1、前言 根據工件加工的需要，以獨立的通用部件為基礎，配以部分專用部件組成的專用機床，稱之為組合機床。它適用于小批、大批、大量生產企業，多用于加工量大的大、中型箱體和箱體類工件，完成鉆孔、擴孔、車端面和凸臺、在孔內鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面。 通用部件是組成組合機床的基礎。用來實現機床切削和進給運動的通用部件，如單軸工藝切削頭、傳動裝置、動力箱、進給滑臺等為動力部件。用以安裝動力部件的通用部件如側底座、立柱、立柱底座等稱為支承部件。 組合機床的特點： a組合機床由7090%的通用部件組成，可以縮短設計和制造周期。而且在需要的時候，還可以部分或全部進行改裝，以組成適應新加工要求的新設備。這就

2、是說組合機床有重新改造的優越性，其通用部件可以多次重復利用。 b組合機床是按具體加工對象專門設計的，可以按最佳工藝方案進行加工。 c在組合機床上可以同時從幾個方向采用多把刀具對幾個工件進行加工，是實現集中工序，提高生產效率的最好途徑。 d.組合機床是在工件一次裝夾下用多軸實現多孔同時加工，有利于保證各孔相互之間的精度要求，提高產品質量；減少了工件工序間的搬運，改善了勞動條件；減少了占地面積。 e由于組合機床大多數零、部件是同類的通用部件，簡化了機床的維護和修理。 f組合機床的通用部件可以組織專門工廠集中生產，有利于提高產品質量和技術水平，降低制造成本。 隨著電子技術的飛速發展，根據大批量生產多

3、樣化、中小批量多品種生產高效化的要求，以及產品更新加速的特點，70年代以來發展了新型組合機床-柔性組合機床。它是應用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具、刀具的自動更換，配以可編程序控制器（PC）、數字控制（NC）等，能任意改變工作循環控制和驅動系統，能靈活適應多品種加工的可調可變的組合機床。 在我國，組合機床發展已有28年的歷史，其科研和生產都具有相當的基礎，應用也已深入到很多行業。是當前機械制造業實現產品更新，進行技術改造，提高生產效率和高速發展必不可少的設備之一。 機床夾具是在機床上加工零件時所使用的一種工藝設備，用它來準確地定位工件與刀具之間的相對位置，即實現工件的定位與夾緊，以完成加

4、工所學要的準確相對運動。 由于夾具能有效地保證加工精度和提高勞動生產率，故已成為機械加工中不可缺少的工藝裝備。為了適應機械制造業中產品更新快、品種多、中小批生產的要求，近些年來夾具設計的發展表現在以下幾個方面： a通用夾具朝高精度、高效率、大范圍方向發展； b專用夾具的發展不僅注重高精度與高效率，而且朝標準化與規格化方向發展； c大力發展可調整夾具與組合夾具； b發展能擴大機床使用范圍和性能的夾具； e夾具的設計與制造采用新工藝、新結構、新材料。1 蝸輪軸承座加工工藝規程設計1.1零件的分析1題目給出的零件是軸承座，它的主要的作用是用來支承、固定的。它的主要任務是將主電機傳來的旋轉運動經過一系

5、列的變速機構使主軸得到所需的正反兩種轉向的不同轉速，同時傳動箱分出部分動力將運動傳給進給箱。軸承座中的主軸是機床的關鍵零件。主軸在軸承上運轉的平穩性直接影響工件的加工質量，一旦主軸的旋轉精度降低，則機床的使用價值也將大打折扣。1 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優良，減震性能良好。傳動箱體需要加工表面以及加工表面的位置要求。現分析如下：（1）主要加工面：1）銑上下平面保證尺寸1212）銑兩端面保證尺寸1853）鏜80孔、72孔至所要求尺寸，并保證各位誤差要求4）鉆側面12M8螺紋孔5）鉆側面8M8螺紋孔6）鉆其它平面各孔（2）主要基準面：1）以下平面為基準的加工表面這一組加

6、工表面包括：軸承座上表面各孔及螺紋孔2）以下平面為基準的加工表面這一組加工表面包括：主要是下平面各孔及螺紋孔1.2軸承座加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施1零件的材料HT200。由于年產量為5000件，達到大批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸較大，鑄造表面質量的要求高，故可采用鑄造質量穩定的，適合大批生產的金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產率。1定位基面的選擇定位基面的選擇是擬定零件的機械加工路線，確定加工方案中首先要做的重要工作。基面選擇得正確、合理與否，將直接影響工件的加工質量和生產率。 在選擇定位基面時，需要同時考慮以下三個問題：(1) 以哪一個表面作為加工

7、時的精基面或統一基準，才能保證加工精度，使整個機械加工工藝過程順利地進行?(2) 為加工上述精基面或統一基準，應采用哪一個表面作為粗基面?(3) 是否有個別工序為了特殊的加工要求，需要采用統一基準以外的精基面?精基面的選擇：根據精基面的選擇原則，選擇精基面時，首先應考慮基準重合的問題，即在可能的情況下，應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準。 （1）粗基準的選擇 對于本零件而言，按照互為基準的選擇原則，選擇本零件的下表面作為加工的粗基準，可用裝夾對肩臺進行加緊，利用底面定位塊支承和底面作為主要定位基準，以限制z、z、y、y、五個自由度。再以一面定位消除x、向自由度，達到定位,目的。（2）精基準

8、的選擇 主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用已加工結束的上、下平面作為精基準。1制定工藝路線主要是確定加工方法和劃分加工階段。(1)選擇加工方法應以零件加工表面的技術條件為依據，主要是加工面的尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度，并綜合考慮各個方面工藝因素的影響。一般是根據主要表面的技術條件先確定終加工方法，接著再確定一系列準備工序的加工方法，然后再確定其他次要表面的加工方法。(2)在各表面加工方法選定以后，就需進一步考慮這些加工方法在工藝路線中的大致順序，以定位基準面的加工為主線，妥善安排熱處理工序及其他輔助工序。(3)排加工路線圖表。當生產批量不同時零件的工藝路線也會有較大的差別，先在列出

9、零件大量生產時的工藝路線。見附表.（1）用查表法確定工序余量。（2）當無基準轉換時，工序尺寸及其公差的確定應首先明確工序的加工精度。（3）當有基準轉換時的工序尺寸及其公差應由解算工藝尺寸鏈獲得。（4）確定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標注。當無基準轉換時，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關。有基準轉換時，工序尺寸應用工藝尺寸鏈解算。切削用量的選擇單件小批生產時，一般可由操作工人自定，大批生產條件下，工藝規程必須給定切削用量的詳細數值，選擇的原則是確保質量的前提下具有較高的生產率和經濟性，具有選用可參考各類工藝人員手

10、冊。我要加工的軸承座加工工藝規程如下表:工藝路線方案工序1粗銑上平面工序2粗銑下平面工序3粗銑寬度為185mm的端面工序4鏜80孔工序5鏜80孔工序6鉆上平面12-M8螺紋底孔工序7鉆下平面8-M8螺紋底孔工序8鉆側面3-M10螺紋底孔工序9鉆2-5錐孔工序10鉗工，攻絲各螺紋孔2機床總體設計21被加工零件分析 被加工零件：蝸輪軸承座 材料：HT200 硬度：HB180-240年產量：5000件加工部位：兩端面 加工要求：蝸輪軸承座兩端，頂底面尺寸至185±0.05mm。22機床結構的確定根據被加工零件加工要求：兩端面兩面粗銑，選擇雙面銑組合機床。被加工零件置于移動工作臺上，兩邊分別

11、設兩把銑刀，以兩個電動機驅動。另外還應有部件包含：兩個側底座，一個中間底座，兩個銑削頭，及兩個主軸箱及夾具。23 本組合機床的特點a.結構牢固, b.剛性好, c.尺寸調整范圍大, d.單位工作效率高, e.精確度好，f.操作簡便，g.可對鑄件進行大行程走刀，h.強力銑削。24 切削用量的確定 在組合機床工藝方案確定過程中，工藝方法和關鍵工序的切削用量選擇是十分重要。切削用量選擇是否合理，對組合機床的加工精度、生產率、刀具耐用度、機床的結構形式及工作可靠性均有較大的影響。241切削用量選擇的特點 a組合機床長采用多刀多刃同時切削，為盡量減少換刀時間和刀具的消耗，保證機床的生產率及經濟效果，選用

12、的切削用量比普通機床單刀加工時低30%左右。 b組合機床通常用動力滑臺來帶動刀具進給。因此，同一滑臺帶動的多軸箱上所有刀具的每分鐘進給兩相同，即等于滑臺的工進速度。242切削用量選擇的方法 a應盡量作到合理使用所有刀具，充分發揮其使用性能。 b復合刀具切削用量選擇應考慮刀具的使用壽命。 c多軸鏜孔主軸刀頭均需定向快速進退時，各鏜軸轉速應相等或成整數倍。243刀具的選擇被加工零件材料為HT200，故選擇硬質合金端銑刀。文獻資料8P54 規格：400 齒數：20244銑削用量的確定 根據：a.銑刀種類：硬質合金端銑刀 b被加工零件材料：HT200 c工序：粗銑 查得：a.銑削深度：25mm 取4m

13、m b.銑削速度v：5080m/mm 取80 m/mm（大平面盡量取大原則） c每齒走刀量：0.2/z 取0.2 mm/z（大平面盡量取小原則） 文獻資料9P132P133 轉速：n=v×1000/D=80×× 圓整為：n=64 r/min 實際切削速度：V=nD/1000=/min 每分鐘進給量：V=f×n=20××60=240mm/min245計算切削功率 根據：每分鐘進給量：V=240mm/min 銑削深度：180 銑削深度： a=4mm 銑削寬度：a=580mm 每齒進給量: f=/z 查表得： P=7.8kw 根據文獻資料9

14、P105 由于功率損耗，取 P= 25 各部件的選型251選擇電動機根據：P選擇電動機Y160L-6 根據文獻資料9P115參數： 表2-1 電動機參數PL電機轉速輸出軸轉速動力箱型號11kw53514607301TD63252選擇銑削頭根據電動機功率：P= 9.1kw ，以及刀盤直徑：=400mm 選取銑削頭1TX40（有滑套） 根據文獻資料9P104 參數：（如圖） 圖2-1 銑削頭 表2-2 銑削頭尺寸參數bLdLbdhL400500160355M1620080圖2-2銑削頭聯系尺寸再根據銑削頭查得尾置式齒輪傳動銑削頭聯系尺寸 根據文獻資料9 ： 表2-3銑削頭聯系尺寸BBBLLLLHH

15、H400355400630160380535200650Hcd41012518253選擇工作臺 根據被加工要求，即同時銑蝸輪軸承座的兩面，銑刀在加工過程中不移動，故選擇移動工作臺。由移動工作臺在加工過程中，實現快進和工進。根據被加工零件尺寸：被加工平面250×250mm和330×330mm，頂底面距離為427mm， 移動工作臺的寬度W=800mm； 銑削寬度：a=580mm，夾具底座寬1140mm, 移動工作臺的最小行程為1150mm選移動工作臺，型號：1AYU80IV 根據文獻資料9P119參數：（如圖） 圖2-3移動工作臺 表2-4移動工作臺尺寸WHSLLLLL8002

16、80115012502440232232230254選擇側底座 側底座用于臥式組合機床，其上面安裝滑臺、主軸箱、銑削臺等部件，側面與中間底座相連接時用鍵或錐銷定位。側底座的長度應與滑臺相適應。 因為該機床無滑臺，所以側底座尺寸根據銑削頭和主軸箱尺寸定。由：L=630mm, L=380mm， 根據文獻資料9P27 選擇1CC系列側底座，側底座長定為1100mm；寬取810mm；高取630m。255選擇中間底座 中間底座其頂面安裝夾具或輸送部件，側面與側底座或立柱底座相連接，并通過端面鍵或定位銷定位。根據機床配置形式不同，中間底座有多種形式，如：雙面臥式組合機床的中間底座，兩側面都安裝側底座；三面

17、臥式組合機床的中間底座為三面安裝側底座；立式回狀工作臺式組合機床，除了安裝立柱外，還需安裝回轉工作臺。總之，中間底座的結構，尺寸需根據工件的大小、形狀以及組合機床的配置形式等來確定。因此，中間底座一般按專用部件進行設計，但為了不致使組合機床的外廓尺寸過分繁多，中間底座的主要尺寸應符合國家標準規定。根據多工位移動工作臺尺寸：寬W=800mm,長L=2800mm，根據文獻資料9P26-27中間底座尺寸選為：寬：900mm， 長：2800mm, 高：65mm 256機床分組為了便于設計和組織生產，組合機床各部件和裝置按不同的功能劃分編組。組號劃分如下：第1019組支承部件。一般由通用的側底座、立柱及

18、其底座和專用中間底座等組成。第2029組夾具及輸送設備。夾具是組合機床主要的專用部件，常編為20組，包含工件定位夾緊及固定導向部分。第3039組電氣設備。電氣設計常編為30組，包括原理圖、接線圖和安裝圖等設計。專用操縱臺、控制柜等則另編組號。第4049組傳動裝置。包括機床中所有動力部件如動力滑臺、動力箱等通用部件，編號為40組，其余需修改部分內容或專用的傳動設備則單獨編組。第5059組液壓和氣動裝置。第6069組刀具、工具、量具和輔助工具等。第7079組主軸箱及其附屬部件。第8099組冷卻、排屑及潤滑裝置。第9099組電氣、液壓、氣動等各種控制擋鐵。26繪制“三圖”繪制組合機床“三圖”，就是針

19、對具體零件，在選定的工藝個結構方案的基礎上，進行組合機床總體方案圖樣文件設計。其內容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯系尺寸總圖和編制生產率計算卡等。261 被加工零件工序圖圖2-4工序圖說明：a在此道工序前，上一道工序為粗銑該圖中的兩端表面。b在此工序中，把圖中下表面做為定位基準面，上表面有四個對稱的加緊點，下表面用兩個支承板支承，并在下表面上的兩個孔中裝兩個定位銷，即采用一面兩銷定位。為防止過定位，兩個銷采用一個圓柱銷和一個削邊銷的組合。 c本工序把頂底面尺寸加工至427±262加工示意圖圖2-5加工示意圖說明： a b. 切削速度：V=80mm/min c. 銑削深

20、度：a=4mm d. 每分鐘進給量： V=240mm/min e. 轉速： n=64r/min263機床聯系尺寸總圖圖2-6 機床聯系尺寸圖說明：a銑削動力由左右兩個電動機提供。b被加工零件的快進和工進由移動工作臺提供。 -尺寸d1的下偏差 -尺寸d2的下偏差 把數據代入式中得到=0.02mm；372夾緊誤差的分析與估算 所謂夾緊誤差是指在夾具中加工一批工件時，由于夾緊力的作用，使得工件和夾具元件發生變形，從而導致工件的工序基準在加工尺寸方向上產生的最大位置變動量。對一批工件而言，如果這個位置變動量是常樹，一般可通過調整對刀和夾具在機床上的安裝位置來消除它對加工精度的影響。 根據文獻資料1P1

21、54 夾具的夾緊元件為壓板，并以支承板支承，故用以下公式： = （3-6） -夾緊誤差 -工件定位表面粗糙度 25 -工件材料硬度 180HBS -作用在定位元件上的法向力 5280N -定位元件與工件的接觸面積 表3-6 接觸變形計算系數數據代入公式為，373對刀和導向誤差 夾具上的對刀或導向裝置對定位元件的位置不準確，將導致加工表面的位發生變化，由此而造成的加工尺寸誤差即為對刀或導向誤差。 當使用銑床夾具加工工件時，采用標準塞尺和對刀塊進行對刀，其對刀誤差為：=T+T 查文獻資料1P155式中 T-塞尺的制造公差；T-對刀塊工作面對定位元件的尺寸公差374夾具的位置誤差 夾具在機床上安裝時

22、，其定位元件對機床裝卡面的相互位置誤差將導致工件定位基準發生移動，從而使工序尺寸發生變化，這種誤差稱為夾具的安裝誤差。 產生夾具的安裝誤差的因素有：a. 夾具定位元件對夾具體安裝基面的相互位置誤差。 b. 夾具安裝基面本身的制造誤差及其與機床裝卡面間的間隙所產生的連接誤差。 查文獻資料1P159 根據本機床夾具安裝形式，主要取決于夾具體和安裝夾具的移動工作臺之間的平行度。此處平行度誤差為。375加工方法誤差 加工方法誤差是指在切削加工過程中，因機床、刀具質量、工件材質以及由于切削力、切削熱的作用而引起的工藝系統彈性變形、熱變形等因素使加工表面位置發生變化，從而造成的加工尺寸誤差。 查文獻資料1

23、P159表3-7 平面的加工方法誤差 本機床加工方法為端面粗銑，B=320mm，L=580mm，即L<3B故=70376保證加工精度的條件 利用夾具加工時，機床夾具工件刀具機床形成一個封閉的加工系統。它們依次相聯系，最后形成刀具和工件間的正確位置關系，保證工序尺寸A的要求。在這個封閉系統中，影響都表現為對加工尺寸A產生影響。顯然，為了確保加工要求A，上述各項誤差的總和應不超過工序尺寸A的公差T 本工序的尺寸為427±，故T=。 而=T 所以該機床和夾具的設計是可以滿足加工要求的。4總 結為期三個多月的畢業設計業已經結束。回顧整個畢業設計過程，雖然充滿了困難與曲折，但我感到受益匪

24、淺。本次畢業設計課題是柴油機氣缸體頂底面粗銑組合機床總體及夾具設計。本設計是學完所有大學期間本專業應修的課程以后所進行的，是對我三年半來所學知識的一次大檢驗，使我能夠在畢業前將理論與實踐更加融會貫通，加深了我對理論知識的理解，強化了實際生產中的感性認識，熟悉了機械設計的過程。通過這次畢業設計，我基本上掌握了軸承座兩端平面粗銑組合機床總體及夾具設計的方法和步驟，以及設計時應注意的問題等，另外還更加熟悉運用查閱各種相關手冊，選擇使用工藝裝備等。總的來說，這次設計，使我在基本理論的綜合運用以及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的鍛練，提高了我獨立思考問題、解決問題以及創新設計的能力，縮短了我與工廠

25、工程技術人員的差距，為我以后從事實際工程技術工作奠定了一個堅實的基礎。參 考 文 獻1 張龍勛. 機械制造工藝學課程設計指導書 M.北京：機械工業出版社，1999.2 王章忠. 機械工程材料 M. 北京: 機械工業出版社，2001.3 李益民. 機械制造工藝設計簡明手冊 M北京：機械工業出版社，l998.4 吉衛喜機械制造技術 M.北京：機械工業出版社，2001.5 金振華組合機床及其調整與使用 M3. 北京：機械工業出版杜，19846 金屬機械加工工藝人員手冊 M. 上海：科學技術出版杜，19797 林文煥.機床夾具設計 M. 北京：國防工業出版社，1987.8 黃鶴汀.機械制造裝備 M. 北京：機械工業出版社，200l.9 高化.機床夾具設計 M. 西安：交通大學