钻孔组合机床设计机电系毕业论文.doc

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1、 编号: 毕业论文(设计) 题 目 钻孔组合机床设计指导教师 学生姓名 学 号 专 业 机械设计制造及其自动化 教学单位 机电工程系 （盖章） 二O一二年五月三日毕业论文（设计）开题报告书2011年12月20日院（系）机电工程系专 业机械设计制造及其自动化姓 名学 号论文（设计）题目钻孔组合机床设计一、选题目的和意义机床设计毕业设计，其目的在于通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案的分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养基本的设计方法，并培养了自己具

2、有初步的结构分析、结构设计和计算能力。 组合机床是一种典型的加工类机械，它和其它机床一样是用于加工其它各类零件的母机。组合机床能够适应集体化，大规模生产。二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势世界上第一台组合机床于1908年在美国问世，30年代后组合机床在世界各国得到迅速发展。至今，它已成为现代制造工程（尤其是箱体零件加工）的关键设备之一。我国的机床工业是在1949年新中国成立后才开始建立起来的。解放前，由于长期的封锁统治和19世纪中叶以后帝国主义的侵略和掠夺，我国的工农业生产非常落后，既没有独立的机械制造业，更谈不上机床制造业。解放后，党和人民政府十分重视机床工业的发展。在解放初期的三年经济

3、恢复时期，就把一些原来的机械修配厂改建为专业厂；在随后开始的几个五年计划期间，又陆续扩建、新建了一系列机床厂。经过50多年的建设，我国机床工业从无到有，从小到大，现在已经成门类比较齐全，具有一定实力的机床工业体系，能生产5000多种机床通用品种，数控机床1500多种，不仅装备了国内的工业，而且每年还有一定数量的机床出口。三、课题设计方案 主要说明：研究（设计）的基本内容、观点及拟采取的研究途径和方法。 研究（设计）的基本内容：1、组合机床的发展现状及其未来走向；2、组合机床的总体设计； 3、夹具设计；研究（设计）的基本途径：（1）通过在学校图书馆搜集资料与查阅相关的参考文献，进行多方面了解，构

4、建组合机床的整体结构；（2）针对此组合机床的特点与功能进行学习研究，将组合机床与所学知识联系起来，从而完成设计。四、计划进度安排 主要说明：起止时间及分阶段的进度要求。起止时间：2011年11月2012年5月进度安排：2011.12.152012.1.15 收集、查阅、分析、整理资料和参考文献，理清思路，完成开题报考；2012.1.162012.3.11 整理所收集的资料，初步完成论文初稿；2012.3.122012.4.12 将论文初稿交由指导教师审阅，同时完成毕业论文（设计）中期检查表；2012.4.132012.5.1 根据指导教师提出的修改意见，对论文做进一步的充实、修改和完善；201

5、2.5.22012.5.3 根据导师提出的定稿意见做最后的完善，检查论文的格式和文字等细节，按照论文统一的格式排版，并将最终定稿的论文打印、装订，准备答辩。五、主要参考文献1 徐旭东,周菊琪.现代组合机床技术及其发展M:中国机械工程.1995.2 姜永武.西南交通大学出版社.2004. 3 王诚谊.组合机床计算机辅助设计J.交通与计算机.1989.4 邱宣怀.机械设计M:北京:高等教育出版社,2003.5 华东纺织工学院,哈尔滨工业大学,天津大学主编.机床设计图册S.上海科学技术出版社,1984.指导教师意见及建议： 签名： 年 月 日教学单位领导小组审批意见： 组长签名： 年 月 日毕业论文

6、（设计）中期检查表院(系)：机电工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 2012年 3月 15日毕业设计题目：钻孔组合机床设计学生姓名学 号指导教师职 称计划完成时间：2012年5月13日 毕业论文（设计）的进度计划：2011.12.152012.1.15 收集、查阅、分析、整理资料和参考文献，理清思路，完成开题报考；2012.1.162012.3.11 整理所收集的资料，初步完成论文初稿；2012.3.122012.4.12 将论文初稿交由指导教师审阅，同时完成毕业设计中期检查表；2012.4.132012.5.1 根据指导教师提出的修改意见，对论文做进一步的充实、修改和完善；2012.5.

7、22012.5.3 根据导师提出的定稿意见做最后的完善，检查论文的格式和文字等细节，按照论文统一的格式排版，并将最终定稿的论文打印、装订，准备答辩。完成情况：到目前为止正文内容的详细资料已基本整理完毕，现正进一步的收集更多相关资料，并加以分析与整理，按照设计要求理清设计思路，依据评阅后的开题报告书上老师给出的指导意见，在老师的指导下完成论文的初稿。指导教师评议（指出优点和不足，如有其它建议，可另附页） 签 名： 年 月 日备 注：目录摘要及关键词11 引言11.1 机床设计的目的、内容、要求12 组合机床的总体设计22.1 组合机床工艺方案的制定22.2 确定切削用量及选择刀具32.3 组合机

8、床的总体方案设计32.4 钻孔组合机床总设计“二图一卡”的编制42.5 多轴箱的设计113 夹具设计153.1 机床夹具的概述153.2工件结构特点分析163.3 工件定位方案和定位元件的设计163.4 夹紧方案163.5 组合机床的夹具设计特点163.6 夹具体的设计173.7 误差的分析与计算173.8 夹具精度分析计算173.9 夹具视图184 结 论18参 考 文 献20谢 辞21钻孔组合机床设计摘 要：钻孔组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。它能从多面，多工位，多轴对一个或几个工件同时进行加工，和一般的机床相比，具有设计周期短，成

9、本低，自动化程度高，加工质量稳定，减轻工人劳动程度等优点。设计内容包括：确定机床的切削用量，拟定传动方案和传动系统图，确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际转速与标准的相对误差，初算传动轴的直径、齿轮的模数；确定动力箱；计算多轴箱尺寸及设计传动路线。完成装配草图后，要验算传动轴的直径，齿轮模数否在允许范围内。还要验算主轴主件的静刚度。并绘制装配图和零件工作图。 关键词：钻孔组合机床；主轴；齿轮 1 引言 机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业中品种，上质量，上

10、水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。在实际生产中，由于零件的生产的生产类型，材料，结构，形状，尺寸，和技术要求等不不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工，因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件的各组合表面而选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来1。1.1 机床设计的目的、内容、要求1.1.1设计的目的机床设计毕业设计，其目的在于通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案的分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编

11、写技术文件和查阅资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养基本的设计方法，并培养了自己具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。1.1.2设计内容(1)运动设计 根据给定的被加工零件，确定机床的切削用量，通过分析比较拟定传动方案，确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际转速与标准的相对误差。(2)动力设计 根据给定的工件，初算传动轴的直径、齿轮的模数；确定动力箱；计算多轴箱尺寸及设计传动路线。完成装配草图后，要验算传动轴的直径，齿轮模数否在允许范围内。还要验算主轴主件的静刚度。(3)结构设计 进行主运动传动轴系、变速机构、主轴主件、箱体、润滑与密封等的布置和机构设

12、计。1.1.3 设计要求评价机床性能的优劣，主要是根据技术经济指标来判定的。技术先进合理，亦即“质优价廉”才会受到用户的欢迎，在国内和国际市场上才有竞争力2。机床设计的技术经济指标可以从满足性能要求、经济效益和人机关系等方面进行分析。 1.2 机床的设计步骤1.2.1调查研究调查研究的主要内容有：认真阅读被加工零件图样，研究其尺寸、形状、材料、硬度、重量、加工部位的结构及加工精度和表面粗糙度要求等内容。通过对产品装配图和有关工艺资料的分析，认识被加工零件在产品中的地位和作用。1.2.2总体方案设计总体方案的设计主要包括制定工艺方案（确定零件在组合机床上完成的工艺内容及加工方法，选择定位基准和夹

13、紧部位，决定工步和刀具种类及其结构形式，选择切削用量等）、确定机床配置形式、制定影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。总体方案设计的具体工作是编制“二图一卡”，即绘制加工示意图、机床联系尺寸图、生产率计算卡。 1.2.3 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。这些图纸包括：加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡，统称“二图一卡”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3。2 组合机床的总体设计2.1 组合机床工艺方案的制定组合机床用于钻削变速箱上端面的8个孔，并且要达到其加工精度。为了满足其加工精度的要求，我们首先

14、要对加工的零件做工艺方案的分析，制定组合机床工艺方案是设计组合机床最重要的步骤之一。工艺方案制定的正确与否，将决定机床能否达到“重量轻、结构简单、效率高、质量好”的要求。(1)加工工序和加工精度被加工零件需要在组合机床上完成的工序及加工精度，是制定机床工艺方案的主要依据。本组合机床为钻孔：8个孔孔的精度：10H6（ ）(2)被加工零件特点工件硬度：HB 170220材料：HT 150铸件(3)工件生产方式被加工零件的生产批量的大小，对机床工艺方案制定也有影响。变速箱的粗加工、半精加工、精加工分别在不同的机床上进行。这样，机床虽然多一些，但由于生产批量很大，从提高生产率、稳定保证加工精度的角度来

15、讲仍然是合理的。(4)工艺基面的分析采用“一面二孔”定位方法；夹紧面为顶面非加工侧的边缘部分。2.2确定切削用量及选择刀具组合机床的正常工作与合理地选用切削用量，即确定合理的切削速度、工作进给量和切削深度，有很大关系。切削用量选择适当，能使组合机床以最少的停车损失，最高的生产效率，最长的刀具寿命和最好的加工质量，也就是多快多省地进行生产。组合机床钻孔时的切削用量的选择与加工精度及刀具的材料有很大关系。在确定切削用量时应注意的问题如下：(1)尽量做到合理利用所有刀具，充分发挥其性能；(2)复合刀具切削用量选择，应考虑刀具的使用寿命；(3)选择切削用量时，应注意零件生产批量的影响；(4)切削用量选

16、择应有利于多轴箱设计；(5)选择切削用量时，还必须考虑所选动力滑台的性能。2.3组合机床的总体方案设计2.3.1确定工序间余量为使加工过程顺利进行并稳定的保证加工精度，必须合理地确定工序余量。生产中常用查表给出的组合机床对孔加工的工序余量，由于在本钻床上钻孔后重新安装或在其他多工位机床上加工下道工序，应适当加大余量，以消除转、定位误差的影响。2.3.2组合机床配置型式的选择我们在选择机床配置方案时，反对贪大求全，应正确处理先进性和可靠性的关系，选择符合多快好省的机床方案。现有立式和卧式两种方案，比较如下：主要比较指标：(1)加工精度：立式加工精度较卧式高；(2)排除铁屑的方便性：卧式较好；(3

17、)夹具形式的影响：考虑到加工工艺要求，应选用立式；(4)占地面积：立式较好。其余指标，如：机床生产率，机床使用方便性和自动化程度，机床结构的复杂程度和通用化程度等，两种方案之间相差不大。 综合考虑，应选用立式单工位组合机床。2.3.3选择刀具结构离合器压盘的布氏硬度在HB170241，孔径D为6.5mm，刀具的材料选择高速钢钻头（W18Cr4V），为了使工作可靠、结构简单、刃磨简单，选择标准6.5的麻花钻。孔加工刀具的长度应保证加工终了时刀具螺旋槽尾端与导向套之间有3050mm的距离，以便排出切屑和刀具磨损后有一定的向前的调整量6。2.4钻孔组合机床总设计“二图一卡”的编制前面对四轴头多工位同

18、步钻床工艺方案及配置型式、结构方案确定的有关问题，它是钻床总体设计的重要内容。下面就以钻床加工箱盖总体设计的另一个问题，既总体设计方案的图纸表达形式“二图一卡”设计，其内容包括：加工示意图、机床联系尺寸图、编制生产率卡。2.4.1加工示意图图1 加工示意图（1）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1为箱盖上4孔立式钻床。加

19、工示意图在图上应标注的内容：1、机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程。2、工件、夹具、刀具及多轴箱端面之间的距离等。3、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7。（2）绘制加工示意图之前的有关计算导向套的参数 根据刀具的直径选择固定导向装置，如图2所示： 图2 固定导向装置固定导向装置的标准尺寸如下表：表1 固定导向装置的标准尺DDD1D2Ll1mRd1d2l06.512223028381318M81616固定装置的配合如下表：表2 固定装置的配合导向类别工艺方法D

20、DD1刀具导向部分外径固定导向钻孔G7（或F8）g6固定导向装置的布置如图3所示导向装置的布置如表3所示：表3 导向装置的参数(mm)尺寸项目l1l2l3与直径d的关系(23)d加工铸铁dd/3+(38)计算值3d=3025425.4/3+8=16.5图3 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40Cr，剪切弹性模量G=81.0GPa,所以B取2.316，根据刚性条件计算主轴的直径为：dB=2.316=17.52mm式中：d轴直径（mm）T轴所承受的转矩（Nmm）B系数本设计中所有主轴直径皆取d=20mm,主轴外伸长度为：L=115mm，D/为32/20，内孔长度为：L1

21、 =77mm。由以上可知，多轴箱各主轴的外伸长度为一定值，而刀具的长度也是一定值，因此，为保证多轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，就需要在主轴与刀具之间设置可调环节，这个可调节在组合机床上是通过可调整的刀具接杆来解决的,连接杆如图4所示；图4 可调连接杆连接杆上的尺寸d与主轴外伸长度的内孔D配合，因此，根据接杆直径d选择刀具接杆参数如表4所示：表4 可调接杆的尺寸d(h6)D1(h6)d2d3Ll1l2l3螺母厚度20Tr206莫氏1号12.06117188464010012确定加工示意图的联系尺寸从保证加工终了时主轴箱端面到工件端面间距离最小来确定全部联系尺寸，加工示意图联系尺寸的标注如图

22、5所示。其中最重要的联系尺寸即工件端面到多轴箱端面之间的距离（图中的尺寸333mm）,它等于刀具悬伸长度、螺母厚度、主轴外伸长度与接杆伸出长度（可调）之和，再减去加工孔深度和切出值。 图5 工作进给长度2.4.2机床联系尺寸图图6 机床联系尺寸图（1）联系尺寸图的作用和内容一般来说，组合机床是由标准的通用部件动力箱、动力滑台、立柱、立柱底座加上专用部件多轴箱、刀、辅具系统、夹具、液、电、冷却、润滑、排屑系统组合而成。联系尺寸图用来表示机床各组成部件的相互装配和运动关系，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、夹具等专用部件、零件的设计提供

23、依据。如图6所示，机床联系尺寸图的内容包括机床的布局形式，通用部件的型号、规格、动力部件的运动尺寸和所用电动机的主要参数、工件与各部件间的主要联系尺寸，专用部件的轮廓尺寸等。（2）选用动力部件选用动力部件主要选择型号、规格合适的动力滑台、动力箱。通常，根据滑台的驱动方式、所需进给力、进给速度、最大行程长度和加工精度等因素来选用合适的滑台。=41071.79=4287.16N式中：各主轴加工时所产生的轴向力。由下式估动力箱的选用，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40.1230.80.615KW式中：多轴箱传动效率，加工黑色金属时0.80.9；有色金属时0.70

24、.8，本系统加工HT21-40 JB307-62，取0.8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Y100L6B5的1TD25IA型动力箱，动力箱输出轴至箱底面高度为125mm。主要技术参数如下表： 表5 主要技术参数主电机传动型号转速范围（r/min）主电机功率（）配套主轴部件型号电机转速输出转速Y100L-6B514307061.51TA32、1TA32M、1TZ321TG32Y轴液压滑台的选用工件质量计算 V=42024010(21602340)1030 =1.30810-3m3 m = v=7.01031.30810-3 =9.156kg磨

25、擦系数：f=0.070.12取f=0.1F=fN=0.1mg=0.19.15610=9.156N（3）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H5801060mm之间选取，本系统取装料高度为976mm。（4）中间底座轮廓尺寸中间底座的轮廓尺寸要满足Y轴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1CC32。（5）确定多轴箱轮廓尺寸本机床配置的多轴箱总厚度为301mm，宽度和高度按标准尺寸中选取。计算时，多轴箱的宽度B和高度H可确定为：B=500 H=500根据上述计算值，按主轴箱轮廓尺寸系列标准，最

26、后确定主轴箱轮廓尺寸BH=500X500mm9。2.4.3 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： T切= L/vf+t停 = 226/47.8215/478 =1.151 min式中：T切机加工时间（min） L工进行程长度（mm） vf 刀具进给量（mm/min） t停死挡铁停留时间。一般为在动力部件进给停止状态下，刀具旋转515 r所需要时间。这里取15r 辅助时间 T辅 = +t移+t装 = （150176）2/12000+0.1+

27、1.5 = 1.654min 式中：L3、L4 分别为动力部件快进、快退长度（mm） vfk 快速移动速度（mm/min） t移 工作台移动时间（min）,一般为0.050.13min,取0.1 min t装 装卸工件时间（min）一般为0.51.5min,取1.5min机床生产率 Q1 = 60/T单 = 60/（T切+T辅） =60/（1.151+1.654） =21.39 件/h机床负荷率按下式计算：= Q1/Q100% = Q1tk/A100% =21.391950/60000100% =70% 式中：Q机床的理想生产率（件/h） A年生产纲领（件） tk年工作时间，单班制工作时间tk

28、 =1950h表6 生产率计算卡被加工零件图号1601A-093毛坯种类铸件名称离合器压盘毛坯重量材料HT21-40 JB297-62硬度HB170-241工序名称钻压盘连接孔工序号工时/min序号工步名称工作行程/mm切速/（mmin-1）进给量/（mmr-1）进给量/（mmmin-1）工进时间辅助时间1按装工件0.52工件定位夹紧0.253Z轴快下150120000.0134Z轴工进26320.147.80.5445Z轴暂停0.036Z轴快上176120000.0157Y轴前进100100000. 018Y轴暂停0.099Z轴快下150120000.01310Z轴工进2647.80.544

29、11Z轴暂停0.0312快退176120000.01513工件松开0.2514卸下工件0.5备注1、主轴转速706r/min2、一次安装加工完一个工件累计1.0881.716单件总工时2.804机床生产率21.39 件/h理论生产率30.77件/h负荷率70%2.5 多轴箱的设计2.5.1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“二图一卡”绘制的如图7所示:图7 钻孔组合机床多轴箱原始依据图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10。主轴的工序内容，切削用量及主轴尺寸及动力部件的型号和性

30、能参数如表6所示：表6 主轴外尺寸及切削用量轴号主轴外伸尺寸工序内容切削用量D/dLN（r/min）V(m/min)f(mm/r)Vf(mm/min)1、2、3、420/12115钻6.5478150.147.82.5.2齿轮模数选择本组合机床主要用于钻孔，因此采用滚珠轴承主轴。齿轮模数m可按下式估算：m=(3032)=32=1.76 式中：m估算齿轮模数 P齿轮所传递率（kw） Z对啮合齿中的小齿轮数 N小齿轮的转速（r/min）多轴箱输入齿轮模数取m1=3，其余齿轮模数取m2=2。2.5.3多轴箱的传动设计（1）根据原始依据图（图8），画出驱动轴、主轴坐标位置。如下表：表7 驱动轴、主轴坐

31、标值坐标销O1驱动轴O主轴1主轴2主轴3主轴4X175095959595Y094.51801808080（2）确定传动轴位置及齿轮齿数 图8 齿轮的最小壁厚为保证齿轮齿根强度，应使齿根到孔壁或键槽的厚度a2m,驱动轴的直径为d=30mm,查表知，如图8所示齿轮t=33.3mm,当m1=3时。驱动轴上最小齿轮齿数为：2（t/m1+2+1.25）d0/m1 =2(33.3/3+2+1.25)30/3 =18.9所以驱动轴齿数要大于等于19。为减小传动轴的种类，所有传动轴的直径取30mm.当m2=2，d=20时，齿轮t=23.3mm。主轴上最小齿轮齿数为：2（t/m2+2+1.25）d0/m2 =2

32、（23.3/2+2+1.25）20/2 =19.8所以主轴齿数要大于等于20。传动轴11为主轴1，2，3 ，4都各自在同一同心圆上。多轴箱的齿轮模数按驱动轴出轮估算:m多轴箱输入出轮模数取m1=3，其余齿轮模数取m2=2。主轴1，2，3要求的转速一致且较高，所以采用升速传动。主轴齿数选取Z=45，传动齿轮采用z=45齿的齿轮，变位系数。传动轴的转速为:由于前面选取了主轴直径为30，显然传动轴直径都选取20，这样为了减少传动轴种类和设计题目需要由于传动轴转速是，则驱动轴至传动轴的传动比为: 所以选择两级传动，且传动比分配为：一级为1.21.2;二级为1.41.0。驱动轴的直径为30mm，查表得知

33、：t=33.3mm,当m=3时，驱动轴上的齿数为：Zmin去驱动齿轮齿数Z=45。通用的齿轮有三种，即传动齿轮、动力箱齿轮和电机齿轮。材料均为45钢，热处理为齿部高频淬火G54。本机床齿轮的选用按照下表选用表8 齿轮参数齿轮种类宽度（mm）齿 数模数（mm）孔径（mm）驱动轴齿轮24321650连续16702、2.5、32、2.5、3、415、20、30、35、4025、30、35、40、50传动轴齿轮44（B型）45225、30、40、50输出轴齿轮3237318、22、28、32、36计算各主轴转速使各主轴转速的相对转速损失在5%以内。由公式：V= 知： 图9 钻孔组合机床装备草图3 夹具

34、设计机床夹具设计在组合机床设计中占有重要的地位。它的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。3.1 机床夹具的概述3.1.1机床夹具的组成(1)定位元件和定位装置 用于确定工件正确位置的元件或装置，如V形块，定位销，凡是夹具都有定位元件，它是实现夹具基本功能的元件。(2)夹紧元件和夹紧装置 用于固定工件以获得的正确位置的元件或装置。工件在夹具定位之后引进加工之前必须将工件夹紧，使其在加工时在切削力的作用下不离开已获得的定位，有时同一个元件既能定位，也具有夹紧的双重功效10。(3)导向元件 确定刀具的位置并引导刀具的元件，它也可以供钻镗类夹具在机床上安装时做基准找正用。(4)夹具体 夹具体也称为夹

35、具本体，用于将各种元件，装置连于一体，并通过它将整个夹具安装在机床上，一般采用铸铁制造，它是保证夹具的刚度和改善夹具动力学特性的重要部分。3.1.2机床夹具的类型机床夹具的种类很多，形状千差万别，为了设计和制造方便，一般按某一属性进行分类，如按所使用的机床分：车床夹具，铣床夹具，镗床夹具，磨床夹具和钻床夹具。3.2工件结构特点分析在对离合器压盘结构分析及所要求加工的4个M8螺纹底孔孔所处的特殊位置，要达到了要求的精度并不困难，可以采用支承板以底面为主定位面，保证两端面与底面之间的垂直度要求。3.3工件定位方案和定位元件的设计工件在夹具中的定位就是要确定工件与夹具定位元件的相对位置，并通过到向元

36、件或对刀装置来保证工件与刀具之间的相对位置，从而满足加工精度的要求，工件在夹具中的定位一定要通过定位元件，并以六点定位原理分析所限制工件的自由度。3.4夹紧方案夹紧方案有许多的选择，本夹具的夹紧机构采用摆动式压板杠杆夹紧机构。用一液压缸通过推杆，杠杆和压板以及浮动压板对工件进行夹紧。液压夹紧利用压力油作为夹紧动力，通过中间传动机构，使夹具的夹紧元件执行夹紧动作。液压夹紧具有操作简便，动作迅速，易于集中控制、程序控制和实现工序的自动化，工作压力高，油缸结构尺寸小，便于实现过载的保护。3.5组合机床的夹具设计特点 一般的机床夹具是作为机床辅助机构设计的，而组合机床夹具是机床的主要组成部分。（1）组

37、合机床夹具和机床其他部件有及其密切的联系。正确解决他们直径的关系，是保证组合机床的工作可靠和使用性能良好的重要条件之一，而且夹紧的结构也要按这些部件的具体要求来确定。（2）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良好的刚性和足够的夹紧力，以保证在整个加工过程中工件不产生任何的位移，同时，也不容许工件产生不应该的变形。（3）组合机床夹具是保证加工精度的关键部件，其制造，设计，调整都有严格的要求。（4）组合机床夹具应便于实现定位和夹紧的自动化，并有动作完成的检查信号；保证切屑从加工空间自动排除；便于观察和检查，便于更换和维修。此外，不要把组

38、合机床夹具和组合夹具混淆起来，组合夹具是在万能机床上为了完成某一道工序的加工，用一些标准的和通用的元件组装的定位夹紧机构。用完后，这些元件可重新组合成新的夹具。而组合机床夹具不便于改装。按结构特点，组合机床夹具可分为单工位和多工位夹具两大类。3.6夹具体的设计夹具体的设计是整个夹具的基础零件，定位元件、夹紧装置、连接元件、导向元件或对刀装置等都要求装在它上面，因此夹具体是一个复杂而又重要的零件，而且必须满足一定的要求：1研究分析所要设计夹具的原始数据和要求。因为在拟定组合机床工艺和结构方案时，对夹具的结构型式和主要性能已提出了原则要求，在具 体设计时，应该认真分析被加工零件的结构特点、工艺安排

39、、加工方法和机床特点、刀具和导向的结构特点要求。2拟定夹具结构方案和进行必要的计算。根据机床总体设计中确定的工件定位基面，夹压位置，加工方法和刀具导向方式等制定总体方案。3机床夹具总图和零件图的设计。3.7误差的分析与计算该夹具以底平面、上端面为定位基准，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差以及孔轴线与底平面的平行度公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。M8螺纹孔轴线与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，查表可知：取（中等级）即 ：尺寸偏差为查表可得：（1）定位误差（两个垂直平面定位）：（2）夹紧误差 ： （3）磨损造成的加工误差：通常不超

40、过（4）夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.8夹具精度分析计算夹具精度计算是一个非常重要的环节，它是检验夹具是否合乎零件加工要求。利用夹具在机床上加工工件时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统，它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系，从而保证工序尺寸的要求。这些联系环节中的任何误差，都将以加工误差的形式直接影响工件的加工精度，这些误差主要有：因工件在夹具中定位不准确，使工件的原始基准偏离规定位置而产生工件定位误差dw；因夹具在机床上安装不准确，使夹具的安装面偏离规定位置而产生夹具安装误差a；因刀具相对夹具位置不准确，或刀具与导向、对刀元件之间的配合间隙引起的导向或对刀误差t；因机床精度、刀具制造精度和磨损，加工调整、加工变形等因素引起的与加工方法有关的加工方法误差g11。为了使夹具能加工出合格的工件，上述各项误差的总和应不超过工序尺寸（或位置要求）的公差k。即 dw+a+t+gk 对夹具而言：工件在夹具中