【導讀】它適宜于在大批、大量生產(chǎn)中對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進行加工。機床既有專用機床的結(jié)構簡單、生產(chǎn)率和自動程度較高的特點，又具有一定的重新調(diào)整能力，以適應工件變化的需要。組合機床廣泛應用于大批量生產(chǎn)的行業(yè)，如；汽車、拖拉機、電動。機、內(nèi)燃機、閥門、縫紉機等制造業(yè)。至今，它已成為現(xiàn)代制造工程的關鍵設備之一。短供貨周期創(chuàng)造了有利的條件。求，而組合機床也在不斷吸取新技術成果而完善和發(fā)展。系統(tǒng)的發(fā)展帶動數(shù)控控制器的功能越來越多。

　　

【正文】 = 彎曲疲勞極限σ Flim 由圖 σ Flim=380MPa 彎曲最小安全系數(shù) SFmin 由表 SFmin= 應力循環(huán)系數(shù) NL NL1=60γ n5th= 108 NL2=60γ n1th = 108 彎曲壽命系數(shù) YN 由圖 YN1= YN2= 尺寸系數(shù) Yx 由圖 Yx= 許用彎曲應力 [σ F] [σ F1] =min11limFXNFS YY? =380 = [σ F2]=min21limFXNF S YY? =380 1 = 驗算 σ f1=mbdkT552YFα 1 YSα 1Yε = 26037 ???? =[σ f1] σ f2=σ f11122????SFSF YY YY = ?? =[σ f2] 傳動無嚴重過載，故不做靜強度校核。 31 4 夾具設計 機床夾具設計在組合機床設計中占有重要的地位。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 閥腔 箱體上端 十 個 M12螺紋孔底孔，整個需要加工 的孔的位置尺寸用機床和夾具就能直接保證。因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何保證垂直度要求的前題下，提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。為了很好利用工廠實際設備和提高生產(chǎn)率，設計專用夾具進行加工。 機床夾具的概述 機床夾具的組成 (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加工之前必須將工件夾緊，使其在加工時在切削 力的作用下不離開已獲得的定位，有時同一個元件既能定位，也具有夾緊的雙重功效。 (3)導向元件 確定刀具的位置并引導刀具的元件，它也可以供鉆鏜類夾具在機床上安裝時做基準找正用。 (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，并通過它將整個夾具安裝在機床上，一般采用鑄鐵制造，它是保證夾具的剛度和改善夾具動力學特性的重要部分。如果夾具體的剛性不好，加工時將要引起較大的變形和震動，產(chǎn)生較大的加工誤差。 機床夾具的類型 機床夾具的種類很多，形狀千差萬別，為了設計和制造方便，一般按某一 屬性進行分類，如按所使用的機床分：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計 工件在切削過程中會受到切削力、慣性力等作用，因此必須夾緊以保證定位，典型的夾緊裝置是由夾緊元件、中間傳力機構和動力源裝置所組成。夾緊元件是執(zhí)行夾緊的最終元件， 32 是直接與零件接觸來完成夾緊的。中間傳力機構是傳傳遞動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。動力裝置是產(chǎn)生夾緊力的動力源，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 裝置應保證工件定位，而不能破壞工件的定位。 (2)夾緊力的大小應能保證工件在加工時的位置不變，同時又不能使工件產(chǎn)生變形。 (3)夾緊力的方向應和切削力方向相應，使夾緊力減小。 (4)夾緊裝置的動作應迅速、方便、安全。 (5)夾緊裝置的結(jié)構應簡單、合理、制造方便。 由于該道工序是鉆 φ 12 孔，此零件屬于大批量生產(chǎn)，并且切削力較小，所以力求夾具設計簡單，降低成本的原則。則本夾具采用壓板夾緊。 夾具的性能及優(yōu)點 （ 1）剛性好 該夾具在高轉(zhuǎn)速的情況下不會產(chǎn)生振動。套筒用鑄鐵件制造，無薄弱環(huán)節(jié)。整個機構不存在剛 性不足、偏載和偏心現(xiàn)象。 （ 2）應用范圍廣 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 使用一面?zhèn)z銷 定位，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)實驗證明其定位精度可達 。 夾具體的設計 夾具體的設計是整個夾具的基礎零件，定位元件、夾緊裝置、連接元件、導向元件或?qū)Φ堆b置等都要求裝在它上面，因此夾具體是一個復雜而又重要的零件，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的切削力，一般夾具體為鑄件，但也可 是焊接件。 2）夾具體一般應考慮搬運的吊裝問題，以方便夾具的安裝對于小規(guī)模當然可以不考慮吊裝，但也應該考慮搬運的問題。 3）夾具體上應考慮排屑和清理切屑方便。 33 4）夾具體的結(jié)構尺寸應考慮夾具體的穩(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雜，故要考慮結(jié)構工藝性，對加工和安裝都應該合理、方便。 夾具精度分析計算 夾具精度計算是一個非常重要的環(huán)節(jié)，它是檢驗夾具是否合乎零件加工要求。利用夾具在機床上加工工件時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(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確，使工件的原始基準偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生工件定位誤差Δ dw。 2）因夾具在機床上安裝不準確，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）因刀具相對夾具位置不準確，或刀具與導向、對刀元件之間的配合間隙引起的導向或?qū)Φ墩`差Δ t。 4）因機床精度、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，上述各項誤差的總和應不超過工序尺寸（或位置要求）的公差Δ k。即 Δ dw+Δ a+Δ t+Δ g〈Δ k 上式稱為誤差計算不等式，其中各項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，則只有在每個工序尺寸的誤差計算不等式都能滿足要求時，所設計的夾具才能保證加工要求。 對夾具而言， 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床上安裝時，因 夾具的安裝面偏離了規(guī)定的位置，從而使原始基準發(fā)生移動而在工序尺寸產(chǎn)生的偏差，采用定位鍵進行定位，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于夾具位置不準確引起的誤差，或刀具與導向、對刀元件間的配合間隙引起的導向或?qū)Φ墩`差，這項誤差又稱刀具調(diào)整誤差，則Δ t=。 34 4） 加工方法誤差Δ g，因為加工方法誤差具有很大的偶然性，很難進行精確的計算，因此常?。?1/3~1/2）Δ k作為加工方法和精度儲備之用，則Δ g==。 所以 ,按概率法相加得： 6 m 1 5 m . 2222 ????? 經(jīng)過計算則這個定位方式是可行的，滿足夾具精度要求，整個夾具設計合理。 夾具操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該請注意在保證加工要求的前題下，盡量提高勞動生產(chǎn)率。 為此，根據(jù)本夾具的特點，應采用手動夾緊較為方便。所以基本的操作為： 將工件放在夾具體上，并保證 定位銷可以插入手動伸縮式定位銷進行一面?zhèn)z銷定位，然后通過調(diào)整支撐釘高度保證軸線垂直，搬動手柄進行定位，然后夾緊通過工人手動擰緊壓板，加工完后取工件時，則和前面的步驟剛好相反。 5 結(jié)論 本課題設計的鉆 孔組合機床機械系統(tǒng)用于加工 閥腔上端的十個 孔。在開發(fā)過程中，針對加工過程中存在的難點進行了鉆研。在鉆床的設計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 閥腔上端 孔的加工工藝進行了分析研究，明確了 十 個孔加工的技術要求和工藝要點。 恰當?shù)剡x擇了機床的切削參數(shù)，動力頭及液壓滑臺驅(qū)動機構的結(jié)構參數(shù)。 采用 Z 軸液壓滑臺驅(qū)動動力頭和多軸箱實現(xiàn)進給。 設計了穩(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)濟的原則，選擇了刀具，滿足了工藝的需要。 設計的鉆 孔組合機床，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；自動化程度有待提高等問題。這些問題通過改進設計、完善工藝、現(xiàn)場的不斷實踐、總結(jié)，必將會得到進步的提高。 35 參考文獻 [1] 大連組合機床研究所編 《組合機床設計》 第一冊 機械部分 .1975 年 6 月第一版 [2] 許曉腸主編 《專用機床設備設計》 重慶大學出版社， 2021 [3] 李慶余、張佳主編 《機械裝備設計》 機械工業(yè)出版社， 2021 [4] 華東紡織工 學院、哈爾濱工業(yè)大學、天津大學主編 《機床設計圖冊》上?？茖W技術出版社， 1984 [5] 徐景輝等編 《機床裝配》 四川人民出版社， 1982 [6] 儲凱、許斌等主編 《機械工程材料》 重慶大學出版社， 2021 [7] 邱宣懷主編 《機械設計》 高等教育出版社， 2021 [8] 吳宗澤主編 《機械設計實用手冊》 化學工業(yè)出版社， 2021 [9] 龔桂主編 《機械設計課程設計指導書》 高等教育出版社， 1990 [14] 江南大學 鄭修本主編 《機械制造工藝學》第二版 機械工業(yè)出版社， 2021 [15] 華東紡織工學院機制教研室編 《機床課程設計圖冊》 1982 [16] 沈陽工業(yè)大學 大連鐵道學院 吉林工學院編《組合機床設計》上?？茖W技術出版社 1985 [17] 李名望主編 《機床夾具設計實例教程》化學工業(yè)出版社 2021 [18] 上海機械?？茖W校 《機床夾具圖》 機械工業(yè)出版社 1991 36 致 謝 經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，作為一個 本科 生 的畢業(yè)設計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導想要完成這個設計是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導師 張朝陽 老師。 張 老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從 三圖一卡 設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是 張 老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩 張 老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。 然后還要感謝 大學 四年來所有的老師，為我們打下 機械 專業(yè)知識的基礎 。同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。 最后感謝 江蘇 大學 京江學院 四年來對我的 培養(yǎng) 。