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铣上下2端面 万方15% 7张CAD图纸和文档所见所得 YC系列 压力 阀阀腔 铣削 组合 机床 设计 上下 端面 万方 15 CAD 图纸 文档 所得 YC 系列

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内容简介：

被加工零件图号毛坯种类铸件名称压力阀毛坯重量材料HT200硬度HBS160220工序名称工序号工时/min序号工步名称工作行程/mm切速/（mmin-1）进给量/（mmr-1）进给量/（mmmin-1）工进时间辅助时间1装卸工件1.52动力部件3滑台快进2006.30.00754多轴向工进7300.0650020.411.225滑台快退9306.30.0196789备注 装卸工件时间取决于操作者熟练程度，本机计算时取1.5min累计1.221.53单件总工时2.75机床生产率17.02件/h理论生产率20.966件/h负荷率81.4%机械工程学院2015届毕业生毕业设计(论文)双选表单位机制系姓名张朝阳职称副教授电话13921581612拟带学生专业机械制造本届拟带学生总数毕业设计题目学生人数课题类型审核结果生产科研实验室其他压力阀铣削组合机床设计1毕业设计简介课题来源及设计依据组合机床以通用部件为基础，配以少量专用部件，能够根据工件加工需要进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工，可以完成的工序包括：车削、铣削、磨削、钻孔、扩孔、铰孔、镗孔，已经广泛应用于大批量生产的行业。本课题以压力阀为加工对象，设计铣削组合机床，通过该设计可以让同学掌握组合机床总体设计的步骤和方法，包括主轴箱、专用夹具的设计，以及制定设计方案和三图一卡等；了解有关组合机床部件的功能；巩固所学到的机械方面的专业知识；并熟悉相关绘图软件的使用。毕业设计条件：1被加工零件：压力阀零件图2生产纲领：年产量15万件3生产方式：半自动操作；人工装卸工件4设计方案：采用液压机构定位夹紧，机床电液控制设计任务及具体要求1安排零件机械加工工艺；图纸工作量4张零号图（包括一张CAD绘图）；2完成指定组合机床“三图一卡”；3完成本工序多轴箱装配图设计；4完成本工序夹具装配图设计；5完成液压系统示意图设计；6编写设计说明书，20页以上，格式参见教务处网站；7提交专题综述或专业文献阅读报告1份，2000字左右；8专业外文资料翻译，中文5000字。学生志愿第一志愿学生及班级第二志愿学生及班级第三志愿学生及班级指导教师选择的学生名单系主任（签字）毕业设计的基本内容、要求及进度安排（一）设计内容包括双选、调研、读书报告（文献综述）、文献检索与外文资料翻译、方案论证、理论分析计算、工艺设计分析、结构分析、系统设计、性能分析和优化、撰写说明书（论文）、口头答辩和PPT汇报等训练环节。毕业设计(论文)课题包括以下二类，相应的要求如下。（1）工程设计类：包括产品设计，或加工装备（机床或装置）设计，或工艺装备（模具）、满足功能需求的系统设计等。毕业设计应包括调研报告、读书报告（文献综述）、外文资料翻译、方案论证、分析计算、数据处理、工艺设计分析、结构设计、工艺性能分析和优化、系统分析和装配、计算机绘图等内容。（2）论文研究类：针对某个课题或者团体课题中的相对独立研究内容，独立完成完整的方案设计、建模、实验（数值模拟）设计、实验结果（数值分析或仿真）的图示和分析，毕业论文应包括文献综述、研究方法、建模方法、实验装置、实验过程或模拟分析过程、实验数据处理和结果分析、计算机绘图等内容。（二）基本工作量要求1调研、文献检索与文献综述报告通过调研、查阅与毕业设计（论文）内容相关的中外文献资料(要求中文文献15篇以上，外文文献5篇以上)，熟悉机械设计制造及其自动化专业主要的文献期刊杂志及其查阅方法，或者完成教师指定的文献查阅数量和文献，并写出读书报告或文献综述报告（包括对文献进行分类归纳，对国内外研究现状进行综述和分析，阐述发展趋势和存在不足等）和调研报告（包括调研时间、地点、途径方法、内容及体会等），篇幅分别在3000字和1000字左右。2外文资料翻译翻译与课题有关的外文资料，译文字数不少于5000汉字，可以是12篇外文资料。外文资料所选素材原则上要求取自国外知名的专业期刊（例如学校/上的期刊），论文内容要和毕业设计相关，可以学生自选或者导师指定，如果是自选，搜索关键词和论文内容必须经过导师同意，论文为正规的学术性论文，而不是综述性、广告性、产品说明和应用经验类的文章，发表日期在近5年内。要求全文翻译，不可节选。译文的题目、小标题、摘要、关键词和图名都应译出。图中的文字和英文标示也应译出。图表/公式直接拷贝贴在译文中。参考文献可不译，可直接贴在译文正文后。原文的作者姓名、单位应在大标题下写明，不需要翻译。在译文的结尾应标注译文的出处。如“译自Hongqiang Chen, Jeffrey W. Kysar, Y. Lawrence Yao, 2004, “Characterization of plastic deformation induced by microscale laser shock peening”, Journal of Applied Mechanics,Vol.71,No.3, 2009, pp.713-715”，再给出译者和翻译的日期，如“00412 王刚 2003年11月”。翻译后中文的排版和附件所提供的论文格式一样。3.方案论证与开题报告通过培养学生灵活运用已学的各种知识，在查阅有关文献资料基础上，根据课题要求提出设计方案，依据国内外工艺、加工技术、产品、工艺装备、装置、生产设备等设计相关的标准、规范和技术变化，综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素进行不同方案的可行性分析，包括技术可行性分析、经济合理性分析和综合评价与比较，确定最优设计或者试验研究方案，写出开题报告，4000字（包括课题目的意义、国内外现状及存在的问题，课题研究方法及方案对比分析，对方案进行总体设计及原理特点分析等）。4.建模、工艺和结构设计及理论分析计算运用所学基础课程、的工程图学、数字化设计与制造技术、工程材料及其成型基础、公差与检测技术、等专业基础课和专业课，以及现代建模工具，建立模型（数学、物理、力学或产品数字化模型），进行成形工艺分析和结构设计；能够应用数学分析工具或者CAE手段对工艺、结构和设计参数等进行比较和优化，得出最合理的设计，有一定的创新性，并包括必要试验分析、设计计算或者仿真分析内容5. 系统分析和装配、CAD 在结构优化和工艺参数优化的基础上，完成工装、装备、装置、系统的总装，并绘制各关键零部件的零件图和控制原理图，必须有一张0号图纸是计算机CAD绘制，设计类必须4张0号图纸的工作量，图纸上严格按照国家标准绘制，包括技术要求、加工精度、装配精度、尺寸精度等。6撰写毕业设计（论文）毕业设计的说明书撰写字数不少于10000字，毕业论文类的撰写字数不少于20000字，要求内容明确，方案可行、论证严密，层次分明，语句通顺，字体端正，表达确切，一律按照毕业设计（论文）说明书规定的格式打印。毕业设计（论文）说明书由题名(标题)、摘要、关键字、目次(目录)、引言(前言)、正文、结论、致谢、参考文献和附录等几部分组成。具体要求见附录：毕业设计（论文）说明书规范要求。（1） 标题标题应该简短、明确、有概括性。标题字数要适当，不宜超过20个字。如果有些细节必须放进标题，可以分成主标题和副标题。（2） 论文摘要论文摘要简要陈述研究课题的内容，创新见解和主要论点，中文摘要在300500字左右，摘要的最后应列出35个关键词。英文摘要及关键字应与中文摘要相对应，中外文各一页。（3） 目录目录按三级标题编写（即：1 、1.1 、1.1.1 ），要求标题层次清晰。目录中的标题应与正文中的标题一致。每一章节后应标明起始页码。（4） 正文正文包括绪论、正文主体与结论，其内容分别如下： 绪论：说明本课题的意义、目的、研究范围及要达到的技术要求；简述本课题在国内外的发展概况及存在的问题；说明本课题的指导思想；阐述本课题应解决的主要问题。 方案：说明设计原理并进行方案选择，阐明为什么要选择这个设计方案（包括各种方案的分析、比较）以及所采用方案的特点。 过程论述：指作者对自己的研究工作的详细表述。要求论理正确、论据确凿、逻辑性强、层次分明、表达确切。 结果分析：对研究过程中所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析，得出结论和推论。 结论：对整个研究工作进行归纳和综合，阐述本课题研究中尚存在的问题及进一步开展研究的见解和建议。结论要写得概括、简短。（5） 谢辞谢辞应以简短的文字对在毕业设计过程中曾给予帮助的人（例如指导教师、答疑教师及其他人员）表示自己的谢意。（6） 参考文献参考文献是毕业设计（论文）不可缺少的组成部分，所引用的文献必须是本人真正阅读过的，近期发表的与设计或论文工作直接有关的文献。它反映毕业设计（论文）的取材来源、材料的广博程度和材料的可靠程度，列入主要的文献可10篇以上，其中外文文献在2篇以上。严格按照文后参考文献著录规则写出参考文献。（7） 附录附录是对于一些不宜放在正文中，但又直接反映完成工作的成果内容。如图纸实验数据计算机程序等材料附于毕业设计（论文）之后，附录所包含的材料是毕业设计（论文）的重要组成部分。7毕业设计（论文）资料的装订及归档（1） 毕业设计（论文）统一使用学校印制的毕业设计（论文）资料袋。（2） 毕业设计（论文）资料袋按要求认真填写，字体要工整，卷面要整洁，手写一律用黑或蓝黑墨水。（3） 毕业设计（论文）按统一顺序装订，见附录：毕业设计（论文）说明书规范要求。（4） 装订好后放入填写好的资料袋内上交学院。毕业设计（论文）资料袋中应包括：正文和附件两本，以及包括所有资料、模型、图纸及其使用说明等内容的电子光盘。8答辩答辩前，要准备好发言提纲及其答辩PPT文档、必要的结构图或装置图、图表。介绍毕业设计(论文)内容时要有系统，抓住重点，简明扼要（含课题设计思想、国内外现状、方案选择、设计结论等），发言时间一般为5-8分钟。每位学生答辩时间控制在20分钟以内。（三）进度安排（学时）（1）第一、二周:文献检索及外文翻译；（2）第二、三周: 调查研究与文献综述(读书报告)；（3）第四、五周: 方案论证、工艺分析、设计计算及仿真分析，并做开题报告；（4）第六、七周: 结构设计、建模、实验设计和分析；（5）第八、九周: 具体零部件设计和计算、工艺和结构优化，实验及结果分析等；（5）第十周: 总装和模具零件图绘制，修改；（5）第十一、十二周:撰写毕业论文；（6）第十二周: 答辩准备、毕业设计（论文）评阅及答辩。毕 业 设 计（论 文） 压力阀阀腔铣面专用机床及夹具设计教 学 系： 机械制造及其自动化 指导教师： 专业班级： 学生姓名： 二零一五年五月50目 录序言11 零件的加工工艺21.1 零件的作用21.2 零件的工艺分析21.3 零件的生产类型31.4 零件表面加工方法的选择31.5 制定工艺路线31.6 选择加工设备与工艺设备41.7 选择刀具42 组合机床总体设计-三图一卡52.1被加工零件工序图52.1.1 被加工零件工序图的作用和内容52.1.2 绘制被加工零件工序图的规定及注意事项52.1.3工序图CAD62.2加工示意图72.2.1 加工示意图的内容和作用72.2.2 绘制加工示意图的注意事项72.2.3 选择刀具，导向及有关计算72.2.4 加工示意图CAD102.3机床联系尺寸图102.3.1 机床联系总图的内容和作用102.3.2 绘制机床联系总图注意事项112.3.3 机床的分组112.3.4 机床联系尺寸总图112.3.5 机床生产率计算卡123 多轴箱部件设计133.1 机床主要技术参数的确定133.1.1 确定工件余量133.1.2 选择切削用量133.1.3 运动参数143.1.4动力参数主运动驱动电动机功率的确定153.2 进给驱动电动机功率的确定163.3 主轴组件的计算173.3.1 主轴直径的选择173.3.2 主轴前后支承轴承的选择183.3.3 主轴内孔直径193.3.4 主轴前端悬伸量203.3.5 主轴支承跨距223.4 主轴结构图223.5 主轴组件的验算233.6 主轴组件的润滑和密封263.6.1 主轴轴承的润滑263.6.2 主轴组件的密封273.7 主轴组件中相关部件283.8 主轴组件轴向调节机构343.9夹具设计343.9.1 夹具的组成343.9.2 夹具的分类和作用353.9.3 工件在夹具中的定位373.9.4 工件在夹具中的夹紧423.9.5设计过程中不合理的夹具方案46总结47参考文献49致谢50 摘 要在生产过程中，通过生产的在直接工艺的定性和定量的状态发生变化的对象（原材料，毛坯，零件或组件等）的某些装置被称为进程。压力阀阀腔侧磨工艺设备的设计必须包括一般工艺方案确定确定减速，画出相应的图表处理，加工原理，人机尺寸图。过程图表工件是基于技术方案的发展，指示机床设计技术的结合完成时，加工的格式，精度，表面粗糙度的部件和技术要求，所述定位参考处理，该行的一部分的材料，硬度和在津贴，粗糙模型的前接触和加工件，图形处理是基于特定设计用于计算机，而且还适应制造，使用，重要文件和准确性测试组合机器。加工示意图绘制的框架和整体方案的机器的初步确定的基础上。该计划的机床技术含量的台面表达看法。它被设计的仪器，辅助设备，夹具和多轴液压，电气系统和组件功率选择，主要是绘制在机器上始终与尺寸图，是机器与原有的性能要求的总体布局;还调整机床和技术文档所需的重要。接触管芯大小是部分被加工和机械加工基部示意图的整体结构，根据跟踪一般性和专业判定初步选定主要组件。它被用来表示机器的操作每个部件主要成分的结构中，和安装位置时，相互依存关系和运动和总体布局的方向。用于测试的相对位置和接触能够满足加工要求和一般的选择是适当的组件尺寸的各种部件;多轴夹具和旨在为它的一个重要依据其他专用部件，可以被看作是在机图的整体外观。外形尺寸，足迹，操作模式中，用户可以看到，如果它们能适应为在环境领域中使用。夹具组合图表是加工的布局的完整说明，夹具台反映了一些的片的使用所述定位模式的重要参数，方法夹具。技术方案，工艺流程图，工艺图表接触工具尺寸图，夹具图，工艺卡基本上都是一个完整的设计工艺和设备。关键词：工序，工艺分析，定位方案，夹具设计ABSTRACTIn the production process, through certain means of production object ( raw materials, the blank, part becomealways ) state of quality and quantity directly change process is called process. General reducer casing body side milling technology and equipment design should include identification of reducer overall technology scheme, draw the milling speed reducer side corresponding to the process map, diagram processing, machine tool contact size diagram Is processed the components working procedure chart is formulated according to the process, said the combinatorial machine to complete the process content, processing parts of the size, precision, surface roughness and technical requirements for processing, positioning, clamping part and the part to be machined materials, hardness and in the present before machining allowance, rough pattern, working procedure chart is a combination of machine tool design specific basis, but also manufacturing, use, adjustment and testing accuracy of machine tools and important document. The processing diagram is in process planning and machine overall plan initially identified on the basis of drawing. Machine tool contact size diagram is processed the components working procedure chart and diagram processing as the basis, and according to the preliminary selected major general components and determining the overall structure of the major components and rendering. Is used to indicate the machine configuration type, main components and each component mounting position, mutual connection, movement relation and the operation range of the overall layout. Used to test each component relative position and size of contact can meet the processing requirements and general component selection is appropriate; it is a multiple spindle, fixtures and other special components designed to provide important basis; it can be regarded as the general appearance of machine tool. By the contour size, covers an area of, operation method can test whether adapt to the user application environment on the spot. On the combination of machining fixture graph is a complete description of the layout, fixture graph reflects the workpiece processing using the positioning mode, clamps and some important parameters. Process scheme, process map, diagram processing, machine tool fixture contact size diagram, diagram, working procedure card basic form a complete process equipment design.Key words: process, process analysis, a positioning scheme, fixture design序言压力阀的设计工艺设备的房间，我们实施所学的知识的四年中，综合运用工程训练的理论和实践，并为我们的下一步走向工作的坚实基础。 机械加工工艺产品或过程的一部分，处理的方法，是指导生产的重要技术文件。它直接关系到经济效益，生产规模的大小，的过程中出现问题的技术水平和解决的途径和方法可以与机械过程中掺入，并且因此为了在制备过程的质量，以产生质量产品的重要保证。在准备的工作计划，有必要确保合法性，科学性和牢固性。 加工示意图绘制的框架和整体方案的机器的初步确定的基础上。该计划的机床技术含量的台面表达看法。它被设计的仪器，辅助设备，夹具和多轴液压，电气系统和组件功率选择，主要是绘制在机器上始终与尺寸图，是机器与原有的性能要求的总体布局;还调整机床和技术文档所需的重要。接触管芯大小是部分被加工和机械加工基部示意图的整体结构，根据跟踪一般性和专业判定初步选定主要组件。它被用来表示机器的操作每个部件主要成分的结构中，和安装位置时，相互依存关系和运动和总体布局的方向。用于测试的相对位置和接触能够满足加工要求和一般的选择是适当的组件尺寸的各种部件;多轴夹具和旨在为它的一个重要依据其他专用部件，可以被看作是在机图的整体外观 机床夹具是保证产品质量，提高生产效率，增强工作的力度，降低生产成本，在机器上的一块的锁定装置，其作用是使片相对于该机器或工具有一个正确的位置时，即使工作，以确保正确的设备不变工作位置。 本次减速器机壳体侧面铣削加工工艺装备设计，通过分析设计中，第一首先要解决的合理整体过程的系统，结合铣削技术侧的节目吸引该过程的工序图，流程图图夹具最后得出人机尺寸图和设计计算相应。1 零件的加工工艺1.1 零件的作用 设计中所给定的阀腔是普通油阀中的阀腔，从零件图上分析，大体作用为：通过阀腔作为油的分油岔口，将液压油输送到阀体，其中100的内孔与阀体结合，100的内孔有110的凹槽，用于垫密封胶圈，阀腔底部孔65外圆有宽73深3.5的凹槽与阀座配合，用于垫密封橡胶圈，保证密封性，防止漏油。 图11.2 零件的工艺分析 通过零件图的绘制（图1）、分析、研究。该零件的结构要求合理，符合工艺要求。从零件图上可以看出，阀腔零件还算比较规则，属于箱体零件，上、下端面通过粗铣、精铣即可达到所需表面粗糙度。100H8孔、65孔、76孔通过铣削加工可以达到所需技术要求，与76孔端面有平行度要求，加工精度要求较高。6M12-6H的螺纹孔相对100H8孔的轴线互成60分布，其径向设计基准为110H11孔的轴线，轴向设计基准是100H8孔外圆的左端面，220孔分布于100H8孔两侧，加工要求在阀腔的对称中心线上。1.3 零件的生产类型设计题目中给定的生产类型为中批生产。1.4 零件表面加工方法的选择 本零件的加工表面有面、内孔、槽、以及小孔等。材料为QT450-10。以公差等级和表面粗糙度要求，参考相关资料，其加工方法选择如下： 1、阀腔的上端面 公差等级为IT10级，表面粗糙度为Ra6.3，只需粗铣即可达到精度要求。 2、阀腔的下端面 公差等级为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6，需粗铣、精铣。 3、76内孔 公差等级为IT9级，表面粗糙度为Ra3.2，需粗镗、精镗。 4、100H8内孔 公差等级为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6，需粗镗、精镗。 5、65内孔 公差等级为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6，需粗镗、精镗。 6、220内孔 公差等级为IT13级，表面粗糙度为Ra6.3，需扩孔。7、66小孔 采用复合钻头一次钻出即可。1.5 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应该划分的其他技术要求的几何形状，尺寸精度和定位精度可能是一个合理的安全性，在生产程序被认定为分批的条件下，它可以被认为是一种通用机床，特别是与夹具，并尽量使调试过程中，提高生产率，此外，也应考虑的经济优势，以最大限度地减少生产成本。工序I铸造毛坯工序II回火处理工序III粗铣底端面工序IV粗铣上端面工序V钻、扩418mm孔 锪平28mm工序VI粗镗76、100、110、65、85孔工序VII精铣底面工序VIII精镗100、76、100、110、65、85孔、镗宽7.3深3.5凹槽工序IX钻、扩、绞220孔工序X钻孔、攻螺纹10M12工序XI终检1.6 选择加工设备与工艺设备 1、选择机床 根据不同的工序选择机床 工序III、IV、VI是粗铣、精铣。各工序的工步数不多，中批量生产不要求很好的生产率，故选用立式铣床即可满足，精度要求一般，选用X52K型立式铣床即可。 工序VIII、IX为钻、扩、绞、锪孔，本工序从加工要求和尺寸考虑，可选用Z525型钻床进行加工。 工序V、VII为镗mm、mm、mm、mm、mm孔内表面，由于加工的零件外轮廓尺寸不大，由于要求的精度较高，表面粗糙度值小，用卧式镗床加工。 工序X为钻、扩孔和攻丝，还是选择Z525型立式钻床进行钻孔。1.7 选择刀具 本次阀腔工序设计中，主要加工孔和面，机床的选用比较集中，刀具的选择比较单一，选择如下：1.铣刀依据资料选择硬质合金端铣刀直径d=200mm，齿数z=20。2.钻孔时选用直柄麻花钻，高速钢钻头，钻盲孔时钻头为莫式锥柄麻花钻，高速钢钻头。3.扩孔时选用锥柄扩孔钻，高速钢钻头。4.绞孔时选用所选铰刀为硬质合金锥柄铰刀。5.钻螺纹孔12mm.攻丝M12-6H 用直柄麻花钻，机用丝锥。2 组合机床总体设计-三图一卡 本次组合机床总体设计的内容是绘制组合机床“三图一卡”，就是针对具体零件，在选用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，机床联系尺寸图和编制生产率计算卡。2.1被加工零件工序图2.1.1 被加工零件工序图的作用和内容 （1）被加工零件工序图是基于技术方案的发展，指示机床设计技术，格式，精度，表面粗糙度和技术要求的加工零件的组合完成后，处理所述位置基准，该站点装订以及加工材料，硬度的部件，并在加工余量的前面的结构中，生的或半成品状态。它是基于专门设计的重要文件器械的组合是在制造，使用，调节和测试机器的精度。部分被加工工序图是基于部件的工作在地图上，高亮本机或自动加工线中的内容，并进行绘制的必要的指示。主要内容有： 1）被加工零件的形状和加工零件和形状和尺寸的结构的机械设计和工艺相关部分的主要轮廓的大小。当有必要设置一个中间方向，应当在工件附近的中间引导肋里面放，壁和相对的结构形式和尺寸的清晰度，以便布局来验证是否在工件之间的相互干扰，夹具，工具。 2）该方法定位选定的参考，折叠部分和紧固方向。因此，夹具的支持，定位，夹紧和引导等设计机构。 3）本工序加工表面的尺寸，表面粗糙度，形位公差等技术要求和程序，技术要求的步长精度。 4）明被加工零件的名称，数量，材质，硬度和现场加工。2.1.2 绘制被加工零件工序图的规定及注意事项1） 绘制加工零件工序图的规定 为要被处理的部分来表达清楚工序图，突出显示这个处理的内容的制造过程的图，在附图提供一定比例应该发展足够的剖视图，升面积着厚厚的连续行处理过程，他说，必要的加工零件，以保证粗实线绘制低于标注值的大小和位置。（2）绘制过程的注意事项 1）本工序加工部位的位置尺寸应与放置参照的直接关系。当这个过程不定位的参考设计中，需要进行分析的网站位置的精密加工和转换，以及宽容的宽容对称方面的不对称性的基础上匹配 2）对工件毛培应有要求补偿孔进行仔细分析。当镗孔阶梯这么大孔单边余量应小于相邻两孔刀具半径这么无聊传递之间的差异。 3）当本工序有特殊要求时必须注明。当无聊结束的时候允许有回归的迹象，或只允许特定形状的标记必须指定时。又如孔薄壁加工孔足够深的薄壁或底部，并且如果预钻孔钻通等。2.1.3工序图CAD2.2加工示意图2.2.1 加工示意图的内容和作用 加工示意图在工艺方案和机床总体方案初步确的初步确定的基础上。机床的工作卡项目计划技术的具体内容和“表达。它被设计的仪器，辅助设备，夹具和多轴液压，电气系统和组件功率选择，主要是绘制在机器上始终与尺寸图，是机器与原有的性能要求的总体布局;还调整机床和技术文档所需的重要。 加工示意图表达和标记示意应包括：机加工的方法，切削加工的量和工作行程的周期，工件，工具和引导，托架和连接到多个轴的相对位置和大小;纺锤型的结构，规模和延伸长度，刀具类型，数量和规模结构;乔木（包括镗杆），漂浮在顶端卡，导游，触摸结构尺寸通过模制装置，仪器，驾驶与套件，工具，延长线，所述主轴之间，并与大小等的连接。2.2.2 绘制加工示意图的注意事项 加工示意图应绘制成展开图。按比例比例连续表单设计线片，加工零件，加工表面涂粗实线。必须工作，并与机器的布局方向工作一致时，为了简化设计，在同一个主轴相同尺寸更多个轴框结构绘制只有一个，但必须标明的轴孔件的对应于该号码的号码在主轴。主轴的分布通常不是真的距离限制。当它们或者被设置靠近所述引导结构的较大尺寸之间的主轴上，从实际的中心远必须严格按比例控制主轴相邻，器皿，艾滋病，指南等的相互干扰。它应该是从端面画多主轴轴线;绘画机床最终位置，攻丝加工起始位置应绘制。主轴镗刀杆，刀杆出口导向防止下垂浮动时，经常被用来摆脱支架凉棚。然后，你需要将支架和标记接触的面积。共同标准绘制的整体结构只是轮廓，但应注意到代码指定，对于一些特殊的结构，例如专用工具，一个导向支架刀杆，特殊扩展或类卡浮子必须代表结构的剖面图，和标记的尺寸，并与精确度。2.2.3 选择刀具，导向及有关计算1）刀具选择 工具应该考虑到片，精密机械加工，表面粗糙度，芯片和生产力的物质条件。只要有可能，应尽量使用标准工具，以提高集中处理的程度或满足精度要求，可以使用复杂的工具。所述孔部和加工工具，测量精密加工的直径的大小，它的长度必须确保从治疗结束外部30-50mm引导套筒的端面的螺旋槽的工具端，从而有利于刨花和刀具磨损到一定时期的调整后向前疏散。2）导向结构的选择，组合机床加工孔时，超出工作主轴的严格程序的组合，该孔的位置精度主要依赖于工具导向装置确保。因此，正确地选择结构类型，指导和确定方位元素，精密机床设计组合的一个重要组成部分，也是必须绘制示意图时必须考虑的问题。3）确定主轴类型，大小，根据将与该卡盘的心轴来确定的主要类型和耦合结构外部主轴伸长过程。杂志的树和树的大小取决于进给和主轴的强度 - 系统架构的工具。正如联合网格浮动，主轴短前悬和长镗轴主轴悬伸无聊。尺寸轴颈则基于切削扭矩切削选择的参数来计算4）选择接杆，浮动卡头，主轴和工具之间的组合用于连接延伸杆和卡连接器时移动扩钻铰链，埋头孔和倒角，加工，通常采用接入极。由于多个轴长度和各主轴的突出长度被给定值，以确保每个仪器可以处理到多个轴的端部的位置同时到达时，延长杆是轴向可调的，以协调各轴的轴向长度以满足各孔在相同的处理时间完成该请求。为脸部件到衬套最小距离的前表面，必须被处理的加工孔，开口和最大选择轴后的深度的外壁第一座椅，即使用其它乔木。消息已被标准化，通用标准分机号码可以根据孔直径芯棒的头部和尾部内部的结构来选择。为了提高处理的准确性，减少摆动位置的主轴卡盘的错误，并在使用驱动长或双行为导向钻进对精度变换的影响，扩张，镗孔时，在孔的位置的精确度通常保证由夹具。阿伯现象做金，防止造成不同轴主轴与轴套角钱的影响加工精度，可以使用一个卡连接器浮动 线材加工，常采用自攻和螺纹凸轮装置配套的主轴和攻丝杆，挖掘与相应的夹具攻丝安装极。1）标注联系尺寸，以确定关键工具第一接触规模效应从同一多轴的所有工具，使得短接杆以获得加工多轴的末端的尺寸，当该端面的最小距离工件的前表面之间，并然后确定完整工具，延长杆，手推车的大小和导向件之间的接触。端面多轴由工件的端面之间的距离是接触的最重要方面的药物中的示意图，为了设计紧凑的结构，该距离应减至最小。这距离取决于两个方面：第一，结构和连接所需的最小尺寸轴向的工具，引伸杆，锭轴以上，二是机床尺寸接触问题的总体布局。相互制约的两个方面2）标注切削用量 对于每个锭子切割参数切割标签的参数应标明在右侧的各区域。其内容包括：主轴转速NI，对应切割工具VI中，每转进给量和进给音响调频每分钟在相同的进料更轴到分钟各主轴相等，等于电源滑动。的工作站Vf。3）动力部件工作循环及行程确定 单位是指在过程中，发动机启动，从原始位置移动到加工的最终位置，然后返回到动作的过程中的原来的位置。通常它们包括快速推出，供应和倒带的动作。有时也有中途停站，更多的替代能源，电源跳，铁文件仍然死等特殊要求，1工作进给长度L的确定，工作的第一电源和工作进给机器的点的第二组合。第一个是钻，扩，镗和繁琐的过程，之后，后者常用于钻孔或无聊的需要是沉平，扭转角等工序。工作进给长度等于所述工作区和工具，以切断的长度，切断刀具的长度。2，快速引进长度的确定 引进长度指的是控制单元，用于该工具的工作进给位置时，其长度由具体情况决定。期间的同轴孔的两个以上的层的处理，它可以用于在加工周期跳跃，无论是在有限的厚度，迅速推出功率元件代替治疗一遍，然后处理的第二层孔壁缩短周期时间。3快速退回长度的确定 长度等于快速引进工件和饲养长度的长度。通常在机器的固定钻孔或扩孔掩模迅速返回发动机，直到所有的工具都返回到导套，基本不影响就行装卸的工作。但需要转动坐标机器或位移，动力单元，在返回行程必须迅速的刀，支架，模型钻探活动和定位销压出运动终端可能遇到的范围之外。4 动力部件总行程的确定 除了满足所需的向前和向后运行之外的占空比，还要考虑补偿的磨损或制造误差的结果安装，所述动力单元能够调节撞针和从连接杆与从中心孔至该工具，电源单元从需要一起去除或一起在处理和扩展工具的工具之间的距离退出。总功率单元冲程倒带前的每搏输出量和备份。5 其它应注意的问题1）正与机器处于一致的状态在本方案的过程中。该方法显示主轴状态机安装件的加工2）在图形的尺寸应标记为完成，特别是从鼻子到多个轴的前端链轴向尺寸应全为行程控制和调整机器。这个数字应该工作循环图显示了机动力和不同种族的部分。注意敲击一块自来水循环早早出局后，撤离前的动力单元开始。3）3）加工示意图应有必要的说明2.2.4 加工示意图CAD2.3机床联系尺寸图2.3.1 机床联系总图的内容和作用机床联系尺寸图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，与最初选择的一般和专业主要组件来确定跟踪。它被用于指示机，主要结构和零部件特别确定跟踪的结构的整体结构。它被用来表示机器的类型，主要部件，组件的每个安装位置，相互依存关系和运动和总体布局的操作指导的配置。为了测试的接触的相互位置和尺寸可满足加工要求和组件是合理的各种组件;多轴，夹具和设计提供了专业基础等成分的，可以看作是图接触机器的整体外观。它的整体尺寸，足迹，操作模式能够检查胶片虎野外环境使用。机床联系尺寸图的内容1）指示机器的整体布局的类型和配置。观点的足够数目（通常至少两个观点，主视图应该选择本机的当前生产状态），以绘制轮廓形状和相对位置的组件的相同的比例。表示该机器操作员和位置的基本形状。2）完成整个反映的主轮廓主组件关系和尺寸的关系，在工作周期的所述移动部分的后冲程容积大小正面和背面的限位开关动作和每个滑块总行程之间的组件的专业构件的尺寸。3）主要标注一般组件和发动机的代码类型，功率和速度的规格，并标记了机器的组号和组件的名称，所有元件必须包括通用和专用机的所有部分，不能错过。4） 概括的标准，产品验收和安装规范。2.3.2 绘制机床联系总图注意事项机床联系尺寸总图应与设计是最终的处理。该图应该显示在一个单一的机器长度，宽度，大小和起始位置方向接触部件的高功率撤出大小的相对位置;绘制行程和总的工作循环的动力部分，但只能说明通用元器件，规格和发动机型号，功率和速度，每个号码组贴标机组件。2.3.3 机床的分组1) 第10-19组-支承部件。通常与一个共同的基础侧，柱和基座和中间基座专业等组成。2) 第20-29组-夹具及输送设备。夹具是主要部分专业机床的组合，经常编译为20组，其中包括一块固定引导的定位和锁定部。更独立的钻模板，攻丝模式，折叠自动机制的一些活动，自动装卸设备经常单独分组。表移动，转盘和其他交通工具，如果公用部分的情况下，固定装置可并入该组，该程序列出了建模的通用组件可以，如果专业是一些单独的组的。3) 第30-39组-电气设备。电气设计常编为30组，其中包括图，原理图和设计安装图纸，专用操作台，电器面板等都是另一组号码。4) 第40-49组-传动装置。所有动态部件，包括机器工具等动力转向过度，动力箱和其他常见的部件，组40的数目，其余他们需要改变某些或专用传输设备被单独分组。5) 第50-59组-液压和气动装置。6) 第60-69组 刀具，工具，量具和辅助工具等。7) 第70-79组-多轴箱及其附属部件8) 第80-89组-冷却，排屑及润滑装置9) 第90-99组-电气，液压，气动等各种控制挡铁。2.3.4 机床联系尺寸总图 2.3.5 机床生产率计算卡被加工零件图号毛坯种类铸件名称压力阀阀腔毛坯重量材料HT200硬度HBS160220工序名称工序号工时/min序号工步名称工作行程/mm切速/（mmin-1）进给量/（mmr-1）进给量/（mmmin-1）工进时间辅助时间1装卸工件1.52动力部件3滑台快进2006.30.00754多轴向工进7300.0650020.411.225滑台快退9306.30.0196789备注装卸工件时间取决于操作者熟练程度，本机计算时取1.5min累计1.221.53单件总工时2.75机床生产率17.02件/h理论生产率20.966件/h负荷率81.4%3 多轴箱部件设计3.1 机床主要技术参数的确定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。3.1.1 确定工件余量压力阀阀腔，零件材料为HT200，硬度190210HB，生产类型为大批量，铸造毛坯。查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5,取加工余量为2.5mm(此为双边加工)。3.1.2 选择切削用量由于被加工零件的铣削宽度为175mm,需进行二次走刀，故一次走刀为90mm(宽度)，二次走刀为175-90=85mm，即：a=90mm。根据组合机床设计简明手册第132133页，选择铣削切削用量。铣削用量的选择与要求的加工表面粗糙度值及其生产率有关系。当铣削表面粗糙度数值要求较低时，铣削速度应选高一些，每齿走刀量应小些。若生产率要求不高，可以取很小的每齿走刀量，一次铣削45mm的余量达到R=1.6m的表面粗糙度。这时每齿的进给量一般为0.020.03mm。根据本次设计所加工的零件要求，其表面粗糙度数值较高，加工材料为铸铁，查表6-16得：a=0.20.4mm/z,V=5080m/min,取a=0.2mm/z。3.1.3 运动参数 机床的运动参数包括主运动转速和转速范围、进给量范围、进给量数列以及空行程速度等。此次设计主要确定主运动的运动参数。 主轴最高，最低转速按照典型工序的切削速度和刀具(或工件)直径、计算主轴最高转速n、最低转速n。计算公式如下：n= ， n=式中：n、n主轴最高、最低转速(r/min)V、V最高、最低切削速度(m/min)d、d最大、最小计算直径(mm)根据机械制造工艺金属切削机床设计指导第6970页，可查出以下数据： 查表2.2-3 取最大，最小切削速度：V=200300m/min， 取V=250m/minV=1520m/min, 取V=20m/min铣床的d、d可取使用的刀具最大、最小直径，即：d=110mm, d=75mm则主轴最高转速为n= =1061.6r/min 取标准数列值：n=1000r/min 最低转速为：n= =57.9r/min取标准数列值：n=56r/min 主轴转速的合理排列最高、最低转速确定后，还需确定中间转速，选择公比，转速级数Z，则转速数列为：n= n=56r/min, n= n, n= n, n= n查标准数列，取公比=1.78 (12)转速范围： R=17.8转速级数： Z=+1=5.99 取Z=6由于本次设计的要求，主轴转速级数只需设计四级就能满足要求，故取Z=4。即：n=56， n=100, n=180, n=315 (r/min)3.1.4动力参数主运动驱动电动机功率的确定 切削力的计算由前面已知，本次设计的组合机床的最高转速为n=315r/min，则此时的切削速度为： V=108.8m/min200m/min由此可见，切削速度满足要求。计算铣削工件时的切削力F=9.1854.5aaaZd式中：a铣削宽度，a=90mma铣削深度，由于是一次铣削就能达到设计尺寸，则铣削深度为工件加工余量，即a=2.5mm。a每齿进给量，a=0.2mm/rZ转数级数，取Z=4则铣削力的大小为： F=9.1854.5900.22.54110=1213.1N 切削功率的计算根据机械制造工艺金属机床设计指导第72页，可得切削功率公式为：P=2.2KW 估算电动机功率根据机械制造工艺金属机床设计指导第72页，有P=3.14KW 式中：主传动系统的机械效率，回转运动的机床=0.70.85。 选择主电机查机械设计课程设计手册第155页表12-1，选Y112-4电机，主要参数有：额定功率P=4KW，满载转速 n=1440r/min，同步转速n=1500r/min，级数P=4，质量m=43kg。3.2 进给驱动电动机功率的确定查金属切削机床设计第41页，可知：进给驱动电动机功率取决于进给的有效功率和传动件的机械效率，即：N=式中：N进给驱动电动机功率(KW) Q 进给抗力(N) V进给速度(m/min)进给传动系统的总机械效率(一般取0.150.2)粗略计算时，可根据进给传动与主传动所需功率之比值来估算进给驱动电机功率。对于铣床： N=0.2N=0.24=0.8KW查机械设计课程设计手册第155页表12-1，选Y90S-4电机，主要参数有：额定功率P=1.1KW，满载转速n=1440r/min，同步转速n=1500r/min，级数P=4，质量m=22kg。3.3 主轴组件的计算主轴组件的结构参数主要包括：主轴的平均直径D（初选时常用主轴前轴颈的直径D来表示）；主轴内孔直径d；主轴前端部的悬伸量a；以及主轴支承跨距L等。一般步骤是：首先根据机床主电机功率或机床的主参数来选取D，在满足主轴本身刚度的前提下，按照工艺要求来确定d，根据主轴前端部结构形状和前支承的结构型式来确定a,最后根据D、a和主轴前支承的支承刚度来确定L。主轴轴承的配置型式，对主要结构参数的确定很有关系，故在设计过程中常需交叉进行，最终以主轴组件刚度等性能来衡量其设计的合理性。3.3.1 主轴直径的选择主轴直径对主轴组件刚度的影响很大，直径越大，主轴本身的变形和轴承变形引起的主轴前端位移越小，即主轴组件的刚度越高。但主轴前端轴颈直径D越大，与之相配的轴承等零件的尺寸越大，要达到相同的公差则制造越困难，重量也增加。同时，加大直径还受到轴承所允许的极限转速的限制，甚至为机床结构所不允许。通常，主轴前轴颈直径D可根据传递功率，并参考现有同类机床的主轴轴颈尺寸确定。查金属切削机床设计第157页表5-12中，几种常见的通用机床钢质主轴前轴颈的直径D，可供参考，如下表2-3所示：已知主电机功率P=4KW，机床类型是铣床，查上表中对应项，初取D=80。主轴后轴颈直径D和前轴颈直径D的关系，可根据下列经验公式来定：D=（0.70.85）D因此，有D=（0.70.85）D=（0.70.85）80=5668，取D=65。表2-3 主轴前轴颈直径D的选择机床机 床 功 率 （千瓦）1.472.52.63.63.75.55.67.37.4111114.7车床608070907010595130110145140165铣床5090609060957510090105100115外圆磨床5090557070807590751003.3.2 主轴前后支承轴承的选择 主轴前支承轴承的选择根据前述关于轴承的选择原则，查金属切削机床设计简明手册第375页，选取主轴前支承的双列向心短圆柱滚子轴承型号为3182116。其中，d=80，D=125，B=34，D=91，D=117，D=117，r=1。具体结构参数如图2-4所示： 图2-4 双列向心短圆柱滚子轴承（GB285-87）结构参数及安装尺寸再查金属切削机床设计简明手册第365页，选取主轴前支承的推力球轴轴承型号为8215。其中，d=75，d=75.2，D=110，H=27, D=86, D=99，r=1。具体结构参数如图2-5所示： 主轴后支承轴承的选择查金属切削机床设计简明手册第368页，选取主轴后支承的圆柱滚子轴承型号为2213。其中：d=65，D=120，B=23，D=77，D=110，r=1.5。具体结构参数如图2-6所示：3.3.3 主轴内孔直径该组合机床用于铣削加工，其主轴需有一通过铣刀拉杆的孔，该主轴内孔直径应取在一定范围内，才不致影响主轴刚度。一般，主轴内孔直径受到主轴后轴颈的直径所限制。 图2-5 推力球轴承（GB301-84）结构参数及安装尺寸 图2-6 圆柱滚子轴承（GB283-87）结构参数及安装尺寸由材料力学可知，刚度K正比于截面惯性矩I，它与直径之间有下列关系：=1-（）=1-根据此式可得：当0.3时，空心与实心截面主轴的刚度很接近；当=0.5时，空心主轴的刚度为实心主轴刚度的90%，对刚度影响不大；0.7时，则主轴刚度急剧下降，故一般应使0.7，即d0.7D。由以上分析可得：d0.7 D=0.765=45.5考虑到此组合机床主轴为铣削主轴，铣刀拉杆的直径比较小，故可将取小些，即取=0.5，即：d2.5根据上表所列，所设计的组合机床属于型，所以取a/ D为1.252.5，即：a=（1.252.5）D=（1.252.5）80=100200初取a=120。3.3.5 主轴支承跨距主轴支承跨距L是指主轴前、后支承支承反力作用点之间的距离。合理确定主轴支承跨距，可提高主轴部件的静刚度。可以证明，支承跨距越小，主轴自身的刚度越大，弯曲变形越小，但支承的变形引起的主轴前端的位移量将增大；支承跨距大，支承的变形引起的主轴前端的位移量较小，但主轴本身的弯曲变形将增大。可见，支承跨距过大或过小都会降低主轴部件的刚度。有关资料对合理跨距选择的推荐值可作参考：（1） L=（45）D；（2） L=（35）a，用于悬伸长度较小时；（3） L=（12）a，用于悬伸长度较大时。根据此次设计的组合机床刚性主轴的悬伸量较大，取L2.5a为宜。即此次设计的主轴两支承的合理跨距L2.5a=2.5120=300初取L=280。3.4 主轴结构图根据以上的分析计算，可初步得出主轴的结构如图2-7所示：3.5 主轴组件的验算主轴在工作中的受力情况严重，而允许的变形则很微小，决定主轴尺寸的基本因素是所允许的变形的大小，因此主轴的计算主要是刚度的验算，与一般轴着重于强度的情况不一样。通常能满足刚度要求的主轴也能满足强度的要求。刚度乃是载荷与弹性变形的比值。当载荷一定时，刚度与弹性变形成反比。因此，算出弹性变形量后，很容易得到静刚度。主轴组件的弹性变形计算包括：主轴端部挠度和主轴倾角的计算。3.5.1 主轴端部挠度主轴端部挠度直接影响加工精度和表面粗糙度，因此必须加以限制，一般计算主轴端部最大挠度。 支承的简化对于两支承主轴，若每个支承中仅有一个单列或双列滚动轴承，或者有两个单列球轴承，则可将主轴组件简化为简支梁，如下图2-8所示；若前支承有两个以上滚动轴承，图2-8 主轴组件简化为简支梁可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为固定端梁，如下图2-9所示：图2-9 主轴组件简化为固定端梁此次设计的主轴，前支承选用了一个双列向心短圆柱滚子轴承和两个推力球轴承作为支承，即可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为上图2-9所示。 主轴的挠度查材料力学I第188页的表6.1，对图2-9作更进一步的分析，如下图2-10所示：根据图2-10，可得此时的最大挠度=-其中，F主轴前端受力。此处，F=F=1213.1NlA、B之间的距离。此处，l=a=12cm图2-10 固定端梁在载荷作用下的变形E主轴材料的弹性模量。45钢的E=2.110N/cmI主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为D，内孔直径为d时，I=。此处，D=133故可计算出，主轴端部的最大挠度：=-1.8710 mm 主轴倾角主轴上安装主轴和安装传动齿轮处的倾角，称为主轴的倾角。此次设计的主轴主要考虑主轴前支承处的倾角。若安装轴承处的倾角太大，会破坏轴承的正常工作，缩短轴承的使用寿命。根据图2-10，可得此时的最大倾角=-其中，F主轴前端受力。此处，F=F=1213.1NlA、B之间的距离。此处，l=a=12cmE主轴材料的弹性模量。45钢的E=2.110N/cmI主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为D，内孔直径为d时，I=。此处，D=133故可计算出，主轴倾角为：=-2.310 rad查组合机床设计第一册中机械部分的第670页，可知：当x0.0002L mm0.001 rad时，刚性主轴的刚度满足要求。此处的x，即为最大挠度和最大倾角，L为主轴支承跨距。将已知数据和代入，即可得：初步设计的主轴满足刚度要求。3.6 主轴组件的润滑和密封3.6.1 主轴轴承的润滑润滑的作用是降低摩擦，减小温升，并与密封装置在一起，保护轴承不受外物的磨损和防止腐蚀。润滑剂和润滑方式决定于轴承的类型、速度和工作负荷。如果选择得合适，可以降低轴承的工作温度和延长使用期限。滚动轴承可以用润滑油或润滑脂来润滑。试验证明，在速度较低时，用润滑脂比用润滑油温升低。所以，此次设计的主轴支承均采用润滑脂。同时，主轴是装在主轴套筒内的，为防止使用润滑油时泄漏，也应采用润滑脂润滑。加润滑脂时，应该注意润滑脂的充填量不能过多，不能把轴承的空间填满，否则会引起过高的发热，并使润滑脂熔化流出而恶化润滑效果。3.6.2 主轴组件的密封密封对主轴组件的工作性能与润滑影响也较大。机床主轴密封不好，将使润滑剂外流，造成浪费，加速零件的磨损，还会严重地影响到工作环境及机床的外观。 主轴组件密封装置的功用密封装置的功用是：防止润滑剂从主轴组件及传动部件中泄漏，从而避免浪费，保护工作环境，防止冷却液及杂物（如灰尘、脏物、水气和切屑等）从外面进入部件内，以减少机床零件的腐蚀及磨损，延长其使用寿命。 对主轴组件密封装置的要求对主轴组件密封装置的要求是：在一定的压力、温度范围内具有良好的密封性能；由密封装置所形成的摩擦力应尽量小，摩擦系数应尽量稳定；耐腐蚀、磨损小、工作寿命长，磨损后，在一定程度上能自动补偿；结构简单、装卸方便。对具体的主轴组件及传动部件，应根据实际情况选择有效而又经济密封装置。主轴组件密封装置的类型主轴组件密封装置的类型，主要有以下几种：具有弹性元件的接触式密封装置；皮碗（油封）式密封装置；具有金属和石墨元件的接触式密封装置；挡油圈式和螺旋沟式密封装置；圈形间隙式、油沟式和迷宫式密封装置；立式主轴的密封装置等。 主轴组件密封装置的选择选用密封装置时，应考虑到主轴组件的下列具体工作条件：密封处主轴颈的线速度；所用润滑剂的种类及其物理化学性质；主轴组件的工作温度；周围介质的情况；主轴组件的结构特点；密封装置的主要用途等。综合考虑上述因素，主轴前支承处，为了更好地防止外界的灰尘屑末等杂物进入，故考虑选用迷宫式密封，形成一条长而曲曲折折的通道，径向尺寸不超过0.3mm，中填润滑脂，轴向尺寸不超过1.5mm。查机械设计课程设计手册第87页表7-17，可得此次选用的迷宫式密封装置的结构参数如下图2-11所示：图2-11 迷宫式密封装置的结构参数其中，d=80，D=130，e=13.7 主轴组件中相关部件3.7.1 轴肩挡圈前支承双列向心短圆柱滚子轴承和推力球轴承之间所用的挡圈，可查机械设计课程设计手册第56页表5-1，可得此次选用的挡圈的结构参数如下图2-12所示：图2-12 轴肩挡圈的结构参数其中，D=95，d=80，H=63.7.2 挡圈两推力球之间用的挡圈为非标准件，径向尺寸依主轴套筒尺寸而定，轴向尺寸可初取为6mm。3.7.3 圆螺母锁紧靠主轴后支承一边的推力球轴承以及锁紧两推力球轴承内的套筒，分别采用两个圆螺母，为了增加可靠性，再加一止动螺钉。圆螺母具体的参数可查机械设计课程设计手册第60页表5-6，结构如下图2-13所示：图2-13 圆螺母（GB812-88）其中，锁紧靠主轴后支承一边的推力球轴承用的圆螺母，Dp=M802，d=115，d=103，m=15，h=10.36，h=10，t=4.75，t=4，C=1.5，C=1锁紧两推力球轴承内的套筒用的圆螺母，Dp=M722，d=105，d=93，m=15，h=10.36，h=10，t=4.75，t=4，C=1.5，C=13.7.4 套筒两推力球轴承之间用的套筒，根据以上计算，可知，轴向尺寸取为92，径向厚度取为2.5mm，一端加工出长为26的外螺纹M801.5，一端用一紧定螺钉锁紧在主轴上，套筒结构如图2-14所示；紧定螺钉的结构参数可查机械设计课程设计手册第43页表3-17，如图2-15所示；主轴上的小孔的结构参数可查机械设计课程设计手册第61页表5-8，如图2-16所示：其中，紧定螺钉的参数有：M81.25，l=10，d=5.5，n=1.2 , t=2图2-14 两推力球轴承内用套筒结构参数轴上固定螺钉用的孔的参数有：d=6，c=5，h5图2-15 开槽平端紧定螺钉图2-16 轴上固定螺钉用的孔3.7.5 前、后支承的轴承盖为了保证轴承的正常运转，防止外界杂物进入影响轴承的使用寿命，前、后轴承应安装上轴承盖，并将其固定在套筒上，与主轴配合处采用间隙配合，初步设计如下图2-17、2-18所示：图2-17 前支承用轴承盖其中，d=124，D=153图2-18 后支承用轴承盖其中，d=64，D=153，a=5，b=553.7.6 主轴用套筒及其锁紧部分根据前面的计算和设计，可以直接得到主轴用套筒的结构及参数如图2-19所示：套筒的锁紧部分采用弹性套，当调节螺栓时，弹性套就会随之变形，从而锁紧或松开套筒。主轴需要轴向移动（调节）时，便松开螺栓，弹性套也随之松开套筒，调节完主轴轴向位置后，应拧紧螺栓以锁紧主轴。同时，弹性套和螺栓固定在主轴组件的箱体上，弹性套的结构及其参数如下图2-20所示：锁紧螺栓的结构及其参数可查简明机械设计手册第102页表6-9，取M24螺栓，图2-19 主轴用套筒的结构及参数结构如下图2-21所示，参数有：l=100，b=54，c=0.2，d=26.4，d=24，d=33.6，e=40，f=4，k=15，k=10.3，r=0.8，s=36，l=31，l=46图2-20 弹性套结构及参数3.7.7 主轴尾部的内花键组合铣床的主轴组件和传动装置采用花键连接，查金属切削机床设计简明手册第468页表8-6，花键采用外径定心方式，其特点是：定心精度高，加工方便，外花键的外径可在普通机床上加工至所需的精度。内花键的硬度不高时，可由拉刀保证其外径精度。结构如图2-22所示，参数可查金属切削机床设计简明手册第468页表8-7，有：d=42，N=8，D=46，B=8图2-21 锁紧螺栓的结构及参数图2-22 主轴尾部的内花键结构及参数3.8 主轴组件轴向调节机构主轴组件的轴向调节机构采用一对圆锥齿轮并经丝杠螺母手动调节。它具有传动比小，传动精度高，运动平稳，能自锁等特点。丝杠主要承受轴向力，故采用两推力球轴承作为丝杠的支承，螺母支承的轴和主轴套筒上的孔相配合，实现主轴的轴向调节。该丝杠螺母支承简图如图2-23所示：3.9夹具设计3.9.1 夹具的组成(1) 定位元件 定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。如图3-2所示，钻后盖上的10孔，其钻夹具如图3-3所示。夹具上的圆柱销5、菱形销9和支承板4都是定位元件，通过它们使工件在夹具中占据正确的位置。(2) 夹紧装置 夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力(切削力等)作用时不离开已经占据的正确位置。图3-3中的螺杆8(与圆柱销合成一个零件)、螺母7和开口垫圈6就起到了上述作用。(3) 对刀或导向装置 对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。如图3-3中钻套l和钻模板2组成导向装置，确定了钻头轴线相对定位元件的正确位置。铣床夹具上的对刀块和塞 尺为对刀装置。 (4) 连接元件 连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。如图3-3中夹具体3的底面为安装基面，保证了钻套1的轴线垂直于钻床工作台以及圆柱销5的轴线平行于钻床工作台。因此，夹具体可兼作连接元件。车床夹具上的过渡盘、铣床夹具上的定位键都是连接元件。 (5) 夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，如图3-3中的件3，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。 (6) 其它装置或元件 它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。3.9.2 夹具的分类和作用（1）按专业程度划分1）通用夹具 通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。 2）专用夹具 专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。 3）通用可调夹具和成组夹具 其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。 4）组合夹具 组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。 5）随行夹具 随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。 （2）按使用的机床分类由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。 （3）按夹紧动力源分类根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。夹具的作用：1缩短辅助时间，提高劳动生产率夹具的使用一般包括两个过程：其一是夹具本身在机床上的安装和调整，这个过程主要是依靠夹具自身的定向键、对刀块来快速实现，或者通过找正、试切等方法来实现，但速度稍慢；其二是被加工工件在夹具中的安装，这个过程由于采用了专用的定位装置(如V形块等)，因此能迅速实现。2确保并稳定加I精度，保证产品质量 加工过程中，工件与刀具的相对位置容易得到保证，并且不受各种主观因素的影响，因而工件的加工精度稳定可靠。 3降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强 由于多数专用夹具的夹紧装置只需厂人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹紧，这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度，或者根本不需要找正和调整，所以，这些专用夹具的使用降低了对工人的技术要求并减轻了工人的劳动强度。3.9.3 工件在夹具中的定位一、机床夹具定位元件工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，这里只介绍几种常用的基本定位元件。实际生产中使用的定位元件都是这些基本定位元件的组合。（一）工件以平面定位常用定位元件1支承钉 常用支承钉的结构形式如图6-1所示。平头支承钉（图a）用于支承精基准面；球头支承钉（图b）用于支承粗基准面；网纹顶面支承钉（图c）能产生较大的摩擦力，但网槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基准定位且要求产生较大摩擦力的侧面定位场合。一个支承钉相当于一个支承点，限制一个自由度；在一个平面内，两个支承钉限制二个自由度；不在同一直线上的三个支承钉限制三个自由度。图6-1 常用支承钉的结构形式2支承板 常用的支承板结构形式如图6-2所示。平面型支承板（图a）结构简单，但沉头螺钉处清理切屑比较困难，适于作侧面和顶面定位；带斜槽型支承板（图b），在带有螺钉孔的斜槽中允许容纳少许切屑，适于作底面定位。当工件定位平面较大时，常用几块支承板组合成一个平面。一个支承板相当于两个支承点，限制两个自由度；两个（或多个）支承板组合，相当于一个平面，可以限制三个自由度。图6-2 常用支承板的结构形式3可调支承 常用可调支承结构形式如图6-3所示。可调支承多用于支承工件的粗基准面，支承高度可以根据需要进行调整，调整到位后用螺母锁紧。一个可调支承限制一个自由度。图6-3 常用可调支承的结构形式4自位支承 常用自位支承的结构形式如图6-4所示。由于自位支承是活动的或是浮动的，无论结构上是两点或三点支承，其实质只起一个支承点的作用，所以自位支承只限制一个自由度。使用自位支承的目的在于增加与工件的接触点，减小工件变形或减少接触应力。图6-4 自位支承的结构形式5辅助支承 辅助支承不能作为定位元件，不能限制工件的自由度，它只用以增加工件在加工过程中的刚性。图6-5列出了辅助支承的几种结构形式。图a结构简单，但在调整时支承钉要转动，会损坏工件表面，也容易破坏工件定位；图b所示结构在旋转螺母1时，支承螺钉2受装在套筒4键槽中的止动销3的限制，只作直线移动；图c为自动调节支承，支承销2受下端弹簧1的推力作用与工件接触，当工件定位夹紧后，回转手柄5，通过锁紧螺钉4和斜面顶销3，将支承销2锁紧；图d为推式辅助支承，支承滑柱2通过推杆1向上移动与工件接触，然后回转手柄4，通过钢球5和半圆键3，将支承滑柱1锁紧。图6-5 辅助支承 (二) 工件以孔定位常用定位元件1定位销 图6-6是几种常用固定式定位销的结构形式。当工件的孔径尺寸较小时，可选用图 a 所示的结构；当孔径尺寸较大时，选用图 b 所示的结构；当工件同时以圆孔和端面组合定位时，则应选用图c所示的带有支承端面的结构。用定位销定位时，短圆柱销限制二个自由度；长圆柱销可以限制四个自由度；短圆锥销（图d）限制三个自由度。图6-6 固定式定位销的结构形式2心轴 心轴的结构形式很多，图6-7是几种常用的心轴结构形式。图a为过盈配合心轴，限制工件四个自由度；图b为间隙配合心轴，限制工件五个自由度（心轴外圆部分限制四个自由度，轴肩面限制一个自由度）；图c为小锥度（1：50001：1000）心轴，装夹工件时，通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件，使用小锥度心轴定位可获得较高的定位精度，它可以限制五个自由度。图6-7 定位心轴(三) 工件以外圆定位常用定位元件1V形块 V形块的结构形式如图6-8所示。图a为短V形块；图b为两短V形块组合，用于工件定位基面较长的情况；图c为分体结构的V形块，淬硬钢镶块或硬质合金镶块用螺钉固定在V形铸铁底座上，用于工件定位基面长度和直径均较大的情况；图e 、f是两种浮动式V形块结构。当工件以粗基准或工件以阶梯圆柱面定位时，V形块工作面的长度一般应减为2mm5mm(如图d所示)，以提高定位的稳定性。用V形块定位，工件的定位基准始终在V形块两定位面的对称中心平面内，对中性能好。图6-8 V形块一个短V形块限制两个自由度；两个短V形块组合或一个长V形块限制四个自由度；浮动式V形块只限制一个自由度。2. 定位套 图6-9是常用的定位套结构形式。图a用在工件以端面为主要定位基面的场合，短定位套孔限制工件的两个自由度；图b用在工件以外圆柱表面为主要定位基面的场合，长定位套孔限制工件的四个自由度；图c用于工件以圆柱面端部轮廓为定位基面，锥孔限制工件的三个自由度。图6-9 定位套3半圆孔 图6-10是半圆孔定位装置。当工件尺寸较大，用圆柱孔定位不方便时，可将圆柱孔改成两半，下半孔用作定位，上半孔用于压紧工件。短半圆孔定位限制工件的二个自由度；长半圆孔定位限制工件的四个自由度。图6-10 半圆孔定位装置（四） 工件以组合表面定位常用定位元件在实际生产中，为满足加工要求，有时采用几个定位面相组合的方式进行定位。常见的组合形式有：两顶尖孔、一端面一孔、一端面一外圆、一面两孔等；与之相对应的定位元件也是组合式的。例如，长轴类零件采用双顶尖组合定位；箱体类零件采用一面双销组合定位。 几个表面同时参与定位时，各定位基准（基面）在定位中所起的作用有主次之分。例如，轴以两顶尖孔在车床前后顶尖上定位的情况，前顶尖孔为主要定位基面，前顶尖限制三个自由度，后顶尖只限制两个自由度。3.9.4 工件在夹具中的夹紧一、夹紧装置的组成和要求1夹紧装置的组成 工件在夹具中正确定位后，由夹紧装置将工件夹紧。夹紧装置的组成如下图夹紧装置的组成有：（1）动力装置：产生夹紧动力的装置。（2）夹紧元件：直接用于夹紧工件的元件。（3）中间传力机构：将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件的机构。在有些夹具中，夹紧元件（例如图6-18中的压板4）往往就是中间传力机构的一部分，难以区分，统称为夹紧机构。2对夹紧装置的要求1）夹紧过程不得破坏工件在夹具中占有的定位位置。2）夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面或使工件产生过大的夹紧变形。3）操作安全、省力。4）结构应尽量简单，便于制造，便于维修。二、夹紧力的确定 1夹紧力作用点的选择 （1）夹紧力的作用点应正对定位元件或位于定位元件所形成的支承面内。（2）夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位。（3）夹紧力作用点应尽量靠近加工表面，使夹紧稳固可靠。2夹紧力作用方向的选择 （1）夹紧力的作用方向应垂直于工件的主要定位基面。（2）夹紧力的作用方向应与工件刚度最大的方向一致，以减小工件的夹紧变形。（3） 夹紧力作用方向应尽量与工件的切削力、重力等的作用方向一致，这样可以减小夹紧力。3夹紧力的估算设计夹具，估算夹紧力是一件十分重要的工作。夹紧力过大会增大工件的夹紧变形，还会无谓地增大夹紧装置，造成浪费；夹紧力过小工件夹不紧，加工中工件的定位位置将被破坏，而且容易引发安全事故。在确定夹紧力时，可将夹具和工件看成一个整体，将作用在工件上的切削力、夹紧力、重力和惯性力等，根据静力平衡原理列出静力平衡方程式，即可求得夹紧力。为使夹紧可靠，应再乘一安全系数k，粗加工时取k 2.53，精加工时取k