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1P65F下箱体多余孔速技能专机夹具及部分支架设计【13张CAD图纸+毕业论文+开题报告+外文翻译+任务书】

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关键词：: p65f 下箱体多余孔速技能技巧专机夹具部分部份支架设计 cad图纸毕业论文开题报告 1P65F下箱体外文翻译任务书 1P65F下箱体多余孔速技能专机夹具及部分支架

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1P65F下箱体多余孔速技能专机夹具及部分支架设计

32页 14000字数+论文说明书+任务书+13张CAD图纸【详情如下】

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1P65F下箱体多余孔速技能专机夹具及部分支架设计开题报告.doc

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1 引言 1

1.1 组合机床的概念 1

1.2 组合机床的发展历史 1

1.3 加工对象及用途 2

1.4 组合机床的组成 3

1.5 组合机床通用部件分类 3

1.6 组合机床的特点和分类 4

1.7 速技能 5

2 本设计主要研究内容及加工方案的制定 6

2.1 原始资料数据介绍 6

2.2 组合机床的总体设计方案 6

2.3 加工方案制定 7

3 “三图一卡”的编制 8

3.1 被加工零件图 8

3.2 加工示意图 9

3.3 机床联系尺寸图 12

3.4 机床生产率计算卡 14

4 夹具设计 15

4.1 机床夹具的基本组成 15

4.2 机床夹具的类型 16

4.3 专用夹具设计步骤 17

5 支架设计 22

5.1 支架应满足的基本要求 22

5.2 支架的受力分析 23

5.3 支架的材料 23

5.4 支架的结构设计 23

6 电气控制 26

7 使用说明 26

结束语 27

致谢 28

参考文献 29

毕业设计说明书（论文）中文摘要

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，配以少量的专用部件，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。组合机床能够对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工；可完成钻孔、扩孔、镗孔、攻螺纹、铣削、车孔端面等工序。夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响着机械加工的质量，生产效率和成本，因此，夹具设计是机械工艺准备和施工中的一项重要工作。本文对1P65F上箱体多余孔的结构和工艺进行了分析，确定了机械加工工艺路线，制订出了零件的机械加工工艺规程，并为加工零件上直径 mm的孔设计了一套专用钻床夹具。

关键词加工工艺铸造工艺工艺路线夹具设计

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title On 1P65F Box Body Unnecessary Hole Fast Skill Special

Plane Jig and Partial Support Design

Abstract

Combination of workpiece processing machine is based on the needs of a large number of serialization and standardization based on common components, with a small number of special parts, of one or more of the workpiece in accordance with pre-defined and efficient processing procedures dedicated machine. Combination of machine parts to multi-knives, multi-axis, multi-faceted, multi-processing at the same time; to be completed by drilling, reaming, boring, Tapping, milling, hole-end cars processes. Fixture in the machining plays an important role, it has a direct impact on the quality of machining, production efficiency and cost, therefore, is a mechanical fixture design and construction process in preparation for an important task. In this paper, 1P65F extra hole on the cabinet structure and process analysis of the machining process to determine the line, draw up a parts order processing machinery and parts for the processing of the mm-diameter hole drilling machine designed a special fixture.

Keywords Processing Technology Casting Process Process Route fixture design1 引言

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，配以少量的专用部件，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。组合机床能够对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工；可完成钻孔、扩孔、镗孔、攻螺纹、铣削、车孔端面等工序，随着组合机床技术的发展，其工艺范围日益扩大，如：焊接、热处理、自动测量和自动装配、清洗等非切削工序[1]。

组合机床广泛应用于大批量生产的行业，如：汽车、拖拉机、电动机、内燃机、阀门、缝纫机等制造业。主要加工箱体类零件，如气缸体、变速箱体、汽缸盖、阀体等；一些重要零件的关键加工工序，虽然生产批量不大，也采用组合机床来保证其加工质量。目前，组合机床的研制正向高效、高精度、高自动化的柔性化方向发展。

本文根据工厂需要,设计一台能高效、高精度的进行三面钻孔的专用组合机床。

1.1 组合机床的概念

组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面、多工位同时加工，是一种工序集中的高效率机床。组合机床加工，刀具是借助于钻摸板和镗模架，精加工机床采用高精度的导向，所以能稳定的保证产品质量。

组合机床是一种自动化或半自动化的机床。无论是机械电气或电气控制的都能实现自动循环。半自动化的组合机床，工人只要将工件装夹好，按一下按钮，机床既可自动进行加工，加工一个循环停止。自动化的组合机床，工人只要将零件放到料斗或上料架上，机床即可连续不断地进行加工。

组合机床的通用部件和标准件约占70%——80%，这些部件是系列化的，可以进行成批生产。其余20%——30%的专用部件是由被加工零件的形状、轮廓尺寸、工艺和工序来决定，如夹具、主轴箱、刀具和工具等[2]。

1.2 组合机床的发展历史

1.2.1 国外组合机床的发展历史

1911年，美国为了加工汽车零件研制了组合机床。在发展初期，各机床制造厂都执行自己的通用部件标准。为了方便用户使用和维护，提高互换性，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协定，确定了组合机床通用部件标准化的原则，并规定了部件间联系尺寸。1973年ISO公布了第一批组合机床通用部件标准，使机床制造标准化做了行业性的规定。在刚过去的20世纪中，对机械制造装备进行了多次更新换代。50年代为“规模效益”模式，即少品种大批量生产模式；70年代，是“精益生产”模式，以提高质量，减低成本为标志，80年代较多的采用数控机床、机器人、柔性制造单元和系统等高技术的集成机械制造装备；90年代，机械制造装备普遍具有“柔性化”、“自动化”和“精密化”的特点，适应多品种小批量和经常更新产品的需要[3]。

1.2.2 国内组合机床的发展历史

在改革开放以来，我国机械制造业迅猛发展。已经具备了成套生产加工各种精密的，高度自动化的以及高效率的组合机床和自动生产线，有些机床甚至已经接近世界先进水平。现在我国已经可以研制并生产出六轴五联动的系统，分辨率可以达到1微米，适用于复杂型体的加工。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。

1.3 加工对象及用途

1P65F汽油机是江苏林海动力机械集团生产的一款新式汽油机。江苏林海动力机械集团具有五十多条研制和生产小型动力及配套机械的历史，有着强大的产品开发研制的能力。先后研制开发了排量从26 到520 的各种类型的二冲程、四冲程汽油机，卧式、立式、风冷、强制风冷、水冷、油冷及各种启动方式和用途的汽油发动机以及各类配套动力机械。现在集团主要的产品有通用发动机及小型汽油发电机组、油锯、风力灭火器、割灌机等配套机械；大批量生产雅马哈摩托车及摩托车发动机等；此外ATV、CUV等特种车辆畅销国内外市场。1P65F是一款单缸、风冷、垂直轴的四冲程汽油机，主要作为配套机械，适用在如割草机，水泵及发电机组等中小型动力机械设备，具有良好的市场效益。1P65F型汽油机的生产纲领是单班制年产10万台。属于大批量生产，在批量生产中为了提高生产率，必须注意缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助和加工时间重合，使每个工位安装多个工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中，因而广泛采用组合专用机床。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。专用机床能够对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工；可完成钻孔、扩孔、镗孔、攻螺纹、铣削、车孔端面等工序，随着组合机床技术的发展，其工艺范围日益扩大，如：焊接、热处理、自动测量和自动装配、清洗等非切削工序。组合机床是用已经系列化、标准化的通用部件和少量专用部件组6 电气控制

机床上有五台电动机：左动力头电动机M1、右动力头电动机M2、上动力头电动机M3、冷却泵电动机M4。电动机M1、M2、M3分别驱动动力头的刀具主轴，提供切削主运动。左、右、上动力的进给运动和工件的定位、夹紧、放松，均由电气控制。

7 使用说明

首先按下电源开关，接通电源，各夹紧装置，退至原位，装上工件后，按自动按钮工件夹紧，动力头快进，压下调速阀后，转为工进；加工结束后，压下行程开关，转为快退。压下行程开关后机床动作停止，一个工作循环结束。

结束语

本课题的任务是针对1P65F上箱体多余孔速技能专机专用机床总体，要求设计合理，装夹方便，定位准确，满足加工技术要求，符合单班制年生产10万台的生产纲领，同时尽量提高生产效率，降低生产劳动成本。

本设计主要完成了以下几方面的工作：

（1）三图一卡的绘制：加工零件图，加工示意图，机床联系尺寸图和年生产率计算卡。

（2）夹具设计及典型零件的设计，画出至少五张典型零件的零件图。

（3）切削用量的计算以及零件的强度校核。

通过本次毕业设计，让我对大学四年所学的全部知识有了一个比较系统的理解，培养了分析问题和解决问题的能力，这些为我今后走上工作岗位奠定了坚实的基础。

致谢

本课题的研究工作是在老师的关怀和指导下完成的。从今年开学到毕业设计结束的这段日子里，老师在学习上给了我悉心的指导，使我在各方面能力都有了很大提高。他们在繁忙的工作期间，对我的毕业设计的完成付出了大量的心血，多次给我提出深刻而具有指导性的意见。正是有了贾工程师对我时时刻刻的指导，才使我能正确把握论文的方向，并顺利地完成。老师严谨、求实的治学态度，深邃的洞察力，高度的责任心和敬业精神，平易近人的工作作风，一直深深的影响和激励着我，使得我在学习和生活上受益匪浅。在毕业设计完成之时，谨向恩师们表示最衷心的感谢，并致以崇高的敬意。

最后，要特别感谢所有给我传道授业的老师们，正是你们的辛勤教授才使学生有了完成毕业设计的知识与能力储备，奠定了我的理论与实践基础。

参考文献

[1] 机械设计手册编委会. 机械设计手册[M]. 北京: 机械工业出版社, 2007.

[2] 王光斗,王春福. 机床夹具设计[M].上海: 上海科学技术出版社，2002.

[3] 王先逵. 机械制造工艺学[M]. 北京: 机械工业出版社, 2004.

[4] 吴宗泽主编. 机械设计师手册（上、下册）[M]. 北京: 机械工业出版社，2002.

[5] 李庆余, 张佳等主编. 机械制造装备设计[M]. 北京: 机械工业出版社,2007.

[6] 沈永松. 特殊孔机械加工工艺及夹具设计[J]. 轻工机械, 2007, 25(6): 78.

[7] 李庆余主编. 机械制造装备设计[M]. 上海：上海交通大学出版社，2004.

[8] 孙丽媛主编. 机械制造工艺及专用夹具设计指导[M]. 北京：冶金工业出版社，2002.

[9] 龚定安，蔡建国编著. 机床夹具设计原理[M]. 西安：陕西科学技术出版社，1999.

[10] 林文焕, 陈本通. 机床夹具设计[M]. 北京: 国防工业出版社，1987.

[11] 栗新, 张志民, 姚建民主编. 现代制造技术与装备[J]. 机械制造 2007, 178(2): 67.

[12] 侯志坚, 李国平, 高子辉, 赵洪华. 加工套筒零件两端中心孔的专用机床设计工艺与装备[J] 机械加工工艺 2005，23(3): 43.

[13] 王先逵. 机械加工工艺（第2版）第二卷加工技术卷[M]. 北京：机械工业出版社, 2007.

[14] 杨叔子. 机械加工工艺师[M]. 北京：机械工业出版社, 2004.

[15] 孙敏, 陈艳红. 快速夹紧与大夹紧力夹紧相结合的夹具设计[J]. 机械设计与制造, 2007,45(4) 55.

内容简介：: 毕业设计 (论文 )开题报告学生姓名：学号：专业：机械工程及自动化设计 (论文 )题目： 1箱体多余孔速技能专机夹具及部分支架设计指导教师 : 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）； 4 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2009 年 3 月 15 日”或“ 2009 毕业设计（论文）开题报告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述：文献综述摘要本文介绍了 1箱体多余孔速技能专机夹具及部分支架设计 ,论述了 1讨论了速技能的由来以及在中国的发展 . 关键词 1箱体专用夹具设计速技能专机 1 速技能简介日本速技能机械公司（发出了适合于大口径深孔加工的自动钻孔装置“ ”，并在 2006 年 11 月 1 日 8 日举办的“第23 届日本国际机床展（上进行了展示。此装置在结构上对主轴和滑动台采取了一体化设计。可根据选定的加工类型，输送钻头后自动在工件钻出深孔。通过在提高切屑排放性方面下功夫，能够利用更短时间加工出直径 19上的深孔。此装置安装到多工位转台式机床上作为主轴装置使用 1。主要用于汽车节气门体内径的钻孔加工，以及曲柄轴与变速器的输入轴油孔加工。还可用来给建筑机械等大型部件钻孔。以往要想钻出一个深度为钻头直径 3 5 倍的深孔，钻头会中途折断。因此，通常都利用阶梯式加工法，也就是说在钻孔过程中要反复送进退出钻头才能钻出深孔，所以需要较长的加工时间 2。 2 1油机简介从第四次产品结构调整以来，林海已经在新产品开发方面形成了自己的一套模式，即：分析市场信息、决策、明确产品开发目标、查找相关国内外专利，然后在开发过程中创新形成自己的知识产权，并申报专利，以获得保护。林海生产的 1油机就是这样顺利通过了欧洲证和瑞典证，主要性能指标和产品质量接近国际同类产品先进水平 3。 3 专用夹具的设计方法夹具设计一般是在零件的机械加工工艺过程制订之后按照某一工序的具体要求进行的。制订工艺过程，应充分考虑夹具实现的可能性，而设计夹具时，如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见 4。夹具的设计质量的高低，应以能否稳定地保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、维护容易等为其衡量指标。专用夹具设计的基本要求（ 1）保证工件的加工精度保证加工精度的关键，首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需进行定位误差分析，还要注意夹具中其他零部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适应，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，便于制造、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、液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。专用夹具还应排屑方便。必要时可设置排屑结构，防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具，防止切屑的积聚带来大量的热量而引起工艺系统变形。（ 5）经济性好专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低夹具的制造成本 5。夹具设计精度的设计原则要保证设计的夹具制造成本低，规定零件的精度要求时应遵循以下原则：对一般精度的夹具（ 1）应使主要组成零件具有相应终加工方法的平均经济精度；（ 2）应按获得夹具精度的工艺方法所达到的平均经济精度，规定基础件夹具体加工孔的形位公差。对一般精度或精度要求低的夹具，组成零件的加工精度按此规定，既达到了制造成本低，又使夹具具有较大精度裕度，能使设计的夹具获得最佳的经济效果。对精密夹具除遵循一般精度夹具的两项原则外，对某个关键零件，还应规定与偶件配作或配研等，以达到无间隙滑动等。夹具设计的规范程序：（ 1）明确设计要求，认真调查研究，收集设计资料 6 （ a）仔细研究零件工作图、毛坯图及其技术条件。（ b）了解零件的生产纲领、投产批量以及生产组织等有关信息。（ c）了解工件的工艺规程和本工序的具体技术要求，了解工件的定位、夹紧方案，了解本工序的加工余量和切削用量的选择。（ d）了解所使用量具的精度等级、刀具和辅助工具等的型号、规格。（ e）了解本企业制造和使用夹具的生产条件和技术现状。（ f）了解所使用机床的主要技术参数、性能、规格、精度以及与夹具连接部分结构的联系尺寸等。（ g）准备好设计夹具用的各种标准、工艺规定、典型夹具图册和有关夹具的设计指导资料等。（ h）收集国内外有关设计、制造同类型夹具的资料，吸取其中先进而又能结合本企业实际情况的合理部分。（ 2）确定夹具的结构方案 7 在广泛收集和研究有关资料的基础上，着手拟定夹具的结构方案，主要包括：（ a）根据工艺的定位原理，确定工件的定位方式，选择定位元件。（ b）确定工件的夹紧方案和设计夹紧机构。（ c）确定夹具的其它组成部分，如分度装置、对刀块或引导元件、微调机构等。（ d）协调各元件、装置的布局，确定夹具体的总体结构和尺寸。在确定方案的过程中，会有各种方案供选择，但应从保证精度和降低成本的角度出发，选择一个与生产纲领相适应的最佳方案 8。绘制夹具总图绘制夹具总图通常按以下步骤进行：（ 1）遵循国家制图标准，绘图比例应尽可能选取 1 1，根据工件的大小时，也可用较大或较小的比例；通常选取操作位置为主视图，以便使所绘制的夹具总图具有良好的直观性；视图剖面应尽可能少，但必须能够清楚地表达夹具各部分的结构 9。（ 2）用双点划线绘出工件轮廓外形、定位基准和加工表面。将工件轮廓线视为“透明体”，并用网纹线表示出加工余量 10。（ 3）根据工件定位基准的类型和主次，选择合适的定位元件，合理布置定位点，以满足定位设计的相容性。（ 4）根据定位对夹紧的要求，按照夹紧五原则选择最佳夹紧状态及技术经济合理的夹紧系统，画出夹紧工件的状态。对空行和较大的夹紧机构，还应用双点划线画出放松位置，以表示出和其他部分的关系。（ 5）最后绘制出夹具体及连接元件，把夹具的各组成元件和装置连成一体。（ 6）确定并标注有关尺寸夹具精度校核在夹具设计中，当结构方案拟定之后，应该对夹具的方案进行精度分析和估算；在夹具总图设计完成后，还应该根据夹具有关元件的配合性质及技术要求，再进行一次复核。这是确保产品加工质量而必须进行的误差分析 11 12。绘制夹具零件工作图夹具总图绘制完毕后，对夹具上的非标准件要绘制零件工作图，并规定相应在的技术要求。零件工作图应严格遵照所规定的比例绘制。视图、投影应完整，尺寸要标注齐全，所标注的公差及技术条件应符合总图要求，加工精度及表面光洁度应选择合理。在夹具设计图纸全部完毕后，还有待于精心制造和实践和使用来验证设计的科学性。经试用后，有时还可能要对原设计作必要的修改。因此，要获得一项完善的优秀的夹具设计，设计人员通常应参与夹具的制造、装配，鉴定和使用的全过程 13 14。设计质量评估夹具设计质量评估，就是对夹具的磨损公差的大小和过程误差的留量这两项指标进行考核，以确保夹具的加工质量稳定和使用寿命 15。参考文献 1 王先逵 . 机械加工工艺（第 2 版）第二卷加工技术卷 M. 北京：机械工业出版社 , 2007. 2 杨叔子 . 机械加工工艺师 M. 北京：机械工业出版社 , 2004, 02. 3 陈永 . 坪机 J. 浙江农村机电 , 2008. 4 李庆寿 M械工业出版社， 1991. 5 张进生 M械工业出版社， 1995. 6 王光斗福，机床夹具设计 M海科学技术出版社， 2002. 7 许广桐 ,樊冬温 . 动草坪修剪机 J. 林业机械与木工设备 , 1998, 05. 8 刘孝民 J. 山东农机化 , 2004, 04. 9 余光国，马俊，张兴发 M庆大学出版社， 1995. 10 张斌 . 在计算机辅助组合夹具设计中的应用 J 2002, 12 . 11 沈永松 . 特殊孔机械加工工艺及夹具设计 J. 轻工机械 , 2007, 06. 12 范萱 ,王玉晨 . 钻床通用夹具设计 J. 包钢科技 , 2008, 01. 13 孙敏 ,陈艳红 . 快速夹紧与大夹紧力夹紧相结合的夹具设计 J. 机械设计与制造 , 2007, 09. 14 慕少鹏 . 面向复杂形状工件加工的夹具系统的研究与设计 D 东华大学 , 2006. 15 王爱贤 . 精铸模工装设计智能选件系统的研究 D. 西安：西北工业大学 , 2006. 毕业设计（论文）开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 1 研究的问题由于 1箱体它结构的特殊性，所以不能用以往各类盘套类夹具来应用，应该针对它这个特殊的结构设计出对应的钻床夹具。最后用相关的绘图软件绘出零件图和装配图。 (1) 了解同类型相关机床的结构形式； (2) 参与机床总体设计根据所给参数确定夹具的中心高及相关尺寸； (3) 根据各总体布局进行夹具设计； (4) 设计相关各支架； 2 研究的手段 (1) 通过实习了解 1箱体夹具的机构设计原理。 (2) 通过查阅书籍和资料，设计出几个方案，对 1箱体夹具的优劣进行总结然后选择最合理的钻床夹具。 (3) 通过设计把所学基础理论，专业知识运用到实践中去 (4) 对照毕业设计任务书中的相关技术要求对夹具进行计算，得出合理的设计。 (5) 利用完成 1箱体夹具的零件图和装配图的绘制。以上只是对本次毕业设计的一些初步思考，在设计过程中将不断纠正设计方向，完善设计理念。毕业设计（论文）开题报告指导教师意见： 1对“文献综述”的评语：本文结合自己的课题，对速技能动力头的结构原理、 1油机产品特性以及夹具设计整体步骤进行了较为详尽的论述。可以看到该同学对定位基准的选择和夹具设计应该考虑的定位、夹紧元件及夹具体在夹具中所起的的作用有了一定的认识。为接下来所进行的毕业设计打下了良好的基础。 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 1油机是林海集团第四次产品结构调整，努力发展外向型经济，促进企业做大做强的产物。随着产品的批量加大，专用组合机床的使用是势在必行。通过本课题的设计，能够了解： 1. 机械零件加工的整个过程，定位基准、夹紧部位的选择，气动元件的结构和使用原理。 2. 切削用量和加工进给的选择。 3. 可以粗解尺寸公差、形位公差、粗糙度、孔轴配合性质的选用、材料的选用和热处理规范等。另外，设计计算及查阅资料的工作量较大。如认真、独立完成整个设计过程对自己将是一个极大的锻炼，也为以后顺利的走上工作岗位打下一个坚实的基础。指导教师：所在专业审查意见：负责人：年月日本科毕业设计说明书（论文）第页共页目录 1 引言 . 2 组合机床的概念 . 2 组合机床的发展历史 . 2 加工对象及用途 . 3 组合机床的组成 . 4 组合机床通用部件分类 . 4 组合机床的特点和分类 . 5 速技能 . 6 2 本设计主要研究内容及加工方案的制定 . 7 原始资料数据介绍 . 7 组合机床的总体设计方案 . 7 加工方案制定 . 8 3 “三图一卡”的编制 . 9 被加工零件图 . 9 加工示意图 . 10 机床联系尺寸图 . 13 机床生产率计算卡 . 15 4 夹具设计 . 16 机床夹具的基本组成 . 16 机床夹具的类型 . 17 专用夹具设计步骤 . 18 5 支架设计 . 23 支架应满足的基本要求 . 23 支架的受力分析 . 24 支架的材料 . 24 支架的结构设计 . 24 6 电气控制 . 27 7 使用说明 . 27 结束语 . 28 致谢 . 29 参考文献 . 30 本科毕业设计说明书（论文）第页共页毕业设计说明书（论文）中文摘要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，配以少量的专用部件，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。组合机床能够对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工；可完成钻孔、扩孔、镗孔、攻螺纹、铣削、车孔端面等工序。夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响着机械加工的质量，生产效率和成本，因此，夹具设计是机械工艺准备和施工中的一项重要工作。本文对 1箱体多余孔的结构和工艺进行了分析，确定了机械加工工艺路线，制订出了零件的机械加工工艺规程，并为加工零件上直径 5 关键词加工工艺铸造工艺工艺路线夹具设计本科毕业设计说明书（论文）第 1 页共 29 页毕业设计说明书（论文）外文摘要 ig of is on of a of on a of of or of in of to at to be by in an it a on of is a in an In 1on of to up a of a 本科毕业设计说明书（论文）第 2 页共 29 页 1 引言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，配以少量的专用部件，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。组合机床能够对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工；可完成钻孔、扩孔、镗孔、攻螺纹、铣削、车孔端面等工序，随着组合机床技术的发展，其工艺范围日益扩大，如：焊接、热处理、自动测量和自动装配、清洗等非切削工序 1。组合机床广泛应用于大批量生产的行业，如：汽车、拖拉机、电动机、内燃机、阀门、缝纫机等制造业。主要加工箱体类零件，如气缸体、变速箱体、汽缸盖、阀体等；一些重要零件的关键加工工序，虽然生产批量不大，也采用组合机床来保证其加工质量。目前，组合机床的研制正向高效、高精度、高自动化的柔性化方向发展。本文根据工厂需要 ,设计一台能高效、高精度的进行三面钻孔的专用组合机床。组合机床的概念组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面、多工位同时加工，是一种工序集中的高效率机床。组合机床加工，刀具是借助于钻摸板和镗模架，精加工机床采用高精度的导向，所以能稳定的保证产品质量。组合机床是一种自动化或半自动化的机床。无论是机械电气或电气控制的都能实现自动循环。半自动化的组合机床，工人只要将工件装夹好，按一下按钮，机床既可自动进行加工，加工一个循环停止。自动化的组合机床，工人只要将零件放到料斗或上料架上，机床即可连续不断地进行加工。组合机床的通用部件和标准件约占 70% 80%，这些部件是系列化的，可以进行成批生产。其余 20% 30%的专用部件是由被加工零件的形状、轮廓尺寸、工艺和工序来决定，如夹具、主轴箱、刀具和工具等 2。组合机床的发展历史国外组合机床的发展历史 1911年，美国为了加工汽车零件研制了组合机床。在发展初期，各机床制造厂都执行自己的通用部件标准。为了方便用户使用和维护，提高互换性， 1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协定，确定了组合机床通用部件标准化的原则，并规定了部件间联系尺寸。 1973年机床制造标准化做了行业性的规定。在刚过去的 20 世纪中，对机械制造装备进行本科毕业设计说明书（论文）第 3 页共 29 页了多次更新换代。 50年代为“规模效益”模式，即少品种大批量生产模式； 70年代，是“精益生产”模式，以提高质量，减低成本为标志， 80年代较多的采用数控机床、机器人、柔性制造单元和系统等高技术的集成机械制造装备； 90年代，机械制造装备普遍具有“柔性化”、“自动化”和“精密化”的特点，适应多品种小批量和经常更新产品的需要 3。国内组合机床的发展历史在改革开放以来，我国机械制造业迅猛发展。已经具备了成套生产加工各种精密的，高度自动化的以及高效率的组合机床和自动生产线，有些机床甚至已经接近世界先进水平。现在我国已经可以研制并生产出六轴五联动的系统，分辨率可以达到 1微米，适用于复杂型体的加工。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。加工对象及用途 1江苏林海动力机械集团具有五十多条研制和生产小型动力及配套机械的历史，有着强大的产品开发研制的能力。先后研制开发了排量从 26 520各种类型的二冲程、四冲程汽油机，卧式、立式、风冷、强制风冷、水冷、油冷及各种启动方式和用途的汽油发动机以及各类配套动力机械。现在集团主要的产品有通用发动机及小型汽油发电机组、油锯、风力灭火器、割灌机等配套机械；大批量生产雅马哈摩托车及摩托车发动机等；此外 1冷、垂直轴的四冲程汽油机，主要作为配套机械，适用在如割草机，水泵及发电机组等中小型动力机械设备，具有良好的市场效益。 10万台。属于大批量生产，在批量生产中为了提高生产率，必须注意缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助和加工时间重合，使每个工位安装多个工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中，因而广泛采用组合专用机床。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。专用机床能够对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工；可完成钻孔、扩孔、镗孔、攻螺纹、铣削、车孔端面等工序，随着组合机床技术的发展，其工艺范围日益扩大，如：焊接、热处理、自动测量和自动装配、清洗等非切削工序。组合机床是用已经系列化、标准化的通用部件和少量专用部件组本科毕业设计说明书（论文）第 4 页共 29 页成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高效专用机床，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。专用机床广泛应用于大批量生产的行业，如：汽车、拖拉机、电动机、内燃机、阀门、缝纫机等制造业。主要加工箱体类零件，如汽缸体、变速箱体、汽缸盖、阀体等；一些重要零件的关键加工工序，虽然生产批量不大，也采用组合机床来保证其加工质量 4。组合机床的组成组合机床与一般所指的专用机床的最大不同点，在于组合机床是由大量通用部件及少量专用部件所组成。因此，通用部件是组合机床发展的一个很重要的基础及标志。所谓组合机床通用部件，通常是泛指在组合机床及其自动线的设计与使用中，可以相互更换使用的一些专能部件。这些部件是经过试制与试验而最后定型的。因此，相对而言，它的结构较可靠，使用性能是较稳定的。同时还可以组织专业厂进行生产，使用厂可以象买标准设备一样在市场上买到。这样便可以大大缩短设备的设计与制造周期，降低设备的制造成本。通用部件之所以能相互更换使用，这就是由于各种通用部件之间均有着统一的联系尺寸标准。在组合机床的零件总数中，通用零部件所占有的比重是较大的。一般可达 60%最高者则可达到 90%以上。不仅如此，而且它的种类也是很多种的。大的通用部件可以是个床身、立柱、动力头、动力滑台及冷却系统等，小的通用部件则可以是个电气挡铁、液压元件（如油缸及单向阀）等 5。组合机床通用部件分类按在组合机床中所起作用分（ 1）动力部件例如动力头和动力滑台等。（ 2）支承部件例如滑台，床身，立柱及中间底座等。（ 3）输送部件例如回转分度工作台，回转鼓轮，自动线工作回转台及零件输送装置等。（ 4）控制部件例如液压元件，控制板，按钮台及电气挡铁等。（ 5）其他部件例如机械扳手，气动扳手，排屑装置及润滑装置等。按动力部件分（ 1）液压通用部件优点：（ a）结构简单、工作可靠；本科毕业设计说明书（论文）第 5 页共 29 页（ b）进给量可无级调整（利用节流挑速器）；（ c）过载保护装置简单可靠；（ d）容易实现较复杂的工作循环。缺点：（ a）进给稳定性受油温影响；（ b）掌握液压元件的制造比较慢一些；（ c）液压系统出现故障，寻找较困难。（ 2）机械通用部件优点：（ a）进给量稳定，不受温度和气候影响；（ b）掌握制造较快；（ c）发生故障，易于寻找及消除。缺点：（ a）不采用先进技术，实现进给量无级调整困难；（ b）结构较复杂，使用电机较多。（ 3）气动液压通用部件。按动力部件实现的进给方式分（ 1）箱体移动式它是通过动力部件沿床身导轨的移动来实现刀具进给运动的，通常习惯称为大型通用部件。（ 2）套筒移动式它是通过主轴套筒的移动来实现刀具进给运动的，通常习惯称为小型通用部件 6。组合机床的特点和分类组合机床的特点（ 1）组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零件的 70%因此设计和制造周期短，经济效益好。（ 2）由于组合机床采用多刀加工，机床自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。（ 3）组合机床的通用部件是通过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门厂家长期生产，它与一般专用机床相比，其结构稳定，工作可靠，使用和维护方便。（ 4）组合机床加工工件，由于采用专用夹具、组合刀具和导向装置等，产品加本科毕业设计说明书（论文）第 6 页共 29 页工质量靠工艺装备保证，对操作工人的技术水平要求不高。（ 5）当机床被加工的产品更新时，专用机床的大部分部件要报废。组合机床的通用部件是根据国家标准设计的，并等效于国家标准，因此其通用部件可重复使用，不必另行设计和制造。（ 6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模和自动化生产需要。组合机床的分类（ 1）固定式夹具的单工位组合机床（ 2）移动式夹具（多工位）组合机床（ 3）转塔主轴箱式组合机床 7 速技能速技能动力头实际是将组合机床的滑台、动力箱结合电气、气动、微电脑、机电等复合技术实现了精密化和简便化。是日本衫野公司的主导产品，性能可靠、结构精巧紧凑，体积小，便于简单、多方位孔系的排布加工。主要用钻孔、攻丝、铰孔、镗孔和滚压。而且，应用速技能动力头可使机床结构最简单化，利用简单的支架结构保证动力头与夹具和零件的相对位置并一同固定在底座上即可。另外，速技能动力头更大的优势在于可简单更换同类型或相近的刀具及支架，又可进行其他零件的加工，而不必象通常的组合机床要进行较大的改造和调整。如图图速技能特点（ 1）高精度发挥了钻削动力头的核心技术，彻底强化了部件的通用性，使动力头的高精度特性得以极度体现。本科毕业设计说明书（论文）第 7 页共 29 页（ 2）高刚性采用轴向导轨结构，大幅度提高了整体的刚性，充分保证了孔加工的稳定性。（ 3）高性能主轴端部具有独特的双重密封结构和便于灵活安装的圆形机体，能满足多样化孔加工的要求 3。鉴于课题零件和速技能动力头的特点所以我们选用速技能动力头。 2 本设计主要研究内容及加工方案的制定本设计研究内容是：完成 1原始资料数据介绍（ 1）工件材质：铸铝（ 2）工艺内容：上箱体要加工三个不同方向的孔。且三个孔加工要求相同。上箱体的左侧上面、右面和后面各有一个孔，本课题要求钻螺纹底孔 5，深度分别为 10孔 10 组合机床的总体设计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。所以，在制定工艺方案时，必须认真分析被加工零件图，并深入现场了解零件的形状、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，以及现场所采用的定位、夹紧方法、工艺过程、所采用的刀具及切削用量、生产率要求、现场的环境和条件等等。如条件允许，还应广泛收集国内外有关技术材料，制定出合理的工艺方案。指定工艺方案时，还要考虑下列几点基本原则：（ 1）选择合适、可靠的工艺方案（ 2）粗、精加工要合理安排（ 3）工序集中原则（ 4）定位基准及夹紧点的选择原则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。但还得考虑下列影响因素的影响。（ 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，加工精本科毕业设计说明书（论文）第 8 页共 29 页度要求高时，应采用固定夹具的单工位组合机床，加工精度要求较低时，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；工件各孔间同轴度要求较高时，应单独进行精加工等等。（ 2）工件结构状况的影响工件的形状、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等。（ 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。而在选择多工位组合机床时，还要考虑：工位数不超过 2能满足生产率要求时，应选用移动工作台时组合机床；工位数超过 4个时才选用回转工作台或鼓轮式组合机床。（ 4）现场条件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。使用单位刃磨刀具、维修、调整能力以及车间布置的情况，都将会影响组合机床的结构方案 8。加工方案制定总体方案的图纸表达形式 ,三图一卡的设计，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，编制生产率计算卡 9。加工方案根据被加工零件的具体要求和生产纲领的需要，我们设计了下列方案，并根据适合企业年生产纲领要求，使其达到加工效率最高，成本最低。（ 1）零件状况本课题所涉及的零件是经过转盘铣加工平面、多台组合机床粗精加工各平面及孔的半成品，具有良好可靠的定位基准。（ 2）动力头的选用三个方向即三面完成对上箱体的钻孔，三孔位置距离较小。如采用普通的组合机床形式则要考虑底座、滑台、动力箱和床头箱等部件，结构复杂、成本高、制造周期长，而且排布有困难。而速技能动力头结构精巧紧凑，体积小，便于简单、多方位本科毕业设计说明书（论文）第 9 页共 29 页孔系的排布加工。（ 3）定位基准及夹具形式的选用夹具的设计要定位夹紧可靠、零件装卸方便、操作简单和劳动强度低。因零件已是半成品，作为装配基准的箱体结合面和销孔已加工完备，所以定位方案采用一面两孔的形式，即用箱体结合面和两销孔定位与装配基准重合，保证加工精度。压紧点与支撑平面的垫铁重合。因工厂有着丰富的气源，所以采用气动压紧，操作简便，生产效率高，劳动强度低。（ 4）刀具的选用因钻孔所需的导向钻模板与动力头连接结构复杂，操作不便，如和夹具设计成一体则影响零件装卸，所以考虑取消钻模板，使用刚性和强度较好的硬质合金直刃钻直接打孔。结合林海集团多年的加工经验，这个方案是可行的。我们所设计的组合机床，将加工上箱体的各三个钻头安装在三个不同的方位，装卸零件方便，定位可靠，工人的劳动强度低。（ 5）在设计夹具时，应严格遵照定位基准及夹紧点的选择原则，保证各孔间的相互位置精度。同时必须考虑定位准确、夹紧可靠，夹具结构简单、操作方便。因此，应选择上箱体的箱体结合面做为平面精基准。定位和定向采用两装配销孔。这样使得加工基准和装配基准重合，能够保证本工序所加工的孔和其他孔和平面的位置精度 3 “三图一卡”的编制编制“三图一卡”的工作内容包括：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。“三图一卡”是组合机床总体方案的具体表现。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。而且同时它也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。在被加工零件图上应标注的内容（ 1）加工零件的形状、主要外廓尺寸和本机床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、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）加工时如需要中间向导，应表示出工件与中间向导有关部位结构与尺寸，本科毕业设计说明书（论文）第 10 页共 29 页以便检查工件、夹具、刀具之间是否干涉。（ 4）被加工零件的名称、编号、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。图上箱体零件图加工示意图加工示意图是被加工零件工艺方案在图样上的反映，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，机床的工作行程以及工作循环等，是刀具、夹具、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须的重要技术文件。在加工示意图上应标注的内容（ 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、动力头之间的相对位置及联系尺寸。参数的确定（ 1）刀具的选择上箱体的左侧上面、右面和后面各有一个课题要求钻本科毕业设计说明书（论文）第 11 页共 29 页孔 5，深度分别为 10孔 10前面提到应用钻模板比较繁琐，故我们选用 5的应质合紧直刃钻头。（ 2）切削用量的初定本课题加工直径为 3据查表取铝合金的切削速度转进给量 r （ 3）确定切削转矩、轴向力和切削功率根据选定的切削用量（主要指切削速度及进给量），确定切削力作为选择动力部件及夹具设计的依据；确定切削转矩，用以确定主轴及其他传动件（齿轮、传动轴等）的尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电机（一般指动力箱电机）功率；确定刀具耐用度，用以验证所选刀具是否合格。本课题中高速钢钻头钻削切削铝的计算公式为扭矩： M=削力： F=削功率 : 1000* 4）计算主轴直径主轴直径通常都是根据扭矩来计算的，计算时采用经验公式 d= 扭矩 B 系数根据主轴在 100厘米长度上允许最大扭转角的数值来选取通常主轴允许最大扭转角为 1/2度，即在本次设计中，主轴直径为d=4 以主轴的直径为 2厘米。下图为本次课题的用速技能动力头加工三个方向孔的加工示意图：本科毕业设计说明书（论文）第 12 页共 29 页快进工进快退图后面孔加工示意图快进工进快退图右面孔加工示意图本科毕业设计说明书（论文）第 13 页共 29 页快进工进快退图左上面孔加工示意图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。它是进行支架、夹具等专用部件设计的重要依据。确定装料高度装料高度指工件安装基面到机床地面的垂直距离。组合机床标准中，在850次设计取装料高度为 1000 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，并应满足排屑和安装的需要。初步设定夹具体底座长度为470度为 300 夹具体底座高度应依据装料高度、夹具大小和中间底座高度而定，并充分考虑中间底座刚度，以便于布置定位元件和设置加紧机构，便于排屑为原则。此次设计中取夹具体底座高度为 20 本科毕业设计说明书（论文）第 14 页共 29 页中间底座轮廓尺寸中间底座的轮廓尺寸要满足夹具在其上面联接安装的需要。中间底座长度尺寸根据所选用动力部件及配套部件的位置关系确定。本科毕业设计说明书（论文）第 15 页共 29 页图机床联系尺寸图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。通过生产率计算率计算卡，可以分析所拟定的方案是否满足用户对生产率及负荷率的要求。机床的生产率 /h）按下式计算 0/60/（式中件工时（ ,包括动力部件工作进给和定磁阀停留时间即 2/ 第工作进给行程长度（第工作进给量（ mm/ 般在动力部件进给停止状态下，刀具旋转 5 本科毕业设计说明书（论文）第 16 页共 29 页包括快进时间、快退时间装卸工件时间即 + 退行程长度（； mm/ 退时间（一般为机床负荷率按下式计算 =Q/ 中 /h）） h)；单班制工作时 950h；机床负荷率一般以 65%宜。机床复杂时取小值，反之取大值。根据实际生产经验，本机床的装卸工件时间为个动力头的快进的行程都为 85给量为 5000mm/时为个动力头的工进的行程都为 15速为考铸铁 ),进给量为 500m/进时间为个动力头的快退的行程都为 100给量为 6000mm/用时为具松开工件的时间为由上述所知：单件总工时为床生产率为 h,理论生产率为 h。根据机床负荷率计算公式： =Q/ 们得到该机床的负荷率为 4 夹具设计夹具是机床和工件之间的联结装置，可以使工件相对于机床或刀具获得正确位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一。 10 机床夹具的基本组成组合机床夹具的组成：（ 1）定位元件及定位装置（ 2）夹紧元件及夹紧装置本科毕业设计说明书（论文）第 17 页共 29 页（ 3）导向元件（ 4）对刀元件及定向元件（ 5）夹具体（ 6）其他元件及装置机床夹具的类型按夹具的通用特性分（ 1）通用夹具一般不需要调整就可以适用于相当广泛的一类工件的加工，称为通用夹具。例如车床上的卡盘，铣床上的平口钳等。它们不仅广泛应用于单件小批量生产中，在大批量生产中也常采用。（ 2）专用夹具这类夹具是指专为某个零件的某一道工序专门设计的。专用夹具的设计和制造，工作量大，而且它的结构随着产品的更新而更新，因此，是一项周期长、投资较大的生产准备工作。（ 3）可调夹具可调夹具是指通过调节或更换装在通用夹具基础件上的某些可调或可换元件，达到能适应加工若干不同种类工件的一类夹具。在中小批量生产中，使用可调夹具往往会获得最佳的经济效益。（ 4）成组夹具成组夹具是根据成组加工工艺的原则，针对一组形状相近、工艺相似的零件而设计。也是具有通用基础件和可更换调整元件组成的夹具。（ 5）组合夹具这类夹具是由预先制造好的标准元件和部件，按照工序加工的要求组合装配起来的。使用完成可拆卸存放，其元件和部件可以重复使用。适用于新产品试制或小批量生产。但尺寸过小或过大的工件还没有相应的组合夹具标准件。位置精度要求过高的工作也不宜采用组合夹具。（ 6）随行夹具这是一类在自动线和柔性制造系统中使用的夹具。它既要完成工件的定位和夹紧，又要作为运载工具将工件在机床间进行输送，输送到下一道工序的机床后，随行夹具应在机床上准确地定位和可靠地夹紧 11。本科毕业设计说明书（论文）第 18 页共 29 页按所使用的机床划分机床夹具也可按使用的机床来划分。如车床夹具、铣床夹具、镗床夹具、磨床夹具和钻床夹具等。专用夹具设计步骤（ 1）明确设计任务与搜集设计资料（ 2）拟订夹具总体方案，绘制结构草图（ 3）确定工件的定位方案，计算定位误差。（ 4）确定刀具的对刀或导向方式。（ 5）确定夹具的夹紧方案，计算夹紧力。（ 6）确定夹具其他部分的结构方案。（ 7）确定夹具体结构形式和夹具的总体结构。根据夹具设计原理，进行各部分和总体的结构方案设计，最后绘出夹具结构草图。为了便于分析比较，应多考虑几个总体结构方案，分别绘出结构草图，从中选择最佳方案。（ 8）绘制夹具总装配图（ 9）绘制夹具零件图 12 工件的定位夹具的设计要定位夹紧可靠、零件装卸方便、操作简单和劳动强度低。因零件已是半成品，作为装配基准的箱体结合面和销孔已加工完备，所以定位方案采用一面两孔的形式，即用箱体结合面和两销孔定位与装配基准重合，保证加工精度。压紧点与支撑平面的垫铁重合。因工厂有着丰富的气源，所以采用气动压紧，操作简便，生产效率高，劳动强度低。在制定工件的工艺规程时，已经初步考虑了加工工艺基准问题，有时还绘制了工序简图。设计夹具时原则上应该选择该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定位基准，均符合六点定位原理。六点定位原理是采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位。每个点都必须起到限制一个运动自由度的作用，而绝不能用一个以上的点来限制同一个自由度。因此，这六个点绝不能任意布置。在加工中，有时为了使定位元件帮助承受切削力、加劲力，为了保证一批工件进给长度一致，减少机床的调整和操作，常常会对无位置尺寸要求的自由度也加以限制，本科毕业设计说明书（论文）第 19 页共 29 页只要这种定位方案符合六点定位原理，是允许的，有时也是必要的。刀具的选用因钻孔所需的导向钻模板与动力头连接结构复杂，操作不便，如和夹具设计成一体则影响零件装卸，所以考虑取消钻模板，使用刚性和强度较好的硬质合金直刃钻直接打孔。结合林海集团多年的加工经验，这个方案是可行的。我们所设计的组合机床，将加工上箱体的各三个钻头安装在三个不同的方位，装卸零件方便，定位可靠，工人的劳动强度低 13。夹紧方案、计算夹紧力在设计夹具时，应严格遵照定位基准及夹紧点的选择原则，保证各孔间的相互位置精度。同时必须考虑定位准确、夹紧可靠，夹具结构简单、操作方便。因此，应选择上箱体的箱体结合面做为平面精基准。定位和定向采用两装配销孔。这样使得加工基准和装配基准重合，能够保证本工序所加工的孔和其他孔和平面的位置精度。根据选定的切削用量（主要指切削速度及进给量），确定切削力作为选择动力部件及夹具设计的依据；确定切削转矩，用以确定主轴及其他传动件（齿轮、传动轴等）的尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电机（一般指动力箱电机）功率；确定刀具耐用度，用以验证所选刀具是否合格 14。将理论夹紧力乘上安全系数作为工件加工时所需要的夹紧力，即：其中6543210 ，查机床夹具设计手册表 1K 、 K 、 2K K 、 K 、 K 、 K ，所以， K = 查机床夹具设计手册表 1 W 查机床夹具设计手册表 1 由于钻头的直径为 d = 5以本科毕业设计说明书（论文）第 20 页共 29 页因此，实际所需要的夹紧力为： N 夹具的具体设计上面已设定本次课题夹具的夹具体底座长度为 470度为 300料高度为1000课题工件定位采用一面两销定位，限制 6个自由度。上箱体的底面已经经过铣床加工，可作为基准面，限制 3个自由度，夹具体与工件接触部分需要用到支撑板，其作用是使工件减少平面度引起的误差，方便清理切削，其他自由度由圆柱销（限制 2个自由度）和菱形销（限制 1个自由度）。菱形销是为了补偿工进的定位基准与夹具定位元件之间的实际尺寸误差，消除过定位而采用的，其短销只能限制一个自由度。（ 1）气动夹具本次设计的产品所用的夹具都是专门设计的，而专用夹具一般都在批量生产中使用的。专用夹具的夹紧机构的动力装置是气动的，气动夹紧装置的工作介质是压缩空气，其工作压力通常为作原理是从进气口进气，经过调速阀推动气缸的活塞向上活动，活塞杆通过连接杆及四连杆机构推动压板向下夹紧工件。通过换下阀换向使气体从出气口进气，气缸的活塞向下退回原位，带动压板松开，从而将工件松开。如图示图气动夹具原理图气动传动系统中的执行装置是气缸。常用的气缸有活塞式和薄膜式。活塞式气缸行程可以较长，薄膜式气缸密封性好，结构简单，寿命较长的等优点，缺点是工作行程较短。气动夹具总的优点是结构紧凑，使定位元件与夹紧元件合为一体，并克服传统一面两孔夹紧装置妨碍工件装卸的特点，特别适合自动加工线的随行夹具；装夹方便。拉杆动力采用气动方案 , 电气控制 , 一次性完成工件 6个自由度的定位 , 同时夹紧工件 , 降低劳动强度低 , 提高工作效率。具体的夹具总装配图如下图本科毕业设计说明书（论文）第 21 页共 29 页图夹具总装配图通配作7- M 10 通配作+夹具体本科毕业设计说明书（论文）第 22 页共 29 页图定位圆销本科毕业设计说明书（论文）第 23 页共 29 页图定位菱销图垫铁 5 支架设计支架应满足的基本要求支架应有足够的静刚度和较高的固有频率支架的的静刚度包括整体刚度、局部刚度和接触刚度。支架的整体刚度又称为自身刚度，与支架的材料以及截面形状、尺寸等影响惯性矩的参数有关。局部刚度是指支架载荷集中的局部机构处抵抗变形的能力；如本设计中的支架与平行夹具下盖连接处及底座安装立柱部位的刚度。接触刚度是指支架的结合面在外载作用下抵抗接触变形的能力，接触刚度（变形量（ m）之比表示；由于结合面在加工中存在平面度误差和表面精度误差，当接触压强很小时，结合面只有几个高点接触，实际接触面积很小，接触变形大，接触刚度低；接触压强较大时，结合面上的高点产生变形，接触面积扩大，变形量的增加比率小于接触压强的增加，因而接触刚度较高，即接触刚度是压强的函数，随接触压强的增加而增大。接触刚度本科毕业设计说明书（论文）第 24 页共 29 页还与结合面的结合形式有关，活动接触（结合面间有相对运动）的接触刚度小于等接触面积固定接触（结合面间无相对运动）的接触刚度。由此可见，接触刚度取决于结合面的表面粗糙度和平面度，结合面的大小，材料硬度，接触面的压强等因素。支架的固有频率是刚度与质量比值的平方；当激振力（断续切削力、旋转零件

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