臥式十軸組合鉆床總體及夾具設計說明書(共36頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上臥式雙面十軸組合鉆床總體及夾具設計摘要 組合機床是以通用部件為基礎，配以工件特定外形和加工工藝設計的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機床。它一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經標準化和系列化，可根據需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產線。根據設計任務書的要求，本設計任務書正對臥式雙面十軸組合鉆床總體及夾具設計進行說明。主要內容包括組合機床工藝方案的制定，組合機床配置形式的選擇，組合機床總體設計以及夾具設

2、計。全文主要包括臥式雙面十軸組合鉆床的總體設計和夾具設計兩部分。機床總體設計主要是在選定工藝發(fā)難柄確定機床配置形式 ，結構方案基礎上確定三圖一卡，為 了提高生產效率，降低勞動強度，保證加工質量，需要設計專用機床。關鍵詞：鉆床總體，夾具 Horizontal double ten shaft combined drilling and fixture designABSTRACTWith the general components as the basic structure, the combined machine tool is a kind of semi-automatic or a

3、utomatic specific machine composed by the specific components and clamps for the specific work piece shape and processing technology design. It generally applies processing from the aspects of multi-axis, multi-cutter, multi-procedure, multi-surface or multi-station so that the production efficiency

4、 is several times and even more higher than the general machine tool. Owing to the standardization and serialization of the general components, the configuration can be made flexibly to shorten the circle of design and manufacture. Therefore, with the advantages of low cost and high efficiency, the

5、combined machine tool is applied to the production in a large quantity and to form the automatic production line.Abstract: According to designs the project description the request, This design instruction booklet carries on the explanation in view of the connecting rod reducing socket double face dr

6、illing machine tool design and the unit clamp design. Main content including aggregate machine tool craft plan formulation, aggregate machine tool configuration choice , aggregate machine tool system design as well as headstock design.The full text mainly includes combines the milling machine he sys

7、tem design and the headstock designs two parts. The engine bed system design mainly is in the designation craft plan and the determination engine bed disposition form, in the structure plan foundation determined “a three charts card”. In addition in order to enhance the labor productivity, reduces t

8、he labor intensity, guaranteed the processing quality, must design the unit clamp.Keyword: aggregate machine tool; jig 目錄 0專心-專注-專業(yè)前言畢業(yè)設計是大學生在校學習的最后一個重要環(huán)節(jié)，目的是培養(yǎng)學生綜合運用所學專業(yè)和基礎知識獨立解決本專業(yè)一般工程技術問題的能力。在設計方案的選定、設計資料的收集、手冊和國家標準的運用，設計方案的應用、零件圖及總裝圖的繪制等方面有一定較全面的鍛煉，并使每個學生樹立起正確的設計思路和良好的工作習慣。機械設計制造及其夾具設計是我們融會貫通四年所

9、學的知識，將理論與實踐相結合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎。組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經標準化和系列化，可根據需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產線。組合機床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時，工件一般不旋轉，由刀具的旋轉運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉，

10、由刀具作進給運動，也可實現某些回轉體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。 二十世紀70年代以來，隨著可轉位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術的發(fā)展，組合機床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達0.05毫米1000毫米，表面粗糙度可低達2.50.63微米；鏜孔精度可達IT76級，孔距精度可達O.03O.02微米。專用機床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機床中某些部件因重復使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產生了組合機床。最早的組合機床是1911年在美國制成的，用于加工汽車零件。初期，各機床制造廠都有各自的通用部件標準。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性

11、，便于用戶使用和維修，1953年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機床制造廠協(xié)商，確定了組合機床通用部件標準化的原則，即嚴格規(guī)定各部件間的聯系尺寸，但對部件結構未作規(guī)定。 通用部件按功能可分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。動力部件是為組合機床提供主運動和進給運動的部件。主要有動力箱、切削頭和動力滑臺。支承部件是用以安裝動力滑臺、帶有進給機構的切削頭或夾具等的部件，有側底座、中間底座、支架、可調支架、立柱和立柱底座等。輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件，主要有分度回轉工作臺、環(huán)形分度回轉工作臺、分度鼓輪和往復移動工作臺等。 控制部件是用以控制機床的自動工作循

12、環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操縱臺等。輔助部件有潤滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。 為了使組合機床能在中小批量生產中得到應用，往往需要應用成組技術，把結構和工藝相似的零件集中在一臺組合機床上加工，以提高機床的利用率。這類機床常見的有兩種，可換主軸箱式組合機床和轉塔式組合機床。組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結構、縮短生產節(jié)拍；采用數字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。 組合機床是以通用部件為基礎，配以按工件特定外形和加工工藝設計的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機床。它一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加

13、工的方式，生產效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經標準化和系列化，可根據需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產線。組合機床一般用于加工箱體類或非凡外形的零件。加工時，工件一般不旋轉，由刀具的旋轉運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉，由刀具作進給運動，也可實現某些回轉體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。專用機床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機床中某些部件因重復

14、使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產生了組合機床。 機械加工工藝是規(guī)定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產的重要的技術性文件。它直接關系到產品的質量、生產率及其加工產品的經濟效益，生產規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產該產品的質量的重要保證的重要依據。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。 而機床夾具是為了保證產品的質量的同時提高生產的效率、改善工人的勞動強度、降低生產成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機

15、械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產中，常采用專用夾具。而本次對于夾具設計的主要任務是：設計雙面十軸臥式鉆床加工專用夾具。 通過對零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準，從而制定出加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據切削力的大小、批量生產情況來選取夾緊方式，從而設計專用夾具。由于本身及小組成員能力水平有限，設計存在許多錯誤和不足之處，懇請老師給予指正，謝謝！機電工程學院機制062班劉金豪2009年6月3日§第1章 擬定工藝方案零件加工工藝方案將決定組合機床的加工質量、生產率、總體布局和夾具結構等

16、。所有，在制定工藝方案時，必須認真分析被加工零件圖，并深入現場了解零件的形狀、大小、材料、硬度、剛性、加工部位的結構特點、加工精度、表面粗糙度，以及現場所采用的定位、夾緊方法，工藝過程，所采用的刀具及切削用量，生產率要求，現場的環(huán)境和條件等。如條件允許，還應廣泛收集國內外有關技術資料，制定合理的工藝方案。制定工藝方案時，還要考慮下列幾點基本原則。1. 粗、精加工要合理安排2. 選擇合適、可靠的工藝方法3. 工序集中的原則4. 定位基準及夾緊點的選擇原則為了保證工藝準備的質量和合理性，需要先擬定出工藝方案。工藝方案時工藝設計和準備的指導文件，是工藝準備工作的綱。它將指出產品制造的技術關鍵及其解決

17、辦法，并規(guī)定了工藝工作應遵循的基本原則。工藝方案的主要內容有：1、規(guī)定新產品試制及過渡到成批或大量大批生產后應達到的生產指標，如質量、生產率、材料利用率等；2、規(guī)定工藝制定的原則，例如，是采用專用設備還是采用通用設備、工序是集中還是分散，等等；3、規(guī)定工藝裝備的設計原則及工藝裝備系數；4、提出工藝關鍵的解決方案及有關的試驗研究問題；5、工藝路線的安排及生產組織形式的確定；6、工藝方案的經濟分析；7、工藝準備工作量的估計和工作進度計劃；§第2章 設計任務及組合機床介紹§2.1 加工內容及要求 要求設計一臺加工汽車制動室支架前面孔系的組合鉆床，共有六個孔（詳見加工工序圖），并鉸

18、其中兩孔作為后面工序的精基準。被加工零件其材料為HT200，硬度HB170220，年產量為1萬件/年。§2.2 本臺機床為臥式雙面組合鉆床的配置形式。圖2-1§2.3 工作循環(huán)： 快進 工進 快退§2.4 確定切削用量及選刀具刀具的選擇應考慮工藝要求與加工尺寸精度，工件材質，表面粗糙度及生產率的要求。只要條件允許，應盡量選用標準刀具，為了提高工序集中程度或滿足精度要求，可以采用復合刀具。孔加工刀具的長度應保證，加工中了時刀具螺旋槽尾端與導向套之間有30-50mm的距離，以便于排出切削和刀具磨損后有一定的向前調整量。在繪制加工示意圖時應注意，從刀具總長中減去刀具錐柄

19、插入秸稈孔內的長度。根據本道工序的要求，加工零件時需要加工3組孔，因此要選擇3把不同直徑的刀具，查表選錐柄長麻花鉆，材料為高速鋼，鋼號為。加工13孔時，選用錐柄長麻花鉆GB1439-8513；加工16.5孔時，選用錐柄長麻花鉆GB1439-8516.5；加工18孔時，選用錐柄長麻花鉆GB1439-8518查組合機床設計，確定切削用量： 刀具切削用量選擇應考慮刀具的使用壽命。保證刀具應有的使用壽命，進給量按刀具最小直徑選擇，切削速度按復合最大直徑選擇。因此，進給量和進給速度都按鉆頭的大小選擇。切削用量選擇如下表：表2-1工序進給速度V mm/min進給量S mm/r擴13孔14.20.2擴18孔

20、14.20.2§2.5 確定切削轉矩、軸向切削力和切削功率 式中 F軸向切削力（N）； D鉆頭直徑（mm)； f每轉進給量（mm/r); T切削轉矩（Nmm); P切削功率（KW); v切削速度（m/min); HBW材料硬度 t背吃刀量；擴13孔 擴18孔時 §2.6 初定主軸直徑 計算主軸直徑， 式中，d主軸直徑 （mm）； T主軸所承受的轉矩 （N*mm）； B系數；對于擴13的孔， 查組合機床設計；所以d取50mm對于擴18的孔， 查組合機床設計；所以d取50mm§2.7 夾具設計方案全生產線采用通過式滾道輸送帶，根據被加工零件的特定結構以及裝夾方便和本工

21、序的特定內容，要針對本工序設計專用夾具。夾具采用一面一銷定位，即用已加工的下面作為精基準（限制三個自由度），在下底面布置一個銷以限制孔（限制兩個自由度），并在兩個端面布置兩個擋板（限制一個自由度），以用來夾緊?？紤]到定位的精確度和裝夾方便，在下底面再布置一個支撐釘，在夾緊前主要有下底面的支承釘承受零件重量。夾緊時，右端面要預夾緊，保證左端面支撐釘定位可靠，然后從后面進行加緊，使零件前面貼緊定位板，從而實現最終的定位與夾緊。為提高加工效率，滿足生產節(jié)拍的要求，預夾緊采用機械夾緊，主夾緊采用液壓夾緊。 §第3章 組合機床的總體設計“三圖一卡”§3.1 被加工零件的工序圖 工序圖

22、是根據工藝方案制定的，表示所設計的組合機床上完成的工藝內容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術要求，加工用的定位基準、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機床加工前加工余量的圖樣。它是組合機床設計的具體依據，也是制造、使用、調整和檢驗機床精度的重要文件。該零件的工序圖如下； 圖3-1§3.2 加工示意圖加工示意圖應表達和標注的內容有：機床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程；工件、刀具及導向、多軸箱之間的相對位置及其聯系尺寸；主軸結構類型、尺寸及外伸長度；刀具類型、數量和結構尺寸；接桿的結構尺寸；刀具、導向套間的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式及配合尺寸等。（詳見加工

23、示意圖）§3.2.1選擇刀具及導向 圖3-2 組合機床加工孔時，除采用剛性主軸加工方案外，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導向裝置來保證。因此，正確選擇導向裝置的類型，合理確定其尺寸和精度，是設計組合機床的重要內容，也是繪制加工示意圖時必須要解決的問題。導向裝置有兩類，即固定式導向裝置和旋轉式導向裝置。由于加工孔的直徑為16.5和18，因此，采用固定式導向裝置。根據組合機床設計手冊對于擴16.5和18的孔，固定式導向裝置選擇；D=26，D1=35，D2=39。導向裝置的布置，對于擴13的孔， 對于加工18的孔， 根據刀具直徑14，及機械加工工藝手冊2表1027可確定刀具為錐柄長麻花鉆

24、,其參數如下表所示表3-1加工孔直徑（mm擴孔鉆頭名稱鉆頭直徑（mm）鉆頭總長L（mm）鉆頭螺旋長度L1（mm）莫氏錐柄號13錐柄長麻花鉆132151134118錐柄長麻花鉆182631651§3.2.2 確定主軸類型、尺寸、外伸長度 考慮到擴孔軸向力F=28739N較大，選用單列向心球軸承主軸，主軸軸徑d=30，D=50。查組合機床設計參考圖冊P159得主軸外伸長度為115。§3.2.3選擇接桿由于多軸箱主軸的外伸長度為一定值，而且刀具的長度也是一定值，為保證多軸箱上各刀具能同時到達加工終了位置，要通過可調整的刀具接桿來調節(jié)刀具位置。根據本工序的主軸外伸長度和刀具的結構尺

25、寸，查組合機床設計參考圖冊P122得接桿型號為。§3.3.4確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程工作進給長度應等于工件加工部位長度與刀具切入長度L1和切出長度L2之和，切入長度應根據工件端面的誤差情況在510之間選擇，取切入長度L1=10mm.由于本工序加工的是通孔，取L2=15mm。工件加工長度L=10mm。所以工進長度L工=10+15+20+65=110mm?？焖偻嘶亻L度等于快速引進與工件進給長度之和?？焖僖M是指動力部件把多軸箱連同刀具從原始位置送進到工作進給開始位置，其長度按加工具體情況確定。通常，采用固定式夾具的鉆孔組合機床上，快速退回行程長度須保證所有刀具均退至夾具導套內而不

26、影響工件裝卸。這里取快退長度為400mm,則快進長度為290mm.詳見下圖：圖3-3動力部件總行程長度應保證要求的工作循環(huán)工作行程（快速引進+工作進給=快速退回）外，還要考慮裝卸和調整刀具方便，即考慮前、后備量。前備量是指因刀具磨損或補償制造、安裝誤差，動力部件尚可向前調節(jié)的距離。這里前備量為20mm。后備量是指考慮刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出所需要的軸向距離。這里后備為210mm。理想的情況是保證刀具退離夾具導套外端面的距離大于接桿插入主軸孔內（或刀具插入接桿孔內）的長度。因此，動力部件的總行程為快退行程長度與前后備量之和，等于610mm，依次作為選擇標準動力滑臺或設計專用動

27、力部件的依據。§3.3.5 繪制加工示意圖應注意的問題加工示意圖上應有足夠的聯系尺寸，并標注恰當。尤其是從多軸箱端面到刀尖的軸向尺寸應齊全，以備檢查行程和調整機床使用。圖上應標注各主軸的切削用量及必要說明。加工示意圖應按加工終了狀態(tài)繪制。而且加工示意圖應有表示加工過程的工作循環(huán)圖及各行程長度。本次零件的加工示意圖如下； 圖3-4 圖3-5§3.3 機床聯系尺寸圖 機床聯系尺寸圖是用來表示機床的配置形式、機床各位置部件之間相對位置關系和運動關系的總體布局圖。它是進行多軸箱、夾具等專用部件設計的重要依據。 如下圖所示，機床聯系尺寸圖的內容包括機床的布局形式，通用部件的型號、規(guī)格

28、；動力部件的運動尺寸和所用電動機的主要參數，工件與各部件間的主要聯系尺寸，專用部件的輪轂尺寸等等。圖3-6§3.3.1 選擇動力部件 選用動力部件主要指選擇型號、規(guī)格合適的滑臺和動力箱。具體動力部件的選擇： （1）選擇動力箱動力箱主要依據多軸箱所需的電動機功率來選用。多軸箱所需的電動機功率為。由于P空無法確定，P主可由下式估算；式中，多軸箱傳動效率。加工黑色金屬時=0.80.9；加工有色金屬時=0.7-0.8。主軸數多，傳動復雜時取小值，反之取大值。由于右主軸箱主軸少，傳動容易，所以取大值。取=0.9。所以；對于左主軸箱，取=0.9；所以由查組合機床設計簡明手冊表5-39選擇動力箱為

29、1TD32型，電動機型號為Y112M4，功率為N=4.0KW，電動機轉速為1440r/min,動力箱輸出軸轉速為720r/min。驅動軸離滑臺125mm。（2） 選擇動力滑臺 通常，根據滑臺的驅動方式、所需近給力、進給速度、最大行程長度和加工精度等因素來選用合適的滑臺。因為較大的溫度變化影響液壓系統(tǒng)的性能，卻液壓系統(tǒng)的維修較困難，所以選用機械滑臺?；_所需的進給力可按下式計算：式中，-各主軸加工時所產生的軸向進給力。所以對于左主軸箱對于右主軸箱所以F15.653KN;由組合機床設計簡明手冊表5-1 可知1HJ40M型機械動力滑臺總行程為630mm大于所確定的動力部件的總行程400mm;其臺面寬

30、度為400mm,臺面長度為800mm,工進速度為（15.3533.8mm/min),滿足工件加工的進給速度f=90.99mm/min;允許的最大進給力為20000N>F=15.653N;快移速度為6.9m/min。 這是選用的雙矩形導軌的外側面導向，用斜鑲條調整導軌間隙，平壓板將滑鞍與滑座脫離，此種導軌制造工藝簡單、導向剛度好，制造方便、應用較廣。 （3）配套通用部件 由組合機床設計簡明手冊表5-1 機械滑臺與附屬部件、支承部件配套表可確定滑臺側底座型號為1CC401M型，其長度為1350mm,高度為560mm,寬度為600mm。導軌防護裝置為1HJ40-F81。§3.3.2

31、機床的裝料高度 裝料高度是指機床上工件的定位基準面到底面的垂直距離。選取機床裝料高度應考慮的主要因素是：應與車間里運送工件的滾道高度相適應，工件的最低孔位置，多軸箱最低主軸高度和選用通用部件、中間底座、夾具等部件高度尺寸的限制等，綜合上述因素，本機床給定裝料高度為960mm。 §3.3.3 夾具輪廓尺寸的確定組合機床夾具是保證零件加工精度的重要專用部件，是用于定位和夾緊工件的，所以工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據。這里所要確定的夾具輪廓尺寸主要是指夾具底座的。§3.3.4 中間底座的輪廓尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面連接安裝的需要。其長度方向尺寸要據

32、所選動力部件及其配套部件的位置關系，照顧各部件聯系尺寸的合理性來確定。非常重要的是，一定要保證加工終了位置是，工件端面至多軸箱端面的距離不小于加工示意圖上要求的距離。同時，要考慮動力部件處于加工終了位置時，多軸箱與夾具外輪廓間應有便于機床調整、維修的距離。為便于切削及冷卻液的回收，中間底座周邊需有足夠寬度的溝槽。中間底座長度方向尺寸L，要根據所選動力部件和夾具安裝要求來確定，一般可按下式計算： 式中，L1在加工終了位置，多軸箱端面至工件端面間的距離（mm），這個課題中，L1左=480mm，L1右=426mm； L2多軸箱厚度，L2=325mm； L3工件長度，L3=160mm； l1滑臺與多軸

33、箱的重合長度，l1=250mm； l2在加工終了位置，滑臺前端面至滑座端面間的距離，和前備量之和，l2=60mm； l3滑座前端面與側底座端面距離，l3=150mm則中間底座長度為 mm中間底座高度按標準選取560mm。在確定中間底座高度時，應考慮切削的儲存和清理以及電氣接線盒的安排。§3.3.5 多軸箱輪廓尺寸標準的通用鉆、鏜類多軸箱的厚度有兩種尺寸規(guī)格，臥式為325mm，立式為340mm,本機床為臥式選定325mm,繪制機床聯系尺寸圖時著重確定的尺寸是多軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度h1,如圖所示：圖3-7 多軸箱的寬度B、高度H的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關，按下式

34、計算： 多軸箱寬度B=b+2b; 多軸箱高度H=h+b1+h1； b-工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離 b1-最邊緣主軸中心距箱體外壁的距離 h-工件在高度方向相距最遠的兩孔距離 h1-最低主軸高度 b和h已知，b=250mm,h=70mm為保證多軸箱有排布齒輪的足夠空間，b1推薦值bmm,取b1=100mm。多軸箱最低高度h1由與工件最低位置h2 、機床裝料高度H和滑臺滑座總高h3 、側底座高度h4 、滑臺與側底座之間調整墊高度h7等尺寸之間的關系而確定。對于臥式組合機床，h1要保證潤滑油不致從主軸襯套出泄露箱外，通常推薦： h1=149.5若取b1=70mm，則可求出多軸箱輪廓尺寸為： 根

35、據上述計算，按多軸箱輪廓尺寸且根據具體情況，及系列標準，最后確定多軸箱輪廓尺寸為。 §3.4 編制生產率計算卡根據選定的機床工作循環(huán)所要求的工作根據選定的機床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快速及工進速度的等，就可以計算機床的生產率并編制生產率計算卡，生產率計算卡用以反映機床的加工過程、完成每一動作所需要的時間、切削用量、機床生產率及機床負荷率等。§3.4.1 理想生產率Q1指完成年生產率綱領A（包括備品及廢品率在內）所要求的機床生產率。據任務書要求本機床年產量10000件，Q1=20（件/小時）。§3.4.2 實際生產率指實際設計機床每小時實際

36、可以生產的零件數量。式中：生產一個零件所需要的時間（min)，它可根據下式計算： 式中：機加工時間（min),包括動力部件工作進給和死擋鐵停留時間 刀具的工作進給行程長度（mm)； 刀具的工作進給量（mm/min）； 輔助時間（min),包括快進時間、快退時間、工作臺移動時間或轉 位時間、裝卸工件時間 、動力部件快進行程長度、快退行程長度（mm); 動力部件快速移動速度（mm/min); 工作臺移動或轉位時間（min),一般為0.050.13min; 裝卸工件時間(min),一般為0.51.5min; 機床負荷率：20/28.71=0.69 根據組合機床的使用經驗，適宜機床負荷率為，§

37、;3.4.3 編制生產率計算卡生產率計算卡是按一定格式要求編制的反映零件在機床上的加工過程、工作時間、機床生產率、機床負荷的簡明表格。具體內容如下：表3-2被加工零件圖號A1毛坯種類鑄件名稱汽車制動室支架毛坯質量材料HT200硬度HB180工序名稱鉆前面孔系并鉸兩孔工序號2序號工步名稱工作行程/mm切削速度/（m/min)進給量/(mm/r)進給量（mm/min)工時/min工進時間輔助時間1安裝工件0.52工件定位、夾緊0.23滑臺快進5520000.02754滑臺工進擴13深1345200.290.990.55死擋鐵停留0.026滑臺快退10020000.057工件松開0.28卸下工件0.

38、5備注1.動力箱驅動的主軸，轉速為720r/min 2.本機床裝卸工件時間取1min累計0.51.5975單件總工時2.0975機床生產率28.6（件/h)理論生產率20(件/h)負荷率69.90%機床生產率計算卡§第4章 夾具設計§4.1 機床夾具概述§4.4.1機床夾具的功能1 保證加工精度 工件通過機床夾具進行安裝，包含了兩成含義：一是工件通過夾具上的定度定位獲得正確的位置，稱為定位；二是通過夾緊機構使工件的既定位置在加工中保持不變，稱為夾緊。這樣，就可以保證工件加工表面的位置精度，且進度定位。2 提高生產率 使用夾具來安裝工件，可以減少劃線，找正，對刀等輔

39、助時間，采用多件，多工位夾具，以及氣動，液壓動力夾緊裝置?？梢赃M一步減少付諸實踐。提高生產率。3 擴大機床的適用范圍 有些機床夾具實質上是對機床進行了部分改造，快打了元機床的功能和適用范圍。如在車床床鞍上安放鏜模夾具，就可以進行箱體零件的孔系加工。4 減輕工人的勞動強度，保證生產安全。§4.4.2 機床夾具的基本組成包括1 定位原件及定位裝置，2 夾緊元件幾夾緊裝置，3 導向元件4 對刀元件及元件，5 夾具體，6 其它元件及裝置。§4.4.3 機床夾具的類型 機床夾具的類型很多，形狀千差萬別。為了設計和制造上的方便，往往按照某一屬性進行分類。常見的分類有按照夾具的通用特性劃

40、分。具體可以分為:通用夾具，如車床上的卡盤，銑床上的平口鉗，分度頭，平面磨床上的電磁吸盤等。 專用夾具，這類夾具是指專門為某一零件的某一道工序設計的。專用夾具只有在大批量生產的情況下才能發(fā)揮他的經濟效益。轉悠夾具的設工作量大。可調夾具，在中小批量生產中，使用可調往往會獲得最佳的經濟效益。成組夾具，成組夾具是根據成組加工工藝的原則，針對一組形狀近似，工藝相似的零件設計。組合夾具，這類夾具是由預先制造號的標準元件和部件，按照工序加工的要求組合裝配起來，使用完后可以拆卸存放。隨行夾具，這是一類在自動線和柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具。按照使用的機床劃分可以分為，車床夾具，銑床夾具，鏜床夾具，磨床夾具和鉆床

41、夾具等。 §4.4.4 機床夾具應滿足的要求 1 保證加工精度 這是必須做到的基本要求。其關鍵是正確的定位，夾緊和導向方案。夾具制造的技術要求，定位誤差的分析和驗算。 2 夾具的總體方案與年生產綱領向適應 在大批量生產時，盡量采用快速高效的定位，夾緊機構和動力裝置。提高自動化程度，符合生產節(jié)拍要求。在中小批量生產時，夾具應有一定的可調性，以適應多種工件的加工。 3 安全 方便，減輕勞動強度 機床夾具要有工作安全性考慮，必須時加保護裝置。要符合公認的操作位置和習慣。要有合適的工件裝卸位置和空間，讓公認操作方便。大批量生產和工件笨重時。更要減少工人的勞動強度。 4 排屑順暢 機床夾具中聚

42、集的切屑會影響到工件的定位精度，切屑的熱量是工件和夾具給排泄問題充分的重視。 5 機床夾具應有良好的強度剛度和結構公益性 機床夾具設計師，要方便制造，監(jiān)測。調整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。§4.4.5 夾具體材料的選用 從生產成本上考慮，并且根據需要加工孔德大小及鉆頭的鉆屑力考慮出發(fā)選用的灰鑄鐵?；诣T鐵的成分組織及性能如下：灰鑄鐵的成分一般分為Wc=2.7%-3.6%;Wsi=1.0%-2.5%;Wmn=0.5%-1.3%. 灰鑄鐵的組織特征是片狀石墨分布于剛的基本上。由于化學成分和楞伽速度的綜合影響，灰鑄鐵的組織有一下三種：鐵素體+片狀石墨；秋光提+鐵素體+片狀石墨；球光體+

43、片狀石墨。 灰鑄鐵的力學性能主要取決于石墨的形狀，大小及分布狀態(tài)。同時也與集體的組織有關，由于石墨的力學性能幾乎為零，在鑄鐵中相當于空洞和裂紋破壞了基本的連續(xù)性。 灰鑄鐵的抗壓強度比較高，均為抗拉強度的3-4倍，故灰鑄鐵適于制造承擔簡單壓力的構件，如機床床身，底座，支柱。 §4.2 工件的定和夾具的定位設計§4.2.1 工件的定位原理 在制定工件的工藝規(guī)程時。已經初步考慮了加工工藝基準問題，有時還繪制了工藝簡圖。設計夾具時原則上應該選該工藝基準為定位基準。無論是工藝基準還是定位基準，均應符合六點定位原理。 六點定位原理是采用六個按一定規(guī)則布置的約束點，限制工件的六個自由度，

44、使工件實現完全定位。這里要清楚每一個點要起到限制一個自由度的的作用，而絕不能用一個以上的點來限制同一個自由度。因此，這六個點決不能隨意布置。§4.2.2 定位基準及定位元件的合理選擇 工件的定位基準確定后，應該選擇合適的定位元件與之接觸形成定位副，實現工件的定位。如果定位元件選擇的不合適，雖然能形成所需數量的定位點，但不能達到工件定位的目的。工件上被選做定位基準的表面有以下及種。平面定位基準，圓孔定位基準，外圓柱面定位基準，其它形式面定位基準。 本次夾具設計選擇了圓孔定位基準。 定位元件的選擇原則： 1. 工件定位基準與定位元件接觸或配合后，能限制住必須由其限制的工件的自由度。 2

45、由其產生的定位誤差最小。 3 定位表面應具有較高的尺寸精度，配合精度，表面光潔度和硬度。 4 定位元件結構應盡量簡單，便于裝卸工件。 5 具有足夠的強度和剛度。 6 有產生超定位可能 7 對尺寸大的定位件表面，從結構上采取措施，在不影響定位精度的前提下，盡量減少與工件的定位表面的接觸面積。§4.2.3 定位設計 采用一面一銷定位，即用已加工的下面作為精基準（限制三個自由度），在下底面布置一個銷以限制孔（限制兩個自由度），并在兩個端面布置兩個擋板（限制一個自由度），以用來夾緊?？紤]到定位的精確度和裝夾方便，在下底面再布置一個支撐釘，在夾緊前主要有下底面的支承釘承受零件重量。夾緊時，右端

46、面要預夾緊，保證左端面支撐釘定位可靠，然后從后面進行加緊，使零件前面貼緊定位板，從而實現最終的定位與夾緊。為提高加工效率，滿足生產節(jié)拍的要求，預夾緊采用機械夾緊，主夾緊采用液壓夾緊。 常見工件的組合基準有：一組平面組合基準，平面和曲面的組合基準，平面和孔的組合基準，一組孔的組合基準。 在討論組合基準定位時，應首先從工件的工序圖中分清哪個基準是主要定位基準，哪個是次要定位基準。 要加工零件如圖圖4-1 結合零件圖選擇一個心軸主定位，心軸可以限制4個自由度。底面限制一個自由度。圖4-2 心軸和底面限制了5個自由度，還有旋轉自由度沒有限制，設計下面壓緊機構可以同時限制旋轉自由度。圖4-3§4.3 夾具體設計 在確定定位方案和夾緊方案后開始夾具體的設計。圖4-4圖4-5通過液壓缸來壓緊工件。圖4-6夾緊機構設計：圖4-7圖4-8§4.4 夾緊力的計算 夾緊力大小需要準確的場合，一般可以經過試驗來確定，通常由于切屑力本身是估算的，工件與支撐件的摩擦因數也是近似的。因此夾緊力也是粗略估計的。 在計算夾緊力時，將工件和夾具看做一個剛性系統(tǒng)，一切削力的作