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摘 要
組合機(jī)床要求完成對(duì)曲軸箱箱蓋缸孔端面螺紋底孔的鉆削，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容包含組合鉆床各組成部件的選擇設(shè)計(jì)以及夾具方案設(shè)計(jì)。在機(jī)床設(shè)計(jì)部分涉及選擇合適的切削用量、進(jìn)給參數(shù)及機(jī)床的配置,并完成此次設(shè)計(jì)最重要的一個(gè)環(huán)節(jié) “三圖一卡”的繪制。夾具設(shè)計(jì)部分主要涉及定位基準(zhǔn)的選擇以及夾緊方案的確定，計(jì)算并檢驗(yàn)夾緊力，最后繪制夾具裝配圖。
關(guān)鍵詞：組合鉆床; 夾具; 定位 ;主軸箱
I
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Abstract
This product is designed for the processing about core holes on crankcase cover The design is mainly focused on both the overall design and jig design. The overell design specifies choice of such factors as the positining datum of processing, grip program, preper cutting parameters, cutting tools, the coafiguration types of machine tools. Meanwhile the drawing of “Three Charts and One Card” are completed. To design fixture design, the first to identify the workpiece positioning programme, Finally, according to the results, draw fixture assembly and major parts of the map.
Keywords: Modular machine tool; Fixture Synchronizing; Location ; Spindle Box
目 錄
摘 要 III
Abstract IV
1 緒 論 1
1.1 課題背景和研究目的 1
1.2 國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)及分析 1
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀 1
1.2.2 國內(nèi)研究概況 1
1.3 課題研究趨勢及前景 1
1.4 課題主要研究內(nèi)容 1
2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 2
2.1主要方案設(shè)計(jì) 2
2.1.1被加工零件技術(shù)要求 2
2.1.2 機(jī)床配置型式的選擇 3
2.2 確定切削用量及選擇刀具 3
2.2.1 確定切削用量 3
2.2.2確定相關(guān)切削參數(shù) 3
2.2.3 選擇刀具結(jié)構(gòu) 4
2.3 鉆孔組合機(jī)床 “三圖一卡”的編制 4
2.3.1 被加工零件工序圖 5
2.3.2 加工示意圖 5
2.3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖 9
2.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 11
3 多軸箱的設(shè)計(jì) 14
3.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 14
3.2 多軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 14
3.2.1 多軸箱設(shè)計(jì)的一般要求 14
3.2.2 確定各軸位置及齒輪齒數(shù)。 15
3.3多軸箱的總圖繪制 16
3.4傳動(dòng)軸的校核 16
4 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 17
4.1 機(jī)床夾具的作用及其分類 17
4.1.1 機(jī)床夾具的作用 17
4.1.2 機(jī)床夾具的分類 17
4.1.3 機(jī)床夾具的組成 18
4.2 鉆6-M8底孔夾具設(shè)計(jì) 18
4.2.1 研究原始資料 18
4.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 18
4.2.3 夾具方案的設(shè)計(jì)選擇 19
4.2.4 切削力及夾緊力的計(jì)算 19
4.2.5 誤差分析與計(jì)算 20
4.2.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 20
結(jié) 論 22
參考文獻(xiàn) 23
致 謝 24
IX
第三章 多軸箱的設(shè)計(jì)
1 緒 論
1.1 課題背景和研究目的
組合機(jī)床涉及對(duì)象從以往的重工業(yè)向高精密機(jī)械轉(zhuǎn)移，屬性也由過去剛性向柔性方向發(fā)展。另一方面，夾具在機(jī)械加工方面起了至關(guān)重要的作用，夾具技術(shù)未來可向高精度、高效率靠攏。
1.2 國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)及分析
1.2.1 國外研究狀況
組合機(jī)床最早發(fā)明于50年前，按外形分為立式組合機(jī)床、臥式組合機(jī)床、傾斜式組合機(jī)床、復(fù)合式組合機(jī)床。不久之后柔性組合機(jī)床問世。柔性組合機(jī)床因其多任務(wù)操作性和人工智能化備受業(yè)內(nèi)人士青睞。如今超高速、超高精度加工技術(shù)裝備在國際機(jī)床博覽會(huì)獨(dú)占鰲頭。
1.2.2 國內(nèi)研究概況
組合機(jī)床發(fā)展在我國才剛剛起步，但是勢頭很猛，已經(jīng)由不太成熟的局勢發(fā)展到與國際化接軌，加工對(duì)象也由普及的農(nóng)業(yè)大型重工業(yè)機(jī)械向高精度的航天、醫(yī)療等機(jī)械遷移。
1.3 課題研究趨勢及前景
在如今的國際全球化銷售市場中，我國組合機(jī)床并不占有多大的優(yōu)勢，一些企業(yè)生產(chǎn)更是不能滿足市場需求，有些技術(shù)還不是很成熟。所以創(chuàng)新才是打開市場的唯一途徑，現(xiàn)今科技發(fā)展日新月異，傳統(tǒng)企業(yè)的組合機(jī)床已經(jīng)根本不上時(shí)代，企業(yè)需要以創(chuàng)新為突破口。在航天、科研方面取得成果，讓中國的組合機(jī)床技術(shù)在世界大放光彩。
1.4 課題主要研究內(nèi)容
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是曲軸箱箱蓋缸孔端面螺紋底孔組合鉆床及夾具設(shè)計(jì)，要求完成對(duì)曲軸箱箱蓋缸孔端面螺紋底孔的加工，該鉆床是臥式單面單工位6軸組合鉆床。對(duì)于這臺(tái)組合鉆床的設(shè)計(jì)包括總體設(shè)計(jì)和主軸箱的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過程中要用到以前學(xué)過的知識(shí)，如：機(jī)床、刀具、夾具、CAD等方面的知識(shí)，還需要做到理論結(jié)合實(shí)際。
5
2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)
2.1 主要方案設(shè)計(jì)
2.1.1 加工工件的加工特點(diǎn)
1.被加工零件技術(shù)要求
該工件為曲軸箱箱蓋，材料型號(hào)為HT200，材料硬度（HB）為布氏硬度163~255HB，零件所用的材料是鑄鐵，工序內(nèi)容為鉆6個(gè)M8螺紋底孔，生產(chǎn)綱領(lǐng)為6萬臺(tái)。
圖2-1曲軸箱蓋零件
2被加工零件的加工工序
我所設(shè)計(jì)的工序?yàn)殂@曲軸箱箱蓋缸孔端面φ100孔端孔6-M8孔，利用多軸箱上
第二章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)
6個(gè)主軸一次性加工切削出直徑6.8mm的盲孔。
2.1.2 機(jī)床配置型式的選擇
加工部位是在曲軸箱蓋斜面上，結(jié)合具體情況確定設(shè)計(jì)的組合機(jī)床的配置型式為單工位臥式單面組合機(jī)床。
2.1.3定位基準(zhǔn)的選擇
通過分析所給任務(wù)書上的零件特點(diǎn)，螺紋孔與曲軸箱箱蓋側(cè)面的位置是有特定的約束的，當(dāng)鉆削螺紋底孔時(shí)，以底面作為定位基準(zhǔn)，在工件底面采用一面兩銷定位，以滿足螺紋底孔與曲軸箱箱蓋斜端面的位置要求。
2.2 確定切削用量及選擇刀具
2.2.1 確定切削用量
切削用量必須與加工精度、生產(chǎn)效率相適應(yīng)。本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上面的全部主軸是同時(shí)進(jìn)退的，所以理論上進(jìn)給量一樣，以上的概念即動(dòng)力滑臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量(mm/min)。
即: ==……=
查閱《機(jī)械工人切削手冊(cè)》，得到布氏硬度為160~220時(shí)高速鋼鉆頭的切削用量：初選鉆頭直徑6.8mm，滑臺(tái)進(jìn)給量f=0.1mm/r，所用鉆頭切削速度v=10m/min。
2.2.2 確定相關(guān)切削參數(shù)
由刀具直徑和進(jìn)給量來計(jì)算切削力，以此確定動(dòng)力部件；計(jì)算切削功率，以此確定動(dòng)力箱功率；計(jì)算轉(zhuǎn)速，以確定滑臺(tái)進(jìn)給量以及后面生產(chǎn)效率計(jì)算卡的指定。
計(jì)算如下：
布氏硬度：HB=-1/3（-）
=255-(255-163) /3
=224.3
切削力：F=26D
=266.8
=721.1 N
切削扭矩：T=10
=10
=1556.9 Nmm
切削功率：P=Tv/9740D
=1556.910/(97403.146.8)
=0.075kw
轉(zhuǎn)速： n=v/πd
=10/(3.146.8)
=470 r/min
2.2.3 選擇刀具結(jié)構(gòu)
曲軸箱蓋的布氏硬度范從下限163到上限255，孔徑D 取6.8mm，在這種情況下選擇18Cr4V作為刀具材料，采取Φ6.8麻花鉆作為刀具。加工終了時(shí)麻花鉆應(yīng)與鉆模套保持一定的距離以留下足夠的前備量。
2.3 鉆孔組合機(jī)床 “三圖一卡”的編制
以上是解決組合機(jī)床工藝方案、結(jié)構(gòu)方案確定的問題，下面要解決鉆加工曲軸箱蓋
第三章 多軸箱的設(shè)計(jì)
總體設(shè)計(jì)的另一個(gè)問題，就是三張圖紙與一份卡片的設(shè)計(jì)，這部分是機(jī)床總體設(shè)計(jì)的重要組成部分，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中起到承上啟下的作用。
加工工序圖表示工件加工工藝內(nèi)容，定位的基準(zhǔn)的選擇與判斷、工件的定位于壓緊方案等。
繪制曲軸箱箱蓋工序圖的應(yīng)該明了的幾點(diǎn):
A.做到層次分明，重點(diǎn)突出，用粗實(shí)線表示加工部位
B.在需要定位的部位標(biāo)注定位符
C需要時(shí)注釋工件的技術(shù)要求
曲軸箱箱蓋缸孔端面螺紋底孔加工工序圖如圖
2.3.2 加工示意圖
1. 加工示意圖的作用和內(nèi)容
通過加工示意圖的繪制，我們可以看到工件是怎么樣被加工出來的，還可以看到刀具、工件以及夾具是怎樣的裝配關(guān)系，另外需要注意的是，繪制加工圖時(shí)應(yīng)該按照加工終了位置進(jìn)行繪制。
下圖為曲軸箱箱蓋上斜端面6孔單工位組合鉆床加工示意圖。
示意圖上應(yīng)包含：
（1）主軸單位時(shí)間旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，滑臺(tái)進(jìn)給量
（2）刀具、工件、夾具與鉆模套的位置關(guān)系
（3）主軸參數(shù)，外伸長度
（4）刀具直徑大小，接桿的構(gòu)造，接桿與主軸的連接方式
（5）加工工作循環(huán)
2. 繪制圖紙前有關(guān)參數(shù)的計(jì)算選擇
（1）刀具的選擇
該方面以上已討論過，請(qǐng)參照前面。
（2）鉆模套的選擇
鉆模套選擇是由鉆模套的高度、外圓直徑、配合公差，鉆模套至工件端面距離等參數(shù)決定的。
1）鉆模套外圓直徑配合 鉆模套按類型可分為固定鉆模套、可換鉆模套、快換鉆模套，就可換鉆模套來說，，其外圓直徑與襯套常的配合公差通常選用采用大徑F7小徑m6，而襯套與鉆模板配合公差通常選用大徑 H7小徑n6；
2）鉆模套高 一般情況下對(duì)于加工對(duì)象是材料強(qiáng)度高鉆頭剛度低或者是在斜面上鉆孔時(shí)，我們可以選擇使用長鉆套。在鉆削一般尺寸的螺紋底孔時(shí)，去鉆模套高H=2d，這里約等于13毫米。
3)鉆模套與工件的相距長度h h按照經(jīng)驗(yàn)公式可知，加工鑄鐵 h=(0.3~ 0.7)d，當(dāng)材料硬度大時(shí)，系數(shù)應(yīng)該取小，當(dāng)加工小孔，選取的系數(shù)必須取大值。這種情況下我們?nèi)=0.5d，h=3.4毫米。
4）鉆模套的結(jié)構(gòu)型式 因?yàn)楸敬萎厴I(yè)設(shè)計(jì)中，生產(chǎn)綱領(lǐng)為6萬臺(tái)以上，屬于大批量加工，這里選取采用可換鉆模套，如1）所提及。
(3)主軸的選取 主軸的材料為40Cr，剪切彈性模量G=81.0GPa,因?yàn)?0Cr鋼強(qiáng)度硬度很高，所以為剛性主軸取ψ ＝1／4（）／m, B取7.3，
由以上條件計(jì)算主軸的直徑為：
d =B,計(jì)算得14.5mm
式中：d——軸直徑（mm）
T——軸所受的轉(zhuǎn)矩（N·m）
B——系數(shù)
由計(jì)算結(jié)果我們選取主軸直徑d=20mm,查閱相關(guān)參數(shù)表格得主軸外伸長度L取115mm,主軸外徑D取32毫米，內(nèi)徑d1取20毫米。
(4)選擇刀具接桿 根據(jù)上面結(jié)果，主軸向外伸長距離固定不變，麻花鉆長度固定不變，確保全部鉆頭能夠同步進(jìn)給，需在之間設(shè)置一個(gè)專用部件，此零件就是接桿。
接桿裝置如圖所示
鉆頭接桿相關(guān)參數(shù)：
(5)多軸箱端面到工件端面的長度 在整個(gè)加工示意圖的繪制中，這是最重要的聯(lián)系尺寸。要求這一距離越小越好，以便刀具懸伸和工作行程縮短。這一距離包含兩個(gè)因素，其一是主軸刀具、接桿，為最小軸向尺寸；其二，是機(jī)床總布局的聯(lián)系尺寸。兩者之間相互制約。
a)工作進(jìn)給長度的確定 工作進(jìn)給長度= +，切入長度在5~10mm間選擇，我們此處取7mm,又因?yàn)樗@孔為盲孔，所以沒有，故=7+18=25mm
b)快速進(jìn)給長度的確定 快速進(jìn)給表示動(dòng)力系統(tǒng)把鉆頭快速定位到工序開始的位置。本例中刀具懸伸長度為119mm,因考慮刀具能從接桿錐柄孔內(nèi)取出，所以確定為140mm。
c)快速退回長度的確定 由以上計(jì)算結(jié)果可得，= +=140+25=165mm
d)動(dòng)力部件總行程的確定 第一，動(dòng)力部件總行程必須滿足= +；第二，還要把前后備量納入考慮范圍之內(nèi)。前備量指因刀具磨損需要向前調(diào)節(jié)的距離，此距離不應(yīng)小于15~20mm，這里取20mm。后備量是考慮刀具從接桿中取出的距離，理想情況是確保刀具退離鉆模套外端面的距離大于接桿插入主軸孔距離，所以我們這里取后備量65mm，動(dòng)力部件總行程等于250mm。
2.3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖
1. 聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容
組合機(jī)床的構(gòu)成部件有滑臺(tái)、側(cè)底座、刀具、夾具等，聯(lián)系尺寸圖展示機(jī)床各所有部件的裝配和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以校核所選部件是否發(fā)生干涉，并為進(jìn)一步開展多軸箱、夾具等的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
2.動(dòng)力部件的確定
動(dòng)力部件首先選擇動(dòng)力滑臺(tái)，其次選擇功率相適應(yīng)的動(dòng)力箱。
（1）滑臺(tái)的選用應(yīng)考慮滑臺(tái)進(jìn)給速度、滑臺(tái)橫向進(jìn)給所需的進(jìn)給力、滑臺(tái)移動(dòng)最大行程長度等參數(shù)。
1）驅(qū)動(dòng)形式的確定 縱觀全局，本設(shè)計(jì)選擇HY 系列液壓滑臺(tái)。
2）確定軸向進(jìn)給力
滑臺(tái)所需的進(jìn)給力 = =6 721.1=4326.6 N
滑臺(tái)進(jìn)給力必須大于4400 N
3）確定進(jìn)給速度 本系統(tǒng)中進(jìn)給速度 = =47 mm/min。
選取25型液壓滑臺(tái)
4）確定滑臺(tái)行程 前備量應(yīng)留有足夠的預(yù)留量，本系統(tǒng)前備量選取20mm；為了是麻花鉆能夠順利取出，后備量應(yīng)該選取65mm，因?yàn)榛_(tái)總行程為工作行程、前備量后備量之和。 所以行程L取250mm。
（2）動(dòng)力箱的選用 動(dòng)力箱的選擇基于電機(jī)的功率，初定
＝ /
＝60.075/0.8
＝0.5625 KW
選取25型動(dòng)力箱
相關(guān)技術(shù)參數(shù)：
（3）中間底座輪廓尺寸 中間底座的輪廓尺寸必須適應(yīng)軸臺(tái)聯(lián)接安裝，綜合多種因素中間底座采用側(cè)底座1CC251。
（4）確定多軸箱輪廓尺寸 臥式機(jī)床多軸箱總厚度為325mm，寬度和高度參照 [1] 謝家瀛. 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊(cè) 多軸箱的寬度標(biāo)準(zhǔn)選取400毫米，高度確定為400毫米。
2.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡
根據(jù)加工示意圖計(jì)算設(shè)計(jì)的工作循環(huán)，再結(jié)合參考的切削用量，計(jì)算出機(jī)床生產(chǎn)率，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡為生產(chǎn)提供了指導(dǎo)作用，展示了實(shí)際生產(chǎn)率和負(fù)荷率。
A. 理想生產(chǎn)率Q
Q為生產(chǎn)綱領(lǐng)，全年工時(shí)總數(shù)K有關(guān)，按經(jīng)驗(yàn)來說，單班生產(chǎn)K取2350 h，
Q = 年產(chǎn)量/K
= 60000/2350
= 25.53 （件/h）
B.實(shí)際生產(chǎn)率
（件/h）
--------生產(chǎn)一個(gè)零件所需的時(shí)間，min,，計(jì)算公式如下
——滑臺(tái)直線移動(dòng)時(shí)間，一取0.1min;
——裝卸工作時(shí)間，通常取0.5～1.5min，取1.5 min
所以
60/2.175
27.59 件/h
C.機(jī)床負(fù)荷率
92.53%
D. 生產(chǎn)率計(jì)算卡
工件
品種
鑄件
名稱
曲軸箱箱蓋
毛坯重量
材質(zhì)
HT200
硬度
HB 163~255
工序名稱
鉆螺紋M8底孔
工序號(hào)
序號(hào)
工步
名稱
被加工零件數(shù)量
加工直徑/mm
加工長度
/mm
工作行程
/mm
切削速度
(m
/?min)
每分鐘轉(zhuǎn)速
(r/
min)
進(jìn)給量
(mm/r)
進(jìn)給速度
(mm
/min)
工時(shí)(min)
機(jī)加工
時(shí)間
輔助
時(shí)間
共計(jì)
1
裝入工件
1
0.5
0.5
2
工件定位夾緊
20
0.25
0.25
3
右動(dòng)力部件快進(jìn)
140
12000
0.012
0.012
4
右動(dòng)力部件工進(jìn)
18（盲孔）
25
10
470
0.1
47
0.53
0.53
5
死擋鐵停留
0.02
0.02
6
右動(dòng)力部件快退
165
12000
0.0138
0.0138
7
松開工件
20
0.25
0.25
8
卸下工件
0.5
0.5
備注
1、 裝卸工件的時(shí)間取決于工人的熟練程度，取1.5min；
2、 直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，取0.1min.
單件總工時(shí)
0.53
1.645
2.175
機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率
25.53件/小時(shí)
機(jī)床理想生產(chǎn)率
27.59件/小時(shí)
機(jī)床負(fù)荷率
92.53%
3 多軸箱的設(shè)計(jì)
3.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖
（1）大致確定主軸在多軸箱中的位置
（2）主軸尺寸及切削用
（3）動(dòng)力部件
1TD25IA型動(dòng)力箱電機(jī)功率1.5KW，轉(zhuǎn)速940 r/min,驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速520 r/min，其他尺寸可查動(dòng)力箱裝配圖。
3.2 多軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì)
3.2.1 多軸箱設(shè)計(jì)的一般要求
（1）在不影響主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向的前提下，應(yīng)保證傳動(dòng)軸和齒輪數(shù)數(shù)量最小，所以在條件允許的情況下用一根傳動(dòng)軸去帶動(dòng)多個(gè)主軸。
（2）多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比應(yīng)該大于0.5以確保結(jié)構(gòu)緊湊。
（3）最好不要用軸帶動(dòng)主軸，避免增加主軸負(fù)荷。
3.2.2 確定各軸位置及齒輪齒數(shù)
（1）根據(jù)原始依據(jù)圖，計(jì)算驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)。
根據(jù)上圖計(jì)算各主軸以及驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo)
坐標(biāo)
銷0
驅(qū)動(dòng)軸O1
主軸1
主軸2
主軸3
主軸4
主軸5
主軸6
X
0
175
175
121
121
175
229
229
Y
0
94.5
150
181.25
213.75
245
213.75
151.25
（2）各軸傳動(dòng)軸傳動(dòng)比
1）已知6個(gè)主軸轉(zhuǎn)速均為470 r/min，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為520 r/min,故總傳動(dòng)比為u=470/520=1/1.1
2)因?yàn)橹鬏S上所配齒輪要求不是很大，故最后一對(duì)齒輪為提速，即u0-1,2,…6=1.41
3)計(jì)算出驅(qū)動(dòng)軸和傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)比u0-7=1/1.56
其中7為傳動(dòng)軸
（3）計(jì)算各齒輪齒數(shù)
1）確定傳動(dòng)軸7——各主軸
A1=62.5，取m=2
A1=m(z1+z2)/2
z1+z2=62.5
z1/z2=1.41,所以z1=26 z2=37 所以主軸1到主軸6配合的齒輪齒數(shù)均為26，傳動(dòng)軸7配合的齒數(shù)為37。
2）確定驅(qū)動(dòng)軸o1——傳動(dòng)軸
A2=118，取m=4
A2=m(z3+z4)/2
z3+z4=59
z3/z4=1/1.56,計(jì)算得z3=23 z4=36，所以傳動(dòng)軸7的齒輪齒數(shù)為36，驅(qū)動(dòng)軸的齒輪齒數(shù)為23。
上式 ：m——齒輪模數(shù)
A1——主軸與傳動(dòng)軸的距離 mm
A2——驅(qū)動(dòng)軸與主軸的距離 mm
（4）分度圓直徑的計(jì)算
D1=mxz1=2x26=52 mm
D2=mxz2=2x37=74 mm
D3=mxz3=4x23=92 mm
D4=mxz4=4x36=144 mm
3.3多軸箱的總圖繪制
通過以上計(jì)算結(jié)果可以繪制多軸箱的總圖，如下圖
3.4
3.4中心距驗(yàn)算的誤差與傳動(dòng)軸的校核
（1）經(jīng)校驗(yàn)，各軸間齒輪中心距離誤差與實(shí)際中心距A相差不大，而且齒輪在實(shí)際裝配時(shí)能夠正常嚙合，滿足該設(shè)計(jì)的要求。
（2）經(jīng)過校核，傳動(dòng)軸7能夠承受最大扭矩，所以符合本設(shè)計(jì)要求。
22
第四章 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
4 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
機(jī)床夾對(duì)于組合機(jī)床的生產(chǎn)效率的提高起著重要的作用，通過夾具使工件達(dá)到定位、夾緊的作用，并且刀具能夠通過鉆模套達(dá)到加工預(yù)定位置，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速的工進(jìn)與快退，最后進(jìn)行工件的拆卸。我的設(shè)計(jì)任務(wù)是曲軸箱箱蓋缸孔端面螺紋底孔組合鉆床及夾具設(shè)計(jì)。
4.1 機(jī)床夾具的作用及其分類
4.1.1 機(jī)床夾具的作用
1）確保工件能夠準(zhǔn)確定位
工件裝被裝在夾具上，工件的六個(gè)自由度也就被夾具所約束，這樣刀具就能精確地進(jìn)給，快速前進(jìn)或后退，達(dá)到節(jié)約時(shí)間、減少成本的目的。
2）加快生產(chǎn)進(jìn)度
采用專用夾具可以省去劃線、找正這些繁瑣的工序，一定程度減少機(jī)床輔助時(shí)間，減少人工的工作量，使械加工更加自動(dòng)化，工序更加集中大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率，同時(shí)也降低了工成本，節(jié)約了資源。
4.1.2 機(jī)床夾具的分類
夾具的分類方法比較多，主要為通用夾具和專用夾具。
1） 通用夾具
通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、在生產(chǎn)加工中有固定尺寸的夾具。如三爪卡盤、機(jī)器虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。
2）專用夾具
專用夾具是指特定為一個(gè)工件的加工所設(shè)計(jì)的夾具。
3組合夾具
組合夾具是指將很多通用的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組合而成的夾具，這種類型的夾具裝卸方便。
4.1.3 機(jī)床夾具的組成
夾具的種類很多，結(jié)構(gòu)功能各異，但是他們的工作原理基本一致，有如下幾個(gè)組成部分。
（1） 定位元件
用來定位工件在夾具中的相對(duì)位置，用來工件的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，確保工件在加工過程中完全約束。
（2） 夾緊裝置
這種裝置是將工件壓緊夾牢以保證工件在定位時(shí)不至于因加工受力而產(chǎn)生跳動(dòng)。
（3） 對(duì)刀導(dǎo)引元件
這類元件的作用是使得刀具能夠按照原先設(shè)計(jì)的路徑進(jìn)行切削，提高加工的精度。
（4）夾具體
夾具體是夾具設(shè)計(jì)的主要組成部分，除此之外，其他裝置都固定在夾具體上。
4.2 鉆6-M8底孔夾具設(shè)計(jì)
4.2.1 研究原始資料
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是曲軸箱箱蓋缸孔端面螺紋底孔組合鉆床及夾具設(shè)計(jì)，只要利用本夾具用來鉆6個(gè)6.8mm螺紋底孔，加工時(shí)螺紋孔與曲軸箱箱蓋側(cè)面的位置是有一定要求的，為了達(dá)到任務(wù)書里所提出的要求，最重要的是確定定位參考位置，另外還必須考慮如何減少預(yù)算，提升科技。
4.2.2 定位參考的確定
通過分析所給任務(wù)書上的零件特點(diǎn)，螺紋孔與曲軸箱箱蓋側(cè)面的位置是有特定的約束的，當(dāng)鉆削螺紋底孔時(shí)，以底面作為定位基準(zhǔn)，在工件底面采用一面兩銷定位，以滿足螺紋底孔與曲軸箱箱蓋斜端面的位置要求。
4.2.3 夾具方案的設(shè)計(jì)選擇
根據(jù)任務(wù)書要求，原本考慮使用傾斜式鉆床進(jìn)行斜向進(jìn)給鉆削，螺紋孔分布在工件斜端面圓端孔周圍，后來想到用墊板將工件墊起45度，再螺栓定位來使工件與夾具體固定，使得工件加工方向變?yōu)闄M向，也就是x軸方向，從而直接用臥式鉆床進(jìn)行鉆削而且其夾緊剛度比較低，夾緊力比較理想，夾緊結(jié)構(gòu)簡單。
4.2.4 切削力及夾緊力的計(jì)算
切削力
N
計(jì)算實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[8] 李名望.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)例教程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2010. 得：
安全系數(shù)K參照經(jīng)驗(yàn)公式得到：
式中：所有情況下的安全系數(shù)，
所以 N
因?yàn)閷?shí)際夾緊力很小，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
取，，
計(jì)算夾緊力，有：
參考相關(guān)資料：
其中：
由參考文獻(xiàn)[3]表得：公式：
4.2.5 誤差分析與計(jì)算
該夾具采用一面兩銷進(jìn)行定位以限定孔的中心與工件斜端面之間的尺寸公差。
孔與斜側(cè)面為線性尺寸一般公差。參考相關(guān)資料可知：
?。ㄖ械燃?jí)）即 ：尺寸偏差為、
由參考文獻(xiàn)[7] 孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)可得：
（1）加工誤差：一般情況下限制在內(nèi)
（2）定位誤差：相關(guān)工件的加工部位定位尺寸公差
（3）夾具相對(duì)麻花鉆頭的相對(duì)位置誤差：鉆模套之間的相對(duì)長度的誤差，一般取工件尺寸公差的五分之一。即
結(jié)合以上三點(diǎn)得出本次夾具的誤差總和：
綜上所述，計(jì)算結(jié)果符合本次設(shè)計(jì)的旨意。
4.2.6 夾具設(shè)計(jì)的附加說明及簡圖
本夾具用于在鉆床上加工斜端面的螺紋孔。工件采用一面兩銷進(jìn)行定位，以棱型銷和定位銷實(shí)現(xiàn)完工件的完全約束。
結(jié) 論
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使得我對(duì)組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)、組合機(jī)床多軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)以及夾具、鉆模套等專用部件有了更深的認(rèn)識(shí)，由最初的計(jì)算，繪圖到最后的檢驗(yàn)校核，我發(fā)現(xiàn)機(jī)械制造并不是靠憑空想象，而是有著明確精密的數(shù)據(jù)，每一個(gè)型號(hào)都對(duì)應(yīng)著一套配套零件的尺寸參數(shù)的選擇，而這些數(shù)據(jù)參數(shù)都是由前人的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)得到的，而夾具的設(shè)計(jì)則鍛煉了我思維縝密的能力，必須從各方面去考慮工件的定位與夾緊，從而來限制工位的自由度，其實(shí)夾具的設(shè)計(jì)是一件很開放的程序，我們可以從很多種方案中選取最優(yōu)方案。到此遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有結(jié)束，確定了一系列設(shè)計(jì)方案后，還必須反復(fù)推敲，反復(fù)考慮實(shí)際加工的情況，這樣才算基本完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí)多軸箱作為所有機(jī)床都有的一個(gè)重要組成部分，其實(shí)它內(nèi)部的實(shí)際零件的分布，傳動(dòng)鏈的構(gòu)造要比理論上的復(fù)雜的多，僅僅在紙上設(shè)計(jì)出來是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須多看多學(xué)，在實(shí)踐中掌握理論上學(xué)到的知識(shí)。
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致 謝
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，由于經(jīng)驗(yàn)不足，有些方面并未考慮，多少會(huì)有不足。在這里第一要感謝我的指導(dǎo)老師趙海霞老師，她一直督促檢查我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)，特別是在多軸箱計(jì)算這塊手把手知道我們?cè)O(shè)計(jì)，還有通過QQ解決了我不少計(jì)算上的困惑，特別感謝她。其次，還要感謝我的同學(xué)王家林、姚晨帆，他們?cè)谠O(shè)計(jì)圖紙以及傳動(dòng)系統(tǒng)方面給我提供了很多的意見。