【導(dǎo)讀】和夾具，組成的半自動或自動專用機床。它一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多。工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標準。化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計和制造周期。成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。臺專用臥式組合機床。本設(shè)計中，在充分數(shù)據(jù)計算的基礎(chǔ)上對標準通用零件做了仔細選擇。銑削平面的平面度可達。距精度可達～微米。專用機床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶。動力部件是為組合機床提供主運動和進給運動的部件。主要有動力箱、切削頭和。底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺、分度鼓輪和往復(fù)移動工作臺等?？刂撇考怯靡钥刂茩C床的自動工作循環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操縱臺等。助部件有潤滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。

　　

【正文】 要考慮動力部件處于加工終了位置時，多軸箱與夾具外輪廓間應(yīng)有便于機床調(diào)整、維修的距離。為便于切屑及冷卻液的回收，中間底座周邊需有足夠?qū)挾鹊臏喜邸１驹O(shè)計中，中間底座長 900mm， 寬為 520mm， 高為 560mm。 長春工業(yè)大學(xué) 2021 年學(xué)士畢業(yè)論文 18 多軸箱輪廓尺寸 標準的通用鉆、鏜類多軸 箱的厚度有兩種尺寸規(guī)格，臥式為 325mm，立式為340mm， 本機床為 臥 式 選定 325mm，繪制機床聯(lián)系尺寸圖時著重確定的尺寸是多軸箱的寬度 B 和高度 H 及最低主軸高度 h1 ， 如圖 25 所示： 圖 25 多軸箱的寬度 B、高度 H 的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，按下式計算 ： 多軸箱寬度 B=b+2b1 高度 H=h+h1+b1 b工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離 b1最邊緣主軸中心距箱體外壁的距離 h工 件在高度方向相距最遠的兩孔距離 h1最低主軸高度 長春工業(yè)大學(xué) 2021 年學(xué)士畢業(yè)論文 19 b 和 h 已知， b=120mm ， h=140mm 為保證多軸箱有排布齒輪的足夠空間， b1推薦值 b170～ 100mm，取 b1=100mm 多軸箱最低高度 h1由與工件最低孔位置 2h 、機床裝料高度 H 和滑臺滑座總高 h側(cè)底座高度 h滑座與側(cè)底座之間調(diào)整墊高度 h7 等尺寸之間的關(guān)系而確定。對于臥式組合機床， h1 要保證潤滑油不致從主軸稱套處泄露箱外，通常推薦： 851?h ~140mm； 3h =280， 4h =560， 7h =5， H=810， 2h =160 ??????? )( 47321 hhhHhh 160+810－（ +280+5+560） = 若取 b1=70mm， 則可求出多軸箱輪廓尺寸為： B =b+2b1=120+2 70=260mm H=h+h1+b1=140++70= 根據(jù)上述計算，按多軸箱輪廓尺寸且根據(jù)具體情況，及系列標準，最后確定多軸箱輪廓尺寸為 B H=400 400（ mm）。 編制生產(chǎn)率計算卡 根據(jù)選定的機床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快速及工進速度等，就可以計算機床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計算卡，生產(chǎn)率計算卡用以反映機床的加工過程、完成每一動作所需要的時間、切削用量、機床生產(chǎn)率及機床負荷率等。 理想生產(chǎn)率 1Q 指完成年生產(chǎn) 率綱領(lǐng) A(包括 備 品及廢品率在內(nèi) )所要求的機床生產(chǎn)率。它與全年工時總數(shù) K 有關(guān)， 一般情況下， 單班班制生產(chǎn) hK 2350取 ，兩班制生產(chǎn) hK 4600取 ，則 ）小時件（ ??? KAQ 實際生產(chǎn)率 Q 指實際設(shè)計機床每小時實際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。 )(60 hTQ 件單? 式中 : 單T —— 生產(chǎn)一個零件所需的時間 (min) ，它可根據(jù)下式計算： (m i n)2211 ???????? ???????????? ????? 裝卸移快退快進停輔切單 ttv LLtvLvLttTfkff 式中 : 1L 、 2L —— 分別為刀具第 Ⅰ 、第 Ⅱ 工作進給行程長度 )(mm ； 1fv 、 2fv —— 分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進給量 )min(mm ； 長春工業(yè)大學(xué) 2021 年學(xué)士畢業(yè)論文 20 停t—— 當加工沉孔、止口，锪窩、倒角、光整表面時，動力滑 臺在死擋鐵上的停留時間，通常指刀具在加工終了時無 進給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn) 10~5 r 所需時間 (min) ； 快進L 、 快退L —— 分別為動力部件快進、快退行程長度 )(mm ； fkv —— 動力部件快速行程速度。采用機械動力部件取 )min(8~6 m ；液壓動力部件取 )min(12~4 m ； 移t —— 直線移動或回轉(zhuǎn)工作工作臺進行一次工位轉(zhuǎn)換時間，一般可取 ； 裝卸t —— 工件裝卸 (包括定位、 夾壓及清除鐵屑等 )時間，它取決于工年重量大小、裝卸是否方便及工人的熟練程度。根據(jù)各類組合機床的統(tǒng)計，一般取 ~ 。 如果計算出的機床實 際生產(chǎn)率不能滿足理想生產(chǎn)率要求，即 ?1 ，則必須重新選擇切削用量或修改機床設(shè)計方案。 ???????? ???????????? ????? 裝卸移快退快進停輔切單 ttv LLtvLvLttT fkff 2211 m i 10000 ??????? ?????????? ??單T ）小時件（單 6060 ??? TQ 機床負荷率 負? 當 ?1 時，計算二者的比值即為負率。 ??? 負? 根據(jù)組合機床的使用經(jīng)驗，適宜機床負荷率為 負? ~? ，設(shè)計時，可按機床復(fù)雜程度參照《組合機床設(shè)計》 87P 頁表 )253( ? 確定。 編制生產(chǎn)率計算卡 生產(chǎn)率計算卡是按一定格式要求編制的反映零件在機床上的加工過程、 工作時間、機床生產(chǎn)率、 機床負荷率的簡明表格。具體內(nèi)容如下頁 ： 長春工業(yè)大學(xué) 2021 年學(xué)士畢業(yè)論文 21 長春工業(yè)大學(xué) 2021 年學(xué)士畢業(yè)論文 22 3 夾具設(shè)計 夾具是組合機床的重要組成部件，是根據(jù)機床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計的。它是用于實現(xiàn)被加工零件的準備定位，夾壓，刀具的導(dǎo)向，以及裝卸工件時的限位等作用的。 組合機床夾具和一般夾具所起的作用看起來好象很接近，但其結(jié)構(gòu)和設(shè)計要求卻有著很顯著的甚至是根本的區(qū)別。組合機床夾具的結(jié)構(gòu)和性能，對組合機床配置方案的選擇，有很大的影響。 (a)一般的組合機床夾具是作為機床的輔助機構(gòu)設(shè)計的，而組合機床夾具是機床的主要組成部分，其設(shè)計工作是整個組合機床設(shè)計的 重要部分之一。 (b)組合機床夾具和機床其它部件有極其密切的聯(lián)系：如回轉(zhuǎn)或移動工作臺，回轉(zhuǎn)鼓輪，主軸箱，刀具和輔具，鉆模板和托架，以及支承部件等。正確地解決它們之間的關(guān)系，是保證組合機床的工作可靠和使用性能良好的重要條件之一。而且夾具的結(jié)構(gòu)也要按這些部件的具體要求來確定。 (c)由于組合機床常常是多刀、多面和多工序同時加工，會產(chǎn)生很大的切削力和振動。因此組合機床夾具必須具有很好的剛性和足夠的夾壓力，以保證在整個加工過程中工件不產(chǎn)生任何位移。同時，也不是工件產(chǎn)生不容許的變形。 (d)組合機床夾具是保證加工精度 （尺寸精度、幾何精度和位置精度等）的關(guān)鍵部件，其設(shè)計、制造和調(diào)整都必須有嚴格的要求，使其能持久地保持精度。 (e)組合機床夾具應(yīng)便于實現(xiàn)定位和夾壓的自動化，并有動作完成的檢查信號；保證切屑從加工空間自動排除；便于觀察和檢查，以及在不從機床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損件和維護調(diào)整。 此外，不要把組合機床夾具和一般的組合機床夾具混淆起來。組合夾具是在萬能機床上為了完成某一道工序的加工，用一些標準的和通用的元件組裝成的定位夾壓裝置。用完后，可用這些元件重新組裝成新的夾壓裝置。而組合機床夾具則是以部分的通用元件 加上專用件組成的專用夾具，它不便于改裝。 定位方式的選擇 任何未定位的工件在空間直角坐標系中都具有六個自由度，即沿三個坐標軸的移動自由度和繞三個坐標軸的轉(zhuǎn)動自由度，工件定位的認為就是根據(jù)加工要求限制工件的全部或部分自由度。理論上講，工件的六個自由度可用至少六個支承點加以限制，前提是這六個支承點在空間按一定的規(guī)律分布，并保持與工件的定位基面相接觸。 因此，本零件的定位方式可選用 Φ 36的削邊 銷 限制 一 個自由度和 Φ 60圓柱 銷限制兩個自由度， 工件的基準面限制了三個自由度，這樣就限制了六個自由度。 若把兩個銷均長春工業(yè)大學(xué) 2021 年學(xué)士畢業(yè)論文 23 改用長銷，則每個長銷分別限制了四個自由度，整體也限制了上個方案沒限制的轉(zhuǎn)動，但是有一個轉(zhuǎn)動和移動自由度被重復(fù)限制，且為過定位，在下列兩種條件下過定位是允許的 : a 工件剛度很差，在夾緊力、切削力作用下會產(chǎn)生很大變形，此時過定位只是提高工件某些部位的剛度，減小變形。 b 工件的定位表面和定位元件在尺寸、形狀、位置精度已很高時，過定位不僅對定位精度影響不大，而且有利于提高剛度。 但由于 6 Φ 8孔深度較小，僅為 8mm， 不滿足剛度條件，因此，此種定位方式也不可用。 本設(shè)計的組合機床夾具，在仔細閱讀零件圖，了解零件的作用 ，結(jié)構(gòu)特點、材料、和技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)和加工工藝方案等的基礎(chǔ)上擬定了夾具結(jié)構(gòu)方案，采用一面兩銷定位限制六個自由度， 機械 夾緊力于切削力相對，夾緊力可以承受切削力，工件定位夾緊后，可以保證工件位置正確。這樣定位夾緊方案可以保證基準重合，定位誤差小，且裝卸工件方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單，成本低。 夾緊元件 設(shè)計夾緊機構(gòu)一般應(yīng)遵循以下主要原則 (1)夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位。 (2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。 (3)夾緊機構(gòu)必須可靠，夾緊機構(gòu)各元件要有足夠的強度和剛度。 (4)夾緊機構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習(xí)慣。 (5)夾緊機構(gòu)的復(fù)雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。 本設(shè)計夾緊力較大，故采用液壓夾緊，它操作簡便，動作迅速，維持剛性較高。 夾緊力方向的確定原則 a 夾緊力的方向應(yīng)有利于工件的準確定位，而不能破壞定位，一般要求主夾緊力應(yīng)垂直于第一定位基準面。 b 夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。 c 夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減少夾緊力。 夾緊力作用點的選擇 a 夾緊力的作用點應(yīng)與支 承點“點對點”對應(yīng)，或在支承點確定的區(qū)域內(nèi)，以免破壞定位或造成較大的夾緊變形。 b 夾緊力的作用點應(yīng)作用在工件剛度高的部位。 長春工業(yè)大學(xué) 2021 年學(xué)士畢業(yè)論文 24 c 夾緊力的作用點和支承點盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗振性。 d 夾緊力的反作用力不應(yīng)使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形。 夾緊力大小的計算 夾緊力大小需要準確的場合，一般可經(jīng)過實驗來確定。通常，由于切削力本身是估算的，工件與支承間的摩擦因數(shù)也是近似的，因此夾緊力也是粗略估算。 在計算夾緊力時，將夾具和工件看作一個剛性系統(tǒng)，以切削力的作用點、方向和大小處于最不利于 夾緊時的狀況，根據(jù)切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運動速度較大時應(yīng)考慮慣性力），以及夾緊機構(gòu)具體尺寸，列出工件的靜平衡方程式，求出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為實際所需要的夾緊力。 根據(jù)切削合力 NF ?? 設(shè)夾緊力為 Q 則 KFQfQf ????? ?21 —安全系數(shù)—K ， 分別取、 ff Nff KFQ ?? ??? ??? PdQ ?? 42? 22 5 505 50 cmNcmKgP ?取 cmPQd ????? ? 夾緊壓板的結(jié)構(gòu) 夾緊壓板的選擇需要保證裝卸工件 方便，而且要消除夾偏、局部擺動等夾緊不足對加工帶來的影響，如圖 31 和 圖 32： 圖 31 圖 32 長春工業(yè)大學(xué) 2021 年學(xué)士畢業(yè)論文 25 可見圖 32 的工藝性明顯優(yōu)于圖 31 的工藝性，夾緊結(jié)構(gòu)牢固。因此選用圖 32的結(jié)構(gòu)。 輔助支承 該工件定位時除用“一面兩銷”定 位外，另一端還需采用輔助支承，如下頁圖 33和圖 34 由于為輔助 支承，需用球面點接觸而不需用平面接觸以免產(chǎn)生過定位，因此選用圖 34 結(jié)構(gòu)。 圖 33 圖 34 杠桿 用于連鎖油箱活塞與壓板之間的元件，材料為 45 ，其作用是將油缸的力 傳遞至夾緊壓塊，從而夾緊元件可以將油 缸的力增加使工件定位可靠，滿足加工要求。其具體結(jié)構(gòu)可參照夾具圖 。 長春工業(yè)大學(xué) 2021 年學(xué)士畢業(yè)論文 26 4 組合機床多軸箱設(shè)計 概 述 主軸箱 是組合機床的重要組成部件。它是選用通用零件，按專用要求進行設(shè)計的，在組合機床設(shè)計過程中，是工作量較大的部件之一。 組合機床多軸箱的用途和分類 主軸箱是用于布置機床工作主軸極其傳動零件和相應(yīng)的附加機構(gòu)的。它通過按一定速比排布傳動齒輪，把動力從動力部件 —— 動力頭、動力箱、電動機等，傳遞給各工作主軸 ，使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 多軸箱按其結(jié)構(gòu)大小 ，可分為大型多軸箱和小型多軸箱兩大類。大型又分為通用（亦稱標準）多軸箱和專用多軸箱兩種。專用多軸箱根據(jù)加工零件特點及其加工工藝要求進行設(shè)計，由大量的專用零件組成，其結(jié)構(gòu)與設(shè)計方法與通用機床類似。 通用多軸箱的組成 通用多軸箱主要由箱體、主軸、傳動軸、齒輪、軸套等零件和通用（專用）的附加機構(gòu)組成。通常，臥式多軸箱的厚度為 325mm，立式多軸箱的厚度為 340mm。 本次 設(shè)計中采用的是 臥式厚度當選用 325mm。 在多軸箱提前后壁之間可安排厚度為 24mm 的齒輪三排或 32mm 厚 的齒輪兩排；在多軸箱體后壁與后