包縫機機座孔鉆孔組合機床總體及夾具設計說明書[帶圖紙]

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1</p><p>　　1.1概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

2、2</p><p>　　1.2課題設計的總體思路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2</p><p>　　2組合機床總體設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3</p><p>　　2.1總體方案論證．．．．．．．．．．．．．．．

3、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3錯誤!未指定書簽。錯誤!未指定書簽。</p><p>　　2.1.1被加工零件的特點 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3</p><p>　　2.1.2工藝路線的確立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

4、．．．．．．．．．．．．．．．．3</p><p>　　2.1.3機床配置形式的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3</p><p>　　2.1.4定位基準的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4</p><p>　　2.1.

5、5選用滑臺傳動型式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4</p><p>　　2.2設計計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5</p><p>　　2.2.1切削用量的計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

6、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5</p><p>　　2.2.2切削扭矩和切削功率的計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6</p><p>　　2.2.3主軸直徑的確定 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7</p><p>　　2.

7、2.4確定多軸箱輪廓尺寸．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8</p><p>　　2.2.5生產(chǎn)率的計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9</p><p>　　2.2.6通用部件的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

8、．．．．．．．．．．．．．．．．．12</p><p>　　2.2.7零部件的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13</p><p>　　3夾具設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14</p><p>

9、;　　3.1夾具設計的基本要求和步驟 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14</p><p>　　3.1.1夾具設計的基本要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14</p><p>　　3.1.2夾具設計的步驟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

10、．．．．．．．．．．．．．．．．．．14</p><p>　　3.2定位方案的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15</p><p>　　3.2.1零件的工藝性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15</p><p>　　

11、3.2.2定位方案的論證．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15</p><p>　　3.2.3誤差分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16</p><p>　　3.2.4保證加工精度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

12、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17</p><p>　　3.2.5導向裝置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18</p><p>　　3.3夾緊方案的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19</p>

13、<p>　　3.3.1夾緊裝置的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19</p><p>　　3.3.2夾緊力的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20</p><p>　　3.3.3氣缸的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

14、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21</p><p>　　3.3.4氣壓回路的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22</p><p>　　3.4夾具體的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23&l

15、t;/p><p>　　4結(jié)論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24</p><p>　　致謝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25</p><p>　　參考文獻．．．．．．．．．

16、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26</p><p>　　附錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27</p><p>　　包縫機機座孔鉆孔組合機床總體及夾具設計</p><p>　　摘要：組合機床

17、是根據(jù)加工需要，以大量通用部件為基礎，配以少量的專用部件組成的一種高效專用機床。此次畢業(yè)設計就是要設計一臺包縫機機座孔鉆孔機床，進行左右兩面鉆孔總體設計及夾具設計。</p><p>　　首先進行方案論證，初步?jīng)Q定了多軸箱的傳動方案，主要采用齒輪傳動。利用中間軸來傳遞運動，從而實現(xiàn)軸與軸之間功率和轉(zhuǎn)矩的傳遞。其次，根據(jù)分析結(jié)果，計算各主軸在切削加工時的轉(zhuǎn)速、切削用量、切削力、切削功率、轉(zhuǎn)切削矩。從而確定所選電動機的

18、功率，并對齒輪和軸進行強度和剛度的校核。最后對機床進行總體結(jié)構(gòu)的設計，包括“三圖一卡”, 即被加工零件工序圖、加工示意圖、機床尺寸聯(lián)系總圖，以及零件之間的位置關(guān)系和相互的配合關(guān)系，由于在鉆孔加工過程中容易產(chǎn)生引偏現(xiàn)象，為防止引偏，故在大批量生產(chǎn)中，通常采用夾具鉆模，用夾具夾持零件，用鉆模板上的鉆套為鉆頭導向，避免鉆頭切入時發(fā)生的引偏。由于鉆孔操作簡單，適應性強，所以廣泛用于對質(zhì)量要求不高的孔的終加工，適合成批生產(chǎn)。</p>

19、<p>　　關(guān)鍵詞：組合機床；鉆孔；夾具。</p><p>　　Package machine hole drilling machine tools overall portfolio and Fixture Design</p><p>　　Abstract：Modular machine tool is a high-efficiency tool which is ba

20、sed on its processing needs, made up of a large number of generic parts, and supported by a small number of dedicated components. The graduation project is to design a machine bag sewing machine hole drilling machine for

21、 drilling on both sides about the overall design and fixture design.</p><p>　　Firstly, thing is demonstration, determines to adopt the drive scheme of multi-spindle casings, which makes the transmission by t

22、he gears. Use the intermediate shaft to pass campaign, to achieve power and torque transmit between the spindles. Secondly, According to the analytic of the results, calculations will be made about the speed, strength, p

23、ower and cutting matrix of spindle when cutting, then the motor power will be determined, and checking the intensity and rigidity of gear and spindle. </p><p>　　Key words：modular machine tool ；drilling； fixt

24、ure.</p><p><b>　　1 前言</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　本組合機床是一臺包縫機機座孔鉆孔的組合機床，該機床可適用于一定批量的生產(chǎn)。課題來源于鹽城市機械化研究所，是針對該包縫機而設計的，以提高其的生產(chǎn)效率、加工精度，從而降低加工成本。</p>

25、<p>　　國內(nèi)主要組合機床廠對主機的質(zhì)量普遍比較重視,但由于與主機配套的液壓件，穩(wěn)定性受到了嚴重的影響。許多廠存在著刀具和輔助設計制造能力差的問題。目前, 國內(nèi)組合機床通用部件由于多家引進了不同國別的技術(shù), 標準還沒有統(tǒng)一, 行業(yè)歸口部門要進一步做工作, 盡快統(tǒng)一起來,這無論對生產(chǎn)通用部件的企業(yè), 還是對用戶的選型、維修都有積極的意義。然后著手重點扶持一批有一定基礎的中、小企業(yè)定點專業(yè)化生產(chǎn), 以穩(wěn)定質(zhì)量, 降低成本。瞄準

26、國際同類產(chǎn)品水準, 在行業(yè)中創(chuàng)出中國名牌供應國內(nèi)外市場。</p><p>　　組合機床的設計，目前基本上有兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對象的具體情況進行專門設計，這是當前最普遍的做法。其二，隨著組合機床在我國機械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結(jié)自己生產(chǎn)和使用組合機床的經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)組合機床不僅在其組成部件方面有共性，可設計成通用部件，而且一些行業(yè)在完成一定工藝范圍內(nèi)組合機床是極其相似的，有可能設計為通用機床，這種機床稱

27、為“專能組合機床”。這種組合機床就不需要每次按具體加工對象進行專門設計和生產(chǎn)，而是可以設計成通用品種，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡單的夾具及刀具，即可組成加工一定對象的高效率設備。組合機床行業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)現(xiàn)狀與激烈競爭的市場以及與用戶需求之間的差距是比較大的, 在市場經(jīng)濟的新形勢下, 切實解決存在的薄弱環(huán)節(jié), 完善售后服務體系, 以求得行業(yè)企業(yè)的大發(fā)展, 前景是美的。</p><p>　　1.

28、2 課題設計的總體思路</p><p><b>　　設計要求：</b></p><p><b>　　A.總體設計 </b></p><p>　　a.制定工藝方案，確定機床配置型式及結(jié)構(gòu)方案。</p><p>　　b.三圖一卡設計，包括：a)被加工零件工序圖，b)加工示意圖，c)機床聯(lián)系尺寸圖，d)生

29、產(chǎn)率計算卡，e)有關(guān)設計計算、校核。</p><p>　　B.夾具設計 a.夾具總裝圖，b.夾具體零件圖， c.其它零件圖，d.有關(guān)計算、校核等。</p><p>　　C.撰寫畢業(yè)設計說明書。</p><p><b>　　設計思路：</b></p><p>　　A.工藝方案的確定 在確定工藝方案之前，需要通過實習對被加

30、工零件的結(jié)構(gòu)特征的了解，并對加工精度，加工位置和加工要求的熟悉，有利于確定經(jīng)濟可行的方案。</p><p>　　B.機床配置及結(jié)構(gòu)的確定 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，選擇合適的機床結(jié)構(gòu)，盡可能多選用公用部件和標準件。</p><p>　　C.總體設計 在確定前面的方案的時，通過計算得到生產(chǎn)率卡和繪制“三圖”，根據(jù)計算選擇合適的多軸箱的輪廓尺寸和動力設施。</p><p>

31、　　D.夾具的設計 首先確定夾緊方案、定位方式和夾緊力的計算，然后選用相應的標準部件和標準件，繪制夾具裝備圖和夾具的相關(guān)的零件圖。</p><p>　　本次設計的組合機床同時加工兩個端面，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強度，從而降低了零件的加工成本。</p><p>　　2 組合機床總體設計</p><p>　　組合機床的總體設計要注重工件及其加工的工藝分析，制訂

32、出合理的工藝方案，才能設計出合理的專用機床。根據(jù)指定的加工要求，提出若干個工藝方案，選擇最優(yōu)的。工藝方案的確定決定了專用機床的結(jié)構(gòu)、性能、運動、傳動、布局等一系列問題。所以，工藝方案設計是專用機床的重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　2.1 總體方案論證</p><p>　　2.1.1 被加工零件的特點</p><p>　　該組合機床的加工對象是包縫機機座，材料是HT2

33、00，硬度為HB190～240.屬于箱體零件，結(jié)構(gòu)較復雜。</p><p>　　2.1.2 工藝路線的確立</p><p>　　被加工零件需要在組合機床上完成的加工工序，以及應保證的加工精度是制定機床方案的主要依據(jù)。</p><p>　　此次設計的組合機床是完成包縫機機座孔的兩面鉆孔組合機床，主要完成機身左右面上20個孔的加工，其具體的加工工藝如下：</p&g

34、t;<p>　　機身左面鉆11個孔,其中有兩個φ5孔，深13；兩個φ5孔，深18；兩個φ4.2孔，深12；一個φ4.2孔，深9；兩個φ3.3孔，深10；兩個φ3.3孔，深9.</p><p>　　機身右面鉆9個孔，其中有七個φ3.3孔，深11；一個φ3.3孔，深12；一個φ3.3孔，深9。</p><p>　　2.1.3 機床配置型式的選擇</p><p&

35、gt;　　機床的配置型式有臥式和立式兩種,如圖2-1和圖2-2兩種:</p><p>　　圖2-1 臥式組合機床結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖2-2 立式組合機床結(jié)構(gòu)</p><p>　　立式機床的優(yōu)點是占地面積小，自由度大，操作方便，其缺點是機床重心高，振動大。臥式機床的優(yōu)點是加工和裝配工藝性好，振動小，運動平穩(wěn)，機床重心較低，精度高，安裝方便，其缺點是削弱了床身的

36、剛性，占地面積大。機床的配置型式在很大程度上取決于被加工零件的大小、形狀及加工部位等因素。</p><p>　　臥式機床多用于加工孔中心線與定位基準面平行的情況，而立式機床則適用于加工定位基面是水平的，而加工的孔與基面相垂直的工件?？紤]到汽車變速箱箱體的結(jié)構(gòu)為臥式長方體，從裝夾的角度來看，臥式平放比較方便，也減輕了工人的勞動強度。</p><p>　　通過以上的比較，考慮到臥式機床振動小，

37、裝夾方便等因素，選用臥式組合機床。</p><p>　　2.1.4 定位基準的選擇</p><p>　　組合機床是針對某種零件或零件某道工序設計的。正確選擇定位基準，是確保加工精度的重要條件，同時也有利于實現(xiàn)最大限度的集中工序。本機床加工時采用的定位方式是三面定位，以底面為定位基準面，限制三個自由度；在左側(cè)有兩個定位板，限制兩個自由度；在后面用一個調(diào)節(jié)支承限制剩下的一個自由度。這樣工件的6

38、個自由度被完全約束了也就得到了完全的定位。</p><p>　　2.1.5 選用滑臺傳動型式</p><p>　　動力滑臺是由滑座、滑鞍和驅(qū)動裝置等組成、實現(xiàn)直線進給運動的動力部件。根據(jù)驅(qū)動和控制方式不同，滑臺分為液壓滑臺、機械滑臺和數(shù)控滑臺三種類型。</p><p>　　液壓滑臺采用雙軌結(jié)構(gòu)型式，以單導軌兩側(cè)面導向，導向的長寬比較大，導向性好。機械滑臺采用滾珠絲杠

39、傳動，進給量穩(wěn)定，慢速無爬行，高速無振動，可以降低加工工件的表面粗糙度；具有較好的抗沖擊能力，斷續(xù)銑削、鉆頭鉆通孔將要出口時，不會因沖擊而損壞刀具；運行安全可靠，易發(fā)現(xiàn)故障，調(diào)整維修方便。故選擇機械滑臺。</p><p><b>　　2.2 設計計算</b></p><p>　　2.2.1 切削用量的計算</p><p>　　在被加工的11中，

40、都是鉆孔加工，其切削用量均可通過查表法來進行選擇，從文獻[1]表6-11中選取。由于鉆孔的切削用量還與鉆孔深度有關(guān)，其隨孔深的增加而逐漸遞減，其遞減值可在文獻[1]表6-12選取得出。</p><p>　　組合機床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機床的布局形式及正常工作均與切削用量選擇是否合理密切相關(guān)。組合機床多軸箱上所有的刀具共用一個進給系統(tǒng)，通常采用標準動力滑臺。查文獻[1]得知當硬度為HB200-241時，

41、高速鋼鉆頭的切削用量如表2-1</p><p>　　表2-1高速鋼鉆頭切削用量</p><p>　　在選擇切削速度時，要求同一多軸箱上各刀具每分鐘進給量必須相等并與滑臺的工進速度（單位為mm/min）相一致，一般先以各刀具來選擇較合理的轉(zhuǎn)速(單位為r/min)和每轉(zhuǎn)進給量（單位為mm/r），再根據(jù)其工作時間最長、負荷最重、刃磨較困難刀具來確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)所需的進給量和轉(zhuǎn)速，通過“試湊法”來滿

42、足每分鐘進給量相同的要求，即:</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　在選擇了轉(zhuǎn)速后可根據(jù)公式:</p><p><b>　　（2-2）</b></p><p>　　A.對右側(cè)面上9個孔的切削用量的選擇：</p><p>　　a.鉆孔12、13、

43、14、15、16、17、18軸： Φ3.3，h=11mm</p><p>　　由于刀具采用硬質(zhì)合金，加工材料為鑄鐵，v=10～18m/min，f>0.05～0.1mm/r中選擇，則由參考文獻[1]P43的公式，</p><p><b>　　（2-3）</b></p><p>　　Φ3.3： 取v=14.092m/min，f=0.045mm

44、/r</p><p>　　n=1000×14.092/(3.3π)1360r/min</p><p>　　b.鉆孔19軸： Φ3.3,h=12mm</p><p>　　由于刀具采用硬質(zhì)合金，加工材料為鑄鐵，v=10～18m/min，f>0.05～0.1mm/r中選擇，則由參考文獻[2]P43的公式，</p><p>　　n=

45、1000×14.092/(3.3π)1360r/min</p><p>　　c.鉆孔20軸： Φ3.3,h=9mm </p><p>　　由于刀具采用硬質(zhì)合金，加工材料為鑄鐵，v=10～18m/min，f>0.05～0.1mm/r中選擇，則由參考文獻[2]P43的公式，</p><p>　　Φ3.3： 取v=16.579m/min，f=0.05mm

46、/r</p><p>　　n=1000×16.579/(3.3π)1600r/min</p><p>　　B.機體左面鉆11個孔的切削用量的選擇如下：</p><p>　　a. 孔1～2 孔徑5mm，孔深13mm</p><p>　　由d＞1～6，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.05～0.1mm/

47、r,又d=5mm,初選n=1010r/min,f=0.061mm/r,</p><p><b>　　則由（2-2）得：</b></p><p>　　v=π×5×1010/1000=15.9m/min· </p><p>　　b. 孔4、孔6 孔徑3.3mm，孔深10mm</p><p>　

48、　由d＞1～6，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.05～0.1mm/r, 又d=3.3mm, 初選n=1000r/min,f=0.062mm/r, </p><p><b>　　則由（2-2）得：</b></p><p>　　v=π×3.3×1000/1000=10.4m/min</p><p&

49、gt;　　c. 孔5 、孔7 孔徑3.3mm，孔深9mm</p><p>　　由d＞1～6，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.05～0.1mm/r, 又d=3.3mm, 初選n=1000r/min,f=0.062mm/r,</p><p><b>　　則由（2-2）得：</b></p><p>　　v=π

50、15;3.3×1000/1000=10.4m/min</p><p>　　d.孔9～10 孔徑5mm, 孔深18mm</p><p>　　由d＞1～6，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.05～0.1mm/r, 又d=5mm, 初選n=1010r/min,f=0.061mm/r, </p><p><b>　　

51、則由（2-2）得：</b></p><p>　　v=π×5×1010/1000=15.9m/min</p><p>　　e. 孔8 、孔11 孔徑4.2mm，孔深12mm</p><p>　　由d＞1～6，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～18m/min,f＞0.05～0.1mm/r, 又d=4.2mm, 初選n=1250r

52、/min,f=0.05mm/r,</p><p><b>　　則由（2-2）得：</b></p><p>　　v=π×4.2×1250/1000=16.5m/min</p><p>　　f孔3 孔徑4.2mm, 孔深9mm</p><p>　　由d＞1～6，硬度大于190～240HBS，選擇v=10～

53、18m/min,f＞0.05～0.1mm/r, 又d=4.2mm, 初選n=1250r/min,f=0.05mm/r, </p><p><b>　　則由（2-2）得：</b></p><p>　　v=π×4.2×1250/1000=16.5m/min</p><p>　　2.2.2 切削力、切削扭矩及切削功率計算</

54、p><p>　　根據(jù)文獻[1]P134表6-20中公式</p><p>　　(2-4) </p><p><b>　　(2-5)</b></p><p><b>　　(2-6)</b></p><p>　　式中， F—切削力（N）；T—切削轉(zhuǎn)矩（N·㎜）；P—切

55、削功率（kW）；</p><p>　　v—切削速度（m/min）；f—進給量（mm/r）；D—加工（或鉆頭）直徑（mm）；</p><p>　　HB—布氏硬度， ，</p><p>　　在本設計中， ，，得HB=223。</p><p>　　油底殼面鉆孔由以上公式可得：</p><p>　　孔1～2 孔徑5

56、mm，孔深13mm</p><p>　　由公式（2-4）得： </p><p>　　=26×5×0.0630.8×2230.6</p><p><b>　　=365 N</b></p><p>　　由公式（2-5）得： </p><p>　　=10×51.9

57、×0.0630.8×2230.6</p><p>　　=597.5 N·mm</p><p>　　由公式（2-6）得： </p><p>　　=597.5×15.6/(9740×3.14×5)</p><p><b>　　=0.061 kW</b></p&

58、gt;<p>　　其他孔的的計算按上式的步驟進行，結(jié)果如下表2-2：</p><p>　　表2-2孔的相關(guān)切削量的計算</p><p>　　2.2.3 主軸直徑的確定： </p><p>　　確定主軸、尺寸、外伸尺寸</p><p>　　在本課題中，主軸是用于鉆孔的，鉆孔選用滾珠軸承主軸。鉆孔時采用剛性連接，主軸采用長主軸

59、。</p><p>　　根據(jù)由選定的切削用量計算得到的切削轉(zhuǎn)矩T，由文獻[1]P43頁公式</p><p><b>　?。?-7） </b></p><p>　　式中，d表示軸的直徑（㎜）；T表示軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（N·m）；B表示系數(shù)，本課題中鉆孔主軸為非剛性主軸，取B=6.2。</p><p><b&g

60、t;　　由公式可得：</b></p><p>　　右面 軸12 取定d=15㎜</p><p>　　軸13 取定d=15㎜</p><p>　　軸14 取定d=15㎜</p><p>　　軸15

61、 取定d=15㎜</p><p>　　軸16 取定d=15㎜</p><p>　　軸17 取定d=15㎜</p><p>　　軸18 取定d=15㎜</p><p>　　軸19 取定d=15㎜<

62、/p><p>　　軸20 取定d=15㎜</p><p>　　左面 軸1 取定d=15㎜ </p><p>　　軸2 取定d=15㎜ </p><p>　　軸3

63、 取定d=15㎜ </p><p>　　軸4 取定d=15㎜</p><p>　　軸5 取定d=15㎜ </p><p>　　軸6 取定d=15㎜ </p><p>　　

64、軸7 取定d=15㎜ </p><p>　　軸8 取定d=15㎜ </p><p>　　軸9 取定d=15㎜ </p><p>　　軸10 取定d=15㎜ &

65、lt;/p><p>　　軸11 取定d=15㎜ </p><p>　　根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，文獻[1]表3-6可得到主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號。滾錐短主軸軸徑d=15㎜時，主軸外伸尺寸為：D/d1=22/14,L=75㎜；接桿莫氏圓錐號為3。其他主軸軸徑類似上面，取滾錐短主軸軸徑d=15mm，

66、主軸外伸尺寸為：D/d1=22/14,L=75㎜；接桿莫氏圓錐號為3。</p><p>　　2.2.4 確定多軸箱輪廓尺寸</p><p>　　標準通用鉆、鏜類多軸箱的厚度是一定的、臥式為325mm，立式為340mm。本機床為臥式組合機床，取多軸箱厚度為325mm。確定多軸箱尺寸，主要是確定多軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度。多軸箱的寬度B和高度H的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，

67、可按下式確定：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中： b—工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離，單位為mm;</p><p>　　—最邊緣主軸中心至箱體外壁距離，單位為mm；</p><p>　

68、　H—工件在高度方向相距最遠的兩孔距離，單位為mm;</p><p>　　—最低主軸高度，單位為mm。</p><p>　　其中，h1還與工件最低孔位置（h2=103㎜）、機床裝料高度（H=880㎜）、滑臺滑座總高（h3=320㎜）、側(cè)底座高度（h4=560㎜）等尺寸有關(guān)。對于臥式組合機床， h1要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦h1＞85-140㎜，本組合機床按文獻[1]P5

69、0公式</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　計算，得： h1=102.5㎜。</p><p>　　b=100㎜,h=125.125㎜,取b1=100㎜，則求出多軸箱輪廓尺寸：</p><p><b>　　㎜</b></p><p><b

70、>　　㎜</b></p><p>　　根據(jù)上述計算值,按多軸箱輪廓尺寸系列標準，左,右多軸箱輪廓尺寸都預定為B×H=400㎜×400㎜。</p><p>　　2.2.5 生產(chǎn)率計算</p><p>　　生產(chǎn)率計算卡是用以反映機床的加工過程、完成每一個動作所需的時間、切削用量、機床生產(chǎn)率及機床負荷率等，計算公式參照參考文獻[1]第

71、51頁。</p><p><b>　　a.理想生產(chǎn)率</b></p><p>　　理想生產(chǎn)率Q (單位為件/h)是指完成年生產(chǎn)綱領N(本課題中N=70000件,包括備品及廢品率在內(nèi))所要求的機床生產(chǎn)率。它與全年工時總數(shù)有關(guān)，一般情況下，兩班制取4600h, 本課題以單班7小時計，則,則</p><p>　　（2-11） </p

72、><p><b>　　b.實際生產(chǎn)率</b></p><p>　　實際生產(chǎn)率是指所設計的機床每小時實際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。即公式</p><p>　　式中:——生產(chǎn)一個零件所需時間(min)，可按下式計算：</p><p><b>　　（2-12）</b></p><p>　　式中

73、:——分別為刀具第、工作進給長度,單位為mm；</p><p>　　——分別為刀具第、工作進給量,單位為mm/min；</p><p>　　——當加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時，滑臺在死擋鐵上的停留時間，通常指刀具在加工終了時無進給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)所需的時間，單位min; </p><p>　　——分別為動力部件快進、快退行程長度，單位為mm; </

74、p><p>　　——動力部件快速行程速度。用機械動力部件時取5～6m/min;用液壓動力部件時取3～10m/min;</p><p>　　——直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進行一次工位轉(zhuǎn)換時間，一般取0.1min;</p><p>　　——工件裝、卸（包括定位或撤銷定位、夾緊或松開、清理基面或切屑及吊運工件）時間。它取決于裝卸自動化程度、工件重量大小、裝卸是否方便及工人的熟練程度

75、。通常取0.5～1.5min。</p><p>　　式中，—生產(chǎn)一個零件所需時間（min）。則</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p><b>　　c.機床負荷率</b></p><p>　　機床負荷率為理性鄉(xiāng)生產(chǎn)率與實際生產(chǎn)率之比。由參考文獻[1]公式, </p&g

76、t;<p><b>　?。?-14） </b></p><p>　　表2-3 生產(chǎn)率計算卡</p><p>　　2.2.6 通用部件的選擇</p><p><b>　　A.選動力箱型號</b></p><p>　　由切削用量計算得到的各主軸的切削功率的總和，根據(jù)文獻[1]可知：<

77、/p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　式中,—消耗于各主軸的切削功率的總和（kW）；</p><p>　　—多軸箱的傳動效率,加工黑色金屬時取0.8～0.9，加工有色金屬時取0.7～0.8；主軸數(shù)多、傳動復雜時取小值，反之取大值。本課題中，被加工零件材料為灰鑄鐵，屬黑色金屬，又主軸數(shù)量較多、傳動復雜，故取。</p

78、><p><b>　　左多軸箱： </b></p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　右多軸箱： </b></p><p><b>　　則 </b></p><p>　　根據(jù)液壓滑臺的配套要求，滑臺額定

79、功率應大于電機功率的原則，查文獻[1] 第114～115頁表5-38得出動力箱及電動機的型號。</p><p>　　表2-5動力箱及電動機的型號選擇</p><p>　　B.選用滑臺傳動型式</p><p>　　選用了機械滑臺，安全可靠，轉(zhuǎn)換精度高。但是零件損失較大，調(diào)速維修比較麻煩。</p><p><b>　　C.機械滑臺的選擇

80、</b></p><p>　　根據(jù)動力箱的型號，選擇適當?shù)臋C械滑臺，為了保證工作的穩(wěn)定性，由文獻[2]第96頁表5-5，左、右面的機械滑臺均選用1HJ40M型。臺面寬400，臺面長800,行程長630，滑臺及滑座總高320,滑座1240，后面的機械滑臺選用1HJ32，臺面寬320，臺面長度630,行程長630，滑臺及滑座總高320，滑座1240。</p><p><b&g

81、t;　　D 選擇滑臺側(cè)底座</b></p><p>　　根據(jù)所選的機械滑臺查表選擇的滑臺左右側(cè)底座的型號為1CC401，其高度，寬度，長度。后滑臺側(cè)底座的型號為1CC321，其高度H=560，寬度B=520，長度L=1180。 </p><p>　　2.2.7 零部件的設計</p><p><b>　　A.繪制加工工序圖</b>&

82、lt;/p><p>　　被加工零件工序圖是組合機床設計的具體依據(jù)，是確定所設計的組合機床上完成的工藝內(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、夾壓部位以及被加工零件的材料等情況的圖樣。</p><p><b>　　B.繪制加工示意圖</b></p><p>　　加工示意圖是在工藝方案和機床總體方案逐步確定的基礎上繪制的。是

83、表達工藝方案具體內(nèi)容的機床工藝方案圖。它是設計刀具、輔具、夾具、多軸箱和液壓、電氣系統(tǒng)以及選擇動力部件、繪制機床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對機床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機床和刀具所必須的重要文件。</p><p>　　加工示意圖應表達和標注的內(nèi)容有：機床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程；工件、刀具及導向、托架及多軸箱之間的相對位置及聯(lián)系尺寸；主軸結(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

84、；接桿、浮動卡頭、導向裝置、攻螺紋靠模裝置等結(jié)構(gòu)尺寸；刀具、導向套間的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式及配合尺寸等。</p><p><b>　　C.繪制機床總圖</b></p><p>　　繪制的機床總圖要要包含的內(nèi)容：表明機床的配置形式和整體布局；完整的反映各部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運動部件的運動極限位置及各滑臺工作循總的工作行

85、程和前后行程前備量尺寸；標注主要部件規(guī)格代號和電動機的型號、功率及轉(zhuǎn)速，并標出機床分組號，全部組件應包括機床全部通用及專用零部件。根據(jù)計算的動力部件、機床裝料高度、夾具輪廓尺寸、中間底座尺寸、多軸箱的輪廓尺寸繪制。</p><p><b>　　3. 夾具設計</b></p><p>　　3.1 夾具設計的基本要求和步驟</p><p>　　3.

86、1.1 夾具設計的基本要求</p><p>　　A. 提高生產(chǎn)率、降低成本</p><p>　　夾具設計方案應與生產(chǎn)綱領相適應。在大批量生產(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。</p><p>　　B. 保證工件的加工精度 </p>

87、<p>　　夾具設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，和合理地設計夾具的尺寸、公差和技術(shù)要求，必要時應進行誤差的分析和計算。</p><p><b>　　C. 便于排屑</b></p><p>　　夾具的排屑是一個很重要的問題，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；

88、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，還會造成設備事故或工傷事故。因此，在夾具設計時排屑問題必須給予充分的注意。</p><p>　　D. 操作方便、省力和安全</p><p>　　夾具的操作要盡量做到方便、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。</p&

89、gt;<p>　　E.有良好的結(jié)構(gòu)工藝性</p><p>　　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。</p><p>　　夾具設計通?？梢栽趨㈤営嘘P(guān)資料的情況下，按加工要求設計方案，繪制圖樣，經(jīng)修改確定夾具的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3.1.2 夾具設計的步驟</p><p>&l

90、t;b>　　A.設計前的準備</b></p><p>　　首先分析產(chǎn)品零件圖、裝配圖、零件結(jié)構(gòu)特點、材料及技術(shù)要求；其次分析零件的加工工藝規(guī)程，及對任務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、精度以及與夾具連接部分結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸；了解所用絲錐、量具的規(guī)格；了解零件的生產(chǎn)綱領及生產(chǎn)組織等有關(guān)問題；收集有關(guān)設計資料。</p><p><b>　　B.

91、方案設計</b></p><p>　　在分析各種原始資料的基礎上，確定夾具的類型、定位方式、夾緊方式、導向方案 、連接方式和夾具的結(jié)構(gòu)形式。繪制方案設計圖，進行工序精度分析，對動力夾緊裝置進行夾緊力的計算。</p><p><b>　　C.審核</b></p><p>　　檢查夾具的各項功能是否符合設計要求。</p>

92、<p><b>　　D.總體設計</b></p><p>　　根據(jù)所定方案繪制夾具裝配圖，注明各種元件的裝配關(guān)系。</p><p><b>　　E.夾具零件的設計</b></p><p>　　合理選擇材料，標注尺寸、公差和技術(shù)要求。</p><p>　　F.夾具的裝配、調(diào)試和驗證</

93、p><p>　　3.2 定位方案的確定</p><p>　　3.2.1零件的工藝性分析</p><p>　　此包縫機機座機體材料為HT200，其硬度為HB190～240，在本工序之前主要表面、主要孔已加工完畢。本道工序機身右面鉆7×3.3深11，3.3深12，3.3mm深9mm；機身左面鉆2×5深13，2×5深18，2×4.2深1

94、2mm，4.2深9，2×3.3深10，2×3.3mm深9。鉆孔位置的精度一般為。</p><p>　　3.2.2 定位方案的論證</p><p>　　箱體零件的定位方案一般有兩種，“ 一面兩孔”和“三平面”定位方法。下面比較兩者的特點： </p><p>　　A.“一面兩孔”的定位方法 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，同

95、時加工零件五個表面的可能，能高度集中工序?！耙幻鎯煽住笨勺鳛榱慵拇旨庸さ骄庸と抗ば虻亩ㄎ换鶞?，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，有利于縮短設計、制造周期，降低成本。 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。</p><p>　　B.“三平面”定位方法 可以簡便地消除工件的六個自由度，使

96、工件獲得穩(wěn)定可靠定位。方便簡單，能高度集中工序。</p><p>　　本次包縫機機座孔鉆孔設計，采用“一面兩銷”定位方法，能夠保證工件位置精度要求，同時便于工件裝夾，又有利于夾具的設計與制造。定位方案見圖3-1。</p><p>　　圖 圖3-1 夾具定位方案圖</p><p>　　該方案定位原理：選底面為定位基準面，用定位塊與底面接

97、觸，左面使用一個菱形銷，右面使用一個圓柱銷，上面使用壓板氣壓夾緊。</p><p>　　3.2.3 誤差分析 </p><p>　　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：</p><p><b>　　A. 對刀誤差；</b></p><p>　　B. 一批工件的定位誤差

98、； </p><p>　　C.夾具在機床上的安裝誤差；</p><p><b>　　D.夾具誤差；</b></p><p>　　a.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；</p><p>　　b.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∑Δ。</p><

99、p>　　根據(jù)文獻[3]第146頁的說明，現(xiàn)將上述各種誤差的分析如下：</p><p>　　A.定位誤差 </p><p><b>　　a.第一類誤差</b></p><p>　　第一類誤差是指工件在夾具上定位時所產(chǎn)生的那部分定位誤差</p><p>　　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

100、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。在本設計中，由于定位誤差和工序基準是重合的，所以基準不重合誤差為0。</p><p><b>　　b.第二類誤差</b></p><p>　　第二類誤差是定位元件對夾具三基準面的尺寸誤差及位置度所產(chǎn)生的那一部分定位誤差。</p><p>　　基準位移誤差是由于定位元件和工件的制造誤差而引起的

101、定位基準在加工尺寸上的最大位置變動范圍。</p><p>　　當支承面即工件底面對夾具的安裝基準（底面）有平行度誤差及支承面對夾具的對刀基準（導套軸線）有位置誤差，被加工的定位誤差為：</p><p><b>　　移動誤差： </b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)動誤差： </b></p>&l

102、t;p><b>　　故定位誤差為</b></p><p><b>　　按標注的測量尺寸：</b></p><p>　　將上述數(shù)值代入定位誤差計算公式，則得：</p><p>　　B.夾具在機床上的安裝誤差</p><p>　　夾具在安裝時，其定位元件對機床裝卡面的相互位置誤差,將導致工件定位基

103、準發(fā)生移動，從而使工序尺寸發(fā)生變化，這種誤差稱為夾具的安裝誤差。產(chǎn)生夾具的安裝誤差的因素有：</p><p>　　a.夾具定位元件對夾具體安裝基面的相互位置誤差。</p><p>　　b.夾具安裝基面本身的制造誤差及其與機床裝卡面間的間隙所產(chǎn)生的連接誤差。</p><p>　　夾具的安裝誤差一般?。?lt;/p><p><b>　　C.

104、夾具誤差</b></p><p>　　由于夾具上定位元件在對刀或?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及夾具裝配時的調(diào)整和修配精度。</p><p><b>　　一般取</b></p><p><b>　　D.加工方法誤差&l

105、t;/b></p><p>　　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面位置發(fā)生變化，從而造成的加工尺寸誤差。因該項誤差影響因素很多，又不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差的。計算時可設。</p><p>　　——工件位置公差取0.4</p><p><

106、b>　　=</b></p><p>　　3.2.4 保證加工精度</p><p>　　工件在夾具中加工時，總加工誤差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，因此，保證工件加工精度的條件為：</p><p>　　即工件總加工誤差應不大于工件的加工尺寸公差，由以上得知，本夾具完全可以保證加工精度。</p><

107、;p>　　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，因此將上式改為：</p><p><b>　　≤－ </b></p><p><b>　　得， =－</b></p><p>　　當≥0時夾具能滿足加工要求，根據(jù)以上得：</p><p&

108、gt;　　=－=0.40-0.331=0.069≥0</p><p>　　所以夾具完全可以滿足加工所要的要求。</p><p>　　3.2.5 導向裝置</p><p>　　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正確位置和提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。</p><p>　　包縫機機座孔鉆孔組合機床鉆兩個端面時是在精密的導套

109、中進行的，因此要求較高的位置精度，通?？蛇_±0.01，而且應與導套盡量接近與加工表面，力求選用較高的精度和較緊的配合。導套結(jié)構(gòu)如圖3-2所示</p><p>　　圖3-2 導套結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　導套的尺寸可查文獻[2]第275頁的表8-4： </p><p>　　對于M8的螺紋孔，選擇的導套尺寸為：</p><p

110、><b>　　，，，。</b></p><p><b>　　配合尺寸為：</b></p><p><b>　　, </b></p><p><b>　　配用的螺釘M6</b></p><p>　　對于M10螺紋，選擇的導套尺寸為：</p>

111、<p><b>　　，，，。</b></p><p><b>　　配合尺寸為：</b></p><p><b>　　, </b></p><p><b>　　配用的螺釘M6</b></p><p>　　對于M12螺紋，選擇的導套尺寸為：<

112、;/p><p><b>　　,,，。 </b></p><p><b>　　配合尺寸為：</b></p><p><b>　　, </b></p><p><b>　　配用的螺釘M8</b></p><p>　　對于Z1/4″螺紋，選擇

113、的導套尺寸為：</p><p><b>　　,,，。 </b></p><p><b>　　配合尺寸為：</b></p><p><b>　　, </b></p><p><b>　　配用的螺釘M8</b></p><p>　　對于

114、G3/8″螺紋，選擇的導套尺寸為：</p><p><b>　　,,，。 </b></p><p><b>　　配合尺寸為：</b></p><p><b>　　, </b></p><p><b>　　配用的螺釘M8。</b></p>&l

115、t;p>　　3.3 夾緊方案的確定</p><p>　　3.3.1夾緊裝置的確定</p><p><b>　　A.夾緊裝置的組成</b></p><p>　　本設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，如圖3-3的方框圖所示。</p><p>　　圖3-3

116、夾緊裝置組成的方框圖</p><p>　　B.夾緊裝置設計的基本要求</p><p>　　a.夾緊過程中，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。</p><p>　　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。</p><p>　　c.夾緊裝置的自動化和復雜程度應與生產(chǎn)綱領想適應

117、，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。</p><p>　　d.夾緊裝置的操作應當方便、安全、省力。</p><p><b>　　C.夾緊裝置的選擇</b></p><p>　　通常應用的機械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。</p><p><b

118、>　　a.液壓裝置</b></p><p><b>　　液壓裝置的特點是：</b></p><p>　　a)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。</p><p>　　b)液壓油的不可壓縮性可使夾具剛度高，工作平穩(wěn)、可靠。</p><

119、;p>　　c)液壓傳動噪聲小，勞動條件比氣壓的好。</p><p>　　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。</p><p><b>　　b.氣壓裝置</b></p><p>　　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：</p><p>　　a)動作迅速，