468Q發(fā)動機(jī)缸體雙面臥式鉆床多軸箱設(shè)計(jì)【說明書+CAD】

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The aggregate machine-tool general part and the standard letter approximately compose 70-80%, these parts are the seriation , may carry on the mass productions. Other 20-30% special-purpose part is by is processed the components the shape, the overall size, the craft and the working procedure decided. This enhanced the productivity in the volume production, must have to reduce the process period and the non-cutting time, moreover causes the non-cutting time and the process period superposition as far as possible, causes each attire to clamp many outside work pieces simultaneously to carry on the multi-knife processing, implements the working procedure high degree of concentration, thus widely uses the aggregate machine-tool and from generatrix . 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 III Key words：Aggregate machine-tool；headstock；cutting 目 錄 前言 .1 1 組合機(jī)床的概述 .2 1.1 組合機(jī)床的組成 .2 1.2 組合機(jī)床的類型 .3 1.2.1 具有固定夾具的單工位組合機(jī)床 .3 1.2.2 具有移動夾具的多工位組合機(jī)床 .4 1.2.3 轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床 .5 1.3 組合機(jī)床工藝范圍及加工精度 .5 1.3.1 組合機(jī)床的工藝范圍 .5 1.3.2 組合機(jī)床的加工精度 .6 1.4 組合機(jī)床的發(fā)展趨勢 .8 1.4.1 提高通用部件的水平 .8 1.4.2 發(fā)展適應(yīng)中、小批生產(chǎn)的組合機(jī)床 .8 1.4.3 采用新刀具 .9 1.4.4 發(fā)展自動監(jiān)測技術(shù) .9 1.4.5 擴(kuò)大工藝范圍 .9 2 組合機(jī)床通用部件及其選用 .10 2.1 通用部件的類型 .10 2.1.1 通用部件的分類 .10 2.1.2 通用部件的型號、規(guī)格及配套關(guān)系 .10 2.2 常用通用部件 .11 2.3 通用部件的選用 .12 2.3.1 通用部件選用的方法和原則 .12 2.3.2 通用部件的選用 .13 3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) .14 3.1 組合機(jī)床方案設(shè)計(jì) .14 3.1.1 擬定方案階段 .14 3.1.2 技術(shù)設(shè)計(jì)階段 .15 3.1.3 工作設(shè)計(jì)階段 .15 3.2 零件分析 .15 3.2.1 氣缸體的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) .15 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 IV 3.2.2 基準(zhǔn)的選擇 .16 3.2.3 加工階段的劃分 .17 4 繪制“三圖一卡” .19 4.1 加工工序圖 .19 4.1.1 被加工零件工序圖的作用和要求 .19 4.1.2 被加工零件工序圖的內(nèi)容 .19 4.1.3 編制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng) .19 4.2 加工示意圖 .21 4.2.1 被加工零件示意圖的作用 .21 4.2.2 被加工零件示意圖的內(nèi)容 .22 4.2.3 選擇刀具、導(dǎo)向及有關(guān)計(jì)算 .23 4.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 .27 4.3.1 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的作用與內(nèi)容 .27 4.3.2 動力部件的選擇 .28 4.3.3 裝料高度的確定 .29 4.3.4 初定中間底座尺寸 .30 4.3.5 多軸箱輪廓尺寸的確定 .31 4.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 .33 4.4.1 理想生產(chǎn)率 .33 4.4.2 實(shí)際生產(chǎn)率 .33 5 多軸箱設(shè)計(jì) .35 5.1 多軸箱的基本結(jié)構(gòu) .35 5.2 通用多軸箱設(shè)計(jì) .36 5.2.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 .36 5.2.2 主軸、齒輪的確定及動力運(yùn)算 .38 5.2.3 多軸箱傳動設(shè)計(jì) .41 5.2.4 多軸箱坐標(biāo)計(jì)算、繪制坐標(biāo)檢查圖 .45 5.3 多軸箱的傳動設(shè)計(jì)方案 .48 5.3.1 傳動設(shè)計(jì)方案分析 .48 5.3.2 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .48 5.4 繪制多軸箱總圖及零件圖 .52 5.4.1 多軸箱總圖設(shè)計(jì) .52 5.4.2 多軸箱零件設(shè)計(jì) .54 6 結(jié)論 .55 致 謝 .58 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 V 參考文獻(xiàn) .60 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 1 前言 在大批量生產(chǎn)中為了提高生產(chǎn)率，必須注意縮短加工時間和輔助時 間，而且盡可能使輔助時間和加工時間重合，使每個工位安裝多個工件 的同時進(jìn)行多刀加工，實(shí)行工序高度集中，因而廣泛采用組合機(jī)床。 組合機(jī)床是用已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和少量專用部件組成 的多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的高效專用機(jī)床，生產(chǎn) 率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍，可以進(jìn)行鉆、鏜、鉸、攻絲、車削、銑 削、車孔端面等工序，隨著組合機(jī)床的發(fā)展，其工藝范圍日益擴(kuò)大，如： 焊接、熱處理、自動測量和自動裝配、清洗等非切削工序。 1911 年，美國為加工汽車零部件研制了組合機(jī)床。在發(fā)展初期， 各機(jī)床制造廠都執(zhí)行自己的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為方便用戶使用和維修，提 高互換性，1953 年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機(jī)床制造 廠協(xié)商，確定機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，并規(guī)定了部件間聯(lián)系尺寸。 1973 年 ISO 公布了第一批組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)，它包括了汽車、農(nóng) 業(yè)、紡機(jī)和儀表工業(yè)。1978 年、1983 年又第二次作了增補(bǔ)。目前，我 國組合機(jī)床的通用部件約占 70%90%。 組合機(jī)床廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的行業(yè)，如：汽車、拖拉機(jī)、電動 機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、閥門縫紉機(jī)等制造業(yè)。主要加工箱體零件，如汽缸體、變 速箱體、汽缸蓋、閥體等，一些重要零件的關(guān)鍵加工工序，雖然生產(chǎn)批 量不大，但也采用組合機(jī)床來保證其加工質(zhì)量。目前，組合機(jī)床的研制 正向高效、高精度、高自動化的柔性方向發(fā)展。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 2 1 組合機(jī)床的概述 1.1 組合機(jī)床的組成 組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量 專用部件組成的一種高效專機(jī)。 如圖 1-1 所示為典型的雙面復(fù)合式單工位組合機(jī)床。其組成是：側(cè) 底座 1、滑臺 2、鏜削頭 3、夾具 4、多軸箱 5、動力箱 6、立柱 7、墊 鐵 8、立柱底座 9、中間底座 10、液壓裝置 11、電氣控制設(shè)備 12、刀 工具 13 等。通過控制系統(tǒng)，在兩次裝卸工件間隔時間內(nèi)完成一個自動 工作循環(huán)。圖中各個部件都是具有一定獨(dú)立功能的部件，并且大都是已 經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的通用部件。通常夾具 4、中間底座 10、和 多軸箱 5 是根據(jù)工件的尺寸形狀和工藝要求設(shè)計(jì)的專用部件，但其中的 絕大多數(shù)零件如定位夾緊元件、傳動件等也都是標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。 12 3451362789 101 2 圖 1-1 雙面復(fù)合式單工位組合機(jī)床 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 3 通用部件是組成組合機(jī)床的基礎(chǔ)。用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床切削和進(jìn)給運(yùn)動的 通用部件，如單軸工藝切削頭（即鏜削頭、鉆削頭、銑削頭等） 、傳動 裝置（驅(qū)動切削頭） 、動力箱（驅(qū)動多軸箱） 、進(jìn)給滑臺（機(jī)械或液壓滑 臺）等為動力部件。用以安裝動力部件的通用部件如側(cè)底座、立柱、立 柱底座等稱為支承部件。 1.2 組合機(jī)床的類型 根據(jù)所選的通用部件的規(guī)格大小以及結(jié)構(gòu)和配制形式等方面的差異， 將組合機(jī)床分為大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床兩大類。習(xí)慣上滑臺臺面 寬度 B250mm 的為大型組合機(jī)床，滑臺 B250mm 的為小型組合機(jī)床。 根據(jù)大型組合機(jī)床的配制形式，可以將其分為具有固定夾具的單工 位組合機(jī)床、具有移動夾具的多工位組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床三類。 1.2.1 具有固定夾具的單工位組合機(jī)床 單工位組合機(jī)床特別適用于加工大、中型箱體類零件。在整個加工 循環(huán)中，夾具和工件固定不動，通過動力部件使刀具從單面、雙面或多 面對工件進(jìn)行加工。這類機(jī)床加工精度高，但生產(chǎn)率低。 按照組成部件的配置形式及動力部件的進(jìn)給方向，單工位組合機(jī)床 又分為臥式、立式、傾斜式和復(fù)合式四種類型。 1、臥式組合機(jī)床 臥式組合機(jī)床的刀具主軸水平布置，動力部件 沿水平方向進(jìn)給，按工件要求的不同，可配置成單面、雙面或多面的形 式。 2、立式組合機(jī)床 立式組合機(jī)床的刀具主軸垂直布置，動力部件 沿垂直方向進(jìn)給。一般只有單面配置形式。 3、傾斜式組合機(jī)床 傾斜式組合機(jī)床的動力部件傾斜布置，沿傾 斜方向進(jìn)給?？膳渲贸蓡蚊?、雙面或多面的形式，以加工工件上的傾斜 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 4 表面。 4、復(fù)合式組合機(jī)床 復(fù)合式組合機(jī)床是上述兩種或三種形式的組 合。 1.2.2 具有移動夾具的多工位組合機(jī)床 多工位組合機(jī)床的夾具和工件可按預(yù)訂的工作循環(huán)，作間歇的移動 或轉(zhuǎn)動，以便依次在不同工位上對工件進(jìn)行不同工序的加工。這類機(jī)床 生產(chǎn)率高，但加工精度不如單工位組合機(jī)床，多用于大批量生產(chǎn)中對中 小型零件的加工。 按照夾具和工件的輸送方式不同，可分為移動式工作臺、回轉(zhuǎn)式工 作臺、中央立柱式工作臺和鼓輪式工作臺四種類型。 1、移動工作臺組合機(jī)床 可移動工作臺組合機(jī)床以先后在兩個工 位上從兩面對工件進(jìn)行加工，夾具和工件可隨工作臺直線移動來實(shí)現(xiàn)工 位的變換。 2、回轉(zhuǎn)工作臺組合機(jī)床 回轉(zhuǎn)工作臺組合機(jī)床在每一個工位上可 以同時加工一個或幾個工件，其上的夾具和工件安裝在繞垂直軸線回轉(zhuǎn) 的工作臺上，并隨其作周期轉(zhuǎn)動以實(shí)現(xiàn)工位的變換。由于這種機(jī)床適宜 于對中小型工件進(jìn)行多面、多工序加工，具有專門的裝卸工位，使裝卸 工件的輔助時間和機(jī)動時間重合，所以能夠達(dá)到較高的生產(chǎn)率。 3、中央立柱式組合機(jī)床 中央立柱式組合機(jī)床上的夾具和工件安 裝在繞垂直軸線回轉(zhuǎn)的工作臺上，并隨其作周期轉(zhuǎn)動以實(shí)現(xiàn)工位的變換。 在環(huán)形回轉(zhuǎn)工作臺上周圍以及中央立柱上均可布置動力部件，在各個工 位上，對工件進(jìn)行多工序加工。 4、鼓輪式組合機(jī)床 鼓輪式組合機(jī)床上的夾具和工件安裝在繞垂 直軸線回轉(zhuǎn)的工作臺上，并隨其作周期轉(zhuǎn)動以實(shí)現(xiàn)工位的變換。在鼓輪 的兩端布置動力部件，從兩面對工件進(jìn)行加工。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 5 1.2.3 轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床 轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床的特點(diǎn)是幾個主軸箱安裝在轉(zhuǎn)塔式工作臺上，各個 主軸箱依次轉(zhuǎn)到加工位置對工件進(jìn)行加工。按主軸箱是否做進(jìn)給運(yùn)動， 可將這類機(jī)床分為： 1、只實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動的轉(zhuǎn)塔式主軸箱組合機(jī)床 主軸箱安裝在回轉(zhuǎn)工 作臺上，主軸由電動機(jī)通過主軸箱內(nèi)的傳動裝置帶動作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；工件 安裝在滑臺的回轉(zhuǎn)工作臺上（如果不需工件轉(zhuǎn)位時，可直接安裝在滑臺 上） ，由滑臺帶動作進(jìn)給運(yùn)動。 2、既實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動又可隨滑臺作進(jìn)給運(yùn)動的轉(zhuǎn)塔式主軸箱組合機(jī)床 這類機(jī)床的工件固定不動（也可以做周期轉(zhuǎn)位） ，轉(zhuǎn)塔式主軸箱安裝在 滑臺上并隨滑臺作進(jìn)給運(yùn)動。 轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床可以完成一個工件的多工序加工，因而可以減少機(jī) 床臺數(shù)和占地面積，適宜于中，小批量生產(chǎn)。 1.3 組合機(jī)床工藝范圍及加工精度 1.3.1 組合機(jī)床的工藝范圍 目前，組合機(jī)床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。平面加工包 括銑平面、锪（刮）平面、車端面；孔加工包括鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔以及 倒角、切槽、攻螺紋、锪沉孔、滾壓孔等。隨著綜合自動化的發(fā)展，其 工藝范圍正擴(kuò)大到車外圓、銑削、拉削、磨削、珩磨及拋光、沖壓等工 序。此外，還可以完成焊接、熱處理、自動裝配和建材、清洗和零件分 類及打印等非切削工作。 組合機(jī)床在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、儀器儀表、軍工、縫紉 機(jī)和自行車等工業(yè)領(lǐng)域的大批、大量生產(chǎn)中已獲得廣泛應(yīng)用，一些中小 批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機(jī)床、機(jī)車、工程機(jī)械制造業(yè)中也亦推廣應(yīng)用。組 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 6 合機(jī)床最適宜加工各種大中型箱體類零件，如氣缸蓋、氣缸體、變速箱 體、電機(jī)座及儀表殼等零件，也可以用來完成軸套類、輪盤類、叉架類 和蓋板類零件的部分或全部工序的加工。 1.3.2 組合機(jī)床的加工精度 組合機(jī)床的加工精度簡述如下： (1).孔加工 孔的尺寸精度 采用鉸孔或精鏜孔時，孔的精度可達(dá) H6 級，表明粗糙度為 ，孔的圓度在孔徑尺寸公差一半范圍內(nèi)。加工有色金屬時，1.6aRm 采用精密夾具，經(jīng)過 34 次加工，精度可以穩(wěn)定地達(dá) H6 級，表面粗糙 度可達(dá) 。0.84a 孔的同軸度 當(dāng)從兩面多軸加工時，孔的同軸度一般為 .當(dāng)從一面進(jìn)行精0.5m 鏜孔，并且采用固定式夾具，鏜刀桿兩端都有精密導(dǎo)向裝置，夾具在精 度良好的條件下，在 長度內(nèi)，被加工零件幾個孔的同軸度可保10m 證在 以內(nèi)。當(dāng)分別從兩面對同一軸線上的孔進(jìn)行單軸加0.15.3 工時，在有中間精密導(dǎo)向裝置條件下，其同軸度亦可保證在 。. 孔的平行度 在組合機(jī)床上加工，孔與孔相互之間的平行度以及孔對加工基面的 平行度，在 長度內(nèi)可達(dá) 。10m0.2.5m 孔的位置精度 孔的位置精度與夾具、機(jī)床的型式和精度有很大的關(guān)系。在固定式 夾具的機(jī)床上鏜孔，孔間距離和孔的軸線與定位基面的位置精度可穩(wěn)定 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 7 地達(dá)到 。在多工位機(jī)床上，由于回轉(zhuǎn)工作臺會回轉(zhuǎn)鼓0.25.m 輪存在定位誤差，則加工精度不高。如果在同一工位上，若有懸掛式活 動鉆模板，對孔進(jìn)行精加工時，其位置精度可達(dá)到 。0.5m (2).平面加工 在組合機(jī)床及其自動線上常用銑削、刮削、車削（端面）和拉削等 方法加工平面。一般采用銑削頭、滑臺和滑座等通用部件，根據(jù)被加工 工件的工藝要求組成單面、雙面以及立式、回轉(zhuǎn)臺式等多種型式的組合 銑床。當(dāng)加工大型的箱體類工件時，一般采用銑削頭固定、工件安裝在 工作臺上移動的布局型式。這樣的機(jī)床結(jié)構(gòu)較簡單，剛性較好，加工精 度較高。在加工中小型工件時，通常將銑削頭組成鼓輪式組合銑床或立 式連續(xù)回轉(zhuǎn)臺式組合銑床，這類機(jī)床生產(chǎn)效率高，加工精度較低。 在組合機(jī)床上加工平面的平直度可以達(dá)到在 1000 毫米長度內(nèi)偏差 0.020.05 毫米，表面粗糙度 微米。對定位基面的平行度可以保3.2aR 證在 0.05 毫米以內(nèi)，到定位基面的距離（一般在 500 毫米以內(nèi)）尺寸 公差可以保證在 0.05 毫米以內(nèi)。 組合機(jī)床是一種高效率專用機(jī)床，有特定的使用條件，不是在任何 情況下都能收到良好的經(jīng)濟(jì)效益。在確定設(shè)計(jì)組合機(jī)床前，應(yīng)該進(jìn)行具 體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，要在驅(qū)動橋殼體上三面鉆孔，孔的種類較多，總 數(shù)也較多。若采用普通機(jī)床加工需反復(fù)進(jìn)行，加工耗時較多，且不容易 保證孔與孔間的位置精度。根據(jù)零件的形狀及加工要求選取采用臥式雙 面組合鉆床，同時進(jìn)行雙面多孔加工。這樣可以保證孔與孔之間的位置 精度，且加工所需的時間大大縮短。除此之外采用組合機(jī)床對工人的要 求很低，節(jié)約了勞動成本。 綜上所述，對于在驅(qū)動橋殼體上三面鉆孔采用組合機(jī)床，可以取得 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 8 良好的經(jīng)濟(jì)性。 1.4 組合機(jī)床的發(fā)展趨勢 1.4.1 提高通用部件的水平 衡量通用部件技術(shù)水平的主要標(biāo)準(zhǔn)是：品種規(guī)格齊全，動、靜態(tài)性 能參數(shù)先進(jìn)，工藝性好，精度高和精度保持性好。 機(jī)械驅(qū)動的動力部件具有性能穩(wěn)定，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。目前，機(jī)械 驅(qū)動的動力部件應(yīng)用了交流變頻調(diào)速電機(jī)和直流伺服電機(jī)等，使機(jī)械驅(qū) 動的動力部件增添了新的競爭力。 動力部件采用鑲鋼導(dǎo)軌（硬度可達(dá) HEC5860） 、滾珠絲杠、靜壓導(dǎo) 軌、靜壓軸承、遲形皮帶等較新的結(jié)構(gòu)。支承部件采用焊接結(jié)構(gòu)等。由 于提高了部件的精度和動、靜態(tài)性能，因而使被加工的工件精度明顯提 高，表面粗糙度減小。 1.4.2 發(fā)展適應(yīng)中、小批生產(chǎn)的組合機(jī)床 在機(jī)械制造工業(yè)中，中小批量生產(chǎn)約占 80%。在某些中批量生產(chǎn)的 企業(yè)中，如機(jī)床、閥門行業(yè)中、其關(guān)鍵工序采用組合機(jī)床。其中機(jī)床廠 用組合機(jī)床加工主軸變速箱孔系，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，技術(shù)經(jīng) 濟(jì)效果顯著。發(fā)展具有可調(diào)、快調(diào)、裝配靈活、適應(yīng)多品種加工特點(diǎn)的 組合機(jī)床十分迫切。轉(zhuǎn)塔主軸箱式組合機(jī)床，可換主軸箱式組合機(jī)床以 及自動換刀式數(shù)控組合機(jī)床可用于中、小批生產(chǎn)，但這類機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 成本較高。 帶轉(zhuǎn)塔式主軸箱的組合機(jī)床，由于轉(zhuǎn)塔不能制造的太大，安裝的主 軸箱數(shù)量有限，因此只適應(yīng)工序不多，形狀不太復(fù)雜的零件加工。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 9 1.4.3 采用新刀具 近年來出現(xiàn)了多種新刀具，如具有鍍層的硬質(zhì)合金刀片、立方氮化 鵬刀具、金剛石刀具、各種可轉(zhuǎn)位的密赤銑刀，噴吸鉆頭，鑲有可轉(zhuǎn)位 刀片的“短鉆頭”等。一般情況下，采用先進(jìn)刀具的工時為原工時的 。由于提高了刀具的耐用度，大大縮短了多刀組合機(jī)床停機(jī)換1/24 刀時間，提高了組合機(jī)床的經(jīng)濟(jì)效益。 1.4.4 發(fā)展自動監(jiān)測技術(shù) 組合機(jī)床的自動檢測通常作為一個工位出現(xiàn)。自動檢測包括對毛 坯尺寸和工件硬度的檢查、鉆孔深度、刀具折斷、精加工尺寸和幾何形 狀的檢查等。檢查方法分為主動檢查與被動檢查。主動檢查是將不合格 的工件剔出，使之不往下個工位輸送。被動檢查則是發(fā)現(xiàn)不合格的工件 時發(fā)現(xiàn)停機(jī)信號。目前主動檢查應(yīng)用的日趨廣泛。由于電子元件迅速發(fā) 展，集成控制器、微機(jī)處理的應(yīng)用，使自動檢測技術(shù)更加可靠。自動檢 測工位要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，統(tǒng)計(jì)計(jì)算以及打印出有關(guān)數(shù)據(jù)或作為數(shù)字顯示。 自動監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展可以把被加工零件的實(shí)際尺寸控制在比規(guī)定公差更 小的范圍之內(nèi)。還可以把加工后的工件按公差進(jìn)行分組，以便按分組的 公差帶裝配。實(shí)際表明，采用分組裝配法提高產(chǎn)品的精度要比用單純提 高設(shè)備精度更為經(jīng)濟(jì)。 1.4.5 擴(kuò)大工藝范圍 組合機(jī)床出完成切削加工等工序外，還在逐步設(shè)計(jì)制造用于焊 接、熱處理、自動裝配、自動打印、性能試驗(yàn)以及清洗和包裝等用途的 組合機(jī)床。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 10 2 組合機(jī)床通用部件及其選用 通用部件是組合機(jī)床的基礎(chǔ)。部件通用化程度的高低標(biāo)志著組合機(jī) 床的技術(shù)水平。在組合機(jī)床設(shè)計(jì)中，選擇通用部件是重要內(nèi)容之一。 2.1 通用部件的類型 2.1.1 通用部件的分類 按通用部件在組合機(jī)床上的作用，可分為下列幾類： （1）.動力部件 動力部件是組合機(jī)床的主要部件，它為刀具提供 主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。動力部件包括動力滑臺及其相配套的動力箱和各種 單軸頭，如銑削頭、鉆削頭、鏜孔車端面頭等，其它部件均以選定的動 力部件為依據(jù)來配套選用。 （2）.支撐部件 支撐部件是組合機(jī)床的基礎(chǔ)部件，它包括側(cè)底座、 立柱、立柱底座和中間底座等，用于支撐和安裝各種部件。組合機(jī)床各 種部件之間的相對位置精度、機(jī)床的剛度要求主要由支撐部件保證。 （3）.輸送部分 輸送部件用于帶動夾具和工件的移動和轉(zhuǎn)動，以 實(shí)現(xiàn)工位的變換，因此，要求較高的定位精度。輸送部件主要有移動工 作臺和回轉(zhuǎn)工作臺。 （4）.控制部件 控制部件用于控制組合機(jī)床按預(yù)定的加工程序進(jìn) 行循環(huán)工作，它包括可編程控制器（PLC） 、各種液壓元件、操縱板、控 制擋鐵和按鈕臺等。 （5）.輔助部件 輔助部件包括用于實(shí)現(xiàn)自動夾緊工件的液壓或氣 動裝置、機(jī)械扳手、冷卻和潤滑裝置、排銷裝置以及上下料的機(jī)械手等。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 11 2.1.2 通用部件的型號、規(guī)格及配套關(guān)系 按通用部件標(biāo)準(zhǔn)，動力滑臺的主參數(shù)為其工作臺面寬度，其它通用 部件的主參數(shù)取與其配套的滑臺主參數(shù)來表示。例如，1HY32M1B 表示 臺面寬度為 320mm，經(jīng)過一次重大改進(jìn)，采用鑲鋼導(dǎo)軌的精密液壓滑臺； TX40A 表示于臺面寬度為 400mm 的滑臺配套，主軸徑向軸承采用短圓柱 滾子軸承，用于精加工的銑削頭。 等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的“1 字頭”通用部件，按精度分為：普通 級、精密級和高精度級三種精度等級。 “1 字頭”滑臺采用雙矩形閉式導(dǎo) 軌，縱向用雙矩形的外側(cè)導(dǎo)向，斜鑲條調(diào)整導(dǎo)軌間隙；壓板與支承導(dǎo)軌 組成輔助導(dǎo)軌副，防止傾覆力矩過大導(dǎo)致滑鞍（動導(dǎo)軌）與滑座（支承 導(dǎo)軌）分離。這種導(dǎo)軌制造工藝簡單，導(dǎo)向精度高，剛度好?；鶎?dǎo)軌 材料有兩種，分別在型號后面加 A、B 以區(qū)別，A 表示滑座導(dǎo)軌材料為 HT300，高頻淬火，淬火硬度為 4248HRC；B 表示滑座為鑲鋼導(dǎo)軌，淬 火硬度為 48HRC 以上。 數(shù)控機(jī)械滑臺是 1HJ 系列機(jī)械滑臺的派生產(chǎn)品，采用了大連組合機(jī) 床研究所研制的 ZHS-ACO4D 交流伺服系統(tǒng)，能自動變換進(jìn)給速度和工作 循環(huán)，在較大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動調(diào)速、位置控制、程序控制。適合多種 小批量柔性生產(chǎn)。帶光電編碼器的交流伺服電動機(jī)采用 SPWM 控制技術(shù)， 7502400r/min 為恒功率調(diào)速；運(yùn)動通過一級定比齒輪減速驅(qū)動滾珠 絲杠，驅(qū)動滑鞍移動，開環(huán)系統(tǒng)伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)角誤差為0.072， 由光柵尺組成的全閉環(huán)系統(tǒng)，滑鞍位置精度可達(dá)2m。 2.2 常用通用部件 常用的通用部件有動力滑臺、主軸部件、主運(yùn)動驅(qū)動裝置、工作臺、 支承部件等其他通用部件。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 12 （1）.動力滑臺 動力滑臺是有滑座、滑鞍和驅(qū)動裝置等組成、實(shí) 現(xiàn)直線進(jìn)給運(yùn)動的動力部件。 根據(jù)驅(qū)動和控制方式不同，滑臺可分為液壓滑臺、機(jī)械滑臺和數(shù)控 滑臺三種類型。本設(shè)計(jì)中選用液壓滑臺。 （2）.主軸部件 主軸部件又稱單軸頭或工藝切削頭，其端部安裝 刀具，尾部連接傳動裝置即可進(jìn)行切削。如進(jìn)行銑削、鏜削、鉆削及攻 螺紋等單軸加工工序。每種主軸部件均采用剛性主軸結(jié)構(gòu)。在加工時， 刀桿（或刀具）一般不需要導(dǎo)向裝置，加工精度主要由主軸部件本身以 及滑臺的精度保證。 （3）.主運(yùn)動驅(qū)動裝置 主運(yùn)動驅(qū)動裝置主要有兩大類：一類是與 通用主軸部件配套使用的主運(yùn)動傳動裝置；另一類是與主軸箱（專用部 件）相配的動力箱。 （4）.工作臺 工作臺是多工位組合機(jī)床的輸送部件，它用來將被 加工工件轉(zhuǎn)換到另一個工位。工作臺按運(yùn)動方式的不同可分為分度回轉(zhuǎn) 工作臺和多工位移動工作臺；按傳動方式的不同可分為機(jī)械傳動、液壓 傳動及氣壓傳動等多種型式。 （5）.支承部件 組合機(jī)床的支承部件往往是通用和專用兩部分的 組合。有中間底座、側(cè)底座和立柱及立柱側(cè)底座三種。 （6）.自動線通用部件 組合機(jī)床自動線是由組合機(jī)床及工件輸送 裝置、轉(zhuǎn)位裝置、排屑裝置等輔助設(shè)備和檢測裝置、電氣、液壓控制設(shè) 備等組成。 2.3 通用部件的選用 2.3.1 通用部件選用的方法和原則 選用的基本方法是：根據(jù)所需的功率、進(jìn)給力、進(jìn)給速度等要求， 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 13 選擇動力部件及其配套部件。選用原則如下： （1）切削功率應(yīng)滿足加工所需的計(jì)算功率。 （2）進(jìn)給部件應(yīng)滿足加工所需的最大計(jì)算進(jìn)給力、進(jìn)給速度和工 作行程及工作循環(huán)的要求，同時還需考慮裝刀、調(diào)刀的方便性。 （3）動力箱與多軸箱尺寸應(yīng)相適應(yīng)和匹配。 （4）應(yīng)滿足加工精度的要求。 （5）盡量按通用部件的匹配關(guān)系選用有關(guān)通用部件。 2.3.2 通用部件的選用 （1）動力部件品種的確定。 （2）動力部件規(guī)格的確定。 對于支承部件如側(cè)底座、立柱等通用部件，可選與動力滑臺規(guī)格相 配套的相應(yīng)規(guī)格。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 14 3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 組合機(jī)床是用已經(jīng)系列化，標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和少量專用部件組成 的多軸，多刀，多工序，多面或多工位同時加工的高效專用機(jī)床。在批 量生產(chǎn)正為了提高生產(chǎn)率，縮短加工時間和輔助時間，而且盡可能使輔 助時間和加工時間重合，使每個工位裝夾多個工件，同時進(jìn)行多刀加工， 實(shí)行工序高度集中，必須廣泛采用組合機(jī)床。 設(shè)計(jì)組合機(jī)床首先要分析零件，制定工藝規(guī)程，根據(jù)所加工的工序 繪制“三圖一卡”設(shè)計(jì)出本工序加工的多軸箱。以下是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)組 合機(jī)床的全過程. 3.1 組合機(jī)床方案設(shè)計(jì) 組合機(jī)床是針對被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求，按高度集中工序的 原則設(shè)計(jì)的一種高效率的專用機(jī)床。設(shè)計(jì)組合機(jī)床前，首先應(yīng)根據(jù)組合 機(jī)床完成工藝的一些現(xiàn)狀及組合機(jī)床各種工藝方案能達(dá)到的加工精度、 表面粗糙度及技術(shù)要求，解決零件是否可以利用組合機(jī)床加工以及采用 組合機(jī)床價格是否合理的問題。 3.1.1 擬定方案階段 擬定方案階段包括制定工藝方案，確定機(jī)床的配置型式機(jī)結(jié)構(gòu)方 案，最后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行圖紙的設(shè)計(jì)。 在制定方案時應(yīng)注意以下幾個方面： （1） 當(dāng)使用和制造出現(xiàn)矛盾時，應(yīng)先滿足使用要求，其次才是 盡可能便于制造。要盡量用先進(jìn)的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)； （2） 設(shè)計(jì)必須以生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，凡是未經(jīng)實(shí)踐考 驗(yàn)的方案，必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明可靠后才能用于設(shè)計(jì)； 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 15 （3） 繼承與創(chuàng)造相結(jié)合，盡量采用先進(jìn)工藝，迅速提高生產(chǎn)力， 為實(shí)現(xiàn)四個現(xiàn)代化服務(wù)。注意吸取前人和國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ) 上有所創(chuàng)造和發(fā)展。 本設(shè)計(jì)中選用雙面臥式鉆床為設(shè)計(jì)方案。 3.1.2 技術(shù)設(shè)計(jì)階段 根據(jù)已確定的工藝和結(jié)構(gòu)方案，按照加工示意圖和機(jī)床聯(lián)系尺寸 圖展開部件設(shè)計(jì)，繪制夾具、主軸箱等的裝配圖。 3.1.3 工作設(shè)計(jì)階段 繪制有關(guān)圖紙，編制機(jī)床說明書。詳細(xì)過程見下列步驟和所繪圖紙。 工作階段的設(shè)計(jì)的步驟如下： 1. 進(jìn)行零件的分析； 2. 繪制“三圖一卡”：先繪制加工工序圖，再繪制加工示意圖， 接著繪制加工聯(lián)系圖，最后再填寫生產(chǎn)率計(jì)算卡。 3.2 零件分析 3.2.1 氣缸體的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 缸體是發(fā)動機(jī)上的主要基礎(chǔ)零件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高，加 工工藝路線長。一般發(fā)動機(jī)的汽缸體與曲軸箱合為一體，又稱為機(jī)體， 它又缸體，曲軸箱，機(jī)座，主軸軸承蓋等零件組成。 氣缸體的功用是： 1、支撐發(fā)動機(jī)上的運(yùn)動件，并保證活塞，連桿，曲軸等各運(yùn)動部 件的準(zhǔn)確位置。 2、缸體上加工的出氣蓋，水道，油道，以保證發(fā)動機(jī)換氣，冷卻 和潤滑的需要。3、提供使發(fā)動機(jī)形成完整動力裝置所必須的各種輔助 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 16 設(shè)施的安裝基準(zhǔn)面。 由此可見，以滿足發(fā)動機(jī)的功能要求，就必須使其個表面之間有非 常準(zhǔn)確的相互位置精度和運(yùn)動關(guān)系。 本次加工的 468Q 缸體由特種合金鑄造成，硬度 210-241HB。如圖 3-1 所示。 圖 3-1 468Q 缸體 3.2.2 基準(zhǔn)的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)粗基準(zhǔn)選擇原則，要保證主要加工表面的余量均勻及保證將來 運(yùn)動件（連桿，曲軸等）與氣缸體各表面之間具有必要的間隙， 。氣缸 體的主要加工表面有：主軸軸承座孔，缸套孔，凸輪軸軸承孔等，要保 證它們的加工余量均勻，就應(yīng)該選取主軸軸承座孔和氣缸孔組為氣缸體 加工的粗基準(zhǔn)。 氣缸體是鑄件，有鑄造誤差，表面粗糙不平，如果直接用所選的粗 基準(zhǔn)定位加工大平面（即后續(xù)工序的定位精基準(zhǔn)） ，即產(chǎn)生的切削力大， 所需夾緊力也大，易使工件變形。同時粗基準(zhǔn)表面粗糙不平，也易使工 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 17 件在加工中松動。所以在加工中采用面積較小距離較遠(yuǎn)的幾個凸臺作為 過度基準(zhǔn)，即首先以粗基準(zhǔn)定位加工出過度基準(zhǔn)然后用過度基準(zhǔn)加工出 精基準(zhǔn)來。 （2）精基準(zhǔn)的選擇 同其他箱體零件一致，氣缸體加工中一般都選用底面及其上的兩個 工藝孔作為精基準(zhǔn)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是： 1. 地面面積大，工件安裝可靠，平穩(wěn)，能簡單可靠的約束工件的 六個自由度 2. 后續(xù)工序基本上均以一面兩孔定位，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，減少 了由于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的加工誤差。能保證各表面間的相互位置精度，例 如，缸套筒與底面的垂直度，主軸中心孔中心線與凸輪軸之間的平行度。 3. 由于基準(zhǔn)統(tǒng)一，可以簡化夾具的設(shè)計(jì)和制造周期，使用維修方 便，成本降低，減少了工件的翻轉(zhuǎn)次數(shù)，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，易實(shí) 現(xiàn)自動線加工。 4.加工主軸支撐座孔和凸輪軸軸承時，便于在夾具上設(shè)置鏜桿的支 撐導(dǎo)套，可以保證加工質(zhì)量和切削用量。 3.2.3 加工階段的劃分 （1）基準(zhǔn)加工 在前面幾道工序中把基準(zhǔn)加工出來，即“基準(zhǔn)先行” 。 （2）平面加工 按照先面后孔的原則將各平面加工出來。 （3）主要孔的粗加工 將主要孔的粗加工安排在各面加工完成后進(jìn)行。 可以盡早暴露工件上的缺陷： 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 18 粗加工中切去大部分余量后，內(nèi)應(yīng)力重新分布，使工件有較長時間 充分變形，使進(jìn)精加工能得到比較穩(wěn)定的加工精度。 粗加工中切削力大，所需夾緊力也大，將粗加工放在前面，精粗加 工分開，可以減少夾緊變形對精加工的影響。 次要工序加工：例如螺紋孔，油孔，倒角等，在各階段中穿插進(jìn)行。 （4）主要孔的精加工 包括半精鏜，精鏜缸套孔和主軸軸承座孔；軸承蓋裝配后，進(jìn)行半 精鏜，精鏜及研磨主軸軸承座孔給予只有相互位置精度要求的加工表面。 這些是氣缸體加工的關(guān)鍵程序。 把主要孔的精加工作為最后的加工階段，除上述原因之外，還可以 防止這些表面加工過程中遭到破壞。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 19 4 繪制“三圖一卡” 繪制組合機(jī)床“三圖一卡”,就是針對具體零件,在選定的工藝和結(jié) 構(gòu)法案的基礎(chǔ)上,進(jìn)行組合機(jī)床總體法案圖樣文件設(shè)計(jì)。內(nèi)容包括:繪制 被加工零件工序圖,加工示意圖,機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡” 。 本次設(shè)計(jì)工序是鉆兩側(cè)面的孔。 4.1 加工工序圖 4.1.1 被加工零件工序圖的作用和要求 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工序方案,表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床 上完成的工序內(nèi)容,加工部位的尺寸,精度,表面粗糙度及技術(shù)要求,加工 用的定位基準(zhǔn),夾壓部位以及被加工零件的材料,硬度和在本機(jī)床加工前 加工余量,毛坯或半成平情況的圖樣,除了設(shè)計(jì)研制合同外,它是組合機(jī) 床設(shè)計(jì)的具體依據(jù),也的也是制造,使用,調(diào)速和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文 件。 4.1.2 被加工零件工序圖的內(nèi)容 1、被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸及本工作設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu) 形狀和尺寸。 2、本工序所選用的定位基準(zhǔn),夾緊部位及夾緊方向。 3、本工序加工表面的尺寸,精度,表面粗糙度,形位公差等級,技術(shù) 要求以及對上道工序的技術(shù)要求。 4、注明被加工零件的名稱,編號,材料,硬度以及加工部位的余量。 4.1.3 編制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng) 1、本機(jī)床加工部分的位置尺寸由定位基面標(biāo)起，尤其在本機(jī)床加 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 20 工，所選用的定位基面與設(shè)計(jì)基面不一致時，還必須對各孔要求的位置 精度進(jìn)行分析和換算，即把不對稱公差的尺寸換算成對稱公差尺寸。以 便在進(jìn)行夾具鏜模孔設(shè)計(jì)和主軸箱設(shè)計(jì)時，確定鏜模孔尺寸及主軸位置 尺寸，并把各孔位置尺寸改為從定位 基面標(biāo)注。 2、對孔的加工余量要認(rèn)真分析，在鏜階梯孔時，其大直徑孔的單 邊余量應(yīng)小于相鄰兩孔半徑之差，以便鏜刀能通過。在加工毛坯孔時， 不僅要弄清楚加工余量，還需要注意孔德鑄造偏心及鑄造毛刺大小，以 便設(shè)計(jì)相應(yīng)尺寸的鏜桿，保證加工能正常進(jìn)行。 3、對精鏜機(jī)床必須注明是否允許有刀痕，以及允許退刀痕的形狀。 為了使被加工零件工序圖清晰明了，能突出本機(jī)床加工內(nèi)容，繪制 時對本機(jī)床加工部件用粗實(shí)線表示，其尺寸打上方框，其余部位用細(xì)實(shí) 線表示，定位基準(zhǔn)符號用“ ”表示（如圖 4-1 所示） ，夾壓位置符 號用表示（如圖 4-2 所示） 。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 21 圖 4-1 加工零件工序圖中的定位基準(zhǔn) 圖 4-2 加工零件工序圖中的夾壓位置 4.2 加工示意圖 4.2.1 被加工零件示意圖的作用 加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的。 是表達(dá)工藝方案、具體的機(jī)床工藝方案圖。它是設(shè)計(jì)刀具夾具多軸箱和 液壓、電氣系統(tǒng)以及選擇動力部件。繪制機(jī)床總配合尺寸圖的主要依據(jù)， 是對機(jī)床總體布局和性能的原始要求，也是調(diào)整機(jī)床刀具所必須的重要 技術(shù)文件。如圖 4-3 所示，其中 L 向是左視圖，R 向是右視圖。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 22 圖 4-3 加工零件示意圖 4.2.2 被加工零件示意圖的內(nèi)容 1、機(jī)床的加工方法、切削用量、工作循環(huán)和工作行程。 2、工件、刀具及導(dǎo)向、托架及多軸箱之間的相對位置及其聯(lián)系尺 寸。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 23 3、主軸結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長度。 4、刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、直徑和長度、接桿、浮動卡頭、 導(dǎo)向裝置、攻螺紋靠模裝置等結(jié)構(gòu)尺寸。 5、刀具、導(dǎo)向套間的配合,刀具、接桿主軸之間的連接方式及配合 尺寸等。 6、加工部位結(jié)構(gòu)尺寸、精度及分布情況。 7、工件名稱、材料、加工余量、切削液及是否需要讓刀等。 8、工件加工部位向視圖，并在向視圖上編出孔號。 4.2.3 選擇刀具、導(dǎo)向及有關(guān)計(jì)算 1.選擇刀具 刀具選擇要考慮工件加工尺寸精度，表面粗糙度，切屑的排除及 生產(chǎn)率要求等因素。一般孔加工刀具其直徑選擇應(yīng)與加工部位尺寸，精 度相適應(yīng)，其長度要保證加工終了時，刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向外套端面 有一定距離（一般 3050mm） 。查組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊莫氏錐柄 麻花鉆的直徑系列 由 D=18mm 選取麻花鉆類型為錐柄麻花鉆（如圖 4-4 所示） ，參數(shù)如下： L=220mm l=130 mm 頂角 2= 后角 =1814 螺旋角 = 錐度號為 29 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 24 圖 4-4 莫氏錐柄麻花鉆 2.導(dǎo)向套的選擇 導(dǎo)向套的類型通常分為兩類，一類是固定式導(dǎo)向套，即刀具導(dǎo)向套 部分與導(dǎo)套之間既有相對移動又有相對轉(zhuǎn)動；另一類是旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向套， 刀具導(dǎo)向部分與導(dǎo)套之間只有相對移動而無相對轉(zhuǎn)動。相對轉(zhuǎn)動線速度 小于 20m/min 時，通常采用固定式導(dǎo)向套；大于 20m/min 時，為避免刀 桿與導(dǎo)向套摩擦發(fā)熱變形，產(chǎn)生“別勁”現(xiàn)象，應(yīng)選用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向。 導(dǎo)向套的主要參數(shù)通常指：導(dǎo)套的直徑及公差配合，導(dǎo)套的長度及 導(dǎo)套到工件端面距離。這些參數(shù)根據(jù)已確定的導(dǎo)向套類型、工件形狀、 公差精度及刀具剛性等確定。固定式導(dǎo)向套的長度取刀具導(dǎo)向部分直徑 的 24 倍，導(dǎo)向套直徑大者取小值，直徑小時取大值。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向?qū)?套的長度應(yīng)取導(dǎo)向部分直徑的 23 倍。 在本設(shè)計(jì)中，導(dǎo)向套應(yīng)選用單個固定式，導(dǎo)向套的長度取 40mm。 如圖 4-5 所示。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 25 圖 4-5 導(dǎo)向套 3.確定導(dǎo)向套離工件端面的距離 導(dǎo)向套離工件端面的距離一般按 h=(0.30.7)d 取值，加工鑄鐵時 取小值，加工鋼件時取大值。 所以導(dǎo)向套離工件端面的距離取 h=30mm。 4.確定主軸類型、尺寸、外伸長度 主軸軸徑尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù)選定的切削用量計(jì)算出切削轉(zhuǎn)矩 T： 0.83.6079.61.271412.853.9. 9164TDftHBkgmNA 查組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊表 3-4 初定主軸軸徑 41402.95dBTm 考慮便于生產(chǎn)管理，適當(dāng)簡化規(guī)格。綜合考慮加工精度和具體工件 條件，查資料組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊 ，按表 3-6 和表 4-1 選定主軸 外伸長度 L、外徑 D 和內(nèi)徑 及配套的刀具接桿莫氏錐度號或攻螺紋靠1d 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 26 模規(guī)格代號等。 選定主軸軸徑 ，主軸外伸尺寸 L=115 ，外伸端125dmm 為 40/28。1/Dd 主軸軸徑 ，主軸外伸尺寸 L=115 ，外伸端 為230 1/Dd 50/36。 接桿莫氏圓錐號為 1。 5.確定連桿的規(guī)格和主要尺寸 根據(jù)主軸端部的內(nèi)徑或莫氏錐度，在刀桿的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中選出刀桿的 規(guī)格和主要尺寸，其中包括刀桿長度的推薦范圍。 主軸 1 選用的連桿：L280 m 主軸 2 選用的連桿：L =260 . 6.工作行程長度的確定 （1）工作進(jìn)給長度 。 工作進(jìn)給長度等于被加工部位的長度與l工 進(jìn) 刀具切入長度和切出長度之和，切出長度應(yīng)取 ，d 為鉆頭直50.3m 徑；切入長度可根據(jù)工件端面誤差確定，一般為 510 ，在本設(shè)計(jì) 中工作進(jìn)給長度為 32 。m （2）快速退回長度。 一般在固定式夾具的鉆、擴(kuò)、絞孔機(jī)床上， 快速推回長度必須保證所有道具都退進(jìn)夾具導(dǎo)向套內(nèi)，不影響裝卸工作 即可。對于夾具需要回轉(zhuǎn)和移動的機(jī)床，快速退回長度必須把道具、托 架、活動鉆模板以及定位銷等都退離到家具運(yùn)動時間可能碰到的范圍以 外，或不影響裝卸工件的距離。 所以快速退回長度取 60 。m （3）快速引進(jìn)長度。 快速引進(jìn)是動力部件把刀具快速送到工作進(jìn) 給開式的位置，本設(shè)計(jì)中應(yīng)等于快退長度減去工進(jìn)長度，取其為 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 27 28 。m （4）動力部件總行程長度。 動力部件總行程長度除必須滿足工作 循環(huán)剛做行程要求外，還要考慮調(diào)整和裝卸刀具的要求，即考慮前備量 和后備量。前備量是指刀具磨損和補(bǔ)償安裝制造誤差，動力部件可以喜 愛那個前調(diào)整的距離。后備量是指刀具連同接桿一起從主軸上取出時， 保證刀具退離導(dǎo)套外的距離大于接桿插入主軸孔內(nèi)的長度。取前備量 30 ,備量 180 。則工作行程長度示意圖如圖 4-6 所示。m 圖 4-6 工作行程長度示意圖 7、其它應(yīng)注意的問題 （1）加工示意圖上應(yīng)有足夠的聯(lián)系尺寸，并標(biāo)注恰當(dāng)，如主軸端 部尺寸、刀具結(jié)構(gòu)尺寸、導(dǎo)向尺寸、工件至夾具的尺寸，工件本身以及 加工部件的尺寸等。 （2）應(yīng)有足夠的說明，如被加工零件的圖號、材料、硬度、加工 余量、工件是否有讓刀運(yùn)動，以及是否采用冷卻。 （3）加工部位的示意圖，需要將工件各面的形狀和加工孔的位置 用縮小比例畫出，并標(biāo)注孔號。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 28 (4 )相鄰兩孔中心距小的主軸，須在展開圖上按照比例畫出，以便 檢查主軸、接桿、導(dǎo)向及浮動頭是否相碰。 (5)加工示意圖是按照加工終了狀態(tài)繪制。 4.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 4.3.1 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的作用與內(nèi)容 一般來說，組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件動力滑臺、動力箱、 各種工藝切削頭、側(cè)底座、立柱、立柱底座及中間底座加上專用部件 主軸箱、輔具系統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤滑、排屑系統(tǒng)組合裝配 而成。聯(lián)系尺寸圖用來表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動關(guān)系， 以檢驗(yàn)機(jī)床各部件的相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求，通用部件 的選擇是否合適，并為進(jìn)一步開展主軸箱、夾具等專用部件、零件的設(shè) 計(jì)提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡化的機(jī)床總圖，它表示機(jī)床的配 置型式及總體布局。 聯(lián)系尺寸圖的作用如下： 1）機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)。 2）按初步選定的主要通用部件以及確定的主用部件的總體結(jié)構(gòu)而 繪制的。 3）可用來表示機(jī)床的配置型式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相 互聯(lián)系運(yùn)動關(guān)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適。 4）它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)，它可以看成 是機(jī)床總體外觀簡圖。 聯(lián)系尺寸圖的主要內(nèi)容如下： 1）以適當(dāng)數(shù)量的視圖（一般為主、左、右視圖）按同一比例畫出 機(jī)床各主要組成部件的外形輪廓及相對位置，表明機(jī)床的配置型式及總 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 29 體布局，主視圖的選擇應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致。 2）圖上應(yīng)盡量減少不必要的線條及尺寸，但反映各部件的聯(lián)系尺 寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動部件的極限位置及行程尺寸，必須 完整齊全。各部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)不必畫出，留在具體設(shè)計(jì)部件時完成。 3）為便于部件設(shè)計(jì)，聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格代號、 電動機(jī)型號、功率及轉(zhuǎn)速，并注明機(jī)床部件的分組情況及總行程。 4.3.2 動力部件的選擇 動力滑臺選擇液壓滑臺，原因如下：液壓滑臺在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn) 給量可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速；可以獲得較大的進(jìn)給力；由于液壓驅(qū)動，零件磨 損小，使用壽命長；過載保護(hù)簡單可靠；由行程調(diào)速閥來控制滑臺的快 進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠。 進(jìn)給力： 691.5N485.3710.927.5F2F43 左 N.96.1056右 進(jìn)給速度： min/48vf 根據(jù)進(jìn)給力及進(jìn)給速度，查組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊表 5-1，并 考慮進(jìn)給過程中的摩擦力及進(jìn)給速度的平穩(wěn)性，選擇左右液壓滑臺均為 1HY32A 型液壓滑臺，其最大進(jìn)給力為 12500N，最小進(jìn)給速度為 20mm/min。因?yàn)?，所以能夠保證平穩(wěn)進(jìn)給。min2vf 根據(jù)液壓滑臺的參數(shù)，查表 5-3，配置 1CC321型滑臺側(cè)底座。 計(jì)算電機(jī)功率： 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 30 kw745.08.09.712.P 切 削左 多 軸 箱 kw.36 切 削右 多 軸 箱 式中，多軸箱傳動效率，加工黑色金屬時取 0.80.9，主軸數(shù) 多，轉(zhuǎn)動復(fù)雜時取小值，反之取大值。 （式中取 =0.8） 動力箱規(guī)格要與動力滑臺相匹配，根據(jù)電機(jī)功率，滑臺滑鞍尺寸 630320，初選 1TD32型動力箱，電機(jī)型號為 Y100 L1-4，電機(jī)功率 為 2.2KW，電機(jī)轉(zhuǎn)速為 1430r/min，輸出軸轉(zhuǎn)速為 715r/min。 4.3.3 裝料高度的確定 機(jī)床裝料高度是指機(jī)床上工件的安裝基面到地面的垂直距離。為提 高通用部件及支承部件的剛度并考慮自動線設(shè)計(jì)時中間底座內(nèi)要安裝夾 具輸送裝置、冷卻排屑裝置，新頒布的組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)推薦裝料高度 ，與國際標(biāo)準(zhǔn) 一致。在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時，裝料mH106ISO 高度可根據(jù)具體情況在 之間選取。mH10685 由于受工件最低孔位置 、多軸箱最低主軸高度 和所選h2 1h 通用部件、中間底座、夾具高度等尺寸的限制的限制，再考慮到工人操 作的方便性和機(jī)床的共度要求，本設(shè)計(jì)的機(jī)床裝料高度取 。mH5.90 4.3.4 初定中間底座尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝連接的需要。根據(jù)選 定的動力箱滑臺、側(cè)底座等標(biāo)準(zhǔn)的位置關(guān)系，并考慮到毛坯誤差和裝配 偏移，中間底座支承夾具底座的空余邊緣尺寸，算出的長度應(yīng)圓整，并 按 優(yōu)選數(shù)系選用。應(yīng)使空余邊緣尺寸不小于 。20R m107 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 31 由金屬切削機(jī)床組合機(jī)床部分的內(nèi)容可知：中間底座的高度優(yōu) 先選取 630mm，還可以選取 710mm 和 560mm。據(jù)此選定中間底座高度為 630mm。 中間底座長度方向尺寸可按下式確定： )(2)2( 31321 llLL 式中： 加工終了位置，多軸箱端面至工件端面間的距離，本1 設(shè)計(jì)中 ；mL25 主軸箱厚度，本設(shè)計(jì)中 ；mL325 工件沿機(jī)床長度方向的尺寸，本設(shè)計(jì)中 ；3 L2013 機(jī)床長度方向上，主軸箱與動力滑臺的重合長度，本1l 設(shè)計(jì)取 ；m35 加工終了位置，滑臺前端面至滑座前端面的距離，對2l 于通用的標(biāo)準(zhǔn)動力滑臺， 尺寸的最大范圍為2l 。本設(shè)計(jì)取 ；m857m80 滑座前端面至側(cè)底座前端面的距離，本設(shè)計(jì)取3l 。l103 )(2)( 31321 llLL 085)0352(m7 根據(jù) ，查組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊表 2-5（中間底座mL71 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 32 主要尺寸）： 選定中間底座長為 mL710 又根據(jù)被加工零件的寬度為 ，以及其他聯(lián)系尺寸，選定中235 間底座寬度為 。50 中間底座的長寬為 。071 4.3.5 多軸箱輪廓尺寸的確定 標(biāo)準(zhǔn)通用多軸箱的厚度是一定的，臥式為 。因此，確定多m325 軸箱尺寸，主要是確定多軸箱寬度 和高度 及最低主軸高度 。多軸BH1h 箱寬度 、高度 的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下BH 式確定： 12b1bh 式中： 工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（ ） 。m 最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（ ） 。1 工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（ ） 。h 最低主軸高度（ ） 。1 m 為保證多軸箱有排布齒輪的足夠空間，推薦 。mb1071 主軸箱最低主軸高度 須考慮到與工件最低孔位置（ ） 、1hh62 機(jī)床裝料高度（ ） 、滑臺滑座總高（ ） 、側(cè)底座mH5.9083 高度（ ）等尺寸之間的關(guān)系而確定。對于臥式組合機(jī)床，h564 要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄露，通常推薦：1 mh14051 ).0(432hH )628.0(59169 bB37281 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 33 mbhH32069170 根據(jù)上述計(jì)算值，按多軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定多軸箱輪 廓尺寸為 mB3240 由組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊得： 左右多軸箱選 1TD25-型動力箱驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速，n=785r/min; 電動機(jī) 選 Y100L -4 型，功率為 2.2kw; 選 1HJc25-型滑臺，最大行程1 400mm，滑臺臺面寬度為 B=250mm；快速進(jìn)給速度為 8m/min； 由表 5-2 選滑臺附件，過渡箱為 1HJ25-F51,導(dǎo)軌防護(hù)裝置為 1HJ25-F81,制動器 T3542，立柱為 1CL25M，立柱側(cè)底座為 1CD252M,滑 臺側(cè)底座為 1CC252M。最后確定的鉆床設(shè)計(jì)總圖如圖 4-7 所示。 圖 4-7 鉆床設(shè)計(jì)總圖 4.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 4.4.1 理想生產(chǎn)率 理想生產(chǎn)率 指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng) （包括備品及廢品率在內(nèi)）所要QA 求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時總數(shù) 有關(guān)，一般情況下，單班制生產(chǎn)K 取 ，則Kh20 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 34 件h35207KAQ 4.4.2 實(shí)際生產(chǎn)率 實(shí)際生產(chǎn)率 指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。1 hTQ/601件單 式中： 生產(chǎn)一個零件所需的時間（ ） ，它可以根據(jù)下式單Tmin 計(jì)算： in21 裝 卸移快 退快 進(jìn)停輔切單 tvLtvLt fkff 式中： 、 分別為刀具第、第工作進(jìn)給行程長度1L2 （ ） ；m 、 分別為刀具第、第工作進(jìn)給速度（1fv2f ） ；in/ 當(dāng)加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時，停t 動力滑臺在死擋鐵上的停留時間，通常指刀具在加 工終了時無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)所需的時間（105 ） ；min 、 分別為動力部件快進(jìn)、快退行程長度（ ） ；快 進(jìn)L快 退 m 動力部件快速行程速度。采用機(jī)械動力部件取fkv ，液壓動力部件取 ；in/65in/103 直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換的