機(jī)械畢業(yè)設(shè)計（論文）-y形支架雙面鉆機(jī)床總體設(shè)計和夾具設(shè)計【全套圖紙】

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 前言1</b></p><p>　　2 組合機(jī)床總體設(shè)計3</p><p>　　2.1 總體方案論證3</p><p>　　2.1.1 工藝方案的制定3</p><p>　　2.1.

2、2 確定機(jī)床的配置模式3</p><p>　　2.1.3 滑臺型式的選擇3</p><p>　　2.1.4 定位方式的選擇3</p><p>　　2.2 組合機(jī)床切削用量的選擇4</p><p>　　2.2.1 切削用量的選擇4</p><p>　　2.2.2 切削功率，切削力以及轉(zhuǎn)矩的選擇4</p&

3、gt;<p>　　2.2.3 刀具的選擇5</p><p>　　2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計—三圖一卡5</p><p>　　2.3.1 被加工零件工序圖5</p><p>　　2.3.2 加工示意圖5</p><p>　　2.3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖6</p><p>　　2.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計

4、算卡8</p><p>　　3機(jī)床的夾具設(shè)計10</p><p>　　3.1 定位和夾緊的方案確定10</p><p>　　3.2 定位元件和夾緊元件的設(shè)計計算11</p><p>　　3.2.1 定位元件的確定11</p><p>　　3.2.2 夾緊機(jī)構(gòu)的確定12</p><p>

5、;　　3.2.3 夾緊力的計算12</p><p>　　3.3 誤差分析計算13</p><p>　　3.3.1 定位誤差ΔD13</p><p>　　3.3.2 對刀誤差ΔT13</p><p>　　3.3.3 夾具位置誤差ΔA14</p><p>　　3.3.4 夾具誤差ΔE14</p>

6、<p>　　3.3.5 加工方法誤差ΔG14</p><p>　　3.3.6 保證加工精度15</p><p>　　3.4 夾具體的確定16</p><p><b>　　4 結(jié)論17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b></p><p>

7、;<b>　　致謝19</b></p><p><b>　　附錄20</b></p><p>　　“Y”形支架雙面鉆機(jī)床總體設(shè)計和夾具設(shè)計</p><p>　　摘要：“Y”形支架雙面鉆機(jī)床用于加工支架的鉆削組合機(jī)床。主要鉆削加工支架相互垂直的兩個面上的18-φ17和8-φ17孔。由于該零件形狀獨(dú)特，因此對工件的定位和夾

8、緊比較困難。本設(shè)計是在完成組合機(jī)床總體設(shè)計的基礎(chǔ)上，完成工件夾具的設(shè)計。首先針對被加工零件的特點(diǎn)，查閱了大量相關(guān)的資料，然后進(jìn)行了組合機(jī)床的總體設(shè)計，繪制了被加工零件的工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了夾具的設(shè)計，確定了定位及夾緊方案，繪制了夾具裝配圖及其零件圖，進(jìn)行了夾具夾緊力的計算及誤差分析。該機(jī)床大量采用通用件，降低了制造成本，且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，便于維修和調(diào)整，能滿足加工要

9、求，保證加工精度。其優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，無漏油現(xiàn)象；同時，安裝、調(diào)試與運(yùn)輸也都比較方便；而且，機(jī)床重心較低，有利于減小振動。其缺點(diǎn)是削弱了床身的剛性，占地面積大。</p><p>　　關(guān)鍵詞：主軸箱；組合機(jī)床；夾具</p><p>　　全套圖紙，加153893706</p><p>　　The overall and jig for the bracket o

10、f Design of Two-side Drilling machine</p><p>　　Abstract: The two-side drilling modular machine manufactures the bracket mainly. The machine makes 26 holes with dills and the drilled diameter is 17mm. The sha

11、pe of workpiece is particular, so orientation and fixation is difficult. The task is the overall and jig for the bracket of design of two-side drilling machine, in a sufficient analysis of the characteristics of the work

12、piece , and readed a lot of books, and then I begins to work. The assembly diagram of the headstock was drawn. The drawi</p><p>　　Keywords：Modular machine tool; Headstock; Jig.</p><p><b>　

13、　1 前言</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計的是臥式支架雙面鉆孔組合機(jī)床，課題來源于江蘇高精機(jī)電裝備有限公司。被加工零件是Y型支架，材料為QT600-3-GB1348,硬度為HB266-302，生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量，主要加工需完成：鉆削18-φ17和8-φ17孔。為保證對支架孔的鉆削加工，需設(shè)計一臺雙面臥式鉆削組合機(jī)床。在完成組合機(jī)床總體設(shè)計的基礎(chǔ)上，主要完成工件夾具的設(shè)計。</p>

14、<p>　　機(jī)床必須保證零件的加工要求及其精度要求。保證機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，便于維修，調(diào)整。采用標(biāo)準(zhǔn)件制造機(jī)床，降低生產(chǎn)成本。</p><p>　　在機(jī)械制造中，對于單件或小批量生產(chǎn)的工件，許多工廠采用通用機(jī)床進(jìn)行加工。由于通用機(jī)床要適應(yīng)被加工零件形狀和尺寸的需要，故機(jī)床結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜。不僅如此，在實(shí)際生產(chǎn)加工中，由于只能單人單機(jī)操作，一道一道工序地完成，所以工人的勞動強(qiáng)度大

15、、生產(chǎn)效率低，工件的加工質(zhì)量也不穩(wěn)定。</p><p>　　組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機(jī)床，兼有萬能機(jī)床和專用機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)。組合機(jī)床

16、一般可完成的工藝范圍有：銑平面、刮平面、車端面、車錐面、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、倒角、切槽以及加工螺紋、滾壓、拉削、磨削、拋光等工序。二十世紀(jì)70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá)0.05毫米／1000毫米，表面粗糙度可低達(dá)2.5～0.63微米；鏜孔精度可達(dá)IT7～I(xiàn)T6級，孔距精度可達(dá)0.03～0.02微米。</p><p

17、>　　組合機(jī)床的設(shè)計，目前基本上有兩種情況：其一，是根據(jù)加工對象的具體情況進(jìn)行專門設(shè)計，這是當(dāng)前最普遍的做法。其二，隨著組合機(jī)床在我國機(jī)械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結(jié)自己生產(chǎn)和使用組合機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)組合機(jī)床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計成通用部件，而且一些行業(yè)在完成一定工藝范圍內(nèi)組合機(jī)床是極其相似的，有可能設(shè)計為通用機(jī)床，這種機(jī)床稱為“專能組合機(jī)床”。這種組合機(jī)床就不需要每次按具體加工對象進(jìn)行專門設(shè)計和生產(chǎn)，而是可以設(shè)計成通

18、用品種，組織成批生產(chǎn)，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(shè)備。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計是根據(jù)指定的加工對象的具體情況進(jìn)行專門設(shè)計，主要完成組合機(jī)床的總體設(shè)計及夾具部分的設(shè)計。在進(jìn)行設(shè)計之前，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工部位及其精度、表面粗糙度、技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)。然后進(jìn)行深入的現(xiàn)場調(diào)查，分析零件的加工工藝方法，定位和夾緊方式

19、，所采用的設(shè)備、刀具及切削用量，生產(chǎn)率情況及工作條件等方面的現(xiàn)行工藝資料?？傮w方案設(shè)計的具體工作是編制“三圖一卡”，即繪制被加工零件圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計算卡。</p><p>　　此次在組合機(jī)床的設(shè)計過程中，為了使其性能更優(yōu)良、更可靠，提高其加工效率，經(jīng)常和指導(dǎo)老師對設(shè)計中出現(xiàn)的問題進(jìn)行討論，研究組合機(jī)床通用部件的選擇，進(jìn)行其加工精度的分析和驗(yàn)算，同時分析其強(qiáng)度是否符合加工要求，最大限度的

20、延長其使用壽命。使設(shè)計出來的組合機(jī)床結(jié)構(gòu)合理、操作方便、更符合用戶的要求。</p><p>　　2 組合機(jī)床總體設(shè)計</p><p>　　2.1 總體方案論證</p><p>　　課題來源于江蘇高精機(jī)電裝備有限公司。為保證對支架26個孔的鉆削加工，需設(shè)計一臺雙面臥式鉆削組合機(jī)床。在完成組合機(jī)床總體設(shè)計的基礎(chǔ)上，主要完成工件夾具的設(shè)計。</p><

21、p>　　2.1.1 工藝方案的制定</p><p>　　此次設(shè)計的組合機(jī)床是用于加工支架的鉆削組合機(jī)床，其工藝方案為鉆孔，其具體的加工工藝如下:</p><p>　　1、鉆8－Φ17孔（深28）， 前面；</p><p>　　2、鉆18－Φ17孔（深20），左側(cè)面；</p><p>　　2.1.2 確定機(jī)床的配置模式</p>

22、<p>　　機(jī)床的配置型式主要有臥式和立式兩種。臥式組合機(jī)床床身由滑座、側(cè)底座及中間底座組合而成。其優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，無漏油現(xiàn)象；同時，安裝、調(diào)試與運(yùn)輸也都比較方便；而且，機(jī)床重心較低，有利于減小振動。其缺點(diǎn)是削弱了床身的剛性，占地面積大。立式組合機(jī)床床身由滑座、立柱及立柱底座組成。其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，自由度大，操作方便。其缺點(diǎn)是機(jī)床重心高，振動大。</p><p>　　考慮到此零件要求雙面

23、加工,同時為了安裝方便，也減輕了工人的勞動強(qiáng)度以及機(jī)床運(yùn)行的平穩(wěn)性等，選用臥式組合機(jī)床。</p><p>　　2.1.3 滑臺型式的選擇</p><p>　　液壓滑臺具有如下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　a．在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量可以無級調(diào)速。</p><p>　　b．可以獲得較大的進(jìn)給力。</p><p>　　c．由于

24、液壓驅(qū)動，零件磨損小，使用壽命長。</p><p>　　d．工藝上要求多次進(jìn)給時，通過液壓換向閥，很容易實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　e．過載保護(hù)簡單可靠。</p><p>　　f．由行程調(diào)速閥來控制滑臺的快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠。</p><p>　　而機(jī)械滑臺只能有級變速，變速比較麻煩；一般沒有可靠的過載保護(hù)；快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時，轉(zhuǎn)換位

25、置精度較低。故采用液壓滑臺。</p><p>　　2.1.4 定位方式的選擇</p><p>　　組合機(jī)床是針對某種零件或零件某道工序設(shè)計的，正確選擇定位基準(zhǔn)，是確保加工精度的重要條件，同時也有利于實(shí)現(xiàn)最大限度的工序集中。本機(jī)床加工時采用定位塊和支撐釘進(jìn)行定位，采用“三面定位”的方法，定位基準(zhǔn)和夾壓點(diǎn)見零件的工序圖。該定位方案限制的自由度敘述如下：以工件的正面為一個定位面，約束了x向的轉(zhuǎn)動

26、和z向的移動。以工件的左側(cè)面為另一個定位面，約束了x向的移動，y、z向的轉(zhuǎn)動。用一個支撐釘頂住工件底面，約束了y向的移動。這樣工件的6個自由度被完全約束了也就得到了完全的定位。</p><p>　　2.2 組合機(jī)床切削用量的選擇</p><p>　　合理地選擇切削用量，可提高鉆孔生產(chǎn)率，并能降低成本。選擇用量的一般原則與車削相同：先選擇切削深度，再選進(jìn)給量，最后確定切削速度。</p&

27、gt;<p>　　2.2.1 切削用量的選擇</p><p>　　a. 正面鉆削8-Φ17（深28） </p><p>　　根據(jù)孔徑的大小和深徑比，以及被加工材料的硬度查參考文獻(xiàn)[9]表6-11及6-12知：主軸的進(jìn)給量f為0.15～0.2mm/r，切削速度v=5～12m/min。</p><p>　　鉆孔的切削用量還與鉆孔的深度有關(guān)，當(dāng)加工

28、鑄鐵件孔深為鉆頭直徑的6～8倍時，在組合機(jī)床上通常都是和其他淺孔一樣采取一次走刀的辦法加工出來的，不過加工這種較深孔的切削用量要適當(dāng)降低些，因此選擇切削速度v=10m/min，進(jìn)給量f=0.2mm/r，由此主軸轉(zhuǎn)速n由公式</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　計算出，將主軸轉(zhuǎn)速圓整為200r/min。</p><p&

29、gt;　　實(shí)際切削速度和工進(jìn)速度分別由下列公式求得</p><p><b>　　(2-2) </b></p><p><b>　　(2-3)</b></p><p>　　得出vc=m/min， vf=0.2×200=40mm/min。</p><p>　　b. 左面鉆削18-Φ17（深20

30、） </p><p>　　實(shí)際切削速度vc、工進(jìn)速度vf計算同上。</p><p>　　2.2.2 切削功率，切削力以及轉(zhuǎn)矩的選擇</p><p>　　a.正面鉆削8-Φ17</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[9]表6-20計算公式</p><p>　　布氏硬度 HB=HBmax-1/3(HBmax-HBmin)

31、 (2-7) 切削力 F=26Df0.8HB0.6 (2-4) 切削轉(zhuǎn)矩 T=10D19f0.8HB0.6 (2-5) 切削功率 (2-6)

32、</p><p>　　計算出布氏硬度HB=302-1/3(302-206)=290,切削力F=26×17×0.20.8×2900.6=3</p><p>　　659 N，切削轉(zhuǎn)矩T=10×171.9×0.20.8×2900.6=18019N·mm，切削功率P=≈0.38kw。</p><p>　　

33、b. 左面鉆削18-Φ17</p><p>　　切削功率，切削力以及轉(zhuǎn)矩計算同上。</p><p>　　2.2.3 刀具的選擇</p><p>　　考慮到工件加工尺寸精度，表面粗糙度，切屑的排除及生產(chǎn)率要求等因素，所以加工26個孔的刀具均采用標(biāo)準(zhǔn)錐柄長麻花鉆（GB1439-85）。</p><p>　　2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計—三圖一卡<

34、;/p><p>　　2.3.1 被加工零件工序圖</p><p>　　被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計的組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾緊部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。被加工零件工序圖是在被加工零件的基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動線的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的。內(nèi)容：&l

35、t;/p><p>　　a.被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機(jī)床設(shè)計有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。</p><p>　　b.本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。</p><p>　　c.本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對上道工序的技術(shù)要求。</p><p>　　d.注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及

36、加工部位的余量。</p><p>　　2.3.2 加工示意圖</p><p>　　A. 導(dǎo)向裝置的選擇</p><p>　　組合機(jī)床鉆孔時，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證的。導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具相對工件的正確位置；保證刀具相互間的正確位置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。</p><p>　　刀具或刀桿本身在導(dǎo)套內(nèi)既有相對轉(zhuǎn)動又

37、有相對移動，由于這部分表面潤滑困難；工作時有粉塵侵入，當(dāng)?shù)稐U相對導(dǎo)套的線速度超過20m/min時就會有研著的危險，因此選用導(dǎo)套前計算一下導(dǎo)套與刀具的線速度。由上述內(nèi)容知導(dǎo)套與刀具的線速度vc=10.68m/min<20m/min,所以該機(jī)床導(dǎo)套均選用可換導(dǎo)套。</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[9]表8-4查得導(dǎo)套的具體數(shù)值如下：</p><p>　　D=26mm，D1=35mm，D2

38、=39mm， L取25mm，（短型導(dǎo)套）l=10mm,l1=4mm，l3 =12mm， e=26.5mm，材料為T10A。</p><p>　　B. 確定主軸類型，尺寸，外伸長度</p><p>　　滾錐軸承主軸：前后支承均為圓錐滾子軸承。這種支承可承受較大的徑向和軸向力，且結(jié)構(gòu)簡單、裝配調(diào)整方便，適用于鉆孔主軸。</p><p>　　在正面，主軸用于鉆孔，因此選用

39、滾錐軸承主軸。又因?yàn)榈毒吲c主軸是剛性連接，所以該主軸屬于長主軸。所以該機(jī)床主軸均為滾錐軸承長主軸。</p><p>　　根據(jù)P=5.5kw,由參考文獻(xiàn)[9]表3-4可知：</p><p>　　選取d=20mm。 </p><p>　　由參考文獻(xiàn)[9]表3-6查得主軸直徑d=20mm， D/d1=30/20 mm, 主軸外伸尺寸L=115mm,接桿莫氏圓錐號2。<

40、;/p><p><b>　　C. 連桿的選擇</b></p><p>　　在鉆、擴(kuò)、鉸孔及倒角等加工小孔時，通常都采用接桿（剛性接桿）。因?yàn)橹鬏S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(dá)加工終了位置，須采用軸向可調(diào)整的接桿來協(xié)調(diào)各軸的軸向長度，以滿足同時加工完成孔的要求。</p><p>　　為了獲得終了時多軸箱前端面到工件端

41、面之間所需要的最小距離，應(yīng)盡量減少接桿的長度。</p><p>　　因?yàn)?6-Φ17孔的主軸內(nèi)徑是20mm,由參考文獻(xiàn)[8]表8-13選取接桿號為5，A型，D1=30mm，D2=30mm，B=12mm ,B1 =1mm,D×P為T20×2 mm， L=230～510mm，取500mm。</p><p>　　D. 動力部件工作循環(huán)及行程的確定</p>&l

42、t;p>　　a. 正面鉆削8-Φ17</p><p>　　切入長度取L1=12mm，切出長度由參考文獻(xiàn)[9]表3-7公式 </p><p>　　L2=d/3+(3～8) （2-8） </p><p>　　通過計算L2=17/3+(3～8)=10mm，加工時加工部位長度L(多軸加工時按最長孔算)L=28m

43、m.由公式</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　求出L工=50mm。</p><p>　　快進(jìn)長度取350mm,則快退距離L快退=350+50=400mm </p><p>　　b. 左面鉆削18-Φ17</p><p>　　用同上方法求得：L1=20，L2=10，

44、L=20,則L工=70。</p><p>　　快進(jìn)長度取330mm,L快退=330+70=400mm。</p><p>　　2.3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖</p><p>　　A. 動力部件的選擇</p><p>　　a. 正面鉆削8-Φ17</p><p>　　由上述計算每根軸的輸出功率P=0.38kw，正面共8根輸出

45、軸，且每一根軸都鉆Φ17直徑，所以總切削功率P切削=0.38×8=3.04kw。則多軸箱的功率： kw，其中η=0.8，所以3.8kw。</p><p>　　因電機(jī)輸出經(jīng)動力箱時還有功率損耗，所以選擇功率為5.5kw的電機(jī)，其型號為：,由參考文獻(xiàn)[9]表5-39選取1TD40-I型動力箱，動力箱的主軸轉(zhuǎn)速720r/min 。</p><p>　　b. 左面鉆削18-Φ17<

46、/p><p>　　由上述計算每根軸的輸出功率P=0.38kw，左面共18根輸出軸，且每一根軸都鉆Φ17直徑，所以總切削功率P切削=0.38×18=6.84kw。則多軸箱的功率： ，其中η=0.8，所以8.55kw。</p><p>　　因電機(jī)輸出經(jīng)動力箱時還有功率損耗，所以選擇功率為11kw的電機(jī)，其型號為：,由參考文獻(xiàn)[9]表5

47、-39選取1TD50型動力箱，動力箱的主軸轉(zhuǎn)速730r/min 。</p><p>　　B. 滑臺及底座的選擇</p><p>　　a. 正面鉆削8-Φ17</p><p>　　由于液壓驅(qū)動，零件損失小，使用壽命長，所以選擇液壓滑臺。已知工進(jìn)Vf=40mm/min,單根主軸的切削力F單=3659N，則8根軸總的切削力F切削=8F單=3659×8=29272

48、N，由參考文獻(xiàn)[9]表5-1選擇1HY40-Ⅱ型滑臺及配套的側(cè)底座選擇ICC402。 </p><p>　　b. 左面鉆削18-Φ17</p><p>　　左主軸箱：F=3661.72×18=65910.96N</p><p>　　為克服滑臺移動引起的摩擦阻力，動力滑臺的進(jìn)給力應(yīng)大于。又考慮到所需的最小進(jìn)給速度、切削功率、行程、主軸箱輪廓尺寸等因素，為了保

49、證工作的穩(wěn)定性，由表5-2，液壓滑臺選用HY63/Ⅱ型，由表5-3知：臺面寬B=630mm，臺面長,行程長630mm，滑臺及滑座總高為400mm，滑座長1920mm，允許最大進(jìn)給力為50000N，快速移動速度是5m/min ,工進(jìn)速度為6.5—250mm/min。</p><p>　　C. 多軸箱輪廓尺寸的設(shè)計</p><p>　　確定機(jī)床的裝料高度，新頒國家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為1060mm，選

50、取裝料高度為1060mm。</p><p>　　a. 正面鉆削8-Φ17</p><p>　　多軸箱的寬度與高度的大小與被加工零件的加工部位有關(guān)，可按下列關(guān)系式確定：</p><p>　　B=b+2b1 （2-10）</p><p>　　H=h+h1+b1

51、 （2-11）</p><p>　　b-工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)兩孔距離，b=128mm。</p><p>　　b1-最邊緣主軸中心距箱體外壁的距離，推薦b1≥70～100mm，取b1=100。</p><p>　　h-工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離，h=250mm。</p>

52、<p>　　h1-最低主軸高度。</p><p>　　因?yàn)榛_與底座的型號都已經(jīng)選擇，所以側(cè)底座的高度為已知值630mm，滑臺滑座總高320mm；滑座與側(cè)底座的調(diào)整墊厚度一般取0到5mm，多軸箱底與滑臺滑座臺面間的間隙取0.5mm。</p><p>　　則h1=h2 +H-(0.5+h3+h4)=(700-250)/2+1060-(0.5+0.5+320+630)=225mm，

53、</p><p>　　所以 B=b+2b1=128+2×100=328mm，</p><p>　　H=h+h1+b1=250+225+100=575mm</p><p>　　由此數(shù)據(jù)查參考文獻(xiàn)[9]表8.22選取多軸箱尺寸B×H=630mm×630mm。</p><p>　　b. 左面鉆削18-Φ17</

54、p><p>　　h1=h2 +H-(0.5+h3+h4)= 1060-0.5-400-630+60=89.5mm，</p><p>　　所以 B=b+2=650+2×100=850mm， H=h+=172+89.5+100=361.5mm</p><p>　　由此數(shù)據(jù)查參考文獻(xiàn)[9]表8.22選取多軸箱尺寸B×H=1000mm&

55、#215;1000mm。</p><p>　　2.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計算卡</p><p>　　生產(chǎn)率計算卡是用以反映機(jī)床的加工過程、完成每一個動作所需的時間、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)荷率等，計算公式參照參考文獻(xiàn)[9] 51頁到52頁。</p><p><b>　　a. 理想生產(chǎn)率Q</b></p><p>　　理想

56、生產(chǎn)率Q（單位為件/h）是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A（包括備品及廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。</p><p><b>　　（2-12）</b></p><p>　　其中A取8萬件，tk取4800小時。求得Ｑ=16.6(件/小時)。</p><p><b>　　b. 實(shí)際生產(chǎn)率</b></p><p>　　實(shí)

57、際生產(chǎn)率（單位為件/小時）指所設(shè)計的機(jī)床每小時實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　式中：—生產(chǎn)一個零件所需時間（min），可按下式計算： </p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　式中：—分別為刀具第I、第II工

58、作進(jìn)給長度，單位為mm；</p><p>　　—停留時間，通常指刀具在加工終了時無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5～10轉(zhuǎn)所需的時間，單位為min；</p><p>　　—分別為動力部件快進(jìn)、快退行程長度，單位為mm；</p><p>　　—動力部件快速行程速度。用機(jī)械動力部件時取5～6m/min；用液壓動力部件時取3～10m/min；</p><p>　　

59、—直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時間，一般取0.1min；</p><p>　　—工件裝、卸（包括定位或撤消定位、夾緊或松開、清理基面或切屑及吊運(yùn)工件等）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的熟練程度，通常取0.5～1.5min。</p><p>　　如果計算出的機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率不能滿足理想生產(chǎn)率要求，即，則必須重新選擇切削用量或修改機(jī)床設(shè)計方案。</p

60、><p>　　根據(jù)本組合機(jī)床的年產(chǎn)量，可選用下列數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，取=5000mm/min，=1.5min。則雙面計算如下：</p><p><b>　　左面：</b></p><p><b>　　則=3.35min</b></p><p><b>　　前面：</b></p>

61、;<p><b>　　則</b></p><p>　　對多面和多工位加工機(jī)床，在計算時應(yīng)以所有工件單件加工最長的時間作為單件工時，所以選，則（件/小時）。</p><p><b>　　c. 機(jī)械負(fù)荷率</b></p><p>　　當(dāng)時，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。則</p><p><

62、b>　?。?-15）</b></p><p><b>　　3 機(jī)床的夾具設(shè)計</b></p><p>　　3.1 定位和夾緊的方案確定</p><p>　　工件的定位是保證工件在夾具中占有一致的正確加工位置，而這一位置的確定要通過定位支承限制工件的相應(yīng)自由度來實(shí)現(xiàn)。而通常需要限制的六個自由度。根據(jù)本課題零件要加工孔的位置，該零

63、件要加工的孔面為：26個Φ17孔，加工方法為鉆削。定位基準(zhǔn)的選擇如圖：</p><p>　　圖3-6 零件定位方案示意圖</p><p>　　3.2 定位元件和夾緊元件的設(shè)計計算</p><p>　　3.2.1 定位元件的確定</p><p>　　定位元件設(shè)計包括定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、及布置形式等。利用六點(diǎn)定位原則正確選擇定位方式和定位

64、元件。根據(jù)前面定位方案的敘述，可以知道本課題所使用到的定位元件有：13個定位板，1個支撐釘，3個輔助支撐釘。定位元件布置情況見夾具裝配圖。</p><p>　　a. 定位塊尺寸的確定</p><p>　　定位塊具體尺寸如圖所示：</p><p><b>　　圖3-7 定位塊</b></p><p>　　b. 支承釘尺寸的

65、確定</p><p>　　支承釘具體尺寸如圖：</p><p><b>　　圖3-8 支承釘</b></p><p>　　3.2.2 夾緊機(jī)構(gòu)的確定</p><p>　　a. 液動壓頭夾緊機(jī)構(gòu)的確定</p><p>　　根據(jù)夾緊原理和零件的形狀來確定夾緊機(jī)構(gòu)。根據(jù)夾緊原理——夾緊力應(yīng)朝著主要的定位

66、基準(zhǔn)面，所以液動壓頭夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)如總裝圖中的放置位置。</p><p>　　b. 斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)的確定</p><p>　　用斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)可以有效地控制加工8-Φ17孔時產(chǎn)生的運(yùn)動。</p><p>　　3.2.3 夾緊力的計算</p><p>　　根據(jù)工件所受切削力、重力、慣性力、等作用情況，按靜力平衡原理先計算出理論夾緊力，最后為保證夾緊可靠

67、再乘以安全系數(shù)便可得到所需夾緊力的數(shù)值，即：</p><p>　　算出理論夾緊力，然后要保證夾緊可靠需要乘以安全系數(shù)，所以有以下公式：</p><p><b>　　(3-1) </b></p><p>　　式中 ——夾緊力(N);</p><p>　　——理論夾緊力(N);</p><p><

68、;b>　　——安全系數(shù)。</b></p><p>　　安全系數(shù)可按下列公式計算：</p><p><b>　　(3-2) </b></p><p>　　式中K0～K6—各種因數(shù)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1.5；</p><p

69、>　　——加工性質(zhì)，精加工取1.0，粗加工取1.2，本課題是半精鏜孔，取1.2；</p><p>　　——刀具鈍化程度，半精鏜鑄鐵工件取1.0；</p><p>　　——切削特點(diǎn)，連續(xù)切削取1.0；</p><p>　　——夾緊力的穩(wěn)定性，機(jī)動夾緊取1.0；</p><p>　　——手動夾緊時受柄位置，操作方便取1.0；</p&g

70、t;<p>　　——僅有力矩作用于工件時與支撐面接觸情況，接觸點(diǎn)確定取1.0。</p><p><b>　　本課題中的安全系數(shù)</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=1.8</b></p><p>　　夾緊力的計算由于受多方

71、面工藝因素的影響，計算起來比較復(fù)雜，一般只能粗略計算。為了簡化計算，在設(shè)計夾緊裝置時可假定工藝系統(tǒng)是剛性的，只考慮切削力的切削力矩對夾緊力的影響。</p><p>　　a. 液動壓頭的夾緊力的計算</p><p>　　當(dāng)加工工件左面的18個孔時，液動壓頭的夾緊力計算根據(jù)文獻(xiàn)[1]41頁的公式如下：</p><p><b>　　(3-3)</b>

72、</p><p>　　W——實(shí)際所需夾緊力（N）</p><p><b>　　P——切削力</b></p><p><b>　　K——安全系數(shù)</b></p><p><b>　　L——零件長度</b></p><p>　　c——定位件作用點(diǎn)到零件底部的

73、距離</p><p><b>　　f——摩擦系數(shù)</b></p><p>　　a——夾緊力作用點(diǎn)到定位件作用點(diǎn)的距離</p><p>　　b——定位件作用點(diǎn)到零件頂部的距離</p><p>　　其中K=1.8，L=0.603m，c=0.603m，根據(jù)文獻(xiàn)[1]42頁取f=0.3，a=0.128m,b=0m。</p&

74、gt;<p><b>　　可以計算出：</b></p><p>　　W=46852.02287N</p><p>　　b. 斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力的計算</p><p>　　當(dāng)加工工件正面的8個孔時，根據(jù)前面總體設(shè)計計算的軸向力的結(jié)果計算：</p><p>　　鉆Φ17孔總的軸向力：P=36598=29272N

75、 </p><p>　　斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力：W=KP=292721.8=52689.6N</p><p>　　3.3 誤差分析計算</p><p>　　一批工件依次在夾具中進(jìn)行定位時，由于工序基準(zhǔn)的變動對加工表面尺寸所造成的極限值之差稱為定位誤差。產(chǎn)生定位誤差的原因是工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不相重合或工序基準(zhǔn)自身在位置上發(fā)生偏移或位移所引起的。</p>&l

76、t;p>　　用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)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(guān)的因素有：定位誤差ΔD、對刀誤差ΔT、夾具位置誤差ΔA，夾具誤差。在機(jī)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誤差ΔG。上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對工件的位置不精確而形成總的加工誤差∑Δ</p><p>　　3.3.1 定位誤差ΔD</p><p>　　定位誤差主要由基準(zhǔn)不重合誤差Δ

77、B和基準(zhǔn)位移誤差ΔY組成，基準(zhǔn)不重合誤差ΔB是由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的那部分定位誤差。基準(zhǔn)位移誤差ΔY是工件實(shí)際位置對確定位置的理想要素的誤差。</p><p>　　a.13塊定位板的定位誤差分析計算:</p><p>　　當(dāng)工件以已加工過的精基準(zhǔn)定位時，由于定位基準(zhǔn)面本身的形狀精度較高，故可以采用多塊定位塊。這樣，對一批以已加工過的精基準(zhǔn)定位的工件來說，其定位基準(zhǔn)的位置可以認(rèn)

78、為沒有任何變動的可能，并且定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)的基準(zhǔn)重合。</p><p><b>　　所以： =0 =0</b></p><p>　　b.由于零件的加工精度要求較低，故其它定位元件的定位誤差計算省略。</p><p>　　3.3.2 對刀誤差ΔT</p><p>　　因?yàn)榈毒呦鄬τ趯Φ痘驅(qū)蜓b置不精確造成的加工誤差，稱為

79、對刀誤差。</p><p>　　由文獻(xiàn)（2）的123頁查得本工序中鉆孔時導(dǎo)向誤差計算公式為：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　TL——鉆模板底孔軸心線到定位表面距離的公差（mm）</p><p>　　——鉆頭與快換鉆套的最大配合間隙（mm）</p><p>　　

80、——快換鉆套內(nèi)、外圓的同軸度公差（mm）</p><p>　　——固定襯套內(nèi)、外圓的同軸度公差（mm）</p><p>　　——固定襯套與快換導(dǎo)套的最大配合間隙（mm）</p><p>　　E ——導(dǎo)套中鉆頭末端的偏斜（mm）</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式

81、中B——工件的加工厚度（mm）</p><p>　　△——導(dǎo)套與工件間的距離（mm）</p><p>　　其中TL一般取相應(yīng)工序尺寸公差的1/3～1/5，則1/5×(±0.25)=0.1mm；△1 </p><p>　　=0.034+0.043=0.077mm;e1、e2取0.01mm；△2=0.021-（-0.013）=0.034mm;E=0.

82、077/50</p><p>　　(28+20+50/2)=0.11242mm。</p><p>　　即得導(dǎo)向誤差△T =0.24mm </p><p>　　3.3.3 夾具位置誤差ΔA</p><p>　　因?yàn)閵A具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。</p><p><

83、b>　　一般取：</b></p><p>　　△水平=0.02mm</p><p><b>　　△垂直=0mm</b></p><p>　　本課題中夾具為垂直安裝,所以取△垂直=0mm</p><p>　　3.3.4 夾具誤差ΔE</p><p>　　因夾具上定位元件，對刀或?qū)?/p>

84、元件及安裝基面三者之間（包括導(dǎo)向元件與導(dǎo)向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差，夾具誤差大小取決于夾具零件的加工精度的夾具裝配時的調(diào)整和修配精度。</p><p>　　一般取ΔE=0.04mm</p><p>　　3.3.5 加工方法誤差ΔG</p><p>　　因機(jī)床精度，刀具精度，刀具與機(jī)床的位置精度，工藝系統(tǒng)受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤

85、差，統(tǒng)稱為加工方法誤差，因該項(xiàng)誤差影響因素很多，又不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的1/3。計算時可設(shè):</p><p><b>　　△G=</b></p><p>　　——工件公差取0.25mm</p><p>　　ΔG=0.25=0.083mm</p><p>　　3.3.6 保證加工精度&l

86、t;/p><p>　　工件在夾具中加工時，總加工誤差∑Δ為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)誤差，應(yīng)用概率法疊加，因此，保證工件加工精度條件是工件總加工誤差∑Δ應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差。</p><p>　　的計算按公式（4-3）計算：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　==0.2

87、5<0.3</p><p>　　由上述計算結(jié)果可知，本夾具完全可以保證加工精度。</p><p>　　3.4 夾具體的確定</p><p>　　夾具體是用來確定各元件之間總體布局的根基，有了夾具體才能夠固定各部件，各元件才能夠有發(fā)揮的作用。夾具體的尺寸是根據(jù)零件的尺寸，零件的定位夾緊方式以及定位夾緊元件和驅(qū)動裝置等的安裝方式來確定的。</p>&

88、lt;p>　　夾具體的具體尺寸如下圖：</p><p>　　圖3-9 夾具體正視圖</p><p>　　圖3-10 夾具體右視圖</p><p><b>　　4 結(jié)論</b></p><p>　　此次設(shè)計的臥式支架雙面鉆孔組合機(jī)床是用來加工支架零件上26個孔的。該機(jī)床的設(shè)計難點(diǎn)主要是主軸較多，主軸箱內(nèi)軸的排布比較復(fù)

89、雜，而所要加工的零件形狀又較為獨(dú)特，因此工件的定位和夾緊方式也很難制定。該機(jī)床采用單工位的工作方式，通過左前兩個動力頭驅(qū)動兩個主軸箱，對零件兩個面的26個孔同時加工，工序比較集中，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強(qiáng)度。對零件的定位采用定位塊和支撐釘，很好的消除了零件的六個自由度，用液動壓頭夾緊機(jī)構(gòu)和斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)對零件進(jìn)行夾緊，夾緊可靠且操作方便可靠，充分保證了被加工零件的加工精度。</p><p>　　本機(jī)床運(yùn)行平

90、穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，能夠滿足加工要求，且大部分采用通用件，維修方便。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 徐發(fā)仁.機(jī)床夾具設(shè)計[M]. 重慶：重慶大學(xué)出版社，1993</p><p>　　[2] 王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1988 </p>&l

91、t;p>　　[3] 艾興等.金屬切削用量手冊[J].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996</p><p>　　[4] 吉衛(wèi)喜．機(jī)械制造技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001．</p><p>　　[5] 黃鶴汀.機(jī)械制造裝備[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001．</p><p>　　[6] 陳秀寧,施高義．機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計[M].浙江大學(xué)出版社，1995.&

92、lt;/p><p>　　[7] 孟憲椅. 機(jī)床夾具圖冊[J]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991</p><p>　　[8] 徐錦康. 機(jī)械設(shè)計[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004</p><p>　　[9] 謝家瀛.組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992</p><p>　　[10] 姚永明.非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計[J].上海：上

93、海交通大學(xué)出版社，1999</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過三個月的努力，我終于順利完成了畢業(yè)設(shè)計。在設(shè)計過程中，我遇到了很多困難，在解決困難的過程中，我不僅深化了對理論知識的理解，同時也培養(yǎng)了實(shí)際動手能力，為我們?nèi)蘸蟮膶W(xué)習(xí)和工作打下了一個良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計是臥式支架雙面鉆孔組

94、合機(jī)床的設(shè)計。在設(shè)計開始前，我們做了大量的準(zhǔn)備工作，在圖書館查閱了大量專業(yè)文獻(xiàn)并進(jìn)行了畢業(yè)實(shí)習(xí)。通過這次設(shè)計，我基本上掌握了專用組合機(jī)床設(shè)計的方法和步驟，也鍛煉了查找資料的能力。</p><p>　　在設(shè)計期間，我得到了指導(dǎo)老師朱效波的熱心指導(dǎo)及同學(xué)們的幫助，在此，我向他們表示誠摯的感謝和敬意。</p><p><b>　　附 錄</b></p>

95、<p>　　1 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 BZJ051-06-01 A0 1</p><p>　　2 被加工零件工序圖 BZJ051-06-02 A3 1 </p><p>　　3 加工示意圖 BZJ051-06-03

96、 A4 1</p><p>　　4 生產(chǎn)率計算卡 BZJ051-06-04 A4 1</p><p>　　5 夾具裝配圖 BZJ051-06-05 A0 1</p><p>　　6

97、 支架 BZJ051-06-06 A2 1</p><p>　　7 油缸支架 BZJ051-06-07 A3 1</p><p>　　8 定位塊 BZJ051-06-08