圖1  機床整體三維模型
   
      其（qí）工作原理如（rú）下：如圖2所示，當工件放置在滑道上後（hòu），在動（dòng）力裝置的驅動下靠近工件1，同時夾具3上的機械手7將工（gōng）件拉到夾（jiá）具3上進行定（dìng）位及夾緊．然後動力裝置將夾具推向銑刀，刀具2對工件進行（háng）加工，銑完整個工件的後端麵後，工件將（jiāng）被滑道4送到下個（gè）機床加工。然後繼續進入下個加工循環（huán）。
   

      
      l一工件  2一刀具  3----夾具  4—滑道（dào）  5、6—液壓油缸  7一機械手  8一機床
                                  圖2  機床（chuáng）總體（tǐ）簡介
   
      2 、機床刀具
 
      2．1 工件材料
 
      如圖3所示，工件材料是決定機（jī）床一切（qiē）設計的根源。該機床主（zhǔ）要（yào）用來對發（fā）動機缸體端麵進行粗（cū）銑，其材料是HT250，HBl70～249，外（wài）形尺寸為962 mlllx391．7 mill×420 toni。加工餘量為5 mln。
  
    
                                 圖（tú）3發動機缸體
 
 
      2．2刀具（jù）的選擇
    
      由工件材（cái）料的性能，根據經驗，作者選擇國外進口的塗（tú）層硬質合金剛作為刀片；材料要加工的麵尺寸為962 mmx420 mill，則可確定銑削寬度為420 mill，根據經驗選刀盤直徑為500 mm，對應的刀片數為26；60。～750主偏角適用於平（píng）麵銑削的粗加工．750主偏角銑刀為通用型（xíng）刀具，使用範圍較廣，所以選擇主偏（piān）角妒為750。
 
     2．3 銑削用量的確定
   
     由於該（gāi）機床是粗（cū）銑，根據經驗，結合文獻[2]，可得銑削速度可選範圍為130～155 m／min，取銑削（xuē）速度140 m／min，每齒進給量為0．25 mm／齒，相應的（de）銑削深度為5 mm，即v=140 m／min，o。=4 mm，s。=0．25 mm／齒，￡=962 mm則：

             
  
         
  
     式中：穢為銑削速度(m／min)；口。為銑削深度(mm)；s：為每齒進給量(mm／齒)；Z為銑刀刀片個數；D為刀盤直徑(mm)。
  
           
  
      式中：H。為修正係數；X為（wéi）銑削厚度（dù）係數；P為（wéi）銑（xǐ）削功率(kW)；B為銑削寬度(mill)。
 
      經查表可得：K。。=1．16，X=0．83。將相關數據（jù）代入計算銑削功率公式（shì），計（jì）算得：P=40．06 kW。考慮（lǜ）實際情況，工件的銑削有效麵積約為60％，所以實際的銑（xǐ）削功率為（wéi）P定際=40．06xO．6=24．036 kW，取機械傳動效率77=0．85，則可（kě）算得電機的功率為P電機--．p新／r／=28．28 kW。由銑削功率P實際可計算出銑（xǐ）刀的圓周銑削力．即
  
    
  
      刀（dāo）盤（pán）選擇時已經合理選擇對稱端麵（miàn）銑[3]，則如圖4所示．選取適當的係數得：
 
      PH=0．35×Pz；3 677．485 N
      Pv=0．9xPz=9 456．39 N
      Po=0．5xPz=5 253．55 N
 
      式中：P。為走刀抗力(N)；P。為平（píng）行銑削麵且垂直走刀抗力方向的力(N)；P。為軸向力(N)。
 

            圖4 對（duì）稱端麵銑削（xuē）示意（yì）圖
 
       3 、夾具的（de）設計
 
      3．1 夾（jiá）具的組成
   
      夾具由（yóu）定位元件（jiàn）、夾（jiá）緊元件與夾緊裝置、導向元件、夾具體等組成。根據工件加工麵的結構特（tè）點（diǎn），分析所要求（qiú）加工的位置，以2個支撐板做為下麵的（de）定位基麵。
 
      3．2工件定位及夾（jiá）緊的設計
 
     夾具在機床中主要（yào）是起（qǐ）給工件一個精（jīng）確的定位和夾緊工（gōng）件的作（zuò）用。如圖5所示（shì），根據工件的（de）外形特點和對加工麵的要求，工件的上（shàng）下底麵在銑端麵之前已經達到（dào）加工精度，所以直接以工件的（de）一個底麵（miàn）作為基準進行（háng）加工，即滑道10作為一個定位基準麵（miàn）：另一個底麵通過3個爪子1將工（gōng）件夾緊．防止在（zài）加工過程中發生振（zhèn）動和偏移；銑刀（dāo）軸向方向通過3個定位柱12進行定位，保證端（duān）麵與（yǔ）底麵（miàn）的垂直（zhí），並（bìng）且這3個定位柱12還頂住工（gōng）件，防止工件軸向的（de）移動；3個定（dìng）位柱（zhù）中兩端的兩根軸頂在工件的凹槽部分。起（qǐ）到平行於滑（huá）道10方向的定位作用。上下麵的夾（jiá）緊及與滑道的摩擦阻礙工件在這個方向（xiàng）的滑動（dòng）。該（gāi）夾（jiá）具限製（zhì）工件的6個自由度．屬於完全定位並（bìng）達（dá）到各方麵夾緊的要求，最終可（kě）以達到相（xiàng）應的（de）加工要求。
 

                                圖5夾具設計

    
      3．3夾具體的設計
 
      由以上的計算可得：夾具軸向方向至少需要P。=0．5×P，=5 253．55 N的力，徑（jìng）向方向（xiàng）至少需要P。=0．9xP，=9 456．39 N的力，才能達到（dào）加工要求。考慮（lǜ）到夾緊裝置的穩定，作者選（xuǎn）擇液（yè）壓係統，並（bìng）設計了（le）自鎖裝置。提高該機床的安全性。為了實現自動化，提（tí）高生產效率，作者設計出機械臂15，用來傳送工件；擋板14限製機械臂（bì）移動距離，把工件送到更精確的位（wèi）置（zhì）。
 
       4、液壓裝（zhuāng）置的選擇
   
       4．1  液壓係統組成
 
       液壓係統主要由泵站、濾油器、順序閥、電磁換向閥、壓力表、壓（yā）力繼電器等元器件組成。在加工工件時，液壓夾緊裝置的確定至關重要，故作者對此（cǐ）作進一步研究。
 
      4．2液壓工作壓強的選擇
 
      壓力大小的選定不僅（jǐn）要考慮到載荷大小和設備類型．還要考（kǎo）慮到執（zhí）行元件供應、經濟條（tiáo）件和裝配（pèi）空間等係列條件的（de）限製。在外（wài）載荷相同的條件下，工作（zuò）壓力越低，勢必會加大執行元件的結（jié）構尺寸，對某些特定的設備來說，尺寸要受到總體尺寸的限製，從材料消耗角度考慮也不（bú）經濟，對泵、缸（gāng）、閥等元件的材料、密封、製造精度也會要求更高，必會提高設備的製造成本。該機床的最大切削力為圓周銑削（xuē）力P：=0 507．1 N，為（wéi）了能夾緊，根據載荷（hé）選擇壓力表[4]，選擇該機床的工作壓強為2 MPa，安全係數為1．5，則該機床的工作（zuò）壓（yā）強應該為3 MPa。
 
       4．3  液壓裝置的分析
 
      液壓缸8(圖（tú）6)主要是頂住軸（zhóu）向方向的移動；當（dāng）工件被機（jī）械臂（bì）傳（chuán）送到相應位置後，油缸8開始工作。調整（zhěng）工件的位置，保證被銑平麵與相鄰表麵的（de）垂直度；液壓缸1、13主要作用（yòng）是壓緊工件（jiàn）防止在徑（jìng）向的振動：當油缸（gāng）8調整完成後，油缸1、13開始工作，將工件夾緊並且抱死（sǐ），防（fáng）止加工過程（chéng）中工件竄動：另外，該夾緊力還可以增（zēng）大工件與滑道的摩擦，防止（zhǐ）工件在滑道方向的（de）移動。
    
     
    
      圖6液壓裝置局部剖視
   
      5 、總結
   
      根（gēn）據用戶要求設計出一（yī）台粗銑（xǐ）發動機缸體端麵的專用機床（chuáng），設計夾具及（jí）自動傳送裝置，大多選擇標準件，並進行了三維（wéi）建模與（yǔ）計算。用戶使用證明（míng）：該專用機床運行平穩，加工精度高，可以大大提高生產效率，降低成本。