汽車發(fā)動機飛輪殼支架鉆削多軸頭與夾具設計（全套CAD圖+翻譯）
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畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告
課題名稱
汽車發(fā)動機飛輪殼支架鉆削多軸頭
與夾具設計
課題來源
生產實際
專 業(yè)
機械設計制造及其自動化
班 級
學 號
學生姓名
指導教師
完成日期
一、 題課的來源、目的、意義
此課題來源于生產實際，汽車發(fā)動機飛輪殼左右支架是東風汽車EQ140上的零件，而我所要設計的汽車發(fā)動機飛輪殼鉆削多軸頭及其夾具是用來輔助生產汽車發(fā)動機飛輪殼左右支架的。
多軸頭是附加在立式鉆床上的一種裝置。它通過傳動桿與機床主軸相連，由傳動桿驅動多軸頭箱體內部的各個齒輪和工作軸旋轉，工作軸的位置按照設計與工件上孔位置相對應，工作軸上裝有刀具，例如鉆頭，锪刀，倒角鉆，鏜刀等，可以實現(xiàn)在一個工步內對工件上的多個孔進行多個工藝內容的加工?；诎l(fā)動機飛輪殼左右支架的結構特點（零件圖見圖1），采用鉆削多軸頭進行輔助加工，四個孔可以同時加工，完成多個工步內容，加工效率極高。 圖1
在采用多軸頭的同時，還要有與之對應的夾具的輔助。機床夾具是在金屬加工過程中，用以準確的確定工件位置，并將其牢固的夾緊，以接受加工的工藝裝備。其主要作用是：可靠的保證工件的加工質量，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。因此，機床夾具在機械制造中占有重要的地位。本課題為汽車發(fā)動機飛輪殼支架4-φ13孔多軸頭及其配套夾具的設計就是屬于傳統(tǒng)的機械加工工裝設計，其主要目的就是要解決在一般的機械加工過程中常見的多孔位加工問題。
通過多軸頭配合夾具對零件同時進行一個平面內的多個孔的加工，從而可以顯著的提高加工效率。
二、 可行性分析及系統(tǒng)設計方案
汽車工業(yè)是技術密集型產業(yè)，在生產中應用了各種加工工藝方法。從原材料進廠到產品出廠的整個過程中，都離不開工藝。所以汽車生產的工藝工作十分復雜。汽車產品具有諸如零件精度高、結構較為復雜、產量大、零部件的互換性要求高、安全性要求高等特點。在汽車產品的生產制造過程中其中有大量的零部件產品需要經過機械加工，而在零部件的機械加工過程中很多都需要使用專用的工裝夾具來保證其加工的過程的順利進行。此外，汽車零件的結構大都很復雜，而且多孔，為了提高零件的生產效率，多軸頭的使用已經成為一種很常見的工藝手段。
多軸頭分為通用多軸頭和專用多軸頭，在汽車零部件加工廠里，多使用專用多軸頭，它與通用多軸頭的區(qū)別是工作軸不可調，適用于大量生產的工廠。專用多軸頭的各工作軸多采用懸掛式的鉆模板進行刀具的導向定位。懸掛式鉆模板是通過滑柱、彈簧和多軸頭等懸掛在鉆床的主軸上，工件以支承塊、銷、限位件、定位壓塊為定位件，其中定位壓塊兼為夾緊件。當鉆模板上的定位件隨鉆床主軸下降到與工件接觸時，則工件完成最終定位，鉆模板不再下降，但多軸頭仍繼續(xù)下降，此時滑柱上的兩根彈簧產生越來越大的壓力通過鉆模板上的定位壓塊將工件壓牢。當工件上的孔加工透后，鉆模板隨鉆床主軸一起上升，直到便于裝卸工件時，鉆床主軸才停止上升。
多軸頭雖然在多孔加工方面有很明顯的優(yōu)點，但是也有它自身的局限性，例如，一旦多軸頭箱體設計加工完畢，則其各個工作軸的軸間距就已經固定，不能改變，此多軸頭就只能用來加工單一產品。此外，由于多軸頭的專業(yè)性較強，它也不適合用于新產品的調試加工。多軸頭的各個部件的要求精度較高，所以它的制造費用要比一般的工裝夾具要高。不僅如此，由于多軸頭的工作軸前端需要有軸承支承，受支承軸承的外形尺寸的限制，其加工孔的孔距也不可能很近，超出一定范圍才可能使用多軸頭加工。
該課題所涉及的加工零件的工序尺寸如圖2所示：
由工序圖可知被加工孔的最小孔距為51，孔徑為φ13。根據以上已知條件，按《組合機床設計》表5-5通用主軸的最小軸間距可以查得多軸頭的最小軸間距為36。由于此軸間距大于所規(guī)定的最小軸間距，所以對于汽車發(fā)動機飛輪殼左右支架底平面上的4-φ13孔是可以選用多軸頭進行加工的。
基于以上的資料和條件的分析可以對整個設計方案做出一個大體的框架即：多軸頭與Z535立式鉆床相聯(lián)接，而夾具安裝在鉆床的平臺上，多軸頭和夾具之間的定位靠多軸頭上的導桿和夾具上的導套配合完成。由于工件的尺寸較大，選擇一次只加工一件。
圖2
三、系統(tǒng)達到的功能要求、技術指標
本鉆削多軸頭及其配套夾具是用于加工零件發(fā)動機飛輪殼的10.6B-01044/01042左右支架。其左右支架是通過支架將飛輪殼固定在發(fā)動機上。它主要承受飛輪殼的重量。
零件10.6B-01044/01042左/右支臂系東風汽車EQ140上零件。每車用量兩件，每種年產量位80，000件屬于大批量生產型。為了提高零件機械加工的效率，保證產品質量，就需要采用先進的工藝裝備，而本多軸頭及其夾具的特點則能夠滿足上述要求。采用多軸頭同時加工零件底平面上的4的Φ13通孔，可以大幅度提高加工精度和加工效率，能夠滿足大批量生產的需要。同時，還應該滿足如下幾個要求：
1. 由于多軸頭要配合夾具使用來完成對工件上4個通孔的加工，故在設計中要滿足夾具應便于裝夾，排屑方便等要求。
2. 提高機械加工勞動生產率，滿足生產要求。
3. 夾具操作方便，夾緊可靠安全，有較合理的裝卸空間。
4. 保證工件的加工精度。
5. 結構合理，便于加工、裝配和維修。
四、系統(tǒng)研究的重點和難點
整個設計過程中的重點和難點主要有以下兩點：
1. 使多軸頭和夾具能夠協(xié)調一致的工作。在使用過程中既要滿足工件的定位方便、加工精度得以保證；還要滿足裝夾方便、操作安全的要求。在設計多軸頭和夾具時要考慮設備和工裝之間的聯(lián)系尺寸，例如機床的主軸運動極限距離，主軸的外徑，最大扭矩；工件的裝卸空間要合理；工件如何定位才能滿足加工精度的需要。
夾具操作方便，夾緊可靠安全，有較合理的裝卸空間。五、預計課題的經濟效益和社會效益
在該零件底面孔加工工序中，使用多軸頭有很多好處。在加工時，可以一次加工多個孔，完成多個工步內容，加工效率極高，可以縮短切削加工的單位時間；可以縮短輔助時間；由于是在一次裝夾過程完成的切削，孔位的加工精度很高；同時可以使工人的操作安全和方便，并能夠減輕體力勞動強度；可以使技術等級較低的工人擔任加工精度教工的工件，并能夠保證工件的加工精度。
六、畢業(yè)設計進度安排
序號
設計（論文）各階段名稱
日 期
1
明確畢業(yè)設計任務、查閱相關資料，撰寫開題報告。
1.14~2.28
2
修改、完善并上交畢業(yè)設計開題報告
3.1~3.13
3
翻譯與畢業(yè)設計課題相關的英文技術資料并上交
3.1~4.3
4
繪制飛輪殼左右支架零件圖。進行結構工藝性分析。
3.1~3.10
5
繪制工藝流程圖。擬定飛輪殼左右支架鉆削工序加工方案。
3.11~3.15
6
擬定飛輪殼左右支架鉆削工序的多軸箱總體設計方案。繪制飛輪殼左右支架鉆削多軸箱總裝配圖及其部件圖。
3.16~4.15
7
擬定飛輪殼左右支架的鉆床夾具總體設計方案，分析其定位、夾緊和對刀方案，繪制機床夾具總裝配圖及其主要零件圖。
4.16~5.15
8
完善畢業(yè)設計資料、編寫畢業(yè)設計說明書。
5.16~5.22
9
整理、上交畢業(yè)設計全部資料。
5.23~5.28
10
總結，準備畢業(yè)設計答辯。
5.29~6.5
七、參考文獻
[1] 馮辛安主編．機械制造裝備設計（第2版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008
[2] 大連組合機床研究所編.組合機床設計[M].北京:機械工業(yè)出版社,1978
[3] 王先逵主編．機械加工工藝手冊[M]（第2版）.北京：機械工業(yè)出版社，2007
[4]唐金松主編．簡明機械設計手冊[M].上海科學技術出版社,2000
[5] 肖繼德等主編．機床夾具設計[M](第2版) . 北京：機械工業(yè)出版社，2004
[6] 趙永成主編.機械制造裝備設計.北京：中國鐵道出版社，2002
[7] 候家駒主編.汽車制造工藝學.機械工業(yè)出版社,1991
[8] 北京機械學院主編.齒輪原理與制造.科學出版社,1971
開 題 報 告 要 求
1、 開題報告必須在收集和閱讀有關資料，考查生產現(xiàn)場，參考類似產品，進行分析、對比、論證的基礎上進行撰寫。
2、 開題報告的內容一般包括：課題的來源、目的、意義、國內外的現(xiàn)狀及發(fā)展；進行可行性分析及系統(tǒng)設計方案；系統(tǒng)達到的功能要求、技術指標；所應用的新技術、新工藝、新裝置等及關鍵技術；系統(tǒng)研究的重點和難點；預測課題的經濟效益和社會效益以及可能取得的成果等。
3、 開題報告不得少于3000漢字，并附有畢業(yè)設計計劃安排。
4、 開題報告要求在畢業(yè)設計前四周內完成。
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