【導(dǎo)讀】多工序、多面或多工位同時(shí)加工的高效專用機(jī)床，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍，可進(jìn)行鉆、鏜、鉸、攻絲、車削、銑削等切削加工。在發(fā)展初期，各機(jī)床制造廠都執(zhí)行。為方便用戶使用和維修，提高互換性，1953年美國(guó)福特汽車公司。定了部件間聯(lián)系尺寸。機(jī)械部公布了第一批組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)，它包括了汽車、農(nóng)機(jī)、紡織和儀表工業(yè)。1978年、1983年又2次作了增補(bǔ)。目前，我國(guó)組合機(jī)床的通用零部件約占70%-90%。其中孔加工包括鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔及倒角、切槽、攻螺紋、锪沉孔、滾壓孔。1）主要用于加工箱體類零件和雜件的平面和孔?？蛇x用成熟的通用部件、精密夾具來保證加工精度。4）研制周期短，便于設(shè)計(jì)、制造和使用維護(hù)，成本低。5）自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)模塊化、組合化，機(jī)床易于改裝；產(chǎn)品或工藝變化時(shí)，通。用部件還可以重復(fù)利用。確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。

　　

【正文】 齒輪模數(shù)按驅(qū)動(dòng)軸出輪估算 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =32x 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = 多軸箱輸入出輪模數(shù)取 m1=3，其余齒輪模數(shù)取 m2=2。主軸 1， 2， 3要求的轉(zhuǎn)速一致且較高，所以采用升速傳動(dòng)。主軸齒數(shù)選取 Z=16，傳動(dòng)齒輪采用 z=48 和 30 齒的齒輪，變位系數(shù) = 。傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為 : N=435r/min 由于前面選取了主軸直徑為 20，傳動(dòng)軸直徑都選取 30，這樣為了減少傳動(dòng)軸種類和設(shè)計(jì)題目需要由于傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速是 435r/min，則驅(qū)動(dòng)軸至傳動(dòng)軸 的傳動(dòng)比為 : i=435/950= 所以選擇兩級(jí)傳動(dòng) 驅(qū)動(dòng)軸的直徑為 30mm，由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得知：當(dāng) m=3 時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸上的齒數(shù)為 22 通用的齒輪有三種，即傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱齒輪和電機(jī)齒輪。材料均為 45鋼，熱處理為齒部高頻淬火 G54。本機(jī)床齒輪的選用按照下表選用 江蘇大學(xué)京江學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 齒輪種類 寬度（ mm） 齒 數(shù) 模數(shù)（ mm） 孔徑（ mm） 驅(qū)動(dòng)軸齒輪 32 16～ 50連續(xù) 16～ 70 、 3 、 4 20 傳動(dòng)軸齒輪 32 44（ B型） 45 2 30 輸出軸齒輪 32 16 2 20 計(jì)算各主軸轉(zhuǎn)速 使各主軸轉(zhuǎn)速的相對(duì)轉(zhuǎn)速損失在 177。 5%以內(nèi)。由公式： V= 知： n1=n2=n3=815r/min 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 傳動(dòng)系統(tǒng)圖是表示傳動(dòng)關(guān)系是示意圖，即用以確定的傳動(dòng)軸將驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連接起來，繪制在多軸箱輪廓內(nèi)的傳動(dòng)示意圖，如圖 2－ 11 所示 江蘇大學(xué)京江學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 圖 2－ 11 渦輪箱鉆孔多軸箱裝配總圖 傳動(dòng)軸齒輪和驅(qū)動(dòng)軸齒輪為第Ⅱ排。在圖中標(biāo)出齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、變位系數(shù)，以校核驅(qū)動(dòng)軸是否正確。另外，應(yīng)檢查同排的非嚙合齒輪是否齒頂干涉；還畫出主軸直徑和軸套直徑，以避免齒輪和相鄰的主軸軸套相碰。 江蘇大學(xué)京江學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 江蘇大學(xué)京江學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 第四章 夾具設(shè)計(jì) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在組合機(jī)床設(shè)計(jì)中占有重要的地位。它的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度。 本夾具主要是用來 鉆左右端面的 6 個(gè) M4 螺紋 孔， 整個(gè)需要加工的孔的位置尺寸用機(jī)床和夾具就能直接保證。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何保證垂直度要求的前題下，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低 勞動(dòng)強(qiáng)度。 為了很好利用工廠實(shí)際設(shè)備和提高生產(chǎn)率，設(shè)計(jì)專用夾具進(jìn)行加工。 機(jī)床夾具的概述 機(jī)床夾具的組成 (1)定位元件和定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置，如 V 形塊，定位銷，凡是夾具都有定位元件，它是實(shí)現(xiàn)夾具基本功能的元件。 (2)夾緊元件和夾緊裝置 用于固定工件以獲得的正確位置的元件或裝置。工件在夾具定位之后引進(jìn)加工之前必須將工件夾緊，使其在加工時(shí)在切削力的作用下不離開已獲得的定位，有時(shí)同一個(gè)元件既能定位，也具有夾緊的雙重功效。 (3)導(dǎo)向元件 確定刀具的位置并引導(dǎo)刀具的 元件，它也可以供鉆鏜類夾具在機(jī)床上安裝時(shí)做基準(zhǔn)找正用。 (4)夾具體 夾具體也稱為夾具本體，用于將各種元件，裝置連于一體，并通過它將整個(gè)夾具安裝在機(jī)床上，一般采用鑄鐵制造，它是保證夾具的剛度和改善夾具動(dòng)力學(xué)特性的重要部分。如果夾具體的剛性不好，加工時(shí)將要引起較大的變形和震動(dòng)，產(chǎn)生較大的加工誤差。 機(jī)床夾具的類型 機(jī)床夾具的種類很多，形狀千差萬別，為了設(shè)計(jì)和制造方便，一般按某一屬性進(jìn)行分類，如按所使用的機(jī)床分：車床夾具，銑床夾具，鏜床夾具，磨床夾具和鉆床夾具。 夾緊方案和夾緊元件的設(shè)計(jì) 工件 在切削過程中會(huì)受到切削力、慣性力等作用，因此必須夾緊以保證定位，典型的江蘇大學(xué)京江學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 夾緊裝置是由夾緊元件、中間傳力機(jī)構(gòu)和動(dòng)力源裝置所組成。夾緊元件是執(zhí)行夾緊的最終元件，是直接與零件接觸來完成夾緊的。中間傳力機(jī)構(gòu)是傳傳遞動(dòng)力源裝置的力到夾緊元件來完成夾緊，它可以改變夾緊力的大小、方向和使夾緊具有自鎖性能。動(dòng)力裝置是產(chǎn)生夾緊力的動(dòng)力源，所產(chǎn)生的力稱為原始力。 夾緊裝置在夾緊過程中有一定的要求： (1)夾緊裝置應(yīng)保證工件定位，而不能破壞工件的定位。 (2)夾緊力的大小應(yīng)能保證工件在加工時(shí)的位置不變，同時(shí)又不能使 工件產(chǎn)生變形。 (3)夾緊力的方向應(yīng)和切削力方向相應(yīng)，使夾緊力減小。 (4)夾緊裝置的動(dòng)作應(yīng)迅速、方便、安全。 (5)夾緊裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、合理、制造方便。 由于該道工序是鉆 φ 4 孔，此零件屬于中批量生產(chǎn)，并且切削力較小，所以力求夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，降低成本的原則。則本夾具采用螺栓夾緊及一個(gè)壓環(huán)夾緊。 夾具的性能及優(yōu)點(diǎn) （ 1）剛性好 該夾具在高轉(zhuǎn)速、大吃刀的情況下不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，自動(dòng)定心效果優(yōu)于三爪卡盤。套筒用鑄鐵件制造，無薄弱環(huán)節(jié)。整個(gè)機(jī)構(gòu)不存在剛性不足、偏載和偏心現(xiàn)象。 （ 2）應(yīng)用范 圍廣 此夾具更換不同直徑的彈簧套筒，可以加工不同直徑的同類產(chǎn)品，通用性好。 （ 3）精度保證較高 使用可脹心軸車床夾具，消除了工件的定位間隙，有效地保證了被加工零件的位置精度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明其定位精度可達(dá) 。 夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體的設(shè)計(jì)是整個(gè)夾具的基礎(chǔ)零件，定位元件、夾緊裝置、連接元件、導(dǎo)向元件或?qū)Φ堆b置等都要求裝在它上面，因此夾具體是一個(gè)復(fù)雜而又重要的零件，而且必須滿足一定的要求： 1）夾具體要有足夠的剛度，承受夾緊力及加工時(shí)的切削力，一般夾具體為鑄件，但也江蘇大學(xué)京江學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 可是焊接件。 2）夾具體一般應(yīng)考慮搬 運(yùn)的吊裝問題，以方便夾具的安裝對(duì)于小規(guī)模當(dāng)然可以不考慮吊裝，但也應(yīng)該考慮搬運(yùn)的問題。 3）夾具體上應(yīng)考慮排屑和清理切屑方便。 4）夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)考慮夾具體的穩(wěn)定性，夾具底面可以做的稍大些。 5）由于夾具體一般都比較復(fù)雜，故要考慮結(jié)構(gòu)工藝性，對(duì)加工和安裝都應(yīng)該合理、方便。則該夾具體的基本要求為： 459? 308。 夾具精度分析計(jì)算 夾具精度計(jì)算是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它是檢驗(yàn)夾具是否合乎零件加工要求。利用夾具在機(jī)床上加工工件時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè) 封閉的加工系統(tǒng)，它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系，從而保證工序尺寸的要求。這些聯(lián)系環(huán)節(jié)中的任何誤差，都將以加工誤差的形式直接影響工件的加工精度，這些誤差主要有： 1）因工件在夾具中定位不準(zhǔn)確，使工件的原始基準(zhǔn)偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生工件定位誤差Δ dw。 2）因夾具在機(jī)床上安裝不準(zhǔn)確，使夾具的安裝面偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生夾具安裝誤差Δ a。 3）因刀具相對(duì)夾具位置不準(zhǔn)確，或刀具與導(dǎo)向、對(duì)刀元件之間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差Δ t。 4）因機(jī)床精度、刀具制造精度和磨損，加工調(diào)整、加工變形等因素引起的 與加工方法有關(guān)的加工方法誤差Δ g。 為了使夾具能加工出合格的工件，上述各項(xiàng)誤差的總和應(yīng)不超過工序尺寸（或位置要求）的公差Δ k。即 Δ dw+Δ a+Δ t+Δ g〈Δ k 上式稱為誤差計(jì)算不等式，其中各項(xiàng)誤差都是在工序尺寸方向上的分量，如果工序尺寸（包括位置精度要求）不止一個(gè)，則只有在每個(gè)工序尺寸的誤差計(jì)算不等式都能滿足要求時(shí)，所設(shè)計(jì)的夾具才能保證加工要求。 對(duì)夾具而言， 江蘇大學(xué)京江學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 1） 工件在夾具中的定位誤差在前面已經(jīng)分析。即Δ dw=。 2） 夾具的安 裝誤差Δ a，夾具的安裝誤差是夾具在機(jī)床上安裝時(shí)，因夾具的安裝面偏離了規(guī)定的位置，從而使原始基準(zhǔn)發(fā)生移動(dòng)而在工序尺寸產(chǎn)生的偏差，采用定位鍵進(jìn)行定位，則安裝誤差Δ a=。 3） 刀具位置誤差Δ t的確定，刀具位置誤差是刀具相對(duì)于夾具位置不準(zhǔn)確引起的誤差，或刀具與導(dǎo)向、對(duì)刀元件間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差，這項(xiàng)誤差又稱刀具調(diào)整誤差，則Δ t=。 4） 加工方法誤差Δ g，因?yàn)榧庸し椒ㄕ`差具有很大的偶然性，很難進(jìn)行精確的計(jì)算，因此常?。?1/3~1/2）Δ k 作為加工方法和精度儲(chǔ)備之用，則Δ g==。 所以 ,按概率法相加得： 6 m 1 5 m . 2222 ????? 經(jīng)過計(jì)算則這個(gè)定位方式是可行的，滿足夾具精度要求，整個(gè)夾具設(shè)計(jì)合理。 夾具操作的簡(jiǎn)要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該請(qǐng)注意在保證加工要求的前題下，盡量提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 為此，根據(jù)本夾具的特點(diǎn)，應(yīng)采用氣缸夾緊較為方便。所以基本的操作為： 將工件裝夾具體上，并保證定位銷插進(jìn)銷孔，然后用氣缸夾緊。從而達(dá)到夾緊的要求。加工完后取工件時(shí)，則和前面的步驟剛好相反。 江蘇大學(xué)京江學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 結(jié)論 本課題設(shè)計(jì)的鉆孔組合機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)用于加工減 速器箱體的 6 個(gè)孔。在開發(fā)過程中，針對(duì)加工過程中存在的難點(diǎn)進(jìn)行了鉆研。在鉆床的設(shè)計(jì)上采取了一系列的措施，保證了被加工孔的加工精度。主要完成了以下工作： 對(duì)減速器箱體孔的加工工藝進(jìn)行了分析研究，明確了 6 個(gè)孔加工的技術(shù)要求和工藝要點(diǎn)。 恰當(dāng)?shù)剡x擇了機(jī)床的切削參數(shù)，動(dòng)力頭及液壓滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。 采用液壓滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭和多軸箱實(shí)現(xiàn)進(jìn)給。 設(shè)計(jì)了穩(wěn)定可靠的多軸箱和鉆模板，從而保證了被加工孔的精度要求。 根據(jù)通用、經(jīng)濟(jì)的原則，選擇了刀具，滿足了工藝的需要。 設(shè)計(jì)的鉆孔組合機(jī)床，保證了加工孔的生 產(chǎn)質(zhì)量，提高工效 3 倍以上，加工成本大幅下降。 本項(xiàng)工作還有許多值得完善的地方，例如：裝夾、定位由人工完成，效率較低；自動(dòng)化程度有待提高等問題。這些問題通過改進(jìn)設(shè)計(jì)、完善工藝、現(xiàn)場(chǎng)的不斷實(shí)踐、總結(jié)，必將會(huì)得到進(jìn)步的提高。 江蘇大學(xué)京江學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 參考文獻(xiàn) [1] 大連組合機(jī)床研究所編 《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》 第一冊(cè) 機(jī)械部分 .1975 年 6月第一版 [2] 第一機(jī)械工業(yè)部編 《金屬切削機(jī)床產(chǎn)品樣本》組合機(jī)床 機(jī)械工業(yè)出版社， 1980 年第一版 [3] 許曉腸主編 《專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》 重慶大學(xué)出版社， 2020 [4] 金振華主編 《組合機(jī)床及其調(diào)整與應(yīng)用》 機(jī)械工業(yè)出版社， 1990 [5] 李慶余、張佳主編 《機(jī)械裝備設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [6] 顧維邦主編 《金屬切削機(jī)床概論》 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [7] 戴曙主編 《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社， 1993 [8] 華東紡織工學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)主編 《機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè)》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1984 [9] 徐景輝等編 《機(jī)床裝配》 四川人民出版社， 1982 [10] 儲(chǔ)凱、許斌等主編 《 機(jī)械工程材料》 重慶大學(xué)出版社， 2020 [11] 邱宣懷主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 高等教育出版社， 2020 [12] 吳宗澤主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》 化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [13] 龔桂主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 高等教育出版社， 1990 [14] 張利平主編 《液壓站設(shè)計(jì)與應(yīng)用》 海軍出版社， 2020 [15] 江南大學(xué) 鄭修本主編 《機(jī)械制造工藝學(xué)》第二版 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [16] 華東紡織工學(xué)院機(jī)制教研室編 《機(jī)床課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)》 1982 [17]沈陽工業(yè)大學(xué) 大連鐵道 學(xué)院 吉林工學(xué)院編 《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1985 江蘇大學(xué)京江學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 致 謝 經(jīng)過近三個(gè)月的忙碌，畢業(yè)論文工作已經(jīng)接近了尾聲。畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，同時(shí)也意味著大學(xué)生涯的結(jié)束。在設(shè)計(jì)和寫作說明書的過程中，由于經(jīng)驗(yàn)不足、知識(shí)匱乏，難免有許多疏漏和錯(cuò)誤。謝謝指導(dǎo)老師的督促，謝謝小組同學(xué)的幫助，才能按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文。 首先要感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師王志老師，其次要感謝大學(xué)四年來所有的任課老師，為我們打下了機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)，你們教給我的人生道理，教給我的知識(shí)能讓我在今后的工作學(xué)習(xí)中受益頗豐。同時(shí)還要感謝 設(shè)計(jì)小組的全體同學(xué)，正是因?yàn)橛辛四銈兊墓膭?lì)，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 另外，我要感謝畢業(yè)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)的原作者。這些專家、學(xué)者的研究成果，為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)和寫作說明書提供了許多幫助。 最后，我要感謝機(jī)械工程學(xué)院和我的母校 — 江蘇大學(xué)四年來對(duì)我的大力栽培。 謝謝！