【毕业设计】柴油机气缸体两端面粗铣组合机床总体及夹具毕业设计说明书

根据以上所述，柴油机气缸体的结构是比较规则的长方体，从装夹的角度来看，卧式平放比较方便，采用卧式组合机床加平面，有利于排屑，也减轻了工人的劳动强度。

且柴油机气缸体属于中型加工零件，在本次设计中，铣平面工序是主要工序内容。

因此为了保证铣平面的加工精度和结合被加工零件加工特点，卧式单工位组合机床是较好的选择。

卧式单工位组合机床又可分为卧式单面组合机床，卧式多面组合机床等。

若采用卧式单面组合机床，加工两端面需经过两次装夹，增加辅助时间，成本高，生产效率低，工人劳动强度大。

因此，采用卧式双面组合机床是合理的选择。

其特点工件安装在夹具里，工件和夹具装在铣削工作台上，刀具相对固定，铣削工作台实现进给运动。

生产占地面积小，加工精度高。

切削用量的选择和计算切削刀具的选择在生产线上，由于铣削平面的走刀长度般比孔加工的走刀长度长的多，因此，铣削工序通常是限制性工序。

为了提高切削用量应采用硬质合金不重磨式面铣刀。

由参考文献，粗齿﹑中齿﹑细齿面铣刀刀片材料为铣铸铁及铣钢，密齿面铣刀刀片材料为，铣铝合金面铣刀刀片材料为。

由于本件的材料是铸铁，因此选用刀片材料为，又因为本道工序是粗铣，粗糙度要求不高，选中齿铣刀。

齿数选择由参考文献表，得中齿铣刀的齿数为。

所以，设计的组合铣床选择的刀具为硬质合金不重磨式中齿面铣刀，材料为，齿数为。

切削用量的选择在组合机床工艺方案确定过程中，工艺方法和切削用量选择是否合理，对组合机床的加工精度，生产率，刀具耐用度，机床的结构形式及工作可靠性均有较大的影响。

组合机床切削用量的选择特点在大多情况下，组合机床为多轴多刀多面同时切削，因此，切削用量比般万能机床单刀加工低左右。

组合机床通常用动力滑台来带动刀具进给，由于多轴箱上同时工作的刀具种类不同且直径大小不同，其切削用量也各有特点。

因此，般先按各刀具选择较合理的切削速度和每转进给量，再根据其中工作时间最长，负荷最重，刃磨较困难的刀具来确定并调整每转进给量和转速，通常用试凑法来满足每分钟进给量相同的要求。

参照即在选择切削用量时要注意既要保证生产批量要求，又要保证刀具定的耐用度。

选择切削用量时，还须考虑可选动力滑台的性能。

组合机床切削用量选择方法从实际出发，根据加工精度工件材料工作条件技术要求等进行分析，按照经济地满足加工要求的原则，合理的选择切削用量。

本次设计中，采用查表法选择加工柴油机气缸体孔的切削用量。

由参考文献表，查得，每齿进给量切削速度柴油机气缸体两端面粗铣组合机床总体及夹具设计进给速度确定切削力切削转矩切削功率根据选择的切削用量，确定切削力，作为选择动力部件滑台及夹具设计的依据确定切削扭矩，用以确定主轴及其他传动件的尺寸确定切削功率，用以选择主传动电机功率。

切削功率选择由，工件材料铸铁由参考文献表，得电动机选择由，由参考文献表得，电动机型号同步转速，满载转速，电机铣削切削力的计算由参考文献表式中铣削力铣削削深度每齿进给量铣刀直径铣削宽度铣刀的齿数。

由前面计算的切削用量得，。

将上述数值代入式得组合机床通用部件的选择通用部件是按标准化系列化通用化原则设计制造的组合机床基础部件。

我国通用部件不仅具有完整的国家标准，并已贯彻了国际标准，许多标准与国际标准等效。

通用部件按其尺寸大小，可分为大型和小型通用部件按驱动和控制方式的不同，可分为机械驱动液压驱动风动或数控通用部件按单机和自动线的不同，可分为组合机床和组合机床自动线通用部件按其功能不同，可分为动力部件支承部件控制部件辅助部件。

进给动力部件选择进给动力部件主要为刀具或工件提供进给运动。

最新动力部件共有液压滑台机械滑台数控滑台长台面液压滑台十字滑台铣削工作台回转盘等九个品种。

对于组合铣床来说，进给动力部件主要是铣削工作台，其上通常安装夹具或工件。

铣削工作台与系列铣削头，系列床身组成铣削组合机床，可用于大走刀强力铣削和高效高精度铣削。

由于待加工的工件的外形尺寸，由参考文献表选取Ⅰ型铣削工作台，铣削工作台的联系尺寸如下表表铣削工作台联系尺寸型号台长行程Ⅰ型由表查得，Ⅰ型铣削工作台与传动装置配套及其性能如下表表Ⅰ型铣削工作台与传动装置配套及其性能型号传动装置快进功率快进速度工进功率工进速度许用切削功率铣削工作台还具有以下特点刚性好导轨与底座铸成体，底座采用封闭式的箱体结构，采用米字形斜肋等，大大提高其结构刚性。

采用个形导轨和个平导轨导向，通常铣削力压向导轨面。

这种导轨可以提高导向精度和导向刚度，从而保证机床加工精度，提高机床的切削抗振性。

例如铣削工作台，大走刀强力铣削功率达到，仍能保证切削平稳。

精度高由于结构刚性好，可以使导轨达到较高的加工精度，并且工作台台面较长，以是形导轨导向，从而保证机床的加和回转鼓轮夹具等。

此外按操纵方式又可分为手动定位夹紧的给合机床夹具和自动定夹紧的组合机床夹具。

本次设计的夹具是单工位的，手动定位夹紧的夹具。

组合机床夹具是根据被加工零件专门设计的，本次设计的夹具大致可分为三大部分工件的定位方法，工件的夹压装置的设计，和引导刀具的导向元件设计。

定位误差分析计算本工件按面两销定位后，工件在夹具中的位置就已被确定，然而由于种原因，工件仍会产生定位误差。

为了保证工件的加工精度，在定位设计时要仔细分析和研究定位误差。

定位误差的定义由定位引起的同批工件的工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量，称为定位误差，以表示。

定位误差研究的主要对象是工件的工序基准和定位基准。

工序基准的变动量将影响工件的尺寸精度和位置精度。

定位误差产生的原因造成定位误差的原因是定位基准与工序基准不重合以及定位基准的位移误差两个方面。

基准不重合误差由于定位基准与工序基准不重合而造成的定位误差，称为基准不重合误差，以表示。

基准不重合误差的般计算式为式中定位基准与工序间的尺寸链组成环的公差基准位移误差由于定位基准的误差或定位支承点的误差而造成的定位基准位移，即工件实际位置对确定位置的理想要素的误差，这种定位误差称为基准位移误差，以表示。

基准位移误差的般计算式为柴油机气缸体两端面粗铣组合机床总体及夹具设计式中定位最大配合间隙工件定位基准孔的直径公差圆柱定位销或圆柱心轴的直径公差定位所需最小间隙，由设计时确定。

定位误差计算本工序尺寸，由于本工序定位基准与工序基准重合，所以，按式计算得则定位误差为夹紧装置设计在机械加工过程中，工作将受到切削力，离心力等外力的作用。

为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保持由定位元件确定的加工位置，而不致发生振动或多移，般在夹具结构中都必须设置定的夹紧装置，将工件可靠夹紧。

由于本次待加工工件的形状是比较规则的，且精度要求不高，故采用螺旋夹紧机构就可以保证其精度。

采用螺旋直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧工件的机构，统称为螺旋夹紧机构。

螺旋夹紧机构的特点结构简单，夹紧可靠，通用性大，因此在机床夹具中得到广泛应用。

缺点是夹紧和松开工件时比较费力。

本次设计的夹紧装置是手动的，它的组成部分有支承轴螺杆压板压块及螺母等。

夹紧力的计算夹紧力的计算是设计夹具的关键，它的计算是验证所设计的机床夹具是否合理的保证。

夹紧力计算方法般为了解所选用的夹紧机构画出受力简图运用力学知识分析计算。

夹紧机构如下图图夹紧机构简图如图夹具体机构主要由压板螺杆支承轴等组成。

它的受力简图如下图工件受力简图单个螺旋夹紧产生的夹紧力切削力分力除螺旋外机构的效率，其值为。

由前面所计算得，由夹具总图知，柴油机气缸体两端面粗铣组合机床总体及夹具设计取则将上述数值代入式得，夹具零部件的设计夹具体的设计夹具体是夹具的基础件。

在夹具本上，要安装组成该夹具所需要的各种元件，机构和装置。

设计时应满足以下基本要求应有足够的强度和刚度结构简单，具有良好的工艺性尺寸要稳定便于排屑。

夹具体毛坯结构的选择选择夹具体毛坯结构时，应以结构合理性工艺性经济性标准化的可能性以及工厂的具体条件为依据综合考虑。

根据由参考文献表，夹具体般有三种结构铸造结构焊接结构装配结构。

由于本道工序是粗铣柴油机气缸体的两侧面，切削负荷大振动大，且是批量生产的，所以选择铸造结构，它的主要特点是，可铸出复杂的结构形状抗压强度大抗振性好易于加工，但制造周期长，易产生内应力，故应进行时效处理。

夹具体外形尺寸的确定夹具制造属单件生产性质，为缩短设计和制造周期，减少设计和制造费用，所以夹具体设计，般不作复杂的计算。

通常都是参考类似的夹具结构，按经验类比法估计确定。

如下表。

表夹具体结构尺寸的经验数据夹具体部位经验数据铸造结构夹具体壁厚夹具体加强筋厚度夹具体加强筋高度不大于按上表，取夹具体壁厚夹具体加强筋厚度为，即为取厚度为夹具体高度的确定根据前面的总体设计及机床联系尺寸图，夹具体的高度设计的夹具技术要求有以下几点铸造彻底清砂铸件需人工时效处理铸件不得有砂眼气孔缩松裂纹等粗加工后需再次进行时效处理不加工表面涂底漆。

夹具体的主要外形如下图图夹具体尺寸图支座的设计支座是夹紧装置与夹具体的桥梁。

材料的选择，应以结构合理性，工艺性，经济性，标准化的可能性以及工厂的具体条件为依据综合考虑。

由于本次加工的工件外形较大，且切削负荷大振动大，因此采用铸造结构，材料为。

支座的平面图见附录。

支承板的设计工件的基准平面经切削后，可直接放在平面上定位。

经过刮削，磨削的平面具有较小的表面粗糙度值和平面度误差，且可获得较精确的定位。

常用的定位元件有支承板和平头支承钉。

这类是呈面接触的定位件。

但是在实践中，在大多数情况下，工件的个平面，在夹具中不是支承在三个点上，而是支承在四个或者更多些的支承点上，有时放在两条长的支承板上，这样可以提高机床夹具刀具工件系统的刚性，避免夹压力和切削力超出支承点，引起工件的弹性变形，这种变形不仅影响加工精度，还会引起振动，严重时造成刀具的折断。

因此本定位元采用支承板定位。

柴油机气缸体两端面粗铣组合机床总体及夹具设计支承板有两种类型，种是光面支承板，用于垂直布置的场合另外种就是带斜槽的支承板，用于水平方向布置的定位中，其凹槽可防止细小切屑停留在定位面上。

因此，选择带斜槽的支承板。

又因为本次定位采用面两销的定位方法，且工件的底面是不完整