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组合 机床 毕业设计

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组合机床毕业设计,组合,机床,毕业设计

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攀枝花学院本科毕业设计（论文）钻孔组合机床设计学生姓名： 代 发 强 学生学号： 200310621027 院（系）： 机电工程学院 年级专业： 03机制一班 指导教师： 周汝忠 教授 助理指导教师： 二七年四月攀枝花学院本科毕业设计（论文） 致谢攀枝花学院毕业设计（论文）摘 要制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。而制造业的生产能力主要取决于制造装备机床的先进程度。本文对减速器箱盖连接孔的加工工艺进行了详细的分析，就其孔的加工提出了“一次装夹，多工位加工，达到产品图样的精度要求”的思路。根据这一思路设计了钻孔组合机床设计。该组合机床由立柱、立柱底座、中间底座、液压滑台、动力箱、多轴箱等组成。本文对各部分的设计进行了详细的计算和论证。关键词：组合机床,离合器压盘,主轴箱,夹具AbstractThe Manufacture is an important support of economic development in a country or area. Its level of development stands for the economic power, technical and scientific level, living standard and national defensive power of the country or area. While the capability of production in trade of manufacture mostly depends on the advanced producing equipmentmachine tool .This paper has carried out detailed analysis for the case cover processing technology of gear reducer that joins hole, the processing for its hole have put forward the train of thought of once pack folder, work position is processed , reach the precision requirement of product pattern .According to this train of thought , have designed the four-axle first work drilling machine of bit alignment.This paper presents the design and calculating of each part of this machine tool.Keyword: Modular machine tool, Clutch plate 目 录摘要 Abstract 1 绪论 11.1 机床在国民经济的地位及其发展简史11.2组合机床的国内、外现状 21.2.1 国内组合机床现状31.2.2 国外组合机床现状41.3机床设计的目的、内容、要求51.3.1设计的目的51.3.2设计内容51.3.3设计要求61.4机床的设计步骤61.4.1调查研究61.4.2拟定方案61.4.3工作图设计62 组合机床的总体设计 82.1 组合机床方案的制定82.1.1 制定工艺方案82.1.2 确定组合机床的配置形式和结构方案82.2 确定切削用量及选择刀具102.2.1 确定工序间余量102.2.2 选择切削用量102.2.3 确定切削刀、切削扭矩、切削功率112.2.4 选择刀具结构11 2.3 “三图一卡”的编制122.3.1 被加工零件工序图 122.3.2 加工示意图132.3.3 机床联系尺寸图172.3.4 生产率计算卡202.4 多轴箱的设计222.4.1 绘制多轴箱设计原始依据图222.4.2 主轴、齿轮模数的选择232.4.3 多轴箱的传动设计232.4.4 绘制传动系统图252.4.5 传动零件的校核262.5 确定机械重块平衡机构302.6 液压系统322.6.1 Z轴液压泵的确定322.6.2 轴液压动力的确定332.6.3 拟定液压系统图343 夹具设计363.1机床夹具的概述36 3.1.1机床夹具的组成363.1.2机床夹具的类型 363.2 工件机构特373.3 工件定位方案和定位元件的设计373.4 夹紧方案和夹紧元件的设计 373.5 夹具的性能及优点 373.6 夹具体的设计 383.7 误差分析与计算 383.8 夹具精度分析计算 393.9 夹具设计及操作的简要说明 404 结论41参考文献42致谢43附件1:机床夹具零件图、多轴箱装配图、联系尺寸总图及被加工零件工序图附件2：工作记录及成绩评定册IV攀枝花学院毕业设计（论文） 摘 要1一、绪 论21.1课题背景21.1.1国内组合机床的发展现状21.1.2 组合机床的发展趋势31.2课题的提出及其意义31.3设计任务及其要求4二、零件分析52.1 零件的结构特点及其技术要求52.2 零件的生产批量与机床的使用条件52.2.1 零件的生产批量52.2.2 机床的使用条件5三、确定组合机床的配置形式和结构方案73.1组合机床的组成73.2组合机床类型83.2.1具有固定夹具的单工位组合机床83.2.2具有移动夹具的多工位组合机床93.2.3转塔式组合机床93.3组合机床的通用部件103.3.1通用部件的分类103.3.2通用部件的型号、规格及配套关系113.3影响因素113.3.1加工精度的影响113.3.2工件结构状况影响123.3.3生产率的影响123.3.4现场条件的影响12四、“三图一卡”的编制134.1被加工零件图134.2加工示意图144.2.1在加工示意图要标注的内容144.2.2绘制加工示意图的有关计算144.3机床联系尺寸图284.3.1选用动力部件284.3.2确定装料高度304.3.3确定夹具轮廓尺寸304.3.4左底座轮廓尺寸314.3.5确定多轴箱轮廓尺寸314.4生产率计算卡334.4.1理想生产率344.4.2实际生产率344.4.3机床负荷率354.4.4生产率计算卡35五、多轴箱设计15.1多轴箱功用及分类15.2通用多轴箱的组成15.3多轴箱的通用零件15.3.1通用箱体类零件15.3.2通用轴类零件35.4绘制多轴箱原始依据图45.4.1确定主轴结构形式及齿轮模数55.4.2多轴箱的传动系统设计55.4.3矿车轮钻孔组合机床多轴箱传动系统的拟定75.5绘制传动系统图95.6绘制多轴箱总图95.7多轴箱零件设计10六、夹具的设计1161 机床夹具的概述116.1.1机床夹具的组成116.1.2机床夹具的类型116.2工件结构特点分析126.3工件定位方案和定位元件的设计126.4夹紧方案和夹紧元件的设计126.5夹具体的设计136.4定位误差分析计算136.5夹具精度分析计算146.6 夹具设计及操作的简要说明15总 结16摘 要组合机床是以通用部件作为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用主轴箱和夹具，组成的半自动或自动专用机床。组合机床是一种专用高效自动化技术装备，目前，它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，因而被广泛应用于许多工业生产领域。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，组合机床及其自动线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。矿车轮在矿山机械技术领域用途极为广泛。而本题目就包含了这两种在机械领域都有着重要用途的设备。矿车轮钻孔组合机床设计是一个复杂的毕业设计。该零件（矿车轮）结构复杂，因此零件毛坯采用灰铸铁铸造成形，题目要求设计钻三个M10螺孔 的组合机床。组合机床设计过程复杂，需要查阅资料很多，所以在设计时尽量使加工简单，但又不影响加工质量，同时使各工序尽量集中，发挥组合机床的优点，同时使各种误差减小到最低限度。 关键词：组合机床、夹具、多轴箱、传动轴、三图一卡一、绪 论1.1课题背景1.1.1国内组合机床的发展现状近年来，随着数控技术，电子技术，计算机技术的发展，组合机床的服务对象已经由过去的农用机械，载货汽车向以轿车工业为重点的转移，组合机床行业开展了针对轿车零件关键工艺研究开发的科研攻关，采取引进技术，合作生产和自行开发相结合；组合机床也由过去的刚性组合机床向具有一定柔性，可实现多品种加工方向的变化,先后开发了转塔组合机床,主轴移动式组合机床,自动更换主轴箱式组合机床,同时又应用数控技术发展了三坐标加工单元等数控组合机床,把纯刚性的设备变为具有一定柔性,可变可调的装备；组合机床的加工精度以过去多完成粗加工，半精加工向精加工方向转化。组合机床行业开发了针对汽车发动机五大件加工的关键工艺设备，使行业在精加工机床的品种上有了较大扩充，为提供成套设备创造了条件；组合机床制造技术由过去的以机加工为主的单机及自动化向综合成套方向转换，加强了相应配套技术与产品的研究开发，行业的已经初步具备了向用户提供自毛坯上线，经机械加工和非机械加工至成品下线的成套技术装备，包括整个车间的切屑和冷却处理系统；组合机床的控制技术由传统的程序控制技术向数控，计算机管理与监控方向发展。组合机床行业企业生产的组合机床的控制技术，已完成了由接触-继电器控制向可编程控制的转变，从而大大的提高了组合机床的可靠性，故障率大为降低；组合机床的开发已经又过去的人工设计转向计算机辅助设计。组合机床行业大力推行CAD，为提高设计速度，保证设计质量，缩短供货周期创造了有利的条件。国内该行业虽然取得了很大的进步与发展，但是，在制造技术高速发展上的今天，由于基础比较薄弱，从整体看，与国外先进水平与国内的用户的要求还存在一定的差距，主要表现在产品的可靠性太差，难以适应大批量生产的需要，可调可变性，柔性较差，缺少必要的适应多种加工的新产品，系统化，通用化，模块化程度底，致使制造周期过长，满足不了用户的要求，科学管理，成本控制水平不高，在市场上缺乏竞争力等不足之。1.1.2 组合机床的发展趋势(1)、高速化：由于机构各组件分工的专业化，在专业主轴厂的开发下，主轴高速化日益普及。过去只用于汽车工业高速化的机种（每分钟1.5万转以上的机种），现在已成为必备的机械产品要件。(2)、精密化：由于各组件加工的精密化，微米的误差已不是问题。以电脑辅助生产（CAM）系统的发展带动数控控制器的功能越来越多。(3)、高效能：对机床高速及精密化要求的提高导致了对加工工件制造速度的要求提高。同时，由于产品竞争激烈，产品生命周期缩短，模具的快速加工已成为缩短产品开发时间所必须具备的条件。对制造速度的要求致使加工模具的机床向着高效能专业化机种发展。(4)、系统化：机床已逐渐发展成为系统化产品。现在可以用一台电脑控制一条生产线的作业，不但可缩短产品的开发时间，还可以提高产品的加工精度和产品质量。(5)、复合化：产品外观曲线的复杂化致使模具加工技术必须不断升级，机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。1.2课题的提出及其意义机床工业是现代工业特别是现代制造业的基础，在国民经济中占有重要的战略地位。对我国而言，机床工业不仅仅具有重要的经济意义，而且还具有重要的国防战略意义。研究机床工业的特点，有助于我们了解机床工业的特殊规律，从而找到适合我国国情的机床工业发展之路。机床工业的发展带动了制造业和工业的发展。对一个国家而言，本土的机床工业与本土的制造业及工业紧密相连，高水平的本土机床工业有助于提升本土制造业及工业的水平。机床工业与一个国家的工业竞争力、制造业发展水平紧密相关，本国的机床工业水平越高，工业和制造业竞争力越强。我国工业竞争力和制造业发展水平不高，一定程度上是与我国机床工业发展水平不高相联系的。加快我国机床工业的发展，提高我国机床工业技术和管理水平，将有利于我国工业和制造业发展。所以对机床的研究设计意义是极其重大的。毕业设计是高等教育体系中非常重要的环节，它可以检验自己对专业知识理解与掌握的程度，也可以提高自己综合运用所学知识的能力，也能在分析问题和解决问题的过程中学到更多新的知识。就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。1.3设计任务及其要求设计题目所给的是矿车轮端面钻孔组合机床设计。其设计任务及其要求有：（1）在保证满足各项技术要求的前提下，力求结构简单、先进和合理，动作准确可靠，便装拆维修，操作安全可靠；（2）设计内容包括：组合机床设计、夹具设计；（3）零件尽可能的采用标准件；（4）在结构方案和有关尺寸确定后，绘制出装配图和零件图；（5）绘制零件图包括结构图形、尺寸、公差、形位公差和表面粗糙度值；尺寸表注要注意基准和完整；必须注明必要的技术要求；（6）掌握必要的机械零件的设计和加工工艺的有关知识；（7）熟悉机械制图、配合与公差、机械原理、金属材料等方面的有关知识。二、零件分析2.1 零件的结构特点及其技术要求被加工零件的材料为灰口铸铁ZG270-500，室温下的力学性能500，加工部位及其要求为：在面上加工3个M10螺孔，并且这3个螺孔是沿130圆周方向性三等分平均分布。表面粗糙度Ra为25。2.2 零件的生产批量与机床的使用条件2.2.1 零件的生产批量由生产纲领知（考虑废品及备品率）年产量1万件，单班制生产。零件的生产批量是决定采用单工位，多工位或自动线，还是按中小批量设计组合机床的重要因素，被加工零件的生产批量越大，工序安排一般趋于分散，而且其粗，精加工应分别在不同的机床上完成，以保证加工精度，但对于中小批量生产的情况，则力求减少机床台数，此时应将工序尽量集中在一台或少数几台机床上进行，以提高机床的利用率，本课题要求年产量为1万台，结合实际情况，考虑零件的大小，形状，应属于中小批量的生产规模，所以宜采用组合机床。2.2.2 机床的使用条件（1）车间布置情况 车间内零件输送滚道的高度将影响机床的装料高度，当工件输送滚道穿过机床时，机床应设计为通过式，且配置不能超过三面，同时，装卸工件只能推进拉出，机床通常不能安装中间导向，如果车间面积有限，则要限制机床轮廓尺寸，此外，生产线的工艺流程方向，机床在车间的安装位置等对机床配置方案也有一定的影响。（2）工艺间的联系 工件到组合机床加工前，毛坯或半成品必须达到一定的要求，否则，会造成工件在机床上夹紧定位不可靠，甚至造成刀具损坏，或者不能保证要求的加工精度，如果在组合机床上加工以后，还要转到其他机床上加工，而工件没有预先加工出保证精度的有关定位基面，那么组合机床应该考虑为下一道工序加工出定位面。（3）使用厂的技术能力和自然条件 如果使用厂没有相当能力的工具车间，制造，刃磨复杂的整体复合刀具有困难，则制定方案时应避免采用此类刀具，必要时可增加机床工位，以便采用一般刀具分散加工。三、确定组合机床的配置形式和结构方案零件加工工艺方案将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。考虑到被加工的零件是钻三个M10螺孔，而且这三个螺孔是沿130圆周方向性三等分平均分布，并针对零件的形状、大小、材料、硬度、刚性、加工部位的结构特点、加工精度、表面粗糙度以及定位、夹紧方法、工艺过程、所采用的刀具及切削用量、现场的环境和条件、生产率要求等。划分工序可以有两种趋向：工序集中和工序分散。工序的集中分散各有其长处，一般说来，在大批量生产中以提高生产率为主，需广泛采用多刀、单轴与多轴自动或半自动机床，多轴龙门铣床、组合机床等，故采取工序集中可以获得突出的效果。此次设计的矿车轮端面钻孔组合机床很大程度上使各工序尽量集中，发挥组合机床的优点，同时使各种误差减小到最低限度。由于此设计中所加工的零件3个孔中部分孔距离适中，所以完全可用一个工位完成。遵循以下几点基本原则：（1）选择合适、可靠的工艺方法；（2）精粗加工合理安排；（3）工序集中原则（4）定位基准及夹紧点选择原则。（5）制定工艺方案1)装卸、夹紧；2)钻3个孔；3)攻丝。3.1组合机床的组成一台组合机床主要由滑台、钻削头、夹具、多轴箱、动力箱、立柱、立柱底座、中间底座、侧底座以及控制部件和辅助部件等组成。其中夹具和多轴箱是按加工对象设计的专用部件，其余均为通用部件，且专用部件中的绝大多数零件（约70%90%）也是通用零件。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各自的滑台带动做直线进给运动。 3.2组合机床类型 根据所选用的通用部件的规格大小以及结构和配置形式等方面的差异，将组合机床分为大型组合机床和小型组合机床两大类。习惯上滑台台面宽度大于250mm的为大型组合机床，滑台台面宽度小于250mm的为小型组合机床。 根据组合机床的配置形式，可将其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。3.2.1具有固定夹具的单工位组合机床单工位组合机床特别适用于加工大、中型箱体类零件。在整个加工循环中，家具和工件固定不动，通过动力部件使刀具从单面、双面或多面对工件进行加工。这类机床加工精度较高，但生产率较低。按照组成部件的配置形式及动力部件的进给方向，单工位组合机床又分为卧式、立式、倾斜式和复合式四种类型。a 卧式组合机床卧式组合机床的刀具主轴水平布置，动力部件沿水平方向进给，按加工要求的不同，可配置成单面、双面或多面的形式。本题目选用单面即可。b 立式组合机床立式组合机床的道具主轴垂直布置，动力部件沿垂直方向进给。一般只有单面配置一种形式。c 倾斜式组合机床倾斜式组合机床的动力部件倾斜布置，沿倾斜方向进给。可配置成单面双面或多面的形式，以加工工件上的倾斜表面。d 复合式组合机床复合式组合机床是卧式、立式、倾斜式两种或三种形式的组合。3.2.2具有移动夹具的多工位组合机床多工位组合机床的夹具和工件可按预定的工作循环，作间歇的移动或转动，以便依次在不同工位上对工件进行不同的工位加工。这类机床生产率高，但加工精度不如单工位组合机床，多用于大批量生产中对中小型零件的加工。按照夹具和工件的输送方式不同，可分为移动工作台式、回转工作台式、中央立柱式和鼓轮式四种类型。a 移动工作台组合机床移动工作台组合机床可以先后在两个工位上从两面对工件进行加工，夹具和工件可随工作台直线移动来实现工件的变换。b 回转工作台组合机床回转工作台组合机床在每一个工位上可以同时加工一个活几个工件，其上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的回转工作台上，并随其作周期转动来实现工件的换位。由于这种机床适宜于对中小型工件进行多面、多工序加工，具有专门的装卸工位，使装卸工件的辅助时间和机动时间重合，所以不能获得较高的生产率。c 中央立柱式组合机床 中央立柱式组合机床上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的环形回转工作台上，并随其做周期转动以实现工位的变换。在环形回转工作台周围以及中央立柱上均可布置动力部件，在各个工位上，对工件进行多工序加工。d 鼓轮式组合机床鼓轮式组合机床上的夹具和工件安装在绕水平轴线回转的鼓轮上，并作周期转动以实现工位的变换。在鼓轮的两端布置动力部件，从两面对工件进行加工。3.2.3转塔式组合机床转塔式组合机床的特点是几个多轴箱安装在转塔回转工作台上，各个多轴箱依次转到加工位置对工件进行加工。按多轴箱是否作进给运动，可将这类机床分为两类：a 只实现主运动的转塔式多轴箱组合机床多轴箱安装在转塔回转工作台上，主轴由电动机通过多轴箱的传动装置带动作旋转主运动；工件安装在滑台的回转工作面上（如果不需要工件转位时，可直接安装在滑台上），由滑台带动作进给运动。b 既实现主运动又可随滑台作进给运动的转塔式多轴箱组合机床这类机床的工件固定不动（也可作周期转位），转塔式多轴箱安装在滑台上并随滑台作进给运动。转塔式组合机床可以完成一个工件的多工序加工，因而可减少机床台数和占地面积，适宜于中、小批量生产。综合上述组合机床分类介绍及各自功用，在结合本题目所要求设计的组合机床特点初步选取单工位的卧式组合机床。3.3组合机床的通用部件组合机床的通用部件是组合机床的基础。部件通用化程度的高低标志着组合机床技术的水平。在组合机床设计中，选择通用部件是重要内容之一。3.3.1通用部件的分类按通用部件在组合机床上的作用可分为下列几类：a 动力部件动力部件是组合机床的主要部件，它为刀具提供主运动和进给运动。动力部件包括动力滑台及其相配套使用的动力箱和各种单轴头，如铣削头、钻削头、镗孔车断面头等，其他部件均以选定的动力部件为依据来配套选用。b 支承部件支承部件是组合机床的基础部件，他包括侧底座、立柱、立柱底座和中间底座等，用于支承和安装各种部件。组合机床个部件之间的相对位置精度、机床的刚度主要由支承部件保证。c 输送部件输送部件用于带动夹具和工件的移动和转动，以实现工位的变换，因此，要求有较高的定位精度。输送部件主要有移动工作台和回转工作台。d 控制部件控制部件用于控制组合机床按预定的加工程序进行循环工作，它包括可编程控制器（PLC）、各种液压元件、操纵板、控制挡铁和按钮台等。e 辅助部件辅助部件包括用于实现自动夹紧工件的液压或气动装置、机械扳手、冷却和润滑装置、排屑装置以及上下料的机械手等。3.3.2通用部件的型号、规格及配套关系按通用部件标准，动力滑台的主参数为其工作台面宽度，其他通用部件的主参数取与其配套的滑台主参数来表示。等效采用国际标准设计的“1字头”通用部件，按精度分为：普通级、精密级和高精度级三种精度等级。“1字头”滑台采用双矩形闭式导轨，纵向用双矩形的外侧导向，斜镶条调整导轨间隙；压板与支承导轨组成辅助导轨副，防止倾覆力矩过大导致滑鞍（动导轨）与滑座（支承导轨）分离。这种导轨制造工艺简单，导向精度高，刚度好。滑座导轨材料有两种，分别在型号后加A、B以区别，A表示滑座导轨材料为HT300，高频淬火，淬火硬度为4248HRC；B表示滑座为镶钢导轨，淬火硬度为48HRC以上。3.3影响因素通常，在确定工艺方案的同时，也就大体上确定了组合机床的配置形式和结构方案。但是还要考虑下列因素的影响。3.3.1加工精度的影响 工件的加工精度要求，往往影响组合机床的配置形式和结构方案，例如，加工精度要求高时，应采用固定夹具的单工位组合机床，加工精度要求低时，可采用移动夹具的多工位组合机床；工件各孔间的位置精度要求高时，应采用在同一工位上对各孔同时精加工的方法；工件各孔同轴度要求高时，应单独采用精加工等。3.3.2工件结构状况影响工件的形状、大小和加工部位的结构特点，对机床的结构方案也有一定的影响。例如，对于外形尺寸和重量较大的工件，一般采用固定夹具的单工位组合机床，对多工序的中小型零件，则宜采用移动夹具的多工位组合机床；对于大直径的深孔加工，宜采用具有刚性主轴的立式组合机床等。3.3.3生产率的影响生产率往往是决定采用单工位组合机床、多工位组合机床还是组合机床自动线的重要因素。例如，从其他因素考虑应采用单工位组合机床，但由于满足不了生产率的要求，就不得不采用多工位组合机床，甚至自动线来进行加工。而在多工位组合机床时，还要考虑：工位数不超过23个，并能满足生产率要求时，应选用移动工作台式组合机床；工位数超过4个时才选用回转工作台或鼓轮式组合机床。3.3.4现场条件的影响使用组合机床的现场条件对组合机床的结构方案也有一定的影响。例如使用单位的气候炎热，车间温度过高，使用液压传动机床不够稳定，则宜采用机械传动的结构形式；使用单位刃磨刀具、维修、调整能力以及车间布置得情况，都将影响组合机床的结构方案。综上：本题目应采用固定液压夹具的单工位组合机床。四、“三图一卡”的编制根据前几章分析和指定的机床工艺方案及机床的配置型式结构方案下面用图纸的表达形式三图一卡设计，来表示组合机床的总体设计。其内容包括：绘制被加工零件图、加工示意图、机床联系尺寸图，编制生产率计算卡。被加工零件（见下图）。其材料为铸钢ZG270-500，硬度为HB175255，加工部位及要求为：面上有3孔，即，孔粗糙度为25；其他技术要求见图纸。要求生产纲领为（考虑废品及备品率）年产量1万件，单班制生产。4.1被加工零件图 被加工零件图是根据选定的工艺方案，表明零件的形状、尺寸、硬度、以及在所设计的组合机床上完成的工艺内容和所采用的定位基准、夹压点的图纸。是组合机床设计的主要依据，也是制造、验收和调整机床的重要技术条件。1.在被加工零件图上标注的内容有：1）加工零件的形状、主要轮廓尺寸和本机床要加工部位的尺寸、精度 、表面粗燥度、形位精度等技术要求，以及对上道工序的技术要求等。2）本工序所选定的定位基准，夹紧部位及夹紧方向。3）被加工零件的名称、编号、材料、硬度及被加工部位的加工余量等。2、绘制被加工零件工序图的一些规定（1）除加工部位用粗实线画外，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，均在尺寸下画横线标出（2）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。（3）各加工部位的位置尺寸，应由定位基准标起。当定位基准与设计基准不重合时应进行换算。（4）对各加工部位的位置尺寸当为不对称公称公差尺寸时，换算为对称公差尺寸即使名义尺寸位于公差带的中央。遵循绘制被加工零件图的规定画出零件图见附录CAD图。4.2加工示意图加工示意图是被加工零件工艺方案在图案上的反应，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，使刀具、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形式的原始要求，也是调整机床和刀具所必需的重要技术文件。4.2.1在加工示意图要标注的内容（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。（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；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、主轴之间连接方式。4.2.2绘制加工示意图的有关计算加工示意图绘制之前，应进行刀具、导向装置的选择以及切削用量、转矩、进给力、功率和有关联系尺寸计算。（1）刀具的选择选择刀具，应考虑工艺要求与加工尺寸精度、工件材质、表面粗糙度及生产率的要求。只要条件允许应尽量选用标准刀具。为了提高工序集中程度或满足精度要求，可以采用复合刀具。孔加工刀具的长度应保证加工终了时刀具螺旋槽尾端与导向套之间有3050mm距离，以便于排出切削和刀具磨损后又一定的向前调整量。所以，根据零件要加工的孔是三个M10螺孔，参照以上要求，依据机械加工工艺师手册（杨叔子主编）孔加工刀具表20-2和表20-3（P587）加工M10螺孔选择高速钢直柄短麻花钻（GB143585）直径d=8.2mm，l=79mm，l1=37mm。（2）导向套的选择组合机床加工孔时，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。因此，正确选择导向装置的类型，合理确定其尺寸、精度，是设计组合机床的重要内容，也是绘制加工示意图时必须解决的问题。导向装置有两大类，即固定式导向和旋转式导向。在加工孔径不大于40mm或摩擦表面线速度小于20m/min时，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。固定导向装置一般由中间套、可换导套华人压套螺钉组成。中间套的作用是在可换导套磨损后，可较为方便的更换，不会破坏钻模体上的孔德精度。加工孔径较大或线速度大于20mm/min时，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（导向）副分别设置，按旋转副和直线副的相对位置分为内滚式和外滚式两种；滚动轴承安装在刀杆上的旋转导向为内滚式导向，中间导向套只作直线移动，导向长度为(23）d1(d1刀杆直径),导向至工件端面的距离为2050mm，视导向结构而定；滚动轴承内圈安装在中间导向套上，中间导向套不随主轴一起的旋转导向为外滚式导向装置，导向长度为 （2.53.5）d1。旋转式导向装置的极限转速由轴承的极限转速和刀具允许的切削速度决定，导向精度由轴承精度和刀杆、导向套的精度决定。旋转式导向一般通过滑块连轴器（JB/ZQ4384-1986）与主轴“浮动”联接。 综上：依据机械加工工艺师手册（杨叔子主编）表17-46钻套的基本类型（P491）选择固定钻套。由于加工的是三个M10螺孔，故选择加工孔直径710mm，所以导套长度也就选择22mm。 导向套布置图 （3）导向装置的选择 由于选择刚性主轴，其位置尺寸精度取决于主轴的位置和尺寸精度，对于所加工出的孔的精度将起着重要的角色，而与选择的刀具和有无导向装置没有太大的关系，另外由于改机床所加工的孔的直径和长度均不大，所以选用第一类导向装置，则其布局与参数的选择查阅组合机床设计简明手册如下: 工艺方法导向布局简图导向长度导向至工件端面的距离刀具与主轴的连接形式钻孔（24）（钻铸钢）刚性导向装置的配合：导向装置的配合依据参考资料书组合机床设计中的精度进行选择和设计。其导向装置的配合形式如下图：导向装置之间的配合其精度以及配合的相互关系为： 导向类别工艺方法dD刀具导向部分的外径第一类导向钻孔G7（F8）H7/g6H7/js6用钻头本身导向（4）初定切削用量切削用量是指切削速度、进给量、背吃刀量等三个切削要素。它们表示切削过程中切削运动的大小及刀具切入工件的程度，切削速度是切削刃的选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，通常用Vc表示，单位为米/分或米/秒。进给量是工件或刀具的每一转或每一往返行程的时间内，刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移，通常用f来表示，单位为毫米/转或毫米/行程。背吃刀量是指通过切削刃基点并垂直于工件平面方向上测量的吃刀深ap，也就是工件待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，习惯上也将背吃刀量称为切削深度，通常用ap表示，单位为毫米 。切削深度ap 选择原则是根据工件的加工余量来决定的，选择是应考虑：a 在留下精加工及半精加工余量后，粗加工应尽可能将剩下的余量一次切除以减少走刀次数；b如果工件余量过大，或机床动力不足而不能将粗切削余量一次切除，也应将第一次走刀的切削深度尽可能取大些；c 当冲击负载较大，或工艺系统刚性较差时，应适当减少切削深度；d 一般精切时，可取ap=0.050.8毫米，半精加工时可取ap=1.03.0毫米 。进给量f的选择是主要是根据切削力及加工表面粗糙度：粗加工时，加工表面粗糙度要求不高，进给量主要受刀杆、刀片、工件及机床的强度和刚度所能承受的切削力的限制；半精切削及精切时，进给量主要受表面粗糙度要求的限制，刀具的副偏角愈小，刀尖圆弧半径愈大，切削速度愈高，工件材料的强度愈大，则进给量可愈大 。切削速度vc的选择原则主要考虑切削加工的经济性，必须保证刀具经济寿命，同时切削负载不应超过机床的额定功率，通常的原则是：a 刀具材料的耐热性好，切削速度可高些；b工件材料的强度、硬度高，或塑性太大或太小，切削速度均应取低些，c 加工带外皮的工件时，应付适当降低速度；d要求得到较小的表面粗糙度时，切削速度应避开积屑瘤的生成速度范围，对硬质合金刀具，可取较高的切削速度，对高速钢刀具，常采用低速切削；e 断续切削时，应取较低的切削速度；f 工艺系统刚性差时，切削速度应适当减小；h在切削速度最后确定之前，须验算机床电动机的功率是否足够 。组合机床往往采用多轴、多刀、多面同时加工，且组合机床上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，多以各刀具的每分钟进给量应该相等。因此，应按工件时间最长、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，可以在这基础上进行调整其每转进给量，以满足每转进给量相同的要求。另外，在多轴箱传动系统设计完毕、传动齿轮齿数确定后，还要反过来调整初定的切削用量。选择切削用量时，应尽量使相邻主轴转速接近，以使多轴箱的传动链简单些。使用液压滑台时，所选的每分钟进给量一般应比滑台的最小进给量大50%，以保证进给稳定。表2 用高速钢钻头加工时切削用量加工直径切削用量V(mm/min)S0/(mm/r)1610180.050.161210180.10.18表3 用高速钢刀具扩孔的切削用量加工直径切削用量扩通孔锪沉孔V(mm/min)S0/(mm/r)V(mm/min)S0/(mm/r)101510180.150.20.150.216250.20.250.150.326400.250.38120.150.340600.30.40.150.3601000.40.60.150.3综上：根据本题目加工情况最终加工完成M10（公称直径为10mm）螺孔，首先钻孔8mm f=0.220.26,取f=0.25mm/r;(见机械加工工艺手册表2.4-38及表3.1-36)v=18m/min;F=2413N;M=6.426N.M见机械加工工艺手册表2.4-41按机床选取=750（机械加工工艺手册表3.1-36）所以切削工时，其中切入=21mm，切出=3mm, =80mm2) 扩孔到10mm。因该工步能加工完后能直接保证精度,即加工完后即可满足要求。根据机械加工工艺手册表2.4-52查得扩孔钻扩10孔时的进给量, ,根据机床规格选f=0.5mm/r。扩孔钻扩孔时切削速度，确定为 （为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度。）故v=0.430m/min=12m/min ; 按机床选取：=195；实际切削速度：由机械加工工艺手册表2.5-7，切削时间 其中，取4 3 故 （5）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、选择滑台及设计夹具、选择主电动机（一般是选择动力箱盒驱动电动机）提供依据。本题目是采用高速钢直柄麻花钻，所以：采用高速钢钻头钻孔时:轴向切削力：F=26Df0.8HB0.6=26100.250.84500.6=1635N切削转矩：T=10D1.9f0.8HB0.6=10101.90.250.84500.6=4178N.mm切削功率：KwD：钻头直径（mm）f:每转进给量（mm/r）v:切削速度（m/min） HB:材料硬度，HB一般取HB的最大值450。采用高速钢扩孔时：F=9.2f0.4t1.2HB0.6T=31.6Dt0.75f0.8HB0.6式中t背吃刀量深度（mm）另外：刀具的耐用度在60120min左右（由于采用的是硬质合金麻花钻）。用以上公式计算出主轴箱上各刀具主轴的轴向切削力后，求出多轴加工的总的轴向力：=+=3F=31635=4905N。（6）计算主轴直径强度条件下45钢质主轴的直径为刚度条件下的主轴直径为其中：d为轴直径T为轴所承受的转矩为许用剪切应力；45钢=31Mpa(机械制造装配设计P136)B为系数，当材料的剪切弹性模量G=8.1104MPa，刚性主轴=0.5。/m，B=1.984；传动轴=1。/m，B=1.638（机械加工工艺手册和机械制造装备设计P136）查阅机械加工工艺手册和机械加工工艺师手册通用钻削类主轴的系列参数主轴外伸主轴类型短主轴滚锥轴承短主轴2530354050长主轴滚锥轴承长主轴202530354050滚珠轴承主轴152025303540滚针轴承主轴152025303540主轴外伸尺寸/mmD/d25/1632/2040/2850/3650/3667/4880/60L85115115115115135135孔深l 747785106106129129接杆模式锥号l1，21，2，32，32，33，44，5本题目中，所有主轴直径皆为20mm，主轴外伸长度为：L=115mm,内径为：D=20（H7）mm，内孔长度为：l=77mm.(7)选取刀具接杆由以上可知，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，为保证多轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，就需要在主轴和刀具之间设置可调环节。这个可调环节在组合机床上就是通过刻调整的刀具接杆来解决的。接杆的尺寸d与主轴外伸长度的内孔D配合，根据接杆直径d和刀具的锥体莫式锥度，查阅机械加工工艺手册和机械设计手册（GB/T 3668.101983）选取可调接杆如下：d(h6) d1(h6) d2d3Ll1l2l3螺母厚度锥度基准直径20Tr202莫式1号12.06117113464025121385016375188100（8）确定加工示意图的联系尺寸 为了使所设计的机床结构紧凑，应尽量使工件端面至多轴箱端面间距离最小。因此选取接杆时，在主轴外伸长度及刀具类型相同的条件下，应首先选取加工部位在外壁的盲孔孔径最大，长度最小的主轴刀具接杆；应保证在加工终了位置时钻头等刀具的螺旋槽尾部至导向套端面的距离，以利于排屑和刀具刃磨后向前调整。工件端面到多轴箱端面之间的距离还与机床的总布局有关。 加工示意图联系尺寸的标注如下图所示。其中最重要的联系尺寸是工件端面到多轴箱端面之间的距离（320mm）。它等于刀具旋伸长度、螺母厚度、主轴外伸长度与接杆伸出长度（可调节）之和，再减去加工孔深度（本题目为21）。（9）工作进给长度的确定 工作进给长度应按加工长度最大的孔来确定。工件进给长度等于刀具的切入值（根据工件端面的情况，一般取510mm）加工孔深及切出值之和。本题目中所加工的3个螺孔大小深度完全一致，所以选择起来比较容易。（10）计算查阅机械加工工艺手册和机械设计手册得：钻8的通孔时：进给量fn=0.3mm/r，转速n=1000r/min，切削速度vc=0.45mm/min。钻M10的螺纹孔时：进给量fn=0.3mm/r，转速n=1000r/min，切削速度vc=0.45mm/min。攻M10的螺纹孔时：进给量fn=1.5mm/r，转速n=300r/min，切削速度vc=0.148mm/min 根据机械加工工艺师手册得钻孔工时计算公式为：= 根据机械加工工艺师手册得扩、铰孔工时计算公式为： = 根据机械加工工艺师手册得钻孔工时计算公式为： （盲孔加工时=0）钻8的孔工时计算 钻10的孔工时计算 螺纹孔的工时计算 M10螺纹孔的工时计算由公式（12.12）和公式（12.13）得：攻丝计算 工件加工长度（mm） 1刀具切入长度（mm） 2刀具切出长度（mm）主轴、工件每转进给量（mm/r）主轴每分钟转速（r/min）进给次数（次） M10的螺纹攻丝工时计算 由公式（12.14）得： 装卸工件时间钻床装卸时间：在工作台上，用吊车装卸时间为5min准备终结时间钻床的准备终结时间：固定部分时间为33min，另加部分为1.3 min工序间尺寸和加工余量的确定由于毛坯不能达到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便经过机械加工达到这些要求，当然，每道工序都有加工余量。如果加工余量过大，则不能保存零件的最耐磨的表面层，降低了被加工表面的机械性质，同时增加了机械加工工时，降低了生产率。又增加了材料、电能、工具等的消耗，增加了产品的成本。如果加工余量过小，则不能保证去除零件表面的缺陷层，不能保证质量。同时这给机械加工造成极不利的工作条件，刀具在硬的夹砂或氧化皮中切削，缩短了刀具的寿命。如果余量不够而不能保证加工质量，造成废品，则将提高了成本。可知，余量过大过小都会机械加工带来不利的影响，因此我们必须确定好加工余量。为了保证零件的加工质量，零件往往要经过若干道工序的加工，因此要确定各工序的尺寸及公差，以便互相配合，保证加工的顺利进行，并达到零件的质量要求。如果工序间尺寸公差太大，则会使加工余量增加而造成不必要的加工，当用夹具来定位、夹紧的时候，可能因尺寸公差太大而不能安装，上道工序尺寸公差太大，可能会影响本道工序的加工质量，这在密加工时必须注意的，在成批大量生产中，大多用静整法获得加工尺寸，如果工序间尺寸公差太大，则有时不能一次走刀或一个工步来切削，造成工作的复杂化，即工作事先要逐个检验并按尺寸分组。如果工序间尺寸公差太小，则无形中提高了各道工序的加工精度，增加了劳动量及消耗，造成浪费。由此可知，各道工序尺寸公差不能过大和过小，应根据整个工艺过程的安排来确定。M10加工工序尺寸和加工余量加工工艺路线为：钻扩铰的加工阶段查机械加工工艺师手册和机械加工工艺手册得： 扩孔余量为1.5mm 铰孔余量为0.06mm（11）绘制加工示意图的注意事项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相吻合。2）工件的非加工部件用细实线绘制，其余部分一律安机械制图标准绘制。3）同一多轴箱上，结构、尺寸完全相同的主轴，不管数量多少，允许只绘一根，但应在主轴上标注与工件孔号相对应的轴号。4）主轴间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，允许只绘外形，标上型号，但对一些专用结构如导向、专用接杆等则应绘出剖视图，并标注尺寸、精度及配合。根据以上内容画出加工示意4.3机床联系尺寸图 机床联系尺寸图是用来表示机床的配置形式、机床各部件之间相对位置关系和运动关系的总体布局图。它是进行多轴箱、夹具等专用部件设计的重要依据。4.3.1选用动力部件选用动力部件主要指选择型号、规格合格的滑台和动力箱。（1）滑台的选用 通常根据滑台的驱动方式所需进给力、进给速度、最大行程长度和加工精度等因素来选用合适的滑台。初选1HY型液压滑台：1）选择动力滑台及附属部件根据动力滑台中，液压滑台与机械滑台的优缺点的比较：快进转工进时，转换位置精度较低且考虑到过载保护方面的原因，选择液压滑台，根据计算求出总的切削力P=13600N，及液压滑台的主要技术性能比较，选择1HY40系列液压滑台。具体液压滑台的主要技术参数见下表：型号台面宽度长度行程最大进给力工进速度快进移动速度1111HY40400mm800mm400mm630mm20000n12.5500mm/min8m/min根据1HY40系列液压滑台，选择该系列滑台的附属部件、支承部件以及配套设施部件，经过查组合机床设计简明手册可知，如下表所示：部件型号立柱滑台侧底座立柱侧底座1HY401HY40m1HY40G1A1B11A11B4006301CL401CL40M1CC4011CC4021CC401M1CC402M1CD4011CD4021CD401M1CD402M由于该组合机床不需要二次进给，且为了对在加工产生振动，以及吸收振动，选用A型铸铁导轨，即选择的液压滑台是：1HY401A型。另外由于该机床所选择的加工方式是卧式双面钻铰复合，则该液压滑台的配置型式为卧式。其具体配置时联系尺寸以及相关部件的位置关系根据组合机床设计简明手册中表53来确定，相关的图纸亦见参考书。2）驱动方式的确定参照通用部件对液压滑台和机械滑台的性能特点比较，并结合前面分析的具体的加工要求、使用条件等来选用。3）、确定进给速度液压滑台是靠液压系统中变量叶片泵供油，进口节流调速来实现液压滑台的工作进给速度在一定范围内的无级调节。液压在确定刀具的切削用量是所规定的工作进给速度应大于滑台最小进给速度，1HY型滑台为无级变速，工作进给速度为4800mm/min范围内快速移动速度为定值。则由前的轴向力选取滑台的型号为 1HY40型 工作进给为183.6mm/min4）、确定滑台进程 由于滑台的行程除保证足够的工作行程外还应留有前备量和后备量。前备量的作用是使动力部件有一定的向前移动的余地，以弥补机床的制造误差及刀具磨损后能向前调整，前备量一般取值范围为1020mm 本设计取前备量为20mm，后备量的作用是使动力部件有一定的向后移动的余地以方便装卸刀具，后备量一般不小于4050mm本设计取为50mm 所以总行程为：工作行程+前备量+后备量=250+20+50=320mm5）、多轴加工的总切削功率以及主驱动装置的确定确定单根主轴切削功率后，求出多轴加工的总切削功率但是考虑到在加工过程中有功率损失，选效率为0.82，则总的需要的功率为：未考虑功率损失前：=2.05考虑到功率损失后：=2.5则该主运动驱动装置的选择为：功率为3选择主电机功率为3的Y100L2-4型电动机，且该系列主传动装置具有通用化程度高、选配灵活，便于生产经营管理等优点。其主要技术参数见下表：主电机传动型号转速范围（r/min）主电机功率（）配套主轴部件型号电机转速输出转速Y100L2-414307153 1TA32、1TA32M、1TZ321TG324.3.2确定装料高度 装料高度指工件安装基面至机床底面的垂直距离。组合机床标准中，一般选取装料高度为1060mm，但根据具体情况，如车间运送工件的滚道高度、多轴箱最低主轴高度等因素，在8501060mm范围内选取。本例取装料高度为900mm。4.3.3确定夹具轮廓尺寸 工件的尺寸和形状是确定夹具底座尺寸的基本依据。确定夹具底座尺寸时应考虑工件的定位件、夹紧机构、刀杆导向装置的需求空间，并要满足排屑和安装的需要。一般情况下，加工示意图中工件至导向套端面的距离和导向套的尺寸。本题目主要确定钻模厚度及加具体底座尺寸。钻模厚度应不小于最小导向长度，加工示意图中钻模版厚度为25mm，夹具体底座长度为400mm。夹具体底座应根据装料高度、夹具大小和中间底座而定，并充分考虑中间底座刚度，以便于布置定位元件和设置夹紧机构，便于排屑为原则。本题目选取240mm4.3.4左底座轮廓尺寸底座的轮廓尺寸要满足夹具在其上面联接安装的需要。左侧底座长度尺寸根据所选动力部件（滑台、滑座）及配套部件（侧底座）的位置关系确定。同时考虑多轴箱处于终了位置时，多轴箱与夹具体之间应有实当距离，以便于机床调整、维修；另外中间底座周边应有不小于70100mm的排屑或冷却液回流槽。左侧底座长度方向尺寸L，要根据所选动力部件和夹具安装要求来确定。其中：L1加工终了位置时，多轴箱端面至工件端面间的距离（mm）本题目L1 =320mmL2多轴箱厚度（mm），本题目多轴箱用90 mm后盖, L2=325mmL3工件长度（mm），本题目工件长度为118mml1滑台与多轴箱的重和长度（mm），本题目为180mml2加工终了位置时，滑台前端面至滑座端面间的距离和前备量之和（mm）本题目为40mml3滑座前端面和底座端面距离（mm），本题目为110 mm所以本题目中间底座的长度确定为700mm左侧底座长度确定后，多轴箱端面至工件端面间的距离就最后确定了，因此，刀具接杆的长度也就最后确定。底座高度按标准选取560mm。在确定中间底座高度时，应考虑切削的存储和清理以及电气接线盒的安排。如用切削液时，还应考虑容纳35min冷却泵流量切削液。对于加工铸铁件的机床，为了使切削液有足够的沉淀时间，其容量还应加大到1015min的流量。4.3.5确定多轴箱轮廓尺寸标准中规定：卧式配置的多轴箱总厚度为325mm；宽度和高度标准尺寸选取。b1最边缘主轴中心至多周箱外壁之间的距离(cm)，一般取b170100 mmb2工件在宽度方向上的两加工中心孔距（等于高度方向两中心孔距）(mm)H1最低主轴高度(mm)H装料高度(mm)h2最低加工孔中心至工件定位基面的距离(mm)h3滑台高度(mm)h4滑座与侧底座之间的调整垫厚度(mm)h5侧底座高度(mm)h6多轴箱底与滑台之间的距离(mm)由于工件上三个螺孔分布三个M10螺孔，而且这三个螺孔是沿130圆周方向性三等分平均分布，所以：b2=112.58b1=100B= b2+ b1=112.58+2100=312.58查阅和机械设计手册和机械制造装备设计（表4-11，多轴箱规格） 按照标准由于320距312.5相差太近，故本题目应选取B=400。再者由于零件和所加工的螺孔的特殊性B和H值是一致的。所以H=B=400通过在侧底座与滑坐之间设置的调整垫，可以保证最低主轴中心与最低被加工孔中心在垂直方向的等高。机床联系尺寸图应按终了位置绘制，并表明动力部件退回到最远处的位置。当工件上加工部位与工件中心不对称时，应注明动力部件中心线同夹具中心线间的偏移量。在图上还应标明动力部件的总行程、工作行程、前备量、后备量以及液压设备和电气控制装置等的安装位置。综上所述：绘制机床联系尺寸图如下。4.4生产率计算卡生产率计算卡是反应所设计机床的工作循环过程、动作时间、切削用量、生产率、符合率等的技术条件。通过生产率计算卡，可以分析所拟定的方案是否满足用户对生产率及符合率的要求。4.4.1理想生产率指完成年生产纲领（包括备品及废品率在内）所要求的机床生产率。它与全年工时数有关，一般情况下，单班制生产取2350h，两班制生产取4600h，则本机床的生产率=2.18（件/小时）4.4.2实际生产率指所设计机床每小时实际可以生产的零件数量。 = (件/小时)式中：生产一个零件所需要的时间（min），它可根据下式计算： =+=（+）+（）min式中：、分别为刀具第、第工作进给行程长度（毫米）； 、分别为刀具第、第工作进给量（mm/min）； 当工件沉孔、止口、锪窝、倒角、光整表面时，动力滑台在死挡铁上的停留时间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转510转所需时间（min）； 分别为动力部件快进、快退行程长度（mm）；动力部件快速行程速度。采用机械动力部件取56m/min；液压动力部件取310m/min；直线移动或回转工作台进行一次工位转换的时间，一般可取0.1min；工件装、卸（包括定位、夹压及清除铁屑等）时间，它取决于工件重量大小、装卸是否方便及工人的熟练程度。根据各类组合机床的统计，一般取0.51.5min。则=+=（+）+（） =（+）+（） =（+）+（） =3.2775min经过计算比较，本机床的设计生产率满足理想生产率要求。4.4.3机床负荷率当时，计算二者的比值为负荷率根据下表进行比较所得：机床复杂程度主轴数负荷率单面或双面15=0.90116400.900.8641800.800.75三面或四面15=0.8616400.860.8041800.800.75本机床的负荷率为=0.7137根据组合机床的使用经验，适宜的机床负荷率为=0.650.75，本组合机床的负荷率按照上表确定，为：=0.7137。4.4.4生产率计算卡它是按一定格式编制，反映该零件在机床上加工过程、工作时间、机床生产率、机床负荷率的简明表格。表（）为该零件加工双面钻组合机床生产率计算卡。被加工零件图号毛坯种类铸件名称矿车轮端盖毛坯重量40Kg材料ZG270-500硬度175-255HBS工序名称钻螺纹底孔工序号序号工序名称工作行程/mm切速/(m/min)进给量mm/r进给量mm/min工时/min工进时间辅助时间1安装工件2工件定位、夹紧3滑台快进7550004滑台功进钻10深21458.60.1500.65死挡铁停留0.016滑台快进12050000.0247工件松开0.058卸下工件0.5备注1. 右动力箱驱动的主轴，转速为500r/min2. 一个安装加工一个零件3. 本机床装卸工件时间取1min累计0.901.149单件总工时2.049机床生产率29.28(件/h)理论生产率25.53 (件/h)负荷率87%38五、多轴箱设计 5.1多轴箱功用及分类多轴箱是组合机床的重要部件。根据加工示意图所确定的工件加工孔数和配置、切削用量和主轴类型而设计，由通用零件组成。能将动力箱的动力，传递给主轴，使之按要求的转速和转向旋转，提供切削动力。多轴箱与动力箱一起安装于进给滑台上，可完成钻、扩、铰镗孔等加工工序。多轴箱分为通用多轴箱和专用多轴箱两大类。专用多轴箱根据被加工工件的特点及其加工工艺进行设计。专用多轴箱基本上由专用零件组成，采用不需导向装置的刚性主轴来保证加工孔的位置精度。通用多轴箱按专用要求设计，由通用零件及少量专用零件组成，采用非刚性主轴，加工时，需由导向装置引导刀具来保证被加工孔的位置精度。5.2通用多轴箱的组成通用多轴箱主要由箱体类零件、主轴、传动轴、齿轮以及润滑和防油元件等组成。5.3多轴箱的通用零件5.3.1通用箱体类零件通用箱体类零件包括多轴箱箱体、前盖、后盖、上盖和侧盖。箱体材料为HT200，前、后盖材料为HT150，上盖为HT150。多轴箱后盖与动力箱的结合面上联接螺孔、定位销孔的大小、位置应与动力箱联系尺寸相适应。组合机床多轴箱动力箱型号B1H1BH1TD25A320250320，400，500，630250，320，4001TD32A400320400，500，630，800320，400，5001TD40A500400500，630，800，1000400，500，6301TD50A630500630，800，1000，1250500，630，8001TD63A800630800，1000，1250630，800，10001TD80A10008001000，1250800，1000，1250多轴箱箱体的标准厚度为180mm，用于卧式组合机床的多轴箱前盖厚度为55mm，用于立式的则兼作油池用，故加厚到70mm；基型后盖厚度为90mm ，变型后盖厚度为50mm、100mm和125mm三种，可根据多轴箱内传动系统安排和动力箱与多轴箱的廉洁情况合理选用。如只在动力箱的输出轴（驱动轴）与多轴箱输入轴上有排或排的一对齿轮啮合，且啮合的齿轮外廓（相啮合的两齿轮的中心矩与两齿轮齿顶圆半径之和）不超出后盖于动力箱连接法兰的范围时，可选用50mm或100mm的后盖，但后盖窗口要按出轮外廓加以扩大并进行补充加工；如果相啮合的齿轮外廓超出后盖与动力箱连接法兰的范围或多余一对啮合齿轮时，若为排齿轮需采用厚度为90mm的后盖，若为排齿轮，需采用厚度为125mm的后盖。根据本题目要求钻三个沿130圆周方向性三等分平均分布M10螺孔，所以选用厚度为125mm的后盖。5.3.2通用轴类零件（1）通用主轴通用主轴分为钻削类和攻螺纹类两种主轴。钻削类主轴采用两端轴向定位方式，按支承形式可分为圆锥滚子主轴，滚针轴承主轴，滚珠轴承主轴三种。圆锥滚子轴承主轴，前后支承均为圆锥滚子轴承，可承受较大的径向力和轴向力，轴承数量小，结构简单、装配调整方便，广泛用于扩、镗、铰孔和攻螺纹工序。滚珠轴承主轴，前支承为向心球轴承和推力轴承，后支承为向心球轴承或圆锥滚子轴承，前支承的推力球轴承设置在深沟球轴承的前边，承受的轴向力大，适用于钻孔工序。滚针轴承主轴，前后支承均为无内圈滚针轴承和推力球轴承，径向尺寸小。使用于主轴间距较小的多轴箱。根据与刀具的连接方式多轴箱主轴又分为浮动主轴和刚性主轴。浮动主轴在多轴箱前盖外的悬伸长度为75mm（立式主轴为60mm），因而又称为短主轴；采用滑块连轴器与刀杆浮动连接，长导向或双导向装置导向，以保证加工精度；用于镗、扩、铰孔等工序。刚性主轴在多轴箱前盖外的悬伸长度大于75mm（立式主轴大于60mm），因而又称为长主轴，主轴内孔与刀具或接杆尾部的配合代号为H7/h6，配合长度与主轴内孔直径之比大于1.6，连接刚度高，刀具前端的下垂最小，配以单导向适用于钻孔、扩孔、倒角及锪平面等工序。攻螺纹类主轴按支承形式分为圆锥滚子轴承主轴和滚针轴承主轴俩两种。主轴材料选取为40Cr钢，热处理C42。通用主轴最小间距主轴直径滚锥轴承主轴主轴直径滚珠轴承主轴202530354050152025304045204815362550.5532039.5433055.558632544.548533560.56368733049.55358634064.5677277814054.5586368735069.572778286914558.56267727781（2）通用传动轴 常用的通用传动轴按用途和支承形式可分为圆锥滚子轴承传动轴、滚针轴承和推力球轴承传动轴、润滑泵轴、手柄轴四种。通用传动轴材料选用45钢，热处理T215；滚针轴承的传动轴的材料为20Cr钢，热处理S0.51，C59。（3）通用齿轮 通用齿轮包括动力箱齿轮、电动机齿轮、传动齿轮。（4）润滑泵 规格较大的通用多轴箱采用R121A叶片泵进行润滑。中等规格的多轴箱用一个润滑泵；规格较大且主轴数量多的多轴箱用两个润滑泵。润滑泵泵出的油经分油器至各润滑点。润滑泵安装在前盖内，润滑泵轴在箱体内的悬伸长度为24mm，传动方式有两种，一是由润滑泵传动轴传动，另一种是通过传动轴上的齿轮直接与润滑泵轴上的齿轮啮合传动，传动齿轮齿宽为12mm。（5）其他通用零件除了上述零件外，多轴箱上还有隔套、键套、防油套、油杯、定位销以及锁紧螺母、防松垫圈等。综上：多轴箱是组合机床的重要部件之一，多轴箱的设计也是组合机床设计的重要内容。多轴箱设计的步骤大致为：根据“三图一卡”，绘制多轴箱设计原始依据图；确定主轴结构及齿轮模数；拟定多轴箱传动系统；计算主轴及传动轴坐标；绘制坐标检查图；绘制多轴箱总图及零件图。5.4绘制多轴箱原始依据图多轴箱原始依据图是依据“三图一卡”绘制的，其主要内容有：(1)根据机床联系尺寸图，绘制多轴箱外形图，标注轮廓尺寸和驱动轴、定位销孔坐标值。(2)根据联系尺寸图和加工示意图，画出工件与多轴箱对应位置尺寸，标注所有主轴的坐标值及工件轮廓尺寸。在原始依据图中要注意到：多轴箱与工件的摆放位置，工件在多轴箱下面。(3)标注各主轴的转速及旋转方向。绝大部分主轴为逆时针旋转（面对主轴看），故逆时针转向部标。本题目所设计主轴也不例外。(4)列表说明主轴的工序内容、切削用量及主轴的外伸尺寸。(5)表明动力部件的型号及性能参数。5.4.1确定主轴结构形式及齿轮模数 一般情况下，根据工件加工工艺、刀具和主轴的连接结构和刀具的进给抗力及切削转矩来确定主轴的结构形式。钻削加工主轴，需承受较大的单项轴向力，故选用向心球轴承组合的支承结构、且推力球轴承配置在主轴前端。传动轴直径可参考主轴直径大小初步确定，待颤动系统拟定后再进行验证。齿轮模数一般用类比法确定。 多轴箱中的齿轮模数常用2、2.5、3、3.5、4几种。为了便于生产，同一多轴箱中的齿轮模数不多于两种。5.4.2多轴箱的传动系统设计组合机床多轴箱的传动系统，就是一定的传动元件，把动力箱的输出轴与各主轴连接起来，组成一定的传动链，并满足各轴的转速和转向要求。多轴箱的特点是：针对某零件的特定工序恒速加工，传动链短；多主轴同时加工，传动链分支多。因此，多轴箱的传动设计，以获得需要的主轴转速和转向为原则，不存在通用机床前缓后急得最小传动比限制，甚至可用升速传动副驱动主轴。根据多轴箱传动系统设计的一般要求（机械制造装备设计，李庆余，张佳主编；P153）对本题目多轴箱设计步骤如下：1.拟定多轴箱传动系统得基本方法拟定多轴箱传动系统得基本方法是：先把所有主轴中心尽可能分布在几个同心圆上，然后在各个同心圆的圆心上分别设置中心传动轴；再把各组同心圆上的中心传动轴再取同心圆，并用最少的传动轴带动这些中心传动轴；把最后的合拢传动轴与动力箱的驱动轴连接起来。这就是“从主轴的布置开始，最后引到驱动轴上”。注意：驱动轴的中心线必须处于多轴箱箱体宽度的中心线上，其中心高则从选定的动力箱的联系尺寸图中查出。（1）把所有的主轴分成几组同心圆被加工零件上加工孔德位置分布是多种多样的，但大致可以归纳为“同心圆分布”、 “直线分布”和 “任意分布”三种类型。根据设计题目要求，要加工的是三个M10螺孔，而且这三个螺孔是沿130圆周方向性三等分平均分布，所以选择用单组同心圆分布主轴。图示如下：（2）用传动树形图来描述多轴箱传动系统传动树形图是一种用简单线条来描述多轴箱传动系统的图形。传动树形图中的“树梢”表示各主轴（如1，2，3），“树根”表示驱动轴（如O）；各分叉点位传动轴（如4，5，6）。 “树枝”以定向边代表各轴之间的传动副，并以箭头表示传动顺序。本题目所设计的多轴箱传动树形图如下：5.4.3矿车轮钻孔组合机床多轴箱传动系统的拟定（1）拟定传动路线把主轴1-3作为一组同心圆。4，5，6作为一个同心圆，驱动轴通过传动轴4，5，6与主轴1，2，3连接起来形成多轴箱传动系统。(2) 确定驱动轴、主轴位置驱动轴的高度由动力箱联系尺寸图中查出：距箱体底面为124.5mm。计算坐标值：主轴箱箱体零件上的孔系是按照计算的坐标来加工的，装配时，要求两轴上的齿轮能够正常啮合，因此必须验算根据坐标计算确定各轴的实际中心距A是否符合两轴间啮合齿轮要求的标准中心距，与A的差值为，即=RA。验算标准中心距允差为0.0010.009mm，各种情况下验算公式如下：传动轴与三轴等距的验算（轴与7、8、9、10轴等距）： =0 =0根据矿车轮钻孔组合机床多轴箱原始依据图算出驱动轴、主轴坐标值见下表。坐标左销孔驱动轴主轴1主轴2主轴3X-1750056.29-56.29Y00-6532.532.5（3）确定传动轴位置及齿轮齿数 传动轴4，5，6为主轴1，2，3 都各自在同一同心圆上。且14，25，36圆心在同一直线上。多轴箱的齿轮模数按驱动轴出轮估算m多轴箱输入出轮模数取m1=3，其余齿轮模数取m2=2。主轴1，2，3要求的转速一致且较高，所以采用升速传动。主轴齿数选取Z36，传动齿轮采用z52齿的大齿轮，变位系数。传动轴的转速为:由于前面选取了主轴直径为20，显然传动轴直径都选取30，这样为了减少传动轴种类和设计题目需要由于传动轴转速是，则驱动轴至传动轴的传动比为:驱动轴的直径为30mm，由机械零件设计手册查得知：t=33.3mm,当m=3时，驱动轴上的齿数为：Zmin去驱动齿轮齿数Z=25。通用的齿轮有三种，即传动齿轮、动力箱齿轮和电机齿轮。材料均为45钢，热处理为齿部高频淬火G54。本机床齿轮的选用按照下表选用齿轮种类宽度（mm）齿 数模数（mm）孔径（mm）驱动轴齿轮24321650连续16702、2.5、32、2.5、3、415、20、30、35、4025、30、35、40、50传动轴齿轮44（B型）52225、30、40、50输出轴齿轮3236318、22、28、32、36计算各主轴转速使各主轴转速的相对转速损失在5%以内。n1=n2 =n 3=5.5绘制传动系统图传动系统图是表示传动关系的示意图，即用已确定的传动件将驱动轴和各主轴连接起来，绘制在多轴箱轮廓内的转动示意图。为使传动系统图传动路线清晰可辨，图中标出了传动齿轮在多轴箱体内的轴箱位置。一般情况下，多轴箱箱体内腔可排放两排32mm宽或三排24mm宽的齿轮，第1排距箱体前壁4.5mm；第3排或32mm宽齿轮第2排距箱体后壁9.5mm，第1 2 或第2 3 排24mm宽齿轮皆相距2mm。5.6绘制多轴箱总图 通用多轴箱的的总图由主视图、展开图、装配表和技术要求等四部分组成。 主视图主要表明多轴箱的主轴、传动轴位置及齿轮传动系统。因此，绘制主视图就是和在设计的传动系统图上，画出润滑系统，标出主轴、液压泵轴的转向，最低主轴的高度及径向轴轴承的外径，以检查相邻孔的最小壁厚。主轴箱多数为标准件，如定位销及销孔结构尺寸，联接螺栓直径及数量，放油塞，注油杯等，在主视图中可示意画出或省略。 展开图主要表示主轴、传动轴上个零件的装配关系。图中各零件应按比例画出。对结构相同的同类型主轴和传动轴，可只画一根，但在轴端部须注明各结构相同的同类型主轴和传动轴号；对轴径相同，轴向结构基本相同，只是齿轮齿数及轴向位置不同的两根或两组轴，可和画在一起，即轴心线两边各表示一根或一组轴。展开图上还应标出箱体厚度和内腔有联系的尺寸。5.7多轴箱零件设计 多轴箱中多数零件是标准件、通用件；但对于变化尺寸等，须绘制零件图；对于多轴箱箱体、箱盖，须根据主轴、传动轴的尺寸和位置，设计补充加工图。攻螺纹在组合机床上加工螺孔的工艺方法是用丝锥攻制螺纹。攻螺纹主轴双键驱动丝锥转动，产生主运动，而进给运动及其与主运动严格的传动比则由丝锥自身保证，即丝锥旋入螺孔扣后，丝锥便自行引入，并且丝锥旋转一圈轴向移动一个导程。由于整个工序都是攻螺纹，工作进给可由丝锥实现，滑台仅提供快进和快退，为使丝锥接近并顺利切入工件，攻螺纹接杆上须设置螺杆螺母靠模机构。工作循环是：滑台带动动力箱、攻螺纹多轴箱、螺纹靠模装置、快进终了，滑台停止；螺纹卡头快进。六、夹具的设计 机床夹具设计在组合机床设计中占有重要的地位。它的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。本夹具主要是用来钻沿130圆周方向性三等分平均分三个M10螺孔， 整个需要加工的螺孔的位置尺寸用机床和夹具就能直接保证。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何保证垂直度要求的前题下，提高劳动生产率，降低劳动强度。为了很好利用工厂实际设备和提高生产率，设计专用夹具进行加工。6.1 机床夹具的概述6.1.1机床夹具的组成1） 定位元件和定位装置 用于确定工件正确位置的元件或装置，如V形块，定位销，凡是夹具都有定位元件，它是实现夹具基本功能的元件。2） 夹紧元件和夹紧装置 用于固定工件以获得的正确位置的元件或装置。工件在夹具定位之后引进加工之前必须将工件夹紧，使其在加工时在切削力的作用下不离开已获得的定位，有时同一个元件既能定位，也具有夹紧的双重功效。3） 导向元件 确定刀具的位置并引导刀具的元件，它也可以供钻镗类夹具在机床上安装时做基准找正用。4） 夹具体 夹具体也称为夹具本体，用于将各种元件，装置连于一体，并通过它将整个夹具安装在机床上，一般采用铸铁制造，它是保证夹具的刚度和改善夹具动力学特性的重要部分。如果夹具体的刚性不好，加工时将要引起较大的变形和震动，产生较大的加工误差。6.1.2机床夹具的类型机床夹具的种类很多，形状千差万别，为了设计和制造方便，一般按某一属性进行分类，如按所使用的机床分：车床夹具，铣床夹具，镗床夹具，磨床夹具和钻床夹具。6.2工件结构特点分析在对矿车轮的结构分析及所要求加工的3个M10螺孔所处的特殊位置，要达到了要求的精度并不困难，可以采用支承板以底面为主定位面，保证两端面与底面之间的垂直度要求。采用一个胀套（弹簧心轴）直接夹紧，夹紧力由一个液压装置提供。6.3工件定位方案和定位元件的设计工件在夹具中的定位就是要确定工件与夹具定位元件的相对位置，并通过到向元件或对刀装置来保证工件与刀具之间的相对位置，从而满足加工精度的要求，工件在夹具中的定位一定要通过定位元件，并以六点定位原理分析所限制工件的自由度。在加工端面时，以底面和侧面为定位，底面采用支承板定位，由于支承板最大尺寸对这个工件来说都偏小，在夹紧时，可能产生倾翻力矩，因此采用四个支承板来定位，这是明显的过定位，但是底面是已加工过的平面，所以这种定位是允许的，它将限制工件Z方向的移动、X方向上的旋转、Y方向上的旋转三个自由度。侧面采用两个支承钉来限制工件X方向上的移动、Z方向的旋转两个自由度。6.4夹紧方案和夹紧元件的设计工件在切削过程中会受到切削力、惯性力等作用，因此必须夹紧以保证定位，典型的夹紧装置是由夹紧元件、中间传力机构和动力源装置所组成。夹紧元件是执行夹紧的最终元件，是直接与零件接触来完成夹紧的。中间传力机构是传传递动力源装置的力到夹紧元件来完成夹紧，它可以改变夹紧力的大小、方向和使夹紧具有自锁性能。动力装置是产生夹紧力的动力源，所产生的力称为原始力。夹紧装置在夹紧过程中有一定的要求：1) 夹紧装置应保证工件定位，而不能破坏工件的定位。2) 夹紧力的大小应能保证工件在加工时的位置不变，同时又不能使工件产生变形。3) 夹紧力的方向应和切削力方向相应，使夹紧力减小。4) 夹紧装置的动作应迅速、方便、安全。5) 夹紧装置的结构应简单、合理、制造方便。由于该道工序是钻M10螺孔，此零件属于中批量生产，利求夹具设计简单，夹紧机构简单，以降低成本的原则。我们采用可胀定位心轴（弹簧心轴）来作为夹紧元件。整个夹紧机构的夹紧力采用液压元件提供的液压力来保证。6.4.1可胀定位心轴夹具的结构原理可胀定位心轴使利用弹性元件受力后的均匀弹性，实现对工件的自动定心和夹紧的。这种自动定心弹簧套筒夹具，夹紧行程小，但定心精度较高，具体机构见下图。当浮动拉杆向左运动时，弹簧套筒的圆锥面就与安装在家具体上的固定套的圆锥面作相对滑动，强制弹簧套筒产生弹性变形，实现对工件的定心和夹紧。加工后浮动拉杆向右运动，弹簧套筒依靠自身的弹性变形的恢复力松开工件。自动定心弹簧套筒内孔定位夹具简单、紧凑、装夹迅速、具有较高的定心精度，一般可达0.020.05mm，但是弹簧套筒夹紧表面与工件定位夹紧面间的间隙不能过大，一般为0.10.5mm。6.4.2可胀定位心轴夹具的结构特点 （1）通过莫式心轴定心精度高，消除了夹具的装夹误差。 （2）采用可胀定位心轴，消除了零件的定位间隙，使零件的定位误差减小到最小程度。（3）避免了因三爪卡盘装夹损伤零件外圆表面的问题。（4）结构简单，定位及夹紧精确可靠，装卸方便。6.4.3夹具设计制造及使用要点（1）可胀心轴头部应在等分方向开三条槽，槽宽2mm，以实现夹紧工件时头部直径均匀增大。（2）可胀心轴主体，材料选用45Cr。6.4.4弹性元件（弹簧套筒）结构参数的确定弹簧套筒结构（见下图），它是一个薄壁带锥面的弹性元件，带锥面一端开有三条轴向槽，由夹头部分A、弹性部分B和导向部分C组成。夹头部分A（颈部）是定心主要工作面，又是摩擦面，故要求耐磨，一般热处理淬火硬度为5862HRC，弹性瓣B（弹性部分）经常张开、收缩，为了防止断裂和产生永久变形，故它具有良好的弹性和耐磨性以及耐疲劳性。弹性瓣和尾部导向部分C连接处，由于形状和截面变化大，容易产生应力集中而断裂。所以它与尾部一起进行热处理淬火硬度为4045HRC，以保持弹性。 弹簧套筒采用弹簧套筒夹具夹紧工件时，工件被夹表面的尺寸偏差不宜太大，因为弹簧套筒变形大时，卡爪与工件以及弹簧套筒的锥面与固定套的内锥面接触不良，造成定位精度和夹紧刚度降低，难以保证被夹紧工件的形状精度。（1）弹簧套筒的导向部分直径d1，一般都是根据被加工零件结构需要来确定的。（2）卡爪长度为工件直径1，1=（0.51.2D），D为工件直径，或者 。（3）弹性瓣的外圆直径d, 。（4）弹簧瓣长度2，也就是弹簧套筒的开槽长度，与弹性瓣的外圆直径有关，一般。（5）弹簧瓣的壁厚于弹簧瓣的外圆直径有关 ，越大，也相应增加，越长，也相应增加，一般当，时，之间选取，或者。（6）导向部分长度及圆角R，。（7）弹簧套筒的开槽宽度。（8）弹簧套筒的夹紧力的计算与楔形夹紧相似，但要考虑夹紧时弹簧套筒的变形阻力，每个弹簧瓣卡爪的阻力可近似地按弧形断面的悬臂梁变形阻力来计算。（如图）弹簧套筒受力分析图令，即.，将代入上式，则若取弹簧套筒的卡爪在夹紧时的受力分析（上图），当工件无轴向定位时，卡爪和工件间不产生相对运动，没有摩擦阻力，由静力条件可得：式中， 弹簧套筒的卡爪锥角与相配合的固定套的内锥角大小，根据夹具的具体情况确定。当要求夹紧范围大时，使夹紧点始终在弹簧套筒外端离切削点近一些。对于正锥弹簧套筒，固定套内锥角应取，锥角取30。通常弹簧套筒用于夹紧IT7IT10级精度的工件，如果要求夹紧范围不大时，固定套的内锥角可与弹簧套筒的锥角一样大小。6.4.5夹具的性能及优点（1）刚性好该夹具在高转速、大吃刀的情况下不会产生振动，自动定心效果优于三爪卡盘。套筒用铸铁件制造，无薄弱环节。整个机构不存在刚性不足、偏载和偏心现象。（2）应用范围广 此夹具更换不同直径的弹簧套筒，可以加工不同直径的同类产品，通用性好。（3）精度保证较高使用可胀心轴车床夹具，消除了工件的定位间隙，有效地保证了被加工零件的位置精度。经实验证明其定位精度可达0.01mm。6.5夹具体的设计夹具体的设计是整个夹具的基础零件，定位元件、夹紧装置、连接元件、导向元件或对刀装置等都要求装在它上面，因此夹具体是一个复杂而又重要的零件，而且必须满足一定的要求：1）夹具体要有足够的刚度，承受夹紧力及加工时的切削力，一般夹具体为铸件，但也可是焊接件。2）夹具体一般应考虑搬运的吊装问题，以方便夹具的安装对于小规模当然可以不考虑吊装，但也应该考虑搬运的问题。3）夹具体上应考虑排屑和清理切屑方便。4）夹具体的结构尺寸应考虑夹具体的稳定性，夹具底面可以做的稍大些。5）由于夹具体一般都比较复杂，故要考虑结构工艺性，对加工和安装都应该合理、方便。则该夹具体的基本要求为：1060590。6.4定位误差分析计算定位误差包括基准不重合误差和基准位移误差。基准不重合误差是定位基准与设计基准不重合引起的误差。基准位移误差是定位基准位移误差。基准位移误差又可分为由于工件定位表面不准确所引起的和由于夹具定位元件不准确所引起的两部份。工件定位表面不准确所