YZ4110柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及右主軸箱設(shè)計(jì)含11張CAD圖

YZ4110柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及右主軸箱設(shè)計(jì)含11張CAD圖,yz4110,柴油機(jī),缸體,三面鉆削,組合,機(jī)床,總體,整體,主軸,設(shè)計(jì),11,十一,cad 設(shè)計(jì)任務(wù)書 畢業(yè)生 姓名 專業(yè) 指導(dǎo)教師 姓名 類別 學(xué)號(hào) 班級(jí) 職稱 外聘√ 本校 一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 YZ4110柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床設(shè)計(jì)： 1、總體設(shè)計(jì) 2、右側(cè)主軸箱設(shè)計(jì) 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)提供的原始數(shù)據(jù)資料 YZ4110柴油機(jī)氣缸體零件圖 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成主要內(nèi)容： 1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書： 第2頁(yè) 共 2頁(yè) 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院-----畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 (1)、總體設(shè)計(jì) (2)、主軸箱設(shè)計(jì) (3)、設(shè)計(jì)計(jì)算 2、畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙： （1）三圖一卡（被加工零件工序圖，加工示意圖，機(jī)床尺寸聯(lián)系圖，生產(chǎn)率計(jì)算卡） （2）機(jī)床主軸箱裝配圖一張 （3）主軸箱部分零件圖（箱體補(bǔ)充圖，主軸圖，齒輪圖，傳動(dòng)軸，軸套） （4）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(不少于40頁(yè)) 四、畢業(yè)生應(yīng)提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料要求 1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書：一份 2、畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙： （1）繪制三圖一卡（被加工零件工序圖A0，加工示意圖A1，機(jī)床尺寸聯(lián)系圖A0（手繪），生產(chǎn)率計(jì)算卡） （2）繪制主軸箱裝配圖一張A0 （3）繪制主軸箱部分零件圖（箱體補(bǔ)充圖A1（手繪），主軸圖A2，主軸箱箱體檢查圖A2） （4）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份 (不少于40頁(yè)) 五、設(shè)計(jì)進(jìn)度安排（從第五周起） 序號(hào) 時(shí)間 周次 設(shè)計(jì)任務(wù)完成的內(nèi)容及質(zhì)量要求 1 3月31日~4月6日 第6周 收集 查詢 整理 有關(guān)的資料 2 4月 7 日~4月13日 第7周 總體方案研討,確定及草圖繪制 3 4月14日~4月20日 第8周 確定及草圖繪制 4 4月21 日~4月27日 第9周 結(jié)構(gòu)理論計(jì)算 5 4月28日~5月 4 日 第10周 繪制三圖一卡 6 5月 5 日~5月11日 第11周 繪制主軸箱裝配圖 7 5月12日~5月18日 第12周 繪制零件圖 8 5月19日~5月25日 第13周 繪制零件 9 5月26日~6月 1 日 第14周 繪制零件 10 6月 2 日~6月 8 日 第15周 打說(shuō)明書 11 6月9日~6月15日 第16周 打印和裝訂 12 6月16日~6月22日 第17周 教師評(píng)閱和開始答辯 六、主要參考文獻(xiàn)資料 1、工具書： 機(jī)床圖冊(cè) 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 機(jī)械制圖 2、參考資料： 《工程力學(xué)》 《公差配合與測(cè)量技術(shù)》 《電機(jī)拖動(dòng)》 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 《機(jī)械制造工藝學(xué)》 七、簽字欄 簽 字 欄 畢業(yè)生 姓名 苗春雷 專業(yè) 機(jī)制 班級(jí) 10機(jī)制本 要求設(shè)計(jì)工作起止日期 2014年3月31日~~~2014年6月1日 教師審核 指導(dǎo)教師（簽字） 日期 2014年 月 日 教研室主任審查（簽字） 日期 2014年 月 日 系主任批準(zhǔn)（簽字） 日期 2014年 月 日 評(píng)閱書 題目：YZ4110 柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床設(shè)計(jì) 系 專業(yè) 姓名 設(shè)計(jì)時(shí)間：20XX 年 3 月 31 日~2014 年 6 月 1 日 評(píng)閱意見： 成績(jī)： 指導(dǎo)教師： （簽字） 職 務(wù)： 2014 年 月 日 XXX II 答辯記錄卡 機(jī)電 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造機(jī)自動(dòng)化 專業(yè) 姓名 苗春雷 答 辯 內(nèi) 容 問(wèn) 題 摘 要 評(píng) 議 情 況 記錄員： （簽名） 成 績(jī) 評(píng) 定 指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī) 答辯組評(píng)定成績(jī) 綜合成績(jī) 注：評(píng)定成績(jī)?yōu)?100 分制，指導(dǎo)教師為 30%，答辯組為 70%。 專業(yè)答辯組組長(zhǎng)： （簽名） 20XX 年 月 日 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成了大學(xué)的全部課程之后進(jìn)行的一次理論與實(shí)際的綜合運(yùn)用，是 工科學(xué)生在校學(xué)習(xí)的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其目的在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)和 理論知識(shí)，使其對(duì)專業(yè)知識(shí)、技能有進(jìn)一步的提高；通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn) 用設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)及熟悉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的能力，學(xué)會(huì)編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，提高綜合 素質(zhì)；培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決本專業(yè)一般工程技術(shù)問(wèn)題的能力，使學(xué)生具有一定的機(jī)械 設(shè)計(jì)技能和掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，樹立良好的設(shè)計(jì)思想和工作作風(fēng)，為 以后從事專業(yè)技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：組合機(jī)床的概述、組合機(jī)床通用部件及其選用、組合機(jī) 床總體設(shè)計(jì)、組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)、組合機(jī)床技術(shù)設(shè)計(jì)五個(gè)部分。 本設(shè)計(jì)以提高生產(chǎn)率和保證加工精度為目的，以較充足的專業(yè)課知識(shí)為基礎(chǔ)， 結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，在收集和參考大量資料的前提下獨(dú)立完成。設(shè)計(jì)基本上做到： 圖紙繪制基本符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，做到布局合理，圖紙也基本能夠正確、完整、清晰的 表達(dá)出零件的形狀及尺寸。計(jì)算說(shuō)明書的條理較清晰，語(yǔ)言通順流暢，圖表和公式 的編輯也基本符合畢業(yè)論文撰寫規(guī)范。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，盡量采用通用部件，為組合機(jī)床的生產(chǎn)提供便利條件。其中主 軸箱的設(shè)計(jì)是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。主軸箱設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮被加工零件的形狀及加工要 求，合理布置傳動(dòng)及齒輪的位置。尤其在齒輪設(shè)計(jì)上，更要反復(fù)驗(yàn)算轉(zhuǎn)速，努力作 出最合理的設(shè)計(jì)方案。 在這次設(shè)計(jì)中，張老師給予了我們很大的幫助。在她的指導(dǎo)下，一個(gè)又一個(gè)的 難題被攻克，我們的設(shè)計(jì)水平有了很大的提高。 目 錄 摘要 1 緒論 ..............................................................1 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) ..................................................3 2.1 總體方案論證 .....................................................3 2.1.1 工藝路線的確立 .................................................3 2.1.2 機(jī)床配置型式的選擇 .............................................4 2.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇 .................................................5 2.1.4 滑臺(tái)型式的選擇 .................................................7 2.2 切削用量的確定及刀具選擇 .........................................8 2.2.1 選擇切削用量 ...................................................8 2.2.2 切削力、切削扭矩及切削功率的計(jì)算 ...............................10 2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)— 三圖一卡 .....................................12 2.3.1 被加工零件工序圖 ..............................................12 2.3.2 加工示意圖 ....................................................13 2.3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖 ...............................................18 2.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 ..............................................22 3.組合機(jī)床右主軸箱設(shè)計(jì) ..............................................24 3.1 主軸箱原始依據(jù)圖 ................................................25 3.2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇和動(dòng)力計(jì)算 ....................................25 3.2.1 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇 ............................................25 3.2.2 主軸直徑和齒輪模數(shù)的確定 ......................................26 3.3 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ......................................26 3.3.1 根據(jù)原始依據(jù)圖計(jì)算坐標(biāo)尺寸 ....................................27 3.3.2 擬訂主軸箱傳動(dòng)路線 ............................................27 3.3.3 確定傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù) ......................................27 3.3.4 傳動(dòng)軸的選擇 ..................................................30 3.3.5 軸承的壽命校核 ................................................32 3.3.6 齒輪的選擇 ....................................................33 3.3.7 平鍵的選擇 ....................................................36 3.3.8 坐標(biāo)檢查圖 ....................................................37 4 零部件的設(shè)計(jì) .....................................................38 4.1 主軸箱的裝配圖及零件圖 ..........................................38 4.2 主軸箱的選擇設(shè)計(jì) ................................................38 4.3 潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ..................................................39 5 結(jié)論 .............................................................40 參 考 文 獻(xiàn) .........................................................41 外文資料及譯文 ......................................................42 SPECIAL PROCESSING GENERALITY ...................................42 特種加工概論 ....................................................48 TOYOTA PRADO FOUR-WHEEL DRIVE SYSTEM ............................53 豐田普拉多全時(shí)四驅(qū)系統(tǒng) ..........................................56 致 謝 .............................................................60 附 錄 ..............................................................61 YZ4110 柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 摘 要：這次設(shè)計(jì)是以 XK715C/1060 的主軸箱體為主要加工對(duì)象，主要任務(wù)有兩項(xiàng)： 第一項(xiàng)是加工箱體的組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)；第二項(xiàng)是組合機(jī)床中的主軸箱內(nèi)部傳動(dòng) 組件和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 由于組合機(jī)床可以同時(shí)進(jìn)行多刀位加工，實(shí)行工序高度集中，這樣就大大縮短 了輔助時(shí)間和加工時(shí)間。組合機(jī)床在自動(dòng)化生產(chǎn)中得到越來(lái)越多的使用。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，首先仔細(xì)分析被加工零件的特征，將工序適當(dāng)集中在一起； 其次有步驟的進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，工藝方案的擬訂，切削用量的確定，三圖的設(shè)計(jì)；最 后進(jìn)行主軸箱的設(shè)計(jì)和進(jìn)行有關(guān)齒輪及軸的校核。 關(guān)鍵詞：組合機(jī)床 主軸箱 主軸 Abstract：The design is based on the spindle box XK715C/1060 processing as the main object, there are two main task: the first is a combination of box processing machine design; The second is the combination of machine tool spindle box in the internal transmission group parts and structural design. At the same time as a result of combination of tools can be multi- knife-bit processing, the implementation process highly concentrated, thus greatly reducing the time and processing aids. In accordance with the requirements of this design, first of all, a careful analysis of the characteristics of part to be machined to the appropriate processes together; followed by steps to carry out the design, programming process, the determination of cutting parameters, the three design plans; the end of the spindle box design and carry out the checking gear and shaft. Key words: combination of machine tool spindle box spindle 1 1 緒論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是來(lái)源于鹽城市江動(dòng)集團(tuán)的關(guān)于 YZ4110 柴油機(jī)氣缸體三 面鉆削組合機(jī)床設(shè)計(jì)。YZ4110 柴油機(jī)是該集團(tuán)大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品之一，為保證柴油 機(jī)氣缸體三面孔的加工和相應(yīng)的位置精度,提高生產(chǎn)效率而設(shè)計(jì)一臺(tái)三面鉆孔的臥 式組合機(jī)床。 組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組 成的一種高效專用機(jī)床 [1]。組合機(jī)床沒有定型產(chǎn)品，必須根據(jù)所加工的零件工藝要 求進(jìn)行專門設(shè)計(jì) [13]。這種機(jī)床既具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度較高等特點(diǎn)， 又具有一定的重新調(diào)整能力，以適應(yīng)工件變化的需要，它還可以對(duì)工件進(jìn)行多面、 多主軸同時(shí)加工。組合機(jī)床應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件，降低制造成本，同時(shí)需考慮實(shí)際 生產(chǎn)條件，并從機(jī)床的合理性、經(jīng)濟(jì)性、工藝性、實(shí)用性及對(duì)被加工零件的具體要 求出發(fā)，確定設(shè)計(jì)方案。本機(jī)床設(shè)計(jì)吸取了現(xiàn)有機(jī)床加工優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)布局合理。滿 足機(jī)體孔系加工質(zhì)量要求。組合機(jī)床行業(yè)雖然取得了較大的進(jìn)步與發(fā)展，但是，在 制造技術(shù)高速發(fā)展的今天，由于自身的基礎(chǔ)比較薄弱，從整體上看，國(guó)外的先進(jìn)水 平、與國(guó)內(nèi)用戶的要求還存在著一定的差距，滿足不了用戶要求。80 年代以來(lái)，國(guó) 外組合機(jī)床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方 向發(fā)展。 由組合機(jī)床組成可以明顯地了解其特點(diǎn)，與通用機(jī)床及其它的專用機(jī)床比較， 具有如下特點(diǎn)： 1．要用于加工箱體類零件和雜件的平面和孔。 2．生產(chǎn)率高。因?yàn)楣ば蚣?，可多面、多軸、多刀同時(shí)自動(dòng)加工。 3．加工精度穩(wěn)定。因?yàn)楣ば蚬潭ǎ蛇x用成熟的通用部件、精密夾具合作的 工作循環(huán)來(lái)保證加工精度的一致性。 4．研制周期短，便于設(shè)計(jì)、制造和使用維護(hù)，成本低。因?yàn)橥ㄓ没⑾盗谢?標(biāo)準(zhǔn)化程度高，而且通用部件可組織批量生產(chǎn)。 5．自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 6．配置靈活。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)模塊化、組合化、可按工件或工序要求，用大量通用 部件和少量專用部件靈活組成各種類型的組合機(jī)床及自動(dòng)線。機(jī)床易于改裝，產(chǎn)品 2 或工藝變化時(shí)，通用部件一般還可以重復(fù)利用。 目前，組合機(jī)床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。平面加工包括銑平面、 锪（刮）平面、車端面；孔加工包括鉆、闊、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋、 锪沉孔、滾壓孔等。隨著綜合自動(dòng)化的發(fā)展，其工藝范圍正擴(kuò)大到車外圓、行星銑 削、拉削、推削、磨削、珩磨及拋光、沖壓等工序。此外，還可以完成焊接、熱處 理、自動(dòng)裝配和建材、清洗和零件分類及打印等非切削工作。 組合機(jī)床在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、儀器儀表、軍工、縫紉機(jī)和自行車 等工業(yè)領(lǐng)域的大批、大量生產(chǎn)中已獲得廣泛應(yīng)用，一些中小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機(jī) 床、機(jī)車、工程機(jī)械扽制造業(yè)中也亦推廣應(yīng)用。組合機(jī)床最適宜加工各種大中型箱 體類零件，如氣缸蓋、氣缸體、變速箱體、電機(jī)座及儀表殼等零件，也可以用來(lái)完 成軸套類、輪盤類、叉架類和蓋板類零件的部分或全部工序的加工。 組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，目前基本上有兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對(duì)象的具體 情況進(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(guó)機(jī)械行業(yè) 的廣泛使用，廣大工人總結(jié)自己生產(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) 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(duì)象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，可以設(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(jiǎn)單的夾具及刀具，即可 組成加工一定對(duì)象的高效率設(shè)備。組合機(jī)床的發(fā)展思路是以提高組合機(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(chǎng) 需求。復(fù)合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被看好。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。在這些方面組合機(jī)床裝備還有相當(dāng)大的差距，因此組合機(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。目前，我國(guó)組合機(jī)床的研究涉及機(jī)床設(shè)計(jì)研究 [2][3]、加工工藝 [4][5] 、 加工質(zhì)量改進(jìn) [6]等，在機(jī)床自動(dòng)化、柔性化等方面的研究與國(guó)際發(fā)展水平相比還有 不小的差距。 對(duì)于該課題，我主要進(jìn)行組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì)。在對(duì)組合機(jī)床 3 的主軸箱設(shè)計(jì)之前，需對(duì)被加工零件孔的分布情況及所要達(dá)到的技術(shù)要求進(jìn)行具體 分析[7]，如各部件尺寸、材料、形狀、硬度及加工精度和表面粗糙度等內(nèi)容。充 分了解組合機(jī)床的特點(diǎn)，通過(guò)分析主軸箱的工作原理，進(jìn)行機(jī)床的總體方案設(shè)計(jì)。 首先是總體方案論證，組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)的具體工作是編制“三圖一卡” ，即繪制 被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。其次是部 件設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)，在主軸箱設(shè)計(jì)時(shí)，需要繪制主軸箱原始依據(jù)圖，選擇主軸箱的 規(guī)格、型號(hào)，選擇切削用量 [8]，計(jì)算切削功率，確定各軸的結(jié)構(gòu)、排布、配合關(guān)系 [1][10]，軸的強(qiáng)度、剛度校核等。還需對(duì)主軸箱前蓋、后蓋、箱體及附件的設(shè)計(jì) [11] [12]。在主軸箱設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的主要思路是把原有的多道工序的單孔加工改為多孔同 時(shí)加工，這樣設(shè)計(jì)主要是為了解決由多次裝夾引起的定位誤差問(wèn)題，保證孔的位置 精度。 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)，通常是根據(jù)與用戶簽訂的合同和協(xié)議書，針對(duì)具體加工零 件，擬定工藝和結(jié)構(gòu)方案，并進(jìn)行方案圖樣和有關(guān)技術(shù)文件的設(shè)計(jì)。 2.1 總體方案論證 零件的加工工藝方案將決定組合機(jī)床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié) 構(gòu)等。所以，在制定工藝方案時(shí)，我們必須認(rèn)真分析被加工零件圖，并深入現(xiàn)場(chǎng)了 解相關(guān)零件的形狀、大小、材料、硬度、剛性、加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工精度、 表面粗糙度、以及現(xiàn)場(chǎng)所采用的定位、夾緊方法、工藝過(guò)程、所采用的刀具及切削 用量、生產(chǎn)率要求、現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境和條件等等。如條件允許，還應(yīng)廣泛收集國(guó)內(nèi)外有 關(guān)技術(shù)資料，制定合理的工藝方案。 2.1.1 工藝路線的確立 A.本機(jī)床被加工零件特點(diǎn) 4 該加工零件為柴油機(jī)機(jī)體。材料HT250，其硬度為HB190～240，在本工序之前 各主要表面、主要孔已加工完畢。 B.本機(jī)床被加工零件的加工工序及加工精度 本道工序：鉆左面、右、后三面的孔，由本設(shè)備“氣缸體三面鉆削組合機(jī)床” 完成，因此，本設(shè)備的主要功能是完成柴油機(jī)機(jī)體左、右、后三個(gè)面上15個(gè)孔的加 工。具體加工內(nèi)容及加工精度是： a) 右面 5 個(gè)孔：鉆削 3×φ6、φ8、φ4 的孔，表面粗糙度 12.5μm，各孔位 置度公差為 φ0.02mm。 b) 左面 5 個(gè)孔：鉆削 4×φ4、φ3 的孔，表面粗糙度 12.5μm，各孔位置度 公差為 φ0.02mm。 c)后面 5 個(gè)孔：鉆削 3×φ4、2×φ10 孔，表面粗糙度 12.5μm，各孔位置度 公差為 φ0.02mm。 2.1.2 機(jī)床配置型式的選擇 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)床的配制形式和結(jié)構(gòu) 方案。但是還要考慮下列因素的影響。 影響組合機(jī)床配置形式及結(jié)構(gòu)方案的因素 1.工件加工精度的影響 工件的加工精度要求，往往影響組合機(jī)床的配制形式 和結(jié)構(gòu)方案，例如，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 精度要求較低時(shí)，可采用移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床；工件各孔之間的位置精度要 求高時(shí)，應(yīng)采用在同一工位上對(duì)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)，應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行精加工等等。 2.工件結(jié)構(gòu)形狀的影響 工件的形狀、大小和加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)機(jī)床的 結(jié)構(gòu)方案也有一定的影響。例如，對(duì)外形尺寸和重量較大的工件，一般采用固定夾 具的單工位組合機(jī)床；對(duì)多工序的中小型零件，則宜采用移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī) 床；對(duì)大直徑的深孔加工，宜采用剛性主軸的立式組合機(jī)床等等。 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，從其它因素考慮應(yīng)采用單工位組合機(jī)床，但 由于滿足不了生產(chǎn)率的要求時(shí)，應(yīng)選用移動(dòng)工作臺(tái)式的組合機(jī)床；工位數(shù)超過(guò) 4 個(gè) 5 時(shí)才選用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或鼓輪式組合機(jī)床。 4.現(xiàn)場(chǎng)條件的影響 使用組合機(jī)床的現(xiàn)場(chǎng)條件對(duì)組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案也有一定 的影響。例如，使用單位的氣候炎熱，車間溫度過(guò)高，使用液壓傳動(dòng)機(jī)床不夠穩(wěn)定， 側(cè)宜采用機(jī)械傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式；使用刀位刃磨刀具、維修、調(diào)整能力以及車間布置 的情況，都將影響組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案。 組合機(jī)床的配置型式有立式、臥式、傾斜式和復(fù)合式四種，立式和臥式是組合 機(jī)床的主要配置形式。 立式機(jī)床的優(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。臥式機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，振動(dòng)小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，機(jī)床重心較 低，精度高，安裝方便，其缺點(diǎn)是削弱了床身的剛性，占地面積大。機(jī)床的配置型 式在很大程度上取決于被加工零件的大小、形狀及加工部位等因素。 通過(guò)以上的比較，針對(duì) YZ4110 柴油機(jī)氣缸體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和需要被加工的部位 考慮鉆孔工序是主要工序內(nèi)容。為了保證鉆孔的加工精度和符合被加工零件的加工 特點(diǎn)， 我們選擇用臥式組合機(jī)床。 2.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇 箱體零件的定位方案一般有兩種， “一面兩銷”和“三平面”定位方法。 A. “一面兩銷”的定位方法的特點(diǎn)是： a)可以簡(jiǎn)便地消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。 b)有同時(shí)加工零件五個(gè)表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上 孔的位置精度。 c)“一面兩銷”可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整 個(gè)工藝過(guò)程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的累積誤差，有利于保證零件的加 工精度。同時(shí)，使機(jī)床各個(gè)工序的許多部件實(shí)現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計(jì)、制造周 期，降低成本。 d)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位、夾緊，并有利于防止切削落于定位基面上。 B. “三平面”定位方法的特點(diǎn)是： a)可以簡(jiǎn)便地消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。 b)有同時(shí)加工零件兩個(gè)表面的可能，能高度集中工序。 6 在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，即遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 通過(guò)對(duì)零件的分析，最后選擇柴油機(jī)機(jī)體的底面作為定位的基準(zhǔn)面，這樣就有利于 保證了被加工孔相互間的位置精度。柴油機(jī)機(jī)體要很好的固定在機(jī)床上，就必須限 制六個(gè)自由度，這樣才可以保持加工精度。根據(jù)切削力的方向和夾具夾緊力的方向， 選擇柴油機(jī)機(jī)體的底面確立一個(gè)平面來(lái)限制 3 個(gè)自由度，側(cè)面定位限制 2 個(gè)自由度， 端面定位限制 1 個(gè)自由度，這樣就更能保證工件的加工精度。在本次設(shè)計(jì)中我們采 用的就是“一面兩銷”定位。 選擇定位基面還需要考慮三個(gè)問(wèn)題： 1）用定位基準(zhǔn)面作為加工的精基準(zhǔn)面時(shí)，才有利于經(jīng)濟(jì)合理的達(dá)到零件的加 工精度要求。 2）為加工精基準(zhǔn)面，應(yīng)采用定位基準(zhǔn)面作為粗基準(zhǔn)。 1.粗基準(zhǔn)的選擇 一般情況下，粗基準(zhǔn)的選擇也就是第一道工序的定位基準(zhǔn)的選擇，這個(gè)工序 是加工后續(xù)工序的精基準(zhǔn)。在粗基準(zhǔn)選擇時(shí)，主要考慮四個(gè)方面： 1）選擇要求加工表面的余量小而均勻的重要表面為粗基準(zhǔn)，以保證該表面有 足夠而均勻的加工余量。 2）某些表面不需要加工，則應(yīng)選擇其中與加工表面有相互位置關(guān)系要求的表 面為粗基準(zhǔn)。 3）選擇比較平整、光滑，有足夠大面積的表面為粗基準(zhǔn)，不允許有澆注冒口 的殘跡和飛邊，以確保安全，可靠，誤差小。 4）粗基準(zhǔn)在一般情況下只允許在第一道工序中使用一次，盡量避免重復(fù)使用。 2.精基準(zhǔn)的選擇 （1）精基準(zhǔn)的選擇原則 選擇精基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量將重點(diǎn)放在如何減小定位誤差，提高加工精度，以及 使工件安裝準(zhǔn)確，可靠，方便。因此精基準(zhǔn)選擇應(yīng)遵循下列原則： 1）基準(zhǔn)重合的原則。 應(yīng)盡量選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。這樣可以避免因基 準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，影響工件的加工精度特別是零件的最后精加工工序，為 保證加工精度要求，更應(yīng)該注意這一點(diǎn)。 2）基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。 應(yīng)用統(tǒng)一的基準(zhǔn)進(jìn)行各個(gè)工序的加工。采用統(tǒng)一的基 7 準(zhǔn)有一系列優(yōu)點(diǎn)：使用同一基準(zhǔn)定位加工大多數(shù)表面，避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而帶來(lái)的 誤差，有利于保證各個(gè)基面的相互位置精度，而且簡(jiǎn)化了夾具的設(shè)計(jì)制造工作， 從而簡(jiǎn)化了夾具的生產(chǎn)周期。 3）互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則。 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度要求較高時(shí)，兩 個(gè)表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工，可以不斷提高定位基準(zhǔn)的精度，保證兩個(gè)表面之間的 相互位置精度。 4）自為基準(zhǔn)的原則。 當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量小而均勻時(shí)，可以 選擇加工表面本身為精基準(zhǔn)以保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率。 此外，還應(yīng)能使工件裝夾穩(wěn)定可靠，夾具簡(jiǎn)單。 （2）精基準(zhǔn)的確定 為了方便加工和保證位置度要求，箱體類零件一般采用一面兩孔的基本定位 方式。經(jīng)過(guò)分析零件圖可以看出，本箱體的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)有兩個(gè)： 第一，中心孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)都是以兩個(gè)工藝孔為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的。 其次，中心孔附近的螺紋孔都是以中心孔為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的。 所以，在加工箱體時(shí)，應(yīng)該先以兩個(gè)工藝孔和其所在的面為基準(zhǔn)，加工出中 心孔，再根據(jù)中心孔的位置，在鉆模板上做出以中心孔為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的螺紋孔。然 而在加工這些螺紋孔時(shí)仍然要以兩個(gè)工藝孔和其所在的面為基準(zhǔn)，這樣做不僅符 合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，保證了中心孔之間和中心孔與工藝孔之間的位置度要求，而且 符合基準(zhǔn)重合原則，有效的保證了軸的同軸度的要求和軸與面的垂直度要求。簡(jiǎn) 化了夾具，并且使裝夾的位置有利于組合機(jī)床一次加工出更多的有相互位置關(guān)系 的孔，提高了生產(chǎn)率。 4. 加工方法的確定 加工方法的確定要根據(jù)每個(gè)加工表面的技術(shù)要求，選擇零件的加工方案。方 法的選擇必須在保證零件達(dá)到圖紙要求方面是合理的，在生產(chǎn)率方面是高效的， 加工成本方面是經(jīng)濟(jì)合理的。 一般平面的加工，精度不是要求很高，用銑削加工完全可以達(dá)到技術(shù)要求。 不重要的孔，如連接孔等，用鉸削即可達(dá)到要求。所以在鉆出工藝孔后要進(jìn)行擴(kuò) 鉸，以提高其定位精度。 2.1.4 滑臺(tái)型式的選擇 8 與機(jī)械滑臺(tái)相比較，液壓滑臺(tái)的進(jìn)給量可以無(wú)級(jí)調(diào)速；可以獲得較大的進(jìn)給力； 零件磨損小，使用壽命長(zhǎng)；工藝上要求多次進(jìn)給時(shí)，通過(guò)液壓換向閥，很容易實(shí)現(xiàn)； 過(guò)載保護(hù)簡(jiǎn)單可靠；工作可靠。但采用液壓滑臺(tái)的不足之處在于進(jìn)給量由于載荷的 變化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定；液壓系統(tǒng)漏油影響工作環(huán)境，浪費(fèi)能源；調(diào)整維修 比較麻煩。具體對(duì)比如下表 2-1： 表 2-1 機(jī)械滑臺(tái)和液壓滑臺(tái)性能的特點(diǎn)對(duì)比 滑臺(tái)類型 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 機(jī)械滑臺(tái) 1 進(jìn)給量穩(wěn)定，慢速無(wú)爬行。高速無(wú) 振動(dòng)?？梢越档凸ぜ谋砻娲植诙?。 2 具有較好的抗擊性能 3 運(yùn)行安全可靠，調(diào)整維修方便 4 沒有液壓驅(qū)動(dòng)的管路漏油，噪聲和 液壓占地問(wèn)題。 1 只能有級(jí)變 速，變速比較麻煩 2 一般沒有可 靠的過(guò)載保護(hù)，快 進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)位精 度低。 液壓滑臺(tái) 1 液壓滑臺(tái)在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量 可以無(wú)級(jí)調(diào)速； 2 可以獲得較大的進(jìn)給力； 3 由于液壓驅(qū)動(dòng)零件磨損小，使用壽 命長(zhǎng)； 4 工藝上要求多次進(jìn)給時(shí)通過(guò)液壓換 向閥很容易實(shí)現(xiàn)； 5 過(guò)載保護(hù)簡(jiǎn)單可靠； 6 由行程調(diào)速閥來(lái)控制滑臺(tái)的快進(jìn)轉(zhuǎn) 工進(jìn)轉(zhuǎn)位精度高，工作可靠。 1 進(jìn)給量由于 載荷的變化和溫度 的影響而不夠穩(wěn)定； 2 液壓漏油現(xiàn) 象影響工作環(huán)境， 能源浪費(fèi)； 3 調(diào)整維修比 較麻煩。 本課題的加工對(duì)象是 YZ4110 柴油機(jī)氣缸體，為了提高加工效率，降低生產(chǎn)成 本，所以選用了液壓滑臺(tái)。 2.2 切削用量的確定及刀具選擇 2.2.1 選擇切削用量 9 對(duì)于15個(gè)被加工孔，采用查表法選擇切削用量，從文獻(xiàn) [14]表3.4-1中選取。降 低進(jìn)給量的目的是為了減小軸向切削力，以避免鉆頭折段。鉆孔深度較大時(shí)，由于 冷卻排屑條件都較差，是刀具壽命有所降低。降低切削速度主要是為了提高刀具壽 命，并使加工較深孔時(shí)鉆頭的壽命與加工其他淺孔時(shí)鉆頭的壽命比較接近。 切削用量選擇是否合理，對(duì)組合機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機(jī)床 的布局形式及正常工作均有很大影響。組合機(jī)床多軸箱上所以的刀具共用一個(gè)進(jìn)給 系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)。查文獻(xiàn) [14]得硬度HB200-240時(shí)，高速鋼鉆頭的切削用 量如表2-2： 表 2-2 高速鋼鉆頭切削用量 加工材料 加工直徑1d （mm） 切削速度v (m/min) 進(jìn)給量f (mm/r) 200～241HBS 1～6 0.05～0.1 鑄鐵 >6～12 10～18 >0.1～0.18 A.對(duì)右面 5 個(gè)孔的切削用量選擇： a)鉆孔 1、2、3：Φ6 孔，h=10mm 查上表高速鉆頭切削用量得： 由 d=1-6,硬度大于 200-241HBS，選擇 v=10～18m/min,f＞0.05～0.1mm/r,取定 v=10.48m/min,f=0.1mm/r, 則由文獻(xiàn) [1]的公式， （2-d vn?10? 1） 得： n=1000×10.48/(6π) 525r/min b)鉆孔 4：Φ8 孔，h=12mm 查上表高速鉆頭切削用量得： 由 d＞6-12,硬度大于 200-241HBS，選擇 v=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,取 定 v=13.188m/min,f=0.1mm/r, 得： n=1000×13.188/(8π) ?525r/min 10 c)鉆孔 5：Φ4 孔，h=8mm 查上表高速鉆頭切削用量得： 由 d=1-6,硬度大于 200-241HBS，選擇 v=10～18m/min,f＞0.05～0.1mm/r,取定 v=10.26m/min,f=0.058mm/r, 得： n=1000×10.26/(4π) ?900r/min B.對(duì)左側(cè)面上 5 個(gè)孔的切削用量的選擇： a)鉆孔 6、7、8、9：Φ4 孔，h=8mm 查上表高速鉆頭切削用量得： 由 d=1-6,硬度大于 200-241HBS，選擇 v=10～18m/min,f＞0.05～0.1mm/r,取定 v=14.821m/min,f=0.08mm/r, 得： n=1000×14.821/(4π) ?1180r/min b)鉆孔 10：Φ3 孔，h=8mm 查上表高速鉆頭切削用量得： 由 d=1-6,硬度大于 200-241HBS，選擇 v=10～18m/min,f＞0.05～0.1mm/r,取定 v=10.136m/min,f=0.088mm/r, 得： n=1000×10.136/(3π) ?1076r/min C.對(duì)后面上 5 個(gè)孔的切削用量的選擇 a)鉆孔 11、12：Φ4 孔，h=8mm 查上表高速鉆頭切削用量得： 由 d=1-6,硬度大于 200-241HBS，選擇 v=10～18m/min,f＞0.05～0.1mm/r,取定 v=11.304m/min,f=0.084mm/r, 得： n=1000×11.304/(4π) ?900r/min b)鉆孔 13、14、15：Φ10 孔，h=12mm 查上表高速鉆頭切削用量得： 由 d＞6-12,硬度大于 200-241HBS，選擇 v=10～18m/min,f＞0.1～0.18mm/r,取 定 v=16.956m/min,f=0.140mm/r, 得： n=1000×16.956/(10π) ?540r/min 2.2.2 切削力、切削扭矩及切削功率的計(jì)算 根據(jù)文獻(xiàn) [14]表 3.4-10 中公式計(jì)算鉆孔 （2-2）F=?????? ?????????????? （2-3） ??=?????? ?????????????? （2-4）DTvP30? 11 式中， F --切削力（N） ；T--切削轉(zhuǎn)矩（N·㎜） ；P--切削功率（Kw） ；v--切削速 度（m/min） ；f--進(jìn)給量（mm/r） ； --切削深度（ mm） ； D--加工（或鉆頭）直徑pa （mm） ； HBS--布氏硬度，取 HBS=225。 由以上公式可得： A.右面 a) 鉆孔 1、2、3：Φ6 孔，h=10mm =519.3NF=?????? ?????????????? =1.316N*mm??=?????? ?????????????? KW073.?DTvP b) 鉆孔 4：Φ8 孔，h=12mm =692.28NF=?????? ?????????????? =2.34N*mm??=?????? ?????????????? KW128.03?DTvP c)鉆孔 5：Φ4 孔，h=8mm =223.87NF=?????? ?????????????? =0.378N*mm??=?????? ?????????????? KW032.3?DTvP B.左面： a)鉆孔 6，7，8，9： Φ4 孔，h=8mm =289.55NF=?????? ?????????????? =0.489N*mm??=?????? ?????????????? KW06.3?DTvP b)鉆孔 10： Φ3 孔，h=8mm 12 =234.37NF=?????? ?????????????? =0.297N*mm??=?????? ?????????????? KW03.3?DTvP C.后面： a)鉆孔 11、12、13： Φ4 孔，h=8mm =301.88NF=?????? ?????????????? =0.509N*mm??=?????? ?????????????? KW048.3?DTvP b)鉆孔 14、15： Φ10 孔，h=12mm =1132.65NF=?????? ?????????????? =4.786N*mm??=?????? ?????????????? KW271.03?DTvP 2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)—三圖一卡 2.3.1 被加工零件工序圖 A.被加工零件工序圖的作用和內(nèi)容 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上完成的工 藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(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、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量、毛坯或半成品情 況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，也是制造、使用、 調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件的基礎(chǔ)上，突 出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容，并作必要的說(shuō)明而繪制的。其主要內(nèi)容包括： 1)被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機(jī)床設(shè)計(jì)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(shí)，則應(yīng)把設(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、刀具之間是否相互干涉。 13 2)本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。以便據(jù)此進(jìn)行夾具的支承、 定位、夾緊和導(dǎo)向等機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 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(duì)上 道工序的技術(shù)要求。 4)注明被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度以及加工部位的余量。 B.繪制被加工零件工序圖的規(guī)定及注意事項(xiàng) 1)繪制被加工零件加工工序圖的規(guī)定 為使被加工零件工序表達(dá)清晰明了,突出本工序圖內(nèi)容，繪制時(shí)規(guī)定：應(yīng)按一 定的比例繪制足夠的視圖以剖面；本工序加工部位用粗實(shí)線表示，保證的加工部位 尺寸及位置尺寸數(shù)值下方畫“—”粗實(shí)線，其余部位用細(xì)實(shí)線表示；定位基準(zhǔn)符號(hào) 用“ ”，并用下標(biāo)數(shù)表明消除自由度數(shù)；夾壓部位用“ ” 或 “ ”輔助支 承符號(hào)用“ ”表示。 2)繪制被加工零件工序圖注意事項(xiàng) a)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。 b)對(duì)工件毛坯應(yīng)有要求，對(duì)孔的加工余量要認(rèn)真分析。在鉆孔時(shí)，其大孔單邊 余量應(yīng)小于相鄰兩孔半徑之差，以便鉆頭能通過(guò)。 c)當(dāng)本工序有特殊要求時(shí)必須注明。如精鉆孔時(shí)，當(dāng)不允許有退刀痕跡或者允 許有某種形狀的刀痕時(shí)必須注明。有如薄壁或孔底部壁薄，加工螺紋時(shí)螺紋底孔深 度不夠及能否鉆通等 [1]。 2.3.2 加工示意圖 加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總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。零件加工的工藝方案要通過(guò)加工示意圖反映出 來(lái)。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具、輔具的布置狀況以及 工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。 加工示意圖見附錄。 A. 刀具的選擇 在編制加工示意圖的過(guò)程中，首先是對(duì)刀具進(jìn)行選擇。一臺(tái)機(jī)床刀具的選擇是 否合理，直接影響到機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率和工作情況。因而正確選擇刀具是一 個(gè)相當(dāng)重要的工作。刀具的選擇要考慮到工件加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的 14 排除及生產(chǎn)率要求等因素。鉆孔刀具其直徑應(yīng)與加工終了時(shí)刀具螺紋螺旋槽后端和 導(dǎo)向套外端有一定的距離。 1).刀具直徑的選擇 刀具直徑的選擇應(yīng)與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)。根據(jù)工藝要求及加工精度的 要求，孔Φ8選擇刀具Φ8h8錐柄麻花鉆；孔Φ6選擇刀具Φ6h8錐柄麻花鉆；孔Φ4 選擇刀具Φ4h8錐柄麻花鉆。其尺寸如下表：（單位：mm） d 4 6 8 L 124 138 156 L 1 43 67 75 2).刀具耐用度的計(jì)算 確定刀具耐用度，用以驗(yàn)證選用量或刀具是否合理，刀具的耐用度至少大于 4 個(gè) 小時(shí)。 （2- 83.15.0296???????HBvfDT 5） 式中： —— 刀具耐用度，單位 min；T —— 鉆頭直徑，單位 mm；D —— 切削速度，單位 m/min；v —— 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位 mm/r；f 15 —— 布氏硬度。HB 選擇Φ6mm的鉆頭進(jìn)行計(jì)算： ， 0.258.1.396()649.min10.48T??? 根據(jù)計(jì)算，所得刀具耐用度滿足要求。 B. 確定主軸、尺寸、外伸尺寸 在該課題中，主軸用于鉆孔，選用滾珠軸承主軸。又因?yàn)楦?dòng)卡頭與刀具剛性 連接，所以本課題中的主軸均為滾珠軸承長(zhǎng)主軸。 根據(jù)由選定的切削用量計(jì)算得到的切削轉(zhuǎn)矩T，由文獻(xiàn) [1]P43公式 (2-6)46.210dT? 式中，d—軸的直徑（㎜） ；T—軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（N·m） ； B—系數(shù)，本課題中主軸為非剛性主軸，取 B=6.2。 由公式可得： 左主軸箱 軸 1-3,5 取 d=20㎜ 軸 4 取 d=15㎜ 右主軸箱 軸 6-10 取 d=20㎜ 后主軸箱 軸 11-13 取 d=20㎜ 軸 14-15 取 d=20㎜ 根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，文獻(xiàn) [1]表 3-6 可得到主軸外伸尺寸及接桿莫 氏圓錐號(hào)： 滾珠長(zhǎng)主軸軸徑 d=15㎜時(shí)，主軸外伸尺寸為：D/d1=25/16,L=85㎜；接桿莫氏 圓錐號(hào)為 1 16 滾珠長(zhǎng)主軸軸徑 d=20㎜時(shí)，主軸外伸尺寸為：D/d1=32/20,L=115㎜；接桿莫氏 圓錐號(hào)為 1。 C.導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 組合機(jī)床鉆孔時(shí)，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來(lái)保證的。導(dǎo) 向裝置的作用是：保證刀具相對(duì)工件的正確位置；保證刀具相互間的正確位置；提 高刀具系統(tǒng)的支承剛性。 本課題中加工15個(gè)孔時(shí)，由于是大批大量生產(chǎn)，考慮到當(dāng)導(dǎo)套磨損時(shí)，便于更 換，避免使整個(gè)鉆模板報(bào)廢，以節(jié)約成本，所以導(dǎo)向裝置選用可換導(dǎo)套。 對(duì)于加工Φ10孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=18mm，D1=26mm，D2=30mm，L=16mm， 對(duì)于加工Φ8孔， 選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=15mm，D1=22mm，D2=26mm，L=16mm。 對(duì)于加工Φ6孔， 選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=12mm，D1=18mm，D2=22mm，L=12mm。 對(duì)于加工Φ4孔， 選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=10mm，D1=15mm，D2=18mm，L=12mm。 對(duì)于加工Φ3孔， 選擇的導(dǎo)套尺寸為：D=8mm， D1=12mm，D2=15mm，L=8mm。 D. 動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定 a). 工作進(jìn)給長(zhǎng)度L I的確定 工作進(jìn)給長(zhǎng)度L 工 ，應(yīng)等于加工部位長(zhǎng)度（多軸加工時(shí)按最長(zhǎng)孔計(jì)算）與刀具 17 切入長(zhǎng)度L 1和切出長(zhǎng)度L 2之和。 即： (2-7)12L??工 式中,切入長(zhǎng)度 一般為 5～10㎜，根據(jù)工件端面的誤差情況確定。1 由于該工序是切削盲孔，故 L2=0 式中，d 為鉆頭直徑。 三個(gè)面上鉆孔時(shí)的工作進(jìn)給長(zhǎng)度見表 2-3：工 作 進(jìn) 給 切 出加 工切 入 表 2-3 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 L 1d 2L工L 左主軸箱 8 9 4 0 17 右主軸箱 12 5 8 0 17 后主軸箱 12 5 10 0 17 b).快速進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 快速進(jìn)給是指動(dòng)力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置。初步選定左、右、后主軸箱 上刀具的快速進(jìn)給長(zhǎng)度分別為16mm，16mm，16mm。 c).快速退回長(zhǎng)度的確定 快速退回長(zhǎng)度等于快速進(jìn)給和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和。左、右、后主軸箱上刀具的 快速退回長(zhǎng)度分別為33mm，33mm，33mm。 d).動(dòng)力部件總行程的確定 動(dòng)力部件總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀具 磨損或補(bǔ)償制造、安裝誤差，動(dòng)力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離（即前備量）和刀具裝 18 卸以及刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中拿出時(shí)，動(dòng)力部件需要后退的 距離（刀具退離夾具導(dǎo)套外端面的距離應(yīng)大于接桿插入主軸孔內(nèi)或刀具插入接桿孔 的長(zhǎng)度，即后備量） 。因此，動(dòng)力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。三面 的前備量取40mm，后備量取80mm，則總行程為153mm。 2.3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是用來(lái)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。用以檢驗(yàn)各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是 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)；它可以看成是簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖。 A.選擇動(dòng)力部件 a)動(dòng)力箱型號(hào)的選擇 由切削用量計(jì)算得到的各主軸的切削功率的總和 ，根據(jù)文獻(xiàn) [1]公式 47P切 削P (2-9)?主主P? 式中, —消耗于各主軸的切削功率的總和（kW） ；切 削P —多軸箱的傳動(dòng)效率,加工黑色金屬時(shí)取 0.8～0.9，加工有色金屬? 19 時(shí)取 0.7～0.8；主軸數(shù)多、傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。 本課題中，被加工零件材料為灰鑄鐵，屬黑色金屬，又主軸數(shù)量較多、傳動(dòng)復(fù) 雜，故取 。0.85h= 右主軸箱： ??切削 =0.034+0.073?3+0.128=0.381???? 則 ??主 軸 箱 =0.3810.85=0.448???? 左主軸箱： ??切削 =0.060?4+0.033=0.273???? 則 ??主 軸 箱 =0.2730.85=0.448???? 后主軸箱： ??切削 =0.048?3+0.271?2=0.686???? 則 ??主 軸 箱 =0.6860.85=0.807???? b)動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)的選擇 根據(jù)選定的切削用量計(jì)算得到的單根主軸的進(jìn)給力，按文獻(xiàn) [1]的 62 頁(yè)公式 (2-10)?? niF1主 式中，F(xiàn)i—各主軸所需的軸向切削力，單位為 N。 則: 右主軸箱 ??右主 軸 箱 =3?519.3+692.28+223.87=2474.05?? 左主軸箱 ??左主 軸 箱 =4?289.55+234.37=1392.57?? 后主軸箱 ??右主 軸 箱 =3?301.08+2?1132.65=3168.54?? 根據(jù)選定的切削用量，計(jì)算總的進(jìn)給力，并據(jù)所需的最小進(jìn)給速度、工作行程、 結(jié)合主軸箱輪廓尺寸，考慮工作穩(wěn)定性，由文獻(xiàn) [1]表 5-1，左、右、后面都選用液 壓滑臺(tái) 1HY32IA 型，臺(tái)面寬 320mm，臺(tái)面長(zhǎng) 630mm，滑臺(tái)及滑座總高為 280mm，允許 最大進(jìn)給力為 12500N；其相應(yīng)的側(cè)底座型號(hào)為 1CC321。根據(jù)液壓滑臺(tái)的配套要求， 滑臺(tái)額定功率應(yīng)大于電機(jī)功率的原則，查文獻(xiàn) [1]表 5-38 得出動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的型 號(hào)，下表為動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。 20 主軸箱 動(dòng)力箱型號(hào) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 電動(dòng)機(jī)功率 (KW) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 (r/min) 輸出軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 后主軸箱 1TD16 Y90s-4 1.1 1400 920 右主軸箱 1TD16 Y90s-4 1.1 1400 920 左主軸箱 1TD16 Y90s-4 1.1 1400 920 表 2-4 動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的型號(hào) c)配套通用部件的選擇 側(cè)底座 1CC321 型號(hào)，其高度 H=560mm，寬度 B=520mm，長(zhǎng)度 L=1180mm。 B.確定機(jī)床裝料高度 H 裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。本課題中，工件最 低孔位置 h2=128㎜，主軸箱最低主軸高度 h1=127.5㎜，所選滑臺(tái)與滑座總高 h3=320㎜，側(cè)底座高度 h4=560㎜，夾具底座高度 h5=300㎜，中間底座高度 h6=560㎜， 綜合上述因素，該組合機(jī)床裝料高度取 H=880㎜。 C.確定夾具輪廓尺寸 主要確定夾具底座的長(zhǎng)、寬、高尺寸。工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具底座 輪廓尺寸的基本依據(jù)。具體要考慮布置工件的定位、限位、夾緊機(jī)構(gòu)、刀具導(dǎo)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。夾具底座的高度尺寸，一方 面要保證其有足夠的高度，同時(shí)考慮機(jī)床的裝料高度、排屑的方便性和便于設(shè)置定 位、夾緊機(jī)構(gòu)。一般不小于 240 mm。本機(jī)床夾具的長(zhǎng)度為 660mm，寬度為 560mm， 高度為 925mm。 D.確定中間底座尺寸 中間底座的輪廓尺寸，在長(zhǎng)寬方向應(yīng)滿足夾具的安裝需要。它在加工方向的尺 寸，實(shí)際已由加工示意圖所確定，機(jī)床在加工終了時(shí)工件端面至主軸箱前端面的距 離?？傊?，中間底座的結(jié)構(gòu)，尺寸需根據(jù)工件的大小、形狀以及組合機(jī)床的配置形 式等來(lái)確定。因此，中間底座一般按專用部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，但為了不致使組合機(jī)床的 外廓尺寸過(guò)分繁多，中間底座的主要尺寸應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 確定中間底高度尺寸時(shí)，應(yīng)注意機(jī)床的剛性要求、冷卻排屑系統(tǒng)要求以及側(cè)底 座連接尺寸要求。裝料高度和夾具底座高度確定后，中間底座高度就已確定。本機(jī) 床確定中間底座高度為 560mm。 21 E.確定主軸箱輪廓尺寸 主要需確定的尺寸是主軸箱的寬度 B 和高度 H 及最低主軸高度 h1。主軸箱寬度 B、高度 H 的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按文獻(xiàn) [1]P49 公式計(jì)算： 1=b+2 （2-11）h 式中： —工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（㎜） ；b —最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（㎜） ；1 —工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（㎜） ；h —最低主軸高度（㎜） 。1 其中，h 1還與工件最低孔位置（h2=128㎜） 、機(jī)床裝料高度（H=880㎜） 、滑臺(tái) 滑座總高（h3=320㎜） 、側(cè)底座高度（h4=560㎜）等尺寸有關(guān)。對(duì)于臥式組合機(jī)床， h1要保證潤(rùn)滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦 h1＞85-140