臥式組合機床設計結(jié)構設計

1、臥式組合機床設計結(jié)構設計第一章緒論1.1國外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢在我國，組合機床發(fā)展已有二十多年的歷史，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。組合機床及其自動線是集機電于 一體的綜合自動化程度較高的制造技術和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、 經(jīng)濟實用，因而被廣泛應用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。 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），

2、完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜 孔、車端面和凸臺，在孔鏜各種形狀槽，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、復合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合機床等；隨著技術的不斷進步，一種 新型的組合機床一一柔性組合機床越來越受到人們的青睞，它應用多位主軸箱、 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（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

3、）等在組合機床行業(yè)中所 占份額也越來越大。由于組合機床及其自動線是一種技術綜合性很高的高技術專用產(chǎn)品，是根據(jù) 用戶特殊要求而設計的，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。我國組合機床及組合機床自動線總體技術水平比發(fā)達國 家要相對落后，國所需的一些高水平組合機床及自動線幾乎都從國外進口。工藝 裝備的大量進口勢必導致投資規(guī)模的擴大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場 要求我們不斷開發(fā)新技術、新工藝，研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機床結(jié)構， 向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b備。最早 的組合機床于1911年在美國制成，用于加工汽車零件。195

4、3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。初期，各機床制造廠都有各自的通用部件標準。為了提高不同制造廠的通用 部件的互換性，便于用戶使用和維修。1973年，國際標準化組織（ISO）公布了 第一批組合機床通用部件標準。1975年，中國第一機械工業(yè)部頒布了中國的第一 批組合機床通用部件標準。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的發(fā)展，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5面粗糙度可低達2.5 0.63微米；鏜孔精度可達IT76級，孔距精度可達O.0

5、3O.02微米。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。據(jù)專家分析，機床 裝備的高速和超高速加工技術的關鍵是提高機床的主軸轉(zhuǎn)速和進給速度。該屆博 覽會上展出的加工中心，主軸轉(zhuǎn)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。多軸化控制的機床裝備適合加工形狀復雜的工件。另外，產(chǎn)品 周期的縮短也要求加工機床

6、能夠隨時調(diào)整和適應新的變化，滿足各種各樣產(chǎn)品的 加工需求。然而更關鍵的是現(xiàn)代通信技術在機床裝備中的應用，信息通信技術的 引進使得現(xiàn)代機床的自動化程度進一步提高，操作者可以通過網(wǎng)絡或手機對機床 的程序進行遠程修改，對運轉(zhuǎn)狀況進行監(jiān)控并積累有關數(shù)據(jù)；通過網(wǎng)絡對遠程的 設備進行維修和檢查、提供售后服務等。在這些方面我國組合機床裝備還有相當大的差距，因此我國組合機床技術裝 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的應 用將是今后的發(fā)展方向。組合機床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組合機床加工精 度、組合機床柔性、組合機床工作可靠性和組合機床技術的成套性為主攻方向。 一方面，加強數(shù)控

7、技術的應用，提高組合機床產(chǎn)品數(shù)控化率；另一方面，進一步 發(fā)展新型部件，尤其是多坐標部件，使其模塊化、柔性化，適應可調(diào)可變、多品 種加工的市場需求。1.3機床設計的目的、容、要求1.3.1設計的目的機床設計畢業(yè)設計，其目的在于通過機床主運動機械變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構設 計，使我們在擬定傳動和變速的結(jié)構方案過程中，得到設計構思、方案的分析、 結(jié)構工藝性、機械制圖、零件計算、編寫技術文件和查閱資料等方面的綜合訓練， 樹立正確的設計思想，掌握基本的設計方法，培養(yǎng)基本的設計方法，并培養(yǎng)了自 己具有初步的結(jié)構分析、結(jié)構設計和計算能力。1.3.2設計容運動設計 根據(jù)給定的被加工零件，確定機床的切削用量，通過分析

8、比 較擬定傳動方案和傳動系統(tǒng)圖，確定傳動副的傳動比及齒輪的齒數(shù)，并計算主軸 的實際轉(zhuǎn)速與標準的相對誤差。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)否在允許圍。還要驗算主軸主件的靜剛度。結(jié)構設計進行主運動傳動軸系、變速機構、主軸主件、箱體、潤滑與 密封等的布置和機構設計。即繪制裝配圖和零件工作圖。編寫設計說明書1.3.3設計要求評價機床性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術一經(jīng)濟指標來判定的。技術先進合理， 亦即“質(zhì)優(yōu)價廉”才會受到用戶的歡迎，在國和國際市場上才有競爭力。機床設 計的技術一經(jīng)濟指標可以從滿足

9、性能要求、經(jīng)濟效益和人機關系等方面進行分 析。1.4機床的設計步驟 1.4.1調(diào)查研究研究市場和用戶對設計機床的要求，然后檢索有關資料。其中包括情報、預 測、實驗研究成果、發(fā)展趨勢、新技術應用以及相應的圖紙資料等。甚至還可以 通過網(wǎng)絡檢索技術查閱先進國家的有關資料和專利等。通過對上述資料的分析研 究，擬訂適當?shù)姆桨?，以保證機床的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，使用戶有較好的經(jīng)濟效 益。1.4.2擬定方案通?？梢詳M定出幾個方案進行分析比較。每個方案包括的容有：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(jié)構草圖、實驗結(jié)果及技術經(jīng)濟分析等。在制定方案時應注意以下幾個方

10、面：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。要盡量用先進的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構；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；繼承與創(chuàng)造相結(jié)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。1.4.3工作圖設計首先，在選定工藝方案并確定機床配置形式、結(jié)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

11、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。第二章組合機床的總體設計2.1組合機床方案的制定2.1.1制定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(jié)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(jié)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。并收集國外有關技術

12、資料，制定出合理的工藝方案。根據(jù)被加工被零件(氣缸體)的零件圖，加工左端面6個M12的螺紋底孔的 工藝過程。加工孔的主要技術要求。加工左端面5個M10孔。工件材料為HT150，HB150200。要求生產(chǎn)綱領為(考慮廢品及備品率)年產(chǎn)量4萬件。工藝分析加工該孔時，孔的表面粗糙度為3.2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8.5。定位基準及夾緊點的選擇加工此氣缸體的孔，以底面的兩個定位孔(一面兩銷)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)，由于夾具在本設計考慮氣缸夾緊。2.1.2確定組合機床的配置形

13、式和結(jié)構方案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精度，是制造 機床方案的主要依據(jù)。氣缸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。為了加工出表面粗糙度為3.2 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。為此，機床通常采用尾置式齒輪動力裝置，進給采用液壓系統(tǒng)，氣缸夾 緊。被加工零件的特點這主要指零件的材料、硬度加工部位的結(jié)構形狀，工件剛度定位基準面的特 點，它們對機床工藝方案制度有著重要的影響。此箱體

14、的材料是HT150、硬度 HB150200、孔呈規(guī)則分布，孔的直徑為8.5。采用多孔同步加工，零件的剛度 足夠，工件受力不大，振動，及發(fā)熱變形對工件影響可以不計。零件的生產(chǎn)批量零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多工位、自動線或按中小批量生產(chǎn)特點 設計組合機床的重要因素。按設計要求生產(chǎn)綱領為年生產(chǎn)量為4萬件，從工件外 形及輪廓尺寸，為了減少加工時間，采用多軸頭，為了減少機床臺數(shù)，此工序盡 量在一臺機床上完成，以提高利用率。機床使用條件使用組合機床對對車間布置情況、工序間的聯(lián)系、使用廠的技術能力和自然 條件等一定的要求。在根據(jù)使用戶實際情況來選擇什么樣的組合機床。綜合以上所述：通過對缸體零件的結(jié)構特

15、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，最終決定設計六軸頭多工位同步組合機床。2.2確定切削用量及選擇刀具2.2.1確定工序間余量為使加工過程順利進行并穩(wěn)定的保證加工精度，必須合理地確定工序余量。生產(chǎn)中常用查表給出的組合機床對孔加工的工序余量，以消除轉(zhuǎn)、定位誤差的影 響。8.5mm的孔在鉆孔時，直徑上工序間余量均為0.2mm。2.2.2選擇切削用量確定了在組合機床上完成的工藝容了，就可以著手選擇切削用量了。因為所 設計的組合機床為多軸同步加工在大多數(shù)情況下，所選切削用量，根據(jù)經(jīng)驗比一 般通用機床單刀加工低30%

16、左右.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 刀具主軸可設計成同轉(zhuǎn)速和同的每轉(zhuǎn) 進給量（mm/r）與其適應。以滿足直徑的 加需要，即： n f =n f =K n f = v1 12 2i i f式中： n 、n 、.各主軸轉(zhuǎn)速（r/min）ff2, f3各主軸進給量（mm/r）Vf動力滑臺每分鐘進給量（mm/min）由于氣缸體頂面孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術要求都是相同的。 按照經(jīng)濟地選擇滿足加工要求的原則，采用查表6-11 （用

17、高速鋼鉆頭加工鑄件 的切削用量）得：M12螺紋底孔的鉆頭直徑D=6mm，鑄鐵HB150200，取HB=200 進給量f=0.14mm/r、切削速度v=15m/min。2.3組合機床切削用量選擇及計算切削力F，切削轉(zhuǎn)矩M，切削功率P，刀具耐用度T的計算公式由組合機床設計表6-20，可知計算公式如下：F = 26Df 0.8 HB06M = 10 - Di.9 f 0.8 HB0.6P = MV9740-D 兀9600 D0.25、T = ()8V f 0.55 HB1.3式中：F一切削軸向力（N）；P一切削功率（KW）；v切削速度（m/min）；D一鉆頭直徑（mm）；T一刀具耐用度（min）；H

18、B一零件的布氏硬度值，通常給出一個圍。f每轉(zhuǎn)進給量（mm / r）；M切削轉(zhuǎn)矩（N.mm）；由公式得 F=26X9X0.140.8X2410.6 =1320.22N由公式得 M=10 X9X0.140.8 X 2410.6=3668.88N.mm由公式得 P=（3668.88 X 14.13）/（9740 nX9）=0.19KW由公式得 T=（9600X90.25）/（ 14.13X 0.140.55 X 2241.3）=7370.34mmE P = 8 x 0.12 = 0.96kw電機功率 p電EP； = （0.78 - 0.9）kw （門=0.8 0.9 ）初定主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/

19、n d=1000X 14/3.14X9 =495.5r/min滑臺每分鐘進給量的計算由組合機床設計n- f = Vf式中：n主軸轉(zhuǎn)速（r/min）f一主軸進給量（mm/r）vf 滑臺每分鐘進給量（mm / min）Vf = n - f = 495.5 x 0.1 = 49.5mm / min主軸直徑的確定由組合機床設計表3-4軸能承受的扭矩計算：d = b（M100）14式中：d軸的直徑（mm）；M一軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.mm）；B一系數(shù)。B與扭矩角巾有關，當為剛性主軸時，B = 7.3二 d = B（M. 100）0.25 = 15.4mm取 d = 20mm第三章組合機床的總體設計組合機床總

20、體設計，就是針對具體的被加工零件，在選定的工藝和結(jié)構方案 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)率計算卡，機床聯(lián)系尺寸圖。3.1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上完成的 工藝容，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， 加緊部位以及被加工零件材料，硬度和在本機床加工前的加工余量等情況的圖 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(jié)構形狀及尺寸。尤其是當需

21、要設置中間導向套時，應表示出零件部的肋， 壁布置及有關結(jié)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用定位基準，夾緊部位及夾壓方向，以便依次進行定 為支撐，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（包括對上道工序的要求及本機床保證的部分）。圖中還應注明被加工零件的名稱，編號，硬度，材料，重量以及被加工部 位的余量等。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，一定要突出該機床的加工容。繪制 時，應按一定比例，選擇足夠視圖及剖視，突出加工部位（用粗實線），并把零 件輪廓及與機床，夾具

22、設計有關的部位（用細實線）表示清楚。凡本道工序保證 的尺寸，角度等，均應在尺寸數(shù)值下方畫粗實線標記，另外還要用專門符號表示 出加工用定位基準夾壓位置，方向以及輔助支撐。.加工部位的位置尺寸應由定位基準注起。為方便加工及檢查，尺寸應采 用直角坐標系標注，而不采用極坐標系標注。.應注明零件加工對機床提出的某些特殊要求。被加工零件工序圖如3.1圖所示。3.2加工示意圖3.2.1加工示意圖的畫法及注意事項加工示意圖是表達工藝方案具體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

23、開圖。按比例用細實線畫出工件外形。加工部位、加工表面畫粗實線。必須使工件和加工方位與機床布局相吻合。為簡化設計，同一多 軸箱上結(jié)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實距離的限制。當主軸彼此間很近或需設置結(jié) 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。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。這時必須畫出拖架并標出聯(lián)系尺寸。采用標準通用結(jié)構時只畫外輪 廓,但須加注規(guī)格代號。加工示意圖的繪制為夾

24、具力的計算和夾具體各部分尺寸的確定提供了基 礎。3.2.2選擇刀具，工具，導向裝置并標注其相關位置及尺寸刀具選擇刀具選擇要考慮工件加工尺寸精度，表面粗糙度，切屑的排除及生產(chǎn)率 要求等因素。一般孔加工刀具其直徑選擇應與加工部位尺寸，精度相適應，其長 度要保證加工終了時，刀具螺旋槽尾端與導向外套端面有一定距離(一般 3050mm)。查組合機床設計簡明手冊莫氏錐柄麻花鉆的直徑系列由D=6mm 選取麻花鉆類型為錐柄麻花鉆，參數(shù)如下：L=150mml=108 mm頂角2巾二118。后角。二7。錐度號為2螺旋角B=29。15：接桿選擇由組合機床設計簡明手冊表 3-6主軸外伸尺寸L = 115mm，D /

25、% = 32/20查組合機床設計簡明手冊表8-1可得，接桿參數(shù)d = 20mm L = 95mm 1廣 42mm 匕-51mm（3）導向選擇由機械制造技術基礎課程設計指南表5-181，選取可換鉆套，可換 鉆套尺寸：導向長度12mm ；由表5-183,選取鉆套用A型襯套；由表5-184得， 鉆套螺釘選取M6 ；由組合機床設計簡明手冊表8-5可得，導向至工作端面 鉆鑄件時l牝d = 6mm。圖3-3可換鉆套3.2.3確定動力部件的工作循環(huán)及工作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 位置又返回原始位置的動作過程。一般包括快速引進，工作進給，快速退回等動 作。有時還有

26、中間停止，多次往復進給，跳躍進給，死擋鐵停留等特殊要求，這 是根據(jù)具體的加工工藝需要確定的。im圖3-4工作行程示意圖（1）快速進給長度應等于工件加工部位長度與刀具切入長度L1和切出長 度L2之和，切入長度應根據(jù)工件端面的誤差情況在5-10mm之間選擇。（2）快速退回長度等于快速引進與工作進給長度之和。快速進給是指動力 部件把多軸箱連同刀具從原始位置送進到工作進給開始位置，其長度按加工具體 情況確定。（3）工作進給長度L工應等于工件加工部位長度L與刀具切入長度L1和切 出長度L2之和。切入長應L應根據(jù)工件端面誤差情況在510mm之間選擇，誤 差大時取大值，因此取L =10mm, L2=15mm

27、, L工=10+15+10=35mm。圖3-5工作循環(huán)圖3.2.4其它注意問題（1）加工示意圖上應有足夠的聯(lián)系尺寸，并標注恰當。尤其是從多軸箱端 面到刀尖的軸向尺寸應齊全，以備檢查行程和調(diào)整機床使用。圖上應標注各主軸 的切削用量及必要說明。（2）加工示意圖應按加工終了狀態(tài)繪制。（3）加工示意圖上應有表示加工過程的工作循環(huán)圖及各行程長度。加工示意圖如3.6圖所示。圖3-6加工示意圖3.3機床聯(lián)系尺寸總圖機床聯(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)構而繪制的。是用來表示機床 的配置型式，主要構成級各部件安裝位置，相互聯(lián)系，運動關系和

28、操作方位的總 體布局圖。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(zhuǎn)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為：（1）切削功率（2）進給力（3）進給速度（4）行程（5）多軸箱輪廓尺寸（6）動力滑臺的精度和導軌材料具體動力部件的選擇：（1）選擇動力箱由/電 P/ = 0.8kw查組合機床設計簡明手冊表5-38選擇動力箱為 1TD25A。（2）選擇動力滑臺由組合機床設計簡明手冊表5-1液壓滑臺與附屬部件，支撐部件配套表可 知1HY25型液壓動力滑臺總行程400mm，其臺面寬度250 mm，長度 500 mm，

29、工進速度為328000mm/min，快進速度12m/min，最大進給力8000N。3.3.2夾具輪廓尺寸的確定組合機床夾具是保證零件加工精度的重要部件，是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)。具體要考慮布置工件的 定位、限位、加緊機構、刀具導向裝置以及夾具底座排屑和安裝等方面的空間和 面積需要。加工示意圖中已經(jīng)確定了一個或多個加工方向的工件與導向間距以及導向 套的尺寸。這里主要合理確定設置導向的鉆模架體尺寸，它在加工方向的尺寸一 般不小于導向長度，在這取360 mm，至于寬度尺寸可根據(jù)導向分布及工件限位 元件安置需要確定，取400mm。對于夾具體的高度尺寸，

30、一方面要保證其具有足夠的剛度，同時要考慮機床 的裝料高度、中間底座的剛度、排屑的方便和便于設置定位、加緊機構，在這取316 mm。3.3.3機床的裝料高度裝料高度是指機床上工件的定位基準面到底面的垂直距離。選取機床裝料高 度應與車間工件輸送軌道高度相適應，還應考慮通用部件，中間底座，夾具等部 件高度尺寸的限制等，滑臺高度為250mm，側(cè)底座高度為560mm，取裝料高度 為 H = 950mm。3.3.4中間底座的輪廓尺寸中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其面上面連接安裝的需要。其長度方向尺 寸要根據(jù)所選動力部件及配套部件的位置關系，照顧各部件聯(lián)系尺寸的合理性來 確定。本設計中，中間底座長720 m

31、m，寬520 mm，高560 mm。3.3.5多軸箱輪廓尺寸標準通用鉆多軸箱的厚度是一定的，臥式為325mm，立式為340mm。因此， 確定多軸箱尺寸，主要是確定多軸箱的寬度B和高度H以及最低主軸高度h1。 可按公式確定：B = b + 2b1H = h + 七 + q式中b一工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離，單位為mmbi-最邊緣主軸中心、至箱體外壁距離，單位為mmh -工件在高度方向相距最遠的兩孔距離，單位為mm七-最低主軸高度，單位為mm為保證多軸箱有足夠安排齒輪的空間，推薦4 70 - 100mm。多軸箱最低主軸高度h必須考慮工件最低孔位置h、機床裝料高度H、滑臺總高A、側(cè)底座 123

32、高度h等尺寸之間的關系。在本設計多軸箱中，h? = 81.42mm，H = 950mm， 血彳=250mm，h = 560mm。對于臥式組合機床，h要保證潤滑油不致從主軸襯 套處泄露到箱外，推薦匕 85 - 140mm。計算如下：h = h + H - (0.5 + h + h + 5) = 81.42 + 950 - (0.5 + 250 + 560 + 5) = 215.92mm1234若取b = 100mm，則可求多軸箱的輪廓尺寸：H = h + h + b廣 216 +136 +100 = 452mmB = b + 2% = 157 + 2 x100 = 357mm(11)由此按通用箱

33、體系列尺寸標準，選定多軸箱輪廓尺寸為BxH = 500 x400mm。 3.3.6繪制機床聯(lián)系尺寸總圖的注意事項機床聯(lián)系尺寸總圖應按機床加工終了狀態(tài)繪制。圖中應該畫出機床各部件在 長、寬、高方向相對位置聯(lián)系尺寸及動力部件退至起始位置尺寸(動力部件起始 位置畫虛線)；畫出動力部件的總行程和工件循環(huán)圖；應該著名通用部件的型號、 規(guī)格和電動機型號、功率及轉(zhuǎn)速。機床聯(lián)系尺寸總圖如3.7圖所示。圖3-7機床聯(lián)系尺寸總圖生產(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

34、及機床負荷率等。計算如下：切削時間：T 切=L/ vf +1 停 = 40/96.96 + 0.01 = 0.42 min（12）式中：T切機加工時間（min）L工進行程長度（mm）v刀具進給量（mm/min）t停一一死擋鐵停留時間。一般為在動力部件進給停止狀 態(tài)下，刀具旋轉(zhuǎn)510 r所需要時間。這里取5r輔助時間：T = L3 + 氣 +t +t裝 =（20 + 60） /500+0.1+1.5f=1.76 min（13）式中：LL4 分別為動力部件快進、快退長度（mm）Vfk快速移動速度（m/min ）。用機械動力部件時取56m/min ；用液壓動力部件取310m/min ot移 工作臺移

35、動時間（min）, 一般為0.050.13min，取0.1 mint裝裝卸工件時間（min） 一般為0.51.5min，取1.5min機床生產(chǎn)率：Q1= 60/T單=60/ （T切+T輔）二 60/ （0.42+1.76）二 27.5 件/h（14）機床負荷率按下式計算n=Q/QX100%1二 Q1tk/AX100%= 27.5X2350/100000X100%二 64.6%（15）式中：Q機床的理想生產(chǎn)率（件/h）A年生產(chǎn)綱領（件）tk年工作時間，單班制工作時間tk =2350h機床生產(chǎn)率計算卡如表1下:機床生產(chǎn)率計算卡被 加 工 零件圖號Z-11362A毛坯種類鑄件名稱箱體毛坯重量材料HT

36、150硬度150-2007HBS工序名稱鉆左側(cè)面螺紋底孔610.5工序號序號工步名稱被加工零件數(shù)(個)加工直徑(mm)加工長度(mm)工作行程(mm)切削速度(m/m in)轉(zhuǎn)速(r/m in)每轉(zhuǎn)進給量(mm/r)每分鐘進給量(mm/min)工時(分)機動時間輔助時間共計1裝卸工件11.51.5動力部件2快進動力部件3工進2022（盲8.54020孔）496 0.160.00 0.0050880.5500.544死擋鐵停4留動力部件5快退0.010.01600.010.0150440.5 1.53單件總工時2.1742機床實際生產(chǎn)率Q127.5 （件/小時）裝卸工件時間取決于操作者熟練程度，

37、本機床裝卸工件時間取為1.5min機床理想生產(chǎn)率Q 17 （件/小時）負荷率n負 0.646表1：機床生產(chǎn)率計算卡第四章組合機床多軸箱設計4.1通用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加機構 組成。4.2多軸箱設計步驟和容4.2.1多軸箱設計原始依據(jù)1）多軸箱輪廓尺寸500 400mm。工件輪廓尺寸及所加工孔位置。2）多軸箱也工件相對位置尺寸。3）被加工零件。4）動力部件動力箱型號為1TD25I，電動機型號為Y100L1 -4，功率為2.2kw，電動機轉(zhuǎn)速為1430 r /min，動力箱輸出轉(zhuǎn)速為715 r/min。4.2.2主軸結(jié)構的選擇及計算（1）主軸結(jié)

38、構形式的選擇主軸結(jié)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。滾 錐軸承主軸：前后支撐位圓錐滾子軸承。這種軸承可承受較大的徑向和軸向力， 且結(jié)構簡單、裝配調(diào)整方便，廣泛用于擴、鏜、鉸孔和攻螺紋等加工。（2）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軸徑為25 mm，初選齒輪模數(shù):P22m （3032）v = 32x =1.8，故，多軸箱輸入齒輪模數(shù)取m = 2。A zn； 19 x 6064.2.3主軸分布類型及傳動系統(tǒng)設計（1）主軸分布類型組合機床加工的零件時多種多樣的，結(jié)構也是各不相同，零件上孔的分布可 分為4類：1）同心圓分布2）直線分布3）圓周和直線混合分布

39、4）任意分布本設計中采用同心、圓分布。（2）傳動系統(tǒng)設計1）將主軸同心、分布，用一根傳動軸帶動多根主軸。2）確定驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向及位置。3）用最少的齒輪和中間傳動軸把主軸和驅(qū)動軸連接起來。4）設計手柄軸手動調(diào)節(jié)裝配。5）潤滑油泵安排。圖4-1多軸箱設計原始依據(jù)圖4.3傳動系統(tǒng)的設計計算根據(jù)各軸的中心、距確定個齒輪齒數(shù)，按照多軸箱設計原始依據(jù)圖安排齒輪位置。齒頂圓直徑d = (z + 2ha*) x m(16)齒根圓直徑d = (z 2ha * -2c*) x m(17)(1)軸0齒輪：z=21m=4d=84(2)軸1-2齒輪：z=22m=2d=44(3)軸3-5齒輪：z=33m = 2d=66

40、軸6齒輪：z=14m=4d=56z=18m=2d=36軸7齒輪：z=26m=2d=52z=40m=2d=80z=40m=2d=80軸8齒輪：z=25m=2d=50分度圓直徑d = mz(18)z=19 m=2 d=48軸9齒輪：(8)軸 11 齒輪： z=27 m=2 d=54第五章夾具設計機床夾具設計在組合機床設計中占有重要的地位。它的好壞將直接影響工件 加工表面的位置精度。本夾具主要是用來鉆頂面6個螺紋底孔，整個需要加工的孔的位置尺寸用機 床和夾具就能直接保證。因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何保證垂直度 要求的前題下，提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。為了很好利用工廠實際設備和 提高生產(chǎn)

41、率，設計專用夾具進行加工。5.1機床夾具的概述5.1.1機床夾具的組成定位元件和定位裝置用于確定工件正確位置的元件或裝置，如V形塊，定 位銷，凡是夾具都有定位元件，它是實現(xiàn)夾具基本功能的元件。夾緊元件和夾緊裝置 用于固定工件以獲得的正確位置的元件或裝置。工件 在夾具定位之后引進加工之前必須將工件夾緊，使其在加工時在切削力的作 用下不離開已獲得的定位，有時同一個元件既能定位，也具有夾緊的雙重功 效。導向元件 確定刀具的位置并引導刀具的元件，它也可以供鉆鏜類夾具在機 床上安裝時做基準找正用。夾具體夾具體也稱為夾具本體，用于將各種元件，裝置連于一體，并通過 它將整個夾具安裝在機床上，一般采用鑄鐵制造

42、，它是保證夾具的剛度和改 善夾具動力學特性的重要部分。如果夾具體的剛性不好，加工時將要引起較 大的變形和震動，產(chǎn)生較大的加工誤差。5.1.2機床夾具的類型機床夾具的種類很多，形狀千差萬別，為了設計和制造方便，一般按某一 屬性進行分類，如按所使用的機床分：車床夾具，銑床夾具，鏜床夾具，磨床 夾具和鉆床夾具。5.2夾緊方案和夾緊元件的設計工件在切削過程中會受到切削力、慣性力等作用，因此必須夾緊以保證定位， 典型的夾緊裝置是由夾緊元件、中間傳力機構和動力源裝置所組成。夾緊元件是 執(zhí)行夾緊的最終元件，是直接與零件接觸來完成夾緊的。中間傳力機構是傳傳遞 動力源裝置的力到夾緊元件來完成夾緊，它可以改變夾緊

43、力的大小、方向和使夾 緊具有自鎖性能。動力裝置是產(chǎn)生夾緊力的動力源，所產(chǎn)生的力稱為原始力。 夾緊裝置在夾緊過程中有一定的要求：夾緊裝置應保證工件定位，而不能破壞工件的定位。夾緊力的大小應能保證工件在加工時的位置不變，同時又不能使工件產(chǎn) 生變形。夾緊力的方向應和切削力方向相應，使夾緊力減小。夾緊裝置的動作應迅速、方便、安全。夾緊裝置的結(jié)構應簡單、合理、制造方便。由于該道工序是鉆頂面7的6個螺紋底孔，此零件屬于中批量生產(chǎn)，并且 切削力較小，所以力求夾具設計簡單，降低成本的原則。本夾具采用手動夾緊。5.3夾具的性能及優(yōu)點(1)剛性好該夾具在高轉(zhuǎn)速、大吃刀的情況下不會產(chǎn)生振動，自動定心效果優(yōu)于三爪卡 盤。套筒用鑄鐵件制造，無薄弱環(huán)節(jié)。整個機構不存在剛性不足、偏載和偏心、現(xiàn) 象。(2 )應用圍廣此夾具更換不同直徑的彈簧套筒，可以加工不同直徑的同類產(chǎn)品，通用性好。精度保證較高5.4夾具體的設