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                                         圖1  機床整體三維模型
   
      其工作原理如下：如圖2所示，當工件放置在滑道上后，在動力裝置的驅動下靠近工件1，同時夾具3上的機械手7將工件拉到夾具3上進行定位及夾緊．然后動力裝置將夾具推向銑刀，刀具2對工件進行加工，銑完整個工件的后端面后，工件將被滑道4送到下個機床加工。然后繼續進入下個加工循環。
   

      
      l一工件  2一刀具  3----夾具  4—滑道  5、6—液壓油缸  7一機械手  8一機床
                                  圖2  機床總體簡介
   
      2 、機床刀具
 
      2．1 工件材料
 
      如圖3所示，工件材料是決定機床一切設計的根源。該機床主要用來對發動機缸體端面進行粗銑，其材料是HT250，HBl70～249，外形尺寸為962 mlllx391．7 mill×420 toni。加工余量為5 mln。
  
    
                                 圖3發動機缸體
 
 
      2．2刀具的選擇
    
      由工件材料的性能，根據經驗，作者選擇國外進口的涂層硬質合金剛作為刀片；材料要加工的面尺寸為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主偏角適用于平面銑削的粗加工．750主偏角銑刀為通用型刀具，使用范圍較廣，所以選擇主偏角妒為750。
 
     2．3 銑削用量的確定
   
     由于該機床是粗銑，根據經驗，結合文獻[2]，可得銑削速度可選范圍為130～155 m／min，取銑削速度140 m／min，每齒進給量為0．25 mm／齒，相應的銑削深度為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。為修正系數；X為銑削厚度系數；P為銑削功率(kW)；B為銑削寬度(mill)。
 
      經查表可得：K。。=1．16，X=0．83。將相關數據代入計算銑削功率公式，計算得：P=40．06 kW。考慮實際情況，工件的銑削有效面積約為60％，所以實際的銑削功率為P定際=40．06xO．6=24．036 kW，取機械傳動效率77=0．85，則可算得電機的功率為P電機--．p新／r／=28．28 kW。由銑削功率P實際可計算出銑刀的圓周銑削力．即
  
    
  
      刀盤選擇時已經合理選擇對稱端面銑[3]，則如圖4所示．選取適當的系數得：
 
      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。為平行銑削面且垂直走刀抗力方向的力(N)；P。為軸向力(N)。
 

            圖4 對稱端面銑削示意圖
 
       3 、夾具的設計
 
      3．1 夾具的組成
   
      夾具由定位元件、夾緊元件與夾緊裝置、導向元件、夾具體等組成。根據工件加工面的結構特點，分析所要求加工的位置，以2個支撐板做為下面的定位基面。
 
      3．2工件定位及夾緊的設計
 
     夾具在機床中主要是起給工件一個精確的定位和夾緊工件的作用。如圖5所示，根據工件的外形特點和對加工面的要求，工件的上下底面在銑端面之前已經達到加工精度，所以直接以工件的一個底面作為基準進行加工，即滑道10作為一個定位基準面：另一個底面通過3個爪子1將工件夾緊．防止在加工過程中發生振動和偏移；銑刀軸向方向通過3個定位柱12進行定位，保證端面與底面的垂直，并且這3個定位柱12還頂住工件，防止工件軸向的移動；3個定位柱中兩端的兩根軸頂在工件的凹槽部分。起到平行于滑道10方向的定位作用。上下面的夾緊及與滑道的摩擦阻礙工件在這個方向的滑動。該夾具限制工件的6個自由度．屬于完全定位并達到各方面夾緊的要求，最終可以達到相應的加工要求。
 

                                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，徑向方向至少需要P。=0．9xP，=9 456．39 N的力，才能達到加工要求。考慮到夾緊裝置的穩定，作者選擇液壓系統，并設計了自鎖裝置。提高該機床的安全性。為了實現自動化，提高生產效率，作者設計出機械臂15，用來傳送工件；擋板14限制機械臂移動距離，把工件送到更精確的位置。
 
       4、液壓裝置的選擇
   
       4．1  液壓系統組成
 
       液壓系統主要由泵站、濾油器、順序閥、電磁換向閥、壓力表、壓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要考慮到載荷大小和設備類型．還要考慮到執行元件供應、經濟條件和裝配空間等系列條件的限制。在外載荷相同的條件下，工作壓力越低，勢必會加大執行元件的結構尺寸，對某些特定的設備來說，尺寸要受到總體尺寸的限制，從材料消耗角度考慮也不經濟，對泵、缸、閥等元件的材料、密封、制造精度也會要求更高，必會提高設備的制造成本。該機床的最大切削力為圓周銑削力P：=0 507．1 N，為了能夾緊，根據載荷選擇壓力表[4]，選擇該機床的工作壓強為2 MPa，安全系數為1．5，則該機床的工作壓強應該為3 MPa。
 
       4．3  液壓裝置的分析
 
      液壓缸8(圖6)主要是頂住軸向方向的移動；當工件被機械臂傳送到相應位置后，油缸8開始工作。調整工件的位置，保證被銑平面與相鄰表面的垂直度；液壓缸1、13主要作用是壓緊工件防止在徑向的振動：當油缸8調整完成后，油缸1、13開始工作，將工件夾緊并且抱死，防止加工過程中工件竄動：另外，該夾緊力還可以增大工件與滑道的摩擦，防止工件在滑道方向的移動。
    
     
    
      圖6液壓裝置局部剖視
   
      5 、總結
   
      根據用戶要求設計出一臺粗銑發動機缸體端面的專用機床，設計夾具及自動傳送裝置，大多選擇標準件，并進行了三維建模與計算。用戶使用證明：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。