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'中北大学2010届毕业设计说明书组合机床毕业论文1绪论1．1机床在国民经济的地位及其发展简史经济迅速发展的今天，人们为了高效、经济地生产各种高质量产品，日益广泛的使用各种机器、仪器、工具等技术设备与装备。由于机械零件的形状精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法来达到，特别是形状复杂、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在机床上经过几道甚至几十道切削加工工艺才能完成。因此，机床是现代机械制造业中最重要的加工设备。如果没有机床的发展，如果不具备今天这样品种繁多、结构完善和性能精良的各种机床，现代社会目前所达到的高度物质文明将是不可想的。我国机床行业的发展是迅速的，成就是巨大的。但由于起步晚、底子薄，与世界先进水平相比，还有较大差距。为了适应我国工业、农业、国防和科学技术现代化的需要，为了提高机床产品在国际市场上的竞争能力，必须深入开展机床基础理论研究，加强工艺试验研究，大力开发精密、重型和数控机床，使我国的机床工业尽早跻身于世界先进行列。1.2组合机床的国内、外现状世界上第一台组合机床于1908年在美国问世，30年代后组合机床在世界各国得到迅速发展。至今，它已成为现代制造工程（尤其是箱体零件加工）的关键设备之一。我国的机床工业是在1949年新中国成立后才开始建立起来的。解放前，由于长期的封锁统治和19世纪中叶以后帝国主义的侵略和掠夺，我国的工农业生产非常落后，既没有独立的机械制造业，更谈不上机床制造业。解放后，党和人民政府十分重视机床工业的发展。在解放初期的三年经济恢复时期，就把一些原来的机械修配厂改建为专业厂；在随后开始的几个五年计划期间，又陆续扩建、新建了一系列机床厂。经过50多年的建设，我国机床工业从无到有，从小到大，现在已经成门类比较齐全，具有一定实力的机床工业体系，能生产5000多种机床通用品种，数控机床1500多种，不仅装备了国内的工业，而且每年还有一定数量的机床出口。1.2.1国内组合机床现状第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。1.2.2国外组合机床现状国外汽车工业的大批量生产，每种零件的生产纲领少则几万件，多则几十万件，甚至上百万件，生产节拍为每件几秒钟到几十秒钟，其生产设备采用高效自动化装备。1.3机床设计的目的、内容、要求1.3.1设计的目的机床设计毕业设计，其目的在于通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案的分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养基本的设计方法，并培养了自己具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。1.3.2设计内容(1)运动设计根据给定的被加工零件，确定机床的切削用量，通过分析比较拟定传动方案和传动系统图，确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际转速与标准的相对误差。(2)动力设计根据给定的工件，初算传动轴的直径、齿轮的模数；确定动力箱；计算多轴箱尺寸及设计传动路线。完成装配草图后，要验算传动轴的直径，齿轮模数否在允许范围内。还要验算主轴主件的静刚度。(3)结构设计进行主运动传动轴系、变速机构、主轴主件、箱体、润滑与密封等的布置和机构设计。即绘制装配图和零件工作图。(4)编写设计说明书1.3.3设计要求评价机床性能的优劣，主要是根据技术—经济指标来判定的。技术先进合理，亦即“质优价廉”才会受到用户的欢迎，在国内和国际市场上才有竞争力。机床设计的技术—经济指标可以从满足性能要求、经济效益和人机关系等方面进行分析。1.4机床的设计步骤1.4.1调查研究第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书研究市场和用户对设计机床的要求，然后检索有关资料。其中包括情报、预测、实验研究成果、发展趋势、新技术应用以及相应的图纸资料等。通过对上述资料的分析研究，拟订适当的方案，以保证机床的质量和提高生产率，使用户有较好的经济效益。1.4.2拟定方案通常可以拟定出几个方案进行分析比较。每个方案包括的内容有：工艺分析、主要技术参数、总布局、传动系统、液压系统、控制操作系统、电系统、主要部件的结构草图、实验结果及技术经济分析等。1.4.3工作图设计首先，在选定工艺方案并确定机床配置形式、结构方案基础上，进行方案图纸的设计。这些图子包括：被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡，统称“三图一卡”设计。并初定出主轴箱轮廓尺寸，才能确定机床各部件间的相互关系。2组合机床的总体设计2.1组合机床方案的制定2.1.1制定工艺方案零件加工工艺将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。所以，在制定工艺方案时，必须计算分析被加工零件图，并深入现场了解零件的形状、大小、材料、硬度、刚度，加工部位的结构特点加工精度，表面粗糙度，以及定位，夹紧方法，工艺过程，所采用的刀具及切削用量，生产率要求，现场所采用的环境和条件等等。根据被加工被零件（减速箱箱盖）的零件图（图2.1），加工八个螺栓孔的工艺过程。(1)加工孔的主要技术要求。1）加工4个M8螺纹底孔的孔。2）孔的位置度公差为Φ0.1mm，与Φ12孔同心。3）工件材料为HT21-40，HB170～2414）要求生产纲领为（考虑废品及备品率）年产量6万件，单班制生产(2)工艺分析加工该孔时，孔的位置度公差为0.1mm。第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书根据组合机床用的工艺方法及能达到的经济精度，可采用如下的加工方案。一次性加工螺纹底孔，孔径为Φ6.5。(3)定位基准及夹紧点的选择2.1.2确定组合机床的配置形式和结构方案。(1)被加工零件的加工精度被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度，是制造机床方案的主要依据。离合器压盘加工孔的精度要求不高，可采用钻孔组合机床，工件各孔间的位置精度为0.1mm,它的位置精度要求不是很高，安排加工时可以在下一个安装工位上对所有孔进行最终Ra3.2um的孔。被加工零件图如图2-1所示。图2.1被加工零件图(2)被加工零件的特点这主要指零件的材料、硬度加工部位的结构形状，工件刚度定位基准面的特点，它们对机床工艺方案制度有着重要的影响。此离合器压盘的材料是HT21-40、硬度HB170-241、孔在整个压盘上呈90度均度分配，孔的直径为Φ6.5mm。采用多孔同步加工，零件的刚度足够，工件受力不大，振动，及发热变形对工件影响可以不计。(3)机床使用条件第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书2.2确定切削用量及选择刀具2.2.1确定工序间余量为使加工过程顺利进行并稳定的保证加工精度，必须合理地确定工序余量。生产中常用查表给出的组合机床对孔加工的工序余量，由于在本钻床上钻孔后重新安装或在其他多工位机床上加工下道工序，应适当加大余量，以消除转、定位误差的影响。2.2.2选择切削用量确定了在组合机床上完成的工艺内容了，就可以着手选择切削用量了。因为所设计的组合机床为多轴同步加工在大多数情况下，所选切削用量，根据经验比一般通用机床单刀加工低30%左右．多轴主轴箱上所有刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台，工作时，要求所有刀具的每分钟进给量相同，且等于动力滑台的每分钟进给量（mm/min）应是适合有刀具的平均值。以满足不同直径的加需要，即：·=·=…=·=式中：…——各主轴转速（r/min）…——各主轴进给量（mm/r）——动力滑台每分钟进给量（mm/min）由于离合器压盘孔的加工精度、工件材料、工作条件、技术要求都是相同的。按照经济地选择满足加工要求的原则，采用查表的方法查得：钻头直径D=6.5mm,铸铁HB175～255、进给量f=0.1mm/r、切削速度v=15m/min.2.2.3确定切削力、切削扭矩、切削功率根据选定的切削用量（主要指切削速度v及进给量f）确定切削力，作为选择动力部件（滑台）及夹具设计的依据；确定切削扭矩，用以确定主轴及其它传动件（齿轮，传动轴等）的尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电动（一般指动力箱）功率，通过查表计算如下：布氏硬度：HB=HBmin－(HBmax－HBmin)=170－(241－170)第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书=146.33切削力：=26=26×6.5××=535.16N切削扭矩：=10=10×××=2452.26N·mm切削功率：==2452.26×15/(9740×3.14×10)=0.123kw式中：HB——布氏硬度F——切削力（N）D——钻头直径（mm）f——每转进给量（mm/r）T——切削扭矩(N·mm)V——切削速度（m/min）P——切削功率(kw)2.2.4选择刀具结构离合器压盘的布氏硬度在HB170～241，孔径D为6.5mm，刀具的材料选择高速钢钻头（W18Cr4V），为了使工作可靠、结构简单、刃磨简单，选择标准Φ6.5的麻花钻。孔加工刀具的长度应保证加工终了时刀具螺旋槽尾端与导向套之间有30～50mm的距离，以便排出切屑和刀具磨损后有一定的向前的调整量。2.3钻孔组合机床总设计“三图一卡”的编制前面对四轴头多工位同步钻床工艺方案及配置型式、结构方案确定的有关问题，它是钻床总体设计的重要内容。下面就以钻床加工箱盖总体设计的另一个问题，既总体设计方案的图纸表达形式——“三图一卡”设计，其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、编制生产率卡。第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书2.3.1被加工零件工序图（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的工艺方案，表示一台组合机床完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹具部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或成品状况的图纸，它不能用用户提供的图纸代替，而是在原零件图基础上，突出本机床的加工的内容，加上必要的说明绘制成的。离合器压盘用钻孔组合机床的被加工零件工序图如2.2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，一定要图出被本机床的加工内容。绘制时，应按一定的比例，选择足够的视图及剖视图，突出加工部位（用粗实线），并把零件轮廓及与机床、夹具设计有关部位（用细实线）表清楚，凡本道工序保的尺寸、角度等，均应在尺寸数值下方面用粗实线标记。如图2.2中4－Φ12加工用定位基准，机械夹压位置及方向，辅助支承均须用规定的符号表示出来。图2.2被加工零件工序图附注：1.被加工零件名称及编号：离合器压盘；2.材料及硬度：灰铸铁HT21-40JB307-62HB175~255；第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书2）加工部位的位置尺寸应由定位基准注起，为便于加工及检查，尺寸应采用直角坐标系标出，而不采用极坐标，但有时因所选定位基准与设计基准不重合，则须对加工部位要求位置尺寸精度进行分析换算。2.3.2加工示意图图2.3加工示意图（1）加工示意图的作用和内容加工示意图是被加工零件工艺方案在图样上的反映，表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具的布置以及工件、夹具、刀具的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等，是刀具、夹具、多轴箱、电气和液压系统设计选择动力部件的主要依据，是整台组合机床布局形式的原始要求，也是调整机床和刀具所必需的重要文件。图2.3为箱盖上4孔立式钻床。加工示意图在图上应标注的内容：1）机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程。2）工件、夹具、刀具及多轴箱端面之间的距离等。3）主轴的结构类型，尺寸及外伸长度；刀具类型，数量和结构尺寸、接杆、导向装置的结构尺寸；刀具与导向置的配合，刀具、接杆、主轴之间的连接方式，刀具应按加工终了位置绘制。（2）绘制加工示意图之前的有关计算1）刀具的选择刀具选择考虑加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生产率要求等因素。刀具的选择前已述及，此处就不在追述了。2）导向套的选择第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书在组合机床上加工孔，除用刚性主轴的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取决于夹具导向。因此正确选择导向装置的类型，合理确定其尺寸、精度，是设计组合机床的重要内容，也是绘制加工示意图时必须解决的内容。导向套的参数根据刀具的直径选择固定导向装置，如图2.4所示：图2.4固定导向装置固定导向装置的标准尺寸如下表：表2.1固定导向装置的标准尺DDD1D2Ll1mRd1d2l06.512223028381318M81616固定装置的配合如下表：表2.2固定装置的配合导向类别工艺方法DDD1刀具导向部分外径固定导向钻孔G7（或F8）g6固定导向装置的布置如图2.5所示导向装置的布置如表2.3所示：表2.3导向装置的参数(mm)尺寸项目l1l2l3与直径d的关系(2～3)d加工铸铁dd/3+(3～8)计算值3×d=3025．425.4/3+8=16.5第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书图2.5固定导向装置的布置初定主轴类型、尺寸、外伸长度因为轴的材料为40Cr，剪切弹性模量G=81.0GPa,刚性主轴取ψ＝1／4（0）／m,所以B取2.316，根据刚性条件计算主轴的直径为：dB=2.316×=17.52mm式中：d——轴直径（mm）T——轴所承受的转矩（N·mm）B——系数本设计中所有主轴直径皆取d=20mm,主轴外伸长度为：L=115mm，D/为32/20，内孔长度为：l1=77mm.选择刀具接杆由以上可知，多轴箱各主轴的外伸长度为一定值，而刀具的长度也是一定值，因此，为保证多轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，就需要在主轴与刀具之间设置可调环节，这个可调节在组合机床上是通过可调整的刀具接杆来解决的,连接杆如图2.6所示，第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书图2.6可调连接杆连接杆上的尺寸d与主轴外伸长度的内孔D配合，因此，根据接杆直径d选择刀具接杆参数如表2.4所示：表2.4可调接杆的尺寸d(h6)D1(h6)d2d3Ll1l2l3螺母厚度20Tr20×6莫氏1号12.06117188464010012确定加工示意图的联系尺寸从保证加工终了时主轴箱端面到工件端面间距离最小来确定全部联系尺寸，加工示意图联系尺寸的标注如图2.3所示。其中最重要的联系尺寸即工件端面到多轴箱端面之间的距离（图中的尺寸333mm）,它等于刀具悬伸长度、螺母厚度、主轴外伸长度与接杆伸出长度（可调）之和，再减去加工孔深度和切出值。图2.7工作进给长度2.3.3机床联系尺寸图第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书图2.8机床联系尺寸图（1）、联系尺寸图的作用和内容一般来说，组合机床是由标准的通用部件——动力箱、动力滑台、立柱、立柱底座加上专用部件——多轴箱、刀、辅具系统、夹具、液、电、冷却、润滑、排屑系统组合而成。联系尺寸图用来表示机床各组成部件的相互装配和运动关系，以检验机床各部件的相对位置及尺寸联系是否满足要求，通用部件的选择是否合适，并为进一步开展主轴箱、夹具等专用部件、零件的设计提供依据。如图2.8所示，机床联系尺寸图的内容包括机床的布局形式，通用部件的型号、规格、动力部件的运动尺寸和所用电动机的主要参数、工件与各部件间的主要联系尺寸，专用部件的轮廓尺寸等。（2）、选用动力部件选用动力部件主要选择型号、规格合适的动力滑台、动力箱。1）滑台的选用通常，根据滑台的驱动方式、所需进给力、进给速度、最大行程长度和加工精度等因素来选用合适的滑台。=∑=4×1071.79=4287.16N第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书式中：——各主轴加工时所产生的轴向力2）由下式估动力箱的选用动力箱主要依据多轴所需的电动机功率来选用，在多轴箱没有设计之前，可算＝／η＝4×0.123／0.8＝0.615KW式中：η——多轴箱传动效率，加工黑色金属时η＝0.8～0.9；有色金属时η＝0.7～0.8，本系统加工HT21-40JB307-62，取η＝0.8．动力箱的电动机功率应大于计算功率，并结合主轴要求的转速大小选择。因此，选用电动机型号为Y100L—6B5的1TD25IA型动力箱，动力箱输出轴至箱底面高度为125mm。主要技术参数如下表：主电机传动型号转速范围（r/min）主电机功率（）配套主轴部件型号电机转速输出转速Y100L-6B514307061.51TA32、1TA32M、1TZ32~1TG323）Y轴液压滑台的选用工件质量计算V=420×240×10＋(2×160＋2×340)×10×30=1.308×10-3m3m=ρv=7.0×103×1.308×10-3=9.156kg磨擦系数：f=0.07～0.12取f=0.1F=f·N=0.1mg=0.1×9.156×10=9.156N（2）配套支承部件的选用立柱1CL25型，立柱底座1CD25（3）确定装料高度装料高度指工件安装基面至机床底面的垂直距离，在现阶段设计组合机床时，装料高度可视具体情况在H＝580～1060mm之间选取，本系统取装料高度为976mm。第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书（4）中间底座轮廓尺寸中间底座的轮廓尺寸要满足Y轴滑台在其上面联接安装的需要，又考虑到与立柱底座相连接。因此，中间底座采用侧底座1CC32。（5）确定多轴箱轮廓尺寸本机床配置的多轴箱总厚度为301mm，宽度和高度按标准尺寸中选取。计算时，多轴箱的宽度B和高度H可确定为：B=500H=500根据上述计算值，按主轴箱轮廓尺寸系列标准，最后确定主轴箱轮廓尺寸B×H=500X500mm。2.4多轴箱的设计2.4.1绘制多轴箱设计原始依据图多轴箱设计原始依据图是根据“三图一卡”绘制的如图2.9所示:如图2.9钻孔组合机床多轴箱原始依据图第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书图中多轴箱的两定位销孔中心连线为横坐标，工件加工孔对称，选择箱体中垂线为纵坐标，在建立的坐标系中标注轮廓尺寸及动力箱驱动轴的相对位置尺寸。主轴的工序内容，切削用量及主轴尺寸及动力部件的型号和性能参数如表2.6所示：表2.6主轴外尺寸及切削用量轴号主轴外伸尺寸工序内容切削用量D/dLN（r/min）V(m/min)f(mm/r)Vf(mm/min)1、2、3、420/12115钻Φ6.5478150.147.8注：1．被加工零件编号及名称：箱盖；材料：HT21-40JB297-62；硬度:HB170-2412．动力部件型号：1TD25IA动力箱，电动机型号Y100L-6；功率P＝1.5kw。2.4.2齿轮模数选择本组合机床主要用于钻孔，因此采用滚珠轴承主轴。齿轮模数m可按下式估算：m=(30～32)=32×=1.76式中：m——估算齿轮模数P——齿轮所传递率（kw）Z——对啮合齿中的小齿轮数N——小齿轮的转速（r/min）多轴箱输入齿轮模数取m1=3，其余齿轮模数取m2=2。2.4.3多轴箱的传动设计（1）根据原始依据图（图2.9），画出驱动轴、主轴坐标位置。如下表：表2.7驱动轴、主轴坐标值坐标销O1驱动轴O主轴1主轴2主轴3主轴4X－1750－959595－95Y094.51801808080（2）确定传动轴位置及齿轮齿数第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书图2.10齿轮的最小壁厚1）最小齿数的确定为保证齿轮齿根强度，应使齿根到孔壁或键槽的厚度a2m,驱动轴的直径为d=30mm,有《机械零件设计手册》知，如图2.10所示齿轮t=33.3mm,当m1=3时。驱动轴上最小齿轮齿数为：2（t/m1+2+1.25）－d0/m1=2×(33.3/3+2+1.25)－30/3=18.9所以驱动轴齿数要大于等于19。为减小传动轴的种类，所有传动轴的直径取30mm.当m2=2，d=20时，齿轮t=23.3mm。主轴上最小齿轮齿数为：2（t/m2+2+1.25）－d0/m2=2×（23.3/2+2+1.25）－20/2=19.8所以主轴齿数要大于等于20。2）传动轴11为主轴1，2，3，4都各自在同一同心圆上。多轴箱的齿轮模数按驱动轴出轮估算m≥第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书多轴箱输入出轮模数取m1=3，其余齿轮模数取m2=2。主轴1，2，3要求的转速一致且较高，所以采用升速传动。主轴齿数选取Z=45，传动齿轮采用z=45齿的齿轮，变位系数。传动轴的转速为:由于前面选取了主轴直径为30，显然传动轴直径都选取20，这样为了减少传动轴种类和设计题目需要由于传动轴转速是，则驱动轴至传动轴的传动比为:所以选择两级传动，且传动比分配为：一级为1.2×1.2;二级为1.4×1.0。驱动轴的直径为30mm，由《机械零件设计手册》查得知：t=33.3mm,当m=3时，驱动轴上的齿数为：Zmin≥去驱动齿轮齿数Z=45。通用的齿轮有三种，即传动齿轮、动力箱齿轮和电机齿轮。材料均为45钢，热处理为齿部高频淬火G54。本机床齿轮的选用按照下表选用齿轮种类宽度（mm）齿数模数（mm）孔径（mm）驱动轴齿轮243216～50连续16～702、2.5、32、2.5、3、415、20、30、35、4025、30、35、40、50传动轴齿轮44（B型）45225、30、40、50输出轴齿轮3237318、22、28、32、36计算各主轴转速使各主轴转速的相对转速损失在5%以内。由公式：V=知：3夹具设计第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书机床夹具设计在组合机床设计中占有重要的地位。它的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。本夹具主要是用来钻沿φ305圆周方向性四等分平均分四个M8螺纹底孔，整个需要加工的孔的位置尺寸用机床和夹具就能直接保证。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何保证垂直度要求的前题下，提高劳动生产率，降低劳动强度。为了很好利用工厂实际设备和提高生产率，设计专用夹具进行加工。3.1机床夹具的概述3.1.1机床夹具的组成(1)定位元件和定位装置用于确定工件正确位置的元件或装置，如V形块，定位销，凡是夹具都有定位元件，它是实现夹具基本功能的元件。(2)夹紧元件和夹紧装置用于固定工件以获得的正确位置的元件或装置。工件在夹具定位之后引进加工之前必须将工件夹紧，使其在加工时在切削力的作用下不离开已获得的定位，有时同一个元件既能定位，也具有夹紧的双重功效。(3)导向元件确定刀具的位置并引导刀具的元件，它也可以供钻镗类夹具在机床上安装时做基准找正用。(4)夹具体夹具体也称为夹具本体，用于将各种元件，装置连于一体，并通过它将整个夹具安装在机床上，一般采用铸铁制造，它是保证夹具的刚度和改善夹具动力学特性的重要部分。3.1.2机床夹具的类型机床夹具的种类很多，形状千差万别，为了设计和制造方便，一般按某一属性进行分类，如按所使用的机床分：车床夹具，铣床夹具，镗床夹具，磨床夹具和钻床夹具。3.2工件结构特点分析在对离合器压盘结构分析及所要求加工的4个M8螺纹底孔孔所处的特殊位置，要达到了要求的精度并不困难，可以采用支承板以底面为主定位面，保证两端面与底面之间的垂直度要求。3.3工件定位方案和定位元件的设计第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书工件在夹具中的定位就是要确定工件与夹具定位元件的相对位置，并通过到向元件或对刀装置来保证工件与刀具之间的相对位置，从而满足加工精度的要求，工件在夹具中的定位一定要通过定位元件，并以六点定位原理分析所限制工件的自由度。3.4夹紧方案和夹紧元件的设计工件在切削过程中会受到切削力、惯性力等作用，因此必须夹紧以保证定位，典型的夹紧装置是由夹紧元件、中间传力机构和动力源装置所组成。夹紧元件是执行夹紧的最终元件，是直接与零件接触来完成夹紧的。夹紧装置在夹紧过程中有一定的要求：(1)夹紧装置应保证工件定位，而不能破坏工件的定位。(2)夹紧力的大小应能保证工件在加工时的位置不变，同时又不能使工件产生变形。(3)夹紧力的方向应和切削力方向相应，使夹紧力减小。(4)夹紧装置的动作应迅速、方便、安全。(5)夹紧装置的结构应简单、合理、制造方便。由于该道工序是钻φ6.5孔，此零件属于中批量生产，并且切削力较小，所以力求夹具设计简单，降低成本的原则。则本夹具采用螺栓夹紧及一个压环夹紧。3.5夹具的性能及优点（1）刚性好，该夹具在高转速、大吃刀的情况下不会产生振动，自动定心效果优于三爪卡盘。套筒用铸铁件制造，无薄弱环节。整个机构不存在刚性不足、偏载和偏心现象。（2）应用范围广，此夹具更换不同直径的弹簧套筒，可以加工不同直径的同类产品，通用性好。（3）精度保证较高使用可胀心轴车床夹具，消除了工件的定位间隙，有效地保证了被加工零件的位置精度。经实验证明其定位精度可达0.01mm。3.6夹具体的设计夹具体的设计是整个夹具的基础零件，定位元件、夹紧装置、连接元件、导向元件或对刀装置等都要求装在它上面，因此夹具体是一个复杂而又重要的零件，而且必须满足一定的要求：（1）夹具体要有足够的刚度，承受夹紧力及加工时的切削力，一般夹具体为铸件，但也可是焊接件。（第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书2）夹具体一般应考虑搬运的吊装问题，以方便夹具的安装对于小规模当然可以不考虑吊装，但也应该考虑搬运的问题。（3）夹具体上应考虑排屑和清理切屑方便。（4）夹具体的结构尺寸应考虑夹具体的稳定性，夹具底面可以做的稍大些。（5）由于夹具体一般都比较复杂，故要考虑结构工艺性，对加工和安装都应该合理、方便。则该夹具体的基本要求为：1060590。3.7误差的分析与计算该夹具以底平面、上端面为定位基准，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差以及孔轴线与底平面的平行度公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。M8螺纹孔轴线与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由《互换性与技术测量》表可知：取（中等级）即：尺寸偏差为由《机床夹具设计手册》可得：（1）定位误差（两个垂直平面定位）：（2）夹紧误差：（3）磨损造成的加工误差：通常不超过（4）夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.8夹具精度分析计算夹具精度计算是一个非常重要的环节，它是检验夹具是否合乎零件加工要求。利用夹具在机床上加工工件时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统，它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系，从而保证工序尺寸的要求。这些联系环节中的任何误差，都将以加工误差的形式直接影响工件的加工精度，这些误差主要有：（1）因工件在夹具中定位不准确，使工件的原始基准偏离规定位置而产生工件定位误差Δdw。第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书（2）因夹具在机床上安装不准确，使夹具的安装面偏离规定位置而产生夹具安装误差Δa。（3）因刀具相对夹具位置不准确，或刀具与导向、对刀元件之间的配合间隙引起的导向或对刀误差Δt。（4）因机床精度、刀具制造精度和磨损，加工调整、加工变形等因素引起的与加工方法有关的加工方法误差Δg。为了使夹具能加工出合格的工件，上述各项误差的总和应不超过工序尺寸（或位置要求）的公差Δk。即Δdw+Δa+Δt+Δg〈Δk对夹具而言：（1）工件在夹具中的定位误差在前面已经分析。即Δdw=0.07mm。（2）夹具的安装误差Δa，夹具的安装误差是夹具在机床上安装时，因夹具的安装面偏离了规定的位置，从而使原始基准发生移动而在工序尺寸产生的偏差，采用定位键进行定位，则安装误差Δa=0.005mm。（3）刀具位置误差Δt的确定，刀具位置误差是刀具相对于夹具位置不准确引起的误差，或刀具与导向、对刀元件间的配合间隙引起的导向或对刀误差，这项误差又称刀具调整误差，则Δt=0.07mm。（4）加工方法误差Δg，因为加工方法误差具有很大的偶然性，很难进行精确的计算，因此常取（1/3~1/2）Δk作为加工方法和精度储备之用，则Δg=0.62=0.3m。所以,按概率法相加得经过计算则这个定位方式是可行的，满足夹具精度要求，整个夹具设计合理。3.9夹具操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该请注意在保证加工要求的前题下，尽量提高劳动生产率。为此，根据本夹具的特点，应采用手动夹紧较为方便。所以基本的操作为：将工件装在心轴上，并保证挡销和工件凸块接触，然后放上压环，拧紧螺母。从而达到夹紧的要求。加工完后取工件时，则和前面的步骤刚好相反。第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书夹具的装配图见附录。4结论本课题开发研制的钻孔组合机床，用于加工离合器压盘的四个孔。在开发过程中，针对加工过程中存在的难点进行了攻关。在钻床的设计上采取了一系列的措施，保证了被加工孔的加工精度。主要完成了以下工作：1、对离合器压盘的四个孔的加工工艺进行了分析研究，明确了四个孔加工的技术要求和工艺要点。2、恰当地选择了机床的切削参数，动力头及液压滑台驱动机构的结构参数。3、采用Z轴液压滑台驱动动力头和多轴箱实现进给，Y轴驱动工件实现两工位运动。制定了Y、Z轴液压滑台的进给工作循环。经分析证明可以满足工艺要求。4、设计了稳定可靠的多轴箱和钻模板，从而保证了被加工孔的精度要求。5、根据通用、经济的原则，选择了刀具，满足了工艺的需要。设计的钻孔组合机床，保证了加工孔的生产质量，提高工效3倍以上，加工成本大幅下降。本项工作还有许多值得完善的地方，例如：装夹、定位由人工完成，效率较低；自动化程度有待提高等问题。这些问题通过改进设计、完善工艺、现场的不断实践、总结，必将会得到进步的提高。第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书参考文献[1]摘自《1993～1994EconomicHandbookoftheMachineToolIndustry》AMT[2]姜永武.西南交通大学出版社.2004，02[3]章宏甲、黄谊主编.液压传动.机械工业出版社，2003[4]张利平主编.液压站设计与应用.海军出版社，2004[5]顾维邦主编。金属切削机床概论。机械工业出版社，2002[6]华东纺织工学院、哈尔滨工业大学、天津大学主编。机床设计图册。上海科学技术出版社，1984[7]金振华．组合机床及其调整与应用[M]：北京：机械工业出版社，1990[8]徐景辉等．机床装配[M]：四川：四川人民出版社，1982[9]王诚谊.组合机床计算机辅助设计[J]．交通与计算机，1989[10]徐旭东、周菊琪．现代组合机床技术及其发展[M]：北京：中国机械工程.1995[11]邱宣怀．机械设计[M]：北京：高等教育出版社，2003[12]王诚谊.组合机床计算机辅助设计[J]．交通与计算机，1989[13]谈武宗、于洪斌．钻攻组合机床的设计和使用[J].组合机床与自动化加工技术,2000[14]伟英.组合机床展.http://zhidao.baidu.com/question/31675439.html[15]李庆余、张佳主编。机械装备设计。机械工业出版社，2003[16]顾维邦主编。金属切削机床概论。机械工业出版社，2002第24页共24页 中北大学2010届毕业设计说明书致谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业论文设计已经接近尾声，作为一个即将步入社会的学生，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方。在此感谢老师和同学对我的帮助和指点，没有他们的帮助和提供资料要想在短短的几个月的时间完成毕业论文是几乎不可能的事情。在论文写作中***老师给了我亲切关怀和耐心的指导。他认真的工作态度，不厌其烦的教学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到论文的最终完成，*老师始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向*老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。   在论文即将完成之际，我内心充满喜悦与感激，从最初的不知道论文怎么写，到开始设计好课题到着手写再到最后顺利的完成毕业论文，这个过程中正因为有了老师、同学、朋友给了我无言的帮助，我才能克服一个一个的困难和疑惑，在这里我对他们表示最深切的谢意！最后感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!特此感谢**大学，**学院对我的栽培。第24页共24页'