組合專(zhuān)機(jī)-組合機(jī)床主軸箱及夾具設(shè)計(jì)

組合專(zhuān)機(jī)-組合機(jī)床主軸箱及夾具設(shè)計(jì),組合,專(zhuān)機(jī),機(jī)床,主軸,夾具,設(shè)計(jì) 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第一章 緒 論 1.1 組合機(jī)床的特點(diǎn) 組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量專(zhuān)用部件組成的工序集中的高效率專(zhuān)用機(jī)床。它能夠?qū)σ环N（或幾種）零件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、銑削磨削等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。 組合機(jī)床與通用機(jī)床、其他專(zhuān)用機(jī)床比較，具有以下特點(diǎn)： （1） 組合機(jī)床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件約占全部機(jī)床零、部件總量的70～80%，因此設(shè)計(jì)和制造的周期短，投資少，經(jīng)濟(jì)效果好。 （2） 由于組合機(jī)床采用多刀加工，并且自動(dòng)化程度高，因此比通用機(jī)床生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 （3） 組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過(guò)周密設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的，又有廠(chǎng)成批制造，因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工作可靠，使用和維修方便。 （4） 在組合機(jī)床上加工零件時(shí)，由于采用專(zhuān)用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置等，加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對(duì)操作工人水平要求不高。 （5）當(dāng)被加工產(chǎn)品更新時(shí)，采用其他類(lèi)型的專(zhuān)用機(jī)床時(shí)，其大部分件要報(bào)廢。用組合機(jī)床時(shí)，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件可以重復(fù)利用，不必另行設(shè)計(jì)和制造。 （6）組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)，以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。 組合機(jī)床常用的通用部件有：機(jī)身、底座、立柱、動(dòng)力箱、動(dòng)力滑臺(tái)，各種工藝切削頭等。對(duì)于一些按循序加工的多工位組合機(jī)床，還具有移動(dòng)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。 動(dòng)力箱、各種工藝切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床完成切削主運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。其中還有能同時(shí)完成切削主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力頭。 機(jī)身、立柱、中間底座等是組合機(jī)床的支承部件，起著機(jī)床的基礎(chǔ)骨架作用。組合機(jī)床的剛度和部件之間的精度保持性，主要是由這些部件保證。 1.2 組合機(jī)床的分類(lèi)和組成 組合機(jī)床的通用部件分大型和小型兩大類(lèi)。大型通用部件是指電機(jī)功率為1.5-30千瓦的動(dòng)力部件及其配套部件。這類(lèi)動(dòng)力部件多為箱體移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。小型通用部件是指電機(jī)功率甾.1-2.2千瓦的動(dòng)力部件及其配套不見(jiàn)。這類(lèi)動(dòng)力部件多為套筒移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。用大型通用部件組成的機(jī)床稱(chēng)為大型組合機(jī)床。用小型通用部件真誠(chéng)的機(jī)床稱(chēng)為小型組合機(jī)床。按設(shè)計(jì)的要求本次設(shè)計(jì)的機(jī)床為大型通用機(jī)床。 組合機(jī)床除分為大型和小型外，按配置形式又分為單工為和多工位機(jī)床兩大類(lèi)。單工位機(jī)床又有單面、雙面、三面和四面幾種，多工位機(jī)床則有移動(dòng)工作臺(tái)式、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式、中央立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式等配置型式。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床為單工位雙面銑床。 1.3 組合機(jī)床的方案選擇 (1)制定工藝方案 要深入現(xiàn)場(chǎng)了解被加工零件的加工特點(diǎn)、精度和技術(shù)要求、定位夾壓情況以及生產(chǎn)率的要求等。確定在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容及其加工方法。這里要確定加工工步數(shù)，決定刀具的種類(lèi)和型式。 （2）機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定 根據(jù)工藝方案確定機(jī)床的型式和總體布局。在選擇機(jī)床配置型式時(shí)，既要考慮實(shí)現(xiàn)工藝方案，保證加工精度，技術(shù)要求及生產(chǎn)效率；又要考慮機(jī)床操作、維護(hù)、修理是否良好；還要注意被加工零件的生產(chǎn)批量，以便使設(shè)計(jì)的組合機(jī)床符合多快好省的要求。 （3）組合機(jī)床總體方案 這里要確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系，選擇通用部件的刀具的導(dǎo)向，計(jì)算切削用量及機(jī)床生產(chǎn)率。給制機(jī)床的總聯(lián)系尺寸圖及加工示意圖等。 （4）組合機(jī)床的部份方案和施工方案 制定組合機(jī)床流水線(xiàn)的方案時(shí)，與一般單個(gè)的組合機(jī)床方案有所不同。 流水線(xiàn)上由于工序的組合不同，機(jī)床的型式和數(shù)量都會(huì)有較大的變化。因此，這時(shí)應(yīng)按流水線(xiàn)進(jìn)行全面考慮，而不應(yīng)將某一臺(tái)或幾臺(tái)機(jī)床分裂開(kāi)來(lái)設(shè)計(jì)。即使暫時(shí)不能全面地進(jìn)行流水線(xiàn)設(shè)計(jì)，制定方案時(shí)也應(yīng)綜合研究，才能將工序組合得更為合理，更可靠地滿(mǎn)足工件的加工要求，用較多的工作，也為進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。 第二章 組合機(jī)床總體描述 2.1 組合銑床工藝方案的制定 工藝方案的制定是設(shè)計(jì)組合銑床最重要的步驟之一。其制定過(guò)程應(yīng)從以下的幾個(gè)方面考慮：1、加工的工序和加工精度的要求。2、被加工零件的特點(diǎn)3工件的生產(chǎn)方式。等諸多方面綜合考慮。 　　圖3-1為拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿零件，合件簡(jiǎn)圖。 圖2-1發(fā)動(dòng)機(jī)連桿零件簡(jiǎn)圖 　　連桿由大、小頭和桿身等部分組成。大頭為開(kāi)式結(jié)構(gòu)（系直剖式連桿）。連桿和連桿蓋用螺栓，螺母連接。為減少磨損和便于修理，大頭孔和小頭孔內(nèi)分別安裝軸瓦和銅套。連桿身的截面為工字形，可減少重量和減少慣性力又使連桿具有足夠的強(qiáng)度和剛度。連桿頭兩端面有落差且桿身對(duì)稱(chēng)。大小頭側(cè)面設(shè)計(jì)有定位凸臺(tái)作為機(jī)械加工時(shí)的輔助定位基準(zhǔn)，便于定位基準(zhǔn)的統(tǒng)一。 　　連桿總的工藝特點(diǎn)是：外形復(fù)雜，不易定位；大、小頭有細(xì)長(zhǎng)的桿身連接，所以彎曲剛性差，易變形；尺寸精度，形狀精度和位置精度及表面粗糙度要求很高。 　　連桿所選的材料為45鋼（精選含碳量為0.42%~0.47%），并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理以提高其強(qiáng)度及其抗沖擊能力，其硬度為217~287HBS。其鍛件重量為7.5kg。 根據(jù)以上的工藝特點(diǎn)下面初步擬訂工藝方案。 1、工藝基面的分析及選擇 采用以V形鐵為主要定位元件的方法。為提高其定位精度，要把V形鐵的角度做大一些。如圖2-2 圖3-2 工藝基面的選擇 2、工序間余量的確定 3、刀具結(jié)構(gòu)的選擇 按相關(guān)的資料選取端銑刀的形式。在銑削過(guò)程中，端銑刀的直徑要大于加工工件的最大寬度，由給定的加工零件圖可知最大為Bmax=135mm，故端銑刀的直徑選取150mm為宜，其齒數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)選7。 即 D =150 Z=7 4、銑削用量的選擇 為使組合銑床更好的提高生產(chǎn)效率，便于人工操作，最少的停車(chē)損失和使刀具的壽命更長(zhǎng)、加工質(zhì)量更好，合理的選擇銑削用量是非常必要的。表3-3為硬質(zhì)合金端銑刀的銑削用量。 加工材料 工序 銑削深度 銑削速度 每齒走刀量 鋼52~70 （公斤/） 粗 2~4mm 80~120米/分 0.2~0.4 精 0.5~1mm 100~180米/分 0.05~0.02 　　 表3-3 硬質(zhì)合金端銑刀的銑削用量表 加工工件為45號(hào)鋼，所以選如下的銑削用量 銑削深度T=3mm 銑削速度V=120m/min 每齒走刀量=毫米/齒 銑削用量的選擇應(yīng)該使選擇的刀具充分發(fā)揮其性能。所以就不能選擇太低?？紤]到批量生產(chǎn)時(shí)也沒(méi)必要把切削用量選太高，以免增加刀具損耗?？傊鶕?jù)加工精度和加工材料，工作條件和技術(shù)要求進(jìn)行分析。所以以上的選擇是可行的。 2.2 確定切削力、切削功率 根據(jù)選定的切削用量（組要指切削速度v及進(jìn)給量f），確定切削力，作為選擇動(dòng)力部件（滑臺(tái)）及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其他傳動(dòng)件（齒輪、傳動(dòng)軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動(dòng)電機(jī)功率。 一銑削力和主切削功率計(jì)算 1 主切削力Fc 因選取硬質(zhì)合金端面銑削45,鋼工件,由<機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)>得： Cf—— 系數(shù) —— 銑削接觸弧深 —— 每齒的進(jìn)給量 ——銑刀的深度 —— 銑削深度 Z —— 銑刀齒數(shù) 故由上則有： 2 切削功率： 2.3 組合機(jī)床配置型式的選擇 對(duì)于加工發(fā)動(dòng)機(jī)連桿這樣的工件，特別適合大、中箱體件的加工。為盡可能地提高生產(chǎn)率，最理想的是將工件一次性全部加工。經(jīng)過(guò)和指導(dǎo)老師商量后，我們決定設(shè)計(jì)四根主軸兩端同時(shí)進(jìn)行銑削。在滿(mǎn)足條件的情況下，采用臥式雙面銑床是可行的。 在加工連桿過(guò)程中，還必須考慮到加工零件特點(diǎn)對(duì)配置型式和結(jié)構(gòu)方案的影響。在加工精度要求影響方面，不僅提高原始精度，提高工件的定位基準(zhǔn)和減少夾壓變形等措施，還要采用如下措施。 1、 采用液壓進(jìn)給系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)能夠穩(wěn)定，便捷的操作，提高了加工過(guò)程精度和光潔度。 2、 采用剛性主軸方案，由于機(jī)床導(dǎo)軌間隙及導(dǎo)軌磨損的影響。在加工過(guò)程中就不易產(chǎn)生振動(dòng)，并且有足夠的剛性保證其徑向切削力。 2.4影響總體布置的因素 1、加工精度的影響 當(dāng)工件的加工精度要求較高時(shí)，應(yīng)采用具有固定夾具的單工位組合機(jī)床，加工精度要求較低時(shí)，可采用具有移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床。此外，還要考慮到不同布置形式的機(jī)床所能達(dá)到的加工精度。例如，對(duì)于同軸度要求較高的各孔，應(yīng)采用從同一面對(duì)工件進(jìn)行加工機(jī)床布置形式。 2、工件大小、形狀和加工部位特點(diǎn)的影響 對(duì)于較大的工件，宜采用單工位機(jī)床，反之，宜采用多工位機(jī)床；對(duì)于大直徑深孔的工件，宜采用具有剛性主軸結(jié)構(gòu)的立式機(jī)床；對(duì)于小直徑深孔的工件，通常采用專(zhuān)門(mén)的深孔加工機(jī)床；對(duì)于被加工孔的中心線(xiàn)與定位基準(zhǔn)垂直的工件，一般采用立式機(jī)床。本原則也可根據(jù)機(jī)床的使用條件綜合考慮。根據(jù)上述原則，對(duì)于本章實(shí)例，可采用立式機(jī)床。但考慮工件排屑方便，機(jī)床空間的高度可矮些，故可采用臥式組合鉆床。 3、生產(chǎn)率的影響 零件的生產(chǎn)批量大小是決定采用單工位、多工位或自動(dòng)線(xiàn)，還是按中小批量生產(chǎn)特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)組合 機(jī)床的重要因素。有時(shí)從工件的外形及輪廓尺寸上看，可采用單工位固定夾具的機(jī)床布置形式，但是由于生產(chǎn)率要求很高，就不得不采用多工位的機(jī)床布置方案，以便使裝卸工件時(shí)間與機(jī)動(dòng)時(shí)間重合。 被加工的零件的生產(chǎn)批量越大，工序 安排一般就越趨于分散，且粗、半精、精加工應(yīng)分別在不同的機(jī)床上完成。 對(duì)于中小批量生產(chǎn)的情況，則要力求減少機(jī)床的臺(tái)數(shù)，并應(yīng)將所有工序盡量集中在一臺(tái)或少數(shù)幾臺(tái)機(jī)床上完成，以提高機(jī)床的利用率。 2.5組合銑床的總體分析——三圖一卡 2.5.1被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是指根據(jù)已確定的工藝方案，表示一臺(tái)組合機(jī)床或自動(dòng)線(xiàn)對(duì)加工零件應(yīng)完成的工藝內(nèi)容的示意圖，它包括加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求等內(nèi)容。它不能用產(chǎn)品的零件圖代替，而須在原零件圖的基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動(dòng)線(xiàn)的加工內(nèi)容及必要的說(shuō)明進(jìn)行重新繪制。它是進(jìn)行組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。其內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個(gè)方面： （1）表示出被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。尤其是當(dāng)需要中間導(dǎo)向套時(shí)，應(yīng)表示出零件內(nèi)部的筋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。 （2）表示出加工用定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向，以便依此進(jìn)行夾具的定位支承（包括輔助定位支承）、限位、夾緊及導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 （3）表示出本道工序加工部位的尺寸 、尺寸精度、表面粗糙度、形狀位置精度及技術(shù)要求，另外還應(yīng)表示出本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞?zhǔn)）。 （4）表示出必要的文字說(shuō)明，如被加工零件的編號(hào)、名稱(chēng)、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。 （5）繪制時(shí)，按一定的比例，細(xì)實(shí)線(xiàn)表示與本道工序加工無(wú)關(guān)的部分，粗實(shí)線(xiàn)表示被加工部位精度、粗糙度、位置精度、定位面及夾壓方向。 （6）凡本道工序保證的尺寸、角度等，應(yīng)在基尺寸數(shù)值上打上方框，并在下面加一橫線(xiàn)（粗實(shí)線(xiàn)）。 以下為被加工零件圖，其材料為45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其其硬度為217~287HBS。 圖2-4 連桿零件圖 2.5.2 加工示意圖 零件加工的工藝方案要通過(guò)加工意圖才能反映出來(lái)。加工示意圖表示：被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具、輔具的布置狀況，工件與夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系，以及機(jī)床的工作行程和工作循環(huán)等。因此，它是刀具、輔具、夾具、主軸箱、液壓和電氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始資料，也是對(duì)整臺(tái)機(jī)床布置和技術(shù)性能的原始要求，同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試車(chē)的依據(jù)。其內(nèi)容包括以下幾方面： （1）應(yīng)反映機(jī)床的加工方法、加工條件及加工過(guò)程。 （2）根據(jù)加工部位的特點(diǎn)及加工要求，決定刀具的類(lèi)型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸（直徑和長(zhǎng)度）。 （3）決定主軸的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度。 （4）選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)專(zhuān)用的接桿、浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置、攻絲靠模裝置、刀桿托架等，并決定它們的結(jié)構(gòu)參數(shù)及尺寸。 （5）標(biāo)明主軸、接桿、夾具（導(dǎo)向裝置）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度等。 （6）根據(jù)機(jī)床的生產(chǎn)率及刀具和工件的材料等，合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量。 （7）加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細(xì)實(shí)線(xiàn)繪出工件加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開(kāi)圖，然后用粗實(shí)線(xiàn)繪出加工表面。為了簡(jiǎn)化，對(duì)同一主軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的主軸，可只畫(huà)一根，但必須在主軸上標(biāo)注孔號(hào)。當(dāng)軸數(shù)多時(shí)，可縮小比例。最后，用細(xì)實(shí)線(xiàn)畫(huà)出加工部位簡(jiǎn)圖，并標(biāo)注孔號(hào)。 （8）在加工示意圖上，主軸的分布可不按真實(shí)距離繪制。但當(dāng)被加工孔的間距很小時(shí)或需設(shè)置徑向結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時(shí)，相鄰的主軸必須嚴(yán)格按比例繪制，以便檢查相鄰的主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向裝置等之間是否發(fā)生干涉。 （9）主軸應(yīng)從主軸箱端面畫(huà)起。刀具畫(huà)在加工終了位置上（攻絲加工則畫(huà)在開(kāi)始位置上）。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)，只須畫(huà)出外廓，并須加注標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)，對(duì)一些專(zhuān)用結(jié)構(gòu)，則必須畫(huà)出剖視圖，并標(biāo)注尺寸、精度及配合種類(lèi)。 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿示意圖如圖3-5所示。 選擇刀具、導(dǎo)向裝置 a刀具的選擇 一般孔加工用刀具（鉆、擴(kuò)、鉸等刀具）其直徑的選擇應(yīng)與加工部位的尺寸、精度相適應(yīng)，其長(zhǎng)度的選擇要保證加工終了時(shí)，刀具螺旋槽尾端面與導(dǎo)向裝置外端面之間有定的距離。其標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)圖。 b導(dǎo)向裝置的選擇 圖2-5 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿加工示意圖 選擇導(dǎo)向裝置的類(lèi)型、形式和結(jié)構(gòu) 第一類(lèi)導(dǎo)向裝置允許刀具的線(xiàn)速度V＜20m/min。除鉸孔外，這類(lèi)導(dǎo)向裝置很少用于大直徑的加工。 第二類(lèi)導(dǎo)向裝置允許刀具的線(xiàn)速度V＞20m/min。這類(lèi)裝置一般用孔徑在φ25mm以上的孔的加工，尤其是大直徑鏜孔時(shí)應(yīng)用較多。 確定導(dǎo)向裝置的數(shù)量、選擇導(dǎo)向裝置的參數(shù) 粗定主軸的類(lèi)型、尺寸、外伸長(zhǎng)度及選擇接桿、浮動(dòng)卡頭 查表初定主軸直徑D， 再 綜合考慮加工精度和具體工作條件，根據(jù)表決定主軸外伸部分的尺寸（軸端的外徑和內(nèi)徑：D/d1，外伸長(zhǎng)度L）及配套的刀具接桿莫氏圓錐號(hào)、攻絲靠模規(guī)格代號(hào)等。 　　確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程 （1）動(dòng)力部件的工作進(jìn)給長(zhǎng)度L工進(jìn)： 　　L工進(jìn)＝L1＋L加工長(zhǎng)＋L2　即：L工進(jìn)?。健?0+10+1/3×6.7+5=27　 式中，L加工長(zhǎng)—工件加工部位的長(zhǎng)度；L1—刀具切入長(zhǎng)度；L2—刀具切出長(zhǎng)度 （2）動(dòng)力部件的快速退回長(zhǎng)度L快退: L快退＝L工進(jìn)?。獿快進(jìn)　　　　　　 即：L快退?。?7＋133＝160;　　　　　 式中，L快進(jìn)　是動(dòng)力部件的引進(jìn)長(zhǎng)度（動(dòng)力部件把主軸相連同刀具，從原始位置送進(jìn)到工作進(jìn)給開(kāi)始位置），其長(zhǎng)度按加工的具體情況確定?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　? （3）動(dòng)力部件的總行程L總≥L工進(jìn)行程＋L前備＋L后備　　　　　　 　式中　 L前備—前備量，動(dòng)力部件尚可向前調(diào)節(jié)的距離；　　　　　　　　　　　　　　 L后備—后備量，刀具從接桿中接桿連同刀具一起從主軸孔中得到所需要的軸向距離；　　　　　　　　 　　 L工進(jìn)行程—?jiǎng)恿Σ考墓ぷ餍谐?，即L快進(jìn)。 夾具尺寸主要指夾具體的長(zhǎng)X寬X高。對(duì)這些尺寸的確定，考慮工件的尺寸、形狀、具體結(jié)構(gòu)外，還要考慮能否布置下保證加工要求的定位、限位、夾緊機(jī)構(gòu)及導(dǎo)向裝置，并要考慮夾具底座與機(jī)床其他部件的連接、固定所需要的位置。 2）機(jī)床裝料高度H的確定 組合機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)裝料高度推薦為850---1060mm 所以選擇裝料高度為 H=850mm 3）中間底座尺寸的確定 中間底座尺寸主要滿(mǎn)足夾具在其上安裝連接的需要，同時(shí)滿(mǎn)足配套部件對(duì)其的要求，因此應(yīng)合理地選定中間底座尺寸。重要的是，一定要保證動(dòng)力部件處于加工終了位置時(shí)，工件端面至主軸箱端面之間的距離應(yīng)不小于加工示意圖上所要求的距離。 4）主軸箱尺寸的確定 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，臥式主軸箱厚325mm，立式主軸箱厚340mm。多軸箱的寬度B和高度H按下列公式確定； H=h2+h1+b1 B=b2+2b1 式中： b ——工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩加工面的距離（毫米） b1——最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（毫米） h ——工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩加工平面的距離（毫米） h1——最底主軸高度（毫米） 一般取b1大于等于70—100mm；一般推薦h1大于等于85—140mm。 根基上述計(jì)算值，按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定主軸箱輪廓尺寸為500×500 mm 4、其他應(yīng)注意的問(wèn)題 1）機(jī)床總圖要按加工終了時(shí)的狀態(tài)畫(huà)出。同時(shí)，要表明動(dòng)力部件退回到最遠(yuǎn)時(shí)所處的位置。最遠(yuǎn)處為160mm。 2）應(yīng)注明電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功率和轉(zhuǎn)速。應(yīng)注明動(dòng)力部件的總行程，本題為230mm。 圖2-6主軸箱輪廓尺寸確定圖 3）應(yīng)表明液壓系統(tǒng)和電氣控制按鈕等的安裝位置。 4）當(dāng)工件加工部位對(duì)其中心線(xiàn)不對(duì)稱(chēng)，而使動(dòng)力部件對(duì)夾具和中間底座不對(duì)稱(chēng)時(shí)，應(yīng)注明動(dòng)力部件中心線(xiàn)與夾具中心線(xiàn)之間的偏移量。 2.5.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 1．機(jī)床的理想生產(chǎn)率我Q1的計(jì)算 　　　　　Q1＝?。? （件/h） 式中 －單件工時(shí)（min）；　　　　 －機(jī)加工時(shí)間（min）（包括動(dòng)力部件工作進(jìn)給時(shí)間和死擋鐵停留時(shí)間）；　 －輔助時(shí)間（min）(包括快進(jìn)時(shí)間、快退時(shí)間、工作臺(tái)直線(xiàn)移動(dòng)或轉(zhuǎn)位時(shí)間、工件裝卸時(shí)間等)。 　注：工作臺(tái)直線(xiàn)移動(dòng)或回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換一次工位的時(shí)間一般取0.1min;工件裝卸時(shí)間一般取0.5~1.5min。 2。機(jī)床負(fù)荷率的計(jì)算 　　　　　　＝　　　　 式中Q1—機(jī)床理想和產(chǎn)率；　 　 Q2—使用單位要求的生產(chǎn)率，當(dāng)全年工時(shí)為2448h時(shí)，Q2＝N/2448(件/h)，當(dāng)全年工時(shí)為4600h，Q2＝N/4600(件/h)，其中N為被加工零件的年產(chǎn)量（生產(chǎn)綱領(lǐng)）?！? 第三章 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) 3.1主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù) 主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖,是根據(jù)三圖一卡整理編繪出來(lái)的,其內(nèi)容包括主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件 在編輯此圖時(shí)從三圖一卡中一已之 1） 主軸箱輪廓尺寸500500mm。 2） 工件位置尺寸及連桿大小頭中心位置尺寸。 3） 工件與主軸箱位置尺寸。 根據(jù)這些數(shù)據(jù)可編制出主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。 3.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的確定 3.2.1 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比分配 本機(jī)床主軸箱采用三級(jí)傳動(dòng)： 傳動(dòng)比為3.765 根據(jù)所提供數(shù)據(jù)估算各對(duì)齒輪齒輪數(shù)及傳動(dòng)比： 第一對(duì)：=22 =32 其傳動(dòng)比 ： i=1.45 第二對(duì)： =26 =38 其傳動(dòng)比 ： i=1.46 第三對(duì)： =32 =57 其傳動(dòng)比 ： i=1.78 按任務(wù)書(shū)的要求，本機(jī)床要同時(shí)粗銑兩端面。因被加工零件兩端面所要達(dá)到的各級(jí)參數(shù)都完全相同，故設(shè)計(jì)成相互對(duì)稱(chēng)的傳動(dòng)系統(tǒng)。 3.2.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和設(shè)計(jì)參數(shù) （1） 推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 1． 各軸的轉(zhuǎn)速： 2． 各軸輸入功率分別為齒輪傳動(dòng)效率 3． 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 3.2.3齒輪模數(shù)的估算及其叫校核 （1） 估算 齒輪彎曲疲勞的估算 齒面點(diǎn)蝕的估算 其中為大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，A為齒輪的中心距，由中心距A 及齒數(shù)Z1、Z2求其摸數(shù) 根據(jù)估算所得和中較大的值選取相近的標(biāo)準(zhǔn)摸數(shù)對(duì)于第一對(duì)齒輪： 第二對(duì)齒輪： mm =2.76mm 取摸數(shù)m為3 第二對(duì)齒輪： =2.4mm mm 取摸數(shù)m為3 第三對(duì)齒輪： 取摸數(shù)m 為3 （2） 齒輪模數(shù)計(jì)算及強(qiáng)度校核 1． 選定齒輪類(lèi)型、精度、材料及齒數(shù) 1） 按照所示的傳動(dòng)方案選用直齒圓拄齒輪傳動(dòng) 2） 組合機(jī)床為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度 3） 材料選擇：選用小齒輪材料40，硬度為280HBS，大齒輪材料為45號(hào)鋼硬度為240HBS，二者材料硬度為40HBS 4） 選小齒輪齒數(shù)Z1=22 大齒輪齒數(shù)Z2=32 2． 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式機(jī)械設(shè)計(jì)第七版進(jìn)行試算，所涉及的公式到《機(jī)械設(shè)計(jì)》的第七版得。 1 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1） 試選擇載荷系數(shù) 2 ） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3 ） 由表中可得選取齒寬系數(shù)為1 4） 由表中可查材料彈性系數(shù) 5） 由圖可知 按齒輪面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 6 ）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7 ）由圖可知 查得接觸疲勞壽命系數(shù) 8） 計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取失效概率為1% 安全系數(shù)S=1 則有： [ [ （3） 計(jì)算 （1） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值： 由于大于等于58.286毫米，故取為66毫米。 （2） 計(jì)算摸數(shù) （4） 按齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由公式得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為： 1． 由圖則有小齒輪的彎曲強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2． 由表上則有彎曲的疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 3． 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由書(shū)中的公式有： 4． 計(jì)算載荷系數(shù)K K=1X1.12X1.2X1.35=1.814 5． 查取齒形系數(shù) 6． 查取應(yīng)力系數(shù) 7． 計(jì)算大，小齒輪的并加以比較： 大齒輪的計(jì)算值大。 （2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，取，則有： 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿(mǎn)足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿(mǎn)足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 此時(shí)關(guān)于幾何計(jì)算 1 計(jì)算分度圓的直徑： 2 計(jì)算中心距： 3 計(jì)算齒輪寬度：通過(guò)查閱《組合機(jī)床手冊(cè)》得 （3） 第二對(duì)齒輪的計(jì)算，經(jīng)校核有： （4）第三對(duì)齒輪的計(jì)算，經(jīng)校核有： 3.2.4 軸各參數(shù)估算及強(qiáng)度校核 一、傳動(dòng)軸的估算 （1）估算軸的最小直徑，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算，先按照下列初步估算的最小直徑，選取軸的材料45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。 式中： —扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位兆帕 T —軸所受的扭矩 —軸的抗扭截面系數(shù) n —軸的轉(zhuǎn)速 p—軸的傳遞的功率 d —計(jì)算截面處軸的直徑 —許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 由以上公式可得軸的直徑； 取 取 ..取 取 二 主軸的強(qiáng)度校核 對(duì)傳遞動(dòng)力軸滿(mǎn)足強(qiáng)度條件是最基本的要求。通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步確定出軸的尺寸后，根據(jù)受載情況進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算。 首先作出軸的計(jì)算圖。如果軸上零件的位置已知，即已知外載荷及支反力的作用位置。將齒輪帶輪等級(jí)裝配寬度的分布簡(jiǎn)化為集中力，并視為作用在輪轂寬度的中點(diǎn)上；略去軸和軸上的自重；略去軸上產(chǎn)生的拉壓應(yīng)力；把軸看成鉸鏈支承，支反力作用在軸承上，其作用點(diǎn)的位置可用如下圖所示確定。則將雙支點(diǎn)軸當(dāng)作受集中力的簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算，然后繪制彎矩圖和扭矩圖，并進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核。 1、 求出輸出軸的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。 設(shè)，分別為齒輪傳動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率 =0.97， =0.98 則 ==5.5=4.54 KW 又 =/==255 r/m 于是 =9550000=172580 nmm 2、 求作用在齒輪上的力 因已知低速大齒輪的分度圓直徑 ==357=171mm 而：===2018.5 N ==2018.5 =734.7 N 式中： ——主軸上大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為Nmm ——主軸上大齒輪的節(jié)圓直徑，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪即為分度圓直徑。單位為mm ——嚙合角。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪= 3、 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（見(jiàn)主軸箱圖）作出計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查得a值。對(duì)于7216E型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得a=22。對(duì)于7220E型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得a=29mm。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的軸承跨距+=119.5mm+93.45mm=212.94mm。 圖3-1 主軸箱圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算截面C處的、及M的值 ①確定支座處的約束力（水平H） 由=0和=0可求得： += ① -(+)=0 ② 其中=119.5mm =93.45 mm =2018.5 N 因此： =885.8 N =1132.7 N 又由=885.8 N，=119.5mm可求得： ==885.8119.5=105853.1 Nmm ②確定支座處垂直約束力 由=0和=0可求得 += ① -(+)=0 ② 其中=119.5mm =93.45mm =734.7 N 因此 =322.4 N =412.3 N 由上式可求得：==322.4119.5=38526.5 Nmm =172580 Nmm 由①②可求得M===112646.3 Nmm 4、 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面） 強(qiáng)度。 由式== 式中：——軸的計(jì)算應(yīng)力。單位為Mpa M——軸所受的彎矩。單位為Nmm T——軸所受的扭矩。單位為Nmm W——軸的抗彎截面系數(shù)。單位為 對(duì)于圓環(huán)形截面，W= 0.1 其中 ===0.31 查表得=0.6 因此：== = Mpa =1.16 Mpa 前已選定軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表查得 =60 Mpa 因此〈 ，故安全滿(mǎn)足要求。 三、軸Ⅲ的強(qiáng)度校核 1、 求軸Ⅲ上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 設(shè)，分別為齒輪傳動(dòng)，軸承傳動(dòng)的效率 =0.97 ，=0.98 ==5.39=4.87 kw 又 ===454 r/min 于是：=9550000=101990 N mm 2、 求作用在齒輪上的力 因已知低速大齒輪的分度圓直徑為 mm 而 N ==1789.3tan=651.25 N 式中：——軸Ⅲ上大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為 Nmm ——軸Ⅲ上大齒輪的節(jié)度圓直徑，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪即為分度圓直徑。單位為mm ——為嚙合角。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪=。 對(duì)于軸Ⅲ上小齒輪受力 因軸Ⅲ上小齒輪與軸Ⅲ上大齒輪相嚙合，由主軸校核已知=2018.5 N，=734.7 N。 由牛頓第三定律可知 =2018.5 N，=734.7 N 3、 求軸的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（見(jiàn)主軸箱裝配圖）作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（如下圖所示）。對(duì)于1000806、1000807型深溝球軸承，起其作用支點(diǎn)在其軸承中心。因此作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨矩， ++=85+48.4+111.4=244.8mm 3-2軸的結(jié)構(gòu)圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面心是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算截面C處,,及M的值。 ① 確定支座處水平的約束力 由=0和=0可求得： +=- ① （）=+（） ② 從而推得： =292.1 N = 521.3 N 由，，，可求得： =-24828.5 Nmm =127262 Nmm =199726.48 Nmm =-69541.42 Nmm M=127614.24 Nmm 由上可推出：=199726.48 ② 確定支座處垂直方向約束力 由=0，=0可求得 +=- ① （）=+（） ② 將公式=734.7 N，=651.25 N 代入① ② 因此，=90.8 N =174.2 N 由，，，已知可求得： =-771.8 Nmm =47638.25Nmm =7476 Nmm =-23244.96 Nmm M=42656.4 Nmm 由上可推出：=74764 Nmm 由① ②可求得 ===213261 Nmm 兩齒輪之間=101990 Nmm 4、 按彎扭和成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)通常只校核軸上承受最大的彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度 由式== 對(duì)于圓柱形截面 W=0.1 查手冊(cè)得=0.6 ===34.7mps 前已選定軸的材料為45號(hào)鋼，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)量處理。查手冊(cè)得=60mpa 因此〈，故安全滿(mǎn)足要求。 同理可得軸Ⅰ，軸Ⅱ校核安全。 3.3主軸箱的坐標(biāo)計(jì)算 坐標(biāo)計(jì)算是機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問(wèn)題。坐標(biāo)計(jì)算就是根據(jù)已知的驅(qū)動(dòng)軸和主軸的位置及傳動(dòng)關(guān)系。計(jì)算中間傳動(dòng)軸的坐標(biāo)，以便在繪制主軸零件加工圖時(shí)，將各孔的坐標(biāo)尺寸完整地出來(lái)。并用已繪制的坐標(biāo)檢查圖作為傳動(dòng)設(shè)計(jì)的全面檢查。 1、 加工基準(zhǔn)坐標(biāo)架的選擇及確定各主軸的坐標(biāo) 為了便于主軸箱的加工，設(shè)計(jì)時(shí)必須基準(zhǔn)坐標(biāo)架。通常采用直角坐標(biāo)。用xoy表示。它的選擇是根據(jù)主軸箱的安置情況和加工所用設(shè)備條件而定。針對(duì)本設(shè)計(jì)的組合機(jī)床，采用以下的方法確定主軸及驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)。 ①坐標(biāo)架原點(diǎn)選在定位銷(xiāo)孔上。 ②坐標(biāo)架的橫架（x軸）選在主軸箱底面，縱軸（Y軸）通過(guò)定位銷(xiāo)孔（如上圖）。這是因?yàn)樽鴺?biāo)架的x軸與主軸箱底面重合，則工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，可減少因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換引起的加工誤差。 ③坐標(biāo)原點(diǎn)確定后，便可以根據(jù)主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。在基準(zhǔn)坐標(biāo)架xoy上標(biāo)出各主軸及其驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 兩主軸中心BC=332.5mm，BC與y軸的夾角為，驅(qū)動(dòng)軸在BC的垂直平分線(xiàn)上，點(diǎn)D在主軸箱中心線(xiàn)上。則有： 對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸： X=+sin+sin =100+31.7+257.3 =389mm =+cos+sin =70+163.2+50 =283.2mm =+sin =163.4mm ==70 =100 =+cos =70+326.4=396.4 由以上分析可知驅(qū)動(dòng)軸，主軸Ⅰ，主軸Ⅱ的坐標(biāo)分別是（389，283.2），（163.4，70），（100，396.4） 第四章 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 4.1 組合機(jī)床夾具概述 夾具是組合機(jī)床的重要組成部件，是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而設(shè)計(jì)的。它是用于實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位，夾壓，刀具的導(dǎo)向，以及裝卸工件時(shí)限位等等作用的。 組合機(jī)床夾具很一般夾具所起的作用看起來(lái)好像很接近，但其結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求卻有著很顯著的甚至是根本的區(qū)別。組合機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)和性能，對(duì)組合機(jī)床配置方案的選擇，有很大的影響。下面介紹一下組合機(jī)床夾具的一些主要特點(diǎn)。關(guān)于自動(dòng)線(xiàn)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn)將在第六章“組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)”中專(zhuān)門(mén)敘述。 機(jī)械制造過(guò)程中用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測(cè)的裝置。又稱(chēng)卡具。從廣義上說(shuō)，在工藝過(guò)程中的任何工序，用來(lái)迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱(chēng)為夾具。例如焊接夾具、檢驗(yàn)夾具、裝配夾具、機(jī)床夾具等。其中機(jī)床夾具最為常見(jiàn)，常簡(jiǎn)稱(chēng)為夾具??。在機(jī)床上加工工件時(shí)，為使工件的表面能達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求??，加工前必須將工件裝好（定位）、夾牢（夾緊）。夾具通常由定位元件（確定工件在夾具中的正確位置）、夾緊裝置??、對(duì)刀引導(dǎo)元件(確定刀具與工件的相對(duì)位置或?qū)б毒叻较?、分度裝置（使工件在一次安裝中能完成數(shù)個(gè)工位的加工，有回轉(zhuǎn)分度裝置和直線(xiàn)移動(dòng)分度裝置兩類(lèi)）、連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。夾具種類(lèi)按使用特點(diǎn)可分為：①萬(wàn)能通用夾具。如機(jī)用虎鉗、卡盤(pán)、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等，有很大的通用性，能較好地適應(yīng)加工工序和加工對(duì)象的變換，其結(jié)構(gòu)已定型，尺寸、規(guī)格已系列化，其中大多數(shù)已成為機(jī)床的一種標(biāo)準(zhǔn)附件。②專(zhuān)用性?shī)A具。為某種產(chǎn)品零件在某道工序上的裝夾需要而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制造，服務(wù)對(duì)象專(zhuān)一，針對(duì)性很強(qiáng)，一般由產(chǎn)品制造廠(chǎng)自行設(shè)計(jì)。常用的有車(chē)床夾具、銑床夾具、鉆模(引導(dǎo)刀具在工件上鉆孔或鉸孔用的機(jī)床夾具)、鏜模(引導(dǎo)鏜刀桿在工件上鏜孔用的機(jī)床夾具)和隨行夾具（用于組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)上的移動(dòng)式夾具）。③可調(diào)夾具。可以更換或調(diào)整元件的專(zhuān)用夾具。④組合夾具。由不同形狀、規(guī)格和用途的標(biāo)準(zhǔn)化元件組成的夾具，適用于新產(chǎn)品試制和產(chǎn)品經(jīng)常更換的單件、小批生產(chǎn)以及臨時(shí)任務(wù)。 除虎鉗、卡盤(pán)、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)之類(lèi)，還有一個(gè)更普遍的叫刀柄，一般說(shuō)來(lái)，刀具夾具這個(gè)詞同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，大多這個(gè)夾具指的就是刀柄！ （a） 一般的機(jī)床夾具是作為機(jī)床的輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的，而組合機(jī)床夾具是機(jī)床的主要組成部分，其設(shè)計(jì)工作是整個(gè)組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要部分之一。 （b） 組合機(jī)床夾具和機(jī)床其他部件有極其密切的聯(lián)系：如回轉(zhuǎn)或移動(dòng)工作臺(tái)，回轉(zhuǎn)鼓輪，主軸箱，刀具和輔具，鉆模板和托架，以及支承部件等等。正確地解決它們之間的關(guān)系，是保證組合機(jī)床的工作可靠和使用性能良好的重要條件之一。而且?jiàn)A具的結(jié)構(gòu)也要按這些部件的具體要求來(lái)確定。如在液壓驅(qū)動(dòng)的立式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)機(jī)床上的夾具，其夾壓系統(tǒng)就可采用液壓作為動(dòng)力；而在臥式鼓輪機(jī)床上的夾具，則多采用電氣—機(jī)械的夾緊方法。 （c） 由于組合機(jī)床常常是多、多面和多工序同時(shí)加工，會(huì)產(chǎn)生很大的切削力和振動(dòng)。因此組合機(jī)床夾具必須具有很好的剛性和足夠的夾壓力，以保證在整個(gè)加工過(guò)程中工件不產(chǎn)生任何位移。同時(shí)，也不應(yīng)使工件產(chǎn)生不容許的變形。 （d） 組合機(jī)床夾具是保證加工精度（尺寸精度、幾何精度和位置精度等）的關(guān)鍵部件，其實(shí)設(shè)計(jì)、制造和調(diào)整都必須有嚴(yán)格的要求，使其能持久地保持精度。 （e） 組合機(jī)床夾具應(yīng)便于實(shí)現(xiàn)定位和夾壓的自動(dòng)化，并有動(dòng)作完成的檢 查信號(hào)；保證切屑從加工空間自動(dòng)排除；便于觀察和檢查，以及在不從機(jī)床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損件和維護(hù)調(diào)整。 組合機(jī)床夾具是組合機(jī)床的組成部件，其設(shè)計(jì)應(yīng)按如下的程序進(jìn)行： （1）認(rèn)真研究分析所要設(shè)計(jì)夾具的原始數(shù)據(jù)和要求 因?yàn)樵跀M訂組合機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案時(shí)，對(duì)夾具的結(jié)構(gòu)型式和主要性能已提出了原則要求。 （2）擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案和進(jìn)行必要的計(jì)算 根據(jù)機(jī)床總體設(shè)計(jì)中確定的工件定位基面、夾壓位置、加工方法和刀具導(dǎo)向方式等，制定夾具的總體方案。 （3）組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的總圖和零件 在已確定的夾具結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)生產(chǎn)用的夾具總圖和零件圖。 按照組合機(jī)床夾具的主要功能，其結(jié)構(gòu)可以分為三大部分，即定位支承系統(tǒng)，夾緊機(jī)構(gòu)和刀具導(dǎo)向裝置。 4.2 定位支承系統(tǒng)概述 在組合機(jī)床上加工時(shí),必須使用權(quán)被加工零件對(duì)刀具及其導(dǎo)向體質(zhì)正確的相對(duì)位置,這是靠夾具的定位支承系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,定位支承系統(tǒng)除用以確定被加工零件的位置外,還要承受被加工零件的生量和夾壓力,有時(shí)還要取受切削力。 定位支承系統(tǒng)主要由定位支承、輔助支了和一些限位元件組成。定位支承是指在加工過(guò)程中維持被子加工零件有一定位置的元件。輔助支承是公用作增加被加工零件在加工過(guò)程中的剛度及穩(wěn)定性的一種活動(dòng)式支承元件。 由于定位支承元件直接與被加工零件接觸，因此其尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和布置都直接影響被子加工零件的精度。為了避免產(chǎn)生廢品以及經(jīng)常修理定位支承元件的麻煩，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意以下的問(wèn)題： （a）合理布置支承元件，力求使其組成較大的定位支承平面。最好使夾壓力的位置對(duì)準(zhǔn)定位支承元件。當(dāng)受工件結(jié)構(gòu)限制不能實(shí)現(xiàn)時(shí)，也應(yīng)使定位支承元件盡量接近夾壓力的作用線(xiàn)，并使夾壓力的合力中心處于定位支承平面內(nèi)。 （b）提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形。應(yīng)力求使定位元件（如定位銷(xiāo)）不要受力。 （c）提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性，以便長(zhǎng)期保持夾具的定位精度。 （d）可靠地?zé)犭姀S(chǎng)除定位支承部位的切屑。使用權(quán)切屑不堵塞和粘創(chuàng)刊在定位支承系統(tǒng)上，對(duì)保證定位的準(zhǔn)確性和工作可靠性有很大的影響。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能不使用權(quán)切屑落到定位支承系統(tǒng)上。當(dāng)切屑有可能落在其上時(shí)，必須采取有效的熱電廠(chǎng)屑和清理措施。 4.2.1定位支承系統(tǒng) 定位支承系統(tǒng)主要由定位支承，輔助支承和一些限位元件組成。 1． 定位支承元件及其布置 組合機(jī)床常用的定位支承元件有：支承板，支承塊，支承銷(xiāo)。下圖（a）支承板是本設(shè)計(jì)中采用的支承件。 在組合機(jī)床夾具上采用支承板定位時(shí)，工件通常用四個(gè)或理多一些的支承板定位，這樣可增加定位系統(tǒng)的剛度，心防止當(dāng)夾緊力和切削力不是對(duì)支承板時(shí)瑞士引起工件的變形。為了減小支承板的不共面度的誤差，可裝配后合磨。通常不共面度誤差為0。01~0。03mm。 對(duì)于采用毛坯面定位夾具，從理論上講是應(yīng)當(dāng)采用三點(diǎn)支承的，并采用帶圓頭的支承銷(xiāo)定位，但當(dāng)采用三個(gè)以上的壓板而不能確保同時(shí)動(dòng)作時(shí)（實(shí)際上是達(dá)不到同時(shí)動(dòng)作），常常會(huì)把工件夾歪，因此需要采用四點(diǎn)支承的方法。 在布置支承點(diǎn)時(shí)，應(yīng)按工件定位而后情況，使支承點(diǎn)之間的距離盡量遠(yuǎn)一些，以增加定位的穩(wěn)定性。支承板應(yīng)該放在切屑不易落到的地方。當(dāng)工件在夾具上以側(cè)面及其上面的定位孔定位時(shí)，定位塊就放在加工部位的上方或是切屑易落到的地方，且在布置上應(yīng)保證支承塊之間有較大的距離，不應(yīng)連續(xù)排列。 2定位銷(xiāo) 在組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)上加工箱體類(lèi)零件時(shí)，多采用“一面兩銷(xiāo)”的定位方法，以消除工件在空間的六個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)工件在夾具中的準(zhǔn)確定位。為了能以最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)形式裝卸工件（如單機(jī)夾具上的推進(jìn)和拉出，流水線(xiàn)和自動(dòng)線(xiàn)上工件在夾具上的送進(jìn)和推出），多采用伸縮式定位銷(xiāo)。除此以外，還可采用固定式定位銷(xiāo)。 1） 固定式定位銷(xiāo) 當(dāng)要求被加工孔與定位銷(xiāo)孔之間的位置精度高與+0。05或是-0。05mm?；蚴鞘芙Y(jié)構(gòu)的限制不能采用伸縮式定位銷(xiāo)，以及加工裝卸比較容易的輕小零件時(shí)，為了簡(jiǎn)化夾具的結(jié)構(gòu)均采用固定式定位銷(xiāo)。 采用固定式定位銷(xiāo)時(shí)，為了使工件的定位基面能很好地與支承元件相接觸，除采用圓柱銷(xiāo)和削邊銷(xiāo)相結(jié)合的定位方法以補(bǔ)償孔間距的誤差外，定位銷(xiāo)還必須有適當(dāng)?shù)母叨?，以補(bǔ)償定位孔與定位基面的垂直度誤差。對(duì)于削邊銷(xiāo)，要采用可靠的防轉(zhuǎn)措施，對(duì)于定位銷(xiāo)，還應(yīng)考慮拆裝方便。定位銷(xiāo)與安裝孔的配合，定位銷(xiāo)的尺寸及公差等，詳見(jiàn)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》。 4.2.2夾緊機(jī)構(gòu) 夾緊機(jī)構(gòu)通常由以下三個(gè)部分組成：夾緊動(dòng)力部分，中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，夾緊元件。 1）夾緊動(dòng)力 夾緊機(jī)構(gòu)可公為手動(dòng)夾緊和自動(dòng)夾緊兩種。本設(shè)計(jì)采用受動(dòng)夾緊的氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。 2） 氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 液壓夾緊機(jī)構(gòu)是利用壓力油作為夾緊動(dòng)力，再通過(guò)中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使夾具的夾緊元件執(zhí)行夾緊動(dòng)作的機(jī)構(gòu)。在組合機(jī)床夾具上，常采用液壓夾緊機(jī)構(gòu)。 采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題： （1） 應(yīng)保證夾緊機(jī)構(gòu)的剛性，為此給合機(jī)床夾具的夾緊螺桿桿徑，壓板厚度和傳動(dòng)杠桿徑通常應(yīng)設(shè)計(jì)得大些，應(yīng)避免采用細(xì)長(zhǎng)桿件。 （2） 在聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中，就設(shè)置必要的浮動(dòng)環(huán)節(jié)，并使它們有足夠的浮動(dòng)量，以便保證各壓均能壓緊工件現(xiàn)時(shí)不相互干涉。此設(shè)計(jì)夾具聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的浮動(dòng)五一節(jié)，采用了球面墊圈。 （3） 采用聯(lián)動(dòng)夾緊，要保證松夾時(shí)，所有壓板都能松開(kāi)工件。 第五章 總結(jié) 通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己更深層次地了解了設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)的一些方法及過(guò)程以及繪制有關(guān)零件時(shí)應(yīng)注意的一些細(xì)小環(huán)節(jié)。十二孔軸組合機(jī)床主要加工平面和孔，它能根據(jù)不同的零件組合出相應(yīng)的加工機(jī)床。所以此次十二孔軸組合機(jī)床設(shè)計(jì)主體內(nèi)容是機(jī)床的性能及規(guī)格、主要參數(shù)的選定、工藝方案的制定、“三圖一卡”的編制、主軸箱原始依據(jù)圖的繪制及設(shè)計(jì)尺寸鏈的檢驗(yàn)及有關(guān)校驗(yàn)。 除此之外，我還掌握了做機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法，和思路為今后的工作打下了基礎(chǔ)，而我的主要感受是在做任何事情前都應(yīng)做好相關(guān)數(shù)據(jù)資料的檢索。在現(xiàn)今社會(huì)中，隨著計(jì)算機(jī)的普及以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于各種數(shù)據(jù)資料的檢索已經(jīng)從圖書(shū)館的紙質(zhì)資料轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下的電子文檔。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我仔細(xì)的學(xué)習(xí)并能夠基本掌握及應(yīng)用所學(xué)知識(shí)到設(shè)計(jì)中。 本次設(shè)計(jì)不能算太完美，只可以說(shuō)基本完成了指導(dǎo)老師所提出的要求，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)一些參數(shù)的選擇還存在一些不全面、不合理的選擇，因此在今后遇到類(lèi)似的情況，將全面綜合考慮之后再選擇相關(guān)參數(shù)以及進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是在我的老師親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，顏教授都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。三年多來(lái)，曾不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷。在此謹(jǐn)向顏教授致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 三年的大學(xué)生活讓我受益菲淺，最重要的是培養(yǎng)了我吃苦耐勞的精神，腳踏實(shí)地的作風(fēng)，較強(qiáng)的社會(huì)工作能力。為了使自己能夠全方位的發(fā)展，更好的適應(yīng)這個(gè)日新月異的社會(huì)，在這幾學(xué)年中，我兢兢業(yè)業(yè)，努力學(xué)習(xí)，嚴(yán)格要求自己，不斷的提高自己各方面的素質(zhì)，爭(zhēng)取 在人生的道路上更好的實(shí)現(xiàn)社會(huì)價(jià)值,人生價(jià)值和自我價(jià)值! 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們每個(gè)學(xué)生在校三年來(lái)所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐技術(shù)所進(jìn)行的一次綜合性的全面考察；培養(yǎng)了我們運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；它還為我們了解一般機(jī)械工程設(shè)計(jì)的基本思想打下良好的基礎(chǔ)；在設(shè)計(jì)方案的擬定,設(shè)計(jì)資料的收集,手冊(cè)，國(guó)標(biāo)選用，設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用,零部件及總體裝配圖的繪制等方面，有一次較全面的鍛煉。對(duì)我們進(jìn)入社會(huì)具備一定獨(dú)立工作能力起了良好的作用,能較好的適應(yīng)工作。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過(guò)大學(xué)生活的各位同學(xué)，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意! 參考文獻(xiàn) [1].張耀宸 主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 航空工業(yè)出版社。1987 [2].李洪主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè)〉 北京出版社.1990。 [3].機(jī)械制造工藝設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組編 機(jī)械制造工藝及設(shè)備手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1992 [4].機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 王紹俊 主編 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 1984 [5].沈陽(yáng)工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校 劉克明主編 公差與檢測(cè) 機(jī)械工藝出版社 1995 [6].東北重型機(jī)械學(xué)院 洛陽(yáng)工學(xué)院 第一汽車(chē)制造廠(chǎng)職工大學(xué)編 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1990 [7].實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè) 陳宏鈞 主編 2004年 機(jī)械工業(yè)出版社 [8].機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 羅圣國(guó)等 高等教育出版社，1982 [9].機(jī)械加工工藝手冊(cè) 張耀宸主編 航空工業(yè)出版社，1987 [10].實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè) 陳宏鈞主編 2004年 機(jī)械工業(yè)出版社 [11].組合機(jī)床設(shè)計(jì) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)編 上海科學(xué)出版社1985 [12].組合機(jī)床設(shè)計(jì) 大連組合機(jī)床研究所編 機(jī)械工程出版社 1975 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