《犁刀變速齒輪箱銑倆側(cè)面工裝及專機設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《犁刀變速齒輪箱銑倆側(cè)面工裝及專機設(shè)計（28頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 題 目：犁刀變速齒輪箱銑倆側(cè)面工裝及專機設(shè)計 姓 名： 所在學院 ：機械工程學院 專業(yè)班級 ：制造062 學 號 ： 指導教師 ： 日 期 ： 目 錄 摘要.........................................................1 1 犁刀變速箱工藝設(shè)計...................................................1 1.1分析零件圖 ....................

2、...........................1 1.2確定生產(chǎn)類型.......................................................1 1.3 確定毛坯 ........................................................1 2 機械加工工藝過程設(shè)計................................................3 2.1機械加工工藝過程設(shè)計.............................................3 2.2選擇加工設(shè)備

3、與工藝裝備 ..........................................5 2.3選擇加工設(shè)備與工備................................... ...........6 2.4確定切時間定額 .................................... .............8 2.5 填寫工藝規(guī)程卡.................................................12 3 機床總體設(shè)計...................................................

4、.12 3.1機床總體設(shè)計........................................ ........12 3.2組合機床工藝分析................................................13 3.3主軸的設(shè)計與計算..............................................18 4夾具設(shè)計...........................................................22 4.1機床夾具概述................................

5、.................22 4.2定位支撐系統(tǒng).................................................22 4.3夾緊機構(gòu)...................................................23 結(jié)論................................ .......................26 致謝..................................................................27 參考文獻.................

6、........ ..........................28 摘　要 本文主要介紹了力道變速箱工藝設(shè)計及其中兩道工序的夾具設(shè)計。本文作者是在保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本、充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件、保證工人具有良好而安全勞動條件的前提下進行設(shè)計的。在工藝設(shè)計中，作者結(jié)合實際進行理論設(shè)計，對傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝進行了改進，優(yōu)化了工藝過程和工藝裝備，使變速箱的生產(chǎn)加工更經(jīng)濟、合理。在加工設(shè)計部分，作者在收集加工所用機床、刀具及輔助工具等有關(guān)資料后，對工件材料、結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求及工藝分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計出了符合變速箱生產(chǎn)工藝的加工方案。 關(guān)鍵詞：變速箱，工藝，設(shè)計

7、 - 28 - 第1章 變速箱體工藝設(shè)計 1.1 分析零件圖 1.1.1 零件的作用 該零件是犁刀變速箱的一個主要零件。 1.1.2 零件的工藝分析 零件圖樣的視圖、尺寸、公差和技術(shù)要求齊全、正確；零件選用材料為HT200，該材料具有較高的強度、韌性和塑性，切削性能良好；結(jié)構(gòu)工藝性比較好。 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 1.2 確定生產(chǎn)類型 已知零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為1200件，零件質(zhì)量3.76kg，由《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊》表15—2可確定其生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。故初

8、步確定工藝安排的基本傾向為：加工設(shè)備以自動化和專用設(shè)備為主，通用設(shè)備為輔；機床按流水線或自動線排列；廣泛采用專用量具、量儀和自動檢驗裝置。這樣生產(chǎn)效率高。 1.3確定毛坯 1.3.1 確定毛坯種類 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。并依其結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和生產(chǎn)類型，毛坯的鑄造方法選用金屬模機械砂型鑄造。根據(jù)《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊》表15—5鑄件尺寸公差等級采用CT9級。 1.3.2 確定鑄件余量及形狀 根據(jù)《機械加工工藝人員手冊》表15—7，取加工余量為MA-G級。查《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊》表15—8確定各表面的鑄件機械加工余量。 對于金屬模機械砂型鑄造，根據(jù)《機

9、械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊》表15—9鑄件最小孔的直徑，故本零件上的孔不鑄出。 1.3.3 畫鑄件—零件綜合圖（變速箱零件毛坯圖）見附圖 第2章 機械加工工藝過程設(shè)計 2.1機械加工工藝過程設(shè)計 2.1.1選擇表面加工方法 根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，查《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊》表15—32～表15—34選擇零件主要表面（先面后孔）的加工方法與方案如下： 銑基準面N——鉆4-φ13孔——锪孔4-φ22 鉆2-φ10孔—鉸孔（IT9） 銑兩側(cè)面——φ80粗鏜孔（IT10）——φ80精鏜(IT7)——M12鉆M12螺

10、紋底孔——攻絲 鉆φ8——鉸孔（IT8） 銑凸臺面——粗鏜孔（IT10）——半精鏜（IT9） 鉆孔M6螺紋底孔——攻絲 2.1.2 確定工藝過程方案 （1）擬定方案 由于各表面加工方法已基本確定，現(xiàn)按照“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”、“基準先行”的原則，初步擬定兩種工藝過程方案，見表1—1。 表1—1工藝過程方案 方案Ⅰ 方案Ⅱ 工序號 工序內(nèi)容 工序號 工序內(nèi)容 毛坯 毛坯 010 按鑄件要求檢驗 010 批量毛坯抽檢 020 熱處理 020 銑兩端面 030 批量毛坯抽檢 030 粗鏜Ф80H

11、7，Ф81， 040 銑N基準面 040 精鏜Ф80H7 050 鉆孔4-φ13及2-φ10F9孔锪孔4-Ф22 050 鉆孔4-M12螺紋底孔及Ф8N8孔，攻絲M12 060 銑兩側(cè)面 060 粗鏜Ф80H7，Ф81， 070 粗鏜Ф80H7，Ф81， 070 精鏜Ф80H7 080 精鏜Ф80H7 080 銑N基準面 090 鉆孔4-M12螺紋底孔及Ф8n8孔，攻絲M12 090 鉆孔4-φ13及2-φ10F9孔 100 銑凸臺面至尺寸 100 銑凸臺面至尺寸 110 粗鏜Ф30孔，SФ30球面及Ф20孔 110 粗鏜Ф30孔

12、，SФ30球面及Ф20孔 120 半精鏜SФ30 120 半精鏜SФ30 130 鉆孔M6螺紋底孔，攻絲M6 130 鉆孔M6螺紋底孔，攻絲M6 140 檢驗各相關(guān)尺寸 140 檢驗各相關(guān)尺寸 150 在N處打廠標及檢驗標記 150 在N處打廠標及檢驗標記 160 檢驗各相關(guān)尺寸 160 檢驗各相關(guān)尺寸 170 清洗、檢驗、包裝 170 清洗、檢驗、包裝 （2）方案論證 方案Ⅰ的優(yōu)點在于基本遵循粗精加工劃分階段的原則。方案Ⅱ的不足之處是加工過程中基準不重合，不利于控制加工質(zhì)量。 根據(jù)以上分析，確定方案Ⅰ為零件加工的工藝路線。 2.2 選擇

13、加工設(shè)備與工藝裝備 2.2.1 選擇機床 考慮到大量生產(chǎn)，盡量選用高效機床。 ① 工序070、110、均為圓孔面的鏜削加工，用T6132臥式鏜銑床加工方便且效率高。 ② 工序050為孔的加工，用X5330B加工方便且效率高。 ③ 其余表面加工均采用通用機床。如：C6140臥式車床、X5330B數(shù)顯萬能鉆銑床等。 2.2.2 選擇夾具 考慮到大量生產(chǎn)，均采用專用夾具。 2.2.3 選擇刀具 a) 在銑床上加工的工序，銑平面選用YG6A硬質(zhì)合金圓盤銑刀，直徑 b) 在鏜床上加工的工序，其內(nèi)徑為80mm，內(nèi)徑為81mm孔；鏜孔刀。 c) 在萬能鉆銑床上加工的工序，均選用麻花鉆和

14、機用絲錐。 2.2.4 選擇量具 工序070粗加工可選通用量具。現(xiàn)按計量器具的不確定度選擇量具。 粗鏜Ф80H7mm至Φmm。查《互換性技術(shù)測量應(yīng)用手冊》表5.1-1知計量器具不確定度允許值=0.029mm。查《互換性技術(shù)測量應(yīng)用手冊》表5.1-2，選擇分度值0.02mm的游標卡尺，其不確定度U=0.02mm，U<，可以選用。 其他工序所用量具詳見工序卡片。 2.3 確定工序尺寸 表面加工時的工藝基準與設(shè)計基準重合。前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)依據(jù)《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊》第十五章有關(guān)資料確定各表面精加工、半精加工余量，由后向前推算工序尺寸，并確定其公差，

15、見表1-2。 表1-2各表面工序尺寸及公差 加工內(nèi)容 加工余量 精度等級 表面粗糙度 Ra(ｍ) 銑N面 鑄件 半精銑 粗銑 5 1.0 3.6 IT9 IT10 IT12 6.3 12.5 兩側(cè)面銑 鑄件 半精銑 粗銑 5 1.0 3.6 IT9 IT10 IT12 6.3 12.5 鉆孔4-φ13及2-φ10F9孔锪孔4-Ф22 鑄件 鉸孔 鉆孔 鉆孔 5 0.2 9.8 10 IT9 IT8 IT12 IT12 1.6 12.5 12.5 加工內(nèi)容 加工余量

16、精等級 表面粗糙度 Ra(ｍ) 粗鏜 Ф80H7，Ф81， 鑄件 精鏜 半精鏜 粗鏜 5 0.6 1.1 3.1 CT9 IT7 IT10 IT12 0.8 3.2 6.3 12.5 鉆孔M6 、M12螺紋底孔，攻絲M6 鑄件 攻絲 鉆孔 5 5.1 CT9 IT12 12.5 2.4 確定切削用量及時間定額 2.4.1工序040（銑N面）切削用量及時間定額 （1）選擇刀具 1）根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.2，選擇YG6A硬質(zhì)合金刀片。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1，銑削深度αp≤4mm時，圓盤銑刀直

17、徑d。為80mm，a為60mm。但已知銑削寬度ae為70mm，故應(yīng)根據(jù)銑削寬度ae≤49mm，選擇d。=80mm。由于采用標準硬質(zhì)合金圓盤銑刀，故齒數(shù)z=12（表3.12）。 2）銑刀幾何形狀（表3.2）；由于鑄鐵硬度大于200HBS，故選擇κr=60， κrε=30，κr′=5，α。=8（假定αcmax>0.08mm）, α?！?10, λs= —10， γ。1=—5。 （2）選擇切削用量 1）決定銑削深αp 由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則 αp=h=3mm 2)決定每齒進給量fz 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.3，當使用YG6A，銑床功率為4.5KW時， f

18、z=0.20～0.30mm/z 取 fz=0.30mm/z 3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.8，由于銑刀直徑d。=80mm，故刀具壽命T=180min（表3.8）。 4）決定切削速度Vc和每分鐘進給量Vf 切削速度Vc可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.27中的公式計算，也可直接由表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.27的公式進行計算。 各修正系數(shù)為：kMv=0.72，ksv=0.8 (見表1.28) kv= kMv ksv=0.576 故 Vc=14.5m/min

19、 n=58r/min 根據(jù)其說明書選擇 n=60r/min,Vfc=235mm/min 因此實際切削速度和每齒進給量為 vc=πd。n/1000=3.14*80*60/1000m/min=15m/min fzc=Vfc/n z=235/(60*12)mm/z=0.33mm/z （3）計算基本工時 （1—3） 式中L=l+y+△，l=40mm，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.25，入切量及超切量y+△=17mm，則L=40+17mm=57mm，故 tm=0.32min 2.4.2工序070切削用量及時間定額 1）選擇刀具 ① 選擇鏜孔刀。

20、② 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于鏜床的中心高為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度為4.5mm。 ③ 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.2，可選擇YG6牌號硬質(zhì)合金。 ④ 鏜刀幾何形狀（見表1.3），選擇平面帶倒棱前刀面，κr=60，κr′=10，α。=6，γ。=12，λs= —10，γε=0.8mm， =—10，=0.4mm。 2）選擇切削用量 ① 確定切削深度αp 由于粗加工余量僅為1.6mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故 αp=（45—41.8）/2mm=1.6mm ② 確定進給量f 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.6，在粗鏜鑄鐵、表面

21、粗糙度Ra=12.5μm時 f=0.25～0.40mm/r 按T6132臥式鏜床說明書選擇 f=0.36mm/r ③ 選擇鏜刀磨鈍標準及壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.9，鏜刀后刀面最大磨損量取為1.0mm，鏜刀壽命T=60min。 ④ 確定切削速度Vc 切削速度Vc可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27 (1—1) 式中= 故Vc=69.6m/min n=492r/min 按T6132臥式鏜床說明書，選擇n=500r/min，這時Vc=110m/min。最后決定的鏜削用量為 αp=1.6mm，f=0.36m

22、m/r，n=500r/min，Vc=110m/min。 3）計算基本工時 （1—2） 式中L=l+y+△，l=12mm，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.26，鏜削時的入切量及超切量y+△=2.1mm，則L=12+2.1mm=14.1mm，故 tm=0.08min 2.4.3工序050（鉆孔Ф12）切削用量及時間定額 本工序選用萬能數(shù)顯鉆銑床，專用夾具裝夾。 （1）選擇刀具 選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑d。=12mm。 鉆頭幾何形狀為：雙錐修磨橫刃，β=30，2φ=118，2φ1=70，bε=3.5mm，α。=12，ψ=55，b=2mm，l=4mm

23、。 （2）選擇切削用量 1）決定進給量f ① 按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.7，當加工要求為H12～H13精度，鑄鐵的硬度大于200HBS，d。=14.2mm時，f=0.37～0.45mm/r。 由于l/d=47/14.2=3.3>3，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù)k1f=0.915，則 f=（0.37～0.45）X0.915mm/r=0.34～0.41mm/r ② 按鉆頭強度決定進給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.8，當灰鑄鐵硬度大于213HBS，d。=12mm，鉆頭強度允許的進給量f=1.0mm/r。 ③ 按機床進給機構(gòu)強度決定進給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2

24、.9，當灰鑄鐵硬度大于210HBS，d?！?4.5mm，機床進給機構(gòu)允許的軸向力為8830N時，進給量為0.81mm/r。 從以上三個進給量比較可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值為f=0.34～0.41mm/r。根據(jù)Z5125鉆床說明書，選擇f=0.36mm/r。 2）決定鉆頭磨鈍標準及壽命 由《切削用量簡明手冊》表2.12，當d。=14.2mm時，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.8mm，壽命T=60min。 3）決定切削速度 由《切削用量簡明手冊》表2.15，當f=0.36mm/r時，Vt=13m/min。 切削速度的修正系數(shù)為：kTv=1.0，kcv=1.0，klv=0.

25、85，ktv=1.0，故 v=vtkv=13X1.0X1.0X0.85X1.0m/min=11.1m/minп n=1000v/(пd。)=248.8r/min 根據(jù)萬能數(shù)顯鉆銑床說明書，可考慮選擇n=272r/min,但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.28mm/r；也可選擇較低一級轉(zhuǎn)數(shù)n=195r/min,仍用f=0.36mm/r，比較這兩種方案： 第Ⅰ方案 f=0.28mm/r,n=272r/min nf=2720.28mm/min=76.16mm/min 第Ⅱ方案 f=0.36mm/r,n=195

26、r/min nf=1950.28mm/min=70.2mm/min 因為第一方案nf的乘積較大，基本工時較少，故第一方案較好。這時Vc=12m/min;f=0.28mm/r。 （3）計算基本工時 （1—2） 式中L=l+y+△，l=47mm，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.29，入切量及超切量y+△=6mm，則L=47+6mm=53mm，故tm=0.70min 2.5 填寫工藝規(guī)程卡 2.5.1 機械加工工藝過程卡片 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 文件編號 產(chǎn) 品名 稱 零件名稱 共

27、 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 見毛坯圖 每毛坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 備 注 工序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 鑄造 鑄 熱處理 熱 10 銑 粗銑N面 金工 X5330B 專用銑夾具 20 鉆、鉸 鉆孔4-φ13及2-φ10F9孔锪孔4-Ф22

28、及鉸孔 金工 Z5125 專用鉆夾具 30 檢 檢4-φ13、2-φ10F9位置尺寸 40 銑 銑兩側(cè)面至圖紙尺寸mm及平行度0.055mm 金工 X5330B 專用銑夾具 50 鏜 鏜Ф80H7，Ф81 金工 X5330B 專用鏜夾具 60 鉆、鉸 鉆孔4-M12螺紋底孔及Ф8n8孔，攻絲M12 金工 T6132 專用鉆夾具 70 檢 檢Ф80H7、4-M12、Ф8n8 金工 80 銑 銑凸臺 金工 X5300B 專用鉆夾具

29、 90 鏜 鏜Ф30孔，SФ30球面及Ф20孔 金工 T6132 專用鏜夾具 10 鉆 鉆孔M6螺紋底孔，攻絲M6 金工 Z5125 專用鉆夾具 110 檢 總檢驗各相關(guān)尺寸 120 清洗、檢驗、包裝 設(shè) 計（日期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 第3章 機床總體設(shè)計

30、 3.1機床總體方案設(shè)計的依據(jù) 組合機床用于銑削變速箱兩端面，并且要達到其加工精度。為了滿足其加工精度的要求，我們首先要對加工的零件做工藝方案的分析，制定組合機床工藝方案是設(shè)計組合機床最重要的步驟之一。工藝方案制定的正確與否，將決定機床能否達到“重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、效率高、質(zhì)量好”的要求。 3.1.1工件 工件是機床總體方案設(shè)計的重要依據(jù)之一。設(shè)計者必須明確工件的特點和加工要求。本次畢業(yè)設(shè)計要求設(shè)計一臺組合機床，用于加工犁刀變速箱端蓋兩側(cè)面，工件材料為HT200，硬度190-210HB，生產(chǎn)為大批量，鑄造毛坯。加工要求： 1) 位置精度保證兩面平行度0.055mm 2) 尺寸精度保證

31、尺寸、 3.1.2刀具 硬質(zhì)合金端銑刀，刀齒材料為YG6，銑刀直徑75-110，刀齒數(shù)Z=4 3.2.1工藝分析 工藝基面的分析 (1)采用“一面二孔”定位方法，選擇底面為工藝基面。 (2)夾緊面為頂面非加工側(cè)的邊緣部分 3.2.2工藝方法的確定 機床的工藝方法是多種多樣的，工藝方法對機床的機構(gòu)和性能的影響很大，工藝方法的改變經(jīng)常導致機床的運動、傳動、布局、結(jié)構(gòu)、性能以及經(jīng)濟效果方面的一系列變化。 3.2.3組合機床切削用量的選擇 組合機床的正常工作與合理地選用切削用量，即確定合理的切削速度、工作進給量和切削深度，有很大關(guān)系。切削用量選擇適當，能使組合機床以最

32、少的停車損失，最高的生產(chǎn)效率，最長的刀具壽命和最好的加工質(zhì)量，也就是多快多省地進行生產(chǎn)。 組合機床銑削時的切削用量的選擇與加工精度及刀具的材料有很大關(guān)系。在確定切削用量時應(yīng)注意的問題如下： (1)盡量做到合理利用所有刀具，充分發(fā)揮其性能； (2)復合刀具切削用量選擇，應(yīng)考慮刀具的使用壽命； (3)選擇切削用量時，應(yīng)注意零件生產(chǎn)批量的影響； (4)切削用量選擇應(yīng)有利于多軸箱設(shè)計； (5)選擇切削用量時，還必須考慮所選動力滑臺的性能。 3.2.4組合機床配置型式的選擇 我們在選擇機床配置方案時，反對貪大求全，應(yīng)正確處理先進性和可靠性的關(guān)系，選擇符合多快好省的機床方案。 現(xiàn)有立式和

33、臥式兩種方案，比較如下： 主要比較指標： (1)加工精度：立式加工精度較臥式高； (2)排除鐵屑的方便性：臥式較好； (3)夾具形式的影響：考慮到加工工藝要求，應(yīng)選用臥式 其余指標，如：機床生產(chǎn)率，機床使用方便性和自動化程度，機床結(jié)構(gòu)的復雜程度和通用化程度等，兩種方案之間相差不大。 綜合考慮，應(yīng)選用雙主軸箱組合機床。 3.2.5組合機床的總體方案設(shè)計 組合機床的總體設(shè)計，就是針對具體的被加工零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進行方案圖紙設(shè)計。這些圖紙包括：被加工零件工序圖，加工示意圖，生產(chǎn)率計算卡片，機床聯(lián)系尺寸圖。 1、被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)選

34、定的工藝方案，表示在一臺機床上或一條自動線上完成的工藝內(nèi)容，加工部分的尺寸及精度，技術(shù)要求，加工定位基準，夾壓部位，以及被加工零件的材料，硬度和在本機床加工前毛坯情況的圖紙。它是組合機床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造使用時，調(diào)整機床，檢查精度的重要技術(shù)文件。 被加工零件工序圖應(yīng)包括下列內(nèi)容： (1)被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機床設(shè)計有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。 (2)加工用定位基準，夾壓部位及夾壓方向。以便依此進行夾具的定位支承（包括輔助定位支承），限位夾緊，導向系統(tǒng)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?/p>

35、（主要指定位基準）。 (4)必要的文字說明。如被加工零件編號、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。 2、加工示意圖 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零件在機床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機床各部件間的相對位置關(guān)系，機床的工作行程及工作循環(huán)余等。因此，加工示意圖是組合機床設(shè)計的主要圖紙之一，在總體設(shè)計中占據(jù)重要地位。它是刀具、輔具、夾具、多軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺組合機床布局和性能的原始要求，同時還是調(diào)整機床、刀具及試車的依據(jù)。 (1)刀具的選擇(如下圖) YG6A硬質(zhì)合金刀片 (2)

36、工序間余量的確定 銑削至圖紙要求 (4)動力箱工作循環(huán)及其行程的確定 根據(jù)加工尺寸要求，確定工作進給長度為20mm，快速進給可定為200mm。 考慮到加工多層壁上的孔，工作循環(huán)應(yīng)如下： 快進57mm 工進3mm 3、組合機床生產(chǎn)率的計算 根據(jù)選定的機床工作循環(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速度等，就可以計算機床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計算卡，用以反映機床的加工過程、完成每一動作所需的時間、切削用量、機床生產(chǎn)率及機床負荷率等。 （1）單件工時的計算 從加工示意圖看出，工件的加工一次進給完成。 主軸每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)n=314轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)進刀

37、量f=0.2mm/r，進給長度L=6mm，所以工進時間T工為： 輔助時間T輔為： T輔=T空+T移+T裝+T停 式中 T空——動力頭空程快進及快退時間，其值為： T空=（L1+L2+L3）/V空 其中，L1——第一次快進長度，L1=57mm； L2——第二次快進長度，L2=0mm； L3——快退長度， L3=60mm; V空——動力頭空程速度，V空=5米/分，故 T移——零件送進及移出時間，其值為： T移=0.1分； T裝——零件的裝卸時間，其值為： T裝=1分 T停=0.05分 綜上述，零件的單件工時T單為： T單=2.6

38、7+0.0234+0.1+1+0.05=3.843分 (2)機床生產(chǎn)率的計算 (3)編寫機床生產(chǎn)率計算卡 （機床生產(chǎn)率計算卡見下頁） 被 加 工 零 件 圖號 毛坯種類 鑄件 名稱 毛坯重量 材料 HT150 硬度 170~220HRC 工序名稱 銑兩側(cè)面 工序號 序 號 工 步 名 稱 被 加 工 零 件 數(shù) 量 加 工 直 徑 （mm） 加 工 長 度 （mm） 工 作 行 程 （mm） 切 削 速 度（m/min 每 分 鐘 轉(zhuǎn) 數(shù) （r/min）

39、 進 給 量 （mm/r） 工時（min） 機 動 時 間 輔 助 時 間 共 計 1 裝卸工件 1 1 1 2 Ⅰ快進 57 0.04 0．04 Ⅰ工進 168 3 16.3 314 0.2 0.3 0.2 移動 1 0.1 0.1 停留 0．05 0．05 快退 60 0．046 0．046 備注 裝卸工件時間取于操作者的熟練程度，本機床計算

40、時取1min. 總計 1.536 單件工時 1.536 機床生產(chǎn)率 15件/時 機床負荷率 82% 3.2.6機床聯(lián)系尺寸圖作用和內(nèi)容 機床聯(lián)系尺寸圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件以及確定專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。是用來表示機床的配置形式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互關(guān)系、運動關(guān)系和操作方位的總體布局圖。 機床聯(lián)系尺寸總圖表示的內(nèi)容： [1]表示機床的配置形式和總布局。 [2]完整齊全的反映各部件之間的主要裝配關(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滑臺工作循環(huán)總的工作行程和前后備量尺寸。 [

41、3]標注主要通用部件的規(guī)格代號和電動機型號、功率及轉(zhuǎn)速，并標出機床分組編號及組件名稱，全部組件應(yīng)包括機床全部通用及專用零部件。 [4]標明機床驗收標準及安裝規(guī)程。 3.2.7機床總體聯(lián)系尺寸圖的繪制 聯(lián)系尺寸圖用來表示機床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運動關(guān)系，以檢驗機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)系尺寸圖也可看成是簡化的機床總圖，它表示機床的配置型式及總體布局。 組合機床是由一些通用部件和專用部件組成的。為了使所設(shè)計的組合機床既能滿足預(yù)期目的性能要求，又能做到配置上勻稱合理、符合多快好

42、省的精神，必須對所設(shè)計的組合機床各部件之間的關(guān)系進行全面的分析研究。這是通過繪制機床聯(lián)系尺寸圖來達到的。 （1）機床電動機功率計算 零件材料：HT200，HB170~220 刀具：YG6A硬質(zhì)合金端銑刀 切削用量：n=314轉(zhuǎn)/分， f=0.2mm/r 主軸箱動力計算 P=0.303*8=2.424 KW F=1861.067*8=14888.536 N 電動機功率N主 N主=N切/η 按照主軸箱機械傳動效率η=0.8~0.9,當主軸數(shù)少于15時取大值，即取η=0.9 N主=N切/η=2.424/0.9=2.693 KW （2）機床有關(guān)部件及尺寸的確定 動力

43、部件用以實現(xiàn)切削刀具的旋轉(zhuǎn)和進給運動，是機床最主要的通用部件。 組合機床動力部件有多種結(jié)構(gòu)型式和不同的傳動方式。該組合機床的采用機械傳動，由動力箱上的電動機通過齒輪傳遞運動和動力；進給運動采用液壓驅(qū)動，即液壓動力。 據(jù)電機功率N主為2.693千瓦，可選用封閉式三相異步電動機（YIP44） 型號：Y132S-6，額定功率3 KW 額定轉(zhuǎn)速：960r/min 動力箱選用1TD40Ⅲ，驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速n0=480r/min. 液壓動力滑臺選用1HY40ⅠA，其主要技術(shù)參數(shù)：臺面寬度：400mm，臺面長度：800mm， 工進速度：12.5~500mm/min 快速移動速度：8m/min 圖

44、1、 1TD40Ⅲ 導軌由主軸箱或其它油源輸出的壓力油，經(jīng)分油器分別輸送至導軌各個潤滑點進行潤滑。 滑臺的工作循環(huán)采用電氣、液壓聯(lián)合控制，以克服純電氣控制可靠性差與快進向工進轉(zhuǎn)換時位置精度低的缺點。 3.3.1主軸設(shè)計與計算 主軸結(jié)構(gòu)形式由零件加工工藝決定，并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，該機床是進行銑削加工的主軸，徑向切削力較大，最好用深溝球軸承球軸承承受徑向力，。又因銑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。 銑兩側(cè)面，根據(jù)主軸直徑和加工面的關(guān)系，查經(jīng)驗手冊，取工作主軸直徑d=40， 3.3.2齒輪布置 1、傳動比分配：

45、主軸箱內(nèi)的傳動比最佳為1~1 .5,在主軸箱后蓋內(nèi)的齒輪傳動比，根據(jù)需要，其傳動比可以取大些，但一般不超過3~3.5；齒輪模數(shù)，一般取2，2.5,3或3.5，齒數(shù)一般在17~70，齒寬b取32mm或24mm；在傳動系統(tǒng)中，最后一級采用升速傳動，為了使主軸上的齒輪不過大。 本設(shè)計齒輪模數(shù)選2和3。 2、傳動系統(tǒng)設(shè)計 （1） 驅(qū)動軸——傳動軸Ⅱ：m=3，A=92mm，取21，u=21/40 =40，=63mm，=120mm =480r/min，=252r/min （2）傳動軸Ⅱ——主軸Ⅲ：

46、m=3，A=115.1792mm，u=520/252 取=26，=51，=153mm =78mm，=252r/min，=520r/min 主軸4，5，6均與主軸3相同，由傳動軸Ⅰ帶動 （3）主軸1——傳動軸Ⅵ：m=3，A=96.75mm，=21，u=43/21 =43，=63mm，=129mm =520r/min，=254r/min 3．傳動軸直徑計算：經(jīng)過公式

47、計算可得各傳動軸直徑均取30mm 4、多軸箱坐標計算： 該多軸箱安裝在動力箱上，坐標原點靠近主軸箱左側(cè)（對著多軸箱正面看）的定位銷孔上，其尺寸是距主軸箱側(cè)邊E=25mm，距主軸箱低邊H=30mm。下面分別計算并驗算各主軸及傳動軸的坐標： 軸[1]： x1=64.5 y1=132 軸]2]： x2=64.5 y2=312 軸[3]： x3=171.5 y3=120 軸[4]： x4=171.5 y4=324 5、主軸箱坐標驗算 主軸及傳動軸的坐標驗算是按齒輪布置圖的齒輪嚙合關(guān)系驗算中心距。按表一列出坐標驗算表，表中A實是按坐標算出的

48、中心距，A是按傳動齒輪節(jié)徑算出的中心距，ΔA是兩者之差值。 驗算標準為：中心距允許差δ≤0.001~0.009mm,當∣ΔA∣不滿足中心距允差范圍時，該嚙合齒輪應(yīng)做成變位齒輪。 坐標驗算 由此可知,兩軸相嚙合的齒輪須做成變位齒輪 3.3.3軸的校核 選主軸Ⅲ來校核 1、軸的材料： 45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。其機械特性查得： δb=640Mpa, δs=355Mpa, δ-1=275Mpa, τ-1=155Mpa,ψδ=0.2, ψτ=0.1,C=110 2、軸的功率P、轉(zhuǎn)速n、軸徑d、分度圓直徑d2、齒輪寬B P=0.303 KW 由前述可得： n=5

49、20r/min d=30mm =78mm B=1.2d=30mm α= ，β= （1）求齒輪上作用力的大小、方向 齒輪上作用力的大?。? (2)求軸承的支反力 水平面上支反力 ==/2=142.6846/2=71.3423N 垂直面上支反力 =(-+67)/134=(-25.1591*78/2+52.7341*67)/134=19.0446N =(+67)/134=(25.1591*78/2+52.7341*67)/134=33.6895N 由上述計算可知，均滿足要求。 第4章 夾具設(shè)計 4.1 組合機床夾具概述 機床夾具是在機床上用以裝夾工件的一種裝置

50、，它是組合機床的重要組成部件，夾具是根據(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。其作用是它是用于實現(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等。 機床夾具的基本組成部分，根據(jù)其功用一般可分為以下幾種： [1] 定位元件或裝置 用以確定工件在夾具中的位置。 [2] 刀具導向無件或裝置 用以引導刀具或用以調(diào)整刀具相對于夾具的位置。 [3] 夾緊元件或裝置 用以夾緊工件。 [4] 連接元件 用以確定夾具在機床上的位置并與機床相連接。 [5] 夾具體 用以連接夾具各元件及裝置，使之成為一個整體，并通過它將夾具安裝在機床上。 [6] 其它元件或裝置 除上

51、述各部分以外的元件或裝置，如某些夾具上的分度裝置，防錯裝置，安全保護裝置等。 組合機床夾具主要的特點如下：第一、 一般的機床夾具是作為機床的輔助機構(gòu)設(shè)計的，而組合機床夾具是機床的主要組成部分，其設(shè)計工作是整個組合機床設(shè)計的重要部分之一。第二、 組合機床夾具和機床其他部件有極其密切的聯(lián)系。第三、 組合機床夾具必須必須具有很好的剛性和足夠的夾壓力，以保證在整個加工過程中工件不產(chǎn)生任何位移。第四、 組合機床夾具是保證加工精度的重要部位，其設(shè)計、制造和調(diào)整都必須有嚴格的要求，使其能持久地保持精度。第五、組合機床夾具應(yīng)便于實現(xiàn)定位和夾壓的自動化，并有動作完成的檢查信號；保證切屑從加工空間自動排除；便于

52、觀察和檢查，以及在不從機床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損件和維護調(diào)整。 4.2 定位支承系統(tǒng) 在組合機床上加工時，必須使被加工零件對刀具及其導向保持正確的相對位置，這是靠夾具的定位支承系統(tǒng)來實現(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重量和夾壓力，有時還要承受切削力。 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。定位支承是指在加工過程中維持被加工零件有一定位置的元件，輔助支承是僅用作增加被加工零件在加工過程中剛度及穩(wěn)定性的一種活動式支承元件。 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加工零件的精度。因此設(shè)計

53、時應(yīng)該注意以下幾點： [1] 合理布置定位支承元件，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準定位支承元件。 [2] 提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形。 [3] 提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性，以便長期保持夾具的定位精度。 [4] 可靠地排除定位支承部件的切屑。 此外，選擇工藝基面應(yīng)該遵循下面的原則： ① 應(yīng)當盡量選用設(shè)計基面作為在組合機床上加工用的定位基面，這樣能減少累積誤差，有利于保證加工精度。但在某些情況下卻必須改用其他面作為定位基面。 ② 選擇的定位基面應(yīng)確保工件穩(wěn)定定位。定位的支撐面應(yīng)該大一些，力求已加工面做為定位基面，在本次的加工中，頂面是已經(jīng)加工

54、過的，而且滿足一定的技術(shù)要求，面積也比較大，因此選擇頂面做為定位基面符合要求。 ③ 選擇基面應(yīng)該考慮夾緊方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。 本次設(shè)計中采用了一面兩銷定位的方法，這種定位方法保證了理想的六點定位原則，而且能夠保證工件裝夾時簡單，方便。 4.3 夾緊機構(gòu) 夾緊裝置是夾具的重要組成部分。在設(shè)計夾緊裝置時，應(yīng)滿足以下基本要求： [1] 在夾緊過程中應(yīng)能保持工作定位時所獲得的正確位置。 [2] 夾緊應(yīng)可靠和適當，夾緊機構(gòu)一般要有自鎖作用，保證在加工過程中不會產(chǎn)生松動或振動，夾緊工件時，不允許工件產(chǎn)生不適當?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷。 [3] 夾緊裝置應(yīng)操作方便，有力，安全。 [4] 夾緊裝置的復

55、雜程度和自動化程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式和適應(yīng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)力求簡單，緊湊，并盡可能采用標準化元件。 夾緊力包括大小、方向和作用點三個要素，它們的確定是夾緊機構(gòu)中首先要解決的問題。 首先，夾緊力方向的選擇一般應(yīng)遵循以下原則： [1] 夾緊力的作用方向應(yīng)有利于工件的準確定位，而不能破壞定位。 [2] 夾緊力的作用方向應(yīng)盡量與工件剛度最大的方向和一致，以減小工件變形。 [3] 夾緊力的作用方向應(yīng)盡可能與切削力、工件重力方向一致，以減小所需夾緊力。 其次，夾緊力作用點的選擇是指在夾緊力作用方向已定的情況下，確定夾緊元件與工件接觸點的位置和接角點的數(shù)目。 [1] 夾緊力作用點應(yīng)正對支

56、承元件或位于支承元件所形成的支承面內(nèi)，以保證工件已獲得的定位不變。 [2] 夾緊力作用點應(yīng)處在工件剛性較好的部位，以減小工件的夾緊變形。 4.4 夾緊力計算 本次所設(shè)計的夾緊力主要由液壓缸提供，夾緊力的方向與切削力方向垂直。 因此，所需的夾緊力由下式計算[3]P36: (4-1) 式中： ——實際所需夾緊力(N) ——夾緊元件與工件間的摩擦系數(shù) ——工件與夾具支承面間的摩擦系數(shù) K——安全系數(shù)，K=K0K1K2K3K4K5K6 查[3]P30表1-2-1可知

57、: K=K0K1K2K3K4K5K6 (4-2) =1.21.01.31.01.01.01.0 =1.56 =0.16，=0.2 所以 ===1618.5N 而由液壓缸所能提供的夾緊力計算如下： 液壓缸的工作壓力為P=400kg/ 液壓缸能提供的夾緊力為F=PS= (4-3) =4003.14/4

58、 =1962.5N 因為F>,所以夾緊力足夠，且夾緊力是由兩個液壓缸同時提供，因此更可保證夾緊的可靠性。 因此，本次設(shè)計所設(shè)計的夾具能夠提供足夠的夾緊力，為保證加工精度提供了有利的保證。同時液壓裝置的運用也降低了工人的勞動強度，體現(xiàn)了人性化的設(shè)計。 總 結(jié) “鍥而不舍，朽木不折；鍥而不舍，金石可鏤?！苯?jīng)過二個多月的馬拉松式的緊張設(shè)計，隨著這份《設(shè)計說明書》的收筆也即將告捷。回想起設(shè)計的過程，酸甜酸苦辣一言難盡。雖然時間的緊迫和就業(yè)的壓力始終徘徊在設(shè)計

59、的過程中，但畢竟收獲的喜悅還是勝過了工作的幸勞。非常慶幸能在畢業(yè)之際交上一份令自己滿意的答卷。 本次畢業(yè)設(shè)計課題內(nèi)容覆蓋面廣。涉及到機械、液壓、電氣控制等多門主干課程，通過認真實習、調(diào)查、分析、研究、查閱大量參考資料，順利地完成了此次的畢業(yè)設(shè)計。這次的設(shè)計中，我也發(fā)現(xiàn)自己在基礎(chǔ)課和專業(yè)課上存在的缺陷，在張老師的悉心指導和同組同學的幫助下，我也逐漸地彌補自己的缺陷，努力將自己的設(shè)計做好。 通過此次畢業(yè)設(shè)計，我了解和掌握了組合機床設(shè)計的基本要求、步驟、方法及應(yīng)考慮的有關(guān)問題，并鞏固和深化了大學三年中幾乎所有專業(yè)知識，培養(yǎng)了科學的思維、工作方式和理論聯(lián)系實際的能力，更是體會到了相互協(xié)作的工作精神

60、，給即將踏上工作崗位的我們起到一次很好地實戰(zhàn)練兵演習，為將來的工作打下基礎(chǔ)。 在本次設(shè)計中，全部由張道德教授指導，張老師工作細致，嚴謹治學，不僅在設(shè)計中給予我極大的幫助，指導我完成工作，還教給我許多做人的道理：“多讀書，求甚解”，“活到老，學到老”，我感受很深，不懂不可怕，重要努力去弄懂。張老師作為一位碩士生導師，教給我們這些做人做事的道理，在以后的生活工作中都是非常有用的，在此表示深沉地謝意！同時，借此機會謹向教誨過我的老師們表示深深地謝意；向在身后一如既往地支持我的父母表示深深地謝意；向在設(shè)計過程中關(guān)心和幫助我的同學表示深深地謝意！ 由于本人設(shè)計經(jīng)驗不足，不妥之處在所難免，水平亦有限

61、，懇請各位老師批評指正。 致 謝 為期三個月的畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了,這是畢業(yè)之前最后一次、也是最為復雜的一次綜合設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計能順利完成，首先，感謝母校多年來的辛勤培育。其次，要衷心地感謝我的指導老師李老師！從畢業(yè)設(shè)計開始直到結(jié)束，在學習中，得到了各科老師無微不至的關(guān)懷和精心的指導！也正是各科老師以其深厚專業(yè)的知識、豐富的實踐經(jīng)驗為本課題的設(shè)計提供了有效的指導和理論依據(jù)，才能使本課題得以圓滿結(jié)束和論文順利完成。本課題從選題、設(shè)計到編寫完稿，都得到老師的熱情指導，在此向我的老師表示我深切的謝意！。對于在畢業(yè)設(shè)計期間給予過我?guī)椭耐瑢W和朋友在此也深表感謝。由于自己能力所限，設(shè)計中還有許

62、多不足之處，希望老師能多多指點！ 參考文獻 [1] 林述溫、范楊波主編.機電裝備設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社.2002 [2] 大連組合機床研究所編.組合機床設(shè)計手冊第一冊.北京：機械工業(yè)出版社.1975 [3] 大連組合機床研究所.機械工程手冊第62篇.北京：機械工業(yè)出版社.1980 [4] 朱龍根編.簡明機械零件設(shè)計手冊.北京：機械工業(yè)出版社.1997 [5] 大連組合機床研究所編.組合機床設(shè)計參考圖冊.北京：機械工業(yè)出版社.1975 [6] 東北重型機械學院等編.機床夾具設(shè)計手冊.上海：上海科技出版社.1988 [7] 徐英南.組合機

63、床及自動線的使用與調(diào)試.北京：機械工業(yè)出版社.1990 [8] 沈陽工業(yè)大學等編.組合機床設(shè)計.上海：上?？萍汲霭嫔?1994 [9] 謝家贏主編.組合機床設(shè)計簡明手冊. 北京：機械工業(yè)出版社.1994 [10] 趙如福主編.機械加工工藝人員手冊.上海：上海科技出版社.1990 [11] 金振華主編.組合機床及其調(diào)整與使用.北京：機械工業(yè)出版社.1990 [12] International Machine Tool Design and Research Conference.Advances in machine tool design and research .Pergamon.1965 [13] Freeman, Henry G. Dictionary of metal-cutting machine tools .Verlag W. Girardet.1965 [14] Barun, V. A.Budinskii, Aaron Abramovich,Machine Tool Industry Research Association.Automatic control systems for machine tools .National Lending Library for Science and Technology.1968