單工位雙面臥式車(chē)方組合機(jī)床的整體設(shè)計(jì)

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Wangca中國(guó)濟(jì)南250061精實(shí)路73號(hào)山東大學(xué)機(jī)械工程系,b中國(guó)濟(jì)南山東大學(xué)材料工程系 c中國(guó)濟(jì)南機(jī)械設(shè)計(jì)與研究院摘要：應(yīng)用鉆石工具在工程陶瓷上鉆孔的技術(shù)已經(jīng)形成。 在這個(gè)方法中，鉆孔工具通過(guò)摩擦力而旋轉(zhuǎn)。鉆孔機(jī)械的機(jī)制是基于被分析過(guò)的斷裂力學(xué)概念以及一種關(guān)于物質(zhì)清除率的理論模型。 按照這個(gè)模式，通過(guò)增加靜態(tài)載荷應(yīng)力、鉆探工具的轉(zhuǎn)速以及磨料的顆粒大小可以增大物質(zhì)清除率。選擇含有99.5Al2O3的陶瓷作為研究物質(zhì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，鉆石鉆孔在工程陶瓷制造上是一種有效的方法。關(guān)鍵字：工程陶瓷； 鉆石工具；鉆井； 機(jī)械機(jī)制1.前言工程陶瓷有許多良好的物理和機(jī)械特性：高硬度、高熱能阻力、化學(xué)穩(wěn)定性高、低導(dǎo)熱和電氣熱等等。由于具有這些特性，工程陶瓷越來(lái)越多的應(yīng)用于一些高技術(shù)領(lǐng)域,從電子和光學(xué)器件發(fā)熱到穿抗零件1-3都有應(yīng)用。但是直到今天,他們大多僅限于應(yīng)用光學(xué)、電子儀器的應(yīng)用。原因之一是：燒結(jié)之前的形成過(guò)程具有限制，這一過(guò)程中的限制和復(fù)雜幾何難以確保有足夠的準(zhǔn)確性和表面的完善性。另外，在目前的使用過(guò)程中，也有相當(dāng)?shù)哪娌钌a(chǎn)或者在燒結(jié)過(guò)程中強(qiáng)硬的機(jī)械幾何作用，加上系統(tǒng)本身的限制以及大多數(shù)程序中的能力形成都是限制因素。制造工程陶瓷的最早規(guī)模是通過(guò)傳統(tǒng)方法，這種方法非常的費(fèi)時(shí)費(fèi)力。強(qiáng)大的壓縮力和接受力，以及可以接受的表面和地表的破壞在某種程度上是一個(gè)巨大損失。因此，近些年里，在這一領(lǐng)域中的研究已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用更有效的替代物質(zhì)程序來(lái)獲得動(dòng)力，尤其是如何減少發(fā)生故障或表面裂縫的工程陶瓷4-6的制作途徑和方法上。本文通過(guò)使用扶輪鉆石工具來(lái)研究一種在工程陶瓷上的機(jī)械鉆孔方法，它能提高物質(zhì)清除率，并且可以改善表面完善性。本文將要探討基本機(jī)制鉆鉆石工具在陶瓷鉆孔上的知識(shí)，從而使提高預(yù)測(cè)物質(zhì)遷移率而計(jì)算的靜態(tài)負(fù)載應(yīng)力，摩擦力的表面積和鉆孔工具的合理轉(zhuǎn)速。2.鉆石工具鉆孔的機(jī)制鉆石工具鉆孔過(guò)程概略圖如圖1所示。這個(gè)工具在鉆孔過(guò)程是旋轉(zhuǎn)的，工件是固定裝置的。物質(zhì)遷移的微觀機(jī)制已通過(guò)觀察釘磨損的表面得到了普遍調(diào)查。物質(zhì)遷移過(guò)程被認(rèn)為是類似于一個(gè)切割工具，在任何情況下，可以取代單人工具或部分工具或破裂的顆粒表面的工作。該工件物質(zhì)被認(rèn)為是一件刺的方式很多部分顆粒磨料上應(yīng)用。由此得到的結(jié)論是,工程陶瓷的脆性斷裂出現(xiàn)主要在鉆石鉆探工具。理解了這一進(jìn)程,有利于掌握脆性材料的相似性，由于磨料顆粒在工件表面類似于硬度實(shí)驗(yàn)中壓頭的工作。 圖1.鉆石工具鉆孔進(jìn)程的概略圖：(1)大件，(2)水，(3)工件， (4)工具， (5)進(jìn)水外殼。2.1陶瓷凹槽的研究通過(guò)維克壓頭在陶瓷正常接觸的情況下的變形和斷裂的說(shuō)明如圖2所示。 圖2 基于凹槽的陶瓷的正常的變形和斷裂直接的說(shuō)這一個(gè)區(qū)域是壓變形。兩大裂縫系統(tǒng)已經(jīng)確定，它們是來(lái)自區(qū)塑膠:中/測(cè)裂縫和橫向裂縫。 這兩種行為的裂縫的殘余變形的彈性來(lái)自塑料/塑料材料。徑向裂縫是由一個(gè)楔子固定著在運(yùn)行時(shí)，這樣可以繼續(xù)發(fā)揮在卸貨條件下由于剩余張力而形成的力。橫向裂縫向下展開(kāi)，強(qiáng)調(diào)只有在剩余的負(fù)荷被替換的條件下，才會(huì)發(fā)生輻射,伴隨著橫向裂縫將大大促進(jìn)物質(zhì)遷移的過(guò)程。 如如圖 2所示，在最后發(fā)生輻射和橫向裂縫是最易導(dǎo)致材料變脆的。一種主要的力Pc在輻射斷裂時(shí)的反應(yīng)可以這樣描述7： 在此是量綱幾何因素有關(guān)的壓、斷裂韌性，KIC是工件的斷裂緊固性，而Hv是工件材料的維克硬度。 由直徑或裂縫的輻射數(shù)Cr和橫向裂縫CL，分別可以依據(jù)如下等式得出8： 其中P是承壓應(yīng)力，而1和2是比例常數(shù)。 人們普遍認(rèn)為橫向裂縫深度Ch是的一部分： 其中是39中的比例常量。 從以上的數(shù)據(jù)中我們可以得到這樣的結(jié)論，位/徑向的尺寸大小或橫向裂縫的變化是隨著負(fù)荷的不斷增加和工件材料斷裂韌性的不斷減少。到目前為止，研究的結(jié)果對(duì)理解實(shí)際的鉆石工具在工程陶瓷鉆孔過(guò)程提供了有用的信息。2.2. 物質(zhì)清除率和不同參數(shù)之間的關(guān)系根據(jù)陶瓷凹槽的測(cè)試結(jié)果表明，由于單一物質(zhì)磨損而引起一種模型物質(zhì)清除率的邊已經(jīng)達(dá)到了論證，正如圖3中所示。 圖3 切削形成過(guò)程的概略圖模型僅考慮沿著表面線性案子的磨料類型。假定單個(gè)磨料循線道路，伴隨著深度不斷降低、工件材料體積被裝置替換為磨料(壓)在正常負(fù)荷P比例大小的橫向裂縫長(zhǎng)度和輸送長(zhǎng)度d 。清除材料的數(shù)量V0件,這樣得到的結(jié)果 (見(jiàn)圖 4): 圖4 鉆孔工具內(nèi)表面的該略圖 其中CL是在橫向裂縫長(zhǎng)度，Ch是橫向裂縫深度，d代表運(yùn)動(dòng)距離。 然后，為一種物質(zhì)清除率所給出的數(shù)值是： 其中是工具的轉(zhuǎn)速，r是裂縫軌道的半徑。 假設(shè)有效切削顆粒的密度是，顆粒的有效面積是dA(見(jiàn)圖 4)： 然后,工具的物質(zhì)清除率是： 工具表面的有效顆粒數(shù)量是10: 其中R1是鉆石鉆孔工具的外半徑，R2是鉆石鉆孔工具的內(nèi)半徑，K1是比例常數(shù)不變；Vg是磨損顆粒的速度，d0是磨損顆粒的平均直徑。然后: 在一個(gè)磨損顆粒中的承壓運(yùn)動(dòng)是： 把等式（2），（3），（9），（10）代入等式（7）中： 把等式（11）簡(jiǎn)化為： 其中K是比例常數(shù)不變。 根據(jù)等式(12)，物質(zhì)遷移率Mv將會(huì)增加,主要是通過(guò)增加靜態(tài)負(fù)載應(yīng)力W，工具的旋轉(zhuǎn)速度和磨損顆粒的大小d0。3. 實(shí)驗(yàn)程序?qū)︺@機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)。鉆石鉆孔工具的設(shè)計(jì)是為了接受冷卻(見(jiàn)圖 1)，是一種特殊的鉆石輪外部半徑R2=10毫米，內(nèi)部半徑R1=6毫米。我們準(zhǔn)備了三類鉆石鉆孔工具，而它們的粒度分別是80、120和160，而它們的集合率都是100%。選擇含有99.5%Al2O3的陶瓷作為研究對(duì)象，水作為冷卻材料。精確度的衡量一個(gè)通過(guò)千分表，準(zhǔn)確度為毫米。鉆孔深度每分鐘可以衡量一個(gè)千分表，然后才能計(jì)算物質(zhì)清除率，(物質(zhì)清除率的截面積是鉆孔工具乘以鉆孔工具每分鐘鉆的深度). 表面粗糙度的測(cè)量用(英格蘭)4度量，具有5%的誤差度。4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論 4.1 靜態(tài)負(fù)荷的影響試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著靜態(tài)負(fù)荷的增加，物質(zhì)遷移率趨向增加，正如圖5所示，這和等式(12)很相似。 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)表面粗糙度略受靜載荷應(yīng)力的影響，它隨著靜電負(fù)荷的增加而提高。目前的實(shí)驗(yàn)已在下列條件下進(jìn)行： =7.20 rev/min，C=80。 在靜態(tài)載荷W為25、35、45、55、65N時(shí)，表面粗糙度（Ra）分別時(shí)0.0040、0.0040、0.0042、0.0045、0.0045毫米。 圖5 靜態(tài)負(fù)荷的影響4.2 鉆孔工具轉(zhuǎn)速的影響圖6中顯示了鉆孔工具在不同轉(zhuǎn)速下得到的物質(zhì)清除率的效果。還有其他的因素影響物質(zhì)清除率，例如裂縫部位的切屑和磨損顆粒的自我完善。物質(zhì)清除率與鉆孔工具的轉(zhuǎn)速并不都是一致。對(duì)切削提高物質(zhì)清除率是非常重要的。由于越來(lái)越多的轉(zhuǎn)速的鉆探工具，不少切屑形成，來(lái)越難走沖。這也將影響磨損顆粒的自我完善。一般來(lái)說(shuō)，自我完善包括兩個(gè)部分，磨損顆粒通過(guò)逐步分割而自我完善和通過(guò)整體的分開(kāi)而自我完善。當(dāng)切屑不能完全用水沖走，整體和磨損顆粒難以分割，影響到鉆孔工具的效率：從而物質(zhì)清除率將會(huì)受到影響。此外，切屑與沖的冷卻壓力也會(huì)有所影響。在本實(shí)驗(yàn)中的冷卻壓力是2.0*104Pa，在這種情況下，當(dāng)鉆孔工具的轉(zhuǎn)速達(dá)到1200rpm時(shí)，負(fù)荷就會(huì)發(fā)生。 圖6 鉆孔工具轉(zhuǎn)速的影響4.3 顆粒大小的影響根據(jù)等式(12)，物質(zhì)遷移率的增加將會(huì)隨著顆粒大小的增加而增加，這是由測(cè)試結(jié)果論證得到的，如圖7所示。 圖7 顆粒大小的影響磨損顆粒的大小將大大影響表面粗糙度。表面粗糙度主要取決于磨損顆粒的大小。顆粒越大，制成品的表面越粗糙。最近實(shí)驗(yàn)的完成是根據(jù)以下條件：W=55N， =720rev/min. 當(dāng)C是80、120和160時(shí)，對(duì)應(yīng)的表面粗糙度(RA)分別是0.0045、0.0040和0.0020mm。5. 結(jié)論 本文主要對(duì)鉆石鉆孔工具在陶瓷方面的基本機(jī)制做了研究，對(duì)材料清除率的影響因素做了探索。試驗(yàn)結(jié)果表明不論時(shí)增加靜態(tài)負(fù)荷，提高鉆孔工具的轉(zhuǎn)速，還是增大磨損顆粒的面積，都會(huì)達(dá)到增加物質(zhì)遷移率的效果。關(guān)系粗糙度制成品表面的粗糙度和各參數(shù)的關(guān)系是：提高靜態(tài)負(fù)荷，減少轉(zhuǎn)速，提高磨料顆粒大小都會(huì)使成品表面粗糙度增加。參考資料1 R.W.Davidge 巴黎陶瓷機(jī)械行為.劍橋大學(xué)出版社,劍橋,1979年 2 T.Warren.陶瓷地面:一般模式及制造,并擬轉(zhuǎn)型脆模型.38(4) (1998) 257-275. 3 S.Reschke,C.Bogdanow 陶瓷工程:新觀點(diǎn)通過(guò)增值(多)功能. 175-176 (1999)1-10. 4 K.Uematsu,T.Mishiro,新機(jī)使用方法陶瓷超音波激蕩工具, (1)42 (1993)375-378. 5 K.P. Rajurkar,Z.Y.Kuppattan、微型陶瓷材料拆除(研究所)的精密超音波機(jī)械 23(1999)73-70.6 K.Sugita,T.Hiraga .組成辦法清除機(jī)制陶瓷材料 (1)40(1991)61-64. 7 A.G.Evans, D.B.Marshell基本摩擦機(jī)械材料1981,PP. 439-442. 8 I.A.Markov 超聲機(jī)械與材料, 1966年. 9 M.Komaraiah,P.N.Reddy,研究影響產(chǎn)業(yè)超音波機(jī)械裝置代理.美國(guó) (3)33 (1993)495-505. 10 U.Kuniaki,E.Kazuhito超聲磨削試驗(yàn)建筑機(jī)械設(shè)備及特色 (1)52 (1986)107-113.10 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（英文翻譯）題目 Study on the diamond tool drilling of engineering ceramics 院（系部） 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化年級(jí)班級(jí) 02級(jí)2班 學(xué)生姓名 陳 文 峰 指導(dǎo)教師 焦 鋒 2006年6月10日河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表指導(dǎo)教師： 焦 鋒 職 稱： 所在系部（單位）： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 教研室（研究室）： 機(jī)制教研室 題 目單工位雙面臥式車(chē)方組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)學(xué)生姓名陳文峰專業(yè)班級(jí)機(jī)設(shè)02-2班學(xué)號(hào)02080040一、選題質(zhì)量該生此次所選擇的題目為單工位雙面臥式車(chē)方機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，符合專業(yè)培養(yǎng)的目標(biāo)，能夠體現(xiàn)綜合訓(xùn)練的要求。題目難度中上，工作量大，所選課題與生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)，社會(huì)等結(jié)合緊密。選題質(zhì)量較高。二、開(kāi)題報(bào)告完成情況 開(kāi)題報(bào)告已經(jīng)完成。設(shè)計(jì)方案已經(jīng)確定，設(shè)計(jì)分工也也已明確,正在按照制定的計(jì)劃進(jìn)行，有取得了一定的成果。三、階段性成果該生對(duì)所選課題已經(jīng)有了比較深刻的認(rèn)識(shí)，按照規(guī)定計(jì)劃進(jìn)行中，設(shè)計(jì)論文草稿已經(jīng)基本成型，并完成部分零件圖。四、存在主要問(wèn)題因?yàn)橘Y料有限，遇到一些困難，比如某些部件具體尺寸的確定以及更加合理的設(shè)計(jì)過(guò)程。還需要尋找更多的資料。五、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)中，勞動(dòng)、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評(píng)語(yǔ)指導(dǎo)教師： （簽名） 年 月 日目 錄前 言21. 工 廠 簡(jiǎn) 介31.1焦作市博瑞克液壓機(jī)械有限公司簡(jiǎn)介31.2河南焦礦機(jī)器有限公司簡(jiǎn)介41.3焦作市制動(dòng)器有限公司簡(jiǎn)介41.4中軸集團(tuán)公司簡(jiǎn)介52. 部分零件加工工藝72.1鑄態(tài)球鐵曲軸制造工藝72.2凸輪軸制造工藝102.3 M419活塞的加工工藝分析10結(jié)束語(yǔ)15 前 言 這次生產(chǎn)見(jiàn)習(xí)是我們參與實(shí)踐活動(dòng)的很重要的一部分，在老師的帶領(lǐng)下我們見(jiàn)習(xí)了焦作制動(dòng)器廠、中原軸件廠、焦做礦山機(jī)械廠、焦作博瑞克液壓機(jī)械廠等5個(gè)工廠?？梢哉f(shuō)我們?cè)谶@次實(shí)習(xí)中學(xué)到了很多在課堂沒(méi)學(xué)到的知識(shí),受益匪淺： 1.實(shí)習(xí)目的： 生產(chǎn)實(shí)習(xí)是我們機(jī)自專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中不可缺少的組成部分，并作為一個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目列入專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的。其目的在于通過(guò)實(shí)習(xí)使學(xué)生獲得基本生產(chǎn)的感性知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，擴(kuò)大知識(shí)面；同時(shí)專業(yè)實(shí)習(xí)又是鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生業(yè)務(wù)能力及素質(zhì)的重要渠道，培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生具有吃苦耐勞的精神，也是學(xué)生接觸社會(huì)、了解產(chǎn)業(yè)狀況、了解國(guó)情的一個(gè)重要途徑，逐步實(shí)現(xiàn)由學(xué)生到社會(huì)的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)我們初步擔(dān)任技術(shù)工作的能力、初步了解企業(yè)管理的基本方法和技能；體驗(yàn)企業(yè)工作的內(nèi)容和方法。這些實(shí)際知識(shí)，對(duì)我們學(xué)習(xí)后面的課程乃至以后的工作，都是十分必要的基礎(chǔ)。 2.實(shí)習(xí)內(nèi)容： 掌握機(jī)械加工工藝方面的知識(shí)及方法 了解切削刀具方面的知識(shí)，熟悉常用刀具的結(jié)構(gòu)、選擇、用途等 了解機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的知識(shí)，特別是加工中心等典型的數(shù)控設(shè)備 了解企業(yè)生產(chǎn)管理模式，學(xué)習(xí)先進(jìn)的管理方式方法 熟悉、鞏固鑄造工藝及設(shè)備方面的知識(shí)1. 工 廠 簡(jiǎn) 介1.1焦作市博瑞克液壓機(jī)械有限公司簡(jiǎn)介焦作市博瑞克液壓機(jī)械有限公司創(chuàng)建于1958年，是國(guó)家機(jī)械工業(yè)部確定的冶金設(shè)備用液壓缸唯一定點(diǎn)生產(chǎn)廠家；國(guó)家液壓缸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)起草，修定單位之一，寶鋼設(shè)備配件研制中心成員單位之一；焦作市高新技術(shù)企業(yè)之一。2001年7月經(jīng)國(guó)家經(jīng)貿(mào)委批準(zhǔn)“雙高一優(yōu)”項(xiàng)目，投資3000萬(wàn)元的冶金設(shè)備用液壓缸易地經(jīng)改項(xiàng)目已完成。并能夠獨(dú)立生產(chǎn)多種高難度非標(biāo)油缸替代進(jìn)口油缸，且CAD覆蓋率達(dá)100。公司主要加工設(shè)備260臺(tái)，其中投資額1200萬(wàn)元從美國(guó)西來(lái)公司引進(jìn)目前世界上最先進(jìn)的內(nèi)孔加工設(shè)備刮削滾刀機(jī)，采用鏜，滾壓方法，一次裝卡完成，使缸體內(nèi)孔精度達(dá)IT8級(jí)，并具有壓力自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒?，保證表面粗糙度始終如一。同時(shí)公司還用有先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床，臥鏜銑床，多臺(tái)深孔強(qiáng)力珩磨機(jī)床，深孔鉆鏜床，8米外園磨床，14米車(chē)床以及車(chē)削中心，數(shù)控加工中心和先進(jìn)的綜合性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)等完善的檢測(cè)設(shè)備。 主要產(chǎn)品：1.重型冶金設(shè)備用液壓缸（1）JB216291冶金設(shè)備用液壓缸（2 JB/ZQ439596重型冶金設(shè)備用液壓缸（3）CD250/CG250重型冶金設(shè)備用力士樂(lè)液壓缸（4）YHG冶金設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)液壓缸（5）伺服壓下缸（6）齒條壓下油缸（7）帶位移顯示傳感器液壓缸2.HSG01工程用液壓缸3.標(biāo)準(zhǔn)系列氣缸（1冶金設(shè)備用氣缸JB1444144874（2）QG國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中型汽缸4.設(shè)計(jì)制造各種非標(biāo)準(zhǔn)液壓缸，氣缸以及液壓泵站等產(chǎn)品 車(chē)床簡(jiǎn)介 焦作博瑞克液壓廠投資1200萬(wàn)從美國(guó)西來(lái)公司進(jìn)口的刮削滾光機(jī)，直接加工熱軋鋼管，一次向前走刀完成鏜、刮、滾光三道工序，比普通鏜床快15至80倍，刀具為壓力自動(dòng)補(bǔ)償式，能保證加工粗糙度始終保持一致，并按需要自行調(diào)節(jié)，可編程序控制器監(jiān)測(cè)機(jī)床運(yùn)行情況?？裳杆僬_地指出任何故障。其加工范圍：缸徑為mm，長(zhǎng)度4000mm。加工精度H8，之間選擇。1.2河南焦礦機(jī)器有限公司簡(jiǎn)介河南焦礦機(jī)器有限公司前身為焦作礦山機(jī)器股份有限公司，工廠始創(chuàng)于1949年。2005年9月，職工共同出次，買(mǎi)斷國(guó)有凈資產(chǎn)，完成了企業(yè)改制。 公司下設(shè)11個(gè)生產(chǎn)分廠，有各類加工設(shè)備600余臺(tái)，其中大型、精密、稀有設(shè)備110多臺(tái)，從鑄、鍛、鉚、焊到加工、裝配，形成完善的工藝手段和產(chǎn)品質(zhì)量控制體系，已通過(guò)ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證，是一個(gè)具有相當(dāng)規(guī)模和實(shí)力的重型機(jī)械制造企業(yè)。河南省中小礦山機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心站設(shè)在該公司。 公司產(chǎn)品以破碎、粉磨設(shè)備為主導(dǎo)，主要有：年產(chǎn)30萬(wàn)噸及以上的水泥成套設(shè)備;用于火力發(fā)電機(jī)組的系列煤磨機(jī);各種顎式、錘式、賀錐式破碎機(jī);冶金用氧化球團(tuán)設(shè)備;全套選礦設(shè)備;高低壓電控制裝置;電除塵、水污染處理環(huán)保設(shè)備等。公司還將著力于潔凈煤生產(chǎn)設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和大型精密鑄造件的市場(chǎng)拓展，以滿足更多不同行業(yè)的需求。1.3焦作市制動(dòng)器有限公司簡(jiǎn)介 焦作制動(dòng)器有限公司擁有先進(jìn)的工業(yè)設(shè)備，雄厚的技術(shù)實(shí)力，完備的檢測(cè)手段，嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系，高素質(zhì)的專業(yè)銷售隊(duì)伍，信譽(yù)至上的售后服務(wù)宗旨，是公司進(jìn)入市場(chǎng)，贏得用戶的有力保證。公司擁有高效的工程師3人，中級(jí)工程技術(shù)人員17人，技術(shù)人員25人，可為用戶提供國(guó)際產(chǎn)品和非標(biāo)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造。 公司生產(chǎn)的主要產(chǎn)品有：電力液壓塊式制動(dòng)器、電力液壓推動(dòng)器、電力液壓盤(pán)式制動(dòng)器、電磁鐵塊式制動(dòng)器、電磁盤(pán)式制動(dòng)器等。公司生產(chǎn)的制動(dòng)器型號(hào)多，品種齊全，產(chǎn)品暢銷全國(guó)各地，應(yīng)用于起重運(yùn)輸、冶金、礦山、港口、建筑等機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)械制動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)緊湊，制動(dòng)平穩(wěn)，安全可靠，維修方便，耗電低，壽命長(zhǎng)，無(wú)噪音，操作頻率高等特點(diǎn)。公司產(chǎn)品首家通過(guò)國(guó)家建筑城建機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心認(rèn)證。1.4中軸集團(tuán)公司簡(jiǎn)介 中軸集團(tuán)公司的核心企業(yè)中原軸件廠原本是一個(gè)小廠，后來(lái)由于大膽采用了節(jié)能節(jié)材的生產(chǎn)工藝，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中贏得了主動(dòng)，產(chǎn)品供不應(yīng)求，急需擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。當(dāng)時(shí)原焦作市標(biāo)準(zhǔn)件廠北廠有20多畝廠區(qū)和2000平方米的廠房因生產(chǎn)不景氣在閑置。1994年初，中原軸件廠對(duì)其實(shí)施了吸收式合并，迅速在其現(xiàn)成的廠房?jī)?nèi)建起了一條大型生產(chǎn)線，這樣既保證了接收過(guò)來(lái)的原標(biāo)準(zhǔn)件廠職工有活干，也使企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和經(jīng)濟(jì)實(shí)力迅速壯大。 1996年春節(jié)前夕，中原軸件廠整體收購(gòu)了破產(chǎn)的原焦作市起重設(shè)備廠，2月7日宣布接收，2月8日該廠440名職工即得到妥善安置。為使下崗職工能早一天上崗，中原軸件廠的領(lǐng)導(dǎo)放棄休息，除夕夜帶領(lǐng)工人在車(chē)間抹水泥，整修地面。經(jīng)過(guò)28天的緊張奮戰(zhàn)，原來(lái)破舊不堪的起重設(shè)備廠被改造成年產(chǎn)30萬(wàn)件齒輪軸的專業(yè)廠。當(dāng)職工穿著新廠服參加新廠開(kāi)工典禮時(shí)，不少重新上崗的職工激動(dòng)得流下了熱淚。一位老工人感慨地說(shuō)：“中軸廠把這么好的設(shè)備安到我們這里，又有這么好的工作作風(fēng)，我們真的有出路了?！碑?dāng)年，齒輪專業(yè)廠就創(chuàng)利320萬(wàn)元。 “職工的心是企業(yè)的根” 近幾年來(lái)，中軸集團(tuán)公司每進(jìn)行一次大的改革行動(dòng)和戰(zhàn)略調(diào)整，都找職工座談?dòng)懻?，以期達(dá)到多數(shù)職工的理解和支持。去年，中軸集團(tuán)公司先后在公司5個(gè)大的成員廠召開(kāi)職工民主座談會(huì)，每場(chǎng)座談會(huì)均有300到500名職工參加，場(chǎng)面頗為壯觀。座談會(huì)上，對(duì)職工提出的問(wèn)題，公司領(lǐng)導(dǎo)推心置腹，一一作答。5場(chǎng)座談會(huì)下來(lái)，共有120余名職工發(fā)言，或提意見(jiàn)建議，或就企業(yè)的改革和發(fā)展發(fā)表看法。會(huì)后，公司又專門(mén)安排人調(diào)查研究，使職工所提的問(wèn)題得到了圓滿的解決。 廠務(wù)公開(kāi)在中軸集團(tuán)公司已實(shí)行多年。一次，公司工會(huì)主席尚致和到下面檢查廠務(wù)公開(kāi)情況，在一個(gè)生產(chǎn)車(chē)間聽(tīng)到有工人議論，說(shuō)車(chē)間管理人員和輔助工太多，就是再減去一半也不會(huì)影響車(chē)間生產(chǎn)任務(wù)的完成。尚致和回來(lái)后，公司幾個(gè)領(lǐng)導(dǎo)一通氣，立即整改，近一半的管理人員和輔助工被減下來(lái)當(dāng)了操作工，車(chē)間面貌煥然一新。 中軸集團(tuán)公司從1998年開(kāi)始劃小核算單位，將原來(lái)的生產(chǎn)車(chē)間轉(zhuǎn)化為模擬經(jīng)營(yíng)實(shí)體的專業(yè)廠，讓專業(yè)廠直接面對(duì)市場(chǎng)，對(duì)市場(chǎng)信息作出快速靈敏的反應(yīng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的探索，中軸集團(tuán)公司決定由公司紀(jì)檢和工會(huì)出面，對(duì)本單位的財(cái)務(wù)、工資分配、招待費(fèi)、通信費(fèi)、勞保用品發(fā)放等每月審查一次，然后簽名認(rèn)可。一個(gè)專業(yè)廠的廠長(zhǎng)克扣工人工資4000多元情況被查證落實(shí)后，公司對(duì)這名廠長(zhǎng)及時(shí)作出了免除廠長(zhǎng)職務(wù)、開(kāi)除留用的處分。 其旗下的焦作中軸森特凸輪軸有限公司是專業(yè)研制和生產(chǎn)高檔發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的企業(yè)，注冊(cè)資本2700萬(wàn)元，現(xiàn)有職工280人，其中高中級(jí)技術(shù)人員63人。公司引進(jìn)德國(guó)CBN雙磨頭高線速數(shù)控凸輪型面磨削工藝和主軸徑磨削工藝，采用美國(guó)凸輪軸檢測(cè)儀及國(guó)產(chǎn)先進(jìn)的數(shù)控凸輪軸加工設(shè)備，工藝裝備水平國(guó)內(nèi)一流。企業(yè)年產(chǎn)高檔汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸30萬(wàn)根，主要與廣西玉柴、山東濰柴、一汽大柴、江蘇錫柴等國(guó)內(nèi)知名汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)廠家配套河南中軸集團(tuán)有限公司是軸類產(chǎn)品的生產(chǎn)基地,依靠H750、H1000、H1200系列楔橫軋機(jī)，能軋制四缸、六缸、八缸等直徑小于120MM，長(zhǎng)度小于1200MM的多種鋼制凸輪軸毛坯。引進(jìn)的德國(guó)、美國(guó)等國(guó)際最先進(jìn)的凸輪軸磨削加工及檢測(cè)設(shè)備，能同時(shí)滿足不同用戶對(duì)凸輪軸毛坯、半成品、成品的各種需求。 目前該公司凸輪軸同國(guó)內(nèi)幾大知名柴油機(jī)主機(jī)廠家直接配套，供貨信譽(yù)良好。2. 部分零件加工工藝2.1鑄態(tài)球鐵曲軸制造工藝1.生產(chǎn)工藝設(shè)備和原材料的選用（1）熔煉使用3t/h熱風(fēng)雙排大間距沖天爐；（2）球化孕育處理采用堤壩包沖入法球化，包內(nèi)孕育和隨流孕育相結(jié)合的辦法；（3）造型使用國(guó)產(chǎn)金屬型覆砂生產(chǎn)線#采用無(wú)冒口鑄造，鐵液利用率高，鑄型精度高，剛度好；（4）精選球鐵用的生鐵和鑄造焦。2.球化孕育處理的材料選擇和工藝控制 生產(chǎn)鑄態(tài)珠光體球鐵曲軸，主要是對(duì)球化和孕育處理工藝進(jìn)行控制。（1）球化工藝的控制使用8-5型復(fù)合球化劑#在此基礎(chǔ)上加入適量的合金元素，利用球化劑中的合金元素影響球鐵的二次結(jié)晶，得到所需求的珠光體含量，阻礙鐵素體的形成及石墨球周?chē)Ｑ蹱铊F素體的形成，促進(jìn)珠光體的形核和長(zhǎng)大。球化劑的化學(xué)成分為：7%-9%Mg，4%6%Re，40%44%Si，適量的Cu、Sb、Bi、Ba、Ce。單一的合金元素不能滿足高材質(zhì)的綜合性能要求，需采用多種微量合金元素復(fù)合合金化。其中Sb和Bi對(duì)球鐵起雙重作用，既促進(jìn)石墨化，細(xì)化石墨，同時(shí)促進(jìn)形成珠光體；用Ce和Sb配合穩(wěn)定珠光體的同時(shí)，可改善石墨的圓整性并防止石墨畸變；Ba和Bi配合除促進(jìn)石墨化外，還促進(jìn)Si的孕育效果，能大量增加石墨球數(shù)，使石墨球更加細(xì)小、圓整，同時(shí)減少白口傾向；Cu細(xì)化穩(wěn)定珠光體，確保獲得綜合力學(xué)性能更高的鑄態(tài)球鐵。以上微量元素相互配合，因側(cè)重點(diǎn)不同，生產(chǎn)應(yīng)用中主要體現(xiàn)其綜合效果。（2）孕育工藝的控制采用多次孕育以改善基體組織和石墨的均勻性，有效地防止孕育衰退，達(dá)到細(xì)化晶粒組織，消除自由滲碳體，提高綜合力學(xué)性能和切削加工性能的目的。孕育工藝，見(jiàn)表1。 生產(chǎn)鑄態(tài)珠光體球鐵，單靠爐前孕育，孕育的均勻性較差，在澆注后期極易產(chǎn)生孕育衰退，金相組織中石墨球粗大，數(shù)量少，滲碳體含量超標(biāo)，嚴(yán)重惡化力學(xué)性能和切削加工性能。若進(jìn)行二次隨流孕育，可提高孕育的均勻性，改善孕育衰退現(xiàn)象，見(jiàn)表2。表2顯示：二次孕育明顯優(yōu)于爐前一次孕育，金屬基體組織中的石墨球更加細(xì)小且數(shù)量更多，珠光體含量穩(wěn)定在85%以上，并消除自由滲碳體。 表3顯示：鑄態(tài)球鐵硬度達(dá)到270HB，切削加工性能好，原因是鑄態(tài)球鐵工藝控制中孕育均勻，無(wú)偏析，自由滲碳體極少，在強(qiáng)度提高的情況下，伸長(zhǎng)率也得到增加?？傊蚧?、孕育劑的加入量應(yīng)根據(jù)原鐵液的品質(zhì)和化學(xué)成分以及孕育效果進(jìn)行調(diào)整。（3）熔煉控制 獲得優(yōu)質(zhì)的鑄態(tài)珠光體球鐵，球化和孕育工藝只是各工藝控制中的一個(gè)環(huán)節(jié)，原鐵液的品質(zhì)也是一個(gè)重要前提，它需要一個(gè)有效運(yùn)作的質(zhì)量保證體系來(lái)保證。嚴(yán)把爐料配料及熔煉操作，爐況穩(wěn)定，保證原鐵液化學(xué)成分準(zhǔn)確，合適的過(guò)熱度，嚴(yán)格控制爐渣中FeO的含量，減少鐵液的含氣量和非金屬夾雜物的含量，從而改善鐵液的品質(zhì)和化學(xué)成分的準(zhǔn)確性。 表4顯示：原鐵液的碳當(dāng)量CE含量為4.0%4.3%之間，CE低鐵液的過(guò)冷傾向大，孕育效果好；Mn高增加縮松傾向，產(chǎn)生一次滲碳體惡化力學(xué)性能，因此不用高M(jìn)n促進(jìn)形成珠光體，而采用球化劑中的其他合金元素保證珠光體；P、S是有害元素，越低越好；處理后的鐵液碳當(dāng)量CE含量為4.3%-4.6%之間，此時(shí)鐵液的流動(dòng)性最好，凝固時(shí)體積膨脹量大，可實(shí)現(xiàn)自補(bǔ)縮和無(wú)冒口鑄造，特別適合金屬型覆膜砂鑄造，獲得組織致密、表面光潔度高的鑄件?？刂奇V和稀土的殘留量，主要是保證球化良好的前提下不衰退，同時(shí)要求，否則對(duì)石墨的圓整性不利，其偏析是晶界致脆和反白的根源。另外，要求，避免球化衰退和保證石墨球的圓整性。表5為部分爐次的化學(xué)及力學(xué)性能。只要滿足以上條件，就可以生產(chǎn)出合格的曲軸。2.2凸輪軸制造工藝 凸輪軸加工工藝包括粗加工、半精交加工和精加工，起工藝流程如下：毛胚-毛胚檢查-銑兩端面、鉆中心孔、車(chē)軸頸-粗磨軸頸-鉆油道孔、擴(kuò)、絞球座孔、擴(kuò)螺紋底孔、攻絲、倒角、鉆軸頸油孔-粗磨凸輪-清洗-凸輪表面淬火-校直-精磨軸頸-精磨凸輪-磁粉探傷-精車(chē)止推面-磷化-拋光軸頸和止推面-清洗-檢測(cè)軸頸及跳動(dòng)-壓裝鋼球及定位銷。2.3 M419活塞的加工工藝分析1.M419活塞結(jié)構(gòu)M4 19 活 塞結(jié)構(gòu)如圖1所示。該活塞采用LD8鋁銅合金材料鍛造，它由頂部、頭部、裙部三部分組成。頭部呈圓錐體，裙部呈橢圓，頂部為形;頭部有三道環(huán)槽，上面兩道安裝氣環(huán)，下面一道安裝油環(huán);油環(huán)底部分布著兩排回油孔，油槽下面還有一排油孔;活塞頭部從上至下呈圓錐體，裙部呈橢圓，內(nèi)腔復(fù)雜，壁厚不均勻。2. 加工定位基準(zhǔn)選擇M4 19 活 塞銷孔加工采用專用銼床，其他部位加工用通用機(jī)床，配以專用工夾量具。由于活塞內(nèi)腔形狀復(fù)雜、厚度不勻、徑向剛性差，每道工序都要產(chǎn)生夾緊變形而影響精度，因此制訂工藝時(shí)必須充分考慮活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和精度要求?；?塞 的 整個(gè)加工過(guò)程分粗、精加工兩個(gè)階段，這對(duì)容易變形的活塞尤為重要。55#工序(精定位的修整)前為粗加工，主要包括止口、外圓、頂面及銑床工序;為避免精加工表面受損傷，主要表面，如外圓、環(huán)槽、活塞銷孔表面的精加工放在55#工序后進(jìn)行。（1） 精基準(zhǔn)選擇由于 活 塞 銷孔軸線與裙部外圓軸線垂直且對(duì)稱、活塞環(huán)槽兩側(cè)面與裙部外圓軸線垂直等，故理論上可以用裙部外圓作為定位基準(zhǔn)，但生產(chǎn)中選用裙部止口(中164舒喲作為統(tǒng)一的加工定位基準(zhǔn)，其優(yōu)點(diǎn)為:a. 以 其 作為加工裙部、頭部、頂面和銷孔等主要表面的統(tǒng)一定位基準(zhǔn)，有利于保證它們的相互位置;b. 采 用 外圓定位時(shí)，由于活塞內(nèi)腔壁厚不均，夾緊外圓必然會(huì)使活塞變形。采用裙部止口定位、軸向壓緊，可減小變形，從而有力保證活塞各結(jié)構(gòu)尺寸;c. 使 用 方便。當(dāng)所要加工的活塞品種改變時(shí)，只需更換止口定位原件即可。（2） 粗基準(zhǔn)的選擇由于 活 塞 內(nèi)腔表面是不加工的，而活塞零件要求內(nèi)腔表面相對(duì)外形表面保持相同壁厚，所以必須進(jìn)行粗基準(zhǔn)的選擇，否則活塞重量會(huì)產(chǎn)生相對(duì)其軸線的不對(duì)稱，影響工作平穩(wěn)性。加工 方 案 最終采用以內(nèi)腔為粗基準(zhǔn)，目的是為了保證壁厚均勻，同時(shí)用內(nèi)腔底面定位，以保證止口端面尺寸。其加工定位如圖20（3） 精基準(zhǔn)的修整在 55# 工序進(jìn)行。（4） 其它基準(zhǔn)使用以銷孔作為輔助基準(zhǔn)。3活塞加工的主要工序分析本點(diǎn)活塞外圓 、環(huán)槽和銷孔的精加工是活塞加工中的三道主要工序。（1）外圓精加工M4 19 活 塞的橫截面為橢圓曲線，縱向帶有錐度，其外圓的精加工除了要獲得規(guī)定的尺寸、形狀和表面粗糙度外，還需要提高與止口的同軸度。這一精加工工序包括:a. 靠 模 車(chē)削以活塞的下端面和止口定位，沿軸線壓緊，采用錐度靠模，由刀架上的指針控制刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，以實(shí)現(xiàn)活塞錐度的加工;b. 活 塞 偏心切削為了切削出橫截面為橢圓的活塞外形，采用專用車(chē)夾具，夾具以活塞的下端面、止口及活塞銷孔定位，沿活塞軸線壓緊，使活塞的旋轉(zhuǎn)中心與車(chē)床主軸的旋轉(zhuǎn)中心偏移0.6土0.lm ，安裝好零件，車(chē)一側(cè)橢圓，將零件回轉(zhuǎn)180。重新安裝，車(chē)另一側(cè)橢圓，兩次車(chē)削，加工活塞外圓的橢圓度。（2） 環(huán)槽精加工方法 如 圖 3，在前后刀架上分別裝上兩組切槽刀，以進(jìn)行半精加工和精加工，環(huán)槽的寬度和槽間距離，決定于切槽刀的寬度和夾板的厚度。為了提高槽寬和槽間距的精度，切槽刀和夾板的兩側(cè)面均需經(jīng)過(guò)磨削，其厚度尺寸公差應(yīng)限制在0.00 50.Ol mm，為了保證環(huán)槽側(cè)面與裙部軸線垂直，切槽刀應(yīng)與活塞裙部軸線垂直，也就是要使刀架上裝夾刀具的基準(zhǔn)面與機(jī)床主軸軸線垂直。這可在裝夾刀具前用千分表找正，使其誤差不超過(guò)0.O lmm。切槽刀刃口的表面粗糙度對(duì)環(huán)槽側(cè)面的表面粗糙度影響很大，因此要求刃口表面粗糙度Ra為0.2 um，并需經(jīng)過(guò)研磨。切削液采用煤油和柴油的混合液。 M419柴油機(jī)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，其活塞裙部油槽曾出現(xiàn)疲勞裂紋。為提高M(jìn)419活塞裙部油槽強(qiáng)度，油槽底部的加工改用滾壓工藝。按要求，活塞油槽寬度應(yīng)為，表面粗糙度應(yīng)為，須在處實(shí)施滾壓。加工油槽時(shí)，粗、精加工一次完成，先用一粗車(chē)刀進(jìn)行粗加工，然后再用一精車(chē)刀進(jìn)行精加工。精車(chē)刀的選用非常重要，既要保證尺寸精度，同時(shí)又要保證表面粗糙度。采用整體切槽刀具，材料選用高速鋼，刀具前角為，以便排屑更順暢。在加工中為了保證兩槽的平行度，采用反切法。車(chē)刀反裝，工件反轉(zhuǎn)，這樣可使工件重力和刀的切削力保持一致，不易引起振動(dòng)；此外，切屑又不易嵌在槽中，可提高表面粗糙度質(zhì)量。寬度尺寸由切槽刀保證。在完成槽的精加工后，下一道工序就是進(jìn)行滾壓，此工序在車(chē)床上進(jìn)行，選用特定轉(zhuǎn)速保持設(shè)定的力對(duì)槽進(jìn)行滾壓。（3） 銷孔精加工為了保證活塞與連桿的連接狀況良好和發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)活塞銷孔提出了很高的技術(shù)要求，即銷孔的精度等級(jí)為IT6級(jí)，表面粗糙度Ra為0.8，圓度為0.005.銷孔精鏗工序是在金剛石幢床上進(jìn)行的，機(jī)床主軸采用靜壓軸承，剛性好，回轉(zhuǎn)精度高，轉(zhuǎn)速達(dá)到2500轉(zhuǎn)每分鈍為了保證銼桿運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)，在鎖桿內(nèi)加入平衡塊，以達(dá)到較高的加工精度。精幢銷孔，選用活塞端面和止口及活塞銷孔作為定位基準(zhǔn)。銷孔軸線與頂面的距離尺寸，通過(guò)尺寸鏈的計(jì)算加以保證。為減小夾緊變形，壓住活塞的頂面來(lái)保證加工精度。按上述工藝試加工50件活塞，其各項(xiàng)尺寸均達(dá)到了圖紙要求?；钊闹饕叽绻钍居谙卤?。結(jié)束語(yǔ) 為期兩周的實(shí)習(xí)結(jié)束了，在這期間我們總共在五個(gè)單位進(jìn)行參觀實(shí)習(xí)，在老師和工廠技術(shù)人員的帶領(lǐng)下看到了很多也學(xué)到了很多。讓我對(duì)原先在課本上許多不很明白的東西在實(shí)踐觀察中有了新的領(lǐng)悟和認(rèn)識(shí)。在這個(gè)科技時(shí)代中，高技術(shù)產(chǎn)品品種類繁多，生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程也各不相同，但不管何種產(chǎn)品，從原料加工到制成產(chǎn)品都是遵循一定的生產(chǎn)原理，通過(guò)一些主要設(shè)備及工藝流程來(lái)完成的。因此，在專業(yè)實(shí)習(xí)過(guò)程中，首先要了解其生產(chǎn)原理，弄清生產(chǎn)的工藝流程和主要設(shè)備的構(gòu)造及操作。其次，在專業(yè)人員指導(dǎo)下，通過(guò)實(shí)習(xí)過(guò)程見(jiàn)習(xí)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及開(kāi)發(fā)等環(huán)節(jié)，初步培養(yǎng)我們得知識(shí)運(yùn)用能力。概括起來(lái)有以下幾方面：1.了解了當(dāng)代機(jī)械工業(yè)的發(fā)展概況，生產(chǎn)目的、生產(chǎn)程序及產(chǎn)品供求情況。2.了解了機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)方法和技術(shù)路線的選擇，工藝條件的確定以及流程的編制原則。3.了解了機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)格、包裝和使用要求。4.在企業(yè)員工的指導(dǎo)下，見(jiàn)習(xí)生產(chǎn)流程及技術(shù)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，鍛煉自己觀察能力及知識(shí)運(yùn)用能力。5.社會(huì)工作能力得到了相應(yīng)的提高,在實(shí)習(xí)過(guò)程中，我們不僅從企業(yè)職工身上學(xué)到了知識(shí)和技能，更使我們學(xué)會(huì)了企業(yè)中科學(xué)的管理方式和他們的敬業(yè)精神。感到了生活的充實(shí)和學(xué)習(xí)的快樂(lè)，以及獲得知識(shí)的滿足。真正的接觸了社會(huì)，使我們消除了走向社會(huì)的恐懼心里，使我們對(duì)未來(lái)充滿了信心，以良好的心態(tài)去面對(duì)社會(huì)。同時(shí)，也使我們體驗(yàn)到了工作的艱辛，了解了當(dāng)前社會(huì)大學(xué)生所面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題，促使自己努力學(xué)習(xí)更多的知識(shí)，為自己今后的工作奠定良好的基礎(chǔ)。6.增進(jìn)了我們的師生感情，從這次生產(chǎn)實(shí)習(xí)的全過(guò)程來(lái)看，自始至終我們都服從老師的安排，嚴(yán)格要求自己，按時(shí)報(bào)到，注重安全。本次實(shí)習(xí)使我第一次親身感受了所學(xué)知識(shí)與實(shí)際的應(yīng)用，理論與實(shí)際的相結(jié)合，讓我們大開(kāi)眼界，也算是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一個(gè)初審吧！這次生產(chǎn)實(shí)習(xí)對(duì)于我們以后學(xué)習(xí)、找工作也真是受益菲淺。在短短的一個(gè)星期中，讓我們初步讓理性回到感性的重新認(rèn)識(shí)，也讓我們初步的認(rèn)識(shí)了這個(gè)社會(huì)，對(duì)于以后做人所應(yīng)把握的方向也有所啟發(fā)！16 河南理工大學(xué)畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告 系別：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)：02級(jí)2班 姓名：陳文峰 學(xué)號(hào)：02080040河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目名稱單工位雙面臥式車(chē)方組合機(jī)床的整體設(shè)計(jì)姓名陳文峰專業(yè)班級(jí)機(jī)設(shè)02-2班學(xué)號(hào)02080040一、選題的目的和意義組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(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)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)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(chē)端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。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)式組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床柔性組合機(jī)床越來(lái)越受到人們的青睞，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)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來(lái)組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)(清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測(cè)量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線)等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來(lái)越大。二、國(guó)內(nèi)外研究綜述由于組合機(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(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國(guó)組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后，國(guó)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(guó)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(chǎng)要求我們不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝，研制新產(chǎn)品，由過(guò)去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所用的方法1通過(guò)圖書(shū)館查閱相關(guān)的手冊(cè)及書(shū)籍；2通過(guò)工業(yè)期刊閱覽室參閱相關(guān)期刊；3通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)了解模具方面的最新動(dòng)態(tài)；4向老師請(qǐng)教一些難點(diǎn)、疑點(diǎn)；5設(shè)計(jì)過(guò)程中與同學(xué)討論各類問(wèn)題。四、主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況參考文獻(xiàn)：組合機(jī)床設(shè)計(jì) 大連組合機(jī)床研究所編 機(jī)械工業(yè)出版社 1975金屬切削機(jī)床 鄧懷德 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 1987機(jī)械設(shè)計(jì) 濮良貴 紀(jì)名剛 主編 高等教育出版社 2001 機(jī)械原理 孫桓 陳作模 高等教育出版社 2001行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 饒振剛主編 國(guó)防工業(yè)出版社 1980五、指導(dǎo)教師審批 指導(dǎo)教師： （簽名）年 月 日 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目 錄前 言.11. 制定機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案.3 1.1設(shè)計(jì)任務(wù).31.2機(jī)床總體設(shè)計(jì)的依據(jù).31.2.1概述.31.2.2機(jī)床的總體布局.4 1.2.3.工件及工藝分析.5 1.3工件加工原理.6 1.4行星輪計(jì)算及原理誤差分析.72. 機(jī)床配置形式的選擇.112.1機(jī)床配置形式概述.112.2機(jī)床支撐件的選擇122.3床身設(shè)計(jì).133. 動(dòng)力部件的選擇.163.1切削力的計(jì)算及刀具的選擇.163.2電動(dòng)機(jī)的選擇164. 液壓滑臺(tái)的設(shè)計(jì).204.1液壓滑臺(tái)系統(tǒng)概述20 4.1.1液壓滑臺(tái)系統(tǒng)的特點(diǎn)204.1.2滑臺(tái)對(duì)液壓系統(tǒng)的要求204.2導(dǎo)軌的選擇21 4.2.1導(dǎo)軌的功用和分類.214.2.2滑動(dòng)導(dǎo)軌.24 4.2.3滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式.365. 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算.375.1液壓系統(tǒng)概述375.2參數(shù)幾數(shù)據(jù)385.3確定液壓系統(tǒng)工作要求385.4擬訂液壓系統(tǒng)原理圖395.5計(jì)算和選擇液壓元件405.5.1液壓缸的計(jì)算.405.5.2液壓泵的選擇.455.5.3選擇控制元件.475.6液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算.485.7液壓結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定.48總 結(jié).52致 謝.53參考文獻(xiàn).543 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前 言為期四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，最后一項(xiàng)重要任務(wù)就是畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是工科專業(yè)學(xué)校教學(xué)計(jì)劃的一個(gè)重要組成部分，是教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)深化和檢驗(yàn)，其實(shí)踐性和綜合性是其它教學(xué)環(huán)節(jié)所不能代替的。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生獲得綜合訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固和提高所學(xué)知識(shí)，全面提高畢業(yè)生的素質(zhì)，使之能較快的適合工程實(shí)踐，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力具有十分重要的作用。通過(guò)這一環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，提高了以下能力：1、 綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；2、 綜合運(yùn)用基本技能，包括繪圖、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、翻譯、查閱及閱讀文獻(xiàn)等等的能力；3、 調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究的積極性，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和組織協(xié)作工作的能力，學(xué)習(xí)撰寫(xiě)科技論文和技術(shù)報(bào)告，正確運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)語(yǔ)言闡述理論和技術(shù)問(wèn)題的能力；4、 學(xué)會(huì)收集加工各種信息的能力，以及獲取新知識(shí)的能力；5、 培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)。我們的設(shè)計(jì)題目是：臥式單工位雙面車(chē)方組合機(jī)床。我們知道，組合機(jī)床是用按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計(jì)的專用部件組成的專用機(jī)床。它專門(mén)用于加工一種工件或一種工件的一定工序，機(jī)床的輔助部件部分地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，大大的提高了生產(chǎn)率。而車(chē)方機(jī)床，就是用曲率半徑很大的橢圓短半軸曲線代替直線切削方形工件。在機(jī)床中間底座上裝有固定夾具,用于安裝工件。機(jī)床工作時(shí),裝兩把車(chē)刀的車(chē)頭主軸由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)作回轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng),同時(shí)車(chē)頭由側(cè)底座上的液壓滑臺(tái)帶動(dòng)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。一次裝夾,一個(gè)工步完成了4 個(gè)平面的切削。與一般銑削相比，減少了工件的二次裝夾和調(diào)整分度的時(shí)間，提高了生產(chǎn)率，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)成本。車(chē)方機(jī)床只是眾多機(jī)床類型中的一種，其設(shè)計(jì)也應(yīng)符合一般機(jī)床的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，即：（1）工藝可行性。指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)的需要。大致包括以下內(nèi)容：機(jī)床可完成的工序種類，加工零件的類型、材料和尺寸范圍，毛坯的種類等。（2）加工精度和表面粗糙度。（3）生產(chǎn)率。（4）自動(dòng)化程度。(5）操作安全方便和工作可靠。（6）效率，使用期限和成本等等。設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該注意使機(jī)床體積小，重量輕，占地面積小，外形美觀以及注意防止環(huán)境污染，如減少噪音，防止漏油等等。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到了很多困難和問(wèn)題，一方面我們自己不斷查閱相關(guān)資料盡力去解決，同時(shí)，還得到了許多老師的大力支持，他們有問(wèn)必答，講解耐心詳細(xì)，誨人不倦，在此表示衷心的感謝。1.制定機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)任務(wù)：臥式單工位雙面車(chē)方組合機(jī)車(chē) 工件名稱：小型拖拉機(jī)操縱軸 生產(chǎn)批量：中批生產(chǎn)材料：45鋼產(chǎn)品圖如下 1.2機(jī)床總體設(shè)計(jì)的依據(jù)1.2.1概述 機(jī)床設(shè)計(jì)，是設(shè)計(jì)人員根據(jù)使用部門(mén)的要求和制造部門(mén)的可能，運(yùn)用有關(guān)的科學(xué)技術(shù)知識(shí)，所進(jìn)行的創(chuàng)造性勞動(dòng)。而機(jī)床設(shè)計(jì)的第一步，就是整體方案的確定。即在調(diào)查和分析的基礎(chǔ)上，提出所設(shè)計(jì)機(jī)床的工藝方法、運(yùn)動(dòng)和布局、傳動(dòng)和控制、結(jié)構(gòu)和性能等的初步方案?？傮w方案是部件和零件的設(shè)計(jì)依據(jù)，對(duì)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的影響較大。因此，在擬定總體方案的過(guò)程中，必須綜合地考慮，使所定方案技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效果好。確定機(jī)床的總體方案，包括下列內(nèi)容：（1）調(diào)查研究 包括調(diào)查和分析工件、了解使用要求和制造條件、調(diào)查研究現(xiàn)有同類型機(jī)床等。（2）工藝分析 包括確定機(jī)床上的工藝方法、運(yùn)動(dòng)等。（3）機(jī)床總體布局 一般包括：分配運(yùn)動(dòng)、選擇傳動(dòng)形式和支承形式、安排手柄等操作件的位置、擬定從布局上改善機(jī)床性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的措施等。最后，繪制機(jī)床的總聯(lián)系尺寸圖，以表達(dá)所采用的總體布局，規(guī)定聯(lián)系尺寸，并確定主要技術(shù)參數(shù)。另外，當(dāng)機(jī)床的傳動(dòng)和控制較復(fù)雜時(shí)，須擬定機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的草圖。對(duì)于不同類型的機(jī)床，擬定總體方案的側(cè)重點(diǎn)也是不同的。通用機(jī)床的工藝比較定型，一般是側(cè)重于機(jī)床的系列化工作、對(duì)現(xiàn)有同類型機(jī)床的調(diào)查分析以及新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。1.2.2機(jī)床的總體布局 機(jī)床的總體布局是指確定機(jī)床的組成部件，以及各個(gè)部件和操縱、控制機(jī)構(gòu)在整臺(tái)機(jī)床中的配置。合理的總體布局的基本要求是：（1）保證工藝方法所要求的工件和刀具的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（2）保證機(jī)床具有與所要求的加工精度相適應(yīng)的剛度和抗振性。（3）便于操作、調(diào)整、修理機(jī)床；便于輸送、裝卸工件、排除切屑。（4）經(jīng)濟(jì)效果好，如節(jié)省材料、減少機(jī)床占地面積等。（5）造型美觀。機(jī)床總體布局設(shè)計(jì)的一般步驟是，首先根據(jù)工藝分析分配機(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)，選擇傳動(dòng)形式和支承形式；然后安排操作部位，并擬定在布局上改善機(jī)床性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的措施。上述步驟之間有著密切聯(lián)系，必要時(shí)可互相穿插或并進(jìn)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床為一臺(tái)專用組合機(jī)床，組合機(jī)床是針對(duì)被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求，按高度集中工序原則設(shè)計(jì)的一種高效率專用機(jī)床。設(shè)計(jì)組合機(jī)床前，首先應(yīng)根據(jù)組合機(jī)床完成工藝的一些限制及組合機(jī)床各種工藝方法能達(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)床加工是否合理的問(wèn)題。如果確定零件可以利用組合機(jī)床加工，那么，為使加工過(guò)程順利進(jìn)行并達(dá)到要求的生產(chǎn)率，必須在掌握大量的零件加工工藝資料基礎(chǔ)上，全面考慮影響制定零件丁藝方案、機(jī)床配置型式、結(jié)構(gòu)方案的各種因素反應(yīng)注意的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)分析比較，以確定零件在組合機(jī)床上合理可行的加工方法(包括安排工序及工藝流程，確定工序中的工步數(shù)，選擇加工的定位基難及夾壓方案等)、確定工序(或工步)間加工余量、選擇合適的切削用量、相應(yīng)的刀具結(jié)構(gòu)、確定機(jī)床配置型式等等，這些便是組合機(jī)床方案制定的主要內(nèi)容。1.2.3.工件及工藝分析工件是機(jī)床的工作對(duì)象，是機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)的依據(jù)。因此，必須明確工件的特點(diǎn)和加工要求，諸如：被加工面的尺寸精度、相互位置精度、表面光潔度以及對(duì)生產(chǎn)率的要求等。選擇典型工件進(jìn)行分析：如圖1-1 圖1-1加工拖拉機(jī)操縱軸方頭(見(jiàn)圖1-1) ，原工序?yàn)樵谝鸭庸ち送鈭A后,用銑床銑削方頭,由于需要分度轉(zhuǎn)位,輔助工時(shí)較長(zhǎng)。改為專用臥式組合機(jī)床車(chē)削方頭,在機(jī)床中間底座上裝有固定夾具,用于安裝工件。機(jī)床工作時(shí),裝兩把車(chē)刀的車(chē)頭主軸由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)作回轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng),同時(shí)車(chē)頭由側(cè)底座上的液壓滑臺(tái)帶動(dòng)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。一次裝夾,一個(gè)工步完成了4 個(gè)平面的切削,提高了生產(chǎn)效率。 零件材料為45號(hào)鋼，零件工作中受力不很大，可以在車(chē)削之后做淬火處理，以提高起剛度強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命。 此生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，應(yīng)盡量提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，采用專用機(jī)床生產(chǎn)比較合理。 1.3工件加工原理車(chē)方機(jī)床由車(chē)頭行星輪系機(jī)構(gòu)產(chǎn)生刀尖的橢圓曲線軌跡。 圖1-2車(chē)方原理見(jiàn)圖1-2 ,齒輪與的傳動(dòng)比為12 ,當(dāng)?shù)都獍惭b在比齒輪 的分度圓小的圓周上時(shí),則刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓。證明如下:設(shè)齒輪 的分度圓半徑為OA =R , O點(diǎn)為齒輪的分度圓中心,刀尖在分度圓內(nèi)定點(diǎn)a處,且Oa/ OA = 。當(dāng)?shù)姆侄葓A在上作純滾動(dòng)時(shí),圓心O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O,齒輪上a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)( 坐標(biāo)為x,y) ,而Oa = Oa,由圖2 可知:x = Pb + ca= POcos+ Oacos = Rcos+Oa cos = Rcos+Rcos = R (1 +) cos （1)y = Ob - Oc = POsin- Oasin = Rsin- Oasin =Rsin- Rsin = R (1 - ) sin (2)由式(1) 得 =由式(2) 得=則/ (1 +) 2 +/(1 - ) 2 = + = 1 (3) 式(3) 為橢圓方程,所以a 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓。同理可以證明,和a 點(diǎn)對(duì)稱于中心O 點(diǎn)的另一刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡也是一個(gè)橢圓。若接近于1 時(shí),橢圓短半徑處曲率半徑很大,接近于直線。設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)男行禽?的分度圓半徑,可以控制用橢圓曲線代替直線所引起的直線度誤差,滿足加工一般方頭的精度要求。 1.4行星輪計(jì)算及原理誤差分析車(chē)方機(jī)床的車(chē)頭行星輪系如圖1-3 所示。 圖1-31.行星輪分度圓直徑D3 的設(shè)計(jì)計(jì)算圖1.2 所示的E 點(diǎn)與F 點(diǎn)的y 坐標(biāo)值之差為計(jì)算直線度誤差的初始值。根據(jù)工件精度要求,給出初始直線度公差0.09mm。由零件簡(jiǎn)圖1 的方頭邊長(zhǎng) = 26.91 0.09和初始線度公差值,我們可以計(jì)算出圖2 中E點(diǎn)和F點(diǎn)的坐標(biāo)在E點(diǎn)，零件的直線度誤差大到最大值則： =2 6.91 2=13.455在F點(diǎn)，零件的直線度誤差達(dá)到最小值，則：=26.91 2-0.09=03.365所以 E 點(diǎn)坐標(biāo)為 (0 ,13.455) , F 點(diǎn)坐標(biāo)為(13144 ,13144) ,顯然刀尖在E 點(diǎn)時(shí),( OPO) = 90。但必須注意的是,在F 點(diǎn)時(shí),夾角不等于45。將E 點(diǎn) = 90和y = 13.455代入式(2) 中,得R (1 - ) = 13.455 (4)將F 點(diǎn)坐標(biāo)代入式(1) 和(2) 中,得R (1 +) cos = 13.365 (5)R (1 - ) sin = 13.365 (6) 聯(lián)立式(4) 、(5) 和(6) 解得R =64.59997mm ,圓整取R =65mm。 分度圓直徑 = 130mm。將R = 65mm 代入式(4) 中得 = 0.791 718 22.曲線近似直線的車(chē)方原理直線度誤差的分析計(jì)算由于工件上有的圓角,橢圓曲線近似直線段的長(zhǎng)度小于GF ,近似直線段的車(chē)方原理直線度誤差值小于計(jì)算給出的初始值。一個(gè)橢圓曲線與圓有4 個(gè)交點(diǎn),相鄰兩點(diǎn)在x 方向上的距離為近似直線段的長(zhǎng)度。交點(diǎn)I 的y 值與中點(diǎn)E 的y值之差即為原理直線度誤差。橢圓方程： +=1圓的方程： + = 聯(lián)立解之得4 個(gè)交點(diǎn),其中第一象限的交點(diǎn)I 的坐標(biāo)值為= （7）= (8)由變換為,工件倒圓直徑的基本尺寸d = 29.65mm ,半徑基本尺寸r = 14.825mm ,將R =65mm , = 0.791 718 2 , r = 14.825mm代入式(7) 和(8) 得 = 13.405mm, = 6.269mm近似直線段的長(zhǎng)度L= 2= 2 6.104 = 12.538mm。令PE = h ,按圖1 計(jì)算的直線段長(zhǎng)度為L(zhǎng) = 2 = 2 = 12.448mm兩者之差L = L- L = 12.538 12.448 = 0.09mm ,符合零件圖紙的要求。近似直線段的車(chē)方原理的直線度誤差計(jì)算值=h-= 13.455 13.405 = 0.05mm ,即直線段的車(chē)方原理直線度誤差是0.05mm ,比初始值小的多,完全可以滿足一般方頭的精度要求。2.機(jī)床配置形式的選擇2.1機(jī)床配置形式概述 機(jī)床的配置形式通常根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工要求，生產(chǎn)率和工藝過(guò)程方案等就可以確定。但在在基本形式的基礎(chǔ)上，由于工藝的組織，動(dòng)力頭的不同配置方法，零件安裝數(shù)目和工位數(shù)多少等具體安排不同，而具有多種配置方案。他們對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，通用化程度，結(jié)構(gòu)工藝性能，重新調(diào)整的可能性以及經(jīng)濟(jì)效果，還有維修操作是否方便等，都具有不同的影響。另外，還必須看到，就是在有些情況下，多工藝過(guò)程方案不大的更改或重新安排，往往會(huì)使機(jī)車(chē)簡(jiǎn)單，工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，更符合實(shí)際生產(chǎn)的要求。因此，在最后決定機(jī)床配置形式結(jié)構(gòu)方案時(shí)，必須注意下面一些問(wèn)題。 （1）加工精度的要求影響 固定式夾具組合機(jī)床能達(dá)到的加工精度最高，帶移動(dòng)式加具機(jī)床精度相對(duì)較差。 （2）機(jī)床生產(chǎn)率的影響 機(jī)床要求的生產(chǎn)率對(duì)機(jī)床配置形式結(jié)構(gòu)方案有很大影響，它是決定采單工位機(jī)床，多工位機(jī)床或自動(dòng)線，還是按中小批生產(chǎn)所需組合機(jī)床的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的重要因素。有時(shí)從工件外形及輪廓尺寸來(lái)看，完全可以采用單工位固定夾具的機(jī)床形式。但由于生產(chǎn)率要求很高，就不得不采用多工位的方案，使裝卸時(shí)間和機(jī)動(dòng)時(shí)間相重合。 （3）被加工零件的大小、形狀、加工部位特點(diǎn)的影響 這些特點(diǎn)很大程度上決定了采取臥式、立式或是傾斜式機(jī)床。一般來(lái)說(shuō)，臥式機(jī)床多用于加工孔中心線與定位基準(zhǔn)面平行，又需要由一面或是幾面同時(shí)加工的箱體。一些在立式機(jī)床上安裝不方便或者受到高度限制的細(xì)長(zhǎng)工件，也適宜采用臥式機(jī)床加工。立式機(jī)床則適于加工定基面是水平的，而加工面的孔與基面相垂直的工件。 總之，在擬訂機(jī)床配置形式結(jié)構(gòu)方案時(shí)，必須認(rèn)真分析工件加工工藝的要求及加工部位的特點(diǎn)，選擇恰當(dāng)?shù)姆桨浮?.2機(jī)床支撐形式的選擇機(jī)床中常用的支承件有床身、底座、立柱、橫梁、橫臂、刀架及工作臺(tái)等。這些支承件，或單獨(dú)使用，或組合使用。支承件應(yīng)滿足的基本要求：1.應(yīng)具有足夠的剛度和較高的剛度質(zhì)量比。2.應(yīng)具有較好的動(dòng)態(tài)特性，包括較大的位移阻抗和阻尼，整機(jī)的低階頻較高，若階頻不致引起結(jié)構(gòu)共振，不會(huì)因薄壁振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲。3.熱穩(wěn)定性好，熱變形對(duì)機(jī)床加工精度的影響較小。排屑暢通，吊運(yùn)安全，并具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。 機(jī)床支承形式可歸納為下列5種： （1）一字形（“一”形）支承 支承件是床身，或床身與底座的組合。具有這種支承形式的機(jī)床，稱為臥式機(jī)床。 （2）柱形（“”形）支承 支承件是立柱，或立柱與底座的組合。具有這種支承形式的機(jī)床，稱為立式機(jī)床。 （3）倒丁字形（“”形）支承 支承件是床身和立柱的組合。具有這種支承形式的機(jī)床，稱為復(fù)合式機(jī)床。 （4）槽形（“”形）支承 支承件是床身（或底座）、立柱、橫臂三者的組合。具有這種支承形式的機(jī)床，稱為單臂式機(jī)床。 （5）框形（“ ”形）支承 機(jī)床的支承件由床身、橫梁及雙立柱組合而成，形成封閉的框形結(jié)構(gòu)。具有這種支承形式的機(jī)床，稱為龍門(mén)式機(jī)床。 由于支承件的結(jié)構(gòu)形狀十分復(fù)雜，受力條件也很復(fù)雜，所以對(duì)支承件主要是進(jìn)行近似的工程技術(shù)計(jì)算，用近似的技術(shù)計(jì)算結(jié)果，來(lái)和已有的經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的同類型支承件的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，進(jìn)而評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)的支承件。由工件的形狀及加工原理知，宜采用臥式形式（帶一固定式夾具）。 圖21 2.3床身設(shè)計(jì) 臥式床身有3種結(jié)構(gòu)形式：中小型機(jī)床的床身是安裝在床腿上的，例如回轉(zhuǎn)直徑在630毫米及以下的車(chē)床，六角車(chē)床等；大型機(jī)床的床身是直接安裝在基礎(chǔ)上的，如大型臥式車(chē)床臥式鏜床等；某些臥式床身是框架式的，如仿行車(chē)床，多刀車(chē)床等。從載荷的觀點(diǎn)來(lái)分析，有的床身主要是在切削力的作用下受兩個(gè)方向的彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，如車(chē)床，六角車(chē)床和鏜床床身；有的床身主要是在重力的作用下受豎直面內(nèi)的彎曲載荷，如龍門(mén)刨床和龍門(mén)銑床的床身。 表2-1 鑄鐵件的推薦壁厚當(dāng)量尺寸（m）0.751.01.51.82.02.533.54.5外壁厚（mm）81012141618202225隔板或筋厚（mm）68101212141618201.截面形狀床身的截面形狀決定于剛度要求，導(dǎo)軌的位置，內(nèi)部需要安裝的零，部件，排屑等。2.截面寬度和高度 截面的寬度由工件大小，剛度要求和刀架或工作臺(tái)的導(dǎo)向性決定。 普通車(chē)床床身截形的最佳比例為高比寬約等于1。 這里借鑒CA6140車(chē)床的床身設(shè)計(jì)。床身采用鑄鐵件（材料是HT30-45號(hào)灰鑄鐵）。截面形狀如圖22。 圖 22整體圖如圖23所示 圖 23 3.動(dòng)力部件的選擇3.1切削力的計(jì)算及刀具的選擇車(chē)方機(jī)床的主軸上對(duì)稱安裝了兩把車(chē)刀,但由圖2 可知,兩把刀不會(huì)同時(shí)切削,切削深度從F 點(diǎn)= 0 逐漸增大至E 點(diǎn) = 1.5mm ,再逐漸減小至G 點(diǎn)= 0 。其它3 個(gè)面的切削深度也依次作同樣改變。所以最大切深度 = 1.5mm ,根據(jù)零件表面粗糙度的要求,選f =0.3mm/ r。由= 可以計(jì)算滑臺(tái)速度。 刀具材料選用YT15（適合加工鋼料及斷續(xù)切削）。為了保證一定的刀具耐用度,選v = 90m/ min = 1.5m/ s。零件材料45 鋼,加工時(shí)的材料硬度為187HB ,查機(jī)械加工工藝手冊(cè),得:單位切削力p = 1 962N/ mm2 ;切削力Fz = p f = 1 962 1.5 0.3 = 883N ;切削功率P = v = 8831.5=1.3245kW;取機(jī)床總效率= 0.75 ,則電機(jī)功率= P/ = 1.3245/ 0.75 = 1.766kW。3.2電動(dòng)機(jī)的選擇1.電動(dòng)機(jī)選擇時(shí)要考慮的問(wèn)題：（1）由于一般生產(chǎn)單位多采用三相交流電源，故無(wú)特殊要求時(shí)均應(yīng)選用三相交流電動(dòng)機(jī)。其中以三相異步帶能動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多，常用為Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。（2）電動(dòng)機(jī)的功率選擇是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。功率選的過(guò)小不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因超載而過(guò)早損壞；功率選的過(guò)大則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能力又得不到充分的發(fā)揮，而且由于電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不在滿載下運(yùn)轉(zhuǎn)，其效率和功率因數(shù)都較低而造成能源的浪費(fèi) （3）電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速愈高，磁極對(duì)數(shù)愈少，外廓尺寸愈小，價(jià)格愈低。但是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)于工作機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高勢(shì)必使總傳動(dòng)比加大，致使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外廓尺寸增加，制造成本提高。而選用較低轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，其優(yōu)缺點(diǎn)剛好相反。因此，在確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)進(jìn)行分析比較，權(quán)衡利弊，按最佳方案選擇。2.電動(dòng)機(jī)功率的選擇考慮到減速器的降速比不宜過(guò)大，所以初步選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 再根據(jù)所須電動(dòng)機(jī)功率為。查簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 續(xù)表但是，考慮到機(jī)床可能調(diào)整加工其它尺寸、材料的方頭或六方頭工件,取電機(jī)功率為2.2kW。選用封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為Y132S-8，其輸出功率P=2.2kw。其主要性能參數(shù)如表3-1所示。表3-1 電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù)電動(dòng)機(jī)的功率P2.2 kw額定電流5.5A額定轉(zhuǎn)距2.0電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n710 r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 / 額定轉(zhuǎn)矩2.0電動(dòng)機(jī)的效率0.81電動(dòng)機(jī)的重量63kg3.電動(dòng)機(jī)的安裝型式選用基本結(jié)構(gòu)型式，機(jī)座不帶底腳，端蓋有凸緣。安裝結(jié)構(gòu)型式為制造范圍（機(jī)座號(hào)）為80-315。其示意圖如圖3-1所示： 圖3-1 電動(dòng)機(jī)的安裝示意圖主要安裝型式尺寸如表3-2所示。表3-2 電動(dòng)機(jī)主要安裝尺寸電動(dòng)機(jī)軸伸直徑D48mm電動(dòng)機(jī)軸伸長(zhǎng)度E110mm軸伸上鍵槽的尺寸14mm9mm電動(dòng)機(jī)法蘭外徑尺寸350mm電動(dòng)機(jī)法蘭內(nèi)徑尺寸250mm電動(dòng)機(jī)法蘭螺栓孔均不圓直徑300mm法蘭螺栓孔的數(shù)量和直徑419電動(dòng)機(jī)的總高度L710mm4.液壓滑臺(tái)的設(shè)計(jì)4.1液壓滑臺(tái)系統(tǒng)概述4.1.1液壓滑臺(tái)系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）滑臺(tái)的主要負(fù)載是切削力、摩擦力和啟動(dòng)、制動(dòng)過(guò)程的慣性力，最大負(fù)荷一般10kN。為保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和工作可靠性，一般都采取中低壓系統(tǒng)，壓力在6MPa以下。液壓系統(tǒng)的流量是根據(jù)滑臺(tái)快速進(jìn)退的速度確定的，一般24-5動(dòng)導(dǎo)軌鑄鐵鑄鐵鑄鐵淬硬鑄鐵有色金屬塑料支撐導(dǎo)軌鑄鐵淬硬鑄鐵淬硬鋼淬硬鋼鑄鐵鑄鐵導(dǎo)軌常用材料搭配見(jiàn)表41。除鑄鐵外，其余導(dǎo)軌都是鑲裝的。 （2）鑄鐵鑄鐵是一種成本低，有良好減振性和耐磨性，易于鑄造和切削加工的金屬材料。導(dǎo)軌常用的鑄鐵有灰鑄鐵、孕育鑄鐵和耐磨鑄鐵等。 灰鑄鐵府用最多的牌號(hào)是HT200。在較好的潤(rùn)滑與防護(hù)條件下，具有一定的耐磨性。適用于需手工刮研的導(dǎo)軌；潤(rùn)滑和防護(hù)條件好、輕載荷的機(jī)床導(dǎo)軌；不經(jīng)常工作的導(dǎo)軌(包括移置導(dǎo)軌)；對(duì)精度要求不高的次要導(dǎo)軌等。常用的孕育鑄鐵牌號(hào)足HT300。耐磨性高于灰鑄鐵，但較脆硬，不易刮研，且成本較高。常用于較精密的機(jī)床導(dǎo)軌。 為了提高鑄鐵導(dǎo)軌的硬度，以增強(qiáng)抗磨粒磨損的能力和防止撕傷，鑄鐵導(dǎo)軌經(jīng)常采用高頻淬火、小頻淬火及電接觸自冷淬火等表面淬火方法。 （3)鋼 在耐磨性要求較高的機(jī)休上，可采用淬硬鋼制成的鑲鋼導(dǎo)軌。淬火鋼的耐磨性比普通鑄鐵高5-10倍。 鑲鋼導(dǎo)軌通常采用45鋼或45cr等材料，表面淬硬或全淬透，硬度達(dá)到HRc5258；或者采用20Cr，20CrMn等滲碳淬硬至HRc5662。鑲鋼導(dǎo)軌工藝復(fù)雜，成本高，目前國(guó)內(nèi)主要用于數(shù)控機(jī)床的滾動(dòng)導(dǎo)軌上。 （4)有色金屬 有色金屬鑲裝導(dǎo)軌常用于重型機(jī)床的動(dòng)導(dǎo)軌上，與鑄鐵的支承導(dǎo)軌搭配，以防止咬合磨損，保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和提高運(yùn)動(dòng)精度。常用的材料有錫青銅ZQSn663，鋁青銅ZQAl94和鋅鋁銅合金ZZnAL10一5等。 （5)塑料 塑料導(dǎo)軌具有良好的耐磨性能，落在導(dǎo)軌表面上的硬?？蓴D入導(dǎo)軌內(nèi)部，避免了磨粒磨損和撕傷。常用的塑料材料有環(huán)氧樹(shù)脂耐磨涂料和聚四氟乙烯基滑動(dòng)導(dǎo)軌軟帶等。適用于中、小型精密機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌，用于豎直導(dǎo)軌更可顯示其優(yōu)點(diǎn)。 這里我選用鑄鐵導(dǎo)軌。2.導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) 1）截面形狀 滑動(dòng)導(dǎo)軌可分為凸形和凹形兩大類。對(duì)于水平布置的機(jī)床，凸形導(dǎo)軌不易積存切屑，但難以保存潤(rùn)滑油，因此只適用于低速運(yùn)動(dòng)；凹形導(dǎo)軌潤(rùn)滑性能良好適用于高速運(yùn)動(dòng)，但為防止落入切屑等必須配備良好的防護(hù)裝置。 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌截面的基本形狀見(jiàn)圖42。 A b c d 圖 42 三角形導(dǎo)軌，見(jiàn)圖a。支承導(dǎo)軌為凸形時(shí)，稱為山形導(dǎo)軌；支承導(dǎo)軌為凹形時(shí)，稱為V形導(dǎo)軌。三角形導(dǎo)軌依靠二角形的兩個(gè)斜面導(dǎo)向，磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償，不影響導(dǎo)向精度。但水平和垂直兩個(gè)方向上的誤差相萬(wàn)影響，給制造和檢修帶來(lái)困難。導(dǎo)向精度隨頂角。的增加而降低；承載面積隨的增加而增加。當(dāng)兩導(dǎo)軌面上受力不對(duì)稱且相差較大時(shí)，可采用不對(duì)稱三角形導(dǎo)軌，以保證導(dǎo)軌面壓力分布均勻。通常取=。對(duì)于受力較大的大型或重型機(jī)床，可取-；對(duì)于精密機(jī)床，常取=。 支承導(dǎo)軌為V形時(shí)，不易積存放大的切屑，也不易存留潤(rùn)滑油，適用于不易防護(hù)、速度較低的進(jìn)結(jié)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。支承導(dǎo)軌為V形時(shí)，由于能得到較充足的潤(rùn)滑，除用于精密和大型機(jī)床的進(jìn)給導(dǎo)軌外，還可用于主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，如龍門(mén)刨床床身導(dǎo)軌。但是必須很好地防護(hù)，以防止落人切屑和塵土。 矩形導(dǎo)軌，見(jiàn)圖b。矩形導(dǎo)軌制造簡(jiǎn)單，剛度高，承載能力大，具有水平和垂直兩個(gè)方向的導(dǎo)軌面而且兩個(gè)導(dǎo)軌面的誤差不會(huì)相互影響，便于安裝調(diào)整。但側(cè)面磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，需要有間隙調(diào)整裝置，因此導(dǎo)向件較差。適用于載荷較大而導(dǎo)向性要求不高的機(jī)床。根據(jù)導(dǎo)向形式的不同，矩形導(dǎo)軌又可分為窄式組合和寬式組合兩種。燕尾形導(dǎo)軌，見(jiàn)圖C。燕尾形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)緊湊、高度尺寸較小，可承受顛覆力矩，但磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償間隙，需用鑲條調(diào)整，剛性較差，摩擦力較大，制造和檢修都比較復(fù)雜，一般用作中、低速的多層導(dǎo)軌。 圓體形導(dǎo)軌，見(jiàn)圖D。圓柱形導(dǎo)軌制造簡(jiǎn)單，不易積存較大的鐵屑。但磨損后很難調(diào)整和補(bǔ)償間隙，通常用在承受軸向載荷的場(chǎng)合。 這里選用矩形導(dǎo)軌。 2）組合形式 為了限制運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌一般都由兩條導(dǎo)軌組合而戍。對(duì)重型機(jī)床，由于共移動(dòng)部件寬度較大，又承受較重載荷，因此常采用3條或3條以上導(dǎo)軌，來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向外承受載荷。常見(jiàn)的導(dǎo)軌組合形式見(jiàn)圖43。 圖43 雙二角形組合(圖a) 導(dǎo)向精度高，磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償具有較好的精度保持性，但很難達(dá)到4個(gè)表面同時(shí)接觸的要求，制造較困難。適用于精度要求較高的機(jī)床，如高精度絲杠機(jī)床刀架導(dǎo)軌和滾齒機(jī)立體導(dǎo)軌等。 雙矩形組合(圖b) 具有較大的承載能力，制造調(diào)整比較簡(jiǎn)單，但導(dǎo)向性差，磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，對(duì)加工精度有較大影響；多用于普通精度機(jī)床和重型機(jī)床，如萬(wàn)能升降臺(tái)銑床工作臺(tái)導(dǎo)軌等。 三角形-矩形組合(圖4 c) 這種組合形式兼有導(dǎo)向性好、制造方便和剛度高的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最廣泛，如普通車(chē)床溜板、龍門(mén)刨床工作臺(tái)導(dǎo)軌、萬(wàn)能外因磨床砂輪架導(dǎo)軌等。 燕尾形組合(圖d) 兩個(gè)燕尾平面同時(shí)起導(dǎo)向及壓板作用，用一根鑲條就可調(diào)整各接觸面的間隙，但不能承受過(guò)大的顛覆力矩，摩擦損失也較大。用于要求層數(shù)多、尺寸小、調(diào)整間隙方便和移動(dòng)速度不大的場(chǎng)合，如車(chē)床刀架、牛頭刨床滑枕導(dǎo)軌等。 燕尾形矩形組合(圖e) 能承受較大力矩，間隙調(diào)整也比較方便，多用于橫梁、立柱、搖臂等的導(dǎo)軌，如龍門(mén)刨床橫梁導(dǎo)軌等。 雙圓柱形組合(圖f) 容易制造，但磨損后不易補(bǔ)償。常用于僅受軸向力的場(chǎng)合，如壓力機(jī)、機(jī)械手的導(dǎo)軌。 這里選用雙矩形組合 3）間隙調(diào)整 閉式導(dǎo)軌的結(jié)合面之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙。若間隙過(guò)小，不但增加運(yùn)動(dòng)阻力，而且會(huì)加速導(dǎo)軌磨損；若間隙過(guò)大，又會(huì)使導(dǎo)向精度降低，還容易產(chǎn)生振動(dòng)。因此，除裝配過(guò)程中應(yīng)仔細(xì)調(diào)整導(dǎo)軌的間隙外，在使用一段時(shí)間后，因磨損還需重調(diào)。常用鑲條和壓板來(lái)調(diào)整導(dǎo)軌的間隙。 （1）壓板 壓板用于調(diào)整間隙和承受顛覆力矩下圖所示為矩形導(dǎo)軌上常用的幾種壓板裝置。 圖44 壓板 1-動(dòng)導(dǎo)軌 2-支承導(dǎo)軌 3-壓板 4-墊片 5-平鑲條 6-螺釘圖a所示的壓板裝置通過(guò)磨削或副研壓板3與動(dòng)導(dǎo)軌1相接觸的d面，或磨、刮與支承導(dǎo)軌2相接觸的e面來(lái)調(diào)整垂直方向的間隙。間隙過(guò)大時(shí)磨、刮d面：間隙過(guò)小則磨、刮e面。壓板上的d，e面需用空刀槽分開(kāi)。這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但調(diào)整比較麻煩。圖b所示是采用在壓板與動(dòng)導(dǎo)軌接觸處放幾層薄墊片4來(lái)調(diào)整垂直方向的間隙。隨著摩擦表面的不斷磨損，逐次取下一層墊片。這種方法比磨、刮省力，但調(diào)整量受墊片厚度限制。圖c所示是在壓板與支承導(dǎo)軌間用平鑲條5來(lái)調(diào)整間隙。只要擰動(dòng)帶有鎖緊螺母的螺釘6即可調(diào)整間隙，故調(diào)整方便。但由于鑲條下面只與幾個(gè)螺釘接觸，因此剛度較差。（2）鑲條 鑲條用來(lái)調(diào)整矩形和燕尾形導(dǎo)軌的側(cè)面間隙，以保證導(dǎo)軌面的正常接觸。常用的鑲條有平鑲條和斜鑲條兩種。 3.導(dǎo)軌的潤(rùn)滑與防護(hù) 1）導(dǎo)軌潤(rùn)滑導(dǎo)軌潤(rùn)滑的目的是：減少磨損以延長(zhǎng)導(dǎo)凱使用壽命；降低溫度以改善工作條件；減小摩擦力以提高機(jī)械效率；保護(hù)導(dǎo)軌表面以防止生銹。 導(dǎo)軌的潤(rùn)滑方法很多，最簡(jiǎn)單的潤(rùn)滑方法是人工定期地直接在導(dǎo)軌上澆油或油杯供油。這種方法成本低廉，但不能保證充分的潤(rùn)滑。一般用于移置導(dǎo)軌或移動(dòng)速度較低的滑動(dòng)導(dǎo)軌及滾動(dòng)導(dǎo)軌。另一種手動(dòng)潤(rùn)滑方式是在機(jī)床上裝手動(dòng)油泵，在工作前拉動(dòng)油泵幾次，進(jìn)行人工潤(rùn)滑，這種方式操作方便但不能保證連續(xù)供油，用于低中速、低載荷、小行程或不經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌上。現(xiàn)代機(jī)床上多采用全自動(dòng)壓力油強(qiáng)制潤(rùn)滑，這種方法效果較好可保證充分潤(rùn)滑，不斷地沖洗和冷卻表面，與運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，但必須有專門(mén)的供油系統(tǒng)，成本較高。 為了使?jié)櫥驮趯?dǎo)軌向上均勻分布，保證充分的潤(rùn)滑效果，應(yīng)在導(dǎo)軌面上開(kāi)出油溝。2）導(dǎo)軌的防護(hù) 導(dǎo)軌的防護(hù)裝置應(yīng)盡可能使導(dǎo)軌面封閉起來(lái)，如果不能封閉，則應(yīng)能將落在導(dǎo)軌上的塵屑較徹底地清除，還應(yīng)具有耐紅熱切屑的能力，防冷卻液浸蝕的能力，便于裝卸及清洗導(dǎo)軌，制造容易、耐用和美觀。 圖45 導(dǎo)軌的防護(hù) 圖示為幾種導(dǎo)軌的防護(hù)方式。圖a為刮板式防護(hù)裝置。在動(dòng)導(dǎo)軌的端面上裝有毛氈l，并用金屬刮板2及螺釘壓緊，當(dāng)動(dòng)導(dǎo)軌移動(dòng)時(shí)，通過(guò)毛氈排除落在支承導(dǎo)軌上的切屑及灰塵。這種裝置容易被細(xì)小的切屑及雜物填塞，對(duì)導(dǎo)軌產(chǎn)生刮磨作用，因此僅適用于移動(dòng)速度較低的導(dǎo)軌。圖b，為鋼帶式防護(hù)單，韌帶4的一端繞在床身端部的滾輪3上，另一端則固定在運(yùn)動(dòng)部件上，運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)時(shí)，鋼帶隨著展開(kāi)或卷在滾輪上。這種防護(hù)罩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但切屑及雜物在滾輪卷動(dòng)時(shí)容易被帶至鋼帶內(nèi)表面而掉在導(dǎo)軌面上，影響防護(hù)效果。圖c為固定式防護(hù)罩、鐵皮罩固定在運(yùn)動(dòng)部件上，以蓋住導(dǎo)軌表面。這種隊(duì)護(hù)罩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但密封性較差，且使機(jī)床外形尺寸增大，僅通用于行程不大的中小型機(jī)床。圖 d為層疊式防護(hù)罩，用多段金屬薄板制成，最外層蓋板6和最內(nèi)層蓋板7分別固定在運(yùn)動(dòng)部件5和床身8上，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)時(shí)，防護(hù)罩可隨之伸長(zhǎng)或縮短。這種防護(hù)罩耐熱性好，使用壽命長(zhǎng)，但制造較復(fù)雜，成本較高，適用于大型及精密機(jī)床。圖 c為折疊式防護(hù)罩，用皮革、塑料或帆布制成，這種防護(hù)罩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，防護(hù)效果好但容易損壞，成本高，常用于磨床和精密機(jī)床上。 這里選用刮板式防護(hù)裝置。 4.滑動(dòng)導(dǎo)軌的驗(yàn)算設(shè)計(jì)滑動(dòng)導(dǎo)軌時(shí)，先參考同類型機(jī)床，初步擬定導(dǎo)軌的形狀和尺寸，然后再進(jìn)行驗(yàn)算。 滑動(dòng)導(dǎo)軌的驗(yàn)算，主要是通過(guò)受力分析，求出導(dǎo)軌的平均壓強(qiáng)和最大壓強(qiáng)、與導(dǎo)軌的許用壓強(qiáng)相對(duì)照，判斷導(dǎo)軌設(shè)計(jì)是合合理。根據(jù)壓強(qiáng)分布情況，判斷是合需用壓板。* 1）導(dǎo)軌壓強(qiáng)的分布 當(dāng)導(dǎo)軌的自身剛度大于接觸剛度時(shí)，可忽略導(dǎo)軌自身變形的影響，而只考慮接觸變形的影響。這時(shí)，沿導(dǎo)軌長(zhǎng)度方向的接觸變形和壓強(qiáng)可視為線性分布，沿寬度方向可視為均勻分布。當(dāng)導(dǎo)軌的自身剛度較低時(shí)，既要考慮導(dǎo)軌表面接觸變形，又要考慮導(dǎo)軌自身變形，這時(shí)壓強(qiáng)為非線性分布，下面只討論線性分布的導(dǎo)軌壓強(qiáng)的計(jì)算。 每條導(dǎo)軌面所受的載荷，都可以簡(jiǎn)化為一個(gè)距導(dǎo)軌中心距離為x的力，這個(gè)力的作用又等價(jià)于一個(gè)位于導(dǎo)軌中心的力F和一個(gè)顛覆力矩M的作用。如圖46所示。 圖46 導(dǎo)軌受力情況 在力F作用下，導(dǎo)軌面的壓強(qiáng)（單位為MPa）： = .（1） 在力矩M作用下，導(dǎo)軌面產(chǎn)生的最大壓強(qiáng)（單位為MPa） 由于 M= aLL=a因此 = （2） 式中 F導(dǎo)軌承受的集中力，單位為N； M導(dǎo)軌承受的顛覆力矩，單位為Nmm； a導(dǎo)軌的寬度，單位為mm； L動(dòng)導(dǎo)軌的長(zhǎng)度，單位為mm； -集中力F力引起的壓強(qiáng)，單位為MPa； -顛覆力矩M引起的最大壓強(qiáng)，單位為MPa。由于力F與力矩M同時(shí)作用，閱此尋軌所承受的最大、最小、平均壓強(qiáng)分別為： =+ = （1 + ）（3） = = （1）（4） = （+）=.（5）從式(47)可見(jiàn)，平均壓強(qiáng)只與力F的大小和導(dǎo)軌幾何尺寸有關(guān)，而與力的作用點(diǎn)無(wú)關(guān)。 從式(45)、(44)可知： (1)x0，即力F作用于導(dǎo)軌中點(diǎn)，M=0，=0，壓強(qiáng)呈矩形分布（如下圖a），導(dǎo)軌受力均勻，但實(shí)際上很難實(shí)現(xiàn)這種情況。 (2)xL6，即MFL6時(shí)，6MFL1，2，0，壓強(qiáng)呈梯形分布（如圖b）。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能保證導(dǎo)軌在這種受力狀態(tài)下工作。 （3)x=L6，即M=FL/6時(shí)， 6MFL=1，=0，=2，壓強(qiáng)呈三角形分布(圖c)。導(dǎo)軌兩端壓強(qiáng)分布相差較大，但仍保持了導(dǎo)軌面全長(zhǎng)接觸，設(shè)計(jì)時(shí)也可采用。 (4)xL6，即M= FL/6時(shí)，6M/FL 1，0。這時(shí)，導(dǎo)軌一端將出現(xiàn)間隙(圖d)。為此，需要在導(dǎo)軌下面安裝壓板，形成輔助導(dǎo)軌面。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)這種情況。 圖47 導(dǎo)軌壓強(qiáng)的分布 表42 鑄鐵導(dǎo)軌的壓強(qiáng)分布 /MPa導(dǎo)軌種類機(jī)床類別平均壓強(qiáng)最大壓強(qiáng)直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和速度較高的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中型機(jī)床0.40.50.81.0重型機(jī)床0.20.30.40.6速度較低的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中型機(jī)床1.21.52.53.0重型機(jī)床0.51.01.5磨 床0.025-0.040.050.08主運(yùn)動(dòng)和速度較高的圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 D導(dǎo)軌直徑，mmD30000.20.3環(huán) 行0.152）導(dǎo)軌的許用壓強(qiáng) 導(dǎo)軌的壓強(qiáng)是影響導(dǎo)軌耐磨性的一個(gè)主要因素。導(dǎo)軌的支承面積應(yīng)與導(dǎo)軌所承受的載荷相適應(yīng)。如果導(dǎo)軌面的壓強(qiáng)很大，導(dǎo)軌表面將因油膜壓破而加劇磨損。為此，應(yīng)保證導(dǎo)軌面上的平均壓強(qiáng)不超過(guò)許用值。由于導(dǎo)軌面上的壓強(qiáng)分布不可能完全均勻，所以還必須保證最大壓強(qiáng)不超過(guò)許用值。 機(jī)床鑄鐵鑄鐵、鑄鐵鋼導(dǎo)軌副的許用壓強(qiáng)按表42選取。始終以固定切削條件工作的專用機(jī)床，許用壓強(qiáng)應(yīng)比表中數(shù)值減小2530。鋼鋼導(dǎo)軌副的許用壓強(qiáng)可比表中數(shù)值增加2030。動(dòng)導(dǎo)軌上鑲裝以聚四氟乙烯為基體的導(dǎo)軌板時(shí)，如滑動(dòng)速度v1m/min時(shí)，則pv植不宜超過(guò)o2MPam/min；如滑動(dòng)速度v1m/min時(shí)，則許用壓強(qiáng)取0.2MPa。 鋅鋁銅合金ZZnAll05導(dǎo)軌的許用平均壓強(qiáng)p0.2MPa。5.提高導(dǎo)軌耐磨性的措施 1）力求無(wú)磨損 磨損的原因是配合面在一定的壓強(qiáng)作用下直接接觸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此不磨損的條件是配合面在作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)不直接接觸，接觸時(shí)則無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。靜壓導(dǎo)軌與動(dòng)壓導(dǎo)軌可以實(shí)現(xiàn)完全的液體潤(rùn)滑狀態(tài)，潤(rùn)滑油使兩導(dǎo)軌面分開(kāi)而不直接接觸，這種導(dǎo)軌的耐磨性最好。 2）力求少磨損 在有些場(chǎng)合既不便采用靜壓導(dǎo)軌，也不能采用動(dòng)壓導(dǎo)軌，就只能爭(zhēng)取少磨損。減少磨損的措施有： (1)降低導(dǎo)軌面間的壓強(qiáng)，減小單位面積上承受的摩擦力，可采用加大接觸面積和減輕負(fù)荷的辦法來(lái)降低壓強(qiáng)。采用卸荷導(dǎo)軌可以減輕負(fù)荷，加寬導(dǎo)軌面或加長(zhǎng)動(dòng)導(dǎo)軌的長(zhǎng)度可以加大接觸面積，提高導(dǎo)軌接觸精度和減小表面粗糙度，也可以增加實(shí)際接觸面積。(2)降低摩擦系數(shù)，例如采用滾動(dòng)導(dǎo)軌：在滑動(dòng)導(dǎo)軌中正確選擇摩擦副的材料；正確選擇潤(rùn)滑油或采用循環(huán)潤(rùn)滑方式來(lái)改善潤(rùn)滑條件。 (3)適當(dāng)?shù)臒崽幚矸绞娇商岣邔?dǎo)軌抗磨損的能力。 (4)加強(qiáng)防護(hù)。 3）均勻磨損 (1)力求使摩擦面上的壓強(qiáng)均勻分布，例如導(dǎo)軌的形狀和尺寸要盡可能與集中載荷對(duì)稱。 (2)盡量減小扭矩和顛覆力矩。 (3)保證工作臺(tái)、溜板等支承件有足夠的剛度。 (4)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌不宜太寬，以免線速度相差太大。 (5)導(dǎo)軌副中全長(zhǎng)上使用機(jī)會(huì)不均的導(dǎo)軌，硬度應(yīng)高些。4.2.3滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式 圖 4-8 滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式示意圖 1-導(dǎo)軌上部 2-壓板 3-導(dǎo)軌下部 4-液壓缸 導(dǎo)軌間距的大小根據(jù)導(dǎo)軌的受力情況和和參考現(xiàn)有同類型機(jī)床導(dǎo)軌的尺寸確定。從統(tǒng)計(jì)資料來(lái)看，中等尺寸的普通車(chē)床，床鞍導(dǎo)軌的跨距和最大回轉(zhuǎn)半徑之比=0.81.0。這里取系數(shù)為1.0。則： =1.0=6521.0=130（mm）5.液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1液壓系統(tǒng)概述液壓傳動(dòng)是以有壓液體為能源介質(zhì)實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械的傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)與控制以液壓油或其他合成液體作為工作介質(zhì)，并采用各種允件組成所需要的控制回路，再由若干回路有機(jī)組合成能完成各種控制功能的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換傳遞與控制。與機(jī)械傳動(dòng)，電力傳動(dòng)等傳動(dòng)方式相比，液壓傳動(dòng)具有下列優(yōu)點(diǎn)：1.在傳送同等功率的情況下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、重量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊。據(jù)統(tǒng)計(jì)，液壓馬達(dá)的重量只有同功率電動(dòng)機(jī)重量的1020，而且能夠傳遞較大的力或轉(zhuǎn)矩。2.液壓傳動(dòng)裝置工作比較平穩(wěn)、反應(yīng)快、沖擊小，能高速啟動(dòng)、制動(dòng)和換向。液壓傳動(dòng)裝置的換向頻率高，對(duì)于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)每分鐘可達(dá)500次，直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)每分鐘可達(dá)400-1000次。這是其他傳動(dòng)控制方式無(wú)法比擬的。3.液壓傳動(dòng)裝置能在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速方便，調(diào)速范圍大，而且調(diào)速性能好。其傳動(dòng)比可達(dá)100：1至2000：1。4.液壓傳動(dòng)裝置的控制、調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單，操縱比較方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，如與電氣控制相配合，可方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的程序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。5.液壓傳動(dòng)裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。由于采用油液作為工作介質(zhì)，液壓傳動(dòng)裝置能自行潤(rùn)滑，故使用壽命較長(zhǎng)。6.液壓元件已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于設(shè)計(jì)和選用。由于液壓傳動(dòng)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)很多，因而在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)得到了廣泛應(yīng)用。目前，其應(yīng)用領(lǐng)域仍在不斷擴(kuò)展，從組合機(jī)床、機(jī)械手、自動(dòng)加工及裝配線到金屬及非金屬壓延、注射成型設(shè)備，從材料及構(gòu)件強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)到電液仿真試驗(yàn)平臺(tái)，從建筑、工程機(jī)械到農(nóng)業(yè)、環(huán)保設(shè)備，從能源機(jī)械調(diào)整控制到熱力與化工設(shè)備過(guò)程控制，從橡膠、皮革、造紙機(jī)械到建筑材料生產(chǎn)自動(dòng)線，從采煤機(jī)械到石油鉆探及采收設(shè)備，從航空航天器控制到船舶、火車(chē)、汽車(chē)等運(yùn)輸設(shè)備等等，液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)已成為現(xiàn)代機(jī)械工程制造業(yè)的基本要素和工程控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。5.2參數(shù)及數(shù)據(jù) 根據(jù)工件加工方法的分析，可知為一次裝加，一次進(jìn)刀完成切削。因此，工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)為：快進(jìn)工進(jìn)快退停止。參數(shù)為：滑臺(tái)總重量：5000N，切削最大阻力883N，滑臺(tái)快進(jìn)，快退速度為0.05m/s，工進(jìn)速度為1237mm/min，加速（或減速）時(shí)間0.1s，采用的為矩形導(dǎo)軌，取靜摩擦系數(shù)=0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)=0.1，滑臺(tái)快進(jìn)行程0.15m，工進(jìn)行程0.05m。5.3確定液壓系統(tǒng)工作要求根據(jù)加工要求，工件不動(dòng)，主軸和刀具由液壓滑臺(tái)帶動(dòng)進(jìn)給，“快進(jìn)一工進(jìn)一快退停止”，工作循環(huán)采用液壓傳動(dòng)方式，選用活塞桿做執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 考慮到車(chē)削進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)功率不大，且要求低速穩(wěn)定性好，故擬選用調(diào)速閥、定量泵組成的節(jié)流調(diào)速方式。 為自動(dòng)實(shí)現(xiàn)上述工作循環(huán)，并保證零件的加工長(zhǎng)度(該長(zhǎng)度并無(wú)過(guò)高的精度要求)，擬采用行程開(kāi)關(guān)及電磁換向閥組成行程控制順序動(dòng)作回路，實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作。 圖51 車(chē)方機(jī)床外形示意圖5.4擬訂液壓系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)車(chē)削頭，動(dòng)作循環(huán)完全相同。 為保證快速進(jìn)退速度相等，并減小液壓泵流量規(guī)格，選用差動(dòng)連接回路。 在行程控制中，由快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，采用機(jī)動(dòng)滑閥，速度轉(zhuǎn)換平穩(wěn)，且安全可靠。工進(jìn)終了壓下行程開(kāi)關(guān)返回?？焱说浇K點(diǎn)，壓下電氣行程開(kāi)關(guān)，運(yùn)動(dòng)停止。 快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)后，系統(tǒng)壓力升高，遙控順序閥打開(kāi)，回油經(jīng)背壓閥回油箱，系統(tǒng)不再差動(dòng)連接。 圖52 液壓系統(tǒng)工作原理圖1-電磁鐵 2-換向閥 3-液壓缸 4-活塞桿 5-行程開(kāi)關(guān) 6-換向閥 7-調(diào)速閥 8-單向閥 9-壓力表開(kāi)關(guān) 10-壓力表 11-液壓泵 12-濾油網(wǎng) 13-油箱 14-溢流閥5.5計(jì)算和選擇液壓元件5.5.1液壓缸的計(jì)算1.計(jì)算液壓缸的總機(jī)械載荷F根據(jù)機(jī)構(gòu)的工作情況，液壓缸受力如圖53所示 圖53 液壓缸受力示意圖 F=+式中 按題目給定為5000N； 活塞上所受慣性力； 密封阻力；導(dǎo)軌摩擦阻力； 回油背壓形成的阻力。(1) 的計(jì)算 按下式計(jì)算： (N)式中 G液壓缸所要移動(dòng)