【毕业设计】取力箱箱体工艺及装备设计—组合机床设计

绘制加工示意图零件加工的工艺方案要通过加工示意图反映出来。

加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具辅具的布置情况以及工件夹具刀具等机床各部件间的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等。

因此，加工示意图是组合机床设计的主要图纸之，在总体设计中占据重要地位。

具体内容包括应反映机床的加工方法加工条件及加工过程。

根据加工部位特点及加工要求，决定刀具类型数量尺寸。

决定主轴类型规格及外伸长度。

选择标准或设计专用的接杆导向装置刀具托架等，并决定它们的结构参数及尺寸。

标明主轴接杆夹具与工件之间的联系尺寸配合及精度。

根据机床要求的生产率及刀具材料特点等，合理确定并标注各主轴的切削用量。

决定机床动力部件的工作行程及工作循环。

选择刀具在组合机床上钻孔，大多采用工具厂生产的标准高速钢锥柄或直柄麻花钻。

选用这种常用的标准刀具可以节约设计时间并降低成本。

对于本次设计加工的来讲，其预钻孔直径分别为，都是以下的小孔，孔深最大为，深径比最大的是孔，为，是属于可以次钻出的浅孔。

般精度，又是在灰铸铁上钻孔，采用标准高速钢麻花钻，无论是强度刚度精度都是可以胜任的，最重要的是这种工具在绝大部分加工厂是系列生产的，成本很低。

因此，本次加工的所有小孔，皆用锥柄直柄麻花钻钻出来。

加工所有的的孔用刀具选择锥柄长麻花钻。

其长度将在加工示意图中按加工要求行程排屑的方便性来确定。

不过其长度要保证加工终了时，刀具螺旋槽尾部与导向套外端面有定距离以便排屑。

般锥柄麻花钻钻头在之内的，其莫氏锥度号均为。

导向结构的选择在组合机床上加工孔，除用刚性主轴的方案外，工件的尺寸位置精度主要取决于夹具导向。

因此，正确选择导向结构，确定导向类型参数精度，不但是绘制加工示意图必须解决的问题，也是设计组合机床不可忽视的重要内容。

选择导向类型和结构加工小孔时，其导向直径较小，旋转线速度般小于米分如本次钻孔最大直径为，旋转线速度，则常采用固定式导向。

其导向精度很好，但易磨损，故而采用可换钻套，以更换磨损了的钻套。

确定导向数量及导向参数导向数量应根据工件形状内部结构刀具刚性加工精度及具体加工情况决定。

通常钻扩铰单层壁小孔或用悬伸量不大的镗杆镗扩铰深度不大的大孔时，选取单个导向加工。

本次设计加工对象即为钻单层壁小孔，因而使用单个导向即可。

导向的主要参数包括快换钻套的直径公差配合导套的长度以及离工件端面的距离等。

加工孔，孔深查参考文献表导向长度，小直径取大值，故导向长度整合为，导向至工件端面的距离，为更好的排屑取表备注，其中刀具与主轴连接方式为刚性。

加工孔，孔深导向长度整合为，导向至工件端面的距离，为更好的排屑取，其中刀具与主轴连接方式为刚性。

加工孔，孔深导向长度整合为，导向至工件端面的距离，为更好的排屑取，其中刀具与主轴连接方式为刚性。

查表得到导向装置的各个配合间隙间隙过盈根据以上参数选择导向零件如下查参考文献表加工用钻套依次为。

查参考文献表与钻套配合使用的衬套依次为。

查参考文献表用来固定可换钻套的螺钉依次为。

切削用量的确定根据查得的硬度在之间。

加工各个孔的切削用量查参考文献表加工直径钻的值依次取注意这里的取值结果得从值值，以及钻头直径综合考虑，对于组合机床来讲其同多轴箱上的主轴值是致的。

取值时得考虑小孔取小值，因为若将取，那么其主轴转速相对较高为。

并且采用固定钻套时磨损较快。

钻孔值分别取。

初定主轴类型尺寸外伸长度查参考文献表主轴材料为钢主轴直径为主轴所受扭矩加工灰铸铁，计算时按的轴向力与扭矩的计算公式如下为钻头直径，为每转进给量加工孔加工孔加工孔由上面的扭矩及公式单位是，计算出可选最小主轴直径分别为查参考文献表，虽然组合机床多轴钻削给工件不小的轴向力，但考虑到工件孔与孔之间的距离很小，得考虑采用滚珠主轴还是滚针主轴。

若选滚珠主轴，根据上面确定的最小主轴直径，并保证主轴刚性，选取钻和孔用主轴直径，钻的孔用主轴直径。

主轴外伸尺寸分别为，主轴外伸长和，。

查表对于滚珠主轴轴径为的两个轴间距最小为，轴径为和的两个轴间距最小为。

而孔间距为满型号的确定本夹具从结构设计上考虑采用后法兰式夹紧油缸，且受夹具结构限制，考虑采用后法兰直径较小的缸径为的油缸。

其型号为。

参见参考文献图不防认为结构设计完成后，压板仅改变了力的方向，而没有改变大小，那么液压缸的压力而通常液压油的压力可以达到，可见选型液压缸是绰绰有余的。

夹具精度设计孔的尺寸精度设计两面孔均为螺纹预钻孔，尺寸精度要求不高。

况且它们的精度是由钻头及导向装置的制造精度来保证的，这里不予考虑。

孔的定位误差分析夹具用面两孔定位，定位基面是精加工面。

工件以平面定位产生的误差竖直向定位面既是设计基准面，也是工艺基准面，基准不重合误差。

工件以平面定位，夹具上相应的定位元件是支承板，工件定位面的平面度误差和定位元件的平面度误差都会产生定位误差。

但用已加工面作为定位基面时，此项误差甚小，般可忽略不计。

因此基准位移误差。

工件以孔定位产生的误差前后向工件以孔定位，定位元件是定位销。

定位销与工件基准的配合采用见参考文献表。

因为工件两面孔的前后向设计基准为工件底座的中间平面，而工件定位孔同样以中间平面为基准。

因此基准不重合误差。

下面计算基准位移误差定位销垂直放置，工件装到定位销上时，工件定位孔与定位销可在任意母线接触。

那么由于定位副制造不准确引起的基准位移误差参见参考文献其中为定位孔的公差为定位销的公差为定位孔与定位销间最小配合间隙定位孔的最小直径，定位销的最大直径。

查参考文献表知定位销的定位尺寸其上偏差，查表。

定位销的定位尺寸为。

同样查得定位孔的定位尺寸为。

那么，最后左面孔个小孔的前后向定位尺寸即三个小孔中心线与钻模板定位销之间的距离。

中间个大孔的前后向定位尺寸。

查参考文献表对于中等级普通精度在之间的极限偏差为在之间的极限偏差为而小于允许的极限偏差，满足精度要求。

孔的定向误差确定查参考文献确定检验精度夹具体上平面对其基面的平行度公差为支承板上平面对夹具体基面的平行度公差为导向孔轴线对夹具体基面的平行度公差为仅检验总装检验精度用的个导向孔导向孔轴线至支承板上平面距离公差为导向孔轴线与定位销轴线的距离公差为斜面孔夹具设计夹具的定位夹紧方案的确定本工序加工斜面孔，因斜面孔与两面孔位置相仿，并且本着基准统原则，依然采用上套夹具的定位夹紧方式不变，至于结构参数是否将发生变化，还得夹紧力确定之后才有定论。

夹具体的设计与两面孔工序夹具致。

夹紧力的确定本工序钻斜面六孔。

虽然加工时，由于各种因素六孔可能并非同时切削，但计算夹紧力，应按最坏情况来考虑。

本工序加工时工件的受力简图如下图十三钻斜面孔工件轴向受力简图面两孔定位方式，按夹具定位销不承受切削力，而完全依靠由夹紧力所产生的摩擦力来防止工件在切削力作用下可能产生的位移。

夹紧力与切削力成角，工件在切削力作用下有产生平移和倾覆的趋势。

但因本夹具设有辅助支承来防止工件发生倾覆。

因此，这里仅核算防止工件产生平移所需的夹紧力。

下面计算保证工件不会发生位移所需的夹紧力，公式各参数意义同上套夹具设计，且不变已知那么所以，保证工件不会产生位移所需的夹紧力最大。

夹紧元件的确定上步中确定夹紧力与上套夹具的基本致。

所以本着简化设计成本的原则，定位夹紧方案将与钻两面孔工序保持致。

夹具精度设计由于斜面孔同样是普通精度，且使用与两面孔工序相同的定位夹紧方案，精度通过与两面孔相同的工艺条件来保证。

设计总结开学伊始，就开始了该设计。

同以往的课程设计，开始工作非常困难，进展也十分缓慢。

首先得收集相关资料，找资料并不容易，因为毕业设计的内容很专业，即便像组合机床这样普通的设备，图书馆的资料也大都限于大连组合机床研究所以及沈阳工大的组合机床设计，而且都十分老旧。

还有就是网上搜索，这就更不易了，虽然网上关于组合机床的内容很多，但旦涉及到关键的技术，那就看不到了。

紧接着就是外文翻译了，这部分工作关键得看英语水平，另外找与本设计相关性大的英语文献也很不易。

这部分花费了十天左右，很费时间。

最大原因还是受自己英语水平所限。

通过这次翻译工作，也很大的暴露了自己外语问题。

因为国内在机械行业还较落后，这就要求我们设计时就必须参阅大量的欧美国家的相关技术文献。

以保证设计的先进性。

这点，作者本人还有很大问题。

然后是方案论证阶段。

这阶段的工作十分重要，因为这阶段将决定组合机床的总体方案，如果出错，将导致后面设计计算工作白费了。

所以就得参阅大量的技术文献，在保证方案正确合理的基础上，力求设计先进性经济性。

本阶段花费了三周左右时间，费时很长。

究其原因，主要还是初次进行方案论证，不知该进行哪些工作，徘徊了不少时间。

通过本次练习，下次进行类似设计，必然事半功倍。

最重要的设计计算工作用了将近个月，不过，这是我进行的最顺利的部分，这还得归功于当初多次进行的课程设计，并且自己直都在认真对待，所以没有碰到大的困难。

不过也绝非没有问题，像些结构设计，作为个经验不足的学生，很难做到结构的优化。

有个比较棘手的问题，有的计算比如本次设计计算切削轴向力，不同的资料给出的计算公式不同，并且计算出来的结果也有较大的不同，个经验不足的设计者将很难取舍。

还有就是我的薄弱环节，我不得不承认，我辛苦数月的工作很可能因为精度问题，而没办法使用。

当然不是我不进行精度设计，而是我对相关知识不甚明确，精度设计很可能不合理或者不完善。

特别是设计这类工作母机，精度得不到保证，设计出来的东西就如同堆废铁。

最后是出工程图。

这部分用大约个月的时间。

设计任务要求是四张零号图，如果仅仅进行二维出图这类作者很熟悉的方式，那半个月的时间也就够了。

但本次作者尝试了使用出了张三维装配图，因为对软件不能做到运用自如，经历了番周折才完成了张三维夹具图，所以也仅出了张。

不过收获很大，效果也很好。

通过半月的三维画图工作，对进步了解，也暴露了相关的问题。

比如当所有的三维零件都出来之后，经过合理的装配就可以实现总图的运动分析。

只可惜作者对于装配仅限于最基本的操作，以至于未能实现夹具运动分析。

十分遗憾。

本次设计，作者费心很大。

这也是作者第次完成的设计，并且所做的设计工作也很完整