【文章內(nèi)容簡介】 ——直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時間，； ——工件裝、卸時間，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等。~。所以： 則 c. 機(jī)床負(fù)荷率機(jī)床負(fù)荷率為理想生產(chǎn)率與實(shí)際生產(chǎn)率之比。由參考文獻(xiàn)[1]公式 （220）則 第3章 夾具設(shè)計(jì)夾具是組合機(jī)床的重要組成部分，是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計(jì)的。它是用于實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件時的限位等作用。 定位原理及其實(shí)現(xiàn)根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特征，選擇定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)六點(diǎn)定位原理,即以工件的右側(cè)面為定位基準(zhǔn)面，約束了z向的轉(zhuǎn)動；x向的移動；y向的轉(zhuǎn)動3個自由度。短定位銷約束了z向的移動；y向的移動2個自由度。長定位銷約束了x向的轉(zhuǎn)動1個自由度。這樣工件的6個自由度被完全被消除也就得到了完全的定位。如圖所示: 圖31 定位原理圖 誤差分析 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。 影響加工精度的因素用夾具裝夾工件進(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ΔP、對刀誤差ΔT、夾具在機(jī)床上的安裝誤差ΔA和夾具誤差ΔE，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方法誤差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。① 第一類誤差第一類誤差是指工件在夾具上定位時所產(chǎn)生的那部分定位誤差基準(zhǔn)不重合誤差是由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的那部分定位誤差。在本設(shè)計(jì)中，由于定位誤差和工序基準(zhǔn)是重合的，所以基準(zhǔn)不重合誤差為0。② 第二類誤差第二類誤差是定位元件對夾具三基準(zhǔn)面的尺寸誤差及位置度所產(chǎn)生的那一部分定位誤差。當(dāng)支承面即工件底面對夾具的安裝基準(zhǔn)（底面）有平行度誤差及支承面對夾具的對刀基準(zhǔn)（鉆套軸線）有位置誤差，被加工孔的定位誤差為：移動誤差： （31） 轉(zhuǎn)動誤差： （32） 故定位誤差為 （33） 按標(biāo)注的測量尺寸： 將上述數(shù)值代入定位誤差計(jì)算公式，則得： b. 對刀誤差ΔT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，稱為對刀誤差。本工序中麻花鉆是采用模板進(jìn)行導(dǎo)向，鉆孔時導(dǎo)向誤差計(jì)算公式為： （34） 即得導(dǎo)向誤差mm c. 夾具在機(jī)床上的安裝誤差ΔA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。一般取： Δ水A= Δ垂A=0mmd. 夾具誤差ΔE因夾具上定位元件，對刀或?qū)蛟鞍惭b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。一般取ΔE=e. 加工方法誤差ΔG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(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的。計(jì)算時可設(shè)ΔG=?！= （35） 保證加工精度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)用概率法加，因此，保證工件加工精度條件是： （36） 即工件總加工誤差∑Δ應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差，由以上得知，本夾具完全可以保證加工精度。為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時需留出一定精度儲備量，因此將上式改為： ≤－ → =－ （37）當(dāng)≥0時夾具能滿足加工要求，根據(jù)以上=－==≥0 所以夾具完全可以滿足加工要求。 夾緊方式 夾緊裝置中產(chǎn)生源動力的部分叫做力源裝置，常用的力源裝置有氣動、液壓、電動等夾緊裝置中直接與工件的被夾壓面接觸并完成壓夾作用的元件稱為夾緊元件，本設(shè)計(jì)采用了液壓夾緊，解決了手動夾緊是夾緊力不一致，誤差大，精度低，工人勞動強(qiáng)度大等缺點(diǎn)。由于油液的不可壓縮性，能傳遞較大的壓力，一般工作壓力可達(dá)pa,比氣壓大10多倍，因此，在產(chǎn)生同樣作用力的情況下，油缸直徑可以小許多倍，使夾具結(jié)構(gòu)更為緊湊。 夾緊力的數(shù)值計(jì)算 選擇夾緊力的作用點(diǎn)和方向應(yīng)注意：a) 夾緊力應(yīng)朝向主要限位面；b) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件支承范圍內(nèi)；c) 夾緊力的作用點(diǎn)，應(yīng)落在工件剛性較好的方向和部位；d) 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)靠近工件的加工表面；夾緊力大小主要取決于切削力和重力的大小和方向。夾緊力作用點(diǎn)和方向的選擇，通常應(yīng)與工件定位基準(zhǔn)的選擇同時考慮，因此這兩個參數(shù)在制定機(jī)床工藝方案時已確定，這里僅作重點(diǎn)敘述的是確定夾緊力的大小的問題。 確定夾緊力時應(yīng)考慮的計(jì)算系數(shù)在許多情況下，并不是由夾具的定位支承機(jī)構(gòu)或夾緊機(jī)構(gòu)本身直接承受工件所受切削力，而是由工件在緊急狀態(tài)下，工件與定位支承機(jī)構(gòu)及夾緊機(jī)構(gòu)之間所產(chǎn)生的摩擦力來防止工件產(chǎn)生平移或轉(zhuǎn)動，因此在確定夾緊力時，需要考慮各種接觸表面之間的摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)主要取決于工件和支承件，壓板之間的接觸形式：?1——工件和支承件之間的摩擦系數(shù)；?2——工件和壓板之間的摩擦系數(shù)；查表得 ?1=， ?2=在加工過程中，由于工藝的不同，工件材質(zhì)和加工余量的不同以及刀具鈍化等因素的影響，欲準(zhǔn)確地確定所需夾緊力是很困難的。因此，為了夾緊可靠，必須將計(jì)算所得的切削力乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需的夾緊力。 (38)式中， ——基本安全系數(shù) ——加工狀態(tài)系數(shù)——刀具鈍化系數(shù)——切削特點(diǎn)系數(shù)根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]選取 確定夾緊力夾緊力大小的計(jì)算是個很復(fù)雜的問題，一般只能作粗略的估算。為了簡化計(jì)算起見，在設(shè)計(jì)夾緊裝置時，可只找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡原理求出夾緊力的大小。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需要的夾緊力數(shù)值。由靜力平衡原理得出所需要的夾緊力為： (39)本機(jī)床設(shè)計(jì)的夾緊力為。 夾緊點(diǎn)的數(shù)目及位置在確定夾緊力作用點(diǎn)的數(shù)目時，應(yīng)遵從的原則是：對剛性較差的工件，夾緊力的數(shù)目應(yīng)增多，力求避免單點(diǎn)集中夾緊，以圖減小工件的夾緊變形；但夾緊點(diǎn)愈多，夾緊機(jī)構(gòu)愈復(fù)雜，夾緊的可靠性愈差。所以采用多點(diǎn)夾緊時，應(yīng)力求夾緊點(diǎn)的數(shù)目為最小?？紤]到ZH1105W機(jī)體是鑄鐵件，使夾緊力分散，應(yīng)采用多點(diǎn)夾緊。所以本設(shè)計(jì)采用壓塊進(jìn)行壓緊，三個壓塊可將壓緊力分為三個. 由于本次設(shè)計(jì)所選擇的液壓缸是標(biāo)準(zhǔn)件,GB/T23481993,T5033型液壓缸,它所能提供的最大力為,所以總夾緊力為。,故所選擇的液壓缸完全滿足要求。 夾緊點(diǎn)的位置夾緊力的作用點(diǎn)的位置應(yīng)能保證工件的定位穩(wěn)定，而不會引起工件在夾緊過程中產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)處在夾具定位支承所在的位置上。由于工件的結(jié)構(gòu)和形狀較為復(fù)雜，故工件的剛度在不同的部位和不同方向上是不相同的。由ZH1105W的結(jié)構(gòu)圖可分析出：工件的左側(cè)面的剛性最好。因此，夾緊力著力點(diǎn)應(yīng)均勻布置在左側(cè)面的方向上，如圖所示：圖32夾緊原理圖 夾具的主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鉆模類型選擇（夾具體設(shè)計(jì)）鉆床夾具簡稱鉆模。根據(jù)待加工面的位置情況，需要在左右后三個面上進(jìn)行鉆孔，估計(jì)夾具與工件的總重量大于100N，鉆孔的直徑大，而且鉆削扭矩大不能采用手扶住加工的方法，所以采用固定式鉆模。固定式鉆模夾具體設(shè)計(jì)時要考慮工件的裝卸、排屑等操作方便.夾具體是用來將夾具的各個部分聯(lián)結(jié)成整體的元件，它是夾具上最大的和最復(fù)雜的元件。在它上面要安裝定位元件、夾緊裝置、刀具引導(dǎo)件以及其它各種裝置和元件。此外，在夾具體上還應(yīng)有夾具在機(jī)床上安裝用的定位部分，以保證夾具在機(jī)床上獲得所需的相互位置，夾具體也是承受負(fù)荷最大的元件，承受著工作時的切削力、夾緊力和慣性力。對夾具體的一般要求：足夠的剛度和強(qiáng)度；較輕的重量；安裝要穩(wěn)定；保證裝卸工件方便；工藝性要好；便于清除切屑和贓物； 切屑和贓物是否容易清理，不僅影響生產(chǎn)效率，同時也影響夾具使用的可靠性。 鉆套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鉆套也稱鉆模套，是確定刀具位置及引導(dǎo)刀具的元件。它在鉆模中的作用是保證工件上加工孔的位置精度，引導(dǎo)刀具并防止加工是偏移，提高刀具剛性，防止加工時振動。鉆套按結(jié)構(gòu)可分為固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套。由于固定鉆套加工孔時的位置精度較高，所以本設(shè)計(jì)采用固定鉆套。固定鉆套的尺寸可查表：鉆Φ9的孔時，所選的鉆套的尺寸為：D=15mm,D1=22mm,D2=26mm配合尺寸為：Φ15H7/h6, Φ22H7/h6鉆Φ5的孔時，所選的鉆套的尺寸為：D=10mm, D1=15mm,D2=18mm配合尺寸為：Φ10H7/h6, Φ15H7/h6 鉆模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安裝固定鉆套的零件稱為鉆模板，它是保證鉆模精度的重要零件。按鉆模板在夾具體上的聯(lián)接方式可分為固定式鉆模板和活動式鉆模板兩種。固定式鉆模板靠螺釘和銷釘固定聯(lián)接于夾具體上，保證了鉆套底孔的位置精度要求。活動式鉆模板不如固定式鉆模板精度高。所以選用固定式鉆模板。 由于固定式鉆模板的尺寸較大，應(yīng)選用鑄件材料，時效處理，以保證其穩(wěn)定性。第4章 零部件的設(shè)計(jì)繪制 繪制尺寸聯(lián)系圖繪制的機(jī)床總圖要包含的內(nèi)容：表明機(jī)床的配置形式和布局；完整的反映各部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸，專用部件的主要輪廓尺寸，運(yùn)動部件的運(yùn)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；標(biāo)注主要部件規(guī)格代號和電動機(jī)的型號、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機(jī)床分組號，全部組件應(yīng)包括機(jī)床全部通用及專用零部件。根據(jù)計(jì)算的動力部件、機(jī)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(jī)床尺寸聯(lián)系總圖，見附圖ZH1105W0103。 繪制加工零件工序圖被加工零件工序圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，是確定所設(shè)計(jì)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)、夾壓部位以及被加工零件的材料等情況的圖樣。根據(jù)設(shè)計(jì)課題要求繪制柴油機(jī)齒輪室蓋的加工工序圖，見附圖ZH1105W0101。 繪制加工示意圖加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程以及工件、夾具和刀具等機(jī)床各部件的相對位置關(guān)系等。根據(jù)切削用量、工作循環(huán)、工作行程、工件、刀具、及導(dǎo)向等繪制加工示意圖，見附圖ZH1105W0102。 繪制夾具裝配圖及其零件圖根據(jù)前面的計(jì)算和夾具的主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制出夾具的裝配圖和主要零件圖，見附圖，夾具裝配圖ZH1105W0201及夾具體的零件圖ZH1105W0202。結(jié)論本次設(shè)計(jì)的ZH1105W柴油機(jī)齒輪室蓋三面鉆鏜組合機(jī)床采用單工位的工作方式，在加工生產(chǎn)線上同時完成了三道工序，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強(qiáng)度，從而降低了零件的加工成本。同時采用“一面兩銷”的定位方式和液壓夾緊方法，保證了加工精度，提高了加工效率。并且在設(shè)計(jì)之中，盡量選用通用件，進(jìn)一步減少了制造成本，從而增加了經(jīng)濟(jì)效益。本組合機(jī)床設(shè)計(jì)合理，符合實(shí)際應(yīng)用，滿足加工要求，且較大部分采用通用件和標(biāo)準(zhǔn)件，制造成本合理，機(jī)床操作簡單，設(shè)備調(diào)整、維修方便。本設(shè)計(jì)也有不足之處如：結(jié)構(gòu)不夠緊湊、機(jī)床占地面積大等。參考文獻(xiàn)[1] [M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1994: 84568.[2] [M].第三版. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1990: 194302.[3] （機(jī)械部分）[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1975: 87541.[4] 沈陽工學(xué)院,大連工學(xué)院,[M].科學(xué)技術(shù)出版社,1987: 169287[5] [M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1975: 5698.[6] [M].機(jī)械工業(yè)出版社，2001: 69109.[7] 徐錦康．機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001: 186345.[8] 陳秀寧、施高義．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，1995: 64128.[9] [M]. 第二版. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002: 405921.[10] 大連理工大學(xué)工程畫教研室．機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，1993: 2158.