论文总字数：25489字

摘 要

组合机床作为一种高效的加工装备被广泛应用于生产批量需求大的企业，它的配置型式多种多样，大多是基于通用型机床的发展而来的衍生产品，能够应对大多数标准件和非标准件的加工。虽然一些产品逐渐被数控加工中心所取代，但组合机床以其高效性和耐用性仍然占据一定优势。如今组合机床维持着良好的发展势头，产品也更加数控化、模块化。目前组合机床的设计越来越依赖于CAD辅助设计技术，但这种技术在功能性和更新方面还有待突破，一些关键的设计部分还有待验证，所以机床本身的设计过程中最重要的部分还是离不开设计者的设计经验和力学上的设计计算。本论文针对R/V系列上轴承钻孔倒角的加工要求出发，分析零件特点，加工内容，先完成组合机床的总体设计，包括工艺方案的选择，机床配置型式的确定等；然后根据选型和相关计算依据完成加工工具计算和三图一卡。最后设计专用夹具，包括设计定位装置分析定位误差，设计夹紧装置计算夹紧力，选择相应的导向装置并完成夹具的装配图纸。

关键词：组合机床；夹具设计；工艺方案；定位误差；三图一卡

Abstract

Modular machine tools are used as high-quality processing equipment in high volume manufacturing companies. Its configuration type is varied, most are based on the general machine tool, this tool is Capable of handling most standard and non-standard parts. Though some of the products are gradually replaced by CNC machining centers, the modular machine tool still occupies a certain advantage by its high-quality and durability. The modular machine tool maintains a good momentum of development, and the products are more CNC and modular by now. At present, the design of modular machine tool is increasingly dependent on CAD assisted design technology. But this method has yet to break through in terms of functionality and update, also some key design parts have yet to be verified. So when one machine tool is in design, the most important part of the process is still inseparable from the designer's design experience and mechanical design calculations. This paper is based on the processing requirements for bearing chamfering on the R/V series, analyze the part characteristics and its processing content. Complete the overall design of the combined machine tool firstly, including the selection of the process plan, the determination of the machine configuration type, etc. Then complete the machining tool calculation and the preparation of the three maps and one card, according to the selection and related calculations. Finally, the special fixture is designed, including designing the positioning device to analyze the positioning error, designing the clamping device to calculate the clamping force, selecting the corresponding guiding device and completing the assembly drawing of the fixture.

Key Words: Modular machine tool; Fixture design; Process plan; Positioning error; Three maps and one card

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 课题背景和研究现状 1

1.2.1 课题背景 1

1.2.2 国内外研究现状 2

1.3 本课题的研究内容 4

1.3.1原始条件及数据 4

1.3.2技术要求 4

第二章 组合机床总体设计 5

2.1 组合机床方案的确定 5

2.1.1工艺方案的确定 5

2.1.2组合机床配置型式的确定 6

2.2 夹具类型的确定 9

第三章 刀具计算和三图一卡的编制 11

3.1 组合机床切削用量的确定和刀具选择 11

3.1.1工序余量的确定 11

3.1.2切削用量的选择 11

3.1.3刀具切削参数的计算 12

3.2 被加工零件工序图 13

3.2.1 被加工零件工序图的作用与内容 13

3.2.2 绘制被加工零件工序图的注意事项 13

3.3 加工示意图 15

3.3.1 加工示意图的作用和内容 15

3.3.2 绘制加工示意图的规定和注意事项 17

3.3.3 动力部件的工作行程和工作循环的确定 19

3.4 机床联系尺寸图 21

3.4.1 机床联系尺寸总图表示内容 21

3.4.2 动力部件的选取 21

3.4.3 联系尺寸图画法和注意事项 25

3.5 机床生产效率计算卡 25

3.5.1 生产效率计算卡的作用 25

3.5.2 计算方法 25

3.5.3 生产效率计算卡 26

第四章 组合机床夹具的设计 27

4.1 机床夹具的设计方法与步骤 27

4.1.1 机床夹具的概念 27

4.1.2 机床夹具的组成 27

4.1.3 机床夹具设计的基本要求 28

4.1.4 机床夹具的设计步骤 28

4.2 工件定位装置的设计 29

4.2.1 定位方案 29

4.2.2 定位元件的设计过程 30

4.3 工件夹紧装置的设计 32

4.3.1 夹紧装置的设计要求 32

4.3.2 夹紧方案的选择 33

4.3.3 夹紧力的确定 33

4.4 导向装置的选择 35

4.4.1 导向装置的作用 35

4.4.2 导向装置的选择 35

结 论 36

参考文献 37

致 谢 39

第一章 绪论

1.1 引言

机床是用于制造工件的机械装置，机床行业的发展体现了一个国家的工业实力和经济实力。通用型机床作为传统的机械加工方式一般是一刀一序地加工，同时使用的刀具很少，限制了生产效率，产量不高，往往质量还欠稳定。另外，当通用机床加工同一种工件时，很多其他机床部件不参与直接加工，显得无用且浪费。随着企业的产品需求量越来越大，所要求的精度越来越高，采用传统式的通用机床已经不能很好地满足企业的生产需求，于是诞生了一类更加高效的组合机床产品。

1.2 课题背景和研究现状

1.2.1 课题背景

我国的组合机床行业起步于1956年，那时第一台自主研发的组合机床还叫专机；第一条组合机床生产线问世于1961年。到“一五”期末，我国的机床行业生的品种已经比较齐全了，当时我国的机床产品大多是按照前苏联的图纸生产的，从无到有掌握机床制造技术使我国的工业技术有了质的飞越。1958~1978年间，由于国内外环境变化，机床厂管理混乱、质量严重下滑，虽然1975~1977年间，机床的产量达到了1957年的7倍，但是质量真正达标的却不过总量的1/3，而且机床振动、发热问题异常严重。

80年代后，借助国家改革开放的发展契机，组合机床产业得到快速发展。特别是我国加入 WTO 以后，国家和机床企业都认识到机床实现数控化的重要性，制造业面临的既有机遇又有挑战，组合机床行业的相关企业及时协调战略，积极响应号召，生产和销售势头良好。到20世纪末，我国基本建成了完整的机床工业体系。

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