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圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：
密 級(jí)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
變速箱上蓋組合機(jī)床設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
xxx
學(xué)院名稱(chēng)
機(jī)電工程學(xué)院
專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)教師
xxx
2012年
5月
25日
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘 要
減速器箱體類(lèi)零件是機(jī)器及其部件的基礎(chǔ)件，它將機(jī)器及其部件中的軸、軸承、套和齒輪等零件按一定的相互位置關(guān)系裝配成一個(gè)整體，并按預(yù)定傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)其運(yùn)動(dòng)。因此，減速器箱體的加工質(zhì)量不僅影響其裝配精度及運(yùn)動(dòng)精度，而且影響到機(jī)器的工作精度、使用性能和壽命。其主要特點(diǎn)：形狀復(fù)雜、壁薄且不均勻，內(nèi)部呈腔形，加工部位多，加工難度大，既有精度要求較高的孔系和平面，也有許多精度要求較低的緊固孔。因此，一般中型機(jī)床制造廠用于減速器箱體類(lèi)零件的機(jī)械加工勞動(dòng)量約占整個(gè)產(chǎn)品加工量的15%～20%。
對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工要求，首先要使工件相對(duì)于機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過(guò)程中不因外力的影響而變動(dòng)。為此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝夾好。用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于道具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工極度趨于一致，穩(wěn)定的保證工件的加工精度。同時(shí)使用夾具裝夾工件方便、快捷，工件不需要?jiǎng)澗€找正，可顯著的減少輔助工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切屑用量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。在批量生產(chǎn)中使用夾具后，由于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高、使用技術(shù)等級(jí)較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯得降低了生產(chǎn)成本。夾具制造成本分?jǐn)傇谝慌ぜ?。每個(gè)工件增加的成本時(shí)極少的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于由于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率而降低的成本。工件批量愈大，使用夾具所取得的經(jīng)濟(jì)效益就愈顯著。
關(guān)鍵詞：減速器箱體類(lèi)零件，夾具，
Abstract
A part of the container kind is the basic matter of a machine and a part. That will choose an axis in the machine and the part, a bearing and a part of a cover and a gear as related assembly in the fixed mutual location, and is 1 of whole. It's transmitted by a schedule, and it's related to the movement of harmonization. Therefore the quality of the processing of a container doesn't just influence its precision of the assembly and precision of the movement and moreover influences the precision of the mechanical work, and the performance and the lifetime are used. Its main feature: The shape is complicated, a wall, it's thin and, I don't balance and present the interior with the shape of the accent, and there are a lot of parts of processing, and though the difficulty level of the processing finds a plane with a department in the hole where it's big and highly precise in the percentage, and is low in the percentage likewise, there is precision of much I ask to tighten a hole up. Therefore a manufacturing factory in a medium turnery is usually used for Labor of mechanical processing of a part of the container kind, and it accounts for 15%~20% of the processing amount of the whole product approximately.
Keywords: The feature of the part of the container kind, Fixture Features
xxx大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
目 錄
摘 要 X
Abstract XI
1 緒論 1
1.1箱體類(lèi)零件淺析 1
1.2 箱體類(lèi)零件加工工藝特點(diǎn) 1
2組合機(jī)床設(shè)計(jì) 3
2.1組合機(jī)床的分類(lèi) 3
2.1.1具有固定夾具的單工位組合機(jī)床 3
2.1.2具有移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床 4
2.1.3轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床 4
2.2組合機(jī)床的通用部件 5
2.2.1通用部件的分類(lèi) 5
2.2.2通用部件的型號(hào)、規(guī)格及配套關(guān)系 6
2.3影響機(jī)床精度因素 6
2.3.1加工精度的影響 6
2.3.2工件結(jié)構(gòu)狀況影響 6
2.3.3生產(chǎn)率的影響 7
2.3.4現(xiàn)場(chǎng)條件的影響 7
3.組合機(jī)床的“三圖一卡”的編制 8
3.1被加工零件圖 8
3.2加工示意圖 8
3.2.1在加工示意圖要標(biāo)注的內(nèi)容 9
3.2.2繪制加工示意圖的有關(guān)計(jì)算 9
3.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 13
3.3.1選用動(dòng)力部件 13
4夾具設(shè)計(jì) 16
4.1定位方案的選定 17
4.2夾具夾緊裝置的確定 18
4.2.1夾緊力的方向和作用點(diǎn)的確定 18
4.2.2夾緊力大小的估算 18
4.2.3夾緊機(jī)構(gòu)及元件的選擇 20
4.3夾具體的設(shè)計(jì) 21
參考文獻(xiàn) 22
致 謝 24
II
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
1 緒論
1.1箱體類(lèi)零件淺析
我國(guó)摩托車(chē)工業(yè)經(jīng)過(guò)二十多年的飛躍發(fā)展，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要一環(huán)，尤其在1993年就以367.49萬(wàn)輛的產(chǎn)量首次超過(guò)摩托車(chē)王國(guó)——日本，成為世界頭號(hào)摩托車(chē)生產(chǎn)大國(guó)，1997年則突破1000萬(wàn)輛大關(guān)，達(dá)1003.7萬(wàn)輛。截止2005年，我國(guó)摩托車(chē)產(chǎn)量連續(xù)12年位居世界第一。然而，我國(guó)雖是世界摩托車(chē)生產(chǎn)第一大國(guó)，但不是世界摩托車(chē)的強(qiáng)國(guó)。我國(guó)摩托車(chē)的產(chǎn)品質(zhì)量與歐、美、日等摩托車(chē)強(qiáng)國(guó)相比，特別是可靠性方面，仍有相當(dāng)大的差距。摩托車(chē)行業(yè)面臨著開(kāi)發(fā)能力低、產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重、中小排量技術(shù)欠缺、知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)尚待提高等諸多問(wèn)題。
目前我國(guó)摩托車(chē)主要集中在50mL、70mL、80mL、90mL、100mL、110mL、125mL、150mL等幾款中小排量車(chē)型上，而250mL、350mL、400mL、750mL以上中高排量車(chē)型很少，有的甚至是空缺。這說(shuō)明我國(guó)摩托車(chē)生產(chǎn)技術(shù)水平只限于中、小排量低速車(chē)上，而且過(guò)于集中。例如，某些型號(hào)的跨式車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)（如CG125款挺桿機(jī)型），全國(guó)竟然有256種型號(hào)與其外觀相似，簡(jiǎn)單重復(fù)、千車(chē)一面、水平一般是我國(guó)摩托車(chē)品種的特點(diǎn)，真正有個(gè)性化且作為企業(yè)標(biāo)記性的、有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品寥寥可數(shù)，中、大排量及高速車(chē)的開(kāi)發(fā)能力及成熟技術(shù)還沒(méi)有真正掌握，大排量摩托車(chē)一直被進(jìn)口車(chē)所壟斷，這也是導(dǎo)致我國(guó)摩托車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)過(guò)于激烈的一個(gè)重要原因。
減速器箱體的性能
要求具有高的輸出功率和良好的經(jīng)濟(jì)性。
（1）提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，是提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能?的主要手段。
（2）提高發(fā)動(dòng)機(jī)指示平均有效壓力，提高發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
（3）降低摩擦平均有效壓力。
（4）其他提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的各項(xiàng)措施。
1.2 箱體類(lèi)零件加工工藝特點(diǎn)
箱體類(lèi)類(lèi)零件的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：有一對(duì)和數(shù)對(duì)要求嚴(yán)、加工難度大的軸承支承孔；有一個(gè)或數(shù)個(gè)基準(zhǔn)面及一些支承面；結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜，壁薄且壁厚不均勻；有許多精度要求不高的緊固用孔。
零件的主要技術(shù)要求是對(duì)孔和平面的精度和表面粗糙度的要求；支撐孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度；孔與孔的軸線之間的相互位置精度（平行度、垂直度）；裝配基準(zhǔn)面與加工時(shí)的定位基準(zhǔn)面的平面度和表面粗糙；各支承孔軸線和平面基準(zhǔn)面的尺寸精度、平行度和垂直度。這些技術(shù)要求是保證機(jī)器與設(shè)備的性能與精度的重要措施。
加工工藝的原則：
1） “先面后孔”的原則。先加工平面，后加工孔，是箱體零件加工的一般規(guī)律。
2） “粗精分開(kāi)，先粗后精”。由于箱體類(lèi)零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要表面的精度要求高，為減少或消除粗加工時(shí)產(chǎn)生的切屑力、夾緊力和切屑熱對(duì)加工精度的影響，一般應(yīng)盡可能把粗精加工分開(kāi)，并分別在不同機(jī)床上進(jìn)行。至于要求不高的平面，則可將粗精兩次進(jìn)給安排在一個(gè)工序內(nèi)完成，以縮短工藝過(guò)程，提高功效。
3） 主要表面加工方法的選擇。主要加工表面為平面和軸承支承孔。平面的粗加工和半精加工，主要采用刨削和銑削。銑削的生產(chǎn)率比刨削高，在成批和大量生產(chǎn)中，多采用銑削。平面的精加工多用磨削。上的軸承支承孔，一般采用鉆--擴(kuò)--粗鉸--精鉸或鏜--半精鏜--精鏜的加工方案進(jìn)行加工。前者用于加工直徑較小的孔，后者用于加工直徑較大的孔。
2組合機(jī)床設(shè)計(jì)
2.1組合機(jī)床的分類(lèi)
根據(jù)所選用的通用部件的規(guī)格大小以及結(jié)構(gòu)和配置形式等方面的差異，將組合機(jī)床分為大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床兩大類(lèi)。習(xí)慣上滑臺(tái)臺(tái)面寬度大于250mm的為大型組合機(jī)床，滑臺(tái)臺(tái)面寬度小于250mm的為小型組合機(jī)床。
根據(jù)組合機(jī)床的配置形式，可將其分為具有固定夾具的單工位組合機(jī)床、具有移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床三類(lèi)。
2.1.1具有固定夾具的單工位組合機(jī)床
單工位組合機(jī)床特別適用于加工大、中型箱體類(lèi)零件。在整個(gè)加工循環(huán)中，家具和工件固定不動(dòng)，通過(guò)動(dòng)力部件使刀具從單面、雙面或多面對(duì)工件進(jìn)行加工。這類(lèi)機(jī)床加工精度較高，但生產(chǎn)率較低。
按照組成部件的配置形式及動(dòng)力部件的進(jìn)給方向，單工位組合機(jī)床又分為臥式、立式、傾斜式和復(fù)合式四種類(lèi)型。
a 臥式組合機(jī)床
臥式組合機(jī)床的刀具主軸水平布置，動(dòng)力部件沿水平方向進(jìn)給，按加工要求的不同，可配置成單面、雙面或多面的形式。本題目選用單面即可。
b 立式組合機(jī)床
立式組合機(jī)床的道具主軸垂直布置，動(dòng)力部件沿垂直方向進(jìn)給。一般只有單面配置一種形式。
c 傾斜式組合機(jī)床
傾斜式組合機(jī)床的動(dòng)力部件傾斜布置，沿傾斜方向進(jìn)給?？膳渲贸蓡蚊骐p面或多面的形式，以加工工件上的傾斜表面。
d 復(fù)合式組合機(jī)床
復(fù)合式組合機(jī)床是臥式、立式、傾斜式兩種或三種形式的組合。
2.1.2具有移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床
多工位組合機(jī)床的夾具和工件可按預(yù)定的工作循環(huán)，作間歇的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，以便依次在不同工位上對(duì)工件進(jìn)行不同的工位加工。這類(lèi)機(jī)床生產(chǎn)率高，但加工精度不如單工位組合機(jī)床，多用于大批量生產(chǎn)中對(duì)中小型零件的加工。
按照夾具和工件的輸送方式不同，可分為移動(dòng)工作臺(tái)式、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式、中央立柱式和鼓輪式四種類(lèi)型。
a 移動(dòng)工作臺(tái)組合機(jī)床
移動(dòng)工作臺(tái)組合機(jī)床可以先后在兩個(gè)工位上從兩面對(duì)工件進(jìn)行加工，夾具和工件可隨工作臺(tái)直線移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的變換。
b 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)組合機(jī)床
回轉(zhuǎn)工作臺(tái)組合機(jī)床在每一個(gè)工位上可以同時(shí)加工一個(gè)活幾個(gè)工件，其上的夾具和工件安裝在繞垂直軸線回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，并隨其作周期轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的換位。由于這種機(jī)床適宜于對(duì)中小型工件進(jìn)行多面、多工序加工，具有專(zhuān)門(mén)的裝卸工位，使裝卸工件的輔助時(shí)間和機(jī)動(dòng)時(shí)間重合，所以不能獲得較高的生產(chǎn)率。
c 中央立柱式組合機(jī)床
中央立柱式組合機(jī)床上的夾具和工件安裝在繞垂直軸線回轉(zhuǎn)的環(huán)形回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，并隨其做周期轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)工位的變換。在環(huán)形回轉(zhuǎn)工作臺(tái)周?chē)约爸醒肓⒅暇刹贾脛?dòng)力部件，在各個(gè)工位上，對(duì)工件進(jìn)行多工序加工。
d 鼓輪式組合機(jī)床
鼓輪式組合機(jī)床上的夾具和工件安裝在繞水平軸線回轉(zhuǎn)的鼓輪上，并作周期轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)工位的變換。在鼓輪的兩端布置動(dòng)力部件，從兩面對(duì)工件進(jìn)行加工。
2.1.3轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床
轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床的特點(diǎn)是幾個(gè)多軸箱安裝在轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，各個(gè)多軸箱依次轉(zhuǎn)到加工位置對(duì)工件進(jìn)行加工。按多軸箱是否作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，可將這類(lèi)機(jī)床分為兩類(lèi)：
a 只實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔式多軸箱組合機(jī)床
多軸箱安裝在轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，主軸由電動(dòng)機(jī)通過(guò)多軸箱的傳動(dòng)裝置帶動(dòng)作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)；工件安裝在滑臺(tái)的回轉(zhuǎn)工作面上（如果不需要工件轉(zhuǎn)位時(shí)，可直接安裝在滑臺(tái)上），由滑臺(tái)帶動(dòng)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
b 既實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)又可隨滑臺(tái)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔式多軸箱組合機(jī)床
這類(lèi)機(jī)床的工件固定不動(dòng)（也可作周期轉(zhuǎn)位），轉(zhuǎn)塔式多軸箱安裝在滑臺(tái)上并隨滑臺(tái)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床可以完成一個(gè)工件的多工序加工，因而可減少機(jī)床臺(tái)數(shù)和占地面積，適宜于中、小批量生產(chǎn)。
綜合上述組合機(jī)床分類(lèi)介紹及各自功用，在結(jié)合本題目所要求設(shè)計(jì)的組合機(jī)床特點(diǎn)初步選取單工位的臥式組合機(jī)床。
2.2組合機(jī)床的通用部件
組合機(jī)床的通用部件是組合機(jī)床的基礎(chǔ)。部件通用化程度的高低標(biāo)志著組合機(jī)床技術(shù)的水平。在組合機(jī)床設(shè)計(jì)中，選擇通用部件是重要內(nèi)容之一。
2.2.1通用部件的分類(lèi)
按通用部件在組合機(jī)床上的作用可分為下列幾類(lèi)：
a 動(dòng)力部件
動(dòng)力部件是組合機(jī)床的主要部件，它為刀具提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。動(dòng)力部件包括動(dòng)力滑臺(tái)及其相配套使用的動(dòng)力箱和各種單軸頭，如銑削頭、鉆削頭、鏜孔車(chē)斷面頭等，其他部件均以選定的動(dòng)力部件為依據(jù)來(lái)配套選用。
b 支承部件
支承部件是組合機(jī)床的基礎(chǔ)部件，他包括側(cè)底座、立柱、立柱底座和中間底座等，用于支承和安裝各種部件。組合機(jī)床個(gè)部件之間的相對(duì)位置精度、機(jī)床的剛度主要由支承部件保證。
c 輸送部件
輸送部件用于帶動(dòng)夾具和工件的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)工位的變換，因此，要求有較高的定位精度。輸送部件主要有移動(dòng)工作臺(tái)和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。
d 控制部件
控制部件用于控制組合機(jī)床按預(yù)定的加工程序進(jìn)行循環(huán)工作，它包括可編程控制器（PLC）、各種液壓元件、操縱板、控制擋鐵和按鈕臺(tái)等。
e 輔助部件
輔助部件包括用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾緊工件的液壓或氣動(dòng)裝置、機(jī)械扳手、冷卻和潤(rùn)滑裝置、排屑裝置以及上下料的機(jī)械手等。
2.2.2通用部件的型號(hào)、規(guī)格及配套關(guān)系
按通用部件標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)力滑臺(tái)的主參數(shù)為其工作臺(tái)面寬度，其他通用部件的主參數(shù)取與其配套的滑臺(tái)主參數(shù)來(lái)表示。
等效采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的“1字頭”通用部件，按精度分為：普通級(jí)、精密級(jí)和高精度級(jí)三種精度等級(jí)。
“1字頭”滑臺(tái)采用雙矩形閉式導(dǎo)軌，縱向用雙矩形的外側(cè)導(dǎo)向，斜鑲條調(diào)整導(dǎo)軌間隙；壓板與支承導(dǎo)軌組成輔助導(dǎo)軌副，防止傾覆力矩過(guò)大導(dǎo)致滑鞍（動(dòng)導(dǎo)軌）與滑座（支承導(dǎo)軌）分離。這種導(dǎo)軌制造工藝簡(jiǎn)單，導(dǎo)向精度高，剛度好?；鶎?dǎo)軌材料有兩種，分別在型號(hào)后加A、B以區(qū)別，A表示滑座導(dǎo)軌材料為HT300，高頻淬火，淬火硬度為42—48HRC；B表示滑座為鑲鋼導(dǎo)軌，淬火硬度為48HRC以上。
2.3影響機(jī)床精度因素
通常，在確定工藝方案的同時(shí)，也就大體上確定了組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。但是還要考慮下列因素的影響。
2.3.1加工精度的影響
工件的加工精度要求，往往影響組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案，例如，加工精度要求高時(shí)，應(yīng)采用固定夾具的單工位組合機(jī)床，加工精度要求低時(shí)，可采用移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床；工件各孔間的位置精度要求高時(shí)，應(yīng)采用在同一工位上對(duì)各孔同時(shí)精加工的方法；工件各孔同軸度要求高時(shí)，應(yīng)單獨(dú)采用精加工等。
2.3.2工件結(jié)構(gòu)狀況影響
工件的形狀、大小和加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案也有一定的影響。例如，對(duì)于外形尺寸和重量較大的工件，一般采用固定夾具的單工位組合機(jī)床，對(duì)多工序的中小型零件，則宜采用移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床；對(duì)于大直徑的深孔加工，宜采用具有剛性主軸的立式組合機(jī)床等。
2.3.3生產(chǎn)率的影響
生產(chǎn)率往往是決定采用單工位組合機(jī)床、多工位組合機(jī)床還是組合機(jī)床自動(dòng)線的重要因素。例如，從其他因素考慮應(yīng)采用單工位組合機(jī)床，但由于滿(mǎn)足不了生產(chǎn)率的要求，就不得不采用多工位組合機(jī)床，甚至自動(dòng)線來(lái)進(jìn)行加工。而在多工位組合機(jī)床時(shí)，還要考慮：工位數(shù)不超過(guò)23個(gè)，并能滿(mǎn)足生產(chǎn)率要求時(shí)，應(yīng)選用移動(dòng)工作臺(tái)式組合機(jī)床；工位數(shù)超過(guò)4個(gè)時(shí)才選用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或鼓輪式組合機(jī)床。
2.3.4現(xiàn)場(chǎng)條件的影響
使用組合機(jī)床的現(xiàn)場(chǎng)條件對(duì)組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案也有一定的影響。例如使用單位的氣候炎熱，車(chē)間溫度過(guò)高，使用液壓傳動(dòng)機(jī)床不夠穩(wěn)定，則宜采用機(jī)械傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式；使用單位刃磨刀具、維修、調(diào)整能力以及車(chē)間布置得情況，都將影響組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案。
3.組合機(jī)床的“三圖一卡”的編制
根據(jù)前幾章分析和指定的機(jī)床工藝方案及機(jī)床的配置型式結(jié)構(gòu)方案下面用圖紙的表達(dá)形式—三圖一卡設(shè)計(jì)，來(lái)表示組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)。其內(nèi)容包括：
繪制被加工零件圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。
3.1被加工零件圖
被加工零件圖是根據(jù)選定的工藝方案，表明零件的形狀、尺寸、硬度、以及在所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容和所采用的定位基準(zhǔn)、夾壓點(diǎn)的圖紙。是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、驗(yàn)收和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)條件。
1.在被加工零件圖上標(biāo)注的內(nèi)容有：
1）加工零件的形狀、主要輪廓尺寸和本機(jī)床要加工部位的尺寸、精度 、表面粗燥度、形位精度等技術(shù)要求，以及對(duì)上道工序的技術(shù)要求等。
2）本工序所選定的定位基準(zhǔn)，夾緊部位及夾緊方向。
3）被加工零件的名稱(chēng)、編號(hào)、材料、硬度及被加工部位的加工余量等。
2、繪制被加工零件工序圖的一些規(guī)定
（1）除加工部位用粗實(shí)線畫(huà)外，其余部位用細(xì)實(shí)線繪制。定位基準(zhǔn)、夾緊部位、夾緊方向等需用符號(hào)表示；本道工序保證的尺寸、角度等，均在尺寸下畫(huà)橫線標(biāo)出
（2）注明零件對(duì)機(jī)床加工提出的某些特殊要求，如對(duì)精鏜孔機(jī)床應(yīng)注明是否允許留有退刀痕跡。
（3）各加工部位的位置尺寸，應(yīng)由定位基準(zhǔn)標(biāo)起。當(dāng)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)應(yīng)進(jìn)行換算。
（4）對(duì)各加工部位的位置尺寸當(dāng)為不對(duì)稱(chēng)公稱(chēng)公差尺寸時(shí)，換算為對(duì)稱(chēng)公差尺寸即使名義尺寸位于公差帶的中央。
遵循繪制被加工零件圖的規(guī)定畫(huà)出零件圖見(jiàn)附錄CAD圖。
3.2加工示意圖
加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖案上的反應(yīng)，表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等，使刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇動(dòng)力部件的主要依據(jù)，是整臺(tái)組合機(jī)床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。
3.2.1在加工示意圖要標(biāo)注的內(nèi)容
（1）機(jī)床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。
（2）工件、夾具、刀具及多軸箱之間的相對(duì)位置及其聯(lián)系尺寸。
（3）主軸的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、尺寸及外伸長(zhǎng)度；刀具類(lèi)型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸；導(dǎo)向裝置、攻螺紋靠模裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向裝置的配合，刀具、主軸之間連接方式。
3.2.2繪制加工示意圖的有關(guān)計(jì)算
加工示意圖繪制之前，應(yīng)進(jìn)行刀具、導(dǎo)向裝置的選擇以及切削用量、轉(zhuǎn)矩、進(jìn)給力、功率和有關(guān)聯(lián)系尺寸計(jì)算。
（1）刀具的選擇
選擇刀具，應(yīng)考慮工藝要求與加工尺寸精度、工件材質(zhì)、表面粗糙度及生產(chǎn)率的要求。只要條件允許應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)刀具。為了提高工序集中程度或滿(mǎn)足精度要求，可以采用復(fù)合刀具。
（2）初定切削用量
切削用量是指切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量等三個(gè)切削要素。它們表示切削過(guò)程中切削運(yùn)動(dòng)的大小及刀具切入工件的程度，切削速度是切削刃的選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，通常用Vc表示，單位為米/分或米/秒。進(jìn)給量是工件或刀具的每一轉(zhuǎn)或每一往返行程的時(shí)間內(nèi)，刀具與工件之間沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移，通常用f來(lái)表示，單位為毫米/轉(zhuǎn)或毫米/行程。背吃刀量是指通過(guò)切削刃基點(diǎn)并垂直于工件平面方向上測(cè)量的吃刀深ap，也就是工件待加工表面與已加工表面之間的垂直距離，習(xí)慣上也將背吃刀量稱(chēng)為切削深度，通常用ap表示，單位為毫米 。
切削深度ap 選擇原則是根據(jù)工件的加工余量來(lái)決定的，選擇是應(yīng)考慮：a 在留下精加工及半精加工余量后，粗加工應(yīng)盡可能將剩下的余量一次切除以減少走刀次數(shù)；b如果工件余量過(guò)大，或機(jī)床動(dòng)力不足而不能將粗切削余量一次切除，也應(yīng)將第一次走刀的切削深度盡可能取大些；c 當(dāng)沖擊負(fù)載較大，或工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減少切削深度；d 一般精切時(shí)，可取ap=0.05~0.8毫米，半精加工時(shí)可取ap=1.0~3.0毫米 。
進(jìn)給量f的選擇是主要是根據(jù)切削力及加工表面粗糙度：粗加工時(shí)，加工表面粗糙度要求不高，進(jìn)給量主要受刀桿、刀片、工件及機(jī)床的強(qiáng)度和剛度所能承受的切削力的限制；半精切削及精切時(shí)，進(jìn)給量主要受表面粗糙度要求的限制，刀具的副偏角愈小，刀尖圓弧半徑愈大，切削速度愈高，工件材料的強(qiáng)度愈大，則進(jìn)給量可愈大 。
切削速度vc的選擇原則主要考慮切削加工的經(jīng)濟(jì)性，必須保證刀具經(jīng)濟(jì)壽命，同時(shí)切削負(fù)載不應(yīng)超過(guò)機(jī)床的額定功率，通常的原則是：a 刀具材料的耐熱性好，切削速度可高些；b工件材料的強(qiáng)度、硬度高，或塑性太大或太小，切削速度均應(yīng)取低些，c 加工帶外皮的工件時(shí)，應(yīng)付適當(dāng)降低速度；d要求得到較小的表面粗糙度時(shí)，切削速度應(yīng)避開(kāi)積屑瘤的生成速度范圍，對(duì)硬質(zhì)合金刀具，可取較高的切削速度，對(duì)高速鋼刀具，常采用低速切削；e 斷續(xù)切削時(shí)，應(yīng)取較低的切削速度；f 工藝系統(tǒng)剛性差時(shí)，切削速度應(yīng)適當(dāng)減??；h在切削速度最后確定之前，須驗(yàn)算機(jī)床電動(dòng)機(jī)的功率是否足夠 。
同一多軸箱上的刀具由于采用同一滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給，多以各刀具的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)該相等。因此，應(yīng)按工件時(shí)間最長(zhǎng)、負(fù)荷最重、刃磨較困難的所謂“限制性刀具”來(lái)確定；對(duì)于其他刀具，可以在這基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整其每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，以滿(mǎn)足每轉(zhuǎn)進(jìn)給量相同的要求。另外，在多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完畢、傳動(dòng)齒輪齒數(shù)確定后，還要反過(guò)來(lái)調(diào)整初定的切削用量。
選擇切削用量時(shí)，應(yīng)盡量使相鄰主軸轉(zhuǎn)速接近，以使多軸箱的傳動(dòng)鏈簡(jiǎn)單些。使用液壓滑臺(tái)時(shí)，所選的每分鐘進(jìn)給量一般應(yīng)比滑臺(tái)的最小進(jìn)給量大50%，以保證進(jìn)給穩(wěn)定。
表3 用高速鋼刀具擴(kuò)孔的切削用量
加工直徑
切削用量
擴(kuò)通孔
锪沉孔
V(mm/min)
S0/(mm/r)
V(mm/min)
S0/(mm/r)
1015
1018
0.150.2
0.150.2
1625
0.20.25
0.150.3
2640
0.250.3
812
0.150.3
4060
0.30.4
0.150.3
60100
0.40.6
0.150.3
綜上：根據(jù)本題目加工情況最終加工完成：（局部）
（1）M16（公稱(chēng)直徑為10mm）螺孔，首先鉆孔φ14mm
f=0.220.26,取f=0.25mm/r;
(見(jiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-38及表3.1-36)
v=18m/min;
F=2413N;
M=6.426N.M
見(jiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41
按機(jī)床選取=750（《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-36）
所以切削工時(shí)，
（2）鉆鉸擴(kuò)4-φ8.5mm，凸臺(tái)上鉆2-M10*1.5孔攻螺紋一端面鉆鉸擴(kuò)2-16孔另一端面鉆鉸擴(kuò)4-16孔。因該工步能加工完后能直接保證精度,即加工完后即可滿(mǎn)足要求。
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-52查得φ8.5孔時(shí)的進(jìn)給量, ,根據(jù)機(jī)床規(guī)格選f=0.5mm/r。擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)切削速度，確定為 （為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度。）
故v=0.4×30m/min=12m/min ;
按機(jī)床選?。?195；實(shí)際切削速度：
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7，
切削時(shí)間
其中，取4
3 故
（3）確定切削轉(zhuǎn)矩、軸向力和切削功率 （局部）
確定切削轉(zhuǎn)矩、軸向力和切削功率是為了分別確定主軸及其他傳動(dòng)件尺寸、選擇滑臺(tái)及設(shè)計(jì)夾具、選擇主電動(dòng)機(jī)（一般是選擇動(dòng)力箱盒驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)）提供依據(jù)。
本題目是采用高速鋼直柄麻花鉆，所以：
采用高速鋼鉆頭鉆孔時(shí):
軸向切削力：
F=26Df0.8HB0.6=26×10×0.250.8×4500.6=1635N
切削轉(zhuǎn)矩：
T=10D1.9f0.8HB0.6=10×101.9×0.250.8×4500.6=4178N.mm
切削功率：
Kw
D：鉆頭直徑（mm）
f:每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）
v:切削速度（m/min）
HB:材料硬度，[HB]一般取HB的最大值450。
采用高速鋼擴(kuò)孔時(shí)：
F=9.2f0.4t1.2HB0.6
T=31.6Dt0.75f0.8HB0.6
式中t——背吃刀量深度（mm）
另外：刀具的耐用度在60～120min左右（由于采用的是硬質(zhì)合金麻花鉆）。
用以上公式計(jì)算出主軸箱上各刀具主軸的軸向切削力后，求出多軸加工的總的軸向力：=++……+=3F=3×1635=4905N。
（4）計(jì)算主軸直徑
強(qiáng)度條件下45鋼質(zhì)主軸的直徑為
剛度條件下的主軸直徑為
其中：d為軸直徑
T為軸所承受的轉(zhuǎn)矩
為許用剪切應(yīng)力；45鋼=31Mpa(《機(jī)械制造裝配設(shè)計(jì)》P136)
B為系數(shù)，當(dāng)材料的剪切彈性模量G=8.1×104MPa，剛性主軸=0.5。/m，B=1.984；傳動(dòng)軸=1。/m，B=1.638（《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》和《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 P136）
查閱《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》和《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》。
3.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖
機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是用來(lái)表示機(jī)床的配置形式、機(jī)床各部件之間相對(duì)位置關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的總體布局圖。它是進(jìn)行多軸箱、夾具等專(zhuān)用部件設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。
3.3.1選用動(dòng)力部件
選用動(dòng)力部件主要指選擇型號(hào)、規(guī)格合格的滑臺(tái)和動(dòng)力箱。
（1）滑臺(tái)的選用
通常根據(jù)滑臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方式所需進(jìn)給力、進(jìn)給速度、最大行程長(zhǎng)度和加工精度等因素來(lái)選用合適的滑臺(tái)。初選1HY型液壓滑臺(tái)：
1）選擇動(dòng)力滑臺(tái)及附屬部件
根據(jù)動(dòng)力滑臺(tái)中，液壓滑臺(tái)與機(jī)械滑臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)的比較：快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)換位置精度較低且考慮到過(guò)載保護(hù)方面的原因，選擇液壓滑臺(tái)，根據(jù)計(jì)算求出總的切削力P=13600N，及液壓滑臺(tái)的主要技術(shù)性能比較，選擇1HY40系列液壓滑臺(tái)。
具體液壓滑臺(tái)的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表：
型號(hào)
臺(tái)面
寬度
長(zhǎng)度
行程
最大進(jìn)給力
工進(jìn)速度
快進(jìn)移動(dòng)速度
1
11
1HY40
400mm
800mm
400mm
630mm
20000n
12.5~500mm/min
8m/min
根據(jù)1HY40系列液壓滑臺(tái)，選擇該系列滑臺(tái)的附屬部件、支承部件以及配套設(shè)施部件，經(jīng)過(guò)查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》可知，如下表所示：
部件
型號(hào)
立柱
滑臺(tái)側(cè)底座
立柱側(cè)底座
1HY40
1HY40m
1HY40G
1A
1B
11A
11B
400
630
1CL40
1CL40M
1CC401
1CC402
1CC401M
1CC402M
1CD401
1CD402
1CD401M
1CD402M
2）驅(qū)動(dòng)方式的確定
參照通用部件對(duì)液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)的性能特點(diǎn)比較，并結(jié)合前面分析的具體的加工要求、使用條件等來(lái)選用。
3）、確定進(jìn)給速度
液壓滑臺(tái)是靠液壓系統(tǒng)中變量葉片泵供油，進(jìn)口節(jié)流調(diào)速來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓滑臺(tái)的工作進(jìn)給速度在一定范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。液壓在確定刀具的切削用量是所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺(tái)最小進(jìn)給速度，1HY型滑臺(tái)為無(wú)級(jí)變速，工作進(jìn)給速度為4～800mm/min范圍內(nèi)快速移動(dòng)速度為定值。則由前的軸向力選取滑臺(tái)的型號(hào)為 1HY40型。
4）、確定滑臺(tái)進(jìn)程
由于滑臺(tái)的行程除保證足夠的工作行程外還應(yīng)留有前備量和后備量。前備量的作用是使動(dòng)力部件有一定的向前移動(dòng)的余地，以彌補(bǔ)機(jī)床的制造誤差及刀具磨損后能向前調(diào)整，前備量一般取值范圍為10～20mm 本設(shè)計(jì)取前備量為20mm，后備量的作用是使動(dòng)力部件有一定的向后移動(dòng)的余地以方便裝卸刀具，后備量一般不小于40～50mm本設(shè)計(jì)取為50mm 所以總行程為：
工作行程+前備量+后備量=250+20+50=320mm
5）、多軸加工的總切削功率以及主驅(qū)動(dòng)裝置的確定
確定單根主軸切削功率后，求出多軸加工的總切削功率
但是考慮到在加工過(guò)程中有功率損失，選效率為0.82，則總的需要的功率為：
未考慮功率損失前：==2.05
考慮到功率損失后：=2.5
則該主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的選擇為：功率為3
選擇主電機(jī)功率為3的Y100L2-4型電動(dòng)機(jī)，且該系列主傳動(dòng)裝置具有通用化程度高、選配靈活，便于生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理等優(yōu)點(diǎn)。其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表：
主電機(jī)傳動(dòng)型號(hào)
轉(zhuǎn)速范圍（r/min）
主電機(jī)功率（）
配套主軸部件型號(hào)
電機(jī)轉(zhuǎn)速
輸出轉(zhuǎn)速
Y100L2-4
1430
715
3
1TA32、1TA32M、1TZ32~1TG32
4夾具設(shè)計(jì)
對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工要求，首先要使工件相對(duì)于機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過(guò)程中不因外力的影響而變動(dòng)。為此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝夾好。用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點(diǎn)：
1) 能穩(wěn)定的保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于道具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工極度趨于一致。
2) 能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快捷，工件不需要?jiǎng)澗€找正，可顯著的減少輔助工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切屑用量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
3) 能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍
4) 能降低成本 在批量生產(chǎn)中使用夾具后，由于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高、使用技術(shù)等級(jí)較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯得降低了生產(chǎn)成本。夾具制造成本分?jǐn)傇谝慌ぜ?。每個(gè)工件增加的成本時(shí)極少的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于由于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率而降低的成本。工件批量愈大，使用夾具所取得的經(jīng)濟(jì)效益就愈顯著。
夾具上的各種裝置和元件通過(guò)夾具體連接成一個(gè)整體。因此，夾具體的形狀及尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及夾具于機(jī)床的連接。對(duì)于夾具體有以下幾點(diǎn)要求：
1) 有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取?
2) 有足夠的強(qiáng)度和剛度 加工過(guò)程中，夾具體要承受較大的切屑力和夾緊力。為保證夾具體不產(chǎn)生不允許的變形和震動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。
3) 結(jié)構(gòu)工藝性好 夾具體應(yīng)便于制造、裝配和檢驗(yàn)。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應(yīng)鑄出凸臺(tái)，以減少加工面積。夾具體結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于工件的裝卸。
4) 排屑方便 切屑多時(shí)，夾具體上應(yīng)考慮排屑結(jié)構(gòu)。
5) 在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，重心越高則支撐面應(yīng)越大；夾具底面四邊應(yīng)凸臺(tái)，使夾具體的安裝基面與機(jī)床的工作臺(tái)面接觸良好。
經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師的協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第45工序—鉆模夾具，本夾具用于專(zhuān)用二十三軸鉆鏜床機(jī)床上。
4.1定位方案的選定
該零件的定位方案我選擇的是一面兩孔定位方式。這種定位方式在減速器箱體、杠桿、蓋板等類(lèi)零件的加工中用的很廣。工件的定位面一般是加工過(guò)的精基面，兩定位孔可能是工件上原有的，也可能是專(zhuān)為定位需要而設(shè)置的工藝孔。
當(dāng)工作部分直徑D<3mm時(shí)采用小定位銷(xiāo)（JB/T 8014.1－1999），夾具體上應(yīng)有沉孔，使定位銷(xiāo)圓角部分沉入孔內(nèi)而不影響定位。大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用可換定位銷(xiāo)（JB/T 8014.3－1999）。工作部分的直徑，可根據(jù)工件的加工要求和安裝方便，按g5、g6、f6、f7制造，與夾具體配合為H7/r6或H7/n6，襯套外徑與夾具體配合為H7/h6，其內(nèi)徑與定位銷(xiāo)配合為H7/h6或H7/h5。當(dāng)采用工件上孔與端面組合定位時(shí)，應(yīng)該加上支承墊板或支承墊圈。如圖4.1。具體的尺寸見(jiàn)圖4.2.A型定位銷(xiāo)為圓柱定位銷(xiāo)，B型定位銷(xiāo)為菱形定位銷(xiāo)。
圖4.1
4.2夾具夾緊裝置的確定
4.2.1夾緊力的方向和作用點(diǎn)的確定
(1) 夾緊力的方向，主要夾緊力的方向一般應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)，當(dāng)夾緊力和切削力，重力同方向時(shí)，需要的夾緊力最??；完全利用摩擦力來(lái)克服切削力和重力時(shí)，所需的夾緊力最大。因此本設(shè)計(jì)的夾緊力方向應(yīng)正好和重力方向平行。
(2) 夾緊力的作用點(diǎn)，夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)在支承點(diǎn)上，或在幾個(gè)支承點(diǎn)所組成的平面內(nèi)。在多點(diǎn)夾緊時(shí)，如果平緊點(diǎn)在支承面之外，應(yīng)采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，以保證各點(diǎn)的夾緊力同時(shí)均勻地作用到工件上。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛性最好的部位，否則應(yīng)設(shè)置輔助支承，夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)靠近切削部位。
(3)夾緊力的大小，夾緊力的大小應(yīng)根據(jù)所需夾緊力最大時(shí)的加工位置來(lái)決定，并分析此時(shí)受力情況，然后進(jìn)行計(jì)算。為了安全應(yīng)將計(jì)算值的安全系數(shù)(一般取2~3)作為所需要的夾緊力。
4.2.2夾緊力大小的估算
加工過(guò)程中，工件受到切屑力、離心力、慣性力及重力的作用。理論上，夾緊力的作用應(yīng)與上述力的作用平衡；而實(shí)際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過(guò)程中是變化的，因此，夾緊力的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，只能進(jìn)行粗略的估算。估算時(shí)應(yīng)找出對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力。
由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》上提供的公式：
式中 --實(shí)際所需夾緊力（N）；
--在一定條件下，由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力（N）；
K—安全系數(shù)。
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
取
則
確定:
根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P32表1-2-3
刀具材料為硬質(zhì)合金
Pz=902ts0.75Kp；
Py=530t0.9s0.75Kp；
Px=451ts0.4Kp；
式中，Pz——圓周切削分力（N）；
Py——徑向切削分力（N）；
Px——軸向切削分力（N）；
s--每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm）；
t—切削深度（mm）；
--考慮工件材料機(jī)械性能的系數(shù)；
--考慮刀具幾何參數(shù)的系數(shù)。
查表1-2-4，得，Kmp=（）n
Kmp——考慮工件材料機(jī)械性能的系數(shù)；
KmpKpKpKpKrp——考慮刀具幾何參數(shù)的系數(shù)；
計(jì)算Pz時(shí)，n取0.4；計(jì)算Py時(shí)，n取0.4； 計(jì)算Px時(shí)，n取0.4.
計(jì)算Pz時(shí)，Kp=1.0， Kp =1.0， Kp =1.0，， Krp=1.0；
計(jì)算Py時(shí)，Kp=1.0， Kp = 1.0， Kp=0.75， Krp=1.07；
計(jì)算Px時(shí)，Kp=1.0， Kp =1.0， Kp=1.07， Krp=1.07；
取s=1mm, t=1mm
算得： Pz = 991.4(N )
Py =467(N)
Px =397.8（N）
夾緊力一般為估算，考慮X、Y方向的摩擦，所以在Z方向的力約為：4000（N）。
由公式，算得所要的夾緊力為12168（N）。
4.2.3夾緊機(jī)構(gòu)及元件的選擇
本零件夾緊采用液壓機(jī)構(gòu)，夾緊機(jī)構(gòu)如圖4.3：
圖4.3
（1） 材料：45按《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)和一般技術(shù)條件》。
（2） 熱處理：HRC35～40。
（3） 細(xì)牙螺母的支承面對(duì)螺紋軸心線的垂直度按GB1184-80《形狀和位置公差》附錄一表3規(guī)定的9級(jí)公差。
（4） 其他技術(shù)條件按GB2259-80《機(jī)床夾具零件及技術(shù)條件》。
螺母規(guī)格：56-76-M16×1.5。
螺栓為活節(jié)螺栓，規(guī)格為：M16×240或M16×220（GB798-76）。
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》上對(duì)緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算，有：
根據(jù)上述計(jì)算，此夾緊方案符合要求。
4.3夾具體的設(shè)計(jì)
夾具上的各種裝置和元件通過(guò)夾具體連接成一個(gè)整體。因此，夾具體的形狀及尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及夾具與機(jī)床的連接。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)對(duì)夾具體有以下幾個(gè)方面的要求：
1） 有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性。夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面等，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?。為使夾具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。
2） 有足夠的強(qiáng)度和剛度。加工過(guò)程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不產(chǎn)生不允許的變形和震動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。因此夾具體需要有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體常設(shè)置加強(qiáng)肋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體。
3） 結(jié)構(gòu)工藝性好。夾具體應(yīng)便于制造、裝配和檢驗(yàn)。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面鑄出凸臺(tái)，以減少加工面積。夾具體毛面與工件之間應(yīng)留有足夠的間隙。夾具體結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于工件的裝卸，分為開(kāi)式結(jié)構(gòu)，半開(kāi)式結(jié)構(gòu)，框架式結(jié)構(gòu)等。
4） 排泄方便。切屑多時(shí)，夾具體上應(yīng)考慮排屑結(jié)構(gòu)。
5） 在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠。夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，重心越高則支撐面應(yīng)越大;夾具底面四邊應(yīng)凸出，使得夾具的安裝基面與機(jī)床的工作臺(tái)面接觸良好。
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致 謝
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，從剛開(kāi)始的毫無(wú)頭緒，到最后的順利完工，一路走來(lái)頗為艱辛。在此，要十分感謝老師對(duì)我的教導(dǎo)，從開(kāi)始的給課題，到后來(lái)的修改，找不足，再修改，再找不足等等……。感謝老師給了我十分大的幫助，不但及時(shí)地發(fā)現(xiàn)我的不足之處，還給出正確的指導(dǎo)。
通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我能比較全面的綜合運(yùn)用機(jī)械加工工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的理論和實(shí)踐知識(shí)，能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用零件制造的基本工藝路線和方法，學(xué)會(huì)擬訂機(jī)床的加工工藝路線，完成箱體的加工、夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并且對(duì)有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料有了一定的熟悉，也重新鞏固了識(shí)圖、制圖和編寫(xiě)技術(shù)文件等的基本技能。更加全面的復(fù)習(xí)了機(jī)械方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，加強(qiáng)鍛煉獨(dú)立思考的能力和自己動(dòng)手的能力。綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程和其它相關(guān)課程的知識(shí),分析和解決機(jī)械加工問(wèn)題,進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識(shí)。在這一過(guò)程中，我不僅學(xué)會(huì)了如何完整地設(shè)計(jì)出一個(gè)符合要求的夾具，還學(xué)會(huì)了一種方法一種態(tài)度：一種獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的方法，一種面對(duì)困難從容不迫的態(tài)度, 增強(qiáng)和提高從事機(jī)械加工工作的自信心。
因此，還要感謝老師授這一路上的譖譖教誨，使這大學(xué)里最后一次設(shè)計(jì)能夠順利成功的完成， 這與老師的幫助與指導(dǎo)是分不開(kāi)的。
由于本人水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中難免存在錯(cuò)誤疏忽之處，希望各位老師能予批評(píng)和指出。
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