2022年组合机床优秀毕业设计 .pdf

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1、中 央 电 大 毕 业 论 文1 目录1 前言 . 3 1.1 概述 . 3 1.2 课题由来及基本条件 . 3 1.3 课题设计思路 . 41.4 预期成果及实际价值. 42 组合机床总体设计 . 52.1 工艺方案的拟定 . 5 2.1.1 被加工零件的特点 . 5 2.1.2 分析、研究被加工零件 . 5 2.1.3 组合机床总体方案论证. 52.1.4定位基准及夹压点选择. 62.2 确定切削用量及刀具选择. 62.2.1 刀具的选择 . 6 2.2.2 切削用量的选择 . 7 2.2.3计算切削力切削扭矩切削功率及刀具耐用度 . 9 2.2.4 确定主轴尺寸外伸尺寸 . 13 2.2

2、.5 选择接杆 . 132.2.6 动力部件工作行程及循环的确定. 14 2.3 通用部件的选择 . 14 2.3.1 选用滑台形式 . 14 2.3.2 选液压滑台的型号 . 15 2.3.3 选动力箱型号 . 16 2.3.4 机床装料高度的确定. 16 2.3.5 中间底座尺寸的确定. 17 2.4 机床分组 . 18 2.5 生产率计算卡 . 18 3 组合机床夹具设计 . 21 3.1 夹具设计的基本要求和步骤. 21 3.1.1 夹具设计的基本要求. 21 3.1.2 夹具设计的步骤 . 21 3.2 定位方案的确定 . 22 3.2.1 零件的工艺性分析 . 22 3.2.2 定

3、位方案的论证 . 22 3.2.3 导向装置 . 23 3.3 夹紧方案的确定 . 25 3.3.1 夹紧装置的确定 . 25 3.3.2 夹紧方案论证 . 25 3.3.3夹紧力确定 . 26 3.4 误差分析 . 27 3.5 绘制夹具装配图及零件图. 30 4 结论 . 31 参考文献 . 32 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 34 页中 央 电 大 毕 业 论 文2 2 致谢 . 33 附录 . 34 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 34

4、页中 央 电 大 毕 业 论 文3 1 前 言1.1 概述组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、缝纫机、自行车等轻工行业大批大量生产中已经获得广泛的应用；一些中小批量生产企业，如机床、机车、工程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；也可用来完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全部工序的加工。组合机床的设计，目前基本上有两种情况：其一，是根据具体加工对象的具体情况进行专门设计，这是当前最普遍的做法。其二，随着组合机床在我国机械行业的广泛使用，广大工人总结自己生产和使用组合机床的经验，发现组合机床不仅在

5、其组成部件方面有共性，可设计成通用部件，而且一些行业在完成一定工艺范围内组合机床是极其相似的，有可能设计为通用机床，这种机床称为“ 专能组合机床 ” 。这种组合机床就不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，而是可以设计成通用品种，组织成批生产，然后按被加工的零件的具体需要，配以简单的夹具及刀具，即可组成加工一定对象的高效率设备。本次毕业设计课题来源于生产实际，具体的课题是JM304B 变速箱箱体钻孔的组合机床总体及夹具设计。在设计前认真研究被加工零件的图样，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，为设计提供大量的数据、资料，作好充分的、全面的技术

6、准备。在准备了充足的资料之后进行总体及零部件的设计工作，总体的设计的主要工作是完成“ 三图一卡 ” ，即绘制机床的总体尺寸联系图、加工示意图、零件的工序图及编制生产率计算卡；夹具设计的方法是：绘制夹具装配图；确定夹具的结构；选定钻模板等。在此次的设计中采用三面夹紧定位，液压夹紧，提高了生产效率，降低镣动强度，同时在设计中采用了大量的通用零部件，降低了产品的成本1.2 课题由来及基本条件a）设计内容设计一台加工 JM304B变速箱箱体钻孔的组合机床. 设计：制定工艺方案，确定机床配置型式及结构方案，“三图一卡”设计；部件设计：组合机床夹具设计b）设计依据课题来源：盐城市江动集团产品名称： JM3

7、04B 变速箱箱体被加工零件：机体（附零件图）工件材料： HT250 加工内容：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 34 页JM304B变速箱箱体钻孔组合机床总体及夹具设计4 A.钻左侧面上 12 个孔： 钻 10 个8.6 的螺纹底孔，各孔位置度公差为 0.2mm，深 24；钻 1 个8 的螺纹底孔，各孔位置度公差为0.2mm，深 24；钻 1 个27.8的螺纹通孔，各孔位置度公差为0.2mm。B.钻后面上 9 个孔：钻 8 个8.6 的螺纹底孔，各孔位置度公差为0.2mm，深 24； ；钻 1 个12.3 螺纹底孔，各孔

8、位置度公差各为0.2mm，深 24。C.钻右侧面上 9 个孔：钻 8 个8.6 的螺纹底孔，各孔位置度公差为0.2mm，深 24；钻 1 个8 的螺纹底孔，各孔位置度公差为0.2mm，深 24。批量：本机床设计、制造一台。1.3 课题设计思路a.工艺方案的确定在确定工艺方案之前， 需要通过实习对被加工零件的结构特征的了解，并对加工精度，加工位置和加工要求的熟悉，有利于确定经济可行的方案。b.机床配置及结构的确定根据零件的结构， 选择合适的机床结构， 尽可能多选用公用部件和标准件。c.总体设计在确定前面的方案的时，通过计算得到生产率卡和绘制“三图”，根据计算选择合适的主轴箱的轮廓尺寸和动力设施。

9、d.夹具的设计首先确定夹紧方案、 定位方式和夹紧力的计算， 然后选用相应的标准部件和标准件，绘制夹具装备图和夹具的相关的零件图。本次设计的组合机床同时加工三个端面， 大大提高了生产效率， 降低了劳动强度，从而降低了零件的加工成本。1.4 预期成果及实际价值最终将完成被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡；夹具总装图、夹具非标准零件图等技术文件，指导组合机床及夹具的生产。这样一台组合机床设计好后，可直接投入JM304B 变速箱箱体的生产，提高生产效率，满足加工精度要求，帮助生产厂家降低加工成本，获得良好的经济效益。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

10、 - - - - - - -第 4 页，共 34 页中 央 电 大 毕 业 论 文5 2 组合机床总体设计2.1 工艺方案的拟订组合机床的总体设计要注重工件及其加工的工艺分析，制订出合理的工艺方案，才能设计出合理的专用机床。根据具体的被加工零件，在制定的工艺和结构方案的基础上，进行方案图纸的总体设计。2.1.1 被加工零件的特点本次设计的组合机床的被加工对象是JM304B拖拉机变速箱体，材料是HT250,硬度是 HB190 250，属于箱体零件 , 结构相对比较复杂。2.1.2 分析、研究被加工零件根据先粗加工后精加工、先基准面后其它表面、先主要表面后次要表面的机械加工工序安排的设计原则，对J

11、M304B 拖拉机变速箱体的工艺路线作如下设计：工序 1: 粗铣底面；工序 2: 粗铣左、右端面；工序 3: 粗铣前、后端面；工序 4: 半精铣底面；工序 5: 半精铣左、右端面；工序 6: 半精铣前、后端面；工序 7: 粗镗孔；工序 8: 精镗孔；工序 9: 钻左、右、后三面的孔；工序 10: 最终检验。本道工序为第 10道工序 , 主要攻左、右、后三面共 29个螺纹底孔，由本设备“JM304B 变速箱体钻孔组合机床”完成，因此，本设备的主要功能是完成拖拉机变速箱体左、右、后三个面上共29个孔的加工。具体加工内容及加工精度如下：本道工序为第 9道工序，具体加工内容是：钻左面6M106H螺纹底

12、孔，位置度要求 0.2mm，钻4M106H螺纹底孔，位置度要求 0.2mm，M306H螺纹底孔,8孔；钻后面 8M106H螺纹底孔，位置度要求 0.2mm, M146H螺纹底孔；钻右面 8M106H螺纹底孔，位置度要求0.2mm, 钻8孔。孔的倒角 145。一次装夹一个零件，三个面钻孔同时加工。2.1.3 组合机床总体方案论证根据任务书的要求：设计的组合机床要满足加工要求、保证加工精度；尽可能用通用件、以降低成本；各动力部件用电气控制、液压驱动。因此根据任务书要求和气缸体的特点初定两种设计方案：机床的配置型式有立式和卧式两种, 如图 2-1 和图 2-2 两种精选学习资料 - - - - -

13、- - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 34 页JM304B变速箱箱体钻孔组合机床总体及夹具设计6 图 2-1 卧式组合机床结构图 2-2 立式组合机床结构卧式组合机床特点：卧式组合机床重心低、振动小运作平稳、加工精度高、占地面积大。立式组合机床特点：立式组合机床重心高、振动大、加工精度低、占地面积小。方案比较：根据被加工工件和两种组合机床的特点比较可知JM304变速箱箱体的结构为卧式长方体。通过以上的比较，考虑到卧式振动小，装夹方便等因素，选用三面卧式组合机床。2.1.4 定位基准及夹压点的选择组合机床是针对某种零件或零件某道工序设计的。正确选择定位基准，是确

14、保加工精度的重要条件，同时也有利于实现最大限度的集中工序。一般常采用一面两孔定位和三面定位。本机床加工时采用的定位方式是三面定位，以底面为定位基准面，限制三个自由度；在左面用两个圆柱定位销，限制两个自由度；后面再用一个圆柱销限制剩下的一个自由度。2.2 确定切削用量及选择刀具2.2.1 刀具的选择根据工艺的要求及加工精度不同，组合机床采用的刀具一般有简单刀具（标准刀具） 、复合刀具及特种刀具。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 34 页中 央 电 大 毕 业 论 文7 选择刀具的原则：a）只要条件允许，为使工作可靠，结构简单

15、、刃磨容易，应尽量选择标准刀具和简单刀具。b）为使工序集中或保证加工精度，可采用先后加工或同时加工两个或两个以上表面的复合刀具。c）选择刀具结构时，还须认真分析被加工零件材料特点。根据工艺要求及加工精度的要求，查文献18196 页表4-45，加工29个孔的刀具均采用标准锥柄麻花钻。刀具材料为高速钢，标准号：GB/T 1438-1985 2.2.2 切削用量的选择组合机床多轴箱上所有刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台。工作时，要求所有刀具的每分钟进给量相同，且等于动力滑台的每分钟进给量。这个每分钟进给量（毫米 /分）应是适合于所有刀具的平均值。因此，同一主轴箱上的刀具主轴可设计成不同转速和

16、选择不同的每转进给量（毫米/转）与其相适应，以满足不同直径工件的加工需要，文献853 页，即fiivfnfnfn2211（2-1）式中：1n ,2n ,in 各主轴转速（ r/min） ；1f ,2f ,if 各主轴进给量（ mm/r） ；fv动力滑台每分钟进给量（ mm/min） 。在选择了转速后就可以根据公式1000ndv（2-2）选择合理的切削速度。查文献 2第 130 页表 6-11 表 2-1 高速钢钻头切削用量加工材料加工直径1d（mm ）切削速度v(m/min) 进给量f(mm/r) 铸铁200241HBS 16 1018 0.05 0.1 612 0.1 0.18 1222 1

17、018 0.18 0.25 2250 0.25 0.4 根据上表合理选择所需要的切削速度与进给量。A.左侧面钻孔a) 钻 10 个8.6 孔精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 34 页JM304B变速箱箱体钻孔组合机床总体及夹具设计8 选择min15mv，进给量选择rmmf12.0, 由公式（ 2-1）得min6.66mmvf，由公式（ 2-2）得转速 : min555rnb) 钻 1 个8 孔选择min15mv，进给量选择rmmf11.0, 由公式（ 2-1）得min6.66mmvf，由公式（ 2-2）得转速：min597

18、rnc) 钻 1 个27.8 孔选择min15mv，进给量选择rmmf37.0, 由公式（ 2-1）得min6.66mmvf，由公式（ 2-2）得转速：min180rnB.右侧面钻孔a) 钻 8 个8.6 孔选择min15mv，进给量选择rmmf15.0, 由公式（ 2-1）得min25.83mmvf，由公式（ 2-2）得转速：min555rnb) 钻 1 个8 孔选择min15mv，进给量选择rmmf14.0, 由公式（ 2-1）得min25.83mmvf，由公式（ 2-2）得转速：min597rnC.后侧面钻孔a) 钻 8 个8.6 孔选择min15mv，进给量选择rmmf14.0, 由公

19、式（ 2-1）得min7.77mmvf，由公式（ 2-2）得转速：min555rn精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 34 页中 央 电 大 毕 业 论 文9 b) 钻 1 个12.3 孔选择min15mv，进给量选择rmmf20.0, 由公式（ 2-1）得min7.77mmvf，由公式（ 2-2）得转速：min388rn孔的编号见被加工零件工序图JM304BCT01.0 2.2.3 计算切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度根据选定的切削用量（主要指切削速度v及进给量 f） ，确定进给力，作为选择动力滑台及设计夹具的依据；

20、确定切削转矩，用以确定主轴及其他传动件（齿轮、传动轴）的尺寸；确定切削功率，用作选择主传动电机（一般指动力箱电机）功率；确定刀具耐用度，用以验证所选用量或刀具是否合理。查文献 1134页表6-20得公式：6.08. 026HBDfF(2-3) 6 . 08. 09. 110HBfDT(2-4) DTvP9740(2-5) 式中， F表示轴向切削力（ N） ，T表示切削转矩（ N） ，P表示切削功率（ Kw） ，v表示切削速度（ m/min）, f表示进给量（ mm/r）, D表示加工（或钻头）直径（mm）HB 表示布氏硬度，取HB=241,公式（ 1-6）中HB=)200241(31241=2

21、27.33。由公式 (2-3) 、(2-4) 、(2-5) 可得：A.钻左侧面孔a）钻 8.6 的孔由公式（ 2-3）得：6.08.026HBDfF6. 08. 033.22712.06.826N7.1063由公式（ 2-4）得：6. 08.09.110HBfDT6. 08. 09 .133.22712.06 .810精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 34 页JM304B变速箱箱体钻孔组合机床总体及夹具设计10 mmN ?2.2837由公式（ 2-5）得：DTvP97406.814.39740152.2837Kw162.0

22、b）钻 8的孔：由公式（ 2-3）得：6 .08.026HBDfF6. 08 . 033.22711.0826N9 .922由公式（ 2-4）得：6. 08.09.110HBfDT6. 08. 09. 133.22711.0810mmN ?6.2306由公式（ 2-5）得：DTvP9740814.39740156.2306Kw141.0 c）钻 27.8 的孔：由公式（ 2-3）得：6 .08.026HBDfF6.08. 033.22737.08.2726N0.8464由公式（ 2-4）得：6. 08. 09 .110HBfDT6 . 08 . 09.133.22737.08 .2710mmN

23、 ?4.64899由公式（ 2-5）得：DTvP97408.2714.39740154.64899Kw144.1B.钻右侧面孔 a ）钻 8.6 的孔由公式（ 2-3）得：6.08.026HBDfF精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 34 页中 央 电 大 毕 业 论 文11 6. 08. 033.22715.06.826N6.1271由公式（ 2-4）得：6. 08.09.110HBfDT6 .08.09 .133.22715.06 .810mmN ?7 .3391由公式（ 2-5）得：DTvP97406.814.397

24、40157.3391Kw193.0 b ）钻 8的孔：由公式（ 2-3）得：6 .08.026HBDfF6. 08. 033.22714.0826N4.1193由公式（ 2-4）得：6. 08.09.110HBfDT6. 08. 09. 133.22714.0810mmN ?5.2797由公式（ 2-5）得：DTvP9740814.39740155 .2797Kw171.0C.后侧面钻孔a）钻 8.6 的孔由公式（ 2-3）得：6.08.026HBDfF6. 08. 033.22714.06.826N3.1203由公式（ 2-4）得：6. 08.09.110HBfDT6. 08. 09 .13

25、3.22714.06 .810mmN ?5 .3209由公式（ 2-5）得：DTvP97406.814.39740155.3209Kw183.0精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 34 页JM304B变速箱箱体钻孔组合机床总体及夹具设计12 b）钻 12.3 的孔由公式（ 2-3）得：6.08.026HBDfF6 .08.033.2272 .03.1226N3.2289由公式（ 2-4）得：6. 08.09.110HBfDT6. 08.09.133.2272 .03.1210mmN ?3.8426由公式（ 2-5）得：DT

26、vP97403.1214.39740153.8426Kw336.0总的切削功率：即求各面上所有轴的切削功率之和左面wPPPPwK905. 21144.11141.010162.011108.2786. 8右面wPPPwK715.11171.08193.01886. 8后面wPPPwK800.11336.08183.0183 .126 .8验证选用量或刀具是否合理，刀具耐用度至少大于4 个小时，查机械加工工艺手册公式83.155. 025.0)9600(HBVfDT (2-6) A.左侧面刀具耐用度a)钻8.6 的刀具耐用度：min7258)33.22712.0156.89600(83.155.

27、025.0Tb)钻8 的刀具耐用度：min9210)33.22711.01589600(83.155.025.0Tc)钻27.8的刀具耐用度：min535)33.22737.0158.279600(83.155.025.0TB.右侧面刀具耐用度a)钻8.6 的刀具耐用度：min2719)33.22715.0156.89600(83.155.025.0Tb)钻8 的刀具耐用度：min3187)33.22714.01589600(83.155.025.0TC.后侧面刀具耐用度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 34 页中 央

28、电 大 毕 业 论 文13 a)钻8.6 的刀具耐用度：min3683)33.22714.0156.89600(83.155.025.0Tb)钻12.3的刀具耐用度：min1569)33.2272.0153.129600(83.155.025.0T根据计算，刀具耐用度满足要求。2.2.4 确定主轴、尺寸、外伸尺寸查文献 243 页表 3-4 d=410TB (2-7) 式中： d轴的直径；T轴所传递的转矩（ NM ） ；B系数（取 B=6.2） 。a）左多轴箱：轴 19-28 d=6.243102 .283710=14.3mm 轴 29 d=6.243106 .230610=13.5mm 轴

29、30 d=6.243104.6489910=31.3mm b）右多轴箱：轴 1-4,6-9 d=6.243107.339110=15.0mm 轴 5 d=6.243105 .279710=14.3mm c）后多轴箱：轴 10-17 d=6.243105.320910=14.8mm 轴 18 d=6.243103 .842610=18.9mm 考虑到安装过程中轴的互换性等因素，除5轴、9轴、22轴、23轴、25轴、26轴、29轴由于靠离太近轴径取为15,30轴轴径取为 30外，其余 22根主轴轴径均取为 20。根据主轴类型及初定的主轴轴径，由参考文献5 第 45 页表 3-6 可得到主轴外伸尺寸

30、及接杆莫氏圆锥号。主轴轴径d=15时，主轴外伸尺寸为：26/25/1dD,L=85 ；接杆莫氏圆锥号为。主轴轴径d=20时，主轴外伸尺寸为：20/32/1dD,L=115 ；接杆莫氏圆锥号为。主轴轴径d=30时，主轴外伸尺寸为： D/1d =32/20,L=115；接杆莫氏圆锥号为2。2.2.5 选择接杆在钻、扩、铰孔及倒角等加工小孔时，通常都采用接杆（刚性接杆）。因为主轴箱各主轴的外伸长度和刀具均为定值，为保证主轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，须采用轴向可调整的接杆来协调各轴的轴向长度，以满足同时加工完成孔的要求。查文献 2171 页表 8-2：精选学习资料 - - - - - - -

31、- - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 34 页JM304B变速箱箱体钻孔组合机床总体及夹具设计14 表 2-2 特长可调接杆尺寸d dt 莫氏锥号类型1DL l16 Tr16 1.5 2 A 28 185-485 85 20 Tr20 2 2 A 28 215-500 110 表 2-3 夹紧螺母型式及尺寸名义尺寸1d1dh 16 Tr161.5 24.6 12 20 Tr202 31.6 12 2.2.6 动力部件工作循环及行程的确定a）工作进给长度工L的确定工作进给长度工L，应等于加工部件的长度L( 多轴加工时按最长孔计算) 与刀具切入长度1L 和切出长度2L

32、之和。切入长度一般为510mm ，根据工件端面的误差情况确定，钻孔时切出长度查文献146 页表 3-7：32dL+ （38）（注： d 为钻头直径）（2-8）适用复合刀具的时候，应根据具体情况来选定，具体如下：左侧工进长度：19+9=28mm 右侧工进长度：22+6=28mm 后侧工进长度：22+6=28mm b）快速引进长度的确定快速引进是指动力部件把刀具送到工作进给的位置，其长度按具体情况确定。在左动力头工作循环中， 快速进给行程为152mm ，在右动力头工作循环中， 快速进给行程为 152mm ，在后动力头工作循环中，快速进给行程为152mm 。3)快速退回长度的确定快速退回的长度等于快

33、速引进和工作进给长度之和。一般在固定式夹具钻孔的机床上，动力部件快速退回的行程，只要把所有刀具都退至导套内，不影响工作的装卸就行了。左、右、后侧快速退回长度为180mm 。4）动力部件总行程的确定动力部件的总行程除了满足工作循环向前和向后所需的行程外，还要考虑因刀具磨损或补偿制造、安装误差，动力部件能够向前调节的距离（此距离不小于15-20mm ）和刀具装卸以及刀具从接杆中或接杆连同刀具一起从主轴孔中取出时，动力部件需后退的距离。因此，动力部件的总行程为快退行程与前后备量之和。在本机床的动力部件循环中：前备量选30mm ，后备量选 40mm 。2.3 通用部件的选择2.3.1 选用滑台型式滑台

34、型式一般分为液压滑台和机械滑台，液压滑台与机械滑台由于采用的传动装置不同，因而在性能、使用及维修等方面各有特点。目前，这两种滑台都得到广精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 34 页中 央 电 大 毕 业 论 文15 泛的应用。根据文献 218 页表 2-4，它们的优缺点比较如下：表 2-4 液压滑台与机械滑台的优缺点液压滑台机械滑台优点1. 在相当大的范围内进给量可以无级调速。1. 进给量稳定，慢速无爬行，高速无振动，可以降低加工工件的表面粗糙度。2. 可以获得较大的进给力。2. 具有较好的抗冲击能力，断续切削、钻头钻通孔

35、将要出口时，不会因冲击而损坏刀具。3. 由于液压驱动零件磨损小，使用寿命长。3. 运行安全可靠， 易发现故障，调整维修方便。4. 工艺上要求多次进给时，通过液压换向阀，很容易实现。4. 没有液压驱动管路泄露、噪声和液压站占地的问题。5. 过载保护简单可靠。6. 由行程调速阀来控制滑台的快进转工进，转换精度高，工作可靠。缺点1. 进给量由于载荷的变化和温度的影响而不够稳定。1. 只能有级变速，变速比较麻烦。2. 液压系统的漏油影响工作环境，浪费能源。2. 一般没有可靠的过载保护。3. 调整维修比较麻烦。3. 快进转工进时，转换位置精度较低。经比较，本组合机床选用液压滑台。2.3.2 选机械滑台的

36、型号每种规格的动力滑台有其最大进给力F进的限制。根据选定的切削用量计算得到的单根主轴的进给力，按文献4第 62 页公niiFF1多轴箱（2-9）式中，iF 各主轴所需的向切削力，单位为 N。左主轴箱左F=8.2786. 810FFF=N9.93840 .84629.922107 .1063右主轴箱右F=NFF2 .113664.119386.1271886. 8后主轴箱精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 34 页JM304B变速箱箱体钻孔组合机床总体及夹具设计16 后F=NFF7.104753.228983 .102383

37、.126.8实际上 ,为克服滑台移动引起的摩擦阻力，动力滑台的进给力应大于多轴箱F。又考虑到所需的最小进给速度、切削功率、行程、主轴箱轮廓尺寸等因素，为了保证工作的稳定性，再查看文献 1 91页表5-1得F=20000N，所以选择液压滑台的型号为：1HY40；选择的行程为： 400mm；台面宽度： 400mm；台面长度： 800mm；滑台与滑座总高： 320mm；滑座长： 1240mm；快速行程速度 8m/min，工进速度 12.5500mm/min，允许最大进给力N20000。2.3.3 选动力箱型号根据各刀具主轴的切削用量，计算出切削功率，再算出总切削功率，再考虑到多轴箱的传动效率，计算出

38、消耗于多轴箱上的切削功率，这是作为选择组合机床主传动用动力箱型号规格的依据。计算结果如下：左P =2.905Kw 右P =1.715Kw 后P =1.800Kw 查文献 162页多轴箱所需功率按下列公式计算：多轴箱P= 切削P+ 空转P+ 损失P（2-10）所以得出多轴箱的驱动功率如下：左多P=2.905+0.02616+0.042+0.018=2.3282Kw 右多P=1.1225+0.0269+0.046+0.0112=1.4137Kw 后多P=1.5779+0.0265+0.0466+0.0158=1.9997Kw 为了方便起见， 使三边的动力箱的型号一致， 所以选了功率比较大的作为选择

39、动力箱的依据，所以根据文献1114页表5-39 表2-5 动力箱及电动机型号表动力箱型号电动机型号电动机功率(KW) 电动机转速（min/r）输出轴转速(min/r) 左主轴箱1TD32- Y112M-4 4kW 1440 720 右主轴箱1TD32-V Y112M-6 2.2kW 940 470 后多轴箱1TD32-V Y132S-4 2.2kW 940 470 根据所选的机械滑台由参考文献5 第 98 页查表选择的滑台侧底座的型号为1CC321M ，其高度 H=560，宽度 B=520，长度 L=1180。2.3.4 确定机床装料高度装料高度一般是指工件安装基面至地面的垂直距离。再现阶段，

40、设计组合机床时，装料高度可视具体情况在H8501060 毫米之间选取。选取装料高度H 应考虑的主要因素是，应与车间里运送工件的滚道高度相适应，工件最低孔位置，主轴箱最低主轴高度和所选通用部件、中间底座、夹具等高度尺寸的限制，综合上述因素，装料高度 H990mm。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 34 页中 央 电 大 毕 业 论 文17 确定夹具轮廓尺寸主要确定夹具底座的长、宽、高尺寸。工件的轮廓尺寸和形状是确定夹具底座轮廓尺寸的基本依据。具体要考虑布置工件的定位、限位、夹紧机构、刀具导向装置以及夹具底座排屑和安装等方面

41、的空间和面积需要。加工示意图中已确定了一个或几个加工方向的工件与导向间距离以及导向套的尺寸。宽度尺寸可据导向分布尺寸及工件限位元件安置需要确定。夹具底座的高度尺寸，一方面要保证其足够的刚度，同时要考虑机床的装料高度、中间底座的刚度、排屑的方便性和便于设置定位、夹紧机构。 一般不小于 240mm 。故初步确定夹具底座轮廓尺寸 700mm 400mm 450mm 。2.3.5 确定中间底座尺寸中间底座的轮廓尺寸，在长、宽、高方向应满足夹具的安装需要。它在加工方向的尺寸，实际已由加工示意图所确定。根据选定的动力箱、滑台、侧底座等标准的位置关系，并考虑滑台的前备量，通过尺寸链就可以计算确定中间底座加工

42、方向的尺寸为 780mm 。确定中间底座的高度方向尺寸时，应注意机床的刚性要求，冷却排屑系统要求以及侧底座连接尺寸要求。装料高度和夹具底座高度确定后，中间底座高度就已确定。中间底座尺寸为780450500 E.确定主轴箱轮廓尺寸主要需确定的尺寸是主轴箱的宽度B和高度 H及最低主轴高度 h1。主轴箱宽度 B、高度H的大小主要与被加工零件孔的分布位置有关，可按下式计算：B=b+21b（2-11）H=h+1h +1b（2-12）式中，b表示工件在宽度方向相距最远的两孔距离（）；1b表示最边缘主轴中心距箱外壁的距离（）；h表示工件在高度方向相距最远的两孔距离（）；1h表示最低主轴高度（） 。其中，1h

43、 还与工件最低孔位置（2h =60） 、机床装料高度（ H=1000） 、滑台滑座总高（3h =320） 、侧底座高度（4h =560） 、滑座与侧底座之间的调整垫高度（5h =5）等尺寸有关。对于卧式组合机床，1h 要保证润滑油不致从主轴衬套处泄漏箱外，通常推荐1h 85140本组合机床按式1h =2h +H-(0.5+3h +5h +4h ) （2-13）计算，得：1h =60()。b=395,h=156,取1b =100，则求出主轴箱轮廓尺寸：B=b+21b =180+2137=454() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17

44、 页，共 34 页JM304B变速箱箱体钻孔组合机床总体及夹具设计18 H=h+1h +1b =220+60+100=380() 根据上述计算值 ,按主轴箱轮廓尺寸系列标准，最后确定主轴箱轮廓尺寸为BH=500500。绘制的机床总图要包含的内容：表明机床的配置形式和布局；完整的反映各部件间的主要装配关系和联系尺寸，专用部件的主要轮廓尺寸，运动部件的运动极限位置及各滑台工作循环的工作行程和前后行程变量尺寸；标注主要部件规格代号和电动机的型号、功率及转速，并标出机床分组号，全部组件应包括机床全部通用及专用零部件。根据计算的动力部件、机床装料高度、夹具轮廓尺寸、中间底座尺寸以及多轴箱的轮廓尺寸绘制机

45、床尺寸联系总图，见附图BJ10CT01.2 。2.4 机床分组a) 夹具（第 20 组）夹具用以裝夹工件，实现被加工零件的准确定位、夹压、刀具的导向等，夹具是主要的专用部件之一。b) 多轴箱（第 70 组有多轴箱和第71组左多轴箱）多轴箱中有和被加工零件孔位和数量一致的主轴。它也是主要的专用部件。它的功用是把动力箱的旋转运动传给各主轴，再经接杆传给刀具。c) 传动装置 （第 40 组）传动装置包括 1TD32 型动力箱和 1HY32 型液压滑台。它们都是组合机床的主要通用部件。动力箱用于把电动机的动力和运动传给多轴箱。液压滑台用以实现刀具的工作循环。d） 底座 （第 10 组中间底座和第 11

46、 组侧底座） 底座是机床的支承部件， 其中 1CC32型侧底座是机床的主要通用部件。此外，组合机床还有电气设备（第30 组） ，刀具和工具（第 60 组和 61组） ，液压传动装置（第 50组） ，润滑装置（第 80 组） ，挡铁（第 90 组）等。液压滑台的工作循环，就是通过挡铁、液压元件的控制实现的。2.5 机床生产率计算卡机床生产率计算卡反映了实际生产率、切削用量、动作时间、负荷率等技术参数。工作行程为 30mm；机动时间加紧 1.5min。a）理想生产率计算理想生产率 Q (单位为件 /h) 是指完成年生产纲领N(包括备品及废品率在内 )所要求的机床生产率。它与全年工时总数kt有关，一

47、般情况下，单班制kt取 2350h, 两班制kt取 4700h，N取 50000件。则ktNQ（2-14）=50000/2350=21.3 件/hb)生产率计算精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 34 页中 央 电 大 毕 业 论 文19 实际生产率1Q ( 件/h) 指所设计的机床每小时实际可以生产的零件数量。即：)(601hTQ件单（2-15）式中：单T生产一个零件所需时间（min） ，可按下式计算：)()(2211装移快退快进停辅机单ttvLLtvLvLTTTfkff（2-16）式中：21LL、分别为刀具第、第工作进

48、给行程长度, 单位为 mm; 21ffvv 、分别为刀具第、第工作进给量，单位为/ minmm；t滑台在死挡铁上的停留时间，通常指刀具在加工终了时无进给状下旋转 510 转所需时间，单位为min; 快退快进、LL分别为动力部件快进、快退行程长度，单位为mm; fkv动力部件快速行程速度。液压动力部件取310 米/ 分；移t直线移动或回转工作台进行一次工位转换的时间，一般可取0.1分；装t工件装、卸（包括定位、夹压及清除铁屑等）时间，它取决于装卸自动化程度、工件重量大小、装卸是否方便及工人熟练程度。 通常取 0.5 1.5min 。单件时间单T：单T=2.3min c）实际生产率1Q ：)(1.

49、263.260601hTQ件单d)负荷率计算1QQ负=81% 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 34 页JM304B变速箱箱体钻孔组合机床总体及夹具设计20 e)生产率计算卡如下表表 2-6 生产率计算卡被加工零件图号JM304BCT01 毛坯种类铸件名称JM304B 变速箱箱体毛坯数量材料HT250 硬度190250HB 工序名称左右后面钻孔工序号序号工步名称被加工零件数量加工直径(mm) 加工长度(mm) 工作行程(mm) 切削速度（m/min ）每分钟转速(r/min) 进量(mm/r) 进给速度(mm/min)

50、工时（ min）机加工时间辅助时间共计1 装卸工件1 1.5 1.5 2 左滑台快进190 80000.02 0.02 左多轴箱工进（钻孔 1#）8.6 24 50 15 555 0.12 66.6 0.73 0.73 左多轴箱工进（钻孔 2#）8 24 50 15 597 0.11 66.6 0.73 0.73 左多轴箱工进（钻孔 3#）27.8 24 50 15 182 0.37 66.6 0.73 0.73 3 右滑台快进180 8000 0.02 0.02 右多轴箱工进（钻孔 1#）8.6 24 50 15 555 0.15 83.25 0.48 0.48 右多轴箱工进（钻孔 2#）8