花鍵磨床說明書

1、長春大學(xué)光華學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）專用紙中文摘要組合機床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機床。組合機床一般采用多軸、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。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計和制造周期。為了提高生產(chǎn)效率，滿足加工要求，本課題設(shè)計了連桿螺栓孔鉆擴鉸組合機床。根據(jù)被加工零件確定加工孔的數(shù)量、位置和切削用量，進行組合機床的總體的設(shè)計：擬訂了組合機床的總體方案，應(yīng)用最優(yōu)化方法選擇刀具，接桿，進行中間底座等相關(guān)輔助件的尺寸計算。根據(jù)要加工的孔零件尺寸進行組合機床通用

2、多軸箱的設(shè)計：繪制主軸箱原始依據(jù)圖，確定主軸和齒輪模數(shù)，確定出傳動系統(tǒng)，計算出主軸和傳動軸的坐標(biāo)。通過以上設(shè)計，實現(xiàn)了連桿螺栓孔的加工，較好的達到了設(shè)計要求。 關(guān)鍵詞 組合機床 鉆床 主軸箱英文摘要Combination Machine is based on common components, supported by the workpiece specific shape and design of dedicated processing technology and fixture parts, components for the semi-automatic or automa

3、tic machine. The general composition of multi-axis machine tools, multi-tool,multi-process,multi-faceted or more workers in the processing at the same time, production of high-efficient than GM machine several times to 10 times. As GM has standardized components and series, based on the need for fle

4、xible configuration, can shorten the design and manufacturing cycle. In order to improve production efficiency to meet the processing requirements, this topic was designed link bolt hole drilling machine combination of expansion joints. According to be processed-processing components determine the n

5、umber, location and amount of cutting, a combination of the overall design machine: the machine developed a combination of the overall plan, the choice of optimization tools, then-, intermediate support base, and other related pieces of the size Calculated. According to the processing of the hole co

6、mbination of machine tool parts size of the common multi-axle box design: Drawing Headstock based on the original plans, identify spindle and gear module, identified transmission system, calculate the coordinates of the spindle and drive shaft. Through the above design, to achieve a link bolt hole o

7、f the processing, and better meet the design requirements.keyword Combination Machine riller adstock 目錄中文摘要1英文摘要2目錄3第1章 緒 論51.1、概 述51.2、組合機床的發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢與發(fā)展任務(wù)7第2章 組合機床方案設(shè)計102.1、設(shè)計題目主要技術(shù)參數(shù)及要求102.2、組合機床工藝方案的擬訂102.2.1 確定組合機床工藝方案的基本原則102.2.2 定位基準(zhǔn)和夾壓部件的選擇112.2.3 確定組合機床配置形式及結(jié)構(gòu)方案122.2.4 確定切削用量及選擇刀具132.2.5 確定切削力

8、、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度14第3章 組合機床總體設(shè)計“三圖一卡”設(shè)計183.1、被加工零件工序圖183.1.1 被加工零件工序圖的作用與內(nèi)容183.1.2 繪制被加工零件工序圖的規(guī)定及注意事項183.2、加工示意圖193.2.1 加工示意圖的作用和內(nèi)容193.2.2 相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇203.2.3 繪制加工示意圖223.3、機床聯(lián)系尺寸圖233.3.1 機床聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容233.3.2 選擇相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)233.3.3 繪制機床聯(lián)系尺寸圖253.4、生產(chǎn)率計算卡26第4章 組合機床主軸箱設(shè)計284.1、概 述284.2、主軸箱設(shè)計的原始依據(jù)294.3、主軸、齒輪的確定及動力計算

9、294.4、主軸箱傳動設(shè)計304.4.1傳動系統(tǒng)設(shè)計的一般要求314.4.2主軸箱傳動路線路圖324.5 擬定主軸箱傳動系統(tǒng)324.5.1 鉆孔主軸箱傳動系統(tǒng)324.5.2 擴孔主軸箱傳動系統(tǒng)344.5.3 鉸孔主軸箱傳動系統(tǒng)364.6、主軸箱總圖設(shè)計38第5章 組合機床控制系統(tǒng)設(shè)計39總結(jié)41致謝42參考文案43第1章 緒 論1.1、概 述合機床是以系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件對一種或多種工件按預(yù)先確定的工序進行切削加工的機床。兼有萬能機床和專用機床的優(yōu)點。通用零部件通常占整個機床零部件的 70 90，只需要根據(jù)被加工零件的形狀及工藝改變極少量的專用部件就可以部分或全部進

10、行改裝，從而組成適應(yīng)新的加工要求的設(shè)備。由于在組合機床上可以同時從幾上方向采用多把刀具對一個或數(shù)個工件進行加工，所以可減少物料的搬運和占地面積，實現(xiàn)工序集中，改善勞動條件，提高生產(chǎn)效率和降低成本。組合機床廣泛應(yīng)用于需大批量生產(chǎn)的零部件，如汽車等行業(yè)中的箱體等。另外在中小批量生產(chǎn)中也可應(yīng)用成組技術(shù)將結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件歸并在一起，以便集中在組合機床上進行加工。組合機床是一種專用高效自動化技術(shù)裝備，目前，由于它仍是大批量機械產(chǎn)品實現(xiàn)高效、高質(zhì)量和經(jīng)濟性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備，因而被廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機、內(nèi)燃機和壓縮機等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。其中，特別是汽車工業(yè)，是組合機床和自動線最大的用戶。如德國大眾汽車廠

11、發(fā)動機工廠，90年代初所采用的金屬切削機床主要是自動線(60%)、組合機床(20%)和加工中心(20%)。顯然，在大批量生產(chǎn)的機械工業(yè)部門，大量采用的設(shè)備是組合機床和自動線。因此，組合機床及其自動線的技術(shù)性能和綜合自動化水平，在很大程度上決定了這些工業(yè)部品的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織的結(jié)構(gòu)，也在很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。組合機床一般采用多軸、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。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計和制造周期。因此，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(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)

12、線。組合機床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)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使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進給運動，也可實現(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。最早的組合機床于1911年在美國制成，用于加工汽車零件。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(biāo)準(zhǔn)化的原則。1973年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）公布了第一批組合機床通用部件標(biāo)準(zhǔn)。1975年，中國第一機械工業(yè)部頒布了中國的第一批組合

13、機床通用部件標(biāo)準(zhǔn)。組合機床的通用部件按功能分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件5類。動力部件為機床提供主運動和進給運動，主要有動力箱（將電動機的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給主軸箱）、切削頭（裝在各個主軸上，用于各單一工序的加工）、動力滑臺（用于安裝動力箱或切削頭，以實現(xiàn)進給運動）；支承部件用以安裝動力滑臺，包括各種底座和支架；輸運部件用以輸送工件或主軸箱至加工工位；控制部件用以控制機床的自動工作循環(huán)；輔助部件包括潤滑、冷卻和排屑裝置等。根據(jù)配置型式，組合機床可分為單工位和多工位兩大類。其中單工位組合機床按被加工面的數(shù)量又有單面、雙面、三面和四面4種，通常只能對各個加工部位同時進行一次加工；多

14、工位組合機床則有回轉(zhuǎn)工作臺式、往復(fù)工作臺式、中長立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式4種，能對加工部位進行多次加工。在組合機床這類專用機床中，回轉(zhuǎn)式多工位組合機床占有很重要的地位。因為這類機床可以把工件的許多加工工序分配到多個加工工位上，并同時能從多個方向?qū)ぜ膸讉€面進行加工，此外，還可以通過轉(zhuǎn)位夾具實現(xiàn)工件的五面加工或全部加工，因而具有很高的自動化程度和生產(chǎn)效率，被汽車、摩托車和壓縮機等工業(yè)部門所采用。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料，德國在19901992年期間，回轉(zhuǎn)式多工位組合機床和自動線的產(chǎn)量約各占組合機床總數(shù)的50%左右。二十世紀70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術(shù)的發(fā)展，組合

15、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O.03O.02微米。組合機床與通用機床及其他專用機床比較，具有以下特點：（1）設(shè)計、制造周期短，成本低。因通用零、部件占70 90，通用件可組織專業(yè)化批量生產(chǎn)或外購。（2）生產(chǎn)率高。因為工序集中，可多刀、多工位、多軸同時自動加工。（3）自動化程度高，勞動強度低。（4）組合機床的通用部件是經(jīng)過周密設(shè)計和長期生產(chǎn)實踐考驗的，又有專門廠家成批制造，因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便。（5）在組合機床上加工零件時，由于采用專用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置等，加工

16、質(zhì)量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術(shù)水平要求不高。（6）當(dāng)產(chǎn)品或工藝變化時，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件可以重復(fù)利用，不必另行設(shè)計和制造。（7）組合機床易于連成組合機床自動線，以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。 1.2、組合機床的發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢與發(fā)展任務(wù)我國傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件（近年研制的組合機床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。組合機床的分類繁多，有大型組合機床和小型組合機床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合

17、式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合機床等。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。隨著技術(shù)的不斷進步，一種新型的組合機床柔性組合機床越來越受到人們的青睞，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)動系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機床。另外，近年來組合機床加工中心、數(shù)控組合機床、機床輔機（清洗機、裝配機、綜合測量機、試驗機、輸送線）等在組合機床行業(yè)中所占份額也越來越大。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(jié)構(gòu)、縮短生

18、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。雖然近兩年組合機床技術(shù)發(fā)展勢頭良好，但同時也存在著一些問題，主要原因是傳統(tǒng)的組合機床產(chǎn)品不能滿足用戶柔性化、高精度、短周期的市場需求，同時組合機床行業(yè)一些企業(yè)存在現(xiàn)代化管理水平低、人才流失嚴重、科研成果不能迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力等缺陷。針對這些問題，應(yīng)著重從以下一些方面入手解決。首先，提高現(xiàn)代化管理水平。中國加入WTO后，迫切要求企業(yè)提高現(xiàn)代化管理水平，進一步深化企業(yè)內(nèi)部改革，建立健全適應(yīng)市場經(jīng)濟的運行機制，“建立企業(yè)的科學(xué)的管理體制，做到集權(quán)有道、分權(quán)有序、授權(quán)有章、用權(quán)有度的責(zé)權(quán)利內(nèi)在統(tǒng)一的有機結(jié)合，是

19、提高企業(yè)控制力所必須的。”要徹底改變落后的體制，必須樹立全球化經(jīng)營理念，提高國際市場競爭能力，建立市場快速反應(yīng)機制，以適應(yīng)日趨發(fā)展的市場需求。其次，亟待提高企業(yè)創(chuàng)新能力。企業(yè)的生存，關(guān)鍵在于產(chǎn)品的生命力。已步入電子時代的今天，傳統(tǒng)的組合機床已經(jīng)不能適應(yīng)高速發(fā)展的國內(nèi)外市場需要，這就要求企業(yè)必須適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，建立技術(shù)創(chuàng)新體系，推進企業(yè)的技術(shù)進步，加速向柔性化、數(shù)控化、高精度、短周期方向發(fā)展，提高組合機床適用范圍和市場覆蓋面；同時實施名牌戰(zhàn)略，爭創(chuàng)世界品牌, 加速我國組合機床的發(fā)展進程，使我國組合機床行業(yè)企業(yè)在世界制造領(lǐng)域里立于不敗之地。另外，企業(yè)發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新和管理水平的提高都需要高技

20、術(shù)人才。在全球化經(jīng)濟格局不斷明朗的今天，人才爭奪戰(zhàn)已滲透到各個領(lǐng)域，組合機床行業(yè)應(yīng)適時把握國際大環(huán)境，廣招高技術(shù)人才、高技能工人。現(xiàn)在企業(yè)尤其缺少高技能工人，專家指出，目前我國企業(yè)產(chǎn)品平均合格率僅為7成，不良產(chǎn)品每年損失近27000億元，而其中50%以上系由工人技能不高所致。因此，建立強大的技術(shù)生力軍，不斷更新知識，更新觀念，依靠優(yōu)秀的高技術(shù)人才、高技能工人，加快企業(yè)信息化建設(shè)，是企業(yè)發(fā)展的必由之路?？傊?，組合機床行業(yè)企業(yè)一要開展科技攻關(guān)，攻克當(dāng)前行業(yè)企業(yè)技術(shù)發(fā)展上的難題，二要加強與國外的合資合作，利用和學(xué)習(xí)國外的先進技術(shù)，提高企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平和技術(shù)水平，三要通過對引進技術(shù)的消化吸收進行再

21、創(chuàng)新，發(fā)展自己的產(chǎn)品。通過我們的努力，為把我國建成真正的現(xiàn)代化制造強國提供強有力的技術(shù)支持。第2章 組合機床方案設(shè)計2.1、設(shè)計題目主要技術(shù)參數(shù)及要求1加工連桿上兩個螺栓孔，孔徑，粗糙度Ra6.3m。2工件材料：55鋼，硬度為HBS226271。3生產(chǎn)綱領(lǐng)：年產(chǎn)量25萬件，兩班制生產(chǎn)。2.2、組合機床工藝方案的擬訂工藝方案的擬訂是組合機床設(shè)計的關(guān)鍵一步。因為工藝方案在很大程度上決定了組合機床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能，因此，應(yīng)根據(jù)工件的加工要求和特點，按一定的原則，結(jié)合組合機床常用工藝方法，充分考慮各種影響因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析后擬訂出先進、合理、經(jīng)濟、可靠的工藝方案。2.2.1 確定組合機床工藝方

22、案的基本原則1. 粗、精加工分開原則粗加工時切削力大，切削產(chǎn)生的熱變形大，夾緊力大，這些都會引起工件產(chǎn)生較大變形以及切削振動，從而對精加工工序產(chǎn)生不利影響，影響加工尺寸精度和表面粗糙度。因此，在擬定工藝方案時，應(yīng)選擇粗、精加工工序分開的原則。2. 工序集中原則組合機床正是基于這一原則發(fā)展起來的，即運用多刀（相同或不同刀具）集中在一臺機床上完成一個或幾個工件的不同表面的復(fù)雜工藝過程，從而有效地提高生產(chǎn)率。適當(dāng)提高工序集中程度，可以減少機床臺數(shù)、占地面積和節(jié)省人力，取得更好的效益。但是，如果工序過于集中，會使機床結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，增加機床設(shè)計和制造難度，甚至影響機床使用性能，反而降低機床的生產(chǎn)效率。因此

23、，必須綜合考慮多方面因素，合理確定工序集中程度?？紤]的一般原則如下：（1）適當(dāng)考慮相同類型工序的集中。在條件許可的情況下，把相同工序集中在一臺機床或同一工位上加工，能簡化工作循環(huán)和工裝結(jié)構(gòu)。（2）有相同位置精度要求的工序應(yīng)集中加工。鑒于被加工零件的加工要求，并依據(jù)零件的工藝要求和需要達到的技術(shù)指標(biāo)，并保證其加工精度和尺寸的大小以及相應(yīng)的表面粗糙度，確定采用臥式組合機床，分三個工位對零件進行加工，這樣即保證了加工的工藝性要求，又在一定的程度上提高勞動強度以及提高生產(chǎn)效率。根據(jù)以上這些原則，最終確定在一臺組合機床上，通過鉆擴鉸三道加工工序，完成連桿螺栓孔的加工。2.2.2 定位基準(zhǔn)和夾壓部件的選擇

24、組合機床一般為工序集中的多刀加工，不但切削負荷大，而且工件受力方向變化大。因此，正確選擇定位基準(zhǔn)和夾緊部位是保證加工精度的重要條件。1. 零件定位基準(zhǔn)的選擇選擇定位基準(zhǔn)的原則：（1）基準(zhǔn)重合原則。應(yīng)盡量選擇零件的設(shè)計基準(zhǔn)作為組合機床加工的定位基準(zhǔn)，這樣可以減少基準(zhǔn)不符產(chǎn)生的定位誤差，保證加工精度。（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。即在各臺機床上采取共同的定位基準(zhǔn)來加工零件不同表面上的孔或?qū)ν槐砻嫔系目淄瓿刹煌墓ば颉＿@樣對工序較多的箱體類零件尤為重要。（3）選擇定位基準(zhǔn)應(yīng)確保工件穩(wěn)定定位。盡量采用已加工的較大平面作為定位基準(zhǔn)，這對于精加工尤為必要。當(dāng)被加工零件不具備理想的定位基準(zhǔn)（如定位面小而切削力大）時

25、，或者工件剛性不足時，為防止加工時工件變形，振動而影響加工精度，可以在機床上設(shè)置輔助支撐，以增加定位穩(wěn)定性和承受較大的切削力。本次加工連桿螺紋孔，分析零件結(jié)構(gòu)，選擇連桿下表面作為一個定位基準(zhǔn)限制三個自由度，選擇小端孔作為一個定位基準(zhǔn)可以用定位銷限制另外兩個自由度，最后選擇連桿的一個側(cè)面作為一個定位基準(zhǔn)限制最后一個自由度，至此，零件的六個自由度都被限制，達到完全定位，從而滿足了加工的要求。2夾壓點位置的選擇在選擇定位基面的同時，要相應(yīng)決定夾壓位置，此時應(yīng)注意以下幾個問題：（1）確保零件夾壓后定位穩(wěn)定。為使工件在加工過程中不產(chǎn)生振動和位移，夾壓力要足夠，夾壓點布置應(yīng)使夾壓合力落在定位平面內(nèi)，力求接

26、近定位平面的中心。（2）盡量減少和避免工件夾緊后的變形，消除其對加工精度的不利影響。為此，應(yīng)避免把夾壓點放在工件加工孔的上方和容易引起變形之處。例如，加工剛性差的零件，應(yīng)適當(dāng)增加輔助支承或采用多點夾壓方法，以使夾壓力分布均勻，減少夾壓變形，提高加工精度?？紤]到所加工零件的特點，本次設(shè)計選擇連桿上表面靠近大端處作為夾壓點,由于本機床所加工的連桿螺栓孔需要連桿體和連桿蓋配對加工，所以分別在連桿體和連桿蓋各安排一個夾壓點，夾壓力的方向向下,保證工件與定位面保持接觸，使定位可靠。本設(shè)計定位基準(zhǔn)和夾壓點的具體位置如圖2.1所示。圖 2.1 定位、夾緊位置示意圖2.2.3 確定組合機床配置形式及結(jié)構(gòu)方案根

27、據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點、工藝要求、生產(chǎn)率要求及工藝方案等，可大體確定采用哪種基本配置的機床，滿足同樣要求，可有多種配置方案。配置方案不同，對機床的復(fù)雜程度、通用化程度、結(jié)構(gòu)工藝性、加工精度、機床重新調(diào)整的可能性以及經(jīng)濟性等都有不同的影響。因此，確定機床配置形式和結(jié)構(gòu)方案對加工精度有影響。本設(shè)計決定采用臥式組合機床，用回轉(zhuǎn)工作臺在三個工位上分別進行鉆擴鉸加工，回轉(zhuǎn)工作臺上另設(shè)一個工位用于裝卸零件。這樣的配置形式有利于降低機床的復(fù)雜程度，提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量。2.2.4 確定切削用量及選擇刀具在組合機床工藝方案確定過程中，工藝方法和關(guān)鍵工序的切削用量選擇十分重要。切削用量選擇是否合理，對組合機床的

28、加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機床的結(jié)構(gòu)型式及工作可靠性均有較大的影響。1. 確定工序間余量為使加工過程順利進行并可靠地保證加工質(zhì)量，必須合理確定工序間余量。本工序所加工的孔最終尺寸為12.22，查組合機床設(shè)計表3-7，選取鉸孔的加工余量為0.15mm，擴孔加工余量為1.5mm，. 則鉆孔直徑為10.57mm。2切削用量的選擇目前組合機床切削用量的選擇常用查表法，參照生產(chǎn)現(xiàn)場同類工藝，經(jīng)必要的工藝試驗確定切削用量。組合機床切削用量選擇時應(yīng)注意以下問題。（1）盡量做到合理使用所有刀具，充分發(fā)揮其性能。（2）負荷刀具切削用量選擇應(yīng)考慮刀具的使用壽命。（3）多軸鏜孔主軸刀頭均需定向快速進退時，各鏜軸

29、轉(zhuǎn)速應(yīng)相等或成整數(shù)倍（4）選擇切削用量時要注意既要保證生產(chǎn)批量要求，又要保證刀具一定的耐用度要求。（5）切削用量選擇應(yīng)有利于主軸箱設(shè)計。（6）確定切削用量時，還必須考慮所選動力滑臺的性能。根據(jù)以上這些原則，選擇本次設(shè)計組合機床的切削用量。工件連桿的毛坯材料為55鋼，硬度為HBS260，。選擇用高速鋼刀具進行鉆孔擴孔及鉸孔加工。查組合機床設(shè)計表3-9、3-10及3-11知：用高速鋼鉆頭鉆612mm孔時，切削速度v1825m/min，進給速度f=0.100.20mm/r用高速鋼擴孔鉆擴1015mm孔時，切削速度v1220m/min，進給速度f=0.120.20mm/r用高速鋼鉸刀鉸1015mm孔時

30、，切削速度v1.25.0m/min進給速度f=0.400.50mm/r選取鉆孔時v18m/min，進給速度=0.20mm/r； 擴孔時v18m/min，進給速度=0.15mm/r； 鉸孔時v5m/min，進給速度=0.50mm/r。計算各工序切削用量下的各軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)公式 (2.1)得 (2.2)由此得 鉆孔時主軸轉(zhuǎn)速543r/min 擴孔時主軸轉(zhuǎn)速475r/min 鉸孔時主軸轉(zhuǎn)速131 r/min3選擇刀具結(jié)構(gòu)根據(jù)工藝要求及加工精度不同，組合機床采用的刀具有：一般簡單刀具（標(biāo)準(zhǔn)刀具）、復(fù)合刀具及特種刀具。只要條件允許，為使工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，刃磨容易，應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具（如標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆、擴空鉆

31、、鉸刀等）和簡單刀具。由于本設(shè)計所要完成的鉆擴鉸加工都較簡單，沒有必要采用復(fù)合刀具，所以決定采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，分別選用10.57錐柄麻花鉆，12.07錐柄擴孔鉆，12.22錐柄絞刀。2.2.5 確定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度查組合機床設(shè)計表3-15知高速鋼刀具鉆孔時切削扭矩、切削功率、切削力、刀具耐用度的計算公式如下： (2.3) (2.4) (2.5) (2.6)公式中： t刀具耐用度（分） 抗拉強度（MPa） T切削轉(zhuǎn)矩（Nmm）；D加工直徑（mm）；f進給量（mmr）；P切削功率（kW）；V切削速度（mmin）；帶入數(shù)據(jù)得，鉆孔時，=14386.16N用高速鋼刀具擴孔時的切削扭矩

32、、切削功率、切削力和刀具耐用度的計算公式如下： (2.7) (2.8) (2.9) (2.10)其中：切削深度（mm）帶入數(shù)據(jù)得，擴孔時，1261.32手冊上并沒有給出鉸孔的相關(guān)計算公式，但是鉸孔作為精加工的加工方式，其切削力、切削扭矩和切削功率與鉆擴相比都要小的多，所以可以用擴孔的相關(guān)參數(shù)類比，這樣完全可以滿足加工要求。第3章 組合機床總體設(shè)計“三圖一卡”設(shè)計組合機床總體就是針對具體零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進行組合機床總體方案圖樣文件設(shè)計。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖和編制生產(chǎn)率計算卡等。3.1、被加工零件工序圖3.1.1 被加工零件工序圖的作用

33、與內(nèi)容被加工工件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示在所設(shè)計的組合機床上完成的工藝內(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)、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度以及本機床加工前的加工余量、毛胚或半成品情況的圖樣。它不能以用戶提供的產(chǎn)品圖紙代替。而須在原零件圖的基礎(chǔ)上，突出本機床或自動線的加工內(nèi)容，加上必要的說明而繪制的，圖上應(yīng)表示出：（1）被加工零件和主要輪廓尺寸以及與本工序機床設(shè)計有關(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，應(yīng)將設(shè)置中間導(dǎo)向臨近的工件內(nèi)部肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸表示清楚，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否干涉。（2）本工序所選用的定位標(biāo)準(zhǔn)、夾壓部位及

34、夾緊方向。以便借此進行夾具的支撐、定位、夾緊和導(dǎo)向等機構(gòu)的設(shè)計。（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)要求以及對上道工序的技術(shù)要求。（4）注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位余量。3.1.2 繪制被加工零件工序圖的規(guī)定及注意事項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清晰明了，突出本工序內(nèi)容，繪制工序圖時規(guī)定：（1）應(yīng)按一定的比例繪制足夠的視圖以及剖面（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)標(biāo)注，而不采用極坐標(biāo)系。2繪制被加工零件工序圖的注意事項（1）本工序加工部位的位置應(yīng)與定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系。當(dāng)本工序定位

35、基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不符時，必須對加工部位的位置精度進行分析和換算，并把不對稱公差換算成對稱公差。（2）對工件毛坯應(yīng)有要求，對孔的加工余量要認真分析。（3）本工序有特殊要求時必須注明。如圖3.1所示，是本次設(shè)計的被加工零件工序圖。圖 3.1 連桿螺栓孔加工工序圖3.2、加工示意圖3.2.1 加工示意圖的作用和內(nèi)容加工示意圖是在工藝方案和機床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的，是表達工藝方案具體內(nèi)容的機床工藝方案圖。它是設(shè)計刀具、輔具、夾具、主軸箱、液壓電氣系統(tǒng)以及選擇通用部件的原始依據(jù)，也是整臺組合機床布局和性能的原始要求，同時還是調(diào)整機床、刀具及試車所必需的重要技術(shù)文件。其表達的內(nèi)容為：（1）反映機床

36、的加工方法、加工條件和加工過程。（2）確定刀具類型數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸，包括鏜削加工時決定鏜桿長度和直徑。（3）決定主軸的結(jié)構(gòu)類型、規(guī)格尺寸以及外伸長度。（4）選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計專用的接桿、浮動夾頭、導(dǎo)向裝置、攻絲靠模裝置刀、桿托架等，并決定他們的結(jié)構(gòu)、尺寸和參數(shù)。（5）標(biāo)明主軸、接桿、夾具和工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。（6）合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量。（7）決定機床動力部件的工作行程及工作循環(huán)。加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細實線繪出工件加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開圖（加工表面用粗實線畫）。在主軸上標(biāo)注軸號（與工件孔號相對應(yīng)）。一般情況下，在加工示意圖上，主軸分布可不按真是距離繪制。主軸應(yīng)從

37、主軸箱端面畫起，刀具畫加工終了位置標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)只畫外輪廓，并須加注規(guī)格代號。對一些專用結(jié)構(gòu)，為顯示其結(jié)構(gòu)而必須剖視，并標(biāo)注尺寸、精度及配合。3.2.2 相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇1導(dǎo)向結(jié)構(gòu)選擇組合機床加工孔時，除采用剛性主軸加工方案外，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證。因此，正確選擇導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和確定導(dǎo)向類型、參數(shù)、精度等是設(shè)計組合機床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時必須解決的問題。導(dǎo)向通常分為兩類：一類是刀具導(dǎo)向部分與夾具導(dǎo)套之間既有相對移動又有相對轉(zhuǎn)動的第一類導(dǎo)向或稱固定式導(dǎo)向；另一類是刀具導(dǎo)向部分與夾具之間只有相對移動而無相對轉(zhuǎn)動的第二類導(dǎo)向，或稱旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向。第一類導(dǎo)向的允許線速度v

38、20m/min，第二類導(dǎo)向的允許線速度v20m/min。因為本次鉆孔和擴孔的線速度為18m/min，鉸孔的線速度為5m/min，符合第一類導(dǎo)向的要求，所以選擇第一類導(dǎo)向。2確定導(dǎo)向數(shù)量，選擇導(dǎo)向參數(shù)導(dǎo)向數(shù)量應(yīng)根據(jù)工件形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、刀具剛性、加工精度及具體加工情況決定。導(dǎo)向的主要參數(shù)包括：導(dǎo)套的直徑及公差配合，導(dǎo)套長度、導(dǎo)套離工件端面的距離等。查組合機床設(shè)計手冊確定導(dǎo)向的參數(shù)如圖3.2所示。圖 3.2 導(dǎo)向示意圖3確定主軸類型、尺寸、外伸長度和接桿類型主軸軸徑尺寸規(guī)格根據(jù)選定的切削用量計算出切削扭矩T，查表初定主軸直徑，并考慮便于生產(chǎn)管理，適當(dāng)簡化規(guī)格。由前面計算可知，本設(shè)計中扭矩為T=46.

39、9Nm，查表3-17初定主軸直徑為30mm。根據(jù)主軸軸徑查表3-20選定主軸外伸部分直徑為50mm /36mm，外伸長度為115mm。具體規(guī)格見圖3.4。除剛性主軸外，組合機床主軸與刀具間常用接桿連接。查組合機床設(shè)計表3-23，選擇13LT063541型接桿。4確定動力部件工作循環(huán)及行程動力部件的工作循環(huán)是指加工時動力部件從原始位置開始運動到加工終了位置，又返回到原始位置的動作過程。一般包括快速引進，工作進給和快速退回等動作。工作進給行程長度應(yīng)等于加工部位長度與刀具切入長度和切出長度之和，即L工L1 + L + L2 (3.1)則可得，鉆孔時，L工8+52+10.57/3+670mm 擴孔時，

40、L工6+52+1270mm 鉸孔時，L工8+52+1070mm快速引進行程長度取為100mm。另外，考慮到因刀具磨損或補償制造、安裝誤差，動力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離，確定前備量為30mm；考慮到刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出時動力部件需后退的距離，確定后備量為430mm。因此動力部件的總行程為L總L工 L快 + L前 + L后70+100+30+430630mm (3.2)圖 3.3 工作循環(huán)及行程3.2.3 繪制加工示意圖由所得到的以上這些參數(shù)，可以繪制出加工示意圖，如圖3.4分別表示的是鉆擴鉸三個工位的加工示意圖。圖 3.4 加工示意圖3.3、機床聯(lián)系尺寸圖3.3.1 機床聯(lián)

41、系尺寸圖的作用和內(nèi)容組合機床聯(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)，并被初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。它可以看成是機床總體外觀簡圖。由于其輪廓尺寸、占地面積、操作方式等可以檢驗是否適應(yīng)用戶現(xiàn)場使用環(huán)境，組合機床聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡化的機床總圖，其表示的內(nèi)容如下：（1）表明機床的配置和總布局。以適當(dāng)數(shù)量的視圖，表明機床的基本形式及操作位置等。（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、運動部件的運動極限位置及各滑臺工作循環(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)格代號和電動機的型號、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機床分

42、組編號及組件名稱，全部組件應(yīng)包括機床全部通用及專用零部件。（4）標(biāo)明機床驗收標(biāo)準(zhǔn)及安裝規(guī)程。3.3.2 選擇相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)1選擇動力部件組合機床的動力部件包括用以實現(xiàn)刀具主軸旋轉(zhuǎn)主運動的動力箱和實現(xiàn)進給運動的動力滑臺。動力箱規(guī)格要與動力滑臺匹配，其驅(qū)動功率主要依據(jù)主軸箱所需傳遞的切削功率來選用?？砂聪旅娴墓竭M行估算：P主軸箱P切削/ (3.3)式中 P切削消耗于各主軸的切削功率的總和，單位為kW主軸箱的傳動效率，加工黑色金屬時取0.80.9，加工有色金屬時取0.70.8，主軸數(shù)多、傳動復(fù)雜取小值，反之取大值。由以上計算知，鉆孔時的切削功率為2.6kW，則鉆削時主軸切削功率的總和P切削22.65

43、.2kWP主軸箱5.2/0.885.9kW切削總的進給力P總214.3kW28.6kW根據(jù)總功率和總切削力以及所需的最小進給速度工作行程，并結(jié)合多軸向輪廓尺寸查組合機床設(shè)計簡明手冊表5-1、表5-39選擇1TD40型動力箱，Y132M-4型電動機，功率7.5kW，電動機轉(zhuǎn)速1440r/min，動力箱輸出軸轉(zhuǎn)速720r/min，選擇1HY50型液壓滑臺，最大進給力3.2kN，由選定的滑臺進而確定側(cè)底座，查表選取為 1CC501。2確定機床裝料高度H裝料高度一般是指機床上工件的安裝基面至地面的垂直距離。在確定機床裝料高度時，首先要考慮工人操作的方便性，其次要考慮機床內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸的限制和剛度要求，考

44、慮上述剛度、結(jié)構(gòu)功率和使用要求等因素，新頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為1060mm，與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO一致，實際設(shè)計時常在850mm1060mm之間選取。本設(shè)計中機床裝料高度選為950mm。3確定夾具輪廓尺寸夾具實用于定位和夾緊工件的，所以工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據(jù)。在加工示意圖中對工件和鉆模板間的距離，以及道套的尺寸，都有了規(guī)定。所以確定夾具長度尺寸時，主要在于合理地選取鉆模厚度。在指導(dǎo)工件的總體輪廓尺寸后就可以確定夾具的大體輪廓，對于夾具體高度的確定影視夾具大小來定，既要保證其足夠的剛性，又要考慮工件的裝料高度。選定鉆模的厚度為32mm。4確定中間底座尺寸中間底座的輪廓尺寸在長、

45、寬方向應(yīng)滿足夾具的安裝需要。它在加工方向的尺寸，實際已由加工示意圖所確定，圖中已規(guī)定了機床在加工終了時工件端面至主軸箱端面的距離。再由相關(guān)的結(jié)構(gòu)尺寸就可以確定中間底座的尺寸。本設(shè)計中間底座長為1220mm，高為560mm。5確定主軸箱輪廓尺寸通用鉆、鏜類主軸箱的厚度是一定的，臥式為325mm，立式為340mm。因此，確定主軸箱尺寸主要是確定主軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度h1?？砂聪率接嬎悖築 = b + 2b1 (3.4)H = h + h1 + b1 (3.5)h1 = h2 + H (0.5 + h3 + h4 ) (3.6)式中 b工件在寬度方向上相距最遠的兩孔距離，單位為mm；

46、b1最邊緣主軸中心至箱體外壁距離，單位為mm； h工件在高度方向相距最遠的兩孔距離，單位為mm； h2工件最低孔位置，單位為mm； h3滑臺總高，單位為mm； h4側(cè)底座高度，單位為mm。代入數(shù)據(jù)計算得：B = 81+ 2150381h132.59500.5200560222H222100322根據(jù)系列標(biāo)準(zhǔn)選定主軸箱輪廓尺寸為400mm320mm325mm。3.3.3 繪制機床聯(lián)系尺寸圖聯(lián)系尺寸圖的畫法和步驟:（1）畫主視圖 主軸圖的圖形布置應(yīng)與實際機床工作位置一致,并應(yīng)選擇適當(dāng)比例,本設(shè)計選1：5.5。（2）畫左視圖 重點底座輪廓尺寸的決定比較靈活，既要照顧到與其他部件間聯(lián)系尺寸的合理性,又

47、要盡量使機床布局勻稱,接生材料。（3）聯(lián)系尺寸圖應(yīng)注明的狀態(tài)和尺寸：1）完整、恰當(dāng)?shù)貥?biāo)注機床各主要組成部件的輪廓尺寸及相聯(lián)系尺寸,應(yīng)使機床在長、寬、高三個方向的尺寸鏈封閉。2）應(yīng)表示清楚運動部件的原位、終點狀態(tài)及運動過程情況(可用循環(huán)圖表示)，以確定機床最大輪廓尺寸。3）應(yīng)注明工件、夾具、動力部件、中間底座、對稱中心線的位置關(guān)系。4）應(yīng)注明電動機的型號、功率、轉(zhuǎn)速及所選標(biāo)準(zhǔn)通用部件的型號規(guī)格和其主要輪廓尺寸,并對組成機床的所有部件分組編號,作為部件設(shè)計的原始依據(jù)。在機床各組成部件的設(shè)計完成之后,以聯(lián)系尺寸圖為基礎(chǔ)進行細化、填加必要的電氣、液壓控制裝置、潤滑、冷卻、排屑裝置等.并加注技術(shù)要求等文

48、字說明,使成為機床總圖。3.4、生產(chǎn)率計算卡根據(jù)選定的機床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快速及工進速度等,就可以計算機床的生產(chǎn)率并繪制生產(chǎn)率計算卡。用以反映機床的加工過程。完成每一個動作所需的時間，切削用量、機床生產(chǎn)率及機床負荷率等。1理想生產(chǎn)率Q指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A（包括備品及廢品率在內(nèi)）所要求的機床生產(chǎn)率，它與全年工時總數(shù)K有關(guān)。單班制K取2350小時，兩班制K取4600小時。（件/小時） (3.7)對本設(shè)計=43.5件/小時2實際生產(chǎn)率Q1指所設(shè)計機床每小時可以生產(chǎn)的零件數(shù)量，即（件/小時） (3.8)式中 T單生產(chǎn)一個零件所需的時間（分），它可根據(jù)下式計算： (3.9

49、)式中 L1、L2分別為刀具第、第工作進給行程長度（mm）分別為刀具第、第工作進給量（mm/min）t停當(dāng)加工沉孔、倒角等時，動力滑臺在死擋鐵上的時間，通常指在加工終了時無進給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)510轉(zhuǎn)所需時間（分）。分別為動件快進、快退行程長度（mm）；-動力部件快速行程速度，本設(shè)計液壓動力取3-10m/min；一次工位轉(zhuǎn)換的時間，一般為0.1分；一般取0.51.5分。鉆孔時，min擴孔時，min鉸孔時， min因為加工過程中這三個工步同時進行，所以實際生產(chǎn)率取決于工時最長的工步，則（件/小時）負荷率 （3.10）表31 組合機床生產(chǎn)率計算卡零件圖號毛坯種類鍛件零件名稱連桿毛坯重量8kg材料55鋼硬

50、度HBS260工序名稱鉆擴鉸螺栓孔工序號序號工步名稱被加工零件數(shù)加工直徑加工長度工作行程切削速度每分鐘轉(zhuǎn)速每轉(zhuǎn)進給量每分進給量工時（min）機動時間輔助時間共計1鉆孔110.575270185430.21080.750.170.922擴孔112.075270184750.15710.990.171.163鉸孔112.22527051310.565.51.060.171.23備注單件總工時1.060.171.23機床實際生產(chǎn)率48.8機床理想生產(chǎn)率43.5負荷率0.89第4章 組合機床主軸箱設(shè)計4.1、概 述主軸箱是組合機床的重要組成部件。它是選用通用零件，按專用要求進行設(shè)計的，在組合機床設(shè)計過

51、程中，是工作量較大的部件之一。主軸箱的用途：主軸箱用于布置機床工作主軸及其傳動零件和相應(yīng)的附加機構(gòu)的，它通過按一定速比排部傳動齒輪，把動力部件動力頭、動力箱、電動機等，傳遞給各工作主軸，使之獲得所要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。主軸箱的通用零件包括：（1）通用箱體，鑄鐵的通用主軸箱體材料為HT20-40,前蓋和后蓋材料均HT15-33。根據(jù)主軸與傳動軸的設(shè)計要求選用主軸箱體的厚度選用180mm，后蓋的厚度為90mm。（2）通用主軸和傳動軸 通用主軸按其用途不同，分鉆削類主軸和攻絲主軸兩大類。（3）通用齒輪 主軸箱用的通用齒輪，有傳動齒輪、動力箱齒輪和電動機齒輪三種。三種齒輪的材料均為45號鋼，齒輪進行高頻淬

52、火。本設(shè)計選用：箱體：尺寸為400320325，材料為HT200；前蓋：尺寸為40032055，材料為HT150；后蓋：尺寸為40032090，材料為HT150；主軸：球軸承主軸，型號為： 1T0722-41； 圓錐滾子軸承主軸，型號為：1T0721-41；傳動軸：圓錐滾子軸承傳動軸，型號為： 1T0731-41；齒輪：型號為：1T0741-42；軸套：型號為： 1T0721-51；葉片油泵：R12-1A；分油器：型號為：ZIR31-2；注油杯：型號為：ZIR75-8-91；排油塞：型號為：ZIS85-2；通用油盤：型號為：ZIG65-4；防油套：型號為： 1T0721-83；動力箱齒輪：型號為： 1T0