蓋板孔加工組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)說明

1、 . . . 第1章緒論機(jī)床是人類在長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷改進(jìn)生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的，并隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而漸趨完善。最原始的機(jī)床是木制的，所有運(yùn)動(dòng)都是由人力或畜力驅(qū)動(dòng)，主要用于加工木料、石料和瓷制品的泥坯，它們實(shí)際上并不是一種完整的機(jī)器。現(xiàn)代意義上的用于加工金屬機(jī)械零件的機(jī)床，是在18世紀(jì)中葉才開始發(fā)展起來的。當(dāng)時(shí)，歐美一些工業(yè)最發(fā)達(dá)的國(guó)家，開始了從工場(chǎng)手工業(yè)向資本主義機(jī)器大工業(yè)生產(chǎn)方式的過渡，需要越來越多的各種機(jī)器，這就推動(dòng)了機(jī)床的迅速發(fā)展。為使蒸汽機(jī)的發(fā)明付諸實(shí)用，1770年前后創(chuàng)制了鏜削蒸汽機(jī)汽缸孔用的鏜床。1797年發(fā)明了帶有機(jī)動(dòng)刀架的車床，開創(chuàng)了用機(jī)械代替人手控制刀具

2、運(yùn)動(dòng)的先聲，不僅解放了人的雙手，并使機(jī)床的加工精度和工效起了一個(gè)飛躍，初步形成了現(xiàn)代機(jī)床的雛型。續(xù)車床之后，隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，其他各種機(jī)床也陸續(xù)被創(chuàng)制出來。至19世紀(jì)末，車床、鉆床、鏜床、刨床、拉床、銑床、磨床、齒輪加工機(jī)床等基本類型的機(jī)床已先后形成?，F(xiàn)代機(jī)械制造中加工機(jī)械零件的方法很多：除切削加工外，還有鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓等，但凡屬精度要求較高和表面粗糙度要求較細(xì)的零件，一般都需在機(jī)床上用切削的方法進(jìn)行最終加工。在一般的機(jī)器制造中，機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量占機(jī)器總制造工作量的40%-60%，機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的建設(shè)中起著重大作用。組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形式的零件。加工

3、時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削端面、切削平面、切削外螺紋以與加工圓和端面等。有的組合機(jī)床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。二十世紀(jì)70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動(dòng)檢測(cè)和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá)0.05毫米1000毫米，表面粗糙度可低達(dá)2.50.63微米；鏜孔精度可達(dá)IT76級(jí)，孔距精度可達(dá)O.03O.02微米。1.1 組合機(jī)床的國(guó)、外現(xiàn)狀世界上第一臺(tái)組合機(jī)床于1908年在美國(guó)

4、問世，30年代后組合機(jī)床在世界各國(guó)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(gè)角度對(duì)組合機(jī)床提出了愈來愈高的要求，而組合機(jī)床也在不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展。1.1.1 國(guó)組合機(jī)床現(xiàn)狀我國(guó)的傳統(tǒng)的組合機(jī)床與組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型的箱體類和軸類零件（近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔鏜各種形狀槽，以與銑削平面和成型面等。組合機(jī)床的分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式

5、、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷是進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床柔性組合機(jī)床越來越受人們的青睞，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)多種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來越大。由于組合機(jī)床與其自動(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，它涉與到加工工藝、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)床與其組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家相對(duì)

6、落后，國(guó)所需的一些高水平組合機(jī)床與自動(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)要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝、研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需要，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。目前的現(xiàn)狀的是：a.組合機(jī)床制造技術(shù)由過去的以加工為主的單機(jī)與自動(dòng)線想綜合成套方向轉(zhuǎn)化。b.組合機(jī)床的控制技術(shù)由傳統(tǒng)的程序控制技術(shù)向數(shù)控、計(jì)算機(jī)管理與監(jiān)控方向發(fā)展。c.組合機(jī)床的開發(fā)設(shè)計(jì)手段由過去的人工設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。組合機(jī)床行業(yè)雖然取得了較大的進(jìn)步與發(fā)展，但是，在制造技術(shù)高速發(fā)展的今天，由于基礎(chǔ)薄弱，從整體上看，與國(guó)外

7、先進(jìn)水平、與國(guó)用戶的要求還存在著一定的差距，主要表現(xiàn)在：產(chǎn)品可靠性較差；可調(diào)可變性差；缺少必要的適應(yīng)多品種加工的新品種；系列化、通用化、模塊化程度低，致使制造周期過長(zhǎng)，滿足不了用戶要求。1.1.2 國(guó)外組合機(jī)床現(xiàn)狀80年代以來，國(guó)外組合機(jī)床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。組合機(jī)床的加工精度、多品種加工的柔性以與機(jī)床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控。國(guó)外對(duì)批量生產(chǎn),多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào)、可變、可換措施,使加工裝備具有了一定的柔性。如先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動(dòng)力頭、可換主軸箱等組成的組合

8、機(jī)床;同時(shí)根據(jù)加工中心的發(fā)展,開發(fā)了二坐標(biāo)、三坐標(biāo)模塊化的加工單元,并以此為基礎(chǔ)組成了柔性加工自動(dòng)線(FTL)。這種結(jié)構(gòu)的變化,既可以實(shí)現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏,又可以使機(jī)床配置更加靈活多樣。國(guó)外主要的組合機(jī)床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組合機(jī)床通用部件,在組合機(jī)床上不僅一般動(dòng)力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù),而且夾具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的自動(dòng)分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù),從而進(jìn)一步提高了組合機(jī)床的工作可靠性和加工精度。標(biāo)致汽車公司由法國(guó)雷諾公司購(gòu)置的缸蓋加工生產(chǎn)線,就是由三臺(tái)自動(dòng)換箱組合機(jī)床組成的,其全部動(dòng)作均為數(shù)控。國(guó)外為了減少機(jī)床數(shù)量,節(jié)省占地面積,對(duì)組合機(jī)床這種工序集中程度高的產(chǎn)品,

9、繼續(xù)采取各種措施,進(jìn)一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺(tái)、多坐標(biāo)通用部件、移動(dòng)主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機(jī)床或在夾具部位設(shè)置刀庫(kù),通過換刀加工實(shí)現(xiàn)工序集中,從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能,獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)外組合機(jī)床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。組合機(jī)床的加工精度、多品種加工的柔性以與機(jī)床配置的靈活多樣方面均有新的突破性發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床工作程序軟件化，工序高度集中，高效短節(jié)拍和多種功能的自動(dòng)監(jiān)控。組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù)；發(fā)展柔性技術(shù)；發(fā)展綜合自動(dòng)化技術(shù)；進(jìn)一步提高工序集中程度。設(shè)計(jì)師們?cè)陂_展任何一種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，都要運(yùn)用自己的思

10、維，使產(chǎn)品具有較高的競(jìng)爭(zhēng)性。第2章工藝方案的擬訂根據(jù)被加工零件圖，工件材料HT200，HB170241HBS。該零件主要是在工件單面進(jìn)行多孔加工，生產(chǎn)綱領(lǐng)為60000件/年，屬大批量的零件加工，因?yàn)槭侵煌瓿摄@孔工序，所以選擇單工位組合機(jī)床。工件安裝在機(jī)床的固定夾具里，夾具和工件都固定不動(dòng)。因?yàn)楸患庸ち慵睆捷^小，厚度也較小，為了便于排屑,所以選擇臥式機(jī)床。此機(jī)床加工為單面，單件加工?？紤]到工件裝拆，決定采用活動(dòng)鉆模板。根據(jù)所給的被加工零件圖，確定定位基準(zhǔn)和夾緊部位。第3章 切削用量的確定工件的被加工孔徑為8.5,工件的材料為鑄鐵（200-241HBS）。根據(jù)以上條件，查閱組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，

11、按高速鋼鉆頭查表6-11確定切削用量：選取切削速度 ，進(jìn)給量。根據(jù)已選取的切削速度和進(jìn)給量，查表6-20確定切削力，切削轉(zhuǎn)矩和切削功率，可得：=241-=217.33切削力：F=切削轉(zhuǎn)矩：T= = =切削功率P=第4章 “三圖一卡”的編制繪制組合機(jī)床“三圖一卡”，就是針對(duì)具體零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機(jī)床總體方案圖樣文件設(shè)計(jì)。編制“三圖一卡”的工作容包括：繪制被加工零件圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。“三圖一卡”是組合機(jī)床總體方案的具體體現(xiàn)。4.1 被加工零件工序圖4.1.1 被加工零件工序圖的作用與容被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合

12、機(jī)床（或自動(dòng)線）上完成的工藝容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度與技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位以與被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工容，并做必要的說明而繪制的。被加工零件工序圖主要的容有： （1）被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以與與本工序機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向時(shí)，則應(yīng)把設(shè)置中間導(dǎo)向臨近的工件部肋、壁布置與有關(guān)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸表示清楚，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相

13、互干涉。 （2）本工序所選定的定位基準(zhǔn)、夾壓部位與夾緊方向。以便據(jù)此進(jìn)行夾具的支承、定位、夾緊和導(dǎo)向等機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （3）本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以與對(duì)上道工序的技術(shù)要求。 （4）注明被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度與被加工部位的余量。 根據(jù)已有的被加工零件圖，按規(guī)定畫出被加工零件工序圖，見圖4-1：圖4-1 被加工零件工序圖注：1、被加工零件名稱：蓋板；材料與硬度：HT200,170-241HBS2、圖中為定位基準(zhǔn)符號(hào)，下標(biāo)數(shù)表明消除自由度數(shù)量； 為夾壓位置符號(hào)。3、粗細(xì)線上尺寸為本工序保證尺寸。4.2 加工示意圖4.2.1 加工示意圖的作用和容 加工示意圖

14、是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的。是表達(dá)工藝方案具體容的機(jī)床工藝方案圖。它是設(shè)計(jì)刀具、輔具、夾具、多軸箱和液壓、電氣系統(tǒng)以與選擇動(dòng)力部件、繪制機(jī)床總聯(lián)系尺寸的主要依據(jù)；是對(duì)機(jī)床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。 加工示意圖應(yīng)表達(dá)和標(biāo)注的容有： （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、刀具和導(dǎo)向、托架與多軸箱之間的相對(duì)位置與其聯(lián)系尺寸。 （3）主軸的結(jié)構(gòu)類型、尺寸與外伸長(zhǎng)度； （4）刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸（直徑和長(zhǎng)度）； （5）接桿、導(dǎo)向裝置、攻螺紋靠模裝置的結(jié)構(gòu)尺寸； （6）刀具與導(dǎo)向裝置的配合，刀具、接桿、主軸之間連

15、接方式與配合尺寸等。4.2.14.2.2 選擇刀具、導(dǎo)向與有關(guān)計(jì)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、排屑與生產(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?？准庸さ毒叩闹睆綉?yīng)與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)，其長(zhǎng)度應(yīng)保證加工終了時(shí)刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套外端面之間有30-50距離，以便于排出切屑和刀具磨損后又一定的向前調(diào)整量。刀具錐柄插入接桿孔長(zhǎng)度，在繪制加工示意圖時(shí)應(yīng)注意從刀具總長(zhǎng)中減去。所以，根據(jù)被加工零件要加工的孔是5個(gè)M8.5的孔，參照以上要求，查機(jī)械加工工藝手冊(cè)，選擇M8.5攻絲前鉆孔用錐柄階梯麻

16、花鉆?？傞L(zhǎng)，鉆頭長(zhǎng)，莫氏號(hào)為1。 （2）導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇選擇導(dǎo)向類型組合機(jī)床加工孔時(shí)，除采用剛性主軸加工方案外，零件上孔的位置精度主要靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證。因此，正確選擇導(dǎo)向裝置的類型，合理確定其尺寸、精度，是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要容，也是繪制加工示意圖時(shí)必須解決的問題。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40或摩擦表面線速度小于20時(shí)，一般采用固定式導(dǎo)向，刀具或刀桿的導(dǎo)向部分，在導(dǎo)向套即轉(zhuǎn)動(dòng)又作軸向移動(dòng)。固定導(dǎo)向裝置一般由中間套、可換導(dǎo)套和壓套螺釘組成。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(huì)破壞鉆模體上的孔的精度。所以本設(shè)計(jì)選擇固定式導(dǎo)向套。確定導(dǎo)向數(shù)量、

17、選擇導(dǎo)向參數(shù)導(dǎo)向數(shù)量應(yīng)根據(jù)刀件形狀、部結(jié)構(gòu)、刀具剛性、加工精度與具體加工情況決定。通常對(duì)于小孔加工用單個(gè)導(dǎo)向加工。導(dǎo)向的主要參數(shù)包括：導(dǎo)套的直徑與公差配合，導(dǎo)套的長(zhǎng)度、導(dǎo)套離工件端面的距離等。導(dǎo)套的直徑為11，導(dǎo)套長(zhǎng)度為1636 ，取28,導(dǎo)套到工件端面的距離為11.5。 （3）確定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度 主軸類型主軸類型主要依據(jù)工藝方法和刀桿與主軸的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。主軸軸頸和軸端主要取決于進(jìn)給抗力和主軸刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。主軸尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù)選定的切削用量計(jì)算出切削扭矩T，查組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)書表3-4，因?yàn)槭欠莿傂灾鬏S，所以，取B=6.2所以初定主軸直徑為15mm。綜合考慮加工精度和具體工作

18、條件，按表3-6和表4-1選定主軸的外伸長(zhǎng)度,外徑,徑=16,主軸的類型為滾珠主軸，配套的刀具接桿莫氏錐度號(hào)為1。 （4）選擇接桿接桿已標(biāo)準(zhǔn)化，通用標(biāo)準(zhǔn)接桿號(hào)可根據(jù)刀具尾部結(jié)構(gòu)（莫氏號(hào)）和主軸頭部孔直徑按表8-1，選擇A型短接桿，長(zhǎng)度,半圓鍵516，錐度是莫氏一號(hào)，選擇一個(gè)夾緊螺母。 （5）動(dòng)力部件的工作循環(huán)與行程的確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)是指加工時(shí)，動(dòng)力部件從原始位置開始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置，又返回到原始的動(dòng)作過程。工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定工作進(jìn)給長(zhǎng)度應(yīng)等于工件加工部位長(zhǎng)度與刀具切入長(zhǎng)度和切出長(zhǎng)度之和。因?yàn)槭倾@盲孔，所以加工部位長(zhǎng)度=15；切入長(zhǎng)度一般為5-10，根據(jù)工件端面的誤差情況確定里取=10；

19、切出長(zhǎng)度：=0。得工件進(jìn)給長(zhǎng)度為：=10+15+0=25快退長(zhǎng)度等于快速引進(jìn)與工件進(jìn)給長(zhǎng)度之和?？焖僖M(jìn)是指動(dòng)力部件把多軸箱連同刀具從原始位置送進(jìn)到工作進(jìn)給開始位置，其長(zhǎng)度按加工具體情況確定。取快速引進(jìn)為120快速退回為120+25=145動(dòng)力部件總行程長(zhǎng)度除了應(yīng)保證要求的工作循環(huán)工作行程外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具方便，即前后備量。前備量為20,后備量為235?？傂谐?工作行程+前備量+后備量 =145+20+235 =400 （6）鉆模板設(shè)計(jì) 鉆模是用來保證工件孔系的位置精度的。他應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，避免因變形而影響鉆套的導(dǎo)向精度。在組合機(jī)床孔加工工序中，除采用剛性主軸加工方法外，多數(shù)情況

20、下多數(shù)情況下都讓切削刀具在導(dǎo)向裝置中工作。在本道孔加工工序中因主軸為非剛性主軸，故采用鉆模導(dǎo)向裝置，其作用是： 保證刀具對(duì)工件的正確位置。 保證各刀具相互間的正確位置。 提高刀具系統(tǒng)的支承剛度。已知鉆頭直徑，選擇鉆模板厚度為。鉆模板形式為活動(dòng)式鉆模板，鉆套采用可換式鉆套，這樣便于磨損后可以快速更換。 （7）應(yīng)注意問題 加工示意圖應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致。表示出工件安裝狀態(tài)與主軸加工方法。 尺寸要標(biāo)注完整，多軸箱端面至刀尖的軸向尺寸鏈要齊全，還要表示出機(jī)床動(dòng)力部件的工作循環(huán)與各行程長(zhǎng)度。 加工示意圖要有必要的說明。如被加工零件的名稱、圖號(hào)、材料、硬度、加工余量與其他特殊的工藝要求。4.2.3 切

21、削用量的確定各主軸的切削用量應(yīng)標(biāo)注在相應(yīng)主軸后端，其容包括：主軸轉(zhuǎn)速、相應(yīng)刀具的切削速度、每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量。同一主軸箱上各主軸的每分鐘進(jìn)給量是相等的，等于動(dòng)力滑臺(tái)的工進(jìn)速度，即=。其中=15.5=0.14=572因?yàn)?80.08根據(jù)以上的計(jì)算和選用，按照要求畫出了加工示意圖，如圖4-2所示：圖4-2 加工示意圖4.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件以與確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。一般來說，組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件動(dòng)力滑臺(tái)，動(dòng)力箱，各種工藝切削頭，側(cè)底座，立柱，立柱底座與中間底座加上專用部件主軸箱，刀、輔具系統(tǒng)，

22、夾具，液、電、冷卻、潤(rùn)滑、排屑系統(tǒng)組合裝配而成。機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖用以檢驗(yàn)各部件相對(duì)位置與尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適；同時(shí)，它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖表示的容： （1）表明機(jī)床的配置形式和總布局。 （2）完整齊全地反映各部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸，專用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)極限位置與各滑臺(tái)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(hào)和電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功率與轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機(jī)床分組編號(hào)與組件名稱，全部組件應(yīng)包括機(jī)床全部通用與專用零部件，不能遺漏。 （4）表明機(jī)床驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與安裝規(guī)程。4.3.1 動(dòng)力箱的匹

23、配動(dòng)力箱規(guī)格要與滑臺(tái)匹配，其驅(qū)動(dòng)功率主要依據(jù)多軸箱所需傳遞的切削功率來選用。式中：消耗于各主軸和切削功率的總和，單位為KW；計(jì)算公式詳細(xì)見手冊(cè)表6-16；多軸箱的傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)取0.80.9，加工有色金屬時(shí)取0.70.8；主軸數(shù)多、傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值?？偳邢鞴β?5P=0.1825=0.91查組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表5-39，選擇1TD32I型動(dòng)力箱。電動(dòng)機(jī)型號(hào)，電動(dòng)機(jī)功率2.2，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1430，輸出軸轉(zhuǎn)速為715。電動(dòng)機(jī)安裝端面至罩殼后面間的軸向長(zhǎng)度為320。4.1.24.2.24.3.2 選擇動(dòng)力滑臺(tái)通常根據(jù)選定的切削用量，滑臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方式所需進(jìn)給力、最小的進(jìn)給速度、工

24、作行程、結(jié)合多軸箱輪廓尺寸，考慮工作的穩(wěn)定性，選用合適的滑臺(tái)。初選1HY型液壓滑臺(tái)：(1) 選擇動(dòng)力滑臺(tái)與附屬部件根據(jù)動(dòng)力滑臺(tái)中，液壓滑臺(tái)與機(jī)械滑臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)的比較：快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)換位置精度較低且考慮到過載保護(hù)方面的原因，選擇液壓滑臺(tái)，根據(jù)前面計(jì)算得到的動(dòng)力滑臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)比滑臺(tái)的最小進(jìn)給量大50%，選擇1HY32 I型系列液壓滑臺(tái)。具體液壓滑臺(tái)的主要技術(shù)參數(shù)見下表4-1：表4-1 液壓滑臺(tái)的主要技術(shù)參數(shù)表 型號(hào)臺(tái)面寬臺(tái)面長(zhǎng)行程進(jìn)給力快進(jìn)速度工進(jìn)速度1HY323206304001250010 mm/min100mm/min 根據(jù)1HY32系列液壓滑臺(tái)，選擇該系列滑臺(tái)的附屬部件、支承部件以與配

25、套設(shè)施部件，經(jīng)過查組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)可知，如下表4-2所示表4-2 1HY32系列液壓滑臺(tái)與附屬部件、支承部件配套表部件型號(hào)行程立柱滑臺(tái)側(cè)底座立柱側(cè)底座1HY321HY32M1HY32GABAB4006301CL321CL32M1CC3211CC3221CC321M1CC322M1CD3211CD3221CD321M1CD322M由于該機(jī)床所選擇的加工方式是臥式單面，則該液壓滑臺(tái)的配置型式為臥式。其具體配置時(shí)聯(lián)系尺寸以與相關(guān)部件的位置關(guān)系根據(jù)組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)中表53來確定。(2) 確定進(jìn)給速度液壓滑臺(tái)是靠液壓系統(tǒng)中變量葉片泵供油，進(jìn)口節(jié)流調(diào)速來實(shí)現(xiàn)液壓滑臺(tái)的工作進(jìn)給速度在一定圍的無級(jí)調(diào)節(jié)

26、。液壓在確定刀具的切削用量是所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺(tái)最小進(jìn)給速度，1HY型滑臺(tái)為無級(jí)變速，工作進(jìn)給速度為4800圍快速移動(dòng)速度為定值。則選取滑臺(tái)的型號(hào)為1HY32型。(3) 確定滑臺(tái)進(jìn)程由于滑臺(tái)的行程除保證足夠的工作行程外還應(yīng)留有前備量和后備量。前備量的作用是使動(dòng)力部件有一定的向前移動(dòng)的余地，以彌補(bǔ)機(jī)床的制造誤差與刀具磨損后能向前調(diào)整，前備量一般取值圍為1020 本設(shè)計(jì)取前備量為20，后備量的作用是使動(dòng)力部件有一定的向后移動(dòng)的余地以方便裝卸刀具，所以總行程為：工作行程+前備量+后備量=145+20+235=4004.3.3 確定機(jī)床裝料高度裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離。我

27、國(guó)過去設(shè)計(jì)組合機(jī)床一般取裝料高度 H=850。為提高通用部件與支撐部件的剛度并考慮自動(dòng)線設(shè)計(jì)時(shí)中間底座襖安裝夾具輸送、冷卻排屑裝置，新頒布的組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)推薦裝料高度H=1060，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）一致。在現(xiàn)階段，設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，裝料高度視具體情況在H=8501060之間選取。本機(jī)床裝料高度取H=910。4.3.4 確定夾具輪廓尺寸主要確定夾具底座的長(zhǎng)、寬、高尺寸。工件輪廓尺寸和形狀是確定夾具底座輪廓尺寸的基本依據(jù)。根據(jù)工件尺寸和形狀，考慮工件的定位件、夾緊機(jī)構(gòu)、刀桿導(dǎo)向裝置的要求空間；并應(yīng)滿足排屑和安裝的需要。夾具底座的高度尺寸，一方面要保證其有足夠的剛度，同時(shí)要考慮機(jī)床的裝料高度、中間底座

28、的剛度、排屑的方便性和便于設(shè)置定位、夾緊機(jī)構(gòu)。一般不小于240。具體結(jié)構(gòu)為：底座長(zhǎng)度為520，寬度為385，高為430。4.3.5 確定中間底座尺寸中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝連接的需要。其長(zhǎng)度方向尺寸要根據(jù)所選動(dòng)力部件（滑臺(tái)和滑座）與其配套部件（側(cè)底座）的位置關(guān)系，照顧各部件聯(lián)系尺寸的合理性來確定。非常重要的是，一定要保證加工終了位置時(shí)，工件端面至主軸箱前端面的距離不小于加工示意圖上要求的距離。同時(shí)，要考慮動(dòng)力部件處于加工終了位置時(shí)，主軸箱與夾具輪廓間應(yīng)有便于機(jī)床調(diào)整、維修的距離。為便于切屑與冷卻液回收，中間底座周邊須有足夠?qū)挾鹊臏喜?。裝料高度和夾具底座高度確定后，中間底座的高度

29、就已經(jīng)確定了。查組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)得下表4-3：表4-3 中間底座主要尺寸中間底座長(zhǎng)中間底座寬 800 1000 1250 >1250 500 560 630 630 710 710 710 710 800 800 800 800 900 900 900 900 1000 1000 1000選定中間底座主要尺寸，底座長(zhǎng)為1000，底座寬為800，底座高度與滑臺(tái)底座相適應(yīng)，所以高為560。4.3.6 確定多軸箱輪廓尺寸標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定臥式配置的多軸箱總厚度為325 寬度和高度按標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列表選取，繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖時(shí)，著重要確定的尺寸是主軸箱的寬度B和高度H與最低主軸高度。主軸箱寬度B、高度H

30、的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式確定：式中：工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（）；最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（）；工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（）；最低主軸高度（）。和為已知尺寸。根據(jù)工件加工時(shí)的位置確定:為保證多軸箱有足夠安排齒輪的空間，所以取=100。主軸箱最低主軸高度須考慮到與工件最低孔位置、機(jī)床裝料高度（H=975）、滑臺(tái)滑座總高（=270）、滑臺(tái)側(cè)底座高度（560）等尺寸之間的關(guān)系來確定。對(duì)于臥式組合機(jī)床，要保證潤(rùn)滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，則：對(duì)于本組合機(jī)床的設(shè)計(jì)為：=138則可求出主軸箱輪廓尺寸為：=252+2100=452=155+138+100=393

31、根據(jù)上述計(jì)算值，按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定主軸箱輪廓尺寸為：4.3.7 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的畫法和步驟 （1）畫主視圖主視圖的圖形布置應(yīng)與實(shí)際機(jī)床工作位置一致。 （2）畫左視圖重點(diǎn)在于表示清楚組合機(jī)床各部件在寬度方向的輪廓尺寸與相關(guān)位置，配合知識(shí)圖完成聯(lián)系尺寸圖所要求表達(dá)的容。 （3）在聯(lián)系尺寸圖上標(biāo)注尺寸 完整、恰當(dāng)?shù)貥?biāo)注機(jī)床各主要組成部件的輪廓尺寸與相關(guān)聯(lián)系尺寸，應(yīng)使機(jī)床在長(zhǎng)、寬、高三個(gè)方向的尺寸鏈封閉。 應(yīng)表示清楚運(yùn)動(dòng)部件的原位、終點(diǎn)狀態(tài)與運(yùn)動(dòng)過程情況（可用工作循環(huán)圖表示），以確定機(jī)床最大輪廓尺寸。 應(yīng)注明工件、夾具、動(dòng)力部件、中間底座對(duì)稱中心線間的位置關(guān)系。 應(yīng)注明電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功

32、率、轉(zhuǎn)速與所選標(biāo)準(zhǔn)通用部件的型號(hào)規(guī)格和其主要輪廓尺寸。 （4）機(jī)床分組為了方便設(shè)計(jì)和組織生產(chǎn)，組合機(jī)床各部件和裝置按不同的功能劃分編組。本設(shè)計(jì)組號(hào)劃分規(guī)定如下： 第10組滑臺(tái)側(cè)底座 第11組中間底座 第20組夾具 第30組電氣裝置 第40組傳動(dòng)裝置 第50組液壓裝置 第60組刀具 第70組多軸箱 第80組潤(rùn)滑裝置在機(jī)床各組成部件的設(shè)計(jì)完成之后，以聯(lián)系尺寸圖為基礎(chǔ)進(jìn)行細(xì)化，并加注技術(shù)要求等文字說明，便成為機(jī)床總圖。4.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)與切削用量等，就可以計(jì)算機(jī)床生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削用量、動(dòng)作時(shí)間、生產(chǎn)綱領(lǐng)與負(fù)

33、荷率等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。4.4.1 理想生產(chǎn)率理想生產(chǎn)率是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)（包括備品與廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)數(shù)有關(guān)，一般情況下，單班制取2350h，兩班制生產(chǎn)取4600h，則本機(jī)床的生產(chǎn)率為：4.4.2 實(shí)際生產(chǎn)率實(shí)際生產(chǎn)率是指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。即= (件/)式中：生產(chǎn)一個(gè)零件所需要的時(shí)間（min），它可按下式計(jì)算：=+=（）+（）式中：為刀具工作進(jìn)給行程長(zhǎng)度，單位為；為刀具工作進(jìn)給量，單位為；當(dāng)加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時(shí)，滑臺(tái)在死擋鐵上的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)510轉(zhuǎn)所需時(shí)間，單位

34、為；分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長(zhǎng)度，單位為；動(dòng)力部件快速行程速度。采用機(jī)械動(dòng)力部件時(shí)取5-6；液壓動(dòng)力部件時(shí)取3-10；工件裝、卸（包括定位或撤銷定位、夾緊或松開、清理基面或切屑與吊運(yùn)工件等）時(shí)間。它取決于裝卸自動(dòng)化程度、工件重量大小、裝卸是否方便與工人的熟練程度。通常取0.5-1.5。=+=（）+（） = =1.839經(jīng)計(jì)算得 經(jīng)過計(jì)算比較，本機(jī)床的設(shè)計(jì)生產(chǎn)率滿足理想生產(chǎn)率要求。4.4.3 機(jī)床負(fù)荷率 當(dāng)時(shí)，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。即 組合機(jī)床負(fù)荷率一般為0.75-0.90，典型的鉆、鏜，攻螺紋組合機(jī)床，按其復(fù)雜程度參照表4-4：表4-4組合機(jī)床允許最大負(fù)荷率機(jī)床復(fù)雜程度單面或雙面加工三面或

35、四面加工主軸數(shù)1516-4041-801516-4041-80負(fù)荷率0.900.90-0.860.86-0.800.860.86-0.800.80-0.75本機(jī)床的負(fù)荷率為：=0.78根據(jù)組合機(jī)床的使用經(jīng)驗(yàn)，適合的機(jī)床負(fù)荷率為=0.75-0.90。經(jīng)過以上的計(jì)算，按一定格式編制，反映該零件在機(jī)床上加工過程、工作時(shí)間、機(jī)床生產(chǎn)率、機(jī)床負(fù)荷率的簡(jiǎn)明表格。也就是生產(chǎn)效率卡，如下表：表4-5生產(chǎn)率計(jì)算卡被加工零件 圖號(hào)毛壞種類鑄件名稱蓋板毛壞重量材料HT200硬度170-241HBS工序名稱鉆孔工序號(hào)序號(hào)工步名稱被加工零件數(shù)量（件）加工直徑 （毫米)） 加工長(zhǎng)度（毫米）工作行程（毫米）切削速度（米/分） 每分鐘轉(zhuǎn)速 （轉(zhuǎn)/分）進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）進(jìn)給速度（毫米/分）工時(shí)（分）機(jī)加工時(shí)間輔助時(shí)間共計(jì)1裝卸工件11.51.52動(dòng)力部件快進(jìn)120100000.0120.012續(xù)表4-5被加工零件 圖號(hào)毛壞種類鑄件名稱蓋板毛壞重量材料HT200硬度170-241HBS工序名稱鉆孔工序號(hào)序號(hào)工步名稱被加工零件數(shù)量（件）加工直徑 （毫米)） 加工