犁刀变速齿轮箱铣俩侧面工装及专机设计

毕 业 设 计（论 文）题 目：犁刀变速齿轮箱铣俩侧面工装及专机设计姓 名：所在学院 ：机械工程学院专业班级 ：制造062学 号 ：指导教师 ：日 期 ：目 录摘要.1 1 犁刀变速箱工艺设计.11.1分析零件图 .11.2确定生产类型.11.3 确定毛坯 .12 机械加工工艺过程设计.32.1机械加工工艺过程设计.32.2选择加工设备与工艺装备 .52.3选择加工设备与工备. .62.4确定切时间定额 . .82.5 填写工艺规程卡.123 机床总体设计.123.1机床总体设计. .123.2组合机床工艺分析.133.3主轴的设计与计算.184夹具设计.224.1机床夹具概述.224.2定位支撑系统.224.3夹紧机构.23结论. .26致谢.27参考文献. .28摘要本文主要介绍了力道变速箱工艺设计及其中两道工序的夹具设计。本文作者是在保证产品质量、提高生产率、降低成本、充分利用现有生产条件、保证工人具有良好而安全劳动条件的前提下进行设计的。在工艺设计中，作者结合实际进行理论设计，对传统生产工艺进行了改进，优化了工艺过程和工艺装备，使变速箱的生产加工更经济、合理。在加工设计部分，作者在收集加工所用机床、刀具及辅助工具等有关资料后，对工件材料、结构特点、技术要求及工艺分析的基础上，设计出了符合变速箱生产工艺的加工方案。关键词：变速箱，工艺，设计- 28 -第1章 变速箱体工艺设计1.1 分析零件图1.1.1 零件的作用该零件是犁刀变速箱的一个主要零件。1.1.2 零件的工艺分析零件图样的视图、尺寸、公差和技术要求齐全、正确；零件选用材料为HT200，该材料具有较高的强度、韧性和塑性，切削性能良好；结构工艺性比较好。根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。1.2 确定生产类型已知零件的年生产纲领为1200件，零件质量3.76kg，由机械制造工艺及设备设计指导手册表152可确定其生产类型为大量生产。故初步确定工艺安排的基本倾向为：加工设备以自动化和专用设备为主，通用设备为辅；机床按流水线或自动线排列；广泛采用专用量具、量仪和自动检验装置。这样生产效率高。 1.3确定毛坯1.3.1 确定毛坯种类根据零件材料确定毛坯为铸件。并依其结构形状、尺寸大小和生产类型，毛坯的铸造方法选用金属模机械砂型铸造。根据机械制造工艺及设备设计指导手册表155铸件尺寸公差等级采用CT9级。1.3.2 确定铸件余量及形状根据机械加工工艺人员手册表157，取加工余量为MA-G级。查机械制造工艺及设备设计指导手册表158确定各表面的铸件机械加工余量。对于金属模机械砂型铸造，根据机械制造工艺及设备设计指导手册表159铸件最小孔的直径，故本零件上的孔不铸出。1.3.3 画铸件零件综合图（变速箱零件毛坯图）见附图第2章 机械加工工艺过程设计2.1机械加工工艺过程设计2.1.1选择表面加工方法根据各表面加工要求和各种加工方法所能达到的经济精度，查机械制造工艺及设备设计指导手册表1532表1534选择零件主要表面（先面后孔）的加工方法与方案如下： 铣基准面N钻4-13孔锪孔4-22 钻2-10孔铰孔（IT9） 铣两侧面80粗镗孔（IT10）80精镗(IT7)M12钻M12螺纹底孔攻丝钻8铰孔（IT8） 铣凸台面粗镗孔（IT10）半精镗（IT9） 钻孔M6螺纹底孔攻丝2.1.2 确定工艺过程方案（1）拟定方案 由于各表面加工方法已基本确定，现按照“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”、“基准先行”的原则，初步拟定两种工艺过程方案，见表11。表11工艺过程方案方案方案工序号工序内容工序号工序内容毛坯毛坯010按铸件要求检验010批量毛坯抽检020热处理020铣两端面030批量毛坯抽检030粗镗80H7，81，040铣N基准面040精镗80H7050钻孔4-13及2-10F9孔锪孔4-22050钻孔4-M12螺纹底孔及8N8孔，攻丝M12060铣两侧面060粗镗80H7，81，070粗镗80H7，81，070精镗80H7080精镗80H7080铣N基准面090钻孔4-M12螺纹底孔及8n8孔，攻丝M12090钻孔4-13及2-10F9孔100铣凸台面至尺寸100铣凸台面至尺寸110粗镗30孔，S30球面及20孔110粗镗30孔，S30球面及20孔120半精镗S30120半精镗S30130钻孔M6螺纹底孔，攻丝M6130钻孔M6螺纹底孔，攻丝M6140检验各相关尺寸140检验各相关尺寸150在N处打厂标及检验标记150在N处打厂标及检验标记160检验各相关尺寸160检验各相关尺寸170清洗、检验、包装170清洗、检验、包装（2）方案论证方案的优点在于基本遵循粗精加工划分阶段的原则。方案的不足之处是加工过程中基准不重合，不利于控制加工质量。根据以上分析，确定方案为零件加工的工艺路线。2.2 选择加工设备与工艺装备2.2.1 选择机床考虑到大量生产，尽量选用高效机床。 工序070、110、均为圆孔面的镗削加工，用T6132卧式镗铣床加工方便且效率高。 工序050为孔的加工，用X5330B加工方便且效率高。 其余表面加工均采用通用机床。如：C6140卧式车床、X5330B数显万能钻铣床等。2.2.2 选择夹具考虑到大量生产，均采用专用夹具。2.2.3 选择刀具a) 在铣床上加工的工序，铣平面选用YG6A硬质合金圆盘铣刀，直径b) 在镗床上加工的工序，其内径为80mm，内径为81mm孔；镗孔刀。c) 在万能钻铣床上加工的工序，均选用麻花钻和机用丝锥。2.2.4 选择量具工序070粗加工可选通用量具。现按计量器具的不确定度选择量具。粗镗80H7mm至mm。查互换性技术测量应用手册表5.1-1知计量器具不确定度允许值=0.029mm。查互换性技术测量应用手册表5.1-2，选择分度值0.02mm的游标卡尺，其不确定度U=0.02mm，U0.08mm）, 。=10, s= 10，。1=5。（2）选择切削用量1）决定铣削深p 由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则 p=h=3mm2)决定每齿进给量fz 根据切削用量简明手册表3.3，当使用YG6A，铣床功率为4.5KW时，fz=0.200.30mm/z 取 fz=0.30mm/z3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据切削用量简明手册表3.8，由于铣刀直径d。=80mm，故刀具寿命T=180min（表3.8）。4）决定切削速度Vc和每分钟进给量Vf 切削速度Vc可根据切削用量简明手册表3.27中的公式计算，也可直接由表中查出。根据切削用量简明手册表3.27的公式进行计算。各修正系数为：kMv=0.72，ksv=0.8 (见表1.28) kv= kMv ksv=0.576故 Vc=14.5m/min n=58r/min根据其说明书选择n=60r/min,Vfc=235mm/min因此实际切削速度和每齿进给量为vc=d。n/1000=3.14*80*60/1000m/min=15m/minfzc=Vfc/n z=235/(60*12)mm/z=0.33mm/z（3）计算基本工时 （13）式中L=l+y+，l=40mm，根据切削用量简明手册表3.25，入切量及超切量y+=17mm，则L=40+17mm=57mm，故 tm=0.32min2.4.2工序070切削用量及时间定额1）选择刀具 选择镗孔刀。 根据切削用量简明手册表1.1，由于镗床的中心高为200mm（表1.30），故选刀杆尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度为4.5mm。 根据切削用量简明手册表1.2，可选择YG6牌号硬质合金。 镗刀几何形状（见表1.3），选择平面带倒棱前刀面，r=60，r=10，。=6，。=12，s= 10，=0.8mm， =10，=0.4mm。2）选择切削用量 确定切削深度p 由于粗加工余量仅为1.6mm，可在一次走刀内切完，故p=（4541.8）/2mm=1.6mm 确定进给量f 根据切削用量简明手册表1.6，在粗镗铸铁、表面粗糙度Ra=12.5m时f=0.250.40mm/r按T6132卧式镗床说明书选择f=0.36mm/r 选择镗刀磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表1.9，镗刀后刀面最大磨损量取为1.0mm，镗刀寿命T=60min。 确定切削速度Vc 切削速度Vc可根据公式计算，也可直接由表中查出。根据切削用量简明手册表1.27 (11)式中=故Vc=69.6m/min n=492r/min按T6132卧式镗床说明书，选择n=500r/min，这时Vc=110m/min。最后决定的镗削用量为p=1.6mm，f=0.36mm/r，n=500r/min，Vc=110m/min。3）计算基本工时 （12）式中L=l+y+，l=12mm，根据切削用量简明手册表1.26，镗削时的入切量及超切量y+=2.1mm，则L=12+2.1mm=14.1mm，故 tm=0.08min2.4.3工序050（钻孔12）切削用量及时间定额本工序选用万能数显钻铣床，专用夹具装夹。（1）选择刀具选择高速钢麻花钻头，其直径d。=12mm。钻头几何形状为：双锥修磨横刃，=30，2=118，21=70，b=3.5mm，。=12，=55，b=2mm，l=4mm。（2）选择切削用量1）决定进给量f 按加工要求决定进给量：根据切削用量简明手册表2.7，当加工要求为H12H13精度，铸铁的硬度大于200HBS，d。=14.2mm时，f=0.370.45mm/r。由于l/d=47/14.2=3.33，故应乘孔深修正系数k1f=0.915，则f=（0.370.45）X0.915mm/r=0.340.41mm/r 按钻头强度决定进给量：根据切削用量简明手册表2.8，当灰铸铁硬度大于213HBS，d。=12mm，钻头强度允许的进给量f=1.0mm/r。 按机床进给机构强度决定进给量：根据切削用量简明手册表2.9，当灰铸铁硬度大于210HBS，d。14.5mm，机床进给机构允许的轴向力为8830N时，进给量为0.81mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.340.41mm/r。根据Z5125钻床说明书，选择f=0.36mm/r。2）决定钻头磨钝标准及寿命 由切削用量简明手册表2.12，当d。=14.2mm时，钻头后刀面最大磨损量取为0.8mm，寿命T=60min。3）决定切削速度 由切削用量简明手册表2.15，当f=0.36mm/r时，Vt=13m/min。切削速度的修正系数为：kTv=1.0，kcv=1.0，klv=0.85，ktv=1.0，故v=vtkv=13X1.0X1.0X0.85X1.0m/min=11.1m/minn=1000v/(d。)=248.8r/min根据万能数显钻铣床说明书，可考虑选择n=272r/min,但因所选转数较计算转数为高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取f=0.28mm/r；也可选择较低一级转数n=195r/min,仍用f=0.36mm/r，比较这两种方案：第方案 f=0.28mm/r,n=272r/min nf=2720.28mm/min=76.16mm/min第方案 f=0.36mm/r,n=195r/min nf=1950.28mm/min=70.2mm/min因为第一方案nf的乘积较大，基本工时较少，故第一方案较好。这时Vc=12m/min;f=0.28mm/r。（3）计算基本工时 （12）式中L=l+y+，l=47mm，根据切削用量简明手册表2.29，入切量及超切量y+=6mm，则L=47+6mm=53mm，故tm=0.70min2.5 填写工艺规程卡2.5.1 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号文件编号产 品名 称零件名称共 1 页第 1 页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸见毛坯图每毛坯件数1每台件数备 注工序号工 名序 称 工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时 准终 单件铸造铸热处理热10铣粗铣N面金工X5330B专用铣夹具20钻、铰钻孔4-13及2-10F9孔锪孔4-22及铰孔金工Z5125专用钻夹具30检检4-13、2-10F9位置尺寸40铣铣两侧面至图纸尺寸mm及平行度0.055mm金工X5330B专用铣夹具50镗镗80H7，81金工X5330B专用镗夹具60钻、铰钻孔4-M12螺纹底孔及8n8孔，攻丝M12金工T6132专用钻夹具70检检80H7、4-M12、8n8金工80铣铣凸台金工X5300B专用钻夹具90镗镗30孔，S30球面及20孔金工T6132专用镗夹具10钻钻孔M6螺纹底孔，攻丝M6金工Z5125专用钻夹具110检总检验各相关尺寸120清洗、检验、包装设 计（日期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期）标记处数更改文件号签 字日 期标记处数更改文件号签 字日 期第3章 机床总体设计3.1机床总体方案设计的依据组合机床用于铣削变速箱两端面，并且要达到其加工精度。为了满足其加工精度的要求，我们首先要对加工的零件做工艺方案的分析，制定组合机床工艺方案是设计组合机床最重要的步骤之一。工艺方案制定的正确与否，将决定机床能否达到“重量轻、结构简单、效率高、质量好”的要求。3.1.1工件工件是机床总体方案设计的重要依据之一。设计者必须明确工件的特点和加工要求。本次毕业设计要求设计一台组合机床，用于加工犁刀变速箱端盖两侧面，工件材料为HT200，硬度190-210HB，生产为大批量，铸造毛坯。加工要求：1) 位置精度保证两面平行度0.055mm2) 尺寸精度保证尺寸、3.1.2刀具 硬质合金端铣刀，刀齿材料为YG6，铣刀直径75-110，刀齿数Z=43.2.1工艺分析工艺基面的分析(1)采用“一面二孔”定位方法，选择底面为工艺基面。(2)夹紧面为顶面非加工侧的边缘部分3.2.2工艺方法的确定机床的工艺方法是多种多样的，工艺方法对机床的机构和性能的影响很大，工艺方法的改变经常导致机床的运动、传动、布局、结构、性能以及经济效果方面的一系列变化。3.2.3组合机床切削用量的选择组合机床的正常工作与合理地选用切削用量，即确定合理的切削速度、工作进给量和切削深度，有很大关系。切削用量选择适当，能使组合机床以最少的停车损失，最高的生产效率，最长的刀具寿命和最好的加工质量，也就是多快多省地进行生产。组合机床铣削时的切削用量的选择与加工精度及刀具的材料有很大关系。在确定切削用量时应注意的问题如下：(1)尽量做到合理利用所有刀具，充分发挥其性能；(2)复合刀具切削用量选择，应考虑刀具的使用寿命；(3)选择切削用量时，应注意零件生产批量的影响；(4)切削用量选择应有利于多轴箱设计；(5)选择切削用量时，还必须考虑所选动力滑台的性能。3.2.4组合机床配置型式的选择我们在选择机床配置方案时，反对贪大求全，应正确处理先进性和可靠性的关系，选择符合多快好省的机床方案。现有立式和卧式两种方案，比较如下：主要比较指标：(1)加工精度：立式加工精度较卧式高；(2)排除铁屑的方便性：卧式较好；(3)夹具形式的影响：考虑到加工工艺要求，应选用卧式其余指标，如：机床生产率，机床使用方便性和自动化程度，机床结构的复杂程度和通用化程度等，两种方案之间相差不大。 综合考虑，应选用双主轴箱组合机床。3.2.5组合机床的总体方案设计组合机床的总体设计，就是针对具体的被加工零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行方案图纸设计。这些图纸包括：被加工零件工序图，加工示意图，生产率计算卡片，机床联系尺寸图。1、被加工零件工序图被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示在一台机床上或一条自动线上完成的工艺内容，加工部分的尺寸及精度，技术要求，加工定位基准，夹压部位，以及被加工零件的材料，硬度和在本机床加工前毛坯情况的图纸。它是组合机床设计的主要依据，也是制造使用时，调整机床，检查精度的重要技术文件。被加工零件工序图应包括下列内容：(1)被加工零件的形状和轮廓尺寸及与本机床设计有关的部位的结构形状及尺寸。(2)加工用定位基准，夹压部位及夹压方向。以便依此进行夹具的定位支承（包括辅助定位支承），限位夹紧，导向系统的设计。(3)本道工序加工部位的尺寸，精度、表面粗糙度、形状位置尺寸精度及技术要求，还包括本道工序对前道工序提出的要求（主要指定位基准）。(4)必要的文字说明。如被加工零件编号、名称、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。2、加工示意图零件加工的工艺方案要通过加工示意图反映出来。加工示意图表示被加零件在机床上的加工过程，刀具、辅具的布置状况以及工件、夹具、刀具等机床各部件间的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环余等。因此，加工示意图是组合机床设计的主要图纸之一，在总体设计中占据重要地位。它是刀具、辅具、夹具、多轴箱、液压电气装置设计及通用部件选择的主要原始资料，也是整台组合机床布局和性能的原始要求，同时还是调整机床、刀具及试车的依据。(1)刀具的选择(如下图)YG6A硬质合金刀片(2)工序间余量的确定铣削至图纸要求 (4)动力箱工作循环及其行程的确定根据加工尺寸要求，确定工作进给长度为20mm，快速进给可定为200mm。考虑到加工多层壁上的孔，工作循环应如下：快进57mm工进3mm 3、组合机床生产率的计算根据选定的机床工作循环所要求的工作行程长度、切削用量、动力部件的快速及工进速度等，就可以计算机床的生产率并编制生产率计算卡，用以反映机床的加工过程、完成每一动作所需的时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率等。（1）单件工时的计算从加工示意图看出，工件的加工一次进给完成。主轴每分钟转数n=314转，每转进刀量f=0.2mm/r，进给长度L=6mm，所以工进时间T工为：辅助时间T辅为：T辅=T空+T移+T装+T停式中T空动力头空程快进及快退时间，其值为：T空=（L1+L2+L3）/V空其中，L1第一次快进长度，L1=57mm； L2第二次快进长度，L2=0mm； L3快退长度， L3=60mm; V空动力头空程速度，V空=5米/分，故T移零件送进及移出时间，其值为：T移=0.1分；T装零件的装卸时间，其值为：T装=1分T停=0.05分综上述，零件的单件工时T单为：T单=2.67+0.0234+0.1+1+0.05=3.843分(2)机床生产率的计算 (3)编写机床生产率计算卡（机床生产率计算卡见下页）被加工零件图号毛坯种类铸件名称毛坯重量材料HT150硬度170220HRC工序名称铣两侧面工序号序号工步名称被加工零件数量加工直径（mm）加工长度（mm）工作行程（mm）切削速度（m/min每分钟转数（r/min）进给量（mm/r）工时（min）机动时间辅助时间共计1装卸工件1112快进570.04004工进168316.33140.20.30.2移动10.10.1停留005005快退6000460046备注装卸工件时间取于操作者的熟练程度，本机床计算时取1min.总计1.536单件工时1.536机床生产率15件/时机床负荷率82%3.2.6机床联系尺寸图作用和内容机床联系尺寸图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并按初步选定的主要通用部件以及确定专用部件的总体结构而绘制的。是用来表示机床的配置形式、主要构成及各部件安装位置、相互关系、运动关系和操作方位的总体布局图。机床联系尺寸总图表示的内容： 1表示机床的配置形式和总布局。 2完整齐全的反映各部件之间的主要装配关系和联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、运动部件的运动极限位置及滑台工作循环总的工作行程和前后备量尺寸。 3标注主要通用部件的规格代号和电动机型号、功率及转速，并标出机床分组编号及组件名称，全部组件应包括机床全部通用及专用零部件。 4标明机床验收标准及安装规程。3.2.7机床总体联系尺寸图的绘制联系尺寸图用来表示机床各组成部件的相互装配联系和运动关系，以检验机床各部件相对位置及尺寸联系是否满足加工要求；通用部件的选择是否合适；并为进一步开展多轴箱、夹具等专用部件、零件的设计提供依据。联系尺寸图也可看成是简化的机床总图，它表示机床的配置型式及总体布局。组合机床是由一些通用部件和专用部件组成的。为了使所设计的组合机床既能满足预期目的性能要求，又能做到配置上匀称合理、符合多快好省的精神，必须对所设计的组合机床各部件之间的关系进行全面的分析研究。这是通过绘制机床联系尺寸图来达到的。（1）机床电动机功率计算零件材料：HT200，HB170220刀具：YG6A硬质合金端铣刀切削用量：n=314转/分， f=0.2mm/r主轴箱动力计算P=0.303*8=2.424 KWF=1861.067*8=14888.536 N电动机功率N主N主=N切/按照主轴箱机械传动效率=0.80.9,当主轴数少于15时取大值，即取=0.9N主=N切/=2.424/0.9=2.693 KW（2）机床有关部件及尺寸的确定动力部件用以实现切削刀具的旋转和进给运动，是机床最主要的通用部件。组合机床动力部件有多种结构型式和不同的传动方式。该组合机床的采用机械传动，由动力箱上的电动机通过齿轮传递运动和动力；进给运动采用液压驱动，即液压动力。据电机功率N主为2.693千瓦，可选用封闭式三相异步电动机（YIP44）型号：Y132S-6，额定功率3 KW额定转速：960r/min动力箱选用1TD40，驱动轴转速n0=480r/min.液压动力滑台选用1HY40A，其主要技术参数：台面宽度：400mm，台面长度：800mm，工进速度：12.5500mm/min快速移动速度：8m/min图1、 1TD40导轨由主轴箱或其它油源输出的压力油，经分油器分别输送至导轨各个润滑点进行润滑。 滑台的工作循环采用电气、液压联合控制，以克服纯电气控制可靠性差与快进向工进转换时位置精度低的缺点。3.3.1主轴设计与计算主轴结构形式由零件加工工艺决定，并考虑主轴的工作条件和受力情况。轴承形式是主轴部件结构的主要特征，该机床是进行铣削加工的主轴，径向切削力较大，最好用深沟球轴承球轴承承受径向力，。又因铣削时轴向力是单向的，因此推力球轴承在主轴前端安排即可。铣两侧面，根据主轴直径和加工面的关系，查经验手册，取工作主轴直径d=40，3.3.2齿轮布置1、传动比分配：主轴箱内的传动比最佳为11 .5,在主轴箱后盖内的齿轮传动比，根据需要，其传动比可以取大些，但一般不超过33.5；齿轮模数，一般取2，2.5,3或3.5，齿数一般在1770，齿宽b取32mm或24mm；在传动系统中，最后一级采用升速传动，为了使主轴上的齿轮不过大。本设计齿轮模数选2和3。2、传动系统设计 （1） 驱动轴传动轴：m=3，A=92mm，取21，u=21/40 =40，=63mm，=120mm =480r/min，=252r/min（2）传动轴主轴：m=3，A=115.1792mm，u=520/252 取=26，=51，=153mm =78mm，=252r/min，=520r/min 主轴4，5，6均与主轴3相同，由传动轴带动（3）主轴1传动轴：m=3，A=96.75mm，=21，u=43/21 =43，=63mm，=129mm =520r/min，=254r/min3传动轴直径计算：经过公式计算可得各传动轴直径均取30mm4、多轴箱坐标计算：该多轴箱安装在动力箱上，坐标原点靠近主轴箱左侧（对着多轴箱正面看）的定位销孔上，其尺寸是距主轴箱侧边E=25mm，距主轴箱低边H=30mm。下面分别计算并验算各主轴及传动轴的坐标：轴1：x1=64.5y1=132轴2：x2=64.5y2=312轴3：x3=171.5y3=120轴4：x4=171.5y4=3245、主轴箱坐标验算主轴及传动轴的坐标验算是按齿轮布置图的齿轮啮合关系验算中心距。按表一列出坐标验算表，表中A实是按坐标算出的中心距，A是按传动齿轮节径算出的中心距，A是两者之差值。验算标准为：中心距允许差0.0010.009mm,当A不满足中心距允差范围时，该啮合齿轮应做成变位齿轮。坐标验算由此可知,两轴相啮合的齿轮须做成变位齿轮3.3.3轴的校核选主轴来校核1、轴的材料：45号钢，调质处理。其机械特性查得：b=640Mpa, s=355Mpa, -1=275Mpa,-1=155Mpa,=0.2, =0.1,C=1102、轴的功率P、转速n、轴径d、分度圆直径d2、齿轮宽BP=0.303 KW 由前述可得：n=520r/mind=30mm=78mmB=1.2d=30mm= ，= （1）求齿轮上作用力的大小、方向齿轮上作用力的大小：(2)求轴承的支反力水平面上支反力 =/2=142.6846/2=71.3423N垂直面上支反力=(-+67)/134=(-25.1591*78/2+52.7341*67)/134=19.0446N=(+67)/134=(25.1591*78/2+52.7341*67)/134=33.6895N由上述计算可知，均满足要求。第4章 夹具设计4.1 组合机床夹具概述机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，它是组合机床的重要组成部件，夹具是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而专门设计的。其作用是它是用于实现被加工零件的准确定位，夹压，刀具的导向，以及装卸工件时的限位等。机床夹具的基本组成部分，根据其功用一般可分为以下几种：1 定位元件或装置 用以确定工件在夹具中的位置。2 刀具导向无件或装置 用以引导刀具或用以调整刀具相对于夹具的位置。3 夹紧元件或装置 用以夹紧工件。4 连接元件 用以确定夹具在机床上的位置并与机床相连接。5 夹具体 用以连接夹具各元件及装置，使之成为一个整体，并通过它将夹具安装在机床上。6 其它元件或装置 除上述各部分以外的元件或装置，如某些夹具上的分度装置，防错装置，安全保护装置等。组合机床夹具主要的特点如下：第一、 一般的机床夹具是作为机床的辅助机构设计的，而组合机床夹具是机床的主要组成部分，其设计工作是整个组合机床设计的重要部分之一。第二、 组合机床夹具和机床其他部件有极其密切的联系。第三、 组合机床夹具必须必须具有很好的刚性和足够的夹压力，以保证在整个加工过程中工件不产生任何位移。第四、 组合机床夹具是保证加工精度的重要部位，其设计、制造和调整都必须有严格的要求，使其能持久地保持精度。第五、组合机床夹具应便于实现定位和夹压的自动化，并有动作完成的检查信号；保证切屑从加工空间自动排除；便于观察和检查，以及在不从机床上拆下夹具的情况下，能够更换易损件和维护调整。4.2 定位支承系统在组合机床上加工时，必须使被加工零件对刀具及其导向保持正确的相对位置，这是靠夹具的定位支承系统来实现的。定位支承系统除用以确定被加工零件的位置外，还要承受被加工零件的重量和夹压力，有时还要承受切削力。定位支承系统主要由定位支承、辅助支承和一些限位元件组成。定位支承是指在加工过程中维持被加工零件有一定位置的元件，辅助支承是仅用作增加被加工零件在加工过程中刚度及稳定性的一种活动式支承元件。由于定位支承元件直接与被加工零件接触，因此其尺寸、结构、精度和布置都直接影响被加工零件的精度。因此设计时应该注意以下几点：1 合理布置定位支承元件，力求使其组成较大的定位支承平面。最好使夹压力的位置对准定位支承元件。2 提高刚性，减少定位支承系统的变形。3 提高定位支承系统的精度及其元件的耐磨性，以便长期保持夹具的定位精度。4 可靠地排除定位支承部件的切屑。此外，选择工艺基面应该遵循下面的原则： 应当尽量选用设计基面作为在组合机床上加工用的定位基面，这样能减少累积误差，有利于保证加工精度。但在某些情况下却必须改用其他面作为定位基面。 选择的定位基面应确保工件稳定定位。定位的支撑面应该大一些，力求已加工面做为定位基面，在本次的加工中，顶面是已经加工过的，而且满足一定的技术要求，面积也比较大，因此选择顶面做为定位基面符合要求。 选择基面应该考虑夹紧方便，夹具结构简单。本次设计中采用了一面两销定位的方法，这种定位方法保证了理想的六点定位原则，而且能够保证工件装夹时简单，方便。4.3 夹紧机构夹紧装置是夹具的重要组成部分。在设计夹紧装置时，应满足以下基本要求：1 在夹紧过程中应能保持工作定位时所获得的正确位置。2 夹紧应可靠和适当，夹紧机构一般要有自锁作用，保证在加工过程中不会产生松动或振动，夹紧工件时，不允许工件产生不适当的变形和表面损伤。3 夹紧装置应操作方便，有力，安全。4 夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生产批量和生产方式和适应，结构设计应力求简单，紧凑，并尽可能采用标准化元件。夹紧力包括大小、方向和作用点三个要素，它们的确定是夹紧机构中首先要解决的问题。首先，夹紧力方向的选择一般应遵循以下原则：1 夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。2 夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向和一致，以减小工件变形。3 夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧力。其次，夹紧力作用点的选择是指在夹紧力作用方向已定的情况下，确定夹紧元件与工件接触点的位置和接角点的数目。1 夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内，以保证工件已获得的定位不变。2 夹紧力作用点应处在工件刚性较好的部位，以减小工件的夹紧变形。4.4 夹紧力计算本次所设计的夹紧力主要由液压缸提供，夹紧力的方向与切削力方向垂直。因此，所需的夹紧力由下式计算3P36: (4-1)式中： 实际所需夹紧力(N) 夹紧元件与工件间的摩擦系数 工件与夹具支承面间的摩擦系数 K安全系数，K=K0K1K2K3K4K5K6查3P30表1-2-1可知: K=K0K1K2K3K4K5K6 (4-2) =1.21.01.31.01.01.01.0 =1.56 =0.16，=0.2所以 =1618.5N而由液压缸所能提供的夹紧力计算如下： 液压缸的工作压力为P=400kg/ 液压缸能提供的夹紧力为F=PS= (4-3) =4003.14/4 =1962.5N因为F,所以夹紧力足够，且夹紧力是由两个液压缸同时提供，因此更可保证夹紧的可靠性。 因此，本次设计所设计的夹具能够提供足够的夹紧力，为保证加工精度提供了有利的保证。同时液压装置的运用也降低了工人的劳动强度，体现了人性化的设计。总 结“锲而不舍，朽木不折；锲而不舍，金石可镂。”经过二个多月的马拉松式的紧张设计，随着这份设计说明书的收笔也即将告捷。回想起设计的过程，酸甜酸苦辣一言难尽。虽然时间的紧迫和就业的压力始终徘徊在设计的过程中，但毕竟收获的喜悦还是胜过了工作的幸劳。非常庆幸能在毕业之际交上一份令自己满意的答卷。本次毕业设计课题内容覆盖面广。涉及到机械、液压、电气控制等多门主干课程，通过认真实习、调查、分析、研究、查阅大量参考资料，顺利地完成了此次的毕业设计。这次的设计中，我也发现自己在基础课和专业课上存在的缺陷，在张老师的悉心指导和同组同学的帮助下，我也逐渐地弥补自己的缺陷，努力将自己的设计做好。通过此次毕业设计，我了解和掌握了组合机床设计的基本要求、步骤、方法及应考虑的有关问题，并巩固和深化了大学三年中几乎所有专业知识，培养了科学的思维、工作方式和理论联系实际的能力，更是体会到了相互协作的工作精神，给即将踏上工作岗位的我们起到一次很好地实战练兵演习，为将来的工作打下基础。在本次设计中，全部由张道德教授指导，张老师工作细致，严谨治学，不仅在设计中给予我极大的帮助，指导我完成工作，还教给我许多做人的道理：“多读书，求甚解”，“活到老，学到老”，我感受很深，不懂不可怕，重要努力去弄懂。张老师作为一位硕士生导师，教给我们这些做人做事的道理，在以后的生活工作中都是非常有用的，在此表示深沉地谢意！同时，借此机会谨向教诲过我的老师们表示深深地谢意；向在身后一如既往地支持我的父母表示深深地谢意；向在设计过程中关心和帮助我的同学表示深深地谢意！由于本人设计经验不足，不妥之处在所难免，水平亦有限，恳请各位老师批评指正。致 谢为期三个月的毕业设计结束了,这是毕业之前最后一次、也是最为复杂的一次综合设计。这次毕业设计能顺利完成，首先，感谢母校多年来的辛勤培育。其次，要衷心地感谢我的指导老师李老师！从毕业设计开始直到结束，在学习中，得到了各科老师无微不至的关怀和精心的指导！也正是各科老师以其深厚专业的知识、丰富的实践经验为本课题的设计提供了有效的指导和理论依据，才能使本课题得以圆满结束和论文顺利完成。本课题从选题、设计到编写完稿，都得到老师的热情指导，在此向我的老师表示我深切的谢意！。对于在毕业设计期间给予过我帮助的同学和朋友在此也深表感谢。由于自己能力所限，设计中还有许多不足之处，希望老师能多多指点！参考文献1 林述温、范杨波主编.机电装备设计.北京：机械工业出版社.20022 大连组合机床研究所编.组合机床设计手册第一册.北京：机械工业出版社.19753 大连组合机床研究所.机械工程手册第62篇.北京：机械工业出版社.19804 朱龙根编.简明机械零件设计手册.北京：机械工业出版社.19975 大连组合机床研究所编.组合机床设计参考图册.北京：机械工业出版社.19756 东北重型机械学院等编.机床夹具设计手册.上海：上海科技出版社.19887 徐英南.组合机床及自动线的使用与调试.北京：机械工业出版社.19908 沈阳工业大学等编.组合机床设计.上海：上海科技出版社.19949 谢家赢主编.组合机床设计简明手册. 北京：机械工业出版社.199410 赵如福主编.机械加工工艺人员手册.上海：上海科技出版社.199011 金振华主编.组合机床及其调整与使用.北京：机械工业出版社.199012 International Machine Tool Design and Research Conference.Advances in machine tool design and research .Pergamon.196513 Freeman, Henry G. Dictionary of metal-cutting machine tools .Verlag W. Girardet.196514 Barun, V. A.Budinskii, Aaron Abramovich,Machine Tool Industry Research Association.Automatic control systems for machine tools .National Lending Library for Science and Technology.1968