裝配圖后橋減速器殼體的鉆孔加工組合機床（10個12

裝配圖后橋減速器殼體的鉆孔加工組合機床（10個12,裝配,后橋,減速器,殼體,鉆孔,加工,組合,機床,10,12,十二 摘 要 組合機床是以通用部件作為基礎(chǔ)，配以按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計的專用主軸箱和夾具，組成的半自動或自動專用機床。 組合機床是一種專用高效自動化技術(shù)裝備，目前，它是大批量機械產(chǎn)品實現(xiàn)高效、 高質(zhì)量和經(jīng)濟性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備，因而被廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。在大批量生產(chǎn)的機械工業(yè)部門，大量采用的設(shè)備是組合機床。因此，組合機床及其自動線的技術(shù)性能和綜合自動化水平，在很大程度上決定了這些工業(yè)部門產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織的結(jié)構(gòu)，也在很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。礦車輪在礦山機械技術(shù)領(lǐng)域用途極為廣泛。而本題目就包含了這兩種在機械領(lǐng)域都有著重要用途的設(shè)備。 礦車輪鉆孔組合機床設(shè)計是一個復(fù)雜的畢業(yè)設(shè)計。該零件（礦車輪）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此零件毛坯采用灰鑄鐵鑄造成形，題目要求設(shè)計鉆三個M10螺孔 的組合機床。組合機床設(shè)計過程復(fù)雜，需要查閱資料很多，所以在設(shè)計時盡量使加工簡單，但又不影響加工質(zhì)量，同時使各工序盡量集中，發(fā)揮組合機床的優(yōu)點，同時使各種誤差減小到最低限度。 關(guān)鍵詞：組合機床、夾具、多軸箱、傳動軸、三圖一卡 一、緒 論 1.1課題背景 1.1.1國內(nèi)組合機床的發(fā)展現(xiàn)狀 現(xiàn)代社會中，人們?yōu)榱烁咝?、?jīng)濟地生產(chǎn)各種高質(zhì)量產(chǎn)品，日益廣泛的使用各種機器、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，機床是現(xiàn)代機械制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備。在一般機械制造廠中，機床所擔(dān)負(fù)的加工工作量，約占機械制造總工作量的40%～60%，機床的技術(shù)性能直接影響機械產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造的經(jīng)濟性，進而決定著國民經(jīng)濟的發(fā)展水平?？梢赃@樣說，如果沒有機床的發(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床，現(xiàn)代社會目前所達到的高度物質(zhì)文明將是不可想象的。 一個國家要繁榮富強，必須實現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化，這就需要一個強大的機械制造業(yè)為國民經(jīng)濟各部門提供現(xiàn)代化的先進技術(shù)設(shè)備與裝備，即各種機器、儀器和工具等。然而，一個現(xiàn)代化的機械制造業(yè)必須要有一個現(xiàn)代化的機床制造業(yè)做后盾。機床工業(yè)是機械制造業(yè)的“裝備部”、“總工藝師”，對國民經(jīng)濟發(fā)展起著重大作用。因此，許多國家都十分重視本國機床工業(yè)的發(fā)展和機床技術(shù)水平的提高，使本國國民經(jīng)濟的發(fā)展建立在堅實可靠的基礎(chǔ)上。 機床是人類在長期生產(chǎn)實踐中，不斷改進生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的，并隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步而漸趨完善。最原始的機床是木制的，所有運動都是由人力或畜力驅(qū)動，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它們實際上并不是一種完整的機器?，F(xiàn)代意義上的用于加工金屬機械零件的機床，是在18世紀(jì)中葉才開始發(fā)展起來的。當(dāng)時，歐美一些工業(yè)最發(fā)達的國家，開始了從工場手工業(yè)向資本主義機器大工業(yè)生產(chǎn)方式的過度，需要越來越多的各種機器，這就推動了機床的迅速發(fā)展。為使蒸汽機的發(fā)明付諸實用，1770年前后創(chuàng)制了鏜削蒸汽機汽缸內(nèi)孔用的鏜床。1797年發(fā)明了帶有機動刀架的車床，開創(chuàng)了用機械代替人手控制刀具運動的先聲，不僅解放了人的雙手，并使機床的加工精度和工效起了一個飛躍，初步形成了現(xiàn)代機床的雛型。續(xù)車床之后，隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，其他各種機床也陸續(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、齒輪加工機床等基本類型的機床已先后形成。 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，促使機床沿著提高主軸轉(zhuǎn)速、加大驅(qū)動功率和增強結(jié)構(gòu)剛度的方向發(fā)展。與此同時，由于電動機、齒輪、軸承、電氣和液壓等技術(shù)有了很大的發(fā)展，使機床的轉(zhuǎn)動、結(jié)構(gòu)和控制等方面也得到相應(yīng)的改進，加工精度和生產(chǎn)率顯著提高。此外，為了滿足機械制造業(yè)日益廣闊的各種使用要求，機床品種的發(fā)展也與日俱增，例如，各種高效率自動化機床、重型機床、精密機床以及適應(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)、計算技術(shù)、自動控制和機床設(shè)計等各個領(lǐng)域最新成就的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)控機床，使機床自動化進入了一個嶄新的階段，與早期發(fā)展的僅適用于大批大量生產(chǎn)的純機械控制和繼電器接觸器控制的自動化相比，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)濟的使用。 綜觀機床的發(fā)展史，它總是隨著機械工業(yè)的擴大和科學(xué)技術(shù)的進步而發(fā)展，并始終圍繞著不斷提高生產(chǎn)效率、加工精度、自動化程度和擴大產(chǎn)品品種而進行的，現(xiàn)代機床總的趨勢仍然是繼續(xù)沿著這一方向發(fā)展。 我國的機床工業(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，既沒有獨立的機械制造業(yè)，更談不上機床制造業(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年全國機床產(chǎn)量僅1000多臺，品種不到10個。 解放后，黨和人民政府十分重視機床工業(yè)的發(fā)展。在解放初期的三年經(jīng)濟恢復(fù)時期，就把一些原來的機械修配廠改建為專業(yè)廠；在隨后開始的幾個五年計劃期間，又陸續(xù)擴建、新建了一系列機床廠。經(jīng)過50多年的建設(shè)，我國機床工業(yè)從無到有，從小到大，現(xiàn)在已經(jīng)成門類比較齊全，具有一定實力的機床工業(yè)體系，能生產(chǎn)5000多種機床通用品種，數(shù)控機床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)量的機床出口。 我國機床行業(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，為了提高機床產(chǎn)品在國際市場上的競爭能力，必須深入開展機床基礎(chǔ)理論研究，加強工藝試驗研究，大力開發(fā)精密、重型和數(shù)控機床，使我國的機床工業(yè)盡早躋身于世界先進行列。 1.2 組合機床的國內(nèi)、外現(xiàn)狀 世界上第一臺組合機床于1908年在美國問世，30年代后組合機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。 現(xiàn)代制造工程從各個角度對組合機床提出了愈來愈高的要求，而組合機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)組合機床現(xiàn)狀 我國加入WTO以后，制造業(yè)所面臨的機遇與挑戰(zhàn)并存、組合機床行業(yè)企業(yè)適時調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應(yīng)對策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢頭，截至2005年4月份，組合機床行業(yè)企業(yè)僅組合機床一項，據(jù)不完全統(tǒng)計產(chǎn)量已達1000余臺，產(chǎn)值達3.9個億以上，較2004年同比增長了10%以上，另外組合機床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交費值等經(jīng)濟指標(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 組合機床行業(yè)企業(yè)主要針對汽車、摩托車、內(nèi)燃機、農(nóng)機、工程機械、化工機械、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后與世界機床進一步接軌，組合機床行業(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、銑組合機床則有下降趨勢，中國機床工具工業(yè)學(xué)會的《機床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟指標(biāo)報表》是統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個全國大型重點企業(yè)生產(chǎn)情況看，2003年生產(chǎn)數(shù)控機床890臺，產(chǎn)值16187萬元，生產(chǎn)加工中心148臺，產(chǎn)值5770萬元；2004年生產(chǎn)數(shù)控機床985臺，產(chǎn)值25838萬元，生產(chǎn)加工中心159臺，產(chǎn)值7099萬元；而2005年，截至4月份，數(shù)控機床、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，在組合機床行業(yè)企業(yè)的50多家組合機床分會會員中，僅有兩家企業(yè)實行了股份改造，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，不到兩年的時間，就先后有十幾家企業(yè)實行股份制改造，一些小廠幾乎全部退出國有轉(zhuǎn)為民營，現(xiàn)在一些國家重點國有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢不可檔，“民營經(jīng)濟在經(jīng)歷了從被歧視，被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視4個階段后，煥發(fā)勃勃生機?！苯M合機床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營化等多種形式快速發(fā)展。 （3）組合機床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 組合機床及其自動線是集機電于一體是綜合自動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)濟實用，因而被廣泛應(yīng)用與工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。我國的傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型的箱體類和軸類零件（近年研制的組合機床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成型面等。組合機床的分類繁多，有大型組合機床和小型組合機床，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)臺組合機床等；隨著技術(shù)的不斷是進步，一種新型的組合機床——柔性組合機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)動系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多種加工的可調(diào)可變的組合機床。另外，近年來組合機床加工中心、數(shù)控組合機床、機床輔機等在組合機床行業(yè)中所占份額也越來越大。 由于組合機床及其自動線是一種技術(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)。我國組合機床及其組合機床自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達國家相對落后，國內(nèi)所需的一些高水平組合機床及自動線幾乎都從國外進口。工藝裝備的大量進口勢必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴大，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)涞淖詣踊b備。 1.2.2 國外組合機床現(xiàn)狀 80年代以來，國外組合機床技術(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。組合機床的加工精度、多品種加工的柔性以及機床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進展，實現(xiàn)了機床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控。組合機床技術(shù)的發(fā)展趨勢是： （1）廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù) 國外主要的組合機床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組合機床通用部件,在組合機床上不僅一般動力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù),而且夾具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的自動分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù),從而進一步提高了組合機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,就是由三臺自動換箱組合機床組成的,其全部動作均為數(shù)控,包括自動上下料的交換工作臺、環(huán)形主軸箱庫、動力部件和夾具的運動,其節(jié)拍時間為58秒。 (2)發(fā)展柔性技術(shù) 80年代以來,國外對中大批量生產(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)塔動力頭、可換主軸箱等組成的組合機床;同時根據(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線(FTL)。這種結(jié)構(gòu)的變化,既可以實現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏,又可以使機床配置更加靈活多樣。 (3)發(fā)展綜合自動化技術(shù) 汽車工業(yè)的大發(fā)展,對自動化制造技術(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械加工工序,而且能完成零件從毛坯進線到成品下線的全部工序,以及下線后的自動碼垛、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,就是這種綜合自動化制造系統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對稱布置的自動線組成,三班制工作,每條線日產(chǎn)2000件,節(jié)拍時間為40秒。全線由12臺雙面組合機床、18臺三坐標(biāo)加工單元、空架機器人、線兩端的毛坯庫和三坐標(biāo)測量機組成,可實現(xiàn)3種零件的加工。空架機器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動化技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗、檢測、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家,進一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。 (4)進一步提高工序集中程度 國外為了減少機床數(shù)量,節(jié)省占地面積,對組合機床這種工序集中程度高的產(chǎn)品,繼續(xù)采取各種措施,進一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺、多坐標(biāo)通用部件、移動主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機床或在夾具部位設(shè)置刀庫,通過換刀加工實現(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)濟效益。 1.2.3 組合機床的發(fā)展趨勢 　　(1)、高速化：由于機構(gòu)各組件分工的專業(yè)化，在專業(yè)主軸廠的開發(fā)下，主軸高速化日益普及。過去只用于汽車工業(yè)高速化的機種（每分鐘1.5萬轉(zhuǎn)以上的機種），現(xiàn)在已成為必備的機械產(chǎn)品要件。　 (2)、精密化：由于各組件加工的精密化，微米的誤差已不是問題。以電腦輔助生產(chǎn)（CAM）系統(tǒng)的發(fā)展帶動數(shù)控控制器的功能越來越多。 (3)、高效能：對機床高速及精密化要求的提高導(dǎo)致了對加工工件制造速度的要求提高。同時，由于產(chǎn)品競爭激烈，產(chǎn)品生命周期縮短，模具的快速加工已成為縮短產(chǎn)品開發(fā)時間所必須具備的條件。對制造速度的要求致使加工模具的機床向著高效能專業(yè)化機種發(fā)展。 　　(4)、系統(tǒng)化：機床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品?，F(xiàn)在可以用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)，不但可縮短產(chǎn)品的開發(fā)時間，還可以提高產(chǎn)品的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。 　　(5)、復(fù)合化：產(chǎn)品外觀曲線的復(fù)雜化致使模具加工技術(shù)必須不斷升級，機床五軸加工、六軸加工已日益普及，機床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。 1.3課題的提出及其意義 機床工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)特別是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)，在國民經(jīng)濟中占有重要的戰(zhàn)略地位。對我國而言，機床工業(yè)不僅僅具有重要的經(jīng)濟意義，而且還具有重要的國防戰(zhàn)略意義。研究機床工業(yè)的特點，有助于我們了解機床工業(yè)的特殊規(guī)律，從而找到適合我國國情的機床工業(yè)發(fā)展之路。機床工業(yè)的發(fā)展帶動了制造業(yè)和工業(yè)的發(fā)展。對一個國家而言，本土的機床工業(yè)與本土的制造業(yè)及工業(yè)緊密相連，高水平的本土機床工業(yè)有助于提升本土制造業(yè)及工業(yè)的水平。機床工業(yè)與一個國家的工業(yè)競爭力、制造業(yè)發(fā)展水平緊密相關(guān)，本國的機床工業(yè)水平越高，工業(yè)和制造業(yè)競爭力越強。我國工業(yè)競爭力和制造業(yè)發(fā)展水平不高，一定程度上是與我國機床工業(yè)發(fā)展水平不高相聯(lián)系的。加快我國機床工業(yè)的發(fā)展，提高我國機床工業(yè)技術(shù)和管理水平，將有利于我國工業(yè)和制造業(yè)發(fā)展。所以對機床的研究設(shè)計意義是極其重大的。 畢業(yè)設(shè)計是高等教育體系中非常重要的環(huán)節(jié)，它可以檢驗自己對專業(yè)知識理解與掌握的程度，也可以提高自己綜合運用所學(xué)知識的能力，也能在分析問題和解決問題的過程中學(xué)到更多新的知識。 就我個人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。 1.4 機床設(shè)計的目的、內(nèi)容、要求 1.4.1設(shè)計的目的 機床設(shè)計畢業(yè)設(shè)計，其目的在于通過機床主運動機械變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使我們在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計構(gòu)思、方案的分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機械制圖、零件計算、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)計思想，掌握基本的設(shè)計方法，培養(yǎng)基本的設(shè)計方法，并培養(yǎng)了自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力。 1.4.2 設(shè)計內(nèi)容 (1)運動設(shè)計 根據(jù)給定的被加工零件，確定機床的切削用量，通過分析比較擬定傳動方案和傳動系統(tǒng)圖，確定傳動副的傳動比及齒輪的齒數(shù)，并計算主軸的實際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)的相對誤差。 (2)動力設(shè)計 根據(jù)給定的工件，初算傳動軸的直徑、齒輪的模數(shù)；確定動力箱；計算多軸箱尺寸及設(shè)計傳動路線。完成裝配草圖后，要驗算傳動軸的直徑，齒輪模數(shù)否在允許范圍內(nèi)。還要驗算主軸主件的靜剛度。 (3)結(jié)構(gòu)設(shè)計 進行主運動傳動軸系、變速機構(gòu)、主軸主件、箱體、潤滑與密封等的布置和機構(gòu)設(shè)計。即繪制裝配圖和零件工作圖。 (4)編寫設(shè)計說明書 1.4.3 設(shè)計要求 評價機床性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù)—經(jīng)濟指標(biāo)來判定的。技術(shù)先進合理，亦即“質(zhì)優(yōu)價廉”才會受到用戶的歡迎，在國內(nèi)和國際市場上才有競爭力。機床設(shè)計的技術(shù)—經(jīng)濟指標(biāo)可以從滿足性能要求、經(jīng)濟效益和人機關(guān)系等方面進行分析。其設(shè)計任務(wù)及其要求有： （1）在保證滿足各項技術(shù)要求的前提下，力求結(jié)構(gòu)簡單、先進和合理，動作準(zhǔn)確可靠，便裝拆維修，操作安全可靠； （2）設(shè)計內(nèi)容包括：組合機床設(shè)計、夾具設(shè)計； （3）零件盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)件； （4）在結(jié)構(gòu)方案和有關(guān)尺寸確定后，繪制出裝配圖和零件圖； （5）繪制零件圖包括結(jié)構(gòu)圖形、尺寸、公差、形位公差和表面粗糙度值；尺寸表注要注意基準(zhǔn)和完整；必須注明必要的技術(shù)要求； （6）掌握必要的機械零件的設(shè)計和加工工藝的有關(guān)知識； （7）熟悉機械制圖、配合與公差、機械原理、金屬材料等方面的有關(guān)知識。 1.5 機床的設(shè)計步驟 1.5.1調(diào)查研究 研究市場和用戶對設(shè)計機床的要求，然后檢索有關(guān)資料。其中包括情報、預(yù)測、實驗研究成果、發(fā)展趨勢、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)查閱先進國家的有關(guān)資料和專利等。通過對上述資料的分析研究，擬訂適當(dāng)?shù)姆桨?，以保證機床的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，使用戶有較好的經(jīng)濟效益。 1.5.2 擬定方案 通常可以擬定出幾個方案進行分析比較。每個方案包括的內(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、實驗結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟分析等。 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。要盡量用先進的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)； （2） 設(shè)計必須以生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗為依據(jù)，凡是未經(jīng)實踐考驗的方案，必須經(jīng)過實驗證明可靠后才能用于設(shè)計； （3） 繼承與創(chuàng)造相結(jié)合，盡量采用先進工藝，迅速提高生產(chǎn)力，為實現(xiàn)四個現(xiàn)代化服務(wù)。注意吸取前人和國外的先進經(jīng)驗，并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)造和發(fā)展。 1.5.3 工作圖設(shè)計 首先，在選定工藝方案并確定機床配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進行方案圖紙的設(shè)計。這些圖子包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡，統(tǒng)稱“三圖一卡”設(shè)計。并初定出主軸箱輪廓尺寸，才能確定機床各部件間的相互關(guān)系。 其次，繪制機床的總裝圖、部分部件裝配圖。 然后，整理機床有關(guān)部件與主要零件的設(shè)計計算書，編制各類零件明細(xì)表，編寫機床說明書等技術(shù)文件。 最后，對有關(guān)圖紙進行工藝審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查。 二、零件分析 2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點及其技術(shù)要求 2.1.1被加工零件的加工精度 被加工零件需要在組合機床上完成的加工工序及應(yīng)保證的加工精度，是制造機床方案的主要依據(jù)。離合器壓盤加工孔的精度要求不高，可采用鉆孔組合機 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 可以在下一個安裝工位上對所有孔進行最終精加工。為了加工出表面粗糙度為Ra3.2um的孔。采取提高機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，機床通常采用尾置式齒輪動力裝置，進給采用液壓系統(tǒng)，人工夾緊。 2.1.2 被加工零件的特點 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，它們對機床工藝方案制度有著重要的影響。此零件的材料是QT500-7、硬度HB170-230、孔在整個壓盤上呈均度分配，孔的直徑為Φ12mm和Φ12.5mm。采用多孔同步加工，零件的剛度足夠，工件受力不大，振動，及發(fā)熱變形對工件影響可以不計。 一般來說，孔中心線與定位基準(zhǔn)面平行且需由一面或幾面加工的箱體宜用臥式機床，立式機床適宜加工定基準(zhǔn)面是水平的且被加工孔與基準(zhǔn)面垂直的工件，而不適宜加工安裝不方便或高度較大的細(xì)長工件。對大型箱體件采用單工位機床加工較適宜，而中小型零件則多采用多工位機床加工。 此零件的加工特點是中心線與定位基準(zhǔn)平面是垂直的，并且定位基準(zhǔn)面是水平的?？椎姆植挤秶侵本€形狀，工件比較長，一次鉆完，多軸箱體積較大，采用兩工位以減小多軸箱的體積，使整個鉆床瘦身，因而適合選擇立式多工位鉆床。 2.2 零件的生產(chǎn)批量與機床的使用條件 2.2.1 零件的生產(chǎn)批量 由生產(chǎn)綱領(lǐng)知（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量4萬件，單班制生產(chǎn)。 零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位，多工位或自動線，還是按中小批量設(shè)計組合機床的重要因素，被加工零件的生產(chǎn)批量越大，工序安排一般趨于分散，而且其粗，精加工應(yīng)分別在不同的機床上完成，以保證加工精度，但對于中小批量生產(chǎn)的情況，則力求減少機床臺數(shù)，此時應(yīng)將工序盡量集中在一臺或少數(shù)幾臺機床上進行，以提高機床的利用率，本課題要求年產(chǎn)量為4萬臺，結(jié)合實際情況，考慮零件的大小，形狀，應(yīng)屬于中小批量的生產(chǎn)規(guī)模，所以宜采用組合機床。 2.2.2 機床的使用條件 （1）車間布置情況 車間內(nèi)零件輸送滾道的高度將影響機床的裝料高度，當(dāng)工件輸送滾道穿過機床時，機床應(yīng)設(shè)計為通過式，且配置不能超過三面，同時，裝卸工件只能推進拉出，機床通常不能安裝中間導(dǎo)向，如果車間面積有限，則要限制機床輪廓尺寸，此外，生產(chǎn)線的工藝流程方向，機床在車間的安裝位置等對機床配置方案也有一定的影響。 （2）工藝間的聯(lián)系 工件到組合機床加工前，毛坯或半成品必須達到一定的要求，否則，會造成工件在機床上夾緊定位不可靠，甚至造成刀具損壞，或者不能保證要求的加工精度，如果在組合機床上加工以后，還要轉(zhuǎn)到其他機床上加工，而工件沒有預(yù)先加工出保證精度的有關(guān)定位基面，那么組合機床應(yīng)該考慮為下一道工序加工出定位面。 （3）使用廠的技術(shù)能力和自然條件 如果使用廠沒有相當(dāng)能力的工具車間，制造，刃磨復(fù)雜的整體復(fù)合刀具有困難，則制定方案時應(yīng)避免采用此類刀具，必要時可增加機床工位，以便采用一般刀具分散加工。 綜合以上所述：通過對后橋減速器殼體的結(jié)構(gòu)特點、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)計多工位同步鉆床。 三、確定組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案 零件加工工藝方案將決定組合機床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等?？紤]到被加工的零件是加工10個M12.5和2個M12的通孔，而且這12個通孔是沿圓周方向性分布，并針對零件的形狀、大小、材料、硬度、剛性、加工部位的結(jié)構(gòu)特點、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、現(xiàn)場的環(huán)境和條件、生產(chǎn)率要求等。劃分工序可以有兩種趨向：工序集中和工序分散。?工序的集中分散各有其長處，一般說來，在大批量生產(chǎn)中以提高生產(chǎn)率為主，需廣泛采用多刀、單軸與多軸自動或半自動機床，多軸龍門銑床、組合機床等，故采取工序集中可以獲得突出的效果。? 　　此次設(shè)計的后橋減速器殼體端面鉆孔組合機床很大程度上使各工序盡量集中，發(fā)揮組合機床的優(yōu)點，同時使各種誤差減小到最低限度。? 由于此設(shè)計中所加工的零件12個孔中部分孔距離適中，所以完全可用一個工位完成。?遵循以下幾點基本原則： （1）選擇合適、可靠的工藝方法； （2）精粗加工合理安排； （3）工序集中原則 （4）定位基準(zhǔn)及夾緊點選擇原則。 （5）制定工藝方案1)裝卸、夾緊；2)鉆12個孔； 3.1組合機床的組成 一臺組合機床主要由滑臺、鉆削頭、夾具、多軸箱、動力箱、立柱、立柱底座、中間底座、側(cè)底座以及控制部件和輔助部件等組成。其中夾具和多軸箱是按加工對象設(shè)計的專用部件，其余均為通用部件，且專用部件中的絕大多數(shù)零件（約70%—90%）也是通用零件。 加工時，刀具由電動機通過動力箱、多軸箱驅(qū)動做旋轉(zhuǎn)主體運動并通過各自的滑臺帶動做直線進給運動。 3.2組合機床類型 根據(jù)所選用的通用部件的規(guī)格大小以及結(jié)構(gòu)和配置形式等方面的差異，將組合機床分為大型組合機床和小型組合機床兩大類。習(xí)慣上滑臺臺面寬度大于250mm的為大型組合機床，滑臺臺面寬度小于250mm的為小型組合機床。 根據(jù)組合機床的配置形式，可將其分為具有固定夾具的單工位組合機床、具有移動夾具的多工位組合機床和轉(zhuǎn)塔式組合機床三類。 3.2.1具有固定夾具的單工位組合機床 單工位組合機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，家具和工件固定不動，通過動力部件使刀具從單面、雙面或多面對工件進行加工。這類機床加工精度較高，但生產(chǎn)率較低。 按照組成部件的配置形式及動力部件的進給方向，單工位組合機床又分為臥式、立式、傾斜式和復(fù)合式四種類型。 a 臥式組合機床 臥式組合機床的刀具主軸水平布置，動力部件沿水平方向進給，按加工要求的不同，可配置成單面、雙面或多面的形式。本題目選用單面即可。 b 立式組合機床 立式組合機床的道具主軸垂直布置，動力部件沿垂直方向進給。一般只有單面配置一種形式。 c 傾斜式組合機床 傾斜式組合機床的動力部件傾斜布置，沿傾斜方向進給。可配置成單面雙面或多面的形式，以加工工件上的傾斜表面。 d 復(fù)合式組合機床 復(fù)合式組合機床是臥式、立式、傾斜式兩種或三種形式的組合。 3.2.2具有移動夾具的多工位組合機床 多工位組合機床的夾具和工件可按預(yù)定的工作循環(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行不同的工位加工。這類機床生產(chǎn)率高，但加工精度不如單工位組合機床，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，可分為移動工作臺式、回轉(zhuǎn)工作臺式、中央立柱式和鼓輪式四種類型。 a 移動工作臺組合機床 移動工作臺組合機床可以先后在兩個工位上從兩面對工件進行加工，夾具和工件可隨工作臺直線移動來實現(xiàn)工件的變換。 b 回轉(zhuǎn)工作臺組合機床 回轉(zhuǎn)工作臺組合機床在每一個工位上可以同時加工一個活幾個工件，其上的夾具和工件安裝在繞垂直軸線回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)工作臺上，并隨其作周期轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)工件的換位。由于這種機床適宜于對中小型工件進行多面、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動時間重合，所以不能獲得較高的生產(chǎn)率。 c 中央立柱式組合機床 中央立柱式組合機床上的夾具和工件安裝在繞垂直軸線回轉(zhuǎn)的環(huán)形回轉(zhuǎn)工作臺上，并隨其做周期轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)工位的變換。在環(huán)形回轉(zhuǎn)工作臺周圍以及中央立柱上均可布置動力部件，在各個工位上，對工件進行多工序加工。 d 鼓輪式組合機床 鼓輪式組合機床上的夾具和工件安裝在繞水平軸線回轉(zhuǎn)的鼓輪上，并作周期轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)工位的變換。在鼓輪的兩端布置動力部件，從兩面對工件進行加工。 3.2.3轉(zhuǎn)塔式組合機床 轉(zhuǎn)塔式組合機床的特點是幾個多軸箱安裝在轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)工作臺上，各個多軸箱依次轉(zhuǎn)到加工位置對工件進行加工。按多軸箱是否作進給運動，可將這類機床分為兩類： a 只實現(xiàn)主運動的轉(zhuǎn)塔式多軸箱組合機床 多軸箱安裝在轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)工作臺上，主軸由電動機通過多軸箱的傳動裝置帶動作旋轉(zhuǎn)主運動；工件安裝在滑臺的回轉(zhuǎn)工作面上（如果不需要工件轉(zhuǎn)位時，可直接安裝在滑臺上），由滑臺帶動作進給運動。 b 既實現(xiàn)主運動又可隨滑臺作進給運動的轉(zhuǎn)塔式多軸箱組合機床 這類機床的工件固定不動（也可作周期轉(zhuǎn)位），轉(zhuǎn)塔式多軸箱安裝在滑臺上并隨滑臺作進給運動。 轉(zhuǎn)塔式組合機床可以完成一個工件的多工序加工，因而可減少機床臺數(shù)和占地面積，適宜于中、小批量生產(chǎn)。 綜合上述組合機床分類介紹及各自功用，在結(jié)合本題目所要求設(shè)計的組合機床特點初步選取單工位的臥式組合機床。 3.4組合機床的通用部件 組合機床的通用部件是組合機床的基礎(chǔ)。部件通用化程度的高低標(biāo)志著組合機床技術(shù)的水平。在組合機床設(shè)計中，選擇通用部件是重要內(nèi)容之一。 3.4.1通用部件的分類 按通用部件在組合機床上的作用可分為下列幾類： a 動力部件 動力部件是組合機床的主要部件，它為刀具提供主運動和進給運動。動力部件包括動力滑臺及其相配套使用的動力箱和各種單軸頭，如銑削頭、鉆削頭、鏜孔車斷面頭等，其他部件均以選定的動力部件為依據(jù)來配套選用。 b 支承部件 支承部件是組合機床的基礎(chǔ)部件，他包括側(cè)底座、立柱、立柱底座和中間底座等，用于支承和安裝各種部件。組合機床個部件之間的相對位置精度、機床的剛度主要由支承部件保證。 c 輸送部件 輸送部件用于帶動夾具和工件的移動和轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)工位的變換，因此，要求有較高的定位精度。輸送部件主要有移動工作臺和回轉(zhuǎn)工作臺。 d 控制部件 控制部件用于控制組合機床按預(yù)定的加工程序進行循環(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。 e 輔助部件 輔助部件包括用于實現(xiàn)自動夾緊工件的液壓或氣動裝置、機械扳手、冷卻和潤滑裝置、排屑裝置以及上下料的機械手等。 3.4.2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，其他通用部件的主參數(shù)取與其配套的滑臺主參數(shù)來表示。 等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的“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。滑座導(dǎo)軌材料有兩種，分別在型號后加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42—48HRC；B表示滑座為鑲鋼導(dǎo)軌，淬火硬度為48HRC以上。 3.5影響因素 通常，在確定工藝方案的同時，也就大體上確定了組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。但是還要考慮下列因素的影響。 3.5.1加工精度的影響 工件的加工精度要求，往往影響組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案，例如，加工精度要求高時，應(yīng)采用固定夾具的單工位組合機床，加工精度要求低時，可采用移動夾具的多工位組合機床；工件各孔間的位置精度要求高時，應(yīng)采用在同一工位上對各孔同時精加工的方法；工件各孔同軸度要求高時，應(yīng)單獨采用精加工等。 3.5.2工件結(jié)構(gòu)狀況影響 工件的形狀、大小和加工部位的結(jié)構(gòu)特點，對機床的結(jié)構(gòu)方案也有一定的影響。例如，對于外形尺寸和重量較大的工件，一般采用固定夾具的單工位組合機床，對多工序的中小型零件，則宜采用移動夾具的多工位組合機床；對于大直徑的深孔加工，宜采用具有剛性主軸的立式組合機床等。 3.5.3生產(chǎn)率的影響 生產(chǎn)率往往是決定采用單工位組合機床、多工位組合機床還是組合機床自動線的重要因素。例如，從其他因素考慮應(yīng)采用單工位組合機床，但由于滿足不了生產(chǎn)率的要求，就不得不采用多工位組合機床，甚至自動線來進行加工。而在多工位組合機床時，還要考慮：工位數(shù)不超過23個，并能滿足生產(chǎn)率要求時，應(yīng)選用移動工作臺式組合機床；工位數(shù)超過4個時才選用回轉(zhuǎn)工作臺或鼓輪式組合機床。 3.5.4現(xiàn)場條件的影響 使用組合機床的現(xiàn)場條件對組合機床的結(jié)構(gòu)方案也有一定的影響。例如使用單位的氣候炎熱，車間溫度過高，使用液壓傳動機床不夠穩(wěn)定，則宜采用機械傳動的結(jié)構(gòu)形式；使用單位刃磨刀具、維修、調(diào)整能力以及車間布置得情況，都將影響組合機床的結(jié)構(gòu)方案。 綜上：本題目應(yīng)采用固定液壓夾具的單工位組合機床。 3.6 組合機床方案的制定 3.6.1制定工藝方案 零件加工工藝將決定組合機床的加工質(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，必須計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)被加工被零件的零件圖（圖2-1），加工12個螺紋孔的工藝過程。 (1) 加工孔的主要技術(shù)要求。 加工10個M12.5和2個M12的螺紋底孔的孔。 孔的位置度公差為Φ0.1mm，與Φ12孔同心。 工件材料為QT500－7，HB170－230。 要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量4萬件，單班制生產(chǎn) (2) 工藝分析 加工該孔時，孔的位置度公差為0.05mm 根據(jù)組合機床用的工藝方法及能達到的經(jīng)濟精度，可采用如下的加工方案。 一次性加工螺紋底孔，孔徑為Φ12.5 (3) 定位基準(zhǔn)及夾緊點的選擇 加工此離合器壓蓋的孔，以底面的兩個支承點限制、和、四個自由度，位于中間的心軸起到了很好的定位作用。 在保證加工精度的情況下，提高生產(chǎn)效率減輕工人勞動量，而工件也是大批量生產(chǎn)，由于夾具在本設(shè)計中沒有考慮，因此在設(shè)計時就認(rèn)為是人工夾緊。 圖2－1 被加工零件圖 3.7 確定切削用量及選擇刀具 3.7.1 確定工序間余量 為使加工過程順利進行并穩(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床對孔加工的工序余量，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。Φ12mm的孔在鉆孔后鉸孔，直徑上工序間余量0.5-1mm。 3.7.2 選擇切削用量 切削用量是指切削速度、進給量、背吃刀量等三個切削要素。它們表示切削過程中切削運動的大小及刀具切入工件的程度，切削速度是切削刃的選定點相對于工件的主運動的瞬時速度，通常用Vc表示，單位為米/分或米/秒。進給量是工件或刀具的每一轉(zhuǎn)或每一往返行程的時間內(nèi)，刀具與工件之間沿進給運動方向的相對位移，通常用f來表示，單位為毫米/轉(zhuǎn)或毫米/行程。背吃刀量是指通過切削刃基點并垂直于工件平面方向上測量的吃刀深ap，也就是工件待加工表面與已加工表面之間的垂直距離，習(xí)慣上也將背吃刀量稱為切削深度，通常用ap表示，單位為毫米 。 切削深度ap 選擇原則是根據(jù)工件的加工余量來決定的，選擇是應(yīng)考慮：a 在留下精加工及半精加工余量后，粗加工應(yīng)盡可能將剩下的余量一次切除以減少走刀次數(shù)；b如果工件余量過大，或機床動力不足而不能將粗切削余量一次切除，也應(yīng)將第一次走刀的切削深度盡可能取大些；c 當(dāng)沖擊負(fù)載較大，或工藝系統(tǒng)剛性較差時，應(yīng)適當(dāng)減少切削深度；d 一般精切時，可取ap=0.05~0.8毫米，半精加工時可取ap=1.0~3.0毫米 。 進給量f的選擇是主要是根據(jù)切削力及加工表面粗糙度：粗加工時，加工表面粗糙度要求不高，進給量主要受刀桿、刀片、工件及機床的強度和剛度所能承受的切削力的限制；半精切削及精切時，進給量主要受表面粗糙度要求的限制，刀具的副偏角愈小，刀尖圓弧半徑愈大，切削速度愈高，工件材料的強度愈大，則進給量可愈大 。 切削速度vc的選擇原則主要考慮切削加工的經(jīng)濟性，必須保證刀具經(jīng)濟壽命，同時切削負(fù)載不應(yīng)超過機床的額定功率，通常的原則是：a 刀具材料的耐熱性好，切削速度可高些；b工件材料的強度、硬度高，或塑性太大或太小，切削速度均應(yīng)取低些，c 加工帶外皮的工件時，應(yīng)付適當(dāng)降低速度；d要求得到較小的表面粗糙度時，切削速度應(yīng)避開積屑瘤的生成速度范圍，對硬質(zhì)合金刀具，可取較高的切削速度，對高速鋼刀具，常采用低速切削；e 斷續(xù)切削時，應(yīng)取較低的切削速度；f 工藝系統(tǒng)剛性差時，切削速度應(yīng)適當(dāng)減?。籬在切削速度最后確定之前，須驗算機床電動機的功率是否足夠 。 組合機床往往采用多軸、多刀、多面同時加工，且組合機床上的刀具要有足夠的使用壽命，以減少頻繁換刀。因此，組合機床切削用量一般比通用機床的單刀加工要低30%以上。 同一多軸箱上的刀具由于采用同一滑臺實現(xiàn)進給，多以各刀具的每分鐘進給量應(yīng)該相等。因此，應(yīng)按工件時間最長、負(fù)荷最重、刃磨較困難的所謂“限制性刀具”來確定；對于其他刀具，可以在這基礎(chǔ)上進行調(diào)整其每轉(zhuǎn)進給量，以滿足每轉(zhuǎn)進給量相同的要求。另外，在多軸箱傳動系統(tǒng)設(shè)計完畢、傳動齒輪齒數(shù)確定后，還要反過來調(diào)整初定的切削用量。 選擇切削用量時，應(yīng)盡量使相鄰主軸轉(zhuǎn)速接近，以使多軸箱的傳動鏈簡單些。使用液壓滑臺時，所選的每分鐘進給量一般應(yīng)比滑臺的最小進給量大50%，以保證進給穩(wěn)定。 確定了在組合機床上完成的工藝內(nèi)容了，就可以著手選擇切削用量了。因為所設(shè)計的組合機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)驗比一般通用機床單刀加工低30%左右．多軸主軸箱上所有刀具共用一個進給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動力滑臺，工作時，要求所有刀具的每分鐘進給量相同，且等于動力滑臺的每分鐘進給量（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)計成不同轉(zhuǎn)速和不同的每轉(zhuǎn)進給量（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） … ——各主軸進給量（mm/r） ——動力滑臺每分鐘進給量（mm/min） 由于離合器壓盤孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求都是相同的。 按照經(jīng)濟地選擇滿足加工要求的原則，采用查《組合機床設(shè)計》P54查得：進給量f>(0.2-0.4mm/r)、切削速度V=16-24m/min。 取f=0.2mm/r 和 V=20m/min 3.7.3 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及進給量f）確定切削力，作為選擇動力部件（滑臺）及夾具設(shè)計的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動件（齒輪，傳動軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動電動（一般指動力箱）功率，通過查表計算如下： 布氏硬度：HB =HBmax－(HBmax－HBmin) =230－(230－170) =210 鉆孔徑D=12.5mm通孔時： 切削力：=26 =26×12.5×× =2342.85N 切削扭矩：=10 =10××× =8749.63N·mm 切削功率：= =8749.63×20/(9740×3.14×12.5) =0.458 kw 刀具耐用度：t=(9600/ V)8 =(9600×/20××)8 =370分 鉆孔徑D=12mm通孔時： 切削力：=26 =26×12×× =2249.13 切削扭矩：=10 =10××× =8096.64 N·mm 切削功率：= =8096.64×20/9740×3.14×12 =0.441kw 刀具耐用度：t=(9600/ V)8 =(9600×/20××)8 =341分 式中：HB——布氏硬度 F——切削力（N） D——鉆頭直徑（mm） f——每轉(zhuǎn)進給量（mm/r） T——切削扭矩(N·mm) V——切削速度（m/min） P——切削功率(kw) 3.7.4 選擇刀具結(jié)構(gòu) 后橋減速器殼體的布氏硬度在HB170～230，孔徑D為12.5mm和12mm，查《機械制造工藝設(shè)計手冊》P25表5-7，刀具的材料選擇高速鋼鉆頭（W18Cr4V），為了使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、刃磨簡單，選擇標(biāo)準(zhǔn)Φ12.5和Φ12的麻花鉆。孔加工刀具的長度應(yīng)保證加工終了時刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有30～50mm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。 d L l 莫氏錐度 11.9－13.1 182 101 1號 四、“三圖一卡”的編制 根據(jù)前幾章分析和指定的機床工藝方案及機床的配置型式結(jié)構(gòu)方案下面用圖紙的表達形式—三圖一卡設(shè)計，來表示組合機床的總體設(shè)計。其內(nèi)容包括： 繪制被加工零件圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計算卡。 被加工零件（見下圖）。其材料為鑄鋼QT500-7，硬度為HB170～230，加工部位及要求為： 面上有加工10個M12.5和2個M12，孔粗糙度為25； 其他技術(shù)要求見圖紙。 要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量4萬件，單班制生產(chǎn)。 4.1 被加工零件工序圖 被加工零件圖是根據(jù)選定的工藝方案，表明零件的形狀、尺寸、硬度、以及在所設(shè)計的組合機床上完成的工藝內(nèi)容和所采用的定位基準(zhǔn)、夾壓點的圖紙。是組合機床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造、驗收和調(diào)整機床的重要技術(shù)條件。 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，表示一臺組合機床完成的工藝內(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，突出本機床的加工的內(nèi)容，加上必要的說明繪制成的。它是組合機床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗和調(diào)整機床的重要技術(shù)文件。后橋減速器殼體用鉆孔組合機床的被加工零件工序圖如2－2所示。 圖2－2 被加工零件工序圖 附注：1.被加工零件名稱及編號：后橋減速器殼體； 2.材料及硬度：鑄鐵QT500-7 HB170~230； 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）加工時如需要中間向?qū)В瑧?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、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 （1）為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要圖出被本機床的加工內(nèi)容。繪制時，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（用粗實線），并把零件輪廓及與機床、夾具設(shè)計有關(guān)部位（用細(xì)實線）表清楚，凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方面用粗實線標(biāo)記。 （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)，但有時因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，則須對加工部位要求位置尺寸精度進行分析換算。 4.2加工示意圖 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床上的加工過程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對位置關(guān)系，機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)計選擇動力部件的主要依據(jù)，是整臺組合機床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機床和刀具所必需的重要文件。圖2－3為后橋減速器殼體12孔臥式鉆床加工示意圖。 4.2.1在加工示意圖要標(biāo)注的內(nèi)容 （1）機床的加工方法，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。 4.2.2繪制加工示意圖的有關(guān)計算 加工示意圖繪制之前，應(yīng)進行刀具、導(dǎo)向裝置的選擇以及切削用量、轉(zhuǎn)矩、進給力、功率和有關(guān)聯(lián)系尺寸計算。 （1）刀具的選擇 選擇刀具，應(yīng)考慮工藝要求與加工尺寸精度、工件材質(zhì)、表面粗糙度及生產(chǎn)率的要求。只要條件允許應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)刀具。為了提高工序集中程度或滿足精度要求，可以采用復(fù)合刀具?？准庸さ毒叩拈L度應(yīng)保證加工終了時刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有3050mm距離，以便于排出切削和刀具磨損后又一定的向前調(diào)整量。 （2）導(dǎo)向套的選擇 在組合機床上加工孔，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)計組合機床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時必須解決的內(nèi)容。導(dǎo)向裝置有兩大類，即固定式導(dǎo)向和旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向。在加工孔徑不大于40mm或摩擦表面線速度小于20m/min時，一般采用固定式導(dǎo)向，刀具或刀桿的導(dǎo)向部分，在導(dǎo)向套內(nèi)即轉(zhuǎn)動又作軸向移動。固定導(dǎo)向裝置一般由中間套、可換導(dǎo)套華人壓套螺釘組成。中間套的作用是在可換導(dǎo)套磨損后，可較為方便的更換，不會破壞鉆模體上的孔德精度。加工孔徑較大或線速度大于20mm/min時，一般采用旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向裝置。旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向裝置將旋轉(zhuǎn)副和直線移動（導(dǎo)向）副分別設(shè)置，按旋轉(zhuǎn)副和直線副的相對位置分為內(nèi)滾式和外滾式兩種；滾動軸承安裝在刀桿上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向為內(nèi)滾式導(dǎo)向，中間導(dǎo)向套只作直線移動，導(dǎo)向長度為(23）d1(d1刀桿直徑),導(dǎo)向至工件端面的距離為2050mm，視導(dǎo)向結(jié)構(gòu)而定；滾動軸承內(nèi)圈安裝在中間導(dǎo)向套上，中間導(dǎo)向套不隨主軸一起的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向為外滾式導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向長度為 （2.53.5）d1。旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向裝置的極限轉(zhuǎn)速由軸承的極限轉(zhuǎn)速和刀具允許的切削速度決定，導(dǎo)向精度由軸承精度和刀桿、導(dǎo)向套的精度決定。旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向一般通過滑塊連軸器（JB/ZQ4384-1986）與主軸“浮動”聯(lián)接。 1）選擇導(dǎo)向類型 根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑d=12.5mm和刀具導(dǎo)向的線速度v=20m/min，選擇固定式導(dǎo)向。 2）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2－4所示： 圖2－4 固定導(dǎo)向裝置 3）導(dǎo)向裝置的選擇 由于選擇剛性主軸，其位置尺寸精度取決于主軸的位置和尺寸精度，對于所加工出的孔的精度將起著重要的角色，而與選擇的刀具和有無導(dǎo)向裝置沒有太大的關(guān)系，另外由于改機床所加工的孔的直徑和長度均不大，所以選用第一類導(dǎo)向裝置，則其布局與參數(shù)的選擇查閱《組合機床設(shè)計簡明手冊》如下: 工藝方法 導(dǎo)向布局簡圖 導(dǎo)向長度 導(dǎo)向至工件端面的距離 刀具與主軸的連接形式 鉆孔 （2~4） （鉆鑄鋼） 剛性 查《組合機床設(shè)計》P221 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下表： 表2－1 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺 d D D1 D2 L l1 m R d1 d2 l0 >12-15 22 31 30 25 35 13 21.5 M8 16 12 >10-12 18 26 25 25 35 10.5 19 M8 16 12 固定裝置的配合如下表： 表2－2 固定裝置的配合 導(dǎo)向 類別 工藝 方法 D D D1 刀具導(dǎo)向 部分外徑 固定 導(dǎo)向 鉆孔 G7（或F8） g6 導(dǎo)向裝置的布置如表2－3所示： 表2－3 導(dǎo)向裝置的參數(shù)(mm) 尺寸 項目 l1 l2 l3 與直徑d的關(guān)系 (2～4)d 加工鑄鐵 d d/3+(3～8) d=12.5 2×d=25 12.5 12.17 d=12 2×d=24