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ZH1105W柴油機齒輪室蓋孔組合機床和專用夾具設計

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更新時間：2014-09-20
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ZH1105W柴油機齒輪室蓋孔組合機床和專用夾具設計
1前言
組合機床是根據工件加工要求，以大量通用部件為基礎，配以少量專用部件組成的一種高效專用機床。組合機床的設計，有以下兩種情況：其一，是根據具體加工對象的具體情況進行專門設計。其二，隨著組合機床在我國機械行業的廣泛使用，廣大工人總結自己生產和使用組合機床的經驗，發現組合機床不僅在其組成部件方面有共性，可設計成通用部件，而且一些行業的在完成一定工藝范圍的組合機床是極其相似的，有可能設計為通用機床，這種機床稱為“專能組合機床”。這種組合機床就不需要每次按具體加工對象進行專門設計和生產，而是可以設計成通用品種，組織成批生產，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡單的夾具及刀具，即可組成加工一定對象的高效率設備。
本次畢業設計課題來源于生產。ZH1105W柴油機齒輪室蓋孔加工及保證相應的位置精。在組合機床設計過程中，為了降低組合機床的制造成本，應盡可能地使用通用件和標準件。目前，我國設計制造的組合機床，其通用部件和標準件約占部件總數的70～80%，其它20-30%是專用零部件。考慮到近年來，各種通用件和標準件都出臺了新的標準及標注方法，為了方便以后組合機床的維修，整個組合機床的通用件和標準件配置，都采用了新標準。
在對組合機床總體設計之前，需對被加工零件孔的分布情況及所要達到的要求進行分析，如各部件尺寸、材料、形狀、硬度及加工精度和表面粗糙度等內容。然后還必須深入基層進行實地觀察，體會組合機床的優點。接下來是總體方案的設計，總體方案設計的具體工作是編制“三圖一卡”，即繪制被加工零件工序圖，加工示意圖，機床尺寸聯系圖，編制生產率計算卡。最后，就是技術設計和工作設計。技術設計就是根據總體設計已經確定的“三圖一卡”，設計夾具等部件正式總圖；工作設計即繪制各個專用部件的施工圖樣，編制各零部件明細表。
夾具設計是組合機床設計中的重要部分，夾具設計的合理與否，直接影響到被加工零件的加工精度等參數。首先確定工件的定位方式，然后進行誤差分析，確定夾緊方式，夾緊力的計算，對夾具的主要零件進行結構設計。在夾具設計中，設計的主要思路是采用“一面兩銷”的定位方法，和液壓夾緊機構，這樣設計主要是為了鉆、鏜孔時的準確定位和高效率的生產要求。液壓夾緊方式解決了手動夾緊時夾緊力不一致、誤差大、精度低、工人勞動強度大等缺點。
在老師的指導下，不斷地對設計中的錯誤進行糾正，確定最好的定位夾緊方案；同時與同組同學進行探討計算出準確的數據選擇合理的通用部件。在不斷的探討修改中歷經3個月終于完成了這一課題的設計。

2組合機床總體設計
組合機床總體設計,就是依據產品的裝配圖樣和零件圖樣,產品的生產綱領,
現有生產條件和資料以及國內外同類產品的有關工藝資料等,擬訂組合機床工藝方案和結構方案,并進行方案圖樣和有關技術文件的設計。
2.1 組合機床工藝方案的制定
制訂工藝方案是設計組合機床最重要的步驟.為了使工藝方案制訂得合理、先進，必須認真分析被加工零件圖紙開始，深入現場全面了解被加工零件的結構特點、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術要求及生產率要求等，總結設計、制造、使用單位和操作者豐富的實踐經驗，理論與生產實際緊密結合，從而確定零件在組合機床上完成的工藝內容及方法。
根據所提供ZH1105W柴油機齒輪室蓋的工序圖，分析被加工零件的精度，表面粗糙度，技術要求，加工部位尺寸，形狀結構；特點材料硬度。工件剛性及零件的批量的大小不同，設計的組合機床必須采用不同的工藝方法和工藝過程。
被加工零件需要在組合機床上完成的加工工序及應保證的加工精度是制定機床方案的主要依據。
此次設計的被加工零件是柴油機齒輪室蓋,其主要的加工工序如下:
a. 鉆6－M6－6H孔至￠5, 左側面;
b. 鉆6－￠9孔（深38）, 右側面;
c. 鉆3－￠9孔（深78）, 右側面;
d. 鏜￠45H8孔至￠43.5, 后側面;
e. 倒孔口角至￠46.6, 后側面.
被加工零件材料為HT250，結構為非對稱箱體，是三面加工。
根據各種要求，分析其優缺點，確定設計的組合機床采用機械臥式組合機床。根據所需加工孔的尺寸精度和表面粗糙度，可以確定這些孔的加工采用麻花鉆，即可滿足要，為了保證孔的加工刀具的直徑與加工部位尺寸相適應，需要專門設計制造。
2.2 定位基準的選擇
正確選擇組合機床加工工件采用的基準定位，是確保加工精度的重要條件。
本設計的柴油機齒輪室蓋是箱體類零件，箱體類零件一般都有較高精度的孔和面需要加工，又常常要在幾次安裝下進行。因此，定位基準選擇“一面雙孔”是最常用的方法，其特點是：
（a）可以簡單地消除工件的6個自由度，使工件獲得穩定可靠的定位。
（b）有同時加工零件五個表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度。
（c）“一面雙孔”可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準，使零件整個工藝過程基準統一，從而減少由基準轉換帶來的累積誤差，有利于保證零件加工精度。
（d）易于實現自動化定位、夾緊，并有利于防止切屑落于定位基面上。
具體定位圖形見工序圖采用的是“一面兩銷”的定位方案，以工件的右側面為定位基準面，約束了z向的轉動；x向的移動；y向的轉動3個自由度。短定位銷約束了z向的移動；y向的移動2個自由度。長定位銷約束了x向的轉動1個自由度。這樣工件的6個自由度被完全約束了也就得到了完全的定位。
2.3 確定機床配置型式及結構方案
根據選定的工藝方案確定機床的配置型式，并定出影響機床總體布局和技術性能的主要部件的結構方案。
組合機床是根據工件交工需要，以大量采用通用部件為基礎，配以少量專用部件組成的一種高效專用機床，工藝方案已確定該組合機床是雙面鉆臥式組合機床，該機床是由動力箱，主軸箱，機械滑臺，立柱，中間底座，夾具，立拄底座等組成。
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