通用减速机壳体连接孔钻削加工工艺装备设计组合机床、夹具设计-毕设论文.doc

学号
保密了额

毕 业 设 计（论 文）

通用减速机壳体连接孔钻削加工工艺装备设计——组合机床、夹具设计

教学系： 机电工程系
专业班级：机自1094班

毕业设计（论文）任务书
学生姓名

专业班级
机自1094班
指导教师

工作单位
机电工程系
设计（论文）题目
通用减速机壳体连接孔钻削加工工艺装备设计——组合机床、夹具设计
设计（论文）主要内容：
1、 通用减速机壳体8×Φ13连接孔钻削加工工艺方案设计；
2、 通用减速机壳体8×Φ13连接孔钻削加工组合机床设计；
3、 通用减速机壳体8×Φ13连接孔钻削加工多轴箱设计；
4、 编写设计说明书

要求完成的主要任务及其时间安排：
主要任务：
1、 通用减速机壳体8×Φ13连接孔钻削加工工艺方案；
2、 绘制机床联系尺寸图、加工示意图、工序图等；
3、 绘制加工多轴箱总图；
4、 进行必要的设计计算；
5、 编写设计说明书；
时间安排：
第1～3周：接受毕业设计课题，根据课题内容了解课题研究的现状，并进行查找资料，完成开题报告；
第4～5周：通用减速机壳体8×Φ13连接孔钻削加工工艺方案设计；
第6～8周：绘制机床联系尺寸图、加工示意图、工序图等；
第9周：绘制加工多轴箱总图；
第10～11周：进行必要的设计计算；
第12周：编写毕业设计说明书
第13周：对设计进行检查、纠正、整理、综合；最后打印，交指导老师复查。

必读参考资料：
《组合机床简明设计手册》 机械工业出版社
《机械制造装备设计》 机械工业出版社

指导教师签名： 教研室主任签名：

毕业设计(论文)开题报告
题目
通用减速机壳体连接孔钻削加工工艺装备设计——组合机床、夹具设计
1．目的及意义：
本次的毕业设计的目的在于让我们在设计之中得到构思设计，设计方案的分析，工艺方案的设计，零件的有必要的计算，CAD机械制图和查阅相关资料文献的综合训练。通过此次设计来达到对以前所学知识的巩固和对所学相关知识的综合应用，以达到对于所学知识相关的设计的熟练应用。
组合机床在我国发展已有28年的历史，现在的组合机床已经应用到了很多相关的产业中，是机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率必不可少的设备之一。对于现代的企业，在相对于相关专业的人才有些供不应求的需要，所以高校对于相关人才的培训至关重要，因此此次的设计就在于让我们对于所学知识与实际的应用，以达到相关用人单位的要求。我们要对现在国内外的形式有相对的认知，培养自己动手能力，实践创新能力。在对以前所学知识的回顾中，不断的寻求新的认知。
2．基本内容和技术方案：
本次毕业设计是对通用减速机壳体连接孔钻削的加工工艺装备设计，主要是组合机床设计与夹具设计。
在开始本次设计之前，首先要对双级减速器有一定的了解，然后确定被加工零件的加工工艺路线。制定好工艺路线后，按照课题要求，完成“三图一卡”。在机床总体设计完成后，即可进行零件专用夹具设计，进行所需的必要的计算并绘制零件加工夹具图。最后编写说明书，对设计进行整理、检查、修改工作。
3．进度安排：
第1～3周：接受毕业设计课题，根据课题内容了解课题研究的现状，了解主要设计任务，查找相关的资料，对减速机构造及工作原理有个系统了解。
第4周：将查到的相关资料进行整理、修改，制定通用减速机壳体连接孔钻削加工工艺装备设计的技术方案。
第5周：完成专业外文资料翻译。
第6～8周：了解工艺规程，根据设计的加工工艺装备设计方案，依据指导老师的要求用手绘或电脑制图绘制机床联系尺寸图、加工示意图、工序图等，完成组合机床的总体设计。 第9周：绘制加工夹具图，完成夹具总体设计及零部件设计。
第 第10～11周：对上述的各种方案及设计进行必要的设计计算。
第12周：综合前面所有的内容，将其进行汇总，根据完成的进度、情况及设计方案等编写毕业设计说明书。
第 第13周：对设计进行检查、纠正、整理、综合；最后打印，交指导老师复查。

4．指导老师意见：

指导教师签名： 年 月 日

注：1. 开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在毕业设计开始后三周内完成；
2．设计的目的及意义至少800字，基本内容和技术方案至少400字；
3．指导教师意见应从选题的理论或实际价值出发，阐述学生利用的知识、原理、建立的模型正确与否、学生的论证充分否、学生能否完成课题，达到预期的目标。
郑 重 声 明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

本人签名： 日期：
目 录
摘 要 1
ABSTRACT 2
1 绪 论 3
1.1 毕业设计的目的、内容 3
1.1.1 设计的目的 3
1.1.2设计内容 3
2 工艺方案的制定 4
2 .1件的分析 4
2.1.1零件的作用 4
2.1.2零件的工艺分析 4
2.2工艺流程设计 5
2.2.1 确定毛坯的制造形式 5
2.2.2 基准面的选择 5
2.3 制定工艺路线 5
2.3.1工艺路线方案一 5
2.3.2 工艺路线方案二 6
2.3.3 工艺路线方案比较 6
2.3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7
2.3.5 确定切削用量 8
2.4 切削用量的选取 8
3 组合机床设计 10
3.1组合机床的设计步骤 10
3.1.1总体方案设计 10
3.1.2技术设计 10
3.2组合机床总体设计 10
3.2.1制定工艺方案 10
3.2.2确定组合机床的配置形式 11
3.2.3“三图一卡”的编制 11
4 组合机床夹具设计 21
4.1工件在夹具中的定位 21
4.2 定位误差的分析与计算 21
4.3 工件在夹具中的夹紧 22
4.3.1夹紧力的确定 22
5 设计总结 24
参考文献 25
致谢 26

摘 要
制造业是衡量一个国家或者地区经济发展的重要指标，作为我国国民经济的支柱产业， 制造业是我国经济增长的主导部门和经济转型的基础；作为经济社会发展的重要依托，制造业是我国城镇就业的主要渠道和国际竞争力的集中体现。而制造业是否发达，主要取决于制造设备的先进程度。本文对通用减速机8个Φ13连接孔钻削加工工艺方案进行了详细的分析，采用了多轴头多工位同步加工，使零件一次装夹、一次加工达到要求的加工精度。根据该思路设计组合机床，此组合机床由立柱、立柱底座、中间底座、液压滑台、动力箱、多轴箱等组成。本文对各部分的设计进行了详细的计算与论证。

关键词：通用减速器；组合机床；夹具

ABSTRACT
The manufacturing industry is an important indicator to measure the economic development of a country or region's ,as a pillar industry of China's national economy,the manufacturing is the dominant sector in China's economic growth and economic transformation of the basis.As an important basis for economic and social development,the manufacturing is the main channel of employment and international competitiveness of a concentrated expression in China town.However, whether the manufacturing sector is developed or not depends primarily on the advanced manufacturing equipment. To make a detailed analysis to the 8 × Φ13 connection holedrilling of the speed reducer in this paper, using the first multi-bit synchronous multi-axisprocessing parts in a single setup, processing time to achieve the required machining accuracy. According to the idea to design the modular machine tool,it is consist of the column, the column base, the middle base, hydraulic slide, thecomposition of the power box, multi-axle box etc.This paper presents the design and calculating of each part of this machine tool.

Key words: Universal Reducer；modular machine tool ；fixture

1 绪 论
1.1 毕业设计的目的、内容
1.1.1 设计的目的
本次毕业设计，其目的在于通过对零件进行工艺分析，设计出合理的组合机床与加工该零件某一工序的专用夹具，使我们在选择机床部件与拟定合理的夹具结构的过程中，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，并培养了自己具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。
1.1.2设计内容
本次毕业设计包括组合机床总体设计和夹具设计。
组合机床的总体设计包括以下三个方面：
（1）组合机床工艺方案的制定
（2）组合机床切削用量的选择
（3）组合机床配置形式的选择
夹具的设计包括以下四个方面：
（1）研究原始资料、分析设计任务
（2）确定夹具结构方案
（3）绘制夹具总图
（4）确定并标注有关尺寸、配合和技术要求。

2 工艺方案的制定
2 .1件的分析
2.1.1零件的作用
题目所给的零件是减速器的箱体，位于减速机体下部，是减速机装配时的基准零件，主要起支撑作用，使减速器运行平稳，零件的上部有齿轮，轴承等零件，装配后要保证齿轮之间能正确的啮合，保证其能正确地传动动力。

图2-1 加工零件图
2.1.2零件的工艺分析
本次毕业设计的零件时减速器的箱体。减速器箱体有四组主要的加工面，它们之间有一定的位置和精度的要求，叙述如下：
（1） 以结合面为基准进行加工
这一组加工表面包括：机体下底面平面，6×Φ20的地脚螺栓孔，其表面粗糙度Ra<25um,其中主要加工表面为6个Φ20的孔。
（2） 以下底面为基准进行加工
这一组加工表面包括：箱体结合面平面，以及在该平面上的2×Φ8的锥销孔，其表面粗糙度Ra<1.6,8×Φ13的连接孔，其表面粗糙度Ra<12.5，以及4×Φ11的连接孔，其表面粗糙度Ra<12.5，主要加工表面为上下两箱的结合面。
（3） 以下底面为基准进行加工
这一组加工表面包括：轴孔的两外端面，两侧共六个端面，其表面粗糙度Ra<6.3，以及与箱体配合对轴孔的镗削加工，有三个轴孔，分别为Φ72、Φ80、Φ120，其表面粗糙度Ra<3.2。还有油塞孔、油尺孔的加工等。其中主要加工面是轴孔两侧面以及轴孔。
这四组加工面之间有一定的位置要求，主要是：
a 上下箱体结合面平面度公差为0.04mm。
b Φ72、Φ80、Φ120三个轴孔端面与轴孔的出制度公差为0.05mm、0.05mm、0.05mm。
c Φ72、Φ120两个轴孔相对于Φ80轴孔的平行度公差分别为0.04mm、0.04mm。
d Φ72、Φ80、Φ120三个轴孔的圆柱度分别为0.008mm、0.008mm、0.01mm。
由以上的分析可知，对于机组加工表面而言，可先加工一组表面，然后借助专用夹具来加工另一组表面，以保证其位置精度要求。
2.2工艺流程设计
2.2.1 确定毛坯的制造形式
该零件材料为HT200，由于该机体对材料无太高性能要求，因此选用铸件就能保证零件工作可靠。由于零件应用广泛、年成产量比较大，已经达到大批生产的水平，通常采用金属模机器造型，毛坯的精度较高，毛坯加工余量可适当减少。
2.2.2 基准面的选择
基准面的选择是工艺规程设计的重要工作之一。基准面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高；否则，加工工艺过程种会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
定位基准分为粗基准和精基准。选择粗基准时，应遵循以下原则：（1）保护仙湖位置要求的原则；（2）保证加工表面加工余量合理分配的原则；（3）便于工件装夹的原则；（4）粗基准一般不得重复使用的原则。选择精基准时，应祖训以下原则：(1)基准重合原则；（2）统一基准原则；（3）护卫基准原则；（4）自为基准原则；（5）便于装夹原则。
根据以上原则，选择定位基准。课题要求加工减速器8×Φ13的连接孔，由于该零件为箱体类零件，因此以下箱体底面以及两个地脚螺栓作为基准，采用“一面两销”的定位方式定位，可达到精度要求。
2.3 制定工艺路线
箱体类零件的主要加工表面是孔系和装配基准平面。如何保证这些表面的加工精度和表面粗糙度、孔系之间以及孔系与装配基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度，是箱体类零件加工的主要问题。零件上的全部加工表面应安排在一个合理的加工顺序中加工，这对保证零件质量、提高生产率、降低加工成本都至关重要。对于工艺顺序应遵循以下原则：
（1）先加工基准面，再加工其他表面。（2）一般情况下，先加工平面，再加工孔。（3）先加工主要平面，后加工次要平面。（4）先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

2.3.1工艺路线方案一
工序Ⅰ 划线，分箱
工序Ⅱ 粗刨两箱结合面（上箱盖以顶部为基准，下箱体以底面为基准）
工序Ⅲ 刨上箱盖顶面，下箱体下底面（以结合面为基准）
工序Ⅳ 磨结合面（上箱盖以顶部为基准，下箱体以底面为基准）
工序Ⅴ 钻8×Φ13孔，锪平Φ26，钻4×Φ11孔，锪平Φ24，去毛刺
工序Ⅵ 钻、铰M10定位孔并攻丝，钻、扩、铰2×Φ8锥销孔
工序Ⅶ 粗、精铣轴孔端面
工序Ⅷ 粗、精镗轴孔
工序Ⅸ 钻、铰轴孔端面36×Φ8并攻丝，钻2×Φ18吊耳孔
工序Ⅹ 钻6×Φ20地脚螺栓孔，锪平Φ20，钻油塞、油尺孔并攻丝，油尺孔锪平Φ25，钻4×Φ6通气孔并攻丝
工序Ⅺ 去毛刺，清晰，打标记
工序Ⅻ 检验
工序ⅩⅢ
2.3.2 工艺路线方案二
工序Ⅰ 划线，分箱
工序Ⅱ 粗铣两箱结合面（上箱盖以12mm上表面为基准，下箱体以12mm下表面为基准）
工序Ⅲ 铣上箱盖顶面，下箱体下底面（以结合面为基准）
工序Ⅳ 人工时效
工序Ⅴ 精铣结合面（上箱盖以顶部为基准，下箱体以底面为基准）
工序Ⅵ 半精铣上箱盖顶部，下箱体底面（以结合面为基准）
工序Ⅶ 按所划线合箱
工序Ⅷ 钻M10定位孔并攻丝，钻、扩、铰2×Φ8锥销孔，并打入定位销
工序Ⅸ 钻8×Φ13孔，锪平Φ26，钻4×Φ11孔，锪平Φ24，去毛刺
工序Ⅹ 拆开机盖与机体，清除机体结合面毛刺和切屑，重新装配打入锥销，拧紧螺栓
工序Ⅺ 粗、精铣轴孔端面
粗、精镗轴孔
工序Ⅻ 钻、铰轴孔端面36×Φ8并攻丝，钻2×Φ18吊耳孔
工序ⅩⅢ 钻6×Φ20地脚螺栓孔，锪平Φ20，钻油塞、油尺孔并攻丝，油尺孔锪平Φ25，钻4×Φ6通气孔并攻丝
工序ⅩⅣ 去毛刺，清晰，打标记
工序ⅩⅤ 检验
2.3.3 工艺路线方案比较
上述两个方案的特点在于：方案一采用了刨床和磨床来加工零件表面，并且工序Ⅲ和工序Ⅳ同为加工零件的表面，却需要更换加工设备，这样就加大了零件的加工成本。而方案二采用了铣床来加工零件表面，这样不仅节省了装夹时间，而且减少了一些不必要的加工成本；其次，方案二在工序Ⅲ和工序Ⅴ之间加入了人工时效处理，这样可以消除零件在切屑加工过程中产生的内应力，减少精加工之后的变形，稳定切屑加工所获得的各项精度。第二个方案采用合箱加工，这样加工零件的过程中有效的保证了各加工面的精度要求。两个方案都有划线的工序，可以作为找正的依据，合理的分配各加工面的余量，确定各加工便面和非加工表面的位置关系，这种形状较为复杂，余量不均匀的铸件的安装尤为重要。因此机体加工之前的划线是必要的。对于箱体类零件小于40mm的孔是不铸出的，而是采用钻-扩-铰的工艺来进行加工，对于以铸出的孔，可采用粗、精镗的工艺方式。对于那些精度不高的螺纹孔、紧固孔、油塞油尺孔则放在最后加工，这样可以防止由于面或孔在加工过程中出现问题时，浪费工时。在整个零件的加工过程中，都应该遵循“先面后孔”的原则，即先加工平面，后以面定位，因为面是整个零件的装配基准，同时，面的面积较大，可使零件装夹更为稳定。根据小组同学讨论及指导老师参考，最终决定采用第二套方案，整理如下：
铸造 （型腔）
时效处理
检验铸件各部分尺寸
油漆底漆
工序Ⅰ 划线，分箱
工序Ⅱ 粗铣两箱结合面（上箱盖以12mm上表面为基准，下箱体以12mm下表面为基准） （X62W铣床）
工序Ⅲ 粗铣上箱盖顶面，下箱体下底面（以结合面为基准）（组合机床）
工序Ⅳ 人工时效
工序Ⅴ 精铣结合面（上箱盖以顶部为基准，下箱体以底面为基准）（组合机床）
工序Ⅵ 半精铣上箱盖顶部，下箱体底面（以结合面为基准）（组合机床）
工序Ⅶ 按所划线合箱
工序Ⅷ 钻M10定位孔并攻丝，钻、扩、铰2×Φ8锥销孔，并打入定位销 （组合机床）
工序Ⅸ 钻8×Φ13孔，锪平Φ26，钻4×Φ11孔，锪平Φ24，去毛刺（组合机床）
工序Ⅹ 拆开机盖与机体，清除机体结合面毛刺和切屑，重新装配打入锥销，拧紧螺栓
工序Ⅺ 粗、精铣轴孔端面（组合机床）
粗、精镗轴孔（组合机床）
工序Ⅻ 钻、铰轴孔端面36×Φ8孔并攻丝，钻2×Φ18吊耳孔（组合机床）
工序ⅩⅢ 钻6×Φ20地脚螺栓孔，锪平Φ20，钻油塞、油尺孔并攻丝，油尺孔锪平Φ25，钻4×Φ6通气孔并攻丝（组合机床）
工序ⅩⅣ 去毛刺，清晰，打标记
工序ⅩⅤ 检验
2.3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
该减速器壳体材料为HT200，硬度HB为160~220HBS，由于零件应用广泛、年产量比较大，已经达到大批生产的水平，所以采用金属模机器造型铸造毛坯。
（1）毛坯轮廓尺寸的确定
根据零件图可以知道零件的外轮廓尺寸为540×250×320，表面粗糙度要求Ra为3.2um，根据《实用机械加工工艺手册》表3-10及表3-12，铸造工艺方法为金属型，材料为灰铸铁的公差等级CT按公差等级7-9级，取7级，加工余量等级取F级。
上箱盖毛坯长：540+3.5+1.8=545.3mm 下箱体毛坯长：540+3.5+1.8=545.3mm
宽：250+2.5+1.4=253.9mm 宽：250+2.5+1.4=253.9mm
高：135+2.5+1.2=138.7mm 高：185+3+1.4=189.4mm
（2）零件主要加工平面的尺寸公差及加工余量确定
零件的技工余量分为加工总余量和工序余量。毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为加工总余量。加工总余量的大小取决于加工过程中各个工步切除金属厚度的大小。每一工序所切除的金属层厚度称为工序余量。
A 两箱结合面
根据参考文献[13]表3-10及表3-13，铸造工艺方法为金属型，材料为灰铸铁的公差等级CT按公差等级7-9级，取7级，结合面的公差数值加工余量等级取F级。查表3-9，结合面尺寸公差数值0.78mm,。查表3-12，结合面加工余量数值选择：上箱盖加工余量为2.5mm，下箱体加工余量为3.0mm。
对于上箱盖 粗铣结合面 z=2mm 精铣结合面 z=0.5mm
对于下箱体 粗铣结合面 z=2mm 精铣结合面 z=1mm
B 下箱体底面
根据参考文献[13]表3-9与表3-12，下箱体底面尺寸公差数值1.4mm，加工余量为3.0mm。
C轴孔端面
根据参考文献[13]表3-9与表3-12，轴孔端面的尺寸公差数值1.4mm，单侧加工余量2.5mm。
D 轴孔
根据参考文献[13]表3-9与表3-12，轴孔的尺寸公差数值1.2mm，单侧加工余量2.0mm。
粗铣轴孔端面 2z=4mm 精铣轴孔端面 2z=1mm。
E 粗镗轴孔 2z=3mm 精镗轴孔 2z=1mm。
8×Φ13连接孔
对于铸造件，小于40mm的孔是不铸造出来的。并且这8个连接孔的精度要求不高，因此可直接采用Φ13mm的钻头钻出。
2.3.5 确定切削用量
本次毕业设计的任务是8×Φ13连接孔的钻削，加工直径为d=13mm，孔深L=54mm，通孔，精度为IT11~13，采用乳化液冷却。零件材料为灰口铸铁，硬度200HBS。采用立式组合钻床，刀具选择高速钢锥柄麻花钻头，直径D=13mm，根据GB1438-85，刀刃长101mm，全长182mm。根据参考文献[1]表6-11查得：
高速钢钻头加工钢件的进给量f在0.2~0.4 mm.r-1之间，取f=0.4m.r-1；切削速度v在16~24 m.min-1之间，取v=24.min-1。
2.4 切削用量的选取
切削用量是切削时各运动参数的总称，包括切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）。由于组合机床有大量刀具同时工作，为了使机床正常工作，不经常停车换刀，而达到较高的生产率。所选择的切削用量比一般通用机床的切削用量要低一些。根据现有组合机床使用情况，多轴加工的切削用量比通用机床单刀加工的切削用量低约30%左右。
根据参考文献[1]表6-20可查得切削力、转矩及功率公式，从而求出切削力、转矩及功率。
（1）切削力F（N）
（2.1）
（2.2）
（2）切削转矩T（N·mm）
（2.3）
（3）切削功率P（kw）
（2.4）
又 （2.5）
取
则实际转速 （2.6）
（2.7）

3 组合机床设计
3.1组合机床的设计步骤
3.1.1总体方案设计
总体方案设计主要包括制定工艺方案、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时编制“三图一卡”，即绘制加工零件工序图、加工示意图、机床尺寸联系图，编制生产效率计算卡。
3.1.2技术设计
技术设计就是根据总体设计已经确定的“三图一卡”，设计机床各专用部件正式总图，如设计夹具、多轴箱等装配图以及根据运动部件有关参数和机床循环要求，设计液压和电器控制原理图。
3.2组合机床总体设计
3.2.1制定工艺方案
零件的加工工艺方案将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。所以，在制定工艺方案时，必须认真分析被加工零件图，并深入现场了解零件的形状、大小、材料、硬度、刚性、加工部位的结构特点、加工精度、表面粗糙度，以及现场所采用的定位、加精方法，工艺过程，所采用的刀具及切削用量，生产率要求，现场的环境和条件等。如条件允许，还应广泛收集国内外有关技术资料，制定合理的工艺方案。制定工艺方案时，还要考虑下列几点基本原则。
1、 选择合适、可靠地工艺方法
根据被加工零件的材料，加工部位的尺寸、形状、结构特点、加工精度、表面粗糙度以及生产率要求等等，结合机床的工艺范围及所能达到的加工精度，选择合适、可靠地工艺方法，以保证机床有稳定的加工质量和高的生产率。
2、 粗、精加工要合理安排
一般情况下，在大批量生产或零件加工精度要求较高时，应将粗、精加工工序分开，以利于保证加工精度和保持精加工机床的工作精度；生产批量不大时，在能够保证加工质量的前提下，也可将粗、精加工集中在同一机床上进行，以利于减少机床台数，提高经济效益。
3、 工序集中原则
为了提高机床生产率，减少机床台数，要求计量贯彻工序集中原则。但是，工序集中程度过高会使机床结构复杂，调整使用不便，可靠性下降，并有可能由于切削负荷过大而引起工件变形，降低加工精度，所以，应合理地考虑工序集中。
4、 定位基准及夹紧点的选择原则
粗基准的选用要求：保证能迅速可靠地加工出精基准；保证各加工表面有足够的加工余量，并应尽量使主要加工表面加工余量均匀；保证各加工表面与不加工表面之间的相互位置精度。同时须考虑定位准确、夹紧可靠、夹具结构简单、操作方便。因此，应选择毛坯上平整、光洁、尺寸较大、没有浇口、冒口的不加工表面或加工余量小的表面做粗基准
箱体类和法兰类零件一般选择“一面两孔”为经定位基准；轴类零件一般选择V形块定位，且在加工过程中应尽量使用统一的精基准。同时应注意组合机床多刀、多面、多工位加工的特性。选择定位基准和夹紧部位时，应使工件有较多的敞开面，以利于加工。另外，还应注意组合机床加工时切削力大、工件受力方向经常改变的特点，结合工件、夹紧刚度的因素，慎重地选择夹紧点。
3.2.2确定组合机床的配置形式
大型机床的配置形式可分为单工位和多工位两大类。本次毕业设计的零件被加工孔中心线与定位基准平面垂直，且定位基准平面水平，工件较长，一次钻完，多轴箱体积较大，因此采用多工位钻床。为了减少加工时间，提高生产效率，使工序在一台机床上完成，我采用多轴头。综上所述，决定设计机床为八轴头多工位同步钻床，而机床进给采用液压系统。
3.2.3“三图一卡”的编制
编制“三图一卡”的工作包括：绘制被技工零件工序图、加工示意图、机床联系吃醋图，编制生产效率计算卡。“三图一卡”是组合机床总体方案的具体体现。
（一）被加工零件工序图
1） 被加工零件工序图的作用与内容
被加工零件工序图是根据制定的工艺方案，表示所设计的组合机床上完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹压底部以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图样。除了设计研制合同外，它是组合机床设计的具体依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要文件。被加工零件工序图是在被加工零件图的基础上，突出本机床的加工内容，并作必要的说明而绘制的。其主要内容包括：
①在图纸上应表示出被加工零件的形状和轮廓尺寸及与本机床设计有关的部位的结构形状及尺寸。尤其是当需要设置中间导向套时，应表示出零件内部的肋，壁布置及有关结构的形状及尺寸，以便检查工件、夹具、刀具是否发生干涉。
②在图上应表示出加工用定位基准，夹压部位及夹压方向，以便依次进行定位支承、限位、夹紧、导向装置的设计。
③在图上应表示出加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形状位置尺寸精度及技术要求。
④图上还应注明被加工零件的名称、编号、硬度、材料、重量以及被加工部位的余量等。
2） 绘制被加工零件工序图的规定及注意事项
①为了使被加工零件工序图清晰明了，一定要突出该机床的加工内容。绘制时，应按一定比例，选择足够视图及剖视，突出加工部位（用粗实线），并把零件轮廓及与机床、夹具设计有关的部位（用细 实线）表示清楚。凡本道工序保证的尺寸、角度等，均应在尺寸数值下方画粗实线标记，另外还要用专用符号表示出加工用定位基准夹压位置、方向以及辅助支承。
②加工部位的位置尺寸应由定位基准注起。为方便加工及检查，尺寸应 采用直角坐标系标注，而不用极坐标系标注。但有时因所选定的定位基准与设计基准不重合，则须对加工部位要求的位置尺寸精度进行分析换算。此外，应将零件图上的不对称位置尺寸公差换算成对称尺寸公差，其公差数值的决定要考虑两方面，一是要达到产品图纸要求的精度，二是采用组合机床能够加工出来。
③应注明零件加工对机床提出的某些特殊要求。

图3-1零件加工工序图
（二）加工示意图
1） 加工示意图的作用与内容
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。
加工示意图应表达和标注的内容包括：机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程；工件、刀具及导向、托架及多轴箱之间的相对位置及其联系尺寸（直径和长度）；接杆、浮动卡头、导向装置、攻螺纹靠模装置等结构尺寸；刀具、导向套间的配合，刀具、接杆、主轴之间的连接方式及配合尺寸等。
2） 绘制加工示意图的注意事项
加工示意图应绘制成展开图。按比例用细实线画出工件外形。加工部位、加工表面画粗实线。必须使工件和加工方位与机床布局相吻合。为简化设计，同一多轴箱上结构尺寸完全相同的主轴只画一根，但必须在主轴上标注与工件孔号相对应的轴号。一般主轴的分布不受真实距离的限制。当主轴彼此间很近或需设置结构尺寸较大的导向装置时，必须以实际中心距严格按比例画，以便检查相邻主轴、刀具、辅具、导向等是否相互干涉。主轴应从多轴箱端面画起；采用标准通用结构只画外轮廓，但须加注规格代号；对专用的刀具，须用剖视图表示其结构，并标注尺寸、配合及精度；刀具画加工中了位置。
当轴数较多时，加工示意图必须用细实线画出工件加工部位分布情况简图，并在孔旁标明相应号码，以便于设计和调整机床。
3） 选择刀具、导向及有关计算
①刀具的选择
刀具选择高速钢锥柄麻花钻头，直径D=13mm，根据GB1438-85，刀刃长101mm，全长182mm。
②导向结构的选择
导向装置有两大类，即固定式导向和旋转式导向。在加工孔径不大于40mm或摩擦表面的线速度小于20m/min时,一般采用固定式导向；加工孔径较大或线速度大于20m/min时，一般采用旋转式导向装置。
本次设计采用固定式导向套，根据参考文献[1]表8-4：

d
D
D1
D2
D3
L
l
l1
l3
e
12～15
22
30
34
M8
20
10
4
16
24
其装配精度根据参考文献[1]表8-6：

导向
类别
工艺
方法
D
D
D1
刀具导向
部分外径
固定
导向
钻孔
G7（或F8）

g6
③确定主轴类型、尺寸、外伸长度
根据参考文献[1]表3-4、3-5中的公式计算主轴直径。
（3.1）
取主轴直径为d=25mm，尺寸D/d为40/28，外伸长度为115mm。
④接杆
接杆是为了保证多轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置而设置的可调环节。接杆适合安装锥柄的钻头、铰刀和锪孔刀等刀具。为了便于插入主轴端孔，A型和B型接杆的端部应具有适当型式的引导。接杆装入主轴孔内后，为了安全，拧紧锁紧螺钉使之不能超出两个夹紧螺母的滚花外径，必要时应减小锁紧螺钉的长度，使其不致突出。根据参考文献[4]表4-13：

图3-2 接杆尺寸示意图

表3-1 可调节接杆的尺寸
d(h6)
D1(h6)
d2
d3
L
l1
l2
l3
螺母
厚度
锥度
基准直径
28
Tr28×2
莫氏1号
12.061
25
120
51
42
25
12
⑤标注联系尺寸
首先从同一多轴箱上所有道具中找出影响联系尺寸的关键刀具，使其接杆最短，以获得加工终了时多轴箱前端面之间所需的最小距离，并据此确定全部刀具、接杆（或卡头）、导向托架及工件之间的联系尺寸。主轴端部须标注外径和孔径（D/d）、外伸长度L；刀具结构尺寸须标注公建离导向套间的距离；还须标注托架与家具之间的尺寸、工件本身以及加工部位的尺寸和精度等。
多轴箱端面到工件端面之间的距离是加工示意图上最重要的联系尺寸。为使所设计的机床结构紧凑，应尽量缩小这一距离。这一距离取决于两方面：一是多轴箱上刀具、接杆（卡头）、主轴等结构和相互联系时所需的最小轴向尺寸；二是机床总布局所要求的联系尺寸。这两方面是相互制约的。多轴箱端面到工件端面之间的距离等于刀具悬伸长度、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（如加工通孔，还应减去刀具的切出值）。
因此，工件端面到多轴箱端面的距离=288mm
⑥标注切削用量
各主轴的切削用量应标注在相应主轴后端。其内容包括：主轴转速、相应刀具的切削速度、每转进给量和每分钟进给量。
主轴转速n=600/min 切削速度v=24.492m/min 每转进给量f=0.4mm/r。
⑦动力部件工作循环及行程的确定
动力部件的工作循环是指加工时，动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置，又返回原位置的过程。一般包括快速引进、工作进给和快速退回等动作。又是还有中间停止、多次往复进给、跳跃进给、死挡铁停留等特殊要求。
A、 工作进给长度的确定
B、工作进给长度应等于工件加工部位长度L与刀具切入长度和切出长度之和。切入长应应根据工件端面误差情况在5～10mm之间选择，误差大时取大值，因此取=9mm，切出长度=1/3d+(3～8)=13/3+(3~8)=7.33～12.33mm,切出表面未加工，取=11mm。所以=++=9mm+54mm+11mm=74mm。

图3-3 工作进给长度

B