连杆盖钻孔专用设备的设计[机械专业毕业论文-答辩优秀]

需要CAD图纸，咨询Q414951605优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载丽水学院毕业设计（论文）（2013届）题目连杆盖钻孔专用设备的设计指导教师朱晓虹院别工学院专业机械设计制造及其自动化班级机自091学号09105010125姓名王磊2013年3月25日至2013年5月19日共8周I摘要根据设计任务书的要求,某厂需在连杆盖加工13通孔，由于批量大，为提高效率和保证孔距质量，改造立钻（Z525），设计该装置。本设计说明书针对连杆盖同时加工分孔装置的设计设计进行说明。主要内容包括装置工艺方案的制定、装置配置型式的选择、装置总体设计以及主轴箱设计。全文主要包括装置的总体设计和主轴箱设计两部分。机床总体设计主要是在选定工艺方案并确定机床配置形式、结构方案基础上确定“三图一卡”，主轴箱设计根据“三图一卡”，整理编绘出主轴箱原始依据图，重点分析传动系统，经过各种方案的比较，最后确定最优方案。关键词主轴箱；机构设计，连杆盖1ABSTRACTACCORDINGTOTHEREQUIREMENTSOFTHEMISSIONDESIGN,APLANTINTHECONNECTINGRODCAPPROCESSING13THROUGHHOLE,ASLARGEQUANTITIES,TOIMPROVEEFFICIENCYANDENSURETHEQUALITYOFDRILLHOLEDISTANCE,TRANSFORMATIONZ525,THEDESIGNOFTHEDEVICETHEDESIGNSPECIFICATIONSFORTHECONNECTINGRODLIDWHILEPROCESSINGHOLEDEVICEDESIGNDESCRIPTIONTHEMAINCONTENTSINCLUDEDEVICECRAFTPLANFORMULATION,DEVICECONFIGURATIONCHOICE,DEVICEDESIGNANDTHEHEADSTOCKDESIGNTHEFULLTEXTMAINLYINCLUDESSYSTEMDESIGNANDTHEHEADSTOCKDESIGNINTWOPARTSMACHINETOOLDESIGNISMAINLYINTHESELECTEDPROCESSSCHEMEANDDETERMINETHEFORMOFMACHINECONFIGURATION,STRUCTURESCHEMEISDETERMINEDONTHEBASISOFTHE“THREEDRAWINGSANDONECARD“,THEHEADSTOCKDESIGNACCORDINGTOTHE“THREEDRAWINGSANDONECARD“,REORGANIZESTHECOMPILATIONTOTHEHEADSTOCKPRIMITIVEBASISCHART,THEKEYANALYSISTRANSMISSIONSYSTEM,THROUGHTHECOMPARISONOFTHEVARIOUSPROGRAMS,ANDFINALLYDETERMINETHEOPTIMALSCHEMEKEYWORDSSPINDLEBOXMECHANISMDESIGN,THECONNECTINGRODCAP2目录摘要IABSTRACT1目录2第1章绪论111课题研究意义112钻孔专用设备应用113钻孔专用设备2131多轴头2132多轴箱2133多轴钻床3134自动更换主轴箱机床314钻孔专用设备趋势4第2章连杆盖钻孔专用设备装置总体方案421生产任务422普通立式钻床的选型4221计算所需电机功率4222立式钻床的确定6第3章传动箱的设计731设计前的计算732传动系统的设计与计算8第4章多轴箱的结构设计与零部件的绘制1341箱盖、箱体和中间板结构1342多轴箱轴的设计1343轴坐标计算32第5章导向装置的设计33第6章接杆刀具33第7章装置夹具设计3471夹具概述34372定位支承系统概述36721定位支承系统36722夹紧机构37总结39参考文献42致谢431第1章绪论11课题研究意义市场的开放性和全球化使产品的竞争日趋激烈。而决定产品竞争力的指标是产品的开发时间TIME，产品QUALITY，成本COST，创新能力CREATION和服务SERVICE。用户在追求高质量产品的同时，会更多的追求较低的价格和较短的交货周期。美国制造业在20世纪50至40年代主要以扩大生产规模作为企业竞争力的第一要素，而在70年代竞争力的第一要素为降低生产成本，80年代为提高产品质量，90年代为市场响应速度。所以现代企业都期望通过提高自身的科技含量，增强竞争力。制造业是国家重要的基础工业之一，制造业的基础是。是众多机械制造的母机，它的发展水平，与制造业的生产能力和制造精度有着直接关系，关系到国家机械工业以至整个制造业的发展水平是先进制造技术的基本单元载体，机械产品的质量、更新速度、对市场的应变能力、生产效率等在很大程度上取决于的效能。因此，制造业对于一个国家经济发展起着举足轻重的作用我国是世界上产量最多的国家根据德国工业协会VDW2000年统计资料，在主要的生产国家中，中国排名为世界第五位。但是在国际市场竞争中仍处于较低水平即使在国内市场也面临着严峻的形势一方面国内市场对各类产品有着大量的需求，而另一方面却有不少国产滞销积压，国外产品充斥市场。12钻孔专用设备应用据统计，一般在车间中普通机床的平均切削时间很少超过全部工作时间的15。其余时间是看图、装卸工件、调换刀具、操作机床、测量以及清除铁屑等等。使用数控机床虽然能提高85，但购置费用大。某些情况下，即使生产率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通机床低。故必须更多地缩短加工时间。不同的加工方法有不同的特点，就钻削加工而言，钻孔专用设备是一种通过少量投资来提高生产率的有效措施。虽然不可调式多轴头在自动线中早有应用，但只局限于大批量生产。即使采用可调式多轴头扩大了使用范围，仍然远不能满足批量小、孔型复杂的要求。尤其随着工业的发展，大型复杂的钻孔专用设备更是引人注目。例如原子能发电站中大型冷凝器水冷壁管板有15000个20孔，若以摇臂钻床加工，单单2钻孔与锪沉头孔就要8425小时，另外还要划线工时1511小时。但若以数控八轴落地钻床加工，钻锪孔只要1716小时，划线也简单，只要19小时。因此，利用数控控制的二个坐标轴，使刀具正确地对准加工位置，结合钻孔专用设备不但可以扩大加工范围，而且在提高精度的基础上还能大大地提高工效，迅速地制造出原来不易加工的零件。有人分析大型高速柴油机30种箱形与杆形零件的2000多个钻孔操作中，有40可以在自动更换主轴箱机床中用二轴、三轴或四轴多轴头加工，平均可减少20的加工时间。1975年法国巴黎机床展览会也反映了钻孔专用设备的使用愈来愈多这一趋势。13钻孔专用设备钻孔专用设备是在一次进给中同时加工许多孔或同时在许多相同或不同工件上各加工一个孔。这不仅缩短切削时间，提高精度，减少装夹或定位时间，并且在数控机床中不必计算坐标，减少字块数而简化编程。它可以采用以下一些设备进行加工立钻或摇臂钻上装多轴头、多轴钻床、多轴组合机床心及自动更换主轴箱机床。甚至可以通过二个能自动调节轴距的主轴或多轴箱，结合数控工作台纵横二个方向的运动，加工各种圆形或椭圆形孔组的一个或几个工序。现在就这方面的现状作一简介。131多轴头从传动方式来说主要有带传动、齿轮传动与万向联轴节传动三种。这是大家所熟悉的。前者效率较高，结构简单，后者易于调整轴距。从结构来说有不可调式与可调式二种。前者轴距不能改变，多采用齿轮传动，仅适用于大批量生产。为了扩大其赞许适应性，发展了可调式多轴头，在一定范围内可调整轴距。它主要装在有万向二种。（1）万向轴式也有二种具有对准装置的主轴。主轴装在可调支架中，而可调支架能在壳体的T形槽中移动，并能在对准的位置以螺栓固定。（2）具有公差的圆柱形主轴套。主轴套固定在与式件孔型相同的模板中。前一种适用于批量小且孔组是规则分布的工件（如孔组分布在不同直径的圆周上）。后一种适用于批量较大式中小批量的轮番生产中，刚性较好，孔距精度亦高，但不同孔型需要不同的模板。多轴头可以装在立钻式摇臂钻床上，按钻床本身所具有的各种功能进行工作。这种钻孔专用设备方法，由于钻孔效率、加工范围及精度的关系，使用范围有限。3132多轴箱也象多轴头那样作为标准部件生产。美国SECTO公司标准齿轮箱、多轴箱等设计的不可调式多轴箱。有32种规格，加工面积从300300毫米到6001050毫米，工作轴达60根，动力达225千瓦。ROMAI工厂生产的可调多轴箱调整方便，只要先把齿轮调整到接近孔型的位置，然后把与它联接的可调轴移动到正确的位置。因此，这种结构只要改变模板，就能在一定范围内容易地改变孔型，并且可以达到比普通多轴箱更小的孔距。根据成组加工原理使用多轴箱或多轴头的组合机床很适用于大中批量生产。为了在加工中获得良好的效果，必需考虑以下数点（1）工件装夹简单，有足够的冷却液冲走铁屑。（2）夹具刚性好，加工时不形变，分度定位正确。（3）使用二组刀具的可能性，以便一组使用，另一组刃磨与调整，从而缩短换刀停机时间。（4）使用优质刀具，监视刀具是否变钝，钻头要机磨。（5）尺寸超差时能立即发现。133多轴钻床这是一种能满足钻孔专用设备要求的钻床。诸如导向、功率、进给、转速与加工范围等。巴黎展览会中展出的多轴钻床多具液压进给。其整个工作循坏如快进、工进与清除铁屑等都是自动进行。值得注意的是，多数具有单独的变速机构，这样可以适应某一组孔中不同孔径的加工需要。134自动更换主轴箱机床为了中小批量生产合理化的需要，最近几年发展了自动更换主轴箱组合机床。1自动更换主轴机床自动更换主轴机床顶部是回转式主轴箱库，挂有多个不可调主轴箱。纵横配线盘予先编好工作程序，使相应的主轴箱进入加工工位，定位紧并与动力联接，然后装有工件的工作台转动到主轴箱下面，向上移动进行加工。当变更加工对象时，只要调换悬挂的主轴箱，就能适应不同孔型与不同工序的需要。2多轴转塔机床转塔上装置多个不可调或万向联轴节主轴箱，转塔能自动转位，并对夹紧在回转工作台的工件作进给运动。通过工作台回转，可以加工工件的多个面。因为转塔不宜过大，故它的工位数一般不超过46个。且主轴箱也不宜过大。当加工对象的4工序较多、尺寸较大时，就不如自动更换主轴箱机床合适，但它的结构简单。3自动更换主轴箱组合机床它由自动线或组合机床中的标准部件组成。不可调多轴箱与动力箱按置在水平底座上，主轴箱库转动时整个装置紧固在进给系统的溜板上。主轴箱库转动与进给动作都按标准子程序工作。换主轴箱时间为几秒钟。工件夹紧于液压分度回转工作台，以便加工工件的各个面。好果回转工作台配以卸料装置，就能合流水生产自动化。在可变生产系统中采用这种装置，并配以相应的控制器可以获得完整的加工系统。4数控八轴落地钻床大型冷凝器的水冷壁管板的孔多达15000个，它与支撑板联接在一起加工。孔径为20毫米，孔深180毫米。采用具有内冷却管道的麻花钻，57巴压力的冷却液可直接进入切削区，有利于排屑。钻尖磨成90供自动定心。它比普通麻花钻耐用，且进给量大。为了缩短加工时间，以8轴数控落地加工。14钻孔专用设备趋势钻孔专用设备生产效率高，投资少，生产准备周期短，产品改型时设备损失少。而且随着我国数控技术的发展，钻孔专用设备的范围一定会愈来愈广，加工效率也会不断提高。第2章连杆盖钻孔专用设备装置总体方案21生产任务在一批连杆盖上有同一个面上有2个孔加工。在普通立式钻床上进行孔加工，通常是一个孔一个孔的钻削，生产效率低，用非标设备，即组合机床加工，生产效率高，但设备投资大。但把一批普通立式普通单轴钻床改造为立式多轴钻床，改造后的多轴钻床，可以同时完成多个孔的钻、扩、铰等工序。522普通立式钻床的选型221计算所需电机功率零件图如图1所示图1为工件零件图，材料45；料厚27MM；硬度HBS170240HBS；年产量1000万件；213尺寸精度IT131确定2个孔同时加工的轴向力，公式FFFKNVYZDC0式中3659,0661,1217,0361,11,FC0D31FZFYN035M/S（表1537）文献1V则N0941360521760193653所需电机功率KWVFP946222立式钻床的确定根据上面计算所需电机的功率，现选用Z525立式钻床，其主要技术参数如表1所示表1Z525立式钻床主要技术参数型号技术规格Z525最大钻孔直径（MM）25主轴端面至工作台距离MM0700主轴端面至底面距离MM750110主轴中心至导轨距离MM250主轴行距MM175主轴孔莫氏解锥度3号主轴最大扭转力矩NM24525主轴进给力N8829主轴转速R/MM971360主轴箱行程MM200进给量MM/R0108工作台行程MM325工作台工作面积MM2500375主电动机功率KW287第3章传动箱的设计31设计前的计算（1）大致了解工件上被加工孔为2个13的孔。毛坯种类为灰铸铁的铸件，由于石墨的润滑及割裂作用，使灰铸铁很易切削加工，屑片易断，刀具磨损少，故可选用硬质合金锥柄麻花钻（GB1094689）文献2（2）切削用量的确定根据表27文献，切削速度,进给量MIN/21VCRMF/170则切削转速I/983410RDNS根据Z525机床说明书，取IN/6NS故实际切削速度为MIN/2019340DVWC（3）确定加工时的单件工时图2为钻头工作进给长度，8一般为510MM,取10MM，切入L文献3MD210837631切出ML5加工加工一个孔所需时间MIN15079621FNLTWM切出加工切入单件时工时I30521T32传动系统的设计与计算1选定齿轮的传动方式齿轮分布方案确定根据分析零件图，多轴箱齿轮分布初定有以下形式根据通常采用的经济而又有效的传动是。因此，本设计中采用了图3所示的齿轮分布方案。9（3）明确主动轴、工作轴和惰轮轴的旋转方向，并计算或选定其轴径大小。因为所选定的Z535立式钻床主轴是左旋，所以工作轴也为左旋，而惰轮轴则为右旋。根据表2确定工作轴直径机械制造8/9743表2加工孔径与工作轴直径对应表（MM）加工孔径1212161620工作轴直径152025因为加工孔径为13MM,所以工作轴直径选20MM本设计的齿轮传动为单层次的齿轮外啮合传动，传动分布图如图4所示。主动轴和惰轮轴的直径在以后的轴设计中确定。（4）排出齿轮传动的层次，设计各个齿轮。本设计的齿轮传动为单层次的齿轮外啮合传动，传动分布图如图4所示。在设计各个齿轮前首先明确已知条件电机输入功率,齿轮转速KWP821,齿轮转速,假设齿轮、的传动比均为I084,MIN/1360RNMIN/9603RN即齿轮比U12,工作寿命15年（每年工作300天），两班制。选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数选用直齿轮圆柱齿轮传动；多轴箱为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB1009588）材料选择由表101文献4选择齿轮材料为40CR（调质），硬度为280HBS，齿轮材料为45（调质），硬度为240HBS，齿轮材料为45（常化），硬度210HBS选齿轮齿数,齿轮齿数,取201Z20112UZZ按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，3211HEDTTUTKD10确定公式内的各计算数值1试选载荷系数31TK2计算齿轮传递的转矩MNNPT45151109613/8209/093由表107文献4选取齿宽系数05D4由表106文献4查得材料的弹性影响系数2/18MPAZE5由表1021D文献4按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限齿MPAH601LIM轮的接触疲劳强度极限AH502LIM6由表1013文献4计算应力循环次数911087538136060HJLNN99242/8757由表1019文献4查得接触疲劳寿命系数,1HNK2HN8计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数,由式1012文献4得1SMPASKHH5406901LIMLI1N22LI2计算1试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值TD1H24321158192109632EDTTZUTKDM64952计算圆周速度VSMNDVT/8131064953103计算齿BHD24计算齿宽与齿高之比H/模数MZMTT3546953/111齿高0295325TMH5计算载荷系数根据V381M/S,7级精度，由图108文献4查得动载系数KV114,直齿轮，假设,由表103文献4查得NBFKTA/10/21FHK由表102文献4查得使用系数A由表104文献4查得7级精度齿轮相对支承非对称布置时，BDH3210601821将数据代入后得182649532K由,查图1013文献4得，18,35/HHBFK故载荷系数721HVAK6按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（1010A）文献4得，53649X5718MMTD13/T3/57417计算模数MM2MM按齿根弯曲强度设计由式（105）文献4得弯曲强度的设计公式为M321FSADYZKT确定公式内的各计算数值1）由图1020文献4查得齿轮的弯曲疲劳极限500MPA1FE齿轮的弯曲疲劳强度极限380MPA2FE2由图1018文献4查得弯曲疲劳寿命系数80,521FNFNK3计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S14,由式（1012）文献4得130357MPAFSKFEN1450823886MPA2234计算载荷系数532121FVAKK125查取齿形系数由表105文献4查得532,61FAFAY6查取应力校正系数由表105文献4查得1,821SASA7）计算齿轮、的并加以比较FSY0013791FSAY57308620017162FSA齿轮的数值大。设计计算M32401765096125M对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数M大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数M的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数2。在零件图中可知，主动轴与惰轮轴的中心距为40MM，即齿轮、完全啮合的中心距，得几何尺寸计算计算分度圆直径D1Z1M20X240MMD2Z2M20X240MM计算中心中距A40MM,A40MM计算齿轮齿宽MDB20451取B,2验算13FT8192N12DT04819643566N/MMS15故安全22263517截面E右侧面校核抗弯截面系数W为W01D301X203800MM3抗扭截面系数WT为WT02D302X2031600MM3弯矩M及弯曲应力为M39300X35496857MN444MPAB8035496扭矩T3及扭转应力为T319700MN123MPATW316097截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数A及A按附表32查取文献4，因005,125,经插值后可查得A,ADR201DD2053261又由附图31文献可得轴提材料的敏性系数为Q,Q7508故有效应力集中系数按式（附34）文献4为K21375011AQK568由附图32文献4得尺寸系数1由附图33文献4得扭转尺寸系数97019轴按磨削加工，由附图34文献4得表面质量系数为092轴未经表面强化处理，即，则按式（312）及（312）文献4，得综合1Q系数值为K120912190K11677532计算安全系数S296MAK101409275S147MA123567SCA29S1522271496故该轴在截面右侧面是安全的，又因为轴无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。轴承的校核机床一般传动轴的滚动轴承失效形式，主要是疲劳破坏，故应进行疲劳寿命计算。滚动轴承疲劳寿命计算公式（105）文献4PCNLH60120式中HLH额定寿命MIN/RN转速，表3850文献6C额定动载荷动载荷P3因为所受的轴向力太小，所以忽略不计,FA0所受径向力FR9456/24728N表3850文献6P041FR087PA041X4728193830000H表133文献6HLH641098193560L轴承安全2惰轴的设计轴材料的选择表153文献4轴材料选用45钢，调质处理。轴径的确定根据公式DA0152文献43NP110，取D20MM814013698221轴的结构设计选择滚动轴承因为轴承同时受有径向载荷及轴向载荷，选用单列向心球轴承，由表114文献3,选用7002C轴承。轴上各段直径，长度如图8所示。键的确定因为齿轮宽为30MM,所以选用6X6X18平键，表61文献4轴上圆角和倒角尺寸参考表152文献4，取轴端倒角2X450,各轴肩的圆角半径为R10MM扭合成校核轴的强度作出轴的计算简图22轴上扭转力矩为M9549X9549X232NP84013692MN周向力为PY2320NDM2310径向力为PZ048PY048X232011136N根据轴的计算简图，分别作出轴的扭矩图、垂直图的弯矩MY图和水平平面内的弯矩MZ图，如图10所示。从图中可知，截面E为危险截面，在截面E上，扭矩T和合成弯矩M分别为T232MNM3282ZY223415MN按第三强度理论进行强度校核文献5公式，W12TM23W为轴的抗弯截面系数，W表154文献432DTB2W785817040632014W2TM232310187470MPAS15故安全22816截面E右侧面校核抗弯截面系数W为W01D301X1533375MM3抗扭截面系数WT为WT02D302X153675MM3弯矩M及弯曲应力为M32800X227077912MN673MPAB5372025扭矩T3及扭转应力为T323200MN344MPATW367520截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数A及A按附表32查取文献4，因007,133,经插值后可查得A,ADR150DD15201260又由附图31文献可得轴提材料的敏性系数为Q,Q7581故有效应力集中系数按式（附34）文献4为K841275011AQK968由附图32文献4得尺寸系数1由附图33文献4得扭转尺寸系数0轴按磨削加工，由附图34文献4得表面质量系数为092轴未经表面强化处理，即，则按式（312）及（312）文献4，得综合1Q系数值为K11931841920K11581计算安全系数26S212MAK101367925S553MA12452458SCA199S15222531故该轴在截面右侧面是安全的，又因为轴无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。轴承的校核因为所受的轴向力太小，所以忽略不计,FA0所受径向力FR11136/25568NP041FR087PA041X55682283N7002C向心球轴承校核30000H表133文献6HLH34860268401366L轴承安全（3）工作轴的设计轴材料的选择表153文献4轴材料选用45钢，调质处理。轴径的确定在传动系统的设计与计算中已的工作轴的直径定为D15MM。27轴的结构设计择滚动轴承因为轴承同时受有径向载荷及轴向载荷，故前、后端均选用单列向心球轴承，又因工作轴用于钻削，在后端加单向推力球轴承。由表114文献3，单列向心球轴承选用102轴承，后端单向推力球轴承选用8102轴承。各段直径，长度如图11所示。键的确定因为齿轮宽为25MM,所以选用5X5X20平键，表61文献4轴上圆角和倒角尺寸参考表152文献4，取轴端倒角2X450,各轴肩的圆角半径为R08MM扭合成校核轴的强度作出轴的计算简图28轴上扭转力矩为M9549X9549X273NP96082MN周向力为PY3640NDM231057径向力为PZ048PY048X364017545N根据轴的计算简图，分别作出轴的扭矩图、垂直图的弯矩MY图和水平平面内的弯矩MZ图，如图13所示。从图中可知，截面E为危险截面，在截面E上，扭矩T和合成弯矩M分别为T273MNM5462ZY224973MN按第三强度理论进行强度校核文献529公式，W12TMW为轴的抗弯截面系数，W表154文献432DTB2W33125632749153214W2TM232310706497222MPAS15故安全2224851截面E左侧面校核抗弯截面系数W为W01D301X1533375MM3抗扭截面系数WT为WT02D302X153675MM3弯矩M及弯曲应力为M54600MN31161。8MPABWM537460扭矩T3及扭转应力为T327300MN404MPAT367520在附表34文献4用插入法求得轴上键槽处的有效应力集中系数K,K0541由附图32文献4得尺寸系数80由附图33文献4得扭转尺寸1轴按磨削加工，由附图34文献4得表面质量系数为092轴未经表面强化处理，即，则按式（312）及（312）文献4，得综合1Q系数值为K1000911920K1163154计算安全系数S1889MAK1018609275S457MA124524332SCA44该轴在截面右侧面是安全的，又因为轴无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。轴承的校核机床一般传动轴的滚动轴承失效形式，主要是疲劳破坏，故应进行疲劳寿命计算。136102向心球轴承校核由第一章可知主动轴的轴向力FA4091N所受径向力FR17545/287725N表3850文献6P041FR087PA041X87725087X40913632N30000H表133文献6HLH839265091L轴承安全28102推力球轴承校核PFA表3854JJP4091N30000H表133文献63609145HLHL轴承安全3343轴坐标计算为方便在多轴箱上镗孔，因此进行轴坐标计算是十分重要的。建立如图14坐标系，多轴箱里尺寸如图示为220X180MM,在多轴箱中心安装主动轴，则主动轴坐标可知（110，90），则根据零件图，可算出其他各轴坐标第5章导向装置的设计导向装置主要由导柱、导套、弹簧组成。导柱的上端与多轴箱中间板上的导套滑动配合，下端安装在夹具的钻模板上。（1）选择弹簧用四根弹簧支撑整个多轴箱，粗略估算多轴箱重量NG9478105820418993每根弹簧负荷F1245N选圆柱螺旋压缩弹簧表12文献7，弹簧中径,节距，MD0162MT640弹簧丝直径，工作圈数,自由高度MD8130NHO42导柱、导套的选择导柱材料为直径16MM,长303MM,15RGC导套材料为20号钢。第6章接杆刀具接杆一端为梯形螺纹，与主动轴的内孔滑动配合，通过键传递扭矩。在梯形螺纹段并设计有斜面，以便调整接杆的延伸量来补偿刀具的磨损量。接杆另一端的莫氏锥孔与刀具的莫氏锥柄相配合。34第7章装置夹具设计71夹具概述夹具是组合机床的重要组成部件，是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而设计的。它是用于实现被加工零件的准确定位，夹压，刀具的导向，以及装卸工件时限位等等作用的。组合机床夹具跟一般夹具所起的作用看起来好像很接近，但其结构和设计要求却有着很显著的甚至是根本的区别。组合机床夹具的结构和性能，对组合机床配置方案的选择有很大的影响。下面介绍一下组合机床夹具的一些主要特点。关于自动线机床夹具设计特点将在第六章“组合机床自动线”中专门叙述。机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置、对刀引导元件确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。夹具种类按使用特点可分为万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具、镗模引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。35除虎钳、卡盘、分度头和回转工作台之类，还有一个更普遍的叫刀柄，一般说来，刀具夹具这个词同时出现时，大多这个夹具指的就是刀柄（A）一般的机床夹具是作为机床的辅助机构设计的，而组合机床夹具是机床的主要组成部分，其设计工作是整个组合机床设计的重要部分之一。（B）组合机床夹具和机床其他部件有极其密切的联系如回转或移动工作台，回转鼓轮，主轴箱，刀具和辅具，钻模板和托架，以及支承部件等等。正确地解决它们之间的关系，是保证组合机床的工作可靠和使用性能良好的重要条件之一。而且夹具的结构也要按这些部件的具体要求来确定。如在液压驱动的立式回转工作台机床上的夹具，其夹压系统就可采用液压作为动力；而在卧式鼓轮机床上的夹具，则多采用电气机械的夹紧方法。（C）由于组合机床常常是多、多面和多工序同时加工，会产生很大的切削力和振动。因此组合机床夹具必须具有很好的刚性和足够的夹压力，以保证在整个加工过程中工件不产生任何位移。同时，也不应使工件产生不容许的变形。（D）组合机床夹具是保证加工精度（尺寸精度、几何精度和位置精度等）的关键部件，其实设计、制造和调整都必须有严格的要求，使其能持久地保持精度。（E）组合机床夹具应便于实现定位和夹压的自动化，并有动作完成的检查信号；保证切屑从加工空间自动排除；便于观察和检查，以及在不从机床上拆下夹具的情况下，能够更换易损件和维护调整。组合机床夹具是组合机床的组成部件，其设计应按如下的程序进行（1）认真研究分析所要设计夹具的原始数据和要求因为在拟订组合机床的工艺和结构方案时，对夹具的结构型式和主要性能已提出了原则要求。（2）拟订夹具结构方案和进行必要的计算根据机床总体设计中确定的工件定位基面、夹压位置、加工方法和刀具导向方式等，制定夹具的总体方案。（3）组合机床夹具设计的总图和零件在已确定的夹具结构方案基础上，设计生产用的夹具总图和零件图。按照组合机床夹具的主要功能，其结构可以分为三大部分，即定位支承系36统，夹紧机构和刀具导向装置。72定位支承系统概述在组合机床上加工时,必须使用权被加工零件对刀具及其导向体质正确的相对位置,这是靠夹具的定位支承系统来实现的,定位支承系统除用以确定被加工零件的位置外,还要承受被加工零件的生量和夹压力,有时还要取受切削力。定位支承系统主要由定位支承、辅助支了和一些限位元件组成。定位支承是指在加工过程中维持被子加工零件有一定位置的元件。辅助支承是公用作增加被加工零件在加工过程中的刚度及稳定性的一种活动式支承元件。由于定位支承元件直接与被加工零件接触，因此其尺寸、结构、精度和布置都直接影响被子加工零件的精度。为了避免产生废品以及经常修理定位支承元件的麻烦，设计时必须注意以下的问题（A）合理布置支承元件，力求使其组成较大的定位支承平面。最好使夹压力的位置对准定位支承元件。当受工件结构限制不能实现时，也应使定位支承元件尽量接近夹压力的作用线，并使夹压力的合力中心处于定位支承平面内。（B）提高刚性，减少定位支承系统的变形。应力求使定位元件（如定位销）不要受力。（C）提高定位支承系统的精度及其元件的耐磨性，以便长期保持夹具的定位精度。（D）可靠地热电厂除定位支承部位的切屑。使用权切屑不堵塞和粘创刊在定位支承系统上，对保证定位的准确性和工作可靠性有很大的影响。因此设计时应尽可能不使用权切屑落到定位支承系统上。当切屑有可能落在其上时，必须采取有效的热电厂屑和清理措施。721定位支承系统定位支承系统主要由定位支承，辅助支承和一些限位元件组成。1定位支承元件及其布置组合机床常用的定位支承元件有支承板，支承块，支承销。下图（A）支承板是本设计中采用的支承件。在组合机床夹具上采用支承板定位时，工件通常用四个或理多一些的支承板定位，这样可增加定位系统的刚度，心防止当夹紧力和切削力不是对支承板时瑞37士引起工件的变形。为了减小支承板的不共面度的误差，可装配后合磨。通常不共面度误差为0。010。03MM。对于采用毛坯面定位夹具，从理论上讲是应当采用三点支承的，并采用带圆头的支承销定位，但当采用三个以上的压板而不能确保同时动作时（实际上是达不到同时动作），常常会把工件夹歪，因此需要采用四点支承的方法。在布置支承点时，应按工件定位而后情况，使支承点之间的距离尽量远一些，以增加定位的稳定性。支承板应该放在切屑不易落到的地方。当工件在夹具上以侧面及其上面的定位孔定位时，定位块就放在加工部位的上方或是切屑易落到的地方，且在布置上应保证支承块之间有较大的距离，不应连续排列。2定位销在组合机床及其自动线上加工箱体类零件时，多采用“一面两销”的定位方法，以消除工件在空间的六个自由度，实现工件在夹具中的准确定位。为了能以最简单的运动形式装卸工件（如单机夹具上的推进和拉出，流水线和自动线上工件在夹具上的送进和推出），多采用伸缩式定位销。除此以外，还可采用固定式定位销。1）固定式定位销当要求被加工孔与定位销孔之间的位置精度高与0。05或是0。05MM。或是受结构的限制不能采用伸缩式定位销，以及加工装卸比较容易的轻小零件时，为了简化夹具的结构均采用固定式定位销。采用固定式定位销时，为了使工件的定位基面能很好地与支承元件相接触，除采用圆柱销和削边销相结合的定位方法以补偿孔间距的误差外，定位销还必须有适当的高度，以补偿定位孔与定位基面的垂直度误差。对于削边销，要采用可靠的防转措施，对于定位销，还应考虑拆装方便。定位销与安装孔的配合，定位销的尺寸及公差等，详见机床夹具设计手册。722夹紧机构夹紧机构通常由以下三个部分组成夹紧动力部分，中间传动机构，夹紧元件。1）夹紧动力夹紧机构可公为手动夹紧和自动夹紧两种。本设计采用受动夹紧的气动夹紧机构。382）气动夹紧机构液压夹紧机构是利用压力油作为夹紧动力，再通过中间传动机构，使夹具的夹紧元件执行夹紧动作的机构。在组合机床夹具上，常采用液压夹紧机构。采用联动夹紧机构时应注意以下问题（1）应保证夹紧机构的刚性，为此给合机床夹具的夹紧螺杆杆径，压板厚度和传动杠杆径通常应设计得大些，应避免采用细长杆件。（2）在联动夹紧机构中，就设置必要的浮动环节，并使它们有足够的浮动量，以便保证各压均能压紧工件现时不相互干涉。此设计夹具联动夹紧机构的浮动五一节，采用了球面垫圈。（3）采用联动夹紧，要保证松夹时，所有压板都能松开工件。39总结两个多月的毕业设计在忙碌中就快要结束了,在这两个多月的时间里,在毕业设计之余还要兼顾找工作,因此,在这段时间里我觉得生活非常的充实不但在毕业设计中巩固了以前的知识,而且在人生道路上学到在校园学不到的社会交际毕业设计是大学四年所学知识的一个考察,它兼顾了四年中所学的基础和专业知识,因此不同于以前的课程设计,毕业设计是课程设计一个质的飞越认识到这点,我对待毕业设计的态度也不敢懒散,一直抱以认真谨慎的学习态度在接到毕业设计课题后首先要做的就是搜集各方面的资料，以前的课程设计都是老师给出的，不用自己去烦恼。但是毕业设计就不同了，它是一个综合设计，很多资料，数据都需要自己通过各种途径搜集得到。因此经常跑图书馆。但是组合机床设计找遍整个图书馆都找不到。然而我的设计是根据这本书上所讲的设计方法来做的，找不到绝对是一个沉重的打击。幸好，在指导老师的指引和帮助下在机械系资料室找到了。在以后的设计中，组合机床设计起到了很大的作用，是我毕业设计能顺利按时完成的法宝。接下来的工作根以前课程设计都差不多了，写说明书，绘图。但是最后就多了一步以前课程设计从未出现过的，就是实体绘制。在使用PRO/E前，只是学过去时CAXA，因此有点害怕实体绘制。但是路还是要继续走下去的，不能因为畏惧就停下来的，更何况这是我毕业设计的最后一关呢。因此面对这道难关，我决定勇敢地面对。于是去图书馆借来了许多PRO/E的书来看，从书店买来例题分析的书来研究。在绘制过程中遇到了不少的问题，但在自己探索，同学的帮助，老师的指引下，我的实体还是赶上了。当时我真的很高兴，按时完成自然值得高兴，但我觉得更自豪的是通过自学，我学会了许多以前在学习中学不到的东西，那只有通过自学才会领悟得到的。毕竟就快离开校园，走向社会了，在将来的人生道路上，学习是陪伴我们终生的，正所谓“活到老，学到老”，在人生道路上很多知识都是自学而获得的。40毕业设计是完成教学计划达到专业培养目标的一个重要的教学环节；是教学计划中综合性最强的实践性教学环节，它在培养和提高我们综合运用专业知识分析和解决实际问题的能力、进行真正工程技术人员所必须具备的基本素质的训练等方面具有很重要的意义。毕业设计能使我们在以下几个方面得到很好的训练。1在搜集论文素材时阅读的大量相关资料，使我们的专业知识有了很大的拓展和深入。2在提取论文材料时，我们会融汇、贯通几年里所学的专业基础知识和专业理论知识，形成自己的专业知识体系。3在课题设计时会将理论和实际相结合，培养了我们运用综合的专业理论知识进行独立分析问题、解决问题。4在完成课题设计的过程中，使我们了解到较全面的专业发展方向及领域内出现的新技术新进展。5在课题设计的全过程中，提高了相互帮助、相互配合的工作能力，增强了与人合作的团队意识。历时2个多月的毕业设计接近尾声了，我基本上圆满完成了课题研究任务。此时回想过去的日子，感慨颇深。我基本上是按照我初定的计划来开展的。设计过程也如我所料，遇到不少的问题。在查阅资料学习阶段，我认真阅读了从各处借来的关于X53K立式铣床、数控铣床以及数控化改造的书籍资料，重新温习了我们以前所学过的机械制图、机械设计基础等相关课程，还常去阅览室，查阅了大量的电气控制、电路基础等多方面的资料。经过这一阶段的学习，我对数控铣床工作原理、相关电路知识及其电液控制方面有了大体的认识，这为接下来最主要的具体设计阶段打下坚实的基础。具体设计阶段是最主要，最重要，最艰难的阶段。万事开头难，这一阶段的第一个难点就是总体方案的确定。我是在深入了解了铣床数控化改造的原理意义的基础上，认真研究以往的设计方案，再比较现在有铣床数控化改造思路方法后，最终确定自己的设计方案的。我本以为总体方案确定后，接下来的设计应该就不难了，但真正的设计过程中的困难超出我的所料。不管是具体零部件分析选择和计算校核，还是工作图的绘制，我都遇到不少问题，充分暴露以往学习的知识缺漏，自己独立41解决实际问题能力的不足。幸好在此过程中常得到多位老师的指导、多位同学的