1P65F上箱體雙面鉆專用機床右主軸箱設計
35頁 18000字數(shù)+論文說明書+任務書+10張CAD圖紙【詳情如下】
主軸箱裝配圖.dwg
任務書.doc
右主軸箱加工示意圖.dwg
右主軸箱被加工零件圖.dwg
外文翻譯--多功能組合機床時代.doc
夾具體零件圖.dwg
夾具裝配圖.dwg
機床聯(lián)系總圖.dwg
生產率計算卡.dwg
驅動齒輪.dwg
齒輪零件圖8張.dwg
1P65F上箱體雙面鉆專用機床右主軸箱設計開題報告.doc
1P65F上箱體雙面鉆專用機床右主軸箱設計說明書.doc
1P65F上箱體零件圖.dwg
目 錄
1 引言（或緒論）……………………………………………………………………1
1.1 組合機床的特點和分類 …………………………………………………………1
1.1.1 組合機床的特點 ………………………………………………………………1
1.1.2 組合機床的分類 ………………………………………………………………1
1.2 設計任務 …………………………………………………………………………2
2 組合機床的總體設計………………………………………………………………3
2.1 組合機床方案的分析 ……………………………………………………………3
2.1.1 影響組合機床方案制定的主要因素…………………………………………3
2.1.2 制定工藝方案應考慮的問題………………………………………………… 3
2.1.3 確定機床配置形式及結構方案應考慮的問題 ………………………………4
2.1.4 分析本次設計的要求和零件的特點…………………………………………4
2.2 選擇切削用量……………………………………………………………………4
2.2.1 組合機床切削用量選擇的特點………………………………………………4
2.2.2 確定切削用量應注意的問題…………………………………………………5
2.2.3 組合機床切削用量選擇方法…………………………………………………5
2.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度……………………………6
2.4 確定刀具…………………………………………………………………………7
3 組合機床總體結構設計—三圖一卡………………………………………………9
3.1 被加工零件工序圖………………………………………………………………9
3.1.1 被加工零件工序圖的作用及內容……………………………………………9
3.1.2 繪制被加工零件工序圖的注意事項…………………………………………9
3.2 加工示意圖………………………………………………………………………11
3.2.1 加工示意圖的作用及內容……………………………………………………11
3.2.2 初定主軸類型、尺寸、外伸長度和選擇接桿、浮動卡頭…………………12
3.2.3 由主軸箱的所有刀具主軸中找出影響聯(lián)系尺寸的關鍵刀具………………12
3.2.4 確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程………………………………………12
3.3 機床聯(lián)系尺寸圖…………………………………………………………………15
3.3.1 聯(lián)系尺寸圖的作用及內容……………………………………………………15
3.3.2 選擇動力部件…………………………………………………………………16
3.3.3 選擇通用部件配套……………………………………………………………16
3.3.4 聯(lián)系尺寸圖的畫法與步驟……………………………………………………16
3.4 機床生產率計算卡………………………………………………………………18
3.4.1 理想生產率Q1…………………………………………………………………18
3.4.2 實際生產率Q…………………………………………………………………18
3.4.3 機床負荷率η負………………………………………………………………19
3.4.4 生產率計算卡…………………………………………………………………19
4 夾具設計……………………………………………………………………………20
4.1 機床夾具的基本組成……………………………………………………………20
4.2 機床夾具的類型…………………………………………………………………20
4.2.1 按夾具的通用特性分…………………………………………………………20
4.2.2 按所使用的機床劃分…………………………………………………………21
4.3 工件的定位………………………………………………………………………21
4.4 專用夾具設計步驟………………………………………………………………21
4.4.1 明確設計任務與搜索設計資料………………………………………………21
4.4.2 擬定夾具總體方案,繪制結構草圖…………………………………………21
4.4.3 繪制夾具零件圖………………………………………………………………22
4.5 夾具的具體設計…………………………………………………………………22
5 組合機床主軸箱設計………………………………………………………………23
5.1 主軸箱的用途、分類及組成……………………………………………………23
5.1.1 組合機床多軸箱的用途及分類………………………………………………23
5.1.2 多軸箱的組成…………………………………………………………………23
5.2 主軸結構形式的選擇……………………………………………………………23
5.3 主軸直徑和齒輪模數(shù)的選擇……………………………………………………23
5.4 主軸箱的動力計算及動力箱的選擇……………………………………………24
5.5 主軸分布類型……………………………………………………………………24
5.6 傳動系統(tǒng)的設計與計算…………………………………………………………25
5.7 主軸箱輪廓尺寸及相關系數(shù)……………………………………………………26
5.8 強度校核…………………………………………………………………………26
6 組合機床自動線簡介………………………………………………………………28
6.1 組合機床自動線常用的分類方法………………………………………………28
6.1.1 按加工對象分類………………………………………………………………28
6.1.2 按工件輸送方式分類…………………………………………………………29
6.1.3 按自動線中有無貯料裝置分類………………………………………………30
6.2 組合機床及其自動線調整與維護的意義………………………………………32
結束語 …………………………………………………………………………………33
致謝 ……………………………………………………………………………………34
參考文獻………………………………………………………………………………35
畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要
隨著我國現(xiàn)代工業(yè)制造水平的不斷發(fā)展，特別是在制造行業(yè)，由于組合機床的制造技術不斷的成熟，組合機床作為一種專門適用于特定零件和特定工序加工的機床，其應用范圍和技術水平得到了迅速的發(fā)展。
此次設計主要介紹了專用機床的國內外的基本現(xiàn)狀和應用情況，在此基礎上結合林海集團1P65F雙面鉆專用機床。對此機床的右主軸箱進行了具體的設計。其研究內容主要包括以下兩個方面：
a) 總體設計部分主要是機床總體設計方案和機床組成單元以及機床系統(tǒng)運行方式及其控制系統(tǒng)。
b) 根據林海集團1P65F雙面鉆專用機床總體框架結構，主要完成了對右主軸箱的設計。
關鍵詞組合機床 主軸箱 右箱
畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要
Title Design of the Right Headstock for Right Box Right
Lid Double Facing Set Special Purpose Machine 1P65F
Abstract
With China's modern industrial manufacture level of development, especially in the manufacturing industry, due to the combination of machine manufacturing technology constantly mature, combination machine tools as a specially adapted to specific parts of the machine and the specific process, its application and technical level has rapidly developed.
This design mainly introduces the basic actuality and the application situation of the special purpose machine. On this basis, combining the relevant work experiences of the design of the product line of facing set special purpose machine 1P65F in Group of LIN HAI, Design of the right headstock. The research contents of this thesis include the following two respects mainly：
a) The thesis presents the overall design plan, the compositions of the production line of the special purpose machine, the operation mode of the production line and the control system in the overall design part.
b) The thesis fixes on the overall frame structure of the control system according to the control of the facing set special purpose machine 1P65F. Mainly has completed to the right box right lid right headstock's design.
Keywords special purpose machine Headstock right box right
1 引言
組合機床是以通用部件為基礎，配以少量專用部件，對一種或若干種工件按預先確定的工序進行加工的機床。它能夠對工件進行多刀、多軸、多面、多工位同時加工。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削以及滾壓等工序，隨著組合機床技術的發(fā)展，它能完成的范圍日益擴大。在組合機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。
組合機床及其自動線所使用的通用部件是具有特定功能，按標準化、系列化、通用化原則設計、制造的組合機床基礎部件。每種通用部件有合理的規(guī)格尺寸系列，由適用的技術參數(shù)和完善的配套關系。組合機床設計應根據機床性能要求配套液壓、氣壓和電控等系統(tǒng)。
許多大型、形狀復雜的工件，需要的加工工序很多，不可能在一臺機床上全部加工完成，這就需要用多臺組合機床加工，按工序加工順序依次排列，組成組合機床流水線，在組合機床流水線的基礎上，發(fā)展成組合機床自動線。
1.1 組合機床的特點和分類
1.1.1 組合機床的特點
(1) 組合機床上的通用部件和標準零件約占全部機床部件的70%～80%，因此設計和制造周期短，經濟效益好。
(2) 由于組合機床多采用多刀加工，機床自動化程度高，因此比通用機床生產效率高，產品質量穩(wěn)定，勞動強度低。
(3) 組合機床的通用部件是經過周密設計和長期生產實踐考驗的，又有專門廠家長期生產，它與一般專用機床相比，其結構穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便。
(4) 組合機床加工工件，由于采用專用夾具、組合刀具和導向裝置等，產品加工質量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術水平要求不高。
(5) 當機床被加工的產品更新時，專用機床的大部分部件要報廢。組合機床的通用部件是根據國家標準設計的，并等效于國家標準，因此其通用部件可以重復使用，不必另行設計和制造。
(6) 組合機床易于聯(lián)成組合機床自動線，以適應大規(guī)模和自動化生產需要。
1.1.2 組合機床的分類
(1) 固定式夾具的單工位組合機床
(2) 移動式夾具（多工位）組合機床
(3) 轉塔主軸箱式組合機床
1.2 設計任務
本畢業(yè)設計課題主要培養(yǎng)學生綜合運用所學的機械制造的基礎理論、專業(yè)知識和基本技能，設計專用組合機床，用于1P65F汽油機上箱的加工，提高學生分析與解決工程實際問題的能力和初步科學研究的能力。主要設計要求有：
(1) 生產綱領：單班制年產5萬臺
(2) 協(xié)助完成機床總體設計
(3) 完成機床典型零件結構設計
結束語
本課題的任務是1P65F汽油機上箱右邊的不同直徑的孔需要加工，設計結構合理、安全可靠的專用機床，在保證孔加工精度的情況下提高加工效率。經過努力，基本完成了任務。
在本次畢業(yè)設計中，我從中學到了很多知識。在設計過程中，我遇到過困難，由于對組合機床的相關知識不太了解。通過老師的幫助和自己的努力，我解決了這個難題，加深了對課題相關知識的了解：我明白了組合機床的特點和分類；組合機床的總體設計，包括組合機床方案的制定，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；組合機床總體結構設計—三圖一卡，被加工零件工序圖，加工示意圖，機床聯(lián)系尺寸圖，生產效率計算卡；組合機床主軸箱的設計。從而在整體上把握了組合機床設計的思路。
這次畢業(yè)設計涵蓋了大學所學的全部知識，它是大學四年的一個總結。
致 謝
隨著本次畢業(yè)設計的完成，四年的學習生活也就結束了。在這里首先向南XX大學老師們表示衷心的感謝。感謝老師們在我的大學生涯里，在學習、生活、思想上對我的指導和關心。老師們淵博的知識、嚴謹?shù)膶W風、創(chuàng)新的精神、長遠的眼光、誠懇的品質使我受益良多。特別感謝知道我做畢業(yè)設計的林海動力集團XX老師，他給了我很大的幫助，為我提供了精心的指導和充足的參考資料，在我做畢業(yè)設計這段時間里，在梁老師嚴格的要求下，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！
參 考 文 獻
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畢業(yè)設計 (論文 )開題報告 學 生 姓 名： 學 號： 專 業(yè) ： 機械工程及自動化 設計 (論文 )題目 ： 1箱體雙面鉆專機右主軸箱設計 指 導 教 師 : 開題報告填寫要求 1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準 格式（可從教務處網頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見； 3．“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于 15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）； 4． 有關年月日等日期的填寫，應當按照國標 7408— 94《數(shù)據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“ 2009 年 3 月 15 日”或“ 2009 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000 字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 摘要 本文主要介紹了專用機床右主軸箱的結構、特點、以及專用機床的一些特點，專用機床行業(yè)現(xiàn)狀，國內專用機床行業(yè)存在的問題和解決的方法，國內外發(fā)展的趨勢，專用機床右主軸箱的結構， 1箱體雙面鉆專機右主軸箱的特點。 關鍵詞 專用機床 主軸箱 右箱 右蓋 1 引言 專用機床是一種專門適用于特定零件和特定工序加工的機床，而且往往是組成 自動生產線式生產制造系統(tǒng)中，不可缺的機床品種。組合機床是專用機床的一種，它以標準化部件為基礎，配以少量的專用部件組成。專用組合機床的特征是高效、高質、經濟實用，因而被廣泛應用于各種行業(yè) [1]。 2 專用機床行業(yè)現(xiàn)狀 機床是工作母機，機床制造業(yè)對國民經濟的發(fā)展起著重要作用。建國初期，在優(yōu)先發(fā)展重工業(yè)的方針指導下，機床制造業(yè)迅速發(fā)展，按國民經濟發(fā)展計劃建立了一大批制造廠，專業(yè)分工明確，機床型號齊全，形成了完整的通用機床制造體系 [2]。向各行各業(yè)提供了大量的工作母機，有力地推動了國民經濟的發(fā)展。隨著經 濟的發(fā)展，特別是改革開放以來專用組合機床的需求量增加，通用機床的需求量相對減少。于是，各通用機床廠紛紛建立專機車間或專機分廠，生產組合機床。由于設計、制造、組裝和調試經驗不足，使之在市場特別是國際市場中缺乏競爭力 [3]。 3 國內專用機床行業(yè)存在的問題和解決的方法 近幾年，我國數(shù)控機床雖較快發(fā)展，但多是通用機床，而代表國家裝備能力和知識水平的 集成化、成套裝備，尤其是以專用機床（包括各種數(shù)控專用機床）及其自動線的生產企業(yè)和產品產量卻在不斷萎縮，這里固然有專用機床市場需求的萎縮，也有用戶選擇裝備上的偏 見 [4]。只要能解決好箱體設計制造過程中的一系列問題，企業(yè)在產品制造過程中的許多疑難問題就會迎刃而解 [5]。 而政策上的引導是必要的。專用機床制造業(yè)要進行必要的調整。制造業(yè)的自我調整，是要 (1) 解決好主機生產與配套協(xié)作的問題； (2) 是要解決好技術引進與自主創(chuàng)新的關系； (3) 是要解決好用先進技術改造提升企業(yè)和產品的關系； (4) 是要解決好高技術提高產品檔次，增加產品附加值的關系 [6]。 雖然專用機床及其自動線的市場在發(fā)生變化，但是，企業(yè)要根據自己的情況，主 動地適應市場，以新技術、新工藝改造傳統(tǒng)的專用機床，進一步提高其市場適應能力，進一步提高產品檔次和水平，進一步提高產品質量 [7]。高效專用設備有著較大的市場和潛在市場，要瞄準國內大中型企業(yè)和相當一部分民營企業(yè)的需要，開發(fā)制造質量更好、性能更優(yōu)異的專用機床及其自動線，以其優(yōu)質完善的服務，滿足需求。同時，也建議一些從事專機制造的企業(yè)，也應選擇開發(fā)一種或幾種通用，作為與專機生產的互補，形成犄角之勢，形成企業(yè)的特色，在市場中求得發(fā)展的空間 [8]。 4 國內外發(fā)展的趨勢 國內外的工業(yè)發(fā)展歷史告訴我們，實現(xiàn)機械 自動化是一個由低級到高級、由簡單到復雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。當機器的操作采用自動控制器后，生產方式才從機械化逐步過渡到機械控制（傳統(tǒng)）自動化、數(shù)字控制自動化 [9]。 目前國內外的專用機床正向著高效，高精尖，機械手，自動裝夾，自動流水，程序控制方向發(fā)展 [10]。 5 專用機床右主軸箱的結構 主軸箱就跟名字一樣，里面是各種變速齒輪，主軸、制動裝置的載體。進給箱就是安裝變速進給裝置的箱體，通過對進給手柄的調整來完成進給速度的調整。溜板箱也一樣，里面是控制縱向進給的機構 [11]。鉆與鉸主軸箱 是通用機床一套附加裝置。當它裝在鉆床，銑床，鏜床等機床的主軸部件上以后，使機床仍能保持普通鉆孔，擴孔，粗鉸等功能，同時增加一種精鉸孔 功能，提高鉸孔質量。箱上設有一套互鎖開關，不但方便精鉸孔與普通鉆孔，擴孔，粗鉸等之間的轉換，而且互鎖兩者的傳動路線 [12]。由于鉸孔時的傳動路線采用兩套轉軸輪系，一套使刀具軸獲得圓周振動，一套使刀具軸獲得低速旋轉，因而簡化了傳動機構，減輕了重量，體積減小，成本降低，適合批量生產與單件生產 [13]。專用機床對多孔鉆削加工具有較大的優(yōu)勢，它按孔的坐標分布位置實行一次加工，保證了孔的 坐標位置尺寸精度。作為組合機床專用部件的主軸箱，有成熟固定的設計模式：標準的主軸箱體、前后側蓋、主軸、傳動軸、齒輪、軸承等，以及成熟的傳動、布局、結構設計方法可供選用 [14]。這是組合機床設計制造的長處。但是，如何根據制造工藝技術及組配件的要求，在設計上靈活應用并有所創(chuàng)新，以更好地適應加工工件的需要，是擺在組合機床設計人員面前的一個課題 [15]。 6 1箱體雙面鉆專機右主軸箱的特點 研究課題為林海集團 1油機上的 上箱體雙面鉆專機右主軸箱的設計和加工 。 要求設計出它的圖樣，能完成箱和蓋的孔 系加工。 7 結束語 專用機床是一種適用于特定零件和特定工序加工的機床，而且往往是組成自動生產線式生產制造系統(tǒng)中，不可缺的機床品種。它的主軸箱在其中起著關鍵作用，對主軸箱的優(yōu)化設計是重要課題之一。 參 考 文 獻 [1] 周碧旋 R]廣東省高級技工學校， 2005， 2. 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4 組合機床切削用量選擇的特點 ???? ?????????????? 4 確定切削用量應注意的問題 ??????????????????? 5 組合機床切削用量選擇方法 ??????????????????? 5 確定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度 ??????????? 6 確定刀具 ???????????????????????????? 7 3 組合機床總體結構設計 — 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容 ????????????????? 9 繪制被加工零件工序圖的注意事項 ???????????????? 9 加工示意圖 ??????????????????????????? 11 加工示意圖的作用及內容 ???????????????????? 11 初定主軸類型、尺寸、外伸長度和選擇接桿、浮動卡頭 ??????? 12 由主軸箱的所有刀具主軸中找出影響聯(lián)系尺寸的關鍵刀具 ?????? 12 確定動力部件的工作循環(huán) 及工作行程 ??????????????? 12 機床聯(lián)系尺寸圖 ????????????????????????? 15 聯(lián)系尺寸圖的作用及內容 ???????????????????? 15 選擇動力部件 ????????????????????????? 16 選擇通用部件配套 ??????????????????????? 16 聯(lián)系尺寸圖的畫法與步驟 ???????????????????? 16 機床生產率計算卡 ??????????????? ????????? 18 理想生產率 ??????????????????????? 18 實際生產率 Q????????????????????????? 18 機床負荷率η 負 ???????????????????????? 19 生產率計算卡 ????????????????????????? 19 4 夾具設計 ????????????????????????????? 20 機床夾具的基本組成 ??????????????????????? 20 機床夾具的類型 ????????????????????????? 20 按夾具的通用特性分 ?????????????????????? 20 按所使用的機床劃分 ?????????????????????? 21 工件的定位 ??????????????????????????? 21 專用夾具設計步驟 ???????????????????????? 21 明確設計任務與搜索設計資料 ?????????????????? 21 擬定夾具總體 方案 ,繪制結構草圖 ???????????????? 21 繪制夾具零件圖 ???????????????????????? 22 夾具的具體設計 ????????????????????????? 22 5 組合機床主軸箱設計 ???????????????????????? 23 主軸箱的用途、分類及組成 ???????????????????? 23 組合機床多軸箱的用途及分類 ?????????????????? 23 多軸箱的組成 ?????????????? ??????????? 23 主軸結構形式的選擇 ??????????????????????? 23 主軸直徑和齒輪模數(shù)的選擇 ???????????????????? 23 主軸箱的動力計算及動力箱的選擇 ????????????????? 24 主軸分布類型 ?????????????????????????? 24 傳動系統(tǒng)的設計與計算 ?????????????????????? 25 主軸箱輪廓尺寸及相關系數(shù) ???????????????????? 26 強度校核 ???????????????????????????? 26 6 組合機床自動線簡介 ???????????????????????? 28 組合機床自動線常用的分類方法 ?????????????????? 28 按加工對象分類 ???????????????????????? 28 按工件輸送方式分類 ?????????????????????? 29 按自動線中有無貯料裝置分類 ?????????????????? 30 組合機床及其自動線調整 與維護的意義 ??????????????? 32 結束語 ??????????????????????????????? 33 致謝 ???????????????????????????????? 34 參考文獻?????????????????????????????? 35 畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要 隨著我國現(xiàn)代工業(yè)制造水平的不斷發(fā)展，特別是在制造行業(yè)，由于組合機床的制造技術不斷的成熟，組合機床 作為 一種專門適用于特定零件和特定工序加工的機床 ，其應用范圍和技術水平得到了迅速的發(fā)展。 此次設 計主要介紹了專用機床的國內外的基本現(xiàn)狀和應用情況，在此基礎上結合林海集團 1面鉆專用機床。對此機床的右主軸箱進行了具體的設計。其研究內容主要包括以下兩個方面： a) 總體設計部分主要是機床總體設計方案和機床組成單元以及機床系統(tǒng)運行方式及其控制系統(tǒng)。 b) 根據林海集團 1要完成了對右主軸箱的設計。 關鍵 詞 組合機床 主軸箱 右箱 畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要 of s of in to of as a to of of On of of of of of a) of of of in b) on of to of to s 引言 組合機床是以通用部件為基礎，配以少量專用部件，對一種或若干種工件按預先確定的工序進行加工的機床。它能夠對工件進行多刀、多軸、多面、多工位同時加工。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削以及滾壓等工序，隨著組合機床技術的發(fā)展，它能完成的范圍日益擴大。在組合機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。 組合機床及其自動線所使用的通用部件是具有特定功能，按標準化、系列化、通用化原則設計、制造的組合機床基礎部件。每種通用部件有合理 的規(guī)格尺寸系列，由適用的技術參數(shù)和完善的配套關系。組合機床設計應根據機床性能要求配套液壓、氣壓和電控等系統(tǒng)。 許多大型、形狀復雜的工件，需要的加工工序很多，不可能在一臺機床上全部加工完成，這就需要用多臺組合機床加工，按工序加工順序依次排列，組成組合機床流水線，在組合機床流水線的基礎上，發(fā)展成組合機床自動線。 組合機床的特點和分類 組合機床的特點 (1) 組合機床上的通用部件和標準零件約占全部機床部件的 70%～ 80%，因此設計和制造周期短，經濟效益好。 (2) 由于組合 機床多采用多刀加工，機床自動化程度高，因此比通用機床生產效率高，產品質量穩(wěn)定，勞動強度低。 (3) 組合機床的通用部件是經過周密設計和長期生產實踐考驗的，又有專門廠家長期生產，它與一般專用機床相比，其結構穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便。 (4) 組合機床加工工件，由于采用專用夾具、組合刀具和導向裝置等，產品加工質量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術水平要求不高。 (5) 當機床被加工的產品更新時，專用機床的大部分部件要報廢。組合機床的通用部件是根據國家標準設計的，并等效于國家標準，因此 其通用部件可以重復使用，不必另行設計和制造。 (6) 組合機床易于聯(lián)成組合機床自動線，以適應大規(guī)模和自動化生產需要。 組合機床的分類 (1) 固定式夾具的單工位組合機床 (2) 移動式夾具（多工位）組合機床 (3) 轉塔主軸箱式組合機床 設計任務 本畢業(yè)設計課題主要培養(yǎng)學生綜合運用所學的機械制造的基礎理論、專業(yè)知識和基本技能，設計專用組合機床，用于 1油機上箱的加工，提高學生分析與解決工程實際問題的能力和初步科學研究的能力。主要設計要求有： (1) 生產綱領：單班制年產 5萬臺 (2) 協(xié)助完成機床總體設計 (3) 完成機床典型零件結構設計 2 組合機床的總體設計 組合機床方案的分析 組合機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計的一種高效率專用機床。設計組合機床前，首先應根據組合機床完成工藝的一些限制及組合機床各種工藝方法能達到的加工精度、表面粗糙度及技術要求，解決零件是否可以利用組合機床加工以及采用組合機床加工是否合理的問題。如果確定零件可以利用感組合機床加工，那么 ，為使加工過程順利進行，并達到要求的生產率，必須在掌握大量的零件加工加工工藝資料基礎上，通盤考慮影響制定零件工藝方案、機床配置類型、結構方案的各種因素以及應注意的問題。經過分析比較，以確定零件在組合機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、相應的刀具結構、確定機床配置形式等，這些便是組合機床方案制定的主要內容。 影響組合機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 被加工零件需要在組合機床上完成的加工工序即應保證的加工精度，是制定機床方案的主要依據。 (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、加工部位的結構形狀、零件剛度、定位基準面的特點等他們對機床工藝方案的制定有著重要的影響。 (3) 被加工零件的生產批量 零件的生產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特點設計組合機床的重要因素。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床配置形式，但由于生產批量極大，就不得不采用多工位幾機床方案 以使裝卸工件時間與機動時間重合。 (4) 機床使用條件 (a) 車間布置情況 (b) 工藝間的聯(lián)系 (c) 使用廠的技術能力和自然條件 制定工藝方案應考慮的問題 (1) 組合機床常用工藝方法能達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) 定位基準及夾壓點選擇 確定機床配置形式及結構方案應考慮的問題 根據被加工零件的結構特點、加工要求、工藝過程方案及生產率等，可大體確定采取哪種形式的組合機床。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，而會產生許多配置方案。不同配置方案對機床的復雜程度、通用化程度、結構工藝性、加工精度、機床重新調整可能性及經濟效果等，具有不同的影響。因此，確定機床配置形式及結構方案時，必須考慮下述問題：不同配置形式機床的特點及適應性、不同配置形式機床的加工精度、選擇多工位組合機床方案應注意的問題等。 分析本次設計的要求和零件的特點 本次設計需要從 1個直徑的孔直徑。如圖 圖 需要加工的孔 選擇切削用量 確定了組合機床上完成的工藝內容后，就可以著手選擇切削用量。切削用量選擇是否合理，對組合機床的加工精度、生產率、刀具耐用度、機床的布局形式及正常工作均有很大影響。 組合機床切削用量選擇的特點 (1) 在大多數(shù)情況下，組合機床為多軸、多刀、多面同時加工。因此，所選擇切削用量，根據經驗應比一般萬能機床單刀加工低 30%左右。 (2) 組合機床主軸箱上所有刀具共用一個進給系統(tǒng)，通常為標準動力滑臺。工作時，要求所有的刀具的每分鐘進給 量相同，且等于動力滑臺的每分鐘進給量。這個每分鐘進給量（ mm/是適合于所有刀具的平均值。因此，同一主軸箱上的刀具主軸可以設計成不同不同轉速和選擇不同的每轉進給量（ mm/r)與其相適應，以滿足于不同直徑工件的加工要求。 確定切削用量應注意的問題 (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主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進給量小；鉸孔卻要求切削速度低而每轉進給量大；銑端面則是要求切削速 度低而每轉進給量小?而同一主軸箱上的刀具每分鐘進給量是相同的，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速 n(r/每分鐘進給量 f(mm/r),然后進行適當調整，使各個刀具的每分鐘進給量相同，皆等于動力滑臺的每分鐘進給量。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)一的每分鐘進給量，對少數(shù)刀具采取附加機構，使之按各自需要的合理的進給量工作，一達到合理使用刀具的目的。 (2) 選擇合理的切削 用量時，應注意零件生產批量的影響。生產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。對于要求生產率高的大批量生產用組合機床，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。 (3) 切削用量的選擇應有利于主軸箱的設計。若能做到相鄰主軸轉速相近、相等，則 可使主軸箱傳動鏈簡單。刀具帶導向加工，若不便冷卻潤滑，則應適當降低切削速度。 (4) 選擇切削用量時，還必須考慮所選動力滑臺的性能。 組合機床切削用量選擇方法 必須從實際出發(fā)，根據加工精度、工作材料、工作條件、技術要求等進行分析，按照經濟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。 查機械加工工藝設計實用手冊表 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=據要加 工的孔的直徑可以確定兩種鉆頭的直徑分別 8 9據 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 ) 每轉進給量 f(毫米每轉 ) 純鋁 鋁合金長切屑 鋁合金短切屑 3～ 8 ～ 25 20～ 50 5～ 30 機床說明書（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 ==據已知條件得初鉆孔加工的相關參數(shù)如下 : 表 孔加工的相關參數(shù) 螺孔 φ 8孔 加工深度 (19 進給量 (mm/r) 轉速 (r/ 1071 切削速度 (m/ 確定切削力、切削扭矩、切削工具及刀具耐用度 根據選定的切削用量（主要指切削速度及進給量），確定切削力，作為選擇動力部件及夾具設計的依據；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（一般指動力箱電機）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確定了切削轉矩 可根據扭轉剛度處定出主軸及傳動軸直徑，計算公式為： d≥ ( 式 (式中： M— 切削轉矩（ B— 系數(shù)，根據主軸或傳動軸在 1當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 ,主軸允許最大扭轉角為 每米 ,則 B=動軸允許最大扭轉角可按 1度每米選擇，則 B= =由《機械制造裝備設計》表 40 =《機械制造裝備設計》表 40 由各軸所承受的轉矩首先可 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，為了保證輪齒強度，著兩根驅動軸的直徑取 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+? 后考慮效率，作為選擇主傳動用動力箱電機的依據。 當確定了刀具耐用度 據此檢驗切削用量的選擇是否合理。 確定刀具 根據工藝要求及加工精度的 不同，組合機床采用的刀具有 :簡單刀具（標準刀具）、復合刀具及特種刀具。選擇刀具結構應注意下述主要問題： (1) 條件允許，為使工作可靠、結構簡單、刃磨容易，應盡可能選擇標準刀具或簡單刀具。 (2) 選擇刀具結構時還需要認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) 在組合機床上，為了某種特殊的目的，需選用或設計特殊刀具的，可草靠組合機床設計的有關資料。 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 12φ 8 鉆孔刀具的耐用度都為 2100對照，所選刀具符合要求。 3 組合機床總體結構設計 — 三圖一卡 總體方案的圖紙表達形成 — 三圖一卡設計，其內容包括：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容 被加工零件工序圖是根據選定的工藝方案表示一臺組合機床或自動線完成的工藝內容、加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術要求、加工用定位基準、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品圖紙代替，而需在原零件圖基礎上，突出本機床及自動線的加工內容，加上必要的說明而繪制的。它是組合機床設計的主要依據，也使建造、使用、驗證和調整機床的重要技術文件。圖上應表示出： (1) 被加工零件的形狀和輪廓尺寸及預備機床設計有關的部位的結構形狀及尺寸。尤其是當需要設置中間導向套時，應表示出零件內部的肋、壁布置及有關結構的形狀及尺寸，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、夾壓部位 及夾壓方向。以便依次進行夾具的定位、支承、限位、夾緊、導向裝置的設計。 (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（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，一定要突出該機床的加工內容。繪制時應按一定比例；選擇足夠視圖及剖視，突出加工部位（用粗實線），并把零件輪廓及機床、 夾具設計有關的部位（用細實線）表示清楚。 (2) 加工部位的位置尺寸應由定位基準注起。為便于加工及檢查，尺寸應采用直角坐標系標注，而不采用極坐標系。但有時因所選擇定位基準與設計基準不重合，則需對加工部位要求的位置精度進行分析換算。此外，應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，一是要能達到產品圖紙要求的精度，二是采用組合機床能夠加工出來。 (3) 應注明零件加工對機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，則圖紙上應注明要 求“機床主軸定位，工件（夾具）讓刀”。 加工零件工序圖如圖 圖 3加工零件工序圖 加工示意圖 加工示意圖的作用及內容 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關系，機床的工作行程及工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是組合機床設計的主要圖紙之一，在總體設計中占重要地位。它 是刀具、夾具、輔具、主軸箱、液壓電器 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。其內容為： (1) 應反映機床的加工方法、加工條件及加工過程。 (2) 應根據加工部位特點及加工要求，決定刀具類型數(shù)量結構尺寸（直徑和長度），包括鏜削加工時鏜桿的直徑和長度。 (3) 決定主軸的結構類型、規(guī)格尺寸及外伸長度。 (4) 選擇標準或設計專用的接桿、浮動卡頭、導向裝置、靠模裝置、刀桿托架等，并決定他們的結構、參數(shù)及尺寸。 (5) 標明主軸、接桿（卡 頭）、夾具（導向）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。 (6) 根據機床要求的生產率及刀具、材料特點等，合理確定并標注各主軸的切削用量。 (7) 決定機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給抗力和主軸 — 刀具系統(tǒng)結構上的需要。主軸尺寸規(guī)格應根據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，用于單導向進行鉆、擴、鉸孔及倒角加工。二是浮動卡頭連接，也稱浮動連接，用于長導向、雙導向和多導向進行鏜、擴、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，避免主軸與夾具導向不同軸而產生“別勁”現(xiàn)象。通用的標準浮動卡頭有小浮動量和大浮動量兩種，繪制加工示意圖時，可根據有關的組合機床標準選擇。 由主軸箱的所有刀具主軸中找出影響聯(lián)系尺寸的關鍵刀具 從保證加工終了時主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 ）、導向、刀具托架及工件之間的聯(lián)系尺寸。其中需標注主軸端部外徑和內孔徑（ D/外伸長度，刀具各段直徑及長度，導向的直徑、長度、配合，工件至夾具間需標注共距導套端面的距離。還需標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。 應當指出，主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，一是主軸箱上的刀具、接桿（卡頭）、主軸等由于結構和相互連接所需要的最小軸向尺寸，如采用麻花鉆、擴孔鉆時，刀具長度要考慮其螺 旋槽尾部離開導套有一段距離，以便排屑和刀具刃磨后有向前調整的可能。接桿長度的標準尺寸，各規(guī)格均有可選的范圍，設計時通常先按最小長度選取。二是機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、工作進給、快速退回等動作。有時還有中間停止、多次往復進給、跳躍進給、死擋帖停留等特殊要求，這是根據具體的加工工藝需要確定的。 工作行程長度的確定： (1) 工作進給長 度 與刀具切入長度 2之和，如圖 圖 工作進給長度 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 孔 1/3d+(3～ 8) 擴孔 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與工件進給長度之和。快速引進是指動力部件把動力箱連同刀具從原始位置送到工件進給開始位置，其長度按加工具體情況確定。 (3) 動力部件總行程長度應保證要求的工作循環(huán)工作行程外，還要考慮裝卸和調整刀具方便，即考慮前后備量。 表 動力部件行程 孔 φ 6孔 前備量 ( 6 后備量 ( 0 工作行程 ( 15 總行程 ( 23 根據上述的分析和計算得到的有關數(shù)據，畫出加工示意圖 圖 加工刀具圖 機床聯(lián)系尺寸圖 聯(lián)系尺寸圖的作用及內容 一般來說，組合機床是由標準的通用的部件 — 動力滑臺、 動力箱、各種工藝切削頭、側底座、立柱、立柱底座及中間底座加上專用部件 — 主軸箱、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床各組成部件的相互裝配聯(lián)系的運用關系，以及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；并為進一步開展主軸箱、夾具等專用部件、零件的設計提供依據。聯(lián)系尺寸圖也可以看成是簡化的機床總圖，它表示機床的配置形式及總體布局。 聯(lián)系尺寸圖的主要內容如下： (1) 適當數(shù)量的視圖（一般為主、左、右視圖）按同一比例畫出機床各主要 組成部件的外行輪廓及相關位置，表明機床的配置形式及總體布局、主視圖的選擇應與機床實際加工狀態(tài)一致。 (2) 圖上應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。至于各部件的詳細結構不必畫出，留在具體設計部件時完成。 (3) 為了方便開展部件設計，聯(lián)系尺寸圖上應注明通用部件的規(guī)格代號，電動機類型、功率及轉速，并標明機床部件的分組情況及總行程。 選擇動力部件 組合機床動力部件是配置組合機床的基礎。它主要包括用以實 現(xiàn)刀具主軸旋轉主運動的動力箱、各種工藝切削用頭及實現(xiàn)進給運動的動力滑臺。 根據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。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 滑臺側底座選用型號 1長度為 890度為 450度為 560 座與側底座之間有 5隙。 立柱選用 ，高度為 2000柱側底座型號為 800 500 560 中間底座高 560 1390 機床裝料高度 1060際標準 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，并應選擇適當?shù)谋壤? 先用雙點劃線或細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，根據已確定的機床各組成部件輪廓尺寸及 主要相關尺寸按順序進行畫圖。 以一機床左面為例，以工件左端面為基準，根據前面已經確定的工件端面到主軸箱前端面的最小距離為 325定機床左面主軸箱前端面的軸向位置。再根據主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，根據已選擇的 力箱以其底面與動力滑臺定位連接，在機床長度方向上，通常動力箱后端面應與滑臺后端面到滑臺前端面的距離決定。 為了便于機床的調整和維修，滑座與側底座之間須加 5滑座 與側底座在機床長度方向上的相對位置由滑座前端面到側底座前端面的距離決定。 (2) 畫左視圖 重點在于表示清楚組合機床各部件在寬度方向上的輪廓尺寸及相關位置，配合主視圖完成聯(lián)系尺寸圖所要求表達的內容。 (3) 應注明工件、夾具、動力部件、中間底座對稱中心線間的位置關系。特別是當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，此時應表明它們相互間偏置的尺寸。 (4) 應標注電機的型號、功率、轉速及所選標準通用部件的型號規(guī)格和主要輪廓尺寸，并對組合機 床的所有部件進行分組編號，作為部件和零件設計的原始依據。 機床聯(lián)系尺寸圖如圖 (a) A 向旋轉視圖 (b) 主視圖 圖 機床聯(lián)系尺寸圖 機床生產率計算卡 根據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。 理想生產率 完成年生產綱領 A（包括備品及廢品率在內）所要求的機床生產率。它與全年總數(shù) 般情況下，單班制生產 K 取 2350h,兩班制生產 600h,則 （件每小時 ) 式 (本次實際中 K=2350h,生產綱領 10萬臺。 所以 Q=（件每小時 ) 實際生產率 Q 指所設計機床每小時實際可以生產的零件數(shù)量。 Q=60/T 單 （件每小時 ) 式 (式中： T 單 — 生產一個零件所需要的時間（ 它可以根據下式計算： T 單 =T 切 +T 輔 =(2/t 停 )+L 快進 +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給狀態(tài)下旋轉 5r～ 10 L 快進 +L 快退 — 分別為動力部件快進、快退行程長度 ( 動力部件快速行程速度。采用機械動力部件取 6m/8m/壓動力部件取 4m/12m/ t 移 — 直線移動或回轉工作臺進行一次工位轉移的時間，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。根據各類組合機床的統(tǒng)計，一般取 根據計算 T=以得到 Q=每小時 )， Q＞ 以符合條件。 機械負荷率η 負 當 Q＞ 算二者的比值即為負荷率 η 負 == 式 (表 組合機床允許最大負荷率 機床復雜程度 主軸數(shù) 負荷率η 負 單面或雙面 15 ≈ 6～ 40 1～ 80 面或四面 15 ≈ 6～ 40 1～ 80 據組合機床的使用經驗，適宜的機床負荷率為η 負 =計時可按機床復雜程度參照上表確定。故所得機床負荷率合理。 生產率計算卡 它是按一定規(guī)格要求編制的反映零件在機床上的加工過程、工作時間、機床生產率、機床負荷率的 簡明表格。 4 夾具設計 夾具是機床和工件之間的聯(lián)結裝置，可以使工件相對于機床或刀具獲得正確位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，所以機床夾具設計是裝備設計中一項重要的工作，是加工過程中最活躍的因素之一。 機床夾具的基本組成 組合機床夾具的組成： (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 一般不需要調整就可以適用于相當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。它們不僅廣泛應用于單件小批量生產中，在大批量生產中也常采用。 (2) 專用夾具 這類夾具是指專為某個零件的某一道工序專門設計的。專用夾具的設計和制造， 工作量大，而且它的結構隨著產品的更新而更新，因此，是一項周期長、投資較大的生產準備工作。 (3) 可調夾具 可調夾具是指通過調節(jié)或更換裝在通用夾具基礎件上的某些可調或可換元件，達到能適應 加工若干不同種類工件的一類夾具。在中小批量生產中，使用可調夾具往往會獲得最佳的經濟效益。 (4) 成組夾具 成組夾具是根據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計。也是具有通用基礎件和可更換調整元件組成的夾具。 (5) 組合夾具 這類夾具是由預先制造好的標準元件和部件，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使用。適用于新產品試制或小批量生產。但尺寸過小或過大的工件還沒有相應的組合夾具標準件。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，又要作為運載工具將工件在機床間進行輸送，輸送到下一道工序的機床后，隨行夾具應在機床上準確地定位和可靠地夾緊。 按所使用的機床劃分 機床夾具也可按使用的機床來劃分。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，已經初步考慮了加工工藝基準問題，有時還繪制了工序簡圖。設計夾具時原則上應該選擇該工藝基準為定位基準。無論是工藝基準還是定位基 準，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。 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給長度一致，減少機床的調整和操作，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。 專用夾具設計步驟 明確設計任務與搜集設計資料 擬訂夾具總體方案，繪制結構草圖 (1) 確定工件的定位方案，計算定位誤差。 (2) 確定刀具的對刀或導向方式。 (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構方案。 (5) 確定夾具體結構形式和夾具的總體結構。 根據夾具設計原理，進行各部分和總體的結構方案設計，最后繪出夾具結構草圖。為了便于分析比較，應多考慮幾個總體結構方案，分別繪出結構草圖，從中選擇最佳方案。 繪制夾具零件圖 具的具體設計 本課題工件定位采 用一面兩銷定位，限制 6個自由度。右箱體的左側面已經經過銑床加工，可作為基準面，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）。菱形銷是為了補償工進的定位基準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。 夾具圖如圖 示： 圖 夾具圖 5 組合機床主軸箱設計 主軸箱的用途、分類及組成 組合機床主 軸箱的用途及分類 主軸箱是組合機床的重要部件之一，按專用要求進行設計，由通用零件組成。其主要作用是，根據被加工零件的加工要求，安排各主軸位置，并將動力和運動由電機或動力部件船給各個主軸，使之得到要求的轉速和轉向。 主軸箱的組成 通用主軸箱主要由箱體、主軸、傳動軸、齒輪、軸套的零件和通用（專用）的附加機構組成。 主軸結構形式的選擇 主軸結構形式由零件加工工藝決定，并應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，如進行鉆削加工的主軸，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構。這種軸承可承受較大的軸向力和徑向力，且結構簡單，軸承個數(shù)少，裝配調整很方便，廣泛用于擴孔、鏜孔、鉸孔等加工，上述兩種主軸結構的徑向尺寸較大，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，此種結構無論架構剛度、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。主軸結構形式的選擇，除了軸承外，還應考慮軸頭結構。故本次設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)的轉數(shù)（ r/目前大型組合機床通用主軸箱中常用的齒輪 模數(shù)有 2、 3、 4等幾種，為了方便組織生產，在同一主軸箱中齒輪模數(shù)最好不多于兩種。 本次設計我取 m=2和 主軸箱的動力計算及動力箱的選擇 主軸箱所需的功率，應等于切削功率、空載消耗功率及負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 — 主軸箱總功率 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構確定以后才能進行。 傳動系統(tǒng)確定前可按下式初步估算主軸箱所需功率 P 主 η 式 (式中： P 切 — 各主軸切削功率的總和 Η — 組合機床主軸箱傳動效率 加工黑色金屬時取η =工有色 金屬時取η =主軸軸數(shù)多，傳動復雜時取小值，反之取大值。 本次設計中取η =以 P 主 =P 切 /η = 根據上面的計算得到主軸箱功率選擇電動機和動力箱。查表得選擇動力箱型號為電動機功率為 動機轉速為 1420轉每分 ,驅動軸轉速為 785轉每分，驅動軸直徑為 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動機型號為 4。