教育资料（2021-2022年收藏的）组合机床说明书

1、目 录1. 前言111 组合机床概述112 组合机床的优点113 毕业设计的目的214 组合机床的设计步骤215 本次设计方案与技术路线42 拟订组合机床总体方案521 零件分析522 影响组合机床方案的因素623 确定机床的配置形式724 确定切削用量及刀具的选择73 组合机床总体设计三图一卡931 被加工零件工序图的绘制932 加工示意图的绘制933 机床联系尺寸图的绘制1434 编制生产率计算卡174 夹具设计1941 定位元件2042 夹具机构215 主轴箱设计2451 绘制主轴箱原始依据图2452 主轴结构型式的选择与动力计算2553 传动系统的设计与计算276 其 它2862 机床

2、精度及检测2863 机床调整2864 机床的维护和保养29参考文献291. 前言1.1 组合机床概述随着加工工件的复杂化，批量化，以及在生产中所追求的高经济效益。在单独的机床上已不能完成所有加工，这就要考虑到加工的专业化，即在加工一个工件的某些面孔等时配置一套专门的刀具夹具等。组合机床就是根据工件需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。通用部件是组成组合机床的基础，用来实现机床切削运动的通用件。如单轴工艺切削头，传动装置，动力箱，进给滑台等为动力部件。用以安装动力部件的通用部件如侧底座，立柱，立柱底座为支撑部件。目前组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序，平面加工

3、包括铣平面，车端面。孔加工包括钻.扩.铰孔以及倒角，切槽，攻螺纹滚压孔等。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，研磨及抛光，冲压等工序，此外还可以完成焊接热处理，自动装配和检测，清洗和零件分类以及打印等非切削工艺。组合机床在汽车，拖拉机，柴油机，电机仪器仪表军工极其自行车等工业大批量生产中已得到广泛应用。一些小批量生产企业如机床，工程机械等制造业中也已推广应用。组合机床最适宜于加工各种大中型轴套类，轮盘类，叉架类和盖板类零件的部分或全部的工序加工，也可以用于加工箱体类零件，如汽缸盖汽缸体，变速箱体电机座及仪表壳等零件。组合机床通用件分大型和小型两大类，用

4、大型通用件组成的机床称为大型组合机床，用小型部件组成的机床称小型组合机床。大型组合机床的配置形式可分为单工位和多工位两大类。小型组合机床也是由大量通用部件组成。其配置特点是：常用两个以上的具有主运动和进给运动的小型动力头分散布置组合加工，也可以分为单工位和多工位两类。目前在生产中使用较多的是各种多工位小型机床，其中最常用的是四转工作台式小型组合机床。组合机床的配置形式是多种多样的，同一类零件的加工可采用几种不同的配置方案进行综合分析，从机床负荷率，能大到的加工精度，使用和排削的方便性，机床的可调性，机床部件的通用化程度，占地面积等方面作比较，选择合理的机床总体布局。组合机床一般都是根据和用户签

5、定的设计制造合同进行设计的，合同中规定了具体的加工对象，加工内容，加工精度，生产要求，交货日期及价格等主要的设计0原始数据。在设计中应尽量做到采用先进的工艺方案和合理的机床结构方案，正确的选择组合机床通用部件及机床的布局形式，要十分注意保证加工精度和生产效率的措施以及操作使用方便性，力争设计出技术上先进，经济上合理和工作可靠的组合机床。1.2 组合机床的优点：一般用于棱体类零件和杂件的孔面的加工。生产率高，工作集中，可多面，多工位，多轴，多刀同时加工。研制周期短，便于设计，制造和使用维护，成本低。因为通用化，系列化，标准化程度高，通用零件占大多数。通用零件可组织批量生产或外购。自动化程度高，劳

6、动强度低。加工精度稳定。因为工序固定，可选用成熟的通用部件，精密夹具和自动工作循环来保证加工精度的一致性。配置灵活，因为结构模块化，组合化，可按工件或工序要求，用大量通用件和少量专用件灵活组合各种类型的组合机床及自动化线路；机床易于改装，产品或工艺变化时通用件一般可以重复利用。1.3 毕业设计的目的：毕业设计是我们四年所学课程的综合应用，也是培养学生独立思考和科学工作方法的重要过程。1. 培养我们综合运用本专业知识的能力，并巩固，深化我们所学过的理论知识，培养独立思考和完成工作的能力。2. 培养我们调查研究和查阅技术文献，资料，手册，计算，绘制图样及编写技术文件的能力。3. 有利于我们树立正确

7、的设计思想和认真的工作态度，同时也积累了工程技术工作必须的全面观念，生产观念，技术观念和经济观念。1.4 组合机床的设计步骤1.4.1 调查研究：调查研究的内容主要包括以下几个方面：1 认真阅读被加工零件图样，研究其尺寸，形状，材料，硬度，重量，加工部位的结构及加工精度和表面粗糙度要求等内容，通过对产品装配图样和有关工艺资料的分析，充分认识被加工零件在产品中的地位和作用，同时必须深入到用户场，对用户原来生产所采用的加工设备，刀具，切削用量，定位基准，夹紧部件和加工质量及精度检测方法，装卸方法，及装配时间，加工时间等作全面的调查研究。2 深入到组合机床使用和制造单位，全面细致的调查使用单位车间的

8、面积，机床的布置，毛坯和在制品流向，工人的技术水平，刀具制造能力，设备维修能力，动力和起重设备等条件以及制造单位的技术能力，生产经验和设备状况等条件。3 研究分析合同要求，查阅搜集和分析国内外有关的技术资料，吸取先进的科学技术成就，对于满足合同要求的难点采用的技术，新工艺要求进行必要的实验，以及取得可靠的设计依据。总之，通过调查研究应为组合机床总体设计提供大量的数据资料，技术准备。1.4.2 总体设计方案：总体设计方案主要包括制定工艺方案，确定机床配置形式，制定影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。总体方案的拟订是设计组合机床最关键的一步方案制定的正确与否将直接影响机床能否达到合同的

9、要求,保证加工精度和生产率,并且结构简单,成本低和使用方便.对于同一加工内容,有各种不同的工艺方案和机床配置方案,在最后决定采用那一种方案时必须对各种可行的方案作全面分析比较,并考虑使用单位和制造单位等诸多方面的因素,综合评价,选择最佳方案或较合理的方案.总体方案设计的具体工作是编制“三图一卡”即绘制被加工零件工序图,加工示意图,机床尺寸联系图,编制生产率计算卡.在设计机床联系尺寸图的过程中,不仅要根据动力计算和功能要求选择各通用件,往往还应对机床关键的专用部件结构方案有所考虑,例如影响加工精度的较复杂的夹具要画出草图以确定可行的结构及其主要轮廓尺寸.多轴箱是第一个重要部件,也应根据加工孔系的

10、分布范围确定其轮廓尺寸,根据上述确定通用部件结构及加工示意图,即可绘制机床总体布局联系尺寸图.1.4.3 技术设计技术设计就是根据总体设计已经确定的“三图一卡”设计机床各专用部件正式总图.如设计夹具,多轴箱等装配图以及根据运动部件有关参数和机床循环要求,设计液压和电气控制原理图.设计过程中应按设计程序作必要的计算和验算等工作,并对第二三阶段中初定的数据,结构等作相应的调整或修改.1.4.4 工作设计当技术设计通过审核后即可展开工作设计,即绘制各种专用部件的施工图样,编制各零部件明细表.设计题目钻泵机体顶面螺纹底孔专用机床设计 钻泵机体顶面螺纹底孔：（46.7）；工件材料： HT200 ,190

11、220HBS；生产纲领：6万件/年钻泵机体顶面螺纹底孔专用机床是组合机床，它采用的配置形式是具有 固定式的夹具。机床夹具和工作台固定不动，动力滑台实现进给运动，滑台上的动力箱实现切削运动，采用侧面为主要定位基准面，上面采用液压夹紧机构，垂直夹紧，一面两销定位来限制自由度。组合机床总体设计三图一卡组合机床主轴箱设计。多轴箱是组合机床的主要部件之一，按专用要求进行设计，由通用零件组成，通用多轴箱主要由箱体，主轴，传动轴，齿轮，轴套等零件和通用的附加机构组成。多轴箱的主要作用是根据被加工零件的加工要求，安排各主轴位置，并将动力和运动由电动机或动力部件传给各工作主轴，使之得到要求的转速和转向。夹具设计

12、在前述定位基准面选择的前提下，用液压缸夹紧机构进行夹紧，夹紧力经验计算及可以。1.5 本次设计方案与技术路线本次设计是我们大学四年所学课程的综合应用,主要是培养学生独立思考和科学工作方法的重要过程.这次设计题目为钻泵机体顶面螺纹底孔专用机床设计其要技术参数及要求: 钻泵机体顶面螺纹底孔(46.7)；工件材料为: HT200；生产纲领: 6万件/年1.5.1 工件说明:钻泵体是箱体类零件,有两种定位方法:立式或卧式.设计采用卧式,即“一面两销”定位.泵体与外盖的联系部分77外圆面, 22孔两孔,这样定位有利于保证零件的加工精度,同时使机床各工序的许多部件实现通用化,有利于缩短制造周期,降低成本.

13、夹紧与定位面相对容易,防止切销落于定位基面上.1.5.2 机床简介及其相关设计步骤:钻泵机体顶面螺纹底孔专用机床是组合机床,它采用的配置形式具有固定式的夹具,机床夹具和工作台固定不动.动力滑台实现进给运动,滑台上的动力箱实现切削运动,采用侧面为主要定位基面,上面采用液压夹紧机构,垂直夹紧.组合机床总体设计:1 被加工零件工序图根据选定的工艺方案,表示机床自动完成全部工艺的过程.它是组合机床设计的主要依据.2 加工示意图反映零件加工的工艺方案,表示被加工件在机床上的加工过程,刀具,辅助工具的布置状况以及工件,夹具等机床各部件间的相对位置关系,机床的工作行程和工作循环等.3 机床联系尺寸图此图表示

14、各组成部件的相互装配联系和运动关系,以及检验机床部件的相对位置及尺寸联系是否满足加工要求,通用部件的选择是否合适,并为进一步开展多轴箱,夹具等专用部件的设计提供依据,它表示机床的配置形式及总体布局,组合机床上标准的通用件,动力滑台,动力箱,各种工艺切削头,侧底座,立柱,立柱底座及中间底座加上专用部件多轴箱,刀,辅助系统,夹具,液压,冷却,润滑等组合装配而成.4 机床生产率计算卡用来反映机床的加工过程,完成每一次动作所需要时间,切削用量,机床生产率及负荷率等.1.5.3 组合机床主轴箱设计多轴箱是组合机床的主要部件之一,按专用要求设计,由通用部件组成.其组成为箱体,主轴,传动轴,齿轮,轴套等零件

15、和附加机构组成.其作用是依据被加工零件要求安排各轴位置,并将动力和运动由电机或动力件传给工作轴使其得到相应的转速和转向.1.5.4 夹具设计夹具是组合机床的重要组成部分,是根据机床工艺和结构方案的具体要求而专门设计的,它是用于实现被加工零件的准确定位,夹紧,刀具导向,限位等作用.组合机床和一般夹具所起作用接近,但是其结构和设计要求有显著区别.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.本设计采用的定位元件是固定支撑,在工件加工之前要求定位销精度高,易于孔销定位,定位销与工件孔相适应.在加工时必须对加工零件对刀及其导向保持正确的位置,由于定位元件直接与被加工零件接触,因此其尺寸

16、结构,精度和布置都直接影响被加工零件精度,为了避免产生废品以及经常维修定位元件支撑元件,设计时还必须注意其布置,刚度,以及其他材料性能等.本设计中采用液压缸作为动力源,因为油液的不可压缩性，能传递较大的压力，同时应防止在夹紧过程中破坏工件定位和压伤其表面,液压缸根据相应的钻削刀具和钻削力选择不同的标准液压缸.1.5.5 其他设计液压缸供油系统设计；机床精度及检测设计；机床调整维护等.2. 拟订组合机床总体方案制定工艺方案是设计组合机床最重要的一步，工艺方案制定的正确与否将决定机床能否达到“体积小重量轻，机构简单，使用方便，效率高，质量好”的要求。2.1 零件分析被加工零件名称：泵机体；材料：H

17、T2040；硬度：HB190220机构分析及定位方案的选择该主轴箱是箱体类零件，有两种定位方案：立式或卧式，设计时采用卧式，即“一面两销”定位，泵体与外盖的连接部分，77外圆面，及内孔和22孔两孔，消除工件的六个自由度，这样定位有利于保证零件加工精度，同时使机床各工序的许多部件实现通用化，有利于实现缩短制造周期，降低成本，夹紧与定位面相对的表面，有利于防止切屑落于定位基准面上。2.2 影响组合机床方案的因素2.2.1 被加工零件的加工精度及加工工序被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序和应保证的加工精度，是制造机床方案的主要依据，经过对整个零件的认真分析及从各部位间相互联系考虑，采用单工位加

18、工方法，一次定位，保证加工孔之间轴平行，也可以减少一部分定位误差2.2.2 被加工零件的生产批量由于被加工零件的生产批量较大，所以工序安排应该趋于分散。2.3确定机床的配置形式被加工零件的结构特点，加工要求，工艺过程方案及生产率等，决定了机床采用的配置形式，一般来说，定位基准面水平且被加工孔同基准面垂直应采用卧式组合机床。卧式组合机床的优点是加工和装配的工艺性好，安装，调整和运输也比较方便，其缺点是削弱了床身的刚性，但可利用加强部件之间的不同配置。对于大，中型箱体类零件的加工，适合与采用单工位组合机床，具有固定式夹具，根据零件加工特点，对于主箱体单面钻孔，采用单向组合机床，因定位基面是底面，水

19、平面而且被加工孔与基面平行，所以应采用卧式机床。固定式夹具单工位组合机床精加工机床的夹具公差，一般取被加工零件的1/31/5采用固定式导向，钻孔的位置精度能达到0.02.组合机床采用卧式床身，滑座安装左侧底座上，底座与中间底座应用螺钉连接成一体，滑座与侧底座之间有一个5厚的调整垫，采用调整垫对机床的制造与维修都方便，因为滑座导轨磨损后，或重新组装时必须取下滑座，将导轨面重新修刮并更换调整垫使之恢复应有的即可，而且滑座可使用较好的材料（耐磨性好的铸铁）而侧底座可以使用较差一些的材料。2.4 确定切削用量及刀具的选择切削用量选择是否合理，对组合机床的加工精度，生产率，刀具耐磨度，机床的布置形式及正

20、常工作均有很大的影响。2.4.1 组合机床切削用量选择的特点（1）在大多数情况下，组合机床为多轴多刀多面同时加工，因此所选切削用量要比一般万能机床单刀加工低30%左右。（2）在组合机床多轴箱上所用刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台，工作要求所有刀具的每分钟进给量相同，且等于标准动力滑台的每分钟进给量，这个每分钟进给量应适用于所有刀具的平均值。其中 ：各主轴转速； ：各主轴进给量； ：滑台每分钟进给量2.4.2 确定切削用量应注意的问题（1）尽量合理利用刀具，充分发挥其性能，钻孔时要求切削速度高而每转进给量小（2）选择切削用量时，应该注意零件的生产批量。对要求生产率高的大批量生产用组合机床

21、，要首先保证那些耐磨性差，刃磨困难，造价高的工序刀具的合理切削用量。切削用量选择应有利于多轴箱设计，还必须考虑所选动力滑台的性能。2.4.3 组合机床切削用量选择及计算根据零件的特点，查表组合机床设计初选切削速度 进给量 加工6.7孔 HB：190220孔深15根据V= 计算取 折算出导向的线速度2.4.4 确定切削力，切削扭矩，切削功率及刀具耐用度切削力；其中D=6.7 f=0.1 HB=220则 切削扭矩：=1496.34切削功率：P=1496.3411/97403.146.7 =0.08刀具耐用度：T=HB=220-（220-190）/3=210T=4471.17h选择动力箱型号为17D

22、25型2.4.5 选择刀具结构选择四刃带阶梯钻，优点是结构简单，工作可靠，刃磨容易。 3. 组合机床总体设计三图一卡3.1 被加工零件工序图的绘制被加工零件工序图是选定的工艺方案，表示一台组合机床或自动完成的工艺，加工部位尺寸，精度，表面粗糙度及技术要求，加工用定位基准，夹压部位及被加工零件的材料，硬度，重量和在本道工序加工前毛坯或半成品情况的图纸，它是组合机床设计的主要依据，也是制造，使用，检验和调整机床的重要文件。3.1.1 主要内容：（1）被加工零件的形状和轮廓尺寸及本机床设计有关的部件的结构形状及尺寸。（2）加工用定位基准，夹压部件及夹压方向。（3）本道工序加工部件的尺寸，精度，表面粗

23、糙度，形状位置尺寸精度及技术要求。（4）被加工零件编号，名称，材料，硬度，重量及其加工部位的余量等必要的文字说明。3.1.2绘制工序图的注意事项（1）工序图上，要突出本机床的加工内容，绘制时应按一定比例，选择足够视图以及剖视图，突出加工部位（用粗实线），并把零件轮廓及与机床，夹具设计有关的部位（用细实线）表示清楚，加工定位基准符号用 夹压位置及方向用符号 或 ，辅助支承用符号 表示（2）加工部位的位置尺寸应由定位基准注起，尺寸用直角坐标系表注，还应将不对称尺寸公差换算成对称尺寸公差，其公差数值的决定要考虑两方面，一是要达到产品图纸要求的精度，二是采用组合机床能够加工出来，以便在进行夹具和多轴箱

24、设计时，确定导向孔与主轴的位置坐标尺寸。（3）应注明零件加工对机床提出的某些特殊要求。以上内容在“三图一卡”中的工序图上体现。3.2 加工示意图的绘制3.2.1 加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具，辅助的布置状况以及工件，夹具，刀具等机床各部件间的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等，加工示意图是组合机床设计的主要图纸之一，它是刀具，夹具，多轴箱，液压电气装置设计及通用部件选择的主要原始质料，也是整台组合机床布局和性能的原始要求，同时还是调整机床，刀具及试车的依据。主要内容为：1. 应反映机床的加工方法，加工条件及加工过程。2. 根据加工部件特点及加工要求，决定刀具；类型，数

25、量，结构，尺寸（直径和长度）。3. 决定主轴的结构类型，规格尺寸及外伸长度。4. 选择标准的或设计专用的连杆，浮动卡头，导向装置，攻丝靠模装置，刀杆托架等，并决定它们的结构，参数及尺寸。5. 标明主轴，接杆，夹具与工件间的联系尺寸，配合精度。6. 根据机床要求的生产率及刀具，材料等，合理确定并标注各轴的切削用量。7. 决定机床动力部件的工作循环及工作行程。3.2.2 加工示意图的画法及注意事项1. 加工示意图的绘制顺序是：先按比例用细实线绘制出工件部位和局部结构的展开图，加工表面用粗实线画，相同加工部位的加工示意图，允许只表示其中之一，即同一多轴箱上结构尺寸相同的主轴可画一根，但必须在主轴上标

26、注轴号，由于本设计中的四孔尺寸相同，故只画一根轴。2. 主轴分布可不按真实距离绘制，当被加工孔间距很小或需设置径向结构尺寸较大的导向装置时，相邻主轴必须按比例绘制，以便检查相邻主轴，刀具，辅具，导向等是否干涉。3. 主轴应从多轴箱端面画起，刀具画加工终了位置。3.2.3 选择刀具，导向装置等并标注相关位置及尺寸1. 刀具选择刀具长度要保证加工终了时其螺旋槽尾端与导向套面有一定距离，一般为30502. 导向选择在组合机床上加工孔，除用刚性主轴的方案外，工件的尺寸，位置精度主要取决于夹具导向，导向通常分为两类；一类是固定式导向，即刀具导向部分与夹具导套之间有相对移动，还有相对移动的导向。第一类导向

27、的允许线速度小于20，第二类导向允许的线速度大于20（1）选择导向装置通常依据刀具导向部分直径d1和刀具转速n折算出导向的线速度v再结合部分尺寸精度工艺方法及刀具具体条件来选择导向类型和结构，由于故选用第一类导向即固定导向（2）选择导向数量与参数导向数量应根据工件形状，内部结构，刀具刚度，加工精度及具体加工情况决定。本设计任务是钻6.7盲孔，所以选取单个导向加工即可以满足加工要求。导向的主要参数包括：导套的直径及公差配合，导套的长度，导套离工件端面的距离。钻孔：6.7深15 但有倒角，所以用复合刀具，钻头6.7，大直径10.由组合机床参考图册选可换导套 d=10 L=35 l=35；D=16

28、D1=23；向至工件端面的距离l1取9；中间套选择 L=35 d=16 D=22 C=1.0 C=2；中间套与可换导套的配合；16 22 3.2.4 初定主轴类型 尺寸 外伸长度和选择接杆1. 主轴形式主要取决于进给拉刀和主轴刀具系统结构上的需要，对于钻削类主轴轴向力较大，故选用单列推力球轴承，轴直径根据组合机床设计可得取B=7.3，dB d7.3取20mm；由表322 外伸长度为L=115，接杆莫氏圆锥号为1。2. 选择接杆选择接杆主要取决于其号数，选择接杆主要取决于其号数，应根据刀具尾部结构莫氏圆锥号和主轴外伸部分的内孔直径d而定。由于取刀具莫氏圆锥号为1号，主轴外伸部分的内孔直径d=20

29、,所以由手册选择接杆为1号，类型为A型，取总长为L=215；刀具接杆：2215T063501；螺母：30T064241；垫：29T065441；平键：625GB109672；DP： T202；D1=18 D2=30 B=12 B1=1 L=225 ；l=110应该指出，主轴箱端面上至工件端面之间的轴向距离是加工示意图上最重要的联系尺寸，为了缩短刀具悬伸长度与工件行程所要求的这一距离越小越好。根据刀具，接杆，主轴等由于结构和相互联系，所需要的轴向尺寸和机床布局所要求的联系尺寸，经过计算这一联系尺寸为330。主轴与刀具之间的连接用接杆，也称刚性连接，用于单导向钻，扩，铰，倒角加工。在本设计中，刀具

30、主轴直径相同，进给量相同，四跟主轴相同，因此只画出一把刀具。3.2.5 确定动力部件的工作循环及工作行程。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加工终了位置又回到原始位置的动作过程。包括快金引进，工作进给，快速退刀等动作。1. 工作行程长度的确定工作进给长度l2应等于工件加工部分长l与刀具切入长度l1和切出长度l2之和。本设计主轴箱：L1=5 L2=2.5；L工=l1+l2+l=27.52. 快速退回长度等于快速引进与工件进给长度的和快进=导向套长度+锥柄长度+装卸长度=117.5；快退=L工+快进=1403. 动力部件总行程动力部件的总行程为快退行程长度与前后备量之和，前备

31、量是指刀具磨损或补偿，安装误差，动力部件可向前调节的距离，后备量是指考虑刀具从接杆中或接杆连同刀具一起从主轴孔中取出需要的轴向距离。本次设计取前备量为20后备量为90，所以动力部件的总行程为110。3.3 机床联系尺寸图的绘制机床联系尺寸图是用来表示机床各组成部件的相互装配关系和运动关系，以检验机床各部件相对位置尺寸联系是否满足加工要求，通用部件的选择是否合理，并为进一步开展主轴箱，夹具等设计提供依据。联系尺寸图也可以看成是简化的机床总图，它表示机床的分配形式和总体布局。3.3.1 动力部件的选择组合机床动力部件是配置组合机床的基础，它主要包括用于实现刀具主轴旋转主运动的动力箱，各种工艺切削头

32、及实现进给运动的动力滑台，具体选择如下：由组合机床设计表选择动力箱为1TD25A型电动机为Y100L14电动机转速1420 动力箱主轴转速为215。动力箱与动力滑台接合尺寸查表机组合机床设计。查组合机床设计表24选1HY25A型液压滑台，且所选滑台总行程250等于所确定的动力部件总行程，台面宽度250，滑座长790、导轨形式为“矩矩”此型多用于带导向引导刀具进行加工的机床及其他粗加工机床，采用两矩型的外侧面导向，用斜镶条调整导轨间隙平压板将滑鞍与滑座压紧，防止因复力距过大使滑鞍与滑座脱离，制造工艺简单，导向刚度好。3.3.2 夹具轮廓尺寸的确定组合机床夹具是保证零件加工精度的专用部件，这是所需

33、要确定的夹具轮廓尺寸主要是指夹具底座的长、宽、高。根据工件的轮廓尺寸、形状、具体结构，还有考虑能布置下保证加工零件需求的定位、限位、夹紧机构，导向系统及其它部件的联系尺寸，夹具的详细设计在夹具部件详述。3.3.3 机床装料高度装料高度是指机床上工件的定位基准面到地面的垂直距离、在现阶段设计组合机床时，装料高度可视具体情况在8501060之间选择。选取时应考虑的主要因素是应与车间送工件的滚道相适应，工件最低位置h、多轴箱最低主轴高度h和选用部件中间底座、夹具等部件高度尺寸的限制，本设计取装料高度H=934.5。3.3.4 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连接安装的需要，其长度

34、方向尺寸根据所选动力部件及其配套部件的配置关系。照顾各部件联系尺寸的合理性来确定。L=（L+2L+L）-2（L+L+L）；L：加工终了位置，多轴箱端面至工件端面的距离，本设计L=330；L：多轴箱厚度为325；L：工件端面至下底座的合理距离取200；L：沿机床长度方向工件的尺寸L=168；L：机床长度方向上，多轴箱与动力滑台的长度L=180；L：加工终了位置时，滑台前端至滑台前端面的距离L=40；L：滑台前端面至侧底座前端面的距离L=100有L=（330+3252+168）-2（180+100+40） =718 取L=720。3.3.5 主轴箱轮廓尺寸的确定绘制机床联系尺寸图时，着重要确定的尺

35、寸是主轴的宽度B和高度H，最低主轴高度h、B和H的主要与被加工零件孔的分布位置有关，可按下式计算：B=2b+b H=h+h+ b其中：b:工件在宽度方向上相距最近的距离（）b：最边缘主轴中心距离箱外壁的距离（）h：工件在高度方向相距最近的两孔距离（）h=h+H-（0.5+h+h+h）=19+934.5-(0.5+250+5+560)=138h140-85满足要求又b=77 取100B=77+2100=277取B=400h=55；H=55+138+100=293；取H=4003.4 编制生产率计算卡编制机床生产率计算卡，用以反映机床的加工过程，完成每一动作所需时间，切削用量，机床生产率及机床负荷

36、率等。3.4.1 理想生产率Q指完成年生产纲领A（本设计A=6万/件）所需要的机床生产率，它与全年工时总数有关，一般情况下，单班制生产K取2350h则Q=25.53件/h3.4.2 实际生产率Q指所设计机床每小时实际可能生产的零件数量Q=60/T（件/h）式中T：生产一个零件所需要的时间可由下式计算出T=t+t=()+()其中L,L为刀具第第工作进给长度v、v分别为刀具第第工作进给量t:当加工沉孔、止口、倒角、光整表面时，动力滑台在死档铁上的停留时间、通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转510r所需要时间L、L：分别为动力部件快进，快退行程长度v：动力部件快速行程速度，采用机械动力部件取68

37、；液压动力部件取412t：直径移动或回转工作台进行一次工位转换的时间、一般可取0.1mint：工件装卸一般取0.51.5Q=30件/hQQ 满足理想生产率要求=Q/q=25.53/30=0.85被加工零件图号毛坯种类铸铁名称泵体毛坯重量材料HT硬度200工序名称钻、连接螺栓孔及螺纹底孔工序号工时（）序号工步名称被加工零件数加工直径（）加工长度（）工作行程（）切削速度每分钟转速每转进给每分钟进给机动时间辅助时间共计1装入工件10.52工件定位夹紧900.0023动力部件快进117.550000.0314动力部件6.71522.510.525000.1500.65死挡块停留0.026动力部件快退1

38、4050000.047松开工件90.0028卸工件0.5备注本机床装卸工件时间单件总工时0.61.0951.995机床生产率Q30机床理想生产率25.53负荷率0.854. 夹具设计夹具是组合机床的重要组成部分，是根据机床工艺和结构方案的具体要求而专门设计的，它是用于实现加工零件的准确定位夹紧，刀具的导向，以及装卸工件的限位等作用。组合机床和一般夹具所起的作用看起来很接近，但其结构和技术要求都有很显著的区别，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。组合机床的主要特点：1. 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

39、床的重要部分之一。2. 组合机床夹具和机床其他部件有及其密切的关系。3. 组合机床夹具须有很好的刚性和足够的夹压力以保证在整个过程中，工作不产生任何移动。同时，必须不能使工件产生不容许的变形。4. 组合机床夹具是保证加工精度的关键部件，是设计，制造和调整必须有严格的要求，使其性能持久的保持精度。本设计的组合机床夹具，在仔细阅读零件图后了解零件的作用，结构特点，材料和技术要求及生产纲领和加工工艺方案等基础上，拟订了夹具结构方案，在加工位置。采用以侧面为主要定位基准面，上面用液压缸夹紧机构夹紧，采用一面两销定位，在实际中比较常用且定位稳定方便，限制了六个自由度，达到完成定位目的。液压夹紧不但夹紧可

40、靠，而且垂直于主要定位基准面，允许有一个大的平面，选侧面因为形状尺寸精度高，表面粗糙度小，故能保证零件定位稳定，夹紧可靠，在加工时不仅能保证足够的精度，而且这样夹紧后在夹紧力钻削力和零件本身重力作用下，经过这样定位夹紧后可做为粗加工到精加工的全部工序的定位基准。使工艺过程基准统一，减少了转换基准带来的积累误差，进而保证精度，使机床工艺许多部件通用化，缩短了制造周期，降低了成本，易于实现组合机床自动化。4.1 定位元件本设计采用的定位元件是固定支承，在工件加工前，要求定位销精度高，易于孔销定位，定位销与工件孔相适应。在组合机床上加工时，必须对被加工零件对刀具及其导向保持正确的相对位置，这是靠夹具

41、来实现的。由于定位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，设计时还必须注意：1. 合理布置定位元件，力求使其组成较大的定位支承和平面，最好使夹紧力的位置对准定位支承元件。2. 提高刚性，减少定位支承系统的变形，力求定位元件不受力，因为定位销不能承受钻削力，因而为克服轴向钻削力，必须增大夹压力以增大工件表面的摩擦力来克服轴向钻削力。3.定位元件在机械加工后，进行高频电热面淬火，最后精磨，材料为45号钢。3. 可靠的排除定位支承部件的切屑，使切屑不堵塞和粘附在定位支承系统上，在工件和固定钻模板之间开槽口，使铁

42、屑漏入中间底座的斜面铁板上，最后清理出来。4. 夹紧装置用液压缸带动，液压缸及与夹压块的连接，查GB由于工件重量分布不均匀，可能发生偏重现象，再来用一个支承板，安装后和定位基准面一起精磨，挡销为可调式挡销，当磨损时，可以向前调整一段距离，使定位准确。4.2 夹具机构本设计用液压缸为动力源，其优点是夹紧可靠，夹紧力大，为了防止在夹紧过程中破坏工件和压伤表面，在液压缸输出力的压块采用T型，使工件不易偏斜，加工精度，液压缸根据相应的钻削力和切削力，选择不同的标准液压缸夹具手册切削力F=702.314=2810N1. 为防止工件在切削力F作用下平移所需夹紧力。Q= K=安全系数按组合机床设计查表选取K

43、=2f：压板和工件表面的摩擦力系数Q1=22810（0.2+0.2）=14050（N）2. 防止工件在切削力F作用下绕圆销轴心转动，所需的夹紧力Q2=22810（168-130）/（545/2（0. 2+0.2）=2400N3. 为防止工件颠覆力矩的作用下绕基点倾斜，使工件离开基面所需的夹紧力：22810116/（0.2168+545/2）=5634N在切削过程中，作用于工件的平移力，转动和颠覆力矩都是同时起作用和相互影响的，综合考虑以上各种因素，确定所需夹紧力如下：Q=23000N；F=0.5Q=11500N夹紧油缸是通用件，只需根据所需夹紧力确定。取P=40105Pa算出液压缸直径d=28

44、.4查组合机床设计图册选取油缸： 缸径：30行程：60活塞杆直径：204. 校验螺栓强度夹具与中间底座联接螺栓强度，取绕B点转动N=2860N每个螺栓受拉力：N=6.7N选用M12螺钉查机械零件设计手册=320Pa =/K=320/4=80mpa=N/()=4617/16=4mpa螺栓强度足够钻模板与夹具底座联接螺栓强度，螺栓主要受夹紧力的作用。N=2F N=N/n选用M8的螺钉=160mpa K=4=/4=40mpa= N/()=45489/（16）螺钉强度足够5排屑由夹具图中可以看出在定位面开了容屑槽，通过它可以不至于使销屑的排屑出而影响下一个工件定位，夹紧情况。6钻模板钻模板采用固定式钻

45、模板，同时也起支承和连接作用，由于承受的压力比较小，不会对钻模板产生影响，即形状变化。5. 主轴箱设计主轴箱是组合机床的重要部件之一，按专用件设计，由通用件组成，其主要作用是根据被加工零件的加工要求，安排各主轴位置，并将动力和运动由电动机和动力部件传给各工作主轴，使之得到加工要求的转速和转向，通用主轴箱主要由箱体，主轴，传动轴，齿轮，轴套等零件和附加结构组成其中属于箱体类的零件有，主轴箱体，前后上侧端盖等，卧式主轴箱厚度为325mm属于传动类零件有：主轴，传动轴，手柄轴传动齿轮，动力箱或电动机齿轮。属于润滑和防油的元件有：叶片油泵，分油器，注油杯排油塞，通用油盘和防油套等。本设计其安排两排齿轮

46、，属于钻削类主轴箱，主轴属于钻孔主轴，前后支承采用单列推力轴承和单列向心球轴承。传动轴前后支承均为圆锥滚柱轴承，便于装卸，另外还有手柄轴，隔套用于齿轮与齿轮，齿轮与轴之间的固定。5.1绘制主轴箱原始依据图此图是根据“三图一卡”整理编制出来的，其内容包括：主轴箱设计的原始要求和已知条件，由“三图一卡”可知1. 主轴箱轮廓尺寸 4004002.工作轮廓尺寸3.工作与主轴箱相对位置尺寸由此可绘制出主轴箱原始依据图。附表1. 被加工零件名称：泵机体；材料：HT200；硬度；HB1902202. 主轴外伸尺寸及切削用量加工直径d=6.7；主轴直径20；主轴外伸长度=30/20 L=115=0.1 3动力

47、部件1TD25A型动力箱，电动机功率2.2kw，转速1420驱动轴转速785，驱动箱到滑台表面距离125，其他尺寸查动力箱装配图5.2 主轴结构型式的选择与动力计算5.2.1 主轴结构型式的选择主轴结构型式由零件加工工艺决定，并考虑主轴的工作条件和受力情况，轴承型式是主轴部件结构的主要特征，本主轴属于钻削类主轴，切削轴向大，所以采用推力球轴承承受轴向力，主轴结构的确定还应考虑轴头结构，本主轴采用长主轴（因复合刀具）可增大与刀具尾部连接的接合面，增强刀具与主轴的连接刚性度，减少刀具前后端下垂。5.2.2主轴箱的动力计算 主轴动力计算包括功率和进给力两项，主轴所需功率等于切削功率，空载功率消耗与负载成正比的功率损失之和。其中： ： 主轴箱总功率； ： 主轴