組合機(jī)床主軸箱及夾具設(shè)計(jì),組合,機(jī)床,主軸,夾具,設(shè)計(jì) 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 組合機(jī)床主軸箱及夾具設(shè)計(jì) 摘 要:根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求,本設(shè)計(jì)說(shuō)明書針對(duì)連桿大小頭雙端面銑削組合機(jī)床的設(shè)計(jì)及專用夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行說(shuō)明。主要內(nèi)容包括組合機(jī)床工藝方案的制定、組合機(jī)床配置型式的選擇、組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)以及主軸箱設(shè)計(jì)。 全文主要包括組合銑床的總體設(shè)計(jì)和主軸箱設(shè)計(jì)兩部分。機(jī)床總體設(shè)計(jì)主要是在選定工藝方案并確定機(jī)床配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上確定“三圖一卡”，主軸箱設(shè)計(jì)根據(jù)“三圖一卡”，整理編繪出主軸箱原始依據(jù)圖，重點(diǎn)分析傳動(dòng)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)各種方案的比較，最后確定最優(yōu)方案。此外，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，需設(shè)計(jì)專用夾具。 關(guān)鍵詞：主軸箱；組合機(jī)床；夾具 Combination Machine Tool Spindle boxes and fixture design Abstract:According to designs the project description the request,This design instruction booklet carries on the explanation in view of the connecting rod reducing socket double face milling aggregate machine-tool design and the unit clamp design. Main content including aggregate machine-tool craft plan formulation, aggregate machine-tool configuration choice, aggregate machine-tool system design as well as headstock design. The full text mainly includes combines the milling machine the system design and the headstock designs two parts. The engine bed system design mainly is in the designation craft plan and the determination engine bed disposition form, in the structure plan foundation determined "a three charts card", the headstock design basis "a three charts card", reorganizes the compilation to leave the headstock primitive basis chart, the key analysis transmission system, passes through each kind of plan comparison, finally determines the most superior plan. In addition, in order to enhance the labor productivity, reduces the labor intensity, guaranteed the processing quality, must design the unit clamp. Keyword：headstock ；aggregate machine-tool；jig 目 錄 第一章 緒 論………………………………………………………………………1 1.1 組合機(jī)床的特點(diǎn)………………………………………………………………1 1.2 組合機(jī)床的分類和組成……………………………………………………………………1 1.3組合機(jī)床的方案選擇………………………………………………………………………2 第二章 組合機(jī)床總體描述………………………………………………………3 2.1 組合銑床工藝方案的制定…………………………………………………… 3 2.2 確定切削力、切削功率………………………………………………………4 2.3 組合機(jī)床配置型式的選擇…………………………………………………… 5 2.4影響總體布置的因素………………………………………………………… 5 2.5組合銑床的總體分析——三圖一卡………………………………………… 6 2.5.1被加工零件工序圖 …………………………………………………………6 2.5.2 加工示意圖……………………………………………………………… 7 2.5.3組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖………………………………………………………10 2.5.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡………………………………………………………………11 第三章 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)……………………………………………………12 3.1主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)………………………………………………………12 3.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的確定…………………………………………………12 3.2.1 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比分配………………………………………………………12 3.2.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和設(shè)計(jì)參數(shù)…………………………………………12 3.2.3齒輪模數(shù)的估算及其叫校核………………………………………………13 3.2.4 軸各參數(shù)估算及強(qiáng)度校核……………………………………………… 16 3.3主軸箱的坐標(biāo)計(jì)算……………………………………………………………25 第四章 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)…………………………………………………… 27 4.1 組合機(jī)床夾具概述………………………………………………………… 27 4.2 定位支承系統(tǒng)概述………………………………………………………… 28 4.2.1定位支承系統(tǒng)……………………………………………………………… 29 4.2.2夾緊機(jī)構(gòu)…………………………………………………………………… 30 第五章 總 結(jié)…………………………………………………………………… 31 致謝……………………………………………………………………………… 32 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………… 33 IV 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第一章 緒 論 1.1 組合機(jī)床的特點(diǎn) 組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率專用機(jī)床。它能夠?qū)σ环N（或幾種）零件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、銑削磨削等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。 組合機(jī)床與通用機(jī)床、其他專用機(jī)床比較，具有以下特點(diǎn)： （1） 組合機(jī)床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件約占全部機(jī)床零、部件總量的70～80%，因此設(shè)計(jì)和制造的周期短，投資少，經(jīng)濟(jì)效果好。 （2） 由于組合機(jī)床采用多刀加工，并且自動(dòng)化程度高，因此比通用機(jī)床生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 （3） 組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過(guò)周密設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的，又有廠成批制造，因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工作可靠，使用和維修方便。 （4） 在組合機(jī)床上加工零件時(shí)，由于采用專用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置等，加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對(duì)操作工人水平要求不高。 （5）當(dāng)被加工產(chǎn)品更新時(shí)，采用其他類型的專用機(jī)床時(shí)，其大部分件要報(bào)廢。用組合機(jī)床時(shí)，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件可以重復(fù)利用，不必另行設(shè)計(jì)和制造。 （6）組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動(dòng)線，以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。 組合機(jī)床常用的通用部件有：機(jī)身、底座、立柱、動(dòng)力箱、動(dòng)力滑臺(tái)，各種工藝切削頭等。對(duì)于一些按循序加工的多工位組合機(jī)床，還具有移動(dòng)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。 動(dòng)力箱、各種工藝切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床完成切削主運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。其中還有能同時(shí)完成切削主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力頭。 機(jī)身、立柱、中間底座等是組合機(jī)床的支承部件，起著機(jī)床的基礎(chǔ)骨架作用。組合機(jī)床的剛度和部件之間的精度保持性，主要是由這些部件保證。 1.2 組合機(jī)床的分類和組成 組合機(jī)床的通用部件分大型和小型兩大類。大型通用部件是指電機(jī)功率為1.5-30千瓦的動(dòng)力部件及其配套部件。這類動(dòng)力部件多為箱體移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。小型通用部件是指電機(jī)功率甾.1-2.2千瓦的動(dòng)力部件及其配套不見(jiàn)。這類動(dòng)力部件多為套筒移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。用大型通用部件組成的機(jī)床稱為大型組合機(jī)床。用小型通用部件真誠(chéng)的機(jī)床稱為小型組合機(jī)床。按設(shè)計(jì)的要求本次設(shè)計(jì)的機(jī)床為大型通用機(jī)床。 組合機(jī)床除分為大型和小型外，按配置形式又分為單工為和多工位機(jī)床兩大類。單工位機(jī)床又有單面、雙面、三面和四面幾種，多工位機(jī)床則有移動(dòng)工作臺(tái)式、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式、中央立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式等配置型式。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床為單工位雙面銑床。 1.3 組合機(jī)床的方案選擇 (1)制定工藝方案 要深入現(xiàn)場(chǎng)了解被加工零件的加工特點(diǎn)、精度和技術(shù)要求、定位夾壓情況以及生產(chǎn)率的要求等。確定在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容及其加工方法。這里要確定加工工步數(shù)，決定刀具的種類和型式。 （2）機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定 根據(jù)工藝方案確定機(jī)床的型式和總體布局。在選擇機(jī)床配置型式時(shí)，既要考慮實(shí)現(xiàn)工藝方案，保證加工精度，技術(shù)要求及生產(chǎn)效率；又要考慮機(jī)床操作、維護(hù)、修理是否良好；還要注意被加工零件的生產(chǎn)批量，以便使設(shè)計(jì)的組合機(jī)床符合多快好省的要求。 （3）組合機(jī)床總體方案 這里要確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系，選擇通用部件的刀具的導(dǎo)向，計(jì)算切削用量及機(jī)床生產(chǎn)率。給制機(jī)床的總聯(lián)系尺寸圖及加工示意圖等。 （4）組合機(jī)床的部份方案和施工方案 制定組合機(jī)床流水線的方案時(shí)，與一般單個(gè)的組合機(jī)床方案有所不同。 流水線上由于工序的組合不同，機(jī)床的型式和數(shù)量都會(huì)有較大的變化。因此，這時(shí)應(yīng)按流水線進(jìn)行全面考慮，而不應(yīng)將某一臺(tái)或幾臺(tái)機(jī)床分裂開來(lái)設(shè)計(jì)。即使暫時(shí)不能全面地進(jìn)行流水線設(shè)計(jì)，制定方案時(shí)也應(yīng)綜合研究，才能將工序組合得更為合理，更可靠地滿足工件的加工要求，用較多的工作，也為進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。 第二章 組合機(jī)床總體描述 2.1 組合銑床工藝方案的制定 工藝方案的制定是設(shè)計(jì)組合銑床最重要的步驟之一。其制定過(guò)程應(yīng)從以下的幾個(gè)方面考慮：1、加工的工序和加工精度的要求。2、被加工零件的特點(diǎn)3工件的生產(chǎn)方式。等諸多方面綜合考慮。 　　圖3-1為拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿零件，合件簡(jiǎn)圖。 圖2-1發(fā)動(dòng)機(jī)連桿零件簡(jiǎn)圖 　　連桿由大、小頭和桿身等部分組成。大頭為開式結(jié)構(gòu)（系直剖式連桿）。連桿和連桿蓋用螺栓，螺母連接。為減少磨損和便于修理，大頭孔和小頭孔內(nèi)分別安裝軸瓦和銅套。連桿身的截面為工字形，可減少重量和減少慣性力又使連桿具有足夠的強(qiáng)度和剛度。連桿頭兩端面有落差且桿身對(duì)稱。大小頭側(cè)面設(shè)計(jì)有定位凸臺(tái)作為機(jī)械加工時(shí)的輔助定位基準(zhǔn)，便于定位基準(zhǔn)的統(tǒng)一。 　　連桿總的工藝特點(diǎn)是：外形復(fù)雜，不易定位；大、小頭有細(xì)長(zhǎng)的桿身連接，所以彎曲剛性差，易變形；尺寸精度，形狀精度和位置精度及表面粗糙度要求很高。 　　連桿所選的材料為45鋼（精選含碳量為0.42%~0.47%），并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理以提高其強(qiáng)度及其抗沖擊能力，其硬度為217~287HBS。其鍛件重量為7.5kg。 根據(jù)以上的工藝特點(diǎn)下面初步擬訂工藝方案。 1、工藝基面的分析及選擇 采用以V形鐵為主要定位元件的方法。為提高其定位精度，要把V形鐵的角度做大一些。如圖2-2 圖3-2 工藝基面的選擇 2、工序間余量的確定 3、刀具結(jié)構(gòu)的選擇 按相關(guān)的資料選取端銑刀的形式。在銑削過(guò)程中，端銑刀的直徑要大于加工工件的最大寬度，由給定的加工零件圖可知最大為Bmax=135mm，故端銑刀的直徑選取150mm為宜，其齒數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)選7。 即 D =150 Z=7 4、銑削用量的選擇 為使組合銑床更好的提高生產(chǎn)效率，便于人工操作，最少的停車損失和使刀具的壽命更長(zhǎng)、加工質(zhì)量更好，合理的選擇銑削用量是非常必要的。表3-3為硬質(zhì)合金端銑刀的銑削用量。 加工材料 工序 銑削深度 銑削速度 每齒走刀量 鋼52~70 （公斤/） 粗 2~4mm 80~120米/分 0.2~0.4 精 0.5~1mm 100~180米/分 0.05~0.02 　　 表3-3 硬質(zhì)合金端銑刀的銑削用量表 加工工件為45號(hào)鋼，所以選如下的銑削用量 銑削深度T=3mm 銑削速度V=120m/min 每齒走刀量=毫米/齒 銑削用量的選擇應(yīng)該使選擇的刀具充分發(fā)揮其性能。所以就不能選擇太低?？紤]到批量生產(chǎn)時(shí)也沒(méi)必要把切削用量選太高，以免增加刀具損耗?？傊鶕?jù)加工精度和加工材料，工作條件和技術(shù)要求進(jìn)行分析。所以以上的選擇是可行的。 2.2 確定切削力、切削功率 根據(jù)選定的切削用量（組要指切削速度v及進(jìn)給量f），確定切削力，作為選擇動(dòng)力部件（滑臺(tái)）及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其他傳動(dòng)件（齒輪、傳動(dòng)軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動(dòng)電機(jī)功率。 一銑削力和主切削功率計(jì)算 1 主切削力Fc 因選取硬質(zhì)合金端面銑削45,鋼工件,由<機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)>得： Cf—— 系數(shù) —— 銑削接觸弧深 —— 每齒的進(jìn)給量 ——銑刀的深度 —— 銑削深度 Z —— 銑刀齒數(shù) 故由上則有： 2 切削功率： 2.3 組合機(jī)床配置型式的選擇 對(duì)于加工發(fā)動(dòng)機(jī)連桿這樣的工件，特別適合大、中箱體件的加工。為盡可能地提高生產(chǎn)率，最理想的是將工件一次性全部加工。經(jīng)過(guò)和指導(dǎo)老師商量后，我們決定設(shè)計(jì)四根主軸兩端同時(shí)進(jìn)行銑削。在滿足條件的情況下，采用臥式雙面銑床是可行的。 在加工連桿過(guò)程中，還必須考慮到加工零件特點(diǎn)對(duì)配置型式和結(jié)構(gòu)方案的影響。在加工精度要求影響方面，不僅提高原始精度，提高工件的定位基準(zhǔn)和減少夾壓變形等措施，還要采用如下措施。 1、 采用液壓進(jìn)給系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)能夠穩(wěn)定，便捷的操作，提高了加工過(guò)程精度和光潔度。 2、 采用剛性主軸方案，由于機(jī)床導(dǎo)軌間隙及導(dǎo)軌磨損的影響。在加工過(guò)程中就不易產(chǎn)生振動(dòng)，并且有足夠的剛性保證其徑向切削力。 2.4影響總體布置的因素 1、加工精度的影響 當(dāng)工件的加工精度要求較高時(shí)，應(yīng)采用具有固定夾具的單工位組合機(jī)床，加工精度要求較低時(shí)，可采用具有移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床。此外，還要考慮到不同布置形式的機(jī)床所能達(dá)到的加工精度。例如，對(duì)于同軸度要求較高的各孔，應(yīng)采用從同一面對(duì)工件進(jìn)行加工機(jī)床布置形式。 2、工件大小、形狀和加工部位特點(diǎn)的影響 對(duì)于較大的工件，宜采用單工位機(jī)床，反之，宜采用多工位機(jī)床；對(duì)于大直徑深孔的工件，宜采用具有剛性主軸結(jié)構(gòu)的立式機(jī)床；對(duì)于小直徑深孔的工件，通常采用專門的深孔加工機(jī)床；對(duì)于被加工孔的中心線與定位基準(zhǔn)垂直的工件，一般采用立式機(jī)床。本原則也可根據(jù)機(jī)床的使用條件綜合考慮。根據(jù)上述原則，對(duì)于本章實(shí)例，可采用立式機(jī)床。但考慮工件排屑方便，機(jī)床空間的高度可矮些，故可采用臥式組合鉆床。 3、生產(chǎn)率的影響 零件的生產(chǎn)批量大小是決定采用單工位、多工位或自動(dòng)線，還是按中小批量生產(chǎn)特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)組合 機(jī)床的重要因素。有時(shí)從工件的外形及輪廓尺寸上看，可采用單工位固定夾具的機(jī)床布置形式，但是由于生產(chǎn)率要求很高，就不得不采用多工位的機(jī)床布置方案，以便使裝卸工件時(shí)間與機(jī)動(dòng)時(shí)間重合。 被加工的零件的生產(chǎn)批量越大，工序 安排一般就越趨于分散，且粗、半精、精加工應(yīng)分別在不同的機(jī)床上完成。 對(duì)于中小批量生產(chǎn)的情況，則要力求減少機(jī)床的臺(tái)數(shù)，并應(yīng)將所有工序盡量集中在一臺(tái)或少數(shù)幾臺(tái)機(jī)床上完成，以提高機(jī)床的利用率。 2.5組合銑床的總體分析——三圖一卡 2.5.1被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是指根據(jù)已確定的工藝方案，表示一臺(tái)組合機(jī)床或自動(dòng)線對(duì)加工零件應(yīng)完成的工藝內(nèi)容的示意圖，它包括加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求等內(nèi)容。它不能用產(chǎn)品的零件圖代替，而須在原零件圖的基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容及必要的說(shuō)明進(jìn)行重新繪制。它是進(jìn)行組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。其內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個(gè)方面： （1）表示出被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。尤其是當(dāng)需要中間導(dǎo)向套時(shí)，應(yīng)表示出零件內(nèi)部的筋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。 （2）表示出加工用定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向，以便依此進(jìn)行夾具的定位支承（包括輔助定位支承）、限位、夾緊及導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 （3）表示出本道工序加工部位的尺寸 、尺寸精度、表面粗糙度、形狀位置精度及技術(shù)要求，另外還應(yīng)表示出本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞?zhǔn)）。 （4）表示出必要的文字說(shuō)明，如被加工零件的編號(hào)、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。 （5）繪制時(shí)，按一定的比例，細(xì)實(shí)線表示與本道工序加工無(wú)關(guān)的部分，粗實(shí)線表示被加工部位精度、粗糙度、位置精度、定位面及夾壓方向。 （6）凡本道工序保證的尺寸、角度等，應(yīng)在基尺寸數(shù)值上打上方框，并在下面加一橫線（粗實(shí)線）。 以下為被加工零件圖，其材料為45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其其硬度為217~287HBS。 圖2-4 連桿零件圖 2.5.2 加工示意圖 零件加工的工藝方案要通過(guò)加工意圖才能反映出來(lái)。加工示意圖表示：被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具、輔具的布置狀況，工件與夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系，以及機(jī)床的工作行程和工作循環(huán)等。因此，它是刀具、輔具、夾具、主軸箱、液壓和電氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始資料，也是對(duì)整臺(tái)機(jī)床布置和技術(shù)性能的原始要求，同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試車的依據(jù)。其內(nèi)容包括以下幾方面： （1）應(yīng)反映機(jī)床的加工方法、加工條件及加工過(guò)程。 （2）根據(jù)加工部位的特點(diǎn)及加工要求，決定刀具的類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸（直徑和長(zhǎng)度）。 （3）決定主軸的結(jié)構(gòu)類型、規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度。 （4）選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)專用的接桿、浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置、攻絲靠模裝置、刀桿托架等，并決定它們的結(jié)構(gòu)參數(shù)及尺寸。 （5）標(biāo)明主軸、接桿、夾具（導(dǎo)向裝置）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度等。 （6）根據(jù)機(jī)床的生產(chǎn)率及刀具和工件的材料等，合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量。 （7）加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細(xì)實(shí)線繪出工件加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開圖，然后用粗實(shí)線繪出加工表面。為了簡(jiǎn)化，對(duì)同一主軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的主軸，可只畫一根，但必須在主軸上標(biāo)注孔號(hào)。當(dāng)軸數(shù)多時(shí)，可縮小比例。最后，用細(xì)實(shí)線畫出加工部位簡(jiǎn)圖，并標(biāo)注孔號(hào)。 （8）在加工示意圖上，主軸的分布可不按真實(shí)距離繪制。但當(dāng)被加工孔的間距很小時(shí)或需設(shè)置徑向結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時(shí)，相鄰的主軸必須嚴(yán)格按比例繪制，以便檢查相鄰的主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向裝置等之間是否發(fā)生干涉。 （9）主軸應(yīng)從主軸箱端面畫起。刀具畫在加工終了位置上（攻絲加工則畫在開始位置上）。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)，只須畫出外廓，并須加注標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)，對(duì)一些專用結(jié)構(gòu)，則必須畫出剖視圖，并標(biāo)注尺寸、精度及配合種類。 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿示意圖如圖3-5所示。 選擇刀具、導(dǎo)向裝置 a刀具的選擇 一般孔加工用刀具（鉆、擴(kuò)、鉸等刀具）其直徑的選擇應(yīng)與加工部位的尺寸、精度相適應(yīng)，其長(zhǎng)度的選擇要保證加工終了時(shí)，刀具螺旋槽尾端面與導(dǎo)向裝置外端面之間有定的距離。其標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)圖。 b導(dǎo)向裝置的選擇 圖2-5 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿加工示意圖 選擇導(dǎo)向裝置的類型、形式和結(jié)構(gòu) 第一類導(dǎo)向裝置允許刀具的線速度V＜20m/min。除鉸孔外，這類導(dǎo)向裝置很少用于大直徑的加工。 第二類導(dǎo)向裝置允許刀具的線速度V＞20m/min。這類裝置一般用孔徑在φ25mm以上的孔的加工，尤其是大直徑鏜孔時(shí)應(yīng)用較多。 確定導(dǎo)向裝置的數(shù)量、選擇導(dǎo)向裝置的參數(shù) 粗定主軸的類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度及選擇接桿、浮動(dòng)卡頭 查表初定主軸直徑D， 再 綜合考慮加工精度和具體工作條件，根據(jù)表決定主軸外伸部分的尺寸（軸端的外徑和內(nèi)徑：D/d1，外伸長(zhǎng)度L）及配套的刀具接桿莫氏圓錐號(hào)、攻絲靠模規(guī)格代號(hào)等。 　　確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程 （1）動(dòng)力部件的工作進(jìn)給長(zhǎng)度L工進(jìn)： 　　L工進(jìn)＝L1＋L加工長(zhǎng)＋L2　即：L工進(jìn)?。健?0+10+1/3×6.7+5=27　 式中，L加工長(zhǎng)—工件加工部位的長(zhǎng)度；L1—刀具切入長(zhǎng)度；L2—刀具切出長(zhǎng)度 （2）動(dòng)力部件的快速退回長(zhǎng)度L快退: L快退＝L工進(jìn)?。獿快進(jìn)　　　　　　 即：L快退?。?7＋133＝160;　　　　　 式中，L快進(jìn)　是動(dòng)力部件的引進(jìn)長(zhǎng)度（動(dòng)力部件把主軸相連同刀具，從原始位置送進(jìn)到工作進(jìn)給開始位置），其長(zhǎng)度按加工的具體情況確定?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　? （3）動(dòng)力部件的總行程L總≥L工進(jìn)行程＋L前備＋L后備　　　　　　 　式中　 L前備—前備量，動(dòng)力部件尚可向前調(diào)節(jié)的距離；　　　　　　　　　　　　　　 L后備—后備量，刀具從接桿中接桿連同刀具一起從主軸孔中得到所需要的軸向距離；　　　　　　　　 　　 L工進(jìn)行程—?jiǎng)恿Σ考墓ぷ餍谐?，即L快進(jìn)。 夾具尺寸主要指夾具體的長(zhǎng)X寬X高。對(duì)這些尺寸的確定，考慮工件的尺寸、形狀、具體結(jié)構(gòu)外，還要考慮能否布置下保證加工要求的定位、限位、夾緊機(jī)構(gòu)及導(dǎo)向裝置，并要考慮夾具底座與機(jī)床其他部件的連接、固定所需要的位置。 2）機(jī)床裝料高度H的確定 組合機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)裝料高度推薦為850---1060mm 所以選擇裝料高度為 H=850mm 3）中間底座尺寸的確定 中間底座尺寸主要滿足夾具在其上安裝連接的需要，同時(shí)滿足配套部件對(duì)其的要求，因此應(yīng)合理地選定中間底座尺寸。重要的是，一定要保證動(dòng)力部件處于加工終了位置時(shí)，工件端面至主軸箱端面之間的距離應(yīng)不小于加工示意圖上所要求的距離。 4）主軸箱尺寸的確定 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，臥式主軸箱厚325mm，立式主軸箱厚340mm。多軸箱的寬度B和高度H按下列公式確定； H=h2+h1+b1 B=b2+2b1 式中： b ——工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩加工面的距離（毫米） b1——最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（毫米） h ——工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩加工平面的距離（毫米） h1——最底主軸高度（毫米） 一般取b1大于等于70—100mm；一般推薦h1大于等于85—140mm。 根基上述計(jì)算值，按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定主軸箱輪廓尺寸為500×500 mm 4、其他應(yīng)注意的問(wèn)題 1）機(jī)床總圖要按加工終了時(shí)的狀態(tài)畫出。同時(shí)，要表明動(dòng)力部件退回到最遠(yuǎn)時(shí)所處的位置。最遠(yuǎn)處為160mm。 2）應(yīng)注明電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功率和轉(zhuǎn)速。應(yīng)注明動(dòng)力部件的總行程，本題為230mm。 圖2-6主軸箱輪廓尺寸確定圖 3）應(yīng)表明液壓系統(tǒng)和電氣控制按鈕等的安裝位置。 4）當(dāng)工件加工部位對(duì)其中心線不對(duì)稱，而使動(dòng)力部件對(duì)夾具和中間底座不對(duì)稱時(shí)，應(yīng)注明動(dòng)力部件中心線與夾具中心線之間的偏移量。 2.5.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 1．機(jī)床的理想生產(chǎn)率我Q1的計(jì)算 　　　　　Q1＝?。? （件/h） 式中 －單件工時(shí)（min）；　　　　 －機(jī)加工時(shí)間（min）（包括動(dòng)力部件工作進(jìn)給時(shí)間和死擋鐵停留時(shí)間）；　 －輔助時(shí)間（min）(包括快進(jìn)時(shí)間、快退時(shí)間、工作臺(tái)直線移動(dòng)或轉(zhuǎn)位時(shí)間、工件裝卸時(shí)間等)。 　注：工作臺(tái)直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換一次工位的時(shí)間一般取0.1min;工件裝卸時(shí)間一般取0.5~1.5min。 2。機(jī)床負(fù)荷率的計(jì)算 　　　　　　＝　　　　 式中Q1—機(jī)床理想和產(chǎn)率；　 　 Q2—使用單位要求的生產(chǎn)率，當(dāng)全年工時(shí)為2448h時(shí)，Q2＝N/2448(件/h)，當(dāng)全年工時(shí)為4600h，Q2＝N/4600(件/h)，其中N為被加工零件的年產(chǎn)量（生產(chǎn)綱領(lǐng)）?！? 第三章 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) 3.1主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù) 主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖,是根據(jù)三圖一卡整理編繪出來(lái)的,其內(nèi)容包括主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件 在編輯此圖時(shí)從三圖一卡中一已之 1） 主軸箱輪廓尺寸500500mm。 2） 工件位置尺寸及連桿大小頭中心位置尺寸。 3） 工件與主軸箱位置尺寸。 根據(jù)這些數(shù)據(jù)可編制出主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。 3.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的確定 3.2.1 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比分配 本機(jī)床主軸箱采用三級(jí)傳動(dòng)： 傳動(dòng)比為3.765 根據(jù)所提供數(shù)據(jù)估算各對(duì)齒輪齒輪數(shù)及傳動(dòng)比： 第一對(duì)：=22 =32 其傳動(dòng)比 ： i=1.45 第二對(duì)： =26 =38 其傳動(dòng)比 ： i=1.46 第三對(duì)： =32 =57 其傳動(dòng)比 ： i=1.78 按任務(wù)書的要求，本機(jī)床要同時(shí)粗銑兩端面。因被加工零件兩端面所要達(dá)到的各級(jí)參數(shù)都完全相同，故設(shè)計(jì)成相互對(duì)稱的傳動(dòng)系統(tǒng)。 3.2.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和設(shè)計(jì)參數(shù) （1） 推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 1． 各軸的轉(zhuǎn)速： 2． 各軸輸入功率分別為齒輪傳動(dòng)效率 3． 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 3.2.3齒輪模數(shù)的估算及其叫校核 （1） 估算 齒輪彎曲疲勞的估算 齒面點(diǎn)蝕的估算 其中為大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，A為齒輪的中心距，由中心距A 及齒數(shù)Z1、Z2求其摸數(shù) 根據(jù)估算所得和中較大的值選取相近的標(biāo)準(zhǔn)摸數(shù)對(duì)于第一對(duì)齒輪： 第二對(duì)齒輪： mm =2.76mm 取摸數(shù)m為3 第二對(duì)齒輪： =2.4mm mm 取摸數(shù)m為3 第三對(duì)齒輪： 取摸數(shù)m 為3 （2） 齒輪模數(shù)計(jì)算及強(qiáng)度校核 1． 選定齒輪類型、精度、材料及齒數(shù) 1） 按照所示的傳動(dòng)方案選用直齒圓拄齒輪傳動(dòng) 2） 組合機(jī)床為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度 3） 材料選擇：選用小齒輪材料40，硬度為280HBS，大齒輪材料為45號(hào)鋼硬度為240HBS，二者材料硬度為40HBS 4） 選小齒輪齒數(shù)Z1=22 大齒輪齒數(shù)Z2=32 2． 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式機(jī)械設(shè)計(jì)第七版進(jìn)行試算，所涉及的公式到《機(jī)械設(shè)計(jì)》的第七版得。 1 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1） 試選擇載荷系數(shù) 2 ） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3 ） 由表中可得選取齒寬系數(shù)為1 4） 由表中可查材料彈性系數(shù) 5） 由圖可知 按齒輪面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 6 ）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7 ）由圖可知 查得接觸疲勞壽命系數(shù) 8） 計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取失效概率為1% 安全系數(shù)S=1 則有： [ [ （3） 計(jì)算 （1） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值： 由于大于等于58.286毫米，故取為66毫米。 （2） 計(jì)算摸數(shù) （4） 按齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由公式得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為： 1． 由圖則有小齒輪的彎曲強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2． 由表上則有彎曲的疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 3． 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由書中的公式有： 4． 計(jì)算載荷系數(shù)K K=1X1.12X1.2X1.35=1.814 5． 查取齒形系數(shù) 6． 查取應(yīng)力系數(shù) 7． 計(jì)算大，小齒輪的并加以比較： 大齒輪的計(jì)算值大。 （2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，取，則有： 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 此時(shí)關(guān)于幾何計(jì)算 1 計(jì)算分度圓的直徑： 2 計(jì)算中心距： 3 計(jì)算齒輪寬度：通過(guò)查閱《組合機(jī)床手冊(cè)》得 （3） 第二對(duì)齒輪的計(jì)算，經(jīng)校核有： （4）第三對(duì)齒輪的計(jì)算，經(jīng)校核有： 3.2.4 軸各參數(shù)估算及強(qiáng)度校核 一、傳動(dòng)軸的估算 （1）估算軸的最小直徑，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算，先按照下列初步估算的最小直徑，選取軸的材料45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。 式中： —扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位兆帕 T —軸所受的扭矩 —軸的抗扭截面系數(shù) n —軸的轉(zhuǎn)速 p—軸的傳遞的功率 d —計(jì)算截面處軸的直徑 —許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 由以上公式可得軸的直徑； 取 取 ..取 取 二 主軸的強(qiáng)度校核 對(duì)傳遞動(dòng)力軸滿足強(qiáng)度條件是最基本的要求。通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步確定出軸的尺寸后，根據(jù)受載情況進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算。 首先作出軸的計(jì)算圖。如果軸上零件的位置已知，即已知外載荷及支反力的作用位置。將齒輪帶輪等級(jí)裝配寬度的分布簡(jiǎn)化為集中力，并視為作用在輪轂寬度的中點(diǎn)上；略去軸和軸上的自重；略去軸上產(chǎn)生的拉壓應(yīng)力；把軸看成鉸鏈支承，支反力作用在軸承上，其作用點(diǎn)的位置可用如下圖所示確定。則將雙支點(diǎn)軸當(dāng)作受集中力的簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算，然后繪制彎矩圖和扭矩圖，并進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核。 1、 求出輸出軸的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。 設(shè)，分別為齒輪傳動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率 =0.97， =0.98 則 ==5.5=4.54 KW 又 =/==255 r/m 于是 =9550000=172580 nmm 2、 求作用在齒輪上的力 因已知低速大齒輪的分度圓直徑 ==357=171mm 而：===2018.5 N ==2018.5 =734.7 N 式中： ——主軸上大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為Nmm ——主軸上大齒輪的節(jié)圓直徑，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪即為分度圓直徑。單位為mm ——嚙合角。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪= 3、 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（見(jiàn)主軸箱圖）作出計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查得a值。對(duì)于7216E型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得a=22。對(duì)于7220E型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得a=29mm。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的軸承跨距+=119.5mm+93.45mm=212.94mm。 圖3-1 主軸箱圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算截面C處的、及M的值 ①確定支座處的約束力（水平H） 由=0和=0可求得： += ① -(+)=0 ② 其中=119.5mm =93.45 mm =2018.5 N 因此： =885.8 N =1132.7 N 又由=885.8 N，=119.5mm可求得： ==885.8119.5=105853.1 Nmm ②確定支座處垂直約束力 由=0和=0可求得 += ① -(+)=0 ② 其中=119.5mm =93.45mm =734.7 N 因此 =322.4 N =412.3 N 由上式可求得：==322.4119.5=38526.5 Nmm =172580 Nmm 由①②可求得M===112646.3 Nmm 4、 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面） 強(qiáng)度。 由式== 式中：——軸的計(jì)算應(yīng)力。單位為Mpa M——軸所受的彎矩。單位為Nmm T——軸所受的扭矩。單位為Nmm W——軸的抗彎截面系數(shù)。單位為 對(duì)于圓環(huán)形截面，W= 0.1 其中 ===0.31 查表得=0.6 因此：== = Mpa =1.16 Mpa 前已選定軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表查得 =60 Mpa 因此〈 ，故安全滿足要求。 三、軸Ⅲ的強(qiáng)度校核 1、 求軸Ⅲ上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 設(shè)，分別為齒輪傳動(dòng)，軸承傳動(dòng)的效率 =0.97 ，=0.98 ==5.39=4.87 kw 又 ===454 r/min 于是：=9550000=101990 N mm 2、 求作用在齒輪上的力 因已知低速大齒輪的分度圓直徑為 mm 而 N ==1789.3tan=651.25 N 式中：——軸Ⅲ上大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為 Nmm ——軸Ⅲ上大齒輪的節(jié)度圓直徑，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪即為分度圓直徑。單位為mm ——為嚙合角。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪=。 對(duì)于軸Ⅲ上小齒輪受力 因軸Ⅲ上小齒輪與軸Ⅲ上大齒輪相嚙合，由主軸校核已知=2018.5 N，=734.7 N。 由牛頓第三定律可知 =2018.5 N，=734.7 N 3、 求軸的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（見(jiàn)主軸箱裝配圖）作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（如下圖所示）。對(duì)于1000806、1000807型深溝球軸承，起其作用支點(diǎn)在其軸承中心。因此作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨矩， ++=85+48.4+111.4=244.8mm 3-2軸的結(jié)構(gòu)圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面心是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算截面C處,,及M的值。 ① 確定支座處水平的約束力 由=0和=0可求得： +=- ① （）=+（） ② 從而推得： =292.1 N = 521.3 N 由，，，可求得： =-24828.5 Nmm =127262 Nmm =199726.48 Nmm =-69541.42 Nmm M=127614.24 Nmm 由上可推出：=199726.48 ② 確定支座處垂直方向約束力 由=0，=0可求得 +=- ① （）=+（） ② 將公式=734.7 N，=651.25 N 代入① ② 因此，=90.8 N =174.2 N 由，，，已知可求得： =-771.8 Nmm =47638.25Nmm =7476 Nmm =-23244.96 Nmm M=42656.4 Nmm 由上可推出：=74764 Nmm 由① ②可求得 ===213261 Nmm 兩齒輪之間=101990 Nmm 4、 按彎扭和成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)通常只校核軸上承受最大的彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度 由式== 對(duì)于圓柱形截面 W=0.1 查手冊(cè)得=0.6 ===34.7mps 前已選定軸的材料為45號(hào)鋼，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)量處理。查手冊(cè)得=60mpa 因此〈，故安全滿足要求。 同理可得軸Ⅰ，軸Ⅱ校核安全。 3.3主軸箱的坐標(biāo)計(jì)算 坐標(biāo)計(jì)算是機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問(wèn)題。坐標(biāo)計(jì)算就是根據(jù)已知的驅(qū)動(dòng)軸和主軸的位置及傳動(dòng)關(guān)系。計(jì)算中間傳動(dòng)軸的坐標(biāo)，以便在繪制主軸零件加工圖時(shí)，將各孔的坐標(biāo)尺寸完整地出來(lái)。并用已繪制的坐標(biāo)檢查圖作為傳動(dòng)設(shè)計(jì)的全面檢查。 1、 加工基準(zhǔn)坐標(biāo)架的選擇及確定各主軸的坐標(biāo) 為了便于主軸箱的加工，設(shè)計(jì)時(shí)必須基準(zhǔn)坐標(biāo)架。通常采用直角坐標(biāo)。用xoy表示。它的選擇是根據(jù)主軸箱的安置情況和加工所用設(shè)備條件而定。針對(duì)本設(shè)計(jì)的組合機(jī)床，采用以下的方法確定主軸及驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)。 ①坐標(biāo)架原點(diǎn)選在定位銷孔上。 ②坐標(biāo)架的橫架（x軸）選在主軸箱底面，縱軸（Y軸）通過(guò)定位銷孔（如上圖）。這是因?yàn)樽鴺?biāo)架的x軸與主軸箱底面重合，則工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，可減少因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換引起的加工誤差。 ③坐標(biāo)原點(diǎn)確定后，便可以根據(jù)主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。在基準(zhǔn)坐標(biāo)架xoy上標(biāo)出各主軸及其驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 兩主軸中心BC=332.5mm，BC與y軸的夾角為，驅(qū)動(dòng)軸在BC的垂直平分線上，點(diǎn)D在主軸箱中心線上。則有： 對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸： X=+sin+sin =100+31.7+257.3 =389mm =+cos+sin =70+163.2+50 =283.2mm =+sin =163.4mm ==70 =100 =+cos =70+326.4=396.4 由以上分析可知驅(qū)動(dòng)軸，主軸Ⅰ，主軸Ⅱ的坐標(biāo)分別是（389，283.2），（163.4，70），（100，396.4） 第四章 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 4.1 組合機(jī)床夾具概述 夾具是組合機(jī)床的重要組成部件，是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而設(shè)計(jì)的。它是用于實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位，夾壓，刀具的導(dǎo)向，以及裝卸工件時(shí)限位等等作用的。 組合機(jī)床夾具很一般夾具所起的作用看起來(lái)好像很接近，但其結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求卻有著很顯著的甚至是根本的區(qū)別。組合機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)和性能，對(duì)組合機(jī)床配置方案的選擇，有很大的影響。下面介紹一下組合機(jī)床夾具的一些主要特點(diǎn)。關(guān)于自動(dòng)線機(jī)床夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn)將在第六章“組合機(jī)床自動(dòng)線”中專門敘述。 機(jī)械制造過(guò)程中用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測(cè)的裝置。又稱卡具。從廣義上說(shuō)，在工藝過(guò)程中的任何工序，用來(lái)迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。例如焊接夾具、檢驗(yàn)夾具、裝配夾具、機(jī)床夾具等。其中機(jī)床夾具最為常見(jiàn)，常簡(jiǎn)稱為夾具??。在機(jī)床上加工工件時(shí)，為使工件的表面能達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求??，加工前必須將工件裝好（定位）、夾牢（夾緊）。夾具通常由定位元件（確定工件在夾具中的正確位置）、夾緊裝置??、對(duì)刀引導(dǎo)元件(確定刀具與工件的相對(duì)位置或?qū)б毒叻较?、分度裝置（使工件在一次安裝中能完成數(shù)個(gè)工位的加工，有回轉(zhuǎn)分度裝置和直線移動(dòng)分度裝置兩類）、連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。夾具種類按使用特點(diǎn)可分為：①萬(wàn)能通用夾具。如機(jī)用虎鉗、卡盤、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等，有很大的通用性，能較好地適應(yīng)加工工序和加工對(duì)象的變換，其結(jié)構(gòu)已定型，尺寸、規(guī)格已系列化，其中大多數(shù)已成為機(jī)床的一種標(biāo)準(zhǔn)附件。②專用性?shī)A具。為某種產(chǎn)品零件在某道工序上的裝夾需要而專門設(shè)計(jì)制造，服務(wù)對(duì)象專一，針對(duì)性很強(qiáng)，一般由產(chǎn)品制造廠自行設(shè)計(jì)。常用的有車床夾具、銑床夾具、鉆模(引導(dǎo)刀具在工件上鉆孔或鉸孔用的機(jī)床夾具)、鏜模(引導(dǎo)鏜刀桿在工件上鏜孔用的機(jī)床夾具)和隨行夾具（用于組合機(jī)床自動(dòng)線上的移動(dòng)式夾具）。③可調(diào)夾具。可以更換或調(diào)整元件的專用夾具。④組合夾具。由不同形狀、規(guī)格和用途的標(biāo)準(zhǔn)化元件組成的夾具，適用于新產(chǎn)品試制和產(chǎn)品經(jīng)常更換的單件、小批生產(chǎn)以及臨時(shí)任務(wù)。 除虎鉗、卡盤、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)之類，還有一個(gè)更普遍的叫刀柄，一般說(shuō)來(lái)，刀具夾具這個(gè)詞同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，大多這個(gè)夾具指的就是刀柄！ （a） 一般的機(jī)床夾具是作為機(jī)床的輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的，而組合機(jī)床夾具是機(jī)床的主要組成部分，其設(shè)計(jì)工作是整個(gè)組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要部分之一。 （b） 組合機(jī)床夾具和機(jī)床其他部件有極其密切的聯(lián)系：如回轉(zhuǎn)或移動(dòng)工作臺(tái)，回轉(zhuǎn)鼓輪，主軸箱，刀具和輔具，鉆模板和托架，以及支承部件等等。正確地解決它們之間的關(guān)系，是保證組合機(jī)床的工作可靠和使用性能良好的重要條件之一。而且?jiàn)A具的結(jié)構(gòu)也要按這些部件的具體要求來(lái)確定。如在液壓驅(qū)動(dòng)的立式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)機(jī)床上的夾具，其夾壓系統(tǒng)就可采用液壓作為動(dòng)力；而在臥式鼓輪機(jī)床上的夾具，則多采用電氣—機(jī)械的夾緊方法。 （c） 由于組合機(jī)床常常是多、多面和多工序同時(shí)加工，會(huì)產(chǎn)生很大的切削力和振動(dòng)。因此組合機(jī)床夾具必須具有很好的剛性和足夠的夾壓力，以保證在整個(gè)加工過(guò)程中工件不產(chǎn)生任何位移。同時(shí)，也不應(yīng)使工件產(chǎn)生不容許的變形。 （d） 組合機(jī)床夾具是保證加工精度（尺寸精度、幾何精度和位置精度等）的關(guān)鍵部件，其實(shí)設(shè)計(jì)、制造和調(diào)整都必須有嚴(yán)格的要求，使其能持久地保持精度。 （e） 組合機(jī)床夾具應(yīng)便于實(shí)現(xiàn)定位和夾壓的自動(dòng)化，并有動(dòng)作完成的檢 查信號(hào)；保證切屑從加工空間自動(dòng)排除；便于觀察和檢查，以及在不從機(jī)床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損件和維護(hù)調(diào)整。 組合機(jī)床夾具是組合機(jī)床的組成部件，其設(shè)計(jì)應(yīng)按如下的程序進(jìn)行： （1）認(rèn)真研究分析所要設(shè)計(jì)夾具的原始數(shù)據(jù)和要求 因?yàn)樵跀M訂組合機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案時(shí)，對(duì)夾具的結(jié)構(gòu)型式和主要性能已提出了原則要求。 （2）擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案和進(jìn)行必要的計(jì)算 根據(jù)機(jī)床總體設(shè)計(jì)中確定的工件定位基面、夾壓位置、加工方法和刀具導(dǎo)向方式等，制定夾具的總體方案。 （3）組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的總圖和零件 在已確定的夾具結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)生產(chǎn)用的夾具總圖和零件圖。 按照組合機(jī)床夾具的主要功能，其結(jié)構(gòu)可以分為三大部分，即定位支承系統(tǒng)，夾緊機(jī)構(gòu)和刀具導(dǎo)向裝置。 4.2 定位支承系統(tǒng)概述 在組合機(jī)床上加工時(shí),必須使用權(quán)被加工零件對(duì)刀具及其導(dǎo)向體質(zhì)正確的相對(duì)位置,這是靠夾具的定位支承系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,定位支承系統(tǒng)除用以確定被加工零件的位置外,還要承受被加工零件的生量和夾壓力,有時(shí)還要取受切削力。 定位支承系統(tǒng)主要由定位支承、輔助支了和一些限位元件組成。定位支承是指在加工過(guò)程中維持被子加工零件有一定位置的元件。輔助支承是公用作增加被加工零件在加工過(guò)程中的剛度及穩(wěn)定性的一種活動(dòng)式支承元件。 由于定位支承元件直接與被加工零件接觸，因此其尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和布置都直接影響被子加工零件的精度。為了避免產(chǎn)生廢品以及經(jīng)常修理定位支承元件的麻煩，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意以下的問(wèn)題： （a）合理布置支承元件，力求使其組成較大的定位支承平面。最好使夾壓力的位置對(duì)準(zhǔn)定位支承元件。當(dāng)受工件結(jié)構(gòu)限制不能實(shí)現(xiàn)時(shí)，也應(yīng)使定位支承元件盡量接近夾壓力的作用線，并使夾壓力的合力中心處于定位支承平面內(nèi)。 （b）提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形。應(yīng)力求使定位元件（如定位銷）不要受力。 （c）提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性，以便長(zhǎng)期保持夾具的定位精度。 （d）可靠地?zé)犭姀S除定位支承部位的切屑。使用權(quán)切屑不堵塞和粘創(chuàng)刊在定位支承系統(tǒng)上，對(duì)保證定位的準(zhǔn)確性和工作可靠性有很大的影響。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能不使用權(quán)切屑落到定位支承系統(tǒng)上。當(dāng)切屑有可能落在其上時(shí)，必須采取有效的熱電廠屑和清理措施。 4.2.1定位支承系統(tǒng) 定位支承系統(tǒng)主要由定位支承，輔助支承和一些限位元件組成。 1． 定位支承元件及其布置 組合機(jī)床常用的定位支承元件有：支承板，支承塊，支承銷。下圖（a）支承板是本設(shè)計(jì)中采用的支承件。 在組合機(jī)床夾具上采用支承板定位時(shí)，工件通常用四個(gè)或理多一些的支承板定位，這樣可增加定位系統(tǒng)的剛度，心防止當(dāng)夾緊力和切削力不是對(duì)支承板時(shí)瑞士引起工件的變形。為了減小支承板的不共面度的誤差，可裝配后合磨。通常不共面度誤差為0。01~0。03mm。 對(duì)于采用毛坯面定位夾具，從理論上講是應(yīng)當(dāng)采用三點(diǎn)支承的，并采用帶圓頭的支承銷定位，但當(dāng)采用三個(gè)以上的壓板而不能確保同時(shí)動(dòng)作時(shí)（實(shí)際上是達(dá)不到同時(shí)動(dòng)作），常常會(huì)把工件夾歪，因此需要采用四點(diǎn)支承的方法。 在布置支承點(diǎn)時(shí)，應(yīng)按工件定位而后情況，使支承點(diǎn)之間的距離盡量遠(yuǎn)一些，以增加定位的穩(wěn)定性。支承板應(yīng)該放在切屑不易落到的地方。當(dāng)工件在夾具上以側(cè)面及其上面的定位孔定位時(shí)，定位塊就放在加工部位的上方或是切屑易落到的地方，且在布置上應(yīng)保證支承塊之間有較大的距離，不應(yīng)連續(xù)排列。 2定位銷 在組合機(jī)床及其自動(dòng)線上加工箱體類零件時(shí)，多采用“一面兩銷”的定位方法，以消除工件在空間的六個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)工件在夾具中的準(zhǔn)確定位。為了能以最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)形式裝卸工件（如單機(jī)夾具上的推進(jìn)和拉出，流水線和自動(dòng)線上工件在夾具上的送進(jìn)和推出），多采用伸縮式定位銷。除此以外，還可采用固定式定位銷。 1） 固定式定位銷 當(dāng)要求被加工孔與定位銷孔之間的位置精度高與+0。05或是-0。05mm?；蚴鞘芙Y(jié)構(gòu)的限制不能采用伸縮式定位銷，以及加工裝卸比較容易的輕小零件時(shí)，為了簡(jiǎn)化夾具的結(jié)構(gòu)均采用固定式定位銷。 采用固定式定位銷時(shí)，為了使工件的定位基面能很好地與支承元件相接觸，除采用圓柱銷和削邊銷相結(jié)合的定位方法以補(bǔ)償孔間距的誤差外，定位銷還必須有適當(dāng)?shù)母叨?，以補(bǔ)償定位孔與定位基面的垂直度誤差。對(duì)于削邊銷，要采用可靠的防轉(zhuǎn)措施，對(duì)于定位銷，還應(yīng)考慮拆裝方便。定位銷與安裝孔的配合，定位銷的尺寸及公差等，詳見(jiàn)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》。 4.2.2夾緊機(jī)構(gòu) 夾緊機(jī)構(gòu)通常由以下三個(gè)部分組成：夾緊動(dòng)力部分，中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，夾緊元件。 1）夾緊動(dòng)力 夾緊機(jī)構(gòu)可公為手動(dòng)夾緊和自動(dòng)夾緊兩種。本設(shè)計(jì)采用受動(dòng)夾緊的氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。 2） 氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 液壓夾緊機(jī)構(gòu)是利用壓力油作為夾緊動(dòng)力，再通過(guò)中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使夾具的夾緊元件執(zhí)行夾緊動(dòng)作的機(jī)構(gòu)。在組合機(jī)床夾具上，常采用液壓夾緊機(jī)構(gòu)。 采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題： （1） 應(yīng)保證夾緊機(jī)構(gòu)的剛性，為此給合機(jī)床夾具的夾緊螺桿桿徑，壓板厚度和傳動(dòng)杠桿徑通常應(yīng)設(shè)計(jì)得大些，應(yīng)避免采用細(xì)長(zhǎng)桿件。 （2） 在聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中，就設(shè)置必要的浮動(dòng)環(huán)節(jié)，并使它們有足夠的浮動(dòng)量，以便保證各壓均能壓緊工件現(xiàn)時(shí)不相互干涉。此設(shè)計(jì)夾具聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的浮動(dòng)五一節(jié)，采用了球面墊圈。 （3） 采用聯(lián)動(dòng)夾緊，要保證松夾時(shí)，所有壓板都能松開工件。 第五章 總結(jié) 通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己更深層次地了解了設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)的一些方法及過(guò)程以及繪制有關(guān)零件時(shí)應(yīng)注意的一些細(xì)小環(huán)節(jié)。十二孔軸組合機(jī)床主要加工平面和孔，它能根據(jù)不同的零件組合出相應(yīng)的加工機(jī)床。所以此次十二孔軸組合機(jī)床設(shè)計(jì)主體內(nèi)容是機(jī)床的性能及規(guī)格、主要參數(shù)的選定、工藝方案的制定、“三圖一卡”的編制、主軸箱原始依據(jù)圖的繪制及設(shè)計(jì)尺寸鏈的檢驗(yàn)及有關(guān)校驗(yàn)。 除此之外，我還掌握了做機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法，和思路為今后的工作打下了基礎(chǔ)，而我的主要感受是在做任何事情前都應(yīng)做好相關(guān)數(shù)據(jù)資料的檢索。在現(xiàn)今社會(huì)中，隨著計(jì)算機(jī)的普及以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于各種數(shù)據(jù)資料的檢索已經(jīng)從圖書館的紙質(zhì)資料轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下的電子文檔。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我仔細(xì)的學(xué)習(xí)并能夠基本掌握及應(yīng)用所學(xué)知識(shí)到設(shè)計(jì)中。 本次設(shè)計(jì)不能算太完美，只可以說(shuō)基本完成了指導(dǎo)老師所提出的要求，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)一些參數(shù)的選擇還存在一些不全面、不合理的選擇，因此在今后遇到類似的情況，將全面綜合考慮之后再選擇相關(guān)參數(shù)以及進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是在我的老師親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，顏教授都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。三年多來(lái)，曾不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷。在此謹(jǐn)向顏教授致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 三年的大學(xué)生活讓我受益菲淺，最重要的是培養(yǎng)了我吃苦耐勞的精神，腳踏實(shí)地的作風(fēng)，較強(qiáng)的社會(huì)工作能力。為了使自己能夠全方位的發(fā)展，更好的適應(yīng)這個(gè)日新月異的社會(huì)，在這幾學(xué)年中，我兢兢業(yè)業(yè)，努力學(xué)習(xí)，嚴(yán)格要求自己，不斷的提高自己各方面的素質(zhì)，爭(zhēng)取 在人生的道路上更好的實(shí)現(xiàn)社會(huì)價(jià)值,人生價(jià)值和自我價(jià)值! 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們每個(gè)學(xué)生在校三年來(lái)所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐技術(shù)所進(jìn)行的一次綜合性的全面考察；培養(yǎng)了我們運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；它還為我們了解一般機(jī)械工程設(shè)計(jì)的基本思想打下良好的基礎(chǔ)；在設(shè)計(jì)方案的擬定,設(shè)計(jì)資料的收集,手冊(cè)，國(guó)標(biāo)選用，設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用,零部件及總體裝配圖的繪制等方面，有一次較全面的鍛煉。對(duì)我們進(jìn)入社會(huì)具備一定獨(dú)立工作能力起了良好的作用,能較好的適應(yīng)工作。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過(guò)大學(xué)生活的各位同學(xué)，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意! 參考文獻(xiàn) [1].張耀宸 主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 航空工業(yè)出版社。1987 [2].李洪主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè)〉 北京出版社.1990。 [3].機(jī)械制造工藝設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組編 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