泵盖钻孔组合机床设计

I摘摘 要要我的毕业设计题目是：泵盖钻孔组合机床设计组合机床是以通用部件为基础，配以少量的专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床。设计过程包括被加工零件的工艺分析，机床配置形式的选择，切削用量的确定，刀具的选择，组合机床的总体设计，多轴箱齿轮的排布。此外，我还绘制了 4 张图纸，分别为工序图，加工示意图，机床联系尺寸图，多轴箱图，还有一张生产率计算卡。我本次设计的重点是多轴箱的设计，多轴箱是组合机床的重要组成部分，它是选用通用部件，按专业要求设计的，其用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加结构的，它通用按一定速度比排布传动齿轮，把动力以动力部件动力头、动力箱、电动机等、传递给各个工作主轴，使其获得所要求的转速和转向等。在总体的设计过程中，对机床的夹具方案也有所考虑，选择合理的定位方式，保证工件位置正确且装卸方便，且保证夹具结构简单成本低，从而体现组合机床自动化程度高，生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低，结构稳定，工作可靠，使用和维修方便等特点。关键词：组合机床 工艺方案 生产率 多轴箱IITitle:Title: BoreholeBorehole PumpPump CoverCover CombinationCombination MachineMachine BedBed DesignDesignAbstractAbstractMy topic of design project for graduation is:Borehole Pump cover combination machine bed design.The aggregate machine-tool is take the general part as a found,mathches by the few special-purpose parts,according to the working-prcedure which determined in adcance carries on the processing to one kind of or certain kind of work pieces the engine bed. the design process including is processed the components the craft analysis,the engine bed configuration form choice,the cutting specifications deter min at on,the cutting tool choice,the aggregate machine-tool system design,the jig design,many gears distribution.In add it on,I have also drawn up 4 blue prints,respectively be drill hole working procedure chart,processing schematic drawing ,engine bed relation dimensional drawing,jig chart,many gears row of butut,but also some productivity computation card.My this design key point is the Multi-axle box.Combination of multi-axle box is an important componet of the machine,it is the choice of generic components,according to special requirements of design,and its work for the machine tool spindle arrangement and transmission parts and the corresponding additional structure,which GM row faster than a certain cloth gear,the driving force to power parts-head,power boxes,motors and so on,all work delivered to the spindle so that it as required,such as speed and steering.In totally design process,have the consideration to the tongs project of the machine bed,choose the reasonable method of fixed position,guarantee the work by having a right position and pack to unload convenient and guarantee construction simple and cost low of the tongs,thus give expression to the high automation degree,the high of producing sfficiency ,the stable of product quantity,the low of labor strength,the stable of construction,work dependable,use and maintain convenience etc.IIIKeyKey wordword:Aggregate machine-tool; process program; productivity computation card; Multi-axle box目目 录录1 组合机床总体设计方案.11.1 零件分析.11.1.1 被加工工件的技术要求.11.1.2 结构方案分析和定位方案的选择.11.1.3 选择定位基准的原则及应注意的事项.11.1.4 确定夹压位置应注意的问题.11.2 工艺分析.21.2.1 工艺分析.21.3 确定机床的配置形式.31.3.1 组合机床部件的选择.31.3.2 不同配置型式组合机床的特点及适应性.31.4 确定切削用量及刀具的选择.41.4.1 确定切削用量时应注意的问题.51.4.2 组合机床切削用量选择及计算.52 组合机床的总体设计.72.1 被加工零件工序图的绘制.72.1.1 尾座体盖工序图.72.2 轴箱体的加工示意图绘制.82.2.1 绘制加工示意图的作用和内容.82.2.2 加工示意图的画法及注意事项.92.2.3 选择刀具、工具、导向装置并标注相关的位置及尺寸.92.2.4 确定动力部件的工作循环.102.3 机床总联系尺寸图的绘制.112.3.1 动力部件的选择.112.3.2 夹具轮廓尺寸的确定.122.3.3 机床的装料高度.122.3.4 中间底座轮廓尺寸.132.3.5 主轴箱轮廓尺寸的确定.132.4 编制生产率计算卡.132.4.1 机床负荷率.15负2.4.2 编制生产率计算卡.153 组合机床主轴箱设计.173.1 多轴箱设计的原始依据：.173.2 选择主轴结构型式.183.2.1 对传动系统的一般要求.193.3 传动系统的设计与计算.203.3.1 对传动系统的一般要求.20I3.3.2 传动系统的设计.213.3 润滑系统的设计.224 专用夹具.234.1 概述.234.1.1 机床夹具的作用.234.1.2 机床夹具的分类.234.1.3 专用机床夹具的组成.244.2 工件在夹具中的定位.244.3 工件在夹具中的夹紧.254.3.1 夹紧装置的组成和要求.254.3.2 夹紧力的确定.254.3.3 夹紧力的计算.254.3.4 切削力的计算.274.4 联动夹紧机构.274.4.2 联动夹紧机构的分类.27毕业设计心得体会.29参考文献.3001 组合机床总体设计方案组合机床总体设计方案1.1 零件分析零件分析被加工工件：泵盖材 料：HT200 硬度 HB190-241生产纲领 ：5.5 万件/年（单班）1.1.1 被加工工件的技术要求1.保证孔对基准中心的位置度。92.保证孔的加工精度。91.1.2 结构方案分析和定位方案的选择组合机床是针对某种零件或某道工序而设计的。在设计前应仔细分析被加工零件的结构，合理地选择最佳定位基准，以确保加工精度的要求。同时也有利于实现最大限度的集中工序，可以减少机床的台数。从而也可以降低工件的生产成本。1.1.3 选择定位基准的原则及应注意的事项1.应尽量选择零件设计基准作为组合机床加工的定位基准。从而可以减少由基准选择不佳而产生的误差，保证加工精度。但对于某些特殊工件，可以改用其它基准为定位基准。2.选择定位基准时应确保工件定位稳定。尽量选用已加工过的较大平面为定位基准，这点对于工件加工尤为重要。3.统一定位基准的原则。即在各台机床上尽量采用同一定位基准来加工零 鉴赏不同表面的孔或对同一表面上的孔完成不同的工序。这对工序多的箱体类零件加工尤为重要。1.1.4 确定夹压位置应注意的问题1.在选择定位基准面同时，要合理选择出夹压位置的基准面。此时应注意的问题如下： 1保证零件夹压后定位稳定。为使工件加工过程中不产振荡和移动，夹压力要足够大，2.压点应均匀分布在夹压合力落在定位平面上。尽量避免夹压力过大而造成工件夹压后产生变形。尽量消除其对加工精度的影响。 1.2 工艺分析工艺分析1.2.1 工艺分析工艺分析是设计组合机床最重要的一步，必须认真分析被加工零件的工艺过程。深入生产现场，全面了解被加工零件的结构特点、定位基准选择、夹紧方式、加工部位、工艺方法和加工过程中所用的刀具、切削用量及生产率等。对于本次设计的零件泵盖的加工工序为： 钻孔91加工精度的要求由于加工孔之间轴线的平行度要求较高而采用单工位方法，一次定位，可以减少一定的误差。2.被加工零件大小形状特点，加工部位特点要求。 被加工零件的特点，主要依据零件的材料、硬度、加工部件的结构形状、零件刚性、定位基准面的特点。本工件为 HT200，硬度 HBS190-241，孔中心线与定位基准面垂直，夹紧方式为液压夹紧。这些特点在很大的程度上决定采用卧式机床、立式或倾斜式机床。一般来说，加工孔的中心线与定位基面平行且需由一面或几面加工箱体件宜采用卧式机床。所以本次对钻孔组合机床设计采用了卧式组合机床。本道工艺的夹紧也非常方便，可以利用上一道工序的加工特点。采用内孔定位、端面定位、另一端面夹紧。可使工件定位可靠、夹紧方便、装卸方便和工艺装备简单。根据上述被加工零件的结构特点、加工要求、工艺过程及生产率，可确定机床的配置形式为单工位卧式单面组合机床，这种配置形式可达到较高的加工精度，对于精加工机床的夹具公差，一般加工零件的，对于粗加工机床采用固定式导5131向，能达到。mm2 . 021.3 确定机床的配置形式确定机床的配置形式根据被加工工件的结构特点、加工要求、工艺过程方案及生产率等，可大体确定组合机床的配置型式。一般来说，定位基准是水平的，且被加工工件与定位基准平行采用卧式组合机床；垂直时应采用立式组合机床。保证排屑顺畅、操作简单以及其它具体方面都应简单、方便。根据加工部位的特点，孔的直径相同且在同一加工面内位置度要求降低，并且使其设计的组合机床完全可以满足其要求。由于轴箱体的结构不是十分复杂。而且又是单面加工。所以采用单工位卧式组合机床可完全达到本道工序加工的技术要求。卧式组合机床优点是加工和装备配置的工艺性好，安装调整与运输比较方便；其缺点是削弱了床身刚性。但是这个弊端通常可利用加强部件的连结部分的刚度来补偿。不同的工艺安排，动力部件的不同配置可能会产生多种配置方案，但是不同的配置方案将对机床的复杂程度、通用化程度、结构工艺性加工精度以及经济效果等等都有着不同程度的影响。 1.3.1 组合机床部件的选择本次设计的组合机床采用卧式床身。滑台安装在侧底座上，底座和中间底座用螺钉联为一体，滑台与侧底座间有一个厚的调整垫。采用调整垫对机床的制造mm5和维修都很方便。因为当滑台导轨面磨损或重新组装时，必须取下滑台导轨面重新修刮并更换调整组。使之恢复应有高度即可，而且滑台可使用较好的材料（耐磨性较好的铸铁） ，而侧底座可使用较差的一些材料。1.3.2 不同配置型式组合机床的特点及适应性（1） 单工位组合机床 各种型式的单工位组合机床，具有固定式夹具，通常可安装一个工件，特别适用大、中型箱体类零件的加工。根据配置动力部件的型式和数量，这种机床可分为单面、多面及复合式。利用多轴箱同时从几个方向3（面）对工件进行加工。但其机动时间不能与辅助时间重合，因而生产率也比多工位机床低。由于本次设计的工件较大以及其它方面的要求，正适合选用单工位组合机床。（2） 多工位组合机床 主要适用于中、小零件加工。所以不能定为本次设计的选择对象。1.4 确定切削用量及刀具的选择确定切削用量及刀具的选择切削用量是否合理，对组合机床的加工精度、生产率、刀具耐用度、机床的布置型式及正常工作有很大影响。组合机床切削用量的选择特点：1.大多数情况下组合机床为多轴、多刀、多面同时加工。因此所选用的切削用量要比一般万能机床单刀加工低 30%左右。2.组合机床多轴箱上所有刀具共同一个进给系统，通常为标准滑台。工作时要求所有刀具的每分钟进给量相同，并且等于标准滑台的每分钟进给量。这个每分钟进给量应是适用于所有刀具的平均值。即 1122nfnffiivfn式中： 各主轴转速；innn,2, 1min)(r各主轴进给量；ifff,21)(rmm 滑台每分进给量 。 fvmin)(mm3.组合机床切削用量选择及计算(1).切削力 F、切削转矩 M、切削功率 P、刀具耐用度 T 的计算公式由组合机床设计可知计算公式如下： 6 . 08 . 026HBfDF （1-1）6 . 08 . 09 . 110HBfDM （1-2）DMvP9740 （1-3）83 . 155. 025. 0)9600(HBfvDT （1-4）式中：F切削轴向力(N); D钻头直径(mm); f每转进给量(mm/r);4M切削转矩(N.mm); P切削功率(KW); T刀具耐用度(min); v切削速度(m/min),通常根据钻孔深度 L 考虑修正系数kv(表3-14)，；vkvv公称HB零件的布氏硬度值，通常给出一个范围。对于公式(1-1)(1-3)取最大值; 对于公式(1-4)取最大硬度减去硬度偏差值的 1/3. 1.4.1 确定切削用量时应注意的问题1尽量做到合理利用所有刀具，充分发挥其性能，钻孔要求切削速度高而每分钟进给量小。2选择切削用量时应注意零件生产批量的影响，生产率要求不高时就没有必要将切削用量选的太高，以免降低刀具耐用度。3对于复杂的刀具切削用量应考虑刀具的使用寿命；进给量按刀具最小直径选择；切削速度按最大直径选择。4切削用量选择应有利于多轴箱设计，还必须考虑动力滑台性能。1.4.2 组合机床切削用量选择及计算1确定切削力由组合机床设计表（3-7）用高速钢钻头加工铸铁的切削用量，查取在HT200 铸铁上钻 9mm 孔的切削速度。根据工件材料可选公称 f=0.14mm/r vmin13mL/D=30/9=3.33 由组合机床设计P62页查取为, . vk8 . 09 . 09 . 00k7 .239190/241241HBmin9 .119 . 013计算硬度公称mmvv切削速度：v=11.9m/min 由此修正系数 Kv=0.9，Vc=13m/min进给量：f=0.15mm/r 5min/4 .6414. 0460:min/460914. 3/131000/1000:1000/:mmnfvfrdVcndnVc式中 n主轴转速（r/min）f主轴进给量（mm/r）vf滑台每分钟进给量（mm/min）由此可计算出： 6 . 08 . 026HBfDF N12972394 . 09266 . 08 . 06 . 08 . 09 . 110HBfDM min.361123914. 09106 . 08 . 09 . 1Nmin4 . 239. 223914. 09 . 1199600960083 . 155. 025. 083 . 155. 025. 0HBfvDTKWDMVP17. 0997401336119740KWPP02. 117. 046 电机功率 ， ， 取电NP8 . 09 . 09 . 0KWN13. 19 . 09781. 0电总轴向力NF7782129766由此可初步定义主轴直径，由组合机床设计页表（3-19）中公式73P B 取1004MBd 3 . 7 mm89.1710036113 . 74由组合机床设计页表（3-22）查取主轴直径为。75Pmm2062 组合机床的总体设计组合机床的总体设计（三图一卡）（三图一卡） 组合机床总体设计方案包括绘制被加工零件工序图、加工示意图、联系尺寸图、编制生产率计算卡。2.1 被加工零件工序图的绘制被加工零件工序图的绘制被加工零件工序图是根据选定的工艺方案表示一台机床自动完成的工艺内容，加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工的定位基准，夹紧部位及被加工零件的材料、硬度、重量及在本工序前毛坯或半成品情况的图纸。它是组合机床设计的主要依据，也是制造、使用、检验和调整机床的重要技术条件。2.1.1 尾座体盖工序图1.被加工零件工序图的作用及内容被加工零件工序图是根据选定工艺方案。表示一台组合机床式自动线完成工艺内容、加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求、加工用定位基准、夹压部位及被加工零件材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或半成品情况的图纸。它不能用用户提供的产品图纸代替，而须在原零件图基础上突出本机床自动线加工内容，加上必要的说明而绘制的。它是组合机床设计主要依据，也是制造、使用、检验和调整机床的重要技术文件。在工序图上应表示：(1)被加工零件的形状和轮廓尺寸与本机床设计有关的部位结构形状及尺寸。(2)加工用定位基准，夹压部位及夹压方向。(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工序提出的要求（主要指定位基准） 。(4)必要的文字说明（即被加工零件编号、名称、材料、硬度、重量及加工部位余量等） 。被加工工件泵盖的工序图见图纸 A1所示。2.绘制被加工零件工序图的注意事项(1)为了使被加工零件工序图清晰明了，一定要突出该机床的加工内容，绘制时应按一定比例(本图选用 1：2 比例)选择足够视图及剖视，突出加工部位（加工孔）用粗实线表7示，并把零件轮廓及与机床、夹具设计有关的部位用细实线表示清楚、凡在本工序要保证的尺寸、角度、均应在尺寸数值下方画粗实线标记，加工用定位基准符号用“ ”表示，夹压位置及方向符号“”和“”表示，辅助支承符号用“ ”表示，具体详见该零件工序图所示。(2)加工部位的位置尺寸应由定位基准注起。为了便于加工及检查，尺寸应采用直角坐标系标注，而不采用极坐标系。但有时因所选定位基准与设计基准不重合则须对加工部门要求的位置尺寸精度进行分析换算。此外应将零件图上不对称位置尺寸公差换算成对称尺寸公差，其公差数值的决定要考虑两方面。一是要能达到产品图纸要求的精度，二是要采用组合机床能够加工出来，以便在进行夹具和主轴箱设计时，确定导向孔与位置坐标尺寸。(3)应注明零件加工对机床提出的某些特殊要求。2.2 轴箱体的加工示意图绘制轴箱体的加工示意图绘制2.2.1 绘制加工示意图的作用和内容零件的加工工艺方案是通过加工示意图反应出来的。加工示意图表示被加工零件在机床的加工过程、刀具、辅具的布置状况以及工件、刀具、夹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等。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、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、及钻孔的依据。其主要内容如下：(1)应反映机床的加工方法、加工条件及加工过程。(2)根据加工部位特点及加工要求，决定刀具类型、数量、结构、尺寸（直径和长度） 。(3)决定主轴的结构、类型、规格、尺寸及外伸长度。(4)选择标准式设计专用接杆、浮动卡头、导向装置、靠模装置、刀杆和托架等。并决定它们的结构、参数及尺寸。(5)标明主轴、接杆（卡头） 、夹具（导向）与工件之间的联系尺寸和配合精度。(6)根据机床要求的生产率及刀具、材料等特点，合理确定并标注各主轴的切削用量。(7)决定机床动力部件的工作循环及工作行程。泵盖钻 6 个孔的加工示意图见 A1所示。82.2.2 加工示意图的画法及注意事项(1)加工示意图的绘制顺序是：先按比例(本图为 1：1)用细实线绘出工件部位和局部结构的展开图，加工表面用粗实线画，为简化设计，相同加工部位的加工示意图指对同一规格的孔加工用刀具、导向、主轴、接杆等规格尺寸精度完全相同允许只表示其中之一。即同一多轴箱上结构尺寸相同的主轴可以只画一根，但必须在主轴上标注轴号（与工件孔号相对应） ，当轴数较多时可缩小比例，用细实线画出工件加部位简图，并标注孔号，以便设计和调整机床。(2)在加工示意图上，主轴分布可不按真实距离绘制。当被加工孔间距很小或需要设置径向结构尺寸较大的导向装置时，相邻主轴必须按严格比例绘制，以便检查相邻主轴、刀具、辅具、导向等是否干涉。(3)主轴应用多轴箱端面画起。刀具通过加工终了位置，标准的通用结构只画外轮廓，并须加注规格代号。对一些专用结构须剖视，并标注尺寸、精度及配合。2.2.3 选择刀具、工具、导向装置并标注相关的位置及尺寸(1)刀具的选择根据接头体工件的材料和加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生产率要求等因素选择。 查金属机械加工工艺人员手册选取锥柄麻花钻刀具如图所示： 如图所示：d=9mm L=188mm l1=107mm根据给定零件特点，所加工孔为 9mm92.2.4 确定动力部件的工作循环是指加工时动力部件从原始位置的动作过程。包括快速进给、工作进给、快速退刀等动作。(1)工作进给长度的确定工作长度工等于工件加工部位长度 （多轴加工时应按最长计算）与刀具切入ll长度1和切出长度2之和。ll切入长度1根据本工件端面误差情况分析选取1=12mm ；ll因为本机床是专用钻孔机床，所以螺纹孔无须攻透，切出长度2=9。 工12+ =9+30+12=50；lllll具体如下图所示： (2)快退长度的确定快速退刀长度等于快进和工进长度之和。快退长度必须保证刀具在攻丝完毕后，必须回到初始位置，而不影响工件装卸；快速进给是指动力部件把主轴连同刀具以原始位置送入到工作位置，其长度按具体情况而定。10所以 快退长度快进长度工进长度mm16050110(3)动力部件的总行程长度 动力部件的总行程除应保证要求的工作循环和工作行程外，还要考虑装卸和调整刀具方便，即考虑前后备量。前备量是指因刀具磨损或补偿制造安装误差，动力部件尚可向前调节的距离。所以根据加工要求选择前备量为；后备量是指刀mm20具从接杆或接杆连同刀具一起从主轴孔中所需的轴向距离。所以根据加工要求选择后备为。mm220所以, 总快退前后llllmm400220201602.3 机床总联系尺寸图的绘制机床总联系尺寸图的绘制机床联系尺寸图清楚地表明了机床的型式和布局，规定各部件的轮廓尺寸及相互间的装配关系和运动关系，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理，并为进一步开展主轴箱、夹具等设计提供依据。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。联系尺寸图的主要内容如下：以适当数量的视图按同一比例画出机床各主要组成部件的外形轮廓及相关位) 1 (置，表明机床的配置型式及总体布局、主视图的选择应与机床实际加工状态一致。图上应尽量减少不必要的线条及尺寸。但反映各部件的联系尺寸、专用部件)2(的主要轮廓尺寸、运动部件的极限位置及行程尺寸，必须完整齐全。至于各部件的详细结构不必画出，留在具体设计部件时完成。 为便于开展部件设计，联系尺寸图上应标注通用部件的规格代号，电动机型)3(号、功率及转速，并注明机床部件的分组情况及总行程。2.3.1 动力部件的选择组合机床的动力部件是配置组合机床的基础。组合机床动力部件包括实现刀具主轴旋转的主运动的动力箱，各种工艺切削头及实现进给运动的动力滑台，具体选择如下：11(1)选择动力箱由组合机床设计附表选择动力箱为。电电NKW13. 124P)152( 32ITD动机型号 Y100L-6，功率，电机转速为 940r/min，动力箱输出轴转速KWN5 . 1；动力箱与动力滑台结合面尺寸：多轴箱的厚度为、高度为min470rmm325、宽度为。动力箱输出轴距箱底面高度为mm400mm400mm140(2)选择动力滑台计算得出7782N 查组合机床设计页表，可612976FF16P)42( 知 1HY32-1 型滑台总行程为，其具体性能参数如下：mm400台面宽，台面长，行程长，滑座长，允许最大进mm320mm630mm400mm790给力为，快速行程速度为，工进速度范围为。NF12500进min12mmin65020mm配套通用部件)3(侧底座、其高度、宽度为、长度3211CCmmH560mmB520mmL1180绘制联系尺寸图应考虑的主要问题:绘制联系尺寸图，一般是在已画出被加工零件工序图、加工示意图，并初选动力部件及与其配套的通用部件之后进行的。对于机床的某重要尺寸也应在画联系尺寸图之前的方案设计阶段初步确定，如机床的装料高度 H，多轴箱轮廓尺寸及夹具轮廓尺寸等。尤其对于加工精度要求较高，比较复杂的组合机床，往往需要预先画出夹具方案的详细草图以确定其主要轮廓尺寸。2.3.2 夹具轮廓尺寸的确定夹具轮廓尺寸的确定主要是指夹具底座和长 宽 高，根据工件的尺寸、形状、具体结构及考虑布置下保证加工要求的定位、限位、夹紧机构、导向系统及与其它部件的联系尺寸最后确定。关于夹具的详细资料将在夹具的具体方案设计中体现出来。2.3.3 机床的装料高度机床的装料高度是指机床上工件的定位基准面到地面的垂直距离。设计组合机12床时装料高度 H 应考虑的主要因素是：应与车间运送工件的滚道相适应，工件最低孔位置，主轴最低高度和选用通用部件、中间底座、夹具等高度限制。由于本次设计受四个孔的位置影响。即四个孔的中心线，装料高度选取了。此时工mmH955人操作时可加脚踏板以便操作者装卸工件和调整机床、刀具方便。2.3.4 中间底座轮廓尺寸中间底座轮廓尺寸要满足夹具在其上面安装过程的需要，所选长度方向尺寸要依据动力部件(滑台和滑座以及其配套部件侧底座)的位置关系。照顾各部件联系尺寸的合理性来确定。非常重要的一定要保证加工终了位置时，工件端面至主轴箱端面的距离不小于加工示意图的要求。本次设计这一距离为，同时考虑动力部mm383件处于加工终了位置时，主轴箱与夹具外轮廓间应有利于机床调整和维修的距离，为了便于切屑和冷却液回收。中间底座长， 高。mm710mm560中间底座轮廓尺寸为5604507102.3.5 主轴箱轮廓尺寸的确定绘制主轴箱时，着重确定的尺寸就是主轴箱的宽度 B 和高度 H。据机床设计手册选取主轴箱轮廓尺寸为：400400HB2.4 编制生产率计算卡编制生产率计算卡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、完成每一动作所需要的时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率等。1.理想生产率1Q指完成年生产率纲领 A(包括各种品及废品率在内)所要求的机床生产率。它与全年工时总数有关，一般情况下,单班制生产 K 取 2350h,两班制生产，KhK4600取则 )(40.232350550001hKAQ件132.实际生产率Q指实际设计机床每小时实际可以生产的零件数量。 )(60hTQ件单式中： 生产一个零件所需的时间，它可根据下式计算：单T(min) (min)2211装卸移快退快进停辅切单ttvLLtvLvLttTfkff式中：、分别为刀具第、第工作进给行程长度；1L2L)(mm 、分别为刀具第、第工作进给量；1fv2fv)min(mm 当加工沉孔、止口，锪窝、倒角、光整表面时，动力滑 停t 台在死挡铁上的停留时间，通常指刀具在加工终了时无 进给状态下旋转所需时间；105r(min) 、分别为动力部件快进、快退行程长度；快进L快退L)(mm 动力部件快速行程速度。采用机械动力部件取fkv液压动力部件取；)min(86m)min(124m 直线移动或回转工作台进行一次工位转换时间，一般可取移t；min1 . 0 工件装卸(包括定位、夹压及清除铁屑等)时间，它取决装卸t于工件重量大小、装卸是否方便及工人的熟练程度。根据各类组合机床的统计，一般取。min5 . 15 . 0 装卸移快退快进停辅切单ttvLLtvLvLttTfkff2211 12000/ )160110(5 . 11 . 00114/5014 =2.06min. )(29.1306. 26060小时件单TQ2.4.1 机床负荷率负当时，计算二者的比值即为负率。QQ 1 QQ1负%80.3313.294 .23根据组合机床的使用经验，适宜机床负荷率为，但本次设计由负90. 075. 0于客车厂年生产缓冲杆座的数量不大，所以机床负荷率偏小，可见机床的工作效率可进一步提高。2.4.2 编制生产率计算卡生产率计算卡是按一定格式要求编制的反映零件在机床上的加工过程、工作时间、机床生产率、机床负荷率的简明表格。具体内容如下页表所示：157654321序号被加工零 件卸下工件松开工件动力部件快退左动力部件工进左动力部件快进工件定位、夹紧装入工件工步名称工序名称材 料名 称图 号1被加工零件数（个）9加 工直径（mm）20加工长度（mm）16050110工作行程（mm）本机床装卸工件时间取为 1.5min11.9切削速度m/min钻孔HT200泵盖460每分钟转速r/min0.14每转进给量mm/r负荷率机床理想生产率 Q1机床实际生产率 Q单件总工时100006410000每分钟进给量mm/min工序号硬度毛坯重量毛坯种类0. 430.43机动时间1.62890.80.0510.01590.0110.0510.7辅助时间80.33%23.4（件/小时）20589（件/小时）2.0589共计工时（min） HB 163-229灰铸件163 组合机床主轴箱设计组合机床主轴箱设计主轴箱是组合机床的重要组成部分，它是选用通用部件，按专用要求进行设计的，其用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。它通过按一定速比排布传动齿轮,把动力以动力部件动力头、动力箱、电动机等、传递给各工作主轴，使之获得所要求的转速和转向等。主轴箱轮廓尺寸 400 400mm。由箱体、主轴、传动轴、齿轮、轴套和通用（专用）的附加机构组成。主轴箱厚度为 325mm。主轴 1、2、3、4、5、6 传动轴 7、8驱动轴 0 其作用是供更换、调整刀具和主轴箱装配及维修检查主轴精度时回转主轴用。主轴箱前盖厚 55mm，后盖厚 90mm，箱体厚 80mm。材料：HT15-33主轴材料 40Gr 钢，热处理 C42。传动轴材料用 45 钢，调质处理 T215。齿轮均用 45 钢，热处理为齿部高频淬火 G54。键是用来联接轴与带毂零件（如带轮、齿轮等）的主要用来实现周向固定以传递转矩。本设计中，主轴箱中的各轴与齿轮的联接均采用导向平键，具体型号标准由机械零件设计手册288 页表 3.25 中查取3.1 多轴箱设计的原始依据：多轴箱设计的原始依据：多轴箱设计的原始依据图，是根据“三图一卡”整理编制出的，包括设计的原始要求和已知条件。在已经编制的“三图一卡”中有： I多轴箱轮廓尺寸 400 400mm II工件轮廓尺寸及各加工孔的位置尺寸。 III工件与多轴箱的位置尺寸。 其中的一些重要数据如下：（1） 名称：泵盖17材料：HT200硬度：HBS190-241（2） 主轴外伸尺寸：115mm,直径为 30。切削用量：v=11.9m/min , n=460r/min , f=0.14mm/r （3）动力部件：动力箱 1TD32 型，电动机为 Y100L-6 型，功率 1.5KW，转速 940r/min，输出轴转速 470r/min，输出轴距离箱底面距离为140mm.多轴箱的原始依据图应包含以下内容：1）所有主轴的位置尺寸及工件与多轴箱的相关尺寸。在标注主轴的位置及相关尺寸时，首先保证多轴箱与被加工零件在机床上是面对面摆放的，所以多轴箱横截面上的水平方向尺寸应与被加工零件工序图的水平尺寸方向相反。其次由于多轴箱上的坐标尺寸基准和被加工零件工序图的尺寸基准一般不相重合，要根据多轴箱和被加工零件的相对位置找出统一基准，并标注出其相对位置关系尺寸。2）图上要标注主轴的转向。标准刀具多为右旋，所以要求主轴一般为逆时针转向，逆时针可不标，一般只标顺时针转向。3）图上标出多轴箱的外形尺寸。4）表中要表工件材料，加工表面要求，及主轴工序，主轴外伸尺寸，切削用量5）表中注明动力箱的型号，功率，转速等参数。 3.2 选择主轴结构型式选择主轴结构型式 （1）轴承的选择：主轴结构型式由零件加工工艺决定，并应考虑主轴的工作条件和受力情况。轴承型式是主轴结构的主要特征，由于本组合机床是进行钻削加工，主轴的轴向切削力很大，所以一般采用推力球轴承承载轴向力，用向心球轴承承载径向力。因为钻孔时的轴向力是单向的，所以把推力球轴承安排在主轴前端。（2）轴头的选择：除此之外，轴头的结构也应考虑。因为本次设计是长主轴。长主轴轴头内孔较长，可以增大与刀尾的接触面，增强了刀具与主轴的连接刚度，减少刀具前端下垂。可以选用标准导向套。（3）初定主轴直径和齿轮模数在编写“三图一卡”时，已初定主轴直径。初步选定模数可由以下公式估算，再类比确定：18 330 32Pmmmz n其中， z 一对齿轮中小齿轮的模数P齿轮传递功率kWminrn小齿轮的转数目前大型组合机床通用多轴箱常用的齿轮模数有 2、2.5、3、3.5、4 等几种，一般在同一多轴箱中齿轮模数不多于两种。 4.5 传动系统的设计与计算多轴箱的传动系统设计，就是通过一定的传动链把动力箱输出轴（即多轴箱驱动轴）传过来的动力和转速按要求分配到各主轴。3.2.1 对传动系统的一般要求：1）尽量用一根中间轴带动多根主轴。当齿轮啮合中心距不符合标准时，可以用变位齿轮或略微变化传动比的方法解决。2）为避免增加主轴的负荷，尽量不采用主轴带动主轴的方案。当主轴分布密集且切削力不大时，也可用 1 根主轴带动多根主轴的传动方案。3）为使结构紧凑，多轴箱体内齿轮最佳传动比为，在多轴箱后盖内第 IV 排11.5或第 V 排齿轮，传动比可以大些，不超过 33.5。4）一般情况下驱动轴转速较高时，可采用逐步降速传动，驱动轴转速较低时，可先升再降。组合机床多轴的传动和结构与普通机床差异较大。5）粗加工切削力大，主轴上的齿轮应尽量安排靠近前支承，以减少主轴扭转变形。6）齿轮的排法：I不同轴上的齿轮不能相碰，可以放在箱体同一排上。II不同轴上齿轮与轴或轴套不能相碰，可放在不同排上。III齿轮与轴相碰，可放在后盖子内。IV驱动轴直接带动的传动轴数目不要过两根，否则会造成装配困难。193.3 传动系统的设计与计算传动系统的设计与计算传动系统是通过一定的传动链把动力箱输出轴传进来的动力和转速按要求分配到各主轴。主轴外伸尺寸及切削用量3.3.1 对传动系统的一般要求在保证主轴强度、刚度、转速和转向的前提下，力求使主要传动件的规格小，数量少，体积小。因此，要注意以下几点：（1）尽量用一根中间传动轴带动多根主轴。（2）一般情况下，尽量不采用主轴带动主轴的方案。（3）多轴箱内齿轮传动副传动比为 11.5。（4）若驱动轴转速较高，可采用逐步降速传动，若驱动轴转速较低，可选使速度升高一点再降速。（5）主轴上的齿轮应尽量安排靠近前支承以减少主轴的扭转变形。（6）驱动轴直接带动的传动轴不超两根。轴 号工序内容加工直径(mm)主轴直径(mm)主轴及外伸尺 D/d(mm)l=115mmvm/minn r/minfmm/rVfmm/min1、2、3、4、5、6钻孔92030/2011.94600.1464.4203.3.2 传动系统的设计六主轴多轴箱传动方案图该主轴箱有六根主轴：1、2、3、4、5、6已知：各主轴转速及驱动轴到主轴之间的传动比。主轴转速：n1=n2=n3=n4=n5=n6=460r/min驱动轴转速：n0=470r/min各主轴总传动比：2 .1167688A22i总=n主/n驱=460/470=1/1.02进行齿轮排列和传动比分配。可用两轴间齿轮啮合中心距公式： 式中： m 齿轮模数 Z1主动齿轮齿数； Z2被动齿轮齿数； 齿数和。z取 m=4，z驱=23，由 i总= z驱/ z主=460/470=1/1.02则 z主= z驱/ i总=23 1.0223考虑结构紧凑，选用中间 2 齿轮分布圆直径 D1=92mm、D2=52mm， 则齿数z1=23、z2=26，其位置通过做图法决定。验算各主轴转速）（）（mmzmzzmA2211min/46028262323470654321rnnnnnn21转速相对损失在 5%以内，符合设计要求中间轴转速 位置适当，可满足要求。3.3 润滑系统的设计润滑系统的设计多轴箱应有润滑油泵，油泵轴的位置要尽量靠近油池，满足离油面高度不大于400500mm,，油泵轴的转速根据工作条件而定。因为选用的是 R12-1 型叶片泵，所以，油泵转速的选择范围为 400-800r/min 之间。由传动关系，有， （取=22）22inznz油泵油泵z油泵代入数值，则 =586r/min , 所以符合要求。z油泵为便于维修，油泵齿轮最好放在第 I 排，油泵安装在前盖内，在前盖上与油泵相应的位置开一窗口。如有结构限制，也可以放在第 IV 排。油泵的放置要保证进油口到排油口转过。270卧式多轴箱箱内三排齿轮是用油盘润滑的，后盖内的第 IV 排齿轮，则单独引油管润滑，还要引油管润滑动力箱齿轮。此外，分油器的位置要选择靠近操作者一侧，一边观察和检查油泵的工作情况min/4702323470rn224 专用夹具专用夹具4.1 概述概述在成批生产、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。机床夹具是工艺系统的重要组成部分，它在生产中应用十分广泛。4.1.1 机床夹具的作用1.保证加工精度用机床夹具装夹工件，能准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置关系，可以保证加工精度。2.提高生产率机床夹具能快速地将工件定位和夹紧，可以减少辅助时间，提高生产效率。3.减轻劳动强度 机床夹具采用机械、气动、液压夹紧装置，可以减轻工人的劳动强度。4.扩大机床的工艺范围利用机床夹具，能扩大机床的加工范围，例如，在车床或钻床上使用镗模可以代替镗床镗孔，使车床、钻床具有镗床功能。4.1.2 机床夹具的分类1.按夹具的应用范围分类1）通用夹具 通用夹具是指结构已经标准化，且有较大适用范围的夹具，例如，车床用的三爪自定心卡盘和四爪单动卡盘，铣床用的平口钳及分度头等。2）专用机床夹具 专用机床夹具是针对某一工件的某道工序专门设计制造的夹具。专用机床夹具适于在产品相对稳定、产量较大的场合使用。3）组合夹具 组合夹具是用一套预先制造好的标准元件和合件组装而成的夹具。组合夹具结构灵活多变，设计和组装周期短，夹具零部件能长期重复使用，适于在多品种单件小批量生产或新品种试制等场合应用。4）成组夹具 成组夹具是在采用成组加工时，为每各零件组设计制造的夹具，当改换加工同组内另一种零件时，只需调整或更换夹具上的个别零件，即可进行加工。成组夹具适合在多品种、中小批量生产中应用。235）随行夹具 它是一种在自动线上使用的移动式夹具，在工件进入自动线加工之前，先将工件装在夹具中，然后夹具连同被加工工件一起沿着自动线依次从一个工位移到下一个工位，直到工件在退出自动线加工时，才将工件从夹具中卸下。随行夹具是一种始终随工件一起沿着自动线移动的夹具2.按使用机床类型分类机床类型不同，夹具结构各异，由此可将夹具分为车床夹具、转床夹具、铣床夹具、镗床夹具、磨床夹具和组合机床夹具等类型。3.按夹具动力源分类按夹具所使用的夹紧动力源，可将夹具分为手动夹紧夹具、气动夹紧夹具、液压夹紧夹具、气液联动夹紧夹具、电磁夹具、真空夹具等类型。4.1.3 专用机床夹具的组成夹具一般由下列元件或装置组成。1.定位元件 定位元件是用来确定工件正确位置的元件。被加工工件的定位基面与夹具定位元件直接接触或相配合。 “缓冲杆座”采用定位板作为定位元件2.夹紧装置 夹紧装置是使工件在外力作用下仍能保持其正确定位位置的装置。 “缓冲杆座”采用压板作为夹紧装置。3.对刀元件、导向元件 对刀元件、导向元件是指夹具中用于确定（或引导）刀具相对于夹具定位元件具有正确位置关系的元件，例如：钻套、镗套、对刀块等。4. 连接元件 夹具连接元件是指用于确定夹具在机床上具有正确位置并与之联接的元件，例如安装在铣床夹具底面上的定位键等。 “缓冲杆座”采用螺栓作为连接元件。5.其他元件及装置 根据加工要求，有些夹具尚需设置分度转位装置、靠模装置、工件抬起装置和辅助支承等装置。6.夹具体 夹具体是用于联接夹具元件和有关装置使之成为一个整体的基础件，夹具通过夹具体与机床联接。定位元件、夹紧装置和夹具体是夹具的基本组成部分，其它部分可根据需要设置。4.2 工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位夹具的定位元件采用支撑钉，以中心孔为定位基准. 244.3 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧4.3.1 夹紧装置的组成和要求1.加紧装置的组成工件在夹具中正确定位后，由夹紧装置将工件夹紧。夹紧装置的组成有 1）动力装置 产生夹紧动力的装置；2）夹紧元件 直接用于夹紧工件的元件；3）中间传力机构 将原动力以一定大小和方向传递给夹紧元件的机构2.对夹紧装置的要求1）夹紧过程不得破坏工件在夹具中占有的定位位置；2）夹紧力要适当，即要保证工件在加工过程中定位的稳定，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面或使工件产生过大的夹紧变形。3）操作安全、省力。4）结构应尽力简单，便于制造，便于维修。4.3.2 夹紧力的确定 夹紧力应大于切削轴向力。1.夹紧力作用点的选择1）夹紧力作用点应正对定位元件或位于定位元件所形成的支撑面内2）夹紧力的作用点应位于工件钢性较好的部位3）夹紧力作用点应尽量靠近加工表面，使加紧稳固可靠4.3.2.2 夹紧力作用方向的选择1）夹紧力的作用方向应垂直于工件上的主要定位基面2）夹紧力的作用方向应与工件刚度最大的方向一致，以减少工件的夹紧变形3）夹紧力作用方向应尽量与工件的切削力、重力等的作用方向一致，这样可以减少夹紧力。4.3.3 夹紧力的计算1）摩擦系数 f，根据金属切削机床夹具设计手册 第二板表 3-19 查得f=0.22)安全系数 25Q= P 为切削力=1297N，H 为工件高度=65 mmHfHKpH 计算加紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统。根据工件受切削力，夹紧力（大型工件还应考虑工件重力，运动的工件还应考虑惯性力等）的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。既 kWWK式中 实际所需夹紧力（） ；kWN 在一定条件下，由静力平衡计算出的理论夹紧力（）WN 安全系数。K 组合机床设计30 页 安全系数可按下式计算：K 0123456KKKKKKKK式中： 为各种因素的安全系数，见下面06KK考虑工件及加工余量均匀性的基本安全系数 1.2-1.50K 因为工件均匀，所以取 1.2加工性质 粗加工 1.21K 精加工 1.0 因为本工件的这道工序是精加工，所以取 1.0刀具顿化程度 取 1.152K切削特点 连续切削 1.03K 断续切削 1.2夹紧力的稳定性 手动夹紧 1.24K 机动夹紧 1.0手动夹紧时的受柄位置 方便操作 1.05K 不方便操作 1.2仅有力矩使工件回转时工件与支承面接触情况6K 接触点确定 1.0 接触点不确定 1.5注：若安全系数 K 的计算结果小于 2.5 时，K 取 2.5。综上所述：1.2 1.0 1.15 1.0 1.0 1.0 1.01.38K 2.5所以 K 取 2.5根据书组合机床设计 34 页和 36 页，可知切削力和夹紧力是相对的，而不是相互垂直的，所以根据 34 页公式可知：切削扭转计算公式为：20.70.21MD sKp26理论夹紧力计算公式为 0.8419xPDsKp式中： ；M 切削扭矩（N . m m ）D钻头直径（m m ）;xP 轴向切削力（N ）;s每钻进给量（m m ）; 取 1.0531 28Kp修正系数，按表选取。Kp20.70.21MD sKp = 3611.24N*mm0.8419xPDsKp =0.17KW因为： 2.5K xPW所以： =1700 2.5 4250kWWK4.3.4 切削力的计算 F=26 DH=26 9229=1297N 8 . 0f6 . 0B 8 . 02 . 06 . 04.4 联动夹紧机构联动夹紧机构联动夹紧机构是由一个原始作用力来完成若干个夹紧动作的机构。采用联动夹紧机构不仅能保证在多点、多向或多件上同时均匀的夹紧工件，而且由于各点的夹紧动作在机构上是联动的，因此辅助工时短，生产率高，广泛应用于大批量生产的夹具中。设计联动夹紧机构时应考虑的问题1）保证在几个夹紧位置上同时并均匀的夹紧2）在选择多件联动夹紧机构的类型时，对加工的加工精度作出估计，以免影响工件的加工精度。3）夹持工件数量的多少，应从夹紧动作的可靠性、结构的复杂程度、效率高低等因素综合考虑。4）注意进行运动分析和受力分析，以确保机构设计的可靠性。274.4.2 联动夹紧机构的分类1）多点联动夹紧机构 多点联动夹紧机构是由一个原始作用力，通过浮动压头或浮动夹紧机构使工件在同一方向上，同时获得多点均匀架紧的机构。2）多向联动夹紧机构 多向联动夹紧机构是由一个原始作用力，通过浮动压头或浮动夹紧机构在不同方向上同时架紧的机构。3）多件联动夹紧机构 多件联动夹紧机构是由一个原始作用力，将一次装夹的若干个工件同时并均匀的架紧的机构。它有两种基本形式，即多件平行夹紧机构和多件依次连续夹紧机构。夹具草图：28毕业设计心得体会毕业设计心得体会： 通过这三个月的毕业设计，使我对组合机床的内部结构和零件的加工过程有了更深刻的了解。我本次设计的题目是：接头体组合机床设计，通过在长春第一汽车厂生产车间的实际调研，和老师的讲解，使我对我所要设计的组合机床完全由理性的认识转到实践设计环节，真正的将书本上知识转变到现实。随着毕业时间的不断临近，我所做的毕业设计也接近了尾声。本论文是荆丹老师和郝成弟老师的悉心教导下完成的。老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严纪律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多代人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在老师的指导下完成的，倾注了老师的大量心血。在此，谨向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！当然了，学生的能力是有限的，现今所掌握的知识也是肤浅的，毕竟是缺少实践环节中的经验，在本次设计中难免会出现许多不足之处，还请答辨组的各位老师多多指点，学生一定会虚心接受。2930参考文献参考文献1丛凤廷，迟建山.