立式軸承座鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì).doc

第2O卷第3期V0I2ON03湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)JournalofHubeiUniversityofTechnology2005年O6月Jun2005文章編號(hào)10034684I2005)06005503立式軸承座鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)張銀保(湖北汽車工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系，湖北十堰442002)摘要應(yīng)用組合機(jī)床加工大批量零件，快捷高效，生產(chǎn)率高，是機(jī)械加工的發(fā)展方向本次設(shè)計(jì)的立式軸承座鉆孔組合機(jī)床，對(duì)零件的定位、夾緊、刀具選擇、電機(jī)等各部件的選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算加以闡述關(guān)鍵詞組合機(jī)床；回轉(zhuǎn)工作臺(tái)；多軸箱中圈分類號(hào)GT5021文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1分工序、定工位11生產(chǎn)類型分析此次設(shè)計(jì)的立式軸承座鉆孔組合機(jī)床，其所加工的零件在汽車中應(yīng)用十分廣泛，應(yīng)該屬于大批量生產(chǎn)項(xiàng)目，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意到盡量使加工簡(jiǎn)單，但又不影響加工質(zhì)量12加工方案的制定劃分工序要考慮到生產(chǎn)的規(guī)模、加工的精度、所用機(jī)床的特點(diǎn)、機(jī)床負(fù)荷情況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(zhǎng)處，一般說(shuō)來(lái)，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(dòng)或半自動(dòng)機(jī)床，多軸龍門銑床、組合機(jī)床等，故采取工序集中可以獲得突出的效果此次設(shè)計(jì)的軸承座鉆孔組合機(jī)床很大程度上使各工序盡量集中，發(fā)揮組合機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)使各種誤差減小到最低限度由于此設(shè)計(jì)中所加工的零件10個(gè)孔中部分孔距離太近，不便于加工，所以分開(kāi)為兩個(gè)工位完成，然后進(jìn)行零件位置轉(zhuǎn)換主要工位經(jīng)分析選取以下方案：1)裝卸、夾緊；2)鉆7個(gè)孔135；3)鉆3個(gè)孔一個(gè)為l4，鉆2個(gè)螺紋底孔14，孔號(hào)為8、9；4)鉆橫向孔14；5)擴(kuò)鉸7個(gè)孔145；6)攻絲2復(fù)合刀具的切削用量的計(jì)算21切削用量的特點(diǎn)組合機(jī)床的正常工作與合理地選用切削用量，即確定合理的切削速度和工作進(jìn)給量有很大的關(guān)系切削用量選的恰當(dāng)，能使組合機(jī)床減少停車損失，提高生產(chǎn)效率，延長(zhǎng)刀具壽命，提高加工質(zhì)量22導(dǎo)套設(shè)計(jì)被加工7個(gè)孔直徑為145，加工孔的直徑與導(dǎo)套長(zhǎng)度，導(dǎo)套內(nèi)徑尺寸，上下偏差以及孔軸線理想位置的偏移的關(guān)系，如表1所示表1導(dǎo)套參數(shù)表mm由表l可知17號(hào)孔，以及810號(hào)孔和底孔的直徑為145mm，它所需要的導(dǎo)套長(zhǎng)度為(3240)mm，內(nèi)徑尺寸偏差為+0016+0034，孔軸線理想位置偏移為(015020)mm23孔加工切削用量計(jì)算231用高速鋼鉆頭加工此鑄件HB=204(鉆17號(hào)孔，工位；鉆810號(hào)孔，工位)；鉆頭直徑：145mm；切削用量：=(1018)mmin，s=收疆日期20o5O3O5作者筒介張銀保(1972一)，男，河南中牟人，湖北汽車工業(yè)學(xué)院助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向。機(jī)械制造、數(shù)據(jù)控加工維普資訊56湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2005年第3期02mmr轉(zhuǎn)速350rmin232用高速鋼鉆頭鉆橫向孔16(工位)加工直徑：16mm；切削用量一(1018)mmin；S一(O18O25)mrnr轉(zhuǎn)速350rrain233用硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆擴(kuò)鉸孔17號(hào)孔(V工位)在V工位上，擴(kuò)鉸7個(gè)孔時(shí)，采用擴(kuò)鉸復(fù)合刀具，進(jìn)給量按擴(kuò)孔鉆選擇，切削速度按鉸刀選擇，而且進(jìn)給量應(yīng)按復(fù)合刀具最小直徑選用允許值的上限，切削速度則按復(fù)合刀具最大直徑選用允許值的上限加工直徑：145mm；切削用量：一(810)mmin，S一025mmr，轉(zhuǎn)速280rmin；擴(kuò)孔鉆刀桿及導(dǎo)向部分的公稱直徑d+008；擴(kuò)孔鉆公差：一0036；刀桿導(dǎo)向部分公差：一0006一00017；導(dǎo)套內(nèi)徑公差：+00240006234孔加工常用工序間余擴(kuò)孔直徑為1O2O，直徑上的工序余量為(152O)mm；鉸孔直徑為1O20，直徑上的工序量為(010020)mm(以上切削用量的選擇由東風(fēng)汽車公司設(shè)備制造廠設(shè)計(jì)科提供資料)23部件選用31功率選擇標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力部件用以實(shí)現(xiàn)切削刀具的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或只用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，此機(jī)床實(shí)現(xiàn)了切削刀具旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)兩項(xiàng)內(nèi)容每一種規(guī)格的動(dòng)力頭都有一定的功率范圍，根據(jù)所計(jì)算出的切削功率及進(jìn)給功率之需要，并適當(dāng)提高切削用量的可能性，選用相應(yīng)規(guī)格的動(dòng)力頭，公式如下：N動(dòng)(N切+N進(jìn))7kW式中：N動(dòng)為動(dòng)力頭電機(jī)功率；N切為切削功率，按各刀具選用的切削用量，由“組合機(jī)床的切削力及功率計(jì)算公式”中已求出；N進(jìn)為進(jìn)給功率，對(duì)于液壓動(dòng)力頭就是進(jìn)給油泵所消耗的功率，一般為(O82)kW；叩為傳動(dòng)效率，當(dāng)主軸箱少于15根時(shí)，叩一07，多于15根時(shí)，呀一06532機(jī)床實(shí)際功率此立式組合機(jī)床左右分兩個(gè)電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)多軸箱進(jìn)行加工對(duì)于左半部分多軸箱刀具，在加工17號(hào)孔以及工位加工1O號(hào)孔時(shí)其功率總和：NkW一0297+0283=2313因?yàn)樽笾鬏S箱少于15跟鉆頭，所以叩一07，NkW一23130733對(duì)于右半部分多軸箱刀具，在V工位擴(kuò)鉸17號(hào)孔以及攻絲，鉆頭的實(shí)際功率：NkW一014277=10因?yàn)橛抑鬏S箱少于15根鉆頭，所以一0。7，NkW一10714333選用電機(jī)由于此機(jī)床在驅(qū)動(dòng)方面沒(méi)有特殊的要求，選用普通也是最可靠的Y系列電機(jī)，它是封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，取代JO2系列的更新?lián)Q代產(chǎn)品左半部分所需功率為33kW，查Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)表，選用Y123S-4型號(hào)的電機(jī)，額定功率為55kW，選用此型號(hào)電機(jī)比較合適右半部分所需功率為143kW，查Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)表，選用Y112M一6型號(hào)的電機(jī)，額定功率為22kW，選用此型號(hào)電機(jī)比較合適44夾具設(shè)計(jì)41軸承座鉆孔組合機(jī)床夾具分析1)根據(jù)工件不同的生產(chǎn)條件，可以有各種不同的安裝方法：a)找正安裝法b)夾具安裝法2)基本定位原理分析這里討論6點(diǎn)定位中，6個(gè)自由度的消除，以便找出較合適的定位夾緊方案一個(gè)物體在空間可以有6個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)，即沿X、y、Z軸的平移運(yùn)動(dòng)，分別記為。、y-、z-；繞X、y、Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，記為x、y、z，習(xí)慣上，把上述6個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)稱作6個(gè)自由度如果采用一定的約束措施，消除物體的6個(gè)自由度，則物體被完全定位例如討論長(zhǎng)方體工件時(shí)，可以在底面布置3個(gè)不共線的約束點(diǎn)，在側(cè)面布置2個(gè)約束點(diǎn)，在端面布置一個(gè)約束點(diǎn)，則底面約束點(diǎn)可以限制X2、y、z3個(gè)自由度，側(cè)面約束點(diǎn)限制x。、z。2個(gè)自由度，端面約束點(diǎn)限制y。這個(gè)自由度，就完全限制了長(zhǎng)方體工件6個(gè)自由度3)夾緊力“兩要素”，方向與作用點(diǎn)夾緊力方向應(yīng)朝向定位元件，并使所需的夾緊力最小確定夾緊力作用點(diǎn)的位置時(shí)應(yīng)不破壞定位夾緊力作用點(diǎn)的位置應(yīng)盡可能靠近加工部位，以減小切削力繞夾緊力作用點(diǎn)的力矩，防止工件在加工過(guò)程中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)或震動(dòng)應(yīng)保證夾緊變形不影響加工精度夾緊力作用點(diǎn)數(shù)目應(yīng)使工件在整個(gè)接觸面上受力均勻，接觸變形小42定位夾緊方案的確定如圖1所示，此零件屬于空心圓形鑄件，一般的定位元件有V形塊、定位套筒作半圓形定位，如果選用V形塊定位的話，在Z軸方向移動(dòng)以及繞、y維普資訊第2O卷第3期張銀保立式軸承座鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)57軸旋轉(zhuǎn)的自由度已經(jīng)消除，在鉆頭進(jìn)行jj-r時(shí)，繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度卻無(wú)法消除，所以用V形塊定位的方案是行不通的如果利用半圓形定位，其結(jié)果和用V形塊是一樣的，都無(wú)法使工件在繞z軸的方向上穩(wěn)定，最后決定利用定位套筒定位圖1被加工零件圖如圖2環(huán)形套筒以H7K6或H7js6的過(guò)度配合裝入夾具，零件放入套筒后，在x、y方向的自由度消除，同時(shí)采用壓板的方法；利用球頭螺栓使壓板緊壓住工件體1定位套筒：2底座圖2夾具圖1如圖3所示，在此壓板的作用下，沿X軸旋轉(zhuǎn)xz，以及沿z軸旋轉(zhuǎn)zz和沿z軸方向z自由度都被限制所以在此套夾具的作用下，x、