犁刀變速齒輪箱銑倆側面工裝及專機設計

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1、 畢 業(yè) 設 計（論 文） 題 目：犁刀變速齒輪箱銑倆側面工裝及專機設計 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 犁刀變速箱工藝設計...................................................1 1.1分析零件圖 ....................

2、...........................1 1.2確定生產類型.......................................................1 1.3 確定毛坯 ........................................................1 2 機械加工工藝過程設計................................................3 2.1機械加工工藝過程設計.............................................3 2.2選擇加工設備

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

4、.12 3.1機床總體設計........................................ ........12 3.2組合機床工藝分析................................................13 3.3主軸的設計與計算..............................................18 4夾具設計...........................................................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...................................................23 結論................................ .......................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計及其中兩道工序的夾具設計。本文作者是在保證產品質量、提高生產率、降低成本、充分利用現(xiàn)有生產條件、保證工人具有良好而安全勞動條件的前提下進行設計的。在工藝設計中，作者結合實際進行理論設計，對傳統(tǒng)生產工藝進行了改進，優(yōu)化了工藝過程和工藝裝備，使變速箱的生產加工更經濟、合理。在加工設計部分，作者在收集加工所用機床、刀具及輔助工具等有關資料后，對工件材料、結構特點、技術要求及工藝分析的基礎上，設計出了符合變速箱生產工藝的加工方案。 關鍵詞：變速箱，工藝，設計

7、 - 28 - 第1章 變速箱體工藝設計 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；結構工藝性比較好。 根據(jù)各加工方法的經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，上述各表面的技術要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 1.2 確定生產類型 已知零件的年生產綱領為1200件，零件質量3.76kg，由《機械制造工藝及設備設計指導手冊》表15—2可確定其生產類型為大量生產。故初

8、步確定工藝安排的基本傾向為：加工設備以自動化和專用設備為主，通用設備為輔；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。并依其結構形狀、尺寸大小和生產類型，毛坯的鑄造方法選用金屬模機械砂型鑄造。根據(jù)《機械制造工藝及設備設計指導手冊》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《機械制造工藝及設備設計指導手冊》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、械制造工藝及設備設計指導手冊》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計 2.1機械加工工藝過程設計 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濟精度，查《機械制造工藝及設備設計指導手冊》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 工序內容 工序號 工序內容 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 檢驗各相關尺寸 140 檢驗各相關尺寸 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 檢驗各相關尺寸 160 檢驗各相關尺寸 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、加工設備與工藝裝備 2.2.1 選擇機床 考慮到大量生產，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，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硬質合金圓盤銑刀，直徑 b) 在鏜床上加工的工序，其內徑為80mm，內徑為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?，F(xiàn)按計量器具的不確定度選擇量具。 粗鏜Ф80H7mm至Φmm。查《互換性技術測量應用手冊》表5.1-1知計量器具不確定度允許值=0.029mm。查《互換性技術測量應用手冊》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)《機械制造工藝及設備設計指導手冊》第十五章有關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，故應根據(jù)銑削寬度ae≤49mm，選擇d。=80mm。由于采用標準硬質合金圓盤銑刀，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,但因所選轉數(shù)較計算轉數(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 產品型號 零件圖號 文件編號 產 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 容 車 間 工 段 設 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 總檢驗各相關尺寸 120 清洗、檢驗、包裝 設 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 機床總體設計

30、 3.1機床總體方案設計的依據(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、結構簡單、效率高、質量好”的要求。 3.1.1工件 工件是機床總體方案設計的重要依據(jù)之一。設計者必須明確工件的特點和加工要求。本次畢業(yè)設計要求設計一臺組合機床，用于加工犁刀變速箱端蓋兩側面，工件材料為HT200，硬度190-210HB，生產為大批量，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和性能的影響很大，工藝方法的改變經常導致機床的運動、傳動、布局、結構、性能以及經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，最高的生產效率，最長的刀具壽命和最好的加工質量，也就是多快多省地進行生產。 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系。在確定切削用量時應注意的問題如下： (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，應考慮刀具的使用壽命； (3)選擇切削用量時，應注意零件生產批量的影響； (4)切削用量選擇應有利于多軸箱設計； (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，應正確處理先進性和可靠性的關系，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，應選用臥式 其余指標，如：機床生產率，機床使用方便性和自動化程度，機床結構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，應選用雙主軸箱組合機床。 3.2.5組合機床的總體方案設計 組合機床的總體設計，就是針對具體的被加工零件，在選定的工藝和結構方案的基礎上，進行方案圖紙設計。這些圖紙包括：被加工零件工序圖，加工示意圖，生產率計算卡片，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容，加工部分的尺寸及精度，技術要求，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。它是組合機床設計的主要依據(jù)，也是制造使用時，調整機床，檢查精度的重要技術文件。 被加工零件工序圖應包括下列內容： (1)被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機床設計有關的部位的結構形狀及尺寸。 (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要求，還包括本道工序對前道工序提出的要求

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計的主要圖紙之一，在總體設計中占據(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，同時還是調整機床、刀具及試車的依據(jù)。 (1)刀具的選擇(如下圖) YG6A硬質合金刀片 (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)應如下： 快進57mm 工進3mm 3、組合機床生產率的計算 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率并編制生產率計算卡，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。 主軸每分鐘轉數(shù)n=314轉，每轉進刀

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)機床生產率的計算 (3)編寫機床生產率計算卡 （機床生產率計算卡見下頁） 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 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構而繪制的。是用來表示機床的配置形式、主要構成及各部件安裝位置、相互關系、運動關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、功率及轉速，并標出機床分組編號及組件名稱，全部組件應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。為了使所設計的組合機床既能滿足預期目的性能要求，又能做到配置上勻稱合理、符合多快好

42、省的精神，必須對所設計的組合機床各部件之間的關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硬質合金端銑刀 切削用量：n=314轉/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構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 額定轉速：960r/min 動力箱選用1TD40Ⅲ，驅動軸轉速n0=480r/min. 液壓動力滑臺選用1HY40ⅠA，其主要技術參數(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換時位置精度低的缺點。 3.3.1主軸設計與計算 主軸結構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構的主要特征，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。 銑兩側面，根據(jù)主軸直徑和加工面的關系，查經驗手冊，取工作主軸直徑d=40， 3.3.2齒輪布置 1、傳動比分配：

45、主軸箱內的傳動比最佳為1~1 .5,在主軸箱后蓋內的齒輪傳動比，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。 本設計齒輪模數(shù)選2和3。 2、傳動系統(tǒng)設計 （1） 驅動軸——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（對著多軸箱正面看）的定位銷孔上，其尺寸是距主軸箱側邊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，調質處理。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)機床的工藝和結構方案的具體要求而專門設計的。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設計的，而組合機床夾具是機床的主要組成部分，其設計工作是整個組合機床設計的重要部分之一。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，其設計、制造和調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、結構、精度和布置都直接影響被加工零件的精度。因此設計

53、時應該注意以下幾點： [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，選擇工藝基面應該遵循下面的原則： ① 應當盡量選用設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 選擇的定位基面應確保工件穩(wěn)定定位。定位的支撐面應該大一些，力求已加工面做為定位基面，在本次的加工中，頂面是已經加工

54、過的，而且滿足一定的技術要求，面積也比較大，因此選擇頂面做為定位基面符合要求。 ③ 選擇基面應該考慮夾緊方便，夾具結構簡單。 本次設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 夾緊裝置是夾具的重要組成部分。在設計夾緊裝置時，應滿足以下基本要求： [1] 在夾緊過程中應能保持工作定位時所獲得的正確位置。 [2] 夾緊應可靠和適當，夾緊機構一般要有自鎖作用，保證在加工過程中不會產生松動或振動，夾緊工件時，不允許工件產生不適當?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷。 [3] 夾緊裝置應操作方便，有力，安全。 [4] 夾緊裝置的復

55、雜程度和自動化程度應與工件的生產批量和生產方式和適應，結構設計應力求簡單，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中首先要解決的問題。 首先，夾緊力方向的選擇一般應遵循以下原則： [1] 夾緊力的作用方向應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] 夾緊力作用點應正對支

56、承元件或位于支承元件所形成的支承面內，以保證工件已獲得的定位不變。 [2] 夾緊力作用點應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，本次設計所設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)了人性化的設計。 總 結 “鍥而不舍，朽木不折；鍥而不舍，金石可鏤?！苯涍^二個多月的馬拉松式的緊張設計，隨著這份《設計說明書》的收筆也即將告捷?；叵肫鹪O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)設計課題內容覆蓋面廣。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)設計。這次的設計中，我也發(fā)現(xiàn)自己在基礎課和專業(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，努力將自己的設計做好。 通過此次畢業(yè)設計，我了解和掌握了組合機床設計的基本要求、步驟、方法及應考慮的有關問題，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。 在本次設計中，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；向在設計過程中關心和幫助我的同學表示深深地謝意！ 由于本人設計經驗不足，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)設計結束了,這是畢業(yè)之前最后一次、也是最為復雜的一次綜合設計。這次畢業(yè)設計能順利完成，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)設計開始直到結束，在學習中，得到了各科老師無微不至的關懷和精心的指導！也正是各科老師以其深厚專業(yè)的知識、豐富的實踐經驗為本課題的設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束和論文順利完成。本課題從選題、設計到編寫完稿，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.組合機床設計.上海：上?？萍汲霭嫔?1994 [9] 謝家贏主編.組合機床設計簡明手冊. 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?？萍汲霭嫔?1990 [11] 金振華主編.組合機床及其調整與使用.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