【導(dǎo)讀】為制造這些技術(shù)設(shè)備與裝備，又必須具備各種加工金屬零。件的設(shè)備，諸如鑄造、鍛造、焊接、沖壓和切削加工設(shè)備等。由于機(jī)械零件的形狀精度、因此，機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備。產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造的經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而決定著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。可以這樣說，如果沒有。目前所達(dá)到的高度物質(zhì)文明將是不可想象的。建立在堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)上。最原始的機(jī)床是木制的，所有運(yùn)動(dòng)都是由人力或畜。力驅(qū)動(dòng)，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它們實(shí)際上并不是一種完整的機(jī)器。1770年前后創(chuàng)制了鏜削蒸汽機(jī)汽缸內(nèi)孔用的鏜床。和工效起了一個(gè)飛躍，初步形成了現(xiàn)代機(jī)床的雛型。1000多臺(tái)，品種不到10個(gè)。解放后，黨和人民政府十分重視機(jī)床工業(yè)的發(fā)展。合機(jī)床行業(yè)企業(yè)僅組合機(jī)床一項(xiàng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量已達(dá)1000余臺(tái)，產(chǎn)值達(dá)個(gè)億以上，可見行業(yè)企業(yè)運(yùn)營(yíng)狀況良好。實(shí)行了股份改造，一家企業(yè)退出國(guó)有轉(zhuǎn)為民營(yíng)，其余的都是國(guó)有企業(yè)。

　　

【正文】 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 。 鉆床夾具因大都具有刀具導(dǎo)向裝置，習(xí)慣上又稱為鉆模。在機(jī)床夾具中，鉆模占有相當(dāng)大的比例。 (1)鉆套 鉆套是引導(dǎo)刀具的元件，用以保證孔的加工位置，并防止加工過程中刀具的偏斜。 鉆套按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為 4 種類型即固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套。 圖 (b)，可換鉆套。 以間隙配合安裝在襯套中，而襯套則壓入鉆模板或夾具體的孔中。為防止鉆套在襯套中轉(zhuǎn)動(dòng)，加一固定螺釘。可換鉆套在磨損后可以更換，故多用于大批量生產(chǎn)。 30 (2)鉆模板 鉆模板用于安裝鉆套。 鉆模板與夾具體的聯(lián)接方式有固定式、鉸鏈?zhǔn)健⒎蛛x式和懸掛式等幾種。 固定式鉆模板直接固定在夾具體上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度較高。 31 鉆床夾具結(jié)構(gòu)的選擇 (1)被鉆孔的直徑大于 10mm 時(shí)，鉆床夾具應(yīng)固定在工作臺(tái)上。 (2)翻轉(zhuǎn)式鉆床夾具適用于加工中小工件。否則應(yīng)采用回轉(zhuǎn)式鉆床夾具。 (3)當(dāng)加工幾個(gè)不在同心圓周上的平行孔系時(shí)，如工件加夾具的總重比較大時(shí)應(yīng)采用固定式夾具在搖臂鉆床上加工。如 生產(chǎn)批量較大，則可在立式鉆床上采用多軸傳動(dòng)頭進(jìn)行加工。 (4)對(duì)于孔的垂直度、孔距精度要求不高的中小型工件，宜優(yōu)先采用滑柱式鉆床夾具，以縮短夾具的設(shè)計(jì)、制造周期。一般孔的垂直度要求小于 ，孔距位置公差小于177。，無特殊措施，不宜采用滑柱式鉆床夾具。 (5)鉆模板和夾具體為焊接結(jié)構(gòu)的鉆床夾具，因焊接應(yīng)力不能徹 底消除，精度不能保證，故一般只在工件孔距公差大于177。 時(shí)才采用。 (6)工件被加工孔對(duì)于定位基準(zhǔn)面的距離公差或孔距公差小于 時(shí)，只有采用固定式鉆模板和固定式鉆套才能保 證。 工藝規(guī)程 10 精銑上表面 20 精銑兩側(cè)面 32 30 半精銑上表面 40 銑兩端面 50 精銑兩側(cè)面 60 精銑上表面 70 鉆工藝孔 80 鏜主軸孔 90 精鏜主軸孔 100 鉆兩側(cè)面孔 110 鉆兩端面孔 120 鉆上表面孔 130 攻兩側(cè)面螺紋 140 攻兩端面螺紋 150 攻上表面孔螺紋 160 去毛刺銳 邊 170 清洗 180 檢驗(yàn) 190 入庫，涂油 工序計(jì)算 鉆 4M12 螺紋底孔，均勻分布，控 φ 142 切削深度 pa ： mmap ? 進(jìn)給量 f ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 213，取 rmmf /? 切削速度 V ：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 214，取 smV /? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： m i n/557 0 rd Vn ?? ???? ?，取 min/584rn? 實(shí)際切削速度 V? ： smndV / 0 ?? ????? ? 被切削層長(zhǎng)度 l ： mml 20? 刀具切入長(zhǎng)度 1l ： mml 81? 刀具切出長(zhǎng)度 2l ： 2l =0 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 2jt ： 820212 ??????? fn lllt j 33 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 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=K0178。 K1178。 K2178。 K3178。 K4178。 K5178。 K6 查 機(jī)械工程手冊(cè) P30表 121可知 : K= 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=P178。 S= 241 dP ?? =400179。 179。 /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)。 誤差的分析 定位元件尺寸及公差確定。夾具的 主要定位元件為一平面和兩定位銷，孔與銷間隙配合。 本工序采用一菱形銷，一圓柱銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而銷的角會(huì)使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 34 第 5 章 結(jié)論與展望 本課題開發(fā)研制的鉆孔組合機(jī)床，用于加工變速箱箱體的四個(gè)螺紋孔。在開發(fā)過程中，針對(duì)加工過程中存在的難點(diǎn)進(jìn)行了攻關(guān)。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)變速箱箱體的四個(gè) 螺紋孔的加工工藝進(jìn)行了分析研究，明確了四個(gè)螺紋孔加工的技術(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 Z 軸液壓滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭和多軸箱實(shí)現(xiàn)進(jìn)給， Y 軸驅(qū)動(dòng)工件實(shí)現(xiàn)兩工位運(yùn)動(dòng)。制定了 Y、 Z 軸液壓滑臺(tái)的進(jìn)給工作循環(huán)。經(jīng)分析證明可以滿足工藝要求。 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。 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 35 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 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 ! 36 參考文獻(xiàn) [1] 林述溫、范楊波主編 .機(jī)械 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 ..上海：上海科技出版社 .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?？萍汲霭嫔?.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] 傅玲梅主編 .機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與制作 .北京： 中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 .2021 [13] International Machine Tool Design and Research in machine tool design and research . [14] Freeman, Henry G. Dictionary of metalcutting machine tools .Verlag W. [15] Barun, V. , Aaron Abramovich,Machine Tool Industry Research Association. Automatic control systems for machine tools .National Lending Library for Science and 37 致謝 首先感謝我的導(dǎo)師 劉振生 教授，這篇論文是在他的悉心指導(dǎo)和親切 關(guān)懷下完成的。在我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間， 導(dǎo)師給予了親切的關(guān)懷和諄諄的教導(dǎo)，使我能正確對(duì)待學(xué)習(xí)中遇到的困難和挫折 ，導(dǎo)師給了大力的支持和鼓勵(lì)。 導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度、求實(shí)的工作作風(fēng)、豐富的科研經(jīng)驗(yàn)、科學(xué)的思維方式和正直的人格都令我非常敬佩，并將多我產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在此論文完成之際，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師表示誠(chéng)摯的謝意和深深的敬意 ! 其次， 感謝 河北工程大學(xué)機(jī)電 學(xué)院全體老師的辛勤培養(yǎng)和諄諄教誨 ! 最后， 感謝所有一直關(guān)心和幫助我的人們。