多孔加工組合機床設計

1、多孔加工組合機床設計沈 陽 工 程 學 院畢業(yè)設計報告（論文）專業(yè)：機械制造及其自動化 學號：2012549111 學生姓名：李永登 指導教師：王哲 日期：2015年3月-2015年6月 工作地點：沈陽工程學院目錄摘要.I1. 緒論.11.1該課題研究的意義及背景.1 1.11設計多孔加工組合機床的背景.1 1.12研究意義.11.2 多孔加工組合機床的發(fā)展現(xiàn)狀.21.3多孔加工組合組合機床的概述.5 1.4本課題研究的目的、內(nèi)容、要求.5 1.41設計目的.5 1.42設計內(nèi)容.6 1.43設計要求.62. 多孔加工組合機床的總體設計.72.1被加工零件的分析.72.2工藝分析.82.3組合

2、機床方案的制定.92.4確定組合機床的配置形式和結構方案.102.5確定切削用量及選擇刀具.112.6選擇切削用量.122.7確定切削力、切削扭矩、切削功率.132.8選擇刀具結構.143. 多孔加工組合機床總設計“三圖一卡”的編制.153.1動力部件的選擇.153.2被加工零件工序圖.153.3加工示意圖.163.4機床聯(lián)系尺寸圖.173.5生產(chǎn)率計算卡.174. 多軸箱及液壓裝置的設計.184.1多軸箱的組成 .184.2主軸結構的選擇及計算.194.3傳動系統(tǒng)設計計算.204.4套筒與鍵套的選擇.204.5電機的選擇.214.6油箱的設計.214.7濾油器的選擇.224.8溢流閥的選擇.

3、234.9電磁換向閥的選擇.234.10液控單向閥的選擇.245. 結論.25參考文獻.26摘要 本論文主要說明組合機床設計的基本過程及要求。組合機床是按高度集中原則設計的，即在一臺機床上可以同時完成同一種工序或多種不同工序的加工，組合機床發(fā)展與工業(yè)生產(chǎn)末期，與傳統(tǒng)機床相比：組合機床有很多優(yōu)點：效率高、精度高、成本低。它由床身、立柱、工作臺，及電源一些基本部件及一些特殊部件，根據(jù)不同的工件加工所需而設計的。 在組合機床上可以完成很多工序，但就目前使用的大多數(shù)組合機床來說，則主要用于平面加工和孔加工兩大類工序，多孔加工組合機床是以通用部件為基礎，配以按工件特定外形和加工工藝設計的專用部件和夾具，

4、組成的半自動或自動專用機床。它一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標準化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設計和制造周期論文主要內(nèi)容包括四大部分： （1） 制定工藝方案 通過了解被加工零件的加工特點，精度和技術要求、定位加緊情況、生產(chǎn)效率及機床的結構特點等確定在組合機床上完成的工藝內(nèi)容及加工方法，并繪制被加工零件工序圖。 (2) 組合機床的總體設計 確定機床各部件之間的相互關系選擇通用部件和刀具的導向，計算切削用量及機床生產(chǎn)效率，繪制機床的尺寸聯(lián)系圖及加工示意圖。 (3) 組合機床部件設計 包括專用多軸箱設計，傳動布局合理

5、，軸與齒輪之間不發(fā)生干涉，保證傳動的平穩(wěn)性和精確性，專用主軸設計，軸承的選用及電機的選擇等。 (4) 液壓裝置的設計 液壓滑臺、定位夾緊裝置均為液壓控制。并采I 用了許多液壓控制閥，保證了 運動的平衡性，循環(huán)性和精確性。關鍵字：組合機床；多孔加工; 多軸箱；液壓裝置2 第1章 緒論. 1.1該課題研究的背景及意義 1.1.1設計多孔加工組合機床的背景 為了使多孔加工組合機床能在中小批量生產(chǎn)中得到應用，往往需要應用成組技術，把結構和工藝相似的零件集中在一臺組合機床上加工，以提高機床的利用率。這類機床常見的有兩種，可換主軸箱式組合機床和轉塔式組合機床。 多孔加工組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電

6、動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結構、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等1。 專用機床的特點專用機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍2。由于通用部件已經(jīng)標準化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此專用機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。 1.1.2研究意義傳統(tǒng)機床只能對一種零件進行單刀，單工位，單軸，單面加工，生產(chǎn)效率低且加工精度不穩(wěn)定，多孔加工組合機床能對多種零件進行多刀、多面、多軸、多工位加工3。在多孔加工組

7、合機床上可以完成鉆孔，擴孔，銑削，磨削等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定6。本課題針對變速箱殼體設計專用多孔鉆機。有利于提高大批量生產(chǎn)的變速箱的生產(chǎn)效率，提高加工精度穩(wěn)定性，節(jié)約社會資源。27 1.2多孔加工組合機床發(fā)展現(xiàn)狀 二十世紀70年代以來，隨著可轉位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術的發(fā)展，多孔加工組合機床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可低達2.50.63微米；鏜孔精度可達IT76級，孔距精度可達0.030.02微米。最早的組合機床是1911年在美國制成的，用于加工汽車零件。初期，各機床制造廠都有各自的通用部件標準。為了提

8、高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修，1953年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機床制造廠協(xié)商，確定了組合機床通用部件標準化的原則，即嚴格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對部件結構未作規(guī)定。在我國，組合機床發(fā)展已有28年的歷史，其科研和生產(chǎn)都具有相當?shù)幕A，應用也已深入到很多行業(yè)。是當前機械制造業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品更新，進行技術改造，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展必不可少的設備之一。從2002年年底第21屆日本國際機床博覽會上獲悉，在來自世界10多個國家和地區(qū)的500多家機床制造商和團體展示的最先進機床設備中，超高速和超高精度加工技術裝備與復合、多功能、多軸化控制設備等深受歡迎。該屆博覽會上展出的加

9、工中心，主軸轉速1000020000r/min，最高進給速度可達2060m/min；復合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被看好。在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時，加工的形狀卻日益復雜。組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結構、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。80 年代以來， 國外組合機床技術在滿足精度和效率要求的基礎上， 正朝著綜合成套 和具備柔性的方向發(fā)展。組合機床的加工精度、多品種加工的柔性以及機床配置的靈活 多樣方面均有新的突破性進展，實現(xiàn)了機床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)

10、 拍和多功能知道監(jiān)控。組合機床技術的發(fā)展趨勢是： （1）廣泛應用數(shù)控技術國外主要的組合機床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組合機床通用部件,在 換箱裝置的自動分 組合機床上不僅一般動力部件應用數(shù)控技術,而且夾具的轉位或轉角、 度與定位也都應用數(shù)控技術,從而進一步提高了組合機床的工作可靠性和加工精度。 廣州 標致汽車公司由法國雷諾公司購置的缸蓋加工生產(chǎn)線,就是由三臺自動換箱組合機床組 成的,其全部動作均為數(shù)控,包括自動上下料的交換工作臺、環(huán)形主軸箱庫、動力部件和 夾具的運動,其節(jié)拍時間為 58 秒。 (2)發(fā)展柔性技術 80 年代以來,國外對中大批量生產(chǎn),多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào)、可變

11、、可 換措施,使加工裝備具有了一定的柔性。 如先后發(fā)展了轉塔動力頭、 可換主軸箱等組成的 組合機床;同時根據(jù)加工中心的發(fā)展,開發(fā)了二坐標、三坐標模塊化的加工單元,并以此為 基礎組成了柔性加工自動線(FTL)。這種結構的變化,既可以實現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整 變化快速靈敏,又可以使機床配置更加靈活多樣。 (3)發(fā)展綜合自動化技術 汽車工業(yè)的大發(fā)展,對自動化制造技術提出了許多新的需求,大批量生產(chǎn)的高效率,要 求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機械加工工序,而且能完成零件從毛坯進線到成品下線的 全部工序,以及下線后的自動碼垛、裝箱等。德國大眾汽車公司 KASSEL 變速箱廠 1987 年投入使用的造價 900

12、0 萬馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線,就是這種綜合自動化制造系 統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對稱布置的自動線組成,三班制工作,每條線日產(chǎn) 2000 件, 節(jié)拍時間為 40 秒。全線由 12 臺雙面組合機床、18 臺三坐標加工單元、空架機器人、線 兩端的毛坯庫和三坐標測量機組成,可實現(xiàn) 3 種零件的加工。 空架機器人完成工件下線的 碼垛裝箱工作。隨著綜合自動化技術的發(fā)展,出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗、檢測、清 洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家,進一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。 (4)進一步提高工序集中程度 國外為了減少機床數(shù)量,節(jié)省占地面積,對組合機床這種工序集中程度高的產(chǎn)品,繼續(xù) 采取各種措施,進一步提高工

13、序集中程度。如采用十字滑臺、多坐標通用部件、移動主軸 箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機床或在夾具部位設置刀庫,通過換刀加工實現(xiàn)工序集中, 從而可最大限度地發(fā)揮設備的效能,獲取更好的經(jīng)濟效益。1.3多孔加工組合機床的概述以通用部件為基礎，配以少量專用部件，對一種或若干種工件按預先確定的工序，這是書面解釋，其實可以認為對于一個零件的工序，或者多個工序，我們將它以最少的配置實現(xiàn)它的切削加工，比如說對于氣缸體端面的孔，孔有數(shù)十個的話，我們可以進行一次多孔鉆，能通用部件為前提，有些要用到非標件，對它實現(xiàn)夾緊，定位，并進行切削。這就是組合機床。 多孔加工組合機床是以通用部件為基礎，配以按工件特定外形和加工工藝

14、設計的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機床。它一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標準化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此，多孔加工組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。1.4本課題研究的目的、內(nèi)容、要求1.41設計目的多孔加工組合機床一般用于加工箱體類或非凡外形的零件。加工時，工件一般不旋轉，由刀具的旋轉運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車削頭夾持工件

15、使之旋轉，由刀具作進給運動，也可實現(xiàn)某些回轉體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。1.42設計內(nèi)容運動設計 根據(jù)給定的被加工零件，確定機床的切削用量，通過分析比較擬定傳動方案和傳統(tǒng)系統(tǒng)圖，確定傳動副的傳動比及齒輪的齒數(shù)。結構設計 進行主運動傳動軸系、變速機構、主軸部件、箱體、潤滑與密封等的布置及機構設計。動力設計 根據(jù)給定的工件，初算傳動軸的直徑、齒輪的模數(shù)；確定動力箱；計算多軸箱尺寸及設計傳動路線。完成裝配草圖后，要驗算傳動軸的直徑齒輪模數(shù)是否在允許范圍內(nèi)。 1.43設計要求（1） 一定的工藝范圍任何一臺機床所完成的加工零件的類型，零件尺寸，毛坯形式和工藝工序都是有一定范圍的。

16、一般來說，工藝范圍越窄，機床結構可較簡單，容易實現(xiàn)自動化，生產(chǎn)效率也高。機床的工藝范圍過窄，會限制加工工藝和產(chǎn)品革新，而盲目擴大機床工藝范圍，將使機床的結構趨于復雜，不能充分發(fā)揮各部件的性能，甚至影響機床主要性能的提高，增加機床成本。保證精度和光潔度機床應該保證被加工零件的精度和光潔度，并能在長期內(nèi)保存。操作維修方便，使用安全可靠有足夠高的生產(chǎn)率和自動化程度噪聲小成本低等第二章 多孔加工組合機床的總體設計2.1被加工零件的分析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，表示一臺組合機床完成的工藝內(nèi)容，加 工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術要求，加工用的定位基準、夾具部

17、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，它不能用用戶提 供的圖紙代替，而是在原零件圖基礎上，突出本機床的加工的內(nèi)容，加上必要的說明繪 制成的。它是組合機床設計的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗和調(diào)整機床的重要技術 文件。離合器壓盤用鉆孔組合機床的被加工零件工序圖如 22 所示6。 圖上主要內(nèi)容：（1）被加工零件的形狀，主要外廓尺寸和本機床要加工部位的尺寸、精度、表面 粗糙度、形位精度等技術要求，以及對上道工序的技術要求等。 （2）本工序所選定的定位基準、夾緊部位及夾緊方向。 （3）加工時如需要中間向?qū)?，應表示出工件與中間向?qū)в嘘P部位結構和尺寸，以 便檢查工件、夾

18、具、刀具之間是否相互干涉。 （4）被加工零件的名稱、編號、材料、硬度及被加工部位的加工余量加工零件圖2、繪制被加工零件工序圖的注意事項 為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要圖出被本機床的加工內(nèi)容。繪制 時，應按一定的比例，選擇足夠的視圖及剖視圖，突出加工部位（用粗實線） ，并把零 件輪廓及與機床、夾具設計有關部位（用細實線）表清楚，凡本道工序保證的尺寸、角 度等，均應在尺寸數(shù)值下方面用粗實線標記。2.2工藝分析零件加工工藝將決定組合機床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結構等。所以，在制定工藝方案時，必須計算分析被加工零件圖，并深入了解零件的大小、形狀、材料、硬度、剛度，加工部件的結構特點、

19、加工精度，表面粗糙度，以及定位、夾緊方法，工藝過程，所采用的刀具和切削用量，生產(chǎn)效率等。并查閱相關技術資料，制定出合理的工藝方案。零件加工工藝將決定組合機床的加工質(zhì)量、 生產(chǎn)率、 總體布局和夾具結構等。 所以， 在制定工藝方案時，必須計算分析被加工零件圖，并深入現(xiàn)場了解零件的形狀、大小、 材料、硬度、剛度，加工部位的結構特點加工精度，表面粗糙度，以及定位，夾緊方法， 工藝過程，所采用的刀具及切削用量，生產(chǎn)率要求，現(xiàn)場所采用的環(huán)境和條件等等。并 收集國內(nèi)外有關技術資料，制定出合理的工藝方案。改變 根據(jù)被加工被零件（曲軸箱體）的零件圖，加工八個前端面8 通孔的工藝過程。 (1) 加工孔的主要技術要

20、求。 加工 4 個8 孔。 工件材料為 HT21-40，HB170241 要求生產(chǎn)綱領為（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量 6 萬件，單班制生產(chǎn) (2) 工藝分析 加工該孔時，孔的表面粗糙度為 Ra50 根據(jù)組合機床用的工藝方法及能達到的經(jīng)濟精度，可采用如下的加工方案。 一次性加工孔，孔徑為 3.5。(3) 定位基準及夾緊點的選擇 加工此圓錐齒輪離合器箱體的孔，以頂面的兩個定位銷孔（一面兩空）限制六個自 由度。 在保證加工精度的情況下， 提高生產(chǎn)效率減輕工人勞動量， 而工件也是大批量生產(chǎn)， 由于夾具在本設計中沒有考慮，因此在設計時就認為是人工夾緊。確定組合機床的配置形式和結構方案。(4)被加工零件的加

21、工精度 被加工零件需要在組合機床上完成的加工工序及應保證的加工精度，是制造機床 方案的主要依據(jù)。減速器箱體的加工孔的精度要求不高，可采用鉆孔組合機 床，工件各孔間的位置精度為 0.1mm,它的位置精度要求不是很高，安排加工時 可以在下一個安裝工位上對所有孔進行最終精加工。2.3組合機床方案的制定通?？梢詳M定出幾個方案進行分析比較。每個方案包括的內(nèi)容有：工藝分析、主要 技術參數(shù)、總布局、傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制操作系統(tǒng)、電系統(tǒng)、主要部件的結構草 圖、實驗結果及技術經(jīng)濟分析等。 在制定方案時應注意以下幾個方面： （1） 當使用和制造出現(xiàn)矛盾時，應先滿足使用要求，其次才是盡可能便于制造。 要盡量用先

22、進的工藝和創(chuàng)新的結構； （2） 設計必須以生產(chǎn)實踐和科學實驗為依據(jù)，凡是未經(jīng)實踐考驗的方案，必須經(jīng)過實驗證明可靠后才能用于設計； （3） 繼承與創(chuàng)造相結合，盡量采用先進工藝，迅速提高生產(chǎn)力，為實現(xiàn)四個現(xiàn)代化服務。注意吸取前人和國外的先進經(jīng)驗，并在此基礎上有所創(chuàng)造和發(fā)展首先，在選定工藝方案并確定機床配置形式、結構方案基礎上，進行方案圖紙的設 計。這些圖子包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡， 統(tǒng)稱“三圖一卡”設計。并初定出主軸箱輪廓尺寸，才能確定機床各部件間的相互關系。 其次，繪制機床的總裝圖、部分部件裝配圖、液壓系統(tǒng)圖、PLC 接線圖和梯形圖。 然后，整理機床有關部

23、件與主要零件的設計計算書，編制各類零件明細表，編寫機 床說明書等技術文件。 最后，對有關圖紙進行工藝審查和標準化審查。2.4確定組合機床的配置形式和結構方案（1）被加工零件的加工精度被加工零件需要在組合機床上完成的加工工序及應保證的加工工精度，工件各孔件的位置精度為0.1mm，它的位置精度要求不高，安排加工時可以在下一個安裝工位上對所有孔進行精加工。為了加工出表面粗糙度為Ra3.2um的孔。采取提高機床原始制造精度和工件定位基準精度并減少夾壓變形等措施就可以了。被加工零件的特點此箱體的材料是HT200，硬度HB170-241，孔的位置分配不規(guī)則，孔的直徑為8.5 mm。采用多孔同步加工，此零件

24、 的加工特點是中心線與定位基準平面是垂直的，并且定位基準面是水平的，孔的分布不規(guī)則，工件比較小，可一次鉆完。因而適合選擇立式單工位鉆床。零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多工位、自動線或中小批量生產(chǎn)特點設計組合機床的重要因素，按設計要求生產(chǎn)綱領為生產(chǎn)量7萬件，從工件外形及輪廓尺寸，為了減少加工時間，采用多軸頭以提高生產(chǎn)率。綜上所述：通過對箱體零件的結構特點，加工部位，尺寸精度、表面粗糙度和技術要求、定位、夾緊方式、工藝方法，并定出影響機床的總體布局和技術性能等方面 的考慮，最終設計四軸頭單工位同步鉆床。2.5確定切削用量及選擇刀具切削力F，切削扭矩M，切削功率P，刀具耐用度T的計算公式。由組合機

25、床設計可知計算公式如下10： 式中F-切削軸向力（N） D- 鉆頭直徑（mm） M- 切削轉矩（N.mm） P- 切削功率（Kw） T-刀具耐用度（min） V- 切削速度（m/min） f- 每轉進給量（mm/r） HB-布氏硬度用直徑D=18mm的高速鋼鉆頭鉆40mm深的孔，根據(jù)刀具直徑和工件，刀具材料得：D=18mm V =16m/min f=0.2mm/r 硬度180-220計算硬度220-1/3（220-180）=207由公式2-1得 =3167N由公式2-3得 =16421N.mm由公式2-4得由公式2-5得 P=12*0.477=5.724Kw電機功率(=0.8)總軸向力 F=1

26、2*F=38004N B初定主軸轉速C滑臺每分鐘進給量的計算由組合機床設計 n*f=V f式中n-主軸轉速(r/min)f-主軸進給量（mm/r）V f-臺每分鐘進給量（mm/min）D主軸直徑的確定由組合機床設計表3-19 軸能承受的扭矩計算d=B(M/100)0.25式中d-軸的直徑（mm）M-軸所傳遞的轉矩(N.m)B-系數(shù)B與轉角有關，當為剛性軸時，B=7.3 取d=30mm2.6選擇切削用量多軸主軸箱上所有刀具共用一個進給系統(tǒng)，通常為標準動力滑臺，工作時，要求所有刀具的每分鐘進給量相同，且等于動力滑臺的每分鐘進給量（mm/min）應是適合有刀具的平均值，因此，同一主軸箱上的刀具主軸可

27、設計成不同轉速和不同的每轉進給量（mm/r）與其適應。以滿足不同直徑的加工需要，即n1.f1=n2.f2.n.f=v式中，n1,n2.n-各主軸轉速（r/min）f1,f2.f-各主軸進給量（mm/r）V-動力滑臺每分鐘進給量（mm/min）由于箱體孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術要求都是相同的。按照經(jīng)濟的選擇慢走加工要求的原則，采用查表的方法查得：鉆頭直徑D=8.5mm，鑄鐵HB175-255、進給量f=0.1mm/r、切削速度V=12m /min .2.7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和進給量f）確定切削力，作為選擇動力部件滑臺及夾具設計的依據(jù)，確

28、定切削扭矩，用以確定主軸及其它動力部件（齒輪及傳動軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動電動功率，通過查表計算得：布氏硬度：HB=170-1/3(241-170)=146.33切削力: 切削扭矩： 切削功率： 式中：HB F-切削力（N） D-鉆頭直徑（ mm） f-進給量（mm/r） T-切削扭矩（N.mm） V-切削速度（m/min） P-切削功率（Kw）2.8選擇刀具結構箱體的布氏硬度為HB170-241，孔徑在8.5mm，刀具的材料選擇高速鋼鉆頭(W18Cr4V),為了使工作可靠，刀具簡單，刃磨簡單選擇標準為直徑8.5mm麻花鉆。第3章 多孔加工組合機床總設計“三圖一卡”的編制3.

29、1動力部件的選擇組合機床的動力部件是配置組合機床的基礎，它主要包括用以實現(xiàn)刀具主軸旋轉主運動的動力箱，各種工藝切削用頭及實現(xiàn)進給運動的動力滑臺。影響動力部件選擇的主要因素有：切削功率、進給力、行程、進給速度多軸箱輪廓尺寸、動力滑臺的精度和導軌材料具體的動力部件選擇組合機床總體設計，就是針對具體的被加工零件，在選定的結構方案和工藝的基礎上，進行方案圖紙設計。這些圖紙包括：被加工零件工序圖，加工示意圖，生產(chǎn)效率計算卡，機床聯(lián)系尺寸圖。3.2被加工零件工序圖被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設計的組合機床完成的工藝內(nèi)容，加工部件的尺寸，精度，表面粗糙度及技術要求，加工用的定位基準，加緊部件

30、以及被加工零件的材料，硬度及在本機床加工前的加工余量的情況的圖樣。是組合機床設計的具體依據(jù)，也是制造使用時調(diào)整機床，檢查精度的重要技術文件。被加工零件工序圖應包括下列內(nèi)容：在圖紙上應表示出被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機床設計有關的部位的結構形狀及尺寸。尤其是當要設計中間導向套時，應表示出零件內(nèi)部的肋，壁布置及有關結構的形狀及尺寸，以便檢查工件，夾具，刀具是否發(fā)生干涉。在圖上應表示出加工所用定位基準，夾緊部件及夾壓方向，以便依次進行定位支撐，限位，夾緊，導向裝置的設計。在圖上應表示出加工表面的尺寸，精度，表面粗糙度，形狀位置尺寸精度及技術要求。圖中還應注明被加工零件的名稱，編號，硬度，材料，

31、重量以及被加工部位的余量等3.3加工示意圖加工示意圖是表達工藝方案具體內(nèi)容的機床工藝方案圖。是設計刀具、輔具，夾具、多軸箱和液壓，電氣系統(tǒng)以及選擇動力部件 ，繪制機床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)。在繪制加工示意圖時應注意以下幾點：加工示意圖繪制成展開圖，按比例用細實線畫出工件外形。加工部件，加工表面畫粗實線。必須是工件和加工方位與機床布局吻合。為簡化設計同一多軸箱上結構尺寸完全相同的主軸只畫一根，但必須在主軸上標注與工件孔號相對應的軸號。一般主軸的分布不受真是距離的限制.當主軸彼此間很近或需設置結構尺寸較大的導向裝置時，必須以實際中心距嚴格按比例畫，以便檢查相鄰主軸，刀具、輔具、導向等是否相互干涉。

32、主軸應從多軸箱端面畫起，刀具畫加工終了位置。對采用浮動卡頭的鏜刀刀桿，為避免刀桿退出導向時下垂，常選用托架支撐推出的刀桿。這時必須畫出托架并標出聯(lián)系尺寸。采用標準通用結構時只畫為輪廓，但需加注規(guī)格代號。加工示意圖的繪制為夾具力的計算和夾具體各部分尺寸的確定提供了基礎。3.4機床聯(lián)系尺寸圖機床聯(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的專用部件的總體結構而繪制的。4是用來表示機床的配置形式。主要構成級各部件安裝位置，相互聯(lián)系，運動關系和操作方位的總體布局圖。 機床聯(lián)系尺寸圖 3.5生產(chǎn)率計算卡根據(jù)選定的工作循環(huán)所要求的工作行程長度，切削用量，動力部件的快

33、速及工進速度等，可以編制生產(chǎn)率計算卡，生產(chǎn)率計算卡反映機床加工過程，完成每一動作所需時間，切削用量，機床生產(chǎn)率及機床負荷率等。第4章 多軸箱及液壓裝置的設計4.1多軸箱的組成 通用多軸箱主要由箱體，主軸、傳動軸、齒輪、軸套等零件和通用附件機構組成。多軸箱設計原始數(shù)據(jù)多軸箱輪廓尺寸800*800mm.工件輪廓尺寸及所加工孔位置多軸箱工件相對位置尺寸被加工零件動力部件動力箱型號為1TD80，電動機型號為Y180L-6，功率為15 Kw，電動機轉速為 970r/min,動力箱輸出轉速為485r/min.通用多軸箱由通用零件如箱體、主軸、傳動軸、齒輪和附加機構等組成。多 軸箱的箱體類零件箱體材料為 H

34、T200，前、后、側蓋等材料為 HT1508。多軸箱基 本尺寸系列標準規(guī)定，9 種名義尺寸用相應滑臺的滑鞍寬度表示，多軸箱寬度和 高度是根據(jù)配套滑臺的規(guī)格按規(guī)定的系列尺寸選擇。 多軸箱的通用主軸包括通用 鉆床類主軸和攻螺紋類主軸，其中通用鉆床類主軸按支承型式可分為三種：滾錐 軸承主軸； 滾珠軸承主軸； 滾針軸承主軸。 按與刀具的連接是浮動還是剛性連接， 又可分為短主軸和長主軸。攻螺紋類主軸按支承型式可分為兩種：前后支承均為 圓錐滾子軸承主軸和前后支承均為推力球軸承和無內(nèi)環(huán)滾針軸承的主軸。 多軸箱 的通用傳動軸按用途和支承型式分為六種。它們分別為：圓錐軸承傳動軸；滾針 軸承傳動軸；埋頭傳動軸；手

35、柄軸；油泵傳動軸；攻螺紋用蝸桿軸。多軸箱的通 用齒輪有：傳動齒輪、動力箱齒輪和電動機齒輪三種。多軸箱4.2主軸結構的選擇及計算主軸結構形式的選擇主軸結構形式由零件加工工藝決定，并考慮主軸的工作條件和受力情況。軸承形式是主軸部件結構的主要特征，加工過程中軸向力大，最好用球軸承承受軸向力，而且用向心球軸承承受徑向力。主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定根據(jù)前期設計計算初步選定主軸直徑為30mm，初選齒輪模數(shù)為m=3mm主軸分布類型及傳動系統(tǒng)設計主軸分布類型組合機床加工的零件多種多樣，結構也是各不相同的，零件上孔的分布可分為4類：同心圓分布、直線分布、圓周和直線混合分布、任意分布傳動系統(tǒng)設計將主軸同心分布，

36、用一根傳動軸帶動多根主軸。確定驅(qū)動軸轉速，轉向及位置。用最少的齒輪和中間傳動軸把主軸和傳動軸聯(lián)系起來。設計手柄軸手動調(diào)節(jié)裝配。潤滑油泵安排4.3傳動系統(tǒng)設計計算根據(jù)各軸的中心距確定齒輪齒數(shù)，按照多軸箱設計原始依據(jù)圖安排齒輪位置。齒輪的設計計算齒頂圓直徑：d a=(z+2ha*)*m齒根圓直徑：d f=(z-2ha*-2c*)*m分度圓直徑：d=m*z軸0齒輪：z=21 m =4 d=84軸1齒輪z=21 m=4 d=84z=25 m=3 d=75軸2齒輪z=16 m=3 d=48z=32 m=3 d=96軸3-4齒輪z=32 m=3 d=96軸5-10齒輪z=25 m=3 d=75軸11-22

37、齒輪z=30 m=3 d=90軸23齒輪z=16 m=3 d=484.4套筒與鍵套的選擇3根據(jù)組合機床設計選取適合各軸套筒與鍵套 由液壓與氣動技術朱新才主編教材表3.1常用液壓泵的性能比較選取雙作用葉片泵能滿足設計的需要。計算液壓泵的工作壓力液壓缸的工作壓力P=10Mpa，由液壓與氣動技術朱新才主編教材式9.9得：p b=p+ p式中1P-執(zhí)行元件進油路中的總壓力損失，由于設計的液壓系統(tǒng)比較簡單，故取P=0.5Mpa.即Pb=10+0.5=10.5Mpa計算液壓泵的流量由機械設計手冊單行本液壓傳動，表20-6-3得：液壓缸的流量Q=VxA=0.2x60x31.17=37.404L/min設計的

38、系統(tǒng)由三個相同的液壓缸同步完成，所以Q總=3x37.404=112.212 L/min。由機械設計手冊單行本液壓傳動，表20-5-35得：選用的液壓泵型號為Y2B-C148C. 4.5電機的選擇根據(jù)以上所計算驅(qū)動液壓泵所需的平均功率以及雙作用葉片泵的需要，選擇三相異步電動機，其型號可選Y225M-2，有關數(shù)據(jù)如下： 額定功率45kw 起動電流7A 起動轉矩2.0NM最大轉矩2.2NM滿載時：轉速2970r/min 電流4.9A 功率因數(shù)0.83 4.6油箱的設計油箱的作用是儲油、散發(fā)油的熱量、沉淀油的雜質(zhì)和使油中的氣泡上浮釋出；有時油箱蓋還可以用作油泵裝置和其它液壓元件的底板。按經(jīng)驗公式計算油

39、箱容積：V=（3-5）q=3x14.5=43.5L 我所設計的油箱設有冷卻器，在這種情況下，油箱的長：寬：高為1：1：1到1：2：3。油面達到油箱高度的80%。油箱的長370mm,寬為365mm,高為320mm。4.7濾油器的選擇根據(jù)實際需要可選用線隙式濾油器。特點：結構簡單，過濾效果比網(wǎng)式濾油器好，通油能力強，但不易清洗。根據(jù)流量可選用X u-110100 其有關數(shù)據(jù)如下：流量10 L/min 過濾精度100um 壓力6.3壓力損失0.06MPa4.8溢流閥的選擇 根據(jù)設計需要選擇先導式溢流閥，查機械設計手冊單行本液壓傳動，表20-7-16得7：型號為S-BG-06-V-L-40的先導式溢流閥滿足要