【導(dǎo)讀】中，大多數(shù)機(jī)器的設(shè)計(jì)和制造都是用機(jī)床大批量完成的。現(xiàn)代大型工業(yè)技術(shù)的飛。速發(fā)展，降低了組合機(jī)床的實(shí)現(xiàn)成本，軟件支持機(jī)制也使得實(shí)現(xiàn)變得更為簡(jiǎn)單，因此，研究組合機(jī)床的設(shè)計(jì)具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以通用部件為基礎(chǔ)，配以少。廣泛的應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。內(nèi)容及加工方法，選擇定位基準(zhǔn)和夾緊部位，決定工步和刀具種類及其結(jié)構(gòu)形式，總體方案的擬定是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最關(guān)鍵的一步。對(duì)于同一加工內(nèi)容，有各種不同的工藝方案和機(jī)。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(shí)的限位等作用的。以及設(shè)計(jì)高效率的夾具、工具、刀具及主軸箱就是本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容。動(dòng)線將面臨由高速加工中心組成的FMS的激烈競(jìng)爭(zhēng)。機(jī)械工業(yè)部門，大量采用的設(shè)備是組合機(jī)床。斷縮短，品種日益增多且質(zhì)量不斷提高。定了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應(yīng)根據(jù)工件的加工要求和特點(diǎn)，按

　　

【正文】 X Y Y? ? ?= 22( 2 5 3 .0 0 0 2 1 0 .0 0 0 ) ( 1 5 0 .0 2 0 1 7 4 .5 0 0 )? ? ? = 57A? = 225 7 5 7( ) ( )X X Y Y? ? ?= 22( 2 5 3 .0 0 0 2 9 6 .0 0 0 ) ( 1 5 0 .0 2 0 1 7 4 .5 0 0 )? ? ? 雙面 臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計(jì)（減速器箱蓋后面螺紋） 31 = 58A? = 225 8 5 8( ) ( )X X Y Y? ? ?= 22( 2 5 3 .0 0 0 2 5 3 .0 0 0 ) ( 1 5 0 .0 2 0 1 9 9 .5 0 0 )? ? ? = 中心距誤差分別為 δ 56= 5 6 5 6RA??? == δ 57= 5 7 5 7RA??? == δ 58= 5 8 5 8RA??? == δ 5 δ 5 δ 58大 于 ， 因此 軸 5與軸 軸 5與軸 軸 5 與軸 8之間的齒輪需要采用變位齒輪，變位量為Δ 56A? =，Δ 57A? =， Δ58A? =。 多軸箱計(jì)算坐標(biāo)檢查圖如下圖所示 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 第 4 章 夾具設(shè)計(jì) 組合 機(jī)床夾具概述 機(jī)床夾具是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，它是組合機(jī)床的重要組成部件，夾具是根據(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。其作用是它是用于實(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(shí)的限位等。 機(jī)床夾具的基本組成部分，根據(jù)其功用一般可分為 以下幾種 ： [1] 定位元件或裝置 用以確定工件在夾具中的位置。 [2] 刀具導(dǎo)向無件或裝置 用以引導(dǎo)刀具或用以調(diào)整刀具相對(duì)于夾具的位置。 [3] 夾緊元件或裝置 用以夾緊工件。 [4] 連接元件 用以確定夾具在機(jī)床上的位置并與機(jī)床相連 接。 [5] 夾具體 用以連接夾具各元件及裝置，使之成為一個(gè)整體，并通過它將夾具安裝在機(jī)床上 。 [6] 其它元件或裝置 除上述各部分以外的元件或裝置，如某些夾具上的分度裝置，防錯(cuò)裝置，安全保護(hù)裝置等。 組合機(jī)床夾具主要的特點(diǎn)如下： 第一、 一般的機(jī)床夾具是作為機(jī)床的輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的，而組合機(jī)床夾具是機(jī)床的主要組成部分，其設(shè)計(jì)工作是整個(gè)組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要部分之一。 第二、 組合機(jī)床夾具和機(jī)床其他部件有極其密切的聯(lián)系。 第三、 組合機(jī)床夾具必須必須具有很好的剛性和足夠的夾壓力，以保證在整個(gè)加工過程中工件不產(chǎn)生任何位 移。 第四、 組合機(jī)床夾具是保證加工精度的重要部位，其設(shè)計(jì)、制造和調(diào)整都必須有嚴(yán)格的要求，使其能持久地保持精度。第五、 組合機(jī)床夾具應(yīng)便于實(shí)現(xiàn)定位和夾壓的自動(dòng)化，并有動(dòng)作完成的檢查信號(hào)；保證切屑從加工空間自動(dòng)排除；便于觀察和檢查，以及在不從機(jī)床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損件和維護(hù)調(diào)整。 定位支承系統(tǒng) 在組合機(jī)床上加工時(shí)，必須使被加工零件對(duì)刀具及其導(dǎo)向保持正確的相對(duì)位置，這是靠夾具的定位支承系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。定位支承系統(tǒng)除用以確定被加工零件的位置外，還要承受被加工零件的重量和夾壓力，有時(shí)還要承受切削力。 定位支承系統(tǒng)主要由定位支承、輔助支承和一些限位元件組成。定位支承雙面 臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計(jì)（減速器箱蓋后面螺紋） 33 是指在加工過程中維持被加工零件有一定位置的元件，輔助支承是僅用作增加被加工零件在加工過程中剛度及穩(wěn)定性的一種活動(dòng)式支承元件。 由于定位支承元件直接與被加工零件接觸，因此其尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和布置都直接影響被加工零件的精度。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)： [1] 合理布置定位支承元件，力求使其組成較大的定位支承平面。最好使夾壓力的位置對(duì)準(zhǔn)定位支承元件。 [2] 提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形。 [3] 提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性，以便 長(zhǎng)期保持夾具的定位精度。 [4] 可靠地排除定位支承部件的切屑。 此外，選擇工藝基面應(yīng)該遵循下面的原則： ① 應(yīng)當(dāng)盡量選用設(shè)計(jì)基面作為在組合機(jī)床上加工用的定位基面，這樣能減少累積誤差，有利于保證加工精度。但在某些情況下卻必須改用其他面作為定位基面。 ② 選擇的定位基面應(yīng)確保工件穩(wěn)定定位。定位的支撐面應(yīng)該大一些，力求已加工面做為定位基面，在本次的加工中，頂面是已經(jīng)加工過的，而且滿足一定的技術(shù)要求，面積也比較大，因此選擇頂面做為定位基面符合要求。 ③ 選擇基面應(yīng)該考慮夾緊方便，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 本次設(shè)計(jì)中采用了 一面兩 銷 定位的方法，這種定位方法保證了理想的六點(diǎn)定位原則，而且能夠保證工件裝夾時(shí)簡(jiǎn)單，方便。 夾緊機(jī)構(gòu) 夾緊裝置是夾具的重要組成部分。在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，應(yīng)滿足以下基本要求： [1] 在夾緊過程中應(yīng)能保持工作定位時(shí)所獲得的正確位置。 [2] 夾緊應(yīng)可靠和適當(dāng)，夾緊機(jī)構(gòu)一般要有自鎖作用，保證在加工過程中不會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)或振動(dòng)，夾緊工件時(shí)，不允許工件產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷。 [3] 夾緊裝置應(yīng)操作方便，有力，安全。 [4] 夾緊裝置的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式和適應(yīng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，緊 湊，并盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化元件。 夾緊力包括大小、方向和作用點(diǎn)三個(gè)要素，它們的確定是夾緊機(jī)構(gòu)中首先要解決的問題。 首先， 夾緊力方向的選擇一般應(yīng)遵循以下原則： [1] 夾緊力的作用方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位。 [2] 夾緊力的作用方向應(yīng)盡量與工件剛度最大的方向和一致，以減小工件福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 變形。 [3] 夾緊力的作用方向應(yīng)盡可能與切削力、工件重力方向一致，以減小所需夾緊力。 其次， 夾緊力作用點(diǎn)的選擇是指在夾緊力作用方向已定的情況下，確定夾緊元件與工件接觸點(diǎn)的位置和接角點(diǎn)的數(shù)目。 [1] 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支承 元件或位于支承元件所形成的支承面內(nèi)，以保證工件已獲得的定位不變。 [2] 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)處在工件剛性較好的部位，以減小工件的夾緊變形 。 夾緊力計(jì)算 本次所設(shè)計(jì)的夾緊力主要由液壓缸提供，夾緊力的方向與切削力方向垂直。 因此，所需的夾緊力由下式計(jì)算 [3]P36: 21 ?? ??? PKWK (41) 式中： KW —— 實(shí)際所需夾緊力 (N) 1? —— 夾緊元件與工件間的摩擦系數(shù) 2? —— 工件與夾具支承面間的摩擦系數(shù) K—— 安全系數(shù)， K=K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 查 [3]P30 表 121 可知 : K=K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 (42) = = 1? =， 2? = 所以 KW =21 ????PK = ?? = 而由液壓缸所能提供的夾緊力計(jì)算如下： 液壓缸的工作壓力為 P=400kg/ 2cm 液壓缸能提供的夾緊力為 F=P S= 241 dP ?? (43) =400 /4 = 因?yàn)?F KW ,所以夾緊力足夠，且夾緊力是由兩個(gè)液壓缸同時(shí)提供，因此更雙面 臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計(jì)（減速器箱蓋后面螺紋） 35 可保證夾緊的可靠性。 因此，本次設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的夾具能夠提供足夠的夾緊力，為保證加工精度提供了有利的保證。同時(shí) 液壓裝置的運(yùn)用也降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，體現(xiàn)了人性化的設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)采用 前法蘭式油缸 T5016Ⅱ帶滾子楔鐵夾緊機(jī)構(gòu) 。 夾具裝配圖 如下圖所示 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 結(jié)論 與展望 隨著 現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù) 的快速發(fā)展，特別是隨著它在自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)的快速發(fā)展， 組合機(jī)床 的研究已經(jīng)成為當(dāng)今 機(jī)器制造 界的一個(gè)重要方向，在現(xiàn)代工業(yè)運(yùn)用中，大多數(shù) 機(jī)器的設(shè)計(jì)和制造都是用機(jī)床大批量完成的， 即已經(jīng) 規(guī)格 化了的， 通常由 機(jī)械軟件 CAD 設(shè)計(jì)畫圖而成并且用機(jī)床來 實(shí)現(xiàn)。 現(xiàn)代大型工業(yè) 技術(shù)的飛速發(fā)展，降低了 組合機(jī)床 的實(shí)現(xiàn)成本 ，軟件支持機(jī)制也使得實(shí)現(xiàn)變得更為簡(jiǎn)單 ，因此，研究組合機(jī)床的設(shè)計(jì)具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。 本課題基于 使設(shè)計(jì)出的機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、效率高、質(zhì)量好 提出的要求，著重 選擇最佳的工藝方案，合適地確定機(jī)床工序集中程度，合理地選擇組合機(jī)床的通用部件，恰當(dāng)?shù)慕M合機(jī)床的配置型式，合理地選擇切削用量，以及設(shè)計(jì)高效率的夾具、工具、刀具及主軸箱就是本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容。具體的工作就是要制定工藝方案，進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的 分析和確定，進(jìn)行組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)，組合機(jī)床的部件設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)，使其具有工程意義，實(shí)現(xiàn)其在實(shí)際應(yīng)用中的價(jià)值 。 雖然組合機(jī)床的應(yīng)用越來越廣泛，隨之，各種各樣組合機(jī)床的設(shè)計(jì)也經(jīng)常見于報(bào)道，經(jīng)過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)資料的查閱和研讀，可以得出結(jié)論，對(duì)各種組合機(jī)床的設(shè)計(jì)的研究方向隨著自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展而趨于這樣一種研究方向，即組合機(jī)床及其自動(dòng)線方向。 它 是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和 成 套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。由于組合機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控 制、診斷監(jiān)控、清洗、裝 B E 配和試漏等技術(shù)。 我國(guó)組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后，國(guó)內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場(chǎng)要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝，研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。 近幾十年來組合機(jī)床在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、機(jī)械、航空及軍工等部門已獲得了廣泛的使用，一些中小批量生產(chǎn)的部門也開始推廣使用。 除了組合機(jī) 床及其自動(dòng)線方向外，還有以下幾個(gè) 發(fā)展方向?yàn)椋? 提高生產(chǎn)率 擴(kuò)大工藝范圍 提高加工精度 雙面 臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計(jì)（減速器箱蓋后面螺紋） 37 提高自動(dòng)化程度 創(chuàng)制超小型組合機(jī)床 發(fā)展專能組合機(jī)床及自動(dòng)線 以上這些問題在理論上 和實(shí)際實(shí)現(xiàn)上都 將有一定的難度，它們都是 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化 方面值得進(jìn)一步探討、需要解決的問題，也是 今 后努力的一個(gè)方向，欣喜的是越來越多的人開始關(guān)注 這個(gè) 問題 并為之作出不懈的努力 ，相信不久的將來它們一定能得到較好的解決 ! 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 謝辭 參考文獻(xiàn) [1] 林述溫、范楊波主編 .機(jī)電裝備設(shè)計(jì) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2021 [2] 大連組合機(jī)床研究所編 .組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)第一冊(cè) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1975 [3] 大連組合機(jī)床研究所 .機(jī)械工程手冊(cè)第 62篇 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1980 [4] 朱龍根編 .簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1997 [5] 大連組合機(jī)床研究所編 .組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1975 [6] 東北重型機(jī)械學(xué)院等編 .機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) .上海：上?？萍汲霭嫔?.1988 [7] 徐英南 .組合機(jī)床及自動(dòng)線的使用與調(diào)試 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1990 [8] 沈陽工業(yè)大學(xué)等編 .組合機(jī)床 設(shè)計(jì) .上海：上?？萍汲霭嫔?.1994 [9] 謝家贏主編 .組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1994 [10] 趙如福主編 .機(jī)械加工工藝人員手冊(cè) .上海：上海科技出版社 .1990 [11] 金振華主編 .組合機(jī)床及其調(diào)整與使用 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1990 [12] International Machine Tool Design and Research in machine tool design and research . 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