YZJ1956立式銑床總體及夾具設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2008 目 錄 1 前言 . 1 2 組合機(jī)床總體設(shè)計 . 3 體方案論證 . 3 工對象工藝性分析 . 3 床配置型式的選擇 . 3 位基準(zhǔn)的選擇 . 3 定切削用量及選擇刀具 . 4 擇切削用量 . 4 算切削力 、 切削扭矩及切削功率 . 5 具耐用度的計算 . 6 擇刀具結(jié)構(gòu) . 6 圖一卡 設(shè)計 . 6 加工零件工序圖 . 6 工示意圖 . 7 床聯(lián)系尺寸 圖 . 7 床生產(chǎn)率計算卡 . 8 3 組合機(jī)床夾具設(shè)計 . 11 件的工藝性分析 . 11 具設(shè)計的基本要求 . 11 具總體結(jié)構(gòu)構(gòu)思 . 11 位方案的確定 . 12 位方案的 論證 . 12 位 基準(zhǔn)的選擇 . 12 位 的實現(xiàn)方法 . 12 差分析 . 13 . 13 . 14 緊方案確定 . 14 緊裝置的 確定 . 14 緊力的 確定 . 16 緊液壓缸的選擇 . 17 具體 的 確定 . 18 4 結(jié)論 . 19 參考文獻(xiàn) . 20 致 謝 . 21 附 錄 . 22 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 式銑床總體及夾具設(shè)計 摘要 ： 本設(shè)計課題來源于 江蘇恒力組合機(jī)床有限公司 。 底板 是需要大量生產(chǎn)的零件，為了提高加工精度和生產(chǎn)效率，需要設(shè)計一種 液壓自動夾緊的 組合機(jī)床來改善 底板 的加工情況。本組合機(jī)床是針對 底板下平面的半精加工 的需要而設(shè)計的。 該設(shè)計的內(nèi)容包括 總體設(shè)計和夾具設(shè)計兩方面。 在 總體設(shè)計 中 分析了被加工零件的 加工 工藝性，選擇 了 加工的定位基準(zhǔn)及夾緊方案，合適的切削用量 、刀具、及機(jī)床的配置型式，合適的結(jié)構(gòu)方案等，同時完成了“三圖一卡”的繪制。在夾具設(shè)計方面，采用了專用夾具，用符合六點定位原則的“三平面”定位方案消除工件的六個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠 的 定位，并 可以 同時加工 兩個 零件，能高度集中工序。夾緊裝置則選用比較安全、可靠、方便的液壓夾緊裝置，使夾緊平穩(wěn)可靠。本組合機(jī)床效率高，成本低，加 工精度高，操作使用方便，減輕了工人的勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)率， 滿足了設(shè)計需要。 關(guān)鍵詞 ： 組合機(jī)床 ； 夾具 ； 底板 式銑床總體及夾具設(shè)計 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 is is to be to we a by to of is is on of of of of so ( As as a of to of to of of a of of a of is to of 式銑床總體及夾具設(shè)計 4 1 前言 組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要 ,以大量通用部件為基礎(chǔ) ,配以少量專用部件組成的一種高效的專用機(jī)床。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方法，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用來組成自動生產(chǎn)線。組合機(jī)床及其自動線是集機(jī)電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實用 ,因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能 源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制 ,它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件 (近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額 ),完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔 ,加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺 ,在孔內(nèi)鏜各種形狀槽 ,以及銑削平面和成形面等。組合機(jī)床的分類繁多 ,有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床 ,有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式 ,還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合機(jī)床等 ;隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步 ,一種新型的組合機(jī)床 柔性組合機(jī)床越來越受到人們的青睞 ,它應(yīng)用多 位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換 ,配以可編程序控制器 ( )、數(shù)字控制 ( )等 ,能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(tǒng) ,并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外 ,近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī) (清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測量機(jī)、試驗機(jī)、輸送線 )等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來越大。二十世紀(jì) 70 年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。組合機(jī)床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機(jī)和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生 產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。 國內(nèi)組合機(jī)床近幾年取得了長足的進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國家相比，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品水平、開發(fā)能力、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、制造技術(shù)水平、勞動生產(chǎn)率、國內(nèi)外市場占有率等諸多方面尚存在不少差距。在組合機(jī)床方面，總體水平不高，國際競爭力不強，不能充分滿足國內(nèi)建設(shè)需要，關(guān)鍵技術(shù)過分依賴國外，自主發(fā)展能力薄弱，高技能人才的比較優(yōu)勢有弱化的危險，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，用戶服務(wù)水平差距較大。 本次設(shè)計的課題是 縫紉機(jī)底板下平面的半精銑 。該課題來源于 江蘇恒力組 合機(jī)床有限公司 。 該公司以生產(chǎn)組合機(jī)床而享譽。特別是 該 公司 生產(chǎn)的 11列滑臺、 1頭 十分走俏， 市場需求量大，暢銷國內(nèi)外市場?，F(xiàn)在該公司 迫切需要改善現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，進(jìn)行提高生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量方面的技術(shù)改造，使產(chǎn)品的合格率上升，增加產(chǎn)量，適應(yīng)市場競爭的需要，提高經(jīng)濟(jì)效益。 本設(shè)計主要針對 原有的 人工夾緊銑底板上平面， 一個行程只加工一件， 生產(chǎn)率低，位置精度誤差大的問題而設(shè)計的 ，從而保證孔的位置精度、提高生產(chǎn)效率，降低工人勞動強度。 由底板 需大批量生產(chǎn)，為了提高加工精度，降低成本，有必 要設(shè)計一種 自動夾緊 并且在行程允許的情況下同時加工兩件零件 的 組合機(jī)床 來 滿足 半精銑底板下買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 平面的自動夾緊的組合機(jī)床 。本次設(shè)計分總體設(shè)計、夾具 設(shè)計 及液壓系統(tǒng)設(shè)計 四部分。我主要負(fù)責(zé) 總體設(shè)計和夾具部分的設(shè)計。 在設(shè)計組合機(jī)床過程中，組合機(jī)床夾具的設(shè)計是整個組合機(jī)床設(shè)計工作的重要部分之一。雖然夾具零件的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，使設(shè)計工作量大為減少，設(shè)計周期大為縮短，但在夾具設(shè)計過程中，在保證加工精度的前提下，如何綜合考慮生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性和勞動條件等因素，還有一定的難度。 設(shè)計該組合機(jī)床思路如下：仔細(xì)分析零件的特點，以確定零件合理可行的 加工方法（包括安排工序及工藝流程，確定工序中的工步數(shù)，選擇加工的定位基準(zhǔn)及夾壓方案等），確定工序間加工余量，選擇合適的切削用量，確定組合機(jī)床的配制形式；根據(jù)被加工零件的工藝要求確定刀具，再由刀具直徑計算切削力，切削扭矩，切削功率，然后選擇各通用部件，最后按裝配關(guān)系組裝成組合機(jī)床。 本設(shè)計 以設(shè)計 底板下平面立式銑床為主線 ，闡述了刀具的選擇和夾具設(shè)計的過程。在第 2章中著重介紹了組合機(jī)床的總體設(shè)計。在總體設(shè)計中，首先是被加工零件的工藝分析，然后是總 體方案的論證，在比較了許多方案之后，結(jié)合本道工序加工的特點最終選擇立 式組合機(jī)床的配置 。再結(jié)合本道工序的特點選擇刀具。根據(jù)選擇的切削用量，計算刀具的切削力、切削扭矩、切削功率等，再確定刀具的大小和型式。在確定這些設(shè)計計算后，然后是繪制組合機(jī)床的“三圖一卡” 被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡。在第 3章中，主要介紹了夾具的設(shè)計。夾具設(shè)計是組合機(jī)床設(shè)計中的一個重要的組成部分。夾具設(shè)計時，首先確定工件的定位方案，然后選擇夾緊方案，估算夾緊力大小，選擇夾緊液壓缸的型號，最終完成夾具的零部件設(shè)計。最后根據(jù)計算結(jié)果繪制夾具裝配圖和主要的零件圖。 式銑床總體及夾具設(shè)計 6 2 組合機(jī)床總體設(shè)計 體方案論證 工對象工藝性的分析 該加工零件為 縫紉機(jī)底板下平面的半精加工 。材料 硬度為 200，在本工序之前底板大平面粗加工，定位銷孔已經(jīng)加工完畢 。 本道工序： 銑底板下平面 ，由本設(shè)備“ 底板下平面組合機(jī)床 ”完成，因此，本設(shè)備的主要功能是完成 縫紉機(jī)底板下平面的半精銑 。具體加工內(nèi)容及加工精度是： 半精銑底板下平面，銑削面光潔度為 定位面（即地 板大平面）垂直度要求為 00定位銷平行度為 00 床配置型式的選擇 根據(jù)選定的工藝方案確定機(jī)床的配置型式，并定出影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。既要考慮能實現(xiàn)工藝方案，以確保零件的精度、技術(shù)要求及生產(chǎn)率，又要考慮機(jī)床操作方便可靠，易于維修，且潤滑、冷卻、排屑情況良好。對同一個零件的加工，可能會有各種不同的工藝方案和機(jī)床配置方案，在最后決定采取哪種方案時，絕不能草率，要全面地看問題，綜合分析各方面的情況，進(jìn)行多種方案的對比，從中選擇最佳方案。 各 種形式的單工位組合機(jī)床，具有固定式夾具，通?？砂惭b一個工件，特別適用于大、中型箱體類零件的加工。根據(jù)配置動力部件的型式和數(shù)量，這種機(jī)床可分為單面、多面復(fù)合式。但其機(jī)動時間不能與輔助時間重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低。 機(jī)床的配置型式主要有臥式和立式兩種。臥式組合機(jī)床床身由滑座、側(cè)底座及中間底座組合而成。其優(yōu)點是加工和裝配工藝性好，無漏油現(xiàn)象；同時，安裝、調(diào)試與運輸也都比較方便；而且，機(jī)床重心較低，有利于減小振動。其缺點是削弱了床身的剛性，占地面積大。立式組合機(jī)床床身由滑座、立柱及立柱底座組成。其優(yōu)點是占地面 積小，自由度大，操作方便。其缺點是機(jī)床重心高，振動大。 在認(rèn)真分析了被加工零件的結(jié)構(gòu)特點及所選擇的加工工藝方案，又由組合機(jī)床的特點及適應(yīng)性，確定設(shè)計的組合機(jī)床的配置型式為 立式單面銑床，在增加工作臺工作行程的情況下可以同時加工兩工件。 位基準(zhǔn)的選擇 被加工零件為 縫紉機(jī)底板 屬 于板類 零件，本工序加工為 半精銑底板下平面 ，精 度要求高。由于 板類 零 件的定位方案一般有兩種，“一面兩孔”和“三平面”定位方法。 A. “一面雙孔”的定位方法 它的特點是： 工件獲得穩(wěn)定可靠 定位。 能高度集中工序，又有利于提高各 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 面上孔的位置精度。 c.“一面雙孔”可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整個工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的累積誤差，有利于保證零件的加工精度。同時，使機(jī)床各個工序（工位）的許多部件實現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計、制造周期，降低成本。 緊，并有利于防止切削落于定位基面上。 B.“三平面”定位方法 它的特點是： 工件獲得穩(wěn)定可靠定位。 零件兩個表面的可能，能高度集中工序。 一般情況下，“一面雙孔”是最常用的定位方案，即零件在機(jī)床上放置的底面及底面上的兩個孔作為定位基準(zhǔn)，通過一個平面和兩個定位銷限制其六個自由度。但由于 底板 零件質(zhì)量較大，底面上孔的直徑太小，為防止定位銷受力變形，不宜選用“一面雙孔”定位基準(zhǔn)， 初步擬定“三平面”定位方法，該定位方案限制的自由度敘述如下：本機(jī)床加工時采用的定位方式是三面定位，以底面為定位基準(zhǔn)面，限制三個自由度；在 左側(cè)有一 個定位板 加上工件的流動方向 ，限制兩個自由度；在 靠近立柱的一面加一個定位支架限 制剩下的一個自由 度。 這樣工件的 6 個自由度被完全約束了也就得到了完全的定位。 定切削用量及選擇刀具 擇切削用量 對于 半精銑表面 ，采用查表法選擇切削用量，從 1 6選取。由于平面的 切 銑削用量和加工平面與基準(zhǔn)面的垂直度還有平面度 以及銑削深度 有關(guān) ，隨 著平面度和垂直度的增加而逐漸增加 ，其遞減值按 文獻(xiàn) 1 6取。降低進(jìn)給量的目的是為了減小 徑 向切削力，以避免 盤銑刀因為 徑向切削力的增加而燒傷 。 銑削深度較大時，由于冷卻排屑條件都較差，是刀具壽命有所降低。降低切削速度主要是為了 提高刀具壽命，并使加工較深孔時鉆頭的壽命與加工其他淺 銑削時刀盤刀片 的壽命比較接近。 切削用量選擇是否合理，對組合機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機(jī)床的布局形式及正常工作均有很大影響。組合機(jī)床 上以銑削頭為動力的機(jī)床多數(shù)為工件運動，主軸轉(zhuǎn)動的系統(tǒng)，而工件的橫向進(jìn)給一般以銑削工作臺為進(jìn)給系統(tǒng)。 查文 獻(xiàn)資料，硬質(zhì)合金端銑刀 的切削用量如表 2 式銑床總體及夾具設(shè)計 8 表 2加工材料 鋼 鑄鐵 鋁及合金 b=52 b=70 b=100序 粗銑 精銑 粗銑 精銑 粗銑 精銑 粗銑 精銑 粗銑 精銑 銑削深度（ 2(m/80000000000000z（ mm/z） 5 注 ： 生產(chǎn) 率要求不高時，一次銑削余量為 4糙度達(dá)到 z=z。 在選擇切削速度時， 因此，一般先按切削用量選擇合理刀具，根據(jù)工件的寬度在這里我們選擇直徑為 200式）刀盤，刀盤主要參數(shù)為： D= 200 Z=12，刀盤選擇后，根據(jù)刀盤 選擇 比 較合理的轉(zhuǎn)速位為 r/每轉(zhuǎn)進(jìn)給量位為 mm/r），再根據(jù)其工作時間最長、負(fù)荷最重、刃磨較困難 的所謂“限制性刀具”來確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，通過“試湊法”來滿足每分鐘進(jìn)給量相同的要求，即 2211（ 2 在選擇了轉(zhuǎn)速后就可以根據(jù)公式 1000 （ 2 選擇合理的切削速度。 根據(jù)零件特性以及切削用量選擇刀盤轉(zhuǎn)速為 n=250f =r. 由式 2 v = /1000= 200 250/1000=157m/ 計算切削力、切削扭矩及切削功率 根據(jù) 文獻(xiàn) 1 6公式 (2 (2買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 9740(2式中， F 切削力（ N）； T 切削轉(zhuǎn)矩（ P 切削功率（ v 切削速度（ m/ f 進(jìn)給量（ mm/r）； D 加工（或鉆頭）直徑（ 布氏硬度 。 )(31 m a xm a x ，在本設(shè)計中，200 150得 83。 由以上公式可得： = =15701N = 8 02 =1422089740 2 0 09 7 4 0 1 5 71 4 2 2 0 8 = 刀具耐用度的計算 確定刀具耐用度，用以驗證選用量或刀具是否合理，刀具的耐用度至少大于 4 個小時。查閱文獻(xiàn) 2中公式： 00 T(2式中： T 刀具耐用度，單位 D 鉆頭直徑，單位 v 切削速度 ，單位 m/ f 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位 mm/r； 布氏硬度。 選擇 00 72 0 09 6 0 0 =246據(jù)計算，所得刀具耐用度滿足要求。 擇刀具結(jié)構(gòu) 根據(jù)工藝要求及加工精度的要求，加工 底板下平面的刀具選用盤銑刀 。 計 加工 零件工序圖 式銑床總體及夾具設(shè)計 10 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計的組合機(jī)床（或自動線）上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗機(jī)床精度的重要文件。 名稱及編號： 底板下平面 材料及硬度： 針對機(jī)體的結(jié)構(gòu)特點，不宜選用“一面雙孔”定位基準(zhǔn) ，可采用“三平面”定位基準(zhǔn)的方法。在選擇夾壓部位時應(yīng)注意零件夾壓后定位穩(wěn)定和避免零件夾壓后變形的問題，可以選擇上表面夾壓。 夾緊點 定位基面 工示意圖 加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的。是表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖。零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工 作循環(huán)等。 a 刀具的選擇 在編制加工示意圖的過程中，首先是對刀具進(jìn)行選擇。一臺機(jī)床刀具的選擇是否合理，直接影響到機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率和工作情況。因而正確選擇刀具是一個相當(dāng)重要的工作。刀具的選擇要考慮到工件加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生產(chǎn)率要求等因素。 刀具直徑的選擇應(yīng)與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)。 刀具直徑選擇 200數(shù)為 12 的刀盤 。 同時為了不使鐵屑飛濺，采用左式刀具。 b 工件循環(huán)過程以及行程的確定。 在起始位置，刀具離工件一段距離為 200工件向刀具方向運動時為工進(jìn)過程，當(dāng)兩個零 件即底板下平面加工完畢后 工作臺繼續(xù)前進(jìn)一段距離（ 200在此工進(jìn)過程一共為 1160快退過程則是 1560上前備量和后備量各 20此工作臺總行程為 1600 床聯(lián)系尺寸圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是用來表示機(jī)床的配置型式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互聯(lián)系、運動關(guān)系和操作方位的總體布局。用以檢驗各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適；它為夾具 這類 專用部件設(shè)計提供重要依據(jù)；它可以看成是簡化的機(jī)床總圖。 1選擇動力部件 和運動部件。 a動力部 件的選擇 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 由所得切削功率為 P=這里選用 1銑削頭，而此類銑削頭的傳動裝置配置又有傳動裝置側(cè)置，尾置，頂置等幾種形式，在這里我們選用尾置形式。 1銑削頭傳動裝置有三種電機(jī)功率： 34于銑削功率為 此我們選用 P=傳動裝置。 b運動部件的選擇 銑削的過程一般是工件運動，刀具轉(zhuǎn)動。在本機(jī)床中工件的橫向運動是通過工作臺的 工進(jìn)和快進(jìn)以及快退來實現(xiàn)的，而在這里我們選用標(biāo)準(zhǔn)銑削工作臺來實現(xiàn)這一過程。選用 1削工作臺。 銑削工作臺的傳動裝置采用 項參數(shù)如下： 快進(jìn)電機(jī) ： P=n=940r/進(jìn) 電機(jī)： P=n=940r/作臺許用載荷為 20000N 許用切削功率為 11給速度為 160作臺面為 400 1600寬） 工作行程為 1600度為 900mm c其余配套通用件的選擇 立柱采用 1式） 2確定機(jī)床裝料高度 H 裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。本課題工件靠大平 面定位，大平面由幾個支撐釘支撐，為了不讓壓板有足夠的力壓緊工件的同時也不讓壓板壓緊時在銑削過程中與刀具形成干涉，支撐釘?shù)淖罴迅叨葹?40機(jī)床的裝料高度由工作臺的高度 夾具體的高度 及支撐釘?shù)母叨?合而成。因此 H=2+00+140+40=1080機(jī)床生產(chǎn)率計算卡 已知：工作行程為 1600 進(jìn)刀量為 240動時間 裝卸工件時間 件工時 a 理想生產(chǎn)率 Q（件 /h） 理想生產(chǎn)率 是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)（包括備品及廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。 查閱文獻(xiàn) 1公式 （ 2 計算，式中， N 年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件），本課題中 N=40000 件； 全年工時總數(shù)，本課題以單班 8 小時計，則 。 400則 k /式銑床總體及夾具設(shè)計 12 b 實際生產(chǎn)率 1Q （件 /h） 實際生產(chǎn)率是指所設(shè)計的機(jī)床每小時實際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。 查閱文獻(xiàn) 101 （ 2 式中， 生產(chǎn)一個零件所需時間（ 則 單 由于兩件同時加工所以為實際 生產(chǎn)率為 h/ 件 c 機(jī)床負(fù)荷率 機(jī)床負(fù)荷率為理性鄉(xiāng)生產(chǎn)率與實際生產(chǎn)率之比。 查閱文獻(xiàn) 11 （ 2 則 % 產(chǎn)率計算卡見表 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 表 2產(chǎn)率計算卡 被加工零件 圖號 坯種類 鑄件 名稱 底板 毛坯重量 材料 度 150 200序名稱 左右面鉆孔 工序號 序號 工步 名稱 被加工零件數(shù)量 加工直徑(加工長度 (工作行程 (切削速度 (m/ 每分鐘轉(zhuǎn)速 (r/ 進(jìn)刀量 工時 (每轉(zhuǎn) （ mm/r） 每分鐘 （ 機(jī) 加工 時間 輔助 時間 共計 1 工作臺 快進(jìn) 200 6600 2 工作臺 工進(jìn) 1160 300 3 工作臺 快進(jìn) 200 6600 4 工作臺 快退 1560 6600 5 裝卸工件 備注 1. 裝卸工件時間取決于操作者熟練程度 ; 總計 件工時 床生產(chǎn)率 h 機(jī)床負(fù)荷率 式銑床總體及夾具設(shè)計 14 3 組合機(jī)床夾具設(shè)計 述 件的工藝性分析 夾具是組合機(jī)床的重要組成部分，是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計的。它是用于實現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件時的限位等作用。 本次畢業(yè)設(shè)計是設(shè)計在 半精銑底板下平面 所用的夾具。 底板下平面的材料 為硬度為 200，在本工序之 前底板大平面已經(jīng)的粗銑已經(jīng)完畢 。本道工序 加工平面光潔度要求為 面度要求為 具設(shè)計的基本要求 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，合理地設(shè)計夾具的尺寸、公差和技術(shù)要求，必要時應(yīng)進(jìn)行誤差的分析和計算。 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)、自動裝置和先進(jìn)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。 力和安全 夾具的操作要盡量做到方便、省力，如有條件，盡 可能采用氣動、液壓及其他機(jī)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(xí)慣，必要時應(yīng)有安全保護(hù)裝置，以確保使用安全。 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(yán)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)計高效組合機(jī)床夾具時尤為重要。 結(jié)構(gòu)工藝性 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維修，應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。 夾具設(shè)計是一種相互關(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)。 具總體結(jié)構(gòu)構(gòu)思 根據(jù)被加工零件特點 ,初定夾具總體結(jié)構(gòu)如下 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 工件采用四點支撐方法，其中三點為固定支撐，一個手動調(diào)節(jié)支撐和兩個輔助支撐，另外一點為調(diào)節(jié)支撐，為了使工件夾緊牢靠，在每個零件左側(cè)安放一個擋塊，每個支承點通過油缸實現(xiàn)液壓夾緊 位方案的確定 位 方案論證 工件 的定位方案一般有兩種，“一面兩孔”和“三平面”定位方法。 A.“一面雙孔”的定位方法 它的特點是： 工件獲得穩(wěn)定可靠定位。 能高度集中工序，又有利于提高各 面上孔的位置精度。 c.“一面雙孔”可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整個工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的累積誤差，有利于保證零件的加工精度。同時，使機(jī)床各個工序（工位）的許多部件實現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計、制造周期，降低成本。 實現(xiàn)自動化定位、夾緊，并有利于防止切削落于定位基面上。 B.“三平面”定位方法 它的特點是： 工件獲得穩(wěn)定可靠定位。 高度集中工序。 被加工零件為 縫紉機(jī)底板 ，本工序加工為 半精銑底板下平面 ，加工工序 比較分散 、精度要求 不 高， 而且被加工零件質(zhì)量較大，底面上孔的直徑太小 ， 因此在這里 不宜選用“一面雙孔”定位基準(zhǔn)， 故初步擬定“三平面”定位方法。 采用“三平面”定位方法，既能保證工件的加工精度，很方便地消除工件的六個自由度，使工件獲得 穩(wěn)定可靠的定 位 。 位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)選擇的原則 綜上所述，故選定大平面 為定位基準(zhǔn)面 。 位的實現(xiàn)方法 根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特征，選擇定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)六點定位原理，即選 底板大平面 作為定位基準(zhǔn)面，用支承塊限制了三個自由度，側(cè)面用定位板限制了兩個自由度 ,同時在機(jī)床運動過程中，機(jī)床和刀具 運動軌跡是一定的，在銑削加工過程中工件的進(jìn)給方向可以限制一個自由度，在這里刀具和工件的進(jìn)給可以限制了剩下的一個 自由度，這樣 底板 的六個自由度全部消除，實現(xiàn)零件的定位，如圖所示： 式銑床總體及夾具設(shè)計 16 圖 3件定位示意圖 差分析 一批工件依次在夾具中進(jìn)行定位時，由于工序基準(zhǔn)的變動對加工表面尺寸所造成的極限值之差稱為定位誤差。產(chǎn)生定位誤差的原因是工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不相重合或工序基準(zhǔn)自身在位置上發(fā)生偏移或位移所引起的。 響加工精度的因素 用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的 因素很多，與夾具有關(guān)的因素有：定位誤差 P、對刀誤差 T、夾具在機(jī)床上的安裝誤差 E，在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差 G。 在夾緊方法中產(chǎn)生的誤差 o。 上述各項誤差均導(dǎo)致刀具相對工件的位置不精確而形成總的加工誤差。 位誤差 于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而造成的定位誤差。根據(jù)文獻(xiàn) 4查得基 準(zhǔn)不重合誤差的計算公式如下： co ni （ 3 式中 i 定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)間的尺寸鏈組成環(huán)的公差 (； i 的方向與加工尺寸方向的夾角 （ ） 。 于定位基準(zhǔn)的誤差或定位支撐點的誤差而造成的定位基準(zhǔn)位移，即工件實際位置對確定位置的理想要素的誤差，這種誤差稱為基準(zhǔn)位移誤差，以Y表示。不同的定位方式，其基準(zhǔn)位移誤差的計算方式也不同，此夾具定位是采用的“三平面”定位的方法，所以要計算的是平面支撐定位的位移誤差。 工件為平面定位時，基準(zhǔn)不重合誤差： 0, 0； 基準(zhǔn)位移誤差： 0，YB a； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 故 0, DB a。 計算 底板大平面 的定位誤差 加工底板下平面的尺寸， 0Y （大平面 與支撐面接觸較好） 1c o 0.2 0 . 2 m Y 刀 誤差 T 因刀具相對于對刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差， 而在 裝配圖中，是由銑頭的主軸精度決定的，在此銑削頭中主軸端面尺寸為 所以加工時的對刀誤差為 T = 具的安裝誤差 A 因夾具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差。本組合機(jī)床的夾具的安裝基面為平面，因此安裝誤差： A =0。 工方法誤差G因機(jī)床的精度、刀具精度、刀具與機(jī)床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形因素造成的加工誤差，所以根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差的 1/3，計算可得： G= 緊方法誤差 o 因液壓缸對夾具施加的力是垂直向下的 ,對被加工零件在前后左右方向產(chǎn)生的力可以忽略不計 ,所以有夾緊方法產(chǎn)生的誤差： o =0。 證加工精度的條件 工件在夾具中加工時，總加工誤差為上述的各項誤差之和。由于上述誤差為獨立隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊加因此保證加工精度的條件為： 22222 K （ 3 即工件的加工誤差=不大于工件的尺寸公差K，由于 加工工件高度 為73 取K=為滿足條件，所以該精度滿足要求。 緊方案的確定 緊裝置的確定 緊裝置的組成 本設(shè)計中夾緊裝置采用機(jī)械夾緊裝置，由力源裝置、中間傳力機(jī)構(gòu)、夾緊元件三部分組成。其組成部分的相互關(guān)系，如下面的方框圖所示。 式銑床總體及夾具設(shè)計 18 力 源 裝 置中 間 傳 力 機(jī) 構(gòu)夾 緊 元 件工 件機(jī) 動 夾 緊 裝 置圖 3緊裝置組成的方框圖 緊裝置設(shè)計的基本要求 改變工件定位后占據(jù)的正確位置。 要保證工件在整個加工過程中位