毕业论文-电锤钻机床设计及其夹具设计.doc

毕 业 论 文 电锤钻铣床传动设计 办学单位： 班 级： 学 生： 指导教师： 提交日期： 年 月 日 中 文 摘 要现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有只能感等生产的能力工厂中约拥有1300015000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。 关键词：专用夹具；立式铣床；AbstractModern production requrie enterprises manufacturing products often update, in order to adapt to the fierce market competition, the International Association for the study of statistical pipe production indicated that does not approve, the variety of the production has accounted for about 85% of the number of species. However, general business habits and using special fixture to traditional, in a factory has only sense has about 1300015000 set in the production of special fixture.另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。On the other hand, the variety of the production enterprises, about every 4 years to update the special clamp around 80%, and the fixture of the actual wear about the amount of only 15%, especially in recent years the flexible manufacturing system (FMS), CNC machine tools, machining center (NC) (MC) and group machining (GT) etc. new technology is being applied and popularized, the productivity of batch production gradually approaches the mass production level.Keywords: Special fixture; vertical milling machine;绪论2第一节 机床设计的目的2第二节 机床课程设计的内容2第一章 机床的总体设计3第一节设计机床应满足的基本要求3第二节机床的设计步骤4第三节主要技术参数4第二章 铣床主传动系统设计5第一节 主传动系统概述5第二节 主运动系统的参数6第三章 带传动设计28第一节 带传动选择5第一节 带传动计算5第四章 机床主要运动机构及限位11第一节 驱动机构5第二节 限位与行程5第五章 机床夹具设计11第一节 铣床和夹具的概念5第二节 夹具在铣床上的作用5第三节 常用夹具的种类5第四节 铣床夹具的选用原则5第五节 夹具设计主要结构5第六章 机床主要图纸及结构外形30第一节 机床常规结构5第二节 机床主要结构及图纸5第七章 机床安装调试30第一节 机床工作环境要求5第二节 机床就位注意事项5第三节 机床精度调整注意事项5第八章 工艺过程设计第一节 电锤钻工艺过程30第二节 铣削主轴的工艺过程30课程设计总结36致谢词36参考文献37绪论第一节 机床设计的目的 机床课程设计是在学完机床课以后，进行一次学习设计的综合性练习。通过设计，运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。通过设计，分析比较机床主传动中某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计计算和编写技术文件。完成机床主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过机床课程设计，获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力。并为进行一般机械的设计创造一定的条件。第二节 机床课程设计的内容1、 机床的总体设计 机床设计，是设计人员根据使用部门的要求和制造部门的可能，运用有关的科学技术知识，所进行的创造性劳动。2、 运动设计根据设计题目给定的机床用途、规格、主轴极限转速，拟定转速图、传动系统图、计算带轮直径和齿轮齿数。3、 动力设计 根据设计题目给定的机床类型、规格及工作条件，确定主电动机功率；确定主轴及各传动件的计算转速；初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及带根数。在结构机构设计之后，再对机床主要传动件、零件，进行应力、变形和寿命的验算，并修改结构设计。4、 结构设计完成运动设计和动力设计之后，还要将主传动方案“结构化”。要设计主轴变速箱装配图及零件工作图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、操纵机构、润滑与密封，以及主轴、传动轴、滑移齿轮、操纵元件、箱体等零件的设计。 第一章 机床的总体设计 机床设计，是设计人员根据使用部门的要求和制造部门的可能，运用有关的科学技术知识，所进行的创造性劳动。第一节设计机床应满足的基本要求评价机床性能的优劣，主要根据下述的技术-经济指标来判断的，这些指标也就是设计机床的具体要求。一 工艺可靠、可能性机床的工艺可能性是指机床适应不同生产要求的能力，大致包括下列内容：（1）在机床上可以完成的工序种类；（2）加工零件的类型、材料和尺寸范围；（3）毛坯种类二加工精度和表面光洁度机床的加工精度是指被加工零件在尺寸、形状和相互位置等方面所能达到的准确程度。三生产率机床的生产率是指在单位时间内机床所能加工的工件数量。四自动化程度为了提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度和更好的保证加工精度的稳定性，机床应尽量提高自动化程度。五结构制造与维修在满足使用要求的前提下，机床的结构应该尽量简单，工艺性好，容易制造和装配，维修方便等。六、操作安全方便和工作可靠性机床应操纵方便、省力、容易掌握和不易发生故障和操作错误。这样不仅减少工人的疲劳，保证工人和机床的安全，还能提高机床的生产率。七效率、使用期限与成本机床的效率就是有效功率对输入功率之比。两者的差值就是摩擦损失。第二节机床的设计步骤机床的设计工作大体可以分为四个步骤：1. 调查研究学习有关机床设计的方针、政策、明确设计要求：收集相关资料2. 方案拟定在调查研究和科学实验的基础上，通常可以拟定出几个方案进行分析比较。每个方案所包括的内容有：工艺分析、主要技术参数、总布局、传动系统、液压系统、电气系统、主要部件的结构草图、实验结果等。3. 工作图设计首先，绘制机床总图和各部件装配图；其次，绘制机床的全部零件图；然后，整理机床有关部件与主要零件的设计计算书，编制各类零件明细表，编写机床说明书等技术文件；最后，多有关图纸进行工艺审查和标准化审查。第三节主要技术参数机床主要技术参数包括主参数和基本参数，基本参数又包括尺寸参数、运动参数、动力参数等。其主要参数又称主要规格，表示机床的加工范围，对于通用机床和专门化机床，我国统一规定主要参数内容。机床主要参数：工作台尺寸（长X宽）：.700*400 毫米进给滑块纵向50毫米夹具横向进给.18毫米夹具垂直.400毫米主轴转速范围:（18级）31.5-1600转/分主轴外径 : .35毫米主轴到工作台面间距离.210毫米刀杆直径：.8毫米主电机：功率 .5.5千瓦转速 . 1400转/分第二章 铣床主传动系统设计第一节 主传动系统概述 一主传动的功用机床主传动是实现机床主运动的传动，属于外联系传动链，其功用是：将一定的动力由动力源传递给执行件（如主轴或工作台）；保证执行件具有一定的转速（或速度）和足够的转速范围；能够实现运动的开停、变速、换向和制动等。二主传动的组成主传动一般由动力源（如电动机）、变速装置及执行件（如主轴、刀架、工作台），以及开停、换向和制动机够等组成部分。动力源给执行件提供动力，并使其得到一定的运动速度和方向；变速装置传递动力以及变换运动速度；执行件执行机床所需的运动，完成旋转或直线运动。开停机构用来实现机床主轴的启动和停止的装置；换向机构用来变换机床主轴旋转方向的装置；制动机构用来控制机床主轴迅速停转的装置，以减少辅助时间。三主传动系统的设计要求1.具有适当的调速范围铣床为了保证加工时能选用合理的切削用量，充分发挥刀具的切削性能，从而获得最高的生产率、加工精度和表面质量，必须具有适当的调速范围。 2.具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪声低铣床加工精度与主传动系统的刚度密切相关。为此，应提高传动件的制造精度与刚度，齿轮齿面进行高频感应加热淬火增加耐磨性；3.良好的抗振性和热稳定性铣机床上一般既要进行粗加工，又要进行精加工；加工时可能由于断续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡以及切削过程中的自激振动等原因引起的冲击力或交变力的干扰。因此在主传动系统中各主要零部件不但要具有一定的 静刚度，而且要求具有足够的抑制各种干扰力引起振动的能力抗振性。机床在切削加工中主传动系统的发热使其中所有零部件产生热变形，破坏了零部件之间的相对位置精度和运动精度造成的加工误差，为此，要求主轴部件具有较高的热稳定性，通过保持合适的配合间隙，并进行循环润滑保持热平衡等措施来实现。 4.操纵要轻便灵活、迅速、安全可靠，并必须便于调整和维修。第二节 主运动系统的参数机床主传动系统的参数有动力参数和运动参数。动力参数是指主运动驱动电机的功率，运动参数是指主运动的变速范围。一主传动功率 机床主传动的功率可根据切削功率与主传动传动链的总效率 由下式确定： 机床的加工范围一般都比较大，切削功率可根据有代表性的加工情况，由其主切削抗力按下式确定： 式中 主切削力的切向分力() 切削速度()； 切削扭矩()； 主轴转速()。 为从电动机到工作机主动轴之间的总效率，即 =0.833滚动轴承传动效率取0.99 圆锥齿轮传动效率取0.95圆柱齿轮传动效率取0.97 联轴器效率取0.99 卷筒效率取0.96 主传动的总效率一般取，因此，效率可取适中，即=0.75 。二运动参数运动参数是指机床执行件如主轴、工件安装部件（工作台、刀架）的运动速度。1 主轴转速的确定主运动为旋转运动的机床，主轴转速n 由切削速度v 和工件或刀具的直径 d 来确定： n=（转/分）公式中： v选定的切削速度（米/分） d刀具直径、或工体直径（毫米）2 主轴极限转速： 公式中： 分别为主轴最高、最低转速（转/分） 分别为最高、最低切削转速（米/分） 分别为最大、最小计算直径（毫米）应当指出，通用机床的 并不是机床上可能加工的最大和最小直径，而是指常用的经济加工的最大和最小直径。对于通用机床，一般取： =k*D 公式中： D可能加工的最大直径（毫米） K 系数、根据对现有同类型机床使用情况的调查确定。（普通车床k=0.5） 计算直径范围（=0.200.25）查表vmax=250、dmin=40;vmin=15、dmax=125通过参考同类型机床的极限转速最终确定： =2000 转/分用上述方法求得的主轴极限转速有时由于典型工序选择不当或者原始数据有偏差，可能与实际需要相差较远。因此还应到生产现场调查研究探讨合理的主轴转速，也可以对用户进行调查访问，统计同类型的机床的主轴极限转速，进行分析比较后加以确定。 所以此次设计的主轴转速范围为402000 转/分3 主运动电动机功率的确定电动机功率是计算机床零件和决定结构尺寸的主要依据。电动机功率取得太大，则机床零件、部件的尺寸也会随之不必要的增大，不仅浪费材料，而且是电动机经常处于低负荷情况下工作，功率因数太小，如果电动机功率取得太小，则机床的技术性能达不到设计要求，且电动机将经常处于长负荷情况下工作，容易烧坏电机和电器元件方法。机床电动机的功率通常用计算法、实测法或调查研究现有机床的方法，加以确认。一般来说，现有的同类型的专用机床较少，调查研究的方法将受到限制，而通用机床的工序多变，计算和实测的条件也变化不定，因此调查研究现有机床的电动机功率有时则成为确定电动机功率的主要方法。经过查阅部分机床电动机功率，选用三相异步电动机YS-9L-4 1.5KW 1440 r/min主传动功率的确定：动力参数包括电动机的功率，液压缸的牵动，液压马达的伺服电动机或异步电动机的额定转矩等。个传动的参数都是根据动力参数、设计计算的，如果动力参数过大，将使机床过于笨重，浪费材料和电力，如果定的太小，又将影响机床的性能，动参数可以通过调查、试验和计算的方法进行确定。机床主运动的功率分为：切削功率、空转功率损失和复合机械摩擦损失三种。进行切削加工时，要消耗切削功率，它与刀具材料和所先用的切削用量的大小有关，如果是专用机床，则工作条件比较固定也就是道具与工件的材料和切削用量的变化范围较小，这时计算值也就较接近实际情况。若是普通机床，则道具与工件的材料和切削用量的变化都相当大，通常可根据机床检验时所要求的重负荷切削条件确定。机床主运动空载时要消耗电动机的部分功率，这部分被称为空在功率损失，用表示，机床的空转功率损失只随主轴和其他各轴转速度的变化而改变，引起空转损失的主要因素是各传动件在空转时候的摩擦，由于加工和装配误差而加大的摩擦以及搅油，空气阻力和其他载荷等中型传动链的空转功率损失可以用以下的试验公式进行计算：=（3.5）公式中：主运动链中除主轴外，所有传动轴轴颈的平均直径，如果主运动链的结构尺寸尚未确定则初步可按电动机功率P选取：当 1.5P2.8 KW 时： =30 mm2.5P7.5 KW 时： =35 mm7.5P14 KW 时： =40 mm本次我们铣头主轴轴颈的直径为30，中段最大直径为35，平均直径为33左右。电机带轮的连接轴轴颈直径为主轴前后轴颈的平均值（mm）当主轴转速为时，传动链内除主轴处各传动轴的转速之和，如传动链内有不传递载荷但也随之做空转动的轴时，此轴的转速也应计入（r/min）主轴转速（r/min）润滑油粘度影响的修正系数，用N46号机械油时=1，用N32号机械油时=0.9；用M5号机械油时=0.75系数，主轴用两支承的滚动轴承或滑动轴承=0.85机床在切削时齿轮、轴承等零件上的正压力加大了，功率损耗加大了，比多出来的那部分功率损耗称为附加机械摩擦损失功率，切削功率越大，这部分损失也越大。综上所述主电动机功率（KW）为：=+=其中： 公式中： 为主运动链中各传动副的机械效率OB主运动所消耗电动机各项功率之间关系图图中表示主运动链在某一转速下所消耗的各项功率之间的关系，当开动机床尚未切削（=0）时就需要消耗部分功率（图中）随着的增加沿着上升到A点，这时机床满载=+=/公式中为主运动传动链的总功率。图中连线与水平轴夹角为的余切=ctg,当从0上升到时，是沿着OAB折线上升的，因此，反对满载时有效，当时，根据算出的电动机功率将小于实际值。滚动轴承传动效率取0.99 圆锥齿轮传动效率取0.95圆柱齿轮传动效率取0.97 联轴器效率取0.99 带效率取0.96 在主传动链为确定之前可以根据和总效率来确定主传动链的电动机功率=0.650.80，即=5751，机构比较简单和主轴转速较低时取值大，反之取值小。=0.75综上所述=+=7.5kw类别传动件平均机械效率齿轮传动直齿圆柱齿轮 磨齿未磨齿斜齿圆柱齿轮锥齿轮0.990.980.9850.97带传动平胶带 无压紧轮有压紧轮V带同步齿形带0.980.970.960.98第三章 带传动设计第一节 带传动的选择机床传动系统中主要应用带传动、链传动、渐开线圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动、涡轮蜗杆传动、丝杠螺母传动。其中带传动的优点是：（1）结构简单制造容易成本低，特别适用中心距较大的两轴之间传动（2）胶带有弹性可缓和冲击和隔离振动传动平稳噪声小适宜于高速传动（3）在过载时能打滑起过载保护作用其缺点是：（1）因为有滑动速比不能固定不变，不能用于速比要求准确的场合（2）产生摩擦力所需的张紧力较大，所以对轴和轴承的压力较大。（3）它是以胶带传递负荷的间接传动要求有较大的中心距，空间位置不及齿轮传动紧凑。链传动的优点是（1）传动装置的尺寸不大，但能传递的动力较大（2）可实现较大的传动比（3）它是一种无滑动的挠性传动，平均传动比不变（4）不怕油可用在难以防护而不便使用带传动的地方其主要缺点是（1）瞬时传动比波动，与齿轮传动相比传动部够均匀。故一般不用于要求精确传动的传动链中。 （2）磨损后链条易拉长，出现松边过大的现象，在无张紧装置时，不宜于传动方向常变的传动中。齿轮传动在机床上用于传递扭矩和改变运动的速度与方向其优点是：能保证恒定的瞬时传动速比传递运动准确可靠，这对于齿轮和螺纹加工机床尤为重要。两轴间配以几对齿数不同的齿轮时可改变从动轴的转速也可以用交换齿轮变速。传递功率较高，可达98%以上，使用寿命长。传递效率和速度的范围较宽。结构紧凑，体积较小。其缺点是高速时平稳性较差噪声较大对冲击比较敏感，不宜用在中心距较大的传动中，制造复杂成本较高。机床中的锥齿轮主要用于传递相交轴的运动，有时也利用锥齿轮组成差动机构，以进行同轴差动运动，而且锥齿轮的加工比较复杂。综合各类传动的优缺点选用圆柱直齿轮传动作为主传动的传动形式。第二节 带传动设计1.V带型号的选择 确定计算功率 （k为工作参数）机床启动载荷轻，工作载荷稳定，而铣床工作载荷有轻微波动， 根据计算功率和小带轮转速查V带选型图得：该V带型号为B型。2.确定带轮基准直径小带轮基准直径应大于或等于该型号带轮的最小基准直径以免带的弯曲应力过大导致其寿命降低。查表得： 3.验算带速一般V应在725m/s范围内。4.计算中心距和带长 取400带长:根据初定查找相近基准长度，取传动的实际中心距确定为：8251) 验算小带轮包角5.对于V带一般要求，至少应使6.确定V带根数 查表得： 考虑带轮宽度就近，取整为了使每根V带受力均匀，带的根数大多通常7.计算初拉力 查表得： 第四章 机床主要驱动机构及限位第一节 机床主要运动机构一.机械所用的驱动机构主要：液压驱动、气压驱动、电气驱动、机械驱动、手动驱动。其中以液压驱动、气压驱动用得最多。1、液压驱动式液压驱动式机械手通常由液动机（各种油缸、油马达）、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统，由驱动机械手执行机构进行工作。通常它的具有很大的抓举能力（高达几百千克以上），其特点是结构紧凑、动作平稳、耐冲击、耐震动、防爆性好，但液压元件要求有较高的制造精度和密封性能，否则漏油将污染环境。2、气压驱动式其驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成，其特点是气源方便、动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。但难以进行速度控制，气压不可太高，故抓举能力较低。3、电气驱动式电力驱动是机械手使用得最多的一种驱动方式。其特点是电源方便，响应快，驱动力较大（关节型的持重已达400kg），信号检测、传动、处理方便，并可采用多种灵活的控制方案。驱动电机一般采用步进电机，直流伺服电机（AC）为主要的驱动方式。由于电机速度高，通常须采用减速机构（如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋传动和多杆机构等）。有此机械手已开始采用无减速机构的大转矩、低转速电机进行直接驱动（DD）这既可使机构简化，又可提高控制精度。4、机械驱动式机械驱动只用于动作固定的场合。一般用凸轮连杆机构来实现规定的动作。其特点是动作确实可靠，工作速度高，成本低，但不易于调整。5、手动驱动式手动驱动相比机械驱动，液压驱动，或者其他方式而言，具有结构简单，传动可靠，危险系数低，操作简单有效的特点。二.本机床主要的运动机构为手动驱动式，具体的机械原理采用的是螺旋传动。螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副老实现传动要求的。他主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动或动力。优点：结构简单，制造方便；较小的回转力矩，较大的轴向力，工作稳定，传动精度高，易于自锁缺点：摩擦损失大，传动效率低1.铣削头双向进给机构机床的横向进给通过丝杆的转动进行带动机床纵向两侧的V形滑块沿着纵向燕尾槽的导向槽进行运动。丝杆中部采用槽型结构间隙配合与底座，可以自由转动。左侧一段螺纹与左侧的燕尾滑块进行配合采用左旋设计，右侧一段螺纹与右侧燕尾滑块进行配合。从机床的右侧大手轮处观察转动时，顺时针转动机床大手轮，两燕尾滑块向中心进行同向进刀。当逆时针转动机床大手轮时，两燕尾滑块沿着滑道反方向运动。由于该丝杆两端的螺距一致故可以保证同向进给或者通向退出时进给量的一致性。图4.1.1（机床纵向进给丝杆装配）图4.1.2（机床纵向进给丝杆零件）2. 夹具横向进给夹具的横向进给方向主要作用是保证机床铣削时在横向进行进给从而使加工数量为大批量生产时铣削槽的中心距离保持一致。中心驱动轴采用类似于铣削头进给丝杆机构，在轴中心处采用槽设计保持与定位座的间隙。丝杆一端与燕尾滑块内孔进行连接，轴另一端与手轮进行连接。站立于机床正面观察，顺时针转动手轮带动丝杆时拉近滑块向操作者方向进行运动直至到达限位位置。逆时针转动手轮带动丝杆时，滑块远离操作者直至到达限位。图4.1.3（机床横向向进给丝杆零件）3. 夹具垂直进给机构夹具垂直方向进给主要为压紧工件，使工件外圆定位面紧贴底部定位块的V形槽达到定位的效果。图4.1.4（夹具垂直进给机构原理图）图4.1.5（机床夹具垂直定位效果图）第2节 机床限位限位块，就是限制位置的“铁块”，用螺钉将限位块固定在机床相关部位，控制行程的，有固定式，有可调节式。机床不同，限位块放置位置不同。多数是放置在机床导轨附近，滑台碰到限位块后，切削位置（长度、深度，等）就固定了。也有放置于进刀机构附近的，例如立钻，在进刀手柄附近有限位块，控制钻孔深度的。1. 机床纵向进给限位块设定由于纵向燕尾滑块在双向丝杆的螺母转动下同向或者反向进行运动为保证机床工作的安全性，并保证在皮带传动的弹性范围内限定滑块的运动范围，故在滑块的尾端设置了内限位块，约束滑块往内部的运动范围。在底座的尾端设定了外限位块，约束了滑块向外部运动的运动范围。限位块可以更换来调整，满足铣削不同工件的目的。图4.2.1（机床滑块纵向限位）2. 夹具横向进给限位块设定夹具的横向进给机构类似机床纵向进给限位块设定，通过螺母卡槽内转动带动燕尾滑块的运动（轴向），为了减小人为对刀带来的误差并减少劳动强度，故增加了内外限位块，其中外限位块安装于夹具底部限定夹具外运动极限位置，内限位块安装于燕尾滑块尾部限定往内运动极限位置。图4.2.2（机床夹具横向限位） 第五章 机床夹具设计第一节 铣床和夹具的概念 铣床指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。通常以铣刀旋转运动为主运动，工件和铣刀的配合移动为进给运动。它可以加工平面、垂直面、斜面、各种沟槽或成型面，如果配一些附件（如分度头）也可以加工螺旋槽，凸轮、成型面等。夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之固定在正确的位置，以接受加工或检测并保证加工要求的机床附加装置，简称为夹具。在我们实际生产中夹具的作用是将工件定位，以使加工工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。 第二节 夹具在铣床上的作用 夹具是在机床机械制造过程中，用来固定加工产品，使之固定在正确的位置，以接受加工或检测的机床附加装置，简称为夹具。在我们实际生产中夹具的作用是将工件定位，以使加工工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。 在机床上加工工业零件的时候，必须用夹具装好固定所要加工工件。将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位。将工件夹紧，就是对工件施加作用力，使之在已经定规定好的位置上将工件可靠地固定，这一过程称为夹紧。从定位到夹紧的全过程，称为装夹。铣床夹具的主要功能就是完成工件的装夹固定工作。工件装夹情况的好坏，将直接影响工件的加工精度。第三节 常用夹具的种类 数控铣削加工常用的夹具大致有以下几种：1.万能组合夹具。适合小批量生产或研制时的中小、小型工件在数控铣床上进行铣削加工。2.专用铣削夹具。这是特别为某一项或类似的几项工件设计制造的夹具，一般在年产量较大或研制时非要不可时采用。其结构固定，仅使用于一个具体零件的具体工序，这类夹具设计应力求简化，使制造时间尽量缩短。3.多工位夹具。可以同时装夹多个工件，可减少换刀次数，已便于一面加工，一面装卸工件，有利于缩短辅助时间，提高生产率，较适合中批量生产。4.气动或液压夹具。适合生产批量较大的场合，采用其它夹具又特别费工，费力的工件，能减轻工人劳动强度和提高生产率，但此类夹具结构较复杂，造价往往很高，而且制造周期较长。5. 通用铣削夹具。有通用可调夹具、虎钳、分度头和三爪卡盘等。第四节 铣床夹具的选用原则 在选用夹具时，通常需要考虑产品的生产批量、生产效率、质量保证及经济性，选用时可参考下列原则：在生产量小或研制时，应广泛采用万能组合夹具，只用在组合夹具无法解决十才考虑采用其他夹具。小批量或成批生产十可考虑采用专用夹具，但应尽量简单。在生产批量较大的可考虑采用多工位夹具和气动、液压夹具。第五节 夹具设计主要结构 本夹具主要负责对电锤钻的定位方便快捷，从而满足大批量低成本生产的要求夹具主要通过电锤钻外圆定位、端面定位的方式，采用顶部螺旋机构压紧和底部V形滑块导向约束的两个条件对工件进行定位。图5.1.1（机床夹具外形结构）机床夹具主要非标准件有：滑座、垫片、V形滑块、定位块、锁紧螺栓、顶部手轮、定位销钉、工件、内定位块、调整垫片、前端手轮、外限位块图5.1.2（机床夹具图纸） 图5.1.3（机床夹具手轮轴图纸）图5.1.4（机床夹具定位块图纸） 第六章 机床机构及主要图纸第一节 机床常规结构1.一般铣床的组成铣床有一个机动驱动主轴。夹持多齿刀具的心轴配入此主轴中。旋转圆刀具的切削刃或齿在此刀具的每一转切除的金属为一控制量。工作件装在可运动的工作台上并向铣刀进刀。工作台可以手动进刀或自动进刀。当几个铣刀装在心轴上，在一次操作中几个面可以同时加工。在这个部分主要分为铣床的构成和铣床的基本机构两个部分。先在铣床的基本构成解释了铣床的节本结构，然后在铣床的构成部分详细的介绍了铣床的一些具体结构。2.铣床的基本结构以升降台铣床为例，一般是由立柱，铣头，工作台，床鞍，升降台，床身等构成。升降台铣床的主要特点是带有升降台。升降台可以沿着床身上的导轨上下移动，工作台安装在升降台上面，并能前后左右移动。所以升降台铣床加工工件时很灵活，用途很广。铣床有一个机动驱动主轴。夹持多齿刀具的心轴配入此主轴中。旋转圆刀具的切削刃或齿在此刀具的每一转切除的金属为一控制量。工作件装在可运动的工作台上并向铣刀进刀。工作台可以手动进刀或自动进刀。当几个铣刀装在心轴上，在一次操作中几个面可以同时加工。以膝及柱铣床为例。膝及柱通常铸成一件，作成铣床的主要铸件。柱有厚强及强力支撑用来支持机器的其他零件，并通常包含一柜冷却剂用于切削降温。柱里面空间装有驱动电动机及齿轮机构，以此传送力到主轴及工作台。柱的上部支持上臂。上臂设计因机器制造厂而异。心轴支座滑动在上臂上。心轴支座夹紧在上臂上，并支持铣刀心轴。心轴支座之下端轴承与主轴的中心完全对正。内部支座靠近中心支持心轴。主轴是空心的，他旋转于柱上端的轴承中；前端有推拔孔以接收铣床心轴的标准柄。在柱上面有一宽滑槽，通常为鸠尾设计，以备滑动膝或托架的正确对正。膝可以在柱上升起及降落对各种尺寸的工作可以调整进刀深度。膝是一个铸铁，两边加工成直角。膝的垂直加工边在柱面上的导路滑动。膝的上面与垂直面加工成直角，并支持在膝上或向着或离开柱面滑动的鞍座。有一个强度很高的升降螺升降此膝。鞍座装在膝的上面并支持工作台，在鞍座上的精确加工面，通常为鸠尾状，装着铣床工作台。 工作台装在鞍座上，普通铣床的工作台运动为： 1 垂直升起在柱的膝上 2 横向在膝上滑动鞍座； 3 纵向工作台在鞍座上滑动。分厘标度盘刻度为 1000 寸精度，用于调定工作台。在万能铣床的鞍座上，工作台又可以水平的旋转。 在铣床工作台的上面有纵向的 T 槽，其能用于固定工作件或工作件夹紧。参考传动铣床结构进行设计第二节 机床主要结构1. 铣削头设计铣头主要零部件有：主轴、一对角接触轴承7027、外轴承端盖、内轴承端盖、轴套、密封圈，附带连接带轮、锁紧弹簧套、弹簧套锁紧螺母图6.2.1（机床铣头结构）2. 弹簧夹紧套设计利用弹簧夹紧套的弹性和10锥角插入主轴右端内孔处，加工时需要对该锥度进行配合刮研，使主轴内孔与弹簧夹紧套紧密贴合。采用外弹簧锁紧螺母转动压紧内圈的弹簧夹紧套从而夹紧铣刀。图6.2.2（机床铣刀夹紧结构）3. 机床纵向进给机构设计机床纵向进给机构分布在机床的左右两侧对称排列。主要零件有燕尾滑块承载着顶部的铣削头，并用小压板将铣削头固定于燕尾滑块顶部槽内。滑块底部与底座的燕尾槽进行配合从而保证运动的直线度。燕尾滑块内外安装有限位块控制工件的纵向行程。图6.2.3（机床纵向进给结构）4. 机床夹具机床工作台面中部安放的是夹具设备，负责对工件进行固定并推动工件在横向进行进刀，达到铣削长槽的目的。图6.2.4（机床夹具布置）5. 机床带轮传动结构带轮传动由底部的电动机安装有电机带轮进行驱动带动顶部铣削主轴端部的皮带轮进行旋转，中心距离为825mm。皮带轮外径为140，电机带轮外径为100.图6.2.5（机床带传动结构）6. 机床主体结构及其主要图纸图6.2.6（机床主体结构）图6.2.7（机床主体图纸）图6.2.8（机床主轴图纸） 第七章 机床安装调试 1.工作环境的要求为了保持稳定的数控机床加工精度，工作环境必须满足以下几个条件：（1）稳定的机床基础，做机床基础时一定要将基础表面找平抹平。若基础表面不平整，机床调整时会增加不必要的麻烦。做机床基础同时预埋好各种管道。 （2）适宜的环境温度，一般为1030。（3）空气流通、无尘、无油雾和金属粉末。（4）适宜的湿度，不潮湿。（5）电网满足数控机床正常运行所需总容量的要求，电压波动范围85110%。（6）良好的接地，接地电阻小于47。（7）抗干扰，远离强电磁干扰如焊机、大型吊车、高中频设备等。（8）远离振动源。高精度数控机床做基础时，要有防震槽，防震槽中一定要填充砂子或炉灰。2.机床就位时注意事项按照工艺布局图，选择好机床在车间内安装位置，然后按照机床厂家提供的机床基础图和外形图，1：1比例进行现场实际放线工作，在车间地面上画出机床基础和外形轮廓。检查机床与周边设备、走道、设施等有无干涉，并注意天车行程极限。若有干涉需将机床移位再重新放线，直至无干涉为止。安装完成后对机床性能进行检查 1、机床几何精度的调试 在机床摆放粗调整的基础上，还要对机床进行进一步的微调。这方面主要是精调机床床身的水平，找正水平后移动机床各部件，观察各部件在全行程内机床水平的变化，并相应调整机床，保证机床的几何精度在允许范围之内。 2、机床的基本性能检验（1）主轴功能手动操作 选择低、中、高三档转，主轴连续进行五次正转反转的起动、停止，检验其动作的灵活性和可靠性，同时检查负载表上的功率显示是否符合要求。 （2）各进给轴的检查手动操作对各进给轴的低、中、高进给和快速移动，移动比例是否正确，在移动时是否平稳、畅顺，有无杂音的存在。 3.机床精度调整（1）机床的几何精度检验 机床的几何精度是综合反映该设备的关键机械零部件和组装后几何形状误差。数控机床的基本性能检验与普通机床的检验方法差不多，使用的检测工具和方法也相似，每一项要独立检验，但要求更高。所使用的检测工具精度必须比所检测的精度高一级。其检测项目主要有： X、Y、Z轴的相互垂直度。 主轴回转轴线对工作台面的平行度。主轴在Z轴方向移动的直线度主轴轴向及径向跳动。（2）机床的定位精度检验数控机床的定位精度是测量机床各坐标轴在数控系统控制下所能达到的位置精度。根据实测的定位精度数值判断机床是否合格。其内容有：各进给轴直线运动精度。直线运动重复定位精度。 直线运动轴机械回零点的返回精度。 （3）机床的切削精度检验 机床的切削精检验，又称为动态精度检验，其实质是对机床的几何精度和定位精度在切削时的综合检验。其内容可分为单项切削精度检验和综合试件检验 单项切削精度检验包括：直线切削精度、平面切削精度、圆弧的圆度、圆柱度、尾座套筒轴线对溜板移动的平行度、螺纹检测等综合试件检验：根据单项切削精度检验的内容，设计一个具有包括大部分单项切削内容的工件进行试切加工，来确定机床的切削精度。第八章 工艺过程设计 第一节 电锤钻工艺过程设计1.电锤钻介绍电锤钻头与各种电锤机配套使用，适合在混凝土、钻头、石头等硬质建材商钻孔是建筑、安装行业中用途广、效率高的打孔工具。电锤钻头的型号多、批量大，是一种易损耗的工具配件由于当前钻头的刃部采用落后的切削方法进行加工，产品质量低、材料单耗高、劳动强度大、效率低下及成本较高的缺点，因此要改变原有的传统工艺，采用新的金属塑性成形工艺冷挤压，才能达到高质量及产量的要求。工艺分析电锤钻头材料为40Cr合金钢，它是由刀头、刃部、柄部组成。刀头是吧硬质合金通过熔焊法镶上的。电锤钻冷挤压工艺相比传统工艺的优点有：1. 提高制件质量，使得电锤钻头刃部连续金属流线，增加刃部的强度及耐磨性，从而提高制件的质量2. 提高制件精度，通过冷挤压工艺，使得电锤钻头刃部达到较精确的形状及较高的尺寸精度3. 节约金属材料，由于采用少而无切削的冷挤压工艺技术能达到电锤钻头刃部形状所要求的形状尺寸接近成品，大大降低了金属的消耗量。4. 提高生产效率，由于电锤钻头刃部不再进行切削加工，减少了生产工序，从而大大提高了生产效率工艺制定经过研究，电锤钻头的生产工艺过程主要有：下料软化冷挤压软化扭转1. 确定毛胚形状及尺寸：下料尺寸至14x1752. 毛胚制胚处理：软化处理、表面处理、润滑处理3. 对圆柱型毛胚正挤压一次成型工艺4. 通过专用铣床铣削成型后的零件侧槽5. 镶嵌硬质合金刀片片6. 去除焊渣及其余第二节 铣削主轴工艺过程设计1.铣削头主轴的主要工艺过程如下：工序一：锻造锻造成型工序二：热处理正火工序三：粗车1.车外圆30、32至352.车外圆35至383.车外圆M33、M30段至354.光出两端面，总长至3885.车左端中心孔至56.钻右端中心孔至10工序四：热处理调质T235工序五：半精车两次装夹，中心架，校正1.车外圆30、32及其肩面放余量1-1.52.车外圆35至尺寸3.车外圆M33、M30段放余量1-1.54.光出两端面，总长至3865.车沉割放余量1-1.5（注意所放余量深度）6.车左端中心孔至要求7.右端中心孔车至15，车孔口5开角放余量1-1.5工序六：精车两次装夹，中心架定位，校正1.车外圆30、32及其肩面放余量0.25-0.32.车外圆35h6放余量0.25-0.3