托輥管體止口鏜削組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)

1、目 錄摘 要 1引言 21 組合概述及其機(jī)床發(fā)展 31.1 組合機(jī)床概述 3組合機(jī)床所能達(dá)到的加工精度 41.2 組合機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 4行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化 4組合機(jī)床行業(yè)的發(fā)展思考 4組合機(jī)床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 52 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 82.1 托輥管體毛坯的選擇 82.2 組合機(jī)床配置設(shè)計(jì) 8制定工藝方案 8確定機(jī)床的配制形式和結(jié)構(gòu)方案 10組合機(jī)床切削用量的選擇 112.3 三圖一卡的編制 12被加工零件工序圖 12加工示意圖 13機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 18生產(chǎn)率計(jì)算卡 253 多軸箱的設(shè)計(jì) 283.1 多軸箱的基本結(jié)構(gòu)及表達(dá)方法 283.2 通用箱體 283.3 多軸箱的設(shè)計(jì) 30 3

2、0 30 31 38 39 41參考文獻(xiàn) 43ABSTRACT: 44總 結(jié) 45致 謝 46英文翻譯 I托輥管體止口鏜削組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)摘 要托輥生產(chǎn)是大批量生產(chǎn)。為了提高加工精度和生產(chǎn)效率，需要設(shè)計(jì)一臺組合機(jī)床來改善托輥管體的加工情況。本課題設(shè)計(jì)的是托輥雙面鏜削組合機(jī)床。用于加工托輥管體兩端的止口。該機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是總體設(shè)計(jì)和部件設(shè)計(jì)兩部分。總體設(shè)計(jì)包括機(jī)床配置型式的確定、結(jié)構(gòu)方案的選擇以及“三圖一卡”的繪制。部件設(shè)計(jì)包括確定主軸和齒輪、完成動(dòng)力計(jì)算、設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)。該組合機(jī)床采用臥式單工位兩面加工的方案，加工和裝配的工藝性好，零件裝夾方便。采用機(jī)械滑臺實(shí)現(xiàn)刀具進(jìn)給，借助剛性主軸實(shí)現(xiàn)精度穩(wěn)

3、定的加工，刀具選用硬質(zhì)合金鏜刀，使得工序集中。該組合機(jī)床效率高，成本低，加工精度高，操作使用方便，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；鏜孔；剛性主軸；主軸箱引言帶式輸送機(jī)廣泛運(yùn)用于國民經(jīng)濟(jì)各部門。它的特點(diǎn)是：輸能力大適用范圍廣經(jīng)營費(fèi)用低，當(dāng)前，我國的帶式輸送機(jī)的發(fā)展方向是：向著長距離高帶速大運(yùn)量大功率長壽命低能耗智能化方向發(fā)展，這是高產(chǎn)高效集約礦井生產(chǎn)的需要，也是其他行業(yè)的需求。托輥在帶式輸送機(jī)中被機(jī)架固定，它決定了帶式輸送機(jī)的使用效果。托輥的作用是支承膠帶，使其垂直度不超過技術(shù)上的要求，以保證膠帶平穩(wěn)運(yùn)行。它的工作狀態(tài)好壞直接影響輸送機(jī)游行質(zhì)量，并且它的數(shù)量多，價(jià)值約占

4、整機(jī)的20，托輥的標(biāo)準(zhǔn)直徑有89mm、108mm、133mm、159mm、194mm、219mm等六種，選擇是根據(jù)膠帶速度選配。轉(zhuǎn)速一般不超過600。托輥組的結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了膠帶和托輥所承受載荷的大小與性質(zhì)，對托輥的基本要求是使用可靠，回轉(zhuǎn)阻力系數(shù)小，制造成本低，托輥表面必須光滑，徑向跳動(dòng)小。托輥主要組成部分是：管體、心軸、軸承、密封環(huán)等。用來裝軸承的托輥管體兩端止口精度要求高，必須保證同軸度，而且安裝結(jié)束后徑向跳動(dòng)要小。這就對加工機(jī)床提出了要求?？梢约庸さ臋C(jī)床有、普通機(jī)床，、數(shù)控機(jī)床，、組合機(jī)床。對比三者可以發(fā)現(xiàn)，普通機(jī)床在加工過程中一次裝夾只能加工管體的一端，另一端必須掉頭裝夾再加工

5、，同軸度不容易保證，而且生產(chǎn)率也低；數(shù)控機(jī)床雖然可以保證同軸度，但是加工成本較高，生產(chǎn)率比組合機(jī)床低；組合機(jī)床一次裝夾可以加工管體兩端，使得管體兩端的同軸度容易保證。配合專用夾具可同時(shí)裝夾多個(gè)管體大大提高了生產(chǎn)率，另外組合機(jī)床中有7090的通用部件，設(shè)計(jì)周期短，工作穩(wěn)定可靠。因此選擇組合機(jī)床進(jìn)行加工。1 組合概述及其機(jī)床發(fā)展1.1 組合機(jī)床概述組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以按照工件特定的形狀和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具，對一種或數(shù)種工件按照預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的高效專用機(jī)床。它采用多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工方式，生產(chǎn)率比普通機(jī)床高幾倍甚至幾十倍。

6、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，縮短設(shè)計(jì)制造周期。組合機(jī)床兼有成本低和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批大量生產(chǎn)中得到廣泛的運(yùn)用，并且可以組成自動(dòng)化生產(chǎn)線。組合機(jī)床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(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額，完成鉆孔、擴(kuò)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(jī)床的分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合機(jī)床等。為了使組合機(jī)床能在中小批量生產(chǎn)中得到運(yùn)用，往往采用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝性能相似的零件集合在一臺組合

7、機(jī)床上加工，以提高機(jī)床利用率。組合機(jī)車是由萬能機(jī)床和專用機(jī)床發(fā)展來的，它既有專用機(jī)床、結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，又有萬能機(jī)床能夠重新調(diào)整，以適應(yīng)新工件加工的特點(diǎn)。組成組合機(jī)床的通用部件有如下幾類：動(dòng)力部件動(dòng)力頭，動(dòng)力滑臺和動(dòng)力箱；工件運(yùn)送部件回轉(zhuǎn)工作臺，移動(dòng)工作臺和回轉(zhuǎn)鼓輪；支承部件立柱，床身，底座和滑座等?？刂葡到y(tǒng)有通用的液壓傳動(dòng)裝置，電氣柜，操縱臺等。最早的組合機(jī)床于1911年在美國制造用于加工汽車零件，初期各個(gè)機(jī)床廠有各自不同的通用部件標(biāo)準(zhǔn)，為了提高不同廠家通用部件之間的互換性，便于產(chǎn)品的使用維修，1953年美國通用汽車公司和福特汽車公司與相關(guān)的機(jī)床廠協(xié)商，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，嚴(yán)格

8、規(guī)定各部件的尺寸聯(lián)系。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，目前基本上有兩種方式：其一，是根據(jù)具體加工對象的特征進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，這是當(dāng)前最普遍的做法。其二，隨著組合機(jī)床在我國機(jī)械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人和技術(shù)人員總結(jié)出生產(chǎn)和使用組合機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)組合機(jī)床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計(jì)成通用部件，而且一些行業(yè)在完成一定工藝范圍內(nèi)的組合機(jī)床是極其相似的，有可能設(shè)計(jì)為通用機(jī)床，這種機(jī)床稱為“專能組合機(jī)床”。這種組合機(jī)床不需要每次按具體加工對象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而是設(shè)計(jì)成通用品種，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工零件的具體需要，配以簡單的夾具及刀具，即可組成加工一定對象的高效率設(shè)備。為了使組合機(jī)床能在中小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用

9、，往往需要應(yīng)用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺組合機(jī)床上加工，以提高機(jī)床的利用率。組合機(jī)床所能達(dá)到的加工精度1 孔的同軸度當(dāng)用一把刀桿從一邊進(jìn)行精加工時(shí)，在1000毫米以內(nèi)長度上的幾個(gè)孔的不同軸度可以保證在0.0150.04毫米以內(nèi)；當(dāng)從兩邊對同一軸線上的幾個(gè)孔進(jìn)行加工時(shí)，其不同軸度可以保證在0.050.08毫米以內(nèi)，個(gè)別情況下有達(dá)到0.03毫米的。2 孔的位置精度孔的位置精度即孔和孔與基面相互之間的位置尺寸精度。采用固定式夾具精鏜孔時(shí)可以達(dá)到0.05，個(gè)別的可達(dá)±0.02。其他加工方法可以達(dá)到±0.05。鉆孔的位置精度一般可以達(dá)到±0.2，若導(dǎo)向裝置精

10、度高，距工件近時(shí)，可達(dá)到±0.10.15；螺孔的位置精度可以達(dá)到±0.25，較好時(shí)可達(dá)±0.15。3 止口深度采用多軸加工，動(dòng)力頭在死擋鐵上停留的方法，能達(dá)到±0.150.25；采用特殊結(jié)構(gòu)，單軸進(jìn)給，加工到終點(diǎn)擋塊頂在工件的表面上，一般可以達(dá)到0.080.10，有時(shí)能保證在0.020.045以內(nèi)。1.2 組合機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)主要針對汽車、摩托車、內(nèi)燃機(jī)、農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械、化工機(jī)械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備，隨著我國加入WTO后與世界機(jī)床行業(yè)進(jìn)一步接軌，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年的企業(yè)生產(chǎn)情況看，

11、數(shù)控機(jī)床與加工中心的市場需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機(jī)床則有下降趨勢，中國機(jī)床工具工業(yè)學(xué)會的機(jī)床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)報(bào)表的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個(gè)全國大型重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)情況看，2000年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床590臺，產(chǎn)值10 731萬元，生產(chǎn)加工中心l18臺，產(chǎn)值4 601萬元；2001年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床685臺，產(chǎn)值17 969萬元，生產(chǎn)加工中心129臺，產(chǎn)值5 760萬元；而2002年，截至9月份，數(shù)控機(jī)床、加工中心產(chǎn)量、產(chǎn)值已接近2001年全年水平，故市場在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。近兩年雖然組合機(jī)床行業(yè)產(chǎn)銷呈現(xiàn)上升趨勢，但行業(yè)內(nèi)一些企業(yè)同樣存在負(fù)債經(jīng)營的情況，主要原因是傳

12、統(tǒng)的組合機(jī)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(shí)組合機(jī)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(yán)重、科研成果不能迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力等缺陷。為此提出如下建議。1 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(jìn)一步深化企業(yè)內(nèi)部改革，建立健全適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行機(jī)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(jī)結(jié)合，是提高企業(yè)控制力所必須的?！币獜氐赘淖兟浜蟮捏w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(jī)制，以適應(yīng)日趨發(fā)展的市場需求。2 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

13、的生命力。已步入電子時(shí)代的今天，傳統(tǒng)的組合機(jī)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(jìn)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)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(jī)床適用范圍和市場覆蓋面；同時(shí)實(shí)施名牌戰(zhàn)略，爭創(chuàng)世界品牌，加速我國組合機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程，使我國組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)在世界制造領(lǐng)域里立于不敗之地。3 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術(shù)人才。 在全球化經(jīng)濟(jì)格局不斷明朗的今天，人才爭奪戰(zhàn)已滲透到各個(gè)領(lǐng)域，組合機(jī)床行業(yè)應(yīng)適時(shí)把握國際大環(huán)境，廣招高技術(shù)人才、高技能工人?，F(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

14、為7成，不良產(chǎn)品每年損失近2 000億元，而其中50 以上系由工人技能不高所致。因此，建立強(qiáng)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。綜上所述，組合機(jī)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(qiáng)與國外的合資合作，利用和學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)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(jìn)技術(shù)的消化吸收進(jìn)行再創(chuàng)新，發(fā)展自己的產(chǎn)品。通過我們的努力，使我國真正由制造大國變成制造強(qiáng)國。組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛

15、應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、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(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額，完成鉆孔、擴(kuò)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(jī)床的分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床 柔性組合機(jī)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(dòng)更換，配以可編程序控制

16、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(dòng)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(jī)床。另外，近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)(清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來越大。由于組合機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國家要相對落后，國內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場要求我們不

17、斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝，研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。上述組合機(jī)床代表了目前我國組合機(jī)床裝備較高的技術(shù)水平，但隨著市場競爭的加劇和對產(chǎn)品需求的提高，高精度、高生產(chǎn)率、柔性化、多品種、短周期、數(shù)控組合機(jī)床及其自動(dòng)線正在沖擊著傳統(tǒng)的組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)，因此組合機(jī)床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組合機(jī)床加工精度、組合機(jī)床柔性、組合機(jī)床工作可靠性和組合機(jī)床技術(shù)的成套性為主攻方向。一方面，加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，提高組合機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率；另一方面，進(jìn)一步發(fā)展新型部件，尤其是多坐標(biāo)部件，使其模塊化、柔性化，適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場需求。從

18、2002年年底第21屆日本國際機(jī)床博覽會上獲悉，在來自世界10多個(gè)國家和地區(qū)的500多家機(jī)床制造商和團(tuán)體展示的最先進(jìn)機(jī)床設(shè)備中，超高速和超高精度加工技術(shù)裝備與復(fù)合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深受歡迎。據(jù)專家分析，機(jī)床裝備的高速和超高速加工技術(shù)的關(guān)鍵是提高機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。該屆博覽會上展出的加工中心，主軸轉(zhuǎn)速10 00020 000rmin，最高進(jìn)給速度可達(dá)2060 mmin；復(fù)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(shí)，加工的形狀卻日益復(fù)雜。多軸化控制的機(jī)床裝備適合加工形狀復(fù)雜的工件。另外，產(chǎn)品周期的縮短也要求加工機(jī)床能夠隨時(shí)調(diào)整和適應(yīng)新的變化，

19、滿足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。然而更關(guān)鍵的是現(xiàn)代通信技術(shù)在機(jī)床裝備中的應(yīng)用，信息通信技術(shù)的引進(jìn)使得現(xiàn)代機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，操作者可以通過網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)對機(jī)床的程序進(jìn)行遠(yuǎn)程修改，對運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行監(jiān)控并積累有關(guān)數(shù)據(jù)；通過網(wǎng)絡(luò)對遠(yuǎn)程的設(shè)備進(jìn)行維修和檢查、提供售后服務(wù)等。在這些方面我國組合機(jī)床裝備還有相當(dāng)大的差距，因此我國組合機(jī)床技術(shù)裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向。2導(dǎo)體1.原材料的材質(zhì)報(bào)告2 組合機(jī)床設(shè)計(jì)2.1 托輥管體毛坯的選擇 鋼管材料分無縫鋼管和焊接鋼管（有縫管）兩大類。無縫鋼管是用鋼錠或?qū)嵭墓芘鹘?jīng)穿孔制成毛管，然后經(jīng)熱軋、冷軋或冷

20、拔；焊接鋼管也叫焊管是用鋼板或鋼帶經(jīng)過彎曲成型，然后經(jīng)焊接制成。按焊縫形式分為直縫焊管和螺旋焊管。 因?yàn)闊o縫鋼管材料表面較光滑，而且能承受更大的壓力，具有良好的抗振動(dòng)性能。 查世界金屬材料手冊得托輥管體的材料為：2.幾何尺寸Q235A·F159H×5H×6000GB/T1379292熱軋無縫鋼管。由MT73-92 查得托輥直徑 133 mm 、 159 mm 托輥長度670mm 、1000mm、2000mm由 MT/T1019-2006 查得 3.5焊接質(zhì)量探傷試驗(yàn)，加工 止口深度 8 mm . 2.2 組合機(jī)床配置設(shè)計(jì)組合機(jī)床設(shè)計(jì)它的 工藝范圍較窄，并且工藝方案

21、一旦確定，也就確定了總體布局 ?？傮w設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟如下： 制定工藝方案工藝方案的擬訂是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。因?yàn)楣に嚪桨冈诤艽蟪潭壬蠜Q定了組合機(jī)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(diǎn)，按一定的原則、結(jié)合機(jī)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(jì)分析后擬訂出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。31 按一般原則擬訂工藝方案時(shí)的一些限制（1導(dǎo)體接頭心距的限制 根據(jù)切削扭矩計(jì)算要求，主軸軸頸和軸承外徑有一最小許用尺1.原材料的材質(zhì)報(bào)告孔，要考慮浮動(dòng)卡頭和導(dǎo)向尺寸或剛性主軸結(jié)構(gòu)尺寸限制。所以近距離孔能否在同一多軸箱上同一工位進(jìn)行加工，要受各類主軸允許的最小中心距當(dāng)孔間距小于

22、相應(yīng)主 軸軸間 距 許用值時(shí)，如果孔系相互位置精度要求不甚嚴(yán)格，則可將近距孔分散在幾個(gè) 工位或幾 臺機(jī)床上分別加工。 （2）工件結(jié)構(gòu)工藝性不好的限制 有些工件結(jié)構(gòu)工藝性不好，如箱體多層壁上的同軸線的孔徑中間大兩頭小時(shí)，則進(jìn)刀困難。當(dāng)孔徑大于50mm時(shí)，可采用讓刀(鏜桿削扁允許讓刀的辦法加工，如主軸處于定位刀具定向狀態(tài)，抬起工件或刀桿徑向移動(dòng)，以便軸向進(jìn)退刀。否則不適宜在組合機(jī)床上加工。又如多層壁同軸孔，為便于布置個(gè)間導(dǎo)向裝置，孔中心離箱體側(cè)壁間距離也應(yīng)足夠。2 其他注意的問題1）精鏜孔時(shí)應(yīng)注意孔表面是否允許留有退刀刀痕。這對機(jī)床的工作循壞、多軸箱和夾具結(jié)構(gòu)部有影響。如果允許有螺旋形刀痕時(shí)，刀具

23、可不停轉(zhuǎn)退刀；若只允許有直線形刀痕時(shí)刀具必須停轉(zhuǎn)后退刀；如不準(zhǔn)留有刀痕時(shí)，刀具必須先停轉(zhuǎn)、定位并位刀具或工件讓刀后方可退刀。當(dāng)生產(chǎn)率許可時(shí)，刀具可按工進(jìn)速度退回，這樣既不留刀痕，又利于提高加工精度。（2）對互相結(jié)合的兩殼體零件，均應(yīng)分別從結(jié)合面加工聯(lián)接孔o(hù)這樣能更好地保證聯(lián)結(jié)孔的位置精度，便于裝配。（3）鉆階梯孔時(shí)，應(yīng)先鉆大孔后鉆小孔o(hù)這樣可縮短鉆小孔的長度，提高生產(chǎn)串和減少小鉆頭鉆孔時(shí)折斷的事故。（4）平面一般采用銑削加工。但孔口端面常對孔有垂直度要求而加工尺寸較小時(shí)，常用鉆鉤或擴(kuò)鉤復(fù)合刀具加工；加工尺寸較大時(shí)常采用鏜孔車端面的方法，一次加工出孔和端面。工件內(nèi)端面可用徑向走刀的方法加工。（5

24、） 在制訂加工一個(gè)工件的幾臺成套機(jī)床或流水線的工藝方案時(shí)盡可能使所有精加工集中在所有粗加工之后，以減少內(nèi)應(yīng)力變形影響，有利于保證加工精度攻螺紋工序應(yīng)盡量放在最后進(jìn)行，以減少鍍層質(zhì)量4 盆式、支柱絕緣子圖2-1托輥管體零件圖1.材質(zhì)、外觀及尺寸檢查3 工藝基面的分析和工序安排工藝基面和夾壓部位是制定工藝方案極其重要的問題，工藝基面選擇正確將實(shí)現(xiàn)最大限度的工序集中，也是保證加工精度的重要條件。一般情況下，在大批量生產(chǎn)或零件加工精度要求較高時(shí)，應(yīng)將粗，精加工工序分開，以利于保證加工精度和機(jī)床的工作精度；在生產(chǎn)批量不大時(shí)，在能保證加工質(zhì)量的前提下也可將粗，精加工集中在同一個(gè)機(jī)床上進(jìn)行，以利于減少機(jī)床臺

25、數(shù)，提高經(jīng)濟(jì)效益。如上圖2-1所示。這次的加工工件毛坯為Q235無縫鋼管，選擇外圓柱表面為工藝基面，采用雙短V形塊定位，既能滿足粗精基準(zhǔn)的不同定位，也可滿足不同管體長度的調(diào)節(jié)。雖然該工件批量較大，但其結(jié)構(gòu)簡單，加工部位精度要求較低。固只需對其進(jìn)行粗鏜工序。確定機(jī)床的配制形式和結(jié)構(gòu)方案通常，在確定工藝方案的同時(shí)，也就大體上確定了組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。但還是要考慮以下因素的影響1 加工精度的影響工件的加工精度要求，往往影響組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案，如：加工精度要求高時(shí)，應(yīng)采用固定夾具的單工位組合機(jī)床；加工精度要求低時(shí)應(yīng)采用有移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床；工件各孔間的位置精度要求高時(shí)，應(yīng)采用

26、在同一個(gè)工位上對各孔同時(shí)精加工的方法；工件各孔間同軸度要求較高時(shí)，用單獨(dú)進(jìn)行蔣加工等2 工件結(jié)構(gòu)狀況的影響2.機(jī)械、電氣性能試驗(yàn)3 生產(chǎn)率的影響生產(chǎn)率往往是決定采用單工位組合機(jī)床多工位組合機(jī)床還是組合機(jī)床自動(dòng)線的重要因素。例如，從其它因素考慮采用單工位組合機(jī)床，但由于不滿足生產(chǎn)率的要求，就不得不采用多工位組合機(jī)床，甚至自動(dòng)線來進(jìn)行加工。而在選擇多工位組合機(jī)床時(shí)，還要考慮：工位數(shù)不超過23個(gè)，并且能滿足生產(chǎn)率的要求，應(yīng)選用移動(dòng)工作臺組合機(jī)床，工位數(shù)超過4個(gè)時(shí)才選用回轉(zhuǎn)工作臺或鼓輪式組合機(jī)床?，F(xiàn)場條件的影響使用單位的氣候炎熱，車間溫度過高，使用液壓傳動(dòng)機(jī)床不夠穩(wěn)定，則宜采用機(jī)械傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式；使用

27、單位刃磨刀具維修調(diào)整能力以及車間布置的情況也將影響組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案。5 其他因素被加工零件的大小加工部位形狀等在很大程度上決定了機(jī)床的配置型式。一般來說，機(jī)床的配置型式主要有臥式和立式兩種。臥式組合機(jī)床床身由滑座、側(cè)底座及中間底座組合而成。其優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，無漏油現(xiàn)象；同時(shí)，安裝、調(diào)試與運(yùn)輸也都比較方便；5而且，機(jī)床重心較低，有利于減小振動(dòng)。其缺點(diǎn)是削弱了床身的剛性，占地面積大。臥式機(jī)床大多數(shù)用來加工孔中心線與定位基準(zhǔn)面平行又需要由一面或幾面同時(shí)加工的零件，一些在立式機(jī)床上安裝不方便或者受到高度限制的細(xì)長工件也宜采用臥式機(jī)床加工，微正壓裝置1.結(jié)構(gòu)性能檢查立式組合機(jī)床床身由滑座、立

28、柱及立柱底座組成。其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，自由度大，操作方便。其缺點(diǎn)是機(jī)床重心高，振動(dòng)大。立式機(jī)床適用于加工定位基準(zhǔn)是水平的，而加工的部位垂直于定位基準(zhǔn)的工件。此外，由于此次加工的工件托輥長度較大，從裝夾的角度來看，臥式平放比較方便，也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度?？紤]托輥管體加工精度要求低，同時(shí)滿足不同的管體長度，設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)選擇有移動(dòng)夾具的組合機(jī)床：一次裝夾同時(shí)加工四個(gè)管體，相應(yīng)的工件間孔的位置度要求較高，而且每個(gè)管體的同軸度要求也高，因此采用兩個(gè)多軸箱從管體兩側(cè)同時(shí)鏜削。1 組合機(jī)床切削用量選擇的特點(diǎn)組合機(jī)床常采用多刀多刃同時(shí)切削，為盡量減少換刀時(shí)間和刀具的消耗，保證機(jī)床的生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)效果，選用的切削

29、用量應(yīng)比通用機(jī)床單刀加工時(shí)低30%左右。通常組合機(jī)床用動(dòng)力滑臺來帶動(dòng)刀具進(jìn)給。因此，同一滑臺帶動(dòng)的多軸箱上所有刀具(除絲錐外的每分鐘進(jìn)給量相同，即等于滑臺的工進(jìn)速度。2 確定切削用量時(shí)應(yīng)注意以下問題：（1） 應(yīng)盡量做到合理使用所有刀具，充分發(fā)揮其使用性能。由于多軸箱上同時(shí)工作的刀具種類應(yīng)盡量做到合理使用所有刀具，充分發(fā)揮其使用性能。由于多軸箱上同時(shí)工作的刀具種類不同且直徑大小不等，其切削用量也各有特點(diǎn)。如鉆孔要求高的切削速度和較小的進(jìn)給量；鉸孔則與之相反；锪端面則要求切削速度低而進(jìn)給量比鉆孔還小等。但同一多軸箱上各刀具每分鐘進(jìn)給量必須相等并等于滑臺的工進(jìn)速度。所以要求同一多軸箱上各刀具均有較合

30、理的切削用量是困難的。因此，一般先按各刀具選擇較合理的轉(zhuǎn)速(和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f(，再根據(jù)其中工作時(shí)間最長、負(fù)荷最重、刃磨比較困難的所謂“限制性刀具”來確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，通常用“試湊法”來滿足每分鐘進(jìn)給量相同的要求。必要時(shí)可對少數(shù)難以協(xié)調(diào)的刀具采用附加(增或減速機(jī)構(gòu)加以解決。當(dāng)同一多軸箱上有锪端面工序，應(yīng)將锪端面安排在滑臺工進(jìn)的最后，以便于采用二次工進(jìn)時(shí)選用所需的進(jìn)給量。（2） 復(fù)合刀具切削用量選擇應(yīng)考慮刀具的使用壽命。保證刀具應(yīng)有的使用壽命，進(jìn)給量按復(fù)合刀具最小直徑選擇，切削速度按復(fù)合刀具最大直徑選擇。對整體復(fù)合刀具，往往強(qiáng)度較低，故切削用量應(yīng)選得稍低些。多軸鏜孔主軸刀頭均需定向快速進(jìn)退

31、時(shí)（刀頭處于同一角度位置進(jìn)入或退出工件孔，各鏜軸轉(zhuǎn)速應(yīng)相等或成整數(shù)倍。(3 選擇切削用量時(shí)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。在生產(chǎn)率要求不很高時(shí)，切削用量就不必選得很高，以免降低刀具耐用度。即使是生產(chǎn)率要求很高的組合機(jī)床，也是在保證加工精度和刀具的耐用度的情況下，提高“限制性刀具“的切削用量；對于“非限制性刀具”，其耐用度只要求不低于某一極限值，這樣可減少切削功率。組合機(jī)床切削用量選擇通常要求刀具耐用度不低于一個(gè)工作班。(4 確定切削用量時(shí)，還須考慮所選動(dòng)力滑臺的性能。如采用液壓滑臺時(shí)，選擇每分鐘進(jìn)給量應(yīng)比該滑臺最小工進(jìn)速度大50，否則會受溫度和其他原因?qū)е逻M(jìn)給不穩(wěn)定。2.

32、3 三圖一卡的編制機(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。1 被加工零件工序圖的作用與內(nèi)容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。 本工序選用的定位基準(zhǔn)、夾緊部位及方向。（2）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。 （3）注明加工零件的名稱

33、、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。2繪制被加工零件工序圖的規(guī)定本工序的加工部位用粗實(shí)線繪制，其余部位用細(xì)實(shí)線繪制。定位基準(zhǔn)夾緊部位夾緊方向等需用符號表示；本道工序保證的尺寸角度等，均在尺寸下用橫縣標(biāo)出；加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)算起。有時(shí)也可將工件某一主要孔的位置尺寸從定位基準(zhǔn)算起，其余各孔的位置尺寸再由該孔算起。當(dāng)定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)，要進(jìn)行換算。位置尺寸的公差不對稱時(shí)，要換算成對稱公差尺寸；注明零件對機(jī)床加工提出的某些特殊要求，如對于精鏜孔機(jī)床注明是否允許留有退刀痕跡；對于簡單的零件，可直接在零件圖上作必要的說明，而不必另行繪制被加工零件工序圖。如銑削組合機(jī)床和單獨(dú)鏜孔組合機(jī)

34、床。3 繪制被加工零件工序圖注意事項(xiàng)：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；對工件毛坯應(yīng)有要求，對孔的加工余量應(yīng)認(rèn)真分析；當(dāng)本工序有特殊要求時(shí)必須注明。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)；是對機(jī)床圖2-2 托輥加工示意圖 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。1 加工示意圖包含的內(nèi)容加工部位、結(jié)構(gòu)尺寸、精度及分布情況；刀具、刀桿及其與主軸的連接結(jié)構(gòu)；導(dǎo)向（或攻絲靠模）結(jié)構(gòu)及大鏜桿的托架結(jié)構(gòu)；上述各類結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸、配合尺寸及必要的配合精度；切削用量；工作循環(huán)

35、及其工作過程；多工位機(jī)床的工位區(qū)別以及各個(gè)工位的上述內(nèi)容；加工對象及加工條件說明；加工部位向示圖，并標(biāo)出孔的編號與主軸編號對應(yīng)。2 加工示意圖注意的問題加工示意圖上應(yīng)有足夠的聯(lián)系尺寸，并標(biāo)注恰當(dāng)。如；主軸端部尺寸，刀具結(jié)構(gòu)尺寸，導(dǎo)向尺寸，工件到夾具間的尺寸，托架與夾具之間的尺寸，工件本身以及加工部位的尺寸等；應(yīng)有足夠的說明。如；被加工零件的圖號、材料、硬度、加工余量、工件是否有讓刀運(yùn)動(dòng)，以及是否采用冷卻；加工部位的示意圖。需要將工件各個(gè)面的形狀及加工孔的位置用縮小比例畫出，并標(biāo)注孔號；相鄰兩孔中心距小的主軸，必須在展開圖上按照比例畫在一起，以便檢查主軸，接桿，導(dǎo)向以及浮動(dòng)夾頭是否相碰。加工示意

36、圖按照最終加工狀態(tài)繪制。3 選擇刀具選擇刀具應(yīng)考慮工件材質(zhì)、加工精度、表面粗糙度、排屑及生產(chǎn)率等要求。只要條件允許，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)刀具。為提高工序集中程度或滿足精度要求，可以采用復(fù)合刀具。刀具切削部分的材料，必須具備以下性能：（1）硬度必須高于工件材料的硬度。一般講刀具的常溫硬度應(yīng)在HRC6265以上。（2）足夠的強(qiáng)度和韌性。這主要是指刀具材料的抗彎強(qiáng)度及沖擊韌性要較高，以防止切削過程中刀具發(fā)生脆性斷裂及崩刃現(xiàn)象。（3）較高的耐熱性能。這是指刀具材料能在高溫下保持其硬度強(qiáng)度的性能。刀具材料的耐熱性能越好，所允許采用的切削速度也越高。（4）較高的耐磨性。刀具材料的耐磨性能除了與上述三項(xiàng)性能有關(guān)外

37、，還與刀具材料的物理化學(xué)性能有關(guān)。與工件材料的化學(xué)親和力越小，則不易產(chǎn)生擴(kuò)散及粘結(jié)磨損；導(dǎo)熱性好、線膨脹系數(shù)及彈性模量愈小，則切削過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力小，不容易造成裂紋及崩刃現(xiàn)象。（5）良好的工藝性。這包括材料的熱加工性能（熱塑性、淬透性、熱處理變形、可焊性等）及機(jī)械加工性能。目前比較常用的刀具材料為高速鋼和硬質(zhì)合金兩類。對比二者可得在硬質(zhì)合金中還有大量金屬碳化物，這些碳化物都有高熔點(diǎn)、高硬度、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，因此硬質(zhì)合金的硬度耐磨性、耐熱性都很高，優(yōu)于高速鋼材料。在80001000時(shí)尚能進(jìn)行切削。在540時(shí)硬質(zhì)合金的硬度為8287HRA，相當(dāng)于高速鋼的常溫硬度，在760時(shí)仍能保

38、持7785HRA。因此硬質(zhì)合金的切削性能比高速鋼高得多，刀具耐用度可以提高幾倍到幾十倍，在耐用度相同的情況下，切削速度可以提高410倍。綜合以上分析，選擇硬質(zhì)合金材料作為此次切削的刀具材料。4 切削用量的選擇（1）在工件材料、刀具材料、刀具幾何參數(shù)及其他切削條件已確定的情況下，切削用量的選擇將關(guān)系到工件質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本。合理的切削用量應(yīng)該能滿足以下要求：1）保證工件表面的粗糙度和加工精度2）保證刀具合理的耐用度3）充分發(fā)揮機(jī)床的潛力，但又不超過機(jī)床允許的動(dòng)力及扭距，不超過工藝系統(tǒng)強(qiáng)度及剛度所允許的極限負(fù)荷。根據(jù)切削用量三要素（ 、）對刀具耐用度的不同的影響程度，在保證刀具經(jīng)濟(jì)耐用度的條

39、件下，要取得較高的生產(chǎn)效率，應(yīng)按照的順序來選擇切削用量。即應(yīng)首先考慮選擇較大的切削深度，其次選擇盡可能大的進(jìn)給量，最后在保證刀具經(jīng)濟(jì)耐用度的條件下選擇盡可能大的切削速度。（2）各切削要素的選擇原則切削深度切削深度是根據(jù)工件的加工余量來決定的，選擇時(shí)主要考慮：1）在留下精加工及半精加工的余量后，粗加工應(yīng)盡可能將剩下的余量一次切除，以減少走刀次數(shù)：2）如果工件余量過大，或機(jī)床動(dòng)力不足而不能將粗切余量一次切除，則也應(yīng)將第一次走刀的切削深度盡可能大些：3）當(dāng)沖擊負(fù)荷較大（如斷續(xù)切削時(shí)），或工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，應(yīng)當(dāng)減小切削深度：進(jìn)給量通常限制進(jìn)給量的主要因素是切削力及加工表面光潔度。粗切時(shí)加工表面光潔度

40、要求不高，進(jìn)給量主要受刀桿刀片工件及機(jī)床的強(qiáng)度和剛度所能承受的切削力的限制；半精切及精切時(shí)，進(jìn)給量主要受表面光潔度要求的限制，刀具的副偏角愈小，刀尖圓弧半徑越大，切削速度愈高，工件材料的強(qiáng)度愈大，則進(jìn)給量可愈大。切削速度切削速度的選擇，主要考慮切削加工的經(jīng)濟(jì)性，必須保證刀具的經(jīng)濟(jì)耐用度，同時(shí)切削負(fù)荷不能超過機(jī)床的額定功率。通常的原則是：刀具材料的耐熱性好，切削速度可高些；工件材料的強(qiáng)度硬度高或塑性太大和太小，切削速度均應(yīng)該取低些；加工帶外皮的工件時(shí)，切削速度應(yīng)該低些；要求得到較高的表面光潔度時(shí)，切削速度應(yīng)避開積屑瘤的生成速度范圍；對硬質(zhì)合金刀具，可取較高的切削速度；對高速鋼刀具宜采用低速切削；

41、斷續(xù)切削時(shí)，應(yīng)采用較低的切削速度；工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，切削速度適當(dāng)減?。辉谇邢魉俣茸詈蟠_定前，需要驗(yàn)算機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率是否足夠，如果驗(yàn)算發(fā)現(xiàn)超載，則適當(dāng)減小切削速度。根據(jù)上述原則及注意事項(xiàng)查鏜孔切削余量表2-1，選擇管體的，。表2-1工序刀具材料鋼V（米分）S（毫米轉(zhuǎn)）粗鏜高速鋼15300.150.4硬質(zhì)合金50700.350.7半精鏜高速鋼15500.10.3硬質(zhì)合金951350.150.45精鏜硬質(zhì)合金1001500.120.155 切削力及其計(jì)算（1） 切削力的來源克服被加工材料對彈性變形的抗力，克服被加工材料對塑性變形的抗力，刻度切屑對刀具前刀面的摩擦力和刀具后刀面對過度渡表面和已加工表

42、面的摩擦力（2） 影響切削力的因素1） 工件材料 材料的強(qiáng)度硬度愈高或加工硬化傾向愈大，則切削力也愈大；工件材料中含有易切削元素時(shí)，可減小切削力2） 切削速度 它的通過影響切屑變形程度來影響切削力，切屑變形大則切削力增大3） 進(jìn)給量及切削深度 進(jìn)給量及切削深度增大，均使切削面積成正比增大，故切削力也隨之增大，但兩者的影響程度不同。切削深度增大時(shí)，切削變形程度增大不變，切削力成正比增大；而進(jìn)給量增大時(shí)，切屑的平均變形有所減小，因而切削力并不成正比增大，一般進(jìn)給量增大一倍，切削力僅增大6886%4） 除了上述因素外，刀具的前角、主偏角、刃傾角、刀尖圓弧半徑、刀具磨損、切削液的選擇也對切削力有較大影

43、響。切削力的計(jì)算指數(shù)公式 （2-1）在式中：決定被加工金屬和切削條件的系數(shù)；、分別表示背吃刀量、進(jìn)給量、和切削速度的指數(shù)指實(shí)際加工條件和所求得經(jīng)驗(yàn)公式的條件不符時(shí)，各種因素對切削力的修正系數(shù)的積。查金屬切削原理得 （2-2）進(jìn)而求得切削功率的計(jì)算： （2-3）切削轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 （2-4） （2-5）計(jì)算主軸直徑，一般主軸選擇45鋼，在強(qiáng)度條件下，主軸的直徑為mm （2-6）剛度條件計(jì)算時(shí)主軸的直徑為 （2-7）式中：d軸直徑(；T軸所承受的轉(zhuǎn)矩(；許用剪應(yīng)力(MPa；45鋼=31MPa；B系數(shù)，當(dāng)材料的剪切彈性摸量G=，非剛性主軸；傳動(dòng)軸。綜合上述計(jì)算，參考通用鉆削類主軸系列參數(shù)選擇得主軸的直徑

44、為40mm。主軸外伸長度為135mm，孔深129mm。6 主軸和刀桿的連接方式（1）靠圓柱孔和端面定位，用螺釘緊固以端面鍵傳遞扭矩。這種連接方式，比較方便，應(yīng)用廣泛，但需要經(jīng)常注意定位面的維護(hù)，以保持良好的定位精度。（2） 主軸和刀桿制成整體的，這種型式可以消除結(jié)合面的變形，增強(qiáng)主軸剛性。但是加長了主軸的長度，給制造和維修帶來困難。較少采用。它是進(jìn)行多軸箱夾具等專用部件設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。機(jī)床聯(lián)系尺寸總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(jié)構(gòu)而繪制的。是用來表示機(jī)床的配置型式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互聯(lián)系、運(yùn)動(dòng)關(guān)系和操作方位的總體布局圖

45、。用以檢驗(yàn)各部件相對位置及尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適；它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)它可以看成是機(jī)床總體外觀簡圖。由其輪廓尺寸、占地面積、挽作方式等可以檢驗(yàn)是否適應(yīng)用戶現(xiàn)場使用環(huán)境。1 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖包括的內(nèi)容：機(jī)床的布局形式，通用部件的型號規(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，專用部件的輪廓尺寸等。通用部件是具有特定功能、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。它有統(tǒng)一的聯(lián)系尺寸標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定。2 通用部件選用的方法和原則通用部件助選用是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。選用的基本方法是；根據(jù)所需的功率

46、進(jìn)給力、進(jìn)給速度等要求，選擇動(dòng)力部件及其配套部件。選用原則如下：（1） 切削功率應(yīng)滿足加工所需的計(jì)算功卒(包括切削所需功率、空轉(zhuǎn)功率及傳動(dòng)功率。（2） 進(jìn)給部件應(yīng)滿足加工所需的最大計(jì)算進(jìn)給力、進(jìn)給速度和工作行程及工作循環(huán)的要求，同時(shí)還需考慮裝刀調(diào)刀的方便性。（3） 動(dòng)力箱與多軸箱尺寸應(yīng)相適應(yīng)和匹配。根據(jù)加工主軸分布位置可大致算出多軸箱尺寸 (邊緣主軸與多軸箱邊緣最小距離為70l00mm，并圓整后選用相近尺寸的標(biāo)堆規(guī)格多軸箱，據(jù)此選擇結(jié)合尺寸、相適應(yīng)的動(dòng)力箱。（4）應(yīng)滿足加工精度的要求。選用時(shí)應(yīng)注意結(jié)構(gòu)不同或者結(jié)構(gòu)相同精度等級不同的動(dòng)力部件所能達(dá)到的加工精度是不同的。（5）盡可能按通用部件的配套

47、關(guān)系選用有關(guān)通用部件。3 動(dòng)力部件的選用選用動(dòng)力部件主要是確定動(dòng)力部件的品種和規(guī)格。表2-2 動(dòng)力箱聯(lián)系尺寸(1 動(dòng)力部件品種的確定：在設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，究競選用哪種動(dòng)力部件，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的加工要求、機(jī)床的配置型式、制造及使用條件等確定。對于完成主運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件，通常是根據(jù)加工工藝要求和配置型式等確定。對于完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件，通常是根據(jù)進(jìn)給速度的穩(wěn)定性、進(jìn)給量的可調(diào)性、工作循環(huán)等要求來確定。還要注意用戶所在地區(qū)氣溫條件及用戶使用的方便性。如設(shè)計(jì)的組合機(jī)床要求進(jìn)給速度穩(wěn)定、工作循環(huán)不太復(fù)雜、進(jìn)給量又不需要無級調(diào)速時(shí)，一般可選用機(jī)械滑臺；不太炎熱的地區(qū)可選用液壓沿臺；對自動(dòng)線或流水線各臺機(jī)床一般

48、選用同一傳動(dòng)方式的滑臺，以便設(shè)計(jì)制造和使用維護(hù)；批量不大的多品種柔性化生產(chǎn)，應(yīng)考慮選用數(shù)控滑臺。 (2 動(dòng)力部件規(guī)格的確定：影響動(dòng)力部件規(guī)格的因素有功率、進(jìn)給力、進(jìn)給速度、最大行程及多軸箱外形尺寸等。在確定動(dòng)力部件規(guī)格時(shí)，一般先進(jìn)行功率和進(jìn)給力計(jì)算，再根據(jù)選用動(dòng)力部件的原則，綜合地、全面地考慮其它因素來確定其規(guī)格。必須強(qiáng)調(diào)的是最后所確定的動(dòng)火部件的規(guī)格，應(yīng)全部滿足原則中的各項(xiàng)要求。當(dāng)遇到動(dòng)力部件的功率或進(jìn)給力不能滿足要求，但又相差不太大時(shí)，不要輕易地選用大一規(guī)格的動(dòng)力部件，而應(yīng)適當(dāng)調(diào)整切削用量或改變工藝方法，但必須以不影響加工精度和生產(chǎn)率要求為前提。（3） 動(dòng)力部件的選擇動(dòng)力部件是實(shí)現(xiàn)切削刀具

49、的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或只用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng),是組合機(jī)床主要的通用部件。一般組合機(jī)床的動(dòng)力部件有多種結(jié)構(gòu)形式和不同的傳動(dòng)形式.就其傳動(dòng)方式來講,主運(yùn)動(dòng)一般采用機(jī)械傳動(dòng),即由電動(dòng)機(jī)通過齒輪、皮帶、蝸輪蝸桿等機(jī)械元件傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則采用機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)或者氣動(dòng)液壓傳動(dòng)等。常用的動(dòng)力部件有機(jī)械動(dòng)力部件和液壓動(dòng)力部件，它們的根本區(qū)別在于進(jìn)給動(dòng)力來源不同。機(jī)械動(dòng)力部件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的電氣機(jī)械傳動(dòng)。進(jìn)給速度的變換采取更換齒輪的方法。液壓動(dòng)力部件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的由油缸驅(qū)動(dòng)的，進(jìn)給速度的改變采用節(jié)流閥改變油缸進(jìn)口或出口的流量來實(shí)現(xiàn)。對液壓動(dòng)力部件的進(jìn)給速度是可以無級調(diào)整的。很顯然，液壓動(dòng)力部件進(jìn)給變速比機(jī)

50、械動(dòng)力部件進(jìn)給變速方便得多。同時(shí)，液壓動(dòng)力部件制造工作量比較小，大部分的液壓元件可以外購，所以具有一定的制造和維修能力的情況下，采用液壓動(dòng)力部件是比較合適的。由于動(dòng)力部件采用液壓的，所以夾具等機(jī)床部件可以利用一個(gè)油箱，使整個(gè)機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。但是液壓元件的制造精度要求較高，同時(shí)液壓設(shè)備受氣候條件的影響比較嚴(yán)重，常常要采用一定的措施。機(jī)械動(dòng)力部件，雖然制造量比較大，進(jìn)給變速不便，但是制造技術(shù)容易掌握，維修方便，部首天氣等自然條件的影響，應(yīng)用比較廣泛。動(dòng)力部件的選擇主要是選擇型號規(guī)格合適的滑臺針對上述比較情況，結(jié)合本課題設(shè)計(jì)鏜床的速度比較單一。因此，動(dòng)力部件選擇機(jī)械動(dòng)力部件確定軸向進(jìn)給力 滑臺所需的

51、進(jìn)給力為 （2-8）為各主軸加工時(shí)的鏜削力（N）由于滑臺工作時(shí)除了克服各主軸的軸向力外，還要克服滑臺移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力，因此所選滑臺的最大進(jìn)給力應(yīng)大于。確定進(jìn)給速度機(jī)械滑臺的工作進(jìn)給速度是分等級的，由交換齒輪的配換來決定的。本例選擇HJT80A機(jī)械滑臺，工進(jìn)速度在11.9544/min之間，選擇45/min，快速移動(dòng)速度為5.9/min。圖2-3 機(jī)械滑臺 表2-3機(jī)械滑臺聯(lián)系尺寸確定滑臺行程滑臺的行程除了保證足夠的工作行程外，還應(yīng)留有前備量和后備量。前備量的作用是使動(dòng)力部件有一定向前移動(dòng)的余地，以彌補(bǔ)機(jī)床的制造誤差以及刀具的磨損后能向前調(diào)整，前備量一般大于1020。本例選擇前備量為15。后

52、備量的作用是使動(dòng)力部件有一定向后移動(dòng)的余地，以方便的裝卸刀具，后備量一般不小于4050，或不小于刀具尾柄插入刀具接桿錐孔內(nèi)的長度。選擇后備量為70。所以滑臺的總行程應(yīng)大于工作行程、前備量、后備量之和?；_的總工作行程為103。精度的選擇“字頭”系列滑臺分為普通、精密、高精度三種精度等級，根據(jù)托輥加工精度，選擇普通精度等級的機(jī)械滑臺。動(dòng)力箱的選擇 動(dòng)力箱主要依靠多軸箱所需的電動(dòng)機(jī)功率來選用。多軸箱所需的電動(dòng)機(jī)功率為： （2-9）由上邊計(jì)算得而無法確定，由估算公式可得 （2-10）式中： 多軸箱傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)=0.80.9。主軸數(shù)多，傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)選擇=0.8

53、6，求得：=4.32/0.86=5.02 ,即電動(dòng)機(jī)的計(jì)算功率為5.02。動(dòng)力箱的功率應(yīng)該大于此數(shù)值。由JB1532-75選擇電動(dòng)機(jī)型號為的1TD50型動(dòng)力箱，電機(jī)功率為5.5，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為480r/min；動(dòng)力箱輸出軸至箱底面高度為200。確定裝料高度裝料高度指工件安裝基面至機(jī)床底面的垂直距離。組合機(jī)床中，推薦裝料高度為1060。但根據(jù)具體情況推薦在8501060范圍內(nèi)選擇。由于本例同時(shí)加工四根托輥，寬度較大，選取的滑臺型號也大，為了結(jié)構(gòu)較好，取裝料高度為1220。下邊墊工作踏板。確定夾具輪廓尺寸工件的尺寸形狀是確定夾具底座尺寸的基本依據(jù)。確定夾具底座尺寸時(shí)應(yīng)該考慮工件的定位件、夾緊機(jī)構(gòu)以及

54、其他裝置的需求空間，并滿足排屑和安裝的需要。在本例設(shè)計(jì)的組合機(jī)床中，工件的加工示意圖已經(jīng)畫出。由于托輥的長度較大，故夾具的長度不超過工件的長度。按照其可以滿足的支撐強(qiáng)度和剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定雙V形塊的軸向間距即可，寬度依據(jù)管體的分布確定。定為630。夾具體底座高度應(yīng)該根據(jù)裝料高度，夾具大小和中間底座高度確定，并充分考慮中間底座剛度，以便于布置只周定位元件和設(shè)置夾緊機(jī)構(gòu)，便于排屑為原則。本例取其高度為260。中間底座輪廓尺寸中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上的安裝需要。中間底座的長度尺寸根據(jù)所選的動(dòng)力部件及其配套部件的位置關(guān)系確定，同時(shí)考慮多軸箱與夾具之間應(yīng)有適當(dāng)距離，以便于機(jī)床調(diào)整、維修；另外中

55、間底座周邊應(yīng)有不小于70100的排屑或者冷卻液回流槽。一般計(jì)算公式為： （2-11）式中：加工終了位置時(shí)，多軸箱端面到工件端面的距離（），本例中左右加工位置相同 ，=177；多軸箱厚度（），這次設(shè)計(jì)的臥式鏜床取325；工件長度，本例為=2000；滑臺與多軸箱的重合長度。本例為=325加工終了位置時(shí)，滑臺前端面至滑座端面間的距離和前備量之和。本例為=395滑座前端面與底座端面的距離，在本設(shè)計(jì)中，=0則中間底座的長度為=1564。中間底座長度確定后，多軸箱端面到工作端面間的距離就最后確定了。其高度應(yīng)考慮切屑的存儲和清理以及電氣接線盒的安排。如果使用切削液還要考慮35冷卻泵流量的切削液。按照標(biāo)準(zhǔn)參考滑臺側(cè)底座的高度選擇為630確定多軸箱輪廓尺寸按照標(biāo)準(zhǔn)臥式配置的多軸箱總厚度為325，其寬度和高度按標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列下表選擇。表2-4 多軸箱規(guī)格動(dòng)力箱型號BH1TD25A320250320，400，500，630250，320，4001TD32A400320400，500，630，800320，400，5001TD40A500400500，630，800，1000400，500，6301TD50A6305