【毕业设计】机床设计论文矿车轮钻孔组合机床设计

工艺间的联系工件到组合机床加工前，毛坯或半成品必须达到定的要求，否则，会造成工件在机床上夹紧定位不可靠，甚至造成刀具损坏，或者不能保证要求的加工精度，如果在组合机床上加工以后，还要转到其他机床上加工，而工件没有预先加工出保证精度的有关定位基面，那么组合机床应该考虑为下道工序加工出定位面。

使用厂的技术能力和自然条件如果使用厂没有相当能力的工具车间，制造，刃磨复杂的整体复合刀具有困难，则制定方案时应避免采用此类刀具，必要时可增加机床工位，以便采用般刀具分散加工。

三确定组合机床的配置形式和结构方案零件加工工艺方案将决定组合机床的加工质量生产率总体布局和夹具结构等。

考虑到被加工的零件是钻三个螺孔，而且这三个螺孔是沿圆周方向性三等分平均分布，并针对零件的形状大小材料硬度刚性加工部位的结构特点加工精度表面粗糙度以及定位夹紧方法工艺过程所采用的刀具及切削用量现场的环境和条件生产率要求等。

划分工序可以有两种趋向工序集中和工序分散。

工序的集中分散各有其长处，般说来，在大批量生产中以提高生产率为主，需广泛采用多刀单轴与多轴自动或半自动机床，多轴龙门铣床组合机床等，故采取工序集中可以获得突出的效果。

此次设计的矿车轮端面钻孔组合机床很大程度上使各工序尽量集中，发挥组合机床的优点，同时使各种误差减小到最低限度。

由于此设计中所加工的零件个孔中部分孔距离适中，所以完全可用个工位完成。

遵循以下几点基本原则选择合适可靠的工艺方法精粗加工合理安排工序集中原则定位基准及夹紧点选择原则。

制定工艺方案装卸夹紧钻个孔攻丝。

组合机床的组成台组合机床主要由滑台钻削头夹具多轴箱动力箱立柱立柱底座中间底座侧底座以及控制部件和辅助部件等组成。

其中夹具和多轴箱是按加工对象设计的专用部件，其余均为通用部件，且专用部件中的绝大多数零件约也是通用零件。

加工时，刀具由电动机通过动力箱多轴箱驱动做旋转主体运动并通过各自的滑台带动做直线进给运动。

组合机床类型根据所选用的通用部件的规格大小以及结构和配置形式等方面的差异，将组合机床分为大型组合机床和小型组合机床两大类。

习惯上滑台台面宽度大于的为大型组合机床，滑台台面宽度小于的为小型组合机床。

根据组合机床的配置形式，可将其分为具有固定夹具的单工位组合机床具有移动夹具的多工位组合机床和转塔式组合机床三类。

具有固定夹具的单工位组合机床单工位组合机床特别适用于加工大中型箱体类零件。

在整个加工循环中，家具和工件固定不动，通过动力部件使刀具从单面双面或多面对工件进行加工。

这类机床加工精度较高，但生产率较低。

按照组成部件的配置形式及动力部件的进给方向，单工位组合机床又分为卧式立式倾斜式和复合式四种类型。

卧式组合机床卧式组合机床的刀具主轴水平布置，动力部件沿水平方向进给，按加工要求的不同，可配置成单面双面或多面的形式。

本题目选用单面即可。

立式组合机床立式组合机床的道具主轴垂直布置，动力部件沿垂直方向进给。

般只有单面配置种形式。

倾斜式组合机床倾斜式组合机床的动力部件倾斜布置，沿倾斜方向进给。

可配置成单面双面或多面的形式，以加工工件上的倾斜表面。

复合式组合机床复合式组合机床是卧式立式倾斜式两种或三种形式的组合。

具有移动夹具的多工位组合机床多工位组合机床的夹具和工件可按预定的工作循环，作间歇的移动或转动，以便依次在不同工位上对工件进行不同的工位加工。

这类机床生产率高，但加工精度不如单工位组合机床，多用于大批量生产中对中小型零件的加工。

按照夹具和工件的输送方式不同，可分为移动工作台式回转工作台式中央立柱式和鼓轮式四种类型。

移动工作台组合机床移动工作台组合机床可以先后在两个工位上从两面对工件进行加工，夹具和工件可随工作台直线移动来实现工件的变换。

回转工作台组合机床回转工作台组合机床在每个工位上可以同时加工个活几个工件，其上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的回转工作台上，并随其作周期转动来实现工件的换位。

由于这种机床适宜于对中小型工件进行多面多工序加工，具有专门的装卸工位，使装卸工件的辅助时间和机动时间重合，所以不能获得较高的生产率。

中央立柱式组合机床中央立柱式组合机床上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的环形回转工作台上，并随其做周期转动以实现工位的变换。

在环形回转工作台周围以及中央立柱上均可布置动力部件，在各个工位上，对工件进行多工序加工。

鼓轮式组合机床鼓轮式组合机床上的夹具和工件安装在绕水平轴线回转的鼓轮上，并作周期转动以实现工位的变换。

在鼓轮的两端布置动力部件，从两面对工件进行加工。

转塔式组合机床转塔式组合机床的特点是几个多轴箱安装在转塔回转工作台上，各个多轴箱依次转到加工位置对工件进行加工。

按多轴箱是否作进给运动，可将这类机床分为两类只实现主运动的转塔式多轴箱组合机床多轴箱安装在转塔回转工作台上，主轴由电动机通过多轴箱的传动装置带动作旋转主运动工件安装在滑台的回转工作面上如果不需要工件转位时，可直接安装在滑台上，由滑台带动作进给运动。

既实现主运动又可随滑台作进给运动的转塔式的结构尺寸应考虑夹具体的稳定性，夹具底面可以做的稍大些。

由于夹具体般都比较复杂，故要考虑结构工艺性，对加工和安装都应该合理方便。

则该夹具体的基本要求为。

定位误差分析计算定位误差包括基准不重合误差和基准位移误差。

基准不重合误差是定位基准与设计基准不重合引起的误差。

基准位移误差是定位基准位移误差。

基准位移误差又可分为由于工件定位表面不准确所引起的和由于夹具定位元件不准确所引起的两部份。

工件定位表面不准确所引起的基准位移误差，对批零件来说，就有个尺寸分布带，其中有系统误差和随机误差。

而夹具定位元件不准确所引起的基准位移误差，对于个夹具来说是系统误差，但如果有几个夹具同时使用，则随机误差在起，出现多峰状尺寸分布曲线。

则定位误差基准不重合误差基准位移误差在整个定位过程中，主要采用弹簧心轴可胀定位心轴定位，即基准不重合误差为零。

至于零件基准位移误差，在以工件平面定位时，只有表面的平面度误差，而当以加工过的平面为定位时，般都较小。

定位销进行定位时，定位销与工件之间存在定的间隙，即，工件平面的加工精度将影响定位的精度，根据要求得，加工方向上端面定位误差为。

则基准位移误差为工件在此夹具中的定位误差夹具精度分析计算夹具精度计算是个非常重要的环节，它是检验夹具是否合乎零件加工要求。

利用夹具在机床上加工工件时，机床夹具工件刀具等形成个封闭的加工系统，它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系，从而保证工序尺寸的要求。

这些联系环节中的任何误差，都将以加工误差的形式直接影响工件的加工精度，这些误差主要有因工件在夹具中定位不准确，使工件的原始基准偏离规定位置而产生工件定位误差。

因夹具在机床上安装不准确，使夹具的安装面偏离规定位置而产生夹具安装误差。

因刀具相对夹具位置不准确，或刀具与导向对刀元件之间的配合间隙引起的导向或对刀误差。

因机床精度刀具制造精度和磨损，加工调整加工变形等因素引起的与加工方法有关的加工方法误差。

为了使夹具能加工出合格的工件，上述各项误差的总和应不超过工序尺寸或位置要求的公差。

即上式称为误差计算不等式，其中各项误差都是在工序尺寸方向上的分量，如果工序尺寸包括位置精度要求不止个，则只有在每个工序尺寸的误差计算不等式都能满足要求时，所设计的夹具才能保证加工要求。

对夹具而言，工件在夹具中的定位误差在前面已经分析。

即。

夹具的安装误差，夹具的安装误差是夹具在机床上安装时，因夹具的安装面偏离了规定的位置，从而使原始基准发生移动而在工序尺寸产生的偏差，采用定位键进行定位，则安装误差。

刀具位置误差的确定，刀具位置误差是刀具相对于夹具位置不准确引起的误差，或刀具与导向对刀元件间的配合间隙引起的导向或对刀误差，这项误差又称刀具调整误差，则。

加工方法误差，因为加工方法误差具有很大的偶然性，很难进行精确的计算，因此常取作为加工方法和精度储备之用，则。

所以，按概率法相加得经过计算则这个定位方式是可行的，满足夹具精度要求，整个夹具设计合理。

夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该请注意在保证加工要求的前题下，尽量提高劳动生产率。

为此，首先是着眼于机动夹紧而不采用手动夹紧。

因为这是提高劳动生产率的重要途径。

本道工序的钻床夹具就选择了液压夹紧方式。

本工序由于加工余量较大为，钻削力力也较大，为了夹紧工件，势必要增液压缸直径，而这样将使整个夹具过于庞大。

因此，应首先设法降低切削力。

目前采用的措施有三是提毛坯的制造精度，使最大切削速度降低，以降低切削力二是在可能的情况下，适当提高液压缸的工作压力由提高到，以增加其推力。

夹具的装配图及夹具体零件图分别见附录。

总结本课题设计的是单工位组合钻床，用于加工矿车轮端面上的个平均的螺孔。

在研究设计过程中，针对加工过程中存在的难点进行了攻关。

在钻床的设计上采取了系列的措施，保证了被加工孔的加工精度。

主要完成了以下工作对矿车轮端盖上的螺栓连接孔和定位销钉孔的加工工艺进行了分析研究，明确了各个孔加工的技术要求和工艺要点。

恰当地选择了机床的切削参数，动力头及液压滑台驱动机构的结构参数。

采用液压滑台驱动动力头和多轴箱实现进给，实现了单面单工位钻孔。

同时经分析证明该方案可以满足工艺要求。

设计了稳定可靠的多轴箱和钻模板，从而保证了被加工孔的精度要求。

根据通用经济的原则，选择了刀具，满足了工艺的需要。

整机采用单面同时钻孔，提高了工效，降低了操作强度，避免了操作过失引发的问题，对工人的劳动熟练程度和劳动强度都大大的降低了要求。

设计的单面同步钻床，保证了加工孔的生产质量，提高工效倍以上，加工成本大幅下降。

本项工作还有许多值得完善的地方，例如夹具的设计不很理想装夹定位由人工完成，效率较低自动化程度有待提高等问题。

这些问题通过改进设计完善工艺现场的不断实践总结，必将会得到进步的提高。

参考文献谢家瀛主编组合机床设计简明手册机械工业出版社大连组合机床研究所编组合机床设计手册机械工业出版社纪名刚主编机械设计西工大出版社王小东主编轴系部件设计机械工业出版社张亚雄主编齿轮设计丛书机械工业