（终稿）半轴套管面钻孔专用机床设计（全套完整有CAD）

第章夹具设计.夹具概述夹具分类由机械制造工艺系统的组成机床工件刀具和夹具可以看出夹具在机械加工中占有很重要的地位，是制造系统的重要组成部分。

无论是传统制造还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。

尤其在成批生产时更是大量的采用机床夹具，它们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对与机床或刀具获得正确的位置。

机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围。

机床夹具按其通用特性划分可分为通用夹具专用夹具可调夹具成组夹具组合夹具随行夹具。

按所使用的机床划分可分为车床夹具钻床夹具铣床夹具磨床夹具镗床夹具等。

机床夹具的组成元件般包括定位元件及定位装置，夹紧元件及夹紧装置，导向元件，对刀元件及定向元件，夹具体，其它元件及装置。

机床夹具的现状国际生产研究协会的统计表明，目前中小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的左右。

现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。

然而，般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具另方面，在多品种生产的企业中，每隔年就要更新左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为左右。

特别是近年来，数控机床加工中心成组技术柔性制造系统等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本能装夹组具有相似性特征的工件能适用于精密加工的高精度机床夹具能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进步减轻劳动强度和提高劳动生产率提高机床夹具的标准化程度。

现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化精密化高效化和柔性化等四个方面标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。

目前我国已有夹具零件及部件的国家标准以及各类通用夹具组合夹具标准等。

机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。

精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。

精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达.用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为。

高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。

常见的高效化夹具有自动化夹具高速化夹具和具本系统前备量为，后备量的作用是使动力部件有定的向后移动的余地，为方便装卸刀具，这是取，所以滑台总行程应大于工作行程，前备量，后备量之和。

即行程，取。

综合上述条件，确定液压动力滑台型号Ⅱ以及相配套的滑台底座型。

由下式确定动力箱的选用动力箱主要依据多轴所需的电动机功率来选用，在多轴箱没有设计之前，可算η式中η多轴箱传动效率，加工黑色金属时η有色金属时η，本系统加工，取η动力箱的电动机功率应大于计算功率，并结合主轴要求的转速大小选择。

因此，选用电动机型号为的型动力箱，动力箱输出轴至箱底面高度为。

主要技术参数如下表表.主电机传动型号转速范围主电机功率配套主轴部件型号电机转速输出转速.Ⅱ配套支承部件的选用立柱底座。

确定装料高度装料高度指工件安装基面至机床底面的垂直距离，在现阶段设计组合机床时，装料高度可视具体情况在之间选取，本系统取装料高度为。

中间底座轮廓尺寸中间底座的轮廓尺寸要满足滑台在其上面联接安装的需要，又考虑到与立柱底座相连接。

因此，中间底座采用侧底座。

确定多轴箱轮廓尺寸本机床配置的多轴箱总厚度为，宽度和高度按标准尺寸中选取。

计算时，多轴箱的宽度和高度可确定为.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。

生产率计算卡生产率计算卡是反映所设计机床的工作循环过程动作时间切削用量生产率负荷率等技术文件，通过生产率计算卡，可以分析拟定的方案是否满足用户对生产率及负荷率的要求。

计算如下切削时间切停式中切机加工时间工进行程长度刀具进给量停死挡铁停留时间。

般为在动力部件进给停止状态下，刀具旋转所需要时间。

这里取辅助时间辅移装.式中分别为动力部件快进快退长度快速移动速度移工作台移动时间，般为，取.装装卸工件时间般为，取机床生产率单.切辅.件机床负荷率按下式计算η.式中机床的理想生产率件年生产纲领件年工作时间，单班制工作时间表.生产率计算卡.多轴箱的设计绘制多轴箱设计原始依据图多轴箱设计原始依据图是根据“三图卡”绘制的如图.所示图中多轴箱的两定位销孔中心连线为横坐标，工件加工孔对称，选择箱体中垂线为纵坐标，在建立的坐标系中标注轮廓尺寸及动力箱驱动轴的相对位置尺寸。

件工序图加工示意图机床联系尺寸图编制生产率卡。

被加工零件工序图被加工零件工序图的作用及内容被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示台组合机床完成的工艺内容，加工部位的尺寸精度表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准夹具部位及被加工零件的材料硬度等状况的图纸。

它是在原零件图基础上，突出本机床的加工的内容，加上必要的说明绘制成的，是组合机床设计的主要依据，也是制造使用检验和调整机床的重要技术文件。

半轴套管钻孔组合机床的被加工零件工序图如.所示。

图上主要内容被加工零件的形状，主要外廓尺寸和本机床要加工部位的尺寸精度表面粗糙度形位精度等技术要求，以及对上道工序的技术要求等。

本工序所选定的定位基准夹紧部位及夹紧方向。

被加工零件的名称编号材料硬度及被加工部位的加上余量等。

绘制被加工零件工序图的注意事项为了使被加工零件工序图清晰明了，定要图出被本机床的加工内容。

绘制时，应按定的比例，选择足够的视图及剖视图，突出加工部位用粗实线，并把零件轮廓及与机床夹具设计有关部位用细实线表清楚，凡本道工序保证的尺寸角度等，均应在尺寸数值下方面用粗实线标记。

如图.中定位基准，机械夹压位置及方向，辅助支承均须用规定的符号表示出来。

图.被加工零件工序图加工部位的位置尺寸应由定位基准注起，为便于加工及检查，有时因所选定位基准与设计基准不重合，则须对加工部位要求位置尺寸精度进行分析换算。

加工示意图加工示意图的作用和内容加工示意图是被加工零件工艺方案在图样上的反映，表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具的布置以及工件夹具刀具的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等，是刀具夹具多轴箱电气和液压系统设计选择动力部件的主要依据，是整台组合机床布局形式的原始要求，也是调整机床和刀具所必需的重要文件。

图.为半轴套管钻孔的加工示意图图.加工示意图在图上应标注的内容机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程。

工件夹具刀具及多轴箱端面之间的距离等。

主轴的结构类型，尺寸及外伸长度刀具类型，数量和结构尺寸接杆导向装置的结构尺寸刀具与导向置的配合，刀具接杆主轴之间的连接方式，刀具应按加工终了位置绘制。

绘制加工示意图之前的有关计算刀具的选择刀具选择考虑加工尺寸精度表面粗糙度切削的排除及生产率要求等因素。

刀具的选择前已述及，此处就不在追述了。

导向套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。

因此正确选择导向装置的类型，合理确定其尺寸精度，是设计组合机床的重要内容，也是绘制加工示意图时必须解决的内容。

选择导向类型根据刀具导向部分直径和刀具导向的线速度，选择固定式导向。

导向套的参数根据刀具的直径选择固定导向装置固定导向装置的标准尺寸如下表表.固定导向装置的标准尺固定装置的配合如下表表.固定装置的配合导向类别工艺方法刀具导向部分外径固定导向钻孔或固定导向装置的布置如图.所示图.固定导向装置的布置初定主轴类型尺寸外伸长度因为轴的材料为，剪切弹性模量.，刚性主轴取，所以取.，根据刚性条件计算主轴的直径为.式中制操作系统电系统主要部件的结构草图实验结果及技术经济分析等。

在制定方案时应注意以下几个方面当使用和制造出现矛盾时，应先满足使用要求，其次才是尽可能便于制造。

要尽量用先进的工艺和创新的结构设计必须以生产实践和科学实验为依据，凡是未经实践考验的方案，必须经过实验证明可靠后才能用于设计继承与创造相结合，尽量采用先进工艺，迅速提高生产力，为实现四个现代化服务。

注意吸取前人和国外的先进经验，并在此基础上有所创造和发展。

工作图设计首先，在选定工艺方案并确定机床配置形式结构方案基础上，进行方案图纸的设计。

这些图子包括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，统称“三图卡”设计。

并初定出主轴箱轮廓尺寸，才能确定机床各部件间的相互关系。

然后，整理机床有关部件与主要零件的设计计算书，编制各类零件明细表，编写机床说明书等技术文件。

最后，对有关图纸进行工艺审查和标准化审查。

组合机床的总体设计.组合机床方案的制定制定工艺方案零件加工工艺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。

所以，在制定工艺方案时，必须计算分析被加工零件图，并深入现场了解零件的形状大小材料硬度刚度，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，生产率要求，现场所采用的环境和条件等等。

并收集国内外有关技术资料，制定出合理的工艺方案。

根据被加工被零件半轴套管的零件图图，加工四个通孔的工艺过程加工孔的主要技术要求。

个孔通孔直径。

孔的位置度公差为.。

工件材料为。

要求生产纲领为考虑废品及备品率年产量万件，大批量生产工艺分析加工该孔时，根据组合机床用的工艺方法及能达到的精度，可采用如下的加工方案次性加工通孔，孔径为。

定位基准及夹紧点的选择加工此零件上的孔，底面限制三个自由度，断面限制三个自由度，位于中间的方孔起到了很好的定位作用。

在保证加工精度的情况下，提高生产效率减轻工人劳动量，由于工件是大批量生产，夹具在本设计中没有考虑，因此在设计时就认为是人工夹紧。

确定组合机床的配置形式和结构方案。

被加工零件的加工精度被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度，是制造机床方案的主要依据。

半轴套管钻孔的精度要求不高，可采用钻孔组合机床。

为了加工出表面粗糙度为.的孔，采取提高机床原始制造精度和工件定位基准精度并减少夹压变形等措施就可以了。

为此，机床通常采用尾置式齿轮动力装置，进给采用液压系统，被加工零件图如图.所示图.被加工零件图被加工零件的特点这主要指零件的材料硬度加工部位的结构形状，工件刚度定位基准面的特点，它们对机床工艺方案制度有着重要的影响。

此半轴套管的材料是硬度孔的直径为。

采用多孔同步加工，零件的刚度足够，工件受力加工中心台，产值万元年生产数控机床台，产值万元，生产加工中心台，产值万元而年，截至月份，数控机床加工中心产值已接近年全年水平，故市场在向数控高精制造技术和成套工艺装备方面发展。

行业企业的快速转变“九五”后期，在组合机床行业企业的多家组合机床分会会员中，仅有两家企业实行了股份改造，家企业退出国有转为民营，其余的都是国有企业。

而从至年，不到两年的时间，就先后有十几家企业实行股份制改造，些小厂几乎全部退出国有转为民营，现在些国家重点国有企业也在酝酿股份制改造，转制已势不可档，“民