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工装 夹具 支架 双面 钻机 总体 整体 设计 以及 三图一卡 11 十一 图纸 优秀 优良

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内容简介：

毕业论文 开题论证报告 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 程 杰 班 级 B 机制 051 学 号 0510110106 指导教师 朱 效 波 完成日期 2009 年 3 月 31 日 1 课题名称： “ Y”形支架双面钻机床总体设计和夹具设计 一、课题来源， 课题研究的主要 内容及国内外现状综述 课题来源 ： 盐城市精密机床制造有限公司 课题研究的主要内容 ： “ Y”形支架双面钻机床总体设计和夹具设计 国内外现状 ： 我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工 位回转台式组合机床等；随着技术的不断进步，一种新型的组合机床 柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（ 数字控制（ ，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在组合机床行业中所占份额也越来越大。 国外组合机床技术的研究开始得比较早。 70 年代初，一些工业发达国家首先在多轴箱方面开始研究。 尤其是进入 90 年代以来，随着计算机技术的发展，发达国家在组合机床设计中已普遍采用了 术。目前，正在向 成系统发展。 二、本课题拟解决的问题 1总体设计 1）制定工艺方案，确定机床配置型式及结构方案。 2）三图一卡设计，包括： (a) 被加工零件工序图， (b) 加工示意图， (c) 机床联系尺寸图， (d) 生产率计算卡。 2 2夹具设计 （ a)夹具总装图， (b)部份零件图， (c)夹具定位、夹紧力分析。 三、解决方案及预期效果 1机床应能满足加工要求，保证加工精度； 2机床应运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整； 3机床尽量能用通用件，以便降低制造成本； 4机床各动力部件用电气控制。 四、课题进度安排 3月 1日 3 月 14 日毕业实习阶段。 毕业实习，查阅资料，市场调查，到多个公司实践，撰写实习报告。 3月 15日 3 月 31 日论文开题阶段。 论文总体构思方案，填写开题报告。 4月 1日 5 月 14 日论文初稿阶段。 撰写毕业论文初稿。 5月 15日 5 月 31 日 中期工作阶段。 充实完善毕业论文，中期检查。 6月 1日 6 月 2 日 毕业论文预答辩。 6 月 3 日 6 月 9 日论文定稿阶段。 论文修改、定稿，材料复查。 6 月 10 日 6 月 11 日论文评阅。 6 月 12 日 6 月 13 日毕业答辩。 6 月 14 日 6 月 15 日材料整理装袋。 五、指导教师意见 3 签名 年 月 日 六、专业系意见 签名 年 月 日 七、学院意见 签名 年 月 日 目 录 1 前言 . 1 2 组合机床总体设计 . 4 体方案论证 . 4 艺方案的制定 . 5 定机床的配置模式 . 5 台型式的选择 . 5 位方式的选择 . 5 合机床切削用量的选择 . 5 削用量的选择 . 5 削功率，切 削力以及转矩的选择 . 6 具的选择 . 6 合机床总体设计 三图一卡 . 7 加工零件工序图 . 7 工示意图 . 7 床尺寸联系总图 . 8 床生产率计算卡 . 9 3机床的夹具设计 . 11 位和夹紧的方案确定 . 11 位元件和夹紧元件的设计计算 . 12 位元件的确定 . 12 紧机构的确定 . 13 紧力的计算 . 14 差分析计算 . 15 位误差 D . 15 刀误差 T . 15 具位置误差 A . 16 具误差 E . 16 工方法误差 G . 16 证加工精度 . 16 具体的确定 . 17 4 结论 . 19 参考文献 . 19 致谢 . 20 附录 . 21 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 1 “ Y”形支架双面钻机床总体设计和夹具设计 摘要： “ Y”形支架双面钻机床 用于加工支架的钻削组合机床 。 主要钻削加工支架相互垂直的两个面上的 187和 87孔。由于该零件形状独特，因此对工件的定位和夹紧比较困难。本设计是在完成组合机床总体设计的基础上，完成工件夹具的设计。 首先针对被加工零件的特点，查阅了大量相关的 资料，然后进行了组合机床的总体设计，绘制了被加工零件的工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡。在此基础上，进行了夹具的设计，确定了定位及夹紧方案，绘制了夹具装配图及其零件图，进行了夹具夹紧力的计算及误差分析。该机床大量采用通用件，降低了制造成本，且运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修和调整，能满足加工要求， 保证加工精度。 其优点是加工和装配工艺性好，无漏油现象；同时，安装、调试与运输也都比较方便；而且，机床重心较低，有利于减小振动。其缺点是削弱了床身的刚性，占地面积大。 关键词 ： 主轴箱 ；组合机床；夹具 “Y”形支架双面钻机床总体设计和夹具设计 2 6 7of is so is is of of in a of of a of to of of s of of of so of of a of in so is is is is of is no At a of is to of an of 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 3 1 前言 本次毕业设计的是卧式支架双面钻孔组合机床， 课题来源于江苏高精机电装备有限公司。被加工零件是 料为 度为 产纲领为大批量，主要加工需完成：钻削 187和 87孔。为保证对支架孔的钻削加工，需设计一台双面卧式钻削组合机床。在完成组合机床总体设计的基础上，主要完成工件夹具的设计。 机床必须保证零件的加工要求及其精度要求。保证机床运转平稳，工作可靠，结构简单，装 卸方便，便于维修，调整。采用标准件制造机床，降低生产成本。 在机械制造中，对于单件或小批量生产的工件，许多工厂采用 通用 机床进行加工。由于通用机床要适应被加工零件形状和尺寸的需要，故机床结构一般比较复杂。不仅如此，在实际生产加工中，由于只能单人单机操作，一道一道工序地完成，所以工人的劳动强度大、生产效率低，工件的加工质量也不稳定。 组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床 ， 兼有万能机床和专用机床的优点。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多 工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点 。 组合机床一般可完成的工艺范围有：铣平面、刮平面、车端面、车锥面、钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、倒角、切槽以及加工螺纹、滚压、拉削、磨削、抛光 等 工序。二十世纪 70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达 1000毫米，表面粗糙度可低达 ；镗孔精度可达 距精度可达 组合机床的设计，目前基本上有两种情况：其一，是根据加工对象的具体情况进行专门设计，这是当前最普遍的做法。其二，随着组合机床在我国机械行业的广泛使用，广大工人总结自己生产和使用组合机床的经验，发现组合机床不仅在其组成部件方面有共性，可设计成通用部件，而且一些行业在完成一定工艺范围内组合机床是极其相似的，有可能设计为通用机床，这种机床称为 “ 专能组合机床 ” 。这种组合机床就不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，而是可以设计成通用品种，组织 成批生产，然后按被加工的零件的具体需要，配以简单的夹具及刀具，即可组成加工一定对象的高效率设备 。 本次毕业设计是根据指定的加工对象的具体情况进行专门设计，主要完成组合机床的总体设计及夹具部分的设计。在进行设计之前，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及结构特点，加工部位及其精度、表面粗糙度、技术要求及生产纲领。然后进行深入的现场调查，分析零件的加工工艺方法，定位和夹紧方式，所采用的设备、刀具及切削用量，生产率情况及工作条件等方面的现行工艺资料。总体方案设计的具体工作是编制“三图一卡”，即绘制被加工 零件图，加工示意“Y”形支架双面钻机床总体设计和夹具设计 4 图，机床联系尺寸图，编制生产率计算卡。 此次在组合机床的设计过程中， 为了 使其性能更优良、更可靠，提高其加工效率，经常和指导老师 对设计中出现的问题进行讨论 ，研究组合机床通用部件的选择，进行其加工精度的分析和验算，同时分析其强度是否符合加工要求，最大限度的延长其使用寿命。使设计出来的组合机床结构合理、操作方便、更符合用户的要求。 2 组合机床总体设计 体方案论证 课题来源于江苏高精机电装备有限公司。为保证对支架 26 个孔的钻削加工，需设 计一台双面卧式钻削组合机床。在完成组合机床总体设计的基础上，主要完成工件夹具的设计。 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 5 艺方案的制定 此次设计的组合机床是用于加工支架的钻削组合机床，其工艺方案为钻孔，其具体的加工工艺如下 : 1、 钻 8 17孔（深 28）， 前面； 2、 钻 18 17 孔（深 20），左侧面； 定机床的配置模式 机床的配置型式主要有卧式和立式两种。卧式组合机床床身由滑座、侧底座及中间底座组合而成。其优点是加工和装配工艺性好，无漏油现象；同时，安装、调试与运输也都比较方便；而且，机床重心较低，有利于减小振 动。其缺点是削弱了床身的刚性，占地面积大。立式组合机床床身由滑座、立柱及立柱底座组成。其优点是占地面积小，自由度大，操作方便。其缺点是机床重心高，振动大。 考虑到此零件要求双面加工 ,同时为了安装方便，也减轻了工人的劳动强度以及机床运行的平稳性等，选用卧式组合机床。 台型式的选择 液压滑台具有如下优点： a在相当大的范围内进给量可以无级调速。 b可以获得较大的进给力。 c由于液压驱动，零件磨损小，使用寿命长。 d工艺上要求多次进给时，通过液压换向阀，很容易实现。 e过载保护简单可靠。 f由行程调速阀来控制滑台的快进转工进，转换精度高，工作可靠。 而机械滑台只能有级变速，变速比较麻烦；一般没有可靠的过载保护；快进转工进时，转换位置精度较低。故采用液压滑台。 位方式的选择 组合机床是针对某种零件或零件某道工序设计的，正确选择定位基准，是确保加工精度的重要条件，同时也有利于实现最大限度的工序集中。本机床加工时采用定位块和支撑钉进行定位，采用“三面定位”的方法，定位基准和夹压点见零件的工序图。该定位方案限制的自由度叙述如下：以工件的正面为一个定位面，约束了 以工件的左侧面为另一个定位面，约束了 x 向的移动， y、一个支撑钉顶住工件底面，约束了 样工件的 6个自由度被完全约束了也就得到了完全的定位。 合机床切削用量的选择 合理地选择切削用量，可提高钻孔生产率，并能降低成本。选择用量的一般原则与车削相同：先选择切削深度，再选进给量，最后确定切削速度。 削用量的选择 “Y”形支架双面钻机床总体设计和夹具设计 6 a. 正面钻削 87（深 28） 根据孔径的大小和深径比，以及被加工材料的硬度查参考文献 9表 6轴的进给量 f 为 r，切削速度 v=5 12m/ 钻孔的切削用量还与钻孔的深度有关，当加工铸铁件孔深为钻头直径的 6 8倍时，在组合机床上通常都是和其他浅孔一样采取一次走刀的办法加工出来的，不过加工这种较深孔的切削用量要适当降低些，因此选择切削速度 v=10m/给量f=r，由此主轴转速 01000d (2计算出 1 0 0 0 1 0 1 8 7 . 3 4 / m i 1 4 1 7，将主 轴转速圆整为 200r/ 实际切削速度和工进速度分别由下列公式求得 1000(2 (2得出 3 . 1 4 1 7 2 0 0 1 0 . 6 81000 m/ 200=40mm/ b. 左面钻削 187（深 20） 实际切削速度 进速度 算同上。 削功率，切削力以及转矩的选择 7 由参考文献 9表 6布氏硬度 ( (2 切削力 F= (2 切削转矩 T= (2 切削功率 9740(2计算出布氏硬度 02(302290,切削力 F=26 17 659 N，切削转矩 T=10 8019N 削功率 P= 1 8 0 1 9 1 0 69 7 4 0 3 1 7 b. 左面钻削 187 切削功率，切削力以及转矩计算同上。 具的选择 考虑到工件加工尺寸精度，表面粗糙度，切屑的排除及生产率要求等因素，所以加工 26 个孔的刀具均采用标准锥柄长麻花钻（ 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 7 合机床总体设计 三图一卡 加工零件工序图 被加工零件工序图是根据制定的工艺方案，表示所设计的组合机床上完成的工艺内容，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、夹紧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。被加工零件工序图是在被加工零件的基础上，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。内容： 压部位及夹紧方向。 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。 号、材料、硬度以及加工部位的余量。 工示意图 A. 导向装置的选择 组合机床钻孔时，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的导向装置来保证的。 导向装置的作用是：保证刀具相对工件的正确位置；保证刀具相互间的正确位置；提高刀具系统的支承刚性。 刀具或刀杆本身在导套内既有相对转动又有相对移动，由于这部分表面润滑困难；工作时有粉尘侵入，当刀杆相对导套的线速度超过 20m/就会有研着的危险，因此选用导套前计算一下导套与刀具的线速度。由上述内容知导套与刀具的线速度 0m/以该机床导套均选用可换导套。 由参考文献 9表 8得导套的具体数值如下： D=2659 5短 型导套） l=10mm,12 e=料为 B. 确定主轴类型，尺寸，外伸长度 滚锥轴承主轴：前后支承均为圆锥滚子轴承。这种支承可承受较大的径向和轴向力，且结构简单、装配调整方便，适用于钻孔主轴。 在 正面 ，主轴用于钻孔，因此选用滚 锥 轴承主轴。又因为刀具与 主轴是 刚性连接，所以该主轴属于长主轴。所以 该机床 主轴均为滚 锥 轴承长主轴。 根据 P=参考文献 9表 3知： 选取 d=20 由参考文献 9表 3d=20 D/0/20 主轴外伸尺寸L=115杆莫氏圆锥号 2。 C. 连杆的选择 在钻、扩、铰孔及倒角等加工小孔时，通常都采用接杆（刚性接杆）。因为主轴箱各主轴的外伸长度和刀具均为定值，为保证主轴箱上各刀具能同时到达加工终了“Y”形支架双面钻机床总体设计和夹具设计 8 位置，须采用轴向可调整的接杆来协调各轴的轴向长度，以满足同时加工完成孔的要求。 为了获得终了时多轴箱前端面到工件端面之间所需要的最小距离，应尽量减少接杆的长度。 因为 267孔的主轴内径是 20参考文献 8表 8， 00B=121 20 2 L=230 510500 D. 动力部件工作循环及行程的确定 a. 正面钻削 87 切入长度取 2出长度由参考文献 9表 3 L2=d/3+(3 8) （ 2 通过计算 7/3+(3 8)=10加工时加工部位长度 L(多轴加工时按最长孔算 )L= 21工 （ 2 求出 L 工 =50 快进长度取 350快退距离 L 快退 =350+50=400b. 左面钻削 187 用同上方法求得： 0， 0， L=20,则 L 工 =70。 快进长度取 330 快退 =330+70=400 床尺寸联系总图 A. 动力部件的选择 a. 正面钻削 87 由上述计算每根轴的输出功率 P=面共 8根输出轴，且每一根轴都钻 17直径，所以总切削功率 P 切削 =8=则 多轴箱的功率 ：8 0 . 3 8 3 . 80 . 8 切 削多 轴其中 =以 P 多 因电机输出经动力箱时还有功率损耗，所以选择功率为 电机，其型号为：1325 4Y ,由参考文献 9表 5取 1动力箱，动力箱的主轴转速720r/ b. 左面钻削 187 由上述计算每根轴的输出功率 P=面共 18根输出轴，且每一根轴都钻 17 直径，所以总 切削功率 P 切削 =18=则多轴箱的功率 ： 8 0 . 3 80 . 8 切 削多 轴， 其中 =以 P 多 因电机输出经动力箱时还有功率损耗，所以选择功率为 11型号为：160 4,由参考文献 9表 5力箱的主轴转速 730r/ 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 9 B. 滑台及底座的选择 a. 正面钻削 87 由于液压驱动，零件损失小，使用寿命长，所以选择液压滑台。已知工进0mm/根主轴的切削力 F 单 =3659N，则 8 根轴总的切削力 F 切削 =8F 单 =36598=29272N，由参考文献 9表 5滑台及配套的侧底座选择 b. 左面钻削 187 左主轴箱： F=18=克服滑台移动引起的摩擦阻力，动力滑台的进给力应大于多轴箱F。又考虑到所需的最小进给速度、切削功率、行 程、主轴箱轮廓尺寸等因素，为了保证工作的稳定性，由表 5压滑台选用 型，由表 5：台面宽 B=630面长2 1250L 行程长 630台及滑座总高为 400座长 1920许最大进给力为 50000N，快速移动速度是 5m/工进速度为 250mm/ C. 多轴箱轮廓尺寸的设计 确定机床的装料高度，新颁国家标准装料高度为 1060取装料高度为1060 a. 正面钻削 87 多轴箱的宽度与高度的大小与被 加工零件的加工部位有关，可按下列关系式确定： B=b+2 （ 2 H=h+h1+ （ 2 b=128 荐 70 100 00。 h=250 因为滑台与底座的型号 都已经选择，所以侧底座的高度为已知值 630台滑座总高 320座与侧底座的调整垫厚度一般取 0到 5轴箱底与滑台滑座台面间的间隙取 则 h1=.5+h3+(7002+1060-(20+630)=225 所以 B=b+228+2 100=328 H=h+h1+50+225+100=575此数据查参考文献 9表 H=630630 b. 左面钻削 187 h1=.5+h3+ 0= 所以 B=b+21b =650+2 100=850 H=h+ 11 =172+00=此数据查参考文献 9表 H=10001000 床生产率计算卡 “Y”形支架双面钻机床总体设计和夹具设计 10 生产率计算卡是用以 反映机床的加工过程、完成每一个动作所需的时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率等，计算公式参照参考文献 9 51页到 52页 。 a. 理想生产率 Q 理想生产率 Q（单位为件 /h）是指完成年生产纲领 A（包括备品及废品率）所要求的机床生产率。 t （ 2 其中 万件， 800小时。求得 = /小时 )。 b. 实际生产率 1Q 实际生产率 1Q （单位为件 /小时）指所设计的机床每小时实际可生产的零件数量。 单01 （ 2 式中：单T 生产一个零件所需时间（ 可按下式计算： ）（）（ 装移快退快进停辅切单 2211（ 2 式中： 21 分别为刀具第 I、 第 位为 21 ff 停留时间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转 5 10转所需的时间，单位为 快退快进 、 分别为动力部件快进、快退行程长度，单位为 动力部件快速行程速度。用机械动力部件时取 5 6m/液压动力部件时取 3 10m/ 移t 直线移动或回转工作台进行一次工位转换时间，一般取 装卸t 工件装、卸（包括定位或撤消定位、夹紧或松开、清理基面或切屑及吊运工件等）时间。它取决于装卸自动化程度、工件重量大小、装卸是否方便及工人的熟练程度，通常取 如果计算出的机床实际生产率不能满足理想生产率要求，即 1 ，则必须重新选择切削用量或修改机床设计方案。 根据本组合机床的年产量，可选用下列数据进行计算，取000mm/卸t=双面 1Q 计算如下： 左面： 70 1 . 7 5 m i 切 3 3 0 4 0 0 1 . 5 1 . 6 m i 辅则 1 1 单=面： 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 11 50 1 . 2 5 m i 切 3 5 0 4 0 0 1 . 5 1 . 6 5 m i 辅则 1 . 6 5 1 . 2 5 2 . 9 m i 单对 多面和多工位加工机床，在计算时应以所有工件单件加工最长的时间作为单件工时，所以选 3 m 单，则1 60 183 Q （件 /小时）。 c. 机械负荷率 当 1 时，机床负荷率为二者之比。则 11 6 . 6 0 . 9 218 负（ 2 3 机床的夹具设计 位和夹紧的方案确定 工件 的定位是保证工件在夹具中占有一致的正确加工位置，而这一位置的确定要通过定位支承限制工件的相应自由度来实现。而通常需要限制的六个自由度。根“Y”形支架双面钻机床总体设计和夹具设计 12 据本课题零件要加工孔的位置，该零件要加工的孔面为： 26个 17孔，加工方法为钻削。定位基准的选择如图： 图 3件定位方案示意图 位元件和夹紧元件的设计计算 位元件的确定 定位元件设计包括定位元件的结构、形状、尺寸、及布置形式等。利用六点定位原则正确选择定位方式和定位元件。根据前面定位方案的叙述，可以知道本课题所使用到的定位元件有： 13个定位板， 1个支撑钉， 3个辅助支撑钉。定位元件布置盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 13 情况见夹具装配图。 a. 定位块尺寸的确定 定位块具体尺寸如图所示： 图 3位块 b. 支承钉尺寸的确定 支承钉具体尺寸如图： 图 3承钉 紧机构的确定 a. 液动压头夹紧机构的确定 根据夹紧原理和零件的形状来确定夹紧机构。根据夹紧原理 夹紧力应朝着主要的定位基准面，所以液动压头夹紧机构应如总装图中的放置位置。 b. 斜锲夹紧机构的确定 “Y”形支架双面钻机床总体设计和夹具设计 14 用斜锲夹紧机构可以有效地控制加工 87孔时产生的运动。 紧力的计算 根据工件所受切削力、重力、惯性力、等作用情况，按静力平衡原理先计算出理论夹紧力，最后为保证夹紧可靠再乘以安全系数便可得到所需夹紧力的数值，即： 算出理论夹紧力，然后要保证夹紧可靠需要乘以安全系数，所以有以下公式： (3 式中 夹紧力 (N); W 理论夹紧力 (N); K 安全系数。 安全系数可按下列公式计算： 6543210 (3 式中 各种因数的安全系数 0K 考虑工件材料及加工余量均匀性的基本安全系数，取 1K 加 工性质，精加工取 加工取 课题是半精镗孔，取 2K 刀具钝化程度，半精镗铸铁工件取 3K 切削特点，连续切削取 4K 夹紧力的稳定性，机动夹紧取 5K 手动夹紧时受柄位置，操作方便取 6K 仅有力矩作用于工件时与支撑面接触情况，接触点确定取 本课题中的安全系数0 1 2 3 4 5 6K K K K K K K K=1 . 5 1 . 2 1 1 1 1 1 =紧力的计算由于受多方面工艺因素的影响，计算起来比较复杂，一般只能粗略计算。为了简化计算，在设计夹紧装置时可假定工艺系统是刚性的，只考虑切削力的切削力矩对 夹紧力的影响。 a. 液动压头的夹紧力的计算 当加工工件左面的 18 个孔时，液动压头的夹紧力计算根据文献 141 页的公式如下： 21K P L c f P f L f a(3W 实际所需夹紧力（ N） P 切削力 K 安全系数 L 零件长度 c 定位件作用点到零件底部的距离 f 摩擦系数 a 夹紧力作用点到定位件作用点的距离 b 定位件作用点到零件顶部的距离 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 15 其中 K=L=c=据 文献 142页取 f=a=b=0m。 可以计算出： W=b. 斜锲夹紧机构夹紧力的计算 当加工工件正面的 8个孔时，根据前面总体设计计算的轴向力的结果计算： 钻 17孔总的轴向力： P=3659 8=29272N 斜锲夹紧机构夹紧力： W=9272 差分析计算 一批工件依次在夹具中进行定位时，由于工序基准的变动对加 工表面尺寸所造成的极限值之差称为定位误差。产生定位误差的原因是工序基准与定位基准不相重合或工序基准自身在位置上发生偏移或位移所引起的。 用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件加工精度的因素很多，与夹具有关的因素有：定位误差 D、对刀误差 T、夹具位置误差 A，夹具误差机械加工工艺系统中，影响加工精度的其它因素综合称为加工误差 G。上述各项误差均导致刀具相对工件的位置不精确而形成总的加工误差 位误差 D 定位误差主要由基准 不重合误差 组成，基准不重合误差准位移误差 当工件以已加工过的精基准定位时，由于定位基准面本身的形状精度较高，故可以采用多块定位块。这样，对一批以已加工过的精基准定位的工件来说，其定位基准的位置可以认为没有任何变动的可能， 并且定位基准和工序基准的基准重合。 所以： B=0 Y=0 其它定位元件的定位误差计算省略。 刀误差 T 因为刀具相对于对刀或导向装置不精确造成的加工误差，称为对刀误差。 由文献（ 2）的 123 页查得本工序中钻孔时导向误差计算公式为： 2 2 2 2 22 1 2 ( 2 )T T L e e E （ 3 钻模板底孔轴心线到定位表面距离的公差（ 1钻头与快 换钻套的最大配合间隙（ 1e快换钻套内、外圆的同轴度公差（ 2e固定衬套内、外圆的同轴度公差（ “Y”形支架双面钻机床总体设计和夹具设计 16 2固定衬套与快换导套的最大配合间隙（ E 导套中钻头末端的偏斜（ 1 /2 （ 3 式中 B工件的加工厚度（ 导套与工件间的距离（ 其中 1/5， 则 1/5 ( 1 = 2=0 (28+20+50/2)= 即得导向误差 T = 具位置误差 A 因为夹具在机 床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。 一般取： 水平 = 垂直 =0课题中夹具为垂直安装 ,所以取 垂直 =0 夹具误差 E 因夹具上定位元件，对刀或导向元件及安装基面三者之间（包括导向元件与导向元件之间）的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差，夹具误差大小取决于夹具零件的加工精度的夹具装配时的调整和修配精度。 一般取 E= 加工方法误差 G 因机床精度，刀具精度，刀具与机床的位置精度，工艺系统受力变形和受 热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差，因该项误差影响因素很多，又不便于计算，所以常根据经验 所以常根据经验 为它留出工件公差的 1/3。计算时可设 : G=3kk 工件公差取 G=3= 保证加工精度 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 17 工件在夹具中加工时，总加工误差为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机误差，应用概率法叠加，因此，保证工件加工 精度条件是 工件总加工误差 应不大于工件的加工尺寸公差。 的计算按公式（ 4算： 2 2 2 2 2D T A E G （ 4 = 2 2 2 2 20 0 . 2 4 0 0 . 0 4 0 . 0 8 3 =上述计算结果可知，本夹具完全可以保证加工精度。 具体的确定 夹具体是 用来确定各元件之间总体布局的根基，有了夹具体才能够固定各部件，各元件才能够有发挥的作用。夹具体的尺寸是根据零件的尺寸，零件的定位夹紧方式以及定位夹紧元件和驱动装置等的安装方式来确定的。 夹具体的具体尺寸如下图： “Y”形支架双面钻机床总体设计和夹具设计 18 图 3具体正视图 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 19 图 3具体右视图 4 结论 此次设 计的卧式支架双面钻孔组合机床 是用来加工支架零件上 26 个孔的。该机床的设计难点主要是主轴较多，主轴箱内轴的排布比较复杂，而所要加工的零件形状又较为独特，因此工件的定位和夹紧方式也很难制定。该机床 采用单工位的工作方式，通过左前两个动力头驱动两个主轴箱，对零件两个面的 26个孔同时加工，工序比较集中， 大大提高了生产效率，降低了劳动强度。对零件的定位采用定位块和支撑钉，很好的消除了零件的六个自由度，用液动压头夹紧机构和斜锲夹紧机构对零件进行夹紧，夹紧可靠且操作方便可靠， 充分保证了被加工零件的加工精度。 本机床运行平稳 ，工作可靠，结构简单，设计合理，能够满足加工要求，且大部分采用通用件，维修方便。 参考文献 1 徐发仁 M. 重庆：重庆大学出版社， 1993 2 王启平 M. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 1988 3 艾兴等 J械工业出版社， 1996 4 吉卫喜机械制造技术 M北京：机械工业出版社， 2001 5 黄鹤汀 M. 北京：机械工业出版社， 2001 6 陈秀宁 ,施高义机械设计课 程设计 M1995. 7 孟宪椅 . 机床夹具图册 J. 北京：机械工业出版社， 1991 8 徐锦康 . 机械设计 M. 北京：机械工业出版社 ,2004 9 谢家瀛 M械工业出版社， 1992 10 姚永明 J海交通大学出版社， 1999 “Y”形支架双面钻机床总体设计和夹具设计 20 致 谢 经过三个月的努力，我终于顺利完成了毕业设计。在设计过程中，我遇到了很多困难，在解决困难的过程中，我不仅深化了对理论知识的理解，同时也培 养了实际动手能力，为我们日后的学习和工作打下了一个良好的基础。 本次毕业设计是 卧式支架双面钻孔组合机床 的设计。在设计开始前，我们做了大量的准备工作，在图书馆查阅了大量专业文献并进行了毕业实习。通过这次设计，我基本上掌握了专用组合机床设计的方法和步骤，也锻炼了查找资料的能力。 在设计期间，我得到了指导老师朱效波的热心指导及同学们的帮助，在此，我向他们表示诚挚的感谢和敬意。 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 21 附 录 1 机床联系尺寸图 1 2 被加工零件工序图 1 3 加工示意图 1 4 生产率计算卡 1 5 夹具装配图 1 6 支架 1 7 油缸支架 1 8 定位块 1 9 支撑钉 1 10 夹具体 1 “Y”形支架双面钻机床总体设计和夹具设计 22 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 “ Y”形支架双面钻机床总体设计和夹具设计 摘要： “ Y”形支架双面钻机床 用于加工支架的钻削组合机床 。 主要钻削加工支架 相互垂直的两个面 上 的 187 和 87 孔。 由于 该零件形状独特，因此对工件的定位和夹紧比较困难。本设计 是 在完成组合机床总体设计的基础上， 完成工件夹具的设计。 首先针对 被加工零件 的特点， 查阅了大量相关的资料， 然后 进行了组合机床的总体设计，绘制 了被加工零件的工序图、加工示意图、机床联系尺 寸图和生产率计算卡。在此基础上，进行了夹具的设计，确定了定位及夹 紧方案， 绘制了夹具装配图 及其 零件图，进行了夹具 夹 紧力的计算及 误差分析。该机床大量采用通用件，降低了制造成本，且运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修和调整，能满足加工要求， 保证加工 精度 。 其优点是加工和装配工艺性好，无漏油现象；同时，安装、调试与运输也都比较方便；而且，机床重心较低，有利于减小振动。其缺点是削弱了床身的刚性，占地面积大 。 关键词 ： 主轴箱；组合机床；夹具 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 6 7of is so is is of of in a of of a of to of of s of of of so of of a of in so is is is is of is no At a of is to of an of 毕业设计任务书 课题 ： “ Y”形 支架双面钻机床总体设计 和夹具 设计 专 业 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 程 杰 班 级 B 机制 051 学 号 0510110106 指 导 教 师 朱 效 波 专 业 系 主 任 刘 道 标 发 放 日 期 2008 年 2 月 26 日 1 一、设计内容 设计一台 支架双面钻孔组合机床 ，具体进行 机床的 总体设计 和夹具 设计。 主要 内容有： 1总体设计 1）制定工艺方案，确定机床配置型式及结构方案。 2）三图一卡设计，包括： (a) 被加工零件工序图， (b) 加工示意图， (c) 机床联系尺寸图， (d) 生产率计算卡 。 2夹具设计 （ a)夹具总装图， (b)部份零件图， (c)夹具定位、夹紧力分析。 二、设计依据 1课题来源： 盐城市精密机床制造 有限公司 2产品名称： 支架双面钻孔组合机床 3被加工零件： 支架 （附零件图） 4工件材料： 加工内容： 钻削 8 17 孔 6. 生产纲领： 大批大量。 7. 批量： 本机床制造 两台。 2 三、设计要求 1机床应能满足加工要求，保证加工精度； 2机床应运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整； 3机床尽量能用通用件， 以便降低制造成本； 4机床各动力部件用电气控制。 5设计图样总量：折合成 面在 3 张以上；工具要求：应用计算机软件绘图。过 程要求：装配图需提供手工草图。 6 毕业设计说明书按照学校规定的格式规范统一编排、打印，字数不少于 1 万字。 7 查阅文献资料 10 篇以上，并有不少于 3000 汉字的外文资料翻译； 8 到相关单位进行毕业实习，撰写不少于 3000 字实习报告； 9 撰写开题报告 四、毕业设计物化成果的具体内容及要求 1、设计成果 要求： 1）毕业设计说明书 1 份 2）被加工零件工序图 1 张 3）加工示意图 1 张 4）机床联系尺寸图 1 张 5）生产率计算卡 1 张 6）前主轴箱装配图 1 张 7）其它零件图 不少于 7 张 2、外文资料翻译（英译中）要求 1）外文翻译材料中文字不少于 3000 字。 2）内容必须与毕业 设计 课题相关； 3）所选外文资料应是近 10 年的文章，并标明文章出处。 3 五、 毕业设计（论文）进度计划 起讫日期 工作内容 备 注 3月 8日 3 月 9 日 布置任务 3月 10日 3 月 22 日 调查研究，毕业实习 3月 23日 4 月 5 日 方案论证，总体设计 4月 6日 4 月 19 日 技术设计（部件设计） 4月 20日 5 月 14 日 工作设计（零件设计） 5月 15日 5 月 31 日 撰写毕业设计说明书 6月 1日 6 月 2 日 毕业设计预答辩 6 月 3 日 6 月 9 日 修改资料 6 月 10 日 6 月 11 日 评 阅材料 6 月 12 日 6 月 13 日 毕业答辩 6 月 14 日 6 月 15 日 材料整理装袋 4 六、 主要参考文献： 1. 徐锦康主编 机械设计 M 第 2 版 . 北京 ： 机械工业出版社 ， 2002 2. 吴善元主编 金属切削原理与刀具 M北京：机械工业出版社， 1995 3. 黄鹤汀等主编机械制造技术 M 机械工业出版社 ,1997. 4. 哈尔滨工业大学 ， 上海 工业大学机床夹具设计 M 上海 :上海科学技 术出版社 ,1989 5. 秦宝荣主编机床夹具设计 M.:北京 :中国建材工业出版社 ,1997 6. 范祖尧等主编，现代机械设备设计手册 (第 3 卷 )M机械工业出版社 ,1996 7. 机床设计手册编写组机床设计手册（第 3 册） M。北京：机械加工出版社，1996 8. 邹慧君等主编机械原理 M北京：高等教育出版社， 1999 9. 邹慧君编著机构系统设计 M上海：上海科学技术出版社， 1996 10 J伏尔默等著连杆机构 M石则昌等译北京：机械工业出版社， 1988 七、其他 毕业实习报告 专 业 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 程 杰 班 级 B 机 制 051 学 号 0510110106 指 导 教 师 朱 效 波 日 期 2009 年 3 月 14 日 实习报告 B 机制 051 班 0510110106 程杰 一、概述 今年学院为了使我们更多了解机电产品、设备，提高对机电工程制造技术的认识，加深机电在工业各领域应用的感性认识，开阔视野，了解相关设备及技术资料，熟悉典型零件的加工工艺，特意安排了我们 进行毕业实习。 生产实习是我们 机械 专业理论学习之外，获得实践知识不可缺少的组成部分。其目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道，培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神，也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变， 培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。这些实际知识，对我们学习乃至以后的工作，都是十分必要的基础。 高等学校工科专业的毕业设计大都在四学年的第二学期进行，时间安排一般为一个学期，其中毕业实习教学为两至叁周。由于高等学校工科专业设置颇多，按专业培养目标，其毕业设计题目也各不相同，而设计题目的类型决定着毕业实习教学的方式和方法，毕业实习工作计划的安排是根据毕业设计题目的内容、性质和要求进行的，对设计目标及实现目标所要解决的问题要进行深入、全面的了解，分析解决 的途径及关键要素。 毕业实习教学是毕业设计的第一个阶段，也是毕业设计过程中所迈的重要一步，这一步迈的好坏，对毕业设计全过程影响较大。毕业实习是学生深入生产实际，获得对设计题目感性知识和深入了解工业生产实际的过程，将所学的理论知识与生产实践融会贯通，从而使知识向纵深扩展。因此，毕业实习教学的目的就在于使学生围绕毕业设计题目了解与之有关的实际知识并进行资料的收集，为完成毕业设计提供必要的条件。若第一阶段完成的不好，就很难实现转换和收敛两个阶段。所以要让学生明确毕业实习目的，充分认识实习教学的重要性。 为达到毕业 实习的目的，要求学生利用一切方法和手段去了解设计题目所涉及的产品生产、市场销售，用户使用、科学研究等方面的实际情况及有关的设计、实验数据、图表、文献资料。积极发挥自己的主观能动性去完成毕业实习任务。 二、实习过程 进入工厂之前我去图书馆查看了大量的机械方面的书籍，其中包括工程图学，机械原理，机械设计，机械制造技术，机械制造装备，数控技术。 实习期间我去了华乐电子厂， 该厂成立于 2004 年，是一家集产品开发、工模具制造、注塑生产为一体的私营厂商，主要从事各类型的塑胶模具、五金模具的生产并 设有多台注塑机为客户提供一条龙服务。模具厂设开发部、技术部、 、财务部、物流部、模具生产车间、注塑生产车间等职能部门。现有员工 50 多人，其中管理人员 8 人，工程技术人员 10 人，生产工人 30 余人。模具厂拥有各种机械加工设备 14 台， 50注塑设备 6 台，各种辅助生产设备 12 台。年注塑产成品达 800吨。 由于是毕业实习，所以这段时间内，我主要是以学习为主，动手为辅，以了解模具主要的生产流程为主，了解模具的主要生产流水线， 在实习的过程中，我将在学校所学理论知识与车间实践相结合，从中受益匪浅。 三、实习内 容 通过两周的实习，我知道了模具开发加工的一般过程： 一、接受任务书 成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出，其内容如下： 经过审签的正规制制件图纸，并注明采用塑料的牌号、透明度等。 塑料制件说明书或技术要求。 生产产量。 塑料制件样品。 通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出，模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模具。 二、收集、分析、消化原始资料 收集