变速箱体双面钻组合床设计夹具部分(附件)
本次毕业设计完成用于变速箱体双面多孔的钻削任务的组合机床的总体设计与之适配的专用夹具的设计。在符合工艺要求的基础上，绘制三图一卡，确定组合机床的整体布局。设计机床夹具，使机床能满足变速箱壳体两侧的孔的加工任务。组合机床是由大量的通用部件及少量的专用部件组成的专用机床。它在多孔钻削加工中与其他普通机床相比有很大优势，在本设计中需要同时在箱体的两侧进行钻削加工，组合机床的这一优势更加明显。工艺夹具是工艺装备的重要组成部分，是工艺过程中最活跃的因素之一，并直接影响产品的质量、生产效率及加工成本。关键词 组合机床设计，专用夹具设计，钻孔目 录
1 引言 1
2 组合机床总体设计 1
2.1 加工对象工艺性分析 1
2.2 机床配置形式的选择 2
2.3 定位基准的选择 3
2.4 确定切削用量及选择刀具结构 2
2.4.1 选择切削用量 2
2.4.2 计算切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度 5
2.5 组合机床总体设计-三图一卡 9
2.5.1 被加工零件工序图 9
2.5.2 加工示意图 10
2.5.3 机床联系尺寸图 10
2.6 生产率计算卡 14
2.6.1 理想生产率Q 14
2.6.2 实际的生产率Q1 14
2.6.3 机床负荷率 15
3. 夹具的设计 15
3.1 定位基准的选择 15
3.2 导向元件设计 15
3.3 夹紧机构 16
3.3.1 夹紧机构的设计应遵循以下主要原则： 17
3.3.2 夹紧力方向的确定原则 17
3.3.3 夹紧力作用点的选择 19
3.4 夹紧力大小的计算 18
3.5 夹具设计中定位误差的分析 19
3.6 夹具体及钻模板 20
3.6.1 绘制夹具装配图 20
3.6.2 绘制夹具零件图 21
结 论 22
致 谢 23
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
夹紧力方向的确定原则 17
3.3.3 夹紧力作用点的选择 19
3.4 夹紧力大小的计算 18
3.5 夹具设计中定位误差的分析 19
3.6 夹具体及钻模板 20
3.6.1 绘制夹具装配图 20
3.6.2 绘制夹具零件图 21
结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
1 引言
江苏504拖拉机是清江拖拉机集团公司的拳头产品，质量曾获澳大利亚拖拉机比赛的金奖。变速箱是拖拉机后桥和柴油机相连的重要部分，是典型的箱体零件。加工内容多，质量要求高，设计年产量约5000台。为此，设计组合机床，组成流水线，保证产品的加工质量和较高的经济效益。
组合机床是根据工件的加工需要，以大量的通用部件为基础，配以少量的专用部件组成的一种高效专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方法，生产效率比普通机床高很多。由于通用部件的标准化和系列化，可以根据需要灵活配置，能够缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼具低成本和高效率的特点，广泛应用于大批量生产中。组合机床在多孔钻削加工中具有很大的优势，它按照孔的坐标位置分布实行一次加工，保证了孔的尺寸位置精度。
本次设计要完成的内容是组合机床的总体设计和夹具部分的设计，关于总体设计：先制定工艺方案，确定机床的配置型式和结构方案，再进行三图一卡的设计，三图一卡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；关于夹具的设计：主要有相关计算分析、夹具总装图和夹具零件图的绘制。
2 组合机床总体设计
2.1 加工对象工艺性分析
本次设计的加工工件为变速箱壳体，该壳体是铸件，其硬度为HB170—241 ，加工内容为右侧圆面上的23个孔和左侧方面上的24个孔。
对加工对象进行工艺性分析，首先必须全面了解被加工零件的结构特点，详细的加工内容，加工过程中用到的夹紧方式、刀具、切削用量等。
制定工艺方案过程中必须首先考虑定位基准和夹紧部位的选择问题，合理的定位基准既可以保证加工精度，也有利于工序最大限度的集中。
本次设计在工件加工过程中，采用“一面两孔”的定位方式，一面即变速箱壳体四周面上有大斜面的那一面，在前道工序中已经加工完毕，两孔指的是两个工艺孔，在本道工序前已加工完毕。
本次设计在工件加工过程中采用两点夹紧，考虑到使用双面卧式机床，设计夹紧机构时应保证夹紧力的方向和钻削时轴向力的方向垂直，同时，夹紧力的作用点要在工件刚度较大的地方。因此两个夹紧位置都选在工件上表面，这样既能够保证零件夹紧后定位的稳定，零件的受力变形较小，也可以消除对加工精度的不利影响。
2.2 选择机床的配置形式
机床的配置型式主要有卧式机床和立式机床两种。卧式组合机床的床身由中间底座、侧底座和滑台组成。卧式组合机床加工和装配的工艺性能好，也方便工人进行安装调整与运输，但卧式组合机床床身的刚性较差，占地面积也较大。立式组合机床床身由立柱底座、立柱和滑座组成，占地面积小，自由度高，但是机床较高，振动较大，不易安装调整箱体这种体积较大的零件。
从工件的装夹和放置方式来看，本次设计选用卧式组合机床更加合适，也更方便工人操作；从加工任务来看，要加工的孔在箱体的两侧端面，而设计基准是四周面上的一个大底面，则两侧端面与设计基准垂直，选用卧式组合机床更加合适。所以本次设计选用卧式组合机床。
2.3 定位基准的选择
在选择定位基准时要考虑基准重合的原则，即定位基准的选择应尽量与零件的设计基准重合，这样既可以使基准不重合的误差变得更小，也可以使工件的加工精度得到保证。尽量采用已加工的较大平面作为定位基准，这样可以保证加工时的定位精度。如果没有已加工的大平面可以选择作为定位基准，再选那些经过仔细清理平整且与加工表面有一定关系的毛面作为定位基准。另外有铸造孔或者分型面的表面都不能够作为定位基准使用。
对于本工件加工，采用定位基准与设计基准同一原则，采用一面两孔定位方式，一面即变速箱壳体四周面中带有大斜面的那个面，在前道工序中已经完成，两孔就是两个工艺孔，在前道工序已加工完成。通过大底面限制三个自由度，圆柱销限制两个自由度，削边销限制一个自由度，共限制六个自由度，符合六点定位原则。
2.4 确定切削用量及选择刀具结构
2.4.1 选择切削用量
由于动力滑台是多轴箱上安装的各个刀具共用的进给系统。工作时，每把刀具的每分钟进给量与动力滑台的每分钟进给量相同。将每把刀具的每分钟进给量单独算出后，取一个平均值，这个平均值就可以作为刀具与滑台一致的进给量。因此，同一多轴箱上的刀具主轴的转速转速可以不相同，选择的相适应的每转进给量（mm/r）也不同，但是它们的每分钟进给量应与主轴箱的每分钟进给量相同，应符合下面的公式，即
式中n1、n2...ni为各主轴转速（r/min）；f1、f2...fi为各主轴进给量（mm/r）；vf为滑台每分钟进给量（mm/min）。
由于多轴箱上安装了不同种类、不同直径的刀具，同
1 引言 1
2 组合机床总体设计 1
2.1 加工对象工艺性分析 1
2.2 机床配置形式的选择 2
2.3 定位基准的选择 3
2.4 确定切削用量及选择刀具结构 2
2.4.1 选择切削用量 2
2.4.2 计算切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度 5
2.5 组合机床总体设计-三图一卡 9
2.5.1 被加工零件工序图 9
2.5.2 加工示意图 10
2.5.3 机床联系尺寸图 10
2.6 生产率计算卡 14
2.6.1 理想生产率Q 14
2.6.2 实际的生产率Q1 14
2.6.3 机床负荷率 15
3. 夹具的设计 15
3.1 定位基准的选择 15
3.2 导向元件设计 15
3.3 夹紧机构 16
3.3.1 夹紧机构的设计应遵循以下主要原则： 17
3.3.2 夹紧力方向的确定原则 17
3.3.3 夹紧力作用点的选择 19
3.4 夹紧力大小的计算 18
3.5 夹具设计中定位误差的分析 19
3.6 夹具体及钻模板 20
3.6.1 绘制夹具装配图 20
3.6.2 绘制夹具零件图 21
结 论 22
致 谢 23
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
夹紧力方向的确定原则 17
3.3.3 夹紧力作用点的选择 19
3.4 夹紧力大小的计算 18
3.5 夹具设计中定位误差的分析 19
3.6 夹具体及钻模板 20
3.6.1 绘制夹具装配图 20
3.6.2 绘制夹具零件图 21
结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
1 引言
江苏504拖拉机是清江拖拉机集团公司的拳头产品，质量曾获澳大利亚拖拉机比赛的金奖。变速箱是拖拉机后桥和柴油机相连的重要部分，是典型的箱体零件。加工内容多，质量要求高，设计年产量约5000台。为此，设计组合机床，组成流水线，保证产品的加工质量和较高的经济效益。
组合机床是根据工件的加工需要，以大量的通用部件为基础，配以少量的专用部件组成的一种高效专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方法，生产效率比普通机床高很多。由于通用部件的标准化和系列化，可以根据需要灵活配置，能够缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼具低成本和高效率的特点，广泛应用于大批量生产中。组合机床在多孔钻削加工中具有很大的优势，它按照孔的坐标位置分布实行一次加工，保证了孔的尺寸位置精度。
本次设计要完成的内容是组合机床的总体设计和夹具部分的设计，关于总体设计：先制定工艺方案，确定机床的配置型式和结构方案，再进行三图一卡的设计，三图一卡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；关于夹具的设计：主要有相关计算分析、夹具总装图和夹具零件图的绘制。
2 组合机床总体设计
2.1 加工对象工艺性分析
本次设计的加工工件为变速箱壳体，该壳体是铸件，其硬度为HB170—241 ，加工内容为右侧圆面上的23个孔和左侧方面上的24个孔。
对加工对象进行工艺性分析，首先必须全面了解被加工零件的结构特点，详细的加工内容，加工过程中用到的夹紧方式、刀具、切削用量等。
制定工艺方案过程中必须首先考虑定位基准和夹紧部位的选择问题，合理的定位基准既可以保证加工精度，也有利于工序最大限度的集中。
本次设计在工件加工过程中，采用“一面两孔”的定位方式，一面即变速箱壳体四周面上有大斜面的那一面，在前道工序中已经加工完毕，两孔指的是两个工艺孔，在本道工序前已加工完毕。
本次设计在工件加工过程中采用两点夹紧，考虑到使用双面卧式机床，设计夹紧机构时应保证夹紧力的方向和钻削时轴向力的方向垂直，同时，夹紧力的作用点要在工件刚度较大的地方。因此两个夹紧位置都选在工件上表面，这样既能够保证零件夹紧后定位的稳定，零件的受力变形较小，也可以消除对加工精度的不利影响。
2.2 选择机床的配置形式
机床的配置型式主要有卧式机床和立式机床两种。卧式组合机床的床身由中间底座、侧底座和滑台组成。卧式组合机床加工和装配的工艺性能好，也方便工人进行安装调整与运输，但卧式组合机床床身的刚性较差，占地面积也较大。立式组合机床床身由立柱底座、立柱和滑座组成，占地面积小，自由度高，但是机床较高，振动较大，不易安装调整箱体这种体积较大的零件。
从工件的装夹和放置方式来看，本次设计选用卧式组合机床更加合适，也更方便工人操作；从加工任务来看，要加工的孔在箱体的两侧端面，而设计基准是四周面上的一个大底面，则两侧端面与设计基准垂直，选用卧式组合机床更加合适。所以本次设计选用卧式组合机床。
2.3 定位基准的选择
在选择定位基准时要考虑基准重合的原则，即定位基准的选择应尽量与零件的设计基准重合，这样既可以使基准不重合的误差变得更小，也可以使工件的加工精度得到保证。尽量采用已加工的较大平面作为定位基准，这样可以保证加工时的定位精度。如果没有已加工的大平面可以选择作为定位基准，再选那些经过仔细清理平整且与加工表面有一定关系的毛面作为定位基准。另外有铸造孔或者分型面的表面都不能够作为定位基准使用。
对于本工件加工，采用定位基准与设计基准同一原则，采用一面两孔定位方式，一面即变速箱壳体四周面中带有大斜面的那个面，在前道工序中已经完成，两孔就是两个工艺孔，在前道工序已加工完成。通过大底面限制三个自由度，圆柱销限制两个自由度，削边销限制一个自由度，共限制六个自由度，符合六点定位原则。
2.4 确定切削用量及选择刀具结构
2.4.1 选择切削用量
由于动力滑台是多轴箱上安装的各个刀具共用的进给系统。工作时，每把刀具的每分钟进给量与动力滑台的每分钟进给量相同。将每把刀具的每分钟进给量单独算出后，取一个平均值，这个平均值就可以作为刀具与滑台一致的进给量。因此，同一多轴箱上的刀具主轴的转速转速可以不相同，选择的相适应的每转进给量（mm/r）也不同，但是它们的每分钟进给量应与主轴箱的每分钟进给量相同，应符合下面的公式，即
式中n1、n2...ni为各主轴转速（r/min）；f1、f2...fi为各主轴进给量（mm/r）；vf为滑台每分钟进给量（mm/min）。
由于多轴箱上安装了不同种类、不同直径的刀具，同
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