减速器箱盖钻孔组合机床设计

佳木斯大学本科毕业论文（设计）第页第1章绪论研究背景现在的社会在进步和并且随着加工继续技术的发展，以前的生产已经不能适应新的要求。为了解决通用机床的弊端，技术员们发明了一种专用机床。这种机床与普通机床相比，这种机床的成本高并而且生产的时间长，尤其是在这个这个时代，产品革新快，以前的机床已经没有办法达到新产品的加工要求，而更为特殊的是，原有的专用机床无法加工新产品。一堆废铁丢失了，机床的原始功能也丢失了。为了使产品在市场上立于不败之地，工程师和技术人员不得不花时间设计和制造新的特殊机床。因此，组合机床开始在通用机床和专用机床之间的间隙中增大，并且已经被越来越广泛地使用。本课题主要是对减速箱箱盖钻孔组合机床进行设计。1.2组合机床的国内、外现状20世纪初，第一台组合机床在美国被生产出来。20世纪中叶后组合机床就在很多国家发展起来。迄今为止，它成为了现代的制造最重要的设备之一。现代的制造业从各个方面都对机床提出了高标准的要求，组合机床也在不智慧的累计中得到了完善和发展。1.2.1国内组合机床现状在我们国家中，组合机床还有自动化流水线是用来加工生产很多箱体以及轴类零件的。跟其他大国家比较起来，我国整体的技术水平还存在一定的差距。所以我们必须不断引进全新的技术工艺以及产品。用来推动机床向柔性化、数控化的方向发展。目前，我国组合机床已经得到了越来越广泛的应用。1.2.2国外组合机床现状在外国的一些国家中，组合机床的发展比我国要快，而且在保证质量、效率、功能等等的前提下，得到了进一步的发展。机床硬件也更加好用，加工的精度以及效率也提高了。机床的发展形式大致可罗列成下面几点：（1）数控加工技术的发展

组合的传统机床控制系统包括中继电路，而数字控制技术的出现导致控制系统的根本改变，该控制系统逐渐获得了一定的灵活性。基于数字编程的数字制造、数控机床和数控加工技术是对计算机辅助工作一些设计的补充。大力发展组合机床的柔性技术

1980年代，国外加工设备开始具有灵活性，组合式机床模块化的出现使得组合机床的设计更加灵活，更加便利以及更加高效。（3）工序集中程度的提升和自动化的普遍使用

除了我国以外，外国在自动化方面也有一定发展，例如在德国，自动变速器。该产品由一个电动液压环氧调节阀控制，该调节阀长度为18.2米，加工车间最大容量为7000公斤，输送速度为45.6米/分，距离为14000毫米，可分两个步骤运输25小时。为了提高项目的集中度，现有技术可由组合式机床、工具箱安装的主轴的滑动十字运动和其他技术加以实施。1.3机床设计的目的、内容、要求 1.3.2设计的目的设计一台组合机床主要目的是通过对机械运动主要速度的结构设计，让我们在拟定方案的时候，通过构思题目、分析计算、以及编写等方面的综合训练，提供给我们一种基本的设计方法，并且培养了分析的基本能力和计算的基本能力。1.3.2设计的内容(1)运动设计对于要加工的零件，计算出来机床切削所需要的量，然后跟之前确定的传动方案和传动系统图，确定出来齿轮的传动比和齿数。(2)动力设计对于要加工的工件，率先计算出传动轴的直径、以及齿轮的模数；计算出来多轴箱规格和给定传动的路线。(3)结构设计负责主传动系统、变速箱、主轴、轴箱、润滑、密封等机构的布置和设计。换句话说，就是制作零件的组装和加工图。1.3.3设计的要求评价一个机床好坏主要是根据它的经济效益，也就是用低的价格并且质量高，这样才能得到观众的青睐，并将在国内和国际市场上具有竞争力。1.4组合机床设计的意义机械制造中不能没有机床，而经济的发展又关乎着制造业的发展，所以设计组合机床意义重大，不仅可以提高国民经济整体素质，加快中国工业化进程，还能提高我国的综合国力，实现中华民族伟大复兴。第2章组合机床总体设计2.1拟定组合机床设计方案2.1.1制定工艺方案好的零件处理方法会让组合机床的质量以及功能变高。所以我们在写方案的时候，有必要仔细观察和分析零件的形状，并了解其形状、尺寸、材料、刚度、处理精度、处理部件的结构特征和表面粗糙度。以及定位方法、使用方法、工具和刀具、生产率要求、加工所需要的环境等。通过分析这些零件的零件图（图2-1），用来对这些钻孔的进行加工。(1)加工钻孔需要注意的地方对4个直径为M8底孔进行加工。孔的位置度公差为Φ0.1mm，与Φ12孔同心。(2)工艺分析加工该孔时，孔的位置度公差为0.1mm加工组合机床的方案可以根据加工方法和的最大精度制定。选取定位基准点最基本的四个自由度限制，考虑到便于操作.夹具在工作台上放置的位置与操作者的距离，考虑夹具本体与刀具之间的高度差等。2.1.2拟定机床设计结构方案(1)零件所需达到的加工精度加工零件必须在组合机床上进行的加工操作和保证的加工精度是机床制造方案的主要基础。离合器板孔的加工精度要求不高，因此可以在工件孔之间使用精度为0.1mm的孔组合。图2-1加工零件图机床的加工零件示意图如图2-1所示。(2)被加工零件的特点这主要涉及工件的材料、加工现场的硬度结构、工件的刚性位置特性，这些都限制了机床的方案制定。(3)机床使用条件综合机床的使用对车间的布局、过程之间的联系、工厂的技术以及地理位置等问题，再依据用户具体情况选择组合的机床类型。2.2确定切削用量及选择刀具2.2.1确定工序间余量处理余量应合理确定，以保证过程无事故，处理精度恒定。处理实际情况中通过查询表来确定加工钻孔的工序余量。通常来说Φ6.5mm的孔在一般需要扩孔，直到工序间余量达到0.5～1mm。2.2.2选择切削用量在确定了组合机的工艺内容后，可以选择切割量。由于为多轴同时加工而设计的组合机床，根据经验，在大多数情况下，其切割速度比通用单刀机床低30%左右。·=·=…=·=式中：…——各主轴转速（r/min）…——各主轴进给量（mm/r）——动力滑台每分钟进给量（mm/min）根据经济选择的原则，查询表得知：钻头直径D=6.5mm,铸铁HB175～255、进给量f=0.1mm/r、切削速度v=15m/min.2.2.3确定切削力、切削扭矩、切削功率依据切削量来确定切削力，作为选择动力元件和量规设计的依据;确定用于确定轴和其他传动部件尺寸的切削扭矩;切割功率是已知的，并用于选择主变速箱的电力功率，查询表计算如下:布氏硬度：HB=HBmin－(HBmax－HBmin) =170－(241－170)=146.33切削力：=26=26×6.5××=535.16N切削扭矩：=10=10×××=2452.26N·mm切削功率：==2452.26×15/(9740×3.14×10)=0.123kw式中：HB——布氏硬度F——切削力（N）D——钻头直径（mm）f——每转进给量（mm/r）T——切削扭矩(N·mm)V——切削速度（m/min）P——切削功率(kw)2.2.4刀具框架的确定更换制动圆盘离合器的布氏硬度为HB170241，D为650毫米,材料的选择高速的钻头工具使结构简单、工作可靠。长孔的加工工具必须是这样,后期加工时留有一定的的距离缺口是为了清除碎屑和允许一定的调节刀具调整空间。2.3绘制组合机床的“三图一卡”设计钻床的重点内容也就是对钻床工艺方案及配置结构方案一些问题的回答。针对加工钻床箱的总体设计，我们提出了另外一个问题，也就是“三图一卡”的设计，具体内容指的是：零件工序图、加工示意图、机床尺寸图、生产率计算卡。2.3.1零件工序图1、零件工序图的用处和内容零件工艺图、工艺方案的基础上选定的内容进行组合机床、尺寸精度、表面粗糙度和符合技术要求的参考，用于加工材料、零件加工或加工后的产品硬度的重量和处理情况是机床检验一些技术文件的主要参考。离合器压盘钻孔组合机床的零件工序图如2－2所示。2、绘制被加工零件工序图的注意事项（1）为了使零件处理方案清晰明了，需要在机器上重新加工内容。编制画下一个选择一定比例足够种类和资料,以便腾出足够的空间用于加工(用粗线),以及突出轮廓和相应的一部分，工件轮廓及相关当事人机床设计和装配与细线(充满)应清楚标明所有尺寸、角度等,并通过这一机制进行保障必须得到有力的线条和充满标记下尺寸值。图2-2Φ12定位基准,用于加工、机械拧紧压位置和方向,必须按规定的符号代表介质。图2-2零件工序图处理现场位置的尺寸应根据位置参考进行标注;为了便于处理和检查，尺寸应以矩形坐标表示，而不是以极坐标表示。2.3.2加工示意图图2-3加工示意图1、加工示意图的作用和内容它是在机床上加工工件的过程、刀具的布置情况以及夹持刀具的相对位置的示意图上反映待加工工件的技术示意图。图2-3为钻床加工示意图。图上需要注意的地方：（1）确定机床应该怎么加工以及切削用量的问题，确定工作路线。（2）多轴箱距离夹具刀具的长短。（3）确定主轴的类型结构，并且注意刀具需按加工完之后的位置进行绘制。2、进行加工示意图的计算（1）选择刀具要求综合加工精度以及粗糙度的因素进行选择。（2）选择定向的工具工件位置的尺寸和精度主要取决于安装的方向，但刚性销钉的情况除外。因此，正确选择导向装置的类型，合理确定其尺寸和精度，是组合机床设计的重要因素，在制定工作方案时应予以考虑。1）选择导向类型选择固定式导向依据是导向部分的直径大小和刀具导向的线速度大小。2）导向套的各项数据必须要基于刀具直径来选择合适的固定导向设备，如图2-4所示：图2-4固定导向设备查表得知，固定导向装置规格一共有以下几种：表2-1导向设备尺寸对照表dDD1D2Ll1mRd1d2l06.512223028381318M81616固定装置的配合如下表：表2-2固定装置的配合导向类别工艺方法DDD1刀具导向部分外径固定导向钻孔G7（或F8）g6导向设备的安置示意图如图2-5所示：导向设备各项数据如表2-3所示：表2-3导向设备各项数据(mm)尺寸项目l1l2l3与直径d的关系(2～3)d加工铸铁dd/3+(3～8)计算值3×d=3025．425.4/3+8=16.5图2-5导向设备的安置示意图（3）先确认主轴的规格大小以及拉伸长度40Cr是主轴的材料，而剪切的弹性模量G=81.0千帕，依据这个原则选取B为2.316，主轴的直径可以依据刚性约束计算：dB=2.316×=17.52mm其中公式中：d为主轴的直径（mm）T为主轴转矩承受的力（N·mm）B为固定参数本设计中所有主轴直径皆取d=20mm,主轴外伸长度为：L=115mm，D/为32/20，内孔长度为：l1=77mm.确定刀具连接杆件综和上面的分析，多轴箱各轴的延伸长度等于某一值，刀具的长度也等于某一值，如果想要让多轴箱上的每一个刀具都在某一瞬时到达加工结束位置，就应该设立一个可调环节在主轴和刀具之间，原理是通过调整刀具接杆来处理解决问题。图2-6连接杆件调节装置这个连接杆件调节装置如图2-6所示，杆上连接件的尺寸d对应于延长轴长度内孔的尺寸D，因此根据连接杆的直径d选择接杆参数如表2-4所示：表2-4杆上连接件尺寸d(h6)D1(h6)d2d3Ll1l2l3螺母厚度20Tr20×6莫氏1号12.06117188464010012（5）确定加工示意图的联系尺寸加工保证从轴端面到件端面的距离最小，以确定整体连接尺寸，加工说明也以联系尺寸的表示如图2-3所示。其中最重要的从关系零件的切口到各个轴的长短截面的距离，那就是切削工具的拉长长度、螺母的厚度、皱纹外侧长度以及绳索延伸的长度之和，再去除加工孔的深度和切口。（6）确定工件能达到的供应长度如图2-7所示工件供应长度应等于工件加工部位长度L与刀具切入长度和切出长度之和。切入长应应根据工件端面误差情况在5～10mm之间选择，误差大时取大值，因此取=7mm，切出长度=1/3d+(3～8)=+89mm,所以=10+7+9=26mm。（7）快进长度的确定加工并考虑到实际情况,必须保证有足够的工作空间,这意味着快速退刀时务必使所有工具都回到导套内而不会妨碍了工件的装载和卸载。根据实际情况取得快速退回行程为156mm，所以快进长度156－26=130mm。图2-7工作进给长度2.3.3机床尺寸图图2-8机床尺寸图1、机床尺寸图的用处和内容机床尺寸图是通过表示机床运动部件组装装配之间的关系,以核实机床部件位置关系和尺寸符不符合要求,并为进一步设计提供依据。如图2-8所示，机床尺寸图的内容大致可以分为以下几个方面：机床的布局，规格，电动机的重要参数,主要尺寸工件和每个部分之间的联系,特殊零件的轮廓尺寸等等。2、动力部件的选取动力部件的选取主要是型号、规格一致的滑台和动力箱。（1）滑台的选用依据是驱动的特点和驱动力大小，驱动速度，工作路程长度等选取。1）确定进给形式HY系列液压滑台符合设计滑台的特点以及功能同时也符合实际加工情况。2）轴向驱动力使滑台运动所需的力=∑=4×1071.79=4287.16N式中：—所有轴加工时产生的力滑台工作时不仅要计算主轴总和的轴向力以外，还要考虑出滑动时摩擦力的因素，通过计算得知进给力不得小于4.29KN。3）驱动速度的确定无级调速是滑台在可以一定范围内实现，而在实际情况下的驱动速度需要更大一些。根据驱动速度的大小选择滑台，查询数据HY25IA是最适合的。4）确定滑台行程滑台行程不仅要保证足够的工作路径，而且要在运行前和运行后提供备用。前置储备的作用是为驱动部件提供一定的操作空间，以补偿机床的制造误差和刀具磨损后的前向调整。本次设计前备量和能使动力部件有余地移动的后备量加起来大致上取40mm,而滑台路线总长度应大于工作长度。即：行程L＞156+20+40=236mm，为了满足条件取250mm，总的来说，选取了HY25IA型号滑台。（2）选取相应的动力箱电动机的功率是选取动力箱的最重要的依据之一，在进行多轴箱的设计计算之前，可算＝／η＝4×0.123／0.8＝0.615KW多轴箱的发动机功率应大于计算的功率，并结合轴所需转速的选择。根据这个原则，选用Y100L—6B5型号的电动机，输出距动力箱离箱底面高度为125mm。计算得知参数如下表2-5所示：表2-5计算参数表主电机传动型号转速范围（r/min）主电机功率配套主轴部件型号电机转速输出转速Y100L-6B514307061.51TA32、1TA32M、1TZ32~1TG32（3）Y轴液压滑台的选用工件质量计算V=420×240×10＋(2×160＋2×340)×10×30=1.308×10-3m3m=ρv=7×1.308×103×10-3=9.156kg～9.16kg摩擦系数的取值范围在0.07～0.12内，本次取f=0.1F=f·N=0.1mg=0.1×9.156×10=9.156N2、送达物料高度物料高度指工件安装基面至机床底面的垂直距离，在钻孔组合机床设计中，物料高度的可选范围为可580～1060mm，本次设计选取送料高度为970mm。3、底座中间部分尺寸大小底座中间部分尺寸的大小需要适应Y轴滑台安装对接的的要求，又因为它的结构又与立柱底座相连接，所以我们采用的是侧底座1CC32。2.3.4生产率计算卡生产率计算卡是一份技术文件反映了机床的周期、时间、效率等问题。计算如下：切削时间：T切=L/vf+t停=2×26/47.8＋2×15/478=1.151min辅助时间T辅=+t移+t装=（150＋176）×2/12000+0.1+1.5=1.654min机床生产率Q1=60/T单=60/（T切+T辅）=60/（1.151+1.654）=21.39件/h机床负荷率按下式计算η=Q1/Q×100%=Q1tk/A×100%=21.39×1950/60000×100%=70%表2-6生产率计算卡被加工零件图号1601A-093毛坯种类铸件名称离合器压盘毛坯重量材料HT21-40JB297-62硬度HB170-241工序名称钻压盘连接孔工序号工时/min序号工步名称工作行程/mm切速/（m·min-1）进给量/（mm·r-1）进给量/（mm·min-1）工进时间辅助时间1按装工件0.52工件定位夹紧0.253Z轴快下150120000.0134Z轴工进263445Z轴暂停0.036Z轴快上176120000.0157Y轴前进100100000.018Y轴暂停0.099Z轴快下150120000.01310Z轴工进2647.80.54411Z轴暂停0.0312快退176120000.01513工件松开0.2514卸下工件0.5备注1、主轴转速706r/min2、一次安装加工完一个工件累计1.0881.716单件总工时2.804机床生产率21.39件/h理论生产率30.77件/h负荷率70%2.4多轴箱设计内容以及综合计算2.4.1进行多轴箱基础图设计多轴箱的原始依据图，如图2-9所示:图2-9多轴箱基础图主轴的型号，加工工序，切削用量以及各项参数如下表2－7所示：表2-7主轴各种型号参数轴号主轴外伸尺寸工序内容切削用量D/dLN（r/min）V(m/min)f(mm/r)Vf(mm/min)1、2、3、420/12115钻Φ6.5478150.147.8注：被加工零件编号及名称：箱盖为HT21-40材料；硬度为HB170-2412.4.2选择相应的齿轮模数主轴使用的是滚珠轴承，适合钻孔组合机床加工。齿轮模数m可按下式估算：m=(30～32)=32×=1.76式中：P——齿轮所传递率（kw）Z——对啮合齿中的小齿轮数N——小齿轮的转速（r/min）根据设计，除多轴箱输入齿轮模数取3以外，其余齿轮模数都取2。2.4.3设计多轴箱的传动（1）根据原始依据图（图2-9），画出驱动轴、主轴坐标位置。如下2-8表：表2-8驱动轴、主轴坐标值坐标销O1驱动轴O主轴1主轴2主轴3主轴4X－1750－959595－95Y094.51801808080（2）确定传动轴位置及齿轮齿数图2-10齿轮壁的宽度测定1）齿数最小值的计算为了检查机械零件的设计手册，并确保齿轮的强度得到保证，计算了驱动轴上齿轮的最小数量，如图2-10所示：2（t/m1+2+1.25）－d0/m1=2×(33.3/3+2+1.25)－30/3=18.918.9显然不符合要求，应当取19合适齿轮齿数的最小值当m2和分别为2和20的时候的同时齿轮直径为23.3：2（t/m2+2+1.25）－d0/m2=2×（23.3/2+2+1.25）－20/2=19.8显然19.8不是整数，要取20才合适。2）同心圆分别有主轴1，2，3，4，4个主轴。按驱动轴出轮的原则计算齿轮模数为m≥主轴齿数选取Z=45，传动齿轮采用z=45齿的齿轮，变位系数。传动轴的转速为:而在实际情况下传动轴的转速一般取，则驱动轴至传动轴的传动比为:所以选择两级传动，且传动比分配为：一级为1.2×1.2;二级为1.4×1.0。查询手册并且根据驱动轴的直径计算出来，，驱动轴上的齿数为：轴上最小齿轮齿数Zmin≥取齿数为45。通用的齿轮有电机齿轮，动力齿轮和电动齿轮。齿轮选取原则依据如下表2-9表2-9齿轮选用参照表齿轮种类宽度（mm）齿数模数（mm）孔径（mm）驱动轴齿轮243216～50连续16～702、2.5、32、2.5、3、415、20、30、35、4025、30、35、40、50传动轴齿轮44（B型）45225、30、40、50输出轴齿轮3237318、22、28、32、36计算各主轴转速使各主轴转速的相对转速损失在5%以内。由公式：V=知：2.4.4传动系统的绘制变速箱系统图是显示变速箱关系为示意图的图，即用于确定传动轴与各主轴之间联系的传动轴如图2-11所示图2-11箱盖钻孔多轴箱传动系统图在每个传动轴、变速箱和驱动轴之后，只有37mm的宽度的齿轮、4.50mm的前壁、9.5mm的后壁。图中给出了齿数、模量和齿轮位移系数，用来判断验证驱动桥是否正确。此外，轴的直径和轴套的直径也要画出来，以防止齿轮与相邻的轴套碰撞。2.4.5进行传动零件校核计算（1）进行传动轴直径分析计算主轴扭矩1和4相等等于3274.56N·mm液压泵轴的扭矩：查得R12-1A液压泵的最高压力为0.3MPa、排量为5.88ml/r。前提为理想状态，即：P·q=T·ω单位换算：P=0.3MPa=0.3×106Pan=655.338r/min=10.9223r/sq=5.88×10.9223=64.22ml/r=64.22×10-6m3/sω=2πn/60=2×3.14×655.338/60=68.56rad/s代入公式：P·q=T·ω64.22×10-6×0.3×106=68.56T7解得：T7=280N·mmT5=T1/i5-1+T4/i5-4+T7/i5-7=2×3274.45/0.914+280/0.667=7584.89N·mm根据d=B=2.316×=21.6mm<30mm计算得知4个轴符合要求。（2）进行齿轮模数的计算检验车轮在45钢表面淬火，布氏硬度HB=229-286，平均为240HB。寿命为10年，速度Z5=30,Z1=28，宽度B=37mm，传动比i5-1=0.914，工作比1.088/2.804=0.39。校核计算：接触疲劳极限бHlim由图12.17c得бHlim=410MPa齿轮5的圆周速度v5v5===1.37m/s精度等级选9级精度Ft=2T5/d5=2×7584.89/60=252.83NKAFt/b=1.1×252.83/37=7.52N/mm<100N/mmεα=[1.88－3.2×(+)]cosβ(β=0)=1.88－3.2×(+)=1.67Zε===0.88由此得KHα===1.29齿向载荷分布系数KHβ由表12.11知KBβ=A+B[1+0.6·（）·2]（）·2+C·10-3b=1.17+0.16×[1+0.6×(37/60)×2]×(37/60)×2+0.61×10-3×37=1.28载荷系数KK=KAKVKHαKHβ=1.1×1.24×1.29×1.28=2.25弹性系数ZE由表12.12ZE=189.8节点区域系数ZH由图12.16（X1X2）/(Z1Z2)=0.005ZH=2.62接触最小安全系数SHmin由表12.14SHmin=1.25总工作时间thth=10×365×8×0.39=11481.6h应力循环次数NL1=60γn5th=60×3×436.892×11481.6=9.03×108NL2=60γn1th=60×1×478×11481.6=3.2×108接触寿命系数ZN由图12.18ZN1=1.14ZN2=1.24接触应力的计算[σH][σH1]===373.92MPa[σH2]===406.7MPa验算σH=ZE·ZH·Zε=189.8×2.62×0.88×=301.95MPa<373.92MPa弯曲应力的计算[σF][σF1]==380×0.98×0.85/1.25=253.25MPa[σF2]==380×1×0.85/1.25=258.4MPa验算σf1=YFα1YSα1Yε=×2.37×1.63×0.7=21.62MPa<[σf1]σf2=σf1=21.62×=22.52MPa<[σf2]计算得知，本次传动不需要做静校核。2.5平衡重物机构的计算（1）首先计算滑台在Z轴上的质量V1=500×55.5×250×+2×500×44.68×40=8.72×10-3m3m1=ρV=7.8×103×8.27×10-3=68.016Kg（2）动力箱的质量依据表得知为120kg箱体本身的质量计算如下a、箱体的质量Va=400×(90×320－57×264+141×320－51×260+70×320－5×260)+(57×264×28+51×260×30+5×260×10)=26.685×10-3+1.61×10-3=28.345×10-3m3ma=ρVa=7×103×28.345×10-3=198.415Kgb、主轴的质量Vb=4×[115×+(141+70)×]=0.32×10-3m3mb=ρVb=7.8×103×0.32×10-3=2.5㎏c、传动轴的质量Vc=2×(141+57)×=0.28×10-3m3mc=ρVc=7.8×103×0.28×10-3=2.2㎏d、齿轮的质量Vd=32×(3.14×282×4+3.14×302×2+3.14×34.52+3.14×40.52×2+3.14×202)=0.99×10-3m3md=ρVd=7.8×103×0.24×10-3=7.722㎏e、查表R12-1A的质量me=5.5㎏f、连杆的质量Vf=3.14×102×188×4=0.24×10-3m3mf=7.8×103×0.24×10-3=1.9㎏g、麻花钻的质量Vg=4×3.14×52×128=0.04×10-3m3mg=7.8×103×0.04×10-3=0.312㎏m总=m1+m2+ma+mb+mc+md+me+mf+mg=68.016+120+198.415+2.5+2.2+7.722+5.5+1.9+0.312=406.57㎏平衡块的重量根据计算规则m块=m总85%=420×85%=357㎏2.6液压系统液压泵根据机床在工作行程以及负荷问题进行选择，因此选择可以调节压力的限压泵。2.6.1液压泵在Z轴方向上的确定（1）进行最大工作压力的计算最大工作压力的出现在元件快速进给阶段，考虑到阻力，于是有下列公式F摩=G－F代入式中F摩=m总g－m平衡块g=420×10－357×10=630N切削力：F切=1071.79NF=F摩+F切=630+1071.79=1701.79NHY25IA液压滑台的油缸直径为63mm,活塞杆直径为35mm.A===0.62×10-3㎡则：P1=F/A=1701.79/0.62×10-3=2.75MPa△P综合实际通路损失的取得为0.5MPa,则最大压力PpP1+△P=2.75+0.5=3.25MPa，但是必须留给额外的空间Pp=3.25×（1+25%）=4.06MPa选择合适的驱动系统，所有泵的效率之和为0.75ＮＰ＝＝＝1.59kw式中：ＮＰ——液压泵的驱动功率（kw）根据已知数据计算得知，电动机应该选择Y100L2－4型号，功率恒定为3kw。2.6.2Y轴液压动力的确定（1）工作台的质量V工＝630×320×45＝9.072×10-3m3m工=ρV工=7.0×103×9.072×10-3=63.504㎏进行计算V滑＝11.09×10-3m3m滑＝77.63㎏由于夹具未设计，估算m夹＝10㎏则总质量m总＝m+m工+m滑+m夹=9.156+63.504+77.63+10=160.29㎏液压缸需要的力F＝fm总g式中：f——摩擦力f=0.1g——重力加速度代入式中：F＝fm总g＝0.1×160.29×10＝160.29NHY32IA液压滑台油缸的压强在后退时最大，工作面积A＝＝＝0.49×103m3则最高工作压力P2＝F/A＝160.29/0.49×10-3＝0.33MPa△P为运输过程中产生的损失为0.5MPa从而PpP１＋△P＝0.33+0.5＝0.85MPa（2）限制液压泵流量的最大参数，取泄露参数为1.1计算qP1.1×20＝22L/min因为YBN-40N-JB型限压式变量泵的流量为37.5L/min，调压范围在2.0～7.0MPa，并且Y轴是流量22L/min小于37.5L/min，它的最小压强为0.85MPa，而YBN-40N-JB调压范围在2.0～7.0MPa，因此设置了一个减压阀，使符合压力要求。2.6.3拟定液压系统图图2－12液压系统图，表2－11为电磁铁的工作路线图2-12液压系统图表2-11电磁铁工作路线工况1YA2YA3YA4YA5YASP启动－－－－－－Z轴快下＋－＋－－－Z轴工进＋－－－－－Z轴死挡铁停留＋－－－－－Z轴快上－＋－－－－Y轴前进－－－－＋－Y轴死挡铁停留－－－－－＋Z轴快下＋－＋－－－Z轴工进＋－－－－－Z轴死挡铁停留＋－－－－－Z轴快退－＋－－－－Y轴后退－－－＋－－第3章夹具设计3.1机床夹具的概述3.1.1机床夹具的组成(1)装置定位元件，用来精确定位工件。(2)装置夹紧元件，是用来将元件夹紧并固定好。(3)导向元件决定了工具和导轨的位置。(4)芯片专用夹具对于保证芯片的刚性和提高其动态性能尤为重要。3.1.2机床夹具的类型

为了便于设计和制造，它通常根据一些特性进行分类，例如所使用的机床：车床夹具、铣刀夹具、钻孔夹具、磨床夹具和钻孔夹具。3.2工件结构特点分析

在分析离合器盘结构和四个待处理的M8螺纹底孔的特定位置上，不难获得所需的精度。并且，支撑板的主定位表面可用于保证两端和下表面之间的垂直性。3.3工件定位方案和定位元件的设计将工件定位在夹紧装置中，以确定工件和夹紧装置定位部件的相对位置，并确保工件和工具相对于转向部件或切割装置的相对位置。以满足精密加工要求。该芯片使用大平面、锁定针、定位轴，其中大平面分别限制X、Y和Z方向的三度自由度运动。停止杆限制旋转自由；树限制了两个自由度。3.4夹紧方案和夹紧元件的设计切割工件时，由于切削力、惯性力双重作用，为了固定位置必须夹紧。夹紧元件是与夹紧过程直接接触的最后一个夹紧元件。3.5夹具的特性（1）刚性好工具卡得紧了，不发生高速振动，不发生弯刀，自动静心比三足网大。透管是由无弱环的铸铁铸成的。机构偏袒一方，不偏袒一方。（2）应用范围广该夹紧工具可取代具有不同直径弹簧套筒的夹紧工具，该夹紧工具可以用不同直径的类似产品加工，具有良好的通用性。（3）精度保证较高使用充气轴芯可消除零件的定位空间，确保工件的正确位置的位置精度可以达到0.01毫米。3.6夹具体的设计夹紧工具的基本构件特别适于安装在工具组件、定位构件、夹紧构件、连接构件、导向构件或刀片切割装置等上。因此，夹紧元件特别复杂和重要，必须满足某些要求：1）钳子必须具有足够的刚性，以便在加工过程中支撑夹紧力和切割力，通常是铸件，但也包括焊料。2）一般来说，为了便于安装夹具（当然是小吊车），也为了便于操作，应当考虑到装卸起重机问题。3）应特别考虑到废物清理与处置问题。4）依据夹具体稳定性原理来设计尺寸，应该选择大的夹具作为底面。5）考虑到夹具本身的结构问题，并且必须合理和方便地处理和安装。则该夹具体的基本要求为：1060590。3.7误差的分析与计算误差的分析与计算必须在一定的范围内，并且要满足各种尺寸的要求，这是最基本的设计原则。取（中等级）即：尺寸偏差为由《机床夹具设计手册》可得：定位误差（两个垂直平面定位）：夹紧误差：其中接触变形位移值：③磨损造成的加工误差：通常不超过④夹具相对刀具位置误差：取误差总和：综合分析结论得知，夹具的设计在误差范围内，所以符合要求。3.8夹具精度分析计算正确的夹具设计是检验计量是否满足零件运出要求的一个很重要的因素。在机械部件的加工过程中，机床，部件，部件，切削工具等形成了封闭的网络加工系统，配件与切削工具之间建立了良好的位置关系，满足了要求工序的大小。这些关系中只要有一点误差，不管是什么都直接影响到元件加工的精度。典型的误差来源有：1）Δdw是由于定位的时候出现了问题导致的与实际情况的差值。2）Δa是由于安装的时候出现问题导致偏离实际位置的差值。3）Δt是对刀的时候由于测量的间隙考虑到磨损问题导致的实际误差。4）Δg是因为机床实际加工的时候由于变形磨损而产生的误差。要想保证工件时合格的，就必须满足误差计算不等式，也就是说上面4个误差加起来不能超过标准位置的公差Δk。即Δdw+Δa+Δt+Δg〈Δk而相对于夹具方面来说，Δdw已经计算出来为0.07mm。Δa的定位方式为定位键，计算得知为0.005mm，对刀产生的误差则Δt取0.07mm而最后一个参数Δg由于本身的特点导致计算的差异较大，实际取值为则0.3m。根据精度计算的要求计算出来一系列的计算分析表明，本次夹具设计的精度以及定位形式是可行的，符合要求。3.9操作夹具的注意事项在设计装配时，必须在保证要求的范围内最大限度地提高劳动生产率，并根据装配的特点，使手动操作更容易，并且满足了拧紧要求。需要注意的一点是，在加工后取件时后阶段的步骤完全相反。结论本次设计的4个离合器钻孔，在研制过程中客服了转换时存在的问题。一连串的测量更加保证了加工钻孔的精度。设计流程如下：1、分析计算四个孔的参数，对孔加工方面提出了要求和需要注意的问题。2、选择了符合情况的机床切削参数、驱动头结构参数等。3、驱动头和多轴箱由Z轴液压滑块驱动，Y轴驱动部分由两方面进行驱动。开发了Y轴和Z轴液压平台进料的工作周期，经论证得知该工艺的要求是可以满足的。4、为保证钻孔的精度要求而设计出来的的主轴箱和钻模板。5、工艺的需要可以基于选择刀具时是通用和经济原则选取。钻孔组合机床的设计是为了保证加工孔的生产质量，大大提高工作效率的同时降低加工成本。这项工作还有许多需要改进的地方，例如自动化需要改进等等。这些问题肯定会通过改进设计、改进过程、在实地不断实践和综合而得到改善。致谢转眼间4年的大学生涯就要结束了，而我将面对又一次征程的开始—研究生生活，这四年大学在老师家长已经同学的帮助下度过了，毕业论文是在我的指导老师李小海老师的亲切细心指导下完成的，您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围，使我接受了全新的知识理论，体会到了思考问题的基本方式，从论文题目的选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有拨开云雾见太阳的感觉。同时也感谢佳木斯大学机械工程学院以及学院里面许多优秀的老师们和同学们，是他们用自身的知识指导我们完成了这次设计，让我们得到了一次综合的锻炼与学习。参考文献[1]陈旭东、周菊琪.《现代组合机床技术及其发展》[J]中国机械工程.1995年第6卷第3期.[2]王超于洋.减速器箱体双面铣组合机床[J].金属世界,2009(02):58-62.[3]许晓肠.《专用机床设备设计》[M]重庆大学出版社，2003.[4]顾维邦.《金属切削机床概论》[M]机械工业出版社，2002.[5]戴曙.《金属切削机床设计》[M]机械工业出版社，1993.[6]华东纺织工学院、哈尔滨工业大学、天津大学.《机床设计图册》[M]上海科学技术出版社，1984.[7]赵宏林郭雷.数控机床计算机辅助设计系统讲座：第二讲机床总体方案设计（一）[J].机床,1991(10):5-5.[8]储凯、许斌等.《机械工程材料》[M]重庆大学出版社，2002.[9]邱宣怀主编.《机械设计》[M]高等教育出版社，2003.[10]吴宗泽主编.《机械设计实用手册》[M]化学工业出版社，2000.[11]龚桂主编.《机械设计课程设计指导书》[M]高等教育出版社，1990.[12]赵宏林郭雷崔品.数控机床计算机辅助设计系统讲座第二讲机床总体方案设计一[J].机床,1991(10):50-53.[13]G.Xiuwen,JYHFuh,AY.C.Nee,Modelingoffrictionalelasticfixtorkpiecesystemforimprovinglocationaccuracy[J].IIETransactions,1996.(28).82827.[14]JHYeh,F.W.Liou,Contactconditionmodelingformachiningfixturesetupprocesses[J].InternationalJournalofMachinetoolsandManufacture1998,(39)--ST857[15]RStone,K.KrishnamurthyAneuralnetworkthrustforcecontrollertominimizedelaminationduringdrillingepoxylaminates[J]InternationalJournalofMachineToolsandManufacture,1996,(36):985-1003.[16]M.Y.Wang,D.MPelinescu,Contactforcepredictionandforceclosureanalysisofafixturedworkpiecewithfriction[J]ASMEJournalofManufacturingScienceandEngineering,2003,125(2)325332.[17]章宏甲、黄谊.《液压传动》[M]机械工业出版社，2003.[18]左健民.《液压与气压传动》[M]机械工业出版社，2002.附录11．机械材料加工的时代背景在人类进步的一段长时间范围内，许多工具、机械和方法被提出来；不同的原料用不同的工具来加工。原料及其处理过程已经变成了推动人类进步不可缺的一部份。在当前世界中日益激烈的竞争和人们追求幸福生活的今天，物质的功能已经远远超出了人类现有的并不断增长的知识及想象。例如：神秘原料功能，半导体材料，原料能量有吸力的材料，在航空领域中占有70%份额的强力铝合金4~5um的薄金属片，用各向异性深冲压金属板在1%以下；电子铝箔与强耐热铝合金已经被应用到航空、宇宙及深海领域中，等等；在原料加工加工领域中不同的时间段里，材料重要发展趋势就这样形成了：（1）在特殊的物理领域里制造原料加工机械，是为了能有特殊的质地结构和辅助性的加工功能。例如：运用热能和机械能能够突破科学技术的极限，将一些不常用的能量，例如：微波、化学能、生物能等等，一个接一个的被引入到材料加工中来，因此一些加工特殊能量原材料的加工设备就被制造出来了。（2）突破传统的物质限制，将溶化、凝固、造型一体化，然后加热得到具有特殊功能的原料，这样就可以降低加工费用。例如：材料加工整形技术，比如像快速翻滚，喷雾处理、塑胶成型、喷射造型法、高能量射束等等被应用。（3）原料加工处理正在向高速、重载和高精度在线控制方向上迈进。例如：轧制速度达到130m/s，压力变形已达到300MPa，尺寸精度达到了0.1um，成型精度已达到0.1i；浓度精度已达到0.1MPa。由于这些原因，原料加工机械设备设计理论将科学与技术相关联的领域有机的结合起来设计生产一中新概念材料加工设备是可能的。2．对于新概念材料加工设备的期望功能（1）要有能力生产具有特殊物质的领域；能传送那些对于新概念材料加工在特定的物质环境下是非常必要的特殊能流。例如：在高温环境下能使那些高温波或者脉冲以超过104~106K/s的速度冷却下来；将外表面的凝固、变形合成一体，然后在将超强接触面应力重新组合成新的分界面；融化的大金属薄片的湍流；随机的低频率磁场用于金属末加热的微波、用于大