左右转向节加工工装设计大孔镗削加工夹具设计

摘 要 转向节是汽车转向桥上的主要零件之一，其功用是承受汽车前部载荷，支承并带动 前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此， 要求其具有很高的强度。 在此次毕业设计中我主要完成对年产量大的左右转向节加工总体工艺方案设计、加 工工艺装备设计主要是组合机床总体选择、主销大孔镗削加工工装设计和制动器孔钻削 加工工装设计。转向节总体工艺方案设计主要是参照资料比较分析零件加工工艺要求来 设计。对于主销大孔镗削和制动器孔钻削加工工艺装备设计主要是组合机床总体选择， 包括三 图一卡（零件工序图、零件加工示意图、机床联系尺寸图以及生产率计算卡）的 编制，主要参照组合机床设计上的设计方法来进行。主销孔镗削和制动器孔钻削加 工夹具设计主要应用了机床夹具设计手册中的夹具设计的相关知识进行夹具的定位、 夹紧方案分析及确定，并通过机床夹具设计的相关标准设计定位、夹紧元件及其他 元件，对夹具整体结构设计。 本次毕业 设计主要 应用了 组合机床 设计的相 关知识 以及专用 夹具设计 的方法 从而 系统地复习和掌握了机械产品加工工艺设计的一般流程和方法。 关键词 ： 转向节；主销孔； 镗削；制动器孔；钻削 is of is a th e of g is to to y. a ( bo r 目 录 引言 . 1 1 零件工艺方案设计 . 3 件分析 . 3 力分析 . 4 形分析 . 5 件加工工艺分析 . 5 坯的确定 . 6 精基准的选择 . 6 件加工表面加工方法的确定 . 7 件加工工艺规程 . 8 2 转向节加工机床的选择 . 9 制加工零件工序 . 9 加工零件工序 . 9 位加紧部位设计 . 10 制被加工零件工序的规定 . 11 制加工示意 . 11 工示意上应标注的内容 . 12 制加工示意的注意事项 . 12 制加工示意的计算 . 12 床联系尺寸 . 14 台的选用 . 14 力箱的选用 . 15 定装料高度 . 15 定夹具轮廓尺 寸 . 15 3 夹具一设计 . 16 位元件设计 . 16 面定位 . 17 承钉定位 . 17 差分析 . 17 紧装置的设计 . 18 紧装置的组成 . 18 紧装置的设计原则 . 18 位夹紧力的基本原则 . 19 小夹紧变形的措施 . 19 紧力的确定 . 20 旋夹紧机构 . 21 紧元件选择 . 23 具一的装配 . 23 4 夹具二设计 . 24 计的准备 . 24 案设计 . 24 定装夹方案 . 24 具的零部件设计 . 27 套的尺寸、公差、材料 . 28 模板设计 . 28 脚设计 . 28 模夹具的误差分析 . 29 柄的 设计 . 31 具体的设计 . 31 具二总装配 . 32 5 结论 . 32 谢辞 . 33 参考文献 . 34 附录 . 35 引言 （ 1）论文研究的背景及意义 转向节是汽车转向桥上的主要零件之一，一般载货汽车多以前桥为转向桥。转向节 按装配位置分左、右两种。左置方向盘的汽车（如我国、美国等按右侧行驶的汽车）其 左转向节的上、下耳部各有一分别用于安装转向节上臂与下臂的锥孔。而右转向节只在 下耳有一个安装下臂的锥孔。左右转向臂与转向横拉杆连接，与前轴构成转向梯形。当 汽车沿弯路转向行驶时，使两转型节绕主销偏转不同的角度，让所有车轮绕同一瞬时滚 动中心滚动，以减少车轮在转向行驶时的滑擦 。转向节的轴颈通过轮毂轴承与轮毂连接， 车轮用螺栓与轮毂连接，并绕转向节轴颈回转，实现汽车行走。 转向节的结构形式按节体和轮轴的组合方式，分为整体式和分开式两种。整体式转 向节是节体和轮轴合为一个整体，其毛坯一般采用锻造成型分开式转向节是节体和轮轴 分成两件轮轴采用棒形坯料节体毛坯为锻造或铸造成型，分别加工后再压配成一体。 转向节按节体和轮轴的组合方式，分为整体式和分开式两种，整体式主要用于商用 车（货车），分开式则主要用于乘用车（轿车）。目前，国外汽车多数采用整体式结构。 转向节的关键加工部位包 括：主销大孔、制动器安装孔、轮轴上安装轮彀轴承的配 台面和减震器安装孔等。 （ 2）国内外研究现状 国外工业基础好，发展成熟，再加上汽车工业发达，经验也比较丰富，在转向节生 产上都有各自的特点。 对于主销大孔，国外大多采用卧式双面镗床进行钻、镗加工，且将精镗主销孔和内 端面组合为一道工序；有些厂家也采用立式喷射钻一次加工完成单耳主销孔，能加达到 较高的精度和表面粗糙度要求。 转向节轮轴国外主要采用可变速的仿型车床车削，并由单刀仿形车削逐渐向多刀仿 形车削发展。精加工轮轴国外均采用端面外圆磨床磨削，在磨 削过程中采用自动测量装 置，进行砂轮的修正和进给量的及时补偿。 国外有些 后轮驱动 车的转 向节是通 过压配与 焊接相 结合的工 艺方法连 接到减 震器 上，这种结构的转向节有一个大的减震器安装孔。减震器孔的加工方法，国外以喷射钻 加工为主。 在转向节外螺纹的加工上，国外除常规的切削工序外，尚有采用滚压和磨削两种高 效的工艺方法。这两种加工方法都能大大提高螺纹的精度和表面粗糙度，从而提高螺纹 的疲劳强度和耐磨性。 与国外技术相比，国内工业基础薄弱，转向节加工技术起步晚，也缺少相关经验。 因此尽管在上世 纪末，国内已开始生产转向节加工专机，但在实际加工中，往往难以达 到产品图纸的技术要求、也难以保证生产节拍。 例如，天津某厂生产夏利轿车转向节，其结构复杂、刚性差、空间角度多、各部位 1 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 第 2 页 共 35 页 都不在同一平面上，给制造带来很大的难度。因此最终选择了引进国外技术加工转向节。 在 2008 年，第一条独具中国重汽技术创新特色的全自动、柔性化转向节加工生产 线在中国重汽桥箱公司正式投入生产运行。这大大提高了我 国的转向节加工能力。 尽管如此，我国转向节生产技术与国外先进技术的差距还是很大的。 以美国为例：通用汽车公司凯迪拉克部的新型转向节加工线，其 32 工位节体加工 自动线总长 前后两段组成，分别对节体进行粗、精加工。克罗斯公司的“双 程”加工自动线，则由 8 个工位组成，主要特点在于每个被加工的转向节必须在自动线 上通过两次才能完成全部加工。这种双程布置形式可减少自动线占地面积。 在德国，转向节生产也有自己的特色。德国 公司的加工自动线上主要采用 滚压螺纹、喷射钻削主销孔 、拉削节体凸榫面等高效率工艺方法，能极大地提高自动线 的生产率。为了满足柔性生产要求，德国 用机床公司的加工自动线， 在自动线上采用了 4 个 40C 型三座标数控动力头，取代了传统的可调式钻削、铣 削动力，用来加工转向臂凸台面和制动支承面上的安装孔等。 （ 3）研究目的 汽车左右转向节主销孔镗削加工工艺及组合机床选择，在此次毕业设计中要完成大 批量转向节加工总体工艺方案设计、主销孔加工工艺装备选择和主销大孔镗削和制动器 安装孔钻削加工夹具设计。 培养综合运用所 学基本理论，基本知识，基本方法和基本技能，分析问题和解决问 题的能力。并且可以通过实地考察，了解在现今工厂中所用到的镗销的组合机床和钻床 及其夹具，并确定其发展方向和所要求的精度范围。 毕业设计是高等工业院校学生毕业前进行的全面综合训练，是培养学生综合运用所 学知识与技能解决实际问题的教学环节，是学生在校获得的最后训练机会，也是对学生 在校期间所获得知识的检验。 （ 4）课题研究的主要内容 本文的主 要任务是 设计左 转向节主 销孔镗削 和减震 器孔钻削 加工的工 艺及加 工机 床选择，主要设计转向节的 加工工艺、镗削加工机床选择及镗削加工主销大孔和减震器 孔钻削的夹具设计。 本次设计的主要内容如下： 首先完成开题报告：介绍本次设计的背景和意义，关于转向节加工工艺的国内外研 究现状，最后分析设计的总体方案及进程安排。 接着是左转向节加工工艺方案的设计。首先进行零件工艺分析，再进行零件的加工 工艺分析，最后制定左右转向节批量生产的工艺过程。 左右转向节主销孔镗削加工的机床选择。主要是确定机床的种类和型号（包括规格 尺寸）。 左右转向节主销大孔镗削和减震器孔钻削加工工艺的夹具设计。包括定位加紧原理 2 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 第 3 页 共 35 页 设计分析，镗套设计及其他机构的设计，最后将所有元件进行装配，绘制出装配图及零 件图。 最后对毕业设计论文的主要工作做一个总结。 1 零件工艺方案设计 件分析 零件进行工艺分析的一个主要内容就是研究、审查零件的结构工艺性。所谓零件的 结构工艺性，是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，在现有技术水平和资源约束 下，制造的可行性和经济性。 转向节的形状比较复杂，主要由大孔、制 动器孔、减震器孔、摆臂四大部分组成如 图 1向节的加工分为毛坯制造和成品机加。转向节形状复杂，强度要求高，毛坯 一般采用 40 40合金结构钢通过模锻的方法制造。模锻的毛坯制造精度高， 加工余量小，生产效率高，而且金属材料经模锻后，纤维组织的分布有利于提高零件的 强度。 减震器 制动器孔 大平面 制 动 器 孔 摆臂 大孔 图 1转向节结构简图 3 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 第 4 页 共 35 页 力分析 对转向节静力学强度分析得到的等效应力云图如图 1 1 1 图 1 垂直跳动时转向节的应力云图 图 1 转向时转向节的应力云图 图 1 制动时转向节的应力云图 由图 1 1 1可以看出，在垂直跳 动工况下，转向节 大应力的区域主 4 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 第 5 页 共 35 页 要居于上端伸出部分 的颈根处，最大应 力值为 485屈 服极限 320 拉极限 500值超过 材料屈服应力， 24585小，集中于少数 几个节点，因此可以认为是几何的复杂形状所引起的计算奇异点所造成的。 其余大范围过渡的高应力区都基本在 90 245去掉奇异点之后，整体的 转向节的分析得到的应力结果是小于屈服极限的。转向时大应力区位于转向节大孔的根 部与上部突出部分相交位 置，并且在小孔处形状 突变的地方产生应力集 中，如图 2局部图所示， 最大应 力值 460样的，其中 259 460过渡也很小， 因此也属于奇异点。而整体高应力范围在 120动时高应力区位于上部伸出部 位的颈部下侧，最大应力值 107见，在三种极限工况下，去掉奇异点的应力值， 转向节的整体应力都在许用应力范围之内。其中垂直跳动工况时转向节的受力条件最为 恶劣，可作为设计改进的重点。表 1 。 表 1 高应力节点的等效应力值 变形分析 图 1三种 图 1 转向节在垂直跳动、制动、转向工况下的变形图 工况下最大变形量分别为 件加工工艺分析 零件的制 造包括毛坯生产、切削加工、热处理和装配等许多的生产阶段。转向节的 加工分为毛坯制造和成品机加工。 5 节点 节点号 应力 i /直跳 动工况 转向 工况 制动 工况 A B C D E 111299 117964 111510 115888 113443 485 255 20 34 201 25 202 07 1 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 第 6 页 共 35 页 坯的确定 汽车转向节要求有足够的韧性和强度以保证其工作的稳定，该零件为 40调质， 生产批量大，但壁厚不均匀，所以毛坯不宜采用铸造，毛坯采用锻造，锻造工艺主要由 劈叉、拔杆、预锻、终锻等工序组成。采用模锻有以下优点： （ 1）锻件的内部组织结构结实，可获得较高的强度； （ 2）锻件的废品少，因为锻件没有疏松、表面杂质、内部裂纹的缺陷； （ 3）制得的小公差锻件可以减少机加工工时； （ 4）锻件的表面光洁度高； （ 5）生产率较高。 精基准的选择 基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质 量得到保证，生产率得到提高，可以使加工质量得到保证。否则，会是加工困难，甚至 造成报废。 粗基准的选择 选择粗基准主要是选择的一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基 准。 选择粗基准的出发点是：一要考虑如何合理分配各加工表 面的余量，二要考虑怎样 保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置要求，一般应按下列原则选择： 若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应优先该表面为相基准。 若工件每个表面 都有加工要求，为了 保证各表面都有足够 的余量，应选加工量 最小的表面为粗基准。 若工件必须保证某个加工表面的尺寸或位置要求，则应选该加工表面为粗基准。 选作粗基准的表 面应尽可能平整，没 有飞边、浇口、冒口 或其他缺陷。粗基准 一般只允许使用一次。 精基准的选择 选择精基准时，应从整个工艺过程 来考虑如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并 使用起来方便可靠，一般应按下列原则选择： 基准重和原则： 应选用设计基准作为定位基准。 基准统一原则： 应尽可能在多数工序中选用一组统一的定位基准来加工其他各表面。采用基准统一 原则可以避免基准转换所产生的误差，并可使各工序所用夹具的某些结构相同或相似， 简化夹具的设计和制造。 自为基准原则： 有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应该选择加工表面本身作为定位基 6 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 第 7 页 共 35 页 准。 互为基准原则： 对于相互位置精度要求高的表面，作为精基准，可以采用互为基准，反复加工的方 法。 可靠、方便原则： 应选定位可靠，装夹方便的表面作基准。此处主要考虑基准重合原则。 因此，该转向节为大批量生产，再考虑到以上各因素，为了方便地加工出精基准，使精 基准面获得所需加工精度，本工序选用工件的制动孔加工表面、主大孔端面以及 60作为精基准 。 件加工表面加工方法的确定 转向节分为大孔、制动器孔、减震器孔、 摆臂孔四大部分加工。大孔作为设计基准， 也是所有加工面的测量基准。因此，在加工过程中，大孔端面作为定位基准。 （ 1）大孔部加工以 大孔端面定位，镗和 磨为主，镗用于粗加 工和半精加工，磨用 于精加工。 （ 2）制动器孔加工 是钻削达到粗糙度要 求。制动器安装孔的 加工，采用两面一销 定位，要保证其位置精度。 （ 3）减震器孔加工 是端面加工，接着采 用两面一销定位加工 减震器孔，要保证位 置精度。 （ 4）摆臂孔加工是 钻削达到粗糙度要求 。摆臂孔的加工，采 用两面一销定位，要 保证其位置精度。 通常平 面的加工精度较易保证，而精度要求较高的孔轴线和端面的垂直度，孔的轴 线与轴的轴线的角度则较难保证，往往成为生产中的关键。所以制定本工序工艺过程时， 应将如何保证这两个位置精度作为重点来保证。 加工路线制定与批量是有密切关系的，但是不同批量转向节生产工艺路线是有共同 性的。 加工阶段粗、精分开： （ 1）避免粗加工产生的变形破坏已加工过的表面的精度。 （ 2）便于及时发现 缺陷，否则在表面已 精加工完之后再发现 毛胚得缺陷时，就大 大浪费了精加工工时和成本。 （ 3）有利于保证加工精度，也有利于保护机床精 度和合理利用机床。 工序中安排实效热处理，分离叉毛胚复杂，铸造内应力较大。为了消除内应力，减 小变形，保证精度的稳定性，铸造之后要安排实效处理，加热到 500 550 度，加热速 度 30 度，出路温度 200 度。除了对铸造进行实效处理，往往在粗加工之后，再进行 一次实效处理，以清除内应力。 制定工艺路线的出发点，应当考虑精度及位置精度等技术要求，能得到合理保证。 7 2 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 第 8 页 共 35 页 在生产纲领已经确定位 大批量生产的前提下，使工序尽量简单合理。 在安排加工顺序时，应遵循以下原则： （ 1）先基准后其他： 作为精基准的表面应在工艺过程一开始就进行加工，因为后续工序中加工其他表面 要用它来定位。 （ 2）在加工精基准面时，需要用粗基准定位。 （ 3）先主要后次要，先粗后精： 精基准加工好后，接着应对精度要求较高的各主要表面进行粗加工、半精加工和精 加工，精度要求特别高的表面还需要进行光整加工。主要表面的精加工和光整加工一般 放在最后阶段进行，以免受其他工序的影响。次要表面的加工可穿插在主要表面加工工 序之 间。 （ 4）在重要表面加 工前，对精基准应进 行一次修整，以利于 保证重要表面的加工 精度。当位置精度要求较高，而加工是由一个统一基准面定位，分别在不同工序中加工 几个有关表面时，这个统一的基准面本身的精度须采取措施予以保证。 （ 5）对于和主要表 面有位置要求的次要 表面，加工这些次要 表面时，切削力、夹 紧力大小，一般不影响主要表面的精度。 （ 6）对于容易出现 废品的工序，精加工 和光整加工可适当放 在前面，某些次要小 表面的加工可放在其后。 件加工工艺规程 根据转向节的零件图知，大孔的 表面粗糙度为 度要求比较高，所以除了镗 削加工外，我们还需要磨 削。需要先在车床上镗 ，然后在卧式磨床上 加工，如磨削杆 部在同一个磨床 上操作。最后 达到 尺寸公差 要求。对于 法兰盘上的制 动器安装 孔、减震器孔和摆臂孔，其表面粗糙度都为 们在钻削制动器安装孔时主要是要 保证其位置度。所以需要安装面作为定位基准面，同时采用两面一销的定位原理。 工艺过程和生产线的形式取决于生产纲领的大小。本任务中转向节大批量生产。选 择机床时要考虑生产的经济性。转向节加工工艺过程见表 1 表 1向节的工艺过程 8 工序号 工序名称 设备 1 镗大孔 改装车床 2 车轴颈、台肩及端面 车床 3 铣上下制动器端面 铣床 4 钻削制动器孔 立式钻床 5 铣左右减震器两侧端面 卧式铣床 6 钻减震器孔 卧式钻床 68 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 第 9 页 共 35 页 2 转向节加工机床的选择 组合机床是根据工件加工需要以大量系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量 专用部件，对一种或数种工件按预先确定的工序进行加工的高效专用机床。组合机床的 主要组成部分为：滑台、夹具、多轴箱、动力箱、中间底座、侧底座以及辅助部件等组 成。加工时，刀具由电动机通过动力箱、多轴箱驱动做旋转主体运动，并通过滑台带动 做直线运动。 组合机床总体设计内容和步骤 与普通机床相同，但由于组合机床纸加工一种或数种 工件的特定工序，工艺范围窄，主要技术参数已知；且工艺方案一旦确定，就确定了结 构布局；因而总体设计的侧重点不同，主要是通过共建分析等掌握机床设计的依据，画 出详细的加工零件工序图；通过工艺分析，画出加工示意图；然后进行总体布局，画出 机床尺寸联系图。 制加工零件工序 被加工零件工序是根据选定的工艺方案，表示在一台机床上或一条自动线上完成的 工艺内容、被加工部位的尺寸及精度、技术要求、加工用定位基准、夹紧部位、以及被 加工零件的材料、硬度和在本机床 加工前毛坯情况的图纸。它是在原有的工件图基础上， 以突出本机床或自动线加工内容，加上必要的说明绘制的。它是组合机床设计的主要依 据，也是制造使用时调整机床、检查精度的重要技术文件。 加工零件工序 （ 1）在图上应表示 出被加工零件的形状 ，尤其是要设置中间 向导时，应表示出工 件内部筋的布置和尺寸，以便于检查工件装进夹具是否相碰，以及刀具通过的可能性。 （ 2）在图上应表示出加工用基面和夹紧的方向机位置，以便依此进行夹具的支承， 定位及夹紧系统的设计。 （ 3）在图上应表示 出加工表面的尺寸 、 精度、光洁度、位置 尺寸及精度和技术条 件（包括对上到工序的要求及本机床保证的部分）。 9 7 铣左右摆臂两侧端面 铣床 8 钻铰摇臂孔 立式钻铰机床 9 中频淬火 10 清洗 专用清洗机 11 精磨大孔内表面 磨床 12 铣平台 立式铣床 13 探伤退磁 专用探伤机 14 清洗 专用清洗机 15 最终检验 钳工台 16 入库 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 第 10 页 共 35 页 （ 4）图中还应该注 明那个被加工零件的 名称、编号、材料、 硬度以及被加工部件 的余量。 本次加工零件的图纸是老师给的，根据图纸上要求，可以得出左转向节主销孔镗削 加工的加工部件材料、尺寸、精度、表面粗糙度、零及技术要求。而该工序的定位基准、 加紧部位则需设计。 位加紧部位设计 转向节零件结构较复杂 ，由于镗削加工为 精加工，所以定位基 准选择时尽量选择 精基准。初定两个定位方案。钻削加工是半精加工。 首先以转向节回转面定位，转向节内孔面加工精度较高。采用减震器孔端面、制动 器孔端面和减震器孔端面定位。而制动器孔钻削则是大孔端面、大孔端颈，减震器孔端 面定位。在工件大孔镗削加工夹紧时只能夹紧制动器安装孔端面，为了保证加紧力的作 用点正对支承元件从而提高工件刚度、减少加工变形只能采用制动器安装孔端面定位。 而制动器钻削加工夹紧时则是夹紧大孔的上端面和减震器一端面，防止在钻削过程中 由 于垂直方向上的力和切削力。夹紧定位如图 2 图 2削孔加工定位夹紧 10 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 第 11 页 共 35 页 图 2制动器钻削加工定位夹紧 制被加工零件工序的规定 （ 1）本工序的加工 部位用粗实线绘制， 其余部位用细实线绘 制。定位基准、夹紧 部位、夹紧方向等需用符号表示；本道工序保证的尺寸、角度等，均在尺寸下用横线标 出。 （ 2）加工部位的位 置尺寸应有定位基准 算起。但有时也可将 工件某一主要孔德位 置尺寸从定位基准算起，其余各孔的位置尺寸再从该基准算起。当定位基准与设计基准 不重合时，要进行换算。 （ 3）注明零件对机 床加工提出的某些特 殊要求，如对精镗孔 机床应注明是否允许 留有退刀痕迹。 （ 4）对简单的零件 ，可直接在零件图上 作必要的说明，而不 需要另行绘制被加工 零件工序图。 根据以上内容及规定可绘制出转向节主销孔镗削加工的工序图。 制加工示意 加工示意图是被加工零件工艺方案在图纸上的反应，表示被加工零件在机床上的加工过程，刀 具的布 置以及工件、夹具、刀具的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等，是刀具、夹具、 多轴箱、电气和液压系统设计选择动力部件的主要依据，是整台组合机床布局的原始要求，也是调 11 3 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 第 12 页 共 35 页 整机床和刀具所必须的重要技术文件。 工示意图上应标注的内容 （ 1）机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程。 （ 2）工件、夹具、 刀具及多轴箱之间的 相对位置及其联系尺 寸。如工件端至多轴 箱端 面间的距离，刀具刀尖至多轴箱端面之间的距离等。 （ 3）主轴的结构类 型、尺寸及外伸长度 ；刀具类型、数量和 结构尺寸；接杆（包 括镗杆）、浮动卡头、导向装置、攻螺纹靠模装置的结构尺寸；刀具与导向装置的配合， 刀具、接杆、主轴之间的连接方式。刀具应按终了位置绘制。 制加工示意的注意事项 （ 1）加工示意图中 的位置，应按加工终 了时的状况绘制，且 其方向应与机床的布 局吻合。 （ 2）工件的非加工部位用细实线绘制，其余部分一律按机械制图标准绘制。 （ 3）同一多轴箱上 ，结构、尺寸完全相 同 的主轴，不管数量 多少，允许只绘制一 根，但应在主轴上标注与工件孔号相对应的轴号。 （ 4）主轴见的分布 可不按真实的中心距 绘制，但加工孔距很 近或需设置径向尺寸 较大的导向装置时，则应按比例绘制，以便于检查相邻主轴、刀具、导向装置等是否产 生干涉。 （ 5 ）对于标准通用结构，允许只绘制外形，标上型号，但对于一些专用结构如导 向、专用接杆等应绘出剖视图，并标注尺寸、精度及配合 。 制加工示意的计算 （ 1）选择刀具结构及镗杆 镗杆的设计对镗孔精度影响很大。所以在设计镗模前应确定镗杆的 尺寸。镗杆的主 要尺寸是直径和长度。直径受到加工孔径的限制，在可能的情况下应尽量取的大些，以 增加其刚度。一般取 d=（ D（ D 为工件镗孔直径）。在本道工序中 D=41 以 d=刀不宜在镗杆外悬伸过长，以免刚性不足。镗孔直径 D、镗杆直 径 d、镗刀截面 B B 之间的关系，参照组合机床设计第一册表 4取 d=30 B B = 8 8 。 初定镗刀装在镗杆上的几何参数为：主偏角 50，前角 。 =5，刃倾角 s 0，刀尖圆角半径 =1（ （ 2）导向套的设计 组合机床加工孔时，除采用刚性主轴加工方案外，零件上孔的位置精度主要靠刀具 的导向装置来保证。导向装置有两大类，即固定式导向和旋转式导向。当加工孔径不大 于 40摩擦表面的线速度小于 20m/，一般采用固定式导向，刀具或刀杆的导 向部分，在导向套内即转动又作轴向移动。加工孔径较大或线速度大于 20m/，一 般采用旋转式导向装置。旋转式导向装置将旋转副和直线移动副分别设置，按旋转副和 12 4 桂林电子科技大学信息科技 学院毕业设计（论文）说明书 第 13 页 共 35 页 直线副的相对位置分为内滚式和外滚式。 为了保证主销孔的同轴度，在这次加工中采用双镗刀同时加工前后主销孔的方案。 由于精加工切削速度大于 30m/以采用滚动镗套。镗套的具体设计过程。 （ 3）初定切削用量 组合机床往往采用多轴、多刀、多面同时加工。且组合机床的刀具要有足够的使用 寿命，以减少频繁换刀。因此，组合机床切削用量一般比通用机床的单刀加工要低 30% 以上。同一多轴箱上的刀具由于采用同一滑台 实现进给，所以，各刀具（丝锥除外）的 每分钟进给量应该相等。因此，应按工作时间最长、负荷最重、刃磨较困难的所谓“限 制性刀具”来确定；对于其他刀具，在此基础上进行调整。使用液压滑台时，所选的每 分钟进给量一般比滑台的最小进给量大 50%，以保证进给稳定 。 查组合机床设计手册，用高速钢精镗合金钢的切削用量为： v=20 f=r。由 v 1000 得 n 取 n=300r/v=f=r。 （ 4）确定切削力、切削扭矩和切削功率 轴向力、切削扭矩和切削功率是为了分别选择滑台及设计夹具、确定主轴及其他传 动件尺寸、选择主电动机（一般是选择动力箱的驱动电动机）提供依据。 工件的材料为 40质钢，硬度为 a 980 41 切削力： c p z 其中 =2650； = = = = F c 2650 切削功率： （ 5）选取刀具接杆 6 10 =4 多轴箱各主轴的外伸长度为一定值，而刀具的长度也是一定值。因此，为保证多轴 箱上的刀具能同时到达加工终了位置，就需要在主轴与刀具之间设置可调环节。这个可 调环节在组合机床上是通过可调整的刀具接杆来解决的。 13 5 Y nF f C n X Y K 林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 第 14 页 共 35 页 组合机床主轴与刀具之间通常有两种