單工位雙面臥式車方組合機(jī)床的整體設(shè)計(jì)含6張CAD圖
單工位雙面臥式車方組合機(jī)床的整體設(shè)計(jì)含6張CAD圖,單工位,雙面,臥式,組合,機(jī)床,整體,總體,設(shè)計(jì),cad
單工位雙面臥式車方組合機(jī)床的整體設(shè)計(jì)
摘 要
在普通機(jī)床上加工方頭軸類零件，工作效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大。當(dāng)其零件有一定的批量要求時(shí)，其生產(chǎn)就顯得力不從心了，為此設(shè)計(jì)了專用設(shè)備。車方機(jī)床用曲率半徑很大的橢圓短半軸曲線代替直線切削方形工件。生產(chǎn)率高,刀具成本低。選取適當(dāng)?shù)能囶^行星輪的分度圓直徑,可以有效地控制車方原理的直線 度誤差。對(duì)實(shí)際工件進(jìn)行了原理誤差的分析計(jì)算和行星輪系的設(shè)計(jì)計(jì)算。
本組合機(jī)床是針對(duì)單面雙工位臥式車削的組合機(jī)床，在完成組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，主要完成液壓系統(tǒng)及滑臺(tái)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中借鑒了國(guó)內(nèi)一些現(xiàn)有組合機(jī)床的設(shè)計(jì)資料，結(jié)合被加工零件的結(jié)構(gòu)特征，在指導(dǎo)老師的幫助下設(shè)計(jì)而成。進(jìn)給部分采用液壓滑臺(tái)形式，主要是因?yàn)橐簤合到y(tǒng)具有工作比較平穩(wěn)，反應(yīng)快、沖擊小，能高速啟動(dòng)、制動(dòng)和換向；能在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速方便，而且調(diào)速性能好；控制、調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單，操縱比較方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，如與電氣控制相配合，可方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的程序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：車方 行星輪系 橢圓 方形 直線度 液壓
An overview of the design of combined machine tool
Abstract
Process the square shaft parts on the common machine tool, inefficient and labor-intensive. When a certain amount for their parts, their production becomes unable, for the design of specialized equipment. It illustrates a ellipse’s short semi - axial curved line with great cured radius , that can replace the straight line for cutting square work - pieces on the machine tool. The productivity of this rebuilt machine tool is higher and the cost of cutter is lower. The principle straightness error of cutting square in work - pieces can be controlled by choosing a suitable pitch diameter of the planetary gear in the machine tools. Analytic calculations of the error and design of this train have been given for a real work -piece.
This combination machine tools against unilateral double spaces horizontal turning combination machine tools, machine tool design in complete portfolio basis, the completion of the main hydraulic system and further Sliding workstations design. In the design process for some of the existing portfolio of domestic machine tool design data, the structural characteristics of the processed parts, with the help of teachers in guiding the design by. To the use of hydraulic slide into some form of Sliding workstations, mainly because of a hydraulic system work more stable, responsive, small shocks can speed up, brake and invert; And it can achieve infinitely variable speed control during the movement, speed control convenient, and the speed control performance is good; Controlling and regulating simpler, more convenient to manipulate, easy to automate, if compatible with the electrical control can easily achieve complex procedures, such as remote-control movements and strengths.
Key words: Square Cutting Planetary Gear Train Ellipse Square Straightness Hydraulic
目 錄
摘 要 II
Abstract III
第一章 組合機(jī)床設(shè)計(jì)概述 6
1.1 組合機(jī)床及其特點(diǎn) 6
1.2 組合機(jī)床設(shè)計(jì)步驟 7
第二章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 8
2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 8
2.2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 6
2.2.1 概述 8
2.2.2 組合機(jī)床的總體布局 9
2.2.3 工件及工藝分析 10
2.3 工件加工原理 11
2.4 行星輪計(jì)算及原理誤差分析 12
第三章 動(dòng)力部件的選擇 15
3.1 切削力的計(jì)算及刀具的選擇 16
3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 17
第四章 組合機(jī)床配置形式的選擇 18
4.1 組合機(jī)床的配置形式 18
4.2 組合機(jī)床的支承部件 19
4.2.1 組合機(jī)床支承部件的作用 19
4.2.2 支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20
4.2.3 組合機(jī)床臥式床身設(shè)計(jì) 22
4.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 22
4.3.1 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的尺寸圖 23
4.3.2 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖應(yīng)考慮的問(wèn)題 23
5 液壓滑臺(tái)的設(shè)計(jì) 26
5.1 液壓滑臺(tái)系統(tǒng)概述 26
5.1.1 液壓滑臺(tái)的結(jié)構(gòu) 27
5.1.2 液壓滑臺(tái)系統(tǒng)的特點(diǎn) 27
5.1.3 滑臺(tái)對(duì)液壓系統(tǒng)的要求 28
5.1.4 液壓滑臺(tái)主要技術(shù)性能的要求 28
5.2 導(dǎo)軌的選擇 29
5.2.1 導(dǎo)軌的功用和分類 30
5.2.2 滑動(dòng)導(dǎo)軌 31
5.2.3 導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式 38
6 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 39
6.1 液壓系統(tǒng)概述 39
6.2 參數(shù)及數(shù)據(jù) 40
6.3 確定液壓系統(tǒng)工作要求 40
6.4 液壓系統(tǒng)原理 41
6.5 計(jì)算和選擇液壓元件 41
6.5.1 液壓缸的計(jì)算 41
6.5.2 液壓泵的選擇 44
6.5.3 油管的選擇 46
6.5.4 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)確定 46
7 總結(jié) 30
參考文獻(xiàn) 31
致 謝 32
V
第一章 組合機(jī)床設(shè)計(jì)概述
1.1 組合機(jī)床及其特點(diǎn)
組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率專用機(jī)床。它能夠?qū)σ环N（或幾種）零件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位加工。
組合機(jī)床與通用機(jī)床、其他專用機(jī)床比較，具有以下特點(diǎn)：
（1）組合機(jī)床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件約占全部機(jī)床零、部件總重的70%~80%，因此設(shè)計(jì)和制造的周期短，投資少。經(jīng)濟(jì)效果好。
（2）由于組合機(jī)床采用多刀加工，并且自動(dòng)化程度高，因此比通用機(jī)床生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動(dòng)強(qiáng)度低。
（3）組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過(guò)周密設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐的，又有專門廠成批制造，因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便。
（4）在組合機(jī)床加工零件時(shí)，由于采用專用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置等，加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對(duì)操作工人的技術(shù)水平要求不高。
（5）當(dāng)被加工產(chǎn)品更新時(shí)，采用其他類型的專用機(jī)床時(shí)，其大部分部件要報(bào)廢。用組合機(jī)床時(shí)，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件可以重復(fù)利用，不必另行設(shè)計(jì)和制造。
（6）組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動(dòng)線，以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。
1.2 組合機(jī)床設(shè)計(jì)步驟
（1）制定工藝方案 要深入現(xiàn)場(chǎng)，了解被加工零件的加工特點(diǎn)、精度和技術(shù)要求、定位夾壓情況以及生產(chǎn)率的要求等。確定在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容及其加工方法。
（2）機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析確定 根據(jù)工藝方案確定機(jī)床的型式和總體布局。在選擇機(jī)床配置型式時(shí)，既要要考慮實(shí)現(xiàn)工藝方案，保證加工精度、技術(shù)要求以及生產(chǎn)率；又要考慮機(jī)床操作、維護(hù)、修理是否方便，排屑情況是否良好；還要注意被加工零件的生產(chǎn)批量，以便使設(shè)計(jì)的組合機(jī)床符合多快好省的要求。
（3）組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 這里要確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系，選擇通用部件和刀具的導(dǎo)向，計(jì)算切削用量及機(jī)床生產(chǎn)率。繪制機(jī)床的總聯(lián)系尺寸圖等。
（4）組合機(jī)床部件的設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì) 制定組合機(jī)床流水線的方案時(shí)，與一般單個(gè)的組合機(jī)床方案有所不同。在流水線上由于工序的組合不同，機(jī)床的型式和數(shù)量都會(huì)有較大的變化。因此，這時(shí)應(yīng)按流水線進(jìn)行全面考慮。而不應(yīng)將某一臺(tái)或幾臺(tái)機(jī)床分裂開(kāi)來(lái)設(shè)計(jì)。
第二章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)
設(shè)計(jì)任務(wù)：臥式單工位雙面車方組合機(jī)車
工件名稱：小型拖拉機(jī)操縱軸
生產(chǎn)批量：中批生產(chǎn)
材料：45鋼
產(chǎn)品圖如下
2.2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)的依據(jù)
2.21 概述
機(jī)床設(shè)計(jì)，是設(shè)計(jì)人員根據(jù)使用部門的要求和制造部門的可能，運(yùn)用有關(guān)的科學(xué)技術(shù)知識(shí)，所進(jìn)行的創(chuàng)造性勞動(dòng)。而機(jī)床設(shè)計(jì)的第一步，就是整體方案的確定。即在調(diào)查和分析的基礎(chǔ)上，提出所設(shè)計(jì)機(jī)床的工藝方法、運(yùn)動(dòng)和布局、傳動(dòng)和控制、結(jié)構(gòu)和性能等的初步方案。
總體方案是部件和零件的設(shè)計(jì)依據(jù)，對(duì)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的影響較大。因此，在擬定總體方案的過(guò)程中，必須綜合地考慮，使所定方案技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效果好。確定機(jī)床的總體方案，包括下列內(nèi)容：
（1）調(diào)查研究 包括調(diào)查和分析工件、了解使用要求和制造條件、調(diào)查研究現(xiàn)有同類型機(jī)床等。
（2）工藝分析 包括確定機(jī)床上的工藝方法、運(yùn)動(dòng)等。
（3）機(jī)床總體布局 一般包括：分配運(yùn)動(dòng)、選擇傳動(dòng)形式和支承形式、安排手柄等操作件的位置、擬定從布局上改善機(jī)床性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的措施等。最后，繪制機(jī)床的總聯(lián)系尺寸圖，以表達(dá)所采用的總體布局，規(guī)定聯(lián)系尺寸，并確定主要技術(shù)參數(shù)。
另外，當(dāng)機(jī)床的傳動(dòng)和控制較復(fù)雜時(shí)，須擬定機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的草圖。對(duì)于不同類型的機(jī)床，擬定總體方案的側(cè)重點(diǎn)也是不同的。通用機(jī)床的工藝比較定型，一般是側(cè)重于機(jī)床的系列化工作、對(duì)現(xiàn)有同類型機(jī)床的調(diào)查分析以及新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。
2.2.2 組合機(jī)床的總體布局
機(jī)床的總體布局是指確定機(jī)床的組成部件，以及各個(gè)部件和操縱、控制機(jī)構(gòu)在整臺(tái)機(jī)床中的配置。
合理的總體布局的基本要求是：
（1）保證工藝方法所要求的工件和刀具的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
（2）保證機(jī)床具有與所要求的加工精度相適應(yīng)的剛度和抗振性。
（3）便于操作、調(diào)整、修理機(jī)床；便于輸送、裝卸工件、排除切屑。
（4）經(jīng)濟(jì)效果好，如節(jié)省材料、減少機(jī)床占地面積等。
（5）造型美觀。
機(jī)床總體布局設(shè)計(jì)的一般步驟是，首先根據(jù)工藝分析分配機(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)，選擇傳動(dòng)形式和支承形式；然后安排操作部位，并擬定在布局上改善機(jī)床性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的措施。上述步驟之間有著密切聯(lián)系，必要時(shí)可互相穿插或并進(jìn)。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床為一臺(tái)單工位雙面組合機(jī)床，組合機(jī)床是針對(duì)被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求，按高度集中工序原則設(shè)計(jì)的一種高效率專用機(jī)床。設(shè)計(jì)組合機(jī)床前，首先應(yīng)根據(jù)組合機(jī)床完成工藝的一些限制及組合機(jī)床各種工藝方法能達(dá)到的加工精度，表面粗糙度及技術(shù)要求、解決零件是否可以利用組合機(jī)床加工以及采用組合機(jī)床加工是否合理的問(wèn)題。如果確定零件可以利用組合機(jī)床加工，那么，為使加工過(guò)程順利進(jìn)行并達(dá)到要求的生產(chǎn)率，必須在掌握大量的零件加工工藝資料基礎(chǔ)上，全面考慮影響制定零件工藝方案、機(jī)床配置型式、結(jié)構(gòu)方案的各種因素反應(yīng)注意的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)分析比較，以確定零件在組合機(jī)床上合理可行的加工方法(包括安排工序及工藝流程，確定工序中的工步數(shù)，選擇加工的定位基難及夾壓方案等)、確定工序(或工步)間加工余量、選擇合適的切削用量、相應(yīng)的刀具結(jié)構(gòu)、確定機(jī)床配置型式等等，這些便是組合機(jī)床方案制定的主要內(nèi)容。
2.2.3 工件及工藝分析
工件是組合機(jī)床的工作對(duì)象，是組合機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)的依據(jù)。因此，必須明確工件的特點(diǎn)和加工要求，諸如：被加工面的尺寸精度、相互位置精度、表面光潔度以及對(duì)生產(chǎn)率的要求等。
選擇典型工件進(jìn)行分析：如圖2-1
圖2-1
加工拖拉機(jī)操縱軸方頭(見(jiàn)圖1-1) ，原工序?yàn)樵谝鸭庸ち送鈭A后,用銑床銑削方頭,由于需要分度轉(zhuǎn)位,輔助工時(shí)較長(zhǎng)。改為專用臥式組合機(jī)床車削方頭,在機(jī)床中間底座上裝有固定夾具,用于安裝工件。機(jī)床工作時(shí),裝兩把車刀的車頭主軸由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)作回轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng),同時(shí)車頭由側(cè)底座上的液壓滑臺(tái)帶動(dòng)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。一次裝夾,一個(gè)工步完成了4 個(gè)平面的切削,提高了生產(chǎn)效率。
零件材料為45號(hào)鋼，零件工作中受力不很大，可以在車削之后做淬火處理，以提高起剛度強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命。
此生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，應(yīng)盡量提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，采用專用機(jī)床生產(chǎn)比較合理。
2.3 工件加工原理
車方機(jī)床由車頭行星輪系機(jī)構(gòu)產(chǎn)生刀尖的橢圓曲線軌跡。
圖2-2
車方原理見(jiàn)圖2-2 ,齒輪與的傳動(dòng)比為1∶2 ,當(dāng)?shù)都獍惭b在比齒輪 的分度圓小的圓周上時(shí),則刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓。證明如下:設(shè)齒輪 的分度圓半徑為OA =R , O點(diǎn)為齒輪的分度圓中心,刀尖在分度圓內(nèi)定點(diǎn)a處,且Oa/ OA = λ 。當(dāng)?shù)姆侄葓A在上作純滾動(dòng)時(shí),圓心O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O′,齒輪上a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a′點(diǎn)( 坐標(biāo)為x,y) ,而Oa = O′a′,由圖2 可知:
x = Pb + ca′= PO′cosθ+ O′a′cosθ = Rcosθ+Oa cosθ
= Rcosθ+λRcosθ = R (1 +λ) cosθ （1)
y = O′b - O′c = PO′sinθ- O′a′sinθ = Rsinθ- Oasinθ
=Rsinθ- λRsinθ = R (1 - λ) sinθ (2)
由式(1) 得
=
由式(2) 得
=
則/ (1 +λ) 2 +/(1 - λ) 2 = + = 1 (3) 式(3) 為橢圓方程,所以a 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓。同理可以證明,和a 點(diǎn)對(duì)稱于中心O 點(diǎn)的另一刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡也是一個(gè)橢圓。若λ接近于1 時(shí),橢圓短半徑處曲率半徑很大,接近于直線。設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)男行禽?的分度圓半徑,可以控制用橢圓曲線代替直線所引起的直線度誤差,滿足加工一般方頭的精度要求。
2.4 行星輪計(jì)算及原理誤差分析
車方機(jī)床的車頭行星輪系如圖2-3 所示。
圖2-3
1.行星輪分度圓直徑D3 的設(shè)計(jì)計(jì)算
圖1.2 所示的E 點(diǎn)與F 點(diǎn)的y 坐標(biāo)值之差為計(jì)算直線度誤差的初始值。根據(jù)工件精度要求,給出初始直線度公差0.1mm。由零件簡(jiǎn)圖1 的方頭邊長(zhǎng) = 26.91 ±0.1和初始線度公差值,我們可以計(jì)算出圖2 中E點(diǎn)和F點(diǎn)的坐標(biāo)在E點(diǎn)，零件的直線度誤差大到最大值則：
=2 6.91 2=13.45
在F點(diǎn)，零件的直線度誤差達(dá)到最小值，則：
=26.91 2-0.1=13.35
所以 E 點(diǎn)坐標(biāo)為 (0 ,13.45) , F 點(diǎn)坐標(biāo)為(13.35 ,13.35) ,顯然刀尖在E 點(diǎn)時(shí),θ( ∠O′PO) = 90°。但必須注意的是,在F 點(diǎn)時(shí),夾角θ不等于45°。
將E 點(diǎn)θ = 90°和y = 13.45代入式(2) 中,得
R (1 - λ) = 13.45 (4)
將F 點(diǎn)坐標(biāo)代入式(1) 和(2) 中,得
R (1 +λ) cosθ = 13.35 (5)
R (1 - λ) sinθ = 13.35 (6)
聯(lián)立式(4) 、(5) 和(6) 解得R =641.5754mm ,圓整取R =61mm。 分度圓直徑 = 123mm。
將R = 61.5mm 代入式(4) 中得λ = 0.7813
2.曲線近似直線的車方原理直線度誤差的分析計(jì)算
由于工件上有的圓角,橢圓曲線近似直線段的長(zhǎng)度小于GF ,近似直線段的車方原理直線度誤差值小于計(jì)算給出的初始值。
一個(gè)橢圓曲線與圓有4 個(gè)交點(diǎn),相鄰兩點(diǎn)在x 方向上的距離為近似直線段的長(zhǎng)度。交點(diǎn)I 的y 值與中點(diǎn)E 的y值之差即為原理直線度誤差。
橢圓方程： +=1
圓的方程： + =
聯(lián)立解之得4 個(gè)交點(diǎn),其中第一象限的交點(diǎn)I 的坐標(biāo)值為
= （7）
= (8)
由變換為,工件倒圓直徑的基本尺寸d = 29.65mm ,半徑基本尺寸r = 14.825mm ,將R =61.5mm ,
λ = 0.7813 , r = 14.825mm代入式(7) 和(8) 得
= 13.43mm, = 6.28mm
近似直線段的長(zhǎng)度L′= 2= 2 ×6.28 = 12.56mm。
令PE = h ,按圖1 計(jì)算的直線段長(zhǎng)度為
L = 2 = 2 = 12.46mm
兩者之差ΔL = L′- L = 12.56 – 12.46= 0.1mm ,符合零件圖紙的要求。
近似直線段的車方原理的直線度誤差計(jì)算值Δ=h-= 13.45– 13.43= 0.02mm ,即直線段的車方原理直線度誤差是0.02mm ,比初始值小的多,完全可以滿足一般方頭的精度要求。
第三章 動(dòng)力部件的選擇
3.1 切削力的計(jì)算及刀具的選擇
車方機(jī)床的主軸上對(duì)稱安裝了兩把車刀,但由圖2 可知,兩把刀不會(huì)同時(shí)切削,切削深度從F 點(diǎn)= 0 逐漸增大至E 點(diǎn) == 1.5mm ,再逐漸減小至G 點(diǎn)= 0 。其它3 個(gè)面的切削深度也依次作同樣改變。所以最大切深度 = 1.5mm ,根據(jù)零件表面粗糙度的要求,選f =0.2mm/ r。由= 可以計(jì)算滑臺(tái)速度。
刀具材料選用YT15（適合加工鋼料及斷續(xù)切削）。為了保證一定的刀具耐用度,選v = 120m/ min = 2m/ s。
零件材料45 鋼,加工時(shí)的材料硬度為187HB ,查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》,得:單位切削力p = 1 962N/ mm2 ;切削力Fz = p f = 1 962 ×1.5 ×0.2 = 588.6N ;切削功率P = v ×= 588.6×2×=1.18kW;取機(jī)床總效率η= 0.75 ,則電機(jī)功率= P/η = 1.18/ 0.75 = 1.57kW。
考慮到機(jī)床可能調(diào)整加工其它尺寸，材料的方頭或六方頭工件，取電機(jī)功率為2kw
3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇
1. 電動(dòng)機(jī)選擇時(shí)要考慮的問(wèn)題：
（1）由于一般生產(chǎn)單位多采用三相交流電源，故無(wú)特殊要求時(shí)均應(yīng)選用三相交流電動(dòng)機(jī)。其中以三相異步帶能動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多，常用為Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。
（2）電動(dòng)機(jī)的功率選擇是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。功率選的過(guò)小不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因超載而過(guò)早損壞；功率選的過(guò)大則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能力又得不到充分的發(fā)揮，而且由于電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不在滿載下運(yùn)轉(zhuǎn)，其效率和功率因數(shù)都較低而造成能源的浪費(fèi)。
（3）電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速愈高，磁極對(duì)數(shù)愈少，外廓尺寸愈小，價(jià)格愈低。但是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)于工作機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高勢(shì)必使總傳動(dòng)比加大，致使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外廓尺寸增加，制造成本提高。而選用較低轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，其優(yōu)缺點(diǎn)剛好相反。因此，在確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)進(jìn)行分析比較，權(quán)衡利弊，按最佳方案選擇。
2. 電動(dòng)機(jī)功率的選擇
考慮到減速器的降速比不宜過(guò)大，所以初步選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
再根據(jù)所須電動(dòng)機(jī)功率為。
查簡(jiǎn)明機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)P303
選用封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為Y112M-6，其輸出功率P=2.2kw。其主要性能參數(shù)如表3-1所示。
表3-1 電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù)
電動(dòng)機(jī)的功率P
2.2 kw
額定電流
5.0A
額定轉(zhuǎn)距
2.0
電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n
940 r/min
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 / 額定轉(zhuǎn)矩
2.0
電動(dòng)機(jī)的效率
0.805
電動(dòng)機(jī)的重量
45kg
3. 電動(dòng)機(jī)的安裝型式
選用基本結(jié)構(gòu)型式，機(jī)座不帶底腳，端蓋有凸緣。安裝結(jié)構(gòu)型式為B5，中心高為80~225。其示意圖如圖3-1所示：
圖3-1 電動(dòng)機(jī)的安裝示意圖
主要安裝型式尺寸如表3-2所示。
表3-2 電動(dòng)機(jī)主要安裝尺寸
電動(dòng)機(jī)軸伸直徑D
28mm
電動(dòng)機(jī)軸伸長(zhǎng)度E
60mm
軸伸上鍵槽的尺寸
10mm8mm
電動(dòng)機(jī)法蘭外徑尺寸
250mm
電動(dòng)機(jī)法蘭內(nèi)徑尺寸
215mm`
電動(dòng)機(jī)法蘭螺栓孔均不圓直徑
240mm
法蘭螺栓孔的數(shù)量和直徑
415
電動(dòng)機(jī)的總高度L
940mm
第四章 組合機(jī)床配置形式的選擇
4.1 組合機(jī)床的配置型式
組合機(jī)床有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床兩大類，它們不僅在體積和功率上有大小之別，而且在結(jié)構(gòu)和配置型式等方面也有很大差異。大型的組合機(jī)床的配置型式可分為三大類：
（1）具有固定式夾具的單工位組合機(jī)床 這類組合機(jī)床夾具的工作臺(tái)都固定不動(dòng)。動(dòng)力滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，滑臺(tái)上的動(dòng)力箱（連主軸箱）實(shí)現(xiàn)切削主運(yùn)動(dòng)。
（2）具有移動(dòng)式夾具的（多工位）組合機(jī)床 這類組合機(jī)床的夾具安裝在直線移動(dòng)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)上，并按照一定的節(jié)拍時(shí)間作間歇移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，使工位得到轉(zhuǎn)換。
（3）轉(zhuǎn)塔主軸箱式組合機(jī)床 它分為兩類：?jiǎn)屋S轉(zhuǎn)塔動(dòng)力頭式組合機(jī)床和多軸轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床。前者轉(zhuǎn)塔頭的結(jié)合面可安裝一個(gè)剛性主軸。后者轉(zhuǎn)塔頭的每個(gè)結(jié)合面可安裝一個(gè)主軸箱。
通過(guò)根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工要求、生產(chǎn)率和工藝過(guò)程方案等，大體上就可以確定應(yīng)采用那種基本型式的組合機(jī)床。但是在基本形式的基礎(chǔ)上，由于工藝的組織，動(dòng)力頭的不同配置方法，零件安裝數(shù)目和工位數(shù)多少等具體安排不同，而具有多種配置方案。他們對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，通用化程度，結(jié)構(gòu)工藝性能，重新調(diào)整的可能性以及經(jīng)濟(jì)效果，還有維修操作是否方便等，都具有不同的影響。另外，還必須看到，就是在有些情況下，多工藝過(guò)程方案不大的更改或重新安排，往往會(huì)使機(jī)車簡(jiǎn)單，工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，更符合實(shí)際生產(chǎn)的要求。因此，在最后決定機(jī)床配置形式結(jié)構(gòu)方案時(shí)，必須注意下面一些問(wèn)題。
（1）加工精度的要求影響
固定式夾具組合機(jī)床能達(dá)到的加工精度最高，帶移動(dòng)式加具機(jī)床精度相對(duì)較差。
（2）機(jī)床生產(chǎn)率的影響
機(jī)床要求的生產(chǎn)率對(duì)機(jī)床配置形式結(jié)構(gòu)方案有很大影響，它是決定采單工位機(jī)床，多工位機(jī)床或自動(dòng)線，還是按中小批生產(chǎn)所需組合機(jī)床的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的重要因素。有時(shí)從工件外形及輪廓尺寸來(lái)看，完全可以采用單工位固定夾具的機(jī)床形式。但由于生產(chǎn)率要求很高，就不得不采用多工位的方案，使裝卸時(shí)間和機(jī)動(dòng)時(shí)間相重合。
（3）被加工零件的大小、形狀、加工部位特點(diǎn)的影響
這些特點(diǎn)很大程度上決定了采取臥式、立式或是傾斜式機(jī)床。一般來(lái)說(shuō)，臥式機(jī)床多用于加工孔中心線與定位基準(zhǔn)面平行，又需要由一面或是幾面同時(shí)加工的箱體。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(zhǎng)工件，也適宜采用臥式機(jī)床加工。立式機(jī)床則適于加工定基面是水平的，而加工面的孔與基面相垂直的工件。
總之，在擬訂機(jī)床配置形式結(jié)構(gòu)方案時(shí)，必須認(rèn)真分析工件形狀及加工原理，
由分析可知本次設(shè)計(jì)的機(jī)床宜采用臥式形式（帶一固定式夾具）。如圖4—1所示：
圖4—1
4.2 組合機(jī)床的支承部件
4.2.1 組合機(jī)床支承部件的作用
支承部件主要用來(lái)安裝其他工作部件。因此，支承部件要求具有足夠的剛性，以保證各部件之間能長(zhǎng)期保持其正確的相對(duì)位置。它是決定機(jī)床能否長(zhǎng)期保持精度的重要條件之一。
組合機(jī)床床身采用組合方式，例如臥式床身系有滑座、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；同時(shí)安裝調(diào)試與運(yùn)輸也都比較方便。其缺點(diǎn)是削弱了床身的剛性，這一弊病通常是用加強(qiáng)部件之間連接部位的剛度來(lái)補(bǔ)償。
支承件主要是床身、底座、立柱、橫梁、刀架及工作臺(tái)等。這些支承件，或單獨(dú)使用，或組合使用。機(jī)床上的其他零件可以固定在支承件上或者工作時(shí)在支承件的導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。
支承件應(yīng)滿足的基本要求：
1.應(yīng)具有足夠的剛度和較高的剛度——質(zhì)量比。
2.應(yīng)具有較好的動(dòng)態(tài)特性，包括較大的位移阻抗和阻尼，整機(jī)的低階頻較高，若階頻不致引起結(jié)構(gòu)共振，不會(huì)因薄壁振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲。
3.熱穩(wěn)定性好，熱變形對(duì)機(jī)床加工精度的影響較小。排屑暢通，吊運(yùn)安全，并具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。
4.2.2 支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
支承件是機(jī)床的一部分，因此設(shè)計(jì)支承件時(shí)，應(yīng)首先考慮所屬機(jī)床的類型、布局及常用支承件形狀。在滿足機(jī)床工作性能的前提下，綜合考慮其工藝性。還要根據(jù)其使用要求，進(jìn)行受力和變形分析，再根據(jù)所受的力和其他要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步?jīng)Q定其形狀和尺寸。
1、支承件的形狀
支承件的形狀基本上可以分為三類：
（1）箱體類 支承件在三個(gè)方向的尺寸上都相差不多，如各類箱體、底座等。
（2）板塊類 支承件在兩個(gè)方向的尺寸上比第三個(gè)方向大的多，如工作臺(tái)。
（3）梁類 支承件在一個(gè)方向的尺寸比另兩個(gè)方向大的多，如立柱 、床身等。
2、支承件的截面形狀和選擇
支承件結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)是應(yīng)在最小質(zhì)量條件下，具有最大靜剛度。靜剛度主要包括彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度均與截面慣性矩成正比。支承件截面形狀不同，即使同一材料、相等的截面積，其抗彎和抗扭慣性矩也不同。
無(wú)論是方形、圓形，空心截面的剛度都比實(shí)心的大，而且同樣的斷面形狀和相同大小的面積，外形尺寸大而壁薄的截面，比外形尺寸小而壁厚的截面的抗彎剛度的扭轉(zhuǎn)剛度都高。所以為提高支承件的剛度，支承件的截面應(yīng)是中空形狀，盡可能加大截面尺寸，在工藝可能的前提下壁厚盡量薄一些。當(dāng)然壁厚不能太薄以免出現(xiàn)壁薄振動(dòng)。
圓（環(huán)）形截面的抗扭剛度比方形好，而抗彎強(qiáng)度比方形低。因此以承受彎矩為主的支承件的截面形狀應(yīng)取矩形，并以其高度方向?yàn)槭軓澐较?；以承受轉(zhuǎn)矩為主的支承件的截面形狀應(yīng)取圓（環(huán)）形。
封閉截面的剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于開(kāi)口截面的剛度，特別是抗扭剛度。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能把支承件的截面作成封閉形狀。但是有時(shí)為了排屑方便，不能作成全封閉的形狀。
圖4—２為機(jī)床床身斷面圖，均為空心矩形截面。
床身采用鑄鐵件（材料是HT30-45號(hào)灰鑄鐵）。截面形狀如圖4—2。
圖4—２機(jī)床床身截面圖
３、選擇支承件的壁厚
為減小機(jī)床的質(zhì)量，支承件的壁厚應(yīng)根據(jù)工藝上的可能選擇得薄些。鑄鐵支承件的外壁厚可根據(jù)當(dāng)量尺寸Ｃ來(lái)選擇。當(dāng)量尺寸由下式確定：
?。茫剑ǎ玻蹋拢龋?
式中，Ｌ、Ｂ、Ｈ分別為支承件的長(zhǎng)、寬、高（m）
根據(jù)算出的Ｃ值按表4—１選擇最小的壁厚t。
表4-1 鑄鐵件的推薦壁厚
當(dāng)量尺寸（m）
0.75
1.0
1.5
1.8
2.0
2.5
3
3.5
4.5
外壁厚（mm）
8
10
12
14
16
18
20
22
25
隔板或筋厚（mm）
6
8
10
12
12
14
16
18
20
4.2.3 組合機(jī)床臥式床身設(shè)計(jì)
機(jī)床床身可安裝液壓動(dòng)力滑臺(tái)及機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)。
滑座安裝在底座上，側(cè)底座與中間底座用螺釘及銷子聯(lián)結(jié)成一體?；c側(cè)底座有一個(gè)5毫米厚的調(diào)整墊。采用調(diào)整墊對(duì)機(jī)床的制造和維修都方便。因?yàn)楫?dāng)滑座導(dǎo)軌磨損后，或重新組裝機(jī)床時(shí)，只須取下滑座將導(dǎo)軌面重新修刮，并更換（或修磨）調(diào)整墊，使之恢復(fù)應(yīng)有的高度即可。而且滑座可以使用較好的材料（一般導(dǎo)軌面應(yīng)用耐磨性較好的鑄鐵），而側(cè)底座則可使用較次的材料。
床身的規(guī)格與相應(yīng)滑臺(tái)規(guī)格配套使用。由上面的電動(dòng)機(jī)的功率為２.２kw可以查手冊(cè)選用ＨＹ３２Ａ的液壓滑臺(tái)，與其相配套的組合機(jī)床的品種如表4—2：
表4—2組合機(jī)床通用部件品種及規(guī)格配套表
液壓滑臺(tái)
齒輪傳動(dòng)動(dòng)力箱
側(cè)底座
銑削頭
HY32Ａ
TD32Ａ
CC32Ａ
TX32Ａ
側(cè)底座的頂面除具有與滑臺(tái)結(jié)合的平面外，周圍有收集冷卻液或潤(rùn)滑油的槽，用管子將油液引回儲(chǔ)存箱中，側(cè)底座的另一側(cè)有電氣壁龕，以供安裝電器元件用。一般電器壁龕與冷卻液儲(chǔ)存箱不應(yīng)靠近，以防電氣元件潮濕。
4.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖
4.3.1 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制
機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系關(guān)系的，是開(kāi)展各專用部件設(shè)計(jì)和確定機(jī)床最大占地面積的指導(dǎo)圖紙。組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件——?jiǎng)恿_(tái)、動(dòng)力箱、各種工藝切削頭、側(cè)底座、立柱、立柱底座及中間底座加上專用部件——主軸箱，刀、輔助系統(tǒng)，夾具，液、電、冷卻、潤(rùn)滑、排屑系統(tǒng)組合裝配而成。為了使所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床既能滿足預(yù)期的性能要求，又能做到配置上的勻稱合理，符合多快好省的精神，必須對(duì)所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床各個(gè)部件之間的關(guān)系進(jìn)行全面的分析研究。這是通過(guò)繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖來(lái)達(dá)到的。聯(lián)系尺寸圖用來(lái)表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以檢驗(yàn)機(jī)床各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求；通用部件的選擇是否合適；并為進(jìn)一步開(kāi)展主軸箱、夾具等專用部件、零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
4.3.2 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖應(yīng)考慮的問(wèn)題
整體圖如圖4—3所示
圖4—3 機(jī)床主要聯(lián)系尺寸圖
1、機(jī)床裝料高度的確定
在確定機(jī)床裝料高度H4時(shí)，要考慮車間運(yùn)送工件的滾道高度、工件最底孔的位置主軸箱最底主軸高度和通用部件高度尺寸的限制。根據(jù)我國(guó)具體情況，為便于操作和省力，對(duì)于一般臥式組合機(jī)床、流水線和自動(dòng)線，裝料高度定為850毫米。對(duì)于加工中小工件的自動(dòng)線，考慮自動(dòng)排屑，特別是一些要從機(jī)床垂直下方返回隨行夾具的自動(dòng)線，裝料高度可采用1000毫米。鼓輪機(jī)床的裝料高度一般取1200——1300毫米。
2、夾具輪廓尺寸的確定
組合機(jī)床夾具是保證零件加工精度的重要專用部件。這里所要確定的夾具輪廓尺寸主要指夾具底座的長(zhǎng)-寬-高。這些尺寸的確定，除了首先必須考慮工件的輪廓尺寸、形狀、具體結(jié)構(gòu)外，還須考慮能夠布置下保證加工要求的定位、限位、夾緊機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向系統(tǒng)，并要考慮夾具底座與機(jī)床其它部件（如中間底座）連接、固定所需要的尺寸。
夾具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)。夾具底座高度的確定。夾具底座的高度應(yīng)視夾具大小而定，既要保證有足夠的剛性，又要考慮工件的裝料高度。為了便于布置定位元件，一般夾具底座的高度不小于240毫米。
3、中間底座尺寸的確定
在已確定了工件端面至主軸箱端面再加工終了時(shí)的距離，如圖2—3中的L1。根據(jù)選定的動(dòng)力部件及其配套部件（滑座、床身等）的位置關(guān)系，并考慮動(dòng)力頭的向前備量等因素，就可以確定中間底座長(zhǎng)度尺寸（L）：
L=2（L1+L2+L3/2）- 2（l1+l2+l3）
式中的l1是動(dòng)力頭支承凸臺(tái)尺寸；l3是滑座前端面到床身前端面的距離，它們都可以從動(dòng)力部件的聯(lián)系尺寸中查的（見(jiàn)“組合機(jī)床通用部件圖冊(cè)”）；l2為動(dòng)力頭支承凸臺(tái)端面都滑座端面加工完了時(shí)的距離，它由動(dòng)力頭支承凸臺(tái)端面到滑座端面的最小尺寸的動(dòng)力頭的向前備量組成，并具有一定的調(diào)節(jié)范圍（在75~85毫米）。
當(dāng)算出L值后，還必須檢查尺寸a是否合適。當(dāng)機(jī)床無(wú)冷卻液時(shí)，a=10~15毫米，有冷卻液時(shí)，a=70~100毫米。當(dāng)L值不能滿足夾具底座寬度A及尺寸a的需要時(shí)，應(yīng)改變工件端面到主軸箱端面在加工終了時(shí)的距離尺寸L1，或者改變l2，以便獲得合適的中間底座的長(zhǎng)度。
在確定中間底座高度尺寸時(shí)，應(yīng)考慮鐵屑的儲(chǔ)存及排除，電氣接線盒的安排，以及冷卻液的儲(chǔ)存，其容量應(yīng)不小于3~5分鐘冷卻泵的流量，對(duì)于加工鑄鐵件的機(jī)床，為了使冷卻液有足夠的沉淀時(shí)間，容量還應(yīng)大一些，有時(shí)取10~15分鐘冷卻泵的時(shí)間。
當(dāng)裝料高度取850毫米時(shí)，床身和中間底座之間結(jié)合面的高度，無(wú)論哪一型號(hào)的床身都是統(tǒng)一的，定為40毫米，所以中間底座的高度一般總是大于540毫米。
4、主軸箱輪廓尺寸的確定
標(biāo)準(zhǔn)主軸箱的厚度由主軸箱體、前蓋和后蓋三層尺寸構(gòu)成。主軸箱體厚為180毫米。前蓋有兩種尺寸，臥式厚為55毫米；立式厚為70毫米。后蓋厚有90毫米和50毫米兩種尺寸，通常采用90毫米的后蓋。因此，主軸箱總厚度臥式主軸箱通常為325毫米；立式主軸箱通常為340毫米。
在確定主軸箱的輪廓尺寸時(shí)，應(yīng)力求小巧緊湊，節(jié)省金屬。當(dāng)主軸箱上的多數(shù)主軸是群聚狀態(tài)分布，而只有邊緣上少數(shù)主軸離群分散時(shí)，則可按群居主軸的分布確定主軸箱的尺寸；邊緣上的少數(shù)主軸，可采用附加小箱體的方案，以便縮小整個(gè)主軸箱的外形尺寸。
在機(jī)床聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)明工件、夾具及動(dòng)力頭的中心線之間的關(guān)系。特別當(dāng)工件上加工部位對(duì)于工件中心線不對(duì)稱時(shí)，動(dòng)力部件對(duì)于夾具和中間底座也就不對(duì)稱，這時(shí)應(yīng)注明動(dòng)力頭中心線相對(duì)夾具中心線的偏移距離。
機(jī)床聯(lián)系尺寸圖繪制后，在進(jìn)行機(jī)床各部件的具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，可能發(fā)現(xiàn)某些尺寸定得不合理，甚至不能實(shí)現(xiàn)，則可按需要返回來(lái)修改聯(lián)系尺寸圖，加以調(diào)整。這時(shí)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖就成了調(diào)整各部件相互之間正確尺寸聯(lián)系的依據(jù)。機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，主要應(yīng)針對(duì)各部件之間的聯(lián)系尺寸進(jìn)行標(biāo)注，各部件只畫出必要的輪廓形狀即可，盡量減少不必要的線條和尺寸。
第五章 液壓滑臺(tái)的設(shè)計(jì)
5.1 液壓滑臺(tái)系統(tǒng)概述
5.1.1 液壓滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)
組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的通用部件。根據(jù)被加工零件的工藝要求，可以在滑臺(tái)上安裝動(dòng)力箱、多軸箱、銑削頭、鏜孔車端面頭等各種部件，以完成對(duì)工件的銑削、車端面攻絲等工序。
滑臺(tái)可以安裝在側(cè)底座、傾斜式底座、立柱及其它支承件部件上，用來(lái)組成臥式、傾斜式、立式等各種形式的組合機(jī)床。
液壓滑臺(tái)由兩部分組成：液壓滑臺(tái)部分和液壓傳動(dòng)裝置部分。液壓滑臺(tái)主要包括滑臺(tái)、滑座、液壓缸以及控制擋鐵等。油缸固定在滑座上，活塞桿則固定在滑臺(tái)下面。當(dāng)壓力油進(jìn)入油缸的前腔或后腔時(shí)，便可實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)沿滑座的導(dǎo)軌向前或向后移動(dòng)。液壓傳動(dòng)裝置部分主要包括液壓泵、油箱、閥以及管路等。
（1）液壓缸的安裝形式
采用活塞桿推滑臺(tái)體移動(dòng)、液壓缸套裝在滑座尾部的結(jié)構(gòu)形式。這種安裝形式的主要優(yōu)點(diǎn)是：在維修液壓缸或更換易損件時(shí)拆卸比較方便，只要擰下活塞桿前端的螺母，擰下后端法蘭盤處的螺釘，就可以將油缸從滑座體后端拉出。另外，活塞桿在滑座體內(nèi)所占空間比較小，在滑座體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，采用活塞桿移動(dòng)，可以提高滑座體的剛性。
（2）導(dǎo)軌的形式
滑臺(tái)有兩種導(dǎo)軌形式。一種是雙矩形導(dǎo)軌，采用兩根導(dǎo)軌的外側(cè)面來(lái)導(dǎo)向，用斜鑲條從前后兩端來(lái)調(diào)整導(dǎo)軌的間隙，用平壓板壓緊。這種導(dǎo)軌制造工藝簡(jiǎn)單，導(dǎo)向剛度好，使用于各種用途。
另一種是一山一矩組合形導(dǎo)軌，山形導(dǎo)軌的位置，從滑臺(tái)前面（有死擋鐵的一端）看，布置在右邊，這樣在正常切削受力后，滑臺(tái)體的力壓向山形導(dǎo)軌面，以提高導(dǎo)向精度。依靠山形導(dǎo)軌的兩斜面導(dǎo)向，導(dǎo)軌磨損后，滑臺(tái)體的對(duì)中性好，導(dǎo)向精度比較高，使用于剛性主軸的精加工。
（3）控制擋鐵形式
液壓滑臺(tái)的控制方式主要有兩種，一種是純電氣開(kāi)關(guān)控制；另一種是電氣開(kāi)關(guān)和液壓行程調(diào)速閥聯(lián)合控制，即快速進(jìn)給轉(zhuǎn)換為工作進(jìn)給用液壓行程閥實(shí)現(xiàn)，其它轉(zhuǎn)換用電氣開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。
純電氣開(kāi)關(guān)控制，在快進(jìn)轉(zhuǎn)換成工進(jìn)時(shí)，常因開(kāi)關(guān)失靈造成刀具和機(jī)床的損害。電氣和液壓行程調(diào)速閥聯(lián)合控制，在液壓閥臺(tái)快進(jìn)中，裝在閥臺(tái)體上的擋鐵壓下行程調(diào)速閥，使壓力油通過(guò)節(jié)流閥，滑臺(tái)立即由快進(jìn)轉(zhuǎn)換為工作進(jìn)給。在工作進(jìn)給中，液壓擋鐵始終壓在行程調(diào)速閥的滾子上。當(dāng)工進(jìn)完畢，安裝在滑臺(tái)體另一側(cè)的電氣擋鐵壓下行程開(kāi)關(guān)，發(fā)出滑臺(tái)快退訊號(hào)；也可以使滑臺(tái)體頂在滑座前端的死擋鐵上，液壓系統(tǒng)油壓升高，壓力繼電器發(fā)出訊號(hào)，使滑臺(tái)快退。但是，如果滑臺(tái)體和刀具等碰到阻礙，滑臺(tái)還未達(dá)到終點(diǎn)位置，壓力繼電器就會(huì)發(fā)出誤發(fā)訊號(hào)，造成誤動(dòng)作，所以需要壓力繼電器和終點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)同時(shí)發(fā)出訊號(hào)，電磁換向閥才換向，使液壓系統(tǒng)油路改變，滑臺(tái)快速后退。電氣擋鐵壓下原位開(kāi)關(guān)，滑臺(tái)在原位停止。這種聯(lián)合控制裝置的特點(diǎn)是：動(dòng)作平穩(wěn)，快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)換可靠；轉(zhuǎn)換精度高，一般在1mm以內(nèi)。由于行程調(diào)速閥直接安裝在滑座上，壓力油通過(guò)節(jié)流閥只需經(jīng)過(guò)很短的管路就進(jìn)入液壓缸，泄漏比較少。
（4）液壓缸上不加緩沖裝置
組合機(jī)床在正常使用過(guò)程中，滑臺(tái)往往不退回到最后位置，有時(shí)只需刀具退出工件，一般情況下滑臺(tái)都留有后備量，供更換刀具時(shí)用。如果每次工作循環(huán)都退回到最后位置，會(huì)增加機(jī)床輔助時(shí)間。因此，現(xiàn)在的液壓滑臺(tái)液壓缸不在帶緩沖裝置。
5.1.2 液壓滑臺(tái)系統(tǒng)的特點(diǎn)
（1）滑臺(tái)的主要負(fù)載是切削力、摩擦力和啟動(dòng)、制動(dòng)過(guò)程的慣性力，最大負(fù)荷一般<10kN。為保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和工作可靠性，一般都采取中低壓系統(tǒng)，壓力在6MPa以下。液壓系統(tǒng)的流量是根據(jù)滑臺(tái)快速進(jìn)退的速度確定的，一般<100L/min。
（2）通?；_(tái)快進(jìn)與快退的速度大致相等，因此多采用差動(dòng)連接的單出桿液壓缸。
（3）為解決工進(jìn)與快進(jìn)、快退對(duì)流量需求差別較大的矛盾，提高系統(tǒng)效率，除采用差動(dòng)缸外，通常采用限壓式變量泵、高低壓雙泵或單定量泵加蓄能器的供油方式。
（4）各工況速度換接多采用行程控制，如行程閥，或電器行程開(kāi)關(guān)與電磁閥組合方式。
5.1.3 滑臺(tái)對(duì)液壓系統(tǒng)的要求
（1）能在變負(fù)載或在斷續(xù)負(fù)載下工作，能保證滑臺(tái)的進(jìn)給速度特
別是最低進(jìn)給速度（一般約為5mm/min）穩(wěn)定，以保證加工精度。
（2）能承受規(guī)定的最大載荷，并具有較大的工進(jìn)調(diào)速范圍（通常為（5～900）mm/min），以適應(yīng)不同工序的工藝需求。
（3）能實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)退及各進(jìn)給速度間的平穩(wěn)換接。
（4）對(duì)于多個(gè)滑臺(tái)同時(shí)工作的系統(tǒng)，應(yīng)防止各液壓執(zhí)行元件的壓力、流量相互影響引起動(dòng)作上的干擾。
（5）合理利用能量，提高系統(tǒng)效率，減少發(fā)熱。合理解決工進(jìn)速度與快速進(jìn)退速度差值，造成流量值較大的矛盾。
5.1.4 液壓滑臺(tái)主要技術(shù)性能確定
滑臺(tái)的主參數(shù)——滑臺(tái)臺(tái)面的寬度。
滑臺(tái)臺(tái)面寬度是滑臺(tái)系列的主參數(shù)。相鄰滑臺(tái)規(guī)格的公比采用R10系列，公比為1.25。下面表 5—1為液壓滑臺(tái)的主要技術(shù)性能：
表5—1液壓滑臺(tái)主要技術(shù)性能
滑臺(tái)型 號(hào)
臺(tái)面寬
（mm）
臺(tái)面長(zhǎng)
（mm）
行程
（mm）
最大進(jìn)給力kn
液壓缸d
液壓泵q
mm/min
快行程v
m/min
活塞桿d
HY20
200
400
250
6.3
50/35
12
12.5
HY25
250
500
250
10
63/45
16
10
HY32
320
630
250
16
80/55
20
8.4
HY40
400
800
400
25
100/70
25
6.5
HY50
500
1000
400
40
125/90
32
5
HY63
630
1250
400
63
160/110
40
4.2
因?yàn)樗O(shè)計(jì)的動(dòng)力頭的功率為2..2KW，由液壓滑臺(tái)配套表可以選用所需要的液壓滑臺(tái)型號(hào)為HY32A ?！癆”為雙矩形導(dǎo)軌。
5.2 導(dǎo)軌的選擇
5.2.1 導(dǎo)軌的功用和分類
導(dǎo)軌的功用是導(dǎo)向和承載。即保證運(yùn)動(dòng)部件在外力作用下，能淮確地沿著一定的方向運(yùn)動(dòng)。在導(dǎo)軌剮中，運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌叫做動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)的導(dǎo)軌叫做支承導(dǎo)軌。動(dòng)導(dǎo)軌相對(duì)于支承導(dǎo)軌通常只有一個(gè)自由度，即直線運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
1.導(dǎo)軌可按下列性質(zhì)分類：
(1)按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)可分為主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和移置導(dǎo)軌。移置導(dǎo)軌只用于調(diào)整部件之間的相對(duì)位置，在加工時(shí)沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。例如車床昆座用的導(dǎo)軌。
(2)按摩擦性質(zhì)可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌?；瑒?dòng)導(dǎo)軌按兩導(dǎo)軌面問(wèn)的摩擦狀態(tài)又可分為混合摩擦導(dǎo)軌、邊界摩擦導(dǎo)軌、液體動(dòng)壓導(dǎo)軌和液體靜壓導(dǎo)軌。滾動(dòng)導(dǎo)軌按其滾動(dòng)體不同又可分為滾珠導(dǎo)軌，滾柱導(dǎo)軌和滾針導(dǎo)軌。
(3)按受力情況可分為開(kāi)式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。如圖4—1所示，在部件自重和外載荷作用下，導(dǎo)軌面c和d在導(dǎo)軌全長(zhǎng)上始終可以貼合的稱為開(kāi)式導(dǎo)軌。在受較大的傾覆力矩時(shí)，如圖，部件的自重不能伎主導(dǎo)軌面e、f始終貼合，就必須增加壓板1和2．形成輔助導(dǎo)軌面g和h，稱為閉式導(dǎo)軌。
圖5—1 開(kāi)式導(dǎo)軌與閉式導(dǎo)軌
2、導(dǎo)軌應(yīng)滿足的基本要求
機(jī)床導(dǎo)軌的質(zhì)量在一定程度上決定了機(jī)床的加工精度，工作能力和使用壽命，因此必須滿足下列基本要求：
（1)導(dǎo)向精度
導(dǎo)軌在空載和在切伊陳件下運(yùn)動(dòng)時(shí)，都應(yīng)具有足夠的導(dǎo)向精度
軌運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確度。影響導(dǎo)向精度的主要因素有導(dǎo)軌的幾何精度、導(dǎo)軌的接觸精度、導(dǎo)軌及其支承件的自身剛度及熱變形等。
〔2)精度保持性
為了能長(zhǎng)期保持導(dǎo)向精度、對(duì)導(dǎo)軌提出了剛度和耐磨件的要求。若剛度不足，則直接影響部件之間的相對(duì)位置精度和導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度，使導(dǎo)軌面上的壓強(qiáng)分布不均，加劇導(dǎo)軌的磨損。所以剛度是導(dǎo)軌工作質(zhì)量的另—個(gè)重要指標(biāo)。導(dǎo)軌的耐磨性是決定導(dǎo)向精度能否長(zhǎng)期保持的關(guān)鍵，是衡量機(jī)床質(zhì)量的重要指標(biāo)。導(dǎo)軌耐磨性與導(dǎo)軌材料、導(dǎo)軌受的摩擦性質(zhì)、導(dǎo)軌受力情況及兩導(dǎo)執(zhí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。
(3)低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性
即應(yīng)保證在作低速運(yùn)動(dòng)或微量位移時(shí)不出現(xiàn)不平穩(wěn)現(xiàn)象。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)的不平穩(wěn)將使加工表面粗糙度增大；定位運(yùn)動(dòng)時(shí)的不平穩(wěn)，將降低定位精度。低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)的差值，以及傳動(dòng)動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度等有關(guān)。
（4）結(jié)構(gòu)工藝性
在可能的情況下，應(yīng)盡量使導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造和維護(hù)。對(duì)于刮研導(dǎo)軌，應(yīng)盡量減少刮研量；對(duì)于鑲裝導(dǎo)軌，應(yīng)做到更換容易。
3、導(dǎo)軌的磨損形式
滑動(dòng)導(dǎo)軌磨損的基本形式是磨粒磨損和咬合磨損。這兩種磨損常同時(shí)發(fā)生，它們既相互聯(lián)系，又相互影響。磨粒磨損往往是咬合磨損的起因，咬合磨損反過(guò)來(lái)又會(huì)加劇磨粒磨損，只是有時(shí)其中一種磨損可能起主要作用。滾動(dòng)導(dǎo)軌則主要是疲勞磨損。
(1)磨粒磨損
磨粒主要是指存在于導(dǎo)軌面之間的微小硬粒．如切屑、塵粒和導(dǎo)軌自身磨損后的殘余產(chǎn)物等。這些微小硬粒在有—定的壓強(qiáng)作用并做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌面之間起著切刮或刻劃導(dǎo)軌面的作用，使導(dǎo)軌面產(chǎn)生機(jī)械劃傷或磨損溝痕。磨粒磨損與導(dǎo)軌間的相對(duì)滑動(dòng)速度及導(dǎo)軌面比壓成正比。這種磨損是不可避免的，只能采取某些措施，努力減少這種磨損。
(2)咬合磨損
咬臺(tái)磨損又稱咬焊。它是指相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)表固互相咬合，并在表面產(chǎn)生撕裂的現(xiàn)象。這是由于導(dǎo)軌面相互運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)軌表面覆蓋的一層氧化膜因摩擦發(fā)熱而受到破壞，裸露的金屬表面因分子問(wèn)的相互吸引、滲透，使接觸點(diǎn)粘結(jié)而發(fā)生咬焊，隨著接觸面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，咬焊點(diǎn)被拉開(kāi)，如此反復(fù)多次，就產(chǎn)生撕裂性破壞。嚴(yán)重的咬合磨損將使兩個(gè)導(dǎo)軌面無(wú)法相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，這種磨損是不允許發(fā)生的。
（3)疲勞磨損和壓演現(xiàn)象
滾動(dòng)導(dǎo)軌疲勞磨損主要是因?yàn)閷?dǎo)軌表面受滾動(dòng)體局部應(yīng)力作用而產(chǎn)生彈性變形，當(dāng)滾動(dòng)體離開(kāi)后，變形得到恢復(fù)，這種現(xiàn)象連續(xù)發(fā)生，達(dá)到一定循環(huán)次數(shù)后，就使導(dǎo)軌表層產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕現(xiàn)象，這就是滾動(dòng)導(dǎo)軌的疲勞磨損。如果局部應(yīng)力過(guò)大而使表層產(chǎn)生凹坑狀的塑性變形，這就是壓潰現(xiàn)象，這種破壞是不允許發(fā)生的。
5.2.2 滑動(dòng)導(dǎo)軌
滑動(dòng)導(dǎo)軌足最常見(jiàn)的導(dǎo)軌，其他類型的導(dǎo)軌部是在滑動(dòng)導(dǎo)軌的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來(lái)的，由于滑動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)，有良好的工藝性，剛度利精度易于保證，所以在—般機(jī)床上仍然得到廣泛的應(yīng)用。
1.導(dǎo)軌的材料和熱處理
（1）對(duì)導(dǎo)軌材料的要求和搭配
對(duì)導(dǎo)軌材料的主要要術(shù)是耐磨件好、工藝件好、成本低。常用的導(dǎo)軌材料有鑄鐵、鋼、有色金屬和塑料．其中以鑄鐵應(yīng)用最為廣泛。
為了提高耐磨性．動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌應(yīng)盡量采用不同的材料，如果選用相同的材料，也一定要采取不同的熱處理方式以使其具有不同的硬度。
在直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中，長(zhǎng)導(dǎo)軌(通常是支承導(dǎo)軌)要用耐磨性較好和硬度較高的材料制造。這是因?yàn)橹С袑?dǎo)軌各處使用機(jī)會(huì)難以均等，且修復(fù)困難，而動(dòng)導(dǎo)軌總是全長(zhǎng)接觸，且動(dòng)導(dǎo)軌短，磨損后易于維修；長(zhǎng)導(dǎo)軌不易防護(hù)等原因：在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中，一般均是將較軟的材料用于動(dòng)導(dǎo)軌：因?yàn)榛ūP或圓工作臺(tái)導(dǎo)軌比底座加工方便些，磨損后易于在機(jī)床上加工，可減少修理的工作量。
表5-2導(dǎo)軌材料的搭配
序號(hào)
1
2
3
4
5
6
相對(duì)壽命
1
2-3
>2
4-5
動(dòng)導(dǎo)軌
鑄鐵
鑄鐵
鑄鐵
淬硬鑄鐵
有色金屬
塑料
支撐導(dǎo)軌
鑄鐵
淬硬鑄鐵
淬硬鋼
淬硬鋼
鑄鐵
鑄鐵
導(dǎo)軌常用材料搭配見(jiàn)表5—2。除鑄鐵外，其余導(dǎo)軌都是鑲裝的。
（2）鑄鐵
鑄鐵是一種成本低，有良好減振性和耐磨性，易于鑄造和切削加工的金屬材料。導(dǎo)軌常用的鑄鐵有灰鑄鐵、孕育鑄鐵和耐磨鑄鐵等。
灰鑄鐵府用最多的牌號(hào)是HT200。在較好的潤(rùn)滑與防護(hù)條件下，具有一定的耐磨性。適用于需手工刮研的導(dǎo)軌；潤(rùn)滑和防護(hù)條件好、輕載荷的機(jī)床導(dǎo)軌；不經(jīng)常工
收藏