【毕业设计论文】推动架加工工艺及关键工序工装设计说明书【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计说明书( 论文) 题 目: 推动架加工工艺及关键工序工装设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 本论文根据零件的需要完成推动架的机械加工工艺规程的编制。在设计中采 用了 H T - 2 0 0 的零价材料来完成推动架的加工。 夹具是以确定工件安全定位准确为 目的的装置，并在加工过程中保持工件与刀具或机床的位置一致不变。因为夹具 的结构依赖于产品的特点和在企业规划中加工工序的地位,所以它的设计是制造 过程中的瓶颈,制约着效率的提高. 夹具设计是一个复杂的过程,需要有从大量的 设计论文中了解质量知识的经验，这些设计论文包括工件的结构设计、涉及加工 工艺，和加工环境。 通过设计，综合应用了多数基础和专业知识，加深所学知识体系，掌握了运 用各项绘图软件进行设计的方法和技巧，熟悉了工程应用设计。 关键词 推动架 夹具 工艺装备 本科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 外 文 摘 要 本科毕业设计说明书（论文） 第 5 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 T i t l e P r o m o t e a n d M e c h a n i c a l P r o c e s s i n g T e c h n o l o g y a n d O r d e r A b s t r a c t F i x t u r e s a r e d e v i c e s t h a t s e r v e a s t h e p u r p o s e o f h o l d i n g t h e w o r k p i e c e s e c u r e l y a n d a c c u r a t e l y , a n d m a i n t a i n i n g a c o n s i s t e n t r e l a t i o n s h i p w i t h r e s p e c t t o t h e t o o l s w h i l e m a c h i n i n g . B e c a u s e t h e f i x t u r e s t r u c t u r e d e p e n d s o n t h e f e a t u r e o f t h e p r o d u c t a n d t h e s t a t u s o f t h e p r o c e s s p l a n n i n g i n t h e e n t e r p r i s e , i t s d e s i g n i s t h e b o t t l e n e c k d u r i n g m a n u f a c t u r i n g , w h i c h r e s t r a i n s t o i m p r o v e t h e e f f i c i e n c y a n d t e a t i m e . A n d f i x t u r e d e s i g n i s a c o m p l i c a t e d p r o c e s s , b a s e d o n e x p e r i e n c e t h a t n e e d s c o m p r e h e n s i v e q u a l i t a t i v e k n o w l e d g e a b o u t a n u m b e r o f d e s i g n i s s u e s i n c l u d i n g w o r k p i e c e c o n f i g u r a t i o n , m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s e s i n v o l v e d , a n d m a c h i n i n g e n v i r o n m e n t . T h r o u g h t h e d e s i g n , c o m p r e h e n s i v e a p p l i c a t i o n t o t h e u n i v e r s i t y d u r i n g t h e m o s t b a s e a n d e x p e r t i s e ，a n d d e e p e n t h e k n o w l e d g e s y s t e m ，m a s t e r e d t h e u s e o f t h e g r a p h i c s s o f t w a r e d e s i g n m e t h o d s a n d t e c h n i q u e s ，a n d i s f a m i l i a r w i t h t h e e n g i n e e r i n g d e s i g n . K e y w o r d s p r o m o t e o f t o n g f i x t u r e m a c h i n e p a r t s a n d e q u i p m e n t 本科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目 录 1 绪论 1 1.1 毕业设计的目的 1 1.2 推动架工艺设计的基本情况 1 2 零件分析 2 2.1 零件的工艺分析 2 2.2 零件的作用 2 3 工艺规程设计 3 3.1 确定毛坯的制造形式 3 3.2 基准的选择 3 3.3 工艺路线的选择 3 3.4 机械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的确定 4 3.5 确定切削用量及基本工时 5 4 切削用量的确定 13 4.1 粗加工时切削用量的确定 13 4.2 精加工时切削用量的确定 14 5 夹具设计 15 5.1 夹具的作用 15 5.2 定位元件的选择 15 5.3 夹紧元件的选择 16 6 组合机床设计 18 6.1 组合机床总体设计- - - - “ 三图一卡” 18 结束语 22 致谢 23 参考文献 24 1 绪论 1 . 1 毕业设计的目的 本次课程设计是我们在毕业设计前一次重要的实践设计，对所学的基础课、技术 基础课和专业课能很好的进行系统的复习，也是我们在进行毕业之前对所学各课程的 一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的 大学生活中占有重要的地位。本设计要求学生根据企业生产需要和推动架的加工要 求，首先完成零件的加工工艺规程设计，在此基础之上，选择其关键工序之一进行专 用夹具及加工用组合机床设计，并完成必要的设计计算 1 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 7 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 通过这样一个典型环节综合训练，达到综合训练学生运用所学知识，解决工程实 际问题的能力。 1 . 2 推动架工艺设计的基本情况 推动架是工业中应用广泛的零件之一，生产量比较大。为了保证产品质量，提高 加工效率，需要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用组合机床或专用机床 进行加工。本课题即以此为背景，要求学生根据企业生产需要和支座体零件的加工要 求，首先完成零件的加工工艺规程设计，在此基础之上，选择其关键工序之一进行专 用夹具及加工用组合机床设计，并完成必要的设计计算。 工艺设计以保证质量稳定、生产可靠为原则。对工件进行加工时，为了保证加工 要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不 因外力的影响而变动。为此，在进行机械加工前，首先要将工件装夹好。用夹具装夹 工件有下列优点：能稳定地保证工件的加工精度；能提高劳动生产率；能扩大机床的 使用范围；能降低成本 2 。通过这样一个典型环节综合训练，达到综合训练学生运用 所学知识，解决工程实际问题的能力。 2 零件分析 2 . 1 零件的工艺分析 推动架共有二组加工表面，其相互有一定关联要求。分析如下： 以 3 2 为中心的一组加工表面，这一组加工表面包括：4 5 m m 、6 0 m m 、1 6 孔。 以 1 6孔为中心的一组加工表面，这一组加工表面包括：4 0 m m 、2 5 m m 、61槽 孔、69 槽孔、M8 孔。 经过分析， 为了保证加工精度和降低加工成本， 将 3 2 孔和 1 6 作为定位基准， 本科毕业设计说明书（论文） 第 8 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 以他为工艺基准能很好保证其他各个尺寸要求，完全可以达到图纸要求。 由上面分析可知，加工时应先加工第一组表面，再以第一组加工后表面为精基准 加工另外一组加工面。 2 . 2 零件的作用 设计题目给定的零件是推动架，生产纲领为 5 0 0 0 0件/ 年，查表可知该产品为大 批生产。 推动架主要是用来安装在机床上，起到导向的作用使机床实现进给运动。 3 工艺规程设计 3 . 1 确定毛坯的制造形式 零件材料为 H T 2 0 0 ，考虑零件受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛 坯。 本科毕业设计说明书（论文） 第 9 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 2 基准的选择 粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干 个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基 准。 精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。为了使基准统一，先选择 3 2 孔和 1 6 孔作为基准。 3 . 3 工艺路线的选择 制定工艺路线得出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术 要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用通用机床配以专 用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便 使生产成本尽量下降 3 。 3 . 3 . 1 方案一 工序一 备毛坯 工序二 热处理 工序三 铣面 A、B （见工序卡） 工序四 铣面 E、F （见工序卡） 工序五 扩孔32，孔口倒角 工序六 车端面，钻孔10，车孔16，孔口倒角 工序七 钻扩铰16 孔 工序八 钻孔6，锪孔 工序九 钻 M8 底孔6.6，攻 M8 孔 工序十 铣槽 61 、69 工序十一 去毛刺 工序十二 检测 3 . 3 . 2 方案二 工序一 备毛坯 工序二 热处理 工序三 铣面 A、B （见工序卡） 本科毕业设计说明书（论文） 第 10 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 工序四 铣面 E、F （见工序卡） 工序五 扩孔32，孔口倒角 工序六 车端面，钻孔10，车孔16，孔口倒角 工序七 铣槽 61 、69 工序八 钻扩铰16 孔 工序九 钻孔6，锪孔 工序十 钻 M8 底孔6.6，攻 M8 孔 工序十一 去毛刺 工序十二 检查 3 . 3 . 3 工艺路线分析比较 工艺路线一与工艺路线二的差别在于对 1 6销孔和铣槽 61 、69的加工安排 的不同，工艺路线一将 1 6 销孔作为基准，加工槽 61 、69 ，基准统一，能很好的 保证槽 61 、69 的精度要求，所以此次设计依据工艺路线一来开展设计。 3 . 4 机械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的确定 推动架零件材料为 H T 2 0 0 ，生产类型为大批量，铸造毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及 毛坯尺寸如下： （1 ）内孔和外圆的加工余量及公差 查机械制造工艺设计简明手册 （以下称工艺手册 ）表 2 . 2 2 . 5 ，取 3 2 内孔单边加工余量为 2 m m 。 （2 ）铣削加工余量 粗铣 1 . 5 m m 精铣 0 . 5 m m 其他尺寸直接铸造得到 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最 小加工余量时应按调整法加工方式予以确认 5 。 3 . 5 确定切削用量及基本工时 准备毛坯，进行热处理。 本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 5 . 1 工序三 铣面 A 、B （1 ）加工条件 （a ）工件材料：H T 2 0 0 ，铸造。 （b ）机床：X A 6 1 3 2 卧式铣床。 （c ）刀具：高速钢圆柱铣刀，深度 ap P c c 。故 校验合格。 ap 1= 1 . 8 m m ，ap 2= 0 . 2 m m ，nc= 4 7 5 r / m i n ，Vf c= 4 7 5 m m / s ，Vc= 1 1 9 . 3 m / m i n ，fz= 0 . 1 6 m m / z 。 （3 ）计算工时 tm2L / nfz= 2（1 0 0 + 6 0 ）/ 4 7 50 . 1 6 = 4 . 2 m i n 。 3 . 5 . 2 工序四 铣面 E 、F （1 ）加工条件 （a ）工件材料：H T 2 0 0 ，铸造。 （b ）机床：X A 6 1 3 2 卧式铣床。 （c ）刀具：高速钢圆柱铣刀，深度 ap P c c 。故 校验合格。 最终确定 ap 1= 1 . 8 m m ，ap 2= 0 . 2 m m ，nc= 4 7 5 r / m i n ，Vf c= 4 7 5 m m / s ，Vc= 1 1 9 . 3 m / m i n ， fz= 0 . 1 6 m m / z 。 （3 ）计算工时 tm2L / nfz= 2（5 0 + 3 5 + 6 0 ）/ 4 7 50 . 1 6 = 3 . 8 m i n 。 3 . 5 . 3 工序五 扩孔3 2 ，孔口倒角 （1 ）加工条件 （a ）工件材料：H T 2 0 0 ，铸造。 （b ）机床：C 6 1 1 6 车床。 （c ）刀具：扩孔麻花钻，倒角车刀。 （2 ）切削用量 查切削手册 86. 0r /mm70. 0=fm m / r ，325 . 1 32 40 P c c 。故 校验合格。 最终确定 ap= 3 m m ，nc= 4 7 5 r / m i n ，Vf c= 4 7 5 m m / s ，Vc= 8 . 4 9 m / m i n ，fz= 0 . 1 6 m m / z 。 （3 ）计算工时 tm4L / nfz= 4（2 7 + 6 ） / 4 7 50 . 1 6 = 1 . 7 3 m i n 。 （3 . 8 ） 本科毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 4 切削用量的确定 正确、合理地确定切削用量，对提高切削效率，保证刀具耐用度，保证加工的经 济性，保证加工质量，具有重要的作用 6 。 4 . 1 粗加工时切削用量的确定 粗加工时加工精度与表面粗糙度要求不高，毛坯切削余量较大。因此，选择粗加 工的切削用量时，要尽可能保证较高的单位时间金属切削量（金属切除率）及必要的 刀具耐用度，以提高生产效率和降低加工成本。金属切除率可以用下式计算：Zw 1 0 0 0 V f ap式中：Zw单位时间内的金属切除量（m m 3 / s ） ，V切削速度（m / s ） ，f 进给量 （m m / r ） ，ap切削深度（m m ） 。 提高切削速度、增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率。但是，在这三个 因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小的是切削深度。 所以粗加工切削用量的确定是：首先考虑选择一个尽可能大的切削深度（ap） ，其次选 择一个较大的进给量度 f ，最后确定一个合适的切削速度 V 。 选用较大的 ap和 f 以后，刀具耐用度显然也会下降，但要比 V 对刀具耐用度的影 响小得多，因此使 V 、f 、ap的乘积尽可能大，从而保证较高的金属切除率。此外，增 大 ap可使走刀次数减少，增大 f 又有利于断屑。因此，根据以上原则确定粗加工切削 用量对提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是比较有利的 7 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 20 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 4 . 1 . 1 切削深度的确定 粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件组成的工 艺系统的刚性来确定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，应当尽量将粗加 工余量一次切除。只有当总加工余量很大，一次不能切完时，应考虑分多次走刀 8 。 4 . 1 . 2 进给量的确定 粗加工时限制进给量提高的因素主要是切削力。因此，进给量应根据工艺系统的 刚性和强度来确定。选择进给量时应考虑到机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚 度、工件的直径和长度等。在工艺系统的刚性和强度好的情况下，可选用大一些的进 给量；在刚性和强度较差的情况下，应适当减小进给量 9 。 4 . 1 . 3 切削速度的确定 粗加工时，切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制。切削深度、进给量和 切削速度三者决定了切削功率，在确定切削速度时必须考虑到机床的许用功率。如超 过了机床的许用功率，则应适当降低切削速度 1 0 。 4 . 2 精加工时切削用量的确定 精加工时加工精度和表面质量要求较粗加工高，加工余量小且均匀。因此，选择 精加工的切削用量时应先考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产效率。 4 . 2 . 1 切削深度的确定 精加工时的切削深度应根据粗加工留下的余量确定。通常希望精加工余量不要留 得太大，否则，当背吃刀量较大时，切削力显著增加，影响加工质量 1 1 。 4 . 2 . 2 进给量的确定 精加工时限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。进给量增大时，虽有利于断 屑，但残留面积高度增大，切削力增大，表面质量下降 1 2 。 4 . 2 . 3 切削速度的确定 切削速度提高时，切削变形减小，切削力有所下降，而且不会产生积屑瘤和鳞刺。 一般选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，尽可能提高切削速度。只有当切 削速度受到工艺条件限制而不能提高时，才选用低速，以避开积屑瘤产生的范围 1 3 。 由此可见，精加工时选用较小的背吃刀量 ap和进给量 f ，并在保证合理刀具耐用 度的前提下，选取尽可能高的切削速度 V ，以保证加工精度和表面质量，同时满足生 本科毕业设计说明书（论文） 第 21 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 产率的要求 1 4 。 5 夹具设计 5 . 1 夹具的作用 夹具是卡紧工件用的。比如机床加工时，主轴有几千转的转速，工件必须要固 定好，否则工件飞出伤人后果严重。夹具设计要合理，即卡紧可靠，又要定位准确， 较少误差，并保护好已加工好的表面。才能保证工件质量。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、环保方向发展的带动下，夹 具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。为保证工件的加工要 求，必须使工件在机床上处于准确的位置，夹具就是用来实现这一要求的。夹具的作 用有四点： （1 ）保证加工精度 采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置，工件的位置 精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，其加工精度高而且稳定。 （2 ）提高生产率、降低成本 用夹具装夹工件，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少了辅助工 本科毕业设计说明书（论文） 第 22 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工 位夹具装夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。另外， 采用夹具后，产品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显地降 低了生产成本。 （3 ）扩大机床的工艺范围 使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。例 如，在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；通过专 用夹具还可将车床改为拉床使用，以充分发挥通用机床的作用。 （4 ）减轻工人的劳动强度 用夹具装夹工件方便、快速，当采用气动、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳 动强度。 5 . 1 . 1 夹具设计的基本要求 一台优良的机床必须满足下列基本要求： ( 1 ) 保证工件的加工精度保证加工精度的关键，首先在于正确的选定定位基准， 定位方法和定位元件，必要时还需要进行定位误差分析，还要注意夹具中其他零件的 结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。 ( 2 ) 提高生产效率专用夹具的复杂程度应与生产纲领相对应，应尽量采用各种快 速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。 ( 3 ) 工艺性能好专用夹具的结构应力求简单、合理，便于操作、装配、调整、检 验、维修等。 ( 4 ) 使用性能好专用夹具的操作应简便，省力，安全可靠。在客观条件允许且又 经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹具装置，以减轻操作者的劳 动强度。 5 . 2 定位元件的选择 在设计夹具的过程中要考虑到工件是否正确定位， 保证加工精度， 缩短安装时间， 提高劳动生产率，扩大机床工艺范围，实现一机多能，操作方便，可降低对工人的技 术要求，还可减轻工人的劳动强度。夹具包括定位元件装置，夹紧装置，对刀导向 元件，连接元件以及其他夹紧装置和夹具体。 本科毕业设计说明书（论文） 第 23 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 常见的定位元件有支撑钉、支撑板、定位销、锥面定位销、V形块、定位套、锥 度心轴等等。本设计所选用的定位元件是心轴、定位销。它的优点是：在夹紧过程中 能保持推动架安装定位时获得正确位置；操作方便、省力、安全；结构简单，是标准 化元件。 由于所加工零件的基准和所设计的基准重合， 所以能很好的保证了加工精度。 5 . 3 夹紧元件的选择 工件在夹具中定位后一般应夹紧，使工件在加工过程中保持以获得的定位不被破 坏。由于工件在加工过程中受切削力，惯性力、夹紧力等的作用，会形成变形或位移， 从而影响工件的加工质量。所以工件的夹紧也是保证加工精度的一个十分重要的问 题。为了获得良好的加工效果，一定要把工件在加工过程中的位移、变形等控制在加 工精度所允许的范围之内。夹紧时间的处理有时会比定位的设计更为困难，从设计难 度上讲，夹紧机构往往花费设计人员较多的心血。 本夹具所采用的夹紧元件是螺母， 用一个螺母加垫片跟心轴固定， 从而实现夹紧。 5 . 3 . 1 夹紧机构设计主要原则 （1 ）夹紧时不能破坏工件在定位元件上所获得的位置。 （2 ）夹紧力应保证工件位置在整个加工过程中不变或不产生不允许的振动。 （3 ）使工件不产生过大的变形表面损伤。 （4 ）夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的刚度和强度，手动夹紧机 构必须保证自锁，机动夹紧机构应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。 （5 ）夹紧机构必须安全、省力、方便、符合工人操作习惯。 （6 ）夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。 夹紧元件是用以夹紧工件的，用于固定工件以获得的正确的元件，本设计所选用 的主要定位元件是心轴，它的优点是：在夹紧过程中能保持推动架安装定位时获得正 确位置；操作方便、省力、安全；结构简单，是标准化元件。 5 . 3 . 2 切削力及夹紧力的计算 （1 ）定位基准的选择 出于定位简单和快速的考虑，选择一端面和孔32 和孔32 为定位基准面，保 证加工的基准和设计的基准重合，再使用快速螺旋夹紧机构进行夹紧。 （2 ）切削力和夹紧力计算 本科毕业设计说明书（论文） 第 24 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 本步加工按钻削估算夹紧力。实际效果可以保证可靠的夹紧。 钻削轴向力： 1980112 . 00 . 1600 17 . 0 0 = zf y fFFi dfkCFN 扭矩 68 . 0 0 10207. 00 . 111305. 0 = t ytzt T kfdCTN m 夹紧力为 1 . 12 2 = f F FN 取系数 S 1 = 1 . 5 S 2 = S 3 = S 4 = 1 . 1 则实际夹紧力为 f = S 1S 2S 3S 4F = 2 4 . 1 N 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹 紧力。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机 构 1 5 。 6 组合机床设计 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 机床能对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工。组合机床可分为具有固定夹 具的单工位组合机床、具有移动夹具的多工位组合机床和转塔式组合机床三类。 6 . 1 组合机床总体设计- - - - “三图一卡” 绘制组合机床“三图一卡” ，就是针对具体，在选定的工艺和结构方案的基础上， 进行组合机床总体方案图样文件设计。其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示 意图、机床联系尺寸总图和编制生产率计算卡等 1 6 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 25 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 6 . 1 . 1 被加工零件工序图的作用及内容 被加工零件工序图是根据制订的工艺方案，表示所设计的组合机床（或自动线） 上完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位 基准、夹压部位以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前加工余量、毛坯或半 成品情况的图样。除了设计研究合同外，它是组合机床设计的具体依据，也是制造、 使用、调整和检验机床精度的重要文件。被加工零件工序图是在被加工零件工序图基 础上，突出本机床或自动线的加工内容，并作必要的说明而绘制的。其主要内容包括： （1 ）被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本工序机床设计有关部位结构形 状和尺寸。本工序加工部位用粗实线表示，其余部位用细实线表示。当需要设置中间 导向时，则应把设置中间导向临近的工件内部肋、壁布置及有关结构形状和尺寸表示 清楚，以便检查工件、夹具、刀具之间是否相互干涉。 （2 ）本工序所选用的定位基准、夹压部位及夹紧方向。以便据此进行夹具的支 撑、定位、夹紧和导向等机构设计。 （3 ）本工序所选用加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技术要求 以及对上道工序的技术要求。本工序加工部位的位置尺寸应与定位基地直接发生关 系。当本工序定位基准与设计基准不符时，必须对加工部位的位置精度进行分析和换 算，并把不对称公差换算为对称公差。对工件毛坯应有要求，对孔的加工余量要认真 分析。当本工序有特殊要求时必须注明。 （4 ）注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量 1 7 。 6 . 1 . 2 加工示意图 （1 ）加工示意图的作用和内容 加工示意图是在工艺方案和机床总体方案初步确定的基础上绘制的，是表达工艺 方案具体内容的机床工艺方案图；是设计刀具，辅具，夹具，多轴箱和液压、电气系 统以及选择动力件，绘制机床总联系尺寸图的主要依据；是对机床总体布局和性能的 原始要求；也是调整机床和刀具所必需的重要技术文件。 加工示意图应表达和标注的内容有：机床的加工方法，切削用量，工作循环和工 作行程，工件、夹具、刀具及多轴箱之间的相对位置及其联系尺寸，主轴结构类型、 尺寸及外伸长度。 本科毕业设计说明书（论文） 第 26 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （2 ）绘制加工示意图的注意事项 加工示意图应绘制成展开图，按比例用细实线画出工件外形、加工部位，加工表 面画粗实线，必须使工件和加工方位与机床布局相吻合。为简化设计，同一多轴箱上 结构尺寸完全相同的主轴（即指加工表面，所用刀具及导向，主轴及接杆等规格尺寸， 精度完全相同时，只画一根，但必须在主轴上标注与工件孔号相对应的轴号） 。一般 主轴的布置不受真实距离的限制，当主细彼此间很近或需设置结构尺寸较大的导向装 置时，必须以实际中心距严格按比例画，以便检查相邻主轴、刀具、辅具、导向装置 等是否相互干涉 1 8 。 （3 ）选择刀具、导向装置及切削用量、转矩、进给力、功率和有关联系尺寸的 计算。 （a ）刀具的选择 选择刀具应考虑工件材质、加工精度、表面粗糙度、排屑及生产率等要求。只要 条件允许，应尽量选用标准刀具。本工序是粗铣，选用硬质合金钻头。刀具尺寸应满 足加工要求。 （b ）导向结构的选择 导向装置的作用：保证刀具相对工作的正确位置，保证刀具间正确的位置，提高 刀具系统的支撑刚性。本工序的切削速度最大不过 V = 5 0 m / m i n 。 （c ）确定切削转矩、轴向力和切削功率 确定切削转矩、轴向力和切削功率是为了分别确定主轴及其他传动件尺寸、选择 滑台、主电动机提供依据。 （d ）确定联系尺寸 其中最重要的联系尺寸是工件端面到轴箱端面之间的距离，它等于刀具悬伸长 度、主轴外伸长度之和，再减去加工端面的厚度。为了使机床结构紧凑，应尽量使工 件端面至轴箱距离最小。因此首先从所有刀具中找出影响联系尺寸的关键刀具，使其 接杆最短，以获得加工终了时轴箱前端面到工件端面之间所需的最小距离，并据此确 定全部刀具、接杆（或卡头） 、导向托架及工件之间的联系尺寸。主轴端部须标注外 径和孔径（D d ） 、外伸长度 L ；刀具结构尺寸须标注直径和长度；导向结构尺寸应标 注直径、长度、配合；工件至夹具之间的尺寸须标注工件离导套端面的距离；还须标 本科毕业设计说明书（论文） 第 27 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 注托架与夹具之间的尺寸 1 9 。 6 . 1 . 3 机床联系尺寸总图 （1 ）机床联系尺寸总图的作用与内容 （a ）机床联系尺寸总图的作用 机床联系尺寸总图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并按初步选定的 主要通用部件以及确定的专用部件的总体结构而绘制的，是用来表示机床的配置型 式、主要构成及各部件安装位置、相互联系、运动关系和操作方位的总体布局图，用 以检验各部件相对位置及尺寸联系能否满足加工要求和通用部件选择是否合适；它为 多轴箱、夹具等专用部件设计提供主要依据；它可以看成是机床总体外观简图，由其 轮廓尺寸，占地面积、操作方式等可以检验是否适应用户现场使用环境 2 0 。 （b ）机床联系尺寸总图的内容： 表明机床的配置型式和总布局。以适当数量的视图（般至少两个视图，主视图 应选择机床实际加工状态） ，用同一比例画出各主要部件的外廓形状和相对位置。表 明机床基本型式（卧式、立式或复合式、单面或多面加上、单工位或多工位）及操作 者位置等。 完整齐全地反各部件间的主要装配关系和联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、 运动部件的运动极限位置及各滑台工作循环总的工作行程和前后行程备量尺寸。 标注主要通用部件的规格代号和电动机的型号、功率及转速，并标出机床分组编 号及组件名称，全部组件应包括机床全部通用及专用零部件，不得遗漏。 （2 ）绘制机床联系尺寸总图之前应确定的主要内容 （a ）选择动力部件 动力部件的选择主要是确定动力箱（或各种工艺切削头）和动力滑台。 传动装置选择 T D 2 5 - A 系列传动，三轴主轴箱，和 1 H Y - 2 5 液压滑台 （b ）确定机床装料高度 H 装料高度一般是指工件安装基面至地面的垂直距离。在确定机床装料高度时，首 先要考虑工人操作的方便性；对于流水线要考虑车间运送工件的滚道高度，以便允许 内腔通过随行夹具返回系统或冷却排屑系统。其次是机床内部结构尺寸限制和刚度要 求。考虑刚度、结构功能和使用要求等因素，装料高度为 1 3 7 0 m m 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 28 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （c ）确定工作台 依据工序内容，选择 1 H Y - 2 5 型多工位移动工作台。 6 . 1 . 4 机床生产率计算卡 生产率计算卡是反映所设计机床的工作循环过程、动作时间、切削用量、生产率、 负荷率等的技术文件。通过其可以分析所拟定的方案是否满足要求。 （1 ）理想生产率Q k t A Q = 5 0 0 0 0 / 2 3 0 0 = 2 1 （件/ h ） ，式中A为年生产纲领取 5 0 0 0 0件， k t 单班制 取 2 3 0 0 h 。 （2 ）实际生产率 1 Q 186 . 3 916 . 1 27 . 1 =+=+= 辅切单 TTTm i n 18 186 . 3 60 T 60 1 = 单 Q件/ h 实际生产率大于理想生产率。因此本设计满足要求。 （3 ）机床负荷率 857. 0 21 181 = Q Q 机床负荷率不大于 0 . 8 6 0 . 9 0 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 29 页 共 31 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 结束语 由本文的论述，我们了解到，通过推动架的加工设备及工艺的研究与应用，在机 床、夹具、刀具、工艺流程等方面进行合理设计和选择，有效提高了加工效率和产品 质量，扩大了加工适应范围，提高了可靠性，具备一定的先进性，取得了良好的经济 效益和社会效益，为解决此类多孔同时加工问题举了一件实例。 本机床所用夹具的通用性强，工件采用液压定位夹紧，快速方便。定位采用一面 一心轴的定位方式，夹紧采用液压加紧，采用这种方式完全能够满足精度要求。而且 简易方便，制造成本低，通用性好。 在专用组合机床的设计中， 我设计的是小端面钻削加工的专用组合钻床。 切削力、 切削转矩、切削功率是专用组合钻床设计的基础，求出以上钻床核心部位钻头就 可以确定了，之后的设计围绕钻头和工件的相对位置及其一些关键件尺寸来选择其它 部件并确定它们的相对位置。 通过本工艺改进，支座体小端面加工质量和生产效率得到较大幅度提高，经济和 社会效益显著。而且加工精度也完