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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯
系 別： 機(jī)電信息系
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)
班 級：
姓 名：
學(xué) 號：
外文出處： 機(jī)器人和計(jì)算機(jī)集成制造
21（2005）368-378
附 件： 1. 原文； 2. 譯文
2013年3月
夾具定位規(guī)劃中完整性評估和修訂
CAM實(shí)驗(yàn)室，機(jī)械工程學(xué)系，伍斯特理工學(xué)院研究院，100路，伍斯特，碩士01609，美國
2004年9月14日收稿;2004年11月9日修訂;2004年11月10日發(fā)表
摘 要
幾何約束是夾具設(shè)計(jì)中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達(dá)。然而，如何分析和修改在實(shí)際夾具設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中的一個非確定性的定位計(jì)劃尚未深入研究。在本文中，提出了一種方法來描述在限制約束下的重點(diǎn)夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下狀態(tài)，如果它存在，可以識別給定定位計(jì)劃。可以自動識別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計(jì)劃，并為修訂提供指引，以最終實(shí)現(xiàn)確定性的定位。
關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計(jì);幾何約束;確定性定位;限制約束;過約束
1.介紹
夾具是用于制造工業(yè)進(jìn)行工件牢固定位的一種機(jī)制。在零件加工過程中規(guī)劃一個關(guān)鍵的第一步，夾具設(shè)計(jì)需要，以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則，在一般情況下，是最廣泛使用的指導(dǎo)原則發(fā)展的位置計(jì)劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。
一個加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是，必須提供工件確定的位置。這種觀點(diǎn)指出，定位計(jì)劃生產(chǎn)的確定位置，工件不能移動，而至少有一個定位不會失去聯(lián)系。這一直是夾具設(shè)計(jì)的最根本的準(zhǔn)則之一，許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明，工件在任何定位計(jì)劃分為以下三個類別：
1、良好的約束（確定性）：工件在一個獨(dú)特的位置進(jìn)行配合，工件表面與6個定位器取得聯(lián)系。
2、限制約束：不完全約束工件的自由度。
3、過約束：工件自由度超過6定位的制約。
在1985年,淺田[1]提出了滿秩為準(zhǔn)則雅可比矩陣的約束方程,基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等[2]在1989年制定了在確定性定位問題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達(dá)到確定的位置。該方法的確定通過無數(shù)的研究。王等[3]考慮定位工件的接觸的影響，而采用點(diǎn)接觸面積。他們介紹了接觸矩陣，并指出，兩個接觸的機(jī)構(gòu)不應(yīng)該有平等的，但在接觸點(diǎn)曲率相反?？柹璠4]認(rèn)為，可能沒有足夠的應(yīng)用，如一些不是非棱柱的表面或相對誤差近似的非小線性。他提出一個二階泰勒展開，其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費(fèi)雷拉[5]應(yīng)用周對3-2-1的位置擬訂，制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。
在淺田的擬定方案中,他們假設(shè)工件夾具元件和點(diǎn)之間的聯(lián)絡(luò)無阻力。理想的位置q*,而應(yīng)放置工件表面和分片，可微函數(shù)是gi(見圖1)。
表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應(yīng)該有一個獨(dú)一無二的解決方案為下列所有定位方程組。
gi(q)=0,i=1,2,...,n (1)
其中n是定位器的位置與方向,代表了工件的定位和方向。
只有考慮到目標(biāo)位置q*附近在處:
淺田表明
(2)
hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣，矩陣式所示（3）。確定定位
如果雅可比矩陣滿秩，可滿足要求。 (2)只有q=q*一個解決辦法
(3)
在1個3-2-1定位計(jì)劃中，一個約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6，工件是限制約束的，即存在至少有一個工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩，但定位大于6定位，工件是過約束，這表明存在至少一個定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個模型除了3-2-1,可以建立基準(zhǔn)框架提取等效的定位點(diǎn)。胡等[6]已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對這個用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。
圖1 .夾具系統(tǒng)模型。
表1
等級 數(shù)量的定位 地位
<6 - 在受限
=6 =6 約束
=6 >6 過分約束
康等[7]遵循這些方法和他們實(shí)施制定的幾何約束分析模塊其自動化的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的核查制度。他們的CAFDV系統(tǒng)可以計(jì)算出雅可比矩陣和它的排名來確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯誤。熊等人[8]提出的等級檢查方法的定位矩陣WL(見附件)。他們還介紹了左/右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差ΔX和位置誤差Δr的工件定位相關(guān)如下:
在受限:ΔX=WLΔr, (4)
約束:ΔX=(WTLWL)-1WLTΔr, (5)
過分約束:ΔX=WLT(WTLWL)-1Δr+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL)λ, (6)
λ是任意一個向量。
他們還介紹了從這些矩陣的幾個指標(biāo)，評價定位配置，其次是通過約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而，他們的研究分析，不涉及非確定性定位的修訂。目前，還沒有就如何處理與提供確定的位置的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究。
2.定位完整性評價
如果不確定性的位置達(dá)到夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)師知道約束狀態(tài)是什么，以如何改善設(shè)計(jì)是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過度約束，是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時，所有有關(guān)知識約束工件的議案，可以引導(dǎo)設(shè)計(jì)師選擇額外的定位或使得修改定位計(jì)劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計(jì)劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。
在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評價狀態(tài)(見附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個定位器定位提供矩陣的滿秩定位WL:
如圖3所示,在給定的定位器數(shù)量n,定位法向量[ai,bi,ci]和定位的位置[xi,yi,zi]
每一個定位器,i=1,2,.....,n,n*6定位矩陣可以確定如下:
（7）
當(dāng)?shù)燃墸╓L）=6，n=6時，是工件良好約束。
當(dāng)?shù)燃墸╓L）=6，n>6時;是工件過約束。
這意味著（n-6）有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制（n-6）定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學(xué)表示方法,那就是（n-6）在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。
圖2 幾何約束狀態(tài)描述
圖3一個簡化的定位方案。
定位方案，提供了確定性的位置。發(fā)達(dá)國家的算法使用下列方法確定不必要的定位：
1、找到所有的（n-6）組合定位的。
2、為每個組合,從（n-6）定位器確定定位方案。
3、重新計(jì)算矩陣秩的定位為左六個定位器。
4、如果等級不變,被刪除的(n-6)定位器是負(fù)責(zé)過約束狀態(tài)。
這種方法可能會產(chǎn)生多種解決方案，并要求設(shè)計(jì)師來決定哪一套不必要的定位應(yīng)該被刪除以最佳定位性能。
當(dāng)?shù)燃墸╓L）<6,工件的限制約束。
3。算法的開發(fā)和實(shí)施
在這里待開發(fā)的算法，將致力于提供信息的不受限運(yùn)動工件在不足的約束狀態(tài)。假設(shè)有n個定位器之間的關(guān)系的工件的位置/定向誤差和定位誤差可以表示為如下
其中，DX; DY，DZ，AX，AY，AZ沿X，Y，Z軸和X，Y，Z軸的旋轉(zhuǎn)，分別是位移。直接還原鐵
第i個定位器的幾何誤差。 WIJ的定義是正確的廣義逆的定位矩陣WR?WTL
eWLWTL
為了找出所有未受限運(yùn)動的工件，V =dxi ; dyi ; dzi; daxi; dayi; dazi介紹了V DX = 0.
由于 rank（△X）＜6必須存在有非零V滿足式，每個非零的解決方案的V代表一個無約束
運(yùn)動。每學(xué)期的V代表該運(yùn)動的一個組成部分。例如，[0; 0; 0; 3; 0; 0] 說繞x軸的旋轉(zhuǎn)不約束裝置 ，[0; 1; 1; 0; 0; 0 ] 工件可以沿著由下式給出的方向向量[0; 1; 1 ] 有可能是無限的解決方案。解空間，然而，可以構(gòu)造6- rank（WL）基本的解決方案，致力于以下分析，找出基本的解決方案。
示出，Wr的行向量之間的依賴關(guān)系：在特殊情況下，例如，所有W1J等于零，
V具有一個明顯的解決方案，[1，0，0，0，0，0]，表示沿x軸的位移還沒有限制。這是很容易理解，因?yàn)椤?0在此情況下，這意味著相應(yīng)的工件的位置誤差是不依賴任何定位錯誤。因此，相關(guān)的動議未約束的定位器。此外，結(jié)合動議不約束，如果是△X的元素之一，可以作為其他元素的線性組合表示。然而，它
可以移動向量定義的x-和y-軸之間的沿對角線
為了找到解決辦法一般情況下，以下策略：
1. 在定位矩陣消除依賴的行（S）。
2。計(jì)算6不正確的修改后的定位矩陣的廣義逆
3
4規(guī)范的自由運(yùn)動空間。
5計(jì)算未定的V
6. 基于該算法，一個C ++程序的目的是為了查明受限的狀態(tài)下，不受約束的
運(yùn)動。
實(shí)施例1。在一個表面的磨削操作中，位于一個工件的夾具系統(tǒng)上，如示于圖。 正常矢量和每個定位器的位置如下：
因此，定位矩陣被確定。
在有限的定位方案
這種定位系統(tǒng)提供了根據(jù)有限的定位因?yàn)閞ank（WL）=5＜6，該程序，然后計(jì)算
正確的定位矩陣的廣義逆
第一行是公認(rèn)的依賴行，因?yàn)檫@一行的去除不影響矩陣的秩。“其他五排是獨(dú)立的行。發(fā)現(xiàn)根據(jù)獨(dú)立的行的線性組合規(guī)定下約束狀態(tài)的程序的步驟5。這種特殊情況下的解決方案是顯而易見的，所有系數(shù)均為零。因此，所述un-約束運(yùn)動的工件可以被確定為V=[100000]這表明，工件可沿x方向移動?；谶@個結(jié)果，一個額外的定位器應(yīng)該是采用約束沿x軸的工件位移。
實(shí)施例2。圖5示出了鉸接3-2-1定位系統(tǒng)。的法線矢量和每個定位器的位置，在這最初的設(shè)計(jì)如下：
這種配置的定位矩陣是
610真正的設(shè)計(jì)修改
修改定位矩陣變?yōu)?
修改后的定位矩陣是正確的廣義逆
檢查的程序依賴行，每一行是依賴其它五個行。不失概括性的，第一行被視為依賴行。 5×5改進(jìn)的逆矩陣
根據(jù)第5步中，計(jì)算五個未確定的V條件
該矢量表示的位移的組合定義的自由運(yùn)動，沿[1，0，1.713]方向結(jié)合旋轉(zhuǎn)[0.0432，0.0706，0.04]。要修改這個定位的配置，另一種定位器被添加到限制這種自由運(yùn)動的工件，假設(shè)定位L1刪除在步驟1中。該程序可以也算自由運(yùn)動的工件，如果一個定位器以外L1刪除在步驟1中。這提供了多的設(shè)計(jì)師的修訂選項(xiàng)。
4.總結(jié)
確定性的位置是一個重要的要求夾具定位方案設(shè)計(jì)。分析標(biāo)準(zhǔn)決定性的地位已經(jīng)確立。為了進(jìn)一步研究非確定性狀態(tài)，提出了一種用于檢查幾何約束的狀態(tài)已經(jīng)研制成功。該算法可以識別欠約束狀態(tài)，并指示不受限運(yùn)動的工件。它也承認(rèn)過約束的狀態(tài)和不必要的定位器。輸出信息，可以幫助設(shè)計(jì)師來分析和改進(jìn)現(xiàn)有的定位方案。
參考文獻(xiàn)
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攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
攻絲組合機(jī)床
學(xué)生姓名： 楊玉娟
學(xué)生學(xué)號： 200310621051
院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院
年級專業(yè)： 2003級機(jī)制
指導(dǎo)教師： 周汝忠教授
二〇〇七年六月
文獻(xiàn)綜述：
關(guān)于組合機(jī)床的綜述
1. 前言
組合機(jī)床是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成的專用機(jī)床。它適宜于在大批、大量生產(chǎn)中對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進(jìn)行加工。這種機(jī)床既有專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)率和自動程度較高的特點(diǎn)，又具有一定的重新調(diào)整能力，以適應(yīng)工件變化的需要。［1］組合機(jī)床廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的行業(yè)，如；汽車、拖拉機(jī)、電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、閥門、縫紉機(jī)等制造業(yè)。［2］
2. 組合機(jī)床發(fā)展歷史
1908年，美國福持汽車公司率先制造出第一臺組合機(jī)床，用于汽車零件的加工。1928年，前蘇聯(lián)開始生產(chǎn)組合機(jī)床。我國的組合機(jī)床制造技術(shù)是從“一五”計(jì)劃期間，“—汽”、‘洛拖’’引進(jìn)組合機(jī)床開始的。1956年3月，當(dāng)時的第一機(jī)械工業(yè)部第二機(jī)器管理局批準(zhǔn)成立了第一專業(yè)設(shè)計(jì)處(即現(xiàn)大連組合機(jī)床研究所的前身)，全面引進(jìn)了前蘇聯(lián)的組合機(jī)床通用部件和設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料，開始了我國組合機(jī)床的創(chuàng)業(yè)階段。并于同年在大連機(jī)床廠制造出我國的第一臺組合機(jī)床、1961年，又制造出我國第一條組合機(jī)床自動線。組合機(jī)床設(shè)計(jì)制造從“一所一廠”起步已發(fā)展到如今—個獨(dú)立的配套齊全的行業(yè)。［3］
我國組合機(jī)床制造技術(shù)的發(fā)展大體經(jīng)歷／以下四個階段
1． 引進(jìn)消化，開創(chuàng)我國組合機(jī)床技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系
2． 普及組合機(jī)床技術(shù)，發(fā)展形成行業(yè)
3． 組織科技攻關(guān)，努力擔(dān)高組合機(jī)床技術(shù)水平
4． 柔性制造技術(shù)的發(fā)展，推動了組合機(jī)床傳統(tǒng)制造技術(shù)的轉(zhuǎn)變
3. 組合機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
近十多年來，組 機(jī)床及其自動線在高效、高生產(chǎn)率， 柔性化以及采用并行(同步)工程制訂更為合理、更為節(jié)省的方案方面取得了不小的進(jìn)展。尤其是汽車工業(yè)， 為了提高汽車的性能，對零件的加工精度提出了一些新的要求， 因此對機(jī)床性能的要求也更高了。［4］
近年來隨著數(shù)控技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展，組合機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)也發(fā)生了巨大變化。［5］組合機(jī)床有了以下的發(fā)展：1、數(shù)控化。數(shù)控組合機(jī)床的出現(xiàn)，不僅完全改變了過去那種由繼電器電路組成的組合機(jī)床的控制系統(tǒng)，而目．也使組合機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)乃至通用部件標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了或正在發(fā)生著巨大的變化。2、模塊化。數(shù)控加1二模塊化極大地豐富了組合機(jī)床的通用件，它必將引起組合機(jī)床通用件發(fā)生根本性變化。3、高速化。由于高速加工可大大降低零件表面粗糙度及切削力，大大減小切削溫度，提高生產(chǎn)效率，故機(jī)床的高速化研究方興未艾，特別是數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動速度已達(dá)到了驚人高速。如美國生產(chǎn)的加工中心，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)15 000—60 000r／min，工作臺快進(jìn)速度高達(dá)90—120m／min 。順應(yīng)機(jī)床高速化的潮流，組合機(jī)床的速度也
越來越高。例如德國大眾汽車廠在加工鋁金缸蓋燃燒室側(cè)面時，采用PCD銑刀，
銑削速度高達(dá)3 075m／min，進(jìn)給速度達(dá)3 600mm／min，而采用安裝有CBN刀片的新穎鏜刀加工灰鑄鐵時， 切削速度達(dá)800m／min，進(jìn)給速度達(dá)I 500 mm／min。［6］4、精密化。由于機(jī)床實(shí)現(xiàn)了數(shù)控化，因而機(jī)床的加工精度越來越高，使一些過去看來難以達(dá)到的加工精度今天也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。5、全防護(hù)化。全封閉是現(xiàn)在機(jī)床的一大特點(diǎn)，不論是單機(jī)還是機(jī)床生產(chǎn)線，均采用全封閉的
外罩， 電器、液壓全部采用空中走線。全封閉防護(hù)，不但使機(jī)床及其生產(chǎn)線外形美觀，而且也提高了安全性、可靠性和維修的便利性。
4．結(jié)語
組合機(jī)床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組合機(jī)床加工精度、組合機(jī)床柔性、組合機(jī)床工作可靠性和組合機(jī)床技術(shù)的成套性為主攻方向。一方面，加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，提高組合機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率；另一方面，進(jìn)一步發(fā)展新型部件，尤其是多坐標(biāo)部件，使其模塊化、柔性化，適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場需求。
參 考 文 獻(xiàn)
［1］黃奇葵、鐘華珍、張福潤.《機(jī)械制造基礎(chǔ)》
［2］李慶余、張佳.《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版
［3］佟璞瑋. 中國組合機(jī)床市場.《1999中國機(jī)電產(chǎn)品市場展望》.
［4］裘愉. 從幾個側(cè)面看組合機(jī)床的發(fā)展動向. 《組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)》 1994年第11期.
［5］李明、王合增、張應(yīng)午 . 組合機(jī)床的發(fā)展趨勢及企業(yè)的對策 《機(jī)械產(chǎn)品與科技》 2002年第1期.
［6］ 李如松．組合機(jī)床和自動線的技術(shù)發(fā)展．《組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)》，1999．(1)：5～10
攀枝花學(xué)院
Panzhihua University
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
文獻(xiàn)綜述
院 （系）： 機(jī) 電 學(xué) 院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班 級： 2003級機(jī)制
學(xué)生姓名： 楊 玉 娟 學(xué) 號: 200310621051
2007 年 4 月 15 日
攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要
摘 要
機(jī)械制造業(yè)是一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱。而制造業(yè)的生產(chǎn)能力主要取決于制造裝備——機(jī)床的先進(jìn)程度。組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。
本文對離合器壓盤螺紋孔的加工工藝進(jìn)行了詳細(xì)的分析，就其孔的加工提出了“一次裝夾，單工位加工，達(dá)到產(chǎn)品圖樣的精度要求”的思路。根據(jù)這一思路設(shè)計(jì)了四軸頭單工位攻絲組合機(jī)床。
該組合機(jī)床由立柱、立柱底座、中間底座、液壓滑臺、動力箱、多軸箱等組成。本文對各部分的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和論證。
關(guān)鍵詞 組合機(jī)床,離合器壓盤,主軸箱,夾具
I
攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ABSTRACT
ABSTRACT
The machinery Manufacture is an important pillar of economic development in a country. While the capability of production in trade of manufacture mostly depends on the advanced producing equipment－machine tool .modular machine tools have advantages of high efficiency and low cost. It is widely used in large batch production and can be consisted automatic production line
This paper analyzes the manufacturing process detail of threading holes of a disc. The idea is once clamping the work. The accuracy can be satisfied the demand of drawing. According above idea, the 4-spindle modular machine tool has been designed.
This paper presents the design and calculating of each part of this machine tool.
Key words Modular machine tool, Clutch plate
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攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1 緒論 1
1.1 機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)的地位及其發(fā)展簡史 1
1.2 組合機(jī)床的國內(nèi)、外現(xiàn)狀 2
1.2.1 國內(nèi)組合機(jī)床現(xiàn)狀 3
1.2.2 國外組合機(jī)床現(xiàn)狀 4
1.3 機(jī)床設(shè)計(jì)的目的、要求 5
1.3.1 設(shè)計(jì)的目的 5
1.3.2 設(shè)計(jì)要求 5
2 總體方案設(shè)計(jì) 6
2.１ 工藝方案 6
2.2 配置形式 6
2.2.1 確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案 6
2.3 “三圖一卡”的編制 7
2.3.1.被加工零件圖 7
2.3.2 加工示意圖 8
2.3.3 繪制加工示意圖的有關(guān)計(jì)算 8
2.3.5 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 12
2.3.6 生產(chǎn)率卡 16
3. 主軸箱設(shè)計(jì) 20
3.1 繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 20
3.2主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇及動力計(jì)算 22
3.2.1初步確定齒輪模數(shù) 22
3.2.2主軸箱的動力計(jì)算 22
3.3傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 23
3.3.1傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23
3.3.2 驗(yàn)算各主軸轉(zhuǎn)速 24
3.4主軸箱的坐標(biāo)計(jì)算 25
3.4.1 計(jì)算各傳動軸的坐標(biāo) 25
3.4.2繪制坐標(biāo)檢查圖 25
3.5 主軸箱總圖設(shè)計(jì) 26
3.5.1 主視圖和側(cè)視圖 26
3.5.2 展開圖 27
3.5.3主軸和傳動軸裝配表 27
4 夾具設(shè)計(jì) 29
4.1 機(jī)床夾具的概述 29
4.1.1 機(jī)床夾具的組成 29
4.1.2 機(jī)床夾具的類型 29
4.2 工件的定位和夾具的定位設(shè)計(jì) 29
4.3 夾緊方案的設(shè)計(jì) 29
結(jié)論 31
參考文獻(xiàn) 32
致謝 33
攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論
1 緒論
1.1 機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)的地位及其發(fā)展簡史
現(xiàn)代社會中，人們?yōu)榱烁咝?、?jīng)濟(jì)地生產(chǎn)各種高質(zhì)量產(chǎn)品，日益廣泛的使用各種機(jī)器、儀器和工具等技術(shù)設(shè)備與裝備。為制造這些技術(shù)設(shè)備與裝備，又必須具備各種加工金屬零件的設(shè)備，諸如鑄造、鍛造、焊接、沖壓和切削加工設(shè)備等。由于機(jī)械零件的形狀精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法來達(dá)到，特別是形狀復(fù)雜、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在機(jī)床上經(jīng)過幾道甚至幾十道切削加工工藝才能完成。因此，機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備。在一般機(jī)械制造廠中，機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量，約占機(jī)械制造總工作量的40%～60%，機(jī)床的技術(shù)性能直接影響機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造的經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而決定著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平?？梢赃@樣說，如果沒有機(jī)床的發(fā)展，如果不具備今天這樣品種繁多、結(jié)構(gòu)完善和性能精良的各種機(jī)床，現(xiàn)代社會目前所達(dá)到的高度物質(zhì)文明將是不可想象的。
一個國家要繁榮富強(qiáng)，必須實(shí)現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化，這就需要一個強(qiáng)大的機(jī)械制造業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備與裝備，即各種機(jī)器、儀器和工具等。然而，一個現(xiàn)代化的機(jī)械制造業(yè)必須要有一個現(xiàn)代化的機(jī)床制造業(yè)做后盾。機(jī)床工業(yè)是機(jī)械制造業(yè)的“裝備部”、“總工藝師”，對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重大作用。因此，許多國家都十分重視本國機(jī)床工業(yè)的發(fā)展和機(jī)床技術(shù)水平的提高，使本國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建立在堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)上。
機(jī)床是人類在長期生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷改進(jìn)生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的，并隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而漸趨完善。最原始的機(jī)床是木制的，所有運(yùn)動都是由人力或畜力驅(qū)動，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它們實(shí)際上并不是一種完整的機(jī)器?，F(xiàn)代意義上的用于加工金屬機(jī)械零件的機(jī)床，是在18世紀(jì)中葉才開始發(fā)展起來的。當(dāng)時，歐美一些工業(yè)最發(fā)達(dá)的國家，開始了從工場手工業(yè)向資本主義機(jī)器大工業(yè)生產(chǎn)方式的過渡，需要越來越多的各種機(jī)器，這就推動了機(jī)床的迅速發(fā)展。為使蒸汽機(jī)的發(fā)明付諸實(shí)用，1770年前后創(chuàng)制了鏜削蒸汽機(jī)汽缸內(nèi)孔用的鏜床。1797年發(fā)明了帶有機(jī)動刀架的車床，開創(chuàng)了用機(jī)械代替人手控制刀具運(yùn)動的先聲，不僅解放了人的雙手，并使機(jī)床的加工精度和工效起了一個飛躍，初步形成了現(xiàn)代機(jī)床的雛型。續(xù)車床之后，隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，其他各種機(jī)床也陸續(xù)被創(chuàng)制出來。至19世紀(jì)末，車床、鉆床、鏜床、刨床、拉床、銑床、磨床、齒輪加工機(jī)床等基本類型的機(jī)床已先后形成。
上世紀(jì)初以來，由于高速鋼和硬質(zhì)合金等新型刀具材料相繼出現(xiàn)，刀具切削性能不斷提高，促使機(jī)床沿著提高主軸轉(zhuǎn)速、加大驅(qū)動功率和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度的方向發(fā)展。與此同時，由于電動機(jī)、齒輪、軸承、電氣和液壓等技術(shù)有了很大的發(fā)展，使機(jī)床的轉(zhuǎn)動、結(jié)構(gòu)和控制等方面也得到相應(yīng)的改進(jìn)，加工精度和生產(chǎn)率顯著提高。此外，為了滿足機(jī)械制造業(yè)日益廣闊的各種使用要求，機(jī)床品種的發(fā)展也與日俱增，例如，各種高效率自動化機(jī)床、重型機(jī)床、精密機(jī)床以及適應(yīng)加工特殊形狀和特殊材料需要的特種加工機(jī)床相繼問世。50年代，在綜合應(yīng)用電子技術(shù)、檢測技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、自動控制和機(jī)床設(shè)計(jì)等各個領(lǐng)域最新成就的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)控機(jī)床，使機(jī)床自動化進(jìn)入了一個嶄新的階段，與早期發(fā)展的僅適用于大批大量生產(chǎn)的純機(jī)械控制和繼電器接觸器控制的自動化相比，它具有很高柔性，即使在單件和小批生產(chǎn)中也能得到經(jīng)濟(jì)的使用。
綜觀機(jī)床的發(fā)展史，它總是隨著機(jī)械工業(yè)的擴(kuò)大和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展，并始終圍繞著不斷提高生產(chǎn)效率、加工精度、自動化程度和擴(kuò)大產(chǎn)品品種而進(jìn)行的，現(xiàn)代機(jī)床總的趨勢仍然是繼續(xù)沿著這一方向發(fā)展。
我國的機(jī)床工業(yè)是在1949年新中國成立后才開始建立起來的。解放前，由于長期的封鎖統(tǒng)治和19世紀(jì)中葉以后帝國主義的侵略和掠奪，我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常落后，既沒有獨(dú)立的機(jī)械制造業(yè)，更談不上機(jī)床制造業(yè)。至解放前夕，全國只有少數(shù)城市的一些規(guī)模很小的機(jī)械廠，制造少量簡單的皮帶車間、牛頭刨床和砂輪等；1949年全國機(jī)床產(chǎn)量僅1000多臺，品種不到10個。
解放后，黨和人民政府十分重視機(jī)床工業(yè)的發(fā)展。在解放初期的三年經(jīng)濟(jì)恢復(fù)時期，就把一些原來的機(jī)械修配廠改建為專業(yè)廠；在隨后開始的幾個五年計(jì)劃期間，又陸續(xù)擴(kuò)建、新建了一系列機(jī)床廠。經(jīng)過50多年的建設(shè)，我國機(jī)床工業(yè)從無到有，從小到大，現(xiàn)在已經(jīng)成門類比較齊全，具有一定實(shí)力的機(jī)床工業(yè)體系，能生產(chǎn)5000多種機(jī)床通用品種，數(shù)控機(jī)床1500多種；不僅裝備了國內(nèi)的工業(yè)，而且每年還有一定數(shù)量的機(jī)床出口。
我國機(jī)床行業(yè)的發(fā)展是迅速的，成就是巨大的。但由于起步晚、底子薄，與世界先進(jìn)水平相比，還有較大差距。為了適應(yīng)我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的需要，為了提高機(jī)床產(chǎn)品在國際市場上的競爭能力，必須深入開展機(jī)床基礎(chǔ)理論研究，加強(qiáng)工藝試驗(yàn)研究，大力開發(fā)精密、重型和數(shù)控機(jī)床，使我國的機(jī)床工業(yè)盡早躋身于世界先進(jìn)行列。
1.2 組合機(jī)床的國內(nèi)、外現(xiàn)狀
世界上第一臺組合機(jī)床于1908年在美國問世，30年代后組合機(jī)床在世界各國得到迅速發(fā)展。至今，它已成為現(xiàn)代制造工程（尤其是箱體零件加工）的關(guān)鍵設(shè)備之一。
現(xiàn)代制造工程從各個角度對組合機(jī)床提出了愈來愈高的要求，而組合機(jī)床也在不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展。
1.2.1 國內(nèi)組合機(jī)床現(xiàn)狀
我國加入WTO以后，制造業(yè)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存、組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)適時調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應(yīng)對策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢頭，截至2005年4月份，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)僅組合機(jī)床一項(xiàng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量已達(dá)1000余臺，產(chǎn)值達(dá)3.9個億以上，較2004年同比增長了10%以上，另外組合機(jī)床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交費(fèi)值等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有不同程度的增長，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運(yùn)營狀況良好。
⑴行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化
組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)主要針對汽車、摩托車、內(nèi)燃機(jī)、農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械、化工機(jī)械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備，隨著我國加入WTO后與世界機(jī)床進(jìn)一步接軌，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年是企業(yè)生產(chǎn)情況來看，數(shù)控機(jī)床與加工中心的市場需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機(jī)床則有下降趨勢，中國機(jī)床工具工業(yè)學(xué)會的《機(jī)床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)報表》是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個全國大型重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)情況看，2003年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床890臺，產(chǎn)值16187萬元，生產(chǎn)加工中心148臺，產(chǎn)值5770萬元；2004年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床985臺，產(chǎn)值25838萬元，生產(chǎn)加工中心159臺，產(chǎn)值7099萬元；而2005年，截至4月份，數(shù)控機(jī)床、加工中心、產(chǎn)值已接近2003年全年水平，故市場在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。
⑵行業(yè)企業(yè)的快速轉(zhuǎn)變
“九五”后期，在組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)的50多家組合機(jī)床分會會員中，僅有兩家企業(yè)實(shí)行了股份改造，一家企業(yè)退出國有轉(zhuǎn)為民營，其余的都是國有企業(yè)。而從2001至2002年，不到兩年的時間，就先后有十幾家企業(yè)實(shí)行股份制改造，一些小廠幾乎全部退出國有轉(zhuǎn)為民營，現(xiàn)在一些國家重點(diǎn)國有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢不可檔，“民營經(jīng)濟(jì)在經(jīng)歷了從被歧視，被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視4個階段后，煥發(fā)勃勃生機(jī)?！苯M合機(jī)床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營化等多種形式快速發(fā)展。
⑶組合機(jī)床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
組合機(jī)床及其自動線是集機(jī)電于一體是綜合自動化度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用與工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。我國的傳統(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的箱體類和軸類零件（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，以及銑削平面和成型面等。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)臺組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷是進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床——柔性組合機(jī)床越來越受人們是親昧，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（PLC）、數(shù)字控制（NC）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)等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來越大。
由于組合機(jī)床及其自動線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國組合機(jī)床及其組合機(jī)床自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國家相對落后，國內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動線幾乎都從國外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝、研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需要，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b備。
1.2.2 國外組合機(jī)床現(xiàn)狀
80年代以來，國外組合機(jī)床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。組合機(jī)床的加工精度、多品種加工的柔性以及機(jī)床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控。組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展趨勢是：
⑴廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù)
國外主要的組合機(jī)床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組合機(jī)床通用部件,在組合機(jī)床上不僅一般動力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù),而且夾具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的自動分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù),從而進(jìn)一步提高了組合機(jī)床的工作可靠性和加工精度。廣州標(biāo)致汽車公司由法國雷諾公司購置的缸蓋加工生產(chǎn)線,就是由三臺自動換箱組合機(jī)床組成的,其全部動作均為數(shù)控,包括自動上下料的交換工作臺、環(huán)形主軸箱庫、動力部件和夾具的運(yùn)動,其節(jié)拍時間為58秒。
⑵發(fā)展柔性技術(shù)
80年代以來,國外對中大批量生產(chǎn),多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào)、可變、可換措施,使加工裝備具有了一定的柔性。如先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動力頭、可換主軸箱等組成的組合機(jī)床;同時根據(jù)加工中心的發(fā)展,開發(fā)了二坐標(biāo)、三坐標(biāo)模塊化的加工單元,并以此為基礎(chǔ)組成了柔性加工自動線(FTL)。這種結(jié)構(gòu)的變化,既可以實(shí)現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏,又可以使機(jī)床配置更加靈活多樣。
⑶發(fā)展綜合自動化技術(shù)
汽車工業(yè)的大發(fā)展,對自動化制造技術(shù)提出了許多新的需求,大批量生產(chǎn)的高效率,要求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機(jī)械加工工序,而且能完成零件從毛坯進(jìn)線到成品下線的全部工序,以及下線后的自動碼垛、裝箱等。德國大眾汽車公司KASSEL變速箱廠1987年投入使用的造價9000萬馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線,就是這種綜合自動化制造系統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對稱布置的自動線組成,三班制工作,每條線日產(chǎn)2000件,節(jié)拍時間為40秒。全線由12臺雙面組合機(jī)床、18臺三坐標(biāo)加工單元、空架機(jī)器人、線兩端的毛坯庫和三坐標(biāo)測量機(jī)組成,可實(shí)現(xiàn)3種零件的加工。空架機(jī)器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動化技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗(yàn)、檢測、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家,進(jìn)一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。
⑷進(jìn)一步提高工序集中程度
國外為了減少機(jī)床數(shù)量,節(jié)省占地面積,對組合機(jī)床這種工序集中程度高的產(chǎn)品,繼續(xù)采取各種措施,進(jìn)一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺、多坐標(biāo)通用部件、移動主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機(jī)床或在夾具部位設(shè)置刀庫,通過換刀加工實(shí)現(xiàn)工序集中,從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能,獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。
1.3 機(jī)床設(shè)計(jì)的目的、要求
1.3.1 設(shè)計(jì)的目的
機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)，其目的在于通過機(jī)床主運(yùn)動機(jī)械變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使我們在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案的分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)基本的設(shè)計(jì)方法，并培養(yǎng)了自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。
1.3.2 設(shè)計(jì)要求
評價機(jī)床性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù)—經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來判定的。技術(shù)先進(jìn)合理，亦即“質(zhì)優(yōu)價廉”才會受到用戶的歡迎，在國內(nèi)和國際市場上才有競爭力。機(jī)床設(shè)計(jì)的技術(shù)—經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以從滿足性能要求、經(jīng)濟(jì)效益和人機(jī)關(guān)系等方面進(jìn)行分析。
攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總體方案設(shè)計(jì)
2 總體方案設(shè)計(jì)
2.１ 工藝方案
根據(jù)工件示意圖，工件材料HT20～40，HB170～241。該零件主要是在工件單面進(jìn)行多孔加工，屬大批量的中、小零件加工，因?yàn)槭侵煌瓿晒ソz工序，所以選擇單工位組合機(jī)床。工件安裝在機(jī)床的固定夾具里，夾具和工件都固定不動。因?yàn)楸患庸ち慵睆捷^大，厚度卻較小。所以選擇立式機(jī)床。
機(jī)床工作循環(huán)如下：
上料——工件夾緊——滑臺快進(jìn)——滑臺鎖緊——主軸啟動——攻絲靠模帶動絲錐工進(jìn)——主軸反轉(zhuǎn)——進(jìn)給滑臺快退——絲錐后退——滑臺快退——工件松開——下料
本設(shè)計(jì)是攻絲這一單一工序。
2.2 配置形式
零件加工工藝方案將決定組合機(jī)床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。考慮到被加工的零件是鉆4個M8螺孔，而且這4個螺孔是沿φ301圓周方向性三等分平均分布，并針對零件的形狀、大小、材料、硬度、剛性、加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工精度、表面粗糙度以及定位、夾緊方法、工藝過程、所采用的刀具及切削用量、現(xiàn)場的環(huán)境和條件、生產(chǎn)率要求等?！∮捎诖嗽O(shè)計(jì)是對4個孔攻絲，用一個工位完成。
制定工藝方案
1)裝卸、夾緊；2)攻絲。
2.2.1 確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案
通常，在確定工藝方案的同時，也就大體上確定了組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。但是還要考慮下列因素的影響。
⑴. 加工精度的影響
工件的加工精度要求，往往影響組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案，例如，加工精度要求高時，應(yīng)采用固定夾具的單工位組合機(jī)床，加工精度要求低時，可采用移動夾具的多工位組合機(jī)床；工件各孔間的位置精度要求高時，應(yīng)采用在同一工位上對各孔同時精加工的方法；工件各孔同軸度要求高時，應(yīng)單獨(dú)采用精加工等。
⑵. 工件結(jié)構(gòu)狀況影響
工件的形狀、大小和加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案也有一定的影響。例如，對于外形尺寸和重量較大的工件，一般采用固定夾具的單工位組合機(jī)床，對多工序的中小型零件，則宜采用移動夾具的多工位組合機(jī)床；對于大直徑的深孔加工，宜采用具有剛性主軸的立式組合機(jī)床等。
⑶. 生產(chǎn)率的影響
生產(chǎn)率往往是決定采用單工位組合機(jī)床、多工位組合機(jī)床還是組合機(jī)床自動線的重要因素。例如，從其他因素考慮應(yīng)采用單工位組合機(jī)床，但由于滿足不了生產(chǎn)率的要求，就不得不采用多工位組合機(jī)床，甚至自動線來進(jìn)行加工。而在多工位組合機(jī)床時，還要考慮：工位數(shù)不超過23個，并能滿足生產(chǎn)率要求時，應(yīng)選用移動工作臺式組合機(jī)床；工位數(shù)超過4個時才選用回轉(zhuǎn)工作臺或鼓輪式組合機(jī)床。
⑷. 現(xiàn)場條件的影響
使用組合機(jī)床的現(xiàn)場條件對組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案也有一定的影響。例如使用單位的氣候炎熱，車間溫度過高，使用液壓傳動機(jī)床不夠穩(wěn)定，則宜采用機(jī)械傳動的結(jié)構(gòu)形式；使用單位刃磨刀具、維修、調(diào)整能力以及車間布置得情況，都將影響組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案。
2.3 “三圖一卡”的編制
編制“三圖一卡”的工作內(nèi)容包括：繪制被加工零件圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡?！叭龍D一卡”是組合機(jī)床總體方案的具體體現(xiàn)。
2.3.1.被加工零件圖
被加工零件圖是根據(jù)選定的工藝方案，表明零件的形狀、尺寸、硬度、以及在所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容和所采用的定位基準(zhǔn)、夾壓點(diǎn)的圖紙。是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、驗(yàn)收和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)條件。
⑴.在被加工零件圖上標(biāo)注的內(nèi)容有：
a）加工零件的形狀、主要輪廓尺寸和本機(jī)床要加工部位的尺寸、精度 、表面粗燥度、形位精度等技術(shù)要求，以及對上道工序的技術(shù)要求等。
b）本工序所選定的定位基準(zhǔn)，夾緊部位及夾緊方向。
c）被加工零件的名稱、編號、材料、硬度及被加工部位的加工余量等。
遵循繪制被加工零件圖的規(guī)定畫出零件圖見圖2.1。
圖2.1
2.3.2 加工示意圖
加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖案上的反應(yīng)，表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等，使刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇動力部件的主要依據(jù)，是整臺組合機(jī)床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。
在加工示意圖在標(biāo)注的內(nèi)容有：
⑴機(jī)床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。
⑵工件、夾具、刀具及多軸箱之間的相對位置及其聯(lián)系尺寸。
⑶主軸的結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長度；刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸；導(dǎo)向裝置、攻螺紋靠模裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向裝置的配合，刀具、主軸之間連接方式。
2.3.3 繪制加工示意圖的有關(guān)計(jì)算
⑴.刀具的選擇
選擇刀具，應(yīng)考慮工藝要求與加工尺寸精度、工件材質(zhì)、表面粗糙度及生產(chǎn)率的要求。只要條件允許應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)刀具。為了提高工序集中程度或滿足精度要求，可以采用復(fù)合刀具?？准庸さ毒叩拈L度應(yīng)保證加工終了時刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有3050mm距離，以便于排出切削和刀具磨損后又一定的向前調(diào)整量。
所以，根據(jù)零件要加工的孔是4個M8螺孔，參照以上要求，依據(jù)加工M8螺孔選擇M8絲錐。
⑵ 導(dǎo)向套的選擇
a) 選擇導(dǎo)向類型
組合機(jī)床加工孔時，除采用剛性主軸加工方案外，零件上孔的位置精度主要靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證。因此，正確選擇導(dǎo)向裝置的類型，合理確定其尺寸、精度，是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時必須解決的問題。導(dǎo)向裝置有兩大類，即固定式導(dǎo)向和旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向。在加工孔徑不大于40mm或摩擦表面線速度小于20m/min時，一般采用固定式導(dǎo)向，刀具或刀桿的導(dǎo)向部分，在導(dǎo)向套內(nèi)即轉(zhuǎn)動又作軸向移動。固定導(dǎo)向裝置一般由中間套、可換導(dǎo)套華人壓套螺釘組成。中間套的作用是在可換導(dǎo)套磨損后，可較為方便的更換，不會破壞鉆模體上的孔的精度。所以本設(shè)計(jì)選擇固定式導(dǎo)向套。
b) 確定導(dǎo)向數(shù)量、選擇導(dǎo)向參數(shù)
導(dǎo)向數(shù)量應(yīng)根據(jù)刀件形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、刀具剛性、加工精度及具體加工情況決定。通常對于小孔加工用單個導(dǎo)向加工。
導(dǎo)向的主要參數(shù)包括：導(dǎo)套的直徑及公差配合，導(dǎo)套的長度、導(dǎo)套離工件端面的距離等。導(dǎo)套的直徑為8mm，導(dǎo)套長度為（2～4）=16～32，取16導(dǎo)套到工件端面的距離==8（工件材料為鑄鐵時）
⑶ 初定切削用量
查表2.1攻絲切削速度：
表2.1
加工材料
鑄鐵
鋼及其合金
鋁及其合金
切削速度（米/分）
2.5～5
1.5～5
5～15
因?yàn)榧庸げ牧鲜氰T鐵，所以初選v為3米/分。
由 計(jì)算出=119.37
各主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）
各主軸進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）
絲錐每分進(jìn)給量（毫米/分）
得到 =119.37
切削功率
查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》書表3-19，3-20，3-21，3-22。得：加工M8螺紋，被加工材料是鑄鐵時，攻絲主軸的直徑是17 ，扭矩是5000
由此得：=0.192
⑷初定主軸類型、尺寸、外伸長度和選擇接桿、浮動卡頭
a)主軸類型
主軸型式主要取決于進(jìn)給抗力和主軸-刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的需要。主軸尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù)選定的切削用量計(jì)算出切削扭矩M，查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》書表3-19，3-20，3-21，3-22。得：加工M8螺紋，被加工材料是鑄鐵時，攻絲主軸的直徑是17mm，扭矩是5000主軸類型為前后支承均為圓錐滾子軸承的主軸。攻絲靠模規(guī)格為1。主軸外伸選長主軸。，接桿莫氏圓錐號為1。
b) 接桿連接
選擇接桿主要是決定其號數(shù)，應(yīng)根據(jù)刀具莫氏錐號和主軸外伸部分的內(nèi)孔直徑d1而定。選擇接桿1（接桿1-L T0635-41，螺母23 T0642-41，墊22 T0654-41，平鍵4×20 GB1096-72）.
c) 攻絲卡頭和攻絲靠模裝置
攻絲卡頭主要型式：絲錐超前進(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭和主軸超前進(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭。選主軸超前進(jìn)給的攻絲卡頭。
攻絲靠模裝置的原理是“自引法”攻絲。選通用的TO281型攻絲靠模裝置。這種裝置易于調(diào)整。
圖2.2 攻絲靠模裝置
如圖2.2所示，攻絲靠模裝置由靠模桿1、靠模螺母7及支承套筒2等元件組成。絲錐通過心桿和攻絲卡頭8裝在靠模桿1的前端?？磕U的中部支承在襯套4上，并與靠模螺母7相嚙合?？磕U的尾部與攻螺紋主軸相連接。攻螺紋主軸借助雙鍵將主運(yùn)動傳給靠模桿，靠模桿隨著轉(zhuǎn)動可在主軸孔內(nèi)移動一段距離，即攻螺紋靠模的工作行程。套筒裝在靠模頭前壁上，并用兩個壓板3固定，兩個壓板之連的布置角度決定于多軸箱的主軸數(shù)和主軸的分布情況?？磕Ｂ菽附柚Y(jié)合子6與套筒相連接，當(dāng)靠模桿回轉(zhuǎn)時，因靠模螺母固定不動而迫使靠模桿向前進(jìn)給，并推動絲錐切人工件。帶絲錐遇故障使靠模桿不能前進(jìn)時，轉(zhuǎn)矩增大導(dǎo)致壓板打滑靠模螺母跟隨靠模桿同步回轉(zhuǎn)而停止進(jìn)給，避免機(jī)構(gòu)或絲錐損壞。所以裝配時壓板的壓力要適當(dāng)。
為了保證絲錐穩(wěn)定可靠地攻入工件，又不干擾絲錐的自行引進(jìn)，應(yīng)使靠模桿每轉(zhuǎn)進(jìn)給量與絲錐的自行引進(jìn)量一致，即保證靠模桿螺距與絲錐螺距名義尺寸相同。而靠模螺距和絲錐螺距的制造誤差，可以通過套筒2內(nèi)壓簧5和配用攻螺紋卡頭的方法進(jìn)行補(bǔ)償。
⑸確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程
動力部件的工作循環(huán)是指：加工時動力部件從原始位置開始運(yùn)動到加工終了位置又返回到原始位置的動作過程。
工作進(jìn)給長度應(yīng)等于工件加工部位長度與刀具切人長度和切出長度之和。因?yàn)槭敲た?，所?0，=5～10=10,=12-4=8，再多加上一部分余量，
得工件進(jìn)給長度=18
快退長度等于快速引進(jìn)與工件進(jìn)給長度之和。快速引進(jìn)是指動力部件把主軸箱連同刀具從原始位置送進(jìn)到工作進(jìn)給開始位置，其長度按加工具體情況確定?？焱?38=120+18
動力部件總行程長度除了應(yīng)保證要求的工作循環(huán)工作行程外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具方便，即前后備量。
總行程138+82=220
圖2.3 加工示意圖
2.3.5 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖
一般來說，組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件——動力滑臺，動力箱，各種工藝切削頭，側(cè)底座，立柱，立柱底座及中間底座加上專用部件——主軸箱，刀、輔具系統(tǒng)，夾具，液、電、冷卻、潤滑、排屑系統(tǒng)組合裝配而成。聯(lián)系尺寸圖用來表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動關(guān)系，以檢驗(yàn)機(jī)床各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求；通用部件的選擇是否合適；并為進(jìn)一步開張主軸箱、夾具設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
⑴動力滑臺的選擇
通常根據(jù)滑臺的驅(qū)動方式所需進(jìn)給力、進(jìn)給速度、最大行程長度和加工精度等因素來選用合適的滑臺。初選1HY型液壓滑臺：
a) 選擇動力滑臺及附屬部件
根據(jù)動力滑臺中，液壓滑臺與機(jī)械滑臺的優(yōu)缺點(diǎn)的比較：快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時，轉(zhuǎn)換位置精度較低且考慮到過載保護(hù)方面的原因，選擇液壓滑臺，根據(jù)前面計(jì)算得到的動力滑臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)比滑臺的最小進(jìn)給量大50%，選擇1HY25Ⅱ型系列液壓滑臺。
具體液壓滑臺的主要技術(shù)參數(shù)見下表2.2：
表2.2
型號
臺面寬
臺面長
行程
進(jìn)給力
快進(jìn)速度
最小進(jìn)給量
1HY25
250
500
400
10000
10
25
根據(jù)1HY25系列液壓滑臺，選擇該系列滑臺的附屬部件、支承部件以及配套設(shè)施部件，經(jīng)過查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊》可知，如下表2.3所示：
表2.3
部件
型號
立柱
滑臺側(cè)底座
立柱側(cè)底座
1HY25
1HY25M
1HY25G
ⅠA
ⅠB
ⅡA
ⅡB
250
400
1CL25
1CL25M
1CC251
1CC252
1CC251M
1CC252M
1CD251
1CD252
1CD251M
1CD252M
由于該機(jī)床所選擇的加工方式是立式單面，則該液壓滑臺的配置型式為立式。其具體配置時聯(lián)系尺寸以及相關(guān)部件的位置關(guān)系根據(jù)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊》中表5—3來確定，相關(guān)的圖紙亦見參考書。
b) 確定進(jìn)給速度
液壓滑臺是靠液壓系統(tǒng)中變量葉片泵供油，進(jìn)口節(jié)流調(diào)速來實(shí)現(xiàn)液壓滑臺的工作進(jìn)給速度在一定范圍內(nèi)的無級調(diào)節(jié)。液壓在確定刀具的切削用量是所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺最小進(jìn)給速度，1HY型滑臺為無級變速，工作進(jìn)給速度為4～800范圍內(nèi)快速移動速度為定值。則選取滑臺的型號為 1HY25型
c) 確定滑臺進(jìn)程
由于滑臺的行程除保證足夠的工作行程外還應(yīng)留有前備量和后備量。前備量的作用是使動力部件有一定的向前移動的余地，以彌補(bǔ)機(jī)床的制造誤差及刀具磨損后能向前調(diào)整，前備量一般取值范圍為10～20 本設(shè)計(jì)取前備量為20，后備量的作用是使動力部件有一定的向后移動的余地以方便裝卸刀具，后備量一般不小于40～50本設(shè)計(jì)取為50 所以總行程為：
工作行程+前備量+后備量=138+20+62=220
⑵ 動力箱的選用
動力箱主要依據(jù)主軸箱所需的電動機(jī)功率來選用。主軸箱所需的電動機(jī)功率為
主=切+空+附
切=4×=4×0.192=0.768
空可根據(jù)軸的直徑及轉(zhuǎn)速查資料，得0.008
附是所傳功率的1%。
得P主=0.784
估算主===0.90
查組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊，選擇1TD40Ⅰ型動力箱。電動機(jī)型號Y100L-6，電動機(jī)功率3.0，電動機(jī)轉(zhuǎn)速960，驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速為480，動力箱輸出軸至箱底面高度為170.
⑶ 確定裝料高度
裝料高度是指及穿個上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。我國過去設(shè)計(jì)組合機(jī)床一般取裝料高度 H=850。為提高通用部件及支撐部件的剛度并考慮自動線設(shè)計(jì)時中間底座內(nèi)襖安裝夾具輸送、冷卻排屑裝置，新頒布的組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)推薦裝料高度H=1060，與國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）一致。在現(xiàn)階段，設(shè)計(jì)組合機(jī)床時，裝料高度視具體情況在H=850 ～1060之間選取。本機(jī)床裝料高度取H=935。
⑷ 確定夾具輪廓尺寸
根據(jù)工件尺寸和形狀，考慮工件的定位件、夾緊機(jī)構(gòu)、刀桿導(dǎo)向裝置的要求空間；并應(yīng)滿足排屑和安裝的需要
夾具底座的輪廓尺寸由與之配合的滑臺底座輪廓尺寸，工件的輪廓尺寸形狀，具體結(jié)構(gòu)為：底座直徑為700，高為356。
⑸ 中間底座輪廓尺寸
中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝連接的需要。其長度方向尺寸要根據(jù)所選動力部件（滑臺和滑座）及其配套部件（側(cè)底座）的位置關(guān)系，照顧各部件聯(lián)系尺寸的合理性來確定。非常重要的是，一定要保證加工終了位置時，工件端面至主軸箱前端面的距離不小于加工示意圖上要求的距離。同時，要考慮動力部件處于加工終了位置時，主軸箱與夾具輪廓間應(yīng)有便于機(jī)床調(diào)整、維修的距離。為便于切屑及冷卻液回收，中間底座周邊須有足夠?qū)挾鹊臏喜?。因此，中間底座采用側(cè)底座1CC32。
⑹ 初步確定多軸箱輪廓尺寸
標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定立式配置的多軸箱總厚度為340 寬度和高度按標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列表選取，通用主軸箱箱體的前蓋厚度為70，基型后蓋厚度為90，其余三種后蓋厚度為50，100，125，繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖時，著重要確定的尺寸是主軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度。主軸箱寬度B、高度H的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式確定：
B=b+2b
H=++
式中：b——工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（）；
——最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（）；
——工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（）；
——最低主軸高度（）。
b和h為已知尺寸。為保證主軸箱由排布齒輪的足夠空間，取 =100。
主軸箱最低主軸高度須考慮到與工件最低孔位置、機(jī)床裝料高度（H=900 ）、滑臺滑座總高（=250）、側(cè)底座高度（560）、滑座與側(cè)底座之間調(diào)整墊高度（5）等尺寸之間的關(guān)系來確定。對于該組合機(jī)床，要保證潤滑不致從主軸襯套處泄漏箱外，則：
﹥85~140
對于本組合機(jī)床的設(shè)計(jì)為：
=150
若取100毫米，則可求出主軸箱輪廓尺寸為：
B=b+2=305+2100=515
H=h++=305+150+100=550.5
根據(jù)上述計(jì)算值，按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定主軸箱輪廓尺寸為：
BH=630630
⑺ 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的畫法和步驟
a）畫主視圖 主視圖的圖形布置應(yīng)與實(shí)際機(jī)床工作位置一致，并應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)谋壤?。
b）畫左（右）視圖 重點(diǎn)在于表示清楚組合機(jī)床各部件在寬度方向的輪廓尺寸及相關(guān)位置，配合知識圖完成聯(lián)系尺寸圖所要求表達(dá)的內(nèi)容。
c）在聯(lián)系尺寸圖上標(biāo)注尺寸
具體的要求是：①完整、恰當(dāng)?shù)貥?biāo)注機(jī)床各主要組成部件的輪廓尺寸及相關(guān)聯(lián)系尺寸，應(yīng)使機(jī)床在長、寬、高三個方向的尺寸鏈封閉。
②應(yīng)表示清楚運(yùn)動部件的原位、終點(diǎn)狀態(tài)及運(yùn)動過程情況（可用工作循環(huán)圖表示），以確定機(jī)床最大輪廓尺寸。
③應(yīng)注明工件、夾具、動力部件、中間底座對稱中心線間的位置關(guān)系。
④應(yīng)注明電動機(jī)的型號、功率、轉(zhuǎn)速及所選標(biāo)準(zhǔn)通用部件的型號規(guī)格和其主要輪廓尺寸，并對組成機(jī)床的所有部件進(jìn)行分組編號，作為部件和零件設(shè)計(jì)的原始依據(jù)。
在機(jī)床各組成部件的設(shè)計(jì)完成之后，以聯(lián)系尺寸圖為基礎(chǔ)進(jìn)行細(xì)化，填加必要的電氣、液壓控制裝置、潤滑、冷卻、排屑裝置等，并加注技術(shù)要求等文字說明，便成為機(jī)床總圖。
2.3.6 生產(chǎn)率卡
⑴ 理想生產(chǎn)率
指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)（包括備品及廢品率在內(nèi)）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時數(shù)有關(guān)，一般情況下，單班制生產(chǎn)取2350h，兩班制生產(chǎn)取4600h，則本機(jī)床的生產(chǎn)率
===30.43（件/小時）
⑵ 實(shí)際生產(chǎn)率
指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。
= (件/小時)
式中：——生產(chǎn)一個零件所需要的時間（min），它可根據(jù)下式計(jì)算：=+=（++）+（）
式中：、——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進(jìn)給行程長度（）；
、——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進(jìn)給量（）；
——當(dāng)工件沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時，動力滑臺
在死擋鐵上的停留時間，通常指刀具在加工終了時無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5～10轉(zhuǎn)所需時間（）；
攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總體方案設(shè)計(jì)
圖2.4 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖
——分別為動力部件快進(jìn)、快退行程長度（）；
——動力部件快速行程速度。采用機(jī)械動力部件取5~6；液壓動力部件取3~10；
——直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換的時間，一般可取0.1；
——工件裝、卸（包括定位、夾壓及清除鐵屑等）時間，它取決于工件重量大小、裝卸是否方便及工人的熟練程度。根據(jù)各類組合機(jī)床的統(tǒng)計(jì)，一般取0.5~1.5。
則=+=（++）+（）
=（++）+（）
=
=1.2866
經(jīng)過計(jì)算得 ==46.63
經(jīng)過計(jì)算比較，本機(jī)床的設(shè)計(jì)生產(chǎn)率滿足理想生產(chǎn)率要求＞。
⑶ 機(jī)床負(fù)荷率
當(dāng)＞時，計(jì)算二者的比值為負(fù)荷率
根據(jù)下表2.3進(jìn)行比較所得：
表2.3
機(jī)床復(fù)雜程度
主軸數(shù)
負(fù)荷率
單面或雙面
15
=0.901
16～40
0.90～0.86
41～80
0.80～0.75
三面或四面
15
=0.86
16～40
0.86～0.80
41～80
0.80～0.75
本機(jī)床的負(fù)荷率為
===0.65
根據(jù)組合機(jī)床的使用經(jīng)驗(yàn)，適宜的機(jī)床負(fù)荷率為=0.65～0.75。
4 生產(chǎn)率計(jì)算卡
它是按一定格式編制，反映該零件在機(jī)床上加工過程、工作時間、機(jī)床生產(chǎn)率、機(jī)床負(fù)荷率的簡明表格。表2.4為該零件加工雙面鉆組合機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡
鑄件
HB170～241
工時（分）
輔助時間
0.5
0.05
0.02
0.5
1．2866
46.63
30.43
0.65
機(jī)動時間
0.15
毛坯種類
毛坯重量
硬度
工序號
每分鐘進(jìn)給量（毫米/分）
119.37
單件總工時
機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率
機(jī)床理論生產(chǎn)率
負(fù)荷率
每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）
1
每分鐘轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）
119．37
離合器壓盤
HT21-40
攻螺紋
切削速度（米/分）
3
本機(jī)床裝卸工件時間取1分
工作進(jìn)程（毫米）
132
18
150
加工直徑（毫米）
被加工零件（個）
1
圖號
名稱
材料
工序名稱
工步名稱
裝人工件
工件定位夾緊
動力部件快進(jìn)
動力部件工進(jìn)
死擋鐵停留
動力部件快退
松開工件
卸下工件
被加工零件
序號
1
2
3
4
5
6
7
8
備注
表2.4
攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 主軸箱設(shè)計(jì)
3. 主軸箱設(shè)計(jì)
主軸箱是組合機(jī)床的主要部件之一，按專用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由通用零件組成。其主要作用是，根據(jù)被加工零件的加工要求，安排各主軸位置，并將動力和運(yùn)動由電動機(jī)或者動力部件傳給各工作主軸，使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。主軸箱按結(jié)構(gòu)大小分為大型主軸箱和小型主軸箱。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為通用（標(biāo)準(zhǔn)）和專用主軸箱。
1 通用零件選擇
本設(shè)計(jì)選用通用主軸箱。被加工零件最大直徑305，所以選擇500×500T0711-11。（立式）動力箱型號：1TD40A
2 箱體類零件
主軸箱箱體標(biāo)準(zhǔn)厚度為180,立式的前蓋厚度為70（兼作油池）基型后蓋厚度為90,變型后蓋厚度為50、100、125三種，可根據(jù)主軸箱內(nèi)傳動系統(tǒng)安排等合理選用。
3 軸類零件
a）攻絲主軸：選擇前后支承均為圓錐滾子軸承的主軸。（組合機(jī)床設(shè)計(jì)pg83）主軸材料為40Cr鋼，熱處理C42。
b）傳動軸：選擇攻螺紋用蝸桿軸。傳動軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理T215。
c）齒輪：通用齒輪有三種，傳動齒輪、動力箱齒輪和電機(jī)齒輪。材料均為45鋼，熱處理為齒部高頻淬火G54。查通用齒輪的系列參數(shù)表。
通用的齒輪有三種，即傳動齒輪、動力箱齒輪和電機(jī)齒輪。材料均為45鋼，熱處理為齒部高頻淬火G54。本機(jī)床齒輪的選用按照下表3.1選用
3.1 繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖
主軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一，它關(guān)系到整個組合機(jī)床質(zhì)量的好壞。
主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，是根據(jù)“三圖一卡”整理編繪出來的 ，其內(nèi)容包括主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件。本組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖應(yīng)包括的主要內(nèi)容如下：
在編制下圖時從“三圖一卡”中已知：
（1）主軸箱輪廓尺寸630×630
（2）工件輪廓尺寸及各孔位置尺寸。
（3）工件與主軸箱相對位置尺寸。
根據(jù)這些數(shù)據(jù)可編制出主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。
表3.1
齒輪種類
寬度（）
齒 數(shù)
模數(shù)（）
孔徑（）
數(shù)量
傳動齒輪
24
32
16～50連續(xù)
16～70
2、2.5、3
2、2.5、3、4
15、20、30、35、40
25、30、35、40、50
395
507
動力箱齒輪
84（A型）
44（B型）
21～26
3、4
25、30、40、50
40
電機(jī)齒輪
79
21～26
3
18、22、28、32、36
20
附表：
a） 被加工零件
名稱：離合器壓盤
材料：HT21-40
硬度：HB170～241
b) 主軸外伸尺寸及切削用量,見表3.2
c） 動力部件
1TD40型動力箱，電機(jī)功率3.0,轉(zhuǎn)速940，驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速480，驅(qū)動軸到滑臺表面距離為170，其他尺寸可查動力箱裝配圖。
表3.2
軸號
工序內(nèi)容
加工直徑
Ф（mm）
主軸直徑 (mm)
主軸外伸尺寸D/（mm）L=85(mm)
（m/min）
(r/min)
(mm/r)
(mm/min)
1、2、3、4
攻M8螺紋
8
Ф20
Ф30/Ф14
3
119．37
1
119．37
3.2主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇及動力計(jì)算
3.2.1初步確定齒輪模數(shù)
初選模數(shù)：由下式估算，再通過類比確定
≥（30～32）（）
式中：——齒輪傳遞功率（）；
——一對齒輪中小齒輪的齒數(shù)；
——小齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)（）。
由于目前大型組合機(jī)床通用的主軸箱中常用的齒輪模數(shù)有2、2.5、3、3.5、4等幾種，為了便于組織生產(chǎn)，本機(jī)床主軸箱中齒輪模數(shù)選=2。
3.2.2主軸箱的動力計(jì)算
主軸箱的動力計(jì)算，應(yīng)包括計(jì)算主軸箱所需功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)。
主軸箱所需要的功率，應(yīng)等于切削功率、空載消耗功率及與負(fù)載成正比的功率損失之和，即：=++
式中：——主軸箱總功率；
——各主軸切削功率的總和；
——各軸空載消耗功率的總和；
——各軸損失功率的總和。
式中根據(jù)各主軸的切削用量查《組合機(jī)床切削力及功率計(jì)算圖》得到，的確定可查表4-4。與負(fù)載成正比的功率損失，取所傳遞功率的1%。和的計(jì)算在傳動結(jié)構(gòu)確定以后才進(jìn)行。
傳動系統(tǒng)確定前按照下式初步估算主軸箱所需功率。
=
式中：——各主軸切削功率總和；
——組合機(jī)床主軸箱傳遞效率。
由于在加工黑色金屬時取=0.8~0.9；加工有色金屬時，取=0.7~0.8。
所以取=0.8。
所以 ==0.768/0.8=0.96kw
取 =1
主軸箱所需的進(jìn)給力，就是動力滑臺所需的進(jìn)給力，按下式計(jì)算：
==++……+（N）
式中： 、…——各主軸切削時產(chǎn)生的軸向力，實(shí)際上動力滑臺的進(jìn)給力應(yīng)大于各主軸切削產(chǎn)生的軸向力的總和，這是因?yàn)檫€要克服滑臺移動引起的摩擦阻力的緣故。
3.3傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
3.3.1傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)
⑴ 已知各主軸轉(zhuǎn)速及驅(qū)動軸到主軸之間的傳動比：
主軸 =119.37轉(zhuǎn)/分
驅(qū)動軸 =480轉(zhuǎn)/分
各主軸總傳動比：==4
⑵各軸傳動比分配
可以將傳動比分配為：4=2×2
即傳動比為：=2
=2
采用兩根主軸11進(jìn)行轉(zhuǎn)速的傳遞。
⑶驅(qū)動軸到中間傳動軸11的傳動比及齒輪分配
=2
經(jīng)過初步排齒輪，取驅(qū)動軸到中間傳動軸11的距離為172.5（Y方向距離172.5）
=172.5 =2
代入公式 A=
得（）=172.5
==2
解得： =66
則 =132齒
11軸同時作為手柄軸。
⑷中間傳動軸11到各攻絲主軸的傳動比及齒輪分配
=2
R=152.5 =2
代入公式 A=
得（）=152.5
==2
解得：=102 齒
=51 齒
3.3.2 驗(yàn)算各主軸轉(zhuǎn)速：
=480≈120轉(zhuǎn)/分
轉(zhuǎn)速相對損失約為0.5%，在5%以內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。
由于潤滑器件的位置度沒有較高的要求，所以在設(shè)計(jì)時就不需要和傳動軸、中間軸齒輪那樣設(shè)計(jì)。該組合機(jī)床采用R12-2型葉片泵，由中間軸12，經(jīng)過一對齒輪傳遞給葉片泵，其具體的配對形式為：
480×=360轉(zhuǎn)/分
3.4主軸箱的坐標(biāo)計(jì)算
坐標(biāo)計(jì)算是組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)中的一個特殊問題，就是根據(jù)已知的驅(qū)動軸和主軸的位置及傳動關(guān)系，計(jì)算出中間傳動軸的坐標(biāo)，以便在繪制主軸箱體零件加工圖時，將各孔的坐標(biāo)尺寸完整地標(biāo)注出來，并用以繪制坐標(biāo)檢查圖，作為對傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全面檢查。
3.4.1 計(jì)算各傳動軸的坐標(biāo)
⑴．加工基準(zhǔn)坐標(biāo)架的選擇及確定各軸坐標(biāo)
坐標(biāo)架的橫軸（X軸）選在箱體的底面，縱軸（Y軸）通過定位銷釘孔。
⑵．繪出各主軸及驅(qū)動軸的坐標(biāo)
坐標(biāo)原點(diǎn)確定以后，根據(jù)主軸箱設(shè)計(jì)依據(jù)原始圖，在基準(zhǔn)坐標(biāo)架XOY上繪出各主軸及驅(qū)動軸的坐標(biāo)，主軸坐標(biāo)計(jì)算精度要求到小數(shù)點(diǎn)后第三位，如果被加工零件孔距尺寸要求帶有公差，則需要把公差考慮進(jìn)去，使主軸的名義尺寸恰好在公差帶的中央；而本組合機(jī)床加工的零件的大部分尺寸不帶公差，即使帶公差也是正負(fù)公差，所以不需要考慮公差，該主軸箱各主軸坐標(biāo)見圖及下表3.1：
表3.1
0銷
10銷
1軸
X
Y
X
Y
X
Y
0
0
580
0
397.5
419.5
2軸
3軸
4軸
X
Y
X
Y
X
Y
182.5
419.5
182.5
204.5
397.5
204.5
軸
11軸
12軸
X
Y
X
Y
X
Y
290
140
290
312.5
290
392.5
3.4.2繪制坐標(biāo)檢查圖
繪制坐標(biāo)檢查圖及傳動關(guān)系檢查圖，用以檢查傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性。通過齒輪嚙合，檢查坐標(biāo)位置是否正確，檢查各零件有無碰撞現(xiàn)象，檢查附加機(jī)構(gòu)的位置是否合適等。
根據(jù)計(jì)算得出的各軸坐標(biāo)，建立箱體坐標(biāo)，在圖上畫出各軸所在位置按 1：2畫出，畫出齒輪的分度圓，標(biāo)明各齒輪的排數(shù)、齒數(shù)、模數(shù)，繪圖順序?yàn)椋?
1 畫出選定的外輪廓尺寸，并根據(jù)坐標(biāo)計(jì)算選定的基準(zhǔn)坐標(biāo)架，畫出箱體的橫縱坐標(biāo)。
⑵ 按計(jì)算的坐標(biāo)值，在圖上標(biāo)出各軸的位置，注明軸號、轉(zhuǎn)速等。
⑶ 畫出各軸上的