jm304b變速箱箱體鉆孔組合機床總體及夾具設計畢業(yè)設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 前言3</b></p><p><b>　　1.1 概述3</b></p><p>　　1.2 課題由來及基本條件3</p><p>　　1.3課題設計思路4</p>&l

2、t;p>　　1.4預期成果及實際價值4</p><p>　　2組合機床總體設計5</p><p>　　2.1 工藝方案的擬定5</p><p>　　2.1.1 被加工零件的特點5</p><p>　　2.1.2 分析、研究被加工零件5</p><p>　　2.1.3組合機床總體方案論證5</p&

3、gt;<p>　　2.1.4 定位基準及夾壓點選擇6</p><p>　　2.2確定切削用量及刀具選擇6</p><p>　　2.2.1 刀具的選擇6</p><p>　　2.2.2 切削用量的選擇7</p><p>　　2.2.3 計算切削力 切削扭矩 切削功率 及刀具耐用度9</p><p>

4、;　　2.2.4 確定主軸尺寸 外伸尺寸13</p><p>　　2.2.5 選擇接桿13</p><p>　　2.2.6動力部件工作行程及循環(huán)的確定14</p><p>　　2.3通用部件的選擇14</p><p>　　2.3.1 選用滑臺形式14</p><p>　　2.3.2選液壓滑臺的型號15<

5、;/p><p>　　2.3.3選動力箱型號16</p><p>　　2.3.4機床裝料高度的確定16</p><p>　　2.3.5中間底座尺寸的確定17</p><p>　　2.4機床分組18</p><p>　　2.5 生產率計算卡18</p><p>　　3 組合機床夾具設計21&

6、lt;/p><p>　　3.1夾具設計的基本要求和步驟21</p><p>　　3.1.1夾具設計的基本要求21</p><p>　　3.1.2 夾具設計的步驟21</p><p>　　3.2 定位方案的確定22</p><p>　　3.2.1 零件的工藝性分析22</p><p>　　3

7、.2.2 定位方案的論證22</p><p>　　3.2.3導向裝置23</p><p>　　3.3夾緊方案的確定25</p><p>　　3.3.1 夾緊裝置的確定25</p><p>　　3.3.2 夾緊方案論證25</p><p>　　3.3.3 夾緊力確定26</p><p>

8、;　　3.4誤差分析27</p><p>　　3.5繪制夾具裝配圖及零件圖30</p><p><b>　　4 結論31</b></p><p><b>　　參考文獻32</b></p><p><b>　　致謝33</b></p><p>&

9、lt;b>　　附錄34</b></p><p><b>　　1前 言</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器儀表、縫紉機、自行車等輕工行業(yè)大批大量生產中已經獲得廣泛的應用；一些中小批量生產企業(yè)，如機床、機車、工程制造業(yè)中也

10、已推廣應用。組合機床最適宜于加工各種大中型箱體類零件，如汽缸蓋、汽缸體、變速箱體、電機座及儀表殼等零件；也可用來完成軸套類、輪盤類、叉架類和蓋板類零件的部分或全部工序的加工。 組合機床的設計，目前基本上有兩種情況：其一，是根據具體加工對象的具體情況進行專門設計，這是當前最普遍的做法。其二，隨著組合機床在我國機械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結自己生產和使用組合機床的經驗，發(fā)現(xiàn)組合機床不僅在其組成部件方面有共性，可設計成通用部件，而且

11、一些行業(yè)在完成一定工藝范圍內組合機床是極其相似的，有可能設計為通用機床，這種機床稱為“專能組合機床”。這種組合機床就不需要每次按具體加工對象進行專門設計和生產，而是可以設計成通用品種，組織成批生產，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡單的夾具及刀具，即可組成加工一定對象的高效率設備。 本次畢業(yè)設計課題來源于生產實際，具體的課題是JM304B變速箱箱體鉆孔的組合機床總體及夾具設計。在設計前認真研</p><p&

12、gt;　　1.2 課題由來及基本條件</p><p><b>　　a）設計內容</b></p><p>　　設計一臺加工JM304B變速箱箱體鉆孔的組合機床.</p><p>　　設計：制定工藝方案，確定機床配置型式及結構方案，“三圖一卡”設計；</p><p>　　部件設計：組合機床夾具設計</p>&l

13、t;p><b>　　b）設計依據</b></p><p>　　課題來源：鹽城市江動集團</p><p>　　產品名稱：JM304B變速箱箱體</p><p>　　被加工零件：機體（附零件圖）</p><p>　　工件材料：HT250</p><p><b>　　加工內容：</

14、b></p><p>　　A.鉆左側面上12個孔：鉆10個φ8.6的螺紋底孔，各孔位置度公差為φ0.2，深24；鉆1個φ8的螺紋底孔，各孔位置度公差為φ0.2，深24；鉆1個φ27.8的螺紋通孔，各孔位置度公差為0.2。 </p><p>　　B.鉆后面上9個孔：鉆8個φ8.6的螺紋底孔，各孔位置度公差為φ0.2，深24；；鉆1個φ12.3螺紋底孔，各孔位置度公差各為φ0.2，深24

15、。</p><p>　　C.鉆右側面上9個孔：鉆8個φ8.6的螺紋底孔，各孔位置度公差為φ0.2，深24；鉆1個φ8的螺紋底孔，各孔位置度公差為φ0.2，深24。</p><p>　　批量：本機床設計、制造一臺。</p><p><b>　　1.3課題設計思路</b></p><p>　　a.工藝方案的確定 在確定工藝

16、方案之前，需要通過實習對被加工零件的結構特征的了解，并對加工精度，加工位置和加工要求的熟悉，有利于確定經濟可行的方案。</p><p>　　b.機床配置及結構的確定 根據零件的結構，選擇合適的機床結構，盡可能多選用公用部件和標準件。</p><p>　　c.總體設計 在確定前面的方案的時，通過計算得到生產率卡和繪制“三圖”，根據計算選擇合適的主軸箱的輪廓尺寸和動力設施。</p&

17、gt;<p>　　d.夾具的設計 首先確定夾緊方案、定位方式和夾緊力的計算，然后選用相應的標準部件和標準件，繪制夾具裝備圖和夾具的相關的零件圖。</p><p>　　本次設計的組合機床同時加工三個端面，大大提高了生產效率，降低了勞動強度，從而降低了零件的加工成本。 </p><p>　　1.

18、4 預期成果及實際價值</p><p>　　最終將完成被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖和生產率計算卡；夾具總裝圖、夾具非標準零件圖等技術文件，指導組合機床及夾具的生產。這樣一臺組合機床設計好后，可直接投入JM304B變速箱箱體的生產，提高生產效率，滿足加工精度要求，幫助生產廠家降低加工成本，獲得良好的經濟效益。</p><p>　　2 組合機床總體設計</p>&

19、lt;p>　　2.1 工藝方案的擬訂</p><p>　　組合機床的總體設計要注重工件及其加工的工藝分析，制訂出合理的工藝方案，才能設計出合理的專用機床。根據具體的被加工零件，在制定的工藝和結構方案的基礎上，進行方案圖紙的總體設計。</p><p>　　2.1.1 被加工零件的特點</p><p>　　本次設計的組合機床的被加工對象是JM304B拖拉機變速箱體

20、，材料是HT250,硬度是HB190～250，屬于箱體零件,結構相對比較復雜。</p><p>　　2.1.2 分析、研究被加工零件</p><p>　　根據先粗加工后精加工、先基準面后其它表面、先主要表面后次要表面的機械加工工序安排的設計原則，對JM304B拖拉機變速箱體的工藝路線作如下設計：</p><p><b>　　工序1:粗銑底面；</b&

21、gt;</p><p>　　工序2:粗銑左、右端面；</p><p>　　工序3:粗銑前、后端面；</p><p>　　工序4:半精銑底面；</p><p>　　工序5:半精銑左、右端面；</p><p>　　工序6:半精銑前、后端面；</p><p><b>　　工序7:粗鏜孔；&l

22、t;/b></p><p><b>　　工序8:精鏜孔；</b></p><p>　　工序9:鉆左、右、后三面的孔；</p><p>　　工序10:最終檢驗。</p><p>　　本道工序為第10道工序,主要攻左、右、后三面共29個螺紋底孔，由本設備“JM304B變速箱體鉆孔組合機床”完成，因此，本設備的主要功能是

23、完成拖拉機變速箱體左、右、后三個面上共29個孔的加工。具體加工內容及加工精度如下：</p><p>　　本道工序為第9道工序，具體加工內容是：鉆左面6×M10－6H螺紋底孔，位置度要求φ0.2mm，鉆4×M10－6H螺紋底孔，位置度要求φ0.2mm，M30－6H螺紋底孔,φ8孔；鉆后面8×M10－6H螺紋底孔，位置度要求φ0.2mm, M14－6H螺紋底孔；鉆右面8×M10

24、－6H螺紋底孔，位置度要求φ0.2mm, 鉆φ8孔。</p><p>　　孔的倒角1×45°。</p><p>　　一次裝夾一個零件，三個面鉆孔同時加工。</p><p>　　2.1.3組合機床總體方案論證</p><p>　　根據任務書的要求：設計的組合機床要滿足加工要求、保證加工精度；盡可能用通用件、以降低成本；各動力

25、部件用電氣控制、液壓驅動。因此根據任務書要求和氣缸體的特點初定兩種設計方案：</p><p>　　機床的配置型式有立式和臥式兩種,如圖2-1和圖2-2兩種 </p><p>　　圖2-1 臥式組合機床結構</p><p>　　圖2-2立式組合機床結構</p><p>　　臥式組合機床 特點：臥式組合機床重心低、振動小運作平穩(wěn)、加工精度高、占

26、地面積大。</p><p>　　立式組合機床 特點：立式組合機床重心高、振動大、加工精度低、占地面積小。</p><p>　　方案比較：根據被加工工件和兩種組合機床的特點比較可知JM304變速箱箱體的結構為臥式長方體。通過以上的比較，考慮到臥式振動小，裝夾方便等因素，選用三面臥式組合機床。</p><p>　　2.1.4定位基準及夾壓點的選擇</p>

27、<p>　　組合機床是針對某種零件或零件某道工序設計的。正確選擇定位基準，是確保加工精度的重要條件，同時也有利于實現(xiàn)最大限度的集中工序。一般常采用一面兩孔定位和三面定位。本機床加工時采用的定位方式是三面定位，以底面為定位基準面，限制三個自由度；在左面用兩個圓柱定位銷，限制兩個自由度；后面再用一個圓柱銷限制剩下的一個自由度。 </p><p>　　2.2確定切削用量及選擇刀具</p>&l

28、t;p>　　2.2.1 刀具的選擇</p><p>　　根據工藝的要求及加工精度不同，組合機床采用的刀具一般有簡單刀具（標準刀具）、復合刀具及特種刀具。</p><p><b>　　選擇刀具的原則：</b></p><p>　　a）只要條件允許，為使工作可靠，結構簡單、刃磨容易，應盡量選擇標準刀具和簡單刀具。</p><

29、;p>　　b）為使工序集中或保證加工精度，可采用先后加工或同時加工兩個或兩個以上表面的復合刀具。</p><p>　　c）選擇刀具結構時，還須認真分析被加工零件材料特點。</p><p>　　根據工藝要求及加工精度的要求，查文獻[18]196頁表4-45，加工29個孔的刀具均采用標準錐柄麻花鉆。</p><p>　　刀具材料為高速鋼，標準號：GB/T 1438

30、-1985</p><p>　　2.2.2 切削用量的選擇</p><p>　　組合機床多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（毫米/分）應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設計成不同轉速和選擇不同的每轉進給量（毫米/轉）與其相適應，以滿足不同直徑工件的加工需要，文獻

31、[8]53頁，即</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：,,…,——各主軸轉速（r/min）；</p><p>　　,,…,——各主軸進給量（mm/r）；</p><p>　　——動力滑臺每分鐘進給量（mm/min）。</p><p>　　在選擇了轉速后就可以根

32、據公式</p><p><b>　　（2-2）</b></p><p>　　選擇合理的切削速度。</p><p>　　查文獻[2]第130頁表6-11</p><p>　　表2-1高速鋼鉆頭切削用量</p><p>　　根據上表合理選擇所需要的切削速度與進給量。</p><p&

33、gt;<b>　　A.左側面鉆孔</b></p><p>　　a) 鉆10個φ8.6孔</p><p><b>　　選擇，進給量選擇,</b></p><p>　　由公式（2-1）得，</p><p>　　由公式（2-2）得轉速: </p><p><b>　　b)

34、 鉆1個φ8孔</b></p><p><b>　　選擇，進給量選擇,</b></p><p>　　由公式（2-1）得，</p><p>　　由公式（2-2）得轉速：</p><p>　　c) 鉆1個φ27.8孔</p><p><b>　　選擇，進給量選擇,</b&g

35、t;</p><p>　　由公式（2-1）得，</p><p>　　由公式（2-2）得轉速：</p><p><b>　　B.右側面鉆孔</b></p><p>　　a) 鉆8個φ8.6孔</p><p><b>　　選擇，進給量選擇,</b></p><

36、p>　　由公式（2-1）得，</p><p>　　由公式（2-2）得轉速：</p><p><b>　　b) 鉆1個φ8孔</b></p><p><b>　　選擇，進給量選擇,</b></p><p>　　由公式（2-1）得，</p><p>　　由公式（2-2）得轉

37、速：</p><p><b>　　C.后側面鉆孔</b></p><p>　　a) 鉆8個φ8.6孔</p><p><b>　　選擇，進給量選擇,</b></p><p>　　由公式（2-1）得，</p><p>　　由公式（2-2）得轉速：</p><

38、p>　　b) 鉆1個φ12.3孔</p><p><b>　　選擇，進給量選擇,</b></p><p>　　由公式（2-1）得，</p><p>　　由公式（2-2）得轉速：</p><p>　　孔的編號見被加工零件工序圖JM304BCT01.0</p><p>　　2.2.3 計算切削力

39、、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度</p><p>　　根據選定的切削用量（主要指切削速度v及進給量f），確定進給力，作為選擇動力滑臺及設計夾具的依據；確定切削轉矩，用以確定主軸及其他傳動件（齒輪、傳動軸）的尺寸；確定切削功率，用作選擇主傳動電機（一般指動力箱電機）功率；確定刀具耐用度，用以驗證所選用量或刀具是否合理。</p><p>　　查文獻[1]134頁表6-20得公式：</p&

40、gt;<p>　　(2-3) (2-4)</p><p><b>　　(2-5)</b></p><

41、;p>　　式中，F(xiàn)表示軸向切削力（N），</p><p>　　T表示切削轉矩（N·㎜），</p><p>　　P表示切削功率（Kw），</p><p>　　v表示切削速度（m/min）,</p><p>　　f表示進給量（mm/r）,</p><p>　　D表示加工（或鉆頭）直徑（mm） </p&

42、gt;<p>　　HB表示布氏硬度，取=241,公式（1-6）中 </p><p><b>　　==227.33。</b></p><p>　　由公式(2-3)、(2-4)、(2-5)可得：</p><p><b>　　A.鉆左側面孔</b></p><p><b>　

43、　a）鉆φ8.6的孔</b></p><p>　　由公式（2-3）得：</p><p>　　由公式（2-4）得： </p><p>　　由公式（2-5）得： </p><p><b>　　b）鉆φ8的孔：</b></p><

44、p>　　由公式（2-3）得：</p><p>　　由公式（2-4）得： </p><p>　　由公式（2-5）得： </p><p>　　c）鉆φ27.8的孔：</p><p>　　由公式（2-3）得：</p><p>　　由公式（2-4）得：

45、 </p><p>　　由公式（2-5）得： </p><p><b>　　B.鉆右側面孔</b></p><p><b>　　a）鉆φ8.6的孔</b></p><p>　　由公式（2-3）得：</p><p>

46、　　由公式（2-4）得： </p><p>　　由公式（2-5）得： </p><p><b>　　b）鉆φ8的孔：</b></p><p>　　由公式（2-3）得：</p><p>　　由公式（2-4）得： </p><p&g

47、t;　　由公式（2-5）得： </p><p><b>　　C.后側面鉆孔</b></p><p><b>　　a）鉆φ8.6的孔</b></p><p>　　由公式（2-3）得：</p><p>　　由公式（2-4）得： </

48、p><p>　　由公式（2-5）得： </p><p>　　b）鉆φ12.3的孔</p><p>　　由公式（2-3）得：</p><p>　　由公式（2-4）得： </p><p>　　由公式（2-5）得：

49、 </p><p>　　總的切削功率：即求各面上所有軸的切削功率之和</p><p><b>　　左面</b></p><p><b>　　右面</b></p><p><b>　　后面</b></p><p>　　驗證選用量或刀具是否合理，刀具

50、耐用度至少大于4個小時，查機械加工工藝手冊公式</p><p><b>　　(2-6)</b></p><p><b>　　左側面刀具耐用度</b></p><p>　　a)鉆φ8.6的刀具耐用度：</p><p>　　b)鉆φ8的刀具耐用度：</p><p>　　c)鉆φ2

51、7.8的刀具耐用度：</p><p><b>　　右側面刀具耐用度</b></p><p>　　a)鉆φ8.6的刀具耐用度：</p><p>　　b)鉆φ8的刀具耐用度：</p><p><b>　　后側面刀具耐用度</b></p><p>　　a)鉆φ8.6的刀具耐用度：&

52、lt;/p><p>　　b)鉆φ12.3的刀具耐用度：</p><p>　　根據計算，刀具耐用度滿足要求。</p><p>　　2.2.4 確定主軸、尺寸、外伸尺寸</p><p>　　查文獻[2]43頁表3-4</p><p>　　d= (2-7)</p>

53、<p>　　式中：d——軸的直徑；</p><p>　　T——軸所傳遞的轉矩（N·M）；</p><p>　　B——系數(shù)（取B=6.2）。</p><p>　　a）左多軸箱：軸19-28 d=6.2×=14.3mm</p><p>　　軸29 d=6.2×=13

54、.5mm</p><p>　　軸30 d=6.2×=31.3mm</p><p>　　b）右多軸箱：軸1-4,6-9 d=6.2×=15.0mm</p><p>　　軸5 d=6.2×=14.3mm</p><p>　　c）后多軸箱：軸10-17

55、 d=6.2×=14.8mm</p><p>　　軸18 d=6.2×=18.9mm</p><p>　　考慮到安裝過程中軸的互換性等因素，除5軸、9軸、22軸、23軸、25軸、26軸、29軸由于靠離太近軸徑取為15㎜,30軸軸徑取為30㎜外，其余22根主軸軸徑均取為20㎜。</p><p>　　根據主軸類型

56、及初定的主軸軸徑，由參考文獻[5]第45頁表3-6可得到主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號。主軸軸徑d=15㎜時，主軸外伸尺寸為：,L=85㎜；接桿莫氏圓錐號為１。主軸軸徑d=20㎜時，主軸外伸尺寸為：,L=115㎜；接桿莫氏圓錐號為１。主軸軸徑d=30㎜時，主軸外伸尺寸為：D/ =32/20,L=115㎜；接桿莫氏圓錐號為2。</p><p>　　2.2.5 選擇接桿</p><p>　　在鉆

57、、擴、鉸孔及倒角等加工小孔時，通常都采用接桿（剛性接桿）。因為主軸箱各主軸的外伸長度和刀具均為定值，為保證主軸箱上各刀具能同時到達加工終了位置，須采用軸向可調整的接桿來協(xié)調各軸的軸向長度，以滿足同時加工完成孔的要求。</p><p>　　查文獻[2]171頁表8-2：</p><p>　　表2-2 特長可調接桿尺寸</p><p>　　表2-3 夾緊螺母型式及尺寸&

58、lt;/p><p>　　2.2.6 動力部件工作循環(huán)及行程的確定</p><p>　　a）工作進給長度的確定</p><p>　　工作進給長度，應等于加工部件的長度L(多軸加工時按最長孔計算)與刀具切入長度和切出長度之和。切入長度一般為5～10mm，根據工件端面的誤差情況確定，鉆孔時切出長度查文獻[1]46頁表3-7：</p><p>　　+（3

59、～8） （注：d為鉆頭直徑） （2-8）</p><p>　　適用復合刀具的時候，應根據具體情況來選定，具體如下：</p><p>　　左側工進長度：19+9=28mm 右側工進長度：22+6=28mm 后側工進長度：22+6=28mm</p><p>　　b）快速引進長度的確定</p><p>　　快速引進是

60、指動力部件把刀具送到工作進給的位置，其長度按具體情況確定。在左動力頭工作循環(huán)中，快速進給行程為152mm，在右動力頭工作循環(huán)中，快速進給行程為152mm，在后動力頭工作循環(huán)中，快速進給行程為152mm。</p><p>　　3)快速退回長度的確定</p><p>　　快速退回的長度等于快速引進和工作進給長度之和。一般在固定式夾具鉆孔的機床上，動力部件快速退回的行程，只要把所有刀具都退至導套

61、內，不影響工作的裝卸就行了。左、右、后側快速退回長度為180mm。</p><p>　　4）動力部件總行程的確定</p><p>　　動力部件的總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀具磨損或補償制造、安裝誤差，動力部件能夠向前調節(jié)的距離（此距離不小于15-20mm）和刀具裝卸以及刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出時，動力部件需后退的距離。因此，動力部件的總行程

62、為快退行程與前后備量之和。在本機床的動力部件循環(huán)中：前備量選30mm，后備量選40mm。</p><p>　　2.3 通用部件的選擇</p><p>　　2.3.1 選用滑臺型式</p><p>　　滑臺型式一般分為液壓滑臺和機械滑臺，液壓滑臺與機械滑臺由于采用的傳動裝置不同，因而在性能、使用及維修等方面各有特點。目前，這兩種滑臺都得到廣泛的應用。</p>

63、;<p>　　根據文獻[2]18頁表2-4，它們的優(yōu)缺點比較如下：</p><p>　　表2-4 液壓滑臺與機械滑臺的優(yōu)缺點</p><p>　　經比較，本組合機床選用液壓滑臺。</p><p>　　2.3.2 選機械滑臺的型號</p><p>　　每種規(guī)格的動力滑臺有其最大進給力F進的限制。根據選定的切削用量計算得到的單根主軸

64、的進給力，按文獻[4]第62頁公</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中，—各主軸所需的 向切削力，單位為N。</p><p><b>　　左主軸箱 </b></p><p><b>　　== </b></p><p>

65、<b>　　右主軸箱 </b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　后主軸箱</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　實際上,為克服滑臺移動引起的摩擦阻力，動力滑臺的進給力應大于。又考慮到所需

66、的最小進給速度、切削功率、行程、主軸箱輪廓尺寸等因素，為了保證工作的穩(wěn)定性，再查看文獻[1] 91頁表5-1得F=20000N，所以選擇液壓滑臺的型號為：1HY40；選擇的行程為：400mm；臺面寬度：400mm；臺面長度：800mm；滑臺與滑座總高：320mm；滑座長：1240mm；快速行程速度8m/min，工進速度12.5～500mm/min，允許最大進給力。</p><p>　　2.3.3 選動力箱型號&l

67、t;/p><p>　　根據各刀具主軸的切削用量，計算出切削功率，再算出總切削功率，再考慮到多軸箱的傳動效率，計算出消耗于多軸箱上的切削功率，這是作為選擇組合機床主傳動用動力箱型號規(guī)格的依據。計算結果如下：</p><p><b>　　=2.905Kw</b></p><p><b>　　=1.715Kw</b></p&g

68、t;<p><b>　　=1.800Kw</b></p><p>　　查文獻[1]62頁多軸箱所需功率按下列公式計算：</p><p>　　= + + （2-10）</p><p>　　所以得出多軸箱的驅動功率如下：</p><p>　　=2.905+0.0

69、26×16+0.042+0.018=2.3282Kw</p><p>　　=1.1225+0.026×9+0.046+0.0112=1.4137Kw</p><p>　　=1.5779+0.026×5+0.046×6+0.0158=1.9997Kw</p><p>　　為了方便起見，使三邊的動力箱的型號一致，所以選了功率比較大

70、的作為選擇動力箱的依據，所以根據文獻[1]114頁表5-39</p><p>　　表2-5 動力箱及電動機型號表</p><p>　　根據所選的機械滑臺由參考文獻[5]第98頁查表選擇的滑臺側底座的型號為1CC321M，其高度H=560㎜，寬度B=520㎜，長度L=1180㎜。</p><p>　　2.3.4確定機床裝料高度</p><p>

71、　　裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離。再現(xiàn)階段，設計組合機床時，裝料高度可視具體情況在H＝850～1060毫米之間選取。選取裝料高度H應考慮的主要因素是，應與車間里運送工件的滾道高度相適應，工件最低孔位置，主軸箱最低主軸高度和所選通用部件、中間底座、夾具等高度尺寸的限制，綜合上述因素，裝料高度H＝990mm。</p><p><b>　　確定夾具輪廓尺寸</b></p>

72、;<p>　　主要確定夾具底座的長、寬、高尺寸。工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具底座輪廓尺寸的基本依據。具體要考慮布置工件的定位、限位、夾緊機構、刀具導向裝置以及夾具底座排屑和安裝等方面的空間和面積需要。</p><p>　　加工示意圖中已確定了一個或幾個加工方向的工件與導向間距離以及導向套的尺寸。寬度尺寸可據導向分布尺寸及工件限位元件安置需要確定。夾具底座的高度尺寸，一方面要保證其足夠的剛度，同時要

73、考慮機床的裝料高度、中間底座的剛度、排屑的方便性和便于設置定位、夾緊機構。一般不小于240mm。故初步確定夾具底座輪廓尺寸700mm×400mm×450mm。</p><p>　　2.3.5確定中間底座尺寸</p><p>　　中間底座的輪廓尺寸，在長、寬、高方向應滿足夾具的安裝需要。它在加工方向的尺寸，實際已由加工示意圖所確定。根據選定的動力箱、滑臺、側底座等標準的位

74、置關系，并考慮滑臺的前備量，通過尺寸鏈就可以計算確定中間底座加工方向的尺寸為780mm。</p><p>　　確定中間底座的高度方向尺寸時，應注意機床的剛性要求，冷卻排屑系統(tǒng)要求以及側底座連接尺寸要求。裝料高度和夾具底座高度確定后，中間底座高度就已確定。中間底座尺寸為780×450×500</p><p>　　E.確定主軸箱輪廓尺寸</p><p&g

75、t;　　主要需確定的尺寸是主軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度h1。主軸箱寬度B、高度H的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關，可按下式計算：</p><p>　　B=b+2 （2-11）</p><p>　　H=h++ （2-12）</p><p>　　

76、式中， 表示工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離（㎜）；</p><p>　　表示最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（㎜）；</p><p>　　表示工件在高度方向相距最遠的兩孔距離（㎜）；</p><p>　　表示最低主軸高度（㎜）。</p><p>　　其中，還與工件最低孔位置（=60㎜）、機床裝料高度（H=1000㎜）、滑臺滑座總高（=320㎜

77、）、側底座高度（=560㎜）、滑座與側底座之間的調整墊高度（=5㎜）等尺寸有關。對于臥式組合機床，要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦＞85～140㎜</p><p><b>　　本組合機床按式</b></p><p>　　=+H-(0.5+++) （2-13）</p><p><b&

78、gt;　　計算，得：</b></p><p><b>　　=60(㎜)。</b></p><p>　　b=395㎜,h=156㎜,取=100㎜，則求出主軸箱輪廓尺寸：</p><p>　　B=b+2=180+2×137=454(㎜)</p><p>　　H=h++=220+60+100=380(㎜)

79、</p><p>　　根據上述計算值,按主軸箱輪廓尺寸系列標準，最后確定主軸箱輪廓尺寸為</p><p>　　B×H=500㎜×500㎜。</p><p>　　繪制的機床總圖要包含的內容：表明機床的配置形式和布局；完整的反映各部件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各滑臺工作循環(huán)的工作行程和前后行程變量尺寸

80、；標注主要部件規(guī)格代號和電動機的型號、功率及轉速，并標出機床分組號，全部組件應包括機床全部通用及專用零部件。</p><p>　　根據計算的動力部件、機床裝料高度、夾具輪廓尺寸、中間底座尺寸以及多軸箱的輪廓尺寸繪制機床尺寸聯(lián)系總圖，見附圖BJ10CT01.2。</p><p><b>　　2.4機床分組</b></p><p>　　a) 夾具（

81、第20組）夾具用以裝夾工件，實現(xiàn)被加工零件的準確定位、夾壓、刀具的導向等，夾具是主要的專用部件之一。</p><p>　　b) 多軸箱（第70組有多軸箱和第71組左多軸箱）多軸箱中有和被加工零件孔位和數(shù)量一致的主軸。它也是主要的專用部件。它的功用是把動力箱的旋轉運動傳給各主軸，再經接桿傳給刀具。</p><p>　　c) 傳動裝置 （第40組）傳動裝置包括1TD32型動力箱和1HY32型液

82、壓滑臺。它們都是組合機床的主要通用部件。動力箱用于把電動機的動力和運動傳給多軸箱。液壓滑臺用以實現(xiàn)刀具的工作循環(huán)。</p><p>　　d）底座（第10組中間底座和第11組側底座）底座是機床的支承部件，其中1CC32型側底座是機床的主要通用部件。</p><p>　　此外，組合機床還有電氣設備（第30組），刀具和工具（第60組和61組），液壓傳動裝置（第50組），潤滑裝置（第80組），擋鐵

83、（第90組）等。液壓滑臺的工作循環(huán)，就是通過擋鐵、液壓元件的控制實現(xiàn)的。</p><p>　　2.5機床生產率計算卡</p><p>　　機床生產率計算卡反映了實際生產率、切削用量、動作時間、負荷率等技術參數(shù)。工作行程為30；機動時間加緊1.5。 </p><p><b>　　a）理想生產率計算</b></p><p>

84、　　理想生產率(單位為件/)是指完成年生產綱領N(包括備品及廢品率在內)所要求的機床生產率。它與全年工時總數(shù)有關，一般情況下，單班制取2350,兩班制取4700，N取50000件。則</p><p><b>　?。?-14） </b></p><p>　　=50000/2350=21.3件/</p><p><b>　　b)生產率計算

85、 </b></p><p>　　實際生產率(件/h)指所設計的機床每小時實際可以生產的零件數(shù)量。即：</p><p><b>　　（2-15）</b></p><p>　　式中： ——生產一個零件所需時間（min），可按下式計算：</p><p><b>　?。?-16）</b><

86、;/p><p>　　式中：——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進給行程長度,單位為;</p><p>　　——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進給量，單位為；</p><p>　　——滑臺在死擋鐵上的停留時間，通常指刀具在加工終了時無進給狀</p><p>　　下旋轉5～10轉所需時間，單位為min;</p><p>　　——分別為動力部

87、件快進、快退行程長度，單位為;</p><p>　　——動力部件快速行程速度。液壓動力部件取3～10米/分；</p><p>　　——直線移動或回轉工作臺進行一次工位轉換的時間，一般可取0.1分；</p><p>　　——工件裝、卸（包括定位、夾壓及清除鐵屑等）時間，它取決于裝卸自動化程度、工件重量大小、裝卸是否方便及工人熟練程度。通常取0.5～1.5min 。&l

88、t;/p><p><b>　　單件時間：</b></p><p><b>　　=2.3min</b></p><p><b>　　c）實際生產率：</b></p><p><b>　　d)負荷率計算</b></p><p>　　=81%

89、 </p><p>　　e)生產率計算卡如下表</p><p>　　表2-6 生產率計算卡</p><p><b>　　3組合機床夾具設計</b></p><p>　　3.1 夾具設計的基本要求和步驟</p><p

90、>　　3.1.1 夾具設計的基本要求</p><p>　　a） 提高生產率、降低成本</p><p>　　夾具設計方案應與生產綱領相適應。在大批量生產時，為了縮短輔助時間，提高生產率，盡量采用快速、高效的結構和自動控制裝置；在批量生產和滿足夾具功能的前提下，盡量使夾具結構簡單，容易制造，以降低夾具的制造成本。</p><p>　　b） 保證工件的加工精度 &l

91、t;/p><p>　　夾具設計的最基本要求是保證工件的加工精度。關鍵是確定定位方案、夾緊方案，和合理地設計夾具的尺寸、公差和技術要求，必要時應進行誤差的分析和計算。</p><p><b>　　c） 便于排屑</b></p><p>　　夾具的排屑是一個很重要的問題，切屑積集在夾具中，會破壞工件正確的定位；切屑帶來的大量熱量會引起夾具和工件的熱變形

92、，影響加工質量；切屑的的清掃又會增加輔助時間，降低生產率。切屑積集嚴重時，還會造成設備事故或工傷事故。因此，在夾具設計時排屑問題必須給予充分的注意。</p><p>　　d） 操作方便、省力和安全</p><p>　　夾具的操作要盡量做到方便、省力，盡可能采用氣動、液壓及其他機械化夾緊裝置、以減輕工人的勞動強度，控制好夾緊力。夾具操作位置應符合操作工人的習慣，應有安全保護裝置，確保使用安全

93、。</p><p>　　e）有良好的結構工藝性</p><p>　　夾具的結構應簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維修，盡可能多選用標準部件和標準元件。</p><p>　　夾具設計通常可以在參閱有關資料的情況下，按加工要求設計方案，繪制圖樣，經修改確定夾具的結構。</p><p>　　3.1.2 夾具設計的步驟</p><

94、;p><b>　　a）設計前的準備</b></p><p>　　首先分析產品零件圖、裝配圖、零件結構特點、材料及技術要求；其次分析零件的加工工藝規(guī)程，及對任務書所提出的要求進行可行性研究；了解所用機床的規(guī)格、性能、精度以及與夾具連接部分結構的聯(lián)系尺寸；了解所用絲錐、量具的規(guī)格；了解零件的生產綱領及生產組織等有關問題；收集有關設計資料。</p><p><b

95、>　　b）方案設計</b></p><p>　　在分析各種原始資料的基礎上，確定夾具的類型、定位方式、夾緊方式、導向方案 、連接方式和夾具的結構形式。繪制方案設計圖，進行工序精度分析，對動力夾緊裝置進行夾緊力的計算。</p><p><b>　　c）審核</b></p><p>　　檢查夾具的各項功能是否符合設計要求。<

96、/p><p><b>　　d）總體設計</b></p><p>　　根據所定方案繪制夾具裝配圖，注明各種元件的裝配關系。</p><p><b>　　e）夾具零件的設計</b></p><p>　　合理選擇材料，標注尺寸、公差和技術要求。</p><p>　　f）夾具的裝配、調試

97、和驗證</p><p>　　3.2 定位方案的確定</p><p>　　3.2.1 零件的工藝性分析</p><p>　　JM304變速箱箱體材料為HT250，其硬度為212～285HBS，在本工序之前柴油機汽缸體四個主要表面已加工完畢。</p><p>　　本工序加工以下面的孔：</p><p>　　左側面：鉆10個

98、φ8.6螺紋底孔，深24；鉆1個φ8的螺紋底孔，深24；鉆1個φ27.8的螺紋底孔，深24。</p><p>　　右側面：鉆8個φ8.6的螺紋底孔，深24；鉆1個φ8的螺紋底孔，深24。</p><p>　　后側面：鉆8個φ8.6的螺紋底孔，深24；鉆1個φ12.3的螺紋底孔，深24。 </p><p>　　孔口倒角1×45°。</

99、p><p>　　3.2.2 定位方案論證</p><p>　　箱體零件的定位方案一般有兩種，“ 一面兩孔”和“三平面”定位方法。下面比較兩者的特點： </p><p>　　a.“一面兩孔”的定位方法 可以簡便地消除工件的六個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位，同時加工零件五個表面的可能，能高度集中工序?！耙幻鎯煽住笨勺鳛榱慵拇旨庸さ骄庸と抗ば虻亩ㄎ换鶞?，使零件整個工

100、藝過程基準統(tǒng)一，從而減少由基準轉換帶來的累積誤差，有利于保證零件的加工精度。同時，使機床各個工序（工位）的許多部件實現(xiàn)通用化，有利于縮短設計、制造周期，降低成本。 易于實現(xiàn)自動化定位、夾緊，并有利于防止切削落于定位基面上。</p><p>　　b.“三平面”定位方法 可以簡便地消除工件的六個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。方便簡單，能高度集中工序。如圖3-1-1和圖3-1-2：</p><p

101、>　　圖3-1 限制2個自由度 </p><p>　　圖3-2限制4個自由度</p><p>　　該定位方案的分析：被加工零件為JM304B變速箱箱體屬箱體類零件，工件形狀規(guī)則，本工序加工為三面同時鉆孔，加工工序集中，采用“三平面”定位方法，能夠保證工件的鉆孔的位置精度要求，同時便于工件裝夾，又有利于夾具的設計與制造。 &l

102、t;/p><p>　　該方案定位原理：選底面為定位基準面，用定位塊與底面接觸，限制了三個自由度，后面用一圓形定位銷定位，左側面使用擋銷，右側使用氣缸進行輔助定位，通過這樣完全限制了六個自由度，達到了定位要求。 </p><p><b>　　3.2.3導向裝置</b></p><p>　　導向裝置的作用在于保證刀具對于工件的正確位置；保證各刀具相互間

103、的正確位置和提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。</p><p>　　JM304B變速箱箱體鉆孔組合機床的導向裝置設計在夾具支架上的，由于是大批生產，所以采用可換式導套，是絲錐在導套內工作的。</p><p>　　JM304B變速箱箱體鉆孔孔組合機床鉆孔的三個端面時是在精密的導套中進行的，因此要求較高的位置精度，通?？蛇_±0.01，而且應與導套盡量接近與加工表面，力求選用較高的精度和較緊的配

104、合。導套結構如圖3-2所示</p><p>　　圖3-3 導套結構圖</p><p>　　導套的尺寸可查文獻[2]第275頁的表8-4： </p><p>　　a.對于鉆直徑8.6的孔，選擇的導套尺寸為：</p><p><b>　　，，，。</b></p><p><b>

105、;　　配合尺寸為：</b></p><p><b>　　, </b></p><p><b>　　配用的螺釘M6</b></p><p>　　b.對于鉆直徑8的孔，選擇的導套尺寸為：</p><p><b>　　，，，。</b></p><p&g

106、t;<b>　　配合尺寸為：</b></p><p><b>　　, </b></p><p><b>　　配用的螺釘M6</b></p><p>　　c.對于鉆直徑27.8的孔，選擇的導套尺寸為：</p><p><b>　　,,，。 </b></

107、p><p><b>　　配合尺寸為：</b></p><p><b>　　, </b></p><p><b>　　配用的螺釘M10</b></p><p>　　d.對于鉆直徑12.3的孔，選擇的導套尺寸為：</p><p><b>　　,,，。

108、</b></p><p><b>　　配用的螺釘M8</b></p><p>　　3.3 夾緊方案的確定</p><p>　　3.3.1 夾緊裝置的確定</p><p><b>　　a．夾緊裝置的組成</b></p><p>　　本設計中夾緊裝置采用氣壓夾緊裝置，

109、由氣壓裝置、夾緊元件兩部分組成。其組成部分的相互關系，如圖3-3的方框圖所示：</p><p>　　圖3-4 夾緊裝置組成的方框圖</p><p>　　b．夾緊裝置設計的基本要求</p><p>　　a）夾緊過程中，不改變工件定位后占據的正確位置。</p><p>　　b）夾緊力的大小要可靠和適當，既要保證工件在整個加工過程中位置穩(wěn)定不變，

110、振動小，又要使工件不產生于過大的夾緊變形。</p><p>　　c）夾緊裝置的自動化和復雜程度應與生產綱領相</p><p>　　適應，在保證生產率的前提下，其結構要力求簡單，以便于制造和維修。</p><p>　　d）夾緊裝置的操作應當方便、安全、省力。</p><p><b>　　c．夾緊裝置的選擇</b></

111、p><p>　　通常應用的夾緊裝置有機械裝置和液壓裝置兩種，各有其優(yōu)越性，要根據實際情況來選擇用哪種裝置。</p><p>　　通過對以上兩種夾緊裝置優(yōu)缺點的比較，結合加工工件的精度要求、工人的勞動強度和環(huán)境要求、企業(yè)的實際情況，本設計中夾緊裝置采用氣壓夾緊裝置。</p><p>　　3.3.2 夾緊方案論證</p><p>　　夾緊力確定的基本

112、原則</p><p><b>　　a．夾緊力的方向</b></p><p>　　a)夾緊力的方向應有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應朝向主要定位基面。</p><p>　　b)夾緊力的方向應有利于減小夾緊力。</p><p>　　c)夾緊力的方向應是工件剛度較高的方向。</p><p><b>

113、;　　b．夾緊力的作用點</b></p><p>　　a)夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內。</p><p>　　b)夾緊力的作用點應選在工件剛度較高的部位。</p><p>　　c)夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面。</p><p>　　以下是兩個夾緊方案：</p><p>　　方案一：采用槽型壓

114、塊夾壓工件的正面，壓板壓于工件的側面，利用摩檫力夾緊工件。</p><p>　　方案二：采用機械夾緊裝置安裝于夾具右側，壓板壓于工件的側面，利用摩擦力夾緊工件。</p><p>　　在方案二中，機械夾緊裝置安裝在右側，不利于工件的安裝。由于工件形狀的輪廓的限制，故采用壓板壓住工件的側面，壓塊壓住工件的正面。因此，方案一最為合適，它也是一種常用的夾壓方式，簡單可靠。</p>&

115、lt;p>　　3.3.3 夾緊力的確定</p><p><b>　　夾緊力的預算：</b></p><p>　　根據工件所受切削力、夾緊力的作用情況，找出加工過程中對夾緊最不利的狀態(tài)，來確定夾緊力。</p><p>　　根據文獻[4]的187頁查得夾緊力Q的計算公式如下</p><p><b>　　（3-

116、1）</b></p><p>　　式中 ——安全系數(shù)；</p><p><b>　　——切削力；</b></p><p>　　——壓板和工件表面間的摩擦系數(shù)；</p><p>　　——工件和定位支承塊間的摩擦系數(shù)。</p><p>　　根據文獻[4]的187頁的表2.2-1查得安全系

117、數(shù)按下式計算</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中，~為各種因素的安全系數(shù)，</p><p>　　——考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù)，取=1.1；</p><p><b>　　——加工性質，?。?lt;/b></p><p>　　——

118、刀具鈍化程度，取=1.1；</p><p>　　——切削特點，取=1.0</p><p>　　——夾緊力的穩(wěn)定性，??；</p><p>　　——夾緊時的位置 ，取；</p><p>　　——僅有力矩使工件回轉時工件與支承面的接觸情況，取=1.0。</p><p>　　查文獻[5]表3-34摩擦系數(shù)，均為0.3。<

119、/p><p>　　由于，左動力箱快進距離較左動力箱短，因此，先進入工進階段。左動力箱的鉆削力方向指向夾具體左面的定位面，鉆削力不影響工件定位。當右動力箱也進入工進時，兩方向的鉆削力相互抵消一部分，右動力箱鉆削力稍大，還有后動力箱鉆削力無法抵消，因此，夾緊力需要消除這些鉆削力。</p><p>　　根據2.3.2節(jié)切削力的計算結果，取F后=10475.7N，由公式得：

120、 </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=21236.0N</b></p><p><b>　　3.4 誤差分析</b></p><p>　　一批工件依次在夾具中進行定位時，由于工序基準的尺寸變動對加工表面尺寸所造成的極限值之差稱為定

121、位誤差。產生定位誤差的原因是工序基準與定位基準不相重合或工序基準自身在位置上發(fā)生偏移或位移所引起的。</p><p>　　a)影響加工精度的因素</p><p>　　用夾具裝夾工件進行機械加工時，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多，與夾具有關的因素有：定位誤差、對刀誤差、夾具在機床上的安裝誤差和夾具誤差，在機械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差。上述各項誤差均導

122、致刀具相對工件的位置不精確而形成總的加工誤差。</p><p><b>　　A. 定位誤差 </b></p><p>　　工件的定位誤差是基準位移誤差與基準不重合誤差的合成。</p><p>　　a.基準位移誤差 </p><p>　　由于定位元件和工件的制造誤差而引起的定位基準在加工尺寸方向上的最大位置變動范圍就稱為

123、基準位移誤差，用表示。</p><p>　　b.基準不重合誤差 </p><p>　　由于工序基準和定位基準不重合而產生的工序基準相對于定位基準在加工尺寸方向上的最大位置變動范圍，稱為基準不重合誤差,用表示。</p><p>　　由參考文獻[2]第148頁查表1.7-1</p><p>　　B.對刀和導向誤差 </p>&

124、lt;p>　　夾具上的對刀或導向裝置對定位元件的位置不準確，將導致加工表面的位置發(fā)生變化，由此而造成的加工尺寸誤差稱為對刀或誤差。</p><p>　　本工序中麻花鉆是采用鉆套進行導向，鉆孔時導向誤差計算公式由參考文獻[2]第155頁查表1.7-8為：</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　式中，表示鉆模上固

125、定襯套中心位置尺寸L的偏差（普通鉆模取0.05mm,高精度鉆模取0.02mm）;</p><p>　　D表示工件定位孔最大直徑；</p><p>　　表示鉆模板定位凸臺最小直徑；</p><p>　　d表示可換鉆套內孔最大直徑；</p><p><b>　　表示鉆頭最小直徑；</b></p><p&g

126、t;　　表示可換鉆套外徑的最小直徑；</p><p>　　表示固定襯套內孔的最大直徑；</p><p><b>　　b表示鉆孔深度；</b></p><p>　　l表示可換鉆套的導向長度；</p><p>　　h表示鉆套與工件之間的距離；</p><p>　　e表示可換鉆套內外徑軸線的偏心量；&l