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摘 要
一個國家的發(fā)展主要依賴工業(yè)生產(chǎn)，工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展水平?jīng)Q定著這個國家的未來發(fā)展方向。先進的制造設(shè)備是最直接能夠提升生產(chǎn)力的。
本文所要詳解的是曲軸箱軸承孔端面螺紋底孔的加工方法及其加工用的組合鉆床。此工藝要求同時加工曲軸箱左右兩端12個螺紋底孔，并且一次性達到所要求的加工精度。按照以上要求，設(shè)計出三圖一卡，裝配圖及夾具。
臥式組合鉆床構(gòu)成零部件大致為滑臺底座、液壓滑臺、多軸箱、夾具，附帶動力元件等等。本文主要涉及機床部件標準件的選取，涉及夾具，多軸箱齒輪的配對及校核。
關(guān)鍵詞：組合鉆床,軸承孔端面,多軸箱,夾具
Abstract
The development of a country depends mainly on the industrial production, and the development level of the industry determines the future development direction of the country. Advanced manufacturing equipment is the most direct to enhance the productivity of.
T This paper will explain the combination drilling machine processing method of crankcase bearing hole face and threaded hole for processing. This process requires simultaneous processing of the crankcase around 12 ends of the threaded hole, and attains required processing precision. According to the above requirements, the design of a three figure 1 card, assembly drawing and fixture.
Horizontal combination drilling machine components generally slide base, hydraulic slipway, multi axle box, fixture, incidental power components and so on. This paper mainly involves the selection of standard parts of machine tools, involving the fixture, the matching of multi axle box and check.
Keyword: Combination drilling machine, end face of bearing bore, multi axle box, clamp
目 錄
摘 要 2
Abstract 3
1．緒 論 4
2.組合機床的總體設(shè)計 6
2.1 組合機床方案的制定 6
2.2 確定切削用量及選擇刀具 8
2.3 “三圖一卡”的編制 9
2.4 多軸箱的設(shè)計 18
3.夾具設(shè)計 21
3.1 機床夾具的概述 21
3.2工件結(jié)構(gòu)特點分析 21
3.3工件定位方案和定位元件的設(shè)計 22
3.4夾緊方案和夾緊元件的設(shè)計 22
3.5夾具體的設(shè)計 22
3.6誤差的分析與計算 22
3.7夾具精度分析計算 23
4 .結(jié) 論 24
致 謝 25
參考文獻 26
23
Abstract
第二章 組合機床的總體設(shè)計
1．緒 論
1.1．綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義?
21世紀制造業(yè)迅速發(fā)展，生產(chǎn)效率決定企業(yè)的存亡，提高機床的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，使得企業(yè)最大化利益化是每個生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注的。隨著時代發(fā)展，工程師們首先發(fā)明了專用機床提高生產(chǎn)率，其缺點制造成本高，設(shè)計周期長，通用性低。多年后，工程師們改善了傳統(tǒng)的機床，即如今的組合機床，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動率。組合機床的特點為一次性可以多把刀具加工或同時加工多個工序，產(chǎn)品質(zhì)量也是有增無減；一般的組合機床由標準零部件組成，方便零件更換減少生產(chǎn)成本；組合機床能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)合組成自動化生產(chǎn)線，實行大規(guī)模生產(chǎn)。
如今，組合機床可以保證高質(zhì)量，高產(chǎn)量，高效率的車間生產(chǎn)。組合機床自動化程度非常高，只需少數(shù)工人加工操作。國內(nèi)的大中型箱體類零件的鉆孔，擴孔等大部分用組合機床加工。近年來，組合機床行業(yè)日益壯大。
1.2.組合機床的種類與用途
1911年，美國人發(fā)明了世界上第一臺組合機床。當(dāng)時只是用在汽車行業(yè)，人們發(fā)現(xiàn)其加工效率很高，沒過多久，組合機床遍布世界各地大小工廠中。28年前，我國剛開始只有小規(guī)模地生產(chǎn)，如今，組合機床被用于大大小小各個行業(yè)。組合機床是提高效率，工業(yè)發(fā)展的完美探索者。組合機床自動化程度比較高，高效，易加工，已經(jīng)成為機械行業(yè)的新鮮血液。
1.3.組合機床的發(fā)展與前景
我國的組合機床生產(chǎn)水平屬于世界中游，國內(nèi)大型，多工位的的組合機床不得不從國外引進。在21屆日本國際機床博覽會中上， 許多國家展示了當(dāng)時最先進的組合機床，國內(nèi)專家們現(xiàn)在還對當(dāng)時展示的多功能的設(shè)備大為觀止。當(dāng)時列出的組合機床，最高的主軸轉(zhuǎn)速每分鐘18000轉(zhuǎn)，進給速度達到每分鐘50米?，F(xiàn)在生產(chǎn)質(zhì)量要求愈來愈高，零件也愈來愈復(fù)雜，現(xiàn)今水平的組合機床可以做到化繁為簡，化難為易，組合機床在機械行業(yè)的前景是不能想象的。
組合機床的發(fā)展趨勢是自動化，多樣化，隨著科技的發(fā)展，自動化技術(shù)的日益成熟，組合機床自動線也越來越數(shù)字化，未來的發(fā)展趨勢是機床可以實行無人操作，從工件的裝夾，零件的加工，再到工件的拆卸，機床自動實行，可以大大
提高生產(chǎn)力，降低勞動強度。現(xiàn)今，工件的形狀越來越復(fù)雜精細，加工要求越來越高，單工序機床今后將無法滿足每日大批量的生產(chǎn)，多工序多樣化得組合機床將會是未來趨勢，機床可以多工序加工，還可以同時進行鉆孔，銑面等。我國的綜合實力日益壯大，工業(yè)發(fā)展也緊追歐美大國，組合機床生產(chǎn)發(fā)展也日益蓬勃。
第二章 組合機床的總體設(shè)計
2.組合機床的總體設(shè)計
2.1 組合機床方案的制定
2.1.1確定加工工藝方案
每一道工序，每一環(huán)節(jié)都需要有零件加工的要求、目標，加工工藝方案便是零件加工生產(chǎn)的依據(jù)。每一道工序都會有一個加工工藝方案，零件加工時，我們需擬定合理的工藝方案出來。生產(chǎn)在制定工藝方案時，首先要仔細查看零件圖紙，要清楚知道工件的輪廓、材質(zhì)等；還要知道工件要加工哪一個或哪些部位，加工的精度要求等；初步確定工件加工時如何定位、夾緊，估算切削量等等。最后查看中英文的相關(guān)資料，擬定出合理的工藝方案。
分析被加工零件（曲軸箱軸承孔端面），寫出螺紋底孔的工藝過程。
(1)技術(shù)要求
曲軸箱左右端面軸承孔上的螺紋底孔的加工，共計6X2=12個，工件材料為HT200（灰鑄鐵），硬度為HB163～255。
(2) 工藝分析
孔的位置度公差為0.1mm。
根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，為了提高加工效率，減少生產(chǎn)成本，螺紋底孔的加工同時一步完成，M8螺紋孔低孔直徑查表計算取Φ6.5毫米，加工的孔深為16毫米。
(3) 定位基準的確定和選擇合適的夾緊點
綜合分析被加工零件的特征和加工的部位，最后確定以箱體的底面為定位基準，選取底座對角長度最大的兩個孔定位，一面兩銷（圓柱銷、菱形銷）定位可以限制工件個六自由度，， 且此組合鉆床配有該曲軸箱的專用夾具。
（4）生產(chǎn)量
年生產(chǎn)量不少于60000件。
2.1.2 確定組合機床結(jié)構(gòu)方案
(1)被加工零件的加工精度
在完成機床結(jié)構(gòu)方案時，我們要保證加工零件可以完成要求的加工工序，并且要保證加工精度。曲軸箱軸承端面螺紋孔的不需要特別高的加工精度，可以使用一般組合鉆床。在加工時，可以對所有孔同時進行最終的精加工。為了使得加工出來的孔粗糙度在Ra3.0um內(nèi)，我們要精確計算零件的尺寸大小，夾具的定位誤差等，提高制造精度。最后，我選擇尾置式齒輪動力裝置的組合機床，采用液壓系統(tǒng)進給，夾具設(shè)計為手工夾緊。
(2) 被加工零件的特點
軸承孔端面的材料HT200、硬度HB163-255，6個孔以軸承孔中心為圓心環(huán)狀均勻分布，孔的直徑為Φ6.5毫米。經(jīng)分析，零件加工時受力不大，加工處發(fā)熱等影響微乎其微。確定單面6個孔可以同時加工，雙面同步進行，一次完成的方案。
實際生產(chǎn)中，被加工面與定位基準面垂直的一般選擇臥式機床，立式機床一般不加工長度偏高的工件，且工件的被加工平面與工件的定位基準面是平行的。
此工件的被加工面與定位基準平面是垂直的，6個孔一次同步完成，一個工序，最后確定臥式單工位組合鉆床。
(3) 零件的生產(chǎn)批量
零件的生產(chǎn)批量也會影響到機床的設(shè)計。此工件年生產(chǎn)量6萬件，多軸頭同步加工，可以大大減少生產(chǎn)周期，從而提高效率。
(4) 機床使用條件
最后，還需去工廠車間作實地考察，查看車間大小，所需機床數(shù)量，還要考慮客戶的要求，再綜上考慮，給客戶提供多個選擇方案。
綜上所述：從以上各個方面綜合考慮，工件的結(jié)構(gòu)，用戶要求等等，最終，我優(yōu)先選用六軸頭單工位同步鉆床。
2.2 確定切削用量及選擇刀具
2.2.1 選擇切削用量
確定了工件的工藝方案和機床的種類，下來就要考慮選擇切削用量。在實際生產(chǎn)中，機床同時加工的軸越多，切削用量會少25左右。組合機床的進給系統(tǒng)選用動力滑臺。由于要被加工的孔的深度是一致的，所以每個刀具的進給量也是一致的，滿足NixFi=NjxFj。同時，我們還可以計算出動力滑臺每分鐘進給量Vf=NixFi。
式中：Ni，Nj——各主軸轉(zhuǎn)速（r/min）
Fi，F(xiàn)j——各主軸進給量（mm/r）
所生產(chǎn)的每個曲軸箱軸承端面的工件材料、精度、技術(shù)要求完全一樣的。綜合效率和成本考慮，最后選取鉆頭直徑選取D=6.5mm,材質(zhì)選擇高速鋼。綜合加工效率，刀具磨損情況考慮，選取刀具進給量f=0.1mm/r，同時為了一次達到加工精度要求，選取切削速度v=10m/min。
2.2.2 切削力、切削扭矩、切削功率的
(1)通過切削力的計算，可以計算出滑臺的最小進給力:
布氏硬度：HB =HBmax-(HBmax-HBmin)/3
=255-(255-163)/3
=224.33
式中: HB——布氏硬度
切削力：F=26D f0.8HB0.6
=26X6.5X0.10.8X224.330.6
=689.32N
式中: F——切削力（N）
D——鉆頭直徑（mm）
(2)主軸及傳動軸的選取主要由切削扭矩決定:
切削扭矩：T =10D1.9f0.8HB0.6
=10X6.51.9X0.10.8X224.330.6
=1429.12N·mm
式中: T——切削扭矩(N·mm)
f——進給量（mm/r）
(3)動力箱主要依靠切削功率和主軸轉(zhuǎn)的速選擇的:
切削功率：P=TV/(9740X3.14XD)
=(1429.12X10)/(9740X3.14X6.5)
=0.072 kW
轉(zhuǎn)速：n=1000v/(3.14Xd)
=1000X10/(3.14X6.5)
=490r/min
式中：V——切削速度（m/min）
P——切削功率(kw)
n——轉(zhuǎn)速（r/min）
2.2.3 選擇刀具結(jié)構(gòu)
如何選擇刀具結(jié)構(gòu)：
1、優(yōu)先選擇標準刀具，因為標準刀具結(jié)構(gòu)比較簡單，刃磨也比其它刀具容易的多。
2、我們還要考慮到鉆孔時廢料的排除，選擇的刀具是否每個部位都可以切削。
該軸承孔端面的硬度在HB163～255，加工孔徑為D=6.5mm，我選擇高速鋼鉆頭（W18Cr4V），直徑為Φ6.5的麻花鉆。最后，刀具長度的確定，我們要保證在工件加工完成時，刀具尾端與刀導(dǎo)套之間要保持35至45mm的距離，方便刀具長度的調(diào)整。
2.3 “三圖一卡”的編制
“三圖一卡”是對工件加工最簡單也是最直的展示方式，其包括零件工序圖，加工示意圖，尺寸聯(lián)系圖及生產(chǎn)率計算卡。
2.3.1零件工序圖
1、如何擬定零件工序圖
零件的的工序圖取決于前面所擬定的工藝方案，明確表達了組合機床所要完成的任務(wù)及任務(wù)要求，如加工部位尺寸，定位基準等等。零件工序圖不光光是簡單的一張工件三維圖，它要求我們標出工件尺寸，加工部位的尺寸，定位基準，還要有夾緊位置，再加上必要的文字說明。它是組合機床設(shè)計中必不可少的一部分。明細如下：
（1）零件圖中，要明確畫出正確的零件形狀，重要部分需要用剖面圖表達出來，標注零件尺寸，加工部位尺寸，精度要求，表面粗糙度等等。
（2）要在圖上標明該工件的定位基準，夾緊位置，還要有夾緊方向等等。
（3）如果會用到中間向?qū)r，我們還應(yīng)清楚了解中間向?qū)c工件的聯(lián)系尺寸，查看各個元件之間是否會干涉或其他問題。
（4）最后，再補充一些細節(jié)的東西，如零件名稱，材質(zhì)等等。
2、繪制被加工零件工序圖
（1）零件工序圖的前提是簡單，直觀，明了，做到該多不多，該少不少，著重表現(xiàn)出加工部位和加工要求。畫圖時，選擇適當(dāng)?shù)谋壤?，畫出三視圖及重要部位的剖面圖，還需表達出工件的外輪廓，加工部位的尺寸等等。最后，使用相應(yīng)的符號標記出定位基準，夾具加緊位置和方向。
（2）標注加工部位的尺寸時，我們需要由定位基準啟始，方便工人快速理解圖意。
(3)最后，還需表達出零件加工時的特定要求。
2.1.2零件工序圖
2.3.2 加工示意圖
1、繪制加工示意圖
零件工序圖完成之后，我們需要根據(jù)擬定的工藝方案繪制出加工示意圖。加工示意圖與零件工序同不同的是，它主要展示的是零件如何加工，怎么加工。它還展示了零件，夾具，多軸箱之間的距離大小，機床的工作循環(huán)等等。加工示意圖還將影響多軸箱的設(shè)計，動力元件的選擇，機床的整體結(jié)構(gòu)。
加工示意圖的組成：
（1）要明確表達出設(shè)計師的設(shè)計思路，選定切削參數(shù)，設(shè)計出加工時滑臺刀具的快進，快退長度等。
（2）在圖中，還要正確的將重要尺寸數(shù)據(jù)標注出來，如主軸的外伸長度，刀導(dǎo)套的尺寸等。
（3）繪制刀具時，刀具應(yīng)在加工完了的位置。
2.3.2加工示意圖
2、選擇刀具、工具、導(dǎo)向裝置
（1）刀具的選擇
刀具優(yōu)先選用標準件，要考慮的工件的材料，需要的精度，加工數(shù)量等等。
（2）導(dǎo)向套的選擇
導(dǎo)向套是用來輔助保證機床鉆孔時的位置精度，導(dǎo)向套主要由刀具決定的，包括類型和參數(shù)。
1）選擇導(dǎo)向類型 刀具直徑為6.5mm，主軸轉(zhuǎn)速為490r/min，根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗選擇固定式導(dǎo)向。
2）導(dǎo)向套的參數(shù) 查表得，導(dǎo)向套的內(nèi)徑應(yīng)為6.5mm，外徑取12mm，長度不少于18mm，襯套外徑為16mm。
（3）固定裝置的配合
刀具和固定裝置為間隙配合，固定裝置內(nèi)徑的公稱尺寸偏差為G7或F8;固定裝置和襯套也為間隙配合，固定裝置外徑的公稱尺寸偏差為H7/g6，襯套內(nèi)徑的公稱尺寸偏差為H7/js6.
（4）主軸的選取
綜合考慮實用性，主軸我們選取40Cr。查表得，剪切彈性模量G=81.0GPa,剛性主軸取ψ＝1／4（0）／m,B取7.3，
計算出主軸的最小直徑d：
d>B(10XT)0.25=7.3X(10X1.42912)0.25=14.19mm
式中：d——軸直徑（mm）
T——軸所承受的轉(zhuǎn)矩（N·mm）
從上面的計算我們可以知道主軸的直徑必須大于14mm，6個主軸相同，取D=32mm, 主軸外伸長度初步取L=115mm，查表得主軸內(nèi)徑取d=20mm。
（5）選擇刀具接桿 多軸箱端面到每個加工孔表面的距離是相同的，主軸外伸長度L=115mm也相同，且加工的孔深相同。所以刀具應(yīng)選擇同一種，刀具長度是相同的，然而實際生產(chǎn)中，往往6把刀具的磨損情況不一樣，刀具會出現(xiàn)微小的參差不齊。為了避免加工后，6個螺紋底孔深度不一樣，甚至無法進行下到工序，所以我們要在刀具和主軸上在裝個可以調(diào)節(jié)長度的元件，我們選擇可調(diào)式刀具接桿。
2.3.2可調(diào)連接桿
如圖，連接桿左端與主軸連接，連接桿嵌于主軸內(nèi)，所以連接桿左端大小等于主軸內(nèi)孔直徑大小，即d=20mm。
（6）機床的聯(lián)系尺寸
計算示意圖尺寸時，我們選取的是刀具鉆完孔時的尺寸來確定其它尺寸。在這里，我們可以計算出加工完成后加工表面與多軸箱表面的最小長度Lmin。Lmin=L刀具+L連接桿+L主外+L螺母-L孔深。
（7）工作進給長度的確定
工作進給長度L=L1+L2，L1為加工部位長度，L2為刀具切入長度。由于工件端面誤差等情況，切入長度L2=5-10mm，在這里取L2=9mm，所以L=16+9=25mm.
（8）快進長度的確定
在實際加工中，裝卸工件時，刀具要回退出零件夾具外，要保證最大回退時刀具不會觸碰任何工件，留出一段空間長度，在這里，快速退回行程取157mm，快退長度=156-25=131mm。
2.3.3 機床聯(lián)系尺寸圖
2.3.2聯(lián)系尺寸圖
1、聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容
組合機床主要由多軸箱，滑臺底座，動力箱組成，它們之間相互獨立又相互合作。動力箱為動力元件，帶動驅(qū)動軸——傳動軸——主軸；普通組合機床一般選用液壓滑臺，進給力大，工作未定；多軸箱根據(jù)所要加工的零件，加工工序的不同而不同，可以進行鉆孔，擴孔等一系列工序。
尺寸聯(lián)系圖主要表達的是機床內(nèi)部元件的尺寸聯(lián)系，機床元件與工件的尺寸聯(lián)系。它的作用是初步形成機床整體結(jié)構(gòu)，包括加工工件，可以大概校核選用的零部件是否合適，查看是否可以正常加工零件等等。
2、選用動力部件
（1）滑臺的選用
根據(jù)實際經(jīng)驗，選用滑臺時，我們要考慮到加工時所須的進給力，最大行程等，其次，我們還要考慮滑臺的驅(qū)動方式等。
1）驅(qū)動形式的確定
翻閱資料知道，機械滑臺變速復(fù)雜，也沒有過載保護，相比之下，液壓滑臺使用壽命長，加工精度高，所以我優(yōu)先選用液壓滑臺。根據(jù)加工零件的需求，我選用HY系列的液壓滑臺。
2）確定軸向進給力
滑臺所須進給力約計算
F進=∑=6X689.32=4135.92N
式中：Fi——各主軸的軸向力
滑臺工作時，不僅僅是需要提供刀具切削時進給力，因為多軸箱底部與滑臺相運動時還會產(chǎn)生無法避免的摩擦力。所以F滑臺>F進＝4.2KN。
3）確定進給速度
與機械滑臺相比，液壓滑臺可以在一定范圍內(nèi)進行無極調(diào)速。還要注意的是，由前文的切削用量計算出來的進給速度不能小于滑臺工作的最小進給速度。此機床系統(tǒng)中進給速度Vf=nxf=49mm/min。我初步選取型號為1HY25IA的滑臺，快進速度12m/min，工作進給范圍32至800mm/min。
4）確定滑臺行程
滑臺的行程不僅需要正常的工作行程，為了防止刀具磨損或定位誤差等種種因素不能夠進行機動性的調(diào)整，我們還應(yīng)該空出前備量。1HY25型號的滑臺前備量規(guī)定值為20mm。后備量的作用是在刀具過長時，也能夠再向后滑移，不影響刀具的裝卸，暫時取40mm?；_的總行長度L>L工+L前+L后。
即：行程L＞156+20+40=216mm，所以取滑臺工作長度L＝250mm，L后=L-L工-L前=250-156-20=74mm，最后確定后備量為74mm。經(jīng)計算得，1HY25IA滑臺符合加工要求。
（2）由下式估動力箱的選用
用前文計算的軸的轉(zhuǎn)動功率估算電動箱的功率，，可算：
P主=P切/η
=6X0.072／0.7
=0.62KW
式中：η——多軸箱傳動效率
由于加工時功率的不穩(wěn)定，電動箱的實際功率是要稍大于理論值的，主軸轉(zhuǎn)速v=490r/min，動力箱的輸出轉(zhuǎn)速應(yīng)大于主軸轉(zhuǎn)速。所以，我選取了1TD25IA型動力箱。發(fā)動機功率為1.5kw，輸出轉(zhuǎn)速為520r/min。
2、確定裝料高度
裝料高度指零件下底面到地面的最小距離，為了方便工人裝卸工具，裝料高度大約在600至1200mm，根據(jù)我選取的滑臺標準件的高度，以及方便零件的裝卸，裝料高度定位950mm。
3、選取中間底座
中間底座的大小主要由零件和夾具的尺寸決定，但也要考慮到與標準件滑臺底座的聯(lián)接，最后中間底座我選取側(cè)底座1CC25。
4、確定多軸箱輪廓尺寸
多軸箱也是標準件，主要依據(jù)主軸的位置大小來決定，也須考慮到與其他標準件的聯(lián)接，經(jīng)計算和查表，多軸箱的尺寸選取400X400。
2.3.4 生產(chǎn)率計算卡計算
生產(chǎn)率計算卡主要表達的是工件從安裝到加工結(jié)束后卸下的各個子過程的所需時間，還有切削用量，刀具轉(zhuǎn)速等。最后計算得出機床每小時的生產(chǎn)率和負荷關(guān)系。
1）理想生產(chǎn)率Q
Q=60000/K=60000/2350h=25.53件/h
式中：Q——機床的理想生產(chǎn)率（件/h）
K——單班制工廠選取23500h
2）實際生產(chǎn)率Q實
Q實=60/T單
T單=t切+t輔+（Ls/Sm+T停）+[(l快進+l快退)/V快+T移+T裝卸]
=(25/224.8+10/1124)+9140+165)/8000+0.1+1.5
=1.76mim
式中：T單—— 每個工件加工所需要的時間（h）
Ls——進給的行程長度（mm）
Sm——每分鐘進給量（mm/min）
T?！罁蹊F停留時間
V快——動力部件快速行程速度
T移——工作臺完成一次工位的轉(zhuǎn)換時間（min）
T裝卸——裝卸工作時間（min）
所以
Q實=60/T單
=60/1.76
34.1 件/h
3)機床負荷率
=Q/Q實
=25.53/34.1X100%
=74.87%
式中：A——年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件）
Tk——年工作時間（h）
2.3.4生產(chǎn)率計算卡
被加工
零件
圖號
毛坯種類
鑄件
名稱
曲軸箱軸承孔端面
毛坯重量
材料
HT200
硬度
HB163-255
工序名稱
加工M8螺紋底孔
工序號
工時/min
序號
工步
名稱
工作行程/mm
切速/（m·min-1）
進給量/（mm·r-1）
進給量/（mm·min-1）
機動時間
輔助時間
1
裝入工件
0.5
2
工件定位、夾緊
10
0.25
3
右力部件快進
131
10000
0.011
4
右力部件工進
25
10
0.1
49
0.9
5
死擋鐵停留
0.009
6
右力部件快退
156
10000
0.021
7
松開工件
10
0.25
8
卸下工件
0.5
備注
1、 裝卸工件的時間取決于工人的熟練程度，取1.5min；
2、 直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進行一次工位轉(zhuǎn)換時間，取0.1min.
累計
0.11
1.571
單件總工時
1.681
實際生產(chǎn)率
25.53件/h
理論生產(chǎn)率
34.1件/h
機床負荷率
74.87%
2.4 多軸箱的設(shè)計
2.4.1 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖
由圖所示，以左下角的定位銷中點O為原點，以中心點垂直于多軸箱右端面為X軸正方向，以垂直于X軸向上為Y軸正方向。最上端的孔為孔1，順時針分別為孔2，3 , 4 , 5 , 6 ，此圖為多軸箱原始依據(jù)圖，以此進行軸的位置及計算。
2.4.1 鉆孔組合機床多軸箱原始依據(jù)圖
主軸外尺寸及切削用量
軸號
主軸外伸尺寸
工序
內(nèi)容
切削用量
D/d
L
N
（r/min）
V
(m/min)
f
(mm/r)
Vf
(mm/min)
1、2、3、4、5、6
32/20
115
鉆Φ6.5
490
10
0.1
49
2.4.2 齒輪模數(shù)選擇
組合鉆床一般選用滾珠軸承主軸。由計算得齒輪模數(shù)m應(yīng)大于等于2，查表得，驅(qū)動軸齒輪齒數(shù)要求21至26，經(jīng)計算，主軸—傳動軸的齒輪模數(shù)取m1=2，傳動軸—驅(qū)動軸的齒輪模數(shù)取m2=4。
2.4.3 多軸箱的傳動設(shè)計
（1）參照原始依據(jù)圖，先確定驅(qū)動軸的坐標，再計算各個主軸的坐標。計算結(jié)果如下表：
驅(qū)動軸、主軸坐標值
坐標
定位銷
驅(qū)動軸O
主軸1
主軸2
主軸3
主軸4
主軸5
主軸6
X
0
175
175
233.46
233.46
175
116.54
116.54
Y
0
94.5
285
251.25
183.75
150
183.75
251.25
(2)傳動軸——主軸
由于零件加工需要，傳動軸位于6個孔正中心方便傳動，此級為升速傳動，傳動比取標準傳動比1.41。
D1=m1（Z1+Z2）/2
Z1+Z2=2X67.5/2
Z2/Z1=1.41
計算得Z1=28，Z2=40
式中：m——齒輪模數(shù)
Z——齒輪齒數(shù)
D1——主軸與傳動軸的軸心距（mm）
(3)驅(qū)動軸——傳動軸
驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速520r/min，要求主軸轉(zhuǎn)速490r/min，所以i1xi2=490/520
i2=490/(520Xi1)
=490/(520X1.41)
=1/1.49
D2=m2(Z3+Z4)/4
Z3+Z4=2X123/4
Z4/Z3=1/1.49
計算得Z3=37，Z4=25
式中：i——傳動比
D2——傳動軸與驅(qū)動軸的軸心距（mm）
(4)分度圓直徑計算
d1=mXZ1=2X28=56mm
d2=mXZ2=2X40=80mm
d3=mXZ3=4X37=148mm
d4=mXZ4=4X25=100mm
式中：d——分度圓直徑（mm）
（5）中心距的驗算，傳動軸的校核
經(jīng)校核，各個齒輪可以正常嚙合并且轉(zhuǎn)動，并無發(fā)現(xiàn)齒輪間，軸之間的發(fā)生干涉情況。各軸中心距的的偏差都在合理范圍內(nèi)，傳動軸受力校核也滿足要求。
2.4.4 繪制傳動系統(tǒng)圖
傳動系統(tǒng)圖所展示的是各軸之間的傳動關(guān)系，上面標注著各個齒輪的齒數(shù)和模數(shù)，主軸和驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速，讓看圖人一目了然。
2.4.4多軸箱傳動系統(tǒng)圖
第三章 夾具體設(shè)計
3.夾具設(shè)計
3.1 機床夾具的概述
3.1.1機床夾具的組成
(1)定位元件和定位裝置
定位裝置主要是保證工件在加工時的所在坐標點在計算得出的理論坐標點上。
(2)夾緊元件和夾緊裝置
加緊裝置是防止工件在加工時發(fā)生位置偏移。工件僅在定位后加工是萬萬不可的，為了保證零件加工時保持在基準面不發(fā)生偏移，必須要用到夾緊元件或夾緊裝置。
(3)導(dǎo)向元件
導(dǎo)向元件即前文所說的刀導(dǎo)套，它的作用是能夠使刀具正確地進入切削軌跡，大大提高了生產(chǎn)精度。
(4)夾具體
夾具體顧名思義就是整個夾具的身軀，上面有著其它重要器官，它的材料通常為鑄鐵。
3.1.2機床夾具的類型
夾具的種類繁多，外觀也盡不相同，可以按工藝過程分類，可以按機床類型分類，還可以按夾具的特點適用范圍分類等等。本文設(shè)計的夾具為專用夾具，其優(yōu)點為定位誤差小，節(jié)約生產(chǎn)材料。
3.2工件結(jié)構(gòu)特點分析
本文所要加工的孔端面位置并不復(fù)雜，所以夾具的設(shè)計相對來說也并不會很復(fù)雜，所需加工的孔端面與曲軸箱底面是垂直的，所以用曲軸箱底面為定位基準
就行了。
3.3工件定位方案和定位元件的設(shè)計
我的方案是以曲軸箱底面為定位基準，用兩個支承板確定位置精度，以箱體底面距離最遠的2個定位孔限制個六自由度，一面兩銷（圓柱銷、菱形銷）定位，限制所需加工孔端面與曲軸箱底面的垂直度。
3.4夾緊方案和夾緊元件的設(shè)計
工件在加工中，在受到各種力的作用下，工件會左右搖晃，所以工件必須加緊，我們還要設(shè)計加緊裝置。
夾緊裝置在夾緊過程中的要求：
(1)夾緊裝置不能損壞工件表面
(2)夾緊力的大小不能過大使工件變形，也不能太小，失去了夾緊的作用
(3)夾緊裝置要易于裝卸
(4)夾緊裝置盡量簡單，加工方便
分析加工零件結(jié)構(gòu)，加工時切削力并不大，可以用簡易夾具加緊，我采用在曲軸箱左右兩側(cè)都用螺栓加緊。
3.5夾具體的設(shè)計
夾具體是夾具的身軀，由于被加工零件的特點，我采用半封閉式夾具，所以夾具體的主要尺寸由工件外輪廓尺寸決定。
以下是須要滿足的要求：
1）零件加工時，可以承受產(chǎn)生的切削力。
2）夾具體上應(yīng)考慮排屑和清理切屑方便。
3）夾具體的底面要設(shè)計的比體寬大一些，可以增加穩(wěn)定性。
3.6誤差的分析與計算
該夾具以夾具體底面的上端面為定位基準，被加工螺紋孔中心軸線與右側(cè)面的線性尺寸為一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，取（中等級）即 ：尺寸偏差為
① 由于夾具或定位元件的尺寸誤差等會產(chǎn)生定位誤差：Δd.w=0.3mm
② 夾緊裝置可能使零件表面變形等原因會產(chǎn)生夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
③ 機床，夾具經(jīng)多次反復(fù)加工生產(chǎn)，表面會磨損造成加工誤差：通常不超過
④ 還有夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
經(jīng)計算，夾具尺寸的設(shè)計滿足零件加工精度的要求。
3.7夾具精度分析計算
最后，我們還要計算夾具精度，夾具本身尺寸的合理誤差，還有定位是產(chǎn)生的誤差，由后者產(chǎn)生誤差主的原因：
1）工件定位誤差Δdw。
2）夾具安裝產(chǎn)生的誤差Δa。
3）刀具安裝誤差引起的誤差Δt。
4）因加工方法產(chǎn)生的誤差Δg。
為了保證加工出來的零件符合精度要求，工序尺寸公差Δk >Δdw+Δa+Δt+Δg
經(jīng)計算，夾具中的定位誤差dw=0.07mm，安裝誤差Δa=0.005mm，刀具位置誤差Δt=0.07mm，加工方法誤差Δg=0.62=0.3m。
所以,按概率法相加得
經(jīng)校核，此次設(shè)計的夾具及加緊方式符合要求。
結(jié)論
致謝
4 .結(jié) 論
我選取的課題是曲軸箱軸承孔端面螺紋底孔組合鉆床及其夾具設(shè)計，本文主要探討的是組合機床的設(shè)計與標準件的選取，多軸箱的傳動設(shè)計，夾具設(shè)計。
拿到課題，首先要大量閱讀與組合機床有關(guān)的專業(yè)書籍與教材，在大概熟悉組合機床和其它零部件后，我便開始進行初步設(shè)計了。首先要明確知道加工零件所需要加工的部位，加工要求，再認真的制定出工藝方案來。通過工藝方案，可以計算出一系列重要的數(shù)據(jù)，為設(shè)計“三圖一卡”打下了扎實的基礎(chǔ)。隨后，經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)運算，尺寸校對，繪制出“三圖”，此時，組合機床設(shè)計部分基本大功告成。余下是多軸箱的計算和夾具的設(shè)計。
本次設(shè)計的核心是機床的選取和加工方案的確定，如何降低生產(chǎn)成本，又能提高生產(chǎn)率，都在設(shè)計師的精心計算中。對于加工工件一面六孔的結(jié)構(gòu)，我選擇六軸頭同步鉆床，工作是傳統(tǒng)機床的2倍以上，加工方便，零件精度有增無減。
此次設(shè)計還有些不足，因為我是模具向的學(xué)生，對于組合機床比較陌生，可能有些工件選取的不是很正確，有些問題可能也沒考慮，經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我的學(xué)習(xí)到許多東西，在日后工作中，我會加倍努力。
參考文獻
致 謝
三個月漫長的設(shè)計過程中，指導(dǎo)老師趙海霞悉心教導(dǎo)，誨人不倦，每次遇到困難，我都會去詢問趙老師。身為模具向的學(xué)生，對組合機床并不是非常熟悉，加上基礎(chǔ)不是很牢固，所謂先天畸形后天還缺鈣，此次畢業(yè)設(shè)計對我來說難度是巨大的，我翻閱了大量相關(guān)書籍，但根本弄不懂是什么意思，也不會查表，非常感謝和我共同戰(zhàn)斗的好同學(xué)，好伙伴，他們對我的鼓勵與幫助也是巨大的。
通過此次畢業(yè)設(shè)計，我也學(xué)習(xí)到了許多東西，畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)以來第一次獨立完成一個較大的項目，對毫無工作經(jīng)驗的學(xué)生來說是具有相當(dāng)大的挑戰(zhàn)性的，這將會是人生寶貴的一筆財富。青春期的我們，對未知充滿著好奇，也有著戰(zhàn)勝困難的雄心與壯志。
最后，我要感謝班主任的關(guān)心與鼓勵，感謝金科機電工程學(xué)院4年來對我的栽培，今天我以母校為傲，明日母校以我為傲！
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