摘要：本组合机床是气缸盖半精镗、精镗组合机床，在完成 “三图一卡”的基础上，主要完成夹具设计。这个课题来源于江苏高精机电装备有限公司，是为了适合流水线生产，提高目前的生产效率、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的组合机床设计资料，还参考了一些与本课题相关的文献资料。
设计的主要内容为组合机床的总体设计和夹具的设计。夹具的设计是本次设计中一个重要的部分。在夹具设计方面，首先，原有机床采用多工序加工，加工效率低，加工尺寸不容易保证，而且位置精度也不高。改进后，采用一次装夹，同时对进气和排气孔进行镗加工，提高了加工效率。其次,夹具采用一面两销定位，保证了导管孔及气门阀座孔对定位销孔的位置精度。夹紧方式采用液压夹紧，改变了原来的手动夹紧，提高了工作的效率。最后，对相应部分进行了计算、分析、校核。
The designs cover the overall ones of the assembled machine and jigs. Firstly, as far as jig design, the main part of the designs, is concerned, the original machine tool has characteristic of multi working procedure machining, effectiveness, difficult machining size guarantee, and low location precision. After being improved, both the air inlet louver and outlet louver are bored by jigging just once, which not only improves effectiveness but also guarantees machining hole sizes. Next, in order to ensure the process precision and production efficiency of boring machine tool ,the jig uses ‘one surface-two sell’ .the way of Clamps is hydraulic pressure clamping, which replaced by Manual clamping. It can enhanced the work efficiency. At last, carry on the computation, the analysis, the examination to corresponding parts.
The advantages of this modular machine-tool are production efficiency, high precision of processing, reducing labor intensity of the workers.
目 录
1 前言……………………………………………………………………………1
2组合机床工艺方案的拟订………………………………………………………………3
2.1本机床加工零件的加工工序及加工精度……………………………………………3
2.2被加工零件特点…………………………………………………………………3
3组合机床的配置形式选择……………………………………………………4
4组合机床的总体设计……………………………………………………………………5
4.1被加工零件工序图……………………………………………………………5
4.2加工示意图………………………………………………………………6
4.2.1刀具的选择……………………………………………………………………7
4.2.2组合机床切削用量的选择………………………………………………………7
4.2.3计算切削力,切削扭矩及切削功率………………………………………………9
4.3机床联系尺寸图…………………………………………………………………11
4.3.1动力滑台的选择………………………………………………………………12
4.4机床生产率计算卡…………………………………………………………12
5 夹具的设计……………………………………………………………………16
5.1概述……………………………………………………………………………16
5.1.1机床夹具在机械加工中的作用………………………………………………16
5.1.2机床夹具的分类…………………………………………………………17
5.1.3机床夹具的组成………………………………………………………………17
5.1.4本次毕业设计的任务…………………………………………………………17
5.2夹具的设计步骤及内容…………………………………………………………17
5.2.1气缸盖镗孔工艺分析…………………………………………………………17
5.2.2夹紧方案的分析……………………………………………………………18
5.2.3夹紧力的确定与计算……………………………………………………………19
5.2.4夹紧液压缸的选择……………………………………………………………19
5.2.5定位元件的设计………………………………………………………………20
5.2.6定位误差的计算………………………………………………………………20
5.2.7导向装置的选择…………………………………………………………………21
5.2.8夹具体的设计……………………………………………………………………22
5.2.9其它元件的设计 …………………………………………………………………… 22
5.2.10夹具的精度设计……………………………………………………………………22
6 齿轮和轴的校核……………………………………………………………………… 25
6.1齿轮的校核……………………………………………………………………………25
6.2轴的校核………………………………………………………………………………27
7零部件的设计绘制 …………………………………………………………………… 32
7.1绘制加工零件工序图…………………………………………………………………32
7.2绘制加工示意图………………………………………………………………………32
7.3绘制夹具装配图及其零件图…………………………………………………………32
8 结论…………………………………………………………………………………… 33
参考文献………………………………………………………………………………… 34
致谢……………………………………………………………………………………… 35
附录……………………………………………………………………………………… 36
1 前 言
本设计的课题是气缸盖半精镗、精镗组合机床及夹具设计。这个课题来源于江苏高精机电装备有限公司，是针对该公司对气缸盖半精镗，精镗组合机床加工，其工作效率和精度不高而设计的。主要是为了适合流水线生产，提高目前的生产效率、加工精度，从而降低加工成本。
组合机床一般都由支承部件（床身、立柱、底座和中间底座）、动力部件（动力滑台和主轴头、动力头）、工件定位夹压和运送部件（夹具、回转工作台、移动工作台、鼓轮等）和控制部件（电气柜、液压站、操纵台等）组成。组合机床是根据工件加工的需要，以大量的通用部件为基础，配以少量的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，生产效率比通用机床高几倍到几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛运用，并可用来组成自动生产线。多年来机械产品加工中广泛的采用万能机床，但是随着生产的发展，很多企业的产品的产量越来越大，精度越来越高，采用万能机床加工已经不能很好的满足要求。理所当然，生产着用机床可以提高生产效率和加工精度。在组合机床设计过程中，为了降低组合机床的制造成本，应尽可能的使用通用件和标准件。目前，我国设计制造的组合机床，其通用部件和标准件约占零件总数的70—80%，其它20—30%是专用零件。
在进行组合机床的夹具设计时，首先需要对被加工零件孔的分布情况及所要达到的要求进行分析，如各部件尺寸、材料、形状、硬度及加工精度和表面粗糙度等内容。然后还要深入基层进行实地观察，摸索夹具的工作原理，体会组合机床的优点。通过认真阅读研究15040081型气缸盖的零件图，了解其材料、硬度、重量等，对内侧面进行半精镗和精镗排气空和进起孔。接下来是总体方案的设计，总体方案设计的具体工作是编制“三图一卡”，即绘制被加工的零件图，加工的示意图，机床联系尺寸图，编制生产率计算卡。最后，就是技术设计和工作设计。技术设计就是根据总体设计已经确定的三图一卡，设计夹具等专用部件正式总图；工作设计就是绘制各个专用部件的图样，编制各零件的明细表。
设计的整个过程是艰辛的，在设计过程中必须要考虑到方方面面的问题。由于所学的知识的有限，因此在设计过程中查阅了大量的相关资料，以补充自己的不足之处。
首先，要有丰富的实践经验。整个设计，仅靠一些参考资料是远远不够的。因此，在设计工作开始前，特地到江淮动力股份有限公司、盐城红旗机床厂、高精机电装备有限公司等进行了实地的参观考察，积累了一些宝贵经验。
其次，运用四年来所学的专业知识，针对现实中遇到的实际情况，做到举一反三，触类旁同。整个设计过程不仅涉及到以前所学的知识，而且还设计到新的理念，所以我在设计过程中一边温习以前所学的知识，一边学习新的知识，这样拓宽了我的视眼。
第三，通过自身的努力，结合理论和实际，从合理性、经济性、工艺性、实用性及其对被加工零件的具体要求对现有机床进行研究分析，找出可以进行改进的地方，通过相互对比，确定一个新的，周全的设计方案。在指导老师吴进老师的悉心指导下，在同课题组三位同学相互讨论学习和帮助下，经过两个月的艰辛劳动，终于完成了这一设计课题。
2 组合机床工艺方案的拟订
工艺方案的拟订是组合机床设计的关键一步。工艺方案制定的正确与否是在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此，应根据工件的形状和加工要求的特点，加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求及生产率要求等，按一定的原则，结合组合机床常用的工艺方法，充分考虑到各种因素，并经技术经济分析后拟订出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。选择工艺基面和定位方式是制定工艺方案的关键所在。
2.1 被加工零件的加工工序和加工精度
由于本机床是用于对气缸盖导管孔进行半精镗和精镗加工，根据先粗后精，工序集中原则，现对气缸盖导管孔加工的工艺路线设计如下:
工序1(半精镗) Ⅰ工位:枪铰排气导管孔(刀具直径为Φ14.8mm)，镗排气阀座孔(刀具直径为Φ47.8mm)，加工精度为H8；
Ⅱ工位:枪铰进气导管孔(刀具直径为Φ14.8mm)，镗进气阀座孔(刀具直径为Φ44.8mm)，加工精度为H8。
工序2(精镗) Ⅰ工位:枪铰排气导管孔(刀具直径为Φ15mm)，镗排气阀座孔(刀具直径为Φ48mm)，加工精度为H7；
Ⅱ工位:枪铰进气导管孔(刀具直径为Φ15mm)，镗进气阀座孔(刀具直径为Φ45mm)，加工精度为H7。
