【正文】 機床的設(shè)計和專用夾具設(shè)計，使我對許多有關(guān)機械裝備和夾具設(shè)計，機加工的知識有了更深刻的認識。對于加工的孔，按照“先基準后一般”的加工原則。設(shè)計夾緊裝置時要針對搖臂軸支架孔的加工特點及加工的批量，夾緊裝置需裝卸工件方便、迅速，一般都采用自動夾緊裝置。參考文獻[1] for integrated mechanical design automation．puter aided design 32，2000：355～365[2] 王先逵．制造工藝學(xué)[M]．北京：機械工業(yè)出版社 1999[3] 朱正心．制造技術(shù)[M]．北京：機械工業(yè)出版社 1999[4] 劉友才．機床夾具設(shè)計[M]．北京：機械工業(yè)出版社 1999[5] 王小華．.機床夾具圖冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社 1999[6] 肖詩綱．切削用量簡明手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社,1993[7] 王紹?。畽C械制造工藝設(shè)計手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1985[8] 李益民．機械制造工藝設(shè)計簡明手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1996[9] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1993[10] 劉有才，肖繼德．機床夾具設(shè)計手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1991[11] 陳宏鈞,方向明,馬素敏等編．典型零件機械加工生產(chǎn)實例．機械工業(yè)出版社 [12]符煒,楊繼榮，實用切削加工手冊[M]．湖南：湖南科技出版社，2004[13] 陳明．機械制造工藝學(xué)[M]．北京： 機械工業(yè)出版社 [14] 李 洪．機械加工工藝手冊．北京出版社 [15] 艾興 肖詩綱．切削用量簡明手冊 [16] 候家駒．汽車制造工藝學(xué)．北京：機械工業(yè)出版社 [17]盧秉恒，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]．北京： 機械工業(yè)出版社, 1999 [18]王健實，機械加工常用刀具數(shù)據(jù)速查手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005致謝首先要感謝劉振生老師，從論文的選題、設(shè)計方案直至完成論文的整個過程中，都得到了劉老師耐心細致的指導(dǎo)。在此，我再一次真誠地向幫助過我的老師和同學(xué)表示感謝。不僅使我樹立了遠大的學(xué)術(shù)目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。定位精度和定位誤差的計算極為重要，雖然定位精度和定位誤差的偏差數(shù)值不大，卻能導(dǎo)致最后設(shè)計的失敗，所以要求計算的準確和細節(jié)的嚴格控制。對夾具的設(shè)計方法及其步驟有深刻的體會。在加工過程中，以底面、側(cè)面定位，半精鏜大孔，精鏜孔至圖紙尺寸，同時選用孔一側(cè)面作為一般定位基準。鏜孔時的切削力計算： 式中 d=24mm f= =650Mpa 代入得： =2361N夾緊力的計算：Q=160N L=170mm D=24mm a=代入公式得：W= = 7002N在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。由于生產(chǎn)批量大，為了提高加工效率，縮短輔助時間，采用手動夾緊，裝卸工件方便、迅速。金剛鏜削采用高切削速度，小進給量和鏜削深度，切削力及發(fā)熱變形較小，從而不但能獲得良好的加工精度，而且具有較高的生產(chǎn)率，由于是大批量生產(chǎn)，所以要設(shè)計專用夾具。 第4章 搖臂軸支架零件專用夾具的設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 工序一 粗鏜Ф24選用鏜床T68 根據(jù)《切削手冊》，《工藝手冊》切削速度V = m/s進給量f = mm/r 切削深度ap = mm 則主軸轉(zhuǎn)速n =1000 r/min按機床選取n = 1200 r/min則實際切削速度V = Dn/（100060） = m/s 鏜削工時為： L = 27 mm L1 = 27 mm L2 = 10 mm 基本時間tj = Li/fn = (27+27+10)/(1000) = min 工步2 半精鏜Ф24 選用鏜床T68 根據(jù)《切削手冊》，《工藝手冊》切削速度V = m/s進給量f = mm/r 切削深度ap = mm 則主軸轉(zhuǎn)速n =1000 r/min按機床選取n = 1200 r/min則實際切削速度V = Dn/（100060） = m/s 鏜削工時為： L = 27 mm L1 = 27 mm L2 = 10 mm 基本時間tj = Li/fn = (27+27+10)/(1000) = min 工步3 精鏜Ф24 選用鏜床T68，鏜刀為YG8鏜刀。3）切削速度的選擇：切削速度提高時，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。1）切削深度的選擇：半精和精加工時的切削深度應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定。切削深度、進給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時必須考慮到機床的許用功率。因此，進給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強度來確定。1）切削深度的選擇：粗加工時切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來確定。但是，在這三個因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進給量，影響最小的是切削深度。 切削用量以及基本時間定額的確定 （1）正確地選擇切削用量，對提高切削效率，保證必要的刀具耐用度和經(jīng)濟性，保證加工質(zhì)量，具有重要的作用。 刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的精度以及表面粗糙度、生產(chǎn)率及經(jīng)濟性等。根據(jù)上述定位基準的選擇原則，分析本零件，根據(jù)搖臂軸支架零件圖，本零件時帶有孔的形狀比較簡單的零件，加工孔Ф24零件設(shè)計基準，均可選為定位基準，而且孔Ф24設(shè)計精度較高（亦是裝配基準和測量基準），工序?qū)才胚@孔在最后進行，為遵循“基準重合”原則，再加側(cè)面定兩個自由度，實現(xiàn)完全定位。（2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在幾個工步中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。 毛坯尺寸及機械加工總余量表 加工工步 基本尺寸鑄件尺寸公差 工步余量 鑄件尺寸 粗鏜 Ф23mm 半精鏜 精鏜 Ф24 設(shè)計毛坯圖毛坯的熱處理方式 為了去除內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能，在鑄件取出后進行機械加工前應(yīng)當(dāng)做時效處理。（3）零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 選擇毛坯的制造方法，只有與零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，才能獲得最佳的經(jīng)濟效益。低碳鋼的鑄造性能差，很少用于鑄造；但由于可鍛性能，可焊接性能好，低碳鋼廣泛用于制造鍛件、型材、沖壓件等。為了提高毛坯的制造質(zhì)量，可以減少機械加工勞動量，降低機械加工成本，但往往會增加毛坯的制造成本。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品年產(chǎn)量。 確定零件的生產(chǎn)類型零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。 零件的工步分析通過對搖臂軸支座零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差以及技術(shù)要求齊全。ω…………………………………………………94106106=104T6解得：T6=271Nq=Tii. 傳動零件的校核 （1）驗算傳動軸的直徑校核傳動軸以承受的總扭矩最大傳動軸3。材料均為45鋼，熱處理為齒部高頻淬火G54。多軸箱的齒輪模數(shù)按驅(qū)動軸出輪估算 ………………………多軸箱輸入輸出輪模數(shù)取m=，傳動軸1，2，3要求的轉(zhuǎn)速較高，所以采用降速傳動，驅(qū)動軸齒數(shù)選取Z=22，與之嚙合傳動齒輪采用z=44齒，變位系數(shù)為0。 齒輪模數(shù)選擇 本組合機床主要用于鏜孔，因此采用圓錐滾子軸承主軸。一般為在動力部件進給停止狀態(tài)下，刀具旋轉(zhuǎn)5～10 r所需要時間。確定多軸箱輪廓尺寸本機床配置的多軸箱總厚度為325mm，寬度和高度按標準尺寸中選取。因此，選用電動機型號為Y90S2，動力箱輸出軸至箱底面高度為800mm。本系統(tǒng)前備量為20mm，后備量的作用是使動力部件有一定的向后移動的余地，為方便裝卸刀具，這是取100mm,所以滑臺總行程應(yīng)大于工作行程，前備量，后備量之和。f=100mm/min。因而選擇滑臺的最大進給力應(yīng)大于＝ KN。選用動力部件選用動力部件主要選擇型號、規(guī)格合適的動力滑臺、動力箱。這里取快速退回行程為120mm，快退長度等于快速引進與工作工進之和，因此快進長度12051=69mm. 圖 24 工作進給長度. 機床聯(lián)系尺寸圖 圖 31 機床聯(lián)系尺寸圖聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容一般來說，組合機床是由標準的通用部件——動力箱、鏜削頭、動力滑臺、夾具、多軸箱、中間底座部件組合而成。（4）選擇刀具接桿 由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長度為一定值，而刀具的長度也是一定值，因此，為保證多軸箱上各刀具能同時到達加工終了位置，就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié)，這個可調(diào)節(jié)在組合機床上是通過可調(diào)整的刀具接桿來解決的,連接桿如圖2－3所示圖2－3 可調(diào)連接桿連接桿上的尺寸d與主軸外伸長度的內(nèi)孔D配合，因此，根據(jù)接桿直徑d選擇刀具接桿參數(shù)如表2－4所示：表2－3 可調(diào)接桿的尺寸d(h6)D1(h6)d2d3Ll1l2l3螺母厚度20Tr206莫氏1號17188464010012（5）確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸從保證加工終了時主軸箱端面到工件端面間距離最小來確定全部聯(lián)系尺寸，加工示意圖聯(lián)系尺寸的標注如圖2－1所示。因此正確選擇導(dǎo)向裝置的類型，合理確定其尺寸、精度，是設(shè)計組合機床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時必須解決的內(nèi)容。（3）主軸的結(jié)構(gòu)類型，尺寸及外伸長度；刀具類型，數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、接桿、導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向置的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式，刀具應(yīng)按加工終了位置繪制。 加工示意圖 圖2－1加工示意圖加工示意圖的作用和內(nèi)容加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上的反映，表示被加工零件在機床上的加工過程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對位置關(guān)系，機床的工作行程及工作循環(huán)等，是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計選擇動力部件的主要依據(jù)，是整臺組合機床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機床和刀具所必需的重要文件。繪制被加工零件工序圖的注意事項（1）為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要讀出被本機床的加工內(nèi)容。圖上主要內(nèi)容：（1）被加工零件的形狀，主要外廓尺寸和本機床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技術(shù)要求，以及對上道工序的技術(shù)要求等。 鏜孔組合機床總設(shè)計“三圖一卡”的編制下面就以鏜床加工搖臂軸支架φ24總體設(shè)計的問題進行描述，總體設(shè)計方案的圖紙表達形式——“三圖一卡”設(shè)計，其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率卡。因此，主軸箱上的刀具主軸可設(shè)計成同轉(zhuǎn)速和同每轉(zhuǎn)進給量（mm/r）與其適應(yīng)，以滿足直徑的加工需要，即：………………………………式中： —主軸轉(zhuǎn)速（r/min）f—主軸進給量（mm/r） —動力滑臺每分鐘進給量（mm/min）由于搖臂軸支架鏜孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求等，按照經(jīng)濟地選擇滿足加工要求的原則，采用查表的方法查得：孔鏜頭直徑D=，進給量f=、切削速度v=25m/min. 確定切削力、切削扭矩、切削功率根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度v及進給量f）確定切削力，作為選擇動力部件（滑臺）；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動件（齒輪，傳動軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動電動（一般指動力箱）功率，通過查表計算如下：切削力： =26………………………… =26= N切削扭矩： =10……………………… =10 = 確定切削用量及刀具的選擇 確定工步間的加工余量為使加工過程順利進行并穩(wěn)定的保證加工精度，必須合理地確定工序余量。 （3）零件的生產(chǎn)批量 零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多工位、自動線或按中小批量生產(chǎn)特點設(shè)計組合機床的重要因素。工件受力不大，振動、及發(fā)熱變形對工件影響可以不計。采取提高機床原始制造精度和工件定位基準精度并減少夾壓變形等措施就可以了。 （3）定位基準及夾緊點的選擇 加工此零件上的孔，底面限制三個自由度，加工后端面限制兩個自由度，位于中間的孔限定一個自由度的定位作用。所以，在制定工藝方案時，必須計算分析被加工零件圖，并深入現(xiàn)場了解零件的形狀、材料、大小、剛度、硬度，加工部位的結(jié)構(gòu)特點加工精度，表面粗糙度，以及定位，夾緊方法，工藝過程，所采用的刀具切削用量，生產(chǎn)率要求，現(xiàn)場所采用的環(huán)境和條件等等。并初定出主軸箱輪廓尺寸，才確定機床各部件間的相互關(guān)系。盡量用先進的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)；2） 設(shè)計必須以生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗為依據(jù)，必須經(jīng)過實驗證明可靠后才能用于設(shè)計；3） 繼承與創(chuàng)造相結(jié)合，盡量采用先進工藝，迅速