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重庆大学本科学生毕业设计(论文)
185曲轴铣端面打中心孔组合机床和专用夹具设计
专 业:机械设计制造及其自动化
重庆大学机械工程学院
二O一三年六月
Graduation Design Thesis of Chongqing University
Design of Modular Machine tool and Special Fixture for 185 Crankshaft Milling End-face and Drilling Centre Hole
Undergraduate:Supervisor:Major: Mechanical Design and Manufacture of Automation
College of Mechanical Engineering
Chongqing University
本次毕业设计主要任务是为曲轴零件铣端面打中心孔设计专用夹具和组合机床。具体包括编制曲轴零件的加工工艺规程、专用组合机床的总体设计和专用夹具设计。
曲轴的加工工艺规程主要研究内容有确定零件的生产类型,对曲轴零件进行工艺分析,毛坯的确定,工艺路线的拟定,及工序的加工余量,计算工序尺寸及公差和确定切削用量及时间定额。
本次设计的组合机床选用的是配置形式是卧式双面组合机床,最终结果是绘制机床联系尺寸图。主要是对动力部件、支撑部件、输送部件和辅助部件的选择。具体涉及到的内容如下:绘制零件的加工示意图和加工工序图,机床的配料高度的确定,夹具外形轮廓的确定,侧底座、中间底座尺寸的确定,主轴箱外形尺寸的确定。
本工序的专用夹具用两个V形块和一个定位销来定位,限制5个自由度。夹紧机构选用移动压板式夹紧机构。要求夹具稳定可靠、拆卸方便。采用硬质合金端铣刀铣曲端面,并且铣刀通过两个直角对刀块进行对刀。钻中心孔采用中心钻。
关键词:组合机床设计、夹具设计、工艺规程、联系尺寸图
The main task of the graduate design is Design of Modular
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用途：数控特种加工
类型：铣面钻中心孔
工作形式：铣
控制形式：数控
布局形式：卧式
动力类型：机械传动
适用行业：通用
产品类别：全新
是否库存：否
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XM-1500标准型铣面钻孔机技术参数&一．机床工作原理：该机床采用卧式四轴数控伺服驱动方式，两端动力头同时完成工件两个端面的铣削，另两端同时完成中心孔的钻削或两端外园的套车等工作，具有刚性好，精度高，柔性强，工作稳定，加工效率高等突出优点，是凸轮轴、曲轴、变速箱轴、变速器轴、电机轴等轴类零件加工十分理想和必不可少的加工设备。二．机床的主要技术参数：1.加工外圆范围：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 10-100mm2.加工长度范围：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 500-1500mm3.铣削主轴最高转速：&&&&&&&&&&&&&&&&&& 2000转/分4.钻削主轴最高转速：&&&&&&&&&&&&&&&&&& 3000转/分5.铣削主轴电机功率：&&&&&&&&&&&&&&&&&& 5.5KW6.钻削主轴电机功率：&&&&&&&&&&&&&&&&&& 2.2KW7工件的夹紧动力：&&&&&&&&&&&&&&&&&& 油压夹紧8.主轴电机的驱动方式：&&&&&&&&&&&&&& 变频或伺服9.进给轴的驱动：&&&&&&&&&&&&&&&& &&&伺服马达10.最快移动速度：&&&&&&&&&&&&&&&&&& 8m/min11.中心钻的夹持形式：&&&&&&&&&&&&&&&& ER3212.数控系统最小位移量：&&&&&&&&&&&& 0.001mm&三．机床主要精度1.主轴的径向跳动：&&&&&&&&&&&&&0.01mm2．主轴的轴向跳动： &&&0.01 mm3．主轴定位精度： &&&&0.01mm4．3轴重复定位精度： &&&&&0.01mm5．Y轴与X、Z轴的垂直度： &&&&&&0.01/100 mm6．Z1、Z2轴同轴度：&&&&&&&&&&&&&&&&&P0.02/300 mm7.工件加工的长度公差： &&&&&&&&&&&&0.10mm8.两端面表面粗糙度： &&&&&Ra3.2&m9.两端面对中心孔跳动： &&&&0.03mm10.两中心孔的不同轴度： &&&&&&&P0.03/300mm11.中心孔深度公差： &&&&&&&&0.05mm&四．机床配置1.数控系统： 专用四轴系统&& &&&2.主轴驱动：变频器驱动3.手脉功能： 有&&&&&&&& &&&&&4.润滑：&& &自动集中润滑5．油压站： 有&&&&&&&&&&&&&& 6.滚珠丝杠： 启尖&&7.导轨形式： 距型硬轨或直线导轨 8.进给轴驱动&& 4轴伺服马达驱动9.机床净重：3000KG&&&&&&&&&&&&&& 10.外形尺寸：00mm&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&玉环县大润机床厂&&&&
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Itmainly piling the processing technic specification of the crankshaft,modular machine tool design and special fixture design. The main research contentsof the processing technic specification of the crankshaft is determining theproduction type of the part, analyzing the processing technic of the crankshaft,determining the rough part, studying (来源：淘豆网[/p-4049747.html])out the process route, calculating the machiningallowance and process dimension and tolerance, at last, determining the cuttingdosages and time fixed.The configuration form of the modular machine tool is horizontal double-sizedmachine tool. At last, drawing a machine tool contact dimension drawing. Mainlychoosing the ponents, supporting parts, transmission parts and auxiliaryparts. The concrete content includes: drawing the processing schematic diag(来源：淘豆网[/p-4049747.html])ram andprocessing procedure chart. Determining the height of the machine ingredients.Determining the contour of fixture. Determining the size of the wingbase and middlebase. Finally, determining the contour dimension of the spindle box.The locating system of the special fixture is two V-blocks and a pin, limiting 5degrees of freedom. The part is clamped by moving platen. Besides, the fixtureshould stable and reliable, demolition convenient. The tool(来源：淘豆网[/p-4049747.html]) of milling end-face anddrilling centre hole is hard alloy end milling cutter and centre bit. Tool setting of themilling cutter is through the right angle knife block.Key words: modular machine tool design, fixture design, process planning,contact dimension drawing本科毕业设计(论文)通过答辩III目录摘要..................................................................................................................................... IABSTRACT........................(来源：淘豆网[/p-4049747.html]).............................................................................................II1 绪论...................................................................................................................................12 曲轴加工工艺规程...................................................................................................32.1 曲轴零件的分析.....................................................................................................(来源：淘豆网[/p-4049747.html])......32.1.1 曲轴的结构特点...................................................................................................32.1.2 零件的技术要求...................................................................................................32.2 工艺规程的制定...........................................................................................................42.2.1 185 曲轴材料及毛坯....................................................................................(来源：淘豆网[/p-4049747.html])........42.2.2 生产类型及工艺特征...........................................................................................52.2.3 定位基准的选择...................................................................................................52.2.4 工艺路线的拟定...................................................................................................52.2.5 毛坯机械加工余量、工序尺寸确定和切削用量的计算...................................73 铣端面打中心孔组合机床的总体设计............................(来源：淘豆网[/p-4049747.html])..........................143.1 组合机床的特点及方案的确定.................................................................................143.2 组合机床的配置型式.................................................................................................143.3 通用部件的选择.........................................................................................................153.3.1 动力部件.....................................................................................(来源：淘豆网[/p-4049747.html])........................153.3.2 支承部件.............................................................................................................163.3.3 输送部件.............................................................................................................173.3.4 辅助部件.............................................................................................................173.4 被加工零件工序图.....................................................................................................173.4.1 被加工零件工序图的作用和要求......................................................................173.4.2 绘制加工曲轴的工序图.....................................................................................173.5 被加工零的加工示意图.............................................................................................183.5.1 加工示意图的作用和内容.................................................................................183.5.2 绘制加工示意图的注意事项.............................................................................193.5.3 加工示意图的编制.............................................................................................203.6 组合机床联系尺寸图的绘制.....................................................................................213.6.1 组合机床联系尺寸总图的作用和内容.............................................................213.6.2 绘制机床联系尺寸总图.....................................................................................224 专用夹具设计...........................................................................................................254.1 确定工件的定位方法.................................................................................................25本科毕业设计(论文)通过答辩IV4.2 确定工件的夹紧方式和设计夹紧机构.....................................................................264.3 夹紧力和定位误差的计算.........................................................................................274.3.1 夹紧力的计算.....................................................................................................274.3.2 定位误差的计算.................................................................................................274.4 确定夹具其他部分的结构.........................................................................................284.5 绘制夹具总装配图.....................................................................................................295 总结.................................................................................................................................30参考文献...........................................................................................................................31本科毕业设计(论文)通过答辩11 绪论曲轴是发动机上的一个重要零件。曲轴承受由活塞通过连杆传来的力,活塞的往复直线运动通过连杆传递给曲轴而转变为旋转运动。曲轴结构形状复杂,刚性极差,但技术要求较高,使得曲轴加工难度较大。本次课题是 185 曲轴铣端面打中心孔组合机床及专用夹具设计,为了使曲轴加工方便,设计组合机床对曲轴铣端面打中心孔在同一组机床上进行。是曲轴加工工序集中,减少工时。并设计专用夹具,保证曲轴的加工精度,满足工艺要求。组合机床是由一些通用部件和专用部件组成。在国内外研究都相当有结果,在我国,组合机床发展已有 28 年的历史,其科研和生产都具有相当的基础,应用也已深入到很多行业。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,在孔内镗各种形状槽,以及铣削平面和成形面等。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(PLC)、数字控制(NC)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。而在国外,超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析,机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度,目前国际水平主轴转速达到 r/min,最高进给速度可达 20~60m/复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时,加工的形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。本次设计课题必须完成的内容有:曲轴的工艺规程设计;组合机床的总体设计;专用夹具的设计。实现途径是在老师的帮助下,通过已学过的专业知识,和查阅相关资料图表,分析曲轴的结构特征,制定加工工艺规程;在了解组合本科毕业设计(论文)通过答辩2机床的特征和设计要求的要求上,选择通用部件、绘制工序图和加工工序图,确定各部分的尺寸,绘制组合机床尺寸联系图;根据组合机床和曲轴的结构和尺寸要求,选择合理的定位元件和夹紧机构,实现六点定位和夹紧工件。合理的布置个部件的位置,绘制夹具总装图。由于个人能力有限,不足的地方望老师批正。本科毕业设计(论文)通过答辩32 曲轴加工工艺规程2.1 曲轴零件的分析2.1.1 曲轴的结构特点轴类零件的功用为支承传动零件、传递扭矩和承受载荷以及保证装在轴上的工件(刀具)具有一定的回转精度。曲轴一般由主轴颈,连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成。曲轴在轴类零件分类中属于异形轴,是发动机上的一个重要零件,承受由活塞通过连杆传来的力,并将活塞的往复运动通过曲柄连杆机构变为旋转运动,将发动机所做的功传递出去。轴在工作时所承受的是很大的扭转力矩以及大小和方向都变化的弯曲力。因此,要求曲轴具有足够的刚度和强度,具有良好的承受冲击载荷的能力,耐磨损且润滑良好。本次设计的 185 曲轴零件,如图 2-1 所示。185 曲轴采用球墨铸铁,毛坯为铸件。其外形结构是曲轴零件中比较简单的一种。它的工作过程是:在外力作用下使曲轴旋转,通过连杆轴颈上的连杆将运动传递到缸筒内的活塞,从而压缩缸内的高压油并将油点燃,燃烧的高压油将自身的内能转换为动能推动活塞运动,运动又传到连杆再通过连杆带动连杆轴颈,这样曲轴继续旋转。图 2-12.1.2 零件的技术要求1) 铸件应该经正火处理,硬度为 240~190HB,显微组织按部标 JB1802,本科毕业设计(论文)通过答辩4石墨数不低于 5 级球化体大于 75%,允许有少于 5%的碳化铁+磷共晶,但磷共晶为 0%~5%。2) 未标圆角半径为 3mm。3) 加工面不应该有毛刺、裂缝、结疤、夹渣等缺陷,并应清理清洁。4) 所有加工表面应光洁,不可有裂缝、压痕、毛刺、气孔、凹陷以及非金属夹杂物,在磨光表面上不该有深痕和黑点。5) 锥形规涂色检查锥面密合面应不少于 70%。6) 清出油道及其其他部分的金属屑、污染物及其他杂物,并清洗吸干。7) 中心孔必须保持完好。8) 精加工后,应经磁力探伤并退磁。2.2 工艺规程的制定零件加工的工艺规程就是一些列不同工序的综合。由于生产规模和具体情况的不同,对同一零件的加工工序可能有很多方案。但应根据具体条件采用其中最完善和最经济的一种方案。但工艺规程选择要考虑的基本因素如下:生产规模是决定生产类型的主要因素,及设备、用具、机械化、自动化程度等。1) 制造零件所用的坯料或型材的形状、尺寸和精度。2) 零件材料的性质。3) 零件制造的精度,包括尺寸公差、形位公差以及零件图上所指定的要求。4) 零件表面的粗糙度。5) 特殊限制条件,如:工厂设备和用具条件。6) 编制的加工规程要在生产规模与生产条件下达到最经济与安全的效果。2.2.1 185 曲轴材料及毛坯185 曲轴的材料为球墨铸铁(QT60-2),该材料的强度高、耐磨,并且有一定的韧性。毛坯种类的确定始于零件的结构形状、尺寸大小、材料的力学性能和零件的生产类型直接相关的,另外还和毛坯车间的具体生产条件相关。185 曲轴的选择毛坯为铸件。在大批量生产中,常采用精度和生产率高的毛坯制造方法,如金属型铸造,可以使毛坯的形状接近于零件的形状,因此可以减少切削加工用量,从而提高材料的利用率,降低了机械加工成本。本零件选用的造型方法为砂型机器造型。播放器加载中，请稍候...
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185曲轴铣端面打中心孔组合机床和专用夹具设计 本科毕业设计(论文)通过答辩重庆大学本科学生毕业设计(论文)185 曲轴铣端面打中心孔组合机床和专用夹具设计学生:学号:指导教师:专业:机械设计制造及其自动化重庆大学机械工程学院二 O 一三年六月本科毕业设计(论文)通过答辩Graduation Design (Thesis) of Chongqing Universit...
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