機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)之組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)主講人：李?lèi)?ài)芝4.3.4.1工件工序圖

4.3.4.2加工示意圖（刀具布置圖）

4.3.4.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖（外觀圖）

4.3.4.4機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡

4.3.4組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)

4.3.4.1工件工序圖

根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺(tái)專(zhuān)用機(jī)床（組合機(jī)床）或自動(dòng)線上完成的工藝內(nèi)容；加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度和技術(shù)要求；加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位；被加工工件的材料、硬度、重量和在本機(jī)床加工前的毛坯情況的圖紙。1．功用

⑴專(zhuān)用機(jī)床或組合機(jī)床設(shè)計(jì)和驗(yàn)收的依據(jù)；⑵制造、使用時(shí)檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。2．內(nèi)容：

⑴加工部位及其尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差及技術(shù)要求；⑵加工前工件的形狀、主要尺寸和已達(dá)到的技術(shù)要求；⑶標(biāo)出加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位和方向；⑷標(biāo)出工件的名稱(chēng)、編號(hào)、材料、硬度、質(zhì)量、加工余量、毛坯種類(lèi)和精度。P391圖7-2：被加工零件工序圖

3．繪制：突出本機(jī)床的加工內(nèi)容。⑴用細(xì)實(shí)線畫(huà)出工件的形狀和輪廓尺寸，設(shè)置中間導(dǎo)向時(shí)，應(yīng)畫(huà)出工件內(nèi)部筋的布置和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉及刀具通過(guò)的可能性；⑵用粗實(shí)線畫(huà)出加工部位，并標(biāo)出加工表面尺寸、精度、表面粗糙度、位置尺寸。⑶生產(chǎn)線的工件工序圖按全線或工段來(lái)繪制，并表示出與輸送裝置有關(guān)的圖形、尺寸及精度要求。⑷注明工件加工對(duì)機(jī)床提出的特殊要求，用必要文字加以說(shuō)明。①位置尺寸標(biāo)注由定位基準(zhǔn)標(biāo)起，用直角坐標(biāo)系標(biāo)注→加工和檢查。當(dāng)選用的定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)→尺寸鏈進(jìn)行換算。②不對(duì)稱(chēng)位置尺寸公差換算成對(duì)稱(chēng)尺寸公差→進(jìn)行夾具、主軸箱設(shè)計(jì)時(shí)確定導(dǎo)向孔和主軸孔的位置坐標(biāo)尺寸。

對(duì)精鏜機(jī)床必須注明是否允許留有退刀痕跡及允許退刀槽的形狀（直線或螺旋線），要求孔表面不留螺旋刀痕且加工時(shí)由于引刀需要，應(yīng)注明要求“主軸定位或工件（夾具）讓刀”；

孔的加工余量要求：階梯孔加工，大孔單邊余量應(yīng)小于相鄰兩孔的半徑差→鏜刀通過(guò)；

對(duì)毛坯精度要求。汽車(chē)變速器上蓋工件工序圖本工序加工要求:底面六個(gè)孔：上面五個(gè)孔：返回4.3.4.2加工示意圖（刀具布置圖）：根據(jù)工藝流程繪制。

1．作用⑴反映工件的加工工藝方案，表示零件在機(jī)床上的加工過(guò)程；⑵是刀具、輔具布置圖；⑶是刀具、輔具、夾具、電氣、液壓、主軸箱等部件設(shè)計(jì)的重要依據(jù)；⑷是機(jī)床布局和機(jī)床性能的原始要求，是機(jī)床試車(chē)前對(duì)刀和調(diào)整的技術(shù)資料。2．內(nèi)容圖7-4：加工示意圖實(shí)例⑴加工部位結(jié)構(gòu)尺寸、精度及分布情況；⑵采用刀具類(lèi)型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸；⑶主軸的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度(與刀具或接桿連接部分結(jié)構(gòu));⑷選用標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)專(zhuān)用接桿、浮動(dòng)卡頭（或萬(wàn)向節(jié)）、導(dǎo)向裝置、攻絲靠模裝置、刀桿托架（如大鏜桿的托架）；⑸標(biāo)明主軸、接桿（卡頭）、夾具（導(dǎo)向）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度；⑹切削用量：根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具、材料特點(diǎn)等，合理標(biāo)注各主軸的切削用量；⑺機(jī)床的工作循環(huán)和工作行程（機(jī)床動(dòng)力部件）；⑻工件的名稱(chēng)、編號(hào)、材料、硬度、質(zhì)量、加工余量、冷卻潤(rùn)滑、是否需要讓刀等；⑼工件加工部位向視圖，并在向視圖上編出孔號(hào)。加工示意圖3．繪制方法⑴按比例繪出工件加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開(kāi)圖，工件的非加工部位用細(xì)實(shí)線，加工部位用粗實(shí)線。工件在圖中允許只畫(huà)加工部位；⑵刀具在圖中是加工終了位置；⑶同一個(gè)主軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸可以只畫(huà)一根，但必須在主軸上標(biāo)出軸號(hào)。⑷一般情況下，在加工示意圖上主軸分布可不按真實(shí)距離繪制。⑸標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)，只畫(huà)出輪廓，并需標(biāo)注規(guī)格代號(hào)。專(zhuān)用結(jié)構(gòu)，應(yīng)畫(huà)剖視圖，并標(biāo)出尺寸、精度及配合。⑹生產(chǎn)線的加工示意圖，一般每臺(tái)機(jī)床繪制一張，較短的線可以全線繪制一張。⑺工位和加工方位與機(jī)床布局想吻合。當(dāng)軸數(shù)較多時(shí)，可采用縮小比例，用細(xì)實(shí)線畫(huà)出工件加工部位向視圖（加工表面用粗實(shí)線畫(huà)），并在向視圖上標(biāo)注孔號(hào)。多孔同時(shí)加工時(shí)對(duì)相鄰距離很近的孔或需要設(shè)置徑向結(jié)構(gòu)尺寸較大導(dǎo)向裝置時(shí)需嚴(yán)格按比例繪制，以便檢查相鄰軸承、主軸、導(dǎo)向、輔具是否干涉。如接桿、浮動(dòng)卡頭、攻絲靠模及絲錐卡頭、主軸箱的標(biāo)準(zhǔn)鉆、鏜主軸外伸部分等。如導(dǎo)向、刀桿托架、專(zhuān)用接桿等。返回4.3.4.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖（外觀圖）表示機(jī)床的配置形式、機(jī)床各部件之間相對(duì)位置關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的總體布局圖。1．作用：表明了機(jī)床的配置形式和布局；規(guī)定各部件的輪廓尺寸及相互間的裝配關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系；是開(kāi)展各部件設(shè)計(jì)的依據(jù)。2．內(nèi)容⑴機(jī)床的配置形式和總體布局形式；⑵通用部件的型號(hào)和規(guī)格；⑶專(zhuān)用部件的輪廓尺寸；⑷工件和各部件間的主要聯(lián)系尺寸及反映部件運(yùn)動(dòng)尺寸（運(yùn)動(dòng)部件極限位置）；⑸機(jī)床部件的分組情況及行程；⑹電動(dòng)機(jī)型號(hào)、功率、轉(zhuǎn)速。3．動(dòng)力部件選擇——組合機(jī)床動(dòng)力部件是用于傳遞動(dòng)力實(shí)現(xiàn)工作運(yùn)動(dòng)的通用部件，是配置組合機(jī)床的基礎(chǔ)部件，包括：動(dòng)力箱、切削頭（單軸頭）、動(dòng)力滑臺(tái)（機(jī)械滑臺(tái)、液壓滑臺(tái)）。

主要指選擇型號(hào)合適的滑臺(tái)和動(dòng)力箱（動(dòng)力頭）

根據(jù)零件的加工工藝、機(jī)床配置形式、使用條件等因素選擇。應(yīng)考慮主要問(wèn)題：

◆切削功率：

根據(jù)切削用量進(jìn)行計(jì)算，考慮傳動(dòng)效率或空載功率損耗（空運(yùn)轉(zhuǎn)損耗）和載荷附加功率損耗（摩擦損耗），作為選擇組合機(jī)床傳動(dòng)用動(dòng)力箱型號(hào)規(guī)格的依據(jù)?！暨M(jìn)給力：每種規(guī)格的動(dòng)力滑臺(tái)有其最大進(jìn)給力的限制。選用時(shí)，應(yīng)根據(jù)確定的切削用量計(jì)算出各主軸的軸向切削合力，確定動(dòng)力滑臺(tái)的型號(hào)和規(guī)格應(yīng)滿(mǎn)足：→考慮進(jìn)給電機(jī)進(jìn)給功率的大小。

◆進(jìn)給速度：

每種動(dòng)力部件（滑臺(tái)）都有快速行程速度和最小進(jìn)給量的規(guī)定?！焖龠M(jìn)給速度應(yīng)小于動(dòng)力滑臺(tái)規(guī)定的快速行程速度；→工作進(jìn)給速度應(yīng)大于所選動(dòng)力滑臺(tái)的最小進(jìn)給速度?！糇畲笮谐蹋?/p>

選用動(dòng)力部件時(shí)，必須考慮其最大允許行程，動(dòng)力部件的行程→大于確定的總行程，否則對(duì)于液壓動(dòng)力部件，必須加長(zhǎng)油缸或滑座來(lái)滿(mǎn)足總行程要求?！艏庸ぞ扔绊懀骸鷦?dòng)力滑臺(tái)的導(dǎo)軌形式

動(dòng)力部件的導(dǎo)軌主要有矩形和矩形、矩形和三角（山）形結(jié)合兩種形式。矩形和矩形：用于一般帶導(dǎo)向引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的機(jī)床和粗加工機(jī)床；矩形和三角形：剛性主軸加工或精加工機(jī)床。

4．機(jī)床配置形式：?jiǎn)喂の?、多工位組合機(jī)床生產(chǎn)線→多臺(tái)單工位機(jī)床組成，單工位機(jī)床常見(jiàn)配置形式：

單面臥式

雙面臥式

單面立式

三面臥式

立臥復(fù)合式

雙面傾斜式5．主要聯(lián)系尺寸確定：（1）裝料高度尺寸H：機(jī)床上工件安裝基面到機(jī)床底面的距離。根據(jù)工件大小和輸送線高度確定：一般臥式機(jī)床、組合機(jī)床、專(zhuān)用機(jī)床：（2）夾具輪廓尺寸（夾具底座的長(zhǎng)、寬、高尺寸）

依據(jù)：工件的輪廓形狀和結(jié)構(gòu)；夾具定位裝置、夾緊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向裝置的布局空間；夾具底座與其它部件連接所需要尺寸。

夾具底座高度一般≥240mm（3）中間底座輪廓尺寸：

長(zhǎng)、寬方向尺寸：中間底座上安裝夾具底座后四周應(yīng)留有70～100mm寬切削液回收凹槽。

高度方向尺寸：考慮切屑儲(chǔ)存及排除，切削液的儲(chǔ)存。切削液池的容量≥5～15mm冷卻泵的流量，一般中間底座高度540～630mm。（4）主軸箱輪廓尺寸：

動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng)力箱、主軸箱應(yīng)配套使用→主軸箱尺寸有一定限制。

一般鉆、鏜類(lèi)組合機(jī)床主軸箱的厚度：

臥式→325mm；立式→340mm。

確定主軸箱輪廓尺寸→寬度、高度和最低主軸高度：據(jù)工件需要加工孔的分布，安置齒輪要求的最小距離確定 。主軸箱寬度→

主軸箱高度→最低主軸中心至主軸箱底平面的距離→主軸箱輪廓尺寸確定圖

機(jī)床聯(lián)系尺寸圖返回4.3.4.4生產(chǎn)率計(jì)算卡1．作用：

反映機(jī)床生產(chǎn)率和負(fù)荷率情況的表格，表明機(jī)床工作循環(huán)過(guò)程及每一個(gè)過(guò)程所用時(shí)間、切削過(guò)程所選擇的切削用量等。根據(jù)加工示意圖上所選定工作循環(huán)要求的工作行程、切削用量動(dòng)力部件的快速和工進(jìn)速度，計(jì)算機(jī)床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。2．生產(chǎn)率和負(fù)荷率的計(jì)算方法⑴單件作業(yè)時(shí)間：

機(jī)床加工一個(gè)工件所消耗的機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間之和，是直接用于制造產(chǎn)品或零、部件所消耗的時(shí)間：L1、L2

、L3—工進(jìn)、快進(jìn)、快退行程（mm）；Vf1、Vf2

、Vf3—工進(jìn)、快進(jìn)、快退速度；t1—空行程時(shí)間（快退和快進(jìn)時(shí)間）；t2—死擋鐵停留時(shí)間；t3—工作臺(tái)轉(zhuǎn)位時(shí)間，一般取0.1