減速箱體側(cè)面鉆孔組合機(jī)床設(shè)計加工8XM8孔的臥式雙面鉆床設(shè)計【二級減速器箱體】
29頁 15000字?jǐn)?shù)+論文說明書+任務(wù)書+7張CAD圖紙【詳情如下】
任務(wù)書.doc
減速箱體側(cè)面鉆孔組合機(jī)床設(shè)計加工8XM8孔的臥式雙面鉆床設(shè)計論文.doc
減速箱體零件圖.dwg
減速箱體零件圖.gif
多軸箱裝配圖.dwg
夾具體.dwg
夾具底板.dwg
夾具裝配圖.dwg
機(jī)床聯(lián)系圖.dwg
生產(chǎn)率計算卡.dwg
減速箱體側(cè)面鉆孔組合機(jī)床設(shè)計加工8 X M8孔的臥式雙面鉆床設(shè)計
1 引言 4
1.1 組合機(jī)床的特點和分類 2
1.1.1 組合機(jī)床的特點 2
1.1.2 組合機(jī)床的分類 3
1.2 設(shè)計任務(wù) 3
2 組合機(jī)床的總體設(shè)計 4
2.1 組合機(jī)床方案的分析 4
2.1.1 影響組合機(jī)床方案制定的主要因素 4
2.1.2 制定工藝方案應(yīng)考慮的問題 5
2.1.3 確定機(jī)床配置形式及結(jié)構(gòu)方案應(yīng)考慮的問題 5
2.1.4 分析本次設(shè)計的要求和零件的特點 5
2.2 選擇切削用量 6
2.2.1 組合機(jī)床切削用量選擇的特點 6
2.2.2 確定切削用量應(yīng)注意的問題 6
2.2.3 組合機(jī)床切削用量選擇方法 7
2.3 確定切削力、切削扭矩、切削工具及刀具耐用度 8
2.4 確定刀具 9
3 組合機(jī)床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計—三圖一卡 10
3.1 被加工零件工序圖 10
3.1.1 被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容 10
3.1.2 繪制被加工零件工序圖的注意事項 11
3.2 加工示意圖 12
3.2.1 加工示意圖的作用及內(nèi)容 12
3.2.2 初定主軸的類型、尺寸、外伸長度和選擇接桿、浮動卡頭 13
3.2.3 由多軸箱的所有刀具主軸中找出影響聯(lián)系尺寸的關(guān)鍵刀具 13
3.2.4 確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程 14
4 夾具設(shè)計 21
4.1 機(jī)床夾具的基本組成 21
4.2 機(jī)床夾具的類型 21
4.4 專用夾具設(shè)計步驟 22
4.5 夾具的具體設(shè)計 23
5 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計 24
5.1 多軸箱的用途、分類及組成 24
5.2 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇 24
5.3 主軸直徑和齒輪模數(shù)的選擇 24
5.4 多軸箱的動力計算及動力箱的選擇 25
5.5 主軸分布類型 26
5.6 傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 26
5.7 多軸箱輪廓尺寸及相關(guān)系數(shù) 28
5.8 強(qiáng)度校核 28
6 組合機(jī)床自動線簡介 29
6.2 組合機(jī)床及其自動線調(diào)整與維護(hù)的重要意義 29
結(jié)束語 31
致 謝 32
參 考 文 獻(xiàn)
1 引言
組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件，對一種或若干種工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的機(jī)床。它能夠?qū)ぜM(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位同時加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削以及滾壓等工序，隨著組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，它能完成的范圍日益擴(kuò)大。在組合機(jī)床自動線上可以完成一些非切削工序，例如打印、清洗、熱處理、簡單的裝配、試驗和再現(xiàn)自動檢查等工序。
組合機(jī)床及其自動線所使用的通用
部件是具有特定功能，按標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化原則設(shè)計、制造的組合機(jī)床基礎(chǔ)部件。每種通用部件有合理的規(guī)格尺寸系列，由適用的技術(shù)參數(shù)和完善的配套關(guān)系。組合機(jī)床設(shè)計應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能要求配套液壓、氣壓和電控等系統(tǒng)。
許多大型、形狀復(fù)雜的工件，需要的加工工序很多，不可能在一臺機(jī)床上全部加工完成，這就需要用多臺組合機(jī)床加工，按工序加工順序依次排列，組成組合機(jī)床流水線，在組合機(jī)床流水線的基礎(chǔ)上，發(fā)展成組合機(jī)床自動線。
1.1 組合機(jī)床的特點和分類
1.1.1 組合機(jī)床的特點
(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)床部件的70%～80%，因此設(shè)計和制造周期短，經(jīng)濟(jì)效益好。
(2) 由于組合機(jī)床多采用多刀加工，機(jī)床自動化程度高，因此比通用機(jī)床生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動強(qiáng)度低。
(3) 組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過周密設(shè)計和長期生產(chǎn)實踐考驗的，又有專門廠家長期生產(chǎn)，它與一般專用機(jī)床相比，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便。
(4) 組合機(jī)床加工工件，由于采用專用夾具、組合刀具和導(dǎo)向裝置等，產(chǎn)品加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術(shù)水平要求不高。
(5) 當(dāng)機(jī)床被加工的產(chǎn)品更新時，專用機(jī)床的大部分部件要報廢。組合機(jī)床的通用部件是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的，并等效于國家標(biāo)準(zhǔn)，因此其通用部件可以重復(fù)使用，不必另行設(shè)計和制造。
(6) 組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動線，以適應(yīng)大規(guī)模和自動化生產(chǎn)需要。
1.1.2 組合機(jī)床的分類
(1) 固定式夾具的單工位組合機(jī)床
(2) 移動式夾具（多工位）組合機(jī)床
(3) 轉(zhuǎn)塔多軸箱式組合機(jī)床
1.2 設(shè)計任務(wù)
本畢業(yè)設(shè)計課題主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械制造的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，設(shè)計專用組合機(jī)床，用于減速箱體側(cè)面鉆孔的加工，提高學(xué)生分析與解決工程實際問題的能力和初步科學(xué)研究的能力。主要設(shè)計要求有：
(1) 生產(chǎn)綱領(lǐng)：單班制年產(chǎn)10萬臺
(2) 協(xié)助完成機(jī)床總體設(shè)計
(3) 完成機(jī)床典型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計
2 組合機(jī)床的總體設(shè)計
2.1 組合機(jī)床方案的分析
組合機(jī)床是針對被加工零件的特點和工藝要求，按高度集中工序原則設(shè)計的一種高效率專用機(jī)床。設(shè)計組合機(jī)床前，首先應(yīng)根據(jù)組合機(jī)床完成工藝的一些限制及組合機(jī)床各種工藝方法能達(dá)到的加工精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，解決零件是否可以利用組合機(jī)床加工以及采用組合機(jī)床加工是否合理的問題。如果確定零件可以利用感組合機(jī)床加工，那么，為使加工過程順利進(jìn)行，并達(dá)到要求的生產(chǎn)率，必須在掌握大量的零件加工加工工藝資料基礎(chǔ)上，通盤考慮影響制定零件工藝方案、機(jī)床配置類型、結(jié)構(gòu)方案的各種因素以及應(yīng)注意的問題。經(jīng)過分析比較，以確定零件在組合機(jī)床上合理可行的加工方案（包括安排工序及工藝流程，確定工序中的工步數(shù)，選擇加工的定位基準(zhǔn)及夾壓方案等）、確定工序（或工步）間加工余量、選擇合適的切削用量、相應(yīng)的刀具結(jié)構(gòu)、確定機(jī)床配置形式等，這些便是組合機(jī)床方案制定的主要內(nèi)容。
2.1.1 影響組合機(jī)床方案制定的主要因素
(1) 被加工零件的加工精度和加工工序
結(jié)束語
本課題的任務(wù)是減速箱體側(cè)面鉆孔右邊的8個直徑M8孔需要加工，設(shè)計結(jié)構(gòu)合理、安全可靠的專用機(jī)床，在保證孔加工精度的情況下提高加工效率。經(jīng)過努力，基本完成了任務(wù)。
在本次畢業(yè)設(shè)計中，我從中學(xué)到了很多知識。在設(shè)計過程中，我遇到過困難，由于對組合機(jī)床的相關(guān)知識不太了解。通過老師的幫助和自己的努力，我解決了這個難題，加深了對課題相關(guān)知識的了解：我明白了組合機(jī)床的特點和分類；組合機(jī)床的總體設(shè)計，包括組合機(jī)床方案的制定，切削用量的選擇，切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度的確定；組合機(jī)床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計—三圖一卡，被加工零件工序圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，生產(chǎn)效率計算卡；組合機(jī)床多軸箱的設(shè)計。從而在整體上把握了組合機(jī)床設(shè)計的思路。
這次畢業(yè)設(shè)計涵蓋了大學(xué)所學(xué)的全部知識，它是大學(xué)四年的一個總結(jié)。
致 謝
隨著本次畢業(yè)設(shè)計的完成，四年的學(xué)習(xí)生活也就結(jié)束了。在這里首先向?qū)W院的老師們表示衷心的感謝。感謝老師們在我的大學(xué)生涯里，在學(xué)習(xí)、生活、思想上對我的指導(dǎo)和關(guān)心。老師們淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、創(chuàng)新的精神、長遠(yuǎn)的眼光、誠懇的品質(zhì)使我受益良多。
特別感謝知道我做畢業(yè)設(shè)計的高工老師，他給了我很大的幫助，為我提供了精心的指導(dǎo)和充足的參考資料，在我做畢業(yè)設(shè)計這段時間里，在梁老師嚴(yán)格的要求下，我的專業(yè)知識和能力有了很大提高。老師孜孜不倦的教誨讓我在成長的道路上又一次受益頗豐！在此，我由衷的表示感謝！
另外在這段時間里，我的許多朋友和同學(xué)也給予我很大的幫助，在這里一并表示感謝！
回顧我的求學(xué)生涯，我的父母一直給予我最大的支持和幫助，他們付出了很多，對他們的感激是難以用語言來表達(dá)的。
參 考 文 獻(xiàn)
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本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 1 頁 共 29 頁 減速箱體側(cè)面鉆孔組合機(jī)床設(shè)計加工 8 X 的臥式雙面鉆床設(shè)計 1 引言 ................................................. 錯誤 !未定義書簽。 組合機(jī)床的特點和分類 ........................................... 3 組合機(jī)床的特點 ........................................... 3 組合機(jī)床的分類 ........................................... 3 設(shè)計任務(wù) ....................................................... 3 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計 .................................................. 4 組合機(jī)床方案的分析 ............................................. 4 影響組合機(jī)床方案制定的主要因素 ........................... 4 制定工藝方案應(yīng)考慮的問題 ................................. 5 確定機(jī)床配置形式及結(jié)構(gòu)方案應(yīng)考慮的問題 ................... 5 分析本次設(shè)計的要求和零件的特 點 ........................... 5 選擇切削用量 ................................................... 6 組合機(jī)床切削用量選擇的特點 ............................... 6 確定切削用量應(yīng)注意的問題 ................................. 6 組合機(jī)床切削用量選擇方法 ................................. 7 確定切削力、切削扭矩、切削工具及刀具耐用度 ..................... 8 確定刀具 ....................................................... 9 3 組合機(jī)床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 — 三圖一卡 ...................................... 9 被加工零件工序圖 ............................................... 9 被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容 ............................. 9 繪制被加工零件工序圖的注意事項 .......................... 10 加工示意圖 .................................................... 10 加工示意圖的作用及內(nèi)容 .................................. 10 初定主軸的類型、尺寸、外伸長度和選擇接桿、浮動卡頭 ...... 11 由多軸箱的所有刀具主軸中找出影響聯(lián)系尺寸的關(guān)鍵刀具 ...... 11 確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程 ........................ 12 4 夾具設(shè)計 ........................................................... 18 機(jī)床夾具的基本組成 ............................................ 18 機(jī)床夾具的類型 ................................................ 18 專用夾具設(shè)計步驟 .............................................. 20 具的具體設(shè)計 ................................................. 20 5 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計 ................................................. 20 多軸箱的用途、分類及組成 ...................................... 20 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇 ............................................ 21 主軸直徑和齒輪模數(shù)的選擇 ..................................... 21 多軸箱的動力計算及動力箱的選擇 ................................ 22 主軸分布類型 .................................................. 22 傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 .......................................... 23 多軸箱輪廓尺寸及相關(guān)系數(shù) ...................................... 24 強(qiáng)度校核 ...................................................... 24 6 組合機(jī)床自動線簡介 ................................................. 25 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 2 頁 共 29 頁 組合機(jī)床及其自動線調(diào)整與維護(hù)的重要意義 ........................ 26 結(jié)束語 ................................................................ 27 致 謝 ................................................................ 28 參 考 文 獻(xiàn) ........................................................... 29 1 引言 組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件，對一種或若干種工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的機(jī)床。它能夠?qū)ぜM(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位同時加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削以及滾壓等工序，隨著組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，它能完成的范圍日益擴(kuò)大。在組合機(jī)床自動線上可以完成一些非切削工序，例如打印、清洗、熱處理、簡單的裝配、試驗和再現(xiàn)自動檢查等工序。 組合機(jī)床及其自動 線所使用的通用 部件是具有特定功能，按標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化原則設(shè)計、制造的組合機(jī)床基礎(chǔ)部件。每種通用部件有合理的規(guī)格尺寸系列，由適用的技術(shù)參數(shù)和完善的配套關(guān)系。組合機(jī)床設(shè)計應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能要求配套液壓、氣壓和電控等系統(tǒng)。 許多大型、形狀復(fù)雜的工件，需要的加工工序很多，不可能在一臺機(jī)床上全部加工完成，這就需要用多臺組合機(jī)床加工，按工序加工順序依次排列，組成組合機(jī)床流水線，在組合機(jī)床流水線的基礎(chǔ)上，發(fā)展成組合機(jī)床自動線。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 3 頁 共 29 頁 組合機(jī)床的特點和分類 組合機(jī)床的特點 (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)床部件的 70%～ 80%，因此設(shè)計和制造周期短，經(jīng)濟(jì)效益好。 (2) 由于組合機(jī)床多采用多刀加工，機(jī)床自動化程度高，因此比通用機(jī)床生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動強(qiáng)度低。 (3) 組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過周密設(shè)計和長期生產(chǎn)實踐考驗的，又有專門廠家長期生產(chǎn)，它與一般專用機(jī)床相比，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便。 (4) 組合機(jī)床加工工件，由于采用專用夾具、組合刀具和導(dǎo)向裝置等，產(chǎn)品加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術(shù)水平要求不高。 (5) 當(dāng)機(jī) 床被加工的產(chǎn)品更新時，專用機(jī)床的大部分部件要報廢。組合機(jī)床的通用部件是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的，并等效于國家標(biāo)準(zhǔn)，因此其通用部件可以重復(fù)使用，不必另行設(shè)計和制造。 (6) 組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動線，以適應(yīng)大規(guī)模和自動化生產(chǎn)需要。 組合機(jī)床的分類 (1) 固定式夾具的單工位組合機(jī)床 (2) 移動式夾具（多工位）組合機(jī)床 (3) 轉(zhuǎn)塔多軸箱式組合機(jī)床 設(shè)計任務(wù) 本畢業(yè)設(shè)計課題主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械制造的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，設(shè)計專用組合機(jī)床 ，用于減速箱體側(cè)面鉆孔的加工，提高學(xué)生分析與解決工程實際問題的能力和初步科學(xué)研究的能力。主要設(shè)計要求有： (1) 生產(chǎn)綱領(lǐng)：單班制年產(chǎn) 10萬臺 (2) 協(xié)助完成機(jī)床總體設(shè)計 (3) 完成機(jī)床典型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 4 頁 共 29 頁 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計 組合機(jī)床方案的分析 組合機(jī)床是針對被加工零件的特點和工藝要求，按高度集中工序原則設(shè)計的一種高效率專用機(jī)床。設(shè)計組合機(jī)床前，首先應(yīng)根據(jù)組合機(jī)床完成工藝的一些限制及組合機(jī)床各種工藝方法能達(dá)到的加工精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，解決零件是否可以利用組合機(jī)床加工以及采用組合機(jī)床加工是否合理的問題。如果確定零件可以利用感組合機(jī)床加工，那么，為使加工過程順利進(jìn)行，并達(dá)到要求的生產(chǎn)率，必須在掌握大量的零件加工加工工藝資料基礎(chǔ)上，通盤考慮影響制定零件工藝方案、機(jī)床配置類型、結(jié)構(gòu)方案的各種因素以及應(yīng)注意的問題。經(jīng)過分析比較，以確定零件在組合機(jī)床上合理可行的加工方案（包括安排工序及工藝流程，確定工序中的工步數(shù)，選擇加工的定位基準(zhǔn)及夾壓方案等）、確定工序（或工步）間加工余量、選擇合適的切削用量、相應(yīng)的刀具結(jié)構(gòu)、確定機(jī)床配置形式等，這些便是組合機(jī)床方案制定的主要內(nèi)容 。 影響組合機(jī)床方案制定的主要因素 (1) 被加工零件的加工精度和加工工序 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 5 頁 共 29 頁 被加工零件需要在組合機(jī)床上完成的加工工序即應(yīng)保證的加工精度，是制定機(jī)床方案的主要依據(jù)。 (2) 被加工零件的特點 被加工零件的特點主要指零件的材料、硬度、加工部位的結(jié)構(gòu)形狀、零件剛度、定位基準(zhǔn)面的特點等他們對機(jī)床工藝方案的制定有著重要的影響。 (3) 被加工零件的生產(chǎn)批量 零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多工位或自動線，還是按中小批量生產(chǎn)特點設(shè)計組合機(jī)床的重要因素。有是從工件外行及輪廓尺寸看 ，本來可以采取單工位固定式家具的機(jī)床配置形式，但由于生產(chǎn)批量極大，就不得不采用多工位幾機(jī)床方案以使裝卸工件時間與機(jī)動時間重合。 (4) 機(jī)床使用條件 (a) 車間布置情況 (b) 工藝間的聯(lián)系 (c) 使用廠的技術(shù)能力和自然條件 制定工藝方案應(yīng)考慮的問題 (1) 組合機(jī)床常用工藝方法能達(dá)到的精度及表面粗糙度 (2) 確定工藝方案的原則及注意問題 (3) 定位基準(zhǔn)及夾壓點選擇 確定機(jī)床配置形式及結(jié)構(gòu)方案應(yīng)考慮的問題 根據(jù)被加 工零件的結(jié)構(gòu)特點、加工要求、工藝過程方案及生產(chǎn)率等，可大體確定采取哪種形式的組合機(jī)床。但由于工藝的安排、動力部件的不同配置、零件安裝數(shù)目和工位數(shù)多少等不同，而會產(chǎn)生許多配置方案。不同配置方案對機(jī)床的復(fù)雜程度、通用化程度、結(jié)構(gòu)工藝性、加工精度、機(jī)床重新調(diào)整可能性及經(jīng)濟(jì)效果等，具有不同的影響。因此，確定機(jī)床配置形式及結(jié)構(gòu)方案時，必須考慮下述問題：不同配置形式機(jī)床的特點及適應(yīng)性、不同配置形式機(jī)床的加工精度、選擇多工位組合機(jī)床方案應(yīng)注意的問題等。 分析本次設(shè)計的要求和零件的特點 本次設(shè)計需要從減速箱體 側(cè)面鉆孔右面同時鉆 8個直徑的孔直徑 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 6 頁 共 29 頁 選擇切削用量 確定了組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容后，就可以著手選擇切削用量。切削用量選擇是否合理，對組合機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機(jī)床的布局形式及正常工作均有很大影響。 組合機(jī)床切削用量選擇的特點 (1) 在大多數(shù)情況下，組合機(jī)床為多軸、多刀、多面同時加工。因此，所選擇切削用量，根據(jù)經(jīng)驗應(yīng)比一般萬能機(jī)床單刀加工低 30%左右。 (2) 組合機(jī)床多軸箱上所有刀具共用一個進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動力滑臺。工作時，要求所有的刀具的每 分鐘進(jìn)給量相同，且等于動力滑臺的每分鐘進(jìn)給量。這個每分鐘進(jìn)給量（ mm/是適合于所有刀具的平均值。因此，同一多軸箱上的刀具主軸可以設(shè)計成不同不同轉(zhuǎn)速和選擇不同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（ mm/r)與其相適應(yīng)，以滿足于不同直徑工件的加工要求。 確定切削用量應(yīng)注意的問題 (1) 盡量做到合理利用所有刀具，充分發(fā)揮其性能。由于連接動力部件的多軸箱上同時工作的刀具種類不同且直徑大小不等，因此，切削用量選擇也各有特點。如鉆孔要求切削速度高而每轉(zhuǎn)進(jìn)給量??；鉸孔卻要求切削速度低而每轉(zhuǎn)進(jìn)給量大；銑端面則是要 求切削速度低而每轉(zhuǎn)進(jìn)給量小?而同一多軸箱上的刀具每分鐘進(jìn)給量是相同的，要使每把刀具都能有合適的切削用量是很困難的。一般情況下，可先按各類刀具選擇較合理的主軸轉(zhuǎn)速 n(r/每分鐘進(jìn)給量 f(mm/r),然后進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使各個刀具的每分鐘進(jìn)給量相同，皆等于動力滑臺的每分鐘進(jìn)給量。這樣，各類刀具都不是按最合理的切削用量而是按一個中間切削用量工作。假如確實需要，也可按多數(shù)刀具選擇一個統(tǒng)一的每分鐘進(jìn)給量，對少數(shù)刀具采取附加機(jī)構(gòu)，使之按各自需要的合理的進(jìn)給量工作，一達(dá)到合理使用刀具的目的。 (2) 選擇合 理的切削用量時，應(yīng)注意零件生產(chǎn)批量的影響。生產(chǎn)率要求不高時就沒有必要將切削用量選的過高，以免降低刀具耐用性。對于要求生產(chǎn)率高的大批量生產(chǎn)用組合機(jī)床，要首先保證那些耐用度低，刃磨困難，造價高的所謂“限制性”工序刀具的合理切削用量。但須注意不能影響加工精度，也不能使刀具耐用度降低。對于“非限制性”刀具應(yīng)采取不使刀具耐用度降低的某一極限值，這樣可減少切削功率。組合機(jī)床通常要求切削用量的選擇使刀具耐用度不低于一個工作班，最少不低于 4h。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 7 頁 共 29 頁 (3) 切削用量的選擇應(yīng)有利于多軸箱的設(shè)計。若能做到相鄰主軸轉(zhuǎn)速相近、 相等，則可使多軸箱傳動鏈簡單。刀具帶導(dǎo)向加工，若不便冷卻潤滑，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。 (4) 選擇切削用量時，還必須考慮所選動力滑臺的性能。 組合機(jī)床切削用量選擇方法 必須從實際出發(fā)，根據(jù)加工精度、工作材料、工作條件、技術(shù)要求等進(jìn)行分析，按照經(jīng)濟(jì)的滿足加工要求的原則，合理的選擇切削用量。一般常用查表法。 因為零件材料為鋁合金，所以選擇高速鋼鉆頭刀具鉆孔。 查機(jī)械加工工藝設(shè)計實用手冊表 15高速鋼鉆鋁合金材料孔時切削速度為20～ 50m/以選切削速度 V=根據(jù)要加工的孔的直徑可以確定兩種鉆頭的直徑分別 8 9據(jù) V=π 式 (得： =35r/s=1071r/=40r/s=952r/ 表 加工鋁及鋁合金的切削用量 加工直徑 d(毫米 ) 切削速度 V(米每分 ) 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f(毫米每轉(zhuǎn) ) 純鋁 鋁合金長切屑 鋁合金短切屑 3～ 8 ～ 25 20～ 50 5～ 30 機(jī)床說明書（見《工藝手冊》表 與 1071r/52r/50r/ 1100r/選取 n=1100r/果選 n=850r/速度損失太大。 所以實際切削速度 ==據(jù)已知條件得初鉆孔加工的相關(guān)參數(shù)如下 : 表 孔加工的相關(guān)參數(shù) 螺孔 φ 8孔 φ 9孔 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 8 頁 共 29 頁 加工深度 (19 22 進(jìn)給量 (mm/r) 速 (r/ 1071 952 切削速度 (m/ 確定切削力、切削扭矩、切削工具及刀具耐用度 根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度及進(jìn)給量），確定切削力，作為選擇動力部件及夾具設(shè)計的依據(jù)；確定切削扭矩用以確定主軸及其他傳動件（齒輪，傳動軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動電機(jī)（一般指動力箱電機(jī)）功率；確定刀具耐用度，用以驗證所選刀具是否合格。 查工藝手冊高速鋼鉆頭切削鋁表得： ==392N ==439N =4φ 9=4確定了切削轉(zhuǎn)矩 可根據(jù)扭轉(zhuǎn)剛度處定出主軸及傳動軸直徑，計算公式為： d≥ ( 式 (式中： M— 切削轉(zhuǎn)矩（ B— 系數(shù)，根據(jù)主軸或傳動軸在 1當(dāng)材料的彈性剪切模量 G=04性主軸 [ζ ]=每米 ,B=剛性主軸 [ζ ]=B=動軸 [ζ ]=1度每米， B= 通常 ,主軸允許最大扭轉(zhuǎn)角為 每米 ,則 B=動軸允許最大扭轉(zhuǎn)角可按 1度每米選擇，則 B= =由《機(jī)械制造裝備設(shè)計》表 40 =《機(jī)械制造裝備設(shè)計》表 4小值 20 由各軸所承受的轉(zhuǎn)矩首先可確定動力箱中所有個軸直徑都為 20因為鉆四個孔的配對齒輪中心距太小，為了保證輪齒強(qiáng)度，著兩根驅(qū)動軸的直徑取 15 d=2015徑為 20孔長度為 77 d=155徑為 16孔長度為 74 當(dāng)確定單軸切削功率后，再求出多軸加工的總切削功率 2+? 后考慮 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 9 頁 共 29 頁 效率，作為選擇主傳動用動力箱電機(jī)的依據(jù)。 當(dāng)確定了刀具耐用度 據(jù)此檢驗切削用量的選擇是否合理。 確定刀具 根據(jù)工藝要求及加工精度的不同，組合機(jī)床采用的刀具有 :簡單刀具（標(biāo)準(zhǔn)刀具）、復(fù)合刀具及特種刀具。選擇刀具結(jié)構(gòu)應(yīng)注意下述主要問題： (1) 條件允許，為使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、刃磨容易，應(yīng)盡可能選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具或簡單刀具。 (2) 選擇刀具結(jié)構(gòu)時還需要認(rèn)真分析被加工零件的特點。如加工硬度較高的鑄鐵或鋼件時，為提高刀具耐用度，減少換刀時間以采用多刃絞刀或多刃鏜刀頭加工，以及解決斷屑及排屑問題。 (3) 在組合機(jī)床上，為了某種特殊的目的，需選用或設(shè)計特殊刀具的，可草靠組合機(jī)床設(shè)計 的有關(guān)資料。 參考資料后，我選擇的刀具為高速鋼鉆頭刀具。 查《工藝手冊》表 12和φ 9 鉆孔刀具的耐用度都為 2100對照，所選刀具符合要求。 3 組合機(jī)床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 — 三圖一卡 總體方案的圖紙表達(dá)形成 — 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、聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計算卡。 被加工零件工序圖 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(jī)床或自動線完成的工藝內(nèi)容、加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求、加工 用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及被加工的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或半成品情況的圖紙。它不能用用戶提供的產(chǎn)品圖紙代替，而需在原零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床及自動線的加工內(nèi) 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 10 頁 共 29 頁 容，加上必要的說明而繪制的。它是組合機(jī)床設(shè)計的主要依據(jù)，也使建造、使用、驗證和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。圖上應(yīng)表示出： (1) 被加工零件的形狀和輪廓尺寸及預(yù)備機(jī)床設(shè)計有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。尤其是當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向套時，應(yīng)表示出零件內(nèi)部的肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀及尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。 (2) 加工 用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾壓方向。以便依次進(jìn)行夾具的定位、支承、限位、夾緊、導(dǎo)向裝置的設(shè)計。 (3) 本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞?zhǔn)）。 (4) 必要的文字說明。如被加工零件編號、名稱、材料、硬度、重量及加工部位余量等。 繪制被加工零件工序圖的注意事項 (1) 為了使加工零件工序圖清晰明了，一定要突出該機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時應(yīng)按一定比例；選擇足夠視圖及剖視，突出加工部位（用粗實線）， 并把零件輪廓及機(jī)床、夾具設(shè)計有關(guān)的部位（用細(xì)實線）表示清楚。 (2) 加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起。為便于加工及檢查，尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)注，而不采用極坐標(biāo)系。但有時因所選擇定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，則需對加工部位要求的位置精度進(jìn)行分析換算。此外，應(yīng)將零件圖上不對稱位置尺寸公差換成對稱位置尺寸公差 ,其公差數(shù)值的決定要考慮兩個方面，一是要能達(dá)到產(chǎn)品圖紙要求的精度，二是采用組合機(jī)床能夠加工出來。 (3) 應(yīng)注明零件加工對機(jī)床提出的某些特殊要求。如對多層壁同軸線等直徑孔加工，若要求空表面不留退刀痕 跡，則圖紙上應(yīng)注明要求“機(jī)床主軸定位，工件（夾具）讓刀”。 加工示意圖 加工示意圖的作用及內(nèi)容 零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計的主要圖紙之一，在總體設(shè)計中占重要地位。它 是刀具、夾具、輔具、多軸箱、液壓電器裝置 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 11 頁 共 29 頁 設(shè)計及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺組合機(jī)床布局和性能的原始要求，同時還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試 車的依據(jù)。其內(nèi)容為： (1) 應(yīng)反映機(jī)床的加工方法、加工條件及加工過程。 (2) 應(yīng)根據(jù)加工部位特點及加工要求，決定刀具類型數(shù)量結(jié)構(gòu)尺寸（直徑和長度），包括鏜削加工時鏜桿的直徑和長度。 (3) 決定主軸的結(jié)構(gòu)類型、規(guī)格尺寸及外伸長度。 (4) 選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計專用的接桿、浮動卡頭、導(dǎo)向裝置、靠模裝置、刀桿托架等，并決定他們的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸。 (5) 標(biāo)明主軸、接桿（卡頭）、夾具（導(dǎo)向）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。 (6) 根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具、材料 特點等，合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量。 (7) 決定機(jī)床動力部件的工作循環(huán)及工作行程。 初定主軸的類型、尺寸、外伸長度和選擇接桿、浮動卡頭 主軸類型主要取決于進(jìn)給抗力和主軸 — 刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的需要。主軸尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù)選定的切削用量計算出切削扭矩 M，查表出定主軸直徑，在綜合考慮加工精度和具體工作條件，查表決定主軸外伸部分尺寸（直徑 度 L）及配套的刀具接桿莫氏錐號等。 除剛性主軸外，組合機(jī)床主軸與刀具之間常用兩種連接。一是接桿連接，也稱剛性連接，用于單導(dǎo)向進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸孔及倒角加工。 二是浮動卡頭連接，也稱浮動連接，用于長導(dǎo)向、雙導(dǎo)向和多導(dǎo)向進(jìn)行鏜、擴(kuò)、鉸孔，以及減少主軸位置誤差及主軸徑向跳動對加工精度的影響，避免主軸與夾具導(dǎo)向不同軸而產(chǎn)生“別勁”現(xiàn)象。通用的標(biāo)準(zhǔn)浮動卡頭有小浮動量和大浮動量兩種，繪制加工示意圖時，可根據(jù)有關(guān)的組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選擇。 由多軸箱的所有刀具主軸中找出影響聯(lián)系尺寸的關(guān)鍵刀具 從保證加工終了時多軸箱端面到工件端面間距離尺寸最小來去確定全部刀具、接桿（卡頭）、導(dǎo)向、刀具托架及工件之間的聯(lián)系尺寸。其中需標(biāo)注主軸端部外徑和內(nèi)孔徑（ D/外伸長度，刀具各段 直徑及長度，導(dǎo)向的直徑、長度、配合，工件至夾具間需標(biāo)注共距導(dǎo)套端面的距離。還需標(biāo)注托架與夾具之間的尺寸、工件本身及加工部位的尺寸和精度等。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 12 頁 共 29 頁 應(yīng)當(dāng)指出，多軸箱端面與工件端面的距離是加工示意圖上最重要的聯(lián)系尺寸。為了縮短刀具懸伸長度與工作行程長度，要求這一距離尺寸越小越好。它取決于兩個方面，一是多軸箱上的刀具、接桿（卡頭）、主軸等由于結(jié)構(gòu)和相互連接所需要的最小軸向尺寸，如采用麻花鉆、擴(kuò)孔鉆時，刀具長度要考慮其螺旋槽尾部離開導(dǎo)套有一段距離，以便排屑和刀具刃磨后有向前調(diào)整的可能。接桿長度的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，各規(guī)格均有可選的 范圍，設(shè)計時通常先按最小長度選取。二是機(jī)床總布局所要求的聯(lián)系尺寸，這兩個方面是互相制約的。 確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程 動力部件的工作循環(huán)是指：加工時動力部件從原始位置開始運(yùn)動到加工終了位置又返回到原始位置的動作過程。一般包括快進(jìn)、工作進(jìn)給、快速退回等動作。有時還有中間停止、多次往復(fù)進(jìn)給、跳躍進(jìn)給、死擋帖停留等特殊要求，這是根據(jù)具體的加工工藝需要確定的。 工作行程長度的確定： (1) 工作進(jìn)給長度 與刀具切入長度 2之和，如圖 圖 工作進(jìn)給長度 切入長度 ～ 10差大時取大值。切出長度 采取一般刀具時可參考下表 表 切出長度 確定 工序名稱 切出長度 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 13 頁 共 29 頁 鉆孔 1/3d+(3～ 8) 擴(kuò)孔 10～ 15 鉸孔 10～ 15 鏜孔 5～ 10 攻絲 5+(2) 快速退回長度等于快速引進(jìn)與工件進(jìn)給長度之和?？焖僖M(jìn)是指動力部件把動力箱連同刀具從原始位置送到工件進(jìn)給開始位置，其長度按加工具體情況確定。 (3) 動力部件總行程長度應(yīng)保證要求的工作循環(huán)工作行程外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具方便，即考慮前后備量。 表 動力部件行程 孔 φ 8孔 Φ 9孔 前備量 ( 8 8 后備量 ( 0 9 工作行程 ( 19 22 總行程 ( 27 39 根據(jù)上述的分析和計算得到的有關(guān)數(shù)據(jù)，畫出加工示意圖 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 14 頁 共 29 頁 圖 加工刀具圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 聯(lián)系尺寸圖的作用及內(nèi)容 一般來說，組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn) 的通用的部件 — 動力滑臺、動力箱、各種工藝切削頭、側(cè)底座、立柱、立柱底座及中間底座加上專用部件 — 多軸箱、刀、輔助系統(tǒng)，夾具，液、電、冷卻、潤滑、排屑系統(tǒng)組合裝配而成。聯(lián)系尺寸圖用來表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系的運(yùn)用關(guān)系，以及檢驗機(jī)床各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求；通用部件的選擇是否合適；并為進(jìn)一步開展多軸箱、夾具等專用部件、零件的設(shè)計提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可以看成是簡化的機(jī)床總圖，它表示機(jī)床的配置形式及總體布局。 聯(lián)系尺寸圖的主要內(nèi)容如下： (1) 適當(dāng)數(shù)量的視圖（一般為主、左、右視圖） 按同一比例畫出機(jī)床各主要組成部件的外行輪廓及相關(guān)位置，表明機(jī)床的配置形式及總體布局、主視圖的選擇應(yīng)與機(jī)床實際加工狀態(tài)一致。 (2) 圖上應(yīng)盡量減少不必要的線條。但反映各部件的聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動部位的極限位置及行程的尺寸，必須完整齊全。至于各部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)不必畫出，留在具體設(shè)計部件時完成。 (3) 為了方便開展部件設(shè)計，聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)注明通用部件的規(guī)格代號，電動機(jī) 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 15 頁 共 29 頁 類型、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)明機(jī)床部件的分組情況及總行程。 選擇動力部件 組合機(jī)床動力部件是配置組合機(jī)床 的基礎(chǔ)。它主要包括用以實現(xiàn)刀具主軸旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動的動力箱、各種工藝切削用頭及實現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動的動力滑臺。 根據(jù)切削用量計算出切削功率在考慮傳動效率或空載功率損耗，附加功率損耗，作為動力箱型號規(guī)格的依據(jù)。初選 臺的選用 液壓動力滑臺型號為 表得滑臺長 800面寬度為 400程 400座長度 1240次設(shè)計兩個方向的行程分別為 279以選用型號是符合的。 選擇通用部件配套 滑臺側(cè)底座選用型號 1長度為 890度為 450度為 560座與側(cè)底座之間有 5隙。 立柱選用 ，高度為 2000柱側(cè)底座型號為 800 500 560 中間底座高 560 1390 機(jī)床裝料高度 1060際標(biāo)準(zhǔn) 夾具底座高 500 聯(lián)系尺寸圖的畫法與步驟 (1) 畫主視圖 主視圖的圖形布局一致，并應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)谋壤? 先用雙點劃線或細(xì)實線畫出被加工零件的長 *寬輪廓，以工件兩端面及工件最低孔中心線 別為長度與高度方向上的基準(zhǔn)，根據(jù)已確定的 機(jī)床各組成部件輪廓尺寸及主要相關(guān)尺寸按順序進(jìn)行畫圖。 以一機(jī)床左面為例，以工件左端面為基準(zhǔn)，根據(jù)前面已經(jīng)確定的工件端面到多軸箱前端面的最小距離為 325定機(jī)床左面多軸箱前端面的軸向位置。再根據(jù)多軸箱最低主軸高度位置尺寸 100軸箱以其后蓋與動力箱定位連接，根據(jù)已選擇的 力箱以其底面與動力滑臺定位連接，在機(jī)床長度方向上，通常動力箱后端面應(yīng)與滑臺后端面到滑臺前端面的距離決定。 為了便于機(jī)床的調(diào)整和維修，滑座與側(cè)底座之間須加 5滑座與側(cè)底座在機(jī)床長度方向上的相對位置由滑座前端面到側(cè)底座前端面的距離決定。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 16 頁 共 29 頁 (2) 畫左視圖 重點在于表示清楚組合機(jī)床各部件在寬度方向上的輪廓尺寸及相關(guān)位置，配合主視圖完成聯(lián)系尺寸圖所要求表達(dá)的內(nèi)容。 (3) 應(yīng)注明工件、夾具、動力部件、中間底座對稱中心線間的位置關(guān)系。特別是當(dāng)工件加工部位對工作中心不對稱和有某些具體條件時，動力部件相對夾具，夾具相對中間底座也就不對稱，此時應(yīng)表明它們相互間偏置的尺寸。 (4) 應(yīng)標(biāo)注電機(jī)的型號、功率、轉(zhuǎn)速及所選標(biāo)準(zhǔn)通用部件的型號規(guī)格和 主要輪廓尺寸，并對組合機(jī)床的所有部件進(jìn)行分組編號，作為部件和零件設(shè)計的原始依據(jù)。 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖如圖 (a) A 向旋轉(zhuǎn)視圖 (b) 主視圖 圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 機(jī)床生產(chǎn)率計算卡 根據(jù)選定的機(jī)床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快速及工進(jìn)速度等，就可以計算機(jī)床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計算卡，用以反映機(jī)床的加工過程、完成每一動 作所需的時間、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)荷率等。 理想生產(chǎn)率 完成年生產(chǎn)綱領(lǐng) A（包括備品及廢品率在內(nèi)）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年總數(shù) 般情況下，單班制生產(chǎn) K 取 2350h,兩班制生產(chǎn) 600h,則 （件每小時 ) 式 ( 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 17 頁 共 29 頁 本次實際中 K=2350h,生產(chǎn)綱領(lǐng) 10萬臺。 所以 Q=（件每小時 ) 實際生產(chǎn)率 Q 指所設(shè)計機(jī)床每小時實際可以生產(chǎn)的零件數(shù) 量。 Q=60/T 單 （件每小時 ) 式 (式中： T 單 — 生產(chǎn)一個零件所需要的時間（ 它可以根據(jù)下式計算： T 單 =T 切 +T 輔 =(2/t 停 )+L 快進(jìn) +L 快退 /t 移 +t 裝卸 ( 式 (式中： 分別為刀具的第 I、第 分別為刀具的第 I、第 mm/ t 停 — 當(dāng)加工沉孔、止口、倒角、光整表面時，動力滑臺在死擋鐵上停留的時間，通常指刀具在加工終了時無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn) 5r～ 10 L 快進(jìn) +L 快退 — 分別為動力部件快進(jìn)、快退行程長度 ( 動力部件快速行程速度。采用機(jī)械動力部件取 6m/8m/壓動力部件取 4m/12m/ t 移 — 直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)移的時間，一般可取 t 裝卸 — 工件裝卸（包括定位、夾壓以及清除鐵屑等）時 間，它取決于工作重量大小、裝卸是否方便及工人的熟練的程度。根據(jù)各類組合機(jī)床的統(tǒng)計，一般取 根據(jù)計算 T=以得到 Q=每小時 )， Q＞ 以符合條件。 機(jī)械負(fù)荷率η負(fù) 當(dāng) Q＞ 算二者的比值即為負(fù)荷率 η 負(fù) == 式 (表 組合機(jī)床允許最大負(fù)荷率 機(jī)床復(fù)雜程度 主軸數(shù) 負(fù)荷 率η 負(fù) 單面或雙面 15 ≈ 6～ 40 1～ 80 面或四面 15 ≈ 6～ 40 1～ 80 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 18 頁 共 29 頁 根據(jù)組合機(jī)床的使用經(jīng)驗，適宜的機(jī)床負(fù)荷率為η 負(fù) =計時可按機(jī)床復(fù)雜程度參照上表確定。故所得機(jī)床負(fù)荷率合理。 生產(chǎn)率計算卡 它是按一定規(guī)格要求編制的反映零件在機(jī)床上的加工過程、工作時間、 機(jī)床生產(chǎn)率、機(jī)床負(fù)荷率的簡明表格。 4 夾具設(shè)計 夾具是機(jī)床和工件之間的聯(lián)結(jié)裝置，可以使工件相對于機(jī)床或刀具獲得正確位置。機(jī)床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，所以機(jī)床夾具設(shè)計是裝備設(shè)計中一項重要的工作，是加工過程中最活躍的因素之一。 機(jī)床夾具的基本組成 組合機(jī)床夾具的組成： (1) 定位元件及定位裝置 (2) 夾緊元件及夾緊裝置 (3) 導(dǎo)向元件 (4) 對刀元件及定向元件 (5) 夾具體 (6) 其他元件及裝置 機(jī)床夾具的類型 按夾具的通用特性分 (1) 通用夾具 一般不需要調(diào)整就可以適用于相當(dāng)廣泛的一類工件的加工，稱為通用夾具。例如車床上的卡盤，銑床上的平口鉗等。它們不僅廣泛應(yīng)用于單件小批量生產(chǎn)中，在大批量生產(chǎn)中也常采用。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 19 頁 共 29 頁 (2) 專用夾具 這類夾具是指專為某個零件的某一道工序?qū)ｉT設(shè)計的。專用夾具的設(shè)計和制造， 工作量大，而且它的結(jié)構(gòu)隨著產(chǎn)品的更新而更新，因此，是一項周期長、投資較大的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作。 (3) 可調(diào)夾具 可調(diào)夾具是指通過調(diào)節(jié)或更換裝在通用夾具基礎(chǔ)件上的某些可 調(diào)或可換元件，達(dá)到能適應(yīng)加工若干不同種類工件的一類夾具。在中小批量生產(chǎn)中，使用可調(diào)夾具往往會獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。 (4) 成組夾具 成組夾具是根據(jù)成組加工工藝的原則，針對一組形狀相近、工藝相似的零件而設(shè)計。也是具有通用基礎(chǔ)件和可更換調(diào)整元件組成的夾具。 (5) 組合夾具 這類夾具是由預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件，按照工序加工的要求組合裝配起來的。使用完成可拆卸存放，其元件和部件可以重復(fù)使用。適用于新產(chǎn)品試制或小批量生產(chǎn)。但尺寸過小或過大的工件還沒有相應(yīng)的組合夾具標(biāo)準(zhǔn)件。位置精度要求過高的工作也 不宜采用組合夾具。 (6) 隨行夾具 這是一類在自動線和柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具。它既要完成工件的定位和夾緊，又要作為運(yùn)載工具將工件在機(jī)床間進(jìn)行輸送，輸送到下一道工序的機(jī)床后，隨行夾具應(yīng)在機(jī)床上準(zhǔn)確地定位和可靠地夾緊。 按所使用的機(jī)床劃分 機(jī)床夾具也可按使用的機(jī)床來劃分。如車床夾具、銑床夾具、鏜床夾具、磨床夾具和鉆床夾具等。 工件的定位 在制定工件的工藝規(guī)程時，已經(jīng)初步考慮了加工工藝基準(zhǔn)問題，有時還繪制了工序簡圖。設(shè)計夾具時原則上應(yīng)該選擇該工藝基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。 無論是工藝基準(zhǔn)還是定位基準(zhǔn)，均符合六點定位原理。 六點定位原理是采用六個按一定規(guī)則布置的約束點，限制工件的六個自由度，使工件實現(xiàn)完全定位。每個點都必須起到限制一個運(yùn)動自由度的作用，而絕不能用一個以上的點來限制同一個自由度。因此，這六個點絕不能任意布置。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 20 頁 共 29 頁 在加工中，有時為了使定位元件幫助承受切削力、加勁力，為了保證一批工件進(jìn)給長度一致，減少機(jī)床的調(diào)整和操作，常常會對無位置尺寸要求的自由度也加以限制，只要這種定位方案符合六點定位原理，是允許的，有時也是必要的。 專用夾具設(shè)計步驟 明確設(shè)計 任務(wù)與搜集設(shè)計資料 擬訂夾具總體方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖 (1) 確定工件的定位方案，計算定位誤差。 (2) 確定刀具的對刀或?qū)蚍绞健? (3) 確定夾具的夾緊方案，計算夾緊力。 (4) 確定夾具其他部分的結(jié)構(gòu)方案。 (5) 確定夾具體結(jié)構(gòu)形式和夾具的總體結(jié)構(gòu)。 根據(jù)夾具設(shè)計原理，進(jìn)行各部分和總體的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，最后繪出夾具結(jié)構(gòu)草圖。為了便于分析比較，應(yīng)多考慮幾個總體結(jié)構(gòu)方案，分別繪出結(jié)構(gòu)草圖，從中選擇最佳方案。 繪制夾具零件圖 具的具 體設(shè)計 設(shè)定本次課題夾具的鉆模板厚度為 30料高度為 1060課題工件定位采用一面兩銷定位，限制 6個自由度。右箱體的左側(cè)面已經(jīng)經(jīng)過銑床加工，可作為基準(zhǔn)面，限制 3個自由度，其作用是使工件減少平面度引起的誤差，方便清理切削，其他自由度由圓柱銷（限制 2 個自由度）和菱形銷（限制 1 個自由度）。菱形銷是為了補(bǔ)償工進(jìn)的定位基準(zhǔn)與夾具定位元件之間的實際尺寸誤差，消除過定位而采用的，其短銷只能限制一個自由度。 5 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計 多軸箱的用途、分類及組成 組合機(jī)床多軸箱的用途及分類 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 21 頁 共 29 頁 多軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一，按專用要求進(jìn)行設(shè)計，由通用零件組成。其主要作用是，根據(jù)被加工零件的加工要求，安排各主軸位置，并將動力和運(yùn)動由電機(jī)或動力部件船給各個主軸，使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 多軸箱的組成 通用多軸箱主要由箱體、主軸、傳動軸、齒輪、軸套的零件和通用（專用）的附加機(jī)構(gòu)組成。 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇 主軸結(jié)構(gòu)形式由零件加工工藝決定，并應(yīng)考慮主軸的工作條件和受力情況。軸承形式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征，如進(jìn)行鉆削加工的主軸，軸向切削力較大，最好用推力球軸承承受軸向力，而用向 心推力軸承承受徑向力。又因鉆削時軸向力是單向的，因此推力球軸承在主軸前端安排即可。進(jìn)行鏜削加工的主軸，軸向切削力小，但不能忽略。有時由于工藝要求，主軸進(jìn)退都要切削，兩個方向都有切削力，一般選用前后支撐均為圓錐滾子軸承的主軸結(jié)構(gòu)。這種軸承可承受較大的軸向力和徑向力，且結(jié)構(gòu)簡單，軸承個數(shù)少，裝配調(diào)整很方便，廣泛用于擴(kuò)孔、鏜孔、鉸孔等加工，上述兩種主軸結(jié)構(gòu)的徑向尺寸較大，如主軸孔間距較小，只好用滾針軸承和推力球軸承組成前后支承，此種結(jié)構(gòu)無論架構(gòu)剛度、軸承本身精度和裝配工藝性都較差，除非必要，一般最好不選用。主軸結(jié) 構(gòu)形式的選擇，除了軸承外，還應(yīng)考慮軸頭結(jié)構(gòu)。故本次設(shè)計采用了深溝球軸承和推力軸承。 主軸直徑和齒輪模數(shù)的選擇 初定主軸直徑一般在編制“三圖一卡”時進(jìn)行的。初選模數(shù)可由下式估算，再通過類比確定： m≥ (30～ 32)(p/z*n)1/3( 式 (式中： P— 齒輪傳遞功率（ Z— 一對齒輪中小齒輪的齒數(shù) N— 小齒數(shù)的轉(zhuǎn)數(shù)（ r/目前大型組合機(jī)床通用多軸箱中常用的齒輪模數(shù)有 2、 3、 4等幾種，為了方便組織生產(chǎn)，在同一多軸箱中齒輪模數(shù)最好不多于兩種。 本次設(shè)計我取 m=2和 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 22 頁 共 29 頁 多軸箱的動力計算及動力箱的選擇 多軸箱所需的功率，應(yīng)等于切削功率、空載消耗功率及負(fù)載成正比的附加功率之和，即： P 主 =P 切 +P 空 +P 附 式 (式中： P 主 — 多軸箱總功率 P 切 — 各主軸切削功率的 總和 P 空 — 各軸空載消耗功率的總和 P 附 — 各軸附加功率的總和 上式中 P 切 已在切削用量計算中的到 P 切 = P 空 和 P 附 的計算都須在傳動結(jié)構(gòu)確定以后才能進(jìn)行。 傳動系統(tǒng)確定前可按下式初步估算多軸箱所需功率 P 主 η 式 (式中： P 切 — 各主軸切削功率的總和 Η — 組合機(jī)床多軸箱傳動效率 加工黑色金屬時取η =工有色金屬時取η =主軸軸數(shù)多，傳動復(fù)雜時取小值，反之取大值。 本次設(shè)計中取η =以 P 主 =P 切 /η = 根據(jù)上面的計算得到多軸箱功率選擇電動機(jī)和動力箱。查表得選擇動力箱型號為電動機(jī)功率為 動機(jī)轉(zhuǎn)速為 1420轉(zhuǎn)每分 ,驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速為 785轉(zhuǎn)每分，驅(qū)動軸直徑為 30動軸外伸長為 45動軸高度為 100力箱名義尺寸為 250度尺寸為 320度為 325度為 320動機(jī)型號為 4。 主軸分布類型 組合機(jī)床加工 的零件是多種多樣的，結(jié)構(gòu)也各不相同，但零件上孔的分布大體可歸納為幾種類型。所以，多軸箱中主軸的分布也可分為下列幾種類： (1) 圓分布 (2) 直線分布 (3) 任意分布 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 23 頁 共 29 頁 在設(shè)計中盡可能使之形成同心圓分布，用同一根中間傳動軸帶多根主軸。 傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 多軸箱的傳動系統(tǒng)設(shè)計，就是通過一定的傳動鏈把動力箱輸出軸（亦稱多軸箱驅(qū)動軸）傳進(jìn)來的動力和轉(zhuǎn)速按要求分配到各主軸。傳動系統(tǒng)設(shè)計的好壞，將直接影響多軸箱的質(zhì)量、通用化強(qiáng)度、設(shè)計和制造工作量的大小以及成本的高低。 設(shè)計傳動 系統(tǒng)，應(yīng)在保證主軸強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求使主要傳動件（主軸、傳動軸、齒輪等）的規(guī)格少，數(shù)量少，體積??；因此，在設(shè)計傳動系統(tǒng)時，要注意下面幾點： (1) 盡量用一根中間傳動軸帶動多根主軸。當(dāng)齒輪嚙合中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時，可用變位齒輪或略變傳動比的方法解決， (2) 一般情況下，盡量不采用主軸帶動主軸的方案，因為這會增加主動主軸的負(fù)荷。如遇到主軸分布密集而切削負(fù)荷又不大時，為了減少中間軸，也可用一根主軸帶動 1 (3) 為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱體內(nèi)的齒輪 傳動副的最佳傳動比為 1～ 多軸箱后蓋內(nèi)的第四排（或第五排）齒輪，根據(jù)需要，其傳動比可以大一些，但一般不超過3～ (4) 根據(jù)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩成反比的道理，一般情況下如驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較高時，可采用逐步降速齒輪；如驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較低時，可使速度升高一點再降速；這樣可使傳動鏈前面幾根軸、齒輪等在高轉(zhuǎn)速下工作，結(jié)構(gòu)可小些。組合機(jī)床多軸箱的傳動和結(jié)構(gòu)與普通機(jī)床差異較大，其一是由于傳動鏈較短，難分前后；另外，經(jīng)常是以中間傳動軸帶多根主軸。所以，合理安排結(jié)構(gòu)往往成為設(shè)計的主要矛盾。如為了使主軸上的齒輪不過大，最 后一級經(jīng)常使用伸速傳動。 (5) 粗加工切削力大，主軸上的齒輪應(yīng)盡量安排靠近前支承，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。 (6) 齒輪排