組合機床及夾具設(shè)計

1、獲取資料請聯(lián)系 qq958838939組合機床及夾具設(shè)計摘要組合機床是由通用部件及專用部件組成的，加工一種（或幾種）零件的一 道（或幾道）工序的高效率的專用機床，是一種自動化或半自動化的機床無 論是機械電氣或液壓電氣控制的都能實現(xiàn)自動循環(huán)、半自動化的組合機床。 一般采用多軸、多刀、多工序、多而和多工位同時加工，一種工序集中的 高效率機床。組合機床加工，刀具是借助鉆模板和鎮(zhèn)模架，精加工機床采用 高精度的導向，所以穩(wěn)定的保證產(chǎn)品質(zhì)量。組合機床“三圖一卡”就是針對具體零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案 的基礎(chǔ)上進行組合機床總體圖樣文件設(shè)計。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件 圖、加工示意圖、機床聯(lián)系總圖、機床生產(chǎn)

2、率計算卡等機床夾具通常是指裝夾工件用的裝置：至于裝夾各種刀具用的裝置，則 一般稱為“輔助工具覚專用夾具在生產(chǎn)上起著很大的作用。機床夾具設(shè) 計是工藝裝備設(shè)計中的一個重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生 產(chǎn)率的一項重要技術(shù)措施。關(guān)鍵詞：組合機床；被加工零件圖；加工示意圖；機床聯(lián)系總圖； 機床生產(chǎn)率計算卡；夾具；專用夾具。the design of the modular machine tool and fixtureabstractby the combination of machine tools and parts for gm components, a process (or se

3、veral) part of a (or several road) processes for the high efficiency of the machine, is an automated or semi-automated machine tools, whether electrical machinery electrical or hydraulic control can achieve automatic cycle, the combination of semi-automatic machine. general use of multi-axis, multi-

4、tool, multi-process, multi-faceted and multi-processing at the same time, a concentration of highly efficient processes machine. combination of machining, tool use is boring-boring templates and planes, finishing a high-precision machine tools-oriented, stable product quality assurance.combination m

5、achine "three plans a cardh is for specific parts, in selected technology and structure of the programme on the basis of the overall composition of machine design document design. its contents include: drawing be processed parts map, diagram processing, machine tools contact the map, calculatin

6、g productivity machine cards.machine tool fixture is usually used in the workpiece clamping device: as for the clamping tool used in all kinds of devices, commonly known as a mtool.n fixture for the production plays an important role. machine tool fixture design process is the design of the equipmen

7、t an important part of ensuring product quality and raising labor productivity of an important technical measures.key words :combination machine; be processed parts map; processing diagram; machine contact the map; machine productivity calculation card; fixture; dedicated fixture.亠1刖 s第1章組合機床的總體設(shè)計1組

8、合機床方案的制定1.1.1制定工藝方案1.1.2確定組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案12確定切削用量及選擇刀具1.2.1確定工序間余量1.2.2選擇切削用量及計算1.2.3選擇刀具結(jié)構(gòu)13鉆孔組合機床總設(shè)計“三圖一卡”的編制71.3.1 被加工零件工序圖71.3.2 力口工示意圖8第2章機床聯(lián)系尺寸總圖122動力部件的選擇122.1.1選擇動力箱122.1.2選擇動力滑臺122.2夾具輪廓尺寸的確定132.3機床的裝料高度132.4中間底座1313152.5確定多軸箱輪廓尺寸第3章組合機床夾具設(shè)計3.1夾具設(shè)計的基本要求和步驟153.1.1夾具設(shè)計的基本要求153.1.2夾具設(shè)計的步驟163.2定

9、位方案的確定163.2.2定位方案論證163.2.3誤差分析173.2.4校核加工精度183.3導向裝置193.4夾緊方案的確定20341夾緊裝置的確定203.4.2夾緊力的確定223.4.3氣缸的選擇243.5夾具體的設(shè)計24結(jié)論25謝辭26參考文獻271. 組合機床的國內(nèi)外發(fā)展狀況在我國，組合機床發(fā)展已有28年的歷史，其科研和牛產(chǎn)都具有相當?shù)?基礎(chǔ)，應用也已深入到很多行業(yè)。是當前機械制造業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品更新，進行 技術(shù)改造，提高牛產(chǎn)效率和高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一。組合機床及其 自動線是集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝 備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應用于工

10、程機械、交 通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自 動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是牛產(chǎn)批量比較 大的大中型箱體類和軸類零件（近年研制的組合機床加工連桿、板件等也 占一定份額），完成鉆孔、擴孔、較孔，加工各種螺紋、鎮(zhèn)孔、車端面和凸 臺，在孔內(nèi)鎮(zhèn)各種形狀槽，以及銃削平面和成形面等。組合機床的分類繁 多，有大型組合機床和小型組合機床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、 傾斜式、復合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合機床等；隨著技術(shù)的不斷進步, 一種新型的組合機床一一柔性組合機床越來越受到人們的青睞，它應用多 位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換，配

11、以可編程序 控制器（plc）、數(shù)字控制（nc）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系 統(tǒng)，并能靈活適應多品種加工的可調(diào)可變的組合機床。另外，近年來組合 機床加工中心、數(shù)控組合機床、機床輔機（清洗機、裝配機、綜合測量機、 試驗機、輸送線）等在組合機床行業(yè)中所占份額也越來越大。由于組合機床及其自動線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品， 是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計的，它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、 診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國組合機床及組合機床自動線總 體技術(shù)水平比發(fā)達國家要相對落后，國內(nèi)所需的一些高水平組合機床及自 動線幾乎都從國外進口。工藝裝備的大量進口勢必導致投資規(guī)模的擴大， 并使

12、產(chǎn)品生產(chǎn)成木提高。因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝， 研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足 用戶需求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b備。從2002年年底第21屆口本國際機床博覽會上獲悉，在來自世界10 多個國家和地區(qū)的500多家機床制造商和團體展示的最先進機床設(shè)備屮， 超高速和超高精度加工技術(shù)裝備與復合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深受 歡迎。據(jù)專家分析，機床裝備的高速和超高速加工技術(shù)的關(guān)鍵是提高機床 的主軸轉(zhuǎn)速和進給速度。該屆博覽會上展出的加工中心，主軸轉(zhuǎn)速10000 20000r/min,最高進給速度可達2060m/min；復合、多功能、多軸化控 制裝備的前景亦

13、被看好。在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時， 加工的形狀卻日益復雜。多軸化控制的機床裝備適合加工形狀復雜的工件。 另外，產(chǎn)品周期的縮短也要求加工機床能夠隨時調(diào)整和適應新的變化，滿 足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。然而更關(guān)鍵的是現(xiàn)代通信技術(shù)在機床裝備中 的應用，信息通信技術(shù)的引進使得現(xiàn)代機床的自動化程度進一步提高，操 作者可以通過網(wǎng)絡(luò)或手機對機床的程序進行遠程修改，對運轉(zhuǎn)狀況進行監(jiān) 控并積累有關(guān)數(shù)據(jù)；通過網(wǎng)絡(luò)對遠程的設(shè)備進行維修和檢查、提供售后服 務等。在這些方而我國組合機床裝備還有相當大的差距，因此我國組合機床 技術(shù)裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及 通信技術(shù)的應用

14、將是今后的發(fā)展方向。2. 課題的內(nèi)容和意義畢業(yè)設(shè)計作為大學教學的最后一個實踐性教學環(huán)節(jié)，對鞏固所學專業(yè) 課程和基礎(chǔ)課程起著非常重要的作用。畢業(yè)實習作為畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容， 是增加學生感性認識、提高理論聯(lián)系實際的一個必不可少過程。通過畢業(yè)實習能夠培養(yǎng)學生綜合運用基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識獨立解決工 程實踐能力，通過調(diào)查研究，收集資料，現(xiàn)場學習，使學生初步具有工程 結(jié)構(gòu)設(shè)計、解決生產(chǎn)中實際問題以及在總結(jié)編寫設(shè)計資料設(shè)計論文的能力。通過畢業(yè)實習，可以培養(yǎng)學生嚴肅認真的工作作風，培養(yǎng)學生調(diào)查研 究、查閱技術(shù)文獻、資料、手冊的能力，培養(yǎng)學生獨立思考、解決實際問 題的能力?？傊?，畢業(yè)實習對提高畢業(yè)生全面素質(zhì)具有很

15、重要的意義。3. 機床的設(shè)計步驟調(diào)查研究研究市場和用戶對設(shè)計機床的要求，然后檢索有關(guān)資料。其中包括情 報、預測、實驗研究成果、發(fā)展趨勢、新技術(shù)應用以及相應的圖紙資料等。 甚至還可以通過網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)查閱先進國家的有關(guān)資料和專利等。通過對 上述資料的分析研究，擬訂適當?shù)姆桨?，以保證機床的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率, 使用戶有較好的經(jīng)濟效益。擬定方案通?？梢詳M定出幾個方案進行分析比較。每個方案包括的內(nèi)容有：工 藝分析、主要技術(shù)參數(shù)、總布局、傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制操作系統(tǒng)、 電系統(tǒng)、主要部件的結(jié)構(gòu)草圖、實驗結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟分析等。在制定方案時應注意以下幾個方而：(1) 當使用和制造出現(xiàn)矛盾時，應先滿足使用要求，

16、其次才是盡可 能便于制造。要盡量用先進的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)；(2) 設(shè)計必須以生產(chǎn)實踐和科學實驗為依據(jù)，凡是未經(jīng)實踐考驗的 方案，必須經(jīng)過實驗證明可靠后才能用于設(shè)計；(3) 繼承與創(chuàng)造相結(jié)合，盡量采用先進工藝，迅速提高生產(chǎn)力，為 實現(xiàn)四個現(xiàn)代化服務。注意吸取前人和國外的先進經(jīng)驗，并在此基礎(chǔ)上有 所創(chuàng)造和發(fā)展。3、工作圖設(shè)計首先，在選定工藝方案并確定機床配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進行 方案圖紙的設(shè)計。這些圖紙包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、機床 聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡，統(tǒng)稱“三圖一卡”設(shè)計。并初定出主軸箱輪 廓尺寸，才能確定機床各部件間的相互關(guān)系。其次，繪制機床的總裝圖、部分部件裝配圖、液壓

17、系統(tǒng)圖、plc接線 圖和梯形圖。然后，整理機床有關(guān)部件與主要零件的設(shè)計計算書，編制各類零件明 細表，編寫機床說明書等技術(shù)文件。最后，對有關(guān)圖紙進行工藝審查和標準化審查。第1章組合機床的總體設(shè)計1.1組合機床方案的制定1.1.1制定工藝方案零件加工工藝將決定組合機床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具 結(jié)構(gòu)等。所以，在制定工藝方案時，必須計算分析被加工零件圖，并深入 現(xiàn)場了解零件的形狀、大小、材料、硬度、剛度，加工部位的結(jié)構(gòu)特點加 工精度，表而粗糙度，以及定位，夾緊方法，工藝過程，所采用的刀具及 切削用量，生產(chǎn)率要求，現(xiàn)場所采用的環(huán)境和條件等等。并收集國內(nèi)外有 關(guān)技術(shù)資料，制定岀合理的工藝方案。根

18、據(jù)被加工被零件的零件圖(圖21),加工12個直孔。1. 加工孔的主要技術(shù)要求。加工12x 4)20mm的直孔，孔深35mm?？椎奈恢枚裙顬閛.lmmo工件材料為ht200, hb2002412. 工藝分析加工該孔時，孔的位置度公差為根據(jù)組合機床用的工藝方法及能達到的經(jīng)濟精度，可采用鉆孔加工方 案。1.1.2確定組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案(1) 被加工零件的加工精度被加工零件需要在組合機床上完成的加工工序及應保證的加工精度， 是制造機床方案的主要依據(jù)。變速箱下箱體加工孔的精度要求不高，可采 用鉆孔組合機床，工件各孔間的位置精度為o.lmni,它的位置精度要求不是 很高，安排加工時可以在一個安

19、裝工位上對所有孔進行加工。被加工零件圖如下圖所示。aos-4-0 圖2-1 被加工零件圖(2) 被加工零件的特點這主要指零件的材料、硬度加工部位的結(jié)構(gòu)形狀，工件剛度定位基準 而的特點，它們對機床工藝方案制度有著重要的影響。此變速箱下箱體的 材料是ht200、硬度hb200241、孔在兩個側(cè)而上呈直線均度分配，孔的 直徑為20mm。采用多孔同步加工，零件的剛度足夠，工件受力不大，振 動，及發(fā)熱變形對工件影響可以不計。一般來說，孔中心線與定位基準而平行且需由一而或幾而加工的箱體 宜用臥式機床，立式機床適宜加工定基準面是水平的且被加工孔與基準而 垂直的工件，而不適宜加工安裝不方便或高度較大的細長工件

20、。對大型箱 體件采用單工位機床加工較適宜，而中小型零件則多采用多工位機床加工。此零件的加工特點是中心線與定位基準平而是垂直的，并且定位基準 而是水平的。孔的分布范圉是直線形狀，且要求相同，可以一次鉆完，采 用雙而臥式鉆床。(3) 零件的生產(chǎn)批量零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多工位、自動線或按中小批量生產(chǎn)特點設(shè)計組合機床的重要因素。按設(shè)計要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年生產(chǎn)量為6萬 件，從工件外形及輪廓尺寸，為了減少加工時間，采用多軸頭，為了減少 機床臺數(shù)，此工序盡量在一臺機床上完成，以提高利用率。（4）機床使用條件使用組合機床對對車間布置情況、工序間的聯(lián)系、使用廠的技術(shù)能力 和自然條件等一定的要求。在根據(jù)使

21、用戶實際情況來選擇什么樣的組合機 床。綜合以上所述：通過對零件的結(jié)構(gòu)特點、加工部位、尺寸精度、表而 粗糙度和技術(shù)要求、定位、夾緊方式、工藝方法，并定岀影響機床的總體 布局和技術(shù)性能等方而的考慮，最終決定設(shè)計六軸頭單工位同步鉆床。1.2確定切削用量及選擇刀具1.2.1確定工序間余量為使加工過程順利進行并穩(wěn)定的保證加工精度，必須合理地確定工序 余量，生產(chǎn)中常用查表法給出的組合機床對孔加工的工序余量。1.2.2選擇切削用量及計算切削力f,切削轉(zhuǎn)矩t,切削功率p的計算公式f每轉(zhuǎn)進給量（加聽）;t切削轉(zhuǎn)矩（n -mm ）；p切削功率（曲）;v切削速度（聽詁切削力f = 26dfhb)6切削轉(zhuǎn)矩t = 1

22、od,9/()8hb06功率p_"9740 也切削 式中：f切削軸向力（n）；d鉆頭肓徑（mm）；hb零件的布氏硬度值計算硬度 hb = 241% （241-200） =227hb計算出切削力f二3731.5n,切削轉(zhuǎn)矩t二21.273n ni,切削功率p二0. 52kw用直徑d=20mm的咼速鋼鉆頭鉆35mm深的孔，根據(jù)刀具直徑和工件, 刀具材料，由表611 （用高速鋼鉆頭切削用量）d =20mm, v= 15m / min, f =0.2mm / r1.2.3選擇刀具結(jié)構(gòu)只要條件允許，應盡量選用標準刀具和一般簡單刀具。此外述必須考 慮工件材料特點?？准庸さ毒叩拈L度應保證加工終了時

23、刀具螺旋槽尾端與 導向套之間有（0.61.5） d的距離，以便排岀切屑和刀具磨損后有一定的 向前的調(diào)整量。1.3鉆孔組合機床總設(shè)計“三圖一卡”的編制下面就以鉆床加工箱蓋總體設(shè)計的另一個問題，既總體設(shè)計方案的圖 紙表達形式一一“三圖一卡”設(shè)計，其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率 卡.1.3被加工零件工序圖1、被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺組合機床完成的 工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定 位基準、夾具部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前 毛壞或成品狀況的圖紙，它不能用用

24、戶提供的圖紙代替，而是在原零件圖 基礎(chǔ)上，突出本機床的加工的內(nèi)容，加上必要的說明繪制成的。它是組合 機床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗和調(diào)整機床的重要技術(shù)文件。（1）被加工零件的形狀，主要外廓尺寸和本機床要加工部位的尺寸、 精度、表面粗糙度、形位精度等技術(shù)要求，以及對上道工序的技術(shù)要求等。（2）本工序所選定的定位基準、夾緊部位及夾緊方向。（3）加工時如需要中間向?qū)В瑧硎境龉ぜc中間向?qū)в嘘P(guān)部位結(jié)構(gòu) 和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具z間是否相互干涉。（4）被加工零件的名稱、編號、材料、硬度及被加工部位的加上余量 等。2、繪制被加工零件工序圖的注意事項（1）為了使被加工零件工序圖清晰明了，

25、一定要圖出被本機床的加工 內(nèi)容。繪制時，應按一定的比例，選擇足夠的視圖及剖視圖，突出加工部 分（用粗實線），并把零件輪廓及與機床、夾具設(shè)計有關(guān)部位（用細實線 表清楚，凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應在尺寸數(shù)值下方面用粗線 標記。（2）加工部位的位置尺寸應由定位基準注起，為便于加工及檢查，尺 寸應采用直角坐標系標出，而不采用極坐標，但有時因所選定位基準與設(shè) 計基準不重合，則須對加工部位要求位置尺寸精度進行分析換算。1.3.2加工示意圖v=15m/rrii n-e3&3r/mhfn-47.7rtin/ftii加工示意圖1、加工示意圖的作用和內(nèi)容加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上的反映

26、，表示被加工零件 在機床上的加工過程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對位置關(guān)系， 機床的工作行程及工作循環(huán)等，是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng) 設(shè)計選擇動力部件的主要依據(jù)，是整臺組合機床布局形式的原始要求，也 是調(diào)整機床和刀具所必需的重要文件。在圖上應標注的內(nèi)容：（1）機床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。（2）工件、夾具、刀具及多軸箱端而之間的距離等。（3）主軸的結(jié)構(gòu)類型，尺寸及外伸長度；刀具類型，數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、 接桿、導向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導向置的配合，刀具、接桿、主軸之 間的連接方式，刀具應按加工終了位置繪制。2、繪制加工示意圖之前的有關(guān)計算（1）刀具的選擇 刀具選

27、擇考慮加工尺寸精度、表而粗糙度、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）導向套的選擇 在組合機床上加工孔，除用剛性主軸的方案外, 工件的尺寸、位置精度主要取決于夾具導向。因此正確選擇導向裝置的類 型，合理確定其尺寸、精度，是設(shè)計組合機床的重要內(nèi)容，也是繪制加工 示意圖時必須解決的內(nèi)容。1）導向選擇選用可換鉆套2）導向套的參數(shù) 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導向裝固定裝置的配合如下表:導向類別工藝方法dddi刀具導向部分外徑固定ui-j鉆孔g7 （或 f8）h1g6hljs6g6導向裝置的布置如下表字向裝置的參數(shù)（mm）h1213與直徑d的關(guān)系（2 3）d加工鑄鐵dd

28、/3+（3 8）計算值3xd=3025. 425.4/3+8=16.5（3）選擇刀具接桿 由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長度為一定值, 而刀具的長度也是一定值，因此，為保證多軸箱上各刀具能同時到達加工 終了位置，就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)壞節(jié)，這個可調(diào)節(jié)在組合機 床上是通過可調(diào)整的刀具接桿來解決的,連接桿如下圖所示，110j卻、11i121.3可調(diào)連接桿連接桿上的尺寸d與主軸外伸長度的內(nèi)孔d配合，因此，根據(jù)接桿直徑d選擇刀具接桿參數(shù)如下表所示:d(h6)d】(h6)d2bllil213螺母厚度28tr28 x 2莫氏1號12.06569542511512（5）確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸從保證

29、加工終了時主軸箱端面到工件端面間距離最小來確定全部聯(lián)系 尺寸。其中最重要的聯(lián)系尺寸即工件端面到多軸箱端而之間的距離（圖中 的尺寸342mm），它等于刀具懸伸長度、螺母厚度、主軸外伸長度與接桿 伸出長度（可調(diào)）之和，再減去加工孔深度和切出值。（6）工作進給長度的確定 如圖2-6工作進給長度乙工應等于工件加工部位長度l與刀具切入長度厶和切岀長度厶2之和。切入長應厶應根據(jù) 工件端面誤差情況在510 mm之間選擇，誤差大時取大值，因此取 厶=8 mm ,切出長度 s =l/3d+（3 8）= ? +8= 12 mm ,所以3x10厶工二 30+8+12 二 50mm（7）快進長度的確定 考慮實際加工情

30、況，在未加工之前，保證工 件表而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 具均退至夾具導套內(nèi)而不影響工件裝卸。這里取快速退回行程為120加加， 快退長度等于快速引進與工作工進之和，因此快進長度120 50二70加加。切入廠加工工作進給第2章機床聯(lián)系尺寸總圖2.1動力部件的選擇組合機床的動力部件是配置組合機床的基礎(chǔ)。它主要包括用以實現(xiàn)刀 具主軸旋轉(zhuǎn)主運動的動力箱，各種工藝切削用頭及實現(xiàn)進給運動的動力滑 臺。影響動力部件的主要因素為：(1) 切削速度(2) 進給力(3) 行程(4) 多軸箱輪廓尺寸(5) 進給速度(6) 動力滑臺的精度和導軌材料2.1.1選擇動力箱4% = 39k

31、w查組合機床設(shè)計簡明手冊表5-38選擇動力箱為1td40,電動機型號為y132m1l-6,功率為4kw,電動機轉(zhuǎn)速為960in，動力箱輸出轉(zhuǎn)速為4800/jno 2.1.2選擇動力滑臺由組合機床設(shè)計表5-1液壓滑臺與附屬部件，支撐部件配套表 可 知1hy40型液壓動力滑臺總行程630mm,其臺面寬度400mm,長度800 mm,工進速度為125500%,快進速度8久血，最大進給力20000n。2.2夾具輪廓尺寸的確定組合機床夾具是保證零件加工精度的重要部件，是用于定位和夾緊工 件的，所以工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據(jù)。2.3機床的裝料高度確定機床裝料高度h裝料高度一般是指工件安裝

32、基面至地面的垂直距 離。在確定機床裝料高度時，首先要考慮工人操作的方便性;對于流水線要 考慮車間運送工件的滾道高度;對于自動線要考慮中間底座的足夠高度，以 便允許內(nèi)腔通過隨行夾具返回系統(tǒng)或冷卻排屑系統(tǒng)。其次是機床內(nèi)部結(jié)構(gòu) 尺寸限制和剛度要求。屑系統(tǒng)。其次是機床內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸限制和剛度要求。 如工件最低孔位置h,.、多軸箱允許的最低主軸高度hx和通用部件、中間 底座及夾具底座基本尺寸的限制等?？紤]上述剛度，結(jié)構(gòu)功能和使用要求 等因索，新頒國家標淮裝料高度為1060mm.與國際標準iso。一般實際設(shè) 計時常在8501060mm之間選取。因此本設(shè)計中的裝料高度選用880mm。2.4中間底座中間底座的輪

33、廓尺寸要滿足夾具在其而上而連接安裝的需要。其長度 方向尺寸要根據(jù)所選動力部件及配套部件的位置關(guān)系，照顧各部件聯(lián)系尺 寸的合理性來確定。本設(shè)計中,中間底座長1320mm,寬800mm,高560mmo2.5確定多軸箱輪廓尺寸確定多軸箱輪廓尺寸標堆通用鉆、鏗類多軸箱的厚度是一定的、臥式 為325mm,立式為340mmo因此，確定多軸箱尺寸，主要是確定多軸箱的 寬度b和.高度h及最低主軸高h,o如下圖所示，被加工零件輪廓以點劃線農(nóng)示，多軸箱輪廓尺寸用粗實線表示。多軸箱寬度b、高度h的大小主要與被加工零件孔 的分布位置有關(guān)，可按下式確定：b = b + 2b h = h + h、+ b、 式屮臺b工件在

34、寬度方向相距最遠的兩孔距離，單位為mm;b最邊緣主軸中心至箱體外壁距，單位為mm；h工件在高度方向相距最遠的兩孔距離，單位為mm； h|最低主軸高度，單位為mm。b和h為已知尺寸。為保證多軸箱內(nèi)有足夠安排齒輪的空間，推薦 b>70100。多軸箱最低主軸高度h|必須考慮與工件最低位置皿機床裝料 高。多軸箱輪廓尺寸確定根據(jù)工件孔的具體位置由此選取通用多軸箱體系尺寸系列標準，選定多軸箱輪廓尺寸為800x630 ( mm)o機床聯(lián)系尺寸總圖如下圖所示第3章組合機床夾具設(shè)計3. 1夾具設(shè)計的基本要求和步驟3.1.1夾具設(shè)計的基本要求a. 提高生產(chǎn)率、降低成本夾具設(shè)計方案應與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應。在大批量

35、生產(chǎn)時，為了縮短輔助 時間，提高生產(chǎn)率，盡量采用快速、高效的結(jié)構(gòu)和自動控制裝置；在批量 生產(chǎn)和滿足夾具功能的前提下，盡量使夾具結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，以降低 夾具的制造成本。b. 保證工件的加工精度夾具設(shè)計的最基本要求是保證工件的加工精度。關(guān)鍵是確定定位方案、 夾緊方案，和合理地設(shè)計夾具的尺寸、公差和技術(shù)耍求，必要時應進 行誤差的分析和計算。c. 便于排屑夾具的排屑是一個很重耍的問題，切屑積集在夾具中，會破壞工 件正確的定位；切屑帶來的大量熱量會引起夾具和工件的熱變形，影響加 工質(zhì)量；切屑的的清掃又會增加輔助時間，降低生產(chǎn)率。切屑積集嚴重時， 還會造成設(shè)備事故或工傷事故。因此，在夾具設(shè)計時排屑問題

36、必須給予充 分的注意。d. 操作方便、省力和安全夾具的操作耍盡量做到方便、省力，盡可能采用氣動、液壓及其 他機械化夾緊裝置、以減輕工人的勞動強度，控制好夾緊力。夾具操作位 置應符合操作工人的習慣，應有安全保護裝置，確保使用安全。e. 有良好的結(jié)構(gòu)工藝性夾具的結(jié)構(gòu)應簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維修，盡可 能多選用標準部件和標準元件。夾具設(shè)計通?？梢栽趨㈤営嘘P(guān)資料的情況下，按加工要求設(shè)計方案， 繪制圖樣，經(jīng)修改確定夾具的結(jié)構(gòu)。3. 1.2夾具設(shè)計的步驟a. 設(shè)計前的準備分析產(chǎn)品零件圖及裝配圖，分析零件的作用、形狀、結(jié)構(gòu)特點、材料 和技術(shù)要求；分析零件的加工工藝規(guī)程，工藝裝備設(shè)計任務書，對任務

37、書 所提出的要求進行可行性研究；了解所用機床的規(guī)格、性能、精度以及與 夾具選擇動力部件b. 方案設(shè)計在分析各種原始資料的基礎(chǔ)上，確定夾具的類型、定位設(shè)計、夾緊方 式、導向方案、連接方式、總體布局和夾具的結(jié)構(gòu)形式。繪制方案設(shè)計圖， 進行工序精度分析，對動力夾緊裝置進行夾緊力的計算。c. 審核檢查夾具的各項功能是否符合設(shè)計要求。d. 總體設(shè)計根據(jù)所定方案繪制夾具裝配圖，應將夾具的工作原理、結(jié)構(gòu)和各種元 件的裝配關(guān)系表達清楚。用雙點劃線繪制工件外形輪廓。合理選擇材料， 標注尺寸、公差和技術(shù)要求。e. 夾具零件設(shè)計f. 夾具的裝配、調(diào)試和驗證3.2定位方案的確定3.2.1零件的工藝性分析夾具是組合機床

38、的重要組成部分，是根據(jù)機床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具 體要求而專門設(shè)計的。它用于實現(xiàn)被加工零件的準確定位、夾壓、刀具的 導向以及裝卸工件時的限位。變速箱箱體材料為ht200,其硬度為200241hbs,在本工序之前工件 主要表面已加工完畢，本道工序為在兩側(cè)鉆削6x（）20深35的孔。3.2.2定位方案論證箱體零件的定位方案一般有兩種，“一面兩銷”和“三平面”定位方法。a. “一面兩銷”的定位方法 它的特點是：可以簡便地消除工件的六 個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。有同時加工零件五個表面的可能， 既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度?！耙幻骐p孔”可作 為零件從粗加工到精加工全部工序的定位

39、基準，使零件整個工藝過程基準 統(tǒng)一，從而減少由基準轉(zhuǎn)換帶來的累積誤差，有利于保證零件的加工精度。 同時，使機床各個工序（工位）的許多部件實現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計、 制造周期，降低成木。易于實現(xiàn)自動化定位、夾緊，并有利于防止切削落 于定位基面上。b. “三平面”定位方法 它的特點是：可以簡便地消除工件的六個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。有同 時加工零件兩個表面的可能，能高度集中工序。被加工零件為變速箱箱體屬箱體類零件，木工序加工為雙面加工零件, 加工工序集中、精度要求高，故選用“一面兩銷”定位方法，采用“一面 兩銷”定位方法，能夠保證工件的位置精度要求，同時便于工件裝夾，又 有利于夾具的設(shè)計

40、與制造。此外，為了能以最簡單的運動形式裝卸工件，定 位銷采用伸縮式結(jié)構(gòu)。3.2.3誤差分析用夾具裝夾工件進行機械加工時，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的 因素很多，與夾具有關(guān)的因素有：a. 定位誤差b. 對刀誤差廠c. 夾具的安裝誤差d. 夾具誤差x；e. 在機械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方 法誤差綣；f. 上述各項誤差均導致刀具相對工件的位置不精確而形成總的加工 誤差工a o具體誤差分析如下：a. 定位誤差a）基準不重合誤差基準不重合誤差是由于定位基準和工序基準不重合而引起的工序基準 相對于定位基準在加工尺寸上的最大位置變動范圍。在本設(shè)計中，由于定 誤差和工序基準是重合

41、的，所以基準不重合誤差二0。b）基準位移誤差用基準位移誤差是由于定位元件和定位基面本身的誤差而引起的定位基 準在加工尺寸上的誤差。當支承面即工件底面對夾具的安裝基準（底面）有平行度誤差，被加 工孔的定位誤差?。篴vv = 0.02mmd二+aw 二 0. 02mmb. 對刀誤差丁因為刀具相對于對刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱 為對刀誤差。鉆套導向孔尺寸4>20g7 （020：監(jiān)5加用），鉆頭尺寸為4）20h9（2（f0036 mm對刀誤差為鉆頭于導向孔的最大的間隙： = x =0.02+0.036= o.o56mm1illdac. 夾具的安裝誤差人因夾具在機床上的安裝不精確

42、而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤 差o夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，廣0d. 夾具誤差人丿因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者之間（包括導向 元件與導向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差， 夾具誤差大小取決于夾具零件的加工精度的夾具裝配時的調(diào)整和修配精 度。夾具誤差x主要包括定位元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差 川；定位元件相對于對刀或?qū)蛟ò▽蛟g）的尺寸或位 置誤差aj2；導向元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差anoa7i 二0. 02mm丿2、打與"在公差上兼容，只需計算其中較大的一項即可。aj=0. 02mme. 加工方法

43、誤差a。加工方法誤差是指在切削加工過程中，因機床、刀具質(zhì)量、工件材質(zhì) 以及由于切削力、切削熱的作用而引起的工藝系統(tǒng)彈性變形、熱變形等因 素使加工表而位置發(fā)生變化，從而造成的加工尺寸課差。因該項課差影響 因素很多，又不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差的丄。計算3i寸可設(shè)ag= l式屮：&工件位置公差取0. 30mm = x0.30 = 0.10mm°333.2.4校核加工精度工件在夾具中加工吋，總加工誤差工為上述各項誤差之和。由于上 述誤差均為獨立隨機誤差，應用概率法相加，根據(jù)文獻7p375 i件加工精度的條件為:za =/+/+/+/+sm工 = 7ad2 +ar2

44、+a/ +a/ +ac2 = vo.022 +0.0562 +02 +0.022 +0.102二 0. 118mm< 8k - 0. 30mm即工件總加工誤差工應不大于工件的加工尺寸公差厲，由以上得知, 木夾具完全可以保證加工精度。為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析 計算工件加工精度時需留出一定精度儲備量丿因此將上式改為：8k - jc或丿c二一2 0當人$0時夾具能滿足加工要求，根據(jù)以上得：人二一=（）. 30-0. 118二0. 182 20 所以夾具完全可以滿足加工所要的要求。3.3導向裝置導向裝置的作用在于保證刀具對于工件的正確位置；保證各刀具 相互間的

45、正確位置和提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。變速箱箱體的兩面鉆孔組合機床的刀具導向裝置是設(shè)計在夾具支架上 的，由于是大批生產(chǎn)，所以采用可換式導套，是刀具在鉆套內(nèi)工作的。鉆套的主要參數(shù)包括：鉆套的直徑和公差配合，鉆套的長度，鉆套至 工件端面的距離。鉆套的配合間隙對于孔的位置精度有較大的影響。為了提高加工的精 度，應選擇較緊的配合。變速箱箱體兩面鉆孔是在精密的導套中進行的，因此要求較高的位置 精度，達到土0.05mm,而且導套應盡量接近被加工表面，力求選用較高的 精度和較緊的配合導套結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。圖3-1導套結(jié)構(gòu)圖固定鉆套的尺寸可查組合機床設(shè)計手冊表8-4 對于加工20的孔，選擇的導套尺寸為：d =

46、30"皿，d、= 40mm, d、= 44/77m, l = 25mm。配合尺寸為：03oh7/g6, 04ow7/?6配用的螺釘m83.4夾緊方案的確定3.4. 1夾緊裝置的確定a. 夾緊裝置的組成本設(shè)計中夾緊裝置采用氣壓夾緊裝置，由氣源裝置、中間傳力機構(gòu)、 夾緊元件三部分組成。其組成部分的相互關(guān)系，如下方框圖所示。氣壓4夾緊裝置“3工件和夾緊裝置組成的方框圖b. 夾緊裝置設(shè)計的基本要求a）夾緊過程中，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。b）夾緊力的大小要可靠和適當，既要保證工件在整個加工過程中位置 穩(wěn)定不變，振動小，又要使工件不產(chǎn)生于過大的夾緊變形。c）夾緊裝置的自動化和復雜程度應與

47、生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應，在保證生產(chǎn)率 的前提下，其結(jié)構(gòu)要力求簡單，以便于制造和維修。d）夾緊裝置的操作應當方便、安全、省力。c.夾緊裝置的選擇通常應用的夾緊裝置有氣壓裝置和液壓裝置兩種，各有其優(yōu)越性，要 根據(jù)實際情況來選擇用哪種裝置。比液壓裝置液壓裝置的特點是：r液壓油油壓高、傳動力大，在產(chǎn)生同樣原始作用力的情況下，液壓 缸的結(jié)構(gòu)尺寸比氣壓小了許多。b）液壓油的不可壓縮性可使夾具剛度高，工作平穩(wěn)、可靠。c）液壓傳動噪聲小，勞動條件比氣壓的好。但是，油壓高容易導致漏油，液壓元件的材質(zhì)和制造精度的要求高， 故夾具成本高。b氣壓裝置氣壓裝置以壓縮空氣為力源，應用比較廣泛，與液壓相比有以下優(yōu)點:r動作迅速，反

48、應快。氣壓為0. 5 mpa時，氣缸活塞速度為ri0m/5, 夾具每小時可連續(xù)松夾上千次。b）工作壓力低（一般為0.40.6冊巳）。傳動結(jié)構(gòu)簡單，對裝置所用材 料及制造精度要求不高，制造成木低。c）空氣粘度小，在管路中的損失較少，便于集中供應和遠距離輸送， 易于集中操縱或程序控制等。d）空氣可就地取材，容易保持清潔，管路不易堵塞，也不會污染環(huán)境, 具有維護簡單，使用安全、可靠、方便等特點。主要缺點是空氣壓縮性大，夾具的剛度和穩(wěn)定性較差；在產(chǎn)生相同原 始作用力的條件下，因工作壓力低，其動力裝置的結(jié)構(gòu)尺寸大。此外，還 有較大的排氣噪聲。通過對以上兩種夾緊裝置優(yōu)缺點的比較，結(jié)合加工工件的精度要求、

49、工人的勞動強度和環(huán)境要求、企業(yè)的實際情況，本設(shè)計中夾緊裝置采用氣 壓夾緊裝置。3.4.2夾緊力的確定a.夾緊力確定的基本原則a. 夾緊力的方向夾緊力的方向應有助于定位穩(wěn)定，主夾緊力應朝向主要定位基面。夾 緊力的方向應有利于減小夾緊力。夾緊力的方向應是工件剛度較高的方向。b. 夾緊力的作用點夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內(nèi)。夾緊力的作用點應選 在工件剛度較高的部位。夾緊力的作用點應盡量靠近加工表而。b夾緊方案根據(jù)以上要求及原則，工件屈于箱體類零件，夾緊力的方向應垂直于 最重要的定位基而是底而，并將工件壓向該而，而不宜與其他方面進行夾 緊。由于工件為薄壁件，易受力變形，故采用多點同時壓向工

50、件，均勻分 布壓緊力，起到減少受力變形的效果。夾緊力為氣壓缸驅(qū)動。用推桿將壓 力傳遞至板，然后由壓板將壓力分散到工件壓緊表面，從而將工件壓緊。c. 夾緊力的預算：根據(jù)工件所受切削力、夾緊力的作用情況，找出加工過程中對夾緊最 不利的狀態(tài)，來確定夾緊力。根據(jù)文獻查得夾緊力wt的計算公式如下wk= kp(3-1)+ a式中 k安全系數(shù)；p切削力；z壓板和工件表面間的摩擦系數(shù)；/2工件和定位支承塊間的摩擦系數(shù)。根據(jù)文獻查得安全系數(shù)k按下式計算k = k0kk2k3k4k5k6(3-2)式中，kk6為各種因素的安全系數(shù)，k。一一考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù)，取 k。二1. 5；k加工性質(zhì)，

51、取仏=12；k2刀具鈍化程度，取k?二1 15 ；k.切削特點，取k?二1.2k4夾緊力的穩(wěn)定性，取匚=1.0；k5夾緊吋的位置，取k5=.o；k6僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)吋工件與支承面的接觸情況，取 心二1ook = 心2"仔=1.5 x 1.2x15 x 1.2 x 1.0 x 1.0 x 1.0u2.5查文獻得摩擦系數(shù)人均為°16。由于，左右多軸箱相同，左右動力箱同吋進入工進階段，鉆削力方向 指向夾具體定位面，鉆削力不影響工件定位。兩方向的鉆削力相互抵消， 因此，夾緊力不需要消除太大的鉆削力。根據(jù)文獻可得：久+厶3.4.3氣缸的選擇氣缸的工作壓力取決于工作氣壓和氣缸的工作面

52、積。工廠采同一氣源, 則其氣壓也就相對穩(wěn)定，其工作氣壓為1.0a/pzo根據(jù)文獻8 pg則氣缸直 徑：式中：p氣缸工作壓力（pa）氣缸的機械效率（取0.80）p氣缸輸出推力（n）d氣缸直徑（加）氣缸輸出推力應大于等于實際所需的加緊力木設(shè)計所用氣缸采用通用件。根據(jù)文獻，選用氣缸直徑為100加舁，其 工作推力產(chǎn)生的夾緊力可達到31007v；根據(jù)文獻得另一輔助定位氣缸直徑 為50 mm o推力可達到1000 n o3.5夾具體的設(shè)計夾具體是用來將夾具的各個部分聯(lián)結(jié)成整體的元件，它是夾具上最大 的和最復雜的元件。在它上面要安裝定位元件、夾緊裝置、刀具引導件以 及其它各種裝置和元件。此外，在夾具體上還應

53、有夾具在機床上安裝用的 定位部分，以保證夾具在機床上獲得所需的相互位置，夾具體也是承受負 荷最大的元件，承受著工作時的切削力、夾緊力等。夾具體設(shè)計的基木要求有：a）有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性。b）有足夠的強度和剛度。c）結(jié)構(gòu)工藝性好。d）排屑方便。e）保證裝卸工件方便。f）在機床上安裝穩(wěn)定可靠。本設(shè)計方案中的夾具體是由左右鉆模板與夾具頂板構(gòu)成的框架式夾具 體，采用機械聯(lián)結(jié)，具有良好的剛度，材料為ht150，基本尺寸:1308x 1290x472mm,各安裝面經(jīng)銃削達到相應精度要求，左右鉆模板的平行度不 大于0.02,具體見夾具裝配圖。本課題開發(fā)研制的鉆孔組合機床，用于加工變速箱下箱體的六個直孔。 在開發(fā)過程屮，針對加工過程中存在的難點進行了攻關(guān)。在鉆床的設(shè)計上 采取了一系列的措施，保證了被加工孔的加工精度。主要完成了以下工作:1、對箱體的六個直孔的加工工藝進行了分析研究，明確了六個孔加工