0084-電機驅(qū)動端蓋多孔鉆專用機床的設(shè)計,電機,機電,驅(qū)動,多孔,專用,機床,設(shè)計 摘 要 本文介紹了“電機驅(qū)動端蓋多孔鉆”專用機床的設(shè)計。它是在廢舊的C6136車床的基礎(chǔ)上進行改造的，目的是能將電機端蓋上所要加工的孔在一道工序上全部完成，類似于組合鉆床。它主要在鉆頭的動力傳動系統(tǒng)和機床的夾具進行改造，可將傳動箱安裝在機床的床身上，夾具可安裝在大拖板上。注意傳動箱與機床主軸的連接，它可采用調(diào)整墊板保證三者等高性。其中必須考慮夾具在機床上怎么樣定位、怎么樣安裝等問題以及傳動軸的中心位置的排布。通過這些改進后，可以使機床能夠適應(yīng)新技術(shù)、新工藝的要求，適合于組成生產(chǎn)流水線。 經(jīng)過查閱大量的相關(guān)文獻資料，對原材料來源，水、電、氣等能源供應(yīng)，地理狀況，地質(zhì)狀況和交通運輸?shù)茸髁顺浞值牧私?；同時還參觀了鹽城電機廠，并在那里進行了為期兩個星期的實習，對該廠的生產(chǎn)狀況和工藝流程布置都有了實質(zhì)性的了解。因此，本設(shè)計具有一定的實用價值。 關(guān)鍵詞：傳動箱 車床 改造 Abstract The machine tool special that the original introduced " the electrical machinery driving termination tops the multiple punching drill " design。That it is living reforms on the old and useless C6136's lathe base, The aim is top the electrical machinery extremity opening whic the combination drilling machine。Its main drill bit being living driving forceh processed being living completely to complete in one workman's sequence, It is analogous to drive system and the machine tool clamping apparatus is reformed, May fix the transmission case machine tool lathe bed on， The clamping apparatus may be fixed is living draging haul on the plank greatly。 Pay attention to the joint against the machine tool main shaft of transmission case, It may adopt and regulate spacer equal in height quality of guaranty。 In it we have to consider that the clamping apparatus is living how to locate on the machine tool, How installation and so on problem along with transmission shaft heart place line's fibaric。 Improve queen by means of these, May cause the machine tool can adapt to the fresh technique, Fresh technology demand, Be fit for giving birth to the pipleline to the component. Keywords: Clamping apparatus Transmission case Lathe 2 目錄 0 前 言 1 1．電機驅(qū)動端蓋多孔鉆專用機床的總體設(shè)計 3 1．1 總體方案論證 3 2．計算部分 4 2．1 機床動力參數(shù)的計算 4 2．2傳動箱的計算 5 2.3 齒輪的設(shè)計計算及校核 6 2．4軸的設(shè)計計算及校核 9 2.5軸承的選擇和計算 14 2.6定位銷高度計算 15 2.7定位誤差的計算 15 2.8夾緊力的計算 16 2.9 偏心夾緊計算 17 3設(shè)計部分 18 3.1 夾具設(shè)計 18 3.2夾具設(shè)計的步驟 19 3.3 傳動箱的設(shè)計 22 4 樣機或試件的各種試驗及測試情況 24 4.1 機床空轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)試驗 24 5 預(yù)期效果 25 6 結(jié)論 26 7 工作小結(jié)與致謝 27 8．參考文獻 28 附件清單 29 1 一、設(shè)計（論文）內(nèi)容 課題名稱：電機驅(qū)動端蓋多孔鉆 課題來源：鹽城電機廠 設(shè)計內(nèi)容： 1．可將傳動箱安裝在機床的床身上，夾具可安裝在大拖板上 2．注意傳動箱與機床主軸的聯(lián)結(jié) 3．設(shè)計中可采用調(diào)整墊板保證三者等高性 4．夾具設(shè)計中必須進行定位誤差及夾緊力的計算 5．應(yīng)完成整體總體，傳動箱部裝，夾具總圖設(shè)計 二、設(shè)計（論文）依據(jù) 1．原始數(shù)據(jù)：驅(qū)動端蓋總圖一張 2．電機驅(qū)動端蓋的鉆孔，加工Φ4.5和Φ2.7的孔 2．生產(chǎn)類型：改巧廢舊機床 3．本專機生產(chǎn)批量：設(shè)計制造一臺 三、技術(shù)要求 1．可在廢舊的C6136上改造 2．機床應(yīng)盡可能運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整 3．機床設(shè)計應(yīng)盡可能用通用件，以降低成本，故僅生產(chǎn)一臺 4．年產(chǎn)綱領(lǐng)50000只 四.畢業(yè)設(shè)計（論文）物化成果的具體內(nèi)容及要求 (具體內(nèi)容參照機械工程系畢業(yè)設(shè)計<論文>大綱及實施細則的有關(guān)要求填寫) 1．圖紙工作量 1．總圖一張 〈A0〉 2．傳動箱部裝圖一張 〈A0〉 3．全套傳動箱零件圖 2．設(shè)計說明書 設(shè)計說明書格式要符合規(guī)范，內(nèi)容要完整，計算要正確，字數(shù)達一萬字以上。 五. 畢業(yè)設(shè)計（論文）進度計劃 起 訖 日 期 工 作 內(nèi) 容 備 注 2003．03．31~04．11 畢業(yè)實習,完成實習報告、文獻綜述 2周 外文資料翻譯 2003．04．12~04．25 總體設(shè)計方案確定、各部件結(jié)構(gòu)改 2周 進方案確定；部裝草圖形成 2003．04．26~05．30 圖樣設(shè)計、繪制；并將設(shè)計圖樣及 5周 時提交指導(dǎo)老師初審 2003．06．01~06．14 編寫設(shè)計計算說明書、根據(jù)指導(dǎo)教 2周 師意見修改圖樣，交全部設(shè)計文件 2003．06．15~06．22 根據(jù)指導(dǎo)教師審查情況進行修改和 1周 完善，做好答辯準備 2003．06．23~06．27 畢業(yè)答辯，資料整理歸檔 1周 六. 主要參考文獻： 1. 成大先.機械設(shè)計手冊.第四版.北京：化學工業(yè)出版社，1997 2. 李益民.機械制造工藝設(shè)計手冊.第三版.北京：機械工業(yè)出版社，1995 3. 方昆凡.公差配合技術(shù)手冊.北京：第一版.北京出版社，1983 4. 薛源順.機床夾具設(shè)計.第一版.北京：機械工業(yè)出版社，1999 5. 李云.機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊.第二版.北京：機械工業(yè)出版社，1996 6. 陳家芳.實用金屬切削加工工藝手冊.第二版.上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1999 7. 李慶春.機床夾具設(shè)計.第一版.北京：機械工業(yè)出版社，1983 8. 陳榕林 張磊.改巧機床.第一版.北京：中國農(nóng)業(yè)機械出版社，1982 9. 趙峰.組合夾具圖冊.第二版.北京：機械工業(yè)出版社，1996 10.陳秀寧 施高義.機械設(shè)計課程設(shè)計.第一版.浙江：浙江大學出版社，1993 11.朱龍根.簡明機械零件設(shè)計手冊.第一版.北京：機械工業(yè)出版社，1997 12.王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).第一版.太原：機械工業(yè)出版社，1999 七. 其他 鹽城工學院機械工程系 畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書 建材機械 專業(yè) 設(shè)計（論文）題目 電機驅(qū)動端蓋多孔鉆 學生姓名 陳 業(yè) 鋒 班 級 材機99(5) 學 號 B9912016 起訖日期 2003.3.31-2003.6.27 指導(dǎo)教師 教研室主任 　 系 主 任 發(fā)任務(wù)書日期 2003年 3月28日 鹽城工學院機械工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 0 前 言 這次畢業(yè)設(shè)計是關(guān)于電機驅(qū)動端蓋多孔鉆專用機床的設(shè)計。為了能讓鉆孔在一道工序上完成，不需要分為幾道工序，也就是說為了提高生產(chǎn)效率，使機床能適應(yīng)新技術(shù)、新工藝的要求。目的是改變機床的工藝范圍，改善機床的操作性能和勞動強度，適合于組成生產(chǎn)流水線。大多的改巧機床的工作都是在廢舊機床進行的，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，使原來屬于新穎、先進的機床也逐漸變得陳舊、落后，滿足不了產(chǎn)品種類日益增加和質(zhì)量不斷提高地需要，我就必須進行有效的技術(shù)改造。本次畢業(yè)設(shè)計主要依據(jù)是被加工工件、機床的使用要求和制造條件等。我們可根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點或者根據(jù)加工批量來尋求專用機床的方法。這樣我們就想到了組合鉆床的運用。我們可在廢舊的C6136上改造，它裝卸方便，維修方便。本次設(shè)計利用C6136的機床，作了如下改動一是鉆頭的動力傳動系統(tǒng)，二是大拖板上面的夾具等。經(jīng)過改裝后就類似是臺專用組合鉆床，能在一道工序中把電機驅(qū)動端蓋上的孔加工完畢。其中我們必須考慮夾具在機床上怎么樣定位、怎么樣安裝等問題以及傳動軸的中心位置的排布。改巧機床的效益是多方面的，從提高生產(chǎn)率來看，假設(shè)改造機床100萬臺，每臺的生產(chǎn)效率平均提高20%，這就等于多生產(chǎn)了20萬臺的新機床，而且能進行大批量的生產(chǎn)，加速我國國民經(jīng)濟的發(fā)展。 本次設(shè)計是關(guān)于電機驅(qū)動端蓋多孔鉆專用機床的設(shè)計。具的內(nèi)容就是完成整個機床的總體設(shè)計，傳動箱和夾具的設(shè)計。傳動箱設(shè)計要注意與機床主軸的聯(lián)接，齒輪的結(jié)構(gòu)，軸的結(jié)構(gòu)以及相互間的配合，夾具設(shè)計就是要使加工工件的定位準確、可靠、滿足工藝精度，提高工作效率。 本文介紹了“電機驅(qū)動端蓋多孔鉆”專用機床的設(shè)計。它是在廢舊的C6136車床的基礎(chǔ)上進行改造的，目的是能將電機端蓋上所要加工的孔在一道工序上全部完成，類似于組合鉆床。它主要在鉆頭的動力傳動系統(tǒng)和機床的夾具進行改造，可將傳動箱安裝在機床的床身上，夾具可安裝在大拖板上。注意傳動箱與機床主軸的連接，它可采用調(diào)整墊板保證三者等高性。其中必須考慮夾具在機床上怎么樣定位、怎么樣安裝等問題以及傳動軸的中心位置的排布。通過這些改進后，可以使機床能夠適應(yīng)新技術(shù)、新工藝的要求，適合于組成生產(chǎn)流水線。大多的改巧機床的工作都是在廢舊機床進行的，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，使原來屬于新穎、先進的機床也逐漸變得陳舊、落后，滿足不了產(chǎn)品種類日益增加和質(zhì)量不斷提高地需要，我就必須進行有效的技術(shù)改造。本次畢業(yè)設(shè)計主要依據(jù)是被加工工件、機床的使用要求和制造條件等。我們可根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點或者根據(jù)加工批量來尋求專用機床的方法。這樣我們就想到了組合鉆床的運用。我們可在廢舊的C6136上改造，它裝卸方便，維修方便。本次設(shè)計利用C6136的機床，作了如下改動一是鉆頭的動力傳動系統(tǒng)，二是大拖板上面的夾具等。經(jīng)過改裝后就類似是臺專用組合鉆床，能在一道工序中把電機驅(qū)動端蓋上的孔加工完畢。其中我們必須考慮夾具在機床上怎么樣定位、怎么樣安裝等問題以及傳動軸的中心位置的排布。改巧機床的效益是多方面的。 1．電機驅(qū)動端蓋多孔鉆專用機床的總體設(shè)計 1．1 總體方案論證 （1）要深入現(xiàn)場，了解被加工零件的加工特點、精度和技術(shù)要求、定位夾緊情況以及生產(chǎn)率的要求等，確定在電機驅(qū)動端蓋多孔鉆專用機床上的工藝內(nèi)容及加工方法。 （2）機床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定 根據(jù)工藝方案確定機床的型式和總體布局。在選擇機床配置型式時，既要考慮現(xiàn)實工藝方案，保證加工精度、技術(shù)要求及生產(chǎn)效率；又要考慮機床操作、維護、修理是否方便，排屑情況是否良好。 （3）總體設(shè)計 確定機床各部件間的相互關(guān)系，選擇通用部件和刀具的導(dǎo)向。計算切削用量及機床生產(chǎn)效率。根據(jù)任務(wù)書的要求和自己的分析初定兩種設(shè)計方案 1.1.1臥式的電機驅(qū)動端蓋多孔鉆專用機床 特點：臥式機床重心底、振動小運作平穩(wěn)、加工精度高、占地面積大 1.1.2立式的電機驅(qū)動端蓋多孔鉆專用機床 特點：立式機床重心高、振動大、加工精底、占地面積小。 1.1.3方案比較 根據(jù)臥式機床和立式機床的特點比較可知：為了保證電機驅(qū)動端蓋孔 的加工精度和結(jié)合氣缸體本身的特點選擇臥式機床。 2．計算部分 2.1選擇電動機 (1)．確定切削用量 根據(jù)工序的加工余量合理分配給： =10mm ==16mm =10mm 以切削速度滿足深孔為主。參考表12-5 確定v=20mm/min f=0.2 主軸轉(zhuǎn)速:N r/min=0.7583r/min=758.3r/min 鉆頭每分鐘進給量:f f=n=0.2758.3r/min=151.6mm/min (2).確定機床動力參數(shù) 主軸運動電動機功率的確定, 首先計算每根主軸的切削力 =35.7 《金屬切削手冊》第2版 蔣同洋 主編 第103頁(4-8) --------圓周力 (N) ---------背吃刀量 (mm) HBS--------布氏硬度 =35.7 =35.7 =7099.94=71.0N =3=71.04 (3).機床切削功率 P===0.94KW (4).電動機功率計算 (5).選擇電動機 考慮到安全性,選擇電動機 Y90S-4 額定功率 P=1.1KW 額定轉(zhuǎn)速 =1400r/min 2．2傳動箱的設(shè)計 2．2．1 每個軸的所受的力、扭矩及功率 軸M8的鉆削 《金屬切削手冊》第2版 汪同洋 主編 第107頁(4-13) (r/min) =588.60=670.84(N.M) 《金屬切削手冊》第2版 汪同洋 主編 第103頁(4-3) 2 軸M6的鉆削 (r/min) =576.96(N.M) 2 軸M8.4的鉆削 =0.68821 3284.7W 2.2.2 傳動比的確定 (1) i=796/1400=0.58 (2) i=i=1060/1400=0.76 (3) i=760/1400=0.5 2.3 齒輪的設(shè)計計算及校核 2.3.1 齒輪的材料、精度和齒數(shù)的選擇 因傳遞功率不大、轉(zhuǎn)速不高、材料按表7-1選取，都采用45鋼，鍛造毛坯，大齒輪正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。等級精度用8級，輪齒表面粗糙度為Ra1.6。軟齒面閉式傳動，失效形式為點蝕。 2.3.2 設(shè)計計算 (1) 設(shè)計準則 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，再按齒根彎曲疲勞強度校核。 (2) 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，由式（7-9） 《機械設(shè)計》第2 版 機械工業(yè)出版社 108頁 T1=9.55=2902.12N d1=d1t m=d1/z1 由表7-6取標準模數(shù)m=2mm 齒輪1： 圖1 da=mz+2m=2 d=16mm d11.6d= B=20mm D1=da-10m=48-10 D0=0.5(D1+d1)=0.5（28+24）=26 d0=0.25(D1-d1)<10mm(可不鉆孔) 齒輪2： 圖2 da=mz+2m=2 d=16mm d11.6d= B=26mm D1=da-10m=40-10 D0=0.5(D1+d1)=22mm d0=0.25(D1-d1)<10mm(可不鉆孔) 校核齒根彎曲疲勞強度 由圖7-18查得YFS1=4.0,YFS2=4.06 由式（7-12）校核大小齒輪的 ([]=328MPa) MPa<[] ([]=300MPa) 說明合適。 注：其余5對齒輪的設(shè)計計算后都合格，具體步驟略。 2．4軸的設(shè)計計算及校核 2.4.1 軸的材料選擇 考慮到：①軸的強度、剛度及耐磨性要求；②熱處理方法；③材料來源；④材料的加工工藝性；⑤材料價格等，以及傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求，故選擇常用材料45鋼。 2.4.2軸的設(shè)計計算 以主軸為例，如圖3所示 圖3 初步估計軸的直徑（參照機械工業(yè)出版社《機械設(shè)計》第2版）： 根據(jù)式（10-2），得： d=117=15.8mm 刀桿軸的直徑d=16m 2.4.3 軸的強度校核 1)軸的受力分析 (1) 畫軸的受力簡圖 (2) 計算支撐反力. 在水平面上： =N=1400N 《機械設(shè)計》第2 版 機械工業(yè)出版社 182頁 =1600-1400=200N 在垂直面上： ==2250N (3) 畫彎矩圖（略） 在水平面上,a-a剖面左側(cè) =N·mm=84000N·mm a-a剖面右側(cè) =200x60N·mm=120000N·mm 在垂直面上 =2250X60N·mm=120000N·mm 合成彎矩,a-a剖面左側(cè) =N·mm=159000N·mm a-a 剖面右側(cè) ==135532N·mm 畫扭矩圖 轉(zhuǎn)矩 T==4500X240/2N·mm 2)判斷危險剖面（圖略） 顯然,圖所示a-a截面左側(cè)合成彎矩最大,扭矩為T,該截面左側(cè)可能是危險剖面;b-b截面合成彎矩雖不是最大,但該截面左側(cè)軸徑小于a-a截面;故b-b截面左側(cè)也可能是危險剖面.若從疲勞強度考慮, a-a,b-b截面均有應(yīng)力集中,且b-b截面處應(yīng)力更為集中嚴重,故a-a截面左側(cè)和b-b截面左,右側(cè)又均有可能是疲勞破壞危險剖面。 3)軸的彎扭合成強度校核 由表10-1查得 []=[=60MPa, [=100MPa =[/[=0.6 （1）a-a截面左側(cè) =29.8MPa〈[ （2）b-b截面左側(cè) W=0.1=12500m b-b 截面處合成彎矩： = =26.79Ma〈[ 4)軸的疲勞強度安全系數(shù)校核 由表10-1查得: （1）a-a截面左側(cè) =[0.2mm =26168mm 由附表10-1查得，；由附表10-4查得絕對系數(shù)軸經(jīng)磨削加工，由附表10-5查得表面系則 彎曲應(yīng)力 =13.13MPa 應(yīng)力幅 =13.13MPa 切應(yīng)力 =20.64MPa 安全系數(shù) 《機械設(shè)計》第2 版 機械工業(yè)出版社 192頁 = （10-6） ==6.69 （10-7） S===6.29 （10-5） 查表10-6得 許用安全系數(shù)[S]=1.3~1.5，顯然S>[S],故a-a剖面安全。 （2）b——b截面右側(cè) 抗彎截面系數(shù) W=0.1 抗扭截面系數(shù) 又前文已求得 =84800N.mm,故彎曲應(yīng)力 切應(yīng)力 由附表10-1查得過盈配合引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)。又， 及 。則 = ==6.24 S===5.78 顯然S>[S],故b-b截面右側(cè)安全. (3)b-b截面左側(cè) b-b截面左右側(cè)的彎矩，扭矩相同。 彎曲應(yīng)力 切應(yīng)力 （D-d）/r=2，r/d=0.02。由附表10-2查得圓角引起的有效集中系數(shù)由附表10-4查得絕對尺寸系數(shù) = ==7.78 S===7.42 顯然S>[S],故b-b截面左側(cè)安全。 以上計算表明: 1.軸的彎扭合成強度和疲勞強度均是足夠的； 2.計算出的安全系數(shù)都偏大,且彎扭合成強度付與較多; 3.三個安全系數(shù)中以b-b截面右側(cè)安全系數(shù)最小. 2.5軸承的選擇和計算 圖3 角接觸球軸承 鍵聯(lián)接的選擇和校核 2.5.1鍵的選擇 參照浙江大學出版社《機械設(shè)計課程設(shè)計》，考慮到平鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便、對中性好，查表8-61，選擇GB1096-79A型普通平鍵，材料為45鋼。 2.5.2鍵聯(lián)接的校核 平鍵聯(lián)接的主要失效形式是壓潰，所以通常只進行鍵聯(lián)接的擠壓強度計算。 根據(jù)式（10-12），強度條件為： 式中 T—傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為N·m； d—軸的直徑，單位為mm； l—鍵的接觸長度，單位為mm； K—鍵的輪轂接觸高度，Kh/2，單位為mm； —許用擠壓應(yīng)力，單位為MPa。 圖4 鍵 以傳動軸的鍵為例（如圖4）： l=20mm,h=5mm,b=5mm d=15mm,K=2.5mm T=9550=28.3N·m =100MPa 則 MPa< 證明該鍵合適。 2.6定位銷高度計算 定位銷的最大工作高度為： Hmax= Φ10mm. 定位銷Φ10 Xmin=0.006mm Hmax==11.6mm 取Hmax=12mm 為了使裝夾工件方便，可使削邊銷低于圓柱銷3～5mm。 確定兩定位銷中心距及尺寸公差 取===0.06 故兩銷間的間距為132mm。 2.7定位誤差的計算 由于兩孔定位有轉(zhuǎn)角誤差，使加工尺寸產(chǎn)生。應(yīng)考慮較大值對加工尺寸的影響。 Y= =0.18+0.011+0.006 =0.197mm Y——基準位移誤差 tg= = 又x== =(0.18+0.011) =0.076mm tg==0.0003 l1=40+=40+=50mm l2=170-l1=170-50=120mm 11—中心線與中心線交點至左端面的距離 l2—交點至右端面的距離 由于轉(zhuǎn)角誤差很小。不計工件左右端面旋轉(zhuǎn)對定位誤差的影響。故： 2l1tg=2=0.03mm =2l2tg=21200.0003=0.072mm 較大的定位誤差小于工件誤差的三分之一（） 此方案可取 2.8夾緊力的計算 根據(jù)工件所受切削力、夾緊力的作用情況，找出加工過程中對夾緊最不利的狀態(tài)，來確定夾緊力。 式中 —安全系數(shù)； —切削力； Q—夾緊力 — 壓板和工件表面間的摩擦系數(shù)； — 工件和定位支承塊間的摩擦系數(shù)。 因為壓板、工件、定位支承板均為鑄鐵，查得摩擦系數(shù)f1、f2均為0.18 安全系數(shù)按下式計算 式中，~為各種因素的安全系數(shù)，查表3-1和表3-2 ：考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù) ：加工性質(zhì) ：刀具鈍化程度 ：切削特點 ：夾緊力的穩(wěn)定性 ：夾緊時的位置 ：僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時工件與支承面的接 還需要再夾緊工件，將工件緊固，因此它們之間是不同的 =1.5 則K=K0K1K2K3K4K5K6=1.21.21.01.01.01.01.5=2.16 因為安全系數(shù)K的計算結(jié)果小于2.5,則K取2.5 根據(jù)前面的計算可知分別加工孔4.5和2.7的扭矩分別為M1=0.476Kg，M2=0.378Kg Pmax= =11.9N 代入上式，可得：=82639N 確定估算所需的夾緊力的大小為82639N左右。 2.9 偏心夾緊計算 夾緊行程 s=(-=e 機床夾具設(shè)計（3—13）公式 其中 e—圓偏心的偏心距（mm）; —圓偏心輪工作段的回轉(zhuǎn)角，一般取=45—60，=120—135 s—圓偏心輪的夾緊行程（mm）。 e=68.5mm s=8.5(0.7-0)=5.95 mm 3設(shè)計部分 3.1 夾具設(shè)計 3.1.1夾具設(shè)計的基本要求和方法 1）保證工件的加工精度 保證工件的加工精度是夾具設(shè)計的最基本要求。其關(guān)鍵在于，正確地確定定位方案、夾緊方案和刀具導(dǎo)向方式，合理地制定夾具的尺寸、公差和技術(shù)要求，必要時應(yīng)進行誤差的分析和計算。 2）提高生產(chǎn)效率、減低制造成本 夾具設(shè)計的總體方案應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)時，應(yīng)盡量采用各種快速、高效的結(jié)構(gòu)、機動裝置和先進的控制方法，以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)率；在中心批量生產(chǎn)中，則要求在滿足夾具功能的前提下，盡量使夾具結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，以降低夾具的制造成本。 3）操作方便、省力和安全 夾具的操作要大量做到方便、省力，如有條件，盡可能采用氣動、液壓及其他機械化夾緊裝置、以減輕工人的勞動強度。并可較好地控制夾緊力。夾具操作位置應(yīng)符合操作工人的習慣，必要時應(yīng)有安全保護裝置，以確保使用安全。 4）便于排屑 夾具的排屑是一個容易忽視的問題，如果排屑功能不好，切屑積集在夾具中，會破壞工件正確的定位；切屑帶來的大量熱量會引起夾具和工件的熱變形，影響加工質(zhì)量；切屑的的清掃又會增加輔助時間，降低生產(chǎn)率。切屑積集嚴重時，還會損傷刀具以致造成設(shè)備事故或工傷事故。因此，排屑問題在夾具設(shè)計時必須給予充分的注意，在設(shè)計高效機床夾具時由為重要。 5）有良好的結(jié)構(gòu)工藝性 夾具的結(jié)構(gòu)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維修，應(yīng)盡可能選用標準元件和標準結(jié)構(gòu)。 夾具設(shè)計主要是一種相互關(guān)聯(lián)的工作，通常是在參閱有關(guān)資料的情況下，按加工要求構(gòu)思出設(shè)計方案，繪制出圖樣，經(jīng)修改后確定夾具的結(jié)構(gòu)。 3.2夾具設(shè)計的步驟 3.2.1 設(shè)計的準備 分析產(chǎn)品零件圖及裝配圖，分析零件的作用、形狀、結(jié)構(gòu)特點、材料和技術(shù)要求；分析零件的加工工藝規(guī)程，工藝設(shè)備設(shè)計任務(wù)書，對任務(wù)書所提出的要求進行可行性研究；了解所用機床的規(guī)格、性能、精度以及與夾具連接部分結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸；了解所用刀具、量具的規(guī)格；了解零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)組織等有關(guān)問題；收集有關(guān)設(shè)計資料。 3.2.2 方案設(shè)計 在分析各種原始資料的基礎(chǔ)上，確定夾具的類型、定位設(shè)計、夾緊方式、導(dǎo)向方案 、連接方式、總體布局和夾具的結(jié)構(gòu)形式。繪制方案設(shè)計圖，進行工序精度分析，對動力夾緊裝置進行夾緊力的計算。 [1] 夾緊力確定的基本原則 夾緊力的方向 1） 夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。 2） 夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力。 3） 夾緊力的方向應(yīng)是工件剛度較高的方向。 夾緊力的作用點 1） 夾緊力的作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 2） 夾緊力的作用點應(yīng)選在工件剛度較高的部位。 3） 夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近加工表面。 [2] 夾緊方案 根據(jù)以上要求及原則，工件屬于箱體類零件，夾緊力的方向應(yīng)垂直于最重要的定位基面—底面，并將工件壓向該面，而不宜與其他方面進行夾緊。由于工件為薄壁件，易受力變形，故采用多點同時壓向工件，均勻分布壓緊力，起到減少受力變形的效果。夾緊力為液壓缸驅(qū)動。用推桿將壓力傳遞致壓板，然后由壓板將壓力分散到工件壓緊表面，從而將工件壓緊。 1）定位基準的選擇是定位設(shè)計的一個關(guān)鍵問題。工件的定位基準一旦被確定，其定位方案也基本上被確定。設(shè)計夾具時，從減少加工誤差考慮，應(yīng)盡可能選用工序基準為定位基準，即遵循所謂基準重合原則。當用多個表面定位時，應(yīng)選擇其中一個較大的表面為主要定位基準。 2）在電機驅(qū)動端蓋多孔鉆的專用機床加工時,必須使被加工零件對刀具及其導(dǎo)向保證正確的相對位置，這是靠夾具的定位支承系統(tǒng)來實現(xiàn)的，定位支承系統(tǒng)除用以確定被加工零件的位置外，還要承受被加工零件的重量和夾緊力，有時還要承受切削力。 3.2.3 審核 檢查夾具的各項功能是否符合設(shè)計要求。 3.2.4 總體設(shè)計 根據(jù)所定方案繪制夾具裝配圖，應(yīng)將夾具的工作原理、結(jié)構(gòu)和各種元件的裝配關(guān)系表達清楚。用雙點劃線繪制工件外形輪廓、定位基準面、夾緊表面和加工表面。合理選擇材料，標注尺寸、公差和技術(shù)要求。 3.2.5 夾具重要零件設(shè)計 1) 夾具體的設(shè)計 夾具體的形狀及尺寸取決于夾具體上各種裝置與機床的連接。夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面，應(yīng)有適應(yīng)的尺寸和形狀精度，他們之間應(yīng)有適當?shù)奈恢镁?，為了使夾具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造，夾具體要進行退火處理。此外，夾具體還要有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具經(jīng)常設(shè)置加強筋，鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應(yīng)鑄出凸臺，以減少加工面積。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應(yīng)盡量低，重心越低，則支承面應(yīng)越大，夾具底面四邊應(yīng)凸出，使其接觸良好。當夾具在機床主軸上安裝時，夾具安裝基面與主軸相應(yīng)表面應(yīng)有較高的配合精度。本設(shè)計的夾具毛坯類型是鑄造類夾具體，常用材料是HT200. 2) 壓板 如圖所示： 起著固定被加工零件的作用，本件需要正火處理。 3) 鉆套 由于本設(shè)計是專用機床的設(shè)計，所以選擇固定鉆套。根據(jù)《夾具手冊》表2.5-7.鉆套至工件表面的距離按（1—1.5）d=5—7.5mm選取。機床加工時鉆頭比較細，防止切屑將鉆頭憋斷，應(yīng)有足夠的排屑空間。鉆套至工件表面的距離取20mm 4) 定位銷 確定定位削高度時，要注意防止卡住的現(xiàn)象。將工件一邊支在夾具的支承平面上，逐漸套入兩銷，這時，如果定位銷高度選擇不當，將使工件卡在定位銷邊緣上而裝不進入，避免產(chǎn)生卡住的最大工作高度。（計算部分） 5) 支架 如圖所示： 定位支承系統(tǒng)主要應(yīng)由定位支承、輔助支承和一些限位元件組成。定位支承是指在加工過程中維持被加工零件有一定位置的元件。輔助支承是僅用作增加被加工零件過程中的剛度和穩(wěn)定性的一種活動式支承元件，由于定位支承元件直接與被加工零件接觸，因此其尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和布置都直接影響被加工零件的精度。為了避免產(chǎn)生變品以及經(jīng)常修理定位支承元件的麻煩，設(shè)計時必須注意以下的問題： （1） 合理布置定位支承元件，力求使其組成較大的定位支承平面。 （2） 提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形。 （3） 提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性，以便長期保持夾具的定位精度。 （4） 可靠地排除定位支承部分的切屑。 3.2.6 夾具的裝配、調(diào)試和驗證 對起導(dǎo)向作用并有相對滑動的連接副選用H7/h6 有相對活動而無導(dǎo)向作用的連接副。選用H7/g6,H7/f7。 鉆套與鉆模板間的配合公差選擇H7/n6。 底面定位支承板的平面度公差按9級精度選取H7/h6。 支承板與夾具角座的平行度公差按9級精度選取 3.3 傳動箱的設(shè)計 傳動箱的設(shè)計原始依據(jù)是 “電機驅(qū)動端蓋多孔鉆”來繪制的，其主要內(nèi)容及注意事項如下： 1）根據(jù)機床聯(lián)系尺寸圖，繪制傳動箱的部裝圖，并標注輪廓尺寸與動力驅(qū)動軸的尺寸位置。 2）根據(jù)聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，標注所有的主軸和刀桿軸的尺寸，主軸和被加工零件在機床上是面對面放的。傳動軸和主觀圖上的水平方向尺寸與零件工序圖上的水平尺寸正好相反。其次，傳動箱上的坐標尺寸基準和零件工序圖上的基準經(jīng)常不重合，應(yīng)根據(jù)傳動箱與加工零件的相對位置找到統(tǒng)一的基準，并標出其相對位置關(guān)系尺寸。 4 樣機或試件的各種試驗及測試情況 4.1 機床空轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)試驗 1．機床總裝后，連續(xù)空轉(zhuǎn)4小時。 2．機床上所有的動力頭和各種輔助機構(gòu)要靈活而正確地完成全部規(guī)定運作，運動部件之間的互鎖應(yīng)嚴密可靠。 3．勞動保護裝置和機床保險裝置必須可靠。 5 預(yù)期效果 按照設(shè)計的結(jié)果基本能滿足各項性能指標要求。該專用機床同時完成了電機端蓋多孔鉆的鉆孔工序，大大地提高了加工精度和生產(chǎn)效率。 6 結(jié)論 通過電機驅(qū)動端蓋多孔鉆專用機床的設(shè)計。我們能因地制宜巧改機床，不僅造價低，上馬快，是彌補設(shè)備不足或不配套的好辦法，也是解決設(shè)備“技術(shù)老化”的重要途徑 7 工作小結(jié)與致謝 這次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)已經(jīng)結(jié)束了。本次設(shè)計是關(guān)于電機驅(qū)動端蓋多孔鉆專用機床的設(shè)計。具的內(nèi)容就是完成整個機床的總體設(shè)計，傳動箱和夾具的設(shè)計。傳動箱設(shè)計要注意與機床主軸的聯(lián)接，齒輪的結(jié)構(gòu)，軸的結(jié)構(gòu)以及相互間的配合，夾具設(shè)計就是要使加工工件的定位準確、可靠、滿足工藝精度，提高工作效率。 設(shè)計初，我們在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，進行畢業(yè)實習，收集相關(guān)的設(shè)計資料。完成實習后，對所收集的相關(guān)資料進行加工整理，初步討論理定設(shè)計方案。將理定的方案轉(zhuǎn)化為實際成果，即繪制好該方案的圖紙，并參考各方面的資料，不斷的修正完善該設(shè)計方案。最后，完成該方案的設(shè)計說明書。 為期兩個半月的畢業(yè)設(shè)計已結(jié)束，回顧整個過程，我覺得收益匪淺。畢業(yè)設(shè)計是檢查學生綜合設(shè)計能力的一個重要環(huán)節(jié)，是對學生獨立設(shè)計能力的一次考驗，使理論與實踐更加接近，找出了我在設(shè)計中的不足處和能力欠缺之處，加深了我對理論知識的理解，強化了畢業(yè)設(shè)計中的感性認識，提高了獨立設(shè)計能力。深入了解機械產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程及新技術(shù)、新設(shè)備在機械制造業(yè)中的應(yīng)用，了解生產(chǎn)的組織管理、企業(yè)改革的情況。深入實際，體會到理論聯(lián)系實際的必要性，認識到學校學過的許多知識與解決實際生產(chǎn)問題還有很大的差距，而縮短差距的方法只有到實踐中去。利用一切方法和手段了解本課題所涉及的研究、生產(chǎn)、銷售、使用等方面的實際情況以及有關(guān)的數(shù)據(jù)、圖表、文獻資料。向生產(chǎn)實踐學習，了解與課題有關(guān)的生產(chǎn)線、設(shè)備、工藝等實際知識。 總的說來，這次畢業(yè)設(shè)計，使我在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的鍛煉。提高了我創(chuàng)新設(shè)計的能力，鍛煉了我認真工作的作風，為將來走上工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。 在這次畢業(yè)設(shè)計期間,我們得到了指導(dǎo)老師咸教授及工人師傅的教導(dǎo)與幫助，在此表示深深的謝意！ 8．參考文獻 1 成大先.機械設(shè)計手冊.第四版.北京：化學工業(yè)出版社，1997 2 李益民.機械制造工藝設(shè)計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1995 3 方昆凡.公差配合技術(shù)手冊.北京：北京出版社，1983 4 薛源順.機床夾具設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，1999 5 李云.機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1996 6 陳家芳.實用金屬切削加工工藝手冊.上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1999 7 李慶春.機床夾具設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，1983 8 陳榕林 張磊.改巧機床.北京：中國農(nóng)業(yè)機械出版社，1982 9 趙峰.組合夾具圖冊.北京：機械工業(yè)出版社，1996 10 陳秀寧 施高義.機械設(shè)計課程設(shè)計.浙江：浙江大學出版社，1993 11 朱龍根.簡明機械零件設(shè)計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1997 12 王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).太原：機械工業(yè)出版社，1999 附件清單 1. B9912016—傳動箱裝配圖 ZZX99120—31 A0 1張 2. B9912016—電機驅(qū)動蓋多孔鉆 ZZX99120—32 A0 1張 3. B9912016—刀桿軸—1 ZZX99120—1 A3 1張 4. B9912016—刀桿軸—2 ZZX99120—2 A3 1張 5. B9912016—軸 ZZX99120—3 A3 1張 6. B9912016—主動軸 ZZX99120—4 A3 1張 7. B9912016—后蓋板 ZZX99120—5 A1 1張 8. B9912016—前蓋板 ZZX99120—6 A1 1張 9. B9912016—驅(qū)動端蓋 ZZX99120—7 A3 1張 10. B9912016—上蓋板 ZZX99120—8 A3 1張 11．B9912016—箱體 ZZX99120—9 A0 1張 12. B9912016—齒輪 —1 ZZX99120—10 A3 1張 13. B9912016—齒輪 —2 ZZX99120—11 A3 1張 14. B9912016—齒輪 —3 ZZX99120—12 A3 1張 15. B9912016—齒輪 —4 ZZX99120—13 A3 1張 16. B9912016—齒輪 —5 ZZX99120—14 A3 1張 17. B9912016—齒輪 —6 ZZX99120—15 A3 1張 18. B9912016—齒輪 —7 ZZX99120—16 A3 1張 19. B9912016—齒輪 —8 ZZX99120—17 A3 1張 20. B9912016—齒輪—9 ZZX99120—18 A3 1張 21. B9912016—套筒 —1 ZZX99120—21 A4 1張 22. B9912016—套筒 —2 ZZX99120—22 A4 1張 25. B9912016—套筒 —4 ZZX99120—25 A4 1張 26. B9912016—套筒 —5 ZZX99120—26 A4 1張 27 B9912016—套筒 —6 ZZX99120—27 A4 1張 28. B9912016—套筒 —7 ZZX99120—28 A4 1張 29. B9912016—套筒 —8 ZZX99120—29 A4 1張 30. B9912016—套筒 —9 ZZX99120—30 A4 1張 31. B9912016—套筒 —10 ZZX99120—31 A4 1張 32. B9912016—套筒 —11 ZZX99120—32 A4 1張 33. B9912016—說明書 ZZX99120—33 30頁 34. B9912016—文獻綜述 ZZX99120—34 4頁 35 B9912016—外文翻譯 ZZX99120—35 4頁 36 B9912016—任務(wù)書 ZZX99120—36 4頁 31