摘 要

传统机床只能对一种零件进行单刀，单工位，单轴，单面加工。其生产效率低且加工精度不稳定，组合机床能够对一种（或几种）零件进行多刀、多工位、多轴、多面加工。组合机床是由大量的通用部件和部分专用部件组成的高效专用机床，生产效率高，加工精度稳定，适合大批量生产。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削、磨削等工序。为完成柴油机的设计及制造并加工其顶面的11孔，需设计一种钻床组合机床及其夹具。一方面需保证其大批量生产时加工的效率，另一方面还需体现其加工的经济性。本课题针对柴油机壳体设计一专用多孔钻机，有利于提高大批量生产的生产效率，提高加工精度稳定性，节约社会资源。

本次设计的钻孔组合机床，旨在完成对柴油机11个孔的加工，根据工序图选择刀具完成加工示意图，主轴箱设计图。结合实例，介绍夹具设计方法完成夹具图，夹具体图。

关键词：柴油机；组合机床；钻孔；主轴箱；夹具

Design of combined drilling machine and fixtures for 11 holes on the top of S195 diesel engine

ABSTRACT

Traditional machines can only process one part in single-tool, single-step, single-axis and single-sided.The production efficiency is low and the machining precision is unstable. Combined machines can process one or more parts in multi-blade,multi-station,multi-axis and multi-sides.Combined machine is a kind of efficient dedicated machine composed of a large number of common parts and some special components.It has high production efficiency, stable processing precision and is suitable for mass production.Combined machines can drill, reaming, milling, grinding.It needs to design a combined drilling machine and fixtures for the processing of 11 holes on the top of the diesel engine.On the one hand,it needs to ensure the efficiency of its high-volume production processing.On the other hand, it needs to ensure the economics of its processing.This topic aims at designing specialized and porous drilling machine for the body of diesel engine.It is beneficial for improving the production efficiency of mass production, improving the stability of processing precision and saving social resources.

This design of the combined drilling machine is for the processing of the 11 holes on the diesel engine.Selecting the cutting tools and completing the processing diagram and the headstock design accords to the process diagram.With practical examples, introduce the design of fixture and fixture body.

Key words: diesel engine; combination machine; drilling; spindle box; fixture

目 录

1 组合机床的概述 1

1.1 组合机床及其特点 1

1.2 组合机床的工艺范围和加工精度 1

1.3 组合机床的配置形式 2

1.4 设计组合机床的基本要求 2

1.5 组合机床的发展趋势 4

2 组合机床总体设计 6

2.1 组合机床的设计步骤 6

2.1.1 拟订方案阶段 6

2.1.2 技术设计阶段 6

2.1.3 工作设计阶段 6

2.2 组合机床方案的制定 6

2.2.1 影响方案制定的主要因素 6

2.2.2 箱体类零件工艺基准面的选择 7

2.2.3 确定工件的夹压位置 7

2.3 切削用量的确定及刀具的选用 9

2.3.1 切削用量的选择 9

2.3.2 刀具的选用 9

2.3.3 确定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度 10

2.4 组合机床总体设计-三图一卡 13

2.4.1 被加工零件工序图 13

2.4.2 加工示意图 14

2.4.3 机床联系尺寸图 17

2.4.4 机床生产率计算卡 21

3 组合机床主轴箱设计 24

3.1 主轴箱概述 24

3.2 主轴箱设计步骤 25

3.2.1 绘制主轴箱设计原始依据图 25

3.2.2 主轴结构形式选择 26

3.2.3 传动系统的设计与计算 26

3.2.4 主轴箱坐标计算 34

3.2.5 绘制主轴箱总装图及零件图 36

4 组合机床夹具设计 38

4.1 夹具的作用 38

4.2 夹具的总体设计 38

4.2.1 夹具的设计步骤 38

4.2.2 夹具体的设计 39

4.3 夹具主要零件设计 39

4.3.1 支承板 39

4.3.2 定位销 40

4.3.3 压板、压块 40

4.3.4 钻模板 40

4.4 夹紧机构的选择和设计 41

4.5 夹具总图的绘制 41

4.5.1 绘制夹具装配图 42

4.5.2 绘制夹具体图 43

4.5.3 夹具总图上应表示的内容 43

4.5.4 绘制总图的程序和要求 43

4.5.5 夹具总图上的主要尺寸和技术条件 44

结 论 46

致 谢 47

参 考 文 献 48

1 组合机床的概述

1.1 组合机床及其特点

组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成半自动或自动专用机床。

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式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。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，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。

组合机床一般用于加工箱体类或非凡外形的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转类零件（如飞轮、汽车后桥半轴等）的外圆和端面加工^[1]。

组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点：