組合專機(jī)-汽缸體頂面鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)

組合專機(jī)-汽缸體頂面鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì),組合,專機(jī),汽缸,體頂面,鉆孔,機(jī)床,設(shè)計(jì) 機(jī)械加工工藝過程卡機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)共 2 頁產(chǎn)品名稱零件名稱氣缸體第 1 頁材料牌號(hào)HT200毛坯種類鑄件毛坯外形尺寸197205276每毛坯可制件數(shù)1每臺(tái)件數(shù)備注工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備工時(shí)準(zhǔn)終單件1 以頂面為粗基準(zhǔn),粗銑底面QGT-ZJ-012以底面定位，粗銑頂面QGT-ZJ-023以頂面定位，半精銑底面QGT-ZJ-034鉆對(duì)角2-11通孔Z35K5鉸對(duì)角2-11通孔Z35K6粗銑左右面QGT-ZJ-047粗銑前后面QGT-ZJ-058粗鏜76孔QGT-ZJ-069粗鏜2-65孔QGT-ZJ-0710粗鏜M37沉頭孔QGT-ZJ-0811以底面定位，半精銑頂面QGT-ZJ-0912精銑左右面QGT-ZJ-1013精銑前后面QGT-ZJ-1114以頂面定位，精銑底面QGT-ZJ-1215鉆底面另外兩個(gè)11通孔Z35K16鉸底面另外兩個(gè)11通孔Z35K17鉆8-M8-7H螺紋底孔QGT-ZJ-1318鉆8-M6-7H螺紋底孔QGT-ZJ-1419鉆6-M8-7H深15螺紋底孔 QGT-ZJ-1520攻8-M8-7H螺紋QGT-ZJ-1621攻8-M6-7H螺紋QGT-ZJ-1722攻6-M8-7H深15螺紋QGT-ZJ-1823攻M37螺紋QGT-ZJ-1924鉆Z3/8錐孔Z35K25攻Z3/8錐孔Z35K26精鏜76H8孔QGT-ZJ-2027精鏜2-65H7孔QGT-ZJ-2128去毛刺29零件終檢設(shè)計(jì)（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì)簽（日期）2012-3-17標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 被 加 工 零 件 圖 號(hào) 毛坯種類 鑄件 名 稱 氣缸體 毛坯重量 材 料 HT200 硬度 190-247HBS 工 序 名 稱 鉆上頂面6孔 工序號(hào) 序 號(hào) 工步名稱 被加工零件數(shù)（個(gè)） 加工直徑（mm） 加工長度（mm） 工作行程（mm） 切削速度（m/min） 轉(zhuǎn)速（r/min） 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r) 每分鐘進(jìn)給量（mm/min） 工時(shí)（分） 機(jī)動(dòng)時(shí)間 輔助時(shí)間 共計(jì) 1 裝卸工件 1 1.5 1.5 2 動(dòng)力部件快進(jìn) 42 50 0.008 0.008 3 動(dòng)力部件工進(jìn) 7 20（盲孔） 27 11 500 0.1 50 0.54 0.54 4 死擋鐵停留 0.01 0.01 5 動(dòng)力部件快退 69 50 0.014 0.014 備 注 本機(jī)床裝卸工件時(shí)間取為1.5min 單件總工時(shí) 0.54 1.532 2.17 機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率Q1 27.6（件/小時(shí)） 機(jī)床理想生產(chǎn)率Q 17（件/小時(shí)） 負(fù)荷率負(fù) 0.62 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）任 務(wù) 書 學(xué)院 班級(jí) 學(xué)生設(shè)計(jì)（論文）題目 汽缸體頂面鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì) 課題來源 生 產(chǎn) 起訖日期12年3月5日至12年5月31日共13周指導(dǎo)教師（簽名） 系（教研室）主任（簽名） 課題依據(jù)：1汽缸體零件圖；2年產(chǎn)量40000件；任務(wù)要求： 1安排零件機(jī)械加工工藝； 2完成組合機(jī)床“三圖一卡”； 3設(shè)計(jì)機(jī)床的電氣、液壓或氣動(dòng)控制系統(tǒng)； 4完成多軸箱裝配圖設(shè)計(jì)； 5完成夾具裝配圖設(shè)計(jì)； 6編寫設(shè)計(jì)說明書； 7提交專題綜述或?qū)I(yè)文獻(xiàn)閱讀報(bào)告1份； 8完成專業(yè)外文資料翻譯1份。 備 注：圖紙總工作量不少于4張0號(hào)圖，其中計(jì)算機(jī)繪圖1張。計(jì)劃進(jìn)度：起訖日期工 作 內(nèi) 容備 注3.53.143.153.203.213.293.304.154.164.264.275.105.115.225.235.275.285.29熟悉課題，收集資料文獻(xiàn)閱讀與翻譯調(diào)研及工藝方案論證安排機(jī)械加工工藝路線，繪制工序圖繪制加工示意圖繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖設(shè)計(jì)多軸箱設(shè)計(jì)夾具圖編寫設(shè)計(jì)說明書整理資料，答辯視需要決定調(diào)研備 注一種新的數(shù)控車床加工機(jī)制丹尼爾方x。*新澤西李機(jī)械工程學(xué)系、愛荷華州立大學(xué),艾姆斯說,是50011年,美國于2月2日收到,在2000年6月16日收到修改形式;在2000年7月 10日接受。文摘詳細(xì)介紹了開發(fā)的一種新型數(shù)控車床加工機(jī)制與網(wǎng)上切削刃的角度可調(diào)的傾向,這是其中的一個(gè)主要工具在幾何參數(shù)的加工操作。該機(jī)制的基礎(chǔ)上,結(jié)合三個(gè)連接(1)調(diào)節(jié)角度工具傾向自動(dòng)化、連續(xù)化,(2)三個(gè)彎槽工作同時(shí)補(bǔ)償提示偏差準(zhǔn)確和(3)一個(gè)輸入連接直線步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下,轉(zhuǎn)換在線性中風(fēng)工具的角度的旋轉(zhuǎn)。原型開發(fā)機(jī)制提供了一個(gè)新的工具未來的開放architecture-based CNC設(shè)備。2000農(nóng)業(yè)科技有限公司版權(quán)所有。關(guān)鍵詞:工具傾斜角度,刀具幾何、CNC加工1介紹刀具幾何參數(shù)在決定整個(gè)加工,包括切削力、刀具磨損、表面光潔度、芯片和芯片斷裂形成中起著重要作用1,2。優(yōu)化刀具幾何的重要性已經(jīng)突出來的巨大的經(jīng)濟(jì)意義在機(jī)械加工中刀具耐用度最大化3。在過去的幾十年中,很多研究已經(jīng)取得了重要的研究工具幾何效應(yīng),包括工具傾向的角度出發(fā),對(duì)加工性能。眾所周知,傾斜角度的工具是確定芯片流向加工的重要因素4而且已被應(yīng)用于各種數(shù)學(xué)模型對(duì)芯片流5,6。在完成車削過程中, 一個(gè)工具傾向的角度的得出能有效引導(dǎo)芯片流移動(dòng)方向來減少這些風(fēng)險(xiǎn)對(duì)芯片糾纏7,8和保護(hù)加工表面,從而在自動(dòng)化加工系統(tǒng)中達(dá)到有效的芯片控制。由于其切削力顯著影響，傾斜角度的工具也被包括在一些研究者的切削加工性能的數(shù)學(xué)模型研究9,10。數(shù)控機(jī)床的核心是CIM。最近世界各地的研發(fā)實(shí)力和發(fā)展新一代數(shù)控機(jī)器配有開放體系結(jié)構(gòu)的允許模塊化集成控制系統(tǒng)的傳感器、過程監(jiān)控和控制單元和數(shù)控機(jī)床上,不僅加工刀具路徑,而且過程性能可以在實(shí)時(shí)CNC加工操作系統(tǒng)(11) 中進(jìn)行編程控制。然而,沒有成功的工作已經(jīng)報(bào)道了發(fā)展的在線工具模具幾何控制機(jī)制,可以用于CNC設(shè)備。在該領(lǐng)域還只有兩個(gè)有關(guān)報(bào)告是基于最近的文獻(xiàn)的。第一個(gè),公布于1990年的Kolder誤碼率14,是一個(gè)允許用戶通過不斷的變革的工具角度來建立幾何參數(shù)優(yōu)化工具的普遍機(jī)械刀具。然而, 由于下列兩個(gè)主要的限制,他們開發(fā)的原型并不適用于實(shí)時(shí)控制的要求或數(shù)控加工業(yè)務(wù)：1對(duì)于設(shè)置工具機(jī)制角度是基于離線手工操作。2結(jié)果提示偏差必須要用try-and-see的手動(dòng)調(diào)整方法。第二個(gè)，方和Najmossadat15在1996年出版，具有自動(dòng)控制工具傾角的能力，然而，他們的原型也有有限的應(yīng)用，主要是由于以下兩個(gè)原因：1刀具角度變化的機(jī)制是基于三個(gè)線性斜坡約補(bǔ)償沙爹工具提示的偏差，從而導(dǎo)致工具傾角的變化范圍有限（只有5）和有限的工具提示偏差補(bǔ)償精度。2夾緊機(jī)制僅限于手動(dòng)式車床。顯然，沒有多大意義手動(dòng)機(jī)有功能上線的可調(diào)刀具幾何。因此，需要確定以前的工作15通過引入新機(jī)制，更好的工具提示補(bǔ)償精度提高，范圍更廣的角度調(diào)整，適用于數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)。一個(gè)三通和三彎槽相結(jié)合的機(jī)制已在這項(xiàng)工作中，克服了上述兩個(gè)限制。三個(gè)弧形槽，它在本質(zhì)上是非線性，已被證明是準(zhǔn)確自動(dòng)補(bǔ)償sating的工具傾角調(diào)節(jié)范圍廣的工具提示偏差。2新的數(shù)控加工機(jī)制的說明它一直被稱為刀具傾角在確定的加工性能起著重要的作用，因此這將是可取的，如果傾角可濃度控制在數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)加工系統(tǒng)的上線。2.1新的數(shù)控加工機(jī)制的基本結(jié)構(gòu)工具提示為新的數(shù)控加工機(jī)制，始終保持在所需的點(diǎn)在溫泉即沒有任何偏離其工作點(diǎn)，而工具的傾角正在昌同時(shí)在加工過程中。新工裝機(jī)制結(jié)構(gòu)1，三通自動(dòng)連續(xù)調(diào)整工具傾角;2，三個(gè)弧形槽，同時(shí)工作，以彌補(bǔ)工具提示偏差;3，標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)的可轉(zhuǎn)位刀具刀片刀架;4，步進(jìn)馬達(dá)與線性輸出;5，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的刀柄或適配器，可以連接數(shù)控車床刀架。 整個(gè)工裝系統(tǒng)，包括步進(jìn)電機(jī)，適用于標(biāo)準(zhǔn)的刀柄炮塔內(nèi)的數(shù)控車床。三通/三彎槽的機(jī)制原理是，如圖1。2.2制定工具提示偏差，導(dǎo)致在傾角的變化一個(gè)刀架是在3-D（斜）的加工工藝能夠改變傾角，它是必要的，到一個(gè)點(diǎn)，它的功能作為一個(gè)支點(diǎn)上刀架，刀架旋轉(zhuǎn)。工具提示不能被選為這一點(diǎn)，因?yàn)樗堑毒吆凸ぜg的接觸點(diǎn)。假設(shè)A點(diǎn)旋轉(zhuǎn)刀架，工具提示將與工件的接觸點(diǎn)的兩種類型的偏差，高度差h和徑向偏差R為如圖。2。方程的偏差可以被稱為15，這是以前的工作，就是，高度偏差徑向偏差其中w是刀架的高度，L-1刀架上的提示和支點(diǎn)之間的距離，是一個(gè)W和L-1的功能，q是角度旋轉(zhuǎn)，這是同等規(guī)模所需的傾向角。應(yīng)當(dāng)指出的是，工具提示偏差是工件軸對(duì)稱。這意味著，例如，徑向偏差時(shí)的角度為+ Q會(huì)時(shí)，它是2Q不同。因此，H +和R+是用來指工具提示偏差時(shí)是積極的，H 2和R 2負(fù)角的角度q。據(jù)圖2，偏差方程可以進(jìn)一步簡化為制定和計(jì)算的方便。高度偏差：2.3三彎斜坡的機(jī)理及設(shè)計(jì)三個(gè)弧形槽，同時(shí)工作的機(jī)制，可以在圖所示。 3。刀架旋轉(zhuǎn)時(shí)，為了彌補(bǔ)工具提示偏差，A點(diǎn)算機(jī)同時(shí)移動(dòng)。這可以通過設(shè)置點(diǎn)到沿著固定槽和彎曲移動(dòng)（曲線3）。一個(gè)洞，在A點(diǎn)，軸通過插入孔和弧形槽（曲線3）。因此，如果沿曲線3軸移動(dòng)，指向刀架在同一移動(dòng)相應(yīng)地沿曲線3的距離。刀架之間增加弧形槽2（曲線2），以移動(dòng)軸和曲線3，因此，點(diǎn)沿曲線3。當(dāng)曲線2旅行相對(duì)曲線3，線性軸將推動(dòng)沿曲線3。為了能夠改變工具的傾斜角度，刀架上B點(diǎn)必須沿著彎曲的槽（即曲線1）相對(duì)A點(diǎn)的兩條曲線1和2上設(shè)置一個(gè)移動(dòng)的輸入鏈接。它應(yīng)該指出，曲線1和2有一種內(nèi)在的關(guān)系，因?yàn)锽點(diǎn)的位置上曲線1依賴于任何所需的工具，傾角為2曲線上的點(diǎn)A的位置。曲線3的設(shè)計(jì)應(yīng)以這樣一種方式，它將使A點(diǎn)移動(dòng)到對(duì)面的方向，但在同樣的距離，工具提示偏差。因此當(dāng)工具傾角旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度q，A點(diǎn)應(yīng)在X方向移動(dòng)的距離必須是平等的工具提示相同角度的徑向偏差。同樣，距離點(diǎn)應(yīng)在Y方向移動(dòng)，必須是平等的工具提示的高度差，在相同的角度q。因此，根據(jù)圖所示的坐標(biāo)系。 3，方程曲線3表現(xiàn)為，曲線2的功能是將一個(gè)沿曲線，如圖所示的槽3點(diǎn)。3。曲線2的垂直高度必須超過總高度偏差較大的工具提示。最小長度的曲線2可以發(fā)現(xiàn)，作為其中：Q2曲線2的傾斜角;H +積極的最大工具提示的高度差;H2的負(fù)最大的工具提示的高度差;L2是時(shí)，無論是在工具傾角= 0對(duì)應(yīng)的刀架中心線之間的距離曲線1和曲線3。（LS）曲線2（Q2）和中風(fēng)的角度是成反比的。他們要么應(yīng)該選擇，考慮到工作空間的可用性。中風(fēng)LS是輸入墨旅行的距離。曲線1的功能是將B點(diǎn)相對(duì)A點(diǎn)，直到達(dá)到所需的工具傾角。曲線1，得到B點(diǎn)的相對(duì)位置確定曲線2一個(gè)點(diǎn)上的立場據(jù)圖所示的坐標(biāo)系。3，曲線方程可以推導(dǎo)出，2.4測定輸入鏈接的中風(fēng)重要的是要建立輸入鏈接，這是從電機(jī)控制的線性輸出，工具傾角中風(fēng)之間的關(guān)系，使中風(fēng)的嚴(yán)重程度可確定所需的工具傾角。據(jù)圖。 4，為中風(fēng)的方程可以表示如下：如果我們讓可以進(jìn)一步簡化為，3表現(xiàn)新的CNC模具開發(fā)的原型圖5顯示了新數(shù)控車床的工裝機(jī)制的實(shí)際原型的照片。有七個(gè)主要的機(jī)械單位建造的原型，描述如下。1，輸入鏈接：它由彎插槽1和2，也可用于打擊刀架到位。2，捂盤：它包含了曲線槽3，也被用來打擊在輸入鏈接。3，電機(jī)安裝板：它是用來掛載直線步進(jìn)電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)輸入鏈接。4，兩軸：它們被用來支持在點(diǎn)A和B的孔，并保持在三個(gè)插槽。5，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的工具插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刀柄：刀柄將輪流在刀柄內(nèi)的空間限制。6，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的刀柄：刀柄是標(biāo)準(zhǔn)附件，數(shù)控機(jī)床和設(shè)計(jì)舉辦的數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架。在這項(xiàng)工作中，刀柄也被用來容納整個(gè)新的數(shù)控加工機(jī)制。7，步進(jìn)馬達(dá)與線性輸出：線性輸出驅(qū)動(dòng)輸入鏈接到生產(chǎn)所需的相應(yīng)的工具傾角中風(fēng)。這三個(gè)動(dòng)作，即聯(lián)系1-3圖所示。 1，同時(shí)將移動(dòng)根據(jù)線性中風(fēng)是由步進(jìn)電機(jī)控制。圖6顯示了計(jì)算機(jī)模擬的新工具的機(jī)制，在三個(gè)不同的工具傾角位置。圖7給出了另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上模擬顯示工具提示停留在相同點(diǎn)，也就是其工作點(diǎn)，當(dāng)工具傾斜角度的變化。新的數(shù)控加工機(jī)制，可以用來研究切割連續(xù)工具傾角的變化，部隊(duì)的模式，如圖所示。8的一套工具傾角增加切削力降低，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果的典型。在不同切削條件下使用的6個(gè)不同的工具芯片斷路器的兩個(gè)案例研究也證實(shí)，增加工具傾角減小切削力，如圖所示。9。用不同的工具，芯片斷路器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，可控的工具，傾角，結(jié)合不同的芯片斷路器的名稱，可能有助于實(shí)現(xiàn)最好的芯片控制，降低切削力，刀具幾何形狀的優(yōu)化上線。因此，它可以清楚地看到該工具的傾角對(duì)切削力有顯著影響，因此上線實(shí)時(shí)自動(dòng)化加工系統(tǒng)或配備了開放式體系架構(gòu)控制器的數(shù)控機(jī)床加工性能優(yōu)化可控的刀具傾角可能發(fā)揮的重要作用。4結(jié)論上線加工過程的性能主動(dòng)控制與前瞻性的開放式架構(gòu)控制器，將成為一個(gè)非常重要的功能先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床的功能，使刀具路徑和工藝性能進(jìn)行編程和實(shí)時(shí)控制數(shù)控加工操作。因此，這項(xiàng)工作的目標(biāo)是開發(fā)一個(gè)新上線的可調(diào)工具的角度工裝機(jī)制，以充分利用機(jī)控制系統(tǒng)開放式架構(gòu)，將配備新一代數(shù)控。上線的可控的刀具機(jī)制的作用，將是“真正意義上的”開放式數(shù)控控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。刀具傾角是一個(gè)重要的工具，加工中的幾何參數(shù)和工藝性能參數(shù)，如切削力，表面質(zhì)量，芯片流和形成過程的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，刀具磨損/刀具壽命等，因此，有顯著影響重要的是該工具的傾角可以實(shí)時(shí)調(diào)整和控制，以實(shí)現(xiàn)在無人值守的數(shù)控加工工藝優(yōu)化加工性能。已開發(fā)馬達(dá)控制的刀架，數(shù)控機(jī)床，可以在使用自動(dòng)設(shè)置工具的傾角和工具提示所產(chǎn)生的偏差自動(dòng)補(bǔ)償功能。新的數(shù)控加工機(jī)制是一個(gè)設(shè)計(jì)新穎，使用三個(gè)工作的同時(shí)，以彌補(bǔ)不斷和準(zhǔn)確的工具提示偏離工具傾角的設(shè)置造成的弧形槽。由于該工具提示總是停留在一個(gè)空間中的點(diǎn)，即其工作點(diǎn)，在整個(gè)調(diào)整過程中所需的工具傾角，新工裝機(jī)制可以被用來實(shí)時(shí)數(shù)控加工操作ACHI前夕上線最佳工藝性能的控制。參考文獻(xiàn)1克魯夫特，W.C.柯尼希A.面包車Luttervelt，K.中山A.J. pekelharing控制芯片，目前的知識(shí)，史冊(cè)的機(jī)械工程研究所28（2）（1979）441-454。2 M.C.邵逸夫，金屬切削原理，紐約，牛津大學(xué)出版社，1984。3 S.卡爾多，P.K. venuvinod，宏觀層面的優(yōu)化刀具幾何，ASME制造雜志科學(xué)與工程學(xué)院119（1997）1-9。4 W.K.陸，斜切割的芯片流方向，國際生產(chǎn)研究10雜志（1）（1972年）67-76。5制造工程師學(xué)會(huì)。模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，第二版，中小企業(yè)，迪爾伯恩，MI，1984。6 H.Y.青年，體育馬修，P.L.B.法案，允許刀尖半徑的影響，在預(yù)測芯片的流動(dòng)方向和切割車削的力量，201（C3）機(jī)械工程師學(xué)會(huì)，英國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)論文集（1987）213-226。7 C.Y.姜，Y.Z.張，Z.J.。池，芯片的流動(dòng)方向的實(shí)驗(yàn)研究及其應(yīng)用芯片控制，機(jī)械工程研究所33（1）（1984）81-84史冊(cè)。8樓Kiyasawa，觀察芯片上糾纏，在第五屆國際制造業(yè)的法律程序賦予ENCE，廣州，中國，卷。一，1991年，頁49-52。9 V.C.文卡塔斯，可加工電腦的數(shù)據(jù)，在1986年Automach會(huì)議，悉尼，1，澳大利亞，中小企業(yè)，Dearbon。 1。 1986，頁59-73。10 X.D.方，I.S. jawahir，完成總的加工性能預(yù)測轉(zhuǎn)向使用集成的模糊集模型的切削參數(shù)，國際生產(chǎn)研究32（4）（1994）833-849雜志。11麥科馬克，制造行業(yè)協(xié)會(huì)，形成一個(gè)虛擬的組織，追求下一代制造圖靈，制造新聞2（18）（1995）1-7。12編輯器，工業(yè)，學(xué)術(shù)界隊(duì)在工程，制造新聞（12）（1996）7。13 J.李概述和日本制造業(yè)戰(zhàn)略，在機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐的觀點(diǎn)，國際機(jī)床與制造37（10）（1997）1449年至1463年。14 S.卡爾多，A.誤碼率，優(yōu)化刀具幾何，機(jī)械工程研究所39（1）（1990）53-56紀(jì)事準(zhǔn)則。15 X.D.方，S.M.R. najmossadat，機(jī)械設(shè)計(jì)的一個(gè)新上線的傾斜角的可控性，國際機(jī)床及制造36（1）（1996）103-113雜志工裝機(jī)制。12第一章 緒論1.1 機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)的地位及其發(fā)展簡史現(xiàn)代社會(huì)中，人們?yōu)榱烁咝?、?jīng)濟(jì)地生產(chǎn)各種高質(zhì)量產(chǎn)品，日益廣泛的使用各種機(jī)器、儀器和工具等技術(shù)設(shè)備與裝備。為制造這些技術(shù)設(shè)備與裝備，又必須具備各種加工金屬零件的設(shè)備，諸如鑄造、鍛造、焊接、沖壓和切削加工設(shè)備等。由于機(jī)械零件的形狀精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法來達(dá)到，特別是形狀復(fù)雜、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在機(jī)床上經(jīng)過幾道甚至幾十道切削加工工藝才能完成。因此，機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備。在一般機(jī)械制造廠中，機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量，約占機(jī)械制造總工作量的40%60%，機(jī)床的技術(shù)性能直接影響機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造的經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而決定著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平?？梢赃@樣說，如果沒有機(jī)床的發(fā)展，如果不具備今天這樣品種繁多、結(jié)構(gòu)完善和性能精良的各種機(jī)床，現(xiàn)代社會(huì)目前所達(dá)到的高度物質(zhì)文明將是不可想象的。一個(gè)國家要繁榮富強(qiáng)，必須實(shí)現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化，這就需要一個(gè)強(qiáng)大的機(jī)械制造業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備與裝備，即各種機(jī)器、儀器和工具等。然而，一個(gè)現(xiàn)代化的機(jī)械制造業(yè)必須要有一個(gè)現(xiàn)代化的機(jī)床制造業(yè)做后盾。機(jī)床工業(yè)是機(jī)械制造業(yè)的“裝備部”、“總工藝師”，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重大作用。因此，許多國家都十分重視本國機(jī)床工業(yè)的發(fā)展和機(jī)床技術(shù)水平的提高，使本國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建立在堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)上。機(jī)床是人類在長期生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷改進(jìn)生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的，并隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而漸趨完善。最原始的機(jī)床是木制的，所有運(yùn)動(dòng)都是由人力或畜力驅(qū)動(dòng)，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它們實(shí)際上并不是一種完整的機(jī)器。現(xiàn)代意義上的用于加工金屬機(jī)械零件的機(jī)床，是在18世紀(jì)中葉才開始發(fā)展起來的。當(dāng)時(shí)，歐美一些工業(yè)最發(fā)達(dá)的國家，開始了從工場手工業(yè)向資本主義機(jī)器大工業(yè)生產(chǎn)方式的過度，需要越來越多的各種機(jī)器，這就推動(dòng)了機(jī)床的迅速發(fā)展。為使蒸汽機(jī)的發(fā)明付諸實(shí)用，1770年前后創(chuàng)制了鏜削蒸汽機(jī)汽缸內(nèi)孔用的鏜床。1797年發(fā)明了帶有機(jī)動(dòng)刀架的車床，開創(chuàng)了用機(jī)械代替人手控制刀具運(yùn)動(dòng)的先聲，不僅解放了人的雙手，并使機(jī)床的加工精度和工效起了一個(gè)飛躍，初步形成了現(xiàn)代機(jī)床的雛型。續(xù)車床之后，隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，其他各種機(jī)床也陸續(xù)被創(chuàng)制出來。至19世紀(jì)末，車床、鉆床、鏜床、刨床、拉床、銑床、磨床、齒輪加工機(jī)床等基本類型的機(jī)床已先后形成。上世紀(jì)初以來，由于高速鋼和硬質(zhì)合金等新型刀具材料相繼出現(xiàn)，刀具切削性能不斷提高，促使機(jī)床沿著提高主軸轉(zhuǎn)速、加大驅(qū)動(dòng)功率和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度的方向發(fā)展。與此同時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)、齒輪、軸承、電氣和液壓等技術(shù)有了很大的發(fā)展，使機(jī)床的轉(zhuǎn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)和控制等方面也得到相應(yīng)的改進(jìn)，加工精度和生產(chǎn)率顯著提高。此外，為了滿足機(jī)械制造業(yè)日益廣闊的各種使用要求，機(jī)床品種的發(fā)展也與日俱增，例如，各種高效率自動(dòng)化機(jī)床、重型機(jī)床、精密機(jī)床以及適應(yīng)加工特殊形狀和特殊材料需要的特種加工機(jī)床相繼問世。50年代，在綜合應(yīng)用電子技術(shù)、檢測技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、自動(dòng)控制和機(jī)床設(shè)計(jì)等各個(gè)領(lǐng)域最新成就的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)控機(jī)床，使機(jī)床自動(dòng)化進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，與早期發(fā)展的僅適用于大批大量生產(chǎn)的純機(jī)械控制和繼電器接觸器控制的自動(dòng)化相比，它具有很高柔性，即使在單件和小批生產(chǎn)中也能得到經(jīng)濟(jì)的使用。綜觀機(jī)床的發(fā)展史，它總是隨著機(jī)械工業(yè)的擴(kuò)大和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展，并始終圍繞著不斷提高生產(chǎn)效率、加工精度、自動(dòng)化程度和擴(kuò)大產(chǎn)品品種而進(jìn)行的，現(xiàn)代機(jī)床總的趨勢(shì)仍然是繼續(xù)沿著這一方向發(fā)展。我國的機(jī)床工業(yè)是在1949年新中國成立后才開始建立起來的。解放前，由于長期的封鎖統(tǒng)治和19世紀(jì)中葉以后帝國主義的侵略和掠奪，我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常落后，既沒有獨(dú)立的機(jī)械制造業(yè)，更談不上機(jī)床制造業(yè)。至解放前夕，全國只有少數(shù)城市的一些規(guī)模很小的機(jī)械廠，制造少量簡單的皮帶車間、牛頭刨床和砂輪等；1949年全國機(jī)床產(chǎn)量僅1000多臺(tái)，品種不到10個(gè)。解放后，黨和人民政府十分重視機(jī)床工業(yè)的發(fā)展。在解放初期的三年經(jīng)濟(jì)恢復(fù)時(shí)期，就把一些原來的機(jī)械修配廠改建為專業(yè)廠；在隨后開始的幾個(gè)五年計(jì)劃期間，又陸續(xù)擴(kuò)建、新建了一系列機(jī)床廠。經(jīng)過50多年的建設(shè)，我國機(jī)床工業(yè)從無到有，從小到大，現(xiàn)在已經(jīng)成門類比較齊全，具有一定實(shí)力的機(jī)床工業(yè)體系，能生產(chǎn)5000多種機(jī)床通用品種，數(shù)控機(jī)床1500多種；不僅裝備了國內(nèi)的工業(yè)，而且每年還有一定數(shù)量的機(jī)床出口。我國機(jī)床行業(yè)的發(fā)展是迅速的，成就是巨大的。但由于起步晚、底子薄，與世界先進(jìn)水平相比，還有較大差距。為了適應(yīng)我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的需要，為了提高機(jī)床產(chǎn)品在國際市場上的競爭能力，必須深入開展機(jī)床基礎(chǔ)理論研究，加強(qiáng)工藝試驗(yàn)研究，大力開發(fā)精密、重型和數(shù)控機(jī)床，使我國的機(jī)床工業(yè)盡早躋身于世界先進(jìn)行列。1.2 組合機(jī)床的國內(nèi)、外現(xiàn)狀世界上第一臺(tái)組合機(jī)床于1908年在美國問世，30年代后組合機(jī)床在世界各國得到迅速發(fā)展。至今，它已成為現(xiàn)代制造工程（尤其是箱體零件加工）的關(guān)鍵設(shè)備之一?，F(xiàn)代制造工程從各個(gè)角度對(duì)組合機(jī)床提出了愈來愈高的要求，而組合機(jī)床也在不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展。1.2.1 國內(nèi)組合機(jī)床現(xiàn)狀我國加入WTO以后，制造業(yè)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存、組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)適時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應(yīng)對(duì)策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢(shì)頭，截至2005年4月份，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)僅組合機(jī)床一項(xiàng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量已達(dá)1000余臺(tái)，產(chǎn)值達(dá)3.9個(gè)億以上，較2004年同比增長了10%以上，另外組合機(jī)床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交費(fèi)值等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有不同程度的增長，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運(yùn)營狀況良好。(1)行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)主要針對(duì)汽車、摩托車、內(nèi)燃機(jī)、農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械、化工機(jī)械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備，隨著我國加入WTO后與世界機(jī)床進(jìn)一步接軌，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年是企業(yè)生產(chǎn)情況來看，數(shù)控機(jī)床與加工中心的市場需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機(jī)床則有下降趨勢(shì)，中國機(jī)床工具工業(yè)學(xué)會(huì)的機(jī)床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)報(bào)表是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個(gè)全國大型重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)情況看，2003年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床890臺(tái)，產(chǎn)值16187萬元，生產(chǎn)加工中心148臺(tái)，產(chǎn)值5770萬元；2004年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床985臺(tái)，產(chǎn)值25838萬元，生產(chǎn)加工中心159臺(tái)，產(chǎn)值7099萬元；而2005年，截至4月份，數(shù)控機(jī)床、加工中心、產(chǎn)值已接近2003年全年水平，故市場在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。(2)行業(yè)企業(yè)的快速轉(zhuǎn)變“九五”后期，在組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)的50多家組合機(jī)床分會(huì)會(huì)員中，僅有兩家企業(yè)實(shí)行了股份改造，一家企業(yè)退出國有轉(zhuǎn)為民營，其余的都是國有企業(yè)。而從2001至2002年，不到兩年的時(shí)間，就先后有十幾家企業(yè)實(shí)行股份制改造，一些小廠幾乎全部退出國有轉(zhuǎn)為民營，現(xiàn)在一些國家重點(diǎn)國有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢(shì)不可檔，“民營經(jīng)濟(jì)在經(jīng)歷了從被歧視，被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視4個(gè)階段后，煥發(fā)勃勃生機(jī)?！苯M合機(jī)床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營化等多種形式快速發(fā)展。(3)組合機(jī)床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體是綜合自動(dòng)化度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用與工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。我國的傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型的箱體類和軸類零件（近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成型面等。組合機(jī)床的分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷是進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床柔性組合機(jī)床越來越受人們是親昧，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程序控制器（PLC）、數(shù)字控制（NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來越大。由于組合機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國組合機(jī)床及其組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國家相對(duì)落后，國內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝、研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需要，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。1.2.2 國外組合機(jī)床現(xiàn)狀80年代以來，國外組合機(jī)床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。組合機(jī)床的加工精度、多品種加工的柔性以及機(jī)床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控。組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是： (1)廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù)國外主要的組合機(jī)床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組合機(jī)床通用部件,在組合機(jī)床上不僅一般動(dòng)力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù),而且夾具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的自動(dòng)分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù),從而進(jìn)一步提高了組合機(jī)床的工作可靠性和加工精度。廣州標(biāo)致汽車公司由法國雷諾公司購置的缸蓋加工生產(chǎn)線,就是由三臺(tái)自動(dòng)換箱組合機(jī)床組成的,其全部動(dòng)作均為數(shù)控,包括自動(dòng)上下料的交換工作臺(tái)、環(huán)形主軸箱庫、動(dòng)力部件和夾具的運(yùn)動(dòng),其節(jié)拍時(shí)間為58秒。 (2)發(fā)展柔性技術(shù)80年代以來,國外對(duì)中大批量生產(chǎn),多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào)、可變、可換措施,使加工裝備具有了一定的柔性。如先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動(dòng)力頭、可換主軸箱等組成的組合機(jī)床;同時(shí)根據(jù)加工中心的發(fā)展,開發(fā)了二坐標(biāo)、三坐標(biāo)模塊化的加工單元,并以此為基礎(chǔ)組成了柔性加工自動(dòng)線(FTL)。這種結(jié)構(gòu)的變化,既可以實(shí)現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏,又可以使機(jī)床配置更加靈活多樣。 (3)發(fā)展綜合自動(dòng)化技術(shù)汽車工業(yè)的大發(fā)展,對(duì)自動(dòng)化制造技術(shù)提出了許多新的需求,大批量生產(chǎn)的高效率,要求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機(jī)械加工工序,而且能完成零件從毛坯進(jìn)線到成品下線的全部工序,以及下線后的自動(dòng)碼垛、裝箱等。德國大眾汽車公司KASSEL變速箱廠1987年投入使用的造價(jià)9000萬馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線,就是這種綜合自動(dòng)化制造系統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對(duì)稱布置的自動(dòng)線組成,三班制工作,每條線日產(chǎn)2000件,節(jié)拍時(shí)間為40秒。全線由12臺(tái)雙面組合機(jī)床、18臺(tái)三坐標(biāo)加工單元、空架機(jī)器人、線兩端的毛坯庫和三坐標(biāo)測量機(jī)組成,可實(shí)現(xiàn)3種零件的加工?？占軝C(jī)器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗(yàn)、檢測、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家,進(jìn)一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。 (4)進(jìn)一步提高工序集中程度國外為了減少機(jī)床數(shù)量,節(jié)省占地面積,對(duì)組合機(jī)床這種工序集中程度高的產(chǎn)品,繼續(xù)采取各種措施,進(jìn)一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺(tái)、多坐標(biāo)通用部件、移動(dòng)主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機(jī)床或在夾具部位設(shè)置刀庫,通過換刀加工實(shí)現(xiàn)工序集中,從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能,獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。1.3 機(jī)床設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求1.3.1設(shè)計(jì)的目的機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)，其目的在于通過機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使我們?cè)跀M定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案的分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)基本的設(shè)計(jì)方法，并培養(yǎng)了自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。1.3.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的被加工零件，確定機(jī)床的切削用量，通過分析比較擬定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，確定傳動(dòng)副的傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù)，并計(jì)算主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)誤差。(2)動(dòng)力設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的工件，初算傳動(dòng)軸的直徑、齒輪的模數(shù)；確定動(dòng)力箱；計(jì)算多軸箱尺寸及設(shè)計(jì)傳動(dòng)路線。完成裝配草圖后，要驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑，齒輪模數(shù)否在允許范圍內(nèi)。還要驗(yàn)算主軸主件的靜剛度。(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 進(jìn)行主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)軸系、變速機(jī)構(gòu)、主軸主件、箱體、潤滑與密封等的布置和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。即繪制裝配圖和零件工作圖。(4)編寫設(shè)計(jì)說明書1.3.3 設(shè)計(jì)要求評(píng)價(jià)機(jī)床性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來判定的。技術(shù)先進(jìn)合理，亦即“質(zhì)優(yōu)價(jià)廉”才會(huì)受到用戶的歡迎，在國內(nèi)和國際市場上才有競爭力。機(jī)床設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以從滿足性能要求、經(jīng)濟(jì)效益和人機(jī)關(guān)系等方面進(jìn)行分析。1.4 機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟1.4.1調(diào)查研究研究市場和用戶對(duì)設(shè)計(jì)機(jī)床的要求，然后檢索有關(guān)資料。其中包括情報(bào)、預(yù)測、實(shí)驗(yàn)研究成果、發(fā)展趨勢(shì)、新技術(shù)應(yīng)用以及相應(yīng)的圖紙資料等。甚至還可以通過網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)查閱先進(jìn)國家的有關(guān)資料和專利等。通過對(duì)上述資料的分析研究，擬訂適當(dāng)?shù)姆桨?，以保證機(jī)床的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，使用戶有較好的經(jīng)濟(jì)效益。1.4.2 擬定方案通?？梢詳M定出幾個(gè)方案進(jìn)行分析比較。每個(gè)方案包括的內(nèi)容有：工藝分析、主要技術(shù)參數(shù)、總布局、傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制操作系統(tǒng)、電系統(tǒng)、主要部件的結(jié)構(gòu)草圖、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等。在制定方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：(1)當(dāng)使用和制造出現(xiàn)矛盾時(shí)，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)；(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(gè)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。1.4.3 工作圖設(shè)計(jì)首先，在選定工藝方案并確定機(jī)床配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案圖紙的設(shè)計(jì)。這些圖子包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡，統(tǒng)稱“三圖一卡”設(shè)計(jì)。并初定出主軸箱輪廓尺寸，才能確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系。其次，繪制機(jī)床的總裝圖、部分部件裝配圖、液壓系統(tǒng)圖、PLC接線圖和梯形圖。然后，整理機(jī)床有關(guān)部件與主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算書，編制各類零件明細(xì)表，編寫機(jī)床說明書等技術(shù)文件。最后，對(duì)有關(guān)圖紙進(jìn)行工藝審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查。第二章 零件分析2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其技術(shù)要求2.1.1 零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)氣缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)的主體，它將各個(gè)氣缸和曲軸箱連成一體，是安裝活塞，曲軸以及其他零件和附件的支承骨架?，F(xiàn)代汽車上基本都采用水冷多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，氣缸的排列形式?jīng)Q定了發(fā)動(dòng)機(jī)外型尺寸和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的剛度和強(qiáng)度也有影響，并關(guān)系到汽車的總體布置。2.1.2 技術(shù)要求本次加工的零件為氣缸體,根據(jù)其零件圖,技術(shù)要求有以下幾點(diǎn):(1)：鑄件的型砂芯砂洗昌口多肉粘砂應(yīng)清除干凈；(2)：鑄件不應(yīng)有裂紋，縮松，砂眼和鐵豆等缺陷，亦不允許修補(bǔ)；(3)：未注鑄造圓角3mm，拔模斜度2，錯(cuò)鑄0.75；(4)：時(shí)效處理，硬度HB190247,硬度差25；(5)：氣缸孔作1.5倍工作壓力水壓試驗(yàn)，歷時(shí)5min不應(yīng)滲漏；(6)：氣缸鏡面網(wǎng)紋夾角為3060；(7)：倒棱去毛刺，螺紋倒角120至螺紋深度；(8)：未注壁厚均為6mm；(9)：材料：HT2002.2. 零件的生產(chǎn)批量及其機(jī)床的使用2.2.1 零件的生產(chǎn)批量 本次課題要求,零件的生產(chǎn)批量以年產(chǎn)4萬件而計(jì)2.2.2 機(jī)床的使用條件本次課題要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn)4萬件，而機(jī)床的使用設(shè)備為:大部分工藝采用通用機(jī)床，部分采用專用機(jī)床,機(jī)床按流水線生產(chǎn)布置，也可以廣泛使用專用夾具，采用部分專用刀具，部分采用專用量具。2.3 零件工藝方案汽缸體加工工藝方案： 1：以頂面為粗基準(zhǔn),粗銑底面2：以底面定位，粗銑頂面3: 以頂面定位，半精銑底面4: 鉆對(duì)角2-11通孔5: 鉸對(duì)角2-11通孔6: 粗銑左右面7: 粗銑前后面8: 粗鏜76孔9: 粗鏜2-65孔10: 粗鏜M37沉頭孔11: 以底面定位，半精銑頂面12：精銑左右面13：精銑前后面14：以頂面定位，精銑底面15：鉆底面另外兩個(gè)11通孔16：鉸底面另外兩個(gè)11通孔17：鉆8-M8-7H螺紋底孔18：鉆8-M6-7H螺紋底孔19：鉆6-M8-7H深15螺紋底孔 20：攻8-M8-7H螺紋21：攻8-M6-7H螺紋22：攻6-M8-7H深15螺紋23：攻M37螺紋24：鉆Z3/8錐孔25：攻Z3/8錐孔26：精鏜76H8孔27：精鏜2-65H7孔28：去毛刺29：零件終檢第三章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)3.1 組合機(jī)床方案的制定3.1.1制定工藝方案零件加工工藝將決定組合機(jī)床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。所以，在制定工藝方案時(shí)，必須計(jì)算分析被加工零件圖，并深入現(xiàn)場了解零件的形狀、大小、材料、硬度、剛度，加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)加工精度，表面粗糙度，以及定位，夾緊方法，工藝過程，所采用的刀具及切削用量，生產(chǎn)率要求，現(xiàn)場所采用的環(huán)境和條件等等。并收集國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料，制定出合理的工藝方案。根據(jù)被加工被零件（氣缸體）的零件圖，加工頂面6個(gè)M8的螺紋底孔的工藝過程。(1) 加工孔的主要技術(shù)要求。加工頂面6個(gè)M8孔。工件材料為HT200，HB190247。要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量4萬件。(2) 工藝分析加工該孔時(shí)，孔的表面粗糙度為3.2根據(jù)組合機(jī)床用的工藝方法及能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，可采用如下的加工方案。一次性加工孔，孔徑為7。(3) 定位基準(zhǔn)及夾緊點(diǎn)的選擇加工此氣缸體的孔，以底面的兩個(gè)定位孔（一面兩銷）限制六個(gè)自由度。在保證加工精度的情況下，提高生產(chǎn)效率減輕工人勞動(dòng)量，而工件也是大批量生產(chǎn)，由于夾具在本設(shè)計(jì)中沒有考慮，因此在設(shè)計(jì)時(shí)就認(rèn)為人工夾緊。3.1.2 確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案 (1)被加工零件的加工精度被加工零件需要在組合機(jī)床上完成的加工工序及應(yīng)保證的加工精度，是制造機(jī)床方案的主要依據(jù)。氣缸體的加工孔的精度要求不高，可采用鉆孔組合機(jī)床，工件各孔間的位置精度為0.1mm,它的位置精度要求不是很高，安排加工時(shí)可以在下一個(gè)安裝工位上對(duì)所有孔進(jìn)行最終精加工。為了加工出表面粗糙度為3.2的孔。采取提高機(jī)床原始制造精度和工件定位基準(zhǔn)精度并減少夾壓變形等措施就可以了。為此，機(jī)床通常采用尾置式齒輪動(dòng)力裝置，進(jìn)給采用液壓系統(tǒng)，人工夾緊。 (2) 被加工零件的特點(diǎn) 這主要指零件的材料、硬度加工部位的結(jié)構(gòu)形狀，工件剛度定位基準(zhǔn)面的特點(diǎn)，它們對(duì)機(jī)床工藝方案制度有著重要的影響。此氣缸體的材料是HT200、硬度HB190247、孔在頂面呈不規(guī)則分布，孔的直徑為7。采用多孔同步加工，零件的剛度足夠，工件受力不大，振動(dòng)，及發(fā)熱變形對(duì)工件影響可以不計(jì)。 (3) 零件的生產(chǎn)批量 零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多工位、自動(dòng)線或按中小批量生產(chǎn)特點(diǎn)設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要因素。按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年生產(chǎn)量為4萬件，從工件外形及輪廓尺寸，為了減少加工時(shí)間，采用多軸頭，為了減少機(jī)床臺(tái)數(shù)，此工序盡量在一臺(tái)機(jī)床上完成，以提高利用率。(4) 機(jī)床使用條件使用組合機(jī)床對(duì)對(duì)車間布置情況、工序間的聯(lián)系、使用廠的技術(shù)能力和自然條件等一定的要求。在根據(jù)使用戶實(shí)際情況來選擇什么樣的組合機(jī)床。綜合以上所述：通過對(duì)缸體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求、定位、夾緊方式、工藝方法，并定出影響機(jī)床的總體布局和技術(shù)性能等方面的考慮，最終決定設(shè)計(jì)六軸頭多工位同步組合機(jī)床。3.2 確定切削用量及選擇刀具3.2.1 確定工序間余量為使加工過程順利進(jìn)行并穩(wěn)定的保證加工精度，必須合理地確定工序余量。生產(chǎn)中常用查表給出的組合機(jī)床對(duì)孔加工的工序余量，由于在本鉆床上鉆孔后重新安裝或在其他多工位機(jī)床上加工下道工序，應(yīng)適當(dāng)加大余量，以消除轉(zhuǎn)、定位誤差的影響。直接加工7的孔，直徑上工序間余量0.51mm。3.2.2 選擇切削用量確定了在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容了，就可以著手選擇切削用量了。因?yàn)樗O(shè)計(jì)的組合機(jī)床為多軸同步加工在大多數(shù)情況下，所選切削用量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)比一般通用機(jī)床單刀加工低30%左右多軸主軸箱上所有刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)，工作時(shí)，要求所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同，且等于動(dòng)力滑臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量（mm/min）應(yīng)是適合有刀具的平均值。因此，同一主軸箱上的刀具主軸可設(shè)計(jì)成不同轉(zhuǎn)速和不同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）與其適應(yīng)。以滿足不同直徑的加需要，即：=式中： 各主軸轉(zhuǎn)速（r/min） 各主軸進(jìn)給量（mm/r） 動(dòng)力滑臺(tái)每分鐘進(jìn)給量（mm/min）由于氣缸體頂面孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求都是相同的。按照經(jīng)濟(jì)地選擇滿足加工要求的原則，采用查表的方法查得：M8螺紋底孔的鉆頭直徑D=7mm,鑄鐵HB190247、進(jìn)給量f=0.1mm/r、切削速度v=11m/min。3.2.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度v及進(jìn)給量f）確定切削力，作為選擇動(dòng)力部件（滑臺(tái)）及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動(dòng)件（齒輪，傳動(dòng)軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動(dòng)電動(dòng)（一般指動(dòng)力箱）功率，通過查表計(jì)算如下：布氏硬度：HB =HBmax(HBmaxHBmin) =247(247190) =228切削力：=26 =267 =749.6N 切削扭矩：=10 =10 =1675.7Nmm切削功率：= =1675.710/(97403.147) =0.078kw 式中：HB布氏硬度 F切削力（N） D鉆頭直徑（mm） f每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r） T切削扭矩(Nmm) V切削速度（m/min） P切削功率(kw)3.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu) 氣缸體的布氏硬度在HB190247，孔徑D為7mm，刀具的材料選擇高速鋼鉆頭，為了使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、刃磨簡單，選擇標(biāo)準(zhǔn)7的麻花鉆?？准庸さ毒叩拈L度應(yīng)保證加工終了時(shí)刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有3050mm的距離，以便排出切屑和刀具磨損后有一定的向前的調(diào)整量。3.3鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡”的編制前面對(duì)六軸頭多工位同步鉆床工藝方案及配置型式、結(jié)構(gòu)方案確定的有關(guān)問題，它是鉆床總體設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。下面就以鉆床加工缸體總體設(shè)計(jì)的另一個(gè)問題，既總體設(shè)計(jì)方案的圖紙表達(dá)形式“三圖一卡”設(shè)計(jì)，其內(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、編制生產(chǎn)率卡。3.3.1 被加工零件工序圖 1、被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺(tái)組合機(jī)床完成的工藝內(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)、夾具部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或成品狀況的圖紙，它不能用用戶提供的圖紙代替，而是在原零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床的加工的內(nèi)容，加上必要的說明繪制成的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。離合器壓盤用鉆孔組合機(jī)床的被加工零件工序圖如圖1所示。圖上主要內(nèi)容： (1)被加工零件的形狀，主要外廓尺寸和本機(jī)床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技術(shù)要求，以及對(duì)上道工序的技術(shù)要求等。 (2)本工序所選定的定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向。(3)加工時(shí)如需要中間向?qū)?，?yīng)表示出工件與中間向?qū)в嘘P(guān)部位結(jié)構(gòu)和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。 (4)被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。 2、繪制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng)(1)為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要圖出被本機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時(shí)，應(yīng)按一定的比例，選擇足夠的視圖及剖視圖，突出加工部位（用粗實(shí)線），并把零件輪廓及與機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)有關(guān)部位（用細(xì)實(shí)線）表清楚，凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方面用粗實(shí)線標(biāo)記。如圖B1中411加工用定位基準(zhǔn)，機(jī)械夾壓位置及方向，輔助支承均須用規(guī)定的符號(hào)表示出來。圖B1 被加工零件工序圖附注：1.被加工零件：氣缸體； 2.材料及硬度：灰鑄鐵HT200 HB190247；(2)加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起，為便于加工及檢查，尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)出，而不采用極坐標(biāo)，但有時(shí)因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，則須對(duì)加工部位要求位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。3.3.2 加工示意圖 1、加工示意圖的作用和內(nèi)容加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上的反映，表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等，是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇動(dòng)力部件的主要依據(jù)，是整臺(tái)組合機(jī)床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要文件。圖B2為缸體上頂面鉆孔組合機(jī)床加工示意圖。 在圖上應(yīng)標(biāo)注的內(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、夾具、刀具及多軸箱端面之間的距離等。(3)主軸的結(jié)構(gòu)類型，尺寸及外伸長度；刀具類型，數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、接桿、導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向置的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式，刀具應(yīng)按加工終了位置繪制。 圖B2 加工示意圖 2、繪制加工示意圖之前的有關(guān)計(jì)算 (1)刀具的選擇 刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素。刀具的選擇前已述及，此處就不在追述了。(2)導(dǎo)向套的選擇 在組合機(jī)床上加工孔，除用剛性主軸的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取決于夾具導(dǎo)向。因此正確選擇導(dǎo)向裝置的類型，合理確定其尺寸、精度，是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時(shí)必須解決的內(nèi)容。 選擇導(dǎo)向類型 根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑和刀具導(dǎo)向的線速度，選擇固定式導(dǎo)向。 導(dǎo)向套的參數(shù) 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置，如圖B3所示：圖B3 固定導(dǎo)向裝置固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下表：表B1 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺dDD1D2Ll1mRd1d2l071218222528810M61610固定裝置的配合如下表：表B2 固定裝置的配合導(dǎo)向類別工藝方法DDD1刀具導(dǎo)向部分外徑固定導(dǎo)向鉆孔G7（或F8）g6固定導(dǎo)向裝置的布置如圖B4所示導(dǎo)向裝置的布置如表23所示：表B3 導(dǎo)向裝置的參數(shù)(mm)尺寸項(xiàng)目l1l2l3與直徑d的關(guān)系(12.5)d加工鑄鐵dd/3+(38)計(jì)算值2075圖4. 固定導(dǎo)向裝置的布置 (3)初定主軸類型、尺寸、外伸長度因?yàn)檩S的材料為40Cr，剪切彈性模量G=81.0GPa,剛性主軸取14（0）m,所以B取2.316,根據(jù)剛性條件計(jì)算主軸的直徑為：dB=2.316=14.81mm式中：d軸直徑（mm） T軸所承受的轉(zhuǎn)矩（Nmm） B系數(shù)本設(shè)計(jì)中7主軸直徑取d=20mm,主軸外伸長度為：L=115mm，D/為32/20；(4)選擇刀具接桿 由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長度為一定值，而刀具的長度也是一定值，因此，為保證多軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了位置，就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié)，這個(gè)可調(diào)節(jié)在組合機(jī)床上是通過可調(diào)整的刀具接桿來解決的,連接桿如圖B5所示。圖B5 可調(diào)連接桿連接桿上的尺寸d與主軸外伸長度的內(nèi)孔D配合，因此，根據(jù)接桿直徑d選擇刀具接桿參數(shù)如表B4所示：表B4 可調(diào)接桿的尺寸d(h6)D1(h6)d2d3Ll1l2l3螺母厚度20Tr202莫氏1號(hào)12.06520188464010012(5)確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸從保證加工終了時(shí)主軸箱端面到工件端面間距離最小來確定全部聯(lián)系尺寸，加工示意圖聯(lián)系尺寸的標(biāo)注如圖5所示。其中最重要的聯(lián)系尺寸即工件端面到多軸箱端面之間的距離,它等于刀具懸伸長度、螺母厚度、主軸外伸長度與接桿伸出長度（可調(diào)）之和，再減去加工孔深度和切出值。(6)工作進(jìn)給長度的確定 如圖B6工作進(jìn)給長度應(yīng)等于工件加工部位長度L與刀具切入長度和切出長度之和。切入長應(yīng)應(yīng)根據(jù)工件端面誤差情況在510mm之間選擇，誤差大時(shí)取大值，因此取=7mm，切出長度=1/3d+(38)5mm，=7+15+5=27mm。圖B6 工作進(jìn)給長度3.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖圖B7 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖1、聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容一般來說，組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件動(dòng)力箱、動(dòng)力滑臺(tái)、立柱、立柱底座加上專用部件多軸箱、刀、輔具系統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤滑、排屑系統(tǒng)組合而成。聯(lián)系尺寸圖用來表示機(jī)床各組成部件的相互裝配和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以檢驗(yàn)機(jī)床各部件的相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足要求，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)系尺寸圖也可以看成是簡化的機(jī)床總圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。如圖B7所示，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容包括機(jī)床的布局形式，通用部件的型號(hào)、規(guī)格、動(dòng)力部件的運(yùn)動(dòng)尺寸和所用電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)、工件與各部件間的主要聯(lián)系尺寸，專用部件的輪廓尺寸等。2、選用動(dòng)力部件選用動(dòng)力部件主要選擇型號(hào)、規(guī)格合適的動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng)力箱。(1)滑臺(tái)的選用 通常，根據(jù)滑臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方式、所需進(jìn)給力、進(jìn)給速度、最大行程長度和加工精度等因素來選用合適的滑臺(tái)。1)驅(qū)動(dòng)形式的確定 根據(jù)對(duì)液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)的性能特點(diǎn)比較，并結(jié)合具體的加工要求，使用條件選擇HY系列液壓滑臺(tái)。2)確定軸向進(jìn)給力 滑臺(tái)所需的進(jìn)給力=6749.6=4497.6N 式中：各主軸加工時(shí)所產(chǎn)生的軸向力由于滑臺(tái)工作時(shí)，除了克服各主軸的軸的向力外，還要克服滑臺(tái)移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力。因而選擇滑臺(tái)的最大進(jìn)給力應(yīng)大于4.5KN。3)確定進(jìn)給速度 液壓滑臺(tái)的工作進(jìn)給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)速，對(duì)液壓滑臺(tái)確定切削用量時(shí)所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺(tái)最小工作進(jìn)給速度的0.51倍;液壓進(jìn)給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時(shí)，實(shí)際進(jìn)給速度應(yīng)更大一些。本系統(tǒng)中進(jìn)給速度=nf=50mm/min。所以選擇HY25IA液壓滑臺(tái)，工作進(jìn)給速度范圍32800mm/min，快進(jìn)速度12m/min。4)確定滑臺(tái)行程 滑臺(tái)的行程除保證足夠的工作行程外，還應(yīng)留有前備量和后備量。前備量的作用是動(dòng)力部件有一定的向前移動(dòng)的余地，以彌補(bǔ)機(jī)床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調(diào)整。本系統(tǒng)左右前備量均為20mm，后備量的作用是使動(dòng)力部件有一定的向后移動(dòng)的余地，為方便裝卸刀具，這是左面取40mm，所以滑臺(tái)總行程應(yīng)大于工作行程，前備量，后備量之和。 即：左右行程L250mm。綜合上述條件，確定左右液壓動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)HY25IA。(2)由下式估動(dòng)力箱的選用 動(dòng)力箱主要依據(jù)多軸所需的電動(dòng)機(jī)功率來選用，在多軸箱沒有設(shè)計(jì)之前，可算 =0.10kw式中：多軸箱傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)0.80.9；有色金屬時(shí)0.70.8，本系統(tǒng)加工HT200 ，取0.8動(dòng)力箱的電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大于計(jì)算功率，并結(jié)合主軸要求的轉(zhuǎn)速大小選擇。因此，選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y100L6B5的1TD25IA型動(dòng)力箱，動(dòng)力箱輸出軸至箱底面高度為125mm。主要技術(shù)參數(shù)如下表：主電機(jī)傳動(dòng)型號(hào)轉(zhuǎn)速范圍（r/min）主電機(jī)功率 （）配套主軸部件型號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速Y100L-69405201.51TA32、1TA32M、1TZ321TG322、配套支承部件的選用底座1CC2513、確定裝料高度裝料高度指工件安裝基面至機(jī)床底面的垂直距離，在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，裝料高度可視具體情況在H5801060mm之間選取，本系統(tǒng)取裝料高度為810mm。4、確定多軸箱輪廓尺寸本機(jī)床配置的多軸箱總厚度為341mm，寬度和高度按標(biāo)準(zhǔn)尺寸中選取。計(jì)算時(shí)，多軸箱的寬度B和高度H可確定為：B=400 H=400根據(jù)上述計(jì)算值，按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定左右主軸箱輪廓尺寸BH=400X400mm。3.3.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映所設(shè)計(jì)機(jī)床的工作循環(huán)過程、動(dòng)作時(shí)間、切削用量、生產(chǎn)率、負(fù)荷率等技術(shù)文件，通過生產(chǎn)率計(jì)算卡，可以分析擬定的方案是否滿足用戶對(duì)生產(chǎn)率及負(fù)荷率的要求。計(jì)算如下：切削時(shí)間： = L/+= 27/500.01=0.55 min 式中：T機(jī)加工時(shí)間（min） L工進(jìn)行程長度（mm） 刀具進(jìn)給量（mm/min） 死擋鐵停留時(shí)間。一般為在動(dòng)力部件進(jìn)給停止?fàn)顟B(tài)下，刀具旋轉(zhuǎn)510 r所需要時(shí)間。這里取5r輔助時(shí)間：T = +t+t = （4269）/5+0.1+1.5 = 1.62min 式中：L3、L4 分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退長度（mm） vfk 快速移動(dòng)速度（mm/min） t 工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)間（min）,一般為0.050.13min,取0.1 min t 裝卸工件時(shí)間（min）一般為0.51.5min,取1.5min機(jī)床生產(chǎn)率：Q1 = 60/T = 60/（T+T） =60/（0.55+1.62） =27.6 件/h 機(jī)床負(fù)荷率按下式計(jì)算 = Q1/Q100% = Q1tk/A100% =27.62350/40000100% =62% 式中：Q機(jī)床的理想生產(chǎn)率（件/h） A年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件） tk年工作時(shí)間，單班制工作時(shí)間tk =2350h機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡被 加 工 零 件圖 號(hào)毛坯種類鑄件名 稱氣缸體毛坯重量材 料HT200硬度190-247HBS工 序 名 稱鉆上頂面6孔工序號(hào)序 號(hào)工步名稱被加工零件 數(shù)（個(gè)）加工直徑（mm）加工長度（mm）工作行程（mm）切削速度（m/min）轉(zhuǎn)速（r/min）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r)每分鐘進(jìn)給量（mm/min）工時(shí)（分）機(jī)動(dòng)時(shí)間輔助時(shí)間共計(jì)1裝卸工件11.51.52動(dòng)力部件快進(jìn)42500.0080.0083動(dòng)力部件工進(jìn)720（盲孔）27115000.1500.540.544死擋鐵停留0.010.015動(dòng)力部件快退69500.0140.014備 注本機(jī)床裝卸工件時(shí)間取為1.5min單件總工時(shí)0.541.5322.17機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率Q127.6（件/小時(shí)）機(jī)床理想生產(chǎn)率Q17（件/小時(shí)）負(fù)荷率負(fù) 0.623.4 多軸箱的設(shè)計(jì)3.4.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的如圖B8所示:圖B8 鉆孔組合機(jī)床多軸箱原始依據(jù)圖主軸的工序內(nèi)容，切削用量及主軸尺寸及動(dòng)力部件的型號(hào)和性能參數(shù)如表B5所示：表B5 主軸外尺寸及切削用量軸號(hào)主軸外伸尺寸工序內(nèi)容切削用量D/dLn（r/min）V(m/min)f(mm/r)Vf(mm/min)1、2、3、4、5、630/20115鉆7500110.150注：1被加工零件：氣缸體；材料：HT200；硬度: HB190-2472加工動(dòng)力部件型號(hào)：1TD25IA動(dòng)力箱，電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y100L-6；功率P1.5kw。3.4.2 齒輪模數(shù)選擇本組合機(jī)床主要用于鉆孔，因此采用滾珠軸承主軸。齒輪模數(shù)m可按下式估算：m=(3032)=32=1.76 式中：m估算齒輪模數(shù) P齒輪所傳遞率（kw） Z對(duì)嚙合齒中的小齒輪數(shù) N小齒輪的轉(zhuǎn)速（r/min）多軸箱齒輪模數(shù)取m=2。3.4.3 多軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 確定傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù)圖B9 齒輪的最小壁厚1）最小齒數(shù)的確定為保證齒輪齒根強(qiáng)度，應(yīng)使齒根到孔壁或鍵槽的厚度a2m,多軸箱驅(qū)動(dòng)軸的直徑為d=20mm,有機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)知，如圖B9所示齒輪t=22.8mm,當(dāng)m1=2時(shí)。驅(qū)動(dòng)軸上最小齒輪齒數(shù)為： 2（t/m1+2+1.25）d0/m1 =2(22.8/2+2+1.25)20/2 =19.3所以多軸箱驅(qū)動(dòng)軸齒數(shù)要大于等于20。傳動(dòng)軸的直徑取20mm當(dāng)m=2，d=20時(shí)，齒輪t=22.8mm。主軸上最小齒輪齒數(shù)為：2（t/m+2+1.25）d0/m =2（22.8/2+2+1.25）20/2 =19.3所以多軸箱主軸齒數(shù)要大于等于20。2）多軸箱的齒輪模數(shù)按驅(qū)動(dòng)軸出輪估算=32x=1.71多軸箱多軸箱輸入出輪模數(shù)取m=2，其余齒輪模數(shù)取m=2。多軸箱主軸均采用減速傳遞。主軸齒數(shù)選取Z=26，傳動(dòng)齒輪采用z=22齒的齒輪，變位系數(shù)。傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為:n=590r/min由于前面選取了主軸直徑為20，顯然傳動(dòng)軸直徑都選取20，這樣為了減少傳動(dòng)軸種類和設(shè)計(jì)題目需要由于傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速是590r/min，則驅(qū)動(dòng)軸至傳動(dòng)軸的傳動(dòng)比為: i=所以選擇兩級(jí)傳動(dòng)，且傳動(dòng)比分配為：一級(jí)為1/0.88;二級(jí)為1/1.5。通用的齒輪有三種，即傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱齒輪和電機(jī)齒輪。材料均為45鋼，熱處理為齒部高頻淬火G54。本機(jī)床齒輪的選用按照下表選用齒輪種類寬度（mm）齒 數(shù)模數(shù)（mm）孔徑（mm）驅(qū)動(dòng)軸齒輪241936連續(xù)215、20、30、35、4025、30、35、40、50傳動(dòng)軸齒輪 241936連續(xù)225、30、40、50輸出軸齒輪241936連續(xù)218、22、28、32、36計(jì)算各主軸轉(zhuǎn)速使各主軸轉(zhuǎn)速的相對(duì)轉(zhuǎn)速損失在5%以內(nèi)。由公式：V= 知： 3.4.4 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖傳動(dòng)系統(tǒng)圖是表示傳動(dòng)關(guān)系是示意圖，即用以確定的傳動(dòng)軸將驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連接起來，繪制在多軸箱輪廓內(nèi)的傳動(dòng)示意圖，如圖B10所示。圖B10 多軸箱裝配總圖第四章 夾具設(shè)計(jì) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在組合機(jī)床設(shè)計(jì)中占有重要的地位。它的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度。本夾具主要是用來鉆頂面6個(gè)螺紋底孔，整個(gè)需要加工的孔的位置尺寸用機(jī)床和夾具就能直接保證。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何保證垂直度要求的前題下，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。為了很好利用工廠實(shí)際設(shè)備和提高生產(chǎn)率，設(shè)計(jì)專用夾具進(jìn)行加工。4.1 機(jī)床夾具的概述4.1.1機(jī)床夾具的組成(1)定位元件和定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置，如V形塊，定位銷，凡是夾具都有定位元件，它是實(shí)現(xiàn)夾具基本功能的元件。(2)夾緊元件和夾緊裝置 用于固定工件以獲得的正確位置的元件或裝置。工件在夾具定位之后引進(jìn)加工之前必須將工件夾緊，使其在加工時(shí)在切削力的作用下不離開已獲得的定位，有時(shí)同一個(gè)元件既能定位，也具有夾緊的雙重功效。(3)導(dǎo)向元件 確定刀具的位置并引導(dǎo)刀具的元件，它也可以供鉆鏜類夾具在機(jī)床上安裝時(shí)做基準(zhǔn)找正用。(4)夾具體 夾具體也稱為夾具本體，用于將各種元件，裝置連于一體，并通過它將整個(gè)夾具安裝在機(jī)床上，一般采用鑄鐵制造，它是保證夾具的剛度和改善夾具動(dòng)力學(xué)特性的重要部分。如果夾具體的剛性不好，加工時(shí)將要引起較大的變形和震動(dòng)，產(chǎn)生較大的加工誤差。4.1.2機(jī)床夾具的類型機(jī)床夾具的種類很多，形狀千差萬別，為了設(shè)計(jì)和制造方便，一般按某一屬性進(jìn)行分類，如按所使用的機(jī)床分：車床夾具，銑床夾具，鏜床夾具，磨床夾具和鉆床夾具。4.2夾緊方案和夾緊元件的設(shè)計(jì)工件在切削過程中會(huì)受到切削力、慣性力等作用，因此必須夾緊以保證定位，典型的夾緊裝置是由夾緊元件、中間傳力機(jī)構(gòu)和動(dòng)力源裝置所組成。夾緊元件是執(zhí)行夾緊的最終元件，是直接與零件接觸來完成夾緊的。中間傳力機(jī)構(gòu)是傳傳遞動(dòng)力源裝置的力到夾緊元件來