三孔双向卧式组合镗床夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 三孔双向卧式组合镗床 夹具设计 摘 要 双向卧式组合镗床 设计主要包括 卧式单工位双面组合镗床 传动系统图的设计和 多轴箱设计 、夹具、刀具导向装置的设计和夹紧装置的选择。 卧式单工位双面组合镗床 传动系统图的设计和 多轴箱设计 、夹具、刀具导向装置的设计和夹紧装置的选择是组合机床的主要组成部分，是保证加工精度的关键部件。它和机床的其它部分有着及其密切的联系。因此，要求组合机床必须具有良好的刚性和足够的夹紧力，以保证在整个加工过程中工件不产生位移。同时，满足工件加工的各项技术要求，要保证工件不允许的变形，提高生产率和降低生 产成本，工艺性和实用性要好。 由加工零件的工艺条件为粗镗，因此采用两面同时镗削，不仅加工方便，而且生产效率较高，因此采用双面卧式组合镗床进行加工是合理的。 根据加工零件的加工特点，选择一面两孔作为定位基准，限制工件在加工时的六个自由度。为了确保定位精度和稳定性，采用底平面定位。定位销采用手动回转机构定位销，用支承板定位系统，它用油缸经过推杆和一系列杠杆实现定位销的插入和拔出。 关键词： 双向卧式组合镗床 ， 传动系统 ， 导向装置 ， 粗镗 ， 一面两孔 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文题目 he s s s is s is It s in At is by is at is to on is to at 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 in In to it s a of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 前 言 . 1 第 1 章 机床主轴箱产品工艺过程分析 . 3 件分析 . 3 模 . 3 型 . 3 注： . 3 砂： . 4 火： . 4 涂料： . 4 ： . 4 门铣： . 4 门刨： . 4 臂钻： . 4 镗： . 4 镗： . 5 ： . 5 验： . 5 ： . 5 库 ： . 5 第 2 章 数控机床粗镗工序及组合镗床总体设计 . 6 数控机床主轴箱粗镗工序分析及其机床类型选择 . 6 工序采用的定位方案及特点 . 6 工序应达到的技术要求 . 6 定确定运动参数和动力参数 . 7 定切削用量 . 7 定机床动力参数 （切削力、切削转矩、切削功率）及刀具耐用度 . 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 制加工示意图 . 8 择刀具 . 8 定导向装置 . 9 支架和底座 . 10 算动力部件的工作循环及工作行程 . 10 第 3 章 工件夹紧机构和夹紧力计算 . 13 紧机构的要求 . 13 紧力的方向应保证工件的既定位置而不破坏定位 . 13 紧力方向使工件变形最 . 13 紧力的大小。 . 13 第 4 章 定位元件的选择以及计算 . 17 位基准的选择 . 17 用一面两销定位 . 17 件以孔定位和以平面定位的分析 . 17 位误差分析计算 . 18 位件的选择 . 18 位误差的计算 . 19 第 5 章 夹具的发展前景 . 21 具的动向 . 21 精 . 21 效 . 21 具的最终形式 . 22 块、组块 . 22 用、经济 . 22 结 论 . 23 谢 辞 . 24 参考文献 . 25 附 录 . 错误 !未定义书签。 外文资料翻译 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 前 言 组合机床是一种专用高效自动化技术装备， 由于它仍是大批量机械产品实现高效、高质量和 经济性生产的关 键装备，因而被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域。其中 ，特别是汽车工业，是组合机床最大的用户。如德国大众汽车厂在 发动机工厂，90 年代初所采用的金属切削机床主要是 组合机床 自动线 (60%)、组合机床(20%)和加工中心 (20%)。显然，在大批量生产的机械工业部门，大量采用的设备是组合机床。因此，组合机床的技术性能和综合自动化水平，在很大 程度上决定了这些工业部门产品的生产效率、产品质量和企业生产组织的结构，也在很大程度上决定了企业产品的竞争力。 现代组合机床为机电一体化产品，它是控制、驱动、测量、监控、刀具和机械组件等技术的综合反映。近 20 年来，这些技术有长足进步，同时作为组合机床主要用户的汽车和内燃机等行业也有很大的变化，其产品市场寿命不断缩短，品种日益增多且质量不断提高。这些因素有力地推动和激励了组合机床和自动线技术的不断发展。 十多年来，作为组合机床重要用户的汽车工业，为迎合人们个性化需求，汽车变型品种日益增多，以多品种展开竞争已成为汽车市场竞争的特点之一，这使组合机床制造业面临着变型多品种生产的挑战。为适应多品种生产，传统以加工单一品种的刚 性组合机床必须提高其柔性。 在国外许多公司中，组合机床设计已普遍采用 作站，在设计室几乎很难见到传统的绘图板。 应用于绘图工作外，并在构件的刚度分析 (有限元方法 )、组合机床设计方案比较和选择，以及方案报价等方面均已得到广泛应用，从而显著地提高了设计质量和缩短了设计周期。加之国外许多公司在组合机床组成模块方面的系列化和通用化程度很高 (一般达 90%以上 )，使组合机床的交货期进一步缩短。 目前，在机械加工工业中，机械产品大批量生产中，组合机床已得到广泛运用。一些复杂的壳体类零件，加工工艺复杂、定 位夹紧困难的工件，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 要提高其加工精度、生产效率，单凭普通机床是很难办到的，而在用普通机床加工复杂工件的过程中，对操作者的技术也提了较高的要求，这就迫切的要求生产一定数量的组合机床。这样，不但可以提高零件的加工精度和生产率，而且成本低、生产周期断，适合我国的经济水平、教育水平和生产水平。更能够在激烈的竞争中为企业获得更多利润、提高企业核心竞争力。 目的意义： (1)提高机床的加工精度和生产率。 (2)提高我们国家整个机械加工行业的水平和实力。 (3)减轻工人的劳动强度。 (4)降低工件成本、加工工艺难度、操作者的技术要 求。 毕业设计是我们在学习阶段的最后一个重要环节，要求我们能综合运用大学四年所学的专业知识和理论知识，结合实际，独立解决本专业一般问题 ,树立为生产服务，扎实肯干，一丝不苟的工作作风，为将来在机械方面工作打下良好的基础。 我设计的课题是 粗镗 型机床主轴箱 孔双向卧式组合镗床 . 为了做好自己的毕业设计课题，我参照资料对组合镗床的结构构造，工件的加工过程、加工工艺有了一定的了解。 在老师的悉心指导下，我查阅了大量的相关设计资料，本着提高自己的动手设计能力，综合掌握自己专业的知识的精神 ， 经过设计和讨论，终于圆满地完成了设计任务。由于本人实践经验的欠缺和知识的局限性，该夹具的实际工作情况及可用性还有待于实践的检验。设计过程中难免出现一些错误，敬请各位领导，老师，同学提出宝贵意见和见解，本人在此表示由衷的感谢！ 【标题上下各空一行， 从这里输入前言 内容，前言格式已设置好，不需要修改 。】 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 第 1 章 机床主轴箱产品工艺过程分析 件分析 型机床主轴箱 是数控机床的主轴箱的箱体，结构如图 工艺分析如下： 图 型机床主轴箱的三视图 模 确定造型的分型面，拔模斜度、型芯芯盒的几何尺寸、内外模浇口、直浇口的几何形状及尺寸、浇注后的缩水量等工步。木模为机械制造的第一道工序。 型 采用渗加固化剂肤腩树脂砂造型。在造型机上制造外型与泥芯，经氧化渗碳后进行脱模，在外模中下泥芯，然后经合箱，扣箱工步，制作浇口杯，冒口杯等。 注： 先进行点火，将砂型中有机原燃烧排气，设置浇冒口，将熔化温度在买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 1400C 左右的铸铁水净化，经气孔，渣子上浮清除干净后，冷却在 1300 砂 ： 铸件冷却 1 2 小时后，开箱送入振动落砂，上清砂，除去铸件的浇冒口系统，并对坯件进行打磨去刺。 火： 消除坯件凝固的内应力，加温在 350C 左右保温 4 6 小时，并随炉冷却。 涂料： 在需要加工的表面上刷上带色（红色）涂料。 ： 以三个大孔为基准，划四周平面的加工线 。 门铣： 找正工件，一次粗铣 4 5 个主轴箱体的外表面，并在箱体底平面及两侧留 精刨余量。 门刨： 精刨工件底平面，使之达到图纸要求，精刨孔系两侧平面台图。 臂钻： 以钻模为夹具钻加工 8 20 孔，并钻铰 2 16 两销 孔。 镗： 以卧式单工位双面组合镗床粗镗 2 大孔，并留单边加工余量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 镗： 以卧式单工位，双面组合镗床，精镗上述三大孔位置如图，并倒角145。 ： 去除加 工毛刺。 验： 检查各加工平面与空的尺寸是否合图。 ： 在 数控主轴箱上打印标记。 库 ： 涂防锈油，分类堆放。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 2 章 数控机床粗镗工序及组合镗床总体设计 数控机床主轴箱 粗镗 工序 分析及其机床类型选择 工序采用的定位方案及特点 本工序采用 “一面两孔 ”的定位方案，其特点为： “一面两孔 ”的定位方案，广泛用于机加工的面与面的定位，它符合六点定位的原则，但由于一面两孔中有两个圆孔面作定位基准面，易出 现过定位现象，为了消除孔的大小，长度的公差，常采用以一孔为定位销，另一孔为辅助定位的削边销方法。 工序应达到的技术要求 本工序加工时，必须保证的几何尺寸大孔的深度为 41小孔 深度为 36两孔的距离为 160孔的大小尺寸为 面到孔中心高度为 200形位公差、大孔的垂直度保证 。孔之间为 孔内表面粗糙度为 工件的材料为 200， 在生产的铸件不得有气孔，砂孔等铸造缺陷。同时保证铸件毛坯孔的加工余量为 5 工序采用的 夹 紧方案 适用于批量生产本工序采用 液压夹紧，其特点是快捷、省力、可靠、夹紧力大。 床类型选择（即机床的布置形式）： 本工序加工的孔的中心线与定位基准平行且工件两个垂直侧面上的孔系 为同轴度的相互对应孔，故此在选择镗床工件时的组合机床应选用卧式单工位双面组合镗床 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 合镗床总体设计图如图 示 图 2合镗床总体设计 对于批量较大的多孔加工专用机床一般设计成多轴形式，因此该机床可采用六轴镗床较为合理。这样轴向上的切削力可以相互抵消，给加紧带来了方 便。 定 确定运动参数和动力参数 定切削用量 由于 工件的的加工余量为 5镗、半精镗、精镗的切削用量分别为 1工序粗镗的背吃刀量虑用硬质合金镗刀，参考资料可知，可以试取 v=40m/ f=使进给为整数，则取 f=150mm/ 对于镗 时，取0f=r， n=0v=1000= 3 . 1 4 7 3 . 5 1 8 7 . 51000=对于镗两 时，取0f=r， n=0v=1000= 3 . 1 4 5 8 . 5 2 1 4 . 31000=买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 定 机床动力参数 （切削力、切削转矩、切削功率）及刀具耐用度 首先 计算每根主轴的主切削力，计算公式如下 0 . 7 5 0 . 5 55 1 . 4a f H B 其中 1/3（ 190 把 镗 各参数代入，则948N 把 镗 各参数代入，则762N 机床切削功率 1 1 9 4 8 4 3 . 3 1 . 4 16 0 0 0 0 6 0 0 0 0k w k w 2 2 1 7 6 2 3 9 . 4 2 . 3 16 0 0 0 0 6 0 0 0 0k w k w 电动机的功率计算 12 1 . 4 1 2 . 3 1 4 . 1 40 . 9d k w k w 考虑提高切削用量的可能性，选择功率稍大的电动机。电动机的型号为21 3 2 6，电动机的转速为 960r/率为 切削转矩 0 . 7 5 0 . 5 52 5 . 7 a f H B,代入得1 7 1 m，2 5 7 m。 设 镗 时，刀具的寿命为 0 . 2110 . 1 5 0 . 21 8 9 . 8 1 . 04 3 . 3 2 . 5 0 . 8 Tv a f 计算得到 钟 =17 小时，同理， 864 分钟 =31 小时。 制加工示意图 择刀具 根据工件的材料和硬度选择 质合金镗头，假设镗 为镗杆 1，镗 为镗杆 2， 的直径为 53，其截面尺寸为1616杆 2， 3 的直径为 45，其截面尺寸为 12纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 0 0 0001 0 , 8 , 4 5 。 定导向装置 由于此工序为粗镗，线速度为 v=40m/右，可选择固定导向，考虑镗杆尾部与机床主轴为刚性连接，故采用前置单导向的形式。如下图： 其中 ( 3 5 )d D m m : 1L 最大悬伸量因数 ) 2H K d（ 按镗孔直径尺寸公差的精度等级确定膛套长度的因数） 导向装置设计要求开始加工时镗杆深入导向装置的长度应不小于镗杆直径。 有以上的条件即可计算出导向装置的各尺寸。 图 2据工件形状取： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 镗大孔 ： 80； D 100； 镗小孔 ： 60； D 75； 其配合公差为 ： 10067756间隙配合 ) 80 与 60 均是在配合是配研， 使之达到镗孔所能达到的位置精度。 镗杆在镗模中只用一个位于刀具后面的镗套引导 。镗杆与机床主轴采用刚性联接，并应保证镗套中心线与主轴轴线重合。此时，机床主轴的回转精度会影响镗孔精度。此种镗模适于加工短空和小孔。 定式镗套 在镗孔过程中不随镗杆转动而转动，结构与快换 转套相同。加工时为提高镗削速度，内孔开有油槽，加工时可适当提高切削速度。由于镗杆在镗套内回转和轴向移动，镗套容易磨损，故不带油杯的只适用于低速镗削。 支架和底座 镗模支架和底座为铸铁，常分开制造，这样便于加工、装配和时效处理。他们要有足够的强度和刚度，以保证加工过程的稳定性。尽量避免采用焊接结构，宜采用螺钉和销钉刚性联接。支架在使用中不允许承受夹紧力。在底座面对操作者一侧应加工有一窄长平面，以便于将镗模安装于工作台上时用于找正基面。底座上应设置适当数目的耳环，以保证镗模在机床工作台上安装牢固 可靠。还应有起吊环，以便于搬运。 算动力部件的工作循环及工作行程 动力部件的工作行程指加工时动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置又返回到原来的动作过程，包括快进工进快退。 动力部件的进给长度： L 工进 加工长 + 加工长 加工部位长度（以最深孔来计算） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 刀具切入量。 刀具的切出长度。 L 加工长 40 5 取 ： 5。 1 则 L 工进 5+40+5 50。 动力部件快速退回长度 （ L 快退 ） L 快退 L 工进 +L 快进 为了装卸工件方便，取 L 快进 50 即 L 快退 100。 动力部件快速退回的长度 L 快退 必须保证有所有刀具均退回夹具的刀套内，而不影响工件的装卸。所绘的加工示意图 ： L45+16+20=81 100 即 L L 快退 。 则刀具可完全退回导套内，即设计合理。 动力部件的总行程的确定： L 总 L 工作行程 +L 前备量 +L 后备量 。 L 工作行程 动力部件的工作行程，即 L 快退 。 L 前备 动力部件尚可调节的距离。 L 后备 刀具从接杆中或接杆连同刀具一起从主轴孔中得到所需的轴 向距离。 L 工作行程 100 L 前备 6 L 后备 380 L 总 100+6+380 486。 工作循环图如 2 所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 图 2工作循环图 总结：绘制加工示意图时应注意的问题： 加工示意图应与机床实际加工状况一致，刀具应画在终了位置。 尺寸应完整，尤其是从主轴箱端面到刀尖的轴向尺寸应完整。 加工示意图上应标出各主轴的切削用量和被加工零件的图号，材料硬度，加工余量以及是否冷却液等。 加工示意图上应表示加工过程的工作循环及各行程的长度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 第 3 章 工件夹紧机构和夹紧力计算 紧机构的要求 紧力的方向应保证工件的既定位置而不破坏定位 此箱体采用一面两销定位，底面定位，因此加尽力的方向应该垂直于底面。 我 紧力方向使工件变形最 夹紧力应垂直工件的定位地面向下 。 力点的选择 作力点应尽量靠近加工面，在工件刚度最好的地方，着力点必须作用在定位元件的支撑面上。 夹紧力方向应使夹紧力最小综合上述三种考虑夹 紧力应该采用如下图所示： 图 3- 紧力的 大 小 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 夹紧力的大小与工件受的切削力、重力、惯性力和摩擦力的大小有关，根据静力平衡条件计算出理论夹紧力 W，乘以安全系数 K 得出实际夹紧力 W s ,即 ： W K； 式中 实际夹紧力； W 计算出理论夹紧力 K=2 4 0 基本安全系数，一般取 加工状态系数，粗 加工 刀具钝化系数 粗镗 切削特点系数 连续 考虑夹紧力稳定系数 1.2 u=K =1948 2+1762 4=10944 N； 0944(21937 N; A = d= (12 (12 10 4 Q At= 10 4 15136 N； 支柱承受力大于 1937=； 屈服强度 350 d /N4 s = 现取 d=40够满足强度要求！ 压夹紧传动系统 液压系统图示如下： 简单的反应液压回路的基本情况，再次没有做大量的阐述。基本资料详见参考书，在参考往往文献中已经详尽列出参考书出处、作者、出版社、年份等重要信息，广大读者可以轻松在市面上找到有关书籍。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 图 3压缸采用凸缘式 液压缸主要参数计算 活塞直径 D/活塞杆以推力工作时 D=P/F 活塞最大移动速度 V 无活塞杆腔 V=40 F 活塞最大作用力（）； 活塞杆工作压力，取（ ），现取； 0 活塞杆直径； 无活塞杆腔需要的最大输入流量（ ）； 效率，取 取 液压缸 样式简图如下 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 图 3文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 第 4 章 定位元件的选择以及计算 位基准的选择 用一面两销定位 用一圆柱销和一削边销定位，地下一平面。限制工件六个自由 度，完全定位。工件在夹具中定位时，通常采用一定数量、适当布置的支撑点来消除相同数量需要限制的自由度 。这就是工件定位规律。工件定位规律告诉我们，工件需要限制的自由度数量应由工件结构形状及其在工序中的加工技术要求所决定！ 件以孔定位和以平面定位的分析 定位销的结构 ，由于采用活动定位销。所以既不能把定位销直接压入夹具体内部，也不能用螺栓将定位销固定在夹具体上。而是采用一定的辅助措施采用旋转活动机构将定位销和活动附件用螺纹连接的方式连接。结构形式如下图所示； 工件以平面定位时，一个平面上最多布置三个支撑点。这种情况通常用于工件定位面相对工件总尺寸较大，并且被加工表面与该平面有尺寸精度要求时。当工件定位面较工件总尺寸狭长，又限制一个转动自由度，并且在一个方向上与被加工表面有尺寸和位置精度要求时，往往布置两个支撑点。当工件定位面相对工件总尺寸很小，并且在一个方向上与被加工表买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 面有位置尺寸精度要求时，为往往只布置一个定位支撑点 。 本结构采用支撑板支撑，应当指出的是工件除了以粗基面定位时采用支撑钉，其他时间很少用支撑钉。支撑板上 边带有排屑槽，当切屑落入螺钉头处的间隙内时便于清理，适宜用于底面的支撑。在以推入方式装卸工件的夹具和自动线夹具上应用较多。这种支撑钉可用 0淬火 4,20碳淬火硬度为 种支撑已经标准化，尺寸完全出自手册。 位误差分析计算 位件的选择 定位销的选择 表 4位销与定位销孔公差的确定： 销取 1/51/3 工件两基准孔的中心距公差， 1/5 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 一基准孔的最小直径 ， = 1 1 第一基准孔和圆柱 销间最小配合间隙，精度要求不高时不予考虑； 5. =边销的宽度 b,B 20 ,b=4, B= 2 2 b / 2 4 2 差取 削边销的尺寸 位误差的计算 两定位销所产生的最大角度误差 = 1 2 1 圆柱销与工件定位孔间的最大间隙； 2 菱形销与工件定位孔间的最大间隙； L=360孔 12 销 12 ；削边销 1 2 = 2 360 =位销伸出高度的计算 右定位销计算高度 l m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 m 应选 的较小值 工件定位孔与定位销的最小间隙 =H 1 = H 2 = 选择定位销的实际高度只是为了便于装卸工件，现在采用的是活动定位销，当加工完成去工件时，定位销会在手柄转动的同时下降，工件可以直接向后移动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 第 5 章 夹具的发展前景 具的 动向 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保发展方向的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 精 随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度 ，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定 位孔精度高达 5具支撑面 的 垂 直 度 达 到 00平 行 度 高 达 00 德 国美乐 )公司制造的 4m 长、 2m 宽的孔隙组合焊接夹具平台，其高度误差为 密平口钳的平行度和垂直度在 5内；夹具重复安装的定位精度高达 5士 性夹具的重复定位精度高达 25床夹具的精度以提高到微米级，世界知名的夹具 制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需要和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 效 为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧，精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断推陈出新。新型的电控永磁夹具，夹紧和松开工件只用 12 秒，夹具结构简化，为机床进行多工位，多面和多件加工提供了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典 3R 夹具仅用一分钟，即可完成线切割机床夹 具的安装与校正。采用美国 金斯 )公司的球锁装夹系统，一分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 具的最终形式 专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术、主动与国外夹具厂商联系，争取合资与合作，引进技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。 块、 组块 夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹