摘 要

传统的机床的功能比较单一，只能针对一种工序进行加工，而且加工的精度不够稳定。组合机床能够同时对多种零件进行多种加工。组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件共同组成的具有高效率的专用机床,具有生产效率高,加工精度稳定,适合大批量生产等优点。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削、磨削等工序。对于变速箱的设计及制造，加工其机体的6孔，需设计一种钻床组合机床及其专用夹具，一方面保证其大批量生产时加工的效率，另一方面还需体现其加工的经济性，尽可能地降低生产成本。本课题针对变速箱壳体设计专用多孔钻机，有利于提高大批量生产的变速箱的生产效率，提高加工精度稳定性，节约社会资源。

本次设计的钻孔组合机床，完成对变速箱6个孔的加工，根据工序图选择刀具完成加工示意图，主轴箱设计图并结合实例，介绍夹具设计方法完成夹具图，夹具体图。

关键词：组合机床；钻孔；主轴箱；夹具

Design of 6 hole combination drilling machine and fixture on top of S195

Abstract

The function of the traditional machine tool is relatively single, can only be processed in a working process, and the accuracy of the processing is not stable enough. Combination of machine tools can be a variety of parts for a variety of processing. Combined machine tool is composed of a large number of common parts and a small number of special components with high efficiency and special machine tools, with high production efficiency, stable processing accuracy, suitable for mass production and so on. The machine can complete drilling, reaming, milling, grinding etc.. For gearbox design and manufacturing, processing the body of eight holes, a combination drilling machine machine and a dedicated fixture design, on the one hand to ensure the mass production processing efficiency and other aspects still needs to reflect the processing of the economy, as far as possible to reduce production costs. This topic is aimed at the design of special purpose porous drilling machine, which is beneficial to improve the production efficiency of large volume production, improve the stability of processing precision and save social resource

The design of modular machine tool for drilling holes, completes the processing of gear box 6 holes, according to working procedure chart selection tool to complete the processing schematic diagram, spindle box design and combining with the example, the fixture design method to complete the fixture and clamp specific figure.

Key words: modular machine tool; drilling; spindle box; clamp

目录

1 组合机床的概述 1

1.1组合机床及其特点 1

1.2组合机床的发展趋向 1

1.3组合机床的配置形式 2

1.4组合机床的工艺范围及加工精度 2

1.5组合机床的经济分析及发展 2

1.6设计组合机床的基本要求 3

2 组合机床总体设计 4

2.1组合机床的设计步骤 4

2.1.1拟订方案阶段 4

2.1.2 技术设计阶段 4

2.1.3工作设计阶段 4

2.2组合机床方案的制定 4

2.2.1影响方案制定的主要因素 4

2.2.2箱体类零件工艺基准面的选择 5

2.2.3确定工件的夹压位置 5

2.3 确定切削用量及选用刀具 6

2.3.1刀具的选用 6

2.3.2切削用量的选用 6

2.3.3确定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度 8

2.4组合机床总体设计-三图一卡 9

2.4.1被加工零件工序图 10

2.4.2加工示意图 10

2.4.3机床联系尺寸图 13

2.4.4机床生产率计算卡 17

3 组合机床主轴箱设计 20

3.1主轴箱概述 20

3.2.2主轴结构形式选择 22

3.2.3传动系统的设计与计算 22

4.3.2 验算 27

3.2.4绘制主轴箱总装图及零件图 30

4 组合机床及夹具设计 33

4.1夹具的作用 33

4.2夹具的总体设计 33

4.2.1夹具的设计步骤 33

4.2.2夹具体的设计 34

4.3夹具主要零件设计 34

4.3.1支承板 34

4.3.2定位销 35

4.3.3压板、压块 35

4.3.4钻模板 35

4.4夹紧机构的选择和设计 35

4.5 夹具总图的绘制 36

4.5.1绘制夹具装配图 36

4.5.2绘制夹具体图 37

4.5.3夹具总图上应表示的内容 38

4.5.4绘制总图的程序和要求 38

4.5.5夹具总图上的主要尺寸和技术条件 39

结论 40

致 谢 41

参 考 文 献 42

1 组合机床的概述

1.1组合机床及其特点

组合机床是以通用部件为基础，根据加工工件所需的外形和加工工艺时设计的专用部件和夹具组成半自动或自动专用机床。

组合机床一般采用多种加工方式同时加工的方式，生产效率比通用机床高出好多。由于所需的通用部件都已经标准化和系列化，所以可根据实际需要来进行灵活配置，能够很好地缩短设计和制造周期。因此，组合机床同时拥有低成本和高效率的优点，所以在大批量生产中组合机床得到广泛应用，并用于组成自动生产线。

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部件约占全部机床零、部件总量的70-80%,因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。
2. 由于组合机床可以采用多刀加工，并且自动化程度高，因而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，又有专门厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。
4. 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，对操作工人的技术水平要求不高。
5. 当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部分部件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复使用，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。

1.2组合机床的发展趋向

1. 组合机床品种是发展重点
2. 自动线节拍时间进一步缩短
3. 组合机床柔性化进展迅速
4. 加工精度日益提高
5. 综合自动化程度日益提高
6. 自动线可靠性和利用率不断改善和提高
7. 其他技术应用和发展

1.3组合机床的配置形式

组合机床有大型组合机床和小型组合机床两大类，它们不仅在体积和功率上有大小之别，而且在结构和配置形式等方面也有很大差异。大型组合机床配置形式分为三大类:

1. 具有固定式夹具的单工位组合机床
2. 具有移动式夹具的多工位组合机床
3. 转塔主轴箱式组合机床

1.4组合机床的工艺范围及加工精度

组合机床可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削、刮平面、倒角、切槽及滚压等多种工艺。而且现在随着综合自动化技术的不断发展,其工艺范围也随之不断的扩大。

就设计的组合钻床而言, 孔与孔之间的平行度以及孔对加工基面的平行度，在1000毫米长度内可达到0.02~0.05毫米;其中心线相对基面以及相对另一个孔的中心线,其垂直度均可达到在100毫米长度内偏差0.02毫米。在同一工位上钻孔时，位置精度一般可以保持在0.15毫米。在具有固定式钻摸板的机床上钻孔，其精度可以达到0.15毫米。

1.5组合机床的经济分析及发展

组合机床是一种高效率专用机床，有特定的使用条件，不是在任何情况下都能收到良好的经济效益。在确定设计组合机床前，应进行具体的技术经济分析。加工同一个机械产品的零件，通常会有许多种工艺方案，不同的方案会有不同的技术经济效果。因此需要对技术、经济指标作综合评价，选出优化方案。