而組合機床夾具是機床的主要組成部分，其設計工作是整個組合機床設計的重要內容之一。 （2）組合機床夾具和機床其他部件有著密切的聯系，如回轉或

34、移動工作臺、回轉鼓輪、主軸箱、刀具和輔具、鉆模板和托架以及支承部件等。正確地解決它們之間的關系是保證組合機床工作可靠和使用性能良好的重要條件之一，而且夾具的結構也要按這些部件的具體要求來確定。 （3）由于組合機床常常是多刀、多面和多工序同時加工。會產生很大的切削力和振動，因此組合機床夾具必須具有很好的剛性和足夠的夾緊力，以保證在整個加工過程工件不產生任何位移。同時，也不應使工件產生不容許的變形。 （4）組合機床夾具是保證加工精度的關鍵部件，其設計、制造和調整都必須有嚴格的要求，使其能持久地保持精度。 （5）組合機床夾具應便于實現定位和夾緊的自動化，并有動作完成的檢查信號。保證切屑從加工空間自動

35、排除。便于觀察和檢查，以及在不從機床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損件和維護調整。 此外，不要把組合機床夾具和一般的組合夾具混淆起來。組合夾具是在萬能機床上為了完成某一道工序的加工，用一些標準的和通用的元件組裝成的定位夾緊裝置。用完后可用這些元件重新組裝成新的夾緊裝置。而組合機床夾具則是以部分的通用元件加上專用件組成的專用夾具，它不便于改裝。按結構特點，組合機床夾具分為單工位和多工位夾具兩大類。單工位夾具是指工件在一個工位上完成加工工序的機床夾具。按被加工零件的結構和加工要求，單工位夾具有固定式的、帶滾道或浮動滾道的、和小車等形式。2、組合機床夾具設計步驟 （1）認真研究分析所要設計夾具的原始

36、數據和要求 因為在擬訂組合機床的工藝和結構方案時，對夾具的結構型式和主要性能已提出了原則要求。在具體開展夾具設計時，必須認真分析這些要求并研究影響夾具設計的所有因素，也就是被加工零件的結構特點,工藝安排和加工方法,機床特點,刀具及其導向的結構特點和要求等。 （2）擬訂夾具結構方案和進行必要的計算 根據機床設計中確定的工件定位基面,夾壓位置、加工方法和刀具導向方式等，制定夾具的總體方案。為此，首先繪制工件的外形，并有必要的投影，其主要投影和工件在機床上的加工位置一致。然后，在工件四周的相應位置上簡單表示出夾具的結構。最后進行夾緊力計算和必要的夾具元件的強度計算。為了提高質量和縮短設計制造周期，在

37、擬訂夾具結構方案時，應當盡量采用通用的部件和零件。 （3）組合機床夾具的總圖和零件設計 在已確定的夾具結構方案基礎上，設計生產用的夾具總圖和零件圖。 組合機床夾具的結構往往比較復雜，其總圖必須有足夠的投影和剖視，尺寸標注齊全合理，并嚴格按比例繪制。按照組合機床夾具的主要功能，其結構可以分為三大部分，即定位支承系統、夾緊機構和刀具導向裝置。（一）夾具定位支承系統 定位支承系統主要由定位支承、輔助支承和一些限位元件組成。定位支承是指在加工過程中維持被加工零件有一定位置的元件。輔助支承是僅用作增加被加工零件在加工過程中穩定性的一種活動式支承元件。由于定位支承元件直接與被加工零件接觸，因此其尺寸、結構

38、、精度和布置都直接影響被加工零件的精度。為了避免產生廢品以及經常修理定位支承元件的麻煩，設計時必須注意以下問題。 （1）合理布置定位支承元件，力求使其組成較大的定位支承平面。最好使夾緊力的位置對準定位支承元件。當受工件結構限制不能實現時，也應使定位支承元件盡量接近夾緊力的作用線，并使夾緊力的合力中心處于定位支承平面內。 （2）提高剛性，減少定位支承系統的變形。 （3）提高定位支承系統的精度及其元件的耐磨性，以便長期保持夾具的定位精度。 （4）可靠地排除定位支承部位的切屑。使切屑不堵塞和粘附在定位支承系統上，對定位的準確性和工作可靠性有很大影響。因此設計時應盡可能不使切屑落到定位支承系統上。1、

39、工件定位方案 曲軸雖然屬于異形軸，但是它的定位與一般軸類零件基本相同，即：圓柱面定位。本道工序是加工3051處的兩個端面。根據零件的結構特點和加工部位確定其定位方案為:采用兩個v形塊分別在兩主軸頸處定位，限制四個自由度；為防止加工過程中工件的軸向移動，用一個定位銷在扇形面處定位，限制一個自由度)工件沿軸向轉動不影響加工的準確性，此處自由度可不限制。至此，工件的五個自由度全部被限制住了，可保證工件加工的準確性。2、定位誤差分析機械加工過程中，產生加工誤差的因素很多。在這些因素中，有一項因素與機床夾具有關。使用夾具時，加工表面的位置誤差與夾具在機床上的位置及工件在夾具中的定位密切相關。為滿足工序加

40、工要求，必須使工序中各項加工誤差之總和等于或小于該工序所規定的工序誤差，即： j + w g (3)式中 j與機床夾具有關的加工誤差； w與工序中除夾具外其他因素有關的誤差； g工序誤差。 可見使用夾具加工工件時，應盡量減小與夾具有關的加工誤差，在保證工序加工要求情況下，留給加工過程中其他誤差因素的比例大一些，以便較易控制加工誤差。本工序的定位誤差計算如下。 dw(a)=0，dw(b)=d，dw(c)=d 式中 dw(a)中心孔的定位誤差，mm；dw(b)，dw(c)左右兩主軸勁定位基準80的基準位置誤差，mm； d 80的尺寸公差，mm。 由此可見定位誤差滿足零件的精度要求。（二）夾緊機構在

41、機械加工過程中，工件將受到切削力、離心力、慣性力等外力的作用為保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發生振動或位移，一般在夾具結構中都必須設置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。夾緊裝置由以下幾個部分組成。 （1）力源裝置 力源裝置是產生夾緊作用力的裝置。通常是指機構夾緊時所用的氣動、液壓、電動等動力裝置。 （2）中間遞力機構 中間遞力機構是將力源和夾緊作用力傳遞給夾緊元件，然后由夾緊元件最終完成對工件的夾緊。 （3）夾緊元件與夾緊機構 夾緊元件是夾緊裝置的最終執行元件，通過它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動作，對夾緊裝置的基本要求如下。 在夾緊過程中，工

42、件應能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不應離開定位支承。 夾緊力的大小要適當、可靠，既要使工件在加工過程中不產生移動和振動，又不使工件產生不允許的變形和損傷。夾緊裝置應操作安全、方便、省力。夾緊裝置設計的要點如下。1、夾緊元件選擇常用夾緊元件有：螺母、螺釘、螺栓、壓塊、壓板等。組合機床夾具常用夾緊機構為壓板，壓板分類為平壓板、鉤形壓板、浮動壓板三大類。其中平壓板在組合機床夾具中應用最廣泛，平壓板常用形式有固定式壓板、移動式壓板、旋轉式壓板。根據本零件的結構尺寸和本道工序的加工要求，固定式壓板不可用，旋轉式的可用，所以本次設計的夾具夾緊元件為旋轉式壓板。2、夾緊動力部件的確定動力部件作為

43、夾緊機構的力源，可分為手動夾緊與自動夾緊，組合機床常用自動夾緊力源，氣動夾緊、液壓夾緊與夾緊扳手都屬自動夾緊力源。為提高生產自動化程度和生產率，本夾具選用液壓夾緊。液壓夾緊利用壓力油作為夾緊動力，通過中間傳動機構，使夾具的夾緊元件執行夾緊動作。在組合機床夾具上，采用液壓夾緊機構較多。液壓夾緊機構具有操作簡單，動作迅速，易于集中控制、程序控制和實現工序自動化；工作壓力高，液壓缸結構尺寸小)便于實現過載自動保護和元件便于標準化等一系列優點。此外，由于油液具有不可壓縮性，因此液壓夾緊能夠維持的剛性比氣動夾緊等所能維持的剛性高。由于液壓傳動易于實現復雜的自動工作循環，并且可以采用統一的液壓系統來控制夾

44、緊機構，因此在組合機床自動線上廣泛采用液壓夾緊機構。由于夾具底座的輪廓尺寸已經初定，現選擇后法蘭式夾緊液壓缸。3、夾緊力計算確定夾緊力時應注意的幾個問題。 （1）組合機床通常都是多面多工序同時加工，在一臺機床上往往有大量刀具同時工作粗加工時切削力都很大，加工振動也很大，尤其在多軸粗鏜孔時。 （2）由于工件材料硬度不均勻$加工余量不均勻和刀具磨鈍等因素的影響，往往使實際的切削力大大增加。 （3）組合機床夾具是保證加工精度的主要部件，因此，要注意工件夾緊后產生的變形對加工精度的影響，尤其在工件剛性差、精度要求高的情況下，更應特別注意。 （4）為保證夾緊可靠，應選擇機床工作過程中最不利的工作狀態來確定所需的夾緊力。 圖 6 壓力受力圖將夾緊力計算簡化后的力學模型如圖6所示。在設計夾緊裝置時可考慮切削力（矩）對夾緊的影響，并假定工藝系統是剛性的，切削過程基本穩定。將夾緊力計算簡化后的力學模型如圖6所示。在設計夾緊裝置時可考慮切