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畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 畢業(yè)生姓名 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)號 指導(dǎo)教師 所屬系 部 i 前 言 畢業(yè)設(shè)計是按照教學(xué)計劃的規(guī)定 必須進(jìn)行的一個重要的 綜合性教學(xué)環(huán)節(jié) 使學(xué)生所學(xué)的知識在實(shí)踐中得到具體應(yīng)用 通 過這次設(shè)計 能使學(xué)生全面了解和掌握一些機(jī)械設(shè)備方面的知 識 便于使自己形成一套設(shè)計的思維模式 而且使所學(xué)的知識系 統(tǒng)化地由理論轉(zhuǎn)向?qū)嵺` 以培養(yǎng)學(xué)生對知識的綜合運(yùn)用能力 為 畢業(yè)后走上工作崗位打下一個良好的基礎(chǔ) 同時通過認(rèn)真的設(shè) 計 可以提高學(xué)生分析和解決問題的能力 以便更好的適應(yīng)社會 本設(shè)計的主要內(nèi)容有 組合機(jī)床的概述 組合機(jī)床通用部件 及其選用 組合機(jī)床總體設(shè)計 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計 組合機(jī)床 技術(shù)設(shè)計五個部分 本設(shè)計以提高生產(chǎn)率和保證加工精度為目的 以較充足的 專業(yè)課知識為基礎(chǔ) 結(jié)合畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 在收集和參考大量資 料的前提下獨(dú)立完成 設(shè)計基本上做到 圖紙繪制基本符合國家 標(biāo)準(zhǔn) 做到布局合理 圖紙也基本能夠正確 完整 清晰的表達(dá) 出零件的形狀及尺寸 計算說明書的條理較清晰 語言通順流暢 圖表和公式的編輯也基本符合畢業(yè)論文撰寫規(guī)范 在設(shè)計過程中 盡量采用通用部件 為組合機(jī)床的生產(chǎn)提供 便利條件 其中主軸箱的設(shè)計是重點(diǎn) 也是難點(diǎn) 主軸箱設(shè)計應(yīng) 充分考慮被加工零件的形狀及加工要求 合理布置傳動及齒輪 ii 的位置 尤其在齒輪設(shè)計上 更要反復(fù)驗算轉(zhuǎn)速 努力作出最合 理的設(shè)計方案 摘 要 組合機(jī)床使用系列化 標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和少量的專用部件組成的多軸 多刀 多工序 多面或多工位同時加工的高校專用機(jī)床 其生產(chǎn)率比通用機(jī)床高幾倍至幾 十倍 可進(jìn)行鉆 鏜 鉸 攻絲 車削 銑削等切削加工 組合機(jī)床的通用部件和 標(biāo)準(zhǔn)件約占 70 80 這些部件是系列化的 可以進(jìn)行成批生產(chǎn) 其余 20 30 的專用部 件是由被加工零件的形狀 輪廓尺寸 工藝和工序來決定 iii 在批量生產(chǎn)中這了提高生產(chǎn)率 必須要縮短加工時間和輔助時間 而且盡可能 使輔助時間和加工時間重合 使每個裝夾多外工件同時進(jìn)行多刀加工 實(shí)行工序高 度集中 因而廣泛采用組合機(jī)床及自動線 關(guān)鍵詞 組合機(jī)床 主軸箱 切削 Abstract Aggregate machine tool use seriation the standardized general part and the few special purpose parts compose the university special purpose machine which multiple spindle the multi knives the multi working procedures the multi surface or the multi locations simult aneously process its productivity compared to general engine bed high several times to several dozens times may carry on drills the boring the articulation attacks machinings and so on the silk turning milling The aggregate machine tool general part and the standard letter iv approximately compose 70 80 these parts are the seriation may carry on the mass productions Other 20 30 special purpose part is by is processed the components the shape the overall size the craft and the working procedure decided This enhanced the productivity in the volume production must have to reduce the process period and the non cutting time moreover causes the non cutting time and the process period superposition as far as possible causes each attire to clamp many outside work pieces simultaneously to carry on the multi knife processing implements the working procedure high degree of concentration thus widely uses the aggregate machine tool and from generatrix Key word Aggregate machine tool headstock cutting 目 錄 前 言 i 摘 要 iii Abstract iv 第一章 概述 1 第一節(jié) 組合機(jī)床的組成 1 第二節(jié) 組合機(jī)床的類型 2 一 具有固定夾具的單工位組合機(jī)床 3 二 具有移動夾具的多工位組合機(jī)床 3 三 轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床 4 v 第二章 組合機(jī)床設(shè)計概述 5 第一節(jié) 組合機(jī)床及其特點(diǎn) 5 第二節(jié) 組合機(jī)床工藝范圍及加工精度 6 一 組合機(jī)床的工藝范圍 6 二 組合機(jī)床的加工精度 6 第二節(jié) 采用組合機(jī)床的經(jīng)濟(jì)分析 8 第三節(jié) 組合機(jī)床的發(fā)展趨勢 8 一 提高通用部件的水平 8 二 發(fā)展適應(yīng)中 小批生產(chǎn)的組合機(jī)床 8 三 采用新刀具 9 四 發(fā)展自動監(jiān)測技術(shù) 9 五 擴(kuò)大工藝范圍 9 第三章 組合機(jī)床通用部件及其選用 10 第一節(jié) 通用部件的類型 10 一 通用部件的分類 10 二 通用部件的型號 規(guī)格及配套關(guān)系 10 第二節(jié) 常用通用部件 11 第三節(jié) 通用部件的選用 12 第四章 組合機(jī)床總體設(shè)計 13 第一節(jié) 組合機(jī)床方案設(shè)計 13 一 擬定方案階段 13 二 技術(shù)設(shè)計階段 13 三 工作設(shè)計階段 13 第二節(jié) 零件分析 13 一 氣缸體的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 13 二 基準(zhǔn)的選擇 14 三 加工階段的劃分 14 第五章 繪制 三圖一卡 16 第一節(jié) 加工工序圖 16 一 被加工零件工序圖的作用和要求 16 二 被加工零件工序圖的內(nèi)容 16 三 編制被加工零件工序圖的注意事項 16 第二節(jié) 加工示意圖 17 一 被加工零件示意圖的作用 17 二 被加工零件示意圖的內(nèi)容 17 三 選擇刀具 導(dǎo)向及有關(guān)計算 17 四 加工示意圖簡圖 21 第三節(jié) 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 21 一 被加工零件聯(lián)系尺寸圖的作用 21 二 被加工零件聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容 21 三 動力部件的選擇 21 四 組合機(jī)床其它尺寸的確定 22 五 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖簡圖 24 第六章 多軸箱 右主軸箱設(shè)計 25 vi 第一節(jié) 多軸箱的基本結(jié)構(gòu) 25 第一節(jié) 通用多軸箱設(shè)計 25 一 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 26 二 主軸 齒輪的確定及動力運(yùn)算 28 三 多軸箱傳動設(shè)計 30 四 多軸箱坐標(biāo)計算 繪制坐標(biāo)檢查圖 33 第三節(jié) 多軸箱的傳動設(shè)計方案 36 一 傳動設(shè)計方案分析 36 二 傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算 36 第四節(jié) 繪制多軸箱總圖及零件圖 40 外文資料 42 中文譯文 51 致 謝 57 參考文獻(xiàn) 58 0 第一章 概述 在大批量生產(chǎn)中為了提高生產(chǎn)率 必須注意縮短加工時間和輔助時間 而且盡 可能使輔助時間和加工時間重合 使每個工位安裝多個工件的同時進(jìn)行多刀加工 實(shí)行工序高度集中 因而廣泛采用組合機(jī)床 組合機(jī)床是用已經(jīng)系列化 標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和少量專用部件組成的多軸 多 刀 多工序 多面或多工位同時加工的高效專用機(jī)床 生產(chǎn)率比通用機(jī)床高幾倍至 幾十倍 可以進(jìn)行鉆 鏜 鉸 攻絲 車削 銑削 車孔端面等工序 隨著組合機(jī) 床的發(fā)展 其工藝范圍日益擴(kuò)大 如 焊接 熱處理 自動測量和自動裝配 清洗 等非切削工序 1911 年 美國為加工汽車零部件研制了組合機(jī)床 在發(fā)展初期 各機(jī)床制造廠 都執(zhí)行自己的通用部件標(biāo)準(zhǔn) 為方便用戶使用和維修 提高互換性 1953 年美國福 特汽車公司和通用汽車公司與美國機(jī)床制造廠協(xié)商 確定機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原 則 并規(guī)定了部件間聯(lián)系尺寸 1973 年 ISO 公布了第一批組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn) 它包括了汽車 農(nóng)業(yè) 紡機(jī)和儀表工業(yè) 1978 年 1983 年又第二次作了增補(bǔ) 目前 我國組合機(jī)床的通用部件約占 70 90 組合機(jī)床廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的行業(yè) 如 汽車 拖拉機(jī) 電動機(jī) 內(nèi)燃機(jī) 閥門縫紉機(jī)等制造業(yè) 主要加工箱體零件 如汽缸體 變速箱體 汽缸蓋 閥體等 一些重要零件的關(guān)鍵加工工序 雖然生產(chǎn)批量不大 但也采用組合機(jī)床來保證其加 工質(zhì)量 目前 組合機(jī)床的研制正向高效 高精度 高自動化的柔性方向發(fā)展 第一節(jié) 組合機(jī)床的組成 組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要 以大量通用部件為基礎(chǔ) 配以少量專用部件組 成的一種高效專機(jī) 如圖 1 1 所示為典型的雙面復(fù)合式單工位組合機(jī)床 其組成是 側(cè)底座 1 滑 臺 2 鏜削頭 3 夾具 4 多軸箱 5 動力箱 6 立柱 7 墊鐵 8 立柱底座 9 中間 底座 10 液壓裝置 11 電氣控制設(shè)備 12 刀工具 13 等 通過控制系統(tǒng) 在兩次裝 卸工件間隔時間內(nèi)完成一個自動工作循環(huán) 圖中各個部件都是具有一定獨(dú)立功能的 部件 并且大都是已經(jīng)系列化 標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的通用部件 通常夾具 4 中間底 1 座 10 和多軸箱 5 是根據(jù)工件的尺寸形狀和工藝要求設(shè)計的專用部件 但其中的絕 大多數(shù)零件如定位夾緊元件 傳動件等也都是標(biāo)準(zhǔn)件和通用件 12 3451362789 101 12 雙面試復(fù)合式組合機(jī)床 通用部件是組成組合機(jī)床的基礎(chǔ) 用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床切削和進(jìn)給運(yùn)動的通用部件 如單軸工藝切削頭 即鏜削頭 鉆削頭 銑削頭等 傳動裝置 驅(qū)動切削頭 動 力箱 驅(qū)動多軸箱 進(jìn)給滑臺 機(jī)械或液壓滑臺 等為動力部件 用以安裝動力部 件的通用部件如側(cè)底座 立柱 立柱底座等稱為支承部件 第二節(jié) 組合機(jī)床的類型 根據(jù)所選的通用部件的規(guī)格大小以及結(jié)構(gòu)和配制形式等方面的差異 將組合機(jī) 床分為大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床兩大類 習(xí)慣上滑臺臺面寬度 B 250mm 的為大 型組合機(jī)床 滑臺 B 250mm 的為小型組合機(jī)床 根據(jù)大型組合機(jī)床的配制形式 可以將其分為具有固定夾具的單工位組合機(jī)床 具有移動夾具的多工位組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床三類 一 具有固定夾具的單工位組合機(jī)床 2 單工位組合機(jī)床特別適用于加工大 中型箱體類零件 在整個加工循環(huán)中 夾 具和工件固定不動 通過動力部件使刀具從單面 雙面或多面對工件進(jìn)行加工 這 類機(jī)床加工精度高 但生產(chǎn)率低 按照組成部件的配置形式及動力部件的進(jìn)給方向 單工位組合機(jī)床又分為臥式 立式 傾斜式和復(fù)合式四種類型 1 臥式組合機(jī)床 臥式組合機(jī)床的刀具主軸水平布置 動力部件沿水平方向進(jìn) 給 按工件要求的不同 可配置成單面 雙面或多面的形式 2 立式組合機(jī)床 立式組合機(jī)床的刀具主軸垂直布置 動力部件沿垂直方向進(jìn) 給 一般只有單面配置形式 3 傾斜式組合機(jī)床 傾斜式組合機(jī)床的動力部件傾斜布置 沿傾斜方向進(jìn)給 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 4 復(fù)合式組合機(jī)床 復(fù)合式組合機(jī)床是上述兩種或三種形式的組合 二 具有移動夾具的多工位組合機(jī)床 多工位組合機(jī)床的夾具和工件可按預(yù)訂的工作循環(huán) 作間歇的移動或轉(zhuǎn)動 以 便依次在不同工位上對工件進(jìn)行不同工序的加工 這類機(jī)床生產(chǎn)率高 但加工精度 不如單工位組合機(jī)床 多用于大批量生產(chǎn)中對中小型零件的加工 按照夾具和工件的輸送方式不同 可分為移動式工作臺 回轉(zhuǎn)式工作臺 中央 立柱式工作臺和鼓輪式工作臺四種類型 1 移動工作臺組合機(jī)床 可移動工作臺組合機(jī)床以先后在兩個工位上從兩面對 工件進(jìn)行加工 夾具和工件可隨工作臺直線移動來實(shí)現(xiàn)工位的變換 2 回轉(zhuǎn)工作臺組合機(jī)床 回轉(zhuǎn)工作臺組合機(jī)床在每一個工位上可以同時加工一 個或幾個工件 其上的夾具和工件安裝在繞垂直軸線回轉(zhuǎn)的工作臺上 并隨其作周 期轉(zhuǎn)動以實(shí)現(xiàn)工位的變換 由于這種機(jī)床適宜于對中小型工件進(jìn)行多面 多工序加 工 具有專門的裝卸工位 使裝卸工件的輔助時間和機(jī)動時間重合 所以能夠達(dá)到 較高的生產(chǎn)率 3 中央立柱式組合機(jī)床 中央立柱式組合機(jī)床上的夾具和工件安裝在繞垂直軸 線回轉(zhuǎn)的工作臺上 并隨其作周期轉(zhuǎn)動以實(shí)現(xiàn)工位的變換 在環(huán)形回轉(zhuǎn)工作臺上周 圍以及中央立柱上均可布置動力部件 在各個工位上 對工件進(jìn)行多工序加工 4 鼓輪式組合機(jī)床 鼓輪式組合機(jī)床上的夾具和工件安裝在繞垂直軸線回轉(zhuǎn)的 3 工作臺上 并隨其作周期轉(zhuǎn)動以實(shí)現(xiàn)工位的變換 在鼓輪的兩端布置動力部件 從 兩面對工件進(jìn)行加工 三 轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床 轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床的特點(diǎn)是幾個主軸箱安裝在轉(zhuǎn)塔式工作臺上 各個主軸箱依次 轉(zhuǎn)到加工位置對工件進(jìn)行加工 按主軸箱是否做進(jìn)給運(yùn)動 可將這類機(jī)床分為 1 只實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動的轉(zhuǎn)塔式主軸箱組合機(jī)床 主軸箱安裝在回轉(zhuǎn)工作臺上 主軸 由電動機(jī)通過主軸箱內(nèi)的傳動裝置帶動作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 工件安裝在滑臺的回轉(zhuǎn)工作臺 上 如果不需工件轉(zhuǎn)位時 可直接安裝在滑臺上 由滑臺帶動作進(jìn)給運(yùn)動 2 既實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動又可隨滑臺作進(jìn)給運(yùn)動的轉(zhuǎn)塔式主軸箱組合機(jī)床 這類機(jī)床的 工件固定不動 也可以做周期轉(zhuǎn)位 轉(zhuǎn)塔式主軸箱安裝在滑臺上并隨滑臺作進(jìn)給運(yùn) 動 轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床可以完成一個工件的多工序加工 因而可以減少機(jī)床臺數(shù)和占 地面積 適宜于中 小批量生產(chǎn) 4 第二章 組合機(jī)床設(shè)計概述 第一節(jié) 組合機(jī)床及其特點(diǎn) 組合機(jī)床使用系列化 標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和少量的專用部件組成的多軸 多刀 多工序 多面或多工位同時加工的高校專用機(jī)床 其生產(chǎn)率比通用機(jī)床高幾倍至幾 十倍 可進(jìn)行鉆 鏜 鉸 攻絲 車削 銑削等切削加工 組合機(jī)床的通用部件和 標(biāo)準(zhǔn)件約占 70 80 這些部件是系列化的 可以進(jìn)行成批生產(chǎn) 其余 20 30 的專 用部件是由被加工零件的形狀 輪廓尺寸 工藝和工序來決定 如夾具 主軸箱 刀具和 工具等 在批量生產(chǎn)中為了提高生產(chǎn)率 必須要縮短加工時間和輔助時間 而且盡可能 使輔助時間和加工時間重合 使每個工位裝夾多個工件同時進(jìn)行多刀加工 實(shí)行工 序高度集中 因而廣泛采用組合機(jī)床 一般的組合機(jī)床主要有六部分通用部件及兩部分專用部件組成 以復(fù)合立式三 面鉆孔組合機(jī)床 它由側(cè)底座 力主底座 力主 動力箱 滑臺及中間底座等通用 部件及多軸箱 夾具等專用部件組成 組合機(jī)床的專用 部件往往也是由大量的通用零件和標(biāo)準(zhǔn)件組成 組合機(jī)床按主軸箱和動力箱的安置方式不同可分為以下幾種型式 1 臥式組合機(jī)床 動力箱水平安裝 2 立式組合機(jī)床 動力箱垂直安裝 3 側(cè)斜式組合機(jī)床 動力箱傾斜安裝 4 復(fù)合式組合機(jī)床 動力箱具有上述兩種以上的安裝狀態(tài) 在以上四種配置型式的組合機(jī)床中 如果每一種之中再安置一個或幾個動力部 件時 還可以組成雙面或多面組合鉆床 由組合機(jī)床組成可以明顯地了解其特點(diǎn) 與通用機(jī)床及其它的專用機(jī)床比較 具有如下特點(diǎn) 1 要用于加工箱體類零件和雜件的平面和孔 5 2 生產(chǎn)率高 因為工序集中 可多面 多軸 多刀同時自動加工 3 加工精度穩(wěn)定 因為工序固定 可選用成熟的通用部件 精密夾具合作的工 作循環(huán)來保證加工精度的一致性 4 研制周期短 便于設(shè)計 制造和使用維護(hù) 成本低 因為通用化 系列化 標(biāo)準(zhǔn)化程度高 而且通用部件可組織批量生產(chǎn) 5 自動化程度高 勞動強(qiáng)度低 6 配置靈活 因為結(jié)構(gòu)模塊化 組合化 可按工件或工序要求 用大量通用部件和少量專 用部件靈活組成各種類型的組合機(jī)床及自動線 機(jī)床易于改裝 產(chǎn)品或工藝變化時 通用部件 一般還可以重復(fù)利用 第二節(jié) 組合機(jī)床工藝范圍及加工精度 一 組合機(jī)床的工藝范圍 目前 組合機(jī)床主要用于平面加工和孔加工兩類工序 平面加工包括銑平面 锪 刮 平面 車端面 孔加工包括鉆 闊 鉸 鏜孔以及倒角 切槽 攻螺紋 锪 沉孔 滾壓孔等 隨著綜合自動化的發(fā)展 其工藝范圍正擴(kuò)大到車外圓 行星銑削 拉削 推削 磨削 珩磨及拋光 沖壓等工序 此外 還可以完成焊接 熱處理 自動裝配和建材 清洗和零件分類及打印等非切削工作 組合機(jī)床在汽車 拖拉機(jī) 柴油機(jī) 電機(jī) 儀器儀表 軍工 縫紉機(jī)和自行車 等工業(yè)領(lǐng)域的大批 大量生產(chǎn)中已獲得廣泛應(yīng)用 一些中小批量生產(chǎn)的企業(yè) 如機(jī) 床 機(jī)車 工程機(jī)械扽制造業(yè)中也亦推廣應(yīng)用 組合機(jī)床最適宜加工各種大中型箱 體類零件 如氣缸蓋 氣缸體 變速箱體 電機(jī)座及儀表殼等零件 也可以用來完 成軸套類 輪盤類 叉架類和蓋板類零件的部分或全部工序的加工 二 組合機(jī)床的加工精度 組合機(jī)床的加工精度簡述如下 孔加工 孔的尺寸精度 采用鉸孔或精鏜孔時 孔的精度可達(dá) H6 級 表明粗糙度為 孔的1 6aRm 圓度在孔徑尺寸公差一半范圍內(nèi) 加工有色金屬時 采用精密夾具 經(jīng)過 3 4 次加 工 精度可以穩(wěn)定地達(dá) H6 級 表面粗糙度可達(dá) 0 8 4aR 6 孔的同軸度 當(dāng)從兩面多軸加工時 孔的同軸度一般為 當(dāng)從一面進(jìn)行精鏜孔 并且0 5m 采用固定式夾具 鏜刀桿兩端都有精密導(dǎo)向裝置 夾具在精度良好的條件下 在 長度內(nèi) 被加工零件幾個孔的同軸度可保證在 以內(nèi) 當(dāng)分別10m 1 0 3 從兩面對同一軸線上的孔進(jìn)行單軸加工時 在有中間精密導(dǎo)向裝置條件下 其同軸 度亦可保證在 0 15 3m 孔的平行度 在組合機(jī)床上加工 孔與孔相互之間的平行度以及孔對加工基面的平行度 在 長度內(nèi)可達(dá) 10m0 2 5 孔的位置精度 孔的位置精度與夾具 機(jī)床的型式和精度有很大的關(guān)系 在固定式夾具的機(jī)床 上鏜孔 孔間距離和孔的軸線與定位基面的位置精度可穩(wěn)定地達(dá)到 在多工位機(jī)床上 由于回轉(zhuǎn)工作臺會回轉(zhuǎn)鼓輪存在定位誤差 0 25 m 則加工精度不高 如果在同一工位上 若有懸掛式活動鉆模板 對孔進(jìn)行精加工時 其位置精度可達(dá)到 0 5 平面加工 在組合機(jī)床及其自動線上常用銑削 刮削 車削 端面 和拉削等方法加工平 面 一般采用銑削頭 滑臺和滑座等通用部件 根據(jù)被加工工件的工藝要求組成單 面 雙面以及立式 回轉(zhuǎn)臺式等多種型式的組合銑床 當(dāng)加工大型的箱體類工件時 一般采用銑削頭固定 工件安裝在工作臺上移動的布局型式 這樣的機(jī)床結(jié)構(gòu)較簡 單 剛性較好 加工精度較高 在加工中小型工件時 通常將銑削頭組成鼓輪式組 合銑床或立式連續(xù)回轉(zhuǎn)臺式組合銑床 這類機(jī)床生產(chǎn)效率高 加工精度較低 在組合機(jī)床上加工平面的平直度可以達(dá)到在 1000 毫米長度內(nèi)偏差 0 02 0 05 毫 米 表面粗糙度 微米 對定位基面的平行度可以保證在 0 05 毫米以內(nèi) 到定3 2aR 位基面的距離 一般在 500 毫米以內(nèi) 尺寸公差可以保證在 0 05 毫米以內(nèi) 止口加工 多軸加工 采用動力滑臺在死擋鐵上停留的方法 其加工精度能達(dá)到 0 15 0 25 毫 米 單軸加工 采用特殊結(jié)構(gòu) 加工到終點(diǎn)使擋塊頂在被加工工件的表面 一般精 度可以達(dá)到 0 08 0 10 毫米 條件良好時 精度可以保證在 0 02 0 045 毫米以內(nèi) 7 第二節(jié) 采用組合機(jī)床的經(jīng)濟(jì)分析 組合機(jī)床是一種高效率專用機(jī)床 有特定的使用條件 不是在任何情況下都能 收到良好的經(jīng)濟(jì)效益 在確定設(shè)計組合機(jī)床前 應(yīng)該進(jìn)行具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 根據(jù)設(shè)計任務(wù) 要在驅(qū)動橋殼體上三面鉆孔 孔的種類較多 總數(shù)也較多 若 采用普通機(jī)床加工需反復(fù)進(jìn)行 加工耗時較多 且不容易保證孔與孔間的位置精度 根據(jù)零件的形狀及加工要求選取采用臥式雙面組合鉆床 同時進(jìn)行雙面多孔加工 這樣可以保證孔與孔之間的位置精度 且加工所需的時間大大縮短 除此之外采用 組合機(jī)床對工人的要求很低 節(jié)約了勞動成本 綜上所述 對于在驅(qū)動橋殼體上三面鉆孔采用組合機(jī)床 可以取得良好的經(jīng)濟(jì) 性 第三節(jié) 組合機(jī)床的發(fā)展趨勢 一 提高通用部件的水平 衡量通用部件技術(shù)水平的主要標(biāo)準(zhǔn)是 品種規(guī)格齊全 動 靜態(tài)性能參數(shù)先進(jìn) 工藝性好 精度高和精度保持性好 機(jī)械驅(qū)動的動力部件具有性能穩(wěn)定 工作可靠等優(yōu)點(diǎn) 目前 機(jī)械驅(qū)動的動力 部件應(yīng)用了交流變頻調(diào)速電機(jī)和直流伺服電機(jī)等 使機(jī)械驅(qū)動的動力部件增添了新 的競爭力 動力部件采用鑲鋼導(dǎo)軌 英度可達(dá) HEC58 60 滾珠絲杠 靜壓導(dǎo)軌 靜壓軸 承 遲形皮帶等較新的結(jié)構(gòu) 支承部件采用焊接結(jié)構(gòu)等 由于提高了部件的精度和 動 靜態(tài)性能 因而使被加工的工件精度明顯提高 表面粗糙度減小 二 發(fā)展適應(yīng)中 小批生產(chǎn)的組合機(jī)床 在機(jī)械制造工業(yè)中 中小批量生產(chǎn)約占 80 在某些中批量生產(chǎn)的企業(yè)中 如 機(jī)床 閥門行業(yè)中 其關(guān)鍵工序采用組合機(jī)床 其中機(jī)床廠用組合機(jī)床加工主軸變 速箱孔系 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 生產(chǎn)效率高 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著 發(fā)展具有可調(diào) 快調(diào) 裝配靈活 適應(yīng)多品種加工特點(diǎn)的組合機(jī)床十分迫切 轉(zhuǎn)塔主軸箱式組合機(jī)床 可 換主軸箱式組合機(jī)床以及自動換刀式數(shù)控組合機(jī)床可用于中 小批生產(chǎn) 但這類機(jī) 8 床結(jié)構(gòu)復(fù)雜 成本較高 帶轉(zhuǎn)塔式主軸箱的組合機(jī)床 由于轉(zhuǎn)塔不能制造的太大 安裝的主軸箱數(shù)量有 限 因此只適應(yīng)工序不多 形狀不太復(fù)雜的零件加工 三 采用新刀具 近年來出現(xiàn)了多種新刀具 如具有鍍層的硬質(zhì)合金刀片 立方氮化鵬刀具 金 剛石刀具 各種可轉(zhuǎn)位的密赤銑刀 噴吸鉆頭 鑲有可轉(zhuǎn)位刀片的 短鉆頭 等 一般情況下 采用先進(jìn)刀具的工時為原工時的 由于提高了刀具的耐用度 1 2 4 大大縮短了多刀組合機(jī)床停機(jī)換刀時間 提高了組合機(jī)床的經(jīng)濟(jì)效益 四 發(fā)展自動監(jiān)測技術(shù) 組合機(jī)床的自動檢測通常作為一個工位出現(xiàn) 自動檢測包括對毛坯尺寸和工件 硬度的檢查 鉆孔深度 刀具折斷 精加工尺寸和幾何形狀的檢查等 檢查方法分 為主動檢查與被動檢查 主動檢查是將不合格的工件剔出 使之不往下個工位輸送 被動檢查則是發(fā)現(xiàn)不合格的工件時發(fā)現(xiàn)停機(jī)信號 目前主動檢查應(yīng)用的日趨廣泛 由于電子元件迅速發(fā)展 集成控制器 微機(jī)處理的應(yīng)用 使自動檢測技術(shù)更加可靠 自動檢測工位要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 統(tǒng)計計算以及打印出有關(guān)數(shù)據(jù)或作為數(shù)字顯示 自 動監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展可以把被加工零件的實(shí)際尺寸控制在比規(guī)定公差更小的范圍之內(nèi) 還可以把加工后的工件按公差進(jìn)行分組 以便按分組的公差帶裝配 實(shí)際表明 采 用分組裝配法提高產(chǎn)品的精度要比用單純提高設(shè)備精度更為經(jīng)濟(jì) 五 擴(kuò)大工藝范圍 組合機(jī)床出完成切削加工等工序外 還在逐步設(shè)計制造用于焊接 熱處理 自 動裝配 自動打印 性能試驗以及清洗和包裝等用途的組合機(jī)床 9 第三章 組合機(jī)床通用部件及其選用 通用部件是組合機(jī)床的基礎(chǔ) 部件通用化程度的高低標(biāo)志著組合機(jī)床的技術(shù)水 平 在組合機(jī)床設(shè)計中 選擇通用部件是重要內(nèi)容之一 第一節(jié) 通用部件的類型 一 通用部件的分類 按通用部件在組合機(jī)床上的作用 可分為下列幾類 1 動力部件 動力部件是組合機(jī)床的主要部件 它為刀具提供主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn) 動 動力部件包括動力滑臺及其相配套的動力箱和各種單軸頭 如銑削頭 鉆削頭 鏜孔車端面頭等 其它部件均以選定的動力部件為依據(jù)來配套選用 2 支撐部件 支撐部件是組合機(jī)床的基礎(chǔ)部件 它包括側(cè)底座 立柱 立柱底 座和中間底座等 用于支撐和安裝各種部件 組合機(jī)床各種部件之間的相對位置精 度 機(jī)床的剛度要求主要由支撐部件保證 3 輸送部分 輸送部件用于帶動夾具和工件的移動和轉(zhuǎn)動 以實(shí)現(xiàn)工位的變換 因此 要求較高的定位精度 輸送部件主要有移動工作臺和回轉(zhuǎn)工作臺 4 控制部件 控制部件用于控制組合機(jī)床按預(yù)定的加工程序進(jìn)行循環(huán)工作 它 包括可編程控制器 PLC 各種液壓元件 操縱板 控制擋鐵和按鈕臺等 5 輔助部件 輔助部件包括用于實(shí)現(xiàn)自動夾緊工件的液壓或氣動裝置 機(jī)械扳手 冷卻和潤 滑裝置 排銷裝置以及上下料的機(jī)械手等 二 通用部件的型號 規(guī)格及配套關(guān)系 按通用部件標(biāo)準(zhǔn) 動力滑臺的主參數(shù)為其工作臺面寬度 其它通用部件的主參 數(shù)取與其配套的滑臺主參數(shù)來表示 例如 1HY32M1B 表示臺面寬度為 320mm 經(jīng)過 一次重大改進(jìn) 采用鑲鋼導(dǎo)軌的精密液壓滑臺 TX40A 表示于臺面寬度為 400mm 的 滑臺配套 主軸徑向軸承采用短圓柱滾子軸承 用于精加工的銑削頭 10 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 分別在型號后面加 A B 以區(qū)別 A 表示滑座 導(dǎo)軌材料為 HT300 高頻淬火 淬火硬度為 42 48HRC B 表示滑座為鑲鋼導(dǎo)軌 淬 火硬度為 48HRC 以上 數(shù)控機(jī)械滑臺是 1HJ 系列機(jī)械滑臺的派生產(chǎn)品 采用了大連組合機(jī)床研究所研 制的 ZHS ACO4D 交流伺服系統(tǒng) 能自動變換進(jìn)給速度和工作循環(huán) 在較大的范圍內(nèi) 實(shí)現(xiàn)自動調(diào)速 位置控制 程序控制 適合多種小批量柔性生產(chǎn) 帶光電編碼器的 交流伺服電動機(jī)采用 SPWM 控制技術(shù) 750 2400r min 為恒功率調(diào)速 運(yùn)動通過一 級定比齒輪減速驅(qū)動滾珠絲杠 驅(qū)動滑鞍移動 開環(huán)系統(tǒng)伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)角誤差為 0 072 由光柵尺組成的全閉環(huán)系統(tǒng) 滑鞍位置精度可達(dá) 2 m 第二節(jié) 常用通用部件 1 動力滑臺 動力滑臺是有滑座 滑鞍和驅(qū)動裝置等組成 實(shí)現(xiàn)直線進(jìn)給運(yùn)動 的動力部件 根據(jù)驅(qū)動和控制方式不同 滑臺可分為液壓滑臺 機(jī)械滑臺和數(shù)控滑臺三種類型 2 主軸部件 主軸部件又稱單軸頭或工藝切削頭 其端部安裝刀具 尾部連接 傳動裝置即可進(jìn)行切削 如進(jìn)行銑削 鏜削 鉆削及攻螺紋等單軸加工工序 每種 主軸部件均采用剛性主軸結(jié)構(gòu) 在加工時 刀桿 或刀具 一般不需要導(dǎo)向裝置 加工精度主要由主軸部件本身以及滑臺的精度保證 3 主運(yùn)動驅(qū)動裝置 主運(yùn)動驅(qū)動裝置主要有兩大類 一類是與通用主軸部件配 套使用的主運(yùn)動傳動裝置 另一類是與主軸箱 專用部件 相配的動力箱 4 工作臺 工作臺是多工位組合機(jī)床的輸送部件 它用來將被加工工件轉(zhuǎn)換到 另一個工位 工作臺按運(yùn)動方式的不同可分為分度回轉(zhuǎn)工作臺和多工位移動工作臺 按傳動方式的不同可分為機(jī)械傳動 液壓傳動及氣壓傳動等多種型式 5 支承部件 組合機(jī)床的支承部件往往是通用和專用兩部分的組合 有中間底 11 座 側(cè)底座和立柱及立柱側(cè)底座三種 6 自動線通用部件 組合機(jī)床自動線是由組合機(jī)床及工件輸送裝置 轉(zhuǎn)位裝置 排屑裝置等輔助設(shè)備和檢測裝置 電氣 液壓控制設(shè)備等組成 第三節(jié) 通用部件的選用 1 通用部件選用的方法和原則 選用的基本方法是 根據(jù)所需的功率 進(jìn)給力 進(jìn) 給速度等要求 選擇動力部件及其配套部件 選用原則如下 1 切削功率應(yīng)滿足加工所需的計算功率 2 進(jìn)給部件應(yīng)滿足加工所需的最大計算進(jìn)給力 進(jìn)給速度和工作行程及工作循 環(huán)的要求 同時還需考慮裝刀 調(diào)刀的方便性 3 動力箱與多軸箱尺寸應(yīng)相適應(yīng)和匹配 4 應(yīng)滿足加工精度的要求 5 盡量按通用部件的匹配關(guān)系選用有關(guān)通用部件 2 通用部件的選用 1 動力部件品種的確定 2 動力部件規(guī)格的確定 對于支承部件如側(cè)底座 立柱等通用部件 可選與動力滑臺規(guī)格相配套的相應(yīng)規(guī)格 12 第四章 組合機(jī)床總體設(shè)計 組合機(jī)床是用已經(jīng)系列化 標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和少量專用部件組成的多軸 多 刀 多工序 多面或多工位同時加工的高效專用機(jī)床 在批量生產(chǎn)正為了提高生產(chǎn) 率 縮短加工時間和輔助時間 而且盡可能使輔助時間和加工時間重合 使每個工 位裝夾多個工件 同時進(jìn)行多刀加工 實(shí)行工序高度集中 必須廣泛采用組合機(jī)床 設(shè)計組合機(jī)床首先要分析零件 制定工藝規(guī)程 根據(jù)所加工的工序繪制 三圖 一卡 設(shè)計出本工序加工的多軸箱 以下是本次畢業(yè)設(shè)計組合機(jī)床的全過程 第一節(jié) 組合機(jī)床方案設(shè)計 組合機(jī)床是針對被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求 按高度集中工序的原則設(shè)計的 一種高效率的專用機(jī)床 設(shè)計組合機(jī)床前 首先應(yīng)根據(jù)組合機(jī)床完成工藝的一些現(xiàn) 狀及組合機(jī)床各種工藝方案能達(dá)到的加工精度 表面粗糙度及技術(shù)要求 解決零件 是否可以利用組合機(jī)床加工以及采用組合機(jī)床價格是否合理的問題 一 擬定方案階段 擬定方案階段包括制定工藝方案 確定機(jī)床的配置型式機(jī)結(jié)構(gòu)方案 最后在此 基礎(chǔ)上進(jìn)行圖紙的設(shè)計 二 技術(shù)設(shè)計階段 根據(jù)已確定的工藝和結(jié)構(gòu)方案 按照加工示意圖和機(jī)床聯(lián)系尺寸圖展開部件設(shè) 計 繪制夾具 主軸箱等的裝配圖 三 工作設(shè)計階段 繪制有關(guān)圖紙 編制機(jī)床說明書 詳細(xì)過程見下列步驟和所繪圖紙 13 第二節(jié) 零件分析 一 氣缸體的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 缸體是發(fā)動機(jī)上的主要基礎(chǔ)零件 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 加工精度要求高 加工工藝 路線長 一般發(fā)動機(jī)的汽缸體與曲軸箱合為一體 又稱為機(jī)體 它又缸體 曲 軸箱 機(jī)座 主軸軸承蓋等零件組成 氣缸體的功用是 1 支撐發(fā)動機(jī)上的運(yùn)動件 并保證活塞 連桿 曲軸等各運(yùn)動部件的準(zhǔn)確位置 2 缸體上加工的出氣蓋 水道 油道 以保證發(fā)動機(jī)換氣 冷卻和潤滑的需要 3 提供使發(fā)動機(jī)形成完整動力裝置所必須的各種輔助設(shè)施的安裝基準(zhǔn)面 由此可見 以滿足發(fā)動機(jī)的功能要求 就必須使其個表面之間有非常準(zhǔn)確的相 互位置精度和運(yùn)動關(guān)系 本次加工的 468Q 缸體由特種合金鑄造成 硬度 210 241HB 二 基準(zhǔn)的選擇 1 粗基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)粗基準(zhǔn)選擇原則 要保證主要加工表面的余量均勻及保證將來運(yùn)動件 連 桿 曲軸等 與氣缸體各表面之間具有必要的間隙 氣缸體的主要加工表面有 主 軸軸承座孔 缸套孔 凸輪軸軸承孔等 要保證它們的加工余量均勻 就應(yīng)該選取 主軸軸承座孔和氣缸孔組為氣缸體加工的粗基準(zhǔn) 汽缸體上鑄件 有鑄造誤差 表面粗糙不平 如果直接用所選的粗基準(zhǔn)定位加 工大平面 即后續(xù)工序的定位精基準(zhǔn) 即產(chǎn)生的切削力大 所需夾緊力也大 易使 工件變形 同時粗基準(zhǔn)表面粗糙不平 也易使工件在加工中松動 所以在加工中采 用面積較小距離較遠(yuǎn)的幾個凸臺作為過度基準(zhǔn) 即首先以粗基準(zhǔn)定位加工出過度基 準(zhǔn)然后用過度基準(zhǔn)加工出精基準(zhǔn)來 2 精基準(zhǔn)的選擇 同其他箱體零件一致 氣缸體加工中一般都選用底面及其上的兩個工藝孔作為 精基準(zhǔn) 這樣做的優(yōu)點(diǎn)是 1 地面面積大 工件安裝可靠 平穩(wěn) 能簡單可靠的約束工件的六個自由度 2 后續(xù)工序基本上均以一面兩孔定位 符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 減少了由于基準(zhǔn)轉(zhuǎn) 14 換帶來的加工誤差 能保證各表面間的相互位置精度 例如 缸套筒與底面的垂直 度 主軸中心孔中心線與凸輪軸之間的平行度 3 由于基準(zhǔn)統(tǒng)一 可以簡化夾具的設(shè)計和制造周期 使用維修方便 成本降低 減少了工件的翻轉(zhuǎn)次數(shù) 減輕了工人的勞動強(qiáng)度 易實(shí)現(xiàn)自動線加工 4 加工主軸支撐座孔和凸輪軸軸承時 便于在夾具上設(shè)置鏜桿的支撐導(dǎo)套 可 以保證加工質(zhì)量和切削用量 三 加工階段的劃分 1 基準(zhǔn)加工 在前面幾道工序中把基準(zhǔn)加工出來 即 基準(zhǔn)先行 2 平面加工 按照先面后孔的原則將各平面加工出來 3 主要孔的粗加工 將主要孔的粗加工安排在各面加工完成后進(jìn)行 可以盡早暴露工件上的缺陷 粗加工中切去大部分余量后 內(nèi)應(yīng)力重新分布 使工件有較長時間充分變形 使進(jìn)精加工能得到比較穩(wěn)定的加工精度 粗加工中切削力大 所需夾緊力也大 將粗加工放在前面 精粗加工分開 可 以減少夾緊變形對精加工的影響 次要工序加工 例如螺紋孔 油孔 倒角等 在各階段中穿插進(jìn)行 4 主要孔的精加工 包括半精鏜 精鏜缸套孔和主軸軸承座孔 軸承蓋裝配后 進(jìn)行半精鏜 精鏜 及研磨主軸軸承座孔給予只有相互位置精度要求的加工表面 這些是氣缸體加工的 關(guān)鍵程序 把主要孔的精加工作為最后的加工階段 除上述原因之外 還可以防止這些表 面加工過程中遭到破壞 15 第五章 繪制 三圖一卡 繪制組合機(jī)床 三圖一卡 就是針對具體零件 在選定的工藝和結(jié)構(gòu)法案的基 礎(chǔ)上 進(jìn)行組合機(jī)床總體法案圖樣文件設(shè)計 內(nèi)容包括 繪制被加工零件工序圖 加工 示意圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和編制生產(chǎn)率計算卡 本次設(shè)計工序是鉆兩側(cè)面的孔 第一節(jié) 加工工序圖 一 被加工零件工序圖的作用和要求 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工序方案 表示所設(shè)計的組合機(jī)床上完成的工序 內(nèi)容 加工部位的尺寸 精度 表面粗糙度及技術(shù)要求 加工用的定位基準(zhǔn) 夾壓部位以 及被加工零件的材料 硬度和在本機(jī)床加工前加工余量 毛坯或半成平情況的圖樣 除 了設(shè)計研制合同外 它是組合機(jī)床設(shè)計的具體依據(jù) 也的也是制造 使用 調(diào)速和檢驗 機(jī)床精度的重要文件 二 被加工零件工序圖的內(nèi)容 1 被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸及本工作設(shè)計有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸 2 本工序所選用的定位基準(zhǔn) 夾緊部位及夾緊方向 3 本工序加工表面的尺寸 精度 表面粗糙度 形位公差等級 技術(shù)要求以及對上 道工序的技術(shù)要求 4 注明被加工零件的名稱 編號 材料 硬度以及加工部位的余量 16 三 編制被加工零件工序圖的注意事項 1 本機(jī)床加工部分的位置尺寸由定位基面標(biāo)起 尤其在本機(jī)床加工 所選用 的定位基面與設(shè)計基面不一致時 還必須對各孔要求的位置精度進(jìn)行分析和換算 即把不對稱公差的尺寸換算成對稱公差尺寸 以便在進(jìn)行夾具鏜?？自O(shè)計和主軸箱 設(shè)計時 確定鏜模孔尺寸及主軸位置尺寸 并把各孔位置尺寸改為從定位 基面標(biāo)注 2 對孔的加工余量要認(rèn)真分析 在鏜階梯孔時 其大直徑孔的單邊余量應(yīng)小 于相鄰兩孔半徑之差 以便鏜刀能通過 在加工毛坯孔時 不僅要弄清楚加工余量 還需要注意孔德鑄造偏心及鑄造毛刺大小 以便設(shè)計相應(yīng)尺寸的鏜桿 保證加工能 正常進(jìn)行 3 對精鏜機(jī)床必須注明是否允許有刀痕 以及允許退刀痕的形狀 為了使被加工零件工序圖清晰明了 能突出本機(jī)床加工內(nèi)容 繪制時對本機(jī)床 加工部件用粗實(shí)線表示 其尺寸打上方框 其余部位用細(xì)實(shí)線表示 定位基準(zhǔn)符號 用 表示 夾壓位置符號用 表示 第二節(jié) 加工示意圖 一 被加工零件示意圖的作用 加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的 是表達(dá)工藝 方案 具體的機(jī)床工藝方案圖 它是設(shè)計刀具夾具多軸箱和液壓 電氣系統(tǒng)以及選 擇動力部件 繪制機(jī)床總配合尺寸圖的主要依據(jù) 是對機(jī)床總體布局和性能的原始 要求 也是調(diào)整機(jī)床刀具所必須的重要技術(shù)文件 二 被加工零件示意圖的內(nèi)容 1 機(jī)床的加工方法 切削用量 工作循環(huán)和工作行程 2 工件 刀具及導(dǎo)向 托架及多軸箱之間的相對位置及其聯(lián)系尺寸 3 主軸結(jié)構(gòu)類型 尺寸及外伸長度 4 刀具類型 數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸 直徑和長度 接桿 浮動卡頭 導(dǎo)向裝置 攻 螺紋靠模裝置等結(jié)構(gòu)尺寸 5 刀具 導(dǎo)向套間的配合 刀具 接桿主軸之間的連接方式及配合尺寸等 6 加工部位結(jié)構(gòu)尺寸 精度及分布情況 17 7 工件名稱 材料 加工余量 切削液及是否需要讓刀等 8 工件加工部位向視圖 并在向視圖上編出孔號 三 選擇刀具 導(dǎo)向及有關(guān)計算 一 選擇刀具 選擇刀具應(yīng)考慮工件材質(zhì) 加工精度 表面粗糙度 排泄及生產(chǎn)率等要求 只 要條件允許 應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)刀具 孔加工刀具 鉆 擴(kuò) 絞等 的直徑應(yīng)與加工 部位尺寸 精度相適應(yīng) 其長度應(yīng)保證加工終了時刀具螺旋槽尾端離導(dǎo)向套外端面 30 50mm 以利排泄和刀具磨損后有一定的向前調(diào)整量 本工序為鉆 2 個 30 的通孔和 1 個 20 的通孔 工件材料為 特種合金鑄鐵 硬度 210 241HBS 精度為 10 m 初選刀具為硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆 查閱 組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊 p47 表 2 7 初選切削用量 1 加工直徑 d 20mm 切削速度 v 18 84m min 進(jìn)給量 f 0 22mm r 得 主軸轉(zhuǎn)速 1018 430 min2vnrD 2 2 加工直徑 d 30mm 切削速度 v 22 608m min 進(jìn)給量 f 0 275mm r 得 主軸轉(zhuǎn)速 102 6084 min3vnrD 由同一主軸箱上各主軸的每分鐘進(jìn)給量是相等的 等于動力滑臺的工進(jìn)速度 fv 即 mffv 300 0 22 66mm min 二 導(dǎo)向套的選擇 導(dǎo)向套的類型通常分為兩類 一類是固定式導(dǎo)向套 即刀具導(dǎo)向套部分與導(dǎo)套之 間既有相對移動又有相對轉(zhuǎn)動 另一類是旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向套 刀具導(dǎo)向部分與導(dǎo)套之間 只有相對移動而無相對轉(zhuǎn)動 相對轉(zhuǎn)動線速度小于 20m min 時 通常采用固定式導(dǎo) 18 向套 大于 20m min 時 為避免刀桿與導(dǎo)向套摩擦發(fā)熱變形 產(chǎn)生 別勁 現(xiàn)象 應(yīng)選用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向 導(dǎo)向套的數(shù)量應(yīng)根據(jù)工件形狀 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 刀具剛性及加工精度等情況決定 通常鉆 擴(kuò) 絞單層壁小孔 或鏜 擴(kuò) 絞深度不大的大孔時 采用單個導(dǎo)向套 在工件鑄孔上有擴(kuò)孔時 為加強(qiáng)刀具導(dǎo)向剛性 采用雙向?qū)桩?dāng)?shù)稐U懸伸較長或擴(kuò) 絞孔位置精度要求較高時 有時需要采用長導(dǎo)向套 雙導(dǎo)向套或多導(dǎo)向套加工 導(dǎo)向套的主要參數(shù)通常指 導(dǎo)套的直徑及公差配合 導(dǎo)套的長度及導(dǎo)套到工件 端面距離 這些參數(shù)根據(jù)已確定的導(dǎo)向套類型 工件形狀 公差精度及刀具剛性等 確定 固定式導(dǎo)向套的長度取刀具導(dǎo)向部分直徑的 2 4 倍 導(dǎo)向套直徑大者取小值 直徑小時取大值 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向?qū)蛱椎拈L度應(yīng)取導(dǎo)向部分直徑的 2 3 倍 在本設(shè)計中 導(dǎo)向套應(yīng)選用單個固定式 導(dǎo)向套的長度取 40mm 三 確定導(dǎo)向套離工件端面的距離 導(dǎo)向套離工件端面的距離一般按 h 0 3 0 7 d 取值 加工鑄鐵時取小值 加 工鋼件時取大值 所以導(dǎo)向套離工件端面的距離取 h 30mm 四 確定主軸類型 尺寸 外伸長度 主軸軸徑尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù)選定的切削用量計算出切削轉(zhuǎn)矩 T 0 83 6079 61 271412 853 9 9164TDftHBkgmN A 查 組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊 表 3 4 初定主軸軸徑 41402 95dBTm 考慮便于生產(chǎn)管理 適當(dāng)簡化規(guī)格 綜合考慮加工精度和具體工件條件 查資 料 組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊 按表 3 6 和表 4 1 選定主軸外伸長度 L 外徑 D 和內(nèi) 徑 及配套的刀具接桿莫氏錐度號或攻螺紋靠模規(guī)格代號等 1d 選定主軸軸徑 主軸外伸尺寸 L 115 外伸端 為 40 28 125dm 1 d 19 主軸軸徑 主軸外伸尺寸 L 115 外伸端 為 50 36 230dm 1 Dd 接桿莫氏圓錐號為 1 五 確定連桿的規(guī)格和主要尺寸 根據(jù)主軸端部的內(nèi)徑或莫氏錐度 在刀桿的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中選出刀桿的規(guī)格和主要 尺寸 其中包括刀桿長度的推薦范圍 主軸 1 選用的連桿 mm 主軸 2 選用的連桿 L 260mm 六 工作行程長度的確定 1 工作進(jìn)給長度 工作進(jìn)給長度等于被加工部位的長度與刀具切入長度l工 進(jìn) 和切出長度之和 切出長度應(yīng)取 d 為鉆頭直徑 切入長度可根據(jù)工件端50 3m 面誤差確定 一般為 5 10mm 在本設(shè)計中工作進(jìn)給長度為 32mm 2 快速退回長度 一般在固定式夾具的鉆 擴(kuò) 絞孔機(jī)床上 快速推回長度 必須保證所有道具都退進(jìn)夾具導(dǎo)向套內(nèi) 不影響裝卸工作即可 對于夾具需要回轉(zhuǎn) 和移動的機(jī)床 快速退回長度必須把道具 托架 活動鉆模板以及定位銷等都退離 到家具運(yùn)動時間可能碰到的范圍以外 或不影響裝卸工件的距離 所以快速退回長度取 60 3 快速引進(jìn)長度 快速引進(jìn)是動力部件把刀具快速送到工作進(jìn)給開式的位置 本設(shè)計中應(yīng)等于快退長度減去工進(jìn)長度 取其為 28 4 動力部件總行程長度 動力部件總行程長度除必須滿足工作循環(huán)剛做行程 要求外 還要考慮調(diào)整和裝卸刀具的要求 即考慮前備量和后備量 前備量是指刀 具磨損和補(bǔ)償安裝制造誤差 動力部件可以喜愛那個前調(diào)整的距離 后備量是指刀 具連同接桿一起從主軸上取出時 保證刀具退離導(dǎo)套外的距離大于接桿插入主軸孔 內(nèi)的長度 取前備量 30mm 備量 180mm 七 其它應(yīng)注意的問題 1 加工示意圖上應(yīng)有足夠的聯(lián)系尺寸 并標(biāo)注恰當(dāng) 如主軸端部尺寸 刀具結(jié) 構(gòu)尺寸 導(dǎo)向尺寸 工件至夾具的尺寸 工件本身以及加工部件的尺寸等 2 應(yīng)有足夠的說明 如被加工零件的圖號 材料 硬度 加工余量 工件是否 有讓刀運(yùn)動 以及是否采用冷卻 20 3 加工部位的示意圖 需要將工件各面的形狀和加工孔的位置用縮小比例畫出 并標(biāo)注孔號 4 相鄰兩孔中心距小的主軸 須在展開圖上按照比例畫出 以便檢查主軸 接 桿 導(dǎo)向及浮動頭是否相碰 5 加工示意圖是按照加工終了狀態(tài)繪制 四 加工示意圖簡圖 第三節(jié) 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 一 被加工零件聯(lián)系尺寸圖的作用 1 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù) 2 按初步選定的主要通用部件以及確定的主用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的 3 可用來表示機(jī)床的配置型式 主要構(gòu)成及各部件安裝位置 相互聯(lián)系運(yùn)動關(guān) 系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適 4 它為多軸箱 夾具等專用部件設(shè)計提供重要依據(jù) 它可以看成是機(jī)床總體外 觀簡圖 二 被加工零件聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容 1 表明機(jī)床的配置型式與總布局 已適當(dāng)數(shù)量的視圖 用同一比例畫出主要部 件的外廓形狀和相關(guān)位置 表明機(jī)床基本型式及操作位置等 21 2 完整齊全的反應(yīng)各部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸 專用部件的主要聯(lián)系 尺寸 運(yùn)動部件的機(jī)械極限位置幾 及各滑臺工作循環(huán)總的工作行程和前后行程備 量尺寸 3 標(biāo)注主要通用部件的規(guī)格代號和電動機(jī)的型號 功率及轉(zhuǎn)速 并標(biāo)出機(jī)床分 組編號及組件名稱 全部組件包括機(jī)床全部通用及專用零部件 4 標(biāo)明機(jī)床驗收標(biāo)準(zhǔn)及安裝規(guī)程 三 動力部件的選擇 動力部件的選擇主要是確定動力箱和動力滑臺 由加工示意圖得 D 19 8mm 軸向力 maxaxmin12 30 5 9 7 84HBBHMFkgD 切削功率 120 263 34TvpKWD 總軸向力 125 927 81 Fkg 總 總切削功率 120 6 430 9PKW總 由 組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊 得 左右多軸箱選 1TD25 型動力箱 驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速 n 785r min 電動機(jī)選 Y100L 4 型 功率為 2 2kw 選 1HJc25 1 型滑臺 最大行程 400mm 滑臺臺面寬度為 B 250mm 快速進(jìn)給速度為 8m min 由表 5 2 選滑臺附件 過渡箱為 1HJ25 F51 導(dǎo)軌防護(hù)裝置為 1HJ25 F81 制動 22 器 T3542 立柱為 1CL25M 立柱側(cè)底座為 1CD252M 滑臺側(cè)底座為 1CC252M 四 組合機(jī)床其它尺寸的確定 一 確定機(jī)床裝料高度 H 裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離 據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) 裝料高度取 H 895mm 二 確定中間底座尺寸 中間底座的輪廓尺寸 在長寬方向應(yīng)滿足夾具的安裝需要 這里選 500 800 560 JB1529 79 三 確定多軸箱輪廓尺寸 標(biāo)準(zhǔn)通用鉆鏜類多軸箱的厚度是一定的 臥式為 325mm 因此確定多軸箱尺寸 主要是確定多軸箱的寬度 B 和高度 H 及最低主軸高度 h1 B b 2b1 H h h1 b1 其中 b 工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離 此圖中為 236mm b1 最邊緣主軸中心至箱體外壁距離 為保證多軸箱內(nèi)有足夠空間安 排齒輪 這里取 100mm h 工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離 此圖為 165mm h1 最低主軸高度 多軸箱最低主軸高度 h1 必須考慮工件最低孔位置 h2 機(jī)床裝料高度 H 滑臺總 高 h3 底座高度 h4 等尺寸確定 h2 40mm H 895mm h3 250mm h4 560mm h1 H B 的計算如下 h1 h2 H 0 5 h3 h4 40 895 0 5 250 560 124 5mm 滑臺與底座之間有 h5 5mm 的調(diào)整墊 23 故 h1 h2 H 0 5 h3 h4 h5 40 895 0 5 250 560 5 119 5mm H h1 h b1 119 5 40 100 259 5mm B b b1 250 2 100 450mm 按通用多軸箱箱體系列尺寸標(biāo)準(zhǔn) 選定多軸箱輪廓尺寸 B H 500mm 400mm 四 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 其中長 寬方向的尺寸鏈要封閉 長度方向 從工件中心到夾具 多軸箱 滑臺 再由滑臺返回到滑臺前端 側(cè)底座 中間底座 工件中心 封閉 230 113 1217 1194 48 318 高度方向 從中心底座 夾具底座 支承塊 最低主軸高度到主軸箱 滑臺 調(diào)整墊 側(cè)底座 封閉 560 275 60 40 120 250 5 560 五 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖簡圖 24 第六章 多軸箱 右主軸箱設(shè)計 第一節(jié) 多軸箱的基本結(jié)構(gòu) 多軸箱是組合機(jī)床的重要專用部件 他是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔 數(shù)和位置 切削用量和主軸類型設(shè)計的傳動各主軸運(yùn)動的動力部件 其動力來自通 用的動力箱 與動力箱一起安裝于進(jìn)給滑臺 可完成鉆 擴(kuò) 鉸 鏜孔等加工工序 多軸箱一般具有多根主軸同時對一列孔進(jìn)行加工 但也有單獨(dú)的 用于鏜孔 居多 多軸箱按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為通用 即標(biāo)準(zhǔn) 多軸箱和專用多軸箱兩大類 前者結(jié)構(gòu) 典型 能利用通用的箱體和傳動件 后者結(jié)構(gòu)特殊 往往需要加強(qiáng)主軸系統(tǒng)剛性 而使主軸及某些傳動件必須專門設(shè)計 故專用多軸箱通常指 剛性主軸箱 即采用 不需刀具導(dǎo)向裝置的剛性主軸和用精密滑臺導(dǎo)軌來保證被加工孔的位置精度 通用 多軸箱則采用標(biāo)準(zhǔn)主軸 借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具來保證被加工孔的位置精度 多軸箱的通用箱體材料為 HT200 前 后 側(cè)蓋等材料為 HT150 多軸箱體基 25 本尺寸系列標(biāo)準(zhǔn) GB3668 1 83 規(guī)定 9 種名義尺寸用相應(yīng)滑臺的滑鞍寬度表 示 多軸箱體寬度和高度是根據(jù)配套滑臺的規(guī)定按規(guī)定的系列尺寸選擇 多軸箱后 蓋與動力箱法蘭尺寸可查表 其結(jié)合面上聯(lián)結(jié)螺孔 定位銷孔及其位置與動力箱聯(lián) 系尺寸相適應(yīng) 多軸箱的標(biāo)準(zhǔn)厚度為 180mm 用于臥式多軸箱的前蓋厚度為 55mm 用于立式的因兼作油池用 故加厚到 70mm 基型后蓋的厚度為 90mm 變 型后蓋厚度為 50mm 100mm 125mm 三種 應(yīng)根據(jù)多軸箱傳動系統(tǒng)安排和動力部 件與多軸箱的連接情況合理選用 如只有電機(jī)軸安排 排或 排齒輪 可選用厚度 為 50mm 或 100mm 的后蓋 此時 后蓋窗口應(yīng)按齒輪外廓加以擴(kuò)大 第一節(jié) 通用多軸箱設(shè)計 目前 多軸設(shè)計有一般設(shè)計法和電子計算機(jī)輔助設(shè)計法兩種 計算機(jī)設(shè)計多軸 箱 由人工輸入原始數(shù)據(jù) 按事先編制的程序 通過人機(jī)交互方式 可迅速 準(zhǔn)確 地設(shè)計傳動系統(tǒng) 繪制多軸箱總圖 零件圖和箱體補(bǔ)充加工圖 打印出軸孔坐標(biāo)及 組件明細(xì)表 一般設(shè)計法的順序是 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 確定主軸結(jié)構(gòu) 軸徑及齒輪模數(shù) 擬訂傳動系統(tǒng) 計算主軸 傳動軸 也可用計算機(jī)計算和驗算箱 體軸孔的坐標(biāo)尺寸 繪制坐標(biāo)檢查圖 繪制多軸箱總圖 零件圖及編制組件明細(xì)表 具體內(nèi)容和方法簡述如下 一 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖是根據(jù) 三圖一卡 繪制的 其主要內(nèi)容及注意事項如 下 1 根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 繪制多軸箱外形圖 并標(biāo)注輪廓尺寸及動力箱驅(qū)動軸的 相對位置尺寸 2 根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖 標(biāo)注所有主軸位置尺寸及工件與主軸 主 軸與驅(qū)動軸的相關(guān)位置尺寸 在繪制主軸位置時 要特別注意 主軸和被加工 零件在機(jī)床上是面對面安放的 因此 多軸箱主視圖上的水平方向尺寸與零件 工序圖上的水平方向尺寸正好相反 其次 多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和零件工 序圖上的基準(zhǔn)經(jīng)常不重合 應(yīng)根據(jù)多軸箱與加工零件的相對位置找出統(tǒng)一基準(zhǔn) 并標(biāo)出其相對位置關(guān)系尺寸 然后根據(jù)零件工序圖各孔位置尺寸 算出多軸箱 上各主軸坐標(biāo)植 26 3 根據(jù)加工示意圖標(biāo)注各主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向 主軸逆時針轉(zhuǎn)向 面對主軸看 可不 標(biāo) 只注順時針轉(zhuǎn)向 4 列表標(biāo)明各主軸的工序內(nèi)容 切削用量及主軸外伸尺寸等 5 標(biāo)明動力部件型號及其性能參數(shù)等 下圖所示為雙面臥式鉆床組合機(jī)床左主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 較簡單的多軸箱 可不畫原始依據(jù)圖 多軸箱設(shè)計原始數(shù)據(jù)圖 主軸外伸尺寸及切削用量 軸號 主軸外伸尺寸 切 削 用 量 備注 27 mm D d L 工序內(nèi) 容 n r min v m min f mm r 1 2 25 16 85 鉆 6 8 孔 658 14 0 13 3 4 5 25 16 85 鉆 6 8 孔 658 14 0 13 6 7 8 25 16 85 鉆 6 8 孔 658 14 0 13 注 1 被加工零件編號及名稱 468Q 發(fā)