多孔零件（差速器殼）組合鉆鉆模設(shè)計
多孔零件（差速器殼）組合鉆鉆模設(shè)計,多孔,零件,差速器,組合,鉆鉆模,設(shè)計
西安科技大學(xué)高新學(xué)院
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）守則
1、不論是在校內(nèi)還是在校外進行畢業(yè)設(shè)計（論文）的學(xué)生，都應(yīng)充分認識畢業(yè)設(shè)計（論文）這一教學(xué)環(huán)節(jié)的重要性，要以嚴肅認真的態(tài)度進行工作，虛心接受教師的指導(dǎo)，獨立完成各項任務(wù)。
2、 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書的要求， 每位學(xué)生必須認真參加畢業(yè)設(shè)計（論文）各個教學(xué)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，畢業(yè)設(shè)計(論文)階段的基本教學(xué)環(huán)節(jié)有:
(1) ．根據(jù)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)進行資料收集、市場調(diào)研或生產(chǎn)實踐等。
(2)．根據(jù)資料收集和生產(chǎn)實踐情況擬定設(shè)計方案、工作計劃和日程安排，做開題報告，寫出讀書筆記、翻譯外文資料等。
(3) ．主動定期向指導(dǎo)教師匯報畢業(yè)設(shè)計（論文）的進展情況，虛心聽取指導(dǎo)教師和技術(shù)人員的意見和建議，接受開題、中期和結(jié)題檢查。
(4) ．完成所承擔(dān)的畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)，并有相應(yīng)的成果。
（5） ．按照畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫規(guī)范，整理、裝訂所完成的畢業(yè)設(shè)計（論文）文檔資料，接受教師的評閱。
（6）．參加畢業(yè)設(shè)計（論文）的答辯。
（7）．針對教師在檢查、評閱和答辯中指出的問題對畢業(yè)設(shè)計（論文）進行修改。
3．畢業(yè)設(shè)計（論文）期間，實行嚴格考勤制度，一般不準請假，請病假要有醫(yī)院證明，請事假要經(jīng)指導(dǎo)教師同意，并按學(xué)院規(guī)定辦理手續(xù)。
學(xué)生缺勤（包括病、事假）累計超過畢業(yè)設(shè)計（論文）時間的 1/3 者，取消答辯資格，不予評定成績。
4、畢業(yè)設(shè)計（論文）中如有抄襲、剽竊他人成果，或請他人和代替他人做畢業(yè)設(shè)計（論文）者，經(jīng)查實后，其畢業(yè)設(shè)計（論文）最終成績按不及格計。 5、學(xué)生須愛護公物，服從管理，遵守操作規(guī)程，遵守我國的各項法律法規(guī)和社會公德，杜絕一切安全事故。
6、 學(xué)生須自覺保持畢業(yè)設(shè)計（論文）場所整潔、衛(wèi)生，嚴禁大聲喧嘩，營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。
西安科技大學(xué)高新學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
系 別：
專 業(yè)：
學(xué) 生 姓 名：
學(xué) 號：
設(shè)計(論文)題目：
多孔零件組合鉆鉆模設(shè)計
起 迄 日 期:
年 月 日 — 年 月 日
設(shè)計(論文)地點:
指 導(dǎo) 教 師:
專業(yè)教研室負責(zé)人:
發(fā)任務(wù)書日期: 年 月 日
任務(wù)書填寫要求
1．畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況指導(dǎo)學(xué)生填寫。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生；
2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；
3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫；
4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“系別”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號，不能只寫最后2位或1位數(shù)字；
5．任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻”的填寫，應(yīng)按照國標GB 7714—87《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；
6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應(yīng)達到的目的：
通過本課題的設(shè)計，掌握夾具設(shè)計方法，設(shè)計一套多孔零件組合鉆模。
達到解決工程實際問題能力的實踐和鍛煉，對“工程技術(shù)總結(jié)”的撰寫方法有所了解和掌握。
2．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
1）、熟悉鉆模設(shè)計原理和常用鉆模設(shè)計結(jié)構(gòu)。
2）、設(shè)計一套組合鉆鉆模。
3）、撰寫一篇3500字左右的“技術(shù)總結(jié)報告”，對多孔零件的加工工藝采用鉆模加工、劃線找正加工、數(shù)控加工中心加工的差別，優(yōu)缺點進行闡述。對本設(shè)計定位方式和孔位置度的保證進行分析，對鉆模使用和調(diào)整進行闡述。
3．對本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計、論文、圖表、實物樣品等〕：
工裝設(shè)計圖一套，一篇3500字左右的“技術(shù)總結(jié)報告”。
4．主要參考文獻：
[1].張耀宸 主編 機械加工工藝手冊 航空工業(yè)出版社。1987
[2].李洪主編 機械加工工藝手冊〉 北京出版社.1990。
[3].機械制造工藝設(shè)備設(shè)計手冊編寫組編 機械制造工藝及設(shè)備手冊 機械工業(yè)出版社 1992
[4].機械制造工藝設(shè)計手冊 王紹俊 主編 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 1984
[5].沈陽工業(yè)高等專科學(xué)校 劉克明主編 公差與檢測 機械工藝出版社 1995
[6].東北重型機械學(xué)院 洛陽工學(xué)院 第一汽車制造廠職工大學(xué)編 《機床夾具設(shè)計手冊》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1990
[7].實用機械加工工藝手冊 陳宏鈞 主編 2004年 機械工業(yè)出版社
5．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題工作進度計劃：
9月7日之前完成“開題報告的撰寫”；
9月14日之前完成參考資料的搜集；
9月21日之前完成設(shè)計方案的擬定；
10月21日之前完成設(shè)計圖紙；
10月30日之前完成“技術(shù)總結(jié)報告的撰寫”。
指導(dǎo)教師審查意見：
指導(dǎo)教師（簽名）：
年 月 日
西安科技大學(xué)高新學(xué)院
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）
開 題 報 告
題 目_多孔零件組合鉆鉆模設(shè)計
院（系、部) ____________________________________
專業(yè)及班級 _____________________________________
姓 名 ______________________________________
指 導(dǎo) 教 師 _________________________ ____________
日 期 ______________________________________
西安科技大學(xué)高新學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
題 目
多孔零件組合鉆鉆模設(shè)計
選題類型
一、 選題依據(jù)(簡述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、生產(chǎn)需求狀況, 說明選題目的、意義，列出主要參考文獻)：
我國加入WTO以后,制造業(yè)所面臨的機遇與挑戰(zhàn)并存。企業(yè)適時調(diào)整戰(zhàn)略,采取了積極的應(yīng)對策略,出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢頭,截至2002 年9 份組合鉆鉆模行業(yè)企業(yè)僅組合鉆鉆模產(chǎn)品一項,據(jù)不完全統(tǒng)計產(chǎn)量已達800 余臺,產(chǎn)值達3 個億以上,較2001 年同比增長了10 %以上, 另外組合鉆鉆模行業(yè)工業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交貨值等經(jīng)濟指標均有不同程度的增長,新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年均有大幅度提高,可見行業(yè)企業(yè)運營狀況良好。
組合鉆鉆模企業(yè)主要針對汽車、摩托車、內(nèi)燃機、農(nóng)機、工程機械、化工機械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備,隨著我國加入WTO 后與世界機床行業(yè)進一步接軌,組合鉆鉆模行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年的企業(yè)生產(chǎn)情況看,數(shù)控機床與加工中心的市場需求量在上升,而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合鉆鉆模則有下降趨勢,中國機床工具工業(yè)學(xué)會的《機床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟指標報表》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,僅從幾個全國大型重點企業(yè)生產(chǎn)情況看,2000年生產(chǎn)數(shù)控機床590 臺,產(chǎn)值10 731 萬元,生產(chǎn)加工中心118 臺,產(chǎn)值4 601 萬元; 2001 年生產(chǎn)數(shù)控機床685臺,產(chǎn)值17 969 萬元,生產(chǎn)加工中心129 臺,產(chǎn)值5 760萬元;而2002 年,截至9 月份,數(shù)控機床、加工中心產(chǎn)量、產(chǎn)值已接近2001 年全年水平,故市場在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。
組合鉆鉆模及其自動線是集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用,因而被廣泛應(yīng)用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合鉆鉆模及組合鉆鉆模自動線主要采用機、電、氣、液壓控制,它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件(近年研制的組合鉆鉆模加工連桿、板件等也占一定份額) ,完成鉆孔、擴孔、鉸孔,加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺,在孔內(nèi)鏜各種形狀槽,以及銑削平面和成形面等。組合鉆鉆模的分類繁多,有大型組合鉆鉆模和小型組合鉆鉆模,有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式,還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合鉆鉆模等;隨著技術(shù)的不斷進步,一種新型的組合鉆鉆模———柔性組合鉆鉆模越來越受到人們的青睞,它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換,配以可編程序控制器( PLC) 、數(shù)字控制(NC) 等,能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(tǒng),并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合鉆鉆模。另外,近年來組合鉆鉆模加工中心、數(shù)控組合鉆鉆模、機床輔機(清洗機、裝配機、綜合測量機、試驗機、輸送線) 等在組合鉆鉆模行業(yè)中所占份額也越來越大。由于組合鉆鉆模及其自動線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品,是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計的,它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國組合鉆鉆模及組合鉆鉆模自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達國家要相對落后,國內(nèi)所需的一些高水平組合鉆鉆模及自動線幾乎都從國外進口。工藝裝備的大量進口勢必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴大,并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此,市場要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝,研制新產(chǎn)品,由過去的“剛性”機床結(jié)構(gòu),向“柔性”化方向發(fā)展,滿足用戶需求,真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b備。
參考文獻：
1 孟少農(nóng)主編.機械加工工藝手冊.機械工業(yè)出版社 1991.3
2 徐灝主編.機械設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社 1991
3 楊黎明主編.機械夾具設(shè)計手冊.國際工業(yè)出版社 1996
4 饒凱.小型機械動力頭攻絲亂扣與攻深控制問題.組合機床與自動加工技術(shù).1982.(10)
5 佟偉.攻絲組合機床及包括有攻絲工序的組合機床的設(shè)計.組合機床與自動加工技術(shù).1973.(05)
6 曹維乾.組合機床多軸攻絲主軸箱的設(shè)計. 組合機床與自動加工技術(shù).1960.(04)
7 李如松.組合機床與自動線的技術(shù)發(fā)展.組合機床與自動化技術(shù).1999.(01)
8 李秀敏.組合機床行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展思考.航空制造技術(shù).2003.(04)
9 丁國琴.組合機床主軸箱的計算機輔助設(shè)計.機械工程師.2002.(06)
10 胡雪飛.組合攻絲機床的電氣與液壓控制系統(tǒng)研究.江蘇電器.2005.(02)
二、主要研究(設(shè)計)內(nèi)容、研究（設(shè)計）思路及工作方法或工作流程
多孔零件組合鉆鉆模是零件生產(chǎn)線上的專用加工設(shè)備，并且與機床配套連接工作。本次設(shè)計的多孔零件組合鉆鉆模是專用于同時加工工件上的幾個孔。
先查找相關(guān)資料，在進行總體設(shè)計，再查找具體資料，解決設(shè)計中遇到的各種技術(shù)難點。
工作流程：
1. 搜集資料，整理消化
2. 設(shè)計出一套適用于加工某一特定工件的同時加工的多孔零件組合鉆鉆模設(shè)備。
3. 設(shè)計圖一套圖紙
4. 提供完成的設(shè)計說明書。
三、畢業(yè)設(shè)計(論文)工作進度安排
9月7日之前完成“開題報告的撰寫”；
9月14日之前完成參考資料的搜集；
9月21日之前完成設(shè)計方案的擬定；
10月21日之前完成設(shè)計圖紙；
10月30日之前完成“技術(shù)總結(jié)報告的撰寫”。
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師簽字:____________
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)小組審核意見
難度
份量
綜合訓(xùn)練程度
是否隸屬科研項目
組長____________
（公 章）
年 月 日
西安科技大學(xué)高新學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）教師指導(dǎo)記錄
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：
學(xué)生姓名： 學(xué)號： 系別： 專業(yè)班級：
序號
日期
指導(dǎo)、檢查內(nèi)容
學(xué)生簽名
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
注：日期和指導(dǎo)、檢查內(nèi)容由指導(dǎo)教師填寫，每次檢查后由學(xué)生簽名，畢業(yè)設(shè)計（論文）結(jié)束后與畢業(yè)設(shè)計（論文）一起裝訂存檔。本頁不夠可另附頁。
西安科技大學(xué)高新學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定表
學(xué)生姓名： 班級： 學(xué)號：
題 目：
綜合成績：
指導(dǎo)者評語：
指導(dǎo)教師評定成績：
指導(dǎo)者(簽字)：
年 月 日
評閱者評語：
評閱教師評定成績：
評閱者(簽字)：
年 月 日
答辯委員會（小組）評語：
答辯成績：
答辯委員會（小組）負責(zé)人(簽字)：
年 月 日
西安科技大學(xué)高新學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯記錄
學(xué)生姓名
系 別
專業(yè)班級
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目
指導(dǎo)教師
評閱教師
答辯時間
答辯地點
會議記錄摘要（答辯小組提問及學(xué)生回答問題情況記錄）
一、學(xué)生陳述的內(nèi)容
二、答辯小組提問
三、學(xué)生回答情況
答辯小組成員：
答辯小組組長（簽名）：
答辯小組秘書（簽名）：
年 月 日
注：（1）本表由答辯小組秘書填寫，每個答辯學(xué)生1份。
（2）答辯結(jié)束后與學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）一起裝訂。
多孔零件組合鉆模設(shè)計論文
西安科技大學(xué)高新學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）
系 別：
專 業(yè)：
學(xué) 生 姓 名：
學(xué) 號：
設(shè)計(論文)題目：
多孔零件組合鉆鉆模設(shè)計
起 迄 日 期:
年 月 日 — 年 月 日
設(shè)計(論文)地點:
指 導(dǎo) 教 師:
專業(yè)教研室負責(zé)人:
發(fā)任務(wù)書日期: 年 月 日
摘 要
本文主要內(nèi)容包括設(shè)計的必要性分析；通過對設(shè)計的多孔組合鉆模的功能分解與功能合成，以及對方案的設(shè)計從而提出新的加工方案。通過對定位方式的選擇和對工件工藝性的分析，以及對零件工序圖、加工示意圖、的分析，提出對多孔組合鉆模的總體設(shè)計方案。
本文對差速器殼孔的加工工藝進行了詳細的分析，就其孔的加工提出了“一次裝夾，多工位加工，達到產(chǎn)品圖樣的精度要求”的思路。根據(jù)這一思路設(shè)計了多孔組合鉆模設(shè)計。
該多孔組合鉆模由立柱、立柱底座、中間底座、滑臺等組成。本文對各部分的設(shè)計進行了詳細的計算和論證。
關(guān)鍵詞：多孔組合鉆模 ,鉆模，差速器殼，多孔零件
Abstract
The main contents in this text includes the necessity analysis of the design; through the design of the porous combined drilling jig of function decomposition and synthesis of functional, as well as to the design and puts forward the new processing program. Based on the location choice and on the process of analysis, and to spare parts process map, diagram processing, analysis, put forward to the porous combined drilling jig design.
In this paper, the differential shell holes processing carried out a detailed analysis, the hole processing of "a fixture, multi-site processing, product design to achieve the required accuracy " train of thought. According to this design porous combined drilling jig design.
The porous combined drilling jig by column, column base, intermediate base, sliding table. In this paper, on the part of the design of the detailed calculation and verification.
Key words: porous combined drilling jig, fixture, differential housing, porous parts
目 錄
摘 要 2
Abstract 3
目 錄 4
第1章 緒論 6
1.1 多孔組合鉆模的國內(nèi)、外現(xiàn)狀 6
1.1.1 國內(nèi)多孔組合鉆?，F(xiàn)狀 6
1.1.2 國外多孔組合鉆模現(xiàn)狀 7
1.2 鉆模設(shè)計的目的、內(nèi)容、要求 9
1.2.1 設(shè)計的目的 9
1.2.2 設(shè)計內(nèi)容 9
1.2.3 設(shè)計要求 9
1.2.4 鉆模的設(shè)計步驟 9
1） 調(diào)查研究 9
2） 擬定方案 10
3） 工作圖設(shè)計 10
第2章 多孔組合鉆模的總體設(shè)計 11
2.1 多孔組合鉆模方案的制定 11
2.1.1 制定工藝方案 11
2.1.2 確定多孔組合鉆模的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。 11
2.2 確定切削用量及選擇刀具 12
2.2.1 確定工序間余量 12
2.2.2 選擇切削用量 13
2.2.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率 13
2.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu) 14
2.3 多孔組合鉆模總設(shè)計的編制 14
2.3.1 被加工零件工序圖 14
2.3.2 加工示意圖 15
2.3.3 生產(chǎn)率計算卡 19
第3章 鉆模設(shè)計 21
3.1 鉆模概述 21
3.1.1 鉆模分類 21
3.1.2 鉆模的現(xiàn)狀 21
3.1.3 現(xiàn)代鉆模鉆模的發(fā)展方向 22
3.2 鉆模設(shè)計任務(wù) 22
3.3 零件分析 22
3.4 定位機構(gòu) 23
3.5 夾緊機構(gòu) 24
3.6 具體設(shè)計 25
3.6.1 定位基準的選擇 25
3.6.2 切削力及夾緊力的計算 25
3.6.3 定位誤差的分析 26
3.6.4 鉆模設(shè)計及操作的簡要說明 26
結(jié) 論 28
參考文獻 29
致 謝 30
第1章 緒論
1.1 多孔組合鉆模的國內(nèi)、外現(xiàn)狀
世界上第一臺多孔組合鉆模于1908年在美國問世，30年代后多孔組合鉆模在世界各國得到迅速發(fā)展。至今，它已成為現(xiàn)代制造工程（尤其是箱體零件加工）的關(guān)鍵設(shè)備之一。
現(xiàn)代制造工程從各個角度對多孔組合鉆模提出了愈來愈高的要求，而多孔組合鉆模也在不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展。
1.1.1 國內(nèi)多孔組合鉆?，F(xiàn)狀
我國加入WTO以后，制造業(yè)所面臨的機遇與挑戰(zhàn)并存、多孔組合鉆模行業(yè)企業(yè)適時調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應(yīng)對策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢頭，截至2005年4月份，多孔組合鉆模行業(yè)企業(yè)僅多孔組合鉆模一項，據(jù)不完全統(tǒng)計產(chǎn)量已達1000余臺，產(chǎn)值達3.9個億以上，較2004年同比增長了10%以上，另外多孔組合鉆模行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交費值等經(jīng)濟指標均有不同程度的增長，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運營狀況良好。
（1）行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化
多孔組合鉆模行業(yè)企業(yè)主要針對汽車、摩托車、內(nèi)燃機、農(nóng)機、工程機械、化工機械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備，隨著我國加入WTO后與世界鉆模進一步接軌，多孔組合鉆模行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年是企業(yè)生產(chǎn)情況來看，數(shù)控鉆模與加工中心的市場需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑多孔組合鉆模則有下降趨勢，中國鉆模工具工業(yè)學(xué)會的《鉆模工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟指標報表》是統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個全國大型重點企業(yè)生產(chǎn)情況看，2003年生產(chǎn)數(shù)控鉆模890臺，產(chǎn)值16187萬元，生產(chǎn)加工中心12.58臺，產(chǎn)值5770萬元；2004年生產(chǎn)數(shù)控鉆模985臺，產(chǎn)值25838萬元，生產(chǎn)加工中心159臺，產(chǎn)值7099萬元；而2005年，截至4月份，數(shù)控鉆模、加工中心、產(chǎn)值已接近2003年全年水平，故市場在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。
（2）行業(yè)企業(yè)的快速轉(zhuǎn)變
“九五”后期，在多孔組合鉆模行業(yè)企業(yè)的50多家多孔組合鉆模分會會員中，僅有兩家企業(yè)實行了股份改造，一家企業(yè)退出國有轉(zhuǎn)為民營，其余的都是國有企業(yè)。而從2001至2002年，不到兩年的時間，就先后有十幾家企業(yè)實行股份制改造，一些小廠幾乎全部退出國有轉(zhuǎn)為民營，現(xiàn)在一些國家重點國有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢不可檔，“民營經(jīng)濟在經(jīng)歷了從被歧視，被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視4個階段后，煥發(fā)勃勃生機?！倍嗫捉M合鉆模行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營化等多種形式快速發(fā)展。
（3）多孔組合鉆模技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
多孔組合鉆模及其自動線是集機電于一體是綜合自動化度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應(yīng)用與工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。我國的傳統(tǒng)的多孔組合鉆模及多孔組合鉆模自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型的箱體類和軸類零件（近年研制的多孔組合鉆模加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成型面等。多孔組合鉆模的分類繁多，有大型多孔組合鉆模和小型多孔組合鉆模，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺多孔組合鉆模等；隨著技術(shù)的不斷是進步，一種新型的多孔組合鉆模——柔性多孔組合鉆模越來越受人們是親昧，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行鉆模和刀具的自動更換，配以可編程序控制器（PLC）、數(shù)字控制（NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多種加工的可調(diào)可變的多孔組合鉆模。另外，近年來多孔組合鉆模加工中心、數(shù)控多孔組合鉆模、鉆模輔機等在多孔組合鉆模行業(yè)中所占份額也越來越大。
由于多孔組合鉆模及其自動線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計的，它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國多孔組合鉆模及其多孔組合鉆模自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達國家相對落后，國內(nèi)所需的一些高水平多孔組合鉆模及自動線幾乎都從國外進口。工藝裝備的大量進口勢必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝、研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”鉆模結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需要，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b備。
1.1.2 國外多孔組合鉆?，F(xiàn)狀
80年代以來，國外多孔組合鉆模技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。多孔組合鉆模的加工精度、多品種加工的柔性以及鉆模配置的靈活多樣方面均有新的突破性進展，實現(xiàn)了鉆模工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控。多孔組合鉆模技術(shù)的發(fā)展趨勢是：
（1）廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù)
國外主要的多孔組合鉆模生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控多孔組合鉆模通用部件,在多孔組合鉆模上不僅一般動力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù),而且鉆模的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的自動分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù),從而進一步提高了多孔組合鉆模的工作可靠性和加工精度。廣州標致汽車公司由法國雷諾公司購置的缸蓋加工生產(chǎn)線,就是由三臺自動換箱多孔組合鉆模組成的,其全部動作均為數(shù)控,包括自動上下料的交換工作臺、環(huán)形主軸箱庫、動力部件和鉆模的運動,其節(jié)拍時間為58秒。
(2)發(fā)展柔性技術(shù)
80年代以來,國外對中大批量生產(chǎn),多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào)、可變、可換措施,使加工裝備具有了一定的柔性。如先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動力頭、可換主軸箱等組成的多孔組合鉆模;同時根據(jù)加工中心的發(fā)展,開發(fā)了二坐標、三坐標模塊化的加工單元,并以此為基礎(chǔ)組成了柔性加工自動線(FTL)。這種結(jié)構(gòu)的變化,既可以實現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏,又可以使鉆模配置更加靈活多樣。
(3)發(fā)展綜合自動化技術(shù)
汽車工業(yè)的大發(fā)展,對自動化制造技術(shù)提出了許多新的需求,大批量生產(chǎn)的高效率,要求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機械加工工序,而且能完成零件從毛坯進線到成品下線的全部工序,以及下線后的自動碼垛、裝箱等。德國大眾汽車公司KASSEL變速箱廠1987年投入使用的造價9000萬馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線,就是這種綜合自動化制造系統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對稱布置的自動線組成,三班制工作,每條線日產(chǎn)2000件,節(jié)拍時間為40秒。全線由12臺雙面多孔組合鉆模、18臺三坐標加工單元、空架機器人、線兩端的毛坯庫和三坐標測量機組成,可實現(xiàn)3種零件的加工。空架機器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動化技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗、檢測、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家,進一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。
(4)進一步提高工序集中程度
國外為了減少鉆模數(shù)量,節(jié)省占地面積,對多孔組合鉆模這種工序集中程度高的產(chǎn)品,繼續(xù)采取各種措施,進一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺、多坐標通用部件、移動主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成鉆?；蛟阢@模部位設(shè)置刀庫,通過換刀加工實現(xiàn)工序集中,從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能,獲取更好的經(jīng)濟效益。
1.2 鉆模設(shè)計的目的、內(nèi)容、要求
1.2.1 設(shè)計的目的
通過鉆模主運動機械變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使我們在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計構(gòu)思、方案的分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機械制圖、零件計算、編寫技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計思想，掌握基本的設(shè)計方法，并培養(yǎng)自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力。
1.2.2 設(shè)計內(nèi)容
(1)運動設(shè)計 根據(jù)給定的被加工零件，確定鉆模的切削用量，通過分析比較擬定傳動方案和傳動系統(tǒng)圖，確定傳動副的傳動比及齒輪的齒數(shù)，并計算主軸的實際轉(zhuǎn)速與標準的相對誤差。
(2)動力設(shè)計 根據(jù)給定的工件，初算傳動軸的直徑、齒輪的模數(shù)；確定動力箱；計算多軸箱尺寸及設(shè)計傳動路線。完成裝配草圖后，要驗算傳動軸的直徑，齒輪模數(shù)否在允許范圍內(nèi)。還要驗算主軸主件的靜剛度。
(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計 進行主運動傳動軸系、變速機構(gòu)、主軸主件、箱體、密封等的布置和機構(gòu)設(shè)計。即繪制裝配圖和零件工作圖。
(4)編寫設(shè)計說明書
1.2.3 設(shè)計要求
評價鉆模性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù)—經(jīng)濟指標來判定的。技術(shù)先進合理，亦即“質(zhì)優(yōu)價廉”才會受到用戶的歡迎，在國內(nèi)和國際市場上才有競爭力。鉆模設(shè)計的技術(shù)—經(jīng)濟指標可以從滿足性能要求、經(jīng)濟效益和人機關(guān)系等方面進行分析。
1.2.4 鉆模的設(shè)計步驟
1） 調(diào)查研究
研究市場和用戶對設(shè)計鉆模的要求，然后檢索有關(guān)資料。其中包括情報、預(yù)測、實驗研究成果、發(fā)展趨勢、新技術(shù)應(yīng)用以及相應(yīng)的圖紙資料等。甚至還可以通過網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)查閱先進國家的有關(guān)資料和專利等。通過對上述資料的分析研究，擬訂適當(dāng)?shù)姆桨?，以保證鉆模的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，使用戶有較好的經(jīng)濟效益。
2） 擬定方案
通常可以擬定出幾個方案進行分析比較。每個方案包括的內(nèi)容有：工藝分析、主要技術(shù)參數(shù)、總布局、傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制操作系統(tǒng)、電系統(tǒng)、主要部件的結(jié)構(gòu)草圖、實驗結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟分析等。
在制定方案時應(yīng)注意以下幾個方面：
（1） 當(dāng)使用和制造出現(xiàn)矛盾時，應(yīng)先滿足使用要求，其次才是盡可能便于制造。要盡量用先進的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)；
（2） 設(shè)計必須以生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗為依據(jù)，凡是未經(jīng)實踐考驗的方案，必須經(jīng)過實驗證明可靠后才能用于設(shè)計；
（3） 繼承與創(chuàng)造相結(jié)合，盡量采用先進工藝，迅速提高生產(chǎn)力，為實現(xiàn)四個現(xiàn)代化服務(wù)。注意吸取前人和國外的先進經(jīng)驗，并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)造和發(fā)展。
3） 工作圖設(shè)計
首先，在選定工藝方案并確定鉆模配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進行方案圖紙的設(shè)計。這些圖子包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、生產(chǎn)率計算卡，統(tǒng)稱“三圖一卡”設(shè)計。并初定輪廓尺寸，才能確定鉆模各部件間的相互關(guān)系。
然后，整理鉆模有關(guān)部件與主要零件的設(shè)計計算書，編制各類零件明細表，編寫鉆模說明書等技術(shù)文件。
最后，對有關(guān)圖紙進行工藝審查和標準化審查。
第2章 多孔組合鉆模的總體設(shè)計
2.1 多孔組合鉆模方案的制定
2.1.1 制定工藝方案
零件加工工藝將決定多孔組合鉆模的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和鉆模結(jié)構(gòu)等。所以，在制定工藝方案時，必須計算分析被加工零件圖，并深入現(xiàn)場了解零件的形狀、大小、材料、硬度、剛度，加工部位的結(jié)構(gòu)特點加工精度，表面粗糙度，以及定位，夾緊方法，工藝過程，所采用的刀具及切削用量，生產(chǎn)率要求，現(xiàn)場所采用的環(huán)境和條件等等。并收集國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料，制定出合理的工藝方案。
根據(jù)被加工被零件（差速器殼）的零件圖（圖2-1），加工四個通孔的工藝過程：
(1) 加工孔的主要技術(shù)要求。
12個孔通孔直徑Φ12.5。
孔的位置度公差為0.5mm。
工件材料為45。
要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量3萬件，大批量生產(chǎn)
(2) 工藝分析
加工該孔時，根據(jù)多孔組合鉆模用的工藝方法及能達到的精度，可采用如下的加工方案：
一次性加工通孔，孔徑為Φ12.5。
(3) 定位基準及夾緊點的選擇
加工此零件上的孔，底面限制三個自由度，斷面限制三個自由度，位于中間的方孔起到了很好的定位作用。
在保證加工精度的情況下，提高生產(chǎn)效率減輕工人勞動量，由于工件是大批量生產(chǎn)，鉆模在本設(shè)計中沒有考慮，因此在設(shè)計時就認為是人工夾緊。
2.1.2 確定多孔組合鉆模的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。
(1)被加工零件的加工精度
被加工零件需要在多孔組合鉆模上完成的加工工序及應(yīng)保證的加工精度，是制造鉆模方案的主要依據(jù)。差速器殼鉆孔的精度要求不高，可采用多孔組合鉆模。為了加工出表面粗糙度為Ra3.2um的孔，采取提高鉆模原始制造精度和工件定位基準精度并減少夾壓變形等措施就可以了。為此，鉆模通常采用尾置式齒輪動力裝置，進給采用液壓系統(tǒng).
(2) 被加工零件的特點
這主要指零件的材料、硬度加工部位的結(jié)構(gòu)形狀，工件剛度定位基準面的特點，它們對鉆模工藝方案制度有著重要的影響。此差速器殼的材料是45、硬度HB12.50～241、孔的直徑為Φ12.5。采用多孔同步加工，零件的剛度足夠，工件受力不大，振動，及發(fā)熱變形對工件影響可以不計。
一般來說，孔中心線與定位基準面平行且需由一面或幾面加工的箱體宜用臥式鉆模，立式鉆模適宜加工定基準面是水平的且被加工孔與基準面垂直的工件，而不適宜加工安裝不方便或高度較大的細長工件。對大型箱體件采用單工位鉆模加工較適宜，而中小型零件則多采用多工位鉆模加工。
此零件的加工特點是中心線與定位基準平面是平行的，并且定位基準面是水平的，工件較小，其孔分布較密集，多軸箱體積較大，所以分兩次鉆孔，選擇臥式鉆床。
(3) 零件的生產(chǎn)批量
零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多工位、自動線或按中小批量生產(chǎn)特點設(shè)計多孔組合鉆模的重要因素。按設(shè)計要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年生產(chǎn)量為2萬件，從工件外形及輪廓尺寸，為了減少加工時間，采用多軸頭，為了減少鉆模臺數(shù)，此工序盡量在一臺鉆模上完成，以提高利用率。
(4) 鉆模使用條件
根據(jù)使用多孔組合鉆模對對車間布置情況、工序間的聯(lián)系、技術(shù)能力和自然條件等的要求來選擇適合的多孔組合鉆模。
綜合以上所述：通過對差速器殼零件的結(jié)構(gòu)特點、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求、定位、夾緊方式、工藝方法，并定出影響鉆模的總體布局和技術(shù)性能等方面的考慮，最終決定設(shè)計多工位同步鉆床。
2.2 確定切削用量及選擇刀具
2.2.1 確定工序間余量
為使加工過程順利進行并穩(wěn)定的保證加工精度，必須合理地確定工序余量。生產(chǎn)中常用查表給出的多孔組合鉆模對孔加工的工序余量，以消除轉(zhuǎn)、定位誤差的影響。Φ12.5mm的孔在鉆孔時，直徑上工序間余量均為0.2mm。
2.2.2 選擇切削用量
確定了在多孔組合鉆模上完成的工藝內(nèi)容了，就可以著手選擇切削用量了。因為所設(shè)計的多孔組合鉆模為多軸同步加工在大多數(shù)情況下，所選切削用量，根據(jù)經(jīng)驗比一般通用鉆模單刀加工低30%左右．多軸主軸箱上所有刀具共用一個進給系統(tǒng)，通常為標準動力滑臺，工作時，要求所有刀具的每分鐘進給量相同，且等于動力滑臺的每分鐘進給量（mm/min）應(yīng)是適合有刀具的平均值。因此，同一主軸箱上的刀具主軸可設(shè)計成同轉(zhuǎn)速和同的每轉(zhuǎn) 進給量（mm/r）與其適應(yīng)。以滿足直徑的加需要，即： …………………………………2.1
式中： … ——各主軸轉(zhuǎn)速（r/min）
——各主軸進給量（mm/r）
——動力滑臺每分鐘進給量（mm/min）
由于差速器殼鉆孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求等，按照經(jīng)濟地選擇滿足加工要求的原則，采用查表的方法查得：孔鉆頭直徑D=5.8mm，進給量f=0.18mm/r、切削速度v=18m/min.
2.2.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率
根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度v及進給量f）確定切削力，作為選擇動力部件（滑臺）；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動件（齒輪，傳動軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動電動（一般指動力箱）功率，通過查表計算如下：
切削力： =26…………………………2.2
=26×12.5××
=2185.19 N
切削扭矩： =10………………………2.3
=10×××
=8924.96N·mm
切削功率： =……………………………2.4
=8924.96×18/(9740×3.12.5×12.5)
=0.38kw
式中： HB——布氏硬度
F——切削力（N）
D——鉆頭直徑（mm）
f——每轉(zhuǎn)進給量（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 選擇刀具結(jié)構(gòu)
差速器殼的布氏硬度在HB12.50-241，孔徑D為12.5mm刀具的材料選擇高速鋼鉆頭（W18Cr4V），為了使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、刃磨簡單，選擇標準Φ12.5的麻花鉆。孔加工刀具的長度應(yīng)保證加工終了時刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有30～50mm的距離，以便排出切屑和刀具磨損后有一定的向前的調(diào)整量。
2.3 多孔組合鉆?？傇O(shè)計的編制
總體設(shè)計方案的圖紙表達形式設(shè)計，其內(nèi)容包括：
繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、編制生產(chǎn)率卡。
2.3.1 被加工零件工序圖
1、被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容
被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺多孔組合鉆模完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準、鉆模部位及被加工零件的材料、硬度等狀況的圖紙。它是在原零件圖基礎(chǔ)上，突出本鉆模的加工的內(nèi)容，加上必要的說明繪制成的，是多孔組合鉆模設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗和調(diào)整鉆模的重要技術(shù)文件。差速器殼多孔組合鉆模的被加工零件工序圖如2.2所示。
圖上主要內(nèi)容：
（1）被加工零件的形狀，主要外廓尺寸和本鉆模要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技術(shù)要求，以及對上道工序的技術(shù)要求等。
（2）本工序所選定的定位基準、夾緊部位及夾緊方向。
（3）被加工零件的名稱、編號、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。
2、繪制被加工零件工序圖的注意事項
（1）為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要圖出被本鉆模的加工內(nèi)容。繪制時，應(yīng)按一定的比例，選擇足夠的視圖及剖視圖，突出加工部位（用粗實線），并把零件輪廓及與鉆模、鉆模設(shè)計有關(guān)部位（用細實線）表清楚，凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方面用粗實線標記。如圖2.2中定位基準，機械夾壓位置及方向，輔助支承均須用規(guī)定的符號表示出來。
圖2.2 被加工零件工序圖
（2）加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準注起，為便于加工及檢查，有時因所選定位基準與設(shè)計基準不重合，則須對加工部位要求位置尺寸精度進行分析換算。
2.3.2 加工示意圖
1、加工示意圖的作用和內(nèi)容
加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上的反映，表示被加工零件在鉆模上的加工過程，刀具的布置以及工件、鉆模、刀具的相對位置關(guān)系，鉆模的工作行程及工作循環(huán)等，是刀具、鉆模、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計選擇動力部件的主要依據(jù)，是整臺多孔組合鉆模布局形式的原始要求，也是調(diào)整鉆模和刀具所必需的重要文件。圖2.3為差速器殼鉆孔的加工示意圖
在圖上應(yīng)標注的內(nèi)容：
（1）鉆模的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。
（2）工件、鉆模、刀具及多軸箱端面之間的距離等。
（3）主軸的結(jié)構(gòu)類型，尺寸及外伸長度；刀具類型，數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、接桿、導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向置的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式，刀具應(yīng)按加工終了位置繪制。
2、繪制加工示意圖之前的有關(guān)計算
（1）刀具的選擇
刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素。刀具的選擇前已述及，此處就不在追述了。
（2）導(dǎo)向套的選擇
在多孔組合鉆模上加工孔，除用剛性主軸的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取決于鉆模導(dǎo)向。因此正確選擇導(dǎo)向裝置的類型，合理確定其尺寸、精度，是設(shè)計多孔組合鉆模的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時必須解決的內(nèi)容。
1）選擇導(dǎo)向類型 根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑和刀具導(dǎo)向的線速度v=18m/min，選擇固定式導(dǎo)向。
2）導(dǎo)向套的參數(shù) 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置
固定導(dǎo)向裝置的標準尺寸如下表：
表2.1 固定導(dǎo)向裝置的標準尺
d
d1
d2
d3
d4
L0
l1
l2
l3
l4
L5
13.8
13.8
22
30
34
12.50
10
30
12.5
36
46
固定裝置的配合如下表：
表2.2 固定裝置的配合
導(dǎo)向
類別
工藝
方法
D
D
D1
刀具導(dǎo)向
部分外徑
固定
導(dǎo)向
鉆孔
G7（或F8）
H7/g6
H7/n6
g6
固定導(dǎo)向裝置的布置如圖2.4所示
圖2.4 固定導(dǎo)向裝置的布置
（3）初定主軸類型、尺寸、外伸長度
因為軸的材料為40Cr，剪切彈性模量G=81.0GPa,剛性主軸取ψ＝1／4（0）／m,所以B取2.316，
根據(jù)剛性條件計算主軸的直徑為：
dB……………………………………2.5
式中： d——軸直徑（mm）(22.51)
T——軸所承受的轉(zhuǎn)矩（N·mm）
B——系數(shù)
本設(shè)計中主軸直徑d=25mm,主軸外伸長度為：L=115mm，D/為40/28。
（4）選擇刀具接桿
由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長度為一定值，而刀具的長度也是一定值，因此，為保證多軸箱上各刀具能同時到達加工終了位置，就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié)，這個可調(diào)節(jié)在多孔組合鉆模上是通過可調(diào)整的刀具接桿來解決的,連接桿如圖2.5所示，
圖2.5 可調(diào)連接桿
連接桿上的尺寸d與主軸外伸長度的內(nèi)孔D配合，因此，根據(jù)接桿直徑d選擇刀具接桿參數(shù)如表2.3所示：
表2.3 可調(diào)接桿的尺寸
d
D1(h6)
d2
d3
L
l1
l2
l3
螺母
厚度
28
Tr28×2
莫氏1號
12.061
25
12.55
51
42
50
12
（5）確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸
從保證加工終了時主軸箱端面到工件端面間距離最小來確定全部聯(lián)系尺寸，加工示意圖聯(lián)系尺寸的標注如圖2.3所示。其中最重要的聯(lián)系尺寸即工件端面到多軸箱端面之間的距離（圖中的尺寸380mm）,它等于刀具懸伸長度、螺母厚度、主軸外伸長度與接桿伸出長度（可調(diào)）之和，再減去加工孔深度和切出值。
（6）工作進給長度的確定
如圖2.6工作進給長度應(yīng)等于工件加工部位長度L與刀具切入長度和切出長度之和。切入長應(yīng)應(yīng)根據(jù)工件端面誤差情況在5～10mm之間選擇，誤差大時取大值，因此取=5mm，切出長度=1/3d+(3～8)= x13.8 +610mm，所以=30+7+10=45mm.
（7）快進長度的確定
考慮實際加工情況，在未加工之前，保證工件表面與刀尖之間有足夠的工作空間，也就是快速退回行程須保證所有刀具均退至鉆模導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝卸。這里取快速退回行程為120mm，快退長度等于快速引進與工作工進之和，因此快進長度120-45=75mm.
圖2.6 工作進給長度
2.3.3 生產(chǎn)率計算卡
生產(chǎn)率計算卡是反映所設(shè)計鉆模的工作循環(huán)過程、動作時間、切削用量、生產(chǎn)率、負荷率等技術(shù)文件，通過生產(chǎn)率計算卡，可以分析擬定的方案是否滿足用戶對生產(chǎn)率及負荷率的要求。計算如下：
切削時間： T切= L/vf+t?！?.7
= 45/75＋10/415
=0.624 min
式中： T切——機加工時間（min）
L——工進行程長度（mm）
vf—— 刀具進給量（mm/min）
t停——死擋鐵停留時間。一般為在動力部件進給停止狀態(tài)下，刀具旋轉(zhuǎn)5～10 r所需要時間。這里取10r
輔助時間 T輔 = +t移+t裝……………………2.8
= （75＋120）/1000+0.1+2
= 2.295min
式中： L3、L4 ——分別為動力部件快進、快退長度（mm）
vfk ——快速移動速度（mm/min）
t移 ——工作臺移動時間（min）,一般為0.05～0.13min,取0.1 min
t裝 ——裝卸工件時間（min）一般為0.5～1.5min,取2min
鉆模生產(chǎn)率 Q1 = 60/T單…………………………………2.9
= 60/（T切+T輔）
=60/（0.624+2.295）
=14.76 件/h
鉆模負荷率按下式計算 η = Q1/Q×100%…………………………2.10
= Q1tk/A×100%
=14.12×1950/20000×100%
=64.08%
式中：Q——鉆模的理想生產(chǎn)率（件/h）
A——年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件）
tk——年工作時間，單班制工作時間tk =1950h
表2.5 生產(chǎn)率計算卡
第3章 鉆模設(shè)計
3.1 鉆模概述
3.1.1 鉆模分類
由機械制造工藝系統(tǒng)的組成—鉆模、工件、刀具和鉆?？梢钥闯鲢@模在機械加工中占有很重要的地位，是制造系統(tǒng)的重要組成部分。無論是傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，鉆模都是十分重要的。尤其在成批生產(chǎn)時更是大量的采用鉆模鉆模，它們是鉆模和工件之間的連接裝置，使工件相對與鉆?；虻毒攉@得正確的位置。鉆模鉆模的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，好的鉆模設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴大鉆模的使用范圍。
鉆模鉆模按其通用特性劃分可分為：通用鉆模、專用鉆模、可調(diào)鉆模、成組鉆模、組合鉆模、隨行鉆模。按所使用的鉆模劃分可分為：車床鉆模、鉆床鉆模、銑床鉆模、磨床鉆模、鏜床鉆模等。鉆模鉆模的組成元件一般包括：定位元件及定位裝置，夾緊元件及夾緊裝置，導(dǎo)向元件，對刀元件及定向元件，鉆模體，其它元件及裝置。
3.1.2 鉆模的現(xiàn)狀
國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用鉆模，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用鉆模；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右專用鉆模，而鉆模的實際磨損量僅為10～20％左右。特別是近年來，數(shù)控鉆模、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對鉆模鉆模提出了如下新的要求：
(1) 能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本；
(2) 能裝夾一組具有相似性特征的工件；
(3) 能適用于精密加工的高精度鉆模鉆模；
(4) 能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型鉆模鉆模；
(5) 采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率；
(6) 提高鉆模鉆模的標準化程度。
3.1.3 現(xiàn)代鉆模鉆模的發(fā)展方向
現(xiàn)代鉆模鉆模的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面：
(1) 標準化：鉆模鉆模的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有鉆模零件及部件的國家標準以及各類通用鉆模、組合鉆模標準等。鉆模鉆模的標準化，有利于鉆模的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。
(2) 精密化：隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對鉆模的精度要求。精密化鉆模的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm 。
(3) 高效化：高效化鉆模主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化鉆模有自動化鉆模、高速化鉆模和具有夾緊力裝置的鉆模等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。
(4) 柔性化：具有高度柔性的鉆模，能實現(xiàn)多種工藝要求的、具有一定相似性的不同零件的定位夾緊，縮短零件加工的準備時間和輔助時間，穩(wěn)定性好，可靠性強。
3.2 鉆模設(shè)計任務(wù)
為提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，故需設(shè)計專用鉆模。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求為設(shè)計專用鉆模。所用鉆模為前面章節(jié)所設(shè)計的多孔組合鉆模，生產(chǎn)規(guī)模為大批生產(chǎn)。
3.3 零件分析
本設(shè)計是要為鉆孔的鉆模，最終實現(xiàn)將工件定位，更加精確和方便的完成鉆孔工作，并保證能夾緊工件，夾緊力要適中，不要使工件變形，又能保證工件所要求的加工精度。
零件圖標出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，它決定了工件在鉆模鉆模中的放置方法，是設(shè)計鉆模鉆?？傮w結(jié)構(gòu)的依據(jù),本工件放置方法應(yīng)如圖4-1所示。裝配圖給出了零件本工序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準、已加工表面決定了鉆模鉆模的方位方案，如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位等；定位方案的選擇依據(jù)六點定位原理和采用的鉆模加工方法，定位方案不一定要定六個自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是選擇鉆模、刀具的依據(jù)。確定夾緊機構(gòu)要依據(jù)零件的外型尺寸，選擇合適的定位點，確保夾緊力安全、可靠同時夾緊機構(gòu)不能與刀具的運動軌跡相沖突。
3.4 定位機構(gòu)
定位支承系統(tǒng)主要由定位支承、輔助支承和一些限位元件組成。定位支承是指在加工過程中維持被加工零件有一定位置的元件，輔助支承是僅用作增加被加工零件在加工過程中剛度及穩(wěn)定性的一種活動式支承元件。
由于定位支承元件直接與被加工零件接觸，因此其尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和布置都直接影響被加工零件的精度。因此設(shè)計時應(yīng)該注意以下幾點：
(1)合理布置定位支承元件，力求使其組成較大的定位支承平面。最好使夾壓力的位置對準定位支承元件。
(2) 提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形。
(3) 提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性，以便長期保持鉆模的定位精度。
(4) 可靠地排除定位支承部件的切屑。
此外，選擇工藝基面應(yīng)該遵循下面的原則：
1、應(yīng)當(dāng)盡量選用設(shè)計基面作為在多孔組合鉆模上加工用的定位基面，這樣能減少累積誤差，有利于保證加工精度。但在某些情況下卻必須改用其他面作為定位基面。
2、選擇的定位基面應(yīng)確保工件穩(wěn)定定位。定位的支撐面應(yīng)該大一些，力求已加工面做為定位基面，在本次的加工中，頂面是已經(jīng)加工過的，而且滿足一定的技術(shù)要求，面積也比較大，因此選擇頂面做為定位基面符合要求。
3、選擇基面應(yīng)該考慮夾緊方便，鉆模結(jié)構(gòu)簡單。
常見定位元件有支承釘、支承板、定位銷、錐面定位銷、V型塊、定位套、錐度心軸等。
在鉆模設(shè)計中，定位方案不合理，工件的加工精度就無法保證。工件定位方案的確定是鉆模設(shè)計中首先要解決的問題。
設(shè)計鉆模是原則上應(yīng)選該工藝基準為定位基準。無論是工藝基準還是定為基準，均應(yīng)符合六點定位原理。
由于該零件的加工是鉆12-φ12.5孔并以底面和底面上的底面和端部定位，，因此本次設(shè)計采用的定位機構(gòu)為定位支承板和浮動式的調(diào)整結(jié)構(gòu)定位。定位支承板限制三個自由度，浮動式的調(diào)整結(jié)構(gòu)限制兩個自由度，實現(xiàn)六點定位，完全限制自由度。
3.5 夾緊機構(gòu)
1、夾緊力的方向的確定：
(1)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。
(2)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。
(3)夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。
2 、夾緊力的作用點的選擇：
(1)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)，以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形。
(2)夾緊力的作用點應(yīng)選擇在工件剛度高的部位。
(3)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。
(4)夾緊力的反作用力不應(yīng)使鉆模產(chǎn)生影響加工精度的變形。
3、夾緊機構(gòu)的基本要求
(1) 在夾緊過程中，工件應(yīng)能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不應(yīng)離開定位支承。
(2)夾緊力的大小要適當(dāng)、可靠。既要使工件在加工過程中不產(chǎn)生移動和振動，又不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。
(3)夾緊裝置應(yīng)操作安全、方便、省力。
夾緊裝置的自動化程度和復(fù)雜程度應(yīng)與工件的產(chǎn)量和批量相適應(yīng)?；疽?
4、選擇夾緊機構(gòu)：
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)工件和鉆模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，手動夾緊機構(gòu)
(4)必須保證自鎖，機動夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。
(5)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。
(6)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)
3.6 具體設(shè)計
3.6.1 定位基準的選擇
由零件圖可知，12孔中，12—12.5在圓周上均勻分布,對稱分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設(shè)計基準為兩對稱孔中心距，由于難以使工藝基準與設(shè)計基準統(tǒng)一，只能以190外圓面作為定位基準。
為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對12孔進行加工。同時，為了縮短輔助時間，準備采用液壓夾緊。
3.6.2 切削力及夾緊力的計算
刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為12.5。
則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉(zhuǎn)矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
選用。當(dāng)壓縮單位壓力P=0.6MP,夾緊拉桿。
N=
N>F
鉆削時 T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,鉆削時工件不會轉(zhuǎn)動,故本鉆?？砂踩ぷ鳌?
3.6.3 定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。本鉆模的主要定位元件為止口，而該定位元件的尺寸公差為，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。
3.6.4 鉆模設(shè)計及操作的簡要說明
如前所述，在設(shè)計鉆模時，為提高勞動生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機動鉆模，本道工序的鉆床鉆模選用液動夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢必要增大氣缸直徑，而這將使整個鉆模過于龐大。因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情況下，適當(dāng)提高液壓系統(tǒng)的工作壓力（由0.5M增至0.6 M）以增加油缸推力。結(jié)果，本鉆模結(jié)構(gòu)比較緊湊。
結(jié) 論
本課題開發(fā)研制的多孔組合鉆模，用于加工差速器殼的12個孔。在開發(fā)過程中，針對加工過程中存在的難點進行了攻關(guān)。在鉆床的設(shè)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：
1、對差速器殼的12個孔的加工工藝進行了分析研究，明確了12個孔加工的技術(shù)要求和工藝要點。
2、恰當(dāng)?shù)剡x擇了鉆模的切削參數(shù)，動力頭及液壓滑臺驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
3、設(shè)計了穩(wěn)定可靠的鉆模，從而保證了被加工孔的精度要求。
4、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(shè)計的多孔組合鉆模，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(shè)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。
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致 謝
這段時間以來，在導(dǎo)師XX教授的悉心指導(dǎo)下，這次畢業(yè)設(shè)計終于較為順利地完成了。幾個月的時間里，從課題的選定、資料的收集、課題的具體設(shè)計到論文的審定改進，XX老師都給與了極大的幫助，傾注了大量的心血；在XX老師的指導(dǎo)下，學(xué)生不僅開拓了思路、擴大了視野、豐富了知識面，還初步掌握了縫隙和處理具體實踐問題的科學(xué)方法，為學(xué)生今后發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。
XX老師有著深厚的理論功底、寬廣的知識面和豐富的實踐經(jīng)驗，尤其值得學(xué)生學(xué)習(xí)的是XX老師那種在工作中嚴謹求實、精益求精的治學(xué)態(tài)度，對待學(xué)生嚴格要求、一絲不茍的負責(zé)精神，都將激勵學(xué)生在以后工作學(xué)習(xí)中不斷努力，這是學(xué)生在這段時間內(nèi)的最大收獲，在此謹向XX老師致以衷心的感謝和真誠的敬意。
同時，由于本人才疏學(xué)淺，加之此次設(shè)計時間緊任務(wù)重，xx等同學(xué)都給予了重要幫助。由于篇幅限制在此不再將他們一一列舉，但是我對他們無私慷慨的幫助表示深深的謝意！
此外，感謝我的父母，感謝他們這么多年來的養(yǎng)育之恩，是他們的辛勤工作才使我能順利地完成學(xué)業(yè)。感謝父母在我受到挫折、打擊時候的鼓勵和支持！
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