目  录

前言•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4

1  泵体盖6-φ2孔加工专机的设计•••••••••••••••••••6
1.1  钻床的总体设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 6

1.2  钻床刀具的选择••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 6

1.3  钻床传动系统的设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7

1.3.1  切削参数的确定••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
1.3.2  电动机的选择••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
1.3.3  齿轮传动设计及计算••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
1.3.4  轴的设计及强度校核•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
1.4  本章小结•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••19
2  专用夹具设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 20

2.1 工件的加工工艺性分析•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 20
2.2  定位元件的选择与设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 20
2.2.1  定位元件的选择••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 20
2.2.2  定位误差的分析••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 20
2.2.3  定位误差的计算••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 23
2.3  泵体盖在夹具中的夹紧••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 25
2.3.1  夹紧装置的组成••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 26
2.3.2  夹紧力的确定••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 26
2.3.3  夹紧机构的选择及设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 29
2.4  导向元件的设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 31
2.4.1  钻模板的类型与选择••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 32
2.4.2  钻套的选择与设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 32
2.5  夹具体的设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 37
2.6  夹具在机床上的定位••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 38

2.7  本章小结•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 40
3  技术经济性分析•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 41
4  结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 41

致谢••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 43

文献参考••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 44
附录1中文（译文）••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••   45
附录2英文（原文）•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••  49

    前言
    随着现代机械工业的发展，机床的种类越来越繁多，机床的功能越来越多，为了适应当今机械生产中的特殊要求，专用机床的应用越来越广泛。之所以选择泵体盖钻孔专机设计作为我的设计题目，是因为我发现以前的钻床虽然功能不少，但是有很多不足之处，比如对工件大批量生产不能满足，而且生产效率不高，对一些有特殊要求的工件也不能进行批量生产。基于这个前提，我选择了钻削类的专机设计，主要是针对泵体盖6-φ2孔的钻削进行加工。通过本次设计，可以生产出一种钻床满足泵体盖6-φ2孔的钻削标准化批量生产，这种钻床既可以满足特殊的加工要求又节省了时间、减少了劳动力。本毕业设计的目的是设计出一种钻削类的专用机床，让它只对泵体盖6-φ2孔一类工件进行钻削加工。本机床结构简单、集中化程度高、针对性强、工作效率高、能够适应在生产批量大的生产中的要求。它既提高了生产效率，又简化了操作程序，而且减轻了工人的劳动强度。

    机床、基础理论研究、检测等方面都有了较大的进展。目前，孔加工技术已较为成熟。
同时随着我国科学和技术的不断发展，机械产品不断更新换代，其品种型号越来越多，质量要求越来越高，更新换代周期也越来越短。因而多品种、中小批量生产已日益成为机械制造业的主要生产类型。
    机床夹具是保证产品质量，提高劳动生产率等生产技术准备工作中的重要组成部分，其结构形式必须与其生产类型相适应[2]。当然在钻床中夹具的设计也是至关重要的，由于夹具设计过程的随机因素较多，目前仍有许多企业沿用传统的设计方法来完成，即由经验丰富的工艺人员人工设计(或借助二维CAD设计)。很显然，这种设计方法在很大程度土受夹具设计者的经验和知识水平的限制，且设计周期长，设计效率低，劳动强度大，已不适应现代制造技术。因此，开发出实用的计算机辅助夹具设计系统是解决这一间题的重要方法和手段。计算机辅助设计可以分为概念设计、技术设计和详细设计三个阶段。概念设计是计算机辅助夹具设计中最关键的一个环节,它影响着后续的技术设计和详细设计,是决定夹具方案优劣的重要阶段。由于钻铣削加工切削用量及切削力较大，加工时易产生振动，因此设计钻铣床夹具时应注意：夹紧力要足够且反行程自锁；夹具的安装要准确可靠，即安装及加工时要正确使用定向键、对刀装置；夹具体要有足够的刚度和稳定性，结构要合理

    在批量生产泵体盖时，多采用流水线式操作，即按工序分配给不同生产车间来生产。泵体盖孔加工专机及夹具设计，就是为加工泵体盖6-φ2孔这一工序而设计的专用机床及夹具。由于泵体盖6-φ2为均匀分布，因此需要综合应用孔的加工及机床夹具等方面的知识。
本次设计主要包括两大部分。
    第一部分为泵体盖6-φ2孔钻削专机的设计，其中包括机床的基本尺寸的选择、电机的选择、传动系统的设计和钻头的选择。
    首先，机床的基本尺寸主要参考常用机床的外形尺寸，并根据6-φ2孔加工的需要来确定。其次，泵体盖材料为铝合金。因此可根据铝合金的切削性能，及钻削铝合金时的切削用量和钻削速度来估算出钻削力、钻削扭矩和钻削功率来，并根据钻削功率选择电动机。然后，根据所选电机的同步转速和切削速度来确定传动比，并用齿轮传动系统来实现。由于本次设计的机床只为加工6-φ2孔而设计，因此不需变速，一级传动就能实现。最后，根据回油孔的特点，并考虑经济性来选择合适的多孔加工刀具。
    第二部分为专用夹具的设计，其中包括定位方式的选择、定位误差的计算、夹紧方式的确定、夹紧力的确定及夹紧机构的的选择、导引装置的确定、夹具体的设计和夹具体在机床上的定位方式。
根据六点定位原理、泵体盖外形的特点及常用定位元件的种类，来确定夹具体的定位方式。由于零件在加工时，总会产生误差，因此应考虑工件的定位误差。进行定位误差的计算，以保证定位误差在零件加工误差允许的范围之内。若不合适，则应选择更合适的定位方式，以确保零件的加工精度。为了使零件在被加工时保持位置不变，应对零件在被加工时所需的加紧力进行估算。在此基础上，综合考虑零件的定位方式和加工方式，来设计适合的夹紧机构。为保证加工精度，选择合适的对刀导引装置，保证工件相对于刀具处于正确的位置。综合以上各方面的设计和各个装置的相对位置关系，可以设计出夹具体的结构。并且还要确定夹具体在机床上的定位方法和定位精度。这样就完成了夹具的设计。
    由于此次设计是根据实际生产加工中的需要来进行设计的，因此还从经济性方面分析了此次设计的可行性。另外，分析了此次设计相对于一般生产加工情况的优点、此次设计的不足，和可能改进的方法。

1  泵体盖6-φ2孔加工专机的设计
    1.1  钻床的总体设计
    钻床可用于加工简单零件上的孔，也可用于加工外型复杂、没有对称回转轴线工件上的单个或一系列圆柱孔，如盖板、箱体、机架等零件上的各种用途的孔。钻床一般用于完成加工尺寸较小、精度要求不太高的孔。通常，钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动[3]。