畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）設(shè)計(jì)(論文)題目： 軸承托腳左側(cè)面 3 孔組合鉆床設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 二級(jí)學(xué)院： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 提交日期： 年 月 日 答辯日期： 年 月 日 I目 錄摘要 .IAbstract II1 緒論 .11.1 組合機(jī)床的簡(jiǎn)介 11.2 本課題國(guó)內(nèi)外研究概況 22 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 42.1 組合機(jī)床方案的制定 .42.2 確定切削用量及選擇刀具 .62.3 鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡”的編制 .72.4 多軸箱的設(shè)計(jì) 163 夾具設(shè)計(jì) .223.1 機(jī)床夾具的概述 223.2 工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析 223.3 工件定位方案和定位元件的設(shè)計(jì) 233.4 夾緊方案和夾緊元件的設(shè)計(jì) 233.5 夾具的性能及優(yōu)點(diǎn) 233.6 夾具體的設(shè)計(jì) 243.7 誤差的分析與計(jì)算 243.8 夾具精度分析計(jì)算 253.9 夾具操作的簡(jiǎn)要說明 .264 結(jié)論 28參考文獻(xiàn) 29致 謝 .30金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 摘要軸承托腳左側(cè)面 3 孔組合鉆床設(shè)計(jì)摘要 應(yīng)用組合機(jī)床加工大批量零件，快捷高效，生產(chǎn)效率高是機(jī)械加工的發(fā)展方向。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是“軸承托腳專用機(jī)床設(shè)計(jì)-鉆底孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)” 。在工藝制定過程中，通過批量的進(jìn)行鉆底孔的加工方案，并尋求最佳的工藝方案，借此說明了工藝在生產(chǎn)過程中的重要性。本人的設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是：進(jìn)行了機(jī)床總體布局設(shè)計(jì)；對(duì)機(jī)床的進(jìn)給和傳動(dòng)部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)；結(jié)合實(shí)例，介紹了夾具設(shè)計(jì)方法；通過此設(shè)計(jì)，本機(jī)床完全能滿足設(shè)計(jì)要求，與傳統(tǒng)的機(jī)床相比，本機(jī)床具有自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)率高，精度高等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；鉆底孔；夾具設(shè)計(jì)；手動(dòng)金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 AbstractIBearing Bracket Left Side 3 Hole Combination Drilling Machine DesignAbstract Application of combined high-volume machining parts, high efficiency, high productivity is the development direction of machining. The topic of this graduation design is the design of special purpose machine “- crankcase bottom hole drilling 3-M3 modular machine tool design“. Making process in the process, with a mass of bottom hole drilling project, and to seek the best technology solutions, which illustrates the importance of process in the production process. The main content of my design are: the overall layout design of machine tool; on the machine feed and transmission parts of the design; combined with the example, the fixture design; the design, this machine can meet the design requirements, compared with traditional machine, this machine has high automation, high productivity, advantages higher precision.Key words: combination machine; drill hole; fixture design; manual金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 緒論01 緒論1.1 組合機(jī)床的簡(jiǎn)介組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，根據(jù)特定的形狀和工件的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)獨(dú)特，組成的半自動(dòng)或自動(dòng)機(jī)床。組合機(jī)床一般采用多軸，多刀，多進(jìn)程，多或多級(jí)處理，生產(chǎn)效率幾倍比普通機(jī)床高幾倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于大批量，大批量生產(chǎn)，并可用于組成自動(dòng)生產(chǎn)線。組合機(jī)床一般用于加工箱體零件或特殊形狀的。工件的加工，一般不旋轉(zhuǎn)，相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具和工件，來實(shí)現(xiàn)鉆孔，擴(kuò)孔，鉆孔，擴(kuò)孔，鉆孔，銑削平面，內(nèi)、外螺紋切削加工圓等。夾緊工件的加工頭旋轉(zhuǎn)組合機(jī)床，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可達(dá)到一定的旋轉(zhuǎn)部件（如飛輪，汽車后橋等）的循環(huán)和過程。在第二十世紀(jì) 70 年代，隨著可轉(zhuǎn)位刀具，刀具的發(fā)展密度，孔尺寸自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)刀具補(bǔ)償技術(shù)，提高組合機(jī)床的加工精度。高達(dá) 0.05 毫米和 1000 毫米的銑削平面，表面粗糙度可達(dá) 2.5 ~ 0.33 微米低；鏜孔精度可以達(dá)到 IT7 ~ 3，孔距精度可達(dá) o.03 ~ o.02 微型計(jì)。專用機(jī)床是隨著汽車產(chǎn)業(yè)的興起發(fā)展。在專用機(jī)床的某些部分重復(fù)使用，并逐漸發(fā)展成一個(gè)通用部件，導(dǎo)致在一個(gè)組合機(jī)床。組合機(jī)床是最早的 1911 在美國(guó)，為汽車零部件加工。在每臺(tái)機(jī)器的開始，本廠有他們的標(biāo)準(zhǔn)通用部件。為了提高互換性通用不同配件廠，方便了用戶的使用和維修，1953 美國(guó)福特汽車公司和通用汽車公司和美國(guó)機(jī)械廠協(xié)商，確定組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，嚴(yán)格的規(guī)定尺寸的組件之間的接觸，但部分結(jié)構(gòu)未指定。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，基本上有兩種方式：一，目前是根據(jù)處理對(duì)象的特點(diǎn)專門設(shè)計(jì)的，這是最常見的做法。其次，在組合機(jī)床廣泛用于機(jī)械行業(yè)在我國(guó)，大多數(shù)的工人和技術(shù)人員總結(jié)生產(chǎn)和使用組合機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不在其組件共同組合機(jī)，可設(shè)計(jì)成通用的部件，和一些行業(yè)是一個(gè)組合機(jī)床的加工范圍完成極為相似，它是可能的設(shè)計(jì)的，通用機(jī)床，機(jī)床被稱為“專業(yè)的組合機(jī)床” 。本機(jī)不根據(jù)具體的處理對(duì)象都需要特殊的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，可設(shè)計(jì)為多功能，組織大批量生產(chǎn)，然后根據(jù)加工零件的具體需要，夾具和簡(jiǎn)單的切割工具，可以由一個(gè)特定的對(duì)象金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 緒論1的高效加工設(shè)備。通用部件按功能可分為動(dòng)力元件，支撐部分，傳輸部分，控制部分和附件五。動(dòng)力裝置是用于組合機(jī)床主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件。主電源箱，切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)。支撐組件用于安裝動(dòng)力滑臺(tái)進(jìn)給機(jī)構(gòu)，一頭或夾具切割，側(cè)基，中間底座，支架，可調(diào)支架，立柱和立柱底座等。傳動(dòng)部分可用于運(yùn)輸或主軸箱的加工站組成，主要分度回轉(zhuǎn)臺(tái)，環(huán)形分度回轉(zhuǎn)臺(tái)，鼓和往復(fù)工作臺(tái)等?？刂茊卧靡钥刂茩C(jī)床的自動(dòng)循環(huán)組成，液壓站，電氣柜和控制表。附件有潤(rùn)滑裝置，冷卻裝置和排屑裝置等。為了使組合機(jī)床能被用在小批量生產(chǎn)中，常常需要應(yīng)用成組技術(shù)，集中在一臺(tái)組合機(jī)床類似零件的結(jié)構(gòu)和工藝，以提高機(jī)床的利用率。本機(jī)有兩種常見的，但主軸箱組合機(jī)床和機(jī)床刀架。組合機(jī)床未來的發(fā)展將更加調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，縮短生產(chǎn)周期時(shí)間；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱，夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；柔性制造系統(tǒng)和成。1.2 本課題國(guó)內(nèi)外研究概況 在過去的 20 年中，組合機(jī)床自動(dòng)線的技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，在精密加工，自動(dòng)線的生產(chǎn)效率，巨大的進(jìn)步速度，靈活和綜合自動(dòng)化，是組合機(jī)床自動(dòng)線技術(shù)的發(fā)展達(dá)到了很高的水平。自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，線切割機(jī)，及其他相關(guān)技術(shù)，尤其是數(shù)控技術(shù)的發(fā)展對(duì)自動(dòng)線的結(jié)構(gòu)變化和靈活性起著決定性的作用。隨著市場(chǎng)需求的變化，靈活的將越來越成為在設(shè)備選擇的重要因素。因此，組合機(jī)床自動(dòng)線將面臨激烈的競(jìng)爭(zhēng)，包括高速加工中心的柔性制造系統(tǒng)。組合機(jī)床是一種專用的高自動(dòng)化的技術(shù)和設(shè)備，目前，它仍然是一個(gè)大量的關(guān)鍵設(shè)備和機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效，高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，因此被廣泛用于汽車，拖拉機(jī)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。其中，特別是汽車工業(yè)，是組合機(jī)床的最大用戶。如德國(guó)的大眾汽車廠在該發(fā)動(dòng)機(jī)廠在機(jī)械行業(yè)中，大量生產(chǎn)，大量使用的設(shè)備是組合機(jī)床。因此，組合機(jī)床與自動(dòng)化水平的技術(shù)性能，工業(yè)部門的生產(chǎn)效率的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品的質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織的決定在很大程度上，決定了其產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力在很大程度金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 緒論2上?，F(xiàn)代組合機(jī)床和自動(dòng)線作為機(jī)電一體化產(chǎn)品，它是綜合反映驅(qū)動(dòng)，控制，測(cè)量，監(jiān)測(cè)，工具和機(jī)械組件技術(shù)。在過去的 20 年中，這些技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在組合機(jī)床的汽車和內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的主要用戶同樣也有很大的變化，產(chǎn)品生命周期縮短，增加品種和質(zhì)量改進(jìn)。這些因素的發(fā)展，促進(jìn)和刺激組合機(jī)床。組合機(jī)床是高效專用機(jī)床由大量的通用部件和少量的專用部件組成和工藝。通用機(jī)床和專用機(jī)床的發(fā)展。由于機(jī)械加工的組合是高度集中的，也可完成一個(gè)或幾個(gè)一機(jī)不同的過程，所以為了適應(yīng)生產(chǎn)產(chǎn)量，要求精度高，克服了通用機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，難以保證精度的缺點(diǎn)，專用設(shè)備通用性差，不適應(yīng)現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，往往更新的要求。因此，組合機(jī)床和自動(dòng)線已被廣泛應(yīng)用于汽車，柴油機(jī)，電機(jī)，儀表、軍工產(chǎn)品的生產(chǎn)，并顯示出巨大的優(yōu)越性。金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)32 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)2.1 組合機(jī)床方案的制定2.1.1 制定工藝方案加工技術(shù)將確定組合機(jī)床的加工質(zhì)量，生產(chǎn)率，夾具的總體布局和結(jié)構(gòu)。因此，在計(jì)劃的過程中，我們必須要被加工零件的分析，和現(xiàn)場(chǎng)的形狀，尺寸，材料，硬度，剛度的深入了解，表面粗糙度的加工精度，加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，和定位，夾緊方法，過程，和切割工具，生產(chǎn)力的場(chǎng)景，環(huán)境和條件等。與國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)資料的收集，制定合理的工藝。根據(jù)被加工零件（軸承托腳）的零件圖（圖 2.1） ，加工過程 3 螺紋底孔：(1) 加工孔的主要技術(shù)要求。3 個(gè)螺紋孔 M6 底孔直徑均為 Φ5mm?？椎奈恢枚裙顬?0.05mm。工件材料為 HT200，HB170-241HBS要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量 5 萬件，單班制生產(chǎn)(2) 工藝分析加工該孔時(shí)，孔的位置度公差為 0.05mm。根據(jù)組合機(jī)床和精密加工方案的過程，可以用如下：一次性加工孔，直徑為 Φ5mm (3) 定位基準(zhǔn)及夾緊點(diǎn)的選擇部分被加工孔的表面上，上面的三自由度和三個(gè)自由度的右端極限的限制，位于中間的孔通過螺釘夾有很好的作用。為保證加工精度，提高生產(chǎn)效率和降低勞動(dòng)量，工件是批量生產(chǎn)，所以在設(shè)計(jì)，手動(dòng)夾緊。2.1.2 確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案(1)被加工零件的加工精度被加工零件的過程來完成組合機(jī)床加工精度應(yīng)保證，是制造機(jī)器的主要依據(jù)。較高的軸承托腳鉆孔的精度要求，可用于鉆孔組合機(jī)床。為了機(jī) ra1.3um 孔的表面粗糙金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)4度，改善原機(jī)的制造精度和工件的定位精度和減少夾緊變形的對(duì)策研究。因此，該機(jī)通常采用的尾部安裝的齒輪傳動(dòng)裝置，進(jìn)給使用液壓系統(tǒng)，被加工零件圖如圖 2.1 所示圖 2.1 軸承托腳(2) 被加工零件的特點(diǎn)這主要是指結(jié)構(gòu)形狀的材料，零件加工工件硬度工件剛度，定位基準(zhǔn)特征，他們有重要影響的機(jī)床工藝方案系統(tǒng)。這個(gè)盒子是 HT200 材料，硬度 HB100，5mm 孔直徑。多孔同步處理，部分的剛度是足夠的，少力，振動(dòng)，和工件變形的影響可以忽略不計(jì)的加熱。在一般情況下，孔的中心線與定位基準(zhǔn)平面平行和由一個(gè)或多個(gè)表面處理身體應(yīng)橫機(jī)，該機(jī)適用于加工定位面水平和加工孔和垂直參考平面，但不適合加工安裝不方便或高細(xì)長(zhǎng)件。一個(gè)單一的加工機(jī)適用于大箱，和中小型零件則多采用多處理機(jī)。這些組件的加工特點(diǎn)的中心線與定位基準(zhǔn)面是垂直的，和定位基準(zhǔn)水平，工件較小，孔隙分布密集，多軸箱體積較大，選擇臥式鉆床。(3) 零件的生產(chǎn)批量生產(chǎn)批次的部分是由單工位定，在多工位的一個(gè)重要因素，在自動(dòng)線或組合機(jī)床設(shè)計(jì)的小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。根據(jù) 50000 件的年生產(chǎn)能力的生產(chǎn)程序設(shè)計(jì)的要求，從工件的形狀和輪廓尺寸，以減少處理時(shí)間，采用多軸，以減少機(jī)床數(shù)量，過程在一臺(tái)機(jī)金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)5器上完成，為了提高利用率。(4) 機(jī)床使用條件根據(jù)車間布局，組合機(jī)床的使用選擇合適的組合機(jī)床工藝連接，技術(shù)能力和自然條件和要求?；谏鲜觯狠S承托腳的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工零件，尺寸精度，表面粗糙度和技術(shù)要求，定位，夾緊方法，過程，和機(jī)床的總體布局和技術(shù)性能等的影響因素，最終決定設(shè)計(jì)四軸頭多工位同步鉆床。2.2 確定切削用量及選擇刀具2.2.1 確定工序間余量為使加工過程順利進(jìn)行并穩(wěn)定的保證加工精度，必須合理地確定工序余量。生產(chǎn)中常用查表給出的組合機(jī)床對(duì)孔加工的工序余量，以消除轉(zhuǎn)、定位誤差的影響。Φ5mm的孔在鉆孔時(shí)，直徑上工序間余量均為 0.2mm。2.2.2 選擇切削用量技術(shù)含量決定完成機(jī)器的組合，你可以選擇切削參數(shù)。因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下，多軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床的設(shè)計(jì)組合，切削參數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，30%低于普通機(jī)床的加工單。多軸主軸箱的所有工具都有一個(gè)進(jìn)料系統(tǒng)，通常作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電力幻燈片，工作，每分鐘進(jìn)給量的所有工具的相同，等于每分鐘的動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給（毫米/分鐘）適用于一般的工具。因此，同一主軸箱上的刀具主軸可設(shè)計(jì)成同轉(zhuǎn)速和同的每轉(zhuǎn) 進(jìn)給量（mm/r ）與其適應(yīng)。以滿足直徑的加需要，即： …………………………………2.112.inffnfv??式中： … ——各主軸轉(zhuǎn)速（r/min ）、 、——各主軸進(jìn)給量（ mm/r）12,.iff——?jiǎng)恿_(tái)每分鐘進(jìn)給量（mm/min）vf由于軸承托腳鉆孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求等，按照經(jīng)濟(jì)地選擇滿足加工要求的原則，采用查表的方法查得：孔鉆頭直徑 D=5mm，進(jìn)給量f=0.18mm/r、切削速度 v=18m/min2.2.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度 v 及進(jìn)給量 f）確定切削力，作為選擇動(dòng)力金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)6部件（滑臺(tái)） ；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動(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)電動(dòng)（一般指動(dòng)力箱）功率，通過查表計(jì)算如下：切削力： =23 …………………………2.2FD8.0f6.HB=23×5× ×.2.0=2378.5N切削扭矩： =10 ………………………2.3T9.18.0f6.=10× × ×.5.2.0=9979N·mm切削功率： = ……………………………2.4P/974vD?=9979×18/(9740×3.5×5)=0.43kw式中： HB——布氏硬度F——切削力（N）D——鉆頭直徑（mm）f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）T——切削扭矩(N·mm)V——切削速度（m/min）P——切削功率(kw)2.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu)在軸承托腳的布氏硬度 HB100，孔徑 d 高速鋼鉆頭為 5mm 的刀具材料（W18Cr4V） ，為了使工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工簡(jiǎn)單，Φ5mm 的麻花鉆的選擇標(biāo)準(zhǔn)?？准庸さ毒唛L(zhǎng)度應(yīng)確保在工具和導(dǎo)套的末端之間的螺旋槽加工結(jié)束 30 ~ 50mm 范圍，以排出切屑與刀具磨損已調(diào)整了一定量。2.3 鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡”的編制總體設(shè)計(jì)方案的圖紙表達(dá)形式——“三圖一卡”設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率卡。2.3.1 被加工零件工序圖1，通過處理流程圖的作用及內(nèi)容零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案加工，稱為組合機(jī)床的工藝內(nèi)容完整，尺寸，金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)7加工零件的精度，表面粗糙度和技術(shù)要求，定位基準(zhǔn)，加工零件和材料零件的夾具加工圖紙，硬度。它是基于原來的繪圖，突出本機(jī)床的加工內(nèi)容，再加上畫出必要的說明，主要是基于組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，制造，使用，也是重要的技術(shù)文件，檢查和機(jī)床的調(diào)整。軸承托腳孔組合機(jī)床是加工零件的過程如圖 2.2 所示。地圖的主要內(nèi)容：（1）被加工零件的形狀，主要尺寸和機(jī)加工零件的尺寸，精度，表面粗糙度，形狀和位置精度等技術(shù)要求，以及工作程序和技術(shù)要求。（2）定位基準(zhǔn)選擇定位夾緊，夾緊方向的過程。（3）加工零件的名稱，數(shù)量，材料，硬度和加工件與津貼。2，繪制加工零件的工序圖的注意（1）為了使被加工零件工序圖是明確的，必須通過處理這臺(tái)機(jī)器的內(nèi)容。繪制時(shí)，要按一定比例，選擇足夠的視圖和剖面看，優(yōu)秀的處理站點(diǎn)（用粗實(shí)線） ，和零件和機(jī)床的輪廓，重行標(biāo)記的夾具設(shè)計(jì)。如在參考 2.2 位置，機(jī)械夾緊位置和方向，輔助支持由符號(hào)部規(guī)定（細(xì)實(shí)線）表清楚，所有的程序來確保尺寸，角度等，應(yīng)使用尺寸的數(shù)值表示。圖 2.2 軸承托腳工序圖（2）加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起，為了便于加工和檢驗(yàn)，有時(shí)為選定的定金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)8位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，應(yīng)處理網(wǎng)站的轉(zhuǎn)換位置精度要求。2.3.2 加工示意圖1、加工示意圖的作用和內(nèi)容（2）和定位基準(zhǔn)加工零件的注射位置大小，為了便于加工和檢驗(yàn)，有時(shí)為選定的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，應(yīng)處理網(wǎng)站的轉(zhuǎn)換位置精度要求。與加工示意含量的作用.圖式加工是反映在拉深零件加工工藝方案，表示被加工零件在機(jī)床，刀具和工件，夾具，布局之間的相對(duì)位置的刀具，機(jī)床的工作行程和工作周期，是工具，夾具，主軸箱，主要對(duì)功率器件依據(jù)電氣和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是整個(gè)機(jī)床布局原來的需求，重要文件也是必要的調(diào)整工具。圖 2.3 是軸承托腳孔加工示意圖圖 2.3 加工示意圖在圖上應(yīng)標(biāo)注的內(nèi)容：（1）機(jī)床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。（2）工件、夾具、刀具及多軸箱端面之間的距離等。（3）主軸的結(jié)構(gòu)類型，尺寸及外伸長(zhǎng)度；刀具類型，數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、接桿、導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向置的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式，刀具應(yīng)按加工終了位置繪制。2、繪制加工示意圖之前的有關(guān)計(jì)算（1）刀具的選擇 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)9刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素。刀具的選擇前已述及，此處就不在追述了。（2）導(dǎo)向套的選擇 在組合機(jī)床主軸孔加工，除了使用剛性方案，工件的尺寸，位置精度主要取決于夾具指南。所以正確的選擇式導(dǎo)向裝置，合理確定規(guī)模，精度，是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，也是解決必須處理內(nèi)容繪制示意圖。1）選擇導(dǎo)向類型 根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑和刀具導(dǎo)向的線速度 v=18m/min，選擇固定式導(dǎo)向。2）導(dǎo)向套的參數(shù) 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下表：表 2.1 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺d d1 D D1 D2 l l1 l2 l3 l4 L55 5 22 30 34 150 40 5 12 17 43固定裝置的配合如下表：表 2.2 固定裝置的配合導(dǎo)向類別工藝方法D D D1刀具導(dǎo)向部分外徑固定導(dǎo)向鉆孔 G7（或 F8） H7/g3 H7/n3 g3固定導(dǎo)向裝置的布置如圖 2.4 所示金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)10圖 2.4 固定導(dǎo)向裝置的布置（3）初定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度因?yàn)檩S的材料為 40Cr，剪切彈性模量 G=81.0GPa,剛性主軸取 ψ＝1／4（ 0）／m,所以 B 取 2.313，根據(jù)剛性條件計(jì)算主軸的直徑為：d B ……………………………………2.59?4T式中： d——軸直徑（mm） （24.35）T——軸所承受的轉(zhuǎn)矩（N·mm）B——系數(shù)本設(shè)計(jì)中主軸直徑 d=25mm,主軸外伸長(zhǎng)度為：L=115mm，D/ 為 40/28。1d（4）選擇刀具接桿 由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長(zhǎng)度為一定值，而刀具的長(zhǎng)度也是一定值，因此，為保證多軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了位置，就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié)，這個(gè)可調(diào)節(jié)在組合機(jī)床上是通過可調(diào)整的刀具接桿來解決的,連接桿如圖 2.5所示， 圖 2.5 可調(diào)連接桿連接桿上的尺寸 d 與主軸外伸長(zhǎng)度的內(nèi)孔 D 配合，因此，根據(jù)接桿直徑 d 選擇刀具接桿參數(shù)如表 2.3 所示：表 2.3 可調(diào)接桿的尺寸d D1(h3) d2 d3 L l1 l2 l3螺母厚度28 Tr28×2 莫氏 1 號(hào) 12.031 33 55 51 42 50 12金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)11（5）確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸從加工結(jié)束主軸箱的端到端的所有鏈接的大小來確定的表面之間的最小距離，加工示意圖連接尺寸如圖 2.3 所示。面對(duì)的工件端面最重要的連接尺寸（多軸箱的大小321mm） ，它等于刀具懸伸長(zhǎng)度，螺母的厚度，主軸伸出長(zhǎng)度和連桿長(zhǎng)度（可調(diào)）和減去加工，孔的深度和切出值。（3）工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 如圖 2.3 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 應(yīng)等于工件加工部位長(zhǎng)度 L 與刀具切入長(zhǎng)度 和切出長(zhǎng)工L 1L度 之和。切入長(zhǎng)應(yīng) 應(yīng)根據(jù)工件端面誤差情況在 5～10mm 之間選擇，誤差大時(shí)取2L1大值，因此取 =8mm，切出長(zhǎng)度 =1/3d+(3～8)= x5+7 12mm，所以12 13??=8+12+12=32mm.工（7）快進(jìn)長(zhǎng)度的確定 考慮實(shí)際加工情況，在未加工之前，保證工件表面與刀尖之間有足夠的工作空間，也就是快速退回行程須保證所有刀具均退至夾具導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝卸。這里取快速退回行程為 120mm，快退長(zhǎng)度等于快速引進(jìn)與工作工進(jìn)之和，因此快進(jìn)長(zhǎng)度 120-45=75mm.圖 2.3 工作進(jìn)給長(zhǎng)度2.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)12圖 2.7 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖1、聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容在一般情況下，組合機(jī)床是由通用部件標(biāo)準(zhǔn)——?jiǎng)恿ο洌瑒?dòng)力滑臺(tái)，柱，柱腳及特殊部件的裝配。聯(lián)系尺寸圖是用來表示機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件相互組裝在該系統(tǒng)中，相對(duì)位置和尺寸的機(jī)器部件接觸測(cè)試是否滿足要求，通用部件的選擇是適當(dāng)?shù)?，并?duì)主軸箱設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展提供基礎(chǔ)，夾具等專用部件，零件。聯(lián)系尺寸圖也可以被視為一個(gè)簡(jiǎn)化的設(shè)備布局，它代表了機(jī)床的結(jié)構(gòu)類型和總體布局。如圖 2.7 所示，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖包括機(jī)床的布局，主要接觸尺寸電機(jī)尺寸，規(guī)格，通用組件和電機(jī)的主要參數(shù)的動(dòng)態(tài)組件，工件和各部分之間的特殊部位，外形尺寸。2、選用動(dòng)力部件選用動(dòng)力部件主要選擇型號(hào)、規(guī)格合適的動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng)力箱。（1）滑臺(tái)的選用 通常，根據(jù)滑臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方式、所需進(jìn)給力、進(jìn)給速度、最大行程長(zhǎng)度和加工精度等因素來選用合適的滑臺(tái)。1）驅(qū)動(dòng)形式的確定 根據(jù)對(duì)液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)的性能特點(diǎn)比較，并結(jié)合具金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)13體的加工要求，使用條件選擇 HY 系列液壓滑臺(tái)。2）確定軸向進(jìn)給力 滑臺(tái)所需的進(jìn)給力= ∑ =4×2378.5=955N進(jìn)Fi式中： ——各主軸加工時(shí)所產(chǎn)生的軸向力i由于滑臺(tái)工作時(shí)，除了克服各主軸的軸的向力外，還要克服滑臺(tái)移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力。因而選擇滑臺(tái)的最大進(jìn)給力應(yīng)大于 ＝9.55KN。進(jìn)3）確定進(jìn)給速度 液壓滑臺(tái)的工作進(jìn)給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)速，對(duì)液壓滑臺(tái)確定切削用量時(shí)所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺(tái)最小工作進(jìn)給速度的 0.5～1倍;液壓進(jìn)給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時(shí)，實(shí)際進(jìn)給速度應(yīng)更大一些。本系統(tǒng)中進(jìn)給速度=n·f=18mm/min。所以選擇 1HY32ⅡA 液壓滑臺(tái)，工作進(jìn)給速度范圍vf20～350mm/min，快速速度 10m/min。4）確定滑臺(tái)行程 滑臺(tái)的行程除保證足夠的工作行程外，還應(yīng)留有前備量和后備量。前備量的作用是動(dòng)力部件有一定的向前移動(dòng)的余地，以彌補(bǔ)機(jī)床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調(diào)整。本系統(tǒng)前備量為 20mm，后備量的作用是使動(dòng)力部件有一定的向后移動(dòng)的余地，為方便裝卸刀具，這里取 80mm,所以滑臺(tái)總行程應(yīng)大于工作行程，前備量，后備量之和。即：行程 L＞120+20+80=220mm，取 L＝330mm。綜合上述條件，確定液壓動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào) 1HY32ⅡA,以及相配套的滑臺(tái)底座（1CC321 型） 。（2）由下式確定動(dòng)力箱的選用 動(dòng)力箱主要依據(jù)多軸所需的電動(dòng)機(jī)功率來選用，在多軸箱沒有設(shè)計(jì)之前， 可算主P＝ ／η……………………………2.3主 切P＝3*0.43／0.8＝3.225KW式中：η——多軸箱傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí) η＝0.8～0.9；有色金屬時(shí)η＝0.7～0.8，本系統(tǒng)加工 HT200，取 η＝0.8．動(dòng)力箱的電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大于計(jì)算功率，并結(jié)合主軸要求的轉(zhuǎn)速大小選擇。因此，選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132M1-3 的 1TD32I 型動(dòng)力箱，動(dòng)力箱輸出軸至箱底面高度為180mm。主要技術(shù)參數(shù)如下表：表 2.4 電機(jī)型號(hào)及參數(shù)主電機(jī)傳動(dòng)型號(hào) 轉(zhuǎn)速范圍（r/min） 主電機(jī)功率（ 配套主軸部件型號(hào)金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)14電機(jī)轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)速 ）kwD50 Y132M1-3 930 470 4 1HY32ⅡA,1CC321,1CD3213、配套支承部件的選用立柱底座 1CD322。4、確定裝料高度裝料高度指工件安裝基面至機(jī)床底面的垂直距離，在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，裝料高度可視具體情況在 H＝580～1030mm 之間選取，本系統(tǒng)取裝料高度為 800mm。5、中間底座輪廓尺寸中間底座的輪廓尺寸要滿足滑臺(tái)在其上面聯(lián)接安裝的需要，又考慮到與立柱底座相連接。因此，中間底座采用側(cè)底座 1CD321。3、確定多軸箱輪廓尺寸本機(jī)床配置的多軸箱總厚度為 340mm，寬度和高度按標(biāo)準(zhǔn)尺寸中選取。計(jì)算時(shí)，多軸箱的寬度 B 和高度 H 可確定為：B=320，H=250根據(jù)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B×H=320×250mm。2.3.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映所設(shè)計(jì)機(jī)床的工作循環(huán)過程、動(dòng)作時(shí)間、切削用量、生產(chǎn)率、負(fù)荷率等技術(shù)文件，通過生產(chǎn)率計(jì)算卡，可以分析擬定的方案是否滿足用戶對(duì)生產(chǎn)率及負(fù)荷率的要求。計(jì)算如下：切削時(shí)間： T 切 = L/vf+t 停 ……………………………2.7 = 45/74.7＋10/415=0.325 min式中： T 切 ——機(jī)加工時(shí)間（min）L——工進(jìn)行程長(zhǎng)度（mm）vf—— 刀具進(jìn)給量（mm/min）t 停 ——死擋鐵停留時(shí)間。一般為在動(dòng)力部件進(jìn)給停止?fàn)顟B(tài)下，刀具旋轉(zhuǎn) 5～10 r 所需要時(shí)間。這里取 10r輔助時(shí)間 T 輔 = +t 移 +t 裝 ……………………2.8fkvL43?= （75＋120）/1000+0.13+2金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)15= 2.325min式中： L 3、L 4 ——分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退長(zhǎng)度（mm）vfk ——快速移動(dòng)速度（mm/min）t 移 ——工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)間（min）,一般為 0.05～0.13min,取 0.13 mint 裝 ——裝卸工件時(shí)間（min）一般為 0.5～1.5min,本例取 2min機(jī)床生產(chǎn)率 Q1 = 30/T 單 …………………………………2.9= 30/（T 切 +T 輔 ）=30/（0.325+3.295）=15.3 件/h機(jī)床負(fù)荷率按下式計(jì)算 η = Q / Q 1×100%…………………………2.10= A / Q1tk×100%=20000/15.3×1950×100%=37.04%式中：Q——機(jī)床的理想生產(chǎn)率（件/h ）A——年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件） tk——年工作時(shí)間，單班制工作時(shí)間 tk =1950h表 2.5 生產(chǎn)率計(jì)算卡2.4 多軸箱的設(shè)計(jì)2.4.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的如圖 2.8 所示:金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)16圖 2.8 鉆孔組合機(jī)床多軸箱圖中多軸箱的兩定位銷孔中心連線為橫坐標(biāo)，工件加工孔對(duì)稱，選擇箱體中垂線為縱坐標(biāo)，在建立的坐標(biāo)系中標(biāo)注輪廓尺寸及動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)位置尺寸。主軸部為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（面對(duì)主軸看） 。主軸的工序內(nèi)容，切削用量及主軸尺寸及動(dòng)力部件的型號(hào)和性能參數(shù)如表 2.3 所示：表 2.3 主軸外尺寸及切削用量主軸外伸尺寸 切削用量軸號(hào)D/d L工序內(nèi)容N（r/min）V(m/min)f(mm/r)Vf(mm/min)1、2、3、440/28 115 鉆 Φ5 415 18 0.18 74.7注：1．被加工零件編號(hào)及名稱：箱體材料：HT200 JB297-32；硬度: HB170-241，前、后、側(cè)蓋等材料為 HT1502．動(dòng)力部件型號(hào)：1TD32I 動(dòng)力箱，電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y112M-3；功率 P＝2.2kw。2.4.2 齒輪模數(shù)選擇本組合機(jī)床主要用于鉆孔，因此采用滾珠軸承主軸。齒輪模數(shù) m 可按下式估算：m=(30～32) =32× ≈2.1……………2.113)/(ZNP3)4159/(.2?式中：m——估算齒輪模數(shù)P——齒輪所傳遞的功率（kw）金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)17Z——對(duì)嚙合齒中的小齒輪數(shù)N——小齒輪的轉(zhuǎn)速（r/min）多軸箱輸入齒輪模數(shù)取 m=2.5。2.4.3 多軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1）根據(jù)原始依據(jù)圖（圖 2.8） ，畫出驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)位置。如下表：表 2.7 驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)值坐標(biāo) 銷 O1 驅(qū)動(dòng)軸 O 主軸 1 主軸 2 主軸 3 主軸 4X －175 0 37 37 -37 -37Y 0 83.5 103.5 59.5 59.5 103.5（2）確定傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù)圖 2.9 齒輪的最小壁厚1）最小齒數(shù)的確定為保證齒輪齒根強(qiáng)度，根據(jù)《組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，驅(qū)動(dòng)軸齒數(shù)要在 21-24 之間。2）傳動(dòng)軸 2 為主軸 1，2，3，4 都各自在同一同心圓上。多軸箱的齒輪模數(shù)按驅(qū)動(dòng)軸齒輪估算………………………2.5??30~2Pmzn?金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)18多軸箱輸入齒輪模數(shù)取 m=2.5。主軸 1，2，3，4 要求的轉(zhuǎn)速一致且較高，所以采用降速傳動(dòng)。主軸齒數(shù)選取 Z=21，傳動(dòng)齒輪采用 z=22 齒的齒輪，變位系數(shù) 。0.18x=傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為:…………………………2.15735/minr?由于前面選取了主軸直徑為 40，顯然傳動(dòng)軸直徑都選取 40，這樣為了減少傳動(dòng)軸種類和設(shè)計(jì)題目需要由于傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速是 ，則驅(qū)動(dòng)軸至傳動(dòng)軸的傳動(dòng)比為:/i……………………………2.131735i所以選擇兩級(jí)傳動(dòng)，且傳動(dòng)比分配為：一級(jí)為 1.0×1.0;二級(jí)為 1.4×1.0。驅(qū)動(dòng)軸的直徑為 40mm，由《組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得知：t=33.3mm,當(dāng) m=3 時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸上的齒數(shù)為：Zmin≥ ………2.17303.2(1.5)2(1.25).8dmt??????去驅(qū)動(dòng)齒輪齒數(shù) Z=24。通用的齒輪有三種，即傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱齒輪和電機(jī)齒輪。材料均為 45 鋼，熱處理為齒部高頻淬火 G54。本機(jī)床齒輪的選用按照下表選用表 2.8 齒輪種類及參數(shù)齒輪種類 寬度（mm） 齒 數(shù) 模數(shù)（mm） 孔徑（mm）驅(qū)動(dòng)軸齒輪243217～ 50 連續(xù)17～702、2.5、32、2.5、3、415、20、30、35、4025、30、35、40、50傳動(dòng)軸齒輪 44（B 型） 21-24 3 25、30、35、40、50輸出軸齒輪 32 21-24 3 18、22、28、32、33計(jì)算各主軸轉(zhuǎn)速使各主軸轉(zhuǎn)速的相對(duì)轉(zhuǎn)速損失在 5%以內(nèi)，由公式：V= 知：±.140DnError! No bookmark name given.n1=n2=n3=n4=18x1000/3.5/5=415r/minError! No bookmark name given.…………………2.182.4.4 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖傳動(dòng)系統(tǒng)圖是表示傳動(dòng)關(guān)系是示意圖，即用以確定的傳動(dòng)軸將驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)19接起來，繪制在多軸箱輪廓內(nèi)的傳動(dòng)示意圖，如圖 2.10 所示圖 2.10 鉆孔多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖圖中傳動(dòng)軸齒輪和驅(qū)動(dòng)軸齒輪為第Ⅰ排。在圖中標(biāo)出齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、變位系數(shù)，以校核驅(qū)動(dòng)軸是否正確。另外，應(yīng)檢查同排的非嚙合齒輪是否齒頂干涉；還畫出主軸直徑和軸套直徑，以避免齒輪和相鄰的主軸軸套相碰。2.4.5 傳動(dòng)零件的校核（1）驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑校核傳動(dòng)軸以承受的總扭矩最大傳動(dòng)軸 5，由它驅(qū)動(dòng)的有主軸 1、2、3、4主軸扭矩：T 1=T2=T3=T4=9979N·mm油泵軸的扭矩：查得 R12-1A 油泵的最高壓力為 0.3MPa、排量為 5.88ml/r。假設(shè)在理想無泄漏狀態(tài)，即： P·q=T·ω式中：P—— 油泵的壓力 N/㎡金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)20q——油泵的排量 m3/sT——輸入扭矩 N·mω——輸入角速度 rad/s單位換算： P=0.3MPa=0.3×103Pan =550r/min=9.17r/s…………………………………2.19q=5.88×9.17=53.92ml/r=53.92×10-3m3/s…………………2.20ω=2πn/30=2×3.5×550/30………………………………2.21=57.57rad/s代入公式： P·q=T·ω…………………………………………………2.2253.92×10-3×0.3×103=57.57T3解得：T 3=281N·mmT5=T1/i5-1+T2/i5-2+T3/i5-3+T4/i5-4+T3/i5-3……………………………2.23=4×9979/0.95+281/0.337=44093.03N·mm根據(jù) d=B =2.313× =33.3mm35mm446.093因此傳動(dòng)軸 4 是符合要求的。金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 夾具設(shè)計(jì)213 夾具設(shè)計(jì)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在組合機(jī)床設(shè)計(jì)中占有重要的地位。它的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度。本夾具主要是用來鉆沿 φ74圓周方向性 3 等分平均分 3 個(gè) M6 螺紋底孔孔， 整個(gè)需要加工的孔的位置尺寸用機(jī)床和夾具就能直接保證。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何保證垂直度要求的前題下，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。為了很好利用工廠實(shí)際設(shè)備和提高生產(chǎn)率，設(shè)計(jì)專用夾具進(jìn)行加工。3.1 機(jī)床夾具的概述3.1.1 機(jī)床夾具的組成(1)定位元件和定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置，如 V 形塊，定位銷，凡是夾具都有定位元件，它是實(shí)現(xiàn)夾具基本功能的元件。(2)夾緊元件和夾緊裝置 用于固定工件以獲得的正確位置的元件或裝置。工件在夾具定位之后引進(jìn)加工之前必須將工件夾緊，使其在加工時(shí)在切削力的作用下不離開已獲得的定位，有時(shí)同一個(gè)元件既能定位，也具有夾緊的雙重功效。(3)導(dǎo)向元件 確定刀具的位置并引導(dǎo)刀具的元件，它也可以供鉆鏜類夾具在機(jī)床上安裝時(shí)做基準(zhǔn)找正用。(4)夾具體 夾具體也稱為夾具本體，用于將各種元件，裝置連于一體，并通過它將整個(gè)夾具安裝在機(jī)床上，一般采用鑄鐵制造，它是保證夾具的剛度和改善夾具動(dòng)力學(xué)特性的重要部分。如果夾具體的剛性不好，加工時(shí)將要引起較大的變形和震動(dòng)，產(chǎn)生較大的加工誤差。3.1.2 機(jī)床夾具的類型機(jī)床夾具的種類很多，形狀千差萬別，為了設(shè)計(jì)和制造方便，一般按某一屬性進(jìn)行分類，如按所使用的機(jī)床分：車床夾具，銑床夾具，鏜床夾具，磨床夾具和鉆床夾具。3.2 工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析在對(duì)離合器壓盤結(jié)構(gòu)分析及所要求加工的 3 個(gè) M6 螺紋底孔孔所處的特殊位置，要達(dá)到了要求的精度并不困難，可以采用支承板以底面為主定位面，保證兩端面與底面之間的垂直度要求。金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 夾具設(shè)計(jì)223.3 工件定位方案和定位元件的設(shè)計(jì)工件在夾具中的定位就是要確定工件與夾具定位元件的相對(duì)位置，并通過到向元件或?qū)Φ堆b置來保證工件與刀具之間的相對(duì)位置，從而滿足加工精度的要求，工件在夾具中的定位一定要通過定位元件，并以六點(diǎn)定位原理分析所限制工件的自由度。本夾具采用了大平面、擋銷、心軸定位，其中大平面限制了三個(gè)自由度分別是 X、Y 、Z方向的移動(dòng)；擋銷限制了一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度；心軸限制了兩個(gè)自由度。3.4 夾緊方案和夾緊元件的設(shè)計(jì)工件在切削過程中會(huì)受到切削力、慣性力等作用，因此必須夾緊以保證定位，典型的夾緊裝置是由夾緊元件、中間傳力機(jī)構(gòu)和動(dòng)力源裝置所組成。夾緊元件是執(zhí)行夾緊的最終元件，是直接與零件接觸來完成夾緊的。中間傳力機(jī)構(gòu)是傳傳遞動(dòng)力源裝置的力到夾緊元件來完成夾緊，它可以改變夾緊力的大小、方向和使夾緊具有自鎖性能。動(dòng)力裝置是產(chǎn)生夾緊力的動(dòng)力源，所產(chǎn)生的力稱為原始力。夾緊裝置在夾緊過程中有一定的要求：(1)夾緊裝置應(yīng)保證工件定位，而不能破壞工件的定位。(2)夾緊力的大小應(yīng)能保證工件在加工時(shí)的位置不變，同時(shí)又不能使工件產(chǎn)生變形。(3)夾緊力的方向應(yīng)和切削力方向相應(yīng)，使夾緊力減小。(4)夾緊裝置的動(dòng)作應(yīng)迅速、方便、安全。(5)夾緊裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、合理、制造方便。由于該道工序是鉆 φ5孔，此零件屬于中批量生產(chǎn)，并且切削力較小，所以力求夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，降低成本的原則。則本夾具采用螺栓夾緊及一個(gè)壓環(huán)夾緊。3.5 夾具的性能及優(yōu)點(diǎn)（1）剛性好該夾具在高轉(zhuǎn)速、大吃刀的情況下不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，自動(dòng)定心效果優(yōu)于三爪卡盤。套筒用鑄鐵件制造，無薄弱環(huán)節(jié)。整個(gè)機(jī)構(gòu)不存在剛性不足、偏載和偏心現(xiàn)象。（2）應(yīng)用范圍廣此夾具更換不同直徑的彈簧套筒，可以加工不同直徑的同類產(chǎn)品，通用性好。（3）精度保證較高使用可脹心軸車床夾具，消除了工件的定位間隙，有效地保證了被加工零件的位金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 夾具設(shè)計(jì)23置精度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明其定位精度可達(dá) 0.01mm。3.6 夾具體的設(shè)計(jì)夾具體的設(shè)計(jì)是整個(gè)夾具的基礎(chǔ)零件，定位元件、夾緊裝置、連接元件、導(dǎo)向元件或?qū)Φ堆b置等都要求裝在它上面，因此夾具體是一個(gè)復(fù)雜而又重要的零件，而且必須滿足一定的要求：1）夾具體要有足夠的剛度，承受夾緊力及加工時(shí)的切削力，一般夾具體為鑄件，但也可是焊接件。2）夾具體一般應(yīng)考慮搬運(yùn)的吊裝問題，以方便夾具的安裝對(duì)于小規(guī)模當(dāng)然可以不考慮吊裝，但也應(yīng)該考慮搬運(yùn)的問題。3）夾具體上應(yīng)考慮排屑和清理切屑方便。4）夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)考慮夾具體的穩(wěn)定性，夾具底面可以做的稍大些。5）由于夾具體一般都比較復(fù)雜，故要考慮結(jié)構(gòu)工藝性，對(duì)加工和安裝都應(yīng)該合理、方便。則該夾具體的基本要求為：1060 590。?3.7 誤差的分析與計(jì)算該夾具以底平面、上端面為定位基準(zhǔn)，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。M6 螺紋孔軸線與左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，由《互換性與技術(shù)測(cè)量》表 可知：251?取 （中等級(jí)）即 ：尺寸偏差為m3.07??由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得：① 定位誤差（兩個(gè)垂直平面定位）： mWD.???② 夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj????其中接觸變形位移值： mSNcHBKRknZaZy 014.8.9])[(1???yj 0128.cos???③ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj??m05.④ 夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取AD6.金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 夾具設(shè)計(jì)24誤差總和： mwj 4.038.????從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。3.8 夾具精度分析計(jì)算夾具精度計(jì)算是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它是檢驗(yàn)夾具是否合乎零件加工要求。利用夾具在機(jī)床上加工工件時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)，它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系，從而保證工序尺寸的要求。這些聯(lián)系環(huán)節(jié)中的任何誤差，都將以加工誤差的形式直接影響工件的加工精度，這些誤差主要有：1）因工件在夾具中定位不準(zhǔn)確，使工件的原始基準(zhǔn)偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生工件定位誤差 Δdw。2）因夾具在機(jī)床上安裝不準(zhǔn)確，使夾具的安裝面偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生夾具安裝誤差 Δa。3）因刀具相對(duì)夾具位置不準(zhǔn)確，或刀具與導(dǎo)向、對(duì)刀元件之間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差 Δt。4）因機(jī)床精度、刀具制造精度和磨損，加工調(diào)整、加工變形等因素引起的與加工方法有關(guān)的加工方法誤差 Δg。為了使夾具能加工出合格的工件，上述各項(xiàng)誤差的總和應(yīng)不超過工序尺寸（或位置要求）的公差 Δk。即Δdw+Δa+Δt+Δg〈Δk 上式稱為誤差計(jì)算不等式，其中各項(xiàng)誤差都是在工序尺寸方向上的分量，如果工序尺寸（包括位置精度要求）不止一個(gè)，則只有在每個(gè)工序尺寸的誤差計(jì)算不等式都能滿足要求時(shí)，所設(shè)計(jì)的夾具才能保證加工要求。對(duì)夾具而言，1）工件在夾具中的定位誤差在前面已經(jīng)分析。即 Δdw=0.07mm。2）夾具的安裝誤差 Δa ，夾具的安裝誤差是夾具在機(jī)床上安裝時(shí)，因夾具的安裝面偏離了規(guī)定的位置，從而使原始基準(zhǔn)發(fā)生移動(dòng)而在工序尺寸產(chǎn)生的偏差，采用定位鍵進(jìn)行定位，則安裝誤差 Δa=0.005mm。3）刀具位置誤差 Δt 的確定，刀具位置誤差是刀具相對(duì)于夾具位置不準(zhǔn)確引起的誤差，或刀具與導(dǎo)向、對(duì)刀元件間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差，這項(xiàng)誤差又稱刀具調(diào)整誤差，則 Δt=0.07mm。4）加工方法誤差 Δg，因?yàn)榧庸し椒ㄕ`差具有很大的偶然性，很難進(jìn)行精確的金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 夾具設(shè)計(jì)25計(jì)算，因此常?。?/3~1/2）Δk 作為加工方法和精度儲(chǔ)備之用，則Δg=0.62=0.3m。所以,按概率法相加得6m.0315.0.7.05.7. 222 ????經(jīng)過計(jì)算則這個(gè)定位方式是可行的，滿足夾具精度要求，整個(gè)夾具設(shè)計(jì)合理。3.9 夾具操作的簡(jiǎn)要說明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該請(qǐng)注意在保證加工要求的前題下，盡量提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，根據(jù)本夾具的特點(diǎn)，應(yīng)采用手動(dòng)夾緊較為方便。所以基本的操作為：將工件裝在心軸上，并保證擋銷和工件凸塊接觸，然后放上壓環(huán)，擰緊螺母。從而達(dá)到夾緊的要求。加工完后取工件時(shí)，則和前面的步驟剛好相反。夾具的裝配圖見附錄。