組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及液壓夾具設(shè)計(jì)

組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及液壓夾具設(shè)計(jì)中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)用組合機(jī)床加工大批量零件，快捷高效，生產(chǎn)效率高是機(jī)械加工的發(fā)展方向。本次設(shè)計(jì)任務(wù)是制定梳棉機(jī)箱體結(jié)合件的加工工藝、組合鉆孔工序的工裝設(shè)計(jì)、液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、組合機(jī)床設(shè)計(jì)。在工藝制定過(guò)程中，通過(guò)生產(chǎn)批量的分析確定梳棉機(jī)箱體結(jié)合件的加工方案，并尋求最佳的工藝方案，借此說(shuō)明了工藝在生產(chǎn)過(guò)程中的重要性；在組合鉆孔工序的工裝設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)合實(shí)例，介紹了夾具設(shè)計(jì)方法，特別是對(duì)孔的加工精度進(jìn)行了探討；在液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，以雙面鉆孔組合機(jī)床為對(duì)象，依據(jù)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理，擬出合理的液壓系統(tǒng)圖。通過(guò)系統(tǒng)主要參數(shù)的計(jì)算確定了液壓元件的規(guī)格；在組合機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)合具體實(shí)例和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),闡述了通用件(如液壓滑臺(tái)，動(dòng)力箱等)的選取及專(zhuān)用部件（如主軸箱）的設(shè)計(jì)計(jì)算。：組合機(jī)床多軸箱工藝鉆夾具液壓傳動(dòng)1中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）AbstractThispaperintroducesthedesignoftheboxjointpartofcardingmachinedrillcombinationmachine，whichiswidelyusedforitshighefficiency.Thisdesigntaskincludesfiveparts:workingoutprocessingtechnologyofjointpartofcardingmachine,designandassembleofdrillingjig,designandassembleofmainspindlebox,designhydrauliccontrolparts,designcombinationmachinetool.Duringprocessplanning,definetheproductiveprocessofjointpartofcardingmachineandfindoutthebestprocessplanbyanalyzingproductionlot,whichshowprocessplanningisveryimportantinproductprocess;thispaperintroducesexperiencesofattachmentdesignbyusingapracticalexample．Itfocusesondiscussinghowtoimprovetheprecisionofholeposition;usingtwosidesboremodularmachinetoolasanobject,accordingtothebasicprincipleofthehydraulicsystemdesign,formulatesthereasonableschematicdiagram,thehydraulicpressurepartspecificationthroughcomputationofthesystemmainparametersisdetermined;Somedesigningexamplesareanalyzedinthispaper,andtheconsiderationsarediscussedfordesigningcompositetoolsformachiningholesduringdesigningcombinationmachinetool,suchasgeneralparts’(hydraulicslipperyplatform,drivingforcebox,etc)selectionandspecialusecomponents’(mainspindlebox)design.:combinationmachinetoolhydraulictransmissionaxleboxeshandicraftdrillsclamp2中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題審批表2、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)3、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)審表一4、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)審表二5、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)審表三6、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄文摘??????????????????????????????1英文文摘???????????????????????????2主要符號(hào)表??????????????????????????5第一章引言?????????????????????????61.1本課題提出的背景及意義???????????????????61.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀????????????????????????61.3本論文的主要內(nèi)容??????????????????????6第二章工藝方案的擬定????????????????????72.1梳棉機(jī)箱體結(jié)合件零件的工藝技術(shù)分析?????????????72.2定位分析、基準(zhǔn)選取及制定工藝路線??????????????8第三章鉆夾具設(shè)計(jì)??????????????????????113.1梳棉機(jī)箱體結(jié)合件鉆孔組合機(jī)床夾具分析????????????113.2定位夾緊方案的確定?????????????????????113.3刀具選擇及切削用量的選取??????????????????113.4夾具體設(shè)計(jì)?????????????????????????13第四章組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)???????????????????174.1被加工零件工序圖???????????????????????174.2加工示意圖??????????????????????????184.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖????????????????????????194.4機(jī)床分組???????????????????????????21第五章液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)?????????????????????235.1液壓壓緊系統(tǒng)設(shè)計(jì)???????????????????????235.2鉆削進(jìn)給液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)?????????????????????25第六章多軸箱——右主軸箱設(shè)計(jì)????????????????306.1引言????????????????????????????303中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6.2繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖????????????????????30第七章經(jīng)濟(jì)性分析????????????????????????397.1箱體結(jié)合件加工工藝的制定：????????????????????397.2夾具定位加緊分析：???????????????????????397.3組合機(jī)床應(yīng)用分析：????????????????????????39第八章結(jié)論和展望????????????????????????41參考文獻(xiàn)??????????????????????????????42致謝????????????????????????????????43附件????????????????????????????????444中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）符號(hào)單位意義M牛.米彎矩F牛力n轉(zhuǎn)每分轉(zhuǎn)速Z齒數(shù)m模數(shù)d毫米直徑v米每秒速度S轉(zhuǎn)每毫米進(jìn)給量L毫米長(zhǎng)度P千瓦功率T牛.米扭矩q升每分流量p帕壓力t秒時(shí)間5中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1.1梳棉機(jī)是棉紡工藝流程中的關(guān)鍵性機(jī)臺(tái),被稱(chēng)為紡紗工藝的“心臟”設(shè)備。進(jìn)入九十年代，我國(guó)的梳棉機(jī)主要是在吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行研制，國(guó)內(nèi)梳棉機(jī)的科研力量比較薄弱，國(guó)外各公司先后推出了具有國(guó)際先進(jìn)水平的梳棉機(jī)C50,C51,DK760,DK788,DK803,DK903,CX400,MK5等超高產(chǎn)梳棉機(jī)，產(chǎn)量為50-120kgtho2004年國(guó)外又推出了TC03,C60,MK6等超高產(chǎn)梳棉機(jī)。在消化吸收并結(jié)合我國(guó)研究高產(chǎn)梳棉機(jī)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，2004年中國(guó)紡機(jī)集團(tuán)清梳機(jī)械事業(yè)部推出了JFW1201,202型高產(chǎn)梳棉機(jī)，可以被認(rèn)為是我國(guó)的第四代梳棉機(jī)，主要滿足國(guó)產(chǎn)清梳聯(lián)的要求。在第四代梳棉機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備被引入。本文針對(duì)組合機(jī)床在梳棉機(jī)制造過(guò)程中的應(yīng)用現(xiàn)狀，以梳棉機(jī)箱體結(jié)合件的加工為例，闡述了工藝、工裝、組合機(jī)床的設(shè)計(jì)過(guò)程及其與經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系。國(guó)內(nèi)曾有過(guò)以下記載:(1)青島紡機(jī)廠宮業(yè)全1984年主編的《梳棉機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展前景》一書(shū)介紹了八十年代以前國(guó)內(nèi)外梳棉機(jī)的概況、現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì);(2)由山東紡織工程學(xué)會(huì)1987年編寫(xiě)的《高產(chǎn)梳棉機(jī)研制工作組三十周年紀(jì)念專(zhuān)刊》介紹了工作組部分人員的一些研究體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)總結(jié);(3)2003年青島紡機(jī)廠編寫(xiě)的《梳棉技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新文獻(xiàn)匯編》收錄了關(guān)于梳理技術(shù)方面的較有價(jià)值的文章近30篇。其中資料(1)和(2)都是針對(duì)某一特定時(shí)期內(nèi)情況進(jìn)行編寫(xiě)的，而且主要介紹的是高產(chǎn)梳棉機(jī)試驗(yàn)工作組的研究情況，內(nèi)容也主要局限于梳棉機(jī)的工藝技術(shù)理論方面，而對(duì)梳棉機(jī)加工設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀沒(méi)有系統(tǒng)的總結(jié)。本文結(jié)合前有文章，以梳棉機(jī)箱體結(jié)合件為例進(jìn)行了工藝技術(shù)及加工設(shè)備、裝夾設(shè)備的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。本文從五個(gè)方面即梳棉機(jī)箱體結(jié)合件的加工工藝、組合鉆孔工序的工裝設(shè)計(jì)、液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、組合機(jī)床設(shè)計(jì)對(duì)梳棉機(jī)箱體結(jié)合件的制造做了詳細(xì)的闡述，簡(jiǎn)要說(shuō)明了現(xiàn)代制造工藝和制造設(shè)備與梳棉機(jī)的關(guān)系。6中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）梳棉機(jī)箱體結(jié)合件零件如圖1-1：圖2-l梳棉機(jī)箱體結(jié)合件圖主要技術(shù)參數(shù)如下：：（1）上下兩平面的光潔度（2）兩側(cè)面、兩端面及結(jié)合面的光潔度（1）光潔度：軸向中心孔、橫向孔及其余（2）平行度：（3）同軸度（4）垂直度2.1.36-M6-6HM10-6HM12X1.25-6HM12-6H2.1.4一般公差為,0.5即可。2.1.51）時(shí)效處理2）涂防銹漆通過(guò)對(duì)圖上眾多標(biāo)準(zhǔn)及要求分析，可找出此工件上重要的加工表面和孔：底面B、結(jié)合面F、端面M、軸向孔φ52、橫向孔φ47、φ62、φ90，這樣在分析選取時(shí)就7中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）以保證這些部位的技術(shù)要求為前提。2.2根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，該零件屬于大批大量生產(chǎn)，因此采用砂型鑄造的方法來(lái)進(jìn)行毛坯生產(chǎn)。該零件的各個(gè)表面均為毛坯面，為加工需要，先加工一基準(zhǔn)面為后備工序做準(zhǔn)備。該箱體結(jié)合件分為箱體和箱蓋兩部分，箱體外形面有側(cè)面A、端面M、底面B，依據(jù)便于裝夾的原則及利于后續(xù)加工的原則，確定箱體底面B作為多道工序加工的基準(zhǔn)面。有以上分析：2.2.1以F面為粗基準(zhǔn)，定位裝夾簡(jiǎn)單可靠。2.2.2從各個(gè)表面的精度位置進(jìn)行分析：以B面作為精基準(zhǔn)。這樣在后續(xù)加工過(guò)中，裝夾方便可靠，又能滿足加工要求。其它各面的加工精8中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）度雖然比基準(zhǔn)面要高，但與基準(zhǔn)面無(wú)特殊的形位公差，因此只需一次粗加工即可。2.2.3（1）箱體結(jié)合面F的粗糙度為3.2，以B面和A面及端面為定位基準(zhǔn)，進(jìn)行加工。（2）主軸孔φ52的定位：該孔有同軸度和平行度要求，因此，定位時(shí)以基準(zhǔn)面B為主定位面，側(cè)面A為副定位面，為防止軸向竄動(dòng)在端部加一定位銷(xiāo)。(3)孔φ47、φ62、φ90的定位：此三孔中，φ62、φ90有嚴(yán)格的位置要求，這兩孔的加工應(yīng)以B面為主定位面，端面為輔助定位面，采用臥式組合鏜床進(jìn)行加工。φ47加工方法類(lèi)似。（4）工序前后分配的注意事項(xiàng)：在大批大量生產(chǎn)過(guò)程中，粗精加工應(yīng)分開(kāi)進(jìn)行，這樣工件能得到較好的冷卻，減少熱應(yīng)變及內(nèi)應(yīng)力變形的影響，有利于保證加工精度。同時(shí)可以避免粗加工產(chǎn)生振動(dòng)等不利因素，也有利于精加工機(jī)床精度的保持。2.2.4基于以上分析，工藝路線制定如下：0#鑄造5#時(shí)效處理10#漆底漆15#劃線20#粗銑箱體底面25#粗、精銑箱體結(jié)合面30#粗、精銑箱蓋結(jié)合面35#鉆φ5.2光孔，鉸制兩銷(xiāo)孔40#鉆φ5.2光孔，攻制6螺釘M6X30螺紋孔45#粗、精銑兩側(cè)面50#粗、精銑兩端面55#粗、半精、精鏜φ52孔，刮環(huán)槽φ5560#粗、半精、精鏜φ62、φ90孔65#粗、半精、精鏜φ47孔，刮環(huán)槽φ49.570#鉆兩端面6Xφ5.2孔，攻制6-M6-6H螺紋孔75#鉆、攻制箱體底面螺紋孔80#鉆、鉸φ6H12通孔85#锪φ20孔，鉆、攻制M10螺紋孔9中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）90#锪φ25孔，鉆、攻制M12螺紋孔95#鉆、攻制側(cè)面M12螺紋孔100#清洗去毛刺105#檢驗(yàn)110#涂防銹漆注：(1)工藝路線中，45#、50#兩工序采用雙面復(fù)合式多工位銑刀，一次加工完成。（2）鉆孔和攻制螺紋孔的工序建議采用組合機(jī)床，可以大大提高加工效率。（3）鏜孔工序采用多工位鏜刀，一次完成加工。10中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）a)找正安裝法．b)夾具安裝法．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。X1、Y1、Z1；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(chēng)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、Y2、Z23個(gè)自由度，側(cè)面約束點(diǎn)限制X1、Z12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．夾緊力方向應(yīng)朝向定位元件，并使所需的夾緊力最?。_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?。鐖D1-1所示，此元件屬于箱體類(lèi)元件。一般的定位方法有：一面兩銷(xiāo)定位法和兩面一銷(xiāo)定位法。通過(guò)比較分析決定采用兩面一銷(xiāo)定位法。在鉆孔加工時(shí)，底面和側(cè)面采用定位板進(jìn)行定位，端面采用定位釘來(lái)限制工件自由度。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，該工件被完全定位。孔的類(lèi)型：螺紋孔M6精度等級(jí)：6H材料：灰鑄鐵硬度：HB190左端面為通孔加工深度L=10mm右端面為盲孔加工深度L=15mm一般的鉆頭類(lèi)型決定于加工性質(zhì)，被加工孔的位置，工件材料，生產(chǎn)批量及經(jīng)濟(jì)性等。此工序中的螺紋孔無(wú)特別加工要求，屬于直徑小、深度淺、生產(chǎn)批量大、11中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料為常用鑄鐵。參考《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》P500所述，推薦使用標(biāo)準(zhǔn)高速錐柄麻花鉆。但采用這種鉆頭，由于其倒錐度大，鉆頭與鉆套間隙也較大，股組合機(jī)床上的位置精度較低，大約0.2左右。若想提高精度，可采用以下幾項(xiàng)措施：（1）適當(dāng)選取導(dǎo)向套到工件表面距離及導(dǎo)套長(zhǎng)度。（2）減少導(dǎo)向套和鉆頭間隙。（3）減少鉆頭的制造公差和倒錐度。此外，還可采用硬質(zhì)合金錐柄锪直柄麻花鉆，這可提高鉆頭的耐用度，但其切削速度要提高，走刀量也比高速鋼鉆頭低。由于組合機(jī)床有大量刀具同時(shí)工作，為了使機(jī)床正常工作，不經(jīng)常停車(chē)換刀，而達(dá)到較高的生產(chǎn)率。所選擇的切削用量比一般通用機(jī)床的切削用量要低一些。總體上說(shuō)：在采用多軸加工的組合機(jī)床的切削用量和切削速度要低一些。根據(jù)現(xiàn)有組合機(jī)床使用情況，多軸加工的切削用量比通用機(jī)床單刀加工的切削用量約30%左右。查閱《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》P47表2-7加工直徑：d=5.2mm切削速度：v=12m/minn=732r/min進(jìn)給量：f=0.1mm/r鉆頭的實(shí)際參數(shù)，查閱《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》P838表10-22續(xù)：（1）鉆模板設(shè)計(jì)：鉆模是用來(lái)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：1）保證刀具對(duì)工件的正確位置。2）保證各刀具相互間的正確位置。3）提高刀具系統(tǒng)的支承剛度。已知鉆頭直徑d=5.2mm，參照《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》P221表3-3，選擇鉆模板厚度為L(zhǎng)=22mm。鉆模板形式為固定式鉆模板，鉆套采用可換式鉆套，這樣便于磨損后可以快速更換。鉆套、襯套、鉆套螺釘其具體參數(shù)具體參數(shù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P298：可換鉆套圖2-1-46P308：鉆套用襯套圖2-1-8512中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)徑:d=12mm；外徑：D=16mmP310：鉆套用螺釘圖2-1-60M6鉆模板與被加工零件之間的距離不宜過(guò)大，取4mm。（3）工作行程的確定：在本道工序加工過(guò)程中，采用組合機(jī)床進(jìn)行加工，各動(dòng)力頭工作情況一樣，故其工作循環(huán)也一樣：由于被加工孔無(wú)特殊要求，故采用圖示工作循環(huán)方式：圖3-1工作行程圖設(shè)計(jì)過(guò)程中注意的因素：1）工件為大批大量生產(chǎn)，加工效率要求很高，要求每次加工耗時(shí)少，因此。快進(jìn)距離不宜過(guò)長(zhǎng)。2）鉆孔過(guò)程中，無(wú)需考慮孔內(nèi)壁是否有直線痕或螺旋痕。3）每次鉆孔前至少在加工表面前3mm處開(kāi)始工進(jìn)。從而確定：工進(jìn)距離Lmm,，,15318工Lmm,30考慮到大批量生產(chǎn)、導(dǎo)向原因等因素取快快退距離Lmm,48退3.3.5主軸尺寸詳見(jiàn)第五章主軸箱設(shè)計(jì)。接桿：查《組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》P174表8-2，采用特長(zhǎng)可調(diào)接桿。3.43.4.1根據(jù)前面所述，本工序采用兩面一銷(xiāo)的定位方式，即底面限制三個(gè)自由度；側(cè)面為一窄長(zhǎng)平面限制兩個(gè)自由度；端面為一定位銷(xiāo)限制一個(gè)自由度。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況：批量大，生產(chǎn)率高。這樣的話，加工過(guò)程中，會(huì)頻繁的移動(dòng)工件位置，對(duì)定位表面產(chǎn)生摩擦，定位精度減低，夾具體使用壽命減低?；谶@種情況，在實(shí)際過(guò)程中，采用面支撐板代替底面定位支撐。這樣更換較方便，成本較低，同樣側(cè)面用以支撐板代替，端面仍是用定位銷(xiāo)定位。13中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選用支撐板及銷(xiāo)的情況如下圖：圖3-2定位元件支撐板的選用參照《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P272圖2-1-10支撐釘?shù)倪x用參照《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P271圖2-1-93.4.2（1）設(shè)計(jì)原則：由于此工件為大批大量生產(chǎn)，需滿足以下幾點(diǎn)要求：1）安裝方便，夾緊迅速可靠2）結(jié)構(gòu)剛度好3）夾具設(shè)計(jì)誤差小最好采用一體結(jié)構(gòu)。（2）方案確定14中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖3-3鉆孔工序的定位與夾緊示意圖基于以下設(shè)計(jì)原則及定位夾緊情況，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中所使用的組合夾具情況，采用箱式夾具體結(jié)構(gòu)，并采用液壓夾緊機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1）各定位面之間的位置精度好:由于夾具采用箱體式結(jié)構(gòu)，個(gè)面之間的精度要求可通過(guò)后期加工來(lái)保證，可消除分散機(jī)構(gòu)因裝配產(chǎn)生的裝配誤差。2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：采用這種結(jié)構(gòu)，鉆模板可以直接安裝在箱壁上；液壓壓緊裝置置于頂部，向下壓緊工件，操作方便。3）尺寸的確定：由上述可知，箱體側(cè)壁與工件加工表面之間的距離為4mm，具體結(jié)構(gòu)如下：15中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖3-4夾具結(jié)構(gòu)圖箱體壁厚：經(jīng)驗(yàn)值推薦25-30mm，由于箱體頂部承受工件壓緊力反作用力，選用26mm壁厚來(lái)保證其強(qiáng)度。兩側(cè)厚度根據(jù)鉆模板類(lèi)型選取25mm壁厚，被保證其強(qiáng)度要求采用加強(qiáng)肋板結(jié)構(gòu)。液壓缸的選取詳見(jiàn)第五章。16中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）機(jī)床的總體設(shè)計(jì)就是繪制組合機(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)床總體方案圖樣設(shè)計(jì)。其內(nèi)容包括：繪制加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和繪制生產(chǎn)功率計(jì)算卡等。4.14.1.1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)線的加工內(nèi)容，并作必要說(shuō)明而繪制的。其主要內(nèi)容包括如下：（1）被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。（2）本工序選用的定位基準(zhǔn)、夾緊部位及方向。（3）本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及上道工序的技術(shù)要求。（4）注明加工零件的名稱(chēng)、編號(hào)、材料、硬度以及加工部位的余量。鉆梳棉機(jī)箱體結(jié)合件兩端面孔的被加工零件工序圖如圖3-1所示.圖4-1被加工零件工序圖4.1.2（1）繪制被加工零件工序圖的規(guī)定為使被加工零件工序圖表達(dá)清晰明了，突出本工序內(nèi)容，繪制時(shí)規(guī)定；應(yīng)按一定比例，繪制足夠的視圖以剖面；本工序加工部位17中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用粗實(shí)線表示，其余部位用細(xì)實(shí)線表示；定位基準(zhǔn)符號(hào)用，并下標(biāo)數(shù)表明消除自由度量。（2）繪制被加工零件工序圖注意事項(xiàng)：1）本工序加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系。2）對(duì)工件毛坯應(yīng)有要求，對(duì)孔的加工余量應(yīng)認(rèn)真分析。3）當(dāng)本工序有特殊要求時(shí)必須注明。4.24.2.1加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床整體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的。是表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖。它是繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的主要依據(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。4.2.2（1）刀具的選擇：工件材料為HT200，鉆孔加工，選用錐柄麻花鉆。（2）導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇：夾具選用可換鉆套，軸采用剛性軸來(lái)保證孔的位置精度。（3）確定主軸類(lèi)型、尺寸、外伸長(zhǎng)度（見(jiàn)第五章主軸箱設(shè)計(jì)）（4）選擇接桿除剛性主軸外，，組合機(jī)床主軸與刀具間常用接桿連接。根據(jù)選用原則選取特長(zhǎng)可調(diào)接桿。（5）標(biāo)注聯(lián)系尺寸（6）標(biāo)注切削用量：各主軸的切削用量應(yīng)標(biāo)注在相應(yīng)主軸后端。其內(nèi)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。（7）動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定動(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(kāi)始運(yùn)動(dòng)到終了位置，又返回到原位的動(dòng)作過(guò)程。1)工作進(jìn)給長(zhǎng)度L的確定工LLLL=+，=18mm工12LLL：工作進(jìn)給長(zhǎng)度：切入長(zhǎng)度：加工長(zhǎng)度：切出長(zhǎng)度L工122）快速引進(jìn)長(zhǎng)度的確定：快速引進(jìn)是指動(dòng)力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置，其長(zhǎng)18中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）度由具體情況確定。本工序選取快速引進(jìn)長(zhǎng)度為30mm。3）快速退回長(zhǎng)度的確定：快速退回長(zhǎng)度是快速引進(jìn)長(zhǎng)度和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和。本工序?yàn)?8mm。4）動(dòng)力部件總行程的確定：動(dòng)力部件總行程為快退行程和前后備量之和?？傂谐虨?15mm前備量為30mm，后備量為137mm。圖4-2加工示意圖4.34.3.1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)，并按初步選定的主要通用部件以及確定專(zhuān)用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。是用來(lái)表示機(jī)床的配置形式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互關(guān)系、運(yùn)動(dòng)關(guān)系和操作方位的總體布局圖。機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖表示的內(nèi)容：1）表示機(jī)床的配置形式和總布局。2）完整齊全的反映各部件之間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專(zhuān)用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)極限位置及滑臺(tái)工作循環(huán)總的工作行程和前后備量尺寸。3）標(biāo)注主要通用部件的規(guī)格代號(hào)和電動(dòng)機(jī)型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機(jī)床分組編號(hào)及組件名稱(chēng)，全部組件應(yīng)包括機(jī)床全部通用及專(zhuān)用零部件。4)標(biāo)明機(jī)床驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及安裝規(guī)程。4.3.2（1）選擇動(dòng)力部件動(dòng)力部件的選擇主要是確定動(dòng)力箱和動(dòng)力滑臺(tái)。根據(jù)已定的工藝方案和機(jī)床配置形式并結(jié)合使用及修理因素，確定機(jī)床為臥式單工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床，選用配套的動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)多軸箱鉆孔。動(dòng)力箱規(guī)格與滑臺(tái)要匹配，其驅(qū)動(dòng)功率主要依據(jù)是根據(jù)多軸箱所傳遞的且學(xué)功率來(lái)選用。本機(jī)床左右多軸箱均采用TD25-B型動(dòng)力箱（n=785r/min;電動(dòng)機(jī)選q19中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）Y100L1-4型，功率為2.2KW根據(jù)選定的切削用量，計(jì)算總的進(jìn)給力，根據(jù)所需的最小進(jìn)給速度、工作行程、結(jié)合多軸箱輪廓尺寸，考慮工作穩(wěn)定性，選用HY25B-I型液壓滑臺(tái)，以及相配套的側(cè)底座（1CC251型）。查《組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》P91表5-1滑鞍寬度：w=250mm滑鞍長(zhǎng)度：L1=500mm行程：S=250mm滑座長(zhǎng)度：L2=790mm高度：H=250mm工進(jìn)速度：32-800mm/min快進(jìn)速度：12m/min（2）確定機(jī)床裝料高度H裝料高度是指工件安裝基面至地面的垂直距離。考慮上述剛度結(jié)構(gòu)功能和使用要求等因素選取計(jì)算：側(cè)底座高度：560mm滑臺(tái)高度：250主軸箱的最低主軸高度為：275mm工件最低孔中心距底面距離：92.5mmH=560+250+275-92.5=992.5mm(3)確定夾具輪廓尺寸參照夾具設(shè)計(jì)。（4）確定中間底座尺寸中間底座尺寸在長(zhǎng)度和寬度上滿足夾具的安裝要求。他在加工方向上的尺寸，實(shí)際已由加工示意圖確定。由此根據(jù)選定的動(dòng)力箱、滑臺(tái)、側(cè)底座等標(biāo)準(zhǔn)的位置關(guān)系計(jì)算長(zhǎng)度為974mm,裝料高度和夾具底座高度確定后，中間底座高度已確定為560mm。（5）確定多軸箱輪廓尺寸標(biāo)準(zhǔn)通用鉆類(lèi)多軸箱厚度是一定的、臥式325mm。因此，確定多軸箱，主要是確定多軸箱的寬度和高度及最低主軸高度。如圖3-3所20中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）示圖4-3多軸箱輪廓尺寸確定被加工零件輪廓以點(diǎn)化線表示，多軸箱輪廓以粗實(shí)線表示。查《組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》，P135表7-1選取多軸箱體規(guī)格尺寸400*400.4.4為了便于設(shè)計(jì)和組織生產(chǎn)，組合機(jī)床各部件和裝置按不同功能劃分編組。本機(jī)床編組如下：（1）第10組左側(cè)床身（2）第20組夾具（3）第11組右側(cè)床身（4）第12組中間底座（5）第30組電氣裝置（6）第40組傳動(dòng)裝置（7）第50組潤(rùn)滑裝置（8）第60組刀具（9）第61組工具（10）第71組左多主軸箱（11）第72組右多主軸箱21中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖4-4機(jī)床聯(lián)系尺寸圖22中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5.15.1.1F-tV-t1、計(jì)算壓緊力鉆鑄鐵孔時(shí)鑄件受到軸向切削力和扭矩作用，查看《機(jī)床專(zhuān)用夾具手冊(cè)》P34:根據(jù)公式：20.8MDSKp,，，，0.210.8FDSKp,，，，419公式中符號(hào)的意義：D——鉆頭直徑S——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量Kp——修正系數(shù)190已知D=5.2mmS=0.1mm/rKp=0.6()=1190得M=900N.mmF=345.3N進(jìn)行受力分析：兩組鉆頭同時(shí)工作時(shí)，因?yàn)閮山M鉆頭對(duì)稱(chēng)分布軸向力相互抵消。而此工件的扭矩作用的結(jié)果并不產(chǎn)生軸向力，因此工件總體受力較小。隨著行程增加，工進(jìn)10mm處，右側(cè)鉆頭開(kāi)始空轉(zhuǎn)，即對(duì)工件無(wú)進(jìn)給力作用，左側(cè)繼續(xù)工進(jìn)，產(chǎn)生力和力矩作用，力的大小如下：FcFc圖5-1鉆頭受力分析左圖可視做某一時(shí)刻徑向力的作用情況，d因此：2900.，，,FcNmm2即主切削力為173N。假如只考慮向上的力的作用，那么三根主軸的合力：23中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）FFcN,,3519合查閱《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P354表2-3-32，考慮到更為安全的夾緊狀態(tài)，選用雙向作用法蘭式小型液壓缸：工作行程：l=40mm推力：F=1448N活塞直徑：D=60mm2、計(jì)算夾緊和松開(kāi)時(shí)間夾緊和松開(kāi)時(shí)液壓缸速度vmms,0.1/；vmms,0.1/12,3l4010，夾緊時(shí)間：s,t,,,0.41v0.11,3l4010，松開(kāi)時(shí)間：st,,,0.42v0.123、根據(jù)上述數(shù)據(jù)繪液壓缸F-t與V-t圖F/NVmm/s519v1t1t2tt1t2t圖5-2圖5-35.1.21、初選液壓缸工作壓力由工況分析中可知，夾緊階段壓力最大，所以，液壓缸的工作壓力按此負(fù)載力計(jì)算，根據(jù)液壓缸與負(fù)載的關(guān)系，選P1=0.2MPa2、液壓缸尺寸液壓缸取標(biāo)準(zhǔn)直徑D=60mm5.1.31、選擇液壓回路（1）調(diào)速方式：由工況可知該液壓系統(tǒng)功率小，工作負(fù)載變化小，采用單向閥和二位四通閥。24中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（2）液壓泵形式的選擇：根據(jù)工況要求選用變量葉片泵適宜。5.25.2.1F-tV-t1、計(jì)算切削力鉆鑄鐵孔時(shí)，其軸向力的切削力根據(jù)公式：20.8MDSKp,，，，0.210.8FDSKp,，，，419公式中符號(hào)的意義：D——鉆頭直徑S——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量Kp——修正系數(shù)190已知D=5.2mmS=0.1mm/rKp=0.6()=1190得M=0.9N/mF=345.5NFFN,,，,33345.31036z2、計(jì)算摩擦阻力靜摩擦阻力：FfGN,,，,49000.2980ss動(dòng)摩擦阻力：FfGN,,，,49000.1490dd3、計(jì)算慣性阻力：Gv,49000.1FN,,，,250igt,9.80.24、計(jì)算工進(jìn)速度工進(jìn)速度按加工φ5.2的切削用量計(jì)算，即：732,3vnsmms,,，,，0.11.2210/211605、根據(jù)以上分析計(jì)算各工況負(fù)載如表4-125中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）表5-1液壓缸負(fù)載的計(jì)算工況計(jì)算公式液壓缸負(fù)載F/N液壓缸驅(qū)動(dòng)力F0/N啟動(dòng)FfG,9801090s加速740825Gv,FfG,，dgt,快進(jìn)FfG,490545d工進(jìn)FFfG,，15261695cd反向啟動(dòng)FfG,9801090s加速740825Gv,FfG,，dgt,快退FfG,490545d制動(dòng)240270Gv,FfG,,dgt,其中，取液壓缸機(jī)械效率,,0.9cm6、計(jì)算快進(jìn)、工進(jìn)和快退時(shí)間,3L3310，1快進(jìn)：ts,,,0.171v0.21,3L1510，2工進(jìn)：ts,,,182,3v0.8810，2,3LL，，481012快退：ts,,,0.243v0.217、根據(jù)上述數(shù)據(jù)描繪液壓缸F--t與V-t圖26中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）F/NVmm/s1526v1t1t2t3tt1t2t3t圖5-4圖5-55.2.21、初選液壓缸工作壓力由工況分析中可知，工進(jìn)階段的負(fù)載力最大，所以，5液壓缸的工作壓力按此負(fù)載力計(jì)算，根據(jù)液壓缸與負(fù)載的關(guān)系，選PPa,，410。1本機(jī)床是鉆孔組合機(jī)床，為防止鉆通時(shí)發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸回油腔應(yīng)有背壓，設(shè)5背壓PPa,，0.610AA,2，為使快進(jìn)，快退速度相等，選用的差動(dòng)液壓缸，假2125定快進(jìn)、快退的回油壓力損失為,,，P0.7102、計(jì)算液壓缸尺寸由式()PAPAF,,,得：1122cmF1526,42Am,,,，361015P0.9(40.3)10，,，2()P,,cm124A436，1液壓缸直徑：Dcm,,,6.77,,取標(biāo)準(zhǔn)直徑：D=70mm5.2.31、選擇液壓回路（1）調(diào)速方式：由工況圖知，該液壓系統(tǒng)功率小，工作負(fù)載變化小，可用進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速，為防止鉆通孔時(shí)的前沖現(xiàn)象，在回油路上加背壓閥。（2）液壓泵形式的選擇：通過(guò)工況分析選用變量葉片泵比較適宜。（3）速度換接方式：因鉆孔工序?qū)ξ恢镁燃肮ぷ髌椒€(wěn)性要求不高，可選用行程調(diào)速閥和電磁換向閥。2、組成系統(tǒng)27中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖5-6液壓系統(tǒng)圖5.2.41、選擇液壓泵和電動(dòng)機(jī)5（1）確定液壓泵的工作壓力：前面已確定液壓缸的最大工作壓力為410，Pa，55選取進(jìn)油管路壓力損失,,，PPa0.810510，Pa，其調(diào)整壓力比系統(tǒng)最大壓力大，5所以泵的工作壓力PMPa,，9.810。B（2）液壓泵的流量：由圖4-6可知，快進(jìn)時(shí)的流量最大，其值為26L/min，工進(jìn)時(shí)最小，為0.26L/min,根據(jù)《液壓技術(shù)》公式9-20，取K,1.2，則：qL,，,1.25262.4/minB（3）選取電動(dòng)機(jī)：P=0.8KW2、選擇其他元件28中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖5-7液壓元件選擇表3、確定管道尺寸（略）4、確定油箱容量油箱容量可按經(jīng)驗(yàn)公式估算，取。VqL,,,，,(57)63621629中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6.1多軸箱是組合機(jī)床的重要專(zhuān)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(lèi)型設(shè)計(jì)的傳動(dòng)各主軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。其動(dòng)力來(lái)自通用的動(dòng)力箱，與動(dòng)力箱一起安裝于進(jìn)給滑臺(tái)，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(shí)對(duì)一列孔進(jìn)行加工。但也有單獨(dú)的，用于鏜孔居多。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(tái)的滑鞍寬度表示。目前，多軸設(shè)計(jì)有一般設(shè)計(jì)法和電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法兩種。6.2多軸箱設(shè)計(jì)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(xiàng)如下：圖6-1主軸位置關(guān)系尺寸圖6.2.16.2.26.2.36.2.46.2.530中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）表6-1主軸外伸尺寸及切削用量軸號(hào)主軸外伸尺寸切削用量備注（mm）D/dLn(r/min)v(m/min)f(mm/r)工序內(nèi)容130/20115732130.1鉆φ5.2孔230/20115732130.1鉆φ5.2孔332/25115732130.1鉆φ5.2孔注：1、被加工零件編號(hào)及名稱(chēng)：ZFA211-3600-7箱體結(jié)合件，。材料及硬度，鑄鐵，200HBS2、動(dòng)力部件1TD25-A，1HY-25，N=2.2KW，n=1420圖6-2多軸箱設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)圖6.2.6（1）主軸型式和直徑31中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主軸的型式和直徑，主要取決與工藝方法、刀具主軸聯(lián)接機(jī)構(gòu)、刀具的進(jìn)給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。如鉆孔時(shí)常采用滾珠軸承主軸；擴(kuò)、鏜、鉸孔等工序工序常采用滾錐軸承主軸；主軸間距較小時(shí)常選用滾針軸承主軸。設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能不選用15mm直徑的主軸和滾針主軸，因?yàn)闈L針軸承精度低、結(jié)構(gòu)剛度及裝配工藝性都較差，既不便于制造又不便于維修。首先，根據(jù)切削用量，查《機(jī)床夾具手冊(cè)》P34表1-2-7由計(jì)算公式計(jì)算扭矩：20.8MDSKp,，，，0.21D——鉆頭直徑S——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量已知D=5.2mmS=0.1mm/r得M=900N.mm從表5-10可選擇軸徑d=12mm，由《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》P56表4-1選取主軸直徑d=20mm滿足設(shè)計(jì)要求。（2）多軸箱所需動(dòng)力計(jì)算多軸箱的動(dòng)力計(jì)算包括多軸箱所需要的功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)。傳動(dòng)系統(tǒng)確定之后，多軸箱所需要的功率按下列公式計(jì)算：nnnPPPPPPP,，，,，，,,,空空多箱切削失切削失iii,,,111式中P——切削功率，單位為KW切削P——空轉(zhuǎn)功率，單位為KW空P——與負(fù)荷成正比的功率損失，單位為KW失每根主軸的切削功率，由選定的切削用量按公式計(jì)算或查圖表獲得；每根主軸的空轉(zhuǎn)功率按《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》P62表4-6確定；每根主軸上的功率損失，一般取所傳遞功率的1%。根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》功率計(jì)算公式得主軸切削功率：MvP,切3060DM——扭矩V——切削速度D——鉆頭直徑9021，則有PKW,,0.118切130605.2，PPKW,,，,330.1180.356切切132中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）空轉(zhuǎn)功率：由于主軸直徑為20mm、25mm，根據(jù)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》P62表4-6：轉(zhuǎn)速：n=630r/min,軸徑為20mm時(shí)：PKW=0.046PKW=0.073;軸徑為25mm時(shí)：空空n=1000r/min,軸徑為20mm時(shí)：PKW=0.074；軸徑為25mm時(shí)：空PKW=0.116空而主軸轉(zhuǎn)速為n=732r/min，根據(jù)插值法：732-630PKW=(0.0740.046)0.0460.057，,，,空1000732,732-630PKW=(0.1160.073)0.0730.089，,，,空1000732,因此：P=0.0572+0.089=0.203KW，空z功率損失：每根軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的1%因此：P=0.203+0.3561%=0.006KW（），失nnnPPPPPPP,，，,，，=0.203+0.356+0.006=0.565KW,,,空空多箱切削失切削失iii,,,111多軸箱所需的進(jìn)給力F可按下式計(jì)算：多箱nF=F,i多箱i=1式中F——各主軸所需的軸向切削力，單位為Ni0.8FDSKp,，，，419D——鉆頭直徑S——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量Kp——修正系數(shù)1900.6已知D=5.2mmS=0.1mm/rKp=()=1190F=345.3Nn=F3345.31036FN,，,,i多箱i=16.2.7多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸位置和轉(zhuǎn)速、各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈，把驅(qū)動(dòng)軸和主軸聯(lián)系起來(lái)，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。1、對(duì)多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求（1）在保證主軸的強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下，力求傳動(dòng)軸和齒輪規(guī)格、33中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）數(shù)量為最少。為此，應(yīng)盡量用一根中間傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸，并將齒輪布置在同一排上。（2）盡量不用主軸帶動(dòng)主軸的方案，以免增加主軸負(fù)荷。遇到主軸較密時(shí)，布置齒輪的空間受到限制或主軸負(fù)荷較小、加工精度要求不高，也可用一根強(qiáng)度較高的主軸帶動(dòng)1-2根主軸的傳動(dòng)方案。（3）為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比一般要大于1/2，后蓋內(nèi)齒輪齒輪傳動(dòng)比允許至1/3，盡量避免用升速傳動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較低時(shí)，允許先升速然后再降一些。（4）驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸數(shù)不能超過(guò)兩根，以免給裝配帶來(lái)困難。2、擬定多軸箱傳動(dòng)的基本方法擬定多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的基本方法是：先把全部主軸中心盡可能分布在幾個(gè)同心圓上，在各個(gè)同心圓的圓心上分別設(shè)置中心傳動(dòng)軸；非同心圓分布的一些主軸，也宜設(shè)置中間傳動(dòng)軸；然后根據(jù)已經(jīng)選定的中心傳動(dòng)軸再取同心圓，并用最少的傳動(dòng)軸帶動(dòng)這些中心傳動(dòng)軸；最后通過(guò)合攏傳動(dòng)軸與動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸連接起來(lái)。（1）主軸分布類(lèi)型圖6-3主軸分布示意圖單組圓周分布，但各軸心間距較小。（2）根據(jù)此種類(lèi)型設(shè)計(jì)出三種傳動(dòng)聯(lián)系方案：34中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖6-4設(shè)計(jì)方案圖第一種傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案分析：第一種傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案十分符合主軸箱設(shè)計(jì)的各項(xiàng)原則：a.傳動(dòng)軸、齒輪數(shù)最少，用一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸b.主軸齒輪規(guī)格相同。從理論上來(lái)說(shuō)是一種經(jīng)濟(jì)有效的傳動(dòng)方案。但在進(jìn)一步設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)該傳動(dòng)方案有以下缺陷：主軸直徑d=20mm中心傳動(dòng)軸軸線與最下軸軸心線距離為32.5mm若兩軸真的實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，兩軸所配套軸承的外徑尺寸D=47mm，然而，為使兩軸承間安裝不35中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）發(fā)生沖突，其間距最少為47mm而32.5<47mm，軸承不能進(jìn)行安裝。第二種傳動(dòng)方案分析：第二種傳動(dòng)方案采用了一種完全不同的方法，避免了第一種傳動(dòng)方案的結(jié)構(gòu)沖突，滿足傳動(dòng)要求。但該傳動(dòng)方案并不適合于該工序：本工序加工扭矩小，因此在傳動(dòng)過(guò)程中負(fù)載小，對(duì)軸和齒輪的要求不高，傳動(dòng)方式應(yīng)盡求簡(jiǎn)單；而該傳動(dòng)方案形式復(fù)雜，齒輪選擇多坐標(biāo)確立煩瑣不適于設(shè)計(jì)。第三種傳動(dòng)方案分析：此方案采用對(duì)稱(chēng)分布，其中4、3兩傳動(dòng)軸無(wú)論軸還是齒輪規(guī)格均相同。此種結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，相對(duì)位置關(guān)系容易確立，與方案2相比還減少了軸和齒輪的數(shù)量和規(guī)格。但該方案把一根主軸同時(shí)做傳動(dòng)軸，向另外兩主軸傳動(dòng)動(dòng)力，增加了負(fù)荷。通過(guò)比較，方案1結(jié)構(gòu)不合理，不能采用。方案2、3符合設(shè)計(jì)要求。然而，通過(guò)進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，方案3更合理一些：在結(jié)構(gòu)布局和成本方面方案3都是合理的，但它與設(shè)計(jì)原則中：通過(guò)主軸傳動(dòng)帶動(dòng)主軸將增加主動(dòng)主軸的負(fù)荷；通過(guò)計(jì)算：每根主軸實(shí)際切削扭矩：M=90kg.mm，軸徑為20mm，查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》p607表5-10知軸徑d=20mm的軸能承受的扭矩為M=1100kg.mm而本傳動(dòng)系統(tǒng)中只有三根主軸，設(shè)其中兩根從動(dòng)主軸與主動(dòng)主軸之間有扭矩?fù)p失5%，那么：主動(dòng)軸所能承受的全部扭矩為2905%29090279.，，，，，,kgmm279<<1100kg.mm即所受負(fù)荷遠(yuǎn)在其所承受的范圍之內(nèi)，或者說(shuō)，所增加負(fù)荷對(duì)其運(yùn)行或特性沒(méi)有半點(diǎn)影響，因此滿足設(shè)計(jì)要求。所以在小扭矩作用下，方案3是合理的?！?、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算：（1）各齒輪參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算：已知：主軸轉(zhuǎn)速n=732r/min，主軸直徑d=20mm，主軸齒輪模數(shù)m=2設(shè)主軸齒輪齒數(shù)Z=25，即ZZZ,,,25Z,40;傳動(dòng)軸小齒輪齒數(shù)，m=2;1256動(dòng)力頭齒輪Z,21ZZ，m=3;對(duì)于傳動(dòng)軸齒輪、由于它們是作為過(guò)渡齒輪存在，034只要其尺寸結(jié)構(gòu)不影響其他軸及齒輪，其齒輪可以任意選?。涸O(shè)ZZ,,30，m=23425732，因此：nnr,,,610/min343025732，nnr,,,458/min674036中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）已知：所取動(dòng)力箱型號(hào)1TD25，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1420r/min，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速785r/min。21785，則：Z,,36m=37n7(2)軸徑尺寸的確定：本套傳動(dòng)系統(tǒng)中有三根主軸，三根傳動(dòng)軸，其中一根主軸也起傳動(dòng)作用。各傳動(dòng)軸的計(jì)算結(jié)果如下：軸3：30MMikgmm,,，,9096.3125查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》P607表5-10：選取直徑d=15mm，為了提高軸的剛度，并減小傳動(dòng)件的規(guī)格，選取軸徑d=20mm。30軸4:MMikgmm,,，,9096.4225同上選取軸徑d=20mm。'軸5：MMiMikgmm,，,，,9696192.512'MMkgmm,，,90282.55查表選取軸徑d=20mm；但此軸既是主軸又是傳動(dòng)軸，負(fù)荷較大，為提高軸的剛度，取軸徑d=25mm。40軸6：MMikgmm,,，,282451.2.6525此軸為主傳動(dòng)軸，由其傳遞的扭矩是由動(dòng)力箱輸出的，扭矩大，此外，該軸還是手柄軸，根據(jù)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表7-19，選取軸徑d=30mm。表6-2各軸軸徑及齒輪參數(shù)軸徑齒數(shù)扭矩轉(zhuǎn)速12025907322202590732320309661042030966105252525073263040400458730364004584、校驗(yàn)：(1)齒輪模數(shù)校核：37中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）分析：傳動(dòng)過(guò)程中，齒輪嚙合會(huì)產(chǎn)生很大的彎曲疲勞強(qiáng)度，在所有齒輪嚙合過(guò)程中，以動(dòng)力頭齒輪和齒輪7嚙合產(chǎn)生的應(yīng)力最大。因此選取動(dòng)力頭齒輪進(jìn)行模數(shù)計(jì)算：查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P209，公式10-5YY2KT有：FaSa13m,,2Z[],,dF1公式中：KKKKK,,,,為載荷系數(shù)AV,,KK：使用系數(shù)，查P201，表10-2，取=1.25AAKK：動(dòng)載系數(shù)，查P202，圖10-8，取=1.25VVK：齒間載荷分布系數(shù)，查P203，表10-3，取K=1.0,,KK：齒間載荷分布系數(shù),查P204，表10-4，取=1.117,,T：傳遞扭矩；5P95.5100.8，，5TNm,，，,,,95.51097321n785因?yàn)閭鬟f的功率較小，選取,,0.5Z,21，，d0YY、查P209，表10-5FaSaYY,,2.76;1.56FaSa[],[],查P216，圖表10-20c，=427FF521.251.251.117102.762.56，，，，，3m,，,2.5220.521427，由于齒輪模數(shù)大小取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力。m=3>2.52，完全滿足疲勞強(qiáng)度要求。因此所取齒輪模數(shù)滿足使用及性能要求。（2）軸的強(qiáng)度校核：從上述可知，各軸所能承受的扭矩：軸1、2、3、4d=20'Mkgmm,1100.1'軸5d=25Mkgmm,2700.2通過(guò)計(jì)算各軸所承受載荷的情況：軸1、2MKgmm,,901軸3、4MKgmm,,962軸5MKgmm,,250由此可以得出，各軸實(shí)際承受的扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于軸所能承受的扭矩最大值。因此其強(qiáng)度完全滿足要求。38中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任何一個(gè)較為復(fù)雜的機(jī)械零件，都有不同的加工工藝方案，特別是一個(gè)新產(chǎn)品，從開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，試制，小批量投產(chǎn)到產(chǎn)品發(fā)展和成熟時(shí)期的大批量生產(chǎn)，都要經(jīng)歷不同的生產(chǎn)批量過(guò)程。作為組成這一產(chǎn)品的機(jī)械零件必須根據(jù)生產(chǎn)批量來(lái)確定其工藝方案，現(xiàn)以梳棉機(jī)箱體結(jié)合件為例，說(shuō)明在不同生產(chǎn)批量情況下，如何合理選擇定位基準(zhǔn)，采用適宜的生產(chǎn)設(shè)備和工藝手段，以保證加工質(zhì)量可靠，滿足市場(chǎng)的需求。達(dá)到生產(chǎn)批量的能力，同時(shí)投資小，見(jiàn)效快，成本低，從而獲得企業(yè)的最大經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)箱體的加工，以前采用的是分散加工法，人工操作復(fù)雜，單件加工耗時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，占用機(jī)床，勞動(dòng)強(qiáng)度大。目前，采用組合加工工藝，一次裝夾，可加工多個(gè)部位，既保證了加工精度，還大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了加工時(shí)間。例如以下工藝路線：40#鉆φ5.2光孔，攻制6螺釘M6X30螺紋孔65#粗、半精、精鏜φ47孔，刮環(huán)槽φ49.570#鉆兩端面6Xφ5.2孔，攻制6-M6-6H螺紋孔55#粗、半精、精鏜φ52孔，刮環(huán)槽φ5560#粗、半精、精鏜φ62、φ90孔85#锪φ20孔，鉆、攻制M10螺紋孔90#锪φ25孔，鉆、攻制M12螺紋孔95#鉆、攻制側(cè)面M12螺紋孔大大節(jié)省了裝夾時(shí)間、換刀時(shí)間、對(duì)正時(shí)間，降低了單位時(shí)間成本。7.2初步設(shè)計(jì)時(shí)有兩種方案，或者說(shuō)是兩種類(lèi)型的夾具代表：（1）整體鑄造：采用箱體鑄造樣式，液壓夾緊裝置。這種夾緊方案成本較高，加工精度高，裝夾方便。（2）組合結(jié)構(gòu)：各部分單獨(dú)設(shè)計(jì)，單獨(dú)制造，最后裝配。本次夾具設(shè)計(jì)中，壓塊與液壓缸之間及壓塊與工件之間就是采用組合結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)方案成本低，但由于通過(guò)螺栓聯(lián)接。加工過(guò)程中的振動(dòng)容易產(chǎn)生松動(dòng)，定位精度較低。39中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7.3組合機(jī)床應(yīng)用分析：以鏜φ52孔為例：共有粗、半精、精鏜φ52孔，刮環(huán)槽φ55等加工步驟。如果單獨(dú)采用多步驟鏜削，必須經(jīng)過(guò)16次鏜削，假設(shè)每次的鏜削成本為5元，共計(jì)80元每加工完一個(gè)零件。如果采用組合機(jī)床，組合機(jī)床設(shè)計(jì)制造成本為8萬(wàn)元，每件加工成本以10元計(jì)。年產(chǎn)量按10000件計(jì)算，則每年減少加工成本70萬(wàn)元?？鄢M合機(jī)床的制造成本，每年節(jié)省60萬(wàn)元。通過(guò)以上分析可以得出，在本次設(shè)計(jì)中，組合機(jī)床的廣泛應(yīng)用大大減少生產(chǎn)了成本；生產(chǎn)批量決定工藝方案，工藝方案決定經(jīng)濟(jì)效益；合理選擇定位基準(zhǔn)可以降低加工時(shí)間。40中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）由本文的論述，我們了解到，通過(guò)對(duì)梳棉機(jī)箱體結(jié)合件加工設(shè)備及工藝的研究與應(yīng)用，在機(jī)床、夾具、刀具、工藝流程等方面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和選擇，有效提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大了加工適應(yīng)范圍，提高了可靠性，具備一定的先進(jìn)性，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為解決此類(lèi)多孔同時(shí)加工問(wèn)題舉了一件實(shí)例。本成果設(shè)計(jì)制造的機(jī)床為六軸鉆孔雙面臥式組合機(jī)床。我們將鉆削主軸設(shè)為機(jī)械傳動(dòng)，而進(jìn)給系統(tǒng)為液壓控制，使在滿足使用要求的前提下降低了成本。作為關(guān)鍵部件的液壓滑臺(tái)采用國(guó)產(chǎn)通用部件。以比較簡(jiǎn)單的方式完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的同步進(jìn)行，非常實(shí)用。本機(jī)床所用夾具的通用性強(qiáng)，工件采用液壓定位夾緊，快速方便。定位采用兩面一銷(xiāo)的定位方式，夾緊采用液壓加緊，采用這種方式完全能夠滿足精度要求。而且簡(jiǎn)易方便，制造成本低，通用性好。在刀具方面，由于所加工孔的尺寸精度和表面粗糙度要求都不算高，采用麻花鉆。這種鉆頭采購(gòu)比較方便，而且價(jià)格比深孔鉆頭也要便宜。在刀具的幾何角度方面，麻花鉆頭的螺旋角即是其軸向前角。當(dāng)加工工件時(shí)，切削力和切削熱隨鉆頭螺旋角的增大而減小(減少)，切削輕快，刀具耐用度高。為此，我們選取鉆頭螺旋角為32，在保證強(qiáng)度的前提下，有效降低了切削力和切削溫度，提高了刀具使用壽命和生產(chǎn)效率。通過(guò)本成果的實(shí)施，進(jìn)排氣搖臂的深孔加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到較大幅度提高，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。而且加工精度也完全能夠滿足設(shè)計(jì)要求。則在直接經(jīng)濟(jì)效益方面，節(jié)省了大量加工工時(shí)。41中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）[1]孟少農(nóng)主編.機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992[2]候世增主編.裝配圖的畫(huà)法機(jī)械制圖.北京：高教出版社，1989[3]陳隆德主編.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).北京：高教出版社，1988[4]樊瑞，李建華主編.液壓技術(shù).北京：中國(guó)紡織出版社，1999[5]李天無(wú)主編.簡(jiǎn)明工程師手冊(cè).昆明：云南科技出版社，1992[6]曹龍華主編.機(jī)械原理.北京：高教出版社，1986[7]沈陽(yáng)工學(xué)院等主編.組合機(jī)床設(shè)計(jì).上海：上海科技出版社，1985[8]謝家瀛.組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994[9]牛永生，吳隆，李力，姜春英主編.機(jī)械制造技術(shù).西安：陜西科技出版社，200242中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）本文承蒙中原工學(xué)院機(jī)電學(xué)院吳隆教授指導(dǎo)。吳教授從本文的寫(xiě)作內(nèi)容、版式編排等各方面多次給予了詳細(xì)的指導(dǎo)，對(duì)本文所涉及項(xiàng)目的實(shí)施、機(jī)床的設(shè)計(jì)、工藝的改進(jìn)及組合機(jī)床的設(shè)計(jì)制造等給予了大量的幫助，并向我們提供了相關(guān)參考資料提出了很好的意見(jiàn)和建議，使得本文得以成稿，在此表示衷心的感謝!另外，向本文引用、轉(zhuǎn)載過(guò)資料的文獻(xiàn)作者表示感謝。向其他所有對(duì)于本文的完成做出過(guò)幫助的人表示感謝。電火花加工法對(duì)加工超韌性的導(dǎo)電材料（如新的太空合金）特別有價(jià)值。這些金屬很難用常規(guī)方法加工，用常規(guī)的切削刀具不可能加工極其復(fù)雜的形狀，電火花加工使之變得相對(duì)簡(jiǎn)單了。在金屬切削工業(yè)中，這種加工方法正不斷尋找新的應(yīng)用領(lǐng)域。塑料工業(yè)已廣泛使用這種方法，如在鋼制模具上加工幾乎是任何形狀的模腔。電火花加工法是一種受控制的金屬切削技術(shù)，它使用電火花切除（侵蝕）工件上的多余金屬，工件在切削后的形狀與刀具（電極）相反。切削刀具用導(dǎo)電材料（通常是碳）制造。電極形狀與所需型腔想匹配。工件與電極都浸在不導(dǎo)電的液體里，這種液體通常是輕潤(rùn)滑油。它應(yīng)當(dāng)是點(diǎn)的不良導(dǎo)體或絕緣體。用伺服機(jī)構(gòu)是電極和工件間的保持0.0005~0.001英寸（0.01~0.02mm）的間隙，以阻止他們相互接觸。頻率為20000Hz左右的低電壓大電流的直流電加到電極上，這些電脈沖引起火花，跳過(guò)電極與工件的見(jiàn)的不導(dǎo)電的液體間隙。在火花沖擊的局部區(qū)域，產(chǎn)生了大量的熱量，金屬融化了，從工件表面噴出融化金屬的小粒子。不斷循環(huán)著的不導(dǎo)電的液體，將侵蝕下來(lái)的金屬粒子帶走，同時(shí)也有助于驅(qū)散火花產(chǎn)生的熱量。在最近幾年，電火花加工的主要進(jìn)步是降低了它加工后的表面粗糙度。用低的金屬切除率時(shí)，表面粗糙度可達(dá)2—4vin.(0.05—0.10vin)。用高的金屬切除率[如高達(dá)15in3/h(245.8cm3/h)]時(shí)，表面粗糙度為1000vin.(25vm)。需要的表面粗糙度的類(lèi)型，決定了能使用的安培數(shù),電容,頻率和電壓值?？焖偾谐饘伲ù智邢鳎r(shí)，用大電流,低頻率,高電容和最小的間隙電壓。緩慢切除金屬（精切削）和需獲得高的表面光潔度時(shí)，用小電流,高頻率,低電容和最高的間隙電壓。與常規(guī)機(jī)加工方法相比，電火花加工有許多優(yōu)點(diǎn)。1.不論硬度高低，只要是導(dǎo)電材料都能對(duì)其進(jìn)行切削。對(duì)用常規(guī)方法極難切削的硬質(zhì)合金和超韌性的太空合金，電火化加工特別有價(jià)值。43中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2.工件可在淬火狀態(tài)下加工，因克服了由淬火引起的變形問(wèn)題。3.很容易將斷在工件中的絲錐和鉆頭除。4.由于刀具（電極）從未與工件接觸過(guò)，故工件中不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。5.加工出的零件無(wú)毛刺。6.薄而脆的工件很容易加工，且無(wú)毛刺。7.對(duì)許多類(lèi)型的工件，一般不需第二次精加工。8.隨著金屬的切除，伺服機(jī)構(gòu)使電極自動(dòng)向工件進(jìn)給。。ElectricaldischargemachiningElectricaldischargemachininghasprovedespeciallyvaluableinthemachiningofsuper-tough,electricallyconductivematerialssuchasthenewspace-agealloys.Thesemetalswouldhavebeendifficulttomachinebyconventionalmethods,butEDMhasmadeitrelativelysimpletomachineintricateshapesthatwouldbeimpossibletoproducewithconventionalcuttingtools.Thismachiningprocessiscontinuallyfindingfurtherapplicationsinthemetal-cuttingindustry.Itisbeingusedextensivelyintheplasticindustrytoproducecavitiesofalmostanyshapeinthesteelmolds.Electricaldischargemachiningisacontrolledmetalremovaltechniquewherebyanelectricsparkisusedtocut(erode)theworkpiece,whichtakesashapeoppositetothatofthecuttingtoolorelectrode.Thecuttingtool(electrode)ismadefromelectricallyconductivematerial,usuallycarbon.Theelectrode,madetotheshapeofthecavityrequi