机械专业毕业设计（论文）齿轮泵泵体前、后端面铣削专机总体设计.doc

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1、毕 业 设 计中文题目 齿轮泵泵体前、后端面铣削专机总体设计英文题目 The End-Milling Plane Design Of Gear Pump Body Before And After系 别： 机械工程系专 业: 机械设计制造及其自动化年级班级： 2005级2班 姓 名： 学 号： 指导教师： 职 称： 副教授2009年 5 月8日毕业设计(论文)诚信声明书本人郑重声明：在毕业设计（论文）工作中严格遵守学校有关规定，恪守学术规范；我所提交的毕业设计（论文）是本人在严宁榕指导教师的指导下独立研究、撰写的成果，设计（论文）中所引用他人的文字、研究成果，均已在设计（论文）中加以说明；在本

2、人的毕业设计（论文）中未剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果，未篡改实验数据。本设计（论文）和资料若有不实之处，本人愿承担一切相关责任。学生签名：2009年 月 日目 录摘 要1关键词11 前言21.1课题研究的背景和意义21.1.1课题研究的背景21.1.2课题研究的意义21.2 组合机床的发展趋势31.3 设计内容和重点与难点41.3.1设计内容41.3.2设计的重点与难点42 零件分析52.1零件的分析和工艺方案的拟定52.1.1 零件的分析52.1.2零件加工工艺方案的拟定62.2切削用量的选择82.3 刀具的选择93 齿轮泵泵体前、后端面铣削组合机床总体设计103.1 组合机床的特点

3、和研究状况103.1.1组合机床的特点103.1.2 组合机床的研究现状103.2齿轮泵泵体前、后端面铣削加工工序图113.3 加工示意图123.3.1 加工示意图的作用123.3.2 加工示意图的内容123.4 组合机床通用部件的选择133.4.1 铣削头的选择143.4.2 滑台侧底座的选择163.4.3中间底座选择及滑台选择163.4.4垫铁选用173.5 机床联系尺寸图的绘制173.5.1 机床联系尺寸图的作用和内容173.6 生产率计算卡的编制184 夹具设计204.1 夹具的特点作用和定位方案204.1.1 夹具的特点作用204.1.2 定位方案214.2 夹紧方案234.2.1夹

4、紧元件和夹紧点选择234.2.2 夹紧力计算234.2.3 汽缸的选用244.3 铣床夹具设计与装配图绘制244.3.1 铣床夹具设计要点244.3.2 铣床夹具装配图绘制255 结论27参考文献28致 谢29齿轮泵泵体前、后端面铣削专机总体设计学 生： 指导老师： （厦门理工学院机械工程系，厦门 361024）【摘 要】：本次毕业设计是齿轮泵泵体前、后端面铣削专机总体设计。齿轮泵泵体结构复杂，普通机床加工难度大，生产效率低。然而组合机床是以大量的通用部件为基础,配以少量的按被加工零件特殊要求而设计的专用部件,以实现对一种或几种零件按预先确定的工序进行加工的高效机床。它既具有专用机床的结构简单

5、、生产率及自动化程度较高的特点,又具有一定的重新调整能力,以适应工件变化的要求。所以为了提高生产效率，降低劳动强度，专门设计一齿轮泵泵体前、后端面铣削组合机床及其专用夹具。这次设计主要内容：齿轮泵泵体铣削加工工艺规程设计，专用组合机床得设计，机床结构方案与配置形式确定，针对这道工序进行专用夹具得设计以及外文翻译和编辑说明书。【关键词】：组合机床，CAD，夹具，齿轮泵泵体The End-Milling Plane Design Of Gear Pump Body Before And After Student:Huang ZhenzhongTutor:Yan Ningrong(Departme

6、nt of Mechanical Engineering, Xiamen University of Technology, Xiamen, 361024, China)【Abstract】：The graduation project is a gear pump body before and after the end-milling plane design. Gear pump body structure of the complex, general machining difficult and low productivity.However The combination

7、of machine tools is a lot of common parts for the foundation, was supported by a small number of special requirements for the processing parts and components for the design, to achieve one or more of the components of the pre-set process for the efficient processing machine. It has a dedicated machi

8、ne simple structure, productivity and a higher degree of automation features, but also has a re-adjustment ability to adapt to changing requirements of the workpiece. So, in order to improve productivity and reduce labor intensity, specially designed gear pump a pump body before and after the combin

9、ation of end-milling machine and a dedicated fixture. The main elements of design: gear pump Milling Process pump body design, a special combination of machine tool design, machine tool structure and the configuration form for this process to a dedicated fixture design and foreign language translati

10、on and editing of brochures.【Key word】：Combination of machine,CAD, Tongs, Gear Pump1 前言1.1课题研究的背景和意义1.1.1课题研究的背景随着市场经济的发展，多数机械制造企业的生产特点是：产品多样化，变型产品日益受欢迎，产品更新换代的周期缩短。以具有高生产率，高度自动化为特征的组合机床及其自动线为了适应市场需求，实现期柔性化是必然发展趋势。组合机床是以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床。它能对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩

11、孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序。随着组合机床技术的发展，它能完成的工艺范围日益扩大，具有设计和制造周期短，经济效益好、生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低、结构稳定，工作可靠，使用和维修方便以及组合机床易以联成组合机床自动线，以适应大规模和自动化生产需要。1.1.2课题研究的意义随着社会的不断进步，机械加工技术的不断发展，古老的生产方式已不能完全适应新形势的要求。比如，我们传统的通用机床，由于它为了适应各种零件的通用加工，强调了加工范围的广泛性，使其万能性增大，随之带来的便是机床结构复杂，并且在加工某一零件的某些加工表面时，使机床不能完全发挥出全部效能。为了克服通用机床的弊

12、端，工程技术人员便相应地推出了专用机床。但由于专用机床是根据某一工艺要求专门设计制造的，且它的组成部件均是专门设计制造的，因此，相对于通用机床而言，专用机床的造价昂贵，设计、制造周期长，特别是在飞速发展的变化之中，一旦产品更新换代，产品变型，原有的专用机床将不能满足新产品加工工艺的要求，更有甚者是原专用机床完全不能加工新产品而变成一堆废铁，失去了机床应有的作用。为了使产品在市场中立于不败之地，工程技术人员不得不重新花费时间，设计、制造新的专用机床。由此可见，专用机床在一定程度上阻碍着产品的更新换代。为了解决以上通用机床与专用机床之间的矛盾，同时尽可能地兼顾通用机床与专用机床的优越性，于是，组合

13、机床便在通用机床与专用机床的夹缝中悄然兴起，并得到了越来越广泛的应用。本课题主要是对齿轮泵泵体前、后端面铣削组合机床进行设计。1.2 组合机床的发展趋势组合机床加工是现代企业实现大批量生产的常用手段, 尤其在壳体类零件的大批量生产中, 为保证产品质量、提高生产率、降低成本, 组合机床起着非常重要的作用。但组合机床设计是一项复杂而繁琐的工作, 传统设计方法周期长, 工作量大, 设计效率低。根据组合机床的设计特点, 以三维参数化软件 Pro/E为设计平台, 开发了基于 Pro/E的计算机辅助组合机床总体设计系统, 该系统以实用和通用为原则, 以标准化和开放性为目标, 实现对组合机床总体设计全过程的

14、支持。加快设计速度, 提高设计质量, 缩短开发周期, 是提高组合机床设计效率、降低企业成本、提高竞争力的有效途径。技术的发展，自动化的不段提高，组合机床行业呈现出以下几个明显的变化。（1）服务对象由过去的农业机械、载货汽车向以轿车工业为重点服务对象的转移。随着汽车工业实施以发展轿车为重点的战略转移, 组合机床行业开展了针对轿车零件关键工艺装备研究开发的科技攻关, 采取引进技术、合作生产和自行开发相结合的方式为轿车工业提供装备。已经为上海大众汽车公司、北京吉普汽车公司、广州标致汽车公司、天津汽车公司、一汽大众汽车公司等提供了一批装备, 组合机床行业的服务对象初步实现了向以轿车工业为重点的战略转移

15、。（2）.组合机床产品由过去的“刚性”组合机床向具有一定柔性、可实现多品种加工方向变化。把纯“刚性”结构的组合机床, 发展成了具有一定的“柔性”、可调可变性较强的装备, 这就为适应轿车工业发展的需要, 作好了技术储备。（3）.组合机床的加工精度由过去大多完成粗、半精加工向精加工方向转变。（4）.组合机床制造技术由过去的以机加工为主的单机及自动线向综合成套方向转化。组合机床行业通过技术成套带动装备成套, 加强了相应配套技术与产品的研究开发, 发展了清洗机、试验机、装配拧紧机、测量机等产品, 开发了自动排屑、大流量清洗、冷却液过滤等技术。（5）.组合机床的控制技术由传统的程序控制技术向数控、计算机

16、管理与监控方向发展。组合机床行业企业生产的组合机床的控制技术, 已完成了由接触器继电器控制向可编程序控制器控制的转变, 从而大大提高了组合机床的工作可靠性, 使故障率大为降低。（6）.组合机床的开发设计手段由过去的人工设计, 转向计算机辅助设计(CAD)。在组合机床设计中普遍应用CAD 技术, 可完成多轴箱、液压系统、电控系统的辅助设计及绘图, 并已开发出组合机床报价方案设计和三图一卡的辅助设计系统。组合机床总体方案CAD系统包括工艺结构方案的制定和三图一卡的绘制.三图一卡指:机床总装配图、加工示意图、工序图和生产率计算卡。总体方案设计是技术设计和工作设计的前提和基础。换句话说，只有在机床工艺

17、（包括选择加工方法、确定切削用量、计算切削力等）和机床结构（机床配置形式、选通用部件和基础部件型号及规格等）确定以后 才能开展床身、底座、多轴箱、夹具、电气控制系统、液压控制系统、机床说明书、精度检验规程及合格说明书等的技术设计和工作设计。组合机床的工艺、结构方案的制定，即组合机床的概念设计阶段是本CAD系统的主线，是其它部分设计的依据。（7）. 行业产业结构由过去的“大而重”小而全”, 开始向专业化、集团化和股份制转变。1.3 设计内容和重点与难点1.3.1设计内容（1）齿轮泵泵体加工工艺规程设计，工序工艺设计，根据工序设计组合机床，既要用Pro/E或AutoCAD绘制组合机床得联系尺寸图，

18、又要绘制本道工序得工序图。（2）针对铣前、后端面这道工序在组合机床上得加工进行专用夹具得设计，绘制夹具装配图，绘制出夹具主要零件得零件图。1.3.2设计的重点与难点（1）设计得重点：在设计齿轮泵泵体前、后端面铣削组合机床时得重点是，制定零件得加工工艺规程，并选择前、后端面铣削工序进行得工艺设计，组合机床得设计，绘制组合机床得联系尺寸图，针对铣前、后端面工序在组合机床上加工进行专用夹具得设计，夹具装配图得绘制，并对夹具主要零件进行设计，夹具主要零件得零件图得绘制。（2）设计得难点：机床工艺方案的制定，它决定机床是否能够在经济合理的条件下满足被加工零件生产率和加工精度的要求，组合机床得联系尺寸得确

19、定，专用夹具得设计和夹具装配图得绘制。2 零件分析2.1零件的分析和工艺方案的拟定2.1.1 零件的分析本设计给定加工的零件是外啮合齿轮泵的泵体，齿轮泵泵体材料为HT500，其壁厚为2030，查（GB/T9439-1988）得零件的硬度为110166HBS,取150HBS。毛坯采用铸造加工。齿轮泵泵体是以大批量生产的。如下图1所示，需要加工的是前后两端面。图 1 零件图下图2和3是需要加工的齿轮泵泵体，前后端面为需要加工端面。图 2 齿轮泵泵体前端面图 3 齿轮泵泵体后端面2.1.2零件加工工艺方案的拟定方案一10 铸件20 时效30 粗精铣底平面40 钻底平面4-9孔50 铰底平面4-9孔中

20、的两孔，以做定位60 锪顶面70 钻顶孔并攻螺纹80 钻纵向12孔90 锪左端面100 钻横向12孔110 扩横向12孔至17.9mm，并攻螺纹120 粗铣后端面130 钻后端面螺纹底孔，并攻螺纹140 粗铣，半精铣前端面150 钻6-M8螺纹底孔及2-6锥销孔，并攻6-M8螺纹孔160 粗镗2-48H9至45.8mm及底面，半精镗孔至47mm及底面，精镗孔至48mm及底面170 检测180 钻18H8孔至17.5mm，铰至18mm190 钻22H8孔至19mm，扩32H9孔至29.5mm200 分别粗镗19孔、29.5孔至20.2mm、31mm，半精镗至21.2mm、32mm，精镗孔21.2

21、mm至22mm，倒角210 检测220 锪底平面4-9沉头孔230 去毛刺240 清洗，喷漆，防锈方案二10 铸件20 时效30 粗精铣底平面40 钻底平面4-9孔50 铰底平面4-9孔中的两孔，以做定位60 锪顶面70 钻纵向12孔80 扩顶孔并攻螺纹90 锪左端面100 钻横向12孔110 扩横向12孔至17.9mm，并攻螺纹120 粗铣后端面130 钻后端面螺纹底孔，并攻螺纹140 粗铣，半精铣前端面150 钻6-M8螺纹底孔及2-6锥销孔，并攻6-M8螺纹孔160 粗镗左孔48H9至45.8mm及底面，半精镗孔至47mm及底面，精镗孔至48mm及底面170 同200 加工右孔48H91

22、80 检测190 钻18H8孔至17.5mm，铰至18mm200 钻22H8孔至19mm，扩32H9孔至29.5mm210 粗镗19孔至20.2mm，半精镗至21.2mm，精镗至22mm220 精镗29.5孔至31mm，半精镗至32mm，倒角230 检测240 锪底平面4-9沉头孔250 去毛刺260 清洗，喷漆，防锈分析:由于纵向12孔加工表面比较深，故以未加工的顶孔作为导向，即先加工纵向12孔，再扩顶孔。加工48H9时，虽然同时加工可保证更高的位置精度，但对刀具位置的要求非常高，从经济上考虑，选择分开加工。加工32H9阶梯孔时，由于两空的精度不一，选择分开加工，而不用复合刀具。综合以上因素

23、，选择方案二作为齿轮泵泵体的加工工艺。2.2切削用量的选择 查组合机床设计手册得硬质合金端铣刀的铣削用量，如表1所示。表 1 硬质合金端铣刀的铣削用量加工材料工序名称切削深度/mm切削速度v/m*min-1每齿走刀量S/(mm/齿)铸铁粗铣2550800.20.4精铣0.51801300.050.2根据设计任务的要求，前端面的铣削精度要求是3.2，后端面的铣削精度要求是12.5，可得，粗铣前、后端面v=80m/min, S=0.2mm/齿，切削深度5mm，半精铣前端面v=100m/min,S=0.1mm/齿，半精铣削深度为1mm。2.3 刀具的选择根据加工要求，在GB/T 5432.1-200

24、6标准中选取B型面铣刀，带端键传动，铣刀夹持螺钉紧固，主参数。（铣刀外径根据加工的前、后端面尺寸选择的）铣刀结构尺寸如图4所示。选择刀具后，根据JB/T 3411.117-1999 724 锥柄带端键端铣刀杆标准选择铣刀刀杆，结构尺寸如图5所示。图 4 外径80cm面铣刀和外径160cm面铣刀图 5 内径27cm刀柄和内径50cm刀柄3 齿轮泵泵体前、后端面铣削组合机床总体设计 组合机床总体设计即三图一卡图纸的编制。三图一卡作为总体方案的图纸表达形式，所谓三图一卡分别是：被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、生产率计算卡。3.1 组合机床的特点和研究状况3.1.1组合机床的特点组合机床

25、是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它能够对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削磨削等工序，生产效率高，加工精度稳定。组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点：（1） 组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的7080%，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。（2） 由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。（3） 组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。（4）

26、在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平要求不高。（5）当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部分件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。（6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。3.1.2 组合机床的研究现状 组合机床出现在世界上只有50多年的历史。我国组合机床事业是从无到有，逐渐发展起来的。从1956年开始自行设计、制造了组合机床并得到很大发展。如北京、上海、辽宁、山东、江苏等发展很快，西北、西南地区也又新的发展。国家又重点安排了一批工厂，如大连机床厂、常州机床厂

27、、大河机床厂、长沙机床厂、上海第十机床厂等20多个工厂生产组合机床通用部件，为全国各地机械加工部门用组合机床自己武装自己创造了非常有利的条件。许多工厂在大搞技术改造、设备更新、质量翻新的热潮中，制造了大量的组合机床及其自动线，成倍地提高了劳动生产率，保证了产量和质量，降低了成本。目前，我国大多数省、市、自治区都能设计并制造组合机床及其自动线，产量、质量和技术水平都在不断提高。我国组合机床及其自动线已占有一定数量，特别是在汽车制造行业已有了大量的组合机床及其自动线，生产能力也在不断提高。用我国自行设计与制造的组合机床及其自动线武装起来的第二汽车制造厂，经投产后证明具有规模、效率高，具有较高的自动

28、化程度特点物理从工艺方案和布局，还是从加工精度和质量方面看，这些组合机床及组合机床自动线都已达到国际先进水平。近几年来，组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器、仪表、缝纫机、自行车、阀门、矿山机械、冶金、航空、纺织机械及军工等部门已获得广泛的应用，甚至一些中小批量生产部门也开始推广使用。由于组合机床具有的一系列优点，因此在我国机械加工工业中广泛推广使用组合机床已成为多、快、好、省地发展我国机械加工工业的一条重要途径，继续发展和提高组合机床及自动线技术水平，是当前机械加工工业的一项重要任务。3.2齿轮泵泵体前、后端面铣削加工工序图被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台组合机床或自动线

29、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、加工用定位基准、夹压部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本工序加工前毛坯或半成品状况的图纸。她不能用用户提供的产品图纸代替，而是在原零件图基础上，突出本机床或自动线的加工内容，加上必要的说明绘制成的。它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。本道工序要完成的是前、后端面的粗铣以及前端面的半精铣。工序图如下图6所示。图 6 齿轮泵泵体前、后端面铣削加工工序图3.3 加工示意图3.3.1 加工示意图的作用加工示意图是在工艺方案和机床总体方案初步确定的基础上绘制的，是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图。它

30、能表达被加工零件在机床上的加工过程，刀具、辅具的布置状况以及工件、夹具、刀具等机床个部件间的相对位置关系，机床的工作行程及工件循环等。因此，加工示意图是组合机床是组合机床设计的主要图纸之一。它是刀具、辅具、夹具、主轴箱、液压电气装置设计及通用部件选择的主要原始资料，也是整台组合机床布局和性能的原始要求，同时还是调整机床刀具及试车所必需的重要技术文件。3.3.2 加工示意图的内容（1）反映机床的加工方法、加工条件及加工过程。（2）根据加工部位特点及加工要求，决定刀具类型、数量、结构、尺寸（直径和长度）。（3）决定主轴的结构类型、规格尺寸及外伸长度。（4）选择标准的或设计专用的接杆、浮动卡头、导向

31、装置、攻丝靠模装置、刀杆托架等，并决定它们的结构、参数及尺寸。（5）标明主轴、接杆（卡头）、夹具（导向）与工件之间的联系尺寸、配合及精度。（6）根据机床要求的生产率及刀具、被加工；零件材料特点等，合理确定并标注个主轴的切削用量。（7）决定机床动力部件的工作行程及工作循环。下图7是齿轮泵泵体前、后端面铣削加工示意图图 7 齿轮泵泵体前、后端面铣削加工示意图3.4 组合机床通用部件的选择通用部件的选用是组合机床设计的主要内容之一。选用的基本方法是：根据所需的功率、进给力、进给速度等要求，选择动力部件及其配套部件。选用原则如下：（1） 切削功率应满足加工所需计算功率（包括切削所需功率、空转功率及传动

32、功率）。（2）进给部件应满足加工所需的最大计算进给力、进给速度和工作行程及工作循环的要求，同时还需考虑装刀、调刀的方便性。（3） 动力箱与多轴箱尺寸应相适应和匹配。根据加工主轴分布位置可大致算出主轴箱尺寸（边缘主轴与主轴箱边缘最小距离为70-100mm），并圆整后选中相近尺寸的标准规格的多轴箱，根据此选择相适应的动力箱。（4） 应满足加工精度的要求。选用时应注意结构不同或者结构相同、精度不同的动力部件所能达到的加工精度是不同的。选用时应注意结构的不同或者结构相同，精度等级不同的动力部件所能达到的加工精度是不同的。（5） 尽可能按通用部件的配套关系选用有关通用部件。3.4.1 铣削头的选择铣削头

33、与相应规格的1HJ系列滑台配套，或与1XG系列铣工作台配套，可组成各种形式的组合机床，用于完成对铸铁、钢及有色金属的平面铣削、沟槽铣和成型铣等工序。铣削头的选择，切削用量的选择就是合理的确定切削速度、每齿进给量和背吃刀量。在工艺分析中已经做出选择。粗铣前、后端面v=80m/min, S=0.2mm/齿，切削深度5mm，半精铣前端面v=100m/min,S=0.1mm/齿，半精铣削深度为1mm。根据铣工实用技术手册可查的公式，硬质合金面铣刀切削力计算公式修正系数式中铣削侧吃刀量，铣削背吃刀量，每齿进给量因此，前端面粗铣削力前端面半精铣削力 后端面粗铣削力同时，切削功率计算公式为式中 铣削功率，k

34、W；切削速度，m/min；切向切削力，N可计算出切削功率前端面粗铣功率 前端面半精铣功率 后端面粗铣功率 计算得前端面粗铣削功率是7.73kW，前端面半精铣削功率是1.36kW，后端面粗铣削功率是5.15kW。因此根据功率铣削头的选择分别是：前端面粗铣选择1TX40型铣削头如图8，前端面半精铣选择1TX20型铣削头如图9，后端面粗铣削选择1TX32型铣削头如图10。图 8 1TX40型铣削头图 9 1TX20型铣削头图 10 1TX32型铣削头3.4.2 滑台侧底座的选择滑台侧底座可根据GB 3668.6-83组合机床通用部件滑台侧底座尺寸标准进行选择。根据铣削头的尺寸，滑台侧底座尺寸分别为滑

35、台侧底座850x450x630 GB 3668.6-83和滑台侧底座1130x520x560 GB 3668.6-83以及滑台侧底座1300x600x630 GB 3668.6-83。（如图11为滑台侧底座1130x520x560）图 11滑台侧底座1130x520x5603.4.3中间底座选择及滑台选择中间底座可根据GB 3668.7-83组合机床通用部件中间底座和立柱尺寸标准进行选择。选择底座中间底座1250x630x630 GB 3668.7-83。滑台与滑座配套组成一个独立的动力部件动力滑台。滑台在滑座的导轨上移动，实现机床的进给运动。滑台上可以安装各种功能的单轴工艺切削头或安装动力箱

36、和主轴箱。滑台可根据GB 3668.4-83组合机床通用部件滑台尺寸标准进行选择。选择滑台1250x250x250 GB 3668.4-83如下图12。图 12滑台1250x250x2503.4.4垫铁选用垫铁是用于补偿铣削头及工件安装高度使铣刀与工件加工面中心处于同一平面。在组合机床中，在1TX20铣削头下加一块高287mm的垫铁，在1TX32铣削头下加一块267mm的地铁，在1TX40铣削头下加一块高255mm的垫铁,这样使得铣刀中心平面与需加工平面中心线在同一平面上。3.5 机床联系尺寸图的绘制3.5.1 机床联系尺寸图的作用和内容机床联系尺寸图的作用：用来表示机床各组成部件的相互装配联

37、系和运动关系，以检验机床各部件的相对位置及尺寸联系是否满足加工要求，通用部件的选择是否合适，并为进一步开展主轴箱、夹具的专用部件、零件的设计提供依据。联系尺寸图也可看成是简化的机床总图，它表示机床的配置形式、型式及总体布局。机床联系尺寸图的主要内容：（1）以适当数量的视图按同一比例画出机床各主要组成部件的外型轮廓及相对位置，表明机床的配置型式及总体布局，主视图的选择应与机床实际加工状态一致。（2） 图上应尽量减少不必要的线条及尺寸，但反映各部件的联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、运动部件的极限位置及行程尺寸，必须完整齐全。各部件的详细结构不必要画出，留在具体设计部件时完成。（3） 为便于部件设

38、计，联系尺寸图上应标注通用部件的规格代号、电动机型号、功率及转速，并注明机床部件的分组情况及总行程。本次设计的机床联系尺寸图在附件中。下面两图为机床三维图。（图13是俯视视角，图14主视视角）图 13机床图 14机床3.6 生产率计算卡的编制生产率计算卡是反映机床生产节拍或实际生产率和切削用量、动作时间、生产纲领及负荷力等关系的技术文件。它是用户验收机床生产效率的重要依据。根据加工示意图所确定的工作循环及切削用量等，就可以计算机床生产率并编制生产率计算卡。机床的生产率（件/h）按下式计算。 上式中单件工时（min）；机加工时间（min），包括动力部件工作进给和死挡铁停留时间，即： 粗铣削前、后

39、端面：刀具的工作进给行程长度（mm），本设计中=326mm；刀具的工作进给量（mm/min），本设计中=612mm/mm；死挡铁停留时间，一般为在动力部件进给停止状态下，本设计中取0.02min；将以上数据带入式，算得min；半精铣削前端面：刀具的工作进给行程长度（mm），本设计中=126mm；刀具的工作进给量（mm/min），本设计中=612mm/mm；死挡铁停留时间，一般为在动力部件进给停止状态下，本设计中取0.02min；将以上数据带入式，算得minmin 辅助时间（min），包括快进时间、快退时间、工作台移动或转位时 间装卸工件时间；即 其中、分别为动力部件快进行程长度、快退行程长度（

40、min），本设计中=424，=776； 动力部件的快速移动速度（mm/min）,本设计中取=6500； 工作台移动或转位时间（min），一般为0.050.13min，此次取0.1min； 装卸工件时间（min）。一般为0.51.5min，此次取1min。将以上数据带入式 ，得 。将所得与结果带入式，得机床的生产率 机床负荷率按下式计算 式中机床的理想生产率（件/h）；年生产纲领（件）,零件的年生产纲领为年产20万件；年工作时间（h），两班制工作取=4912h；则机床的负荷率 %。 4 夹具设计4.1 夹具的特点作用和定位方案4.1.1 夹具的特点作用组合机床夹具和一般夹具作用相同，但其结构和设

41、计要求却有很明显的区别。组合机床夹具的结构和性能，对组合机床配置方案的选择有很大影响。组合机床专用夹具具有以下主要特点。（1） 一般的机床夹具是作为机床的辅助机构设计的，而组合机床夹具是机床的主要组成部分，其设计工作是整个组合机床设计的重要内容之一。（2） 组合机床夹具和其他部件有着密切的联系，如工作台、主轴箱、刀具、辅具以及支承部件等。正确地理解它们之间的关系是保证组合机床工作可靠和使用性好的重要条件之一，而且夹具的结构也要按这些部件的具体要求来确定。（3） 由于组合机床常常是多刀、多面和多工序同时加工，会产生很大的切削力和振动，因此组合机床夹具必须具有很好的刚性和足够的夹紧力，以保证整个加

42、工过程工件不产生任何位移。同时，也不应使工件产生不容许的变形。（4） 组合机床夹具是保证加工精度的关键部件，其设计、制造和调整都必须有严格的要求，使其能持久地保持精度。（5） 组合机床夹具应便于实现定位和夹紧自动化。在机床上用于装夹工件的装置称为机床夹具，其主要作用表现在以下几个方面。（1）缩短辅助时间，提高劳动生产率夹具的使用一般包括两个过程：其一是夹具本身在机床上的安装和调整，这个过程主要是依靠夹具自身的定向键、对刀块来快速实现，或者通过找正、试切等方法来实现，但速度稍慢；其二是被加工工件在夹具中的安装，这个过程由于采用了专用的定位装置(如V形块等)，因此能迅速实现。（2）确保并稳定加工精

43、度，保证产品质量加工过程中，工件与刀具的相对位置容易得到保证，并且不受各种主观因素的影响，因而工件的加工精度稳定可靠。（3）降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强度由于多数专用夹具的夹紧装置只需厂人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹紧，这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度，或者根本不需要找正和调整，所以，这些专用夹具的使用降低了对工人的技术要求并减轻了工人的劳动强度。（4）机床的加工范围得到扩大很多专用夹具不仅能装夹某一种或一类工什，还能装夹不同类的工件，并且有的夹具本身还可在不同类的机床上使用，这些都扩大了机床的加工范围。4.1.2 定位方案夹具定位要则：（1） 选择合理的定位基

44、准1） 定位基准必须与工艺基准重合，并尽量与设计基准重合，以减少定位误差，获得最大加工允差，降低夹具制造精度。当定位基准和工艺基准或设计基准不重合时，需进行必要的加工尺寸及其允差换算。2） 应选择工件上的最大平面，最长的圆柱面或圆柱轴线为定位基准，以提高定位精度，并使定位稳定、可靠。3） 在选择定位元件时，要防止出现欠定位或过定位的原则性错误。4） 在工件各加工工序中，力求采用同一基准，以避免因基准更换而降低工件各表面的相互位置的准确度。5） 当铸锻件以毛胚面作为第一道工序的基准时，因选用比较光滑的表面做基准面，避免冒口浇口或分型面等凸起不平整的部位。（2）遵循工件定位的六点定则定位方案：如图

45、所示，零件采用“一面两销”定位，即底面和成对角线的两个孔。其中离加工孔较近的孔采用圆柱销，限制2个自由度；另一个采用削边销，限制1个自由度；如图15所示。图 15 定位方案（1） 两销孔的中心距，工件上两圆柱孔公差等级取IT8,则公差T=0.054 ,两销孔中心距。（2） 圆柱销与孔为基孔制间隙配合，的基本尺寸等于孔基本尺寸，配合选用H7/g6。（3）选定削边销宽度b=3，根据削边销与孔配合的最小间隙，算得削边销 ，公差按配合H7/g6。4.2 夹紧方案夹紧机构设计原则；1）夹紧时不能破坏工件在定位元件上所获得位置。2）夹紧力应保证工件位置在整个加工过程中不变或不产生不允许的振动。3）使工件不

46、产生过大的变形和表面损伤。4）夹紧机构必须可靠。5）夹紧机构操作必须安全、省力、方便、符合工人操作习惯。6)夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件项适应。综合以上各因素，本次设计对零件的夹紧机构决定采用气缸施力的压板夹紧机构。4.2.1夹紧元件和夹紧点选择组合机床夹具常用的夹紧机构是压板，此夹具采用可移动平压板，并采用气动机构使压板可以自动返回，降低劳动强度，提高生产率。为了使夹紧点和支承点对应，使夹紧力作用在支承上，以减少工件变形。故此夹具的夹紧点设在工件被加工孔正上方外圆表面。4.2.2 夹紧力计算夹紧力大小的确定依据主要是切削力及工件在夹具中位置。在选择铣削头时已对切向切削进行计算，现在选用粗铣