左驅(qū)動(dòng)軸殼右端面孔系加工專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、左驅(qū)動(dòng)軸殼右端面孔系加工專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)摘要隨著自動(dòng)化生產(chǎn)能力的提高，現(xiàn)代工廠中出現(xiàn)需要組合機(jī)床的場(chǎng)合越來(lái)越多，組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以工件特定外形和加工工藝設(shè)計(jì)的專(zhuān)用部件和夾具，組成的半自動(dòng)或自動(dòng)專(zhuān)用機(jī)床。它一般采用多軸，多刀，多工序，多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化合系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是 “左驅(qū)動(dòng)軸殼右端面孔系加工專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì) ”。本人的設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是：分析左驅(qū)動(dòng)軸殼零件的加工工藝；繪制工序圖

2、；根據(jù)本工序工藝內(nèi)容需要進(jìn)行機(jī)床總體設(shè)計(jì)；完成夾具、主軸箱設(shè)計(jì)；通過(guò)此設(shè)計(jì)，本機(jī)床完全能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，與傳統(tǒng)的機(jī)床相比，本機(jī)床具有自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)率高，精度高等優(yōu)點(diǎn)。關(guān) 鍵 詞： 組合機(jī)床，工藝，夾具，主軸箱MACHINE DESIGN OF THE RIGHT SIDE OF THE LEFT DRIVE SHAFT SHELL DRILLINGABSTRACTWithautomatic productioncapabilityis improved,the modern factories inneed of modular machine tool,the combinationof

3、more occasionsbased ongeneralparts,matchwith work-piece specific shapeandprocessdesign ofspecialcomponents and fixtures,composed ofsemi-automaticorautomaticspecialmachine.Itusuallyadoptsthemulti-axial,knife,processes,andmulti-facetedor multistage and processing, productionefficiencythangeneralmachin

4、ehighseveraltimes or more. Due to the common parts have standardseries, can accordingto thecombinedflexibleconfiguration,can shorten thecycle of design and manufacture. Therefore, the combinationmachinehas theadvantages oflowcost and highefficiency,in large, mass production iswidelyused, and the aut

5、omatic production line can be used to composition.This graduation projects topicis “ machinedesignof the right side of theleftdriveshaft shelldrilling” .my jobis analyingthe crafts of the driveshaft;paintingprocess chart ;designing themachine ,fixture,spindle box.Withthis design, this machine can me

6、et the design requirements,and the traditionalcompared to the machine, this machine has high automation,highproductivityand high precision.KEY WORDS ： combination tool, crafts, fixture, spindle box目錄前言 .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。第 1章 緒論 .2第 2章 零件分析 .32.1零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) .32.2零件工藝路線 .32.2.1基準(zhǔn)的選擇 .42.2.2工藝路線的制定 .4第 3 章 組合機(jī)床的總體

7、設(shè)計(jì) .63.1組合機(jī)床方案的制定 .63.1.1制定工藝方案 .63.1.2確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案. 73.2確定切削用量及刀具選擇.83.2.1確定工序間余量 .83.2.2確定切削用量 .93.2.3確定切削力、切削扭矩、切削功率. 93.2.4選擇刀具 .103.3鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì) “三圖一卡 ”的編制. 113.3.1被加工零件的工序圖 .113.3.2加工示意圖 .123.3.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 .163.3.4生產(chǎn)率計(jì)算卡 .18第 4 章 夾具設(shè)計(jì) .214.1夾具的設(shè)計(jì) .214.1.1零件結(jié)構(gòu)的分析 .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.1.2工件的定位 .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4

8、.1.3工件的加緊 .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.1.4夾具體設(shè)計(jì) .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.2夾具誤差分析 .24.3夾具操作 .2第 5 章多軸箱設(shè)計(jì) .25.1多軸箱設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) .25.2 主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) .2第 6 章 結(jié)論 .30參考文獻(xiàn) .31致 謝.32河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前言組合機(jī)床是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，再配以少量專(zhuān)用部件而組成的專(zhuān)用機(jī)床，具有一般專(zhuān)用機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率及自動(dòng)化程度高，易保證加工精度的特點(diǎn)，又能適應(yīng)工件的變化，具有一定的重新調(diào)整、重新組合的能力。組合機(jī)床可以對(duì)工件采用多刀、多面及多方位加工，特別適于在大批、大量生產(chǎn)中對(duì)一種或幾種類(lèi)似零件的

9、一道或幾道工序進(jìn)行加工。組合機(jī)床可完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔、攻螺紋、車(chē)、銑、磨削以及滾壓等工序。隨著組合機(jī)床的發(fā)展它能完成的工藝范圍將日益擴(kuò)大. 組合機(jī)床所使用的通用部件具有特定功能，按標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化原則設(shè)計(jì)制造的組合機(jī)床基礎(chǔ)部件，每種通用部件有合理的規(guī)格尺寸系列，有適用的技術(shù)參數(shù)和完善的配套關(guān)系。組合機(jī)床與通用機(jī)床、其它機(jī)床比較具有以下特點(diǎn)：（ 1）組合機(jī)床上的通用部件和特征零件越占全部機(jī)床零部件的70%-80% ，因此設(shè)計(jì)和制造周期短，經(jīng)濟(jì)效益好。（ 2）用于組合機(jī)床采用多刀加工，機(jī)床自動(dòng)化程度高，因此比通用機(jī)床生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動(dòng)強(qiáng)度低。（ 3）組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過(guò)周密

10、設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的，又有專(zhuān)門(mén)廠家成批生產(chǎn)，它與一般專(zhuān)用機(jī)床比較，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修容易。（ 4）組合機(jī)床加工工件，采用專(zhuān)用夾具，組合刀具和導(dǎo)向裝置等，產(chǎn)品加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對(duì)操作工人的技術(shù)水平要求不高。（ 5）當(dāng)機(jī)床被加工的產(chǎn)品更新時(shí)，專(zhuān)用機(jī)床的大部分的部件報(bào)廢，組合機(jī)床的通用部件是根據(jù)國(guó)家檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的，并等效于國(guó)際檢驗(yàn)，因此其通用部件可以重復(fù)使用，不必另行設(shè)計(jì)和制造。（ 6）組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動(dòng)線，以適應(yīng)大規(guī)模和自動(dòng)化生產(chǎn)需要。1河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章緒論一個(gè)國(guó)家要繁榮富強(qiáng)，必須實(shí)現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化，這就需要一個(gè)強(qiáng)大的機(jī)械制造業(yè)為

11、國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)提供現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備與裝備，即各種機(jī)器、儀器和工具等。然而，一個(gè)現(xiàn)代化的機(jī)械制造業(yè)必須要有一個(gè)現(xiàn)代化的機(jī)床制造業(yè)做后盾。機(jī)床工業(yè)是機(jī)械制造業(yè)的“裝備部 ”、“總工藝師 ”，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重大作用。因此，許多國(guó)家都十分重視本國(guó)機(jī)床工業(yè)的發(fā)展和機(jī)床技術(shù)水平的提高，使本國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建立在堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)上。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是分析左驅(qū)動(dòng)軸殼零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，工藝要求；制定出合理的工藝路線；工藝路線制定后，每個(gè)人領(lǐng)取一道工序，并根據(jù)此工序的要求，設(shè)計(jì)出一臺(tái)機(jī)床，一套夾具。在領(lǐng)取任務(wù)書(shū)后，首先研究市場(chǎng)和用戶(hù)對(duì)設(shè)計(jì)機(jī)床的要求，然后檢索有關(guān)資料。其中包括相應(yīng)的圖紙資料等。甚至還可以通過(guò)

12、網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)查閱先進(jìn)國(guó)家的有關(guān)資料和專(zhuān)利等。通過(guò)對(duì)上述資料的分析研究，擬訂適當(dāng)?shù)姆桨?，合理的設(shè)計(jì)步驟，于是將設(shè)計(jì)步驟劃分為以下章節(jié)。在第二章中，詳細(xì)分析了工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并且對(duì)工件的工藝路線進(jìn)行分析，最終制定出一套合理的工藝路線。在第三章中，每個(gè)人確定了自己的任務(wù)，就進(jìn)行機(jī)床的總體設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要將設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在下面三塊：一是運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，根據(jù)給定的被加工零件，確定機(jī)床的切削用量，通過(guò)分析比較擬定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，確定傳動(dòng)副的傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù)，并計(jì)算主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)誤差。二是動(dòng)力設(shè)計(jì)根據(jù)給定的工件，初算傳動(dòng)軸的直徑，確定動(dòng)力箱。三是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)軸系、變速機(jī)構(gòu)、主軸主件

13、、箱體、潤(rùn)滑與密封等的布置和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。即繪制裝配圖和零件工作圖。第四章詳細(xì)介紹了夾具的設(shè)計(jì)，包括定位機(jī)構(gòu)，加緊機(jī)構(gòu)，夾緊力計(jì)算，誤差分析等。第五章介紹了多軸箱的設(shè)計(jì)。最后對(duì)所有設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行工藝審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查，編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)，并最終裝訂成冊(cè)。2河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第2章零件分析2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要指零件的材料、硬度、加工部位的結(jié)構(gòu)形狀、工件剛度、定位基準(zhǔn)面的特點(diǎn)，它們對(duì)機(jī)床工藝方案制度有著重要的影響。本次加工零件名為左驅(qū)動(dòng)軸殼，為拖拉機(jī)上零部件。此左驅(qū)動(dòng)軸殼是由材料為 QT500-7 鑄造而成，零件為殼體，所以剛性較差。零件外表過(guò)渡均為不規(guī)則過(guò)渡。 在零件靠左端部位內(nèi)部

14、為圓形空腔。 中間部位內(nèi)部為矩形空腔，但在空腔內(nèi)有加強(qiáng)筋，這樣提高了零件的剛性。零件右端部位為以大圓環(huán)。零件布氏硬度HBS 170-230 。主要加工部位分為三處。第一，前端面銑削及其孔系加工。前端面形狀為三個(gè)小端面，在每個(gè)端面上分別要鉆兩個(gè)M16 螺紋孔。第二，左端面銑削及其孔系加工。左端面為以正方形面，在上面四角處分別要鉆螺紋孔第三，右端面銑削及其孔系加工。右端面為一個(gè)大的圓環(huán)，右端面上有十二個(gè)孔需要加工，這十二個(gè)孔大小一樣，在整個(gè)右端面直徑為 262mm的圓上成一定規(guī)律分布，孔的直徑為13.5mm。本人的任務(wù)就是加工這12 個(gè)孔。決定采用多孔同步加工。因?yàn)榱慵膭偠茸銐颍ぜ芰Σ淮?，?/p>

15、動(dòng)，及發(fā)熱變形對(duì)工件影響可以不計(jì)。2.2 零件工藝路線有零件圖分析可知，該零件為左驅(qū)動(dòng)軸殼，材料為QT500-7 ，硬度HBS170-230 。有三大加工部位，前端面、右端面、左端面。因此在制定工藝的過(guò)程中，要充分考慮工件的結(jié)構(gòu)，定位基準(zhǔn)的選用，加緊位置等，最終確定出一個(gè)合理的工藝。3河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2.2.1 基準(zhǔn)的選擇(1) 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇要求是：保證能迅速可靠的加工出精基準(zhǔn)；保證各加工表面有足夠的加工余量，并盡量使主要加工表面加工余量均勻；保證各加工表面與不加工表面之間的相互位置精度。與此同時(shí)，必須考慮定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便等因素。而對(duì)有若干個(gè)不

16、加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。(1) 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇，重點(diǎn)考慮保證加工精度，使加工過(guò)程操作方便。選擇精基準(zhǔn)應(yīng)遵循的原則有：基準(zhǔn)重合原則，基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，互為基準(zhǔn)原則，自為基準(zhǔn)原則，所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件裝夾穩(wěn)定可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。2.2.2 工藝路線的制定零件的加工工藝方案將決定組合機(jī)床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用組合機(jī)床配以專(zhuān)用夾具

17、，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)效率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以使生產(chǎn)成本盡量下降。在制定工藝方案時(shí)，應(yīng)考慮的幾點(diǎn)基本原則有： 選擇合適可靠的工藝方法； 粗精加工要合理安排； 工序集中的原則； 定位基準(zhǔn)及加緊點(diǎn)的選擇原則； 節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)上面的幾項(xiàng)基本原則，對(duì)工件進(jìn)行分析，其主要加工部位有前端面，右端面，左端面和中心孔。為了保證零件的加工精度，因此在選用精基準(zhǔn)時(shí)盡可能使基準(zhǔn)統(tǒng)一。因?yàn)榱慵闅んw類(lèi)零件，剛度不大，因此應(yīng)該避免工件豎起。所以應(yīng)該先加工前端面，把前端面和前端面孔系加工完成后，利用前端面和其孔系進(jìn)行一面兩銷(xiāo)定位。再加工右端面和左端面。綜合考慮各方面因素，擬定的工藝方案如

18、表2-1 所示 :4河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）表 2-1工藝方案工序號(hào)工序名稱(chēng)01銑前端面02銑右端面03鉆前端面孔系04檢驗(yàn)05鉆右端面孔系06檢驗(yàn)07鏜右中心孔 100mm08鏜左中心孔 110mm09銑左端面10鉆左端面孔系11去毛刺，銳邊，清洗12檢驗(yàn)上面的工藝路線比較合理，原因有以下幾個(gè)方面：上面工藝路線的制定充分考慮了工件在定位過(guò)程中的粗精基準(zhǔn)的選用，避免了粗基準(zhǔn)的重復(fù)使用，同時(shí)盡可能的使用同一精基準(zhǔn)，滿(mǎn)足了精基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。例如在前端面加工完成后，后面所有的工序都利用前端面及其孔系采用一面兩銷(xiāo)定位，這樣減小了加工誤差。 充分考慮了工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。工件為殼體類(lèi)零件，所以在制定工藝過(guò)

19、程中，考慮定位加緊的時(shí)候，要考慮到工件剛性，選好加緊點(diǎn)。 工件在流水線上的運(yùn)輸比較方便。5河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 3 章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)3.1 組合機(jī)床方案的制定在制定方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：一，當(dāng)使用和制造出現(xiàn)矛盾時(shí)，應(yīng)先滿(mǎn)足使用要求，其次才是盡可能便于制造。要盡量用先進(jìn)的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)；二， 設(shè)計(jì)必須以生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，凡是未經(jīng)實(shí)踐考驗(yàn)的方案，必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明可靠后才能用于設(shè)計(jì)； 三，繼承與創(chuàng)造相結(jié)合，盡量采用先進(jìn)工藝，迅速提高生產(chǎn)力，為實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化服務(wù)。注意吸取前人和國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)造和發(fā)展。3.1.1 制定工藝方案零件加工工藝將決定組合機(jī)床的

20、加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。所以，在制定工藝方案時(shí)，必須計(jì)算分析被加工零件圖，并深入現(xiàn)場(chǎng)了解零件的形狀、大小、材料、硬度、剛度，加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)加工精度，表面粗糙度，以及定位，夾緊方法，工藝過(guò)程，所采用的刀具及切削用量，生產(chǎn)率要求，現(xiàn)場(chǎng)所采用的環(huán)境和條件等等。并收集國(guó)內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料，制定出合理的工藝方案。根據(jù)被加工被零件（左驅(qū)動(dòng)軸殼）的零件圖（圖3-1 ），加工右端面十二個(gè)孔的工藝過(guò)程。(1) 加工孔的主要技術(shù)要求。加工 12 個(gè) 13.5mm 的孔?？椎奈恢枚裙顬?0.4mm。工件材料為 QT500-7,HBS 170 230。要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為 3 分 / 件。(2) 工藝分

21、析加工該孔時(shí)，孔的位置度公差為0.4mm根據(jù)組合機(jī)床用的工藝方法及能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，可采用如下的加工方6河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）案。一次性加工12 個(gè)孔，孔徑為13.5mm(3) 定位基準(zhǔn)及夾緊點(diǎn)的選擇加工此左驅(qū)動(dòng)軸殼的孔，采用一面兩銷(xiāo)定位，以前面的支承板限制三個(gè)自由度，再用一個(gè)定位銷(xiāo)和削邊銷(xiāo)限制余下的三個(gè)自由度，這樣六個(gè)自由度被完全限制。因?yàn)楸竟ぜw積不是很大，為殼體零件，重量也不是很大，所以在保證加工精度，滿(mǎn)足生產(chǎn)剛領(lǐng)的情況下，采用人工夾緊的加緊方式。3.1.2 確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案(1) 被加工零件的加工精度被加工零件需要在組合機(jī)床上完成的加工工序及應(yīng)保證的加工精度，是制

22、造機(jī)床方案的主要依據(jù)。左驅(qū)動(dòng)軸殼右端面孔的精度要求不高，只要求保證孔的表面粗糙度不大于6.3，因此可采用鉆孔組合機(jī)床，工件各孔間的位置精度為0.4mm, 它的位置精度要求不是很高，安排加工時(shí)可以在一個(gè)工位上對(duì)所有孔進(jìn)行一次精加工。為了加工出表面粗糙度為R6.3um 的孔。采取提高機(jī)床原始制造精度和工件定位基準(zhǔn)精度并減少夾壓變形等措施就可以了。為此，機(jī)床通常進(jìn)給采用液壓系統(tǒng)，人工夾緊。被加工零件圖如圖2-1 所示。(2) 被加工零件的特點(diǎn)這主要指零件的材料、硬度、加工部位的結(jié)構(gòu)形狀、工件剛度、定位基準(zhǔn)面的特點(diǎn)，它們對(duì)機(jī)床工藝方案制度有著重要的影響。此左驅(qū)動(dòng)軸殼的材料是 QT500-7 、硬度 H

23、BS 170-230 、孔在整個(gè)右端面直徑為262mm的圓上成一定規(guī)律分布，孔的直徑為 13.5mm 。采用多孔同步加工，零件的剛度足夠，工件受力不大，振動(dòng)，及發(fā)熱變形對(duì)工件影響可以不計(jì)。一般來(lái)說(shuō)，孔中心線與定位基準(zhǔn)面平行且需由一面或幾面加工的殼體零件宜用臥式機(jī)床，立式機(jī)床適宜加工定基準(zhǔn)面是水平的且被加工孔與基準(zhǔn)面垂直的工件，而不適宜加工安裝不方便或高度較大的細(xì)長(zhǎng)工件。對(duì)大型殼體零件采用單工位機(jī)床加工較適宜，而中小型零件則多采用多工位機(jī)床加工。此零件的加工特點(diǎn)是中心線與定位基準(zhǔn)平面是水平的?？椎姆植挤秶浅蕡A形，工件比較長(zhǎng)，一次鉆完，體積較大，因而選擇臥式單工位鉆床。(3) 零件的生產(chǎn)批量7河

24、南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多工位、自動(dòng)線或按中小批量生產(chǎn)特點(diǎn)設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要因素。按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)要求為每三分鐘生產(chǎn)一件，且為大批量生產(chǎn)。從工件外形及輪廓尺寸，為了減少加工時(shí)間，采用多軸頭，為了減少機(jī)床臺(tái)數(shù)，此工序盡量在一臺(tái)機(jī)床上完成，以提高利用率。圖 3 1被加工零件圖(4) 機(jī)床使用條件使用組合機(jī)床對(duì)對(duì)車(chē)間布置情況、工序間的聯(lián)系、使用廠的技術(shù)能力和自然條件等一定的要求。在根據(jù)使用戶(hù)實(shí)際情況來(lái)選擇什么樣的組合機(jī)床。綜合以上所述：通過(guò)對(duì)左驅(qū)動(dòng)軸殼零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求、定位、夾緊方式、工藝方法，并定出影響機(jī)床的總體布局和技術(shù)性能

25、等方面的考慮，最終決定設(shè)計(jì)十二軸頭單工位同步鉆床。3.2 確定切削用量及選擇刀具3.2.1 確定工序間余量為使加工過(guò)程順利進(jìn)行并穩(wěn)定的保證加工精度，必須合理地確定工序余量。生產(chǎn)中常用查表給出的組合機(jī)床對(duì)孔加工的工序余量，由于在本鉆床上鉆孔后無(wú)其他加工工序，所以在本道工序后孔的尺寸應(yīng)滿(mǎn)足零件圖上要求的8河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）尺寸。在加工本道工序時(shí)，因?yàn)樗杓庸た椎闹睆綖?3.5mm ，所以在鑄造毛坯時(shí)，孔并未鑄出。3.2.2 選擇切削用量確定了在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容了，就可以著手選擇切削用量了。因?yàn)樗O(shè)計(jì)的組合機(jī)床為多軸同步加工在大多數(shù)情況下，所選切削用量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)比一般通用機(jī)床單刀加

26、工低 30%左右多軸主軸箱上所有刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)，工作時(shí)，要求所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同，且等于動(dòng)力滑臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量 （ mm/min ）應(yīng)是適合有刀具的平均值。因此，同一主軸箱上的刀具主軸可設(shè)計(jì)成不同轉(zhuǎn)速和不同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（ mm/r ） 與 其 適 應(yīng) 。 以 滿(mǎn) 足 不 同 直 徑 的 加 需 要 ， 即 ：n1 f 1 = n2 f 2 = = ni f i = vf式中： n1 、 n2 、ni 各主軸轉(zhuǎn)速（ r/min ）f 1、 f 2、f i 各主軸進(jìn)給量（ mm/r ）v f 動(dòng)力滑臺(tái)每分鐘進(jìn)給量（mm/min ）由于左驅(qū)動(dòng)軸殼右端面十二個(gè)孔的尺寸、

27、加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求都是相同的。所以十二根主軸的尺寸完全一樣，各主軸轉(zhuǎn)速、各主軸進(jìn)給量也完全一樣。在保證孔的表面粗糙度前提下，按照經(jīng)濟(jì)地選擇滿(mǎn)足加工要求的原則，采用查表的方法查得：鉆頭直徑D=13.5mm, 鑄鐵 HBS170 230、進(jìn)給量f=0.15mm/r 、切削速度v=20m/min.3.2.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度v 及進(jìn)給量f ）確定切削力，作為選擇動(dòng)力部件（滑臺(tái)）及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動(dòng)件（齒輪，傳動(dòng)軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動(dòng)電動(dòng)（一般指動(dòng)力箱）功率，通過(guò)查表計(jì)算如下：9河

28、南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）布氏硬度： HB =HB max 1 (HB max HB min )3=230 1 (230 170)3=210切削力：F =71 D 0.75 f 0.85 HB 0.60.750.850.6=7113.50.15210切削扭矩：T =2.63 D 2.4 f HB 0. 6=2.63 13.52.4 0.15 2100.6=5037Nmm切削功率：P = T v9740 D=503720/(9740 3.14 13.5)=0.244 kw式中： HB 布氏硬度F 切削力（ N）D 鉆頭直徑（ mm）f 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r ）T 切削扭矩 (Nmm)V 切削速度

29、（ m/min ）P 切削功率 (kw)3.2.4 選擇刀具表 3-1刀具參數(shù)dlL 1莫氏錐度13.5mm208mm108mm1 號(hào)左驅(qū)動(dòng)軸殼的布氏硬度在HB170 230，孔徑 D 為 13.5mm ，為了保證加工孔10河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）有較高的表面質(zhì)量，所以提高了切削速度，因此刀具選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆。最終選擇的刀具參數(shù)如表3-1 所示：3.3 鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡 ”的編制前面討論了組合鉆床工藝方案及配置型式、結(jié)構(gòu)方案確定的有關(guān)問(wèn)題，它是鉆床總體設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。下面就以鉆床加工左驅(qū)動(dòng)軸殼右端面孔系總體設(shè)計(jì)的另一個(gè)問(wèn)題， 既總體設(shè)計(jì)方案的圖紙表達(dá)形式 “三圖一卡 ”設(shè)

30、計(jì)，其內(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、編制生產(chǎn)率卡。3.3.1 被加工零件的工序圖1、被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺(tái)組合機(jī)床完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾具部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或成品狀況的圖紙，它不能用用戶(hù)提供的圖紙代替，而是在原零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床的加工的內(nèi)容，加上必要的說(shuō)明繪制成的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。離合器壓盤(pán)用鉆孔組合機(jī)床的被加工零件工序圖如3-2 所示。圖上主要內(nèi)容：（

31、1）被加工零件的形狀，主要外廓尺寸和本機(jī)床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技術(shù)要求，以及對(duì)上道工序的技術(shù)要求等。（ 2）本工序所選定的定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向。（ 3）加工時(shí)如需要中間向?qū)В?應(yīng)表示出工件與中間向?qū)в嘘P(guān)部位結(jié)構(gòu)和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。（ 4）被加工零件的名稱(chēng)、編號(hào)、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。2、繪制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng)（ 1）為了使被加工零件工序圖清晰明了， 一定要圖出被本機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時(shí)， 應(yīng)按一定的比例， 選擇足夠的視圖及剖視圖， 突出加工部位 （用粗實(shí)線），并把零件輪廓及與機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)有關(guān)部位（用細(xì)實(shí)線）

32、表清楚，凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方面用粗實(shí)線標(biāo)記。如11河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖 2 3 中 12 13.5 加工用定位基準(zhǔn)， 機(jī)械夾壓位置及方向， 輔助支承均須用規(guī)定的符號(hào)表示出來(lái)。（ 2）加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起，為便于加工及檢查，尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)出，而不采用極坐標(biāo)，但有時(shí)因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，則須對(duì)加工部位要求位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。圖 3-2被加工零件工序圖附注： 1.被加工零件名稱(chēng)：左驅(qū)動(dòng)軸殼；2.材料及硬度：QT500-7HB170230 ；3.3.2 加工示意圖1、加工示意圖的作用和內(nèi)容加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上

33、的反映，表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等，是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇動(dòng)力部件的主要依據(jù)，是整臺(tái)組合機(jī)床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要文件。圖 3-3 為左驅(qū)動(dòng)軸殼右端面上12 孔臥式鉆床加工示12河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）意圖。在圖上應(yīng)標(biāo)注的內(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、夾具、刀具及多軸箱端面之間的距離等。（ 3）主軸的結(jié)構(gòu)類(lèi)型， 尺寸及外伸長(zhǎng)度； 刀具類(lèi)型， 數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、 接桿、導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向置的配合，刀具、接桿、主

34、軸之間的連接方式，刀具應(yīng)按加工終了位置繪制。圖 3-3加工示意圖2、繪制加工示意圖之前的有關(guān)計(jì)算（ 1）刀具的選擇刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素。刀具的選擇前已述及，此處就不在追述了。（ 2）導(dǎo)向套的選擇在組合機(jī)床上加工孔，除用剛性主軸的方案外，工件的尺寸、 位置精度主要取決于夾具導(dǎo)向。 因此正確選擇導(dǎo)向裝置的類(lèi)型，合理確定其尺寸、精度，是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時(shí)必須解決的內(nèi)容。1）選擇導(dǎo)向類(lèi)型根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑d=13.5mm 和刀具導(dǎo)向的線速度 v=20m/min ，選擇固定式導(dǎo)向。2）導(dǎo)向套的參數(shù)根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置，如

35、圖3-4 所示：13河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖 3-4固定導(dǎo)向裝置固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下表：表 3-2固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸dDD1D2LD313.522303425M8固定裝置的配合如下表：表 3-3固定裝置的配合導(dǎo)向類(lèi)別工藝方法DDD 1刀具導(dǎo)向部分外徑固定導(dǎo)向鉆孔G7（或 F8）H7/g6H7/js6g6（ 3）初定主軸類(lèi)型、尺寸、外伸長(zhǎng)度因?yàn)檩S的材料為40Cr ，剪切彈性模量G=81.0GPa, 剛性主軸取 1 4（ 0） m,所以 B 取 2.316 ，根據(jù)剛性條件計(jì)算主軸的直徑為：dB 4 T =2.316 4 5037 =19.511mm式中： d 軸直徑（ mm ）T

36、軸所承受的轉(zhuǎn)矩（Nmm）B 系數(shù)14河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）本設(shè)計(jì)中所有主軸直徑皆取d=28mm, 主軸外伸長(zhǎng)度為： L=115mm ，D/ d1 為40/28 。（ 4）選擇刀具接桿 由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長(zhǎng)度為一定值，而刀具的長(zhǎng)度也是一定值，因此，為保證多軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了位置，就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié)，這個(gè)可調(diào)節(jié)在組合機(jī)床上是通過(guò)可調(diào)整的刀具接桿來(lái)解決的,連接桿上的尺寸 d 與主軸外伸長(zhǎng)度的內(nèi)孔 D 配合，因此，根據(jù)接桿直徑d 選擇刀具接桿參數(shù)如表3-5 所示：（ 5）確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸從保證加工終了時(shí)主軸箱端面到工件端面間距離最小來(lái)確定全部聯(lián)系尺

37、寸，加工示意圖聯(lián)系尺寸的標(biāo)注如圖3-6 所示。其中最重要的聯(lián)系尺寸即工件端面到多軸箱端面之間的距離,它等于刀具懸伸長(zhǎng)度、螺母厚度、主軸外伸長(zhǎng)度與接桿伸出長(zhǎng)度（可調(diào)）之和，再減去加工孔深度和切出值。表 3-5可調(diào)接桿的尺寸d(h6)d2d3l 4l 5l 2l 3螺母厚度D 1(h6)莫 氏12.0628Tr28 2517120255113121 號(hào)（ 6）工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定工作進(jìn)給長(zhǎng)度工 應(yīng)等于工件加工部位長(zhǎng)度LL 與刀具切入長(zhǎng)度L1 和切出長(zhǎng)度 L2 之和。切入長(zhǎng)應(yīng)L1 應(yīng)根據(jù)工件端面誤差情況 在 5 10mm之間選擇，誤差大時(shí)取大值，因此取 L1=7mm ，切出 長(zhǎng)度L2 =1/3d+(3

38、 8)=13.512mm, 所以 L工 =12+18+7=37mm.+7.53（ 7）快進(jìn)長(zhǎng)度的確定考慮實(shí)際加工情況，在未加工之前，保證工件表面與刀尖之間有足夠的工作空間，也就是快速退回行程須保證所有刀具均退至夾具導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝卸。這里取快速退回行程為60mm ，快退長(zhǎng)度等于快速引進(jìn)與工作工進(jìn)之和，因此快進(jìn)長(zhǎng)度60 37=23mm.3.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖1、聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容15河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一般來(lái)說(shuō)，組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件 動(dòng)力箱、動(dòng)力滑臺(tái)、側(cè)底座加上專(zhuān)用部件 多軸箱、刀、輔具系統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤(rùn)滑、排屑系統(tǒng)組合而成。聯(lián)系尺寸圖用來(lái)表示機(jī)床各組成部件的

39、相互裝配和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以檢驗(yàn)機(jī)床各部件的相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿(mǎn)足要求，通用部件的選擇是否合適，并為進(jìn)一步開(kāi)展主軸箱、夾具等專(zhuān)用部件、零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可以看成是簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。如圖 3-6 所示，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容包括機(jī)床的布局形式，通用部件的型號(hào)、規(guī)格、動(dòng)力部件的運(yùn)動(dòng)尺寸和所用電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)、工件與各部件間的主要聯(lián)系尺寸，專(zhuān)用部件的輪廓尺寸等。圖 3-6機(jī)床聯(lián)系尺寸圖2、選用動(dòng)力部件選用動(dòng)力部件主要選擇型號(hào)、規(guī)格合適的動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng)力箱。（ 1）滑臺(tái)的選用 通常，根據(jù)滑臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方式、所需進(jìn)給力、進(jìn)給速度、最大行程長(zhǎng)度和加工精度等因素來(lái)選用合適的

40、滑臺(tái)。1）驅(qū)動(dòng)形式的確定根據(jù)對(duì)液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)的性能特點(diǎn)比較，并結(jié)合具體的加工要求，使用條件選擇HY 系列液壓滑臺(tái)。2）確定軸向進(jìn)給力滑臺(tái)所需的進(jìn)給力F進(jìn) =Fi =122466=29592N16河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）式中： Fi 各主軸加工時(shí)所產(chǎn)生的軸向力由于滑臺(tái)工作時(shí)，除了克服各主軸的軸的向力外，還要克服滑臺(tái)移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力。當(dāng)選擇滑臺(tái)1HY50 ，它的最大進(jìn)給力為F進(jìn) 32KN ，滿(mǎn)足要求。3）確定進(jìn)給速度液壓滑臺(tái)的工作進(jìn)給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速，對(duì)液壓滑臺(tái)確定切削用量時(shí)所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺(tái)最小工作進(jìn)給速度的0.5 1 倍 ; 液壓進(jìn)給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時(shí)，實(shí)

41、際進(jìn)給速度應(yīng)更大一些。本系統(tǒng)中進(jìn)給速度 v f =nf=70.8mm/min 。所以當(dāng)選擇 1HY50 液壓滑臺(tái)，工作進(jìn)給速度范圍 10 350mm/min ，快速速度 6.3m/min 。4）確定滑臺(tái)行程滑臺(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)床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調(diào)整。本系統(tǒng)前備量為30mm，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，為方便裝卸刀具，這是取40mm, 所以滑臺(tái)總行程應(yīng)大于工作行程，前備量，后備量之和。即：行程 L 60+30+50=140mm ，綜上取型， 此時(shí)行程最短L 400mm 。綜合上述條件，確定液壓動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)1HY50IA 。（ 2）由下式估動(dòng)力箱的選用動(dòng)力箱主要依據(jù)多軸所需的電動(dòng)機(jī)功率來(lái)選用，在多軸箱沒(méi)有設(shè)計(jì)之前，P主 可算P主 P切 120.244 0.9 3.25