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3.4.3 机械负荷率η负
当Q＞Q1时，计算二者的比值即为负荷率
η负=Q1/Q=42.553/50.547=84.19% 式(3.4) 表3.3 组合机床允许最大负荷率
机床复杂程度
主轴数
负荷率η负
单面或双面 15 ≈0.90
16～40 0.90～0.86 41～80 0.86～0.80
三面或四面 15 ≈0.86
16～40 0.86～0.80 41～80 0.80～0.75
根据组合机床的使用经验，适宜的机床负荷率为η负=0.75～0.90，设计时可按机床复杂程度参照上表确定。故所得机床负荷率合理。
3.4.4 生产率计算卡
它是按一定规格要求编制的反映零件在机床上的加工过程、工作时间、机床生产率、机床负荷率的简明表格。
4 夹具设计
夹具是机床和工件之间的联结装置，可以使工件相对于机床或刀具获得正确位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一。
4.1 机床夹具的基本组成
组合机床夹具的组成： (1) 定位元件及定位装置
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(2) 夹紧元件及夹紧装置 (3) 导向元件
(4) 对刀元件及定向元件 (5) 夹具体
(6) 其他元件及装置
4.2 机床夹具的类型 4.2.1 按夹具的通用特性分
(1) 通用夹具
一般不需要调整就可以适用于相当广泛的一类工件的加工，称为通用夹具。例如车床上的卡盘，铣床上的平口钳等。它们不仅广泛应用于单件小批量生产中，在大批量生产中也常采用。 (2) 专用夹具
这类夹具是指专为某个零件的某一道工序专门设计的。专用夹具的设计和制造， 工作量大，而且它的结构随着产品的更新而更新，因此，是一项周期长、投资较大的生产准备工作。 (3) 可调夹具
可调夹具是指通过调节或更换装在通用夹具基础件上的某些可调或可换元件，达到能适应加工若干不同种类工件的一类夹具。在中小批量生产中，使用可调夹具往往会获得最佳的经济效益。
(4) 成组夹具
成组夹具是根据成组加工工艺的原则，针对一组形状相近、工艺相似的零件而设计。也是具有通用基础件和可更换调整元件组成的夹具。 (5) 组合夹具
这类夹具是由预先制造好的标准元件和部件，按照工序加工的要求组合装配起来的。使用完成可拆卸存放，其元件和部件可以重复使用。适用于新产品试制或小批量生产。但尺寸过小或过大的工件还没有相应的组合夹具标准件。位置精度要求过高的工作也不宜采用组合夹具。 (6) 随行夹具
这是一类在自动线和柔性制造系统中使用的夹具。它既要完成工件的定位和夹
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夹具应在机床上准确地定位和可靠地夹紧。
紧，又要作为运载工具将工件在机床间进行输送，输送到下一道工序的机床后，随行
4.2.2 按所使用的机床划分
机床夹具也可按使用的机床来划分。如车床夹具、铣床夹具、镗床夹具、磨床夹具和钻床夹具等。
4.3 工件的定位
在制定工件的工艺规程时，已经初步考虑了加工工艺基准问题，有时还绘制了工序简图。设计夹具时原则上应该选择该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定位基准，均符合六点定位原理。
六点定位原理是采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位。每个点都必须起到限制一个运动自由度的作用，而绝不能用一个以上的点来限制同一个自由度。因此，这六个点绝不能任意布置。
在加工中，有时为了使定位元件帮助承受切削力、加劲力，为了保证一批工件进给长度一致，减少机床的调整和操作，常常会对无位置尺寸要求的自由度也加以限制，只要这种定位方案符合六点定位原理，是允许的，有时也是必要的。
4.4 专用夹具设计步骤
4.4.1 明确设计任务与搜集设计资料 4.4.2 拟订夹具总体方案，绘制结构草图
(1) 确定工件的定位方案，计算定位误差。 (2) 确定刀具的对刀或导向方式。 (3) 确定夹具的夹紧方案，计算夹紧力。 (4) 确定夹具其他部分的结构方案。 (5) 确定夹具体结构形式和夹具的总体结构。
根据夹具设计原理，进行各部分和总体的结构方案设计，最后绘出夹具结构草图。为了便于分析比较，应多考虑几个总体结构方案，分别绘出结构草图，从中选择最佳方案。
4.4.3 绘制夹具零件图
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4.5 夹具的具体设计
设定本次课题夹具的钻模板厚度为30mm，装料高度为1060mm。本课题工件定位采用一面两销定位，限制6个自由度。右箱体的左侧面已经经过铣床加工，可作为基准面，限制3个自由度，其作用是使工件减少平面度引起的误差，方便清理切削，其他自由度由圆柱销（限制2个自由度）和菱形销（限制1个自由度）。菱形销是为了补偿工进的定位基准与夹具定位元件之间的实际尺寸误差，消除过定位而采用的，其短销只能限制一个自由度。
5 组合机床多轴箱设计
5.1 多轴箱的用途、分类及组成 5.1.1 组合机床多轴箱的用途及分类
多轴箱是组合机床的重要部件之一，按专用要求进行设计，由通用零件组成。其主要作用是，根据被加工零件的加工要求，安排各主轴位置，并将动力和运动由电机或动力部件船给各个主轴，使之得到要求的转速和转向。
5.1.2 多轴箱的组成
通用多轴箱主要由箱体、主轴、传动轴、齿轮、轴套的零件和通用（专用）的附加机构组成。
5.2 主轴结构形式的选择
主轴结构形式由零件加工工艺决定，并应考虑主轴的工作条件和受力情况。轴承形式是主轴部件结构的主要特征，如进行钻削加工的主轴，轴向切削力较大，最好用推力球轴承承受轴向力，而用向心推力轴承承受径向力。又因钻削时轴向力是单向的，因此推力球轴承在主轴前端安排即可。进行镗削加工的主轴，轴向切削力小，但不能忽略。有时由于工艺要求，主轴进退都要切削，两个方向都有切削力，一般选用前后支撑均为圆锥滚子轴承的主轴结构。这种轴承可承受较大的轴向力和径向力，且结构简单，轴承个数少，装配调整很方便，广泛用于扩孔、镗孔、铰孔等加工，上述两种主轴结构的径向尺寸较大，如主轴孔间距较小，只好用滚针轴承和推力球轴承组成前
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后支承，此种结构无论架构刚度、轴承本身精度和装配工艺性都较差，除非必要，一般最好不选用。主轴结构形式的选择，除了轴承外，还应考虑轴头结构。故本次设计采用了深沟球轴承和推力轴承。
5.3 主轴直径和齿轮模数的选择
初定主轴直径一般在编制“三图一卡”时进行的。初选模数可由下式估算，再通过类比确定：
m≥(30～32)(p/z*n)1/3(mm) 式(5.1) 式中：P—齿轮传递功率（KW） Z—一对齿轮中小齿轮的齿数 N—小齿数的转数（r/mm)
目前大型组合机床通用多轴箱中常用的齿轮模数有2、2.5、3、3.5、4等几种，为了方便组织生产，在同一多轴箱中齿轮模数最好不多于两种。
本次设计我取m=2和2.5
5.4 多轴箱的动力计算及动力箱的选择
多轴箱所需的功率，应等于切削功率、空载消耗功率及负载成正比的附加功率之和，即：
P主=P切+P空+P附 式(5.2) 式中：P主—多轴箱总功率
P切—各主轴切削功率的总和 P空—各轴空载消耗功率的总和 P附—各轴附加功率的总和
上式中P切已在切削用量计算中的到P切= 1.635kw，P空和P附的计算都须在传动结构确定以后才能进行。
传动系统确定前可按下式初步估算多轴箱所需功率P主
P主=P切/η 式(5.3) 式中：P切—各主轴切削功率的总和 Η—组合机床多轴箱传动效率
加工黑色金属时取η=0.8～0.9；加工有色金属时取η=0.7～0.8。当主轴轴数多，