制动盘卧式单面钻孔专用机床设计设计说明书.doc

机电工程学院毕业论文第一章 引言课题制动盘卧式单面钻孔专用机床设计直接来源常州三利精机有限公司，制动盘是汽车制动装置中一个重要零件，车辆的制动装置对安全行车是至关重要的作用。因此具有一定真实的经济价值。目前，我国许多企业拥有一定数量的组合机床，这些机床是针对企业产品的特定工艺要求而设计的，虽然它们主要由通用部件并配以少量专用部件组合而成，但在购进时就已组合好，机床加工动作流程已固定，基本上也成了加工特定工艺的专用机床。另外，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。 我根据零件图绘制出零件加工示意图，因为组合机床加工示意图是设计刀具和组合机床的重要工作图纸之一，是确定组合机床联系尺寸、绘制组合机床总图的基础。根据给定的工序图确定定位方案和夹紧方案，进行夹具体设计。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用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。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。本专用机床是采用多轴单工位的加工方式。目前，组合机床主要应用于平面加工和孔加工两类工序。平面加工包括铣平面、锪（刮）平面、车端面；孔加工包括钻、扩、铰镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹、锪沉孔、滚压孔等。随着综合自动化的发展，其工艺范围正在扩大到车外圆、行星铣削、拉削、推削、磨削、珩磨及抛光、冲压等工序。此外，还可以完成焊接、热处理、自动装配和检测、清洗和零件分类及打印等非切削工作。组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工及缝纫机、自行车等轻工行业大批大量生产中已经得到了广泛的应用；一些中小批量生产的企业，如机床、机车、工程机械等制造中也已推广使用；组合机床最适宜加工各种大中型箱体类零件，如气缸盖、气缸体、变速箱体、电机座及仪表壳等零件；也可以用来完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件部分或全部工件的加工。本课题研究对象是制动盘卧式单面钻孔专用机床设计，其指导思想是在保证质量的前提下达到高生产率、经济性（包括利润和经济效益）。课题的研究重点是动盘夹紧定位系统，在夹具自动化设计工作中，除设计过程有人机交互方式完成图样外，还应包括夹具零件加工过程的计算机编制工艺和加工程序的自动编制等，这是机床夹具的计算机辅助设计与制造（）一体化的重要内容，也是夹具设计自动化发展的必然趋势。第二章 机床总体方案的确定经过常州柴油机厂、常州机床厂的调研并结合本课题的内容，机床形式决定采用卧式专机，主要原因是由于采用卧式形式加工时，制动盘垂直放置，刀具可以水平进给加工，装夹刀具方便，同时夹具形式也可简单，夹紧方式也比较稳定可靠，且便于零件的自动上料。2.1 钻孔切削用量的确定项 目 计 算 与 依 据 结 果2.1.1 进给量的确定由于本课题设计的组合机床所要加工零件的材料为铸铁HT200，根据制动盘所要加工的孔径为16.25的孔查1 P130.表6-11，初选切削速度v=17.5m/min,进给量f=0.16mm/rf=0.16mm/r2.1.2切削速度的确定由公式：n=v/d得，n= 圆整 n=350r/min 则实际切削速度为：v=17.9m/min2.1.3 进给速度圆整 n=350r/min 则实际切削速度为：由公式得：整理项 目钻孔切削用量为：加工 孔直径 d mm切削速度v mm/min进给量f mm/r进给速度fm mm/min16.2517.90.1656计 算 与 依 据结 果2.2刀具和接杆的选择根据切削用量，查6P1，表 1-1选用的刀具型号为：GB1436-78根据刀具的基准直径（锥度），查1P169.表8-1选用刀具接杆型号为：可调接杆GB3668.10-832.3组合机床切削用量的确定 组合机床的切削用量有三项：切削力F；切削转矩T以及切削功率P，这三项是用来选择组合机床通用部件的重要依据指标。2.3.1 切削力F的计算查1P134.表6-20得组合机床切削力F的计算公式为：，其中布氏硬度则切削力F的大小为：F=2239.7N2.3.2切削转矩T的计算查1P134.表6-20得组合机床切削力T的计算公式为：则切削力T的大小为：则切削力T的大小为：T=10592.17Nmm项 目 计 算 与 依 据结 果2.3.3 切削功率P的计算查1P134.表6-20得组合机床切削力P的计算公式为： 则切削功率大小为：P=0.38KW整理工序 内容钻孔 刀具 材料 高速钢工件 材料 铸铁切削力 F(N)2239.7切削转矩 T(Nmm)10592.17切削功率 P(KW)0.38项 目计 算 和 依 据结 果2.4 动力部件工作循环以及行程的确定 动力部件的工作循环是指加工时，动力部件从原始位置开始运动到终了位置，有返回到原位置的动作过程。 2.4.1工作进给长度L工的确定工作进给长度如（2.1）所示，工作进给长度L工应等于加工部位长度L与刀具切入L1长度与切出长度L2之和。即，加工部位长度L=8.5，切入长度L1一般为5100mm，根据制动盘端面的误差情况，选切出入度L1为12mm，根据1P46.表3-7查得切出长度L2计算公式为： 则工作进给长度L工为：L2=10mmL工=30.5mm2.4.2 快速引进长度的确定本设计中零件制动盘孔，加工小直径通孔，且深度小，所以无工进时的速度，即快速引进长度L快=30mmL快=30mm项 目 计 算 与 依 据结 果2.4.3快速退回长度的确定 快速退回的长度L退等于快速引进的长度加上工进时的速度，应本设计的机床无须工进速度，所以快退时的长度为L退=1.2mmL退=30mm2.5动力部件的选择 动力部件主要是确定动力箱和动力滑台。2.5.1动力滑台动力滑台是实现直线进给运动的运动部件。根据制动盘的加工要求，在滑鞍上安装动力箱（用以配多轴箱），完成钻孔工序。根据驱动和控制方式的不同，滑台可以分为液压滑台、机械滑台、数控滑台三种类型。本设计选用液压滑台实现进给运动，原因：1. 在相当大的范围内可以实现无级调速2. 可以获得较大的进给力3. 由于液压驱动，零件磨损小，使用寿命长4. 过载保护简单可靠5. 本设计的专机是同时加工两个零件加工十个孔，一次性加工，无需工进，所以受载荷变化和温度的影响小。6. 2.5.2液压滑台的工作循环（1）一次工作进给（2）二次工作进给（3）超越进给（4）反向进给（5）分级进给由于本设计中加工零件的工作进给速度不变，且是钻孔加工，因此采用一次工作进给循环形式2.5.3 动力滑台的选择根据切削用量中加工单个孔的切削力F=2239.7N，则加工十个空所需的总的切削力F总=10F=102239.7=22397N ,则根据F总=22397N以及进给速度查1P91.表5-1 1HY系列液压滑台的主要技术参数，选择滑台的型号和技术参数为： 滑台型号 主 要 性 能 1HY50 台面宽度(mm)500 台面长度(mm)1000 行 程(mm) 400 最大进给力(N)32000工进速度 (mm/min)10350快速移动速度(m/min)6.32.5.3 1HY系列液压滑台与配套附属部件、支承件的选择查1P92.表5-2，1HY系列液压滑台与配套附属部件、支承件明细表如下表：型号 行程 二级进给 及压力继 电器装置导轨防护装置分级进给装置滑台侧 底座1HY504001HY50-511HY50-F81 - 1CC501 2.5.4 1HY系列液压滑台卧式配置联系尺寸的选择查1P93.表5-3得； 型式mm 型式 mm B500m3 B1500 do M16 B296 B6700 B355.5 B785 B4420 L41550 B5105 L5250 b1450 L660 L400 H3630 L11440 H4280 L21000 H5160 L395 H665 L190 d1 M2070 E40 d2 20 H1360 d324 H2256 d4G1/4 N3 d5 G1/22.5.5 动力箱的选择 动力箱的规格应该与确定的动力滑台相匹配，其驱动功率主要依据切削功率来选用。本设计的组合机床加工单个孔的切削功率为P=0.38KW，则，同时加工十个孔的切削功率为P总=10P=3.8KW，查1P115.表5-39 1DT32-1DT80动力箱性能表得：型号 型式 电机型号 电机功率 L3(mm) 电机转速 r/min输出转速r/min1TD50 Y132M1-47.54351440720Y132M2-64435960480Y160M-65.5435960480Y160M-411435960480Y160M-67.5435960480根据切削功率P总=3.8KW与主轴转速n=350r/min，所选电机的功率应比P总稍大，且所能提供的转速要适合，综上因素考虑，选用的电机型号为：Y132M2-62.5.6 动力箱与动力箱、滑台的联系尺寸的确定查1P116.表5-40选择动力箱与动力箱、滑台的联系尺寸为（尺寸分布如图2.2）：L1000l20.2200L1630l30.2300L2170l40.2400L3435l50.4 - B1630l60.5 - B2500l70.6500 H1500k169.5 H2200t249.5 H380d2 M16l10.2100 d3 M16 2.6 确定机床装料高度H 装料高度一般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；对于自动线要考虑中间底座的足够高度，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：工件最低孔位置h2、多轴箱允许的最低主轴高度h1和通用部件、中间底座及夹具底座基本尺寸的限制等。综合考虑这些因素取装料高度h=1m。综上所述，机床形式采用卧式单面钻孔专用机床，布局大致如下：第三章 主轴箱体的总体设计 项 目计 算 与 依 据结 果3.1主轴箱的轮廓尺寸的确定项 目标准钻孔类多轴箱的厚度是一定的，卧式是325mm，立式是340mm，本设计的机床采用的是卧式，故厚度为325mm。多轴箱子的宽度B、高度H的大小主要与被加工零件制动盘的孔分布位置有关。根据1P49。可按公式：其中b工件在宽度方向相距最远的两孔距离，单位为mm最边缘主轴中心至箱体外壁距离，单位为mmh 工件在高度方向相距最远的两孔距离，单位为mm最低主轴高度根据所加工的制动盘的孔的分布可知，b =112mm，h=106mm。为保证多轴箱内有足够安排齿轮的空间，取=100mm（推荐70100mm）。而对于卧式机床，要保证润滑油不至从主轴衬套处泄漏到箱外，取=100mm（推荐85140），则多轴箱的轮廓尺寸为：由于本设计一次装夹两个工件，因此本机床的多轴箱的轮廓尺寸应为：考虑到制动盘的外形轮廓等因素，高度H应取大计 算 与 依 据=100mm=100mm项 目一些便于加工，查1P137.表7-1选择多轴箱的尺寸为（尺寸分布如图2.3所示）：多轴箱轮廓尺寸表箱体尺寸BH多轴箱体规格尺寸A0Ah0hL0L8006301006001802501001253.2主轴直径的确定由于主轴是钻孔，所以均选用前支承有止推轴承的主轴。各主轴所需的动力计算如下：钻10个16.25的孔，v=17.9mm/r,f=0.16mm/r,则主轴所需的转矩T为：按1P607 表5-10取d=25mm，d=25mm3.3验算主轴箱所需的动力项 目外伸直径38/26，主轴所需的切削功率P和切削力F分别为： 计 算 与 依 据P=0.38KW结 果 (加工黑色金属 取=0.8) 根据验算，主电机选用5.5KW是适宜的。F=223.97N3.4设计和计算传动系统主轴的初步定位，如图2.4所示：3.4.1 传动比的分配项 目电机输入功率 ，则分配：:计 算 与 依 据结 果: 3.4.2 齿数分配根据：可将拟订齿轮齿数比为：即:z0=24,z16=30,z15=30,z14=45,z13=36,z1-z10=23根据：可将拟订齿轮齿数比为：即:Z12=45,z11=36,3.4.3模数的确定项 目1）因传递功率不大，转速不高，按2P98.表7-1，采用45钢，锻造毛坯，大齿轮正火处理，小齿轮调质处理，均采用软齿面。软齿面闭式传动，失效形式为点蚀，考虑 传动平稳，齿数z1=23合适，z2=242）设计准则：按齿面接触疲劳强度设计，在按齿根弯曲疲劳强度校核3）按齿面接触疲劳强度设计：计 算 与 依 据小齿轮45钢调质，硬度为240HBS，大齿轮45钢正火，硬度为200HBS精度8级，齿面粗糙度结 果 主轴转矩为：由2P101.图7-6取材料的接触疲劳极限应力为： 由2P101.图7-7取材料的弯曲疲劳极限应力为： 应力循环次数N（按齿轮一般寿命8-10年计算） 由2P101.图7-8查得接触疲劳寿命系数 ， 由2P101.图7-9查得弯曲疲劳寿命系数 ， 由2P102.表7-2 查得接触疲劳系数，弯曲疲劳安全系数，又，试选求得许用接触应力和许用弯曲应力： 项 目计 算 与 依 据结 果由2P117. 表7-7查得（齿宽系数）由2P108. 图7-15查得（节点区域系数）由2P109 表 7-5查得（材料系数）（重合度系数）将有关数据代入式：=则 由2P104. 图7-10得 （动载荷系数）由2P103. 表7-3得 （使用系数）由2P105表7-4得（齿向分布不均匀系数）项 目计 算 与 依 据结 果 取=1（齿间载荷分配系数） 则 修正由2P112.表7-6 m圆整取2.5mmM=2.5mm3.4.3.1计算几何尺寸3.4.3.2 校核齿根弯曲疲劳强度由2P111 图7-18 查得，取 ， 则取校核大小齿轮的弯曲强度：合适3.5其余模数的确定项 目由于其余各齿轮是两两啮合，即模数相同，根据求出。按齿面接触疲劳强度设计：计 算 与 依 据结 果项 目主轴转矩为：由2P101.图7-6取材料的接触疲劳极限应力为： 由2P101.图7-7取材料的弯曲疲劳极限应力为： 应力循环次数N（按齿轮一般寿命8-10年计算） 由2P101.图7-8查得接触疲劳寿命系数 ， 由2P101.图7-9查得弯曲疲劳寿命系数 ， 由2P102.表7-2 查得接触疲劳系数，弯曲疲劳安全系数，又，试选求得许用接触应力和许用弯曲应力： 计 算 与 依 据 结 果由2P108. 图7-15查得（节点区域系数）由2P109 表 7-5查得（材料系数）（重合度系数）将有关数据代入式：=则 由2P104. 图7-10得 （动载荷系数）由2P103. 表7-3得 （使用系数）由2P105表7-4得（齿向载荷分布不均匀系数） 取=1（齿间载荷分配系数） 则 修正由2P112.表7-6 圆整取3mm m=3mm项 目计 算 与 依 据结 果3.5.1 计算几何尺寸由于其余各齿轮只传递转矩，不承受力或受力小，所以强度合适不需校核。3.6各传动轴直径的计算项 目轴13按3P.607 表5-10 去直径轴14按3P.607 表5-10 去直径轴15按3P.607 表5-10 去直径轴16按3P.607 表5-10 去直径，但此上安装手柄，为提高主轴的刚度，并为了减少传动件的品种，轴径轴0按3P.607 表5-10 去直径轴12按3P.607 表5-10 去直径计 算 与 依 据结 果轴11按3P.607 表5-10 去直径3.7 各滚动轴承的选择轴（1-10） 轴径d=25mm根据4P28-55 表25-2-14，选择轴承型号为7205， d=25mm , D=52mm, B=16.25mm轴（11）,(13） 轴径d=30mm根据4P28-55 表25-2-14，选择轴承型号为7506 d=30mm , D=62mm, B=21.25mm轴（12）(14）(15) 轴径d=35mm根据4P28-55 表25-2-14，选择轴承型号为7507， d=35mm , D=72mm, B=24.25mm轴（16） 轴径d=40mm根据4P28-55 表25-2-14，选择轴承型号为7508， d=40mm , D=80mm, B=24.75mm轴（17） 轴径d=20mm根据4P28-55 表25-2-14，选择轴承型号为7504， d=20mm , D=42mm, B=12mm3.8键的确定齿轮（1-10） 孔径D=25mm根据5 P21-168. 表21-3-4 键GB1095-79选择键的尺寸为：824齿轮（11）（13） 孔径D=30mm根据5 P21-168. 表21-3-4 键GB1095-79选择键的尺寸为：824齿轮（12）（14）（15） 孔径D=35mm根据5 P21-168. 表21-3-4 键GB1095-79选择键的尺寸分别为：832，824，824齿轮（16） 孔径D=40mm根据5 P21-168. 表21-3-4 键GB1095-79选择键的尺寸为：1232齿轮（17） 孔径D=20mm根据5 P21-168. 表21-3-4 键GB1095-79选择键的尺寸为：624 整理：轴号 轴径(mm) 齿轮(mzd) 轴承1252.5232572052252.5232672053252.5232772054252.5232872055252.5232972056252.5233072057252.5233172058252.523327205925336307205102534535720511、1330336307506123534535750714353453575061535330357507164033040750817203232075043.9 危险轴的校核根据本设计机床的特点主轴1-10轴承受转矩和切削力，而其他轴只是传递转矩，故危险轴为主轴1-10轴，只需校核主轴1-10轴，又主轴1-10轴是同时加工直径一样的孔，所以所受的力是一样的，因此只需校核主轴1-10轴中的一个，如果合适，即其他主轴也合适。项 目计 算 与 依 据结 果3.9.1 受力分析计算圆周力和径向力项 目画轴的受力简图在水平面上：计 算 与 依 据结 果3.9.2 计算支反力在垂直面上：3.9.3 画弯矩图项 目 在水平面上，a-a 剖面右侧， a-a 剖面右侧， 在垂直面上，a-a 剖面左侧，a-a 剖面右侧，计 算 与 依 据 结 果3.9.4 合成弯矩a-a 剖面右侧，a-a 剖面右侧， 3.9.5画转矩图转矩 3.9.6弯矩转矩图 3.9.7 判断危险截面项 目显然，如图所示a-a截面弯矩最大，最危险由2P182 表10-1 查的计 算 与 依 据结 果 合适3.10主轴箱齿轮分布3.11展开图由此看出，齿轮布局合适，齿轮与齿轮，齿轮与轴之间无干涉现象。项 目计 算 与 依 据结 果3.12传动轴与主轴坐标的确定主轴箱是直接安装在动力滑台上的。取主轴箱体平底面与通过它的定位销的垂直线交点的坐标为原点坐标，其尺寸距主轴箱侧边E=50mm，底边H=30mm项 目图1.计 算 与 依 据结 果项 目轴1轴5轴4轴3轴2轴11图2计 算 与 依 据结 果项 目轴12 根据余弦定理： 得则： 计 算 与 依 据结 果项 目轴0（ 根据余弦定理：得则：计 算 与 依 据结 果项 目按前几轴的方法其它轴的坐标如下轴16轴15轴14轴13计 算 与 依 据结 果轴6轴7轴8轴9轴10第四章 夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具4.1概述钻床夹具大都具有刀具导向装置，习惯上又称为钻模。钻模根据其特点可分为固定式钻模、回转式钻模、翻板式钻模、盖板式钻模和滑柱式钻模等。固定式钻模的特点是在加工中钻模相对于工件的位置保持不变。回转式钻模的特点是夹具具有分度装置。盖板式钻模的特点是结构简单轻巧，清除切屑方便；滑柱式钻模是一种具有升降摸板的通用可调整钻模。它的特点是只需根据零件的形状、尺寸和定位、夹紧装置要求，设计制造与之相配的专用定位、夹紧装置和钻套，并将其安装在夹具体上即可。本道工序选择固定式钻模是比较合理的。因为本设计机床加工的零件结构比较简单，且无需分度，又因为固定式钻模多用于立式、摇臂钻床和多轴钻床，与本设计相符合，所以采用固定式摸板，且与夹紧装置配合使用。4.2 定位方法的确定由于本设计中的制动盘加工为钻均布的五个孔，根据六点定位原理，如图所示本设计采用不完全定位，加工中，零件需要限制五个自由度，因此考虑这些因素，决定采用“一面一销”定位方式，以圆柱销限制四个方向的自由度，一支承面来限制的自由度。如图所示：4.3定位基准的选择由零件图可知，的孔的轴线对孔的轴线有位置度要求，为使基准不重合误差为零，就让工序基准与定位基准重合，所以选择的中心线为定位基准。4.4圆柱销的设计查相关资料可知，圆柱销与工件销孔配合的直径取相应孔的直径最小直径作为圆柱销直径的基本尺寸，即d=70.72，其公差一般取g6或f7。所以圆柱销与工件销孔配合的直径d=70.72g6。4.5钻套的设计4.5.1钻套的概述钻套是是引导刀具的元件，用以保证孔的加工位置，并防止加工过程中刀具的偏斜。钻套按其结构特点可分为四种类型，即固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套。固定钻套直接压入钻模板或夹具体的孔中，位置精度较高，但磨损后不易拆卸，故多用于中、小批量生产。可换钻套以间隙配合安装在衬套中，而衬套则压入钻模板或夹具体的孔中为防止钻套在衬套中转动，加一固定螺钉。可换钻套在磨损后可以更换，故多用于大批量生产。快换钻套具有快速更换的特点，更换时不需要拧动螺钉，而只要将钻套转动一个角度。快换钻套多用于同一个孔需经多个工步加工的情况。特殊钻套用于特殊加工的场合。本夹具所选用的钻套为固定钻套。如图4.5.2钻套中引导孔的尺寸及其偏差的确定钻套中引导孔的尺寸及其偏差应根据引导的刀具尺寸来确定。通常取刀具的最大极限尺寸为引导孔的基本尺寸，孔径公差依加工精度要求来确定。钻孔和扩孔时可取F7，粗铰时取G7，精铰时取G6。若钻套引导的不是刀具的切削部分，而是刀具的导向部分，常取配合为H7/f7、H7/g6、H6/g5。综上所述：钻套引导孔直径d=25H7。4.5.3钻套的高度H的确定钻套的高度H直接影响钻套的导向性能，同时影响刀具与钻套之间的摩擦情况，通常取H=(12.5)d。对于精度要求较高的孔，直径较小的孔和刀具刚性较差时应取较大值。即H=(12.5)d=(12.5)16.25(16.2541)mm。现取d=30mm。4.5.4钻模板的设计钻模板是供安装钻套用的，钻模板多装配在夹具体或支架上、与夹具上的其他元件相连接或与夹具体铸成一体。设计钻模板时应注意以下几点：1)钻模板上安装钻套的孔之间及孔与定位元件的位置应有足够的精度。2)钻模板应具有足够的强度，以保证钻套位置的准确性，但又不能做得太厚太重。钻模板一般不应承受夹紧力。由于本设计钻模板与工件之间是以“一面一销”定位的，即以的孔为定位基准的，由相关手册可知：钻模板上安装定位销的孔之间的中心距公差应该为零件图上孔中心距的倍，而这两个孔的中心线之间距离为102.70.027，所以可得到钻模板上安装定位销的孔之间的中心距公差T=()0.054=(0.01080.018)mm。现取T=0.019mm，所以钻模板上安装定位销的孔之间的中心距尺寸应为102.70.01。 4.6定位误差的计算定位误差是由于工件在夹具上定位不准确所引起的加工误差，在采用调整法加工时，工件的定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量定位误差有基准不重合误差和基准位移误差。项 目计 算 与 依 据结 果4.6.1基准不重合误差的计算以尺寸孔的轴线为主要定位基准，工序基准为尺寸为孔的轴线，如图所示位置度的工序基准为孔的轴线，定位基准为孔的轴线，两者重合 ，即：4.6.2基准位移误差项 目位置度的工序基准为定位基准为孔的轴线，限位基准为定位销的中心线，两者不重合，且有单方向的位移量，则基准位移误差为：计 算 与 依 据结 果4.6.3位误差为 因为工序基准不在定位基面上因此定：可以看出： ，可满足加工要求所以，本课题设计的夹具以的孔进行定位合适4.7 夹紧机构的设计4.7.1机床夹具的作用机床夹具在保证产品质量、高产、低成本，充分发挥现有设备的潜力，便于工人掌握复杂或精密零件的加工技术，在减轻繁重的体力劳动等诸多方面起着巨大的作用。机床夹具的设计和使用是促进生产迅速发展的重要工艺措施之一。机床夹具的作用可以归纳为如下几个方面：（1）夹具是保证和稳定产品质量，实行全面质量管理的重要手段。使用夹具以后，可以保证工件被加工面与其它相关表面（线或点）间的尺寸精度，以及它们之间的平行度、垂直度、同轴度等项的位置精度要求，且少受或不受其它因素影响（2）可提高劳动生产率，降低产品成本。进行某一工序的时间称位工序时间。它主要由加工工件所需的机动时间和装卸工件的辅助时间。而夹具主要是用来方便工件的装夹，从而达到更好地发挥现有设备的潜力，降低机床工作的辅助时间，以此来达到提高劳动生产率的目的，从而达到良好的经济效益。由此可见，夹具设计是否合理，对机床的性价比有着非常重要的影响。（3）机床可以扩大机床的工艺范围，做到一机多能。（4）机床夹具在新产品的试制过程中，对缩短试制周期起着重要作用。（5）平衡各工序的时间，以便组织流水生产由于工件在加工中，各工序所需的时间往往是不同的，若某一工序迟缓于其它工序，就可采用高效夹具，多任务位夹具等使该工序赶上其它工序的时间等于其它时间若某一工序时间快于其它工序，即可使用多件联动夹具等措施，使其与其它工序相平衡（6）使操作方便、安全、减轻工人的劳动强度。4.7.2 夹具的种类按夹具的动力来源，夹具可分为手动夹具和机械夹具。本设计根中要求零件夹紧力较大，且批量较大，所以采用机械夹具。4.7.3 机械夹具的种类（2）：气动夹具这种夹紧动力装置是用46 压力的压缩空气作为夹紧的动力源，通过气动装置使气缸产生夹紧力的装置。通常需要增力机构和自锁环节。由于气动夹紧具有动作迅速、操纵方便等优点，所以气动夹具使用比较普遍。（3）：液压夹具该装置通常是使用3050 压力的压力油作为夹紧动力源的，通过液压系统使油港产生夹紧力的装置。该夹具具有夹紧力大、夹紧平稳、结构简单、体积小等优点，所以在当今的机械制造业中，液压夹具已经得到了广泛的应用。同时由于其夹紧易于实现自动化，因此该种夹紧机构被广泛引用于自动线的生产中，由于本课题产品产量较大，可以进行自动线的生产，所以本课题的夹具采用液压夹紧机构，以达到本机床的工作要求。 （4）电动夹具顾名思义，该装置使用电力开关来实现夹具夹紧的。除了这几种常用夹具以外，由于某些特殊的需要而使用的夹紧动力装置还有磁力夹具、真空夹具和离心夹具。由于本设计中要求夹紧和松开采用液压为动力，所以选择液动夹具为适宜。4.7.4 液压缸活塞杆直径的确定本设计中已算得刀具的切削力，又零件一次加工五个同样大小的孔，所以切削力。由于夹紧力应大于切削力，所以初定加夹紧力，又考虑到液压缸的密封性，活塞杆受的摩擦力等因素，选择安全系数，则：夹紧力根据10P182.表9-2 组合机床的液体压力一般在,现取 则：根据公式： ，则，圆整取4.8生产节拍的计算(1)生产纲领式中 N年生产纲领，台/年（轻型产品加工500050000，现取40000）Q机器产品的年产量，本课题取Q=40000台/年n整机中该零件数量（件/台）备品的百分率，本课题取=1%废品的百分率，本课题取=3%计算得N=40000台/年(2)理想生产率Q（件/h）理想生产率Q是指完成年生产纲领N所要求的机床生产率。它与全年工时总数有关，一般情况下，单班制取2350h，两班制取4600h，本设计取两班制=2350h，则（3）实际生产率（件/h）实际生产率是指所设计机床每小时实际可生产的零件数量。即生产一个零件所需的时间（min）根据要求此设计的机床单件加工时间为：,则 因为本设计的机床一次装夹两个零件，如果按单件的话，则一小时生产20个零件，且，所以机床实际生产率满足理想生产率要求。 (4) 机床负荷率机床负荷率为理想生产率与机床实际生产率之比，则 组合机床负荷率一般为0.750.9，因此机床负荷率合适，所确定的切削参数合适。(5)生产节拍tt=年时基数/N年工作日为300天，单班进行加工，每班8小时，由于机械故障、系统维修维护等原因，所有机床满负荷率为80% ，则:年时基数=300=1920(h),计算得t=32min，因此每道工序的工时要小于36min。4.6 生产效率卡结论本课题综合运用组合机床简明设计手册、机械设计、机械设计手册、机械制造工艺学、机床夹具设计等学科的知识，根据被加工工件本身的特点，制定了机床的总体方案采用组合机床。这个方案的提出是考虑到人员配置、生产成本的核算,以及整个生产节拍的合理性，相对来说投资少、柔性好。它不但能满足现有产品的加工制造并可通过更换调整组合机床、改变数控加工程序、更换摇臂钻床夹具等方式，来满足变型产品的加工。因此，该工艺方案可行、合理、经济。根据被加工工件本身的特点，制定夹具的设计方案，根据生产实践中的经验和夹具设计应用的一些原则，本夹具的设计方案做到了：1. 定位方案合理：在选择定位基准时，是紧密结合工件在加工过程当中的各种尺寸要求的，做到基准统一，减少或消除基准不重合误差，从而使工件的尺寸精度得到有力的保证。2.夹紧方案合理：夹紧力的布置符合夹紧力的布置原则。夹紧动力装置选用液压装置，液压装置的夹紧力足够大，自身的结构紧凑，以确保做到保证定位位置的正确，同时又方便工件的装夹。 这次总体及夹具设计符合加工的需求，但是由于经验的不足和知识的不够，设计当中遇到好多困难与问题，我将在以后的工作过程中吸取这次的经验教训，使以后的工作做的更好！致谢经过三个多月的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，知识的不全面，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，光凭个人想在规定的时间里，按时、保质，保量的完成毕业设计是难以想象的。 在这里首先要感谢我的导师刘老师。刘老师平日里在系里的担任的教学任务繁多，同时刘老师一人还带了我们班其他几名学生的毕业设计，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料，工艺分析、拟定工艺方案，工艺系数的确定及细化到最后的夹具设计等整个过程中都给予了我悉心的指导。由于我所设计的制动盘卧式单面钻孔专用机床设计的内容较多，涉及面较广，加上自己又没有什么经验，所以自己独立完成的难度很大，然而在刘老师的帮助下，我已交好得到质量的完成了毕业设计的全部内容。我除了敬佩刘老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。最后还要感谢大学里教过我的所有老师，他们让我学到了很多专业知识，同时还要感谢所有的同学，正是因为有了他们的支持和鼓励，此次毕业设计才会顺利成。主要参考文献1 谢家瀛主编.组合机床设计简明手册.北京：机械工业出版社,19922 徐锦康主编.机械设计第二版.北京：机械工业出版社，20013 丘宣怀主编.机械设计手册第四卷.北京：机械工业出版社，19884 丘宣怀主编.机械设计手册第三卷.北京：机械工业出版社，19885 大连组合机床研究所编.机床设计手册.北京：机械工业出版社，19736 朱祖良主编.孔加工刀具.北京：国防工业出版社，19907 王先逵主编.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社，19958机械电子工业部机械标准化研究所主编.机床辅助生产手册.北京：机械工业出版社，19879浦林祥.金属切削机床夹具设计手册.北京：机械工业出版社，199510 章宏甲 黄谊主编.液压传动.北京：机械工业出版社，1992袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅