臥式雙面鉆、擴(kuò)孔組合機(jī)床總體及多軸箱的設(shè)計(jì)

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1、 機(jī)電工程系 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：臥式雙面鉆、擴(kuò)孔組合機(jī)床總體及多軸箱的設(shè)計(jì) 內(nèi)容: 1.機(jī)床總圖（一張） 2.鉆孔工序圖（一張） 3.鉆孔加工示意圖（一張） 4.左多軸箱圖（一張） 5.生產(chǎn)率計(jì)算卡（一張） 6.設(shè)計(jì)說(shuō)明書（一份） 班級(jí): 機(jī)制0801 學(xué)生：孫獻(xiàn)奪 學(xué)號(hào):2008050324 指導(dǎo)教師：＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 教研室主任：＿＿＿＿＿＿＿＿ 日期：＿＿＿年＿＿＿月＿＿＿日 臥式雙面鉆、擴(kuò)孔組合機(jī)床 總 體 及 多 軸 箱 的 設(shè) 計(jì)

2、 姓名：孫獻(xiàn)奪 班級(jí)：機(jī)制00801 指導(dǎo)教師:張延 日期：2011- - 目錄 目錄………………………………………………………………………………………….1 第1章 緒論....................................................................................................................

3、.....3 1.1 組合機(jī)床的發(fā)展史………………………………………………………………….3 1.2 組合及的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r………………………………………………………….3 1.2.1 國(guó)內(nèi)組合機(jī)床現(xiàn)狀…………………………………………………………..3 1.2.2 國(guó)外組合機(jī)床現(xiàn)狀…………………………………………………………..5 1.3 組合機(jī)床的特點(diǎn)……………………………………………………………………..6 1.4 組合機(jī)床的分類及組成……………………………………………………………..6 1.5 組合機(jī)床設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求………………………………………………..7 1.

4、5.1 設(shè)計(jì)的目的…………………………………………………………………...7 1.5.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容………………………………………………………………………7 1.5.3 設(shè)計(jì)要求……………………………………………………………………...7 1.6 組合機(jī)床設(shè)計(jì)步驟…………………………………………………………………..9 1.6.1 調(diào)查研究……………………………………………………………………...9 1.6.2 擬定方案……………………………………………………………………..10 1.6.3 工作圖設(shè)計(jì)…………………………………………………………………..10 第2章 組合機(jī)床總體

5、設(shè)計(jì)..........................................................................................11 2.1 制定組合機(jī)床工藝方案…………………………………………………………….11 2.2 選擇刀具及切削用量……………………………………………………………….11 2.3 切削力及切削功率的確定………………………………………………………….12 2.4 組合機(jī)床的總體分析——三圖一卡……………………………………………….13 2.4.1 被加工零件工序圖…………………………………………………………

6、…13 2.4.2 加工示意圖……………………………………………………………………13 2.4.3 組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖…………………………………………………………17 2.4.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡…………………………………………………………………21 第3章 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)……………………………………….........................23 3.1 多軸箱的組成及表示方法………………………………………………………….23 3.1.1 多軸箱的組成………………………………………………………………….23 3.1.2 多軸箱總體圖繪制方法特點(diǎn)……………………………

7、………………….....23 3.2 多軸箱通用零件……………………………………………………………………..24 3.2.1 通用箱體類零件………………………………………………………………. 24. 3.2.2 通用主軸、傳動(dòng)軸、齒輪和套………………………………………………..24 3.3 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖………………………………………………………..25 3.4 主軸、齒輪的確定及動(dòng)力計(jì)算……………………………………………………..26 3.4.1 主軸型式的確定………………………………………………………………..26 3.4.2 主軸位置的確定………………

8、………………………………………………..26 3.4.3 齒輪模數(shù)………………………………………………………………………..26 3.4.4 多軸箱所需動(dòng)力的計(jì)算………………………………………………………..27 3.5 多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………….27 3.5.1 多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求…………………………………………………28 3.5.2 擬定多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)…………………………………………………………28 3.5.3 多軸箱坐標(biāo)計(jì)算、繪制坐標(biāo)檢查圖…………………………………………32 第4章 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)……………………………

9、…………………………….35 4.1 組合機(jī)床夾具概述…………………………………………………………….....35 4.2 定為支撐系統(tǒng)…………………………………………………………………….36. 4.3 夾緊機(jī)構(gòu)………………………………………………………………………….38 4.4 鉆?！?39 4.5 鉆床夾具結(jié)構(gòu)的選擇…………………………………………………………….40 4.6 工藝規(guī)程………………………………………………………………………….41 4.7 工序計(jì)算夾…………………………………………………………………

10、…….41 4.8 緊力計(jì)算………………………………………………………………………….41 4.9 誤差的分析……………………………………………………………………….42 第5章 結(jié)論………………………………………………………………………………..43 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………46 第1章 緒論 1.1 組合機(jī)床的發(fā)展史 組合機(jī)床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來(lái)的。在專用機(jī)床中某些部件因重復(fù)使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機(jī)床。

11、最早的組合機(jī)床是1911年在美國(guó)制成的，用于加工汽車零件。初期，各機(jī)床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。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，1953年美國(guó)福特汽車公司和通用汽車公司與美國(guó)機(jī)床制造廠協(xié)商，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對(duì)部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。 二十世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動(dòng)檢測(cè)和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá)0.05毫米／1000毫米，表面粗糙度可低達(dá)2.5～0.63微米；鏜孔精度可達(dá)IT7～6級(jí)，孔距精度可達(dá)0.03～0.02微米。 組合機(jī)床未來(lái)的發(fā)

12、展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。 1.2 組合及的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 世界上第一臺(tái)組合機(jī)床于1908年在美國(guó)問(wèn)世，30年代后組合機(jī)床在世界各國(guó)得到迅速發(fā)展。至今，它已成為現(xiàn)代制造工程（尤其是箱體零件加工）的關(guān)鍵設(shè)備之一。 現(xiàn)代制造工程從各個(gè)角度對(duì)組合機(jī)床提出了愈來(lái)愈高的要求，而組合機(jī)床也在不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展。 1.2.1 國(guó)內(nèi)組合機(jī)床現(xiàn)狀 我國(guó)加入WTO以后，制造業(yè)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存、組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)適時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應(yīng)對(duì)策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩

13、旺的良好勢(shì)頭，截至2005年4月份，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)僅組合機(jī)床一項(xiàng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量已達(dá)1000余臺(tái)，產(chǎn)值達(dá)3.9個(gè)億以上，較2004年同比增長(zhǎng)了10%以上，另外組合機(jī)床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交費(fèi)值等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有不同程度的增長(zhǎng)，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年年均有大幅度提高，可見(jiàn)行業(yè)企業(yè)運(yùn)營(yíng)狀況良好。 （1）行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化 組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)主要針對(duì)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(guó)加入WTO后與世界機(jī)床進(jìn)一步接軌，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年是企業(yè)生產(chǎn)情況來(lái)看，數(shù)控機(jī)床與加工中心的市場(chǎng)

14、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(shì)，中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)學(xué)會(huì)的《機(jī)床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)報(bào)表》是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個(gè)全國(guó)大型重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)情況看，2003年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床890臺(tái)，產(chǎn)值16187萬(wàn)元，生產(chǎn)加工中心148臺(tái)，產(chǎn)值5770萬(wàn)元；2004年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床985臺(tái)，產(chǎn)值25838萬(wàn)元，生產(chǎn)加工中心159臺(tái)，產(chǎn)值7099萬(wàn)元；而2005年，截至4月份，數(shù)控機(jī)床、加工中心、產(chǎn)值已接近2003年全年水平，故市場(chǎng)在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。 （2）行業(yè)企業(yè)的快速轉(zhuǎn)變 “九五”后期，在組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)的50多家組合機(jī)床分會(huì)會(huì)員中，僅有兩家企業(yè)實(shí)行了股份改造，一

15、家企業(yè)退出國(guó)有轉(zhuǎn)為民營(yíng)，其余的都是國(guó)有企業(yè)。而從2001至2002年，不到兩年的時(shí)間，就先后有十幾家企業(yè)實(shí)行股份制改造，一些小廠幾乎全部退出國(guó)有轉(zhuǎn)為民營(yíng)，現(xiàn)在一些國(guó)家重點(diǎn)國(guó)有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢(shì)不可檔，“民營(yíng)經(jīng)濟(jì)在經(jīng)歷了從被歧視，被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視4個(gè)階段后，煥發(fā)勃勃生機(jī)?！苯M合機(jī)床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營(yíng)化等多種形式快速發(fā)展。 （3）組合機(jī)床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體是綜合自動(dòng)化度較高的制造技術(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，因而被廣泛應(yīng)用與工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。我國(guó)的傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自

16、動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型的箱體類和軸類零件（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(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成型面等。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(tái)組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷是進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床——柔性組合機(jī)床越來(lái)越受人們是親昧，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

17、應(yīng)多種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來(lái)組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來(lái)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(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國(guó)組合機(jī)床及其組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家相對(duì)落后，國(guó)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(guó)外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)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(chǎng)要求我們不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝、研制新產(chǎn)品，由過(guò)去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需要，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖?/p>

18、動(dòng)化裝備。 1.2.2 國(guó)外組合機(jī)床現(xiàn)狀 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。組合機(jī)床的加工精度、多品種加工的柔性以及機(jī)床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控。組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是： （1）廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù) 國(guó)外主要的組合機(jī)床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組合機(jī)床通用部件,在組合機(jī)床上不僅一般動(dòng)力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù),而且?jiàn)A具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的自動(dòng)分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù),從而進(jìn)一步提高了組合機(jī)床的工作可靠性和加工精度。廣州標(biāo)致汽車公司由法國(guó)

19、雷諾公司購(gòu)置的缸蓋加工生產(chǎn)線,就是由三臺(tái)自動(dòng)換箱組合機(jī)床組成的,其全部動(dòng)作均為數(shù)控,包括自動(dòng)上下料的交換工作臺(tái)、環(huán)形主軸箱庫(kù)、動(dòng)力部件和夾具的運(yùn)動(dòng),其節(jié)拍時(shí)間為58秒。 (2)發(fā)展柔性技術(shù) 80年代以來(lái),國(guó)外對(duì)中大批量生產(chǎn),多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào)、可變、可換措施,使加工裝備具有了一定的柔性。如先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動(dòng)力頭、可換主軸箱等組成的組合機(jī)床;同時(shí)根據(jù)加工中心的發(fā)展,開(kāi)發(fā)了二坐標(biāo)、三坐標(biāo)模塊化的加工單元,并以此為基礎(chǔ)組成了柔性加工自動(dòng)線(FTL)。這種結(jié)構(gòu)的變化,既可以實(shí)現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏,又可以使機(jī)床配置更加靈活多樣。 (3)發(fā)展綜合自動(dòng)化技術(shù) 汽車工業(yè)的大發(fā)

20、展,對(duì)自動(dòng)化制造技術(shù)提出了許多新的需求,大批量生產(chǎn)的高效率,要求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機(jī)械加工工序,而且能完成零件從毛坯進(jìn)線到成品下線的全部工序,以及下線后的自動(dòng)碼垛、裝箱等。德國(guó)大眾汽車公司KASSEL變速箱廠1987年投入使用的造價(jià)9000萬(wàn)馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線,就是這種綜合自動(dòng)化制造系統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對(duì)稱布置的自動(dòng)線組成,三班制工作,每條線日產(chǎn)2000件,節(jié)拍時(shí)間為40秒。全線由12臺(tái)雙面組合機(jī)床、18臺(tái)三坐標(biāo)加工單元、空架機(jī)器人、線兩端的毛坯庫(kù)和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)組成,可實(shí)現(xiàn)3種零件的加工?？占軝C(jī)器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一批專門從事

21、裝配、試驗(yàn)、檢測(cè)、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家,進(jìn)一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。 (4)進(jìn)一步提高工序集中程度 國(guó)外為了減少機(jī)床數(shù)量,節(jié)省占地面積,對(duì)組合機(jī)床這種工序集中程度高的產(chǎn)品,繼續(xù)采取各種措施,進(jìn)一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺(tái)、多坐標(biāo)通用部件、移動(dòng)主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機(jī)床或在夾具部位設(shè)置刀庫(kù),通過(guò)換刀加工實(shí)現(xiàn)工序集中,從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能,獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。1.3 組合機(jī)床的特點(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。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、

22、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等工序，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍，且加工精度十分穩(wěn)定。 組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)。有的組合機(jī)床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。 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、部件總量的70～80%，因此設(shè)計(jì)和制造的周期短，投資少，高效率，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

23、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)踐考驗(yàn)的，又有廠成批制造，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)床上加工零件時(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。組合機(jī)床常用的通用部件有：機(jī)身、底座、立柱、動(dòng)力箱、動(dòng)力滑臺(tái)，各種工藝切削頭等。對(duì)于一些按循序加工的多工位組合機(jī)床

24、，還具有移動(dòng)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。動(dòng)力箱、各種工藝切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床完成切削主運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。其中還有能同時(shí)完成切削主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力頭。機(jī)身、立柱、中間底座等是組合機(jī)床的支承部件，起著機(jī)床的基礎(chǔ)骨架作用。組合機(jī)床的剛度和部件之間的精度保持性，主要是由這些部件保證。 1.4 組合機(jī)床的分類和組成 組合機(jī)床的通用部件分大型和小型兩大類。大型通用部件是指電機(jī)功率為1.5-30千瓦的動(dòng)力部件及其配套部件。這類動(dòng)力部件多為箱體移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。小型通用部件是指電機(jī)功率為1.1-2.2千瓦的動(dòng)力部件及其配套部件。這類動(dòng)力部件多為套筒移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。用大型通用部件組成的機(jī)床稱為大型

25、組合機(jī)床。用小型通用部件組成的機(jī)床稱為小型組合機(jī)床。按設(shè)計(jì)的要求本次設(shè)計(jì)的機(jī)床為大型通用機(jī)床。組合機(jī)床除分為大型和小型外，按配置形式又分為單工為和多工位機(jī)床兩大類。單工位機(jī)床又有單面、雙面、三面和四面幾種，多工位機(jī)床則有移動(dòng)工作臺(tái)式、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式、中央立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式等配置形式。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床為單工位雙面鉆床。 組合機(jī)床部件分類 通用部件按功能可分為動(dòng)力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。 動(dòng)力部件是為組合機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件。主要有動(dòng)力箱、切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)。 支承部件是用以安裝動(dòng)力滑臺(tái)、帶有進(jìn)給機(jī)構(gòu)的切削頭或夾具等的部件，有側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、

26、立柱和立柱底座等。 輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件，主要有分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、分度鼓輪和往復(fù)移動(dòng)工作臺(tái)等。 控制部件是用以控制機(jī)床的自動(dòng)工作循環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操縱臺(tái)等。輔助部件有潤(rùn)滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。 1.5機(jī)床設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求 1.5.1設(shè)計(jì)的目的 機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)，其目的在于通過(guò)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使我們?cè)跀M定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過(guò)程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案的分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)基本的設(shè)計(jì)方法，并培養(yǎng)了自

27、己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。 1.5.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 (1)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的被加工零件，確定機(jī)床的切削用量，通過(guò)分析比較擬定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，確定傳動(dòng)副的傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù)，并計(jì)算主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)誤差。 (2)動(dòng)力設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的工件，初算傳動(dòng)軸的直徑、齒輪的模數(shù)；確定動(dòng)力箱；計(jì)算多軸箱尺寸及設(shè)計(jì)傳動(dòng)路線。完成裝配草圖后，要驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑，齒輪模數(shù)否在允許范圍內(nèi)。還要驗(yàn)算主軸主件的靜剛度。 (3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 進(jìn)行主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)軸系、變速機(jī)構(gòu)、主軸主件、箱體、潤(rùn)滑與密封等的布置和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。即繪制裝配圖和零件工作圖。 (4)編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1.5.3

28、 設(shè)計(jì)要求 1、一定的工藝范圍 任何一臺(tái)機(jī)床所能完成的加工零件的類型，零件尺寸，毛坯形式和工藝工序都是有一定范圍的。一般來(lái)說(shuō)，工藝范圍越窄，機(jī)床結(jié)構(gòu)可較簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)率也高。機(jī)床的工藝范圍過(guò)窄，會(huì)限制加工工藝和產(chǎn)品的革新；而盲目擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，將使機(jī)床的結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，不能充分發(fā)揮各部件的性能，甚至影響機(jī)床主要性能的提高，增加機(jī)床成本。 2、保證精度與光潔度 機(jī)床應(yīng)保證被加工零件的精度和光潔度 ，并能在長(zhǎng)期內(nèi)保持。工件的精度和光潔度是由機(jī)床，刀具，夾具，切削條件和操作者等方面的因素決定的。就機(jī)床方面來(lái)說(shuō)，要保證被加工零件的精度和光潔度，機(jī)床本身就必須具備一定的幾何精度，傳動(dòng)

29、精度和動(dòng)態(tài)精度。 一般情況下，機(jī)床剛度越大則動(dòng)態(tài)精度越高。機(jī)床的剛度包括結(jié)構(gòu)剛度和接觸剛度，機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛度取決于構(gòu)件本身的材料性質(zhì)，抗扭抗彎截面的大小，壁厚，筋板布置和窗口影響等。機(jī)床的接觸剛度不僅與接觸材料接觸面的幾何尺寸，硬度有關(guān)，而且還與接觸面的光潔度，幾何精度，加工方法，相對(duì)方向接觸面間的介質(zhì)，預(yù)壓力有關(guān)。 切削過(guò)程中機(jī)床的振動(dòng)降低了加工精度，工件表面質(zhì)量和刀具耐用度，影響了生產(chǎn)效率的提高，加速了機(jī)床的損壞。機(jī)床抵抗振動(dòng)的能力稱為抗振性。機(jī)床的抗振性和機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛度，阻尼特性，固有頻率有關(guān)。 機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間保持其合格精度的性能稱為機(jī)床精度保持性。機(jī)床按精度可分為普通精度機(jī)床，精密機(jī)床

30、，高精度機(jī)床和精密母機(jī)床。 3、有足夠高的生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度 生產(chǎn)率的要求根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)決定，常用單位時(shí)間內(nèi)機(jī)床所能加工的零件數(shù)量表示。要提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，必須縮短加工一個(gè)工件的平均時(shí)間，其中包括縮短切削加工時(shí)間，輔助時(shí)間以及分?jǐn)偟矫恳粋€(gè)工件上的準(zhǔn)備和結(jié)束時(shí)間。采用先進(jìn)刀具提高機(jī)床的切削速度，采用大切深，大進(jìn)給，多刀多刃和成型刀具等都可以縮短切削加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，縮短輔助時(shí)間，例如：空行程快進(jìn)，夾緊用氣壓或液壓卡盤，從而減少輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。 為了提高機(jī)床的生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度，就要在保證工件加工質(zhì)量的前提下，以最經(jīng)濟(jì)的方法，合理的利用刀具，最大限度的縮短機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間

31、。機(jī)床的自動(dòng)化可減少人對(duì)加工的干預(yù)，從而保證加工的一致性，即被加工零件的精度穩(wěn)定性。還具有提高生產(chǎn)率和減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。 4、操作維修方便，使用安全可靠 機(jī)床的操縱，觀察，調(diào)整，裝卸工件和工具應(yīng)方便省力。機(jī)床維護(hù)須簡(jiǎn)單，部件便于拆裝，易于查找故障進(jìn)行修理，并便于安裝和運(yùn)輸。 使用安全包括操作者的安全，誤操作的防止，超載的保護(hù)，有關(guān)動(dòng)作的互鎖以及對(duì)故障或廢品的報(bào)警。 5、提高三化程度 三化是指機(jī)床品種系列化，零部件通用化和零件標(biāo)準(zhǔn)化。提高三化程度對(duì)發(fā)展機(jī)床品種，規(guī)格，數(shù)量和質(zhì)量，對(duì)于機(jī)床的制造，使用和修理，對(duì)于新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和老產(chǎn)品的革新等方面都有十分重要的意義。 6、噪聲小

32、由于機(jī)床切削速度的提高，功率的增加，自動(dòng)化功能的增多和機(jī)床變速范圍的擴(kuò)大，機(jī)床噪聲問(wèn)題已經(jīng)成為機(jī)床設(shè)計(jì)中必須考慮的一個(gè)問(wèn)題。 7、成本低 在保證實(shí)現(xiàn)機(jī)床的性能要求的同時(shí)，也要注意使機(jī)床具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于機(jī)床生產(chǎn)廠的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)說(shuō)，機(jī)床成本尤為重要。機(jī)床的成本不僅包括材料，加工制造費(fèi)用，還包括研制和管理費(fèi)用，必須十分重視和努力降低機(jī)床的成本。 8、可靠性 機(jī)床的工作可靠性也是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。隨著自動(dòng)化水平的不斷提高，需要許多機(jī)床，儀表，控制系統(tǒng)和輔助裝置協(xié)同工作。它們對(duì)機(jī)床的可靠性指標(biāo)的要求是相當(dāng)高的。 1.6 機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟 1.6.1調(diào)查研究 研究市場(chǎng)和用戶對(duì)設(shè)計(jì)

33、機(jī)床的要求，然后檢索有關(guān)資料。其中包括情報(bào)、預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)研究成果、發(fā)展趨勢(shì)、新技術(shù)應(yīng)用以及相應(yīng)的圖紙資料等。甚至還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)查閱先進(jìn)國(guó)家的有關(guān)資料和專利等。通過(guò)對(duì)上述資料的分析研究，擬訂適當(dāng)?shù)姆桨?，以保證機(jī)床的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，使用戶有較好的經(jīng)濟(jì)效益。 1.6.2 擬定方案 通?？梢詳M定出幾個(gè)方案進(jìn)行分析比較。每個(gè)方案包括的內(nèi)容有：工藝分析、主要技術(shù)參數(shù)、總布局、傳動(dòng)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(gòu)草圖、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等。 在制定方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： （1） 當(dāng)使用和制造出現(xiàn)矛盾時(shí)，應(yīng)先滿足使用要求，其次才是盡可能便于制造。要盡量用先進(jìn)的工

34、藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)； （2） 設(shè)計(jì)必須以生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，凡是未經(jīng)實(shí)踐考驗(yàn)的方案，必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明可靠后才能用于設(shè)計(jì)； （3） 繼承與創(chuàng)造相結(jié)合，盡量采用先進(jìn)工藝，迅速提高生產(chǎn)力，為實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化服務(wù)。注意吸取前人和國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)造和發(fā)展。 1.6.3 工作圖設(shè)計(jì) 首先，在選定工藝方案并確定機(jī)床配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案圖紙的設(shè)計(jì)。這些圖子包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡，統(tǒng)稱“三圖一卡”設(shè)計(jì)。并初定出主軸箱輪廓尺寸，才能確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系。 其次，繪制機(jī)床的總裝圖、部分部件裝配圖。 然后，整理機(jī)床有關(guān)部

35、件與主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算書，編制各類零件明細(xì)表，編寫機(jī)床說(shuō)明書等技術(shù)文件。 最后，對(duì)有關(guān)圖紙進(jìn)行工藝審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查 第2章 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 2.1 制定組合機(jī)床工藝方案 1．被加工零件特點(diǎn) 被加工零件是一氣缸缸頭。該零件外形復(fù)雜。本工序所要加工孔的數(shù)量較多，而且是不同位置處的不同形狀的孔。同時(shí)，各孔又有一定的位置度要求。但各孔沒(méi)有尺寸精度要求，孔內(nèi)表面粗糙度要求為Ra6.3、Rz50。因此，直接鉆孔即可滿足次精度要求。 該零件材料為合金灰鑄鐵，其硬度為HB220-250(火力面)、HS48最大(邊緣)，其質(zhì)量為15kg，其生產(chǎn)類型為中

36、型零件大量生產(chǎn)（生產(chǎn)綱領(lǐng)：70000件/年）。 2．確定工件的定位基準(zhǔn) 加工時(shí)，工件以底面（限制三個(gè)自由度）、H面（限制二個(gè)自由度）和L面（限制一個(gè)自由度）定位；并以頂面上的四點(diǎn)夾壓（見(jiàn)工序圖）。 3．本工序內(nèi)容 從工序圖中可以看出：在頂面上鉆6個(gè)f 8.7mm孔(圖上編號(hào)為12-17)，在底面上鉆2個(gè)f 6.7mm孔(圖上編號(hào)為1-2)、鉆2個(gè)f 8.2mm通孔(圖上編號(hào)為3-4)、鉆3個(gè)f 5mm孔(圖上編號(hào)為5-7)和鉆4個(gè)f 5mm通孔(圖上編號(hào)為8-11)。各孔沒(méi)有尺寸精度要求，但相對(duì)2個(gè)基準(zhǔn)面有一定的位置度要求。 根據(jù)以上工藝特點(diǎn)，若選用普通機(jī)床加工，難以保證各孔的位置度

37、，同時(shí)效率也不高。因此，選用單工位的雙面臥式組合鉆床進(jìn)行加工。這樣不僅提高了加工效率，而且多個(gè)孔一次走刀即加工成形，能夠較好的保證其位置精度。此外，在組合機(jī)床上加工零件時(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)操作工人水平要求也不高。 2.2 選擇刀具及切削用量 本工序加工所需刀具為鉆頭。選擇刀具首先是選擇刀具材料，對(duì)于鉆頭來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)材料有高速鋼和硬質(zhì)合金兩種。高速鋼鉆頭主要用于切削硬度在250-280HBS的部分結(jié)構(gòu)鋼和鑄鐵；硬質(zhì)合金鉆頭則主要用于加工硬度較高的鋼件。被加工零件的材料為鑄鐵，硬度為212-285HBS。所以，選用高速鋼鉆頭。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》

38、(GB/T6135.3-1996) 選擇刀具類型為錐柄麻花鉆，同時(shí)查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6-11選擇切削用量并計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度，匯總于表2-1。 表2-1 刀具類型 刀具標(biāo)準(zhǔn) 切削速度v(m/min) 進(jìn)給量 f(mm/r) 主軸轉(zhuǎn)速n(r/min) 進(jìn)給速度vf(mm/min) f 6.7mm錐柄麻花鉆 GB/T6135.3-1996 10.1 0.100 480 48 f 8.2mm錐柄麻花鉆 GB/T6135.3-1996 11.6 0.107 450 48 f 5mm錐柄麻花鉆 GB/T6135.3-1996

39、 9.42 0.080 600 48 f 8.7mm錐柄麻花鉆 GB/T6135.3-1996 12.3 0.107 450 48 2.3 切削力、切削功率的確定 根據(jù)選定的切削用量（組要指切削速度v及進(jìn)給量f），確定切削力，作為選擇動(dòng)力部件（滑臺(tái)）及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其他傳動(dòng)件（齒輪、傳動(dòng)軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動(dòng)電機(jī)功率。 查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6-20，得： 切削力(N): 式中，。 切削扭矩(N.mm): 切削功率(kw): 2.4 組合機(jī)床的總體

40、分析——三圖一卡 2.4.1 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，表示設(shè)計(jì)的組合機(jī)床所完成的工藝內(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)的具體依據(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圖的基礎(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。尤其是當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向套時(shí)，應(yīng)表示出零

41、件內(nèi)部的肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀及尺寸。以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。 2）加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾壓方向。以便依此進(jìn)行夾具的定位支承（包括輔助定位支承）、限位、夾緊、導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 3）本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞?zhǔn)）。 4）必要的文字說(shuō)明。如被加工零件編號(hào)、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。 為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要突出本機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時(shí)，應(yīng)按一定比例，選擇足夠的視圖及剖視圖，突出加工部位（用粗實(shí)線），并把零件輪廓及與機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的部位（用細(xì)實(shí)

42、線）表示清楚。凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方畫粗實(shí)線標(biāo)記。加工用定位基準(zhǔn)、機(jī)械夾壓位置及方向、輔助支承均須使用規(guī)定的符號(hào)表示出來(lái)。 加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起。為便于加工及檢查，尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)注，而不采用極坐標(biāo)系。但有時(shí)因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合,則需對(duì)加工部位要求的位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。此外，應(yīng)將零件圖上的不對(duì)稱位置尺寸公差應(yīng)換算成對(duì)稱尺寸公差，其公差數(shù)值的決定要考慮兩方面，一是要能達(dá)到產(chǎn)品圖紙要求的精度，二是采用組合機(jī)床能夠加工出來(lái)。 2.4.2 加工示意圖 1．加工示意圖的作用和內(nèi)容 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

43、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。因此，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖紙之一，在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位。它是刀具、輔具、主軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺(tái)組合機(jī)床布局和性能的原始要求，同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試車的依據(jù)。其內(nèi)容為： 1）應(yīng)反映機(jī)床的加工方法、加工條件及加工過(guò)程。 2）根據(jù)加工部位特點(diǎn)及加工要求，決定刀具類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸（直徑和長(zhǎng)度）。 3）決定主軸的結(jié)構(gòu)類型、規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度。 4）選擇標(biāo)準(zhǔn)的或設(shè)計(jì)專用的接桿、浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置、攻絲

44、靠模裝置、刀桿托架等，并決定它們的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸。 5）標(biāo)明主軸、接桿（卡頭）、夾具（導(dǎo)向）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。 6）根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具、被加工零件材料特點(diǎn)等，合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量。 7）決定機(jī)床動(dòng)力部件的工作行程及工作循環(huán)。 本設(shè)計(jì)中，工件的底面是朝左安裝的，距離機(jī)床中心線向左100mm處是工件的底面，向右101.15mm處是工件的頂面，加工部位的分布情況參照加工時(shí)意圖中的M、N向視圖所示。工件的兩面布置刀具，左多軸箱有11根主軸，右多軸箱有6根主軸，每根主軸上均有相應(yīng)的鉆頭，用來(lái)加工與其相對(duì)應(yīng)的孔。 2．加工示意圖的畫法及注意事項(xiàng) 1）加工示意

45、圖的繪制順序是：先按比例用細(xì)實(shí)線繪出工件加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開(kāi)圖，加工表面用粗實(shí)線畫。為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，相同加工部位的加工示意（指對(duì)同一規(guī)格的孔加工，所用刀具、導(dǎo)向、主軸、接桿等的規(guī)格尺寸、精度完全相同），允許只表示其中之一，亦即同一主軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸可只畫一根。但必須在主軸上標(biāo)注軸號(hào)（與工件孔號(hào)相對(duì)應(yīng)）。 2）一般情況下，在加工示意圖上，主軸分布可不按真實(shí)距離繪制。當(dāng)被加工孔間距很小或需設(shè)置徑向結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時(shí)，相鄰主軸必須嚴(yán)格按比例繪制，以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向是否干涉。 3）主軸應(yīng)從主軸箱端面畫起。刀具畫加工終了位置（攻絲加工則應(yīng)畫開(kāi)始位置）。標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)只畫

46、外形輪廓，但須加注規(guī)格代號(hào)。對(duì)一些專用結(jié)構(gòu)，為顯示其結(jié)構(gòu)而必須剖視，并標(biāo)注尺寸、精度及配合。 4)當(dāng)軸數(shù)較多時(shí)，加工示意圖可縮小比例，用細(xì)實(shí)線畫出工件加工部位分布情況簡(jiǎn)圖（向視圖），并在孔旁標(biāo)注相應(yīng)號(hào)碼，以便于設(shè)計(jì)和調(diào)整機(jī)床。 3．導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 組合機(jī)床加工孔時(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。由于要加工的孔徑較小且其線速度（切削速度）12.3m/min<20m/min，因此，選用固定式導(dǎo)向裝置。 根據(jù)所要加工孔的直徑，參考《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表8-4與表8-6選擇長(zhǎng)型導(dǎo)向裝置，其主要尺寸及配合如表2-2。 表2-2 通用導(dǎo)套的尺寸規(guī)格（mm） D

47、(G7) D() D1() D2 L l+l1 f 5 14 20 22 20 11 f 6.7 14 20 22 20 11 f 8.2 16 22 26 20 11 f 8.7 16 22 26 25 11 4．確定主軸及其配件尺寸 初定主軸直徑D 根據(jù)已選擇的切削用量，由《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3-4公式計(jì)算得： 取，，，，并帶入公式（）驗(yàn)算： 均滿足要求，即主軸軸頸合適 根據(jù)主軸軸頸d，查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3-6，得： 主軸外伸尺寸 。 根據(jù)主軸參數(shù)，選擇接桿

48、為可調(diào)接桿，查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表8-1，選擇接桿型號(hào)為Tr141.5，錐度為莫氏0號(hào)，類型為B型—長(zhǎng)接桿； Tr202，錐度為莫氏1號(hào)，類型為A型—短接桿。查表8-5選擇相應(yīng)的夾緊螺母型式及尺寸。 5．確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程 動(dòng)力部件的工作循環(huán)是指加工時(shí)，動(dòng)力部件從原始位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置，又返回到原位的動(dòng)作過(guò)程。一般包括快速引進(jìn)、工作進(jìn)給和快速退回等動(dòng)作。 （1）工作進(jìn)給長(zhǎng)度 工作進(jìn)給長(zhǎng)度應(yīng)等于加工部位長(zhǎng)度與刀具切入長(zhǎng)度和切出長(zhǎng)度之和，即 式中，——加工長(zhǎng)度； ——切入長(zhǎng)度，應(yīng)根據(jù)工件端面的誤差情況在5～10mm之間選擇，誤差大時(shí)取大值；

49、 ——切出長(zhǎng)度, 一般為。 圖2-1 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 根據(jù)圖2-1所示選擇計(jì)算工作進(jìn)給長(zhǎng)度并匯總于表2-3 表 2-3 加工直徑 加工長(zhǎng)度 工作行程 左主軸箱 f 5 mm 16.5 mm 28 mm f 6.7 mm 22 mm f 8.2 mm 9 mm 右主軸箱 f 8.7 mm 31.6 mm 38 mm （2）快進(jìn)、快退長(zhǎng)度 按加工具體情況而定，保證加工所有刀具均退至夾具套內(nèi)，不影響工件裝卸，因此取左主軸箱快進(jìn)長(zhǎng)度為152mm，快退長(zhǎng)度為180 mm；右主軸箱快進(jìn)長(zhǎng)度為142mm，快退長(zhǎng)度為

50、180 mm。 （3）動(dòng)力部件總行程長(zhǎng)度 動(dòng)力部件的總行程除應(yīng)保證要求的工作循環(huán)行程外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具方便，即考慮前、后備量。前備量是指因刀具磨損或補(bǔ)償制造、安裝誤差，動(dòng)力部件尚可向前調(diào)節(jié)的距離。后備量是指考慮刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出所需要的動(dòng)力部件尚能向后退的距離。理想情況是保證刀具退離夾具導(dǎo)套外端面的距離大于接桿插入主軸孔內(nèi)（或刀具插入接桿孔內(nèi)）的長(zhǎng)度。 因此，動(dòng)力部件的總行程為快退行程長(zhǎng)度與前后備量之和。 ∴ 以此作為選擇標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)及設(shè)計(jì)專用動(dòng)力部件的依據(jù)。 2.4.3 組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 1．機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的作用與內(nèi)容 一般來(lái)說(shuō)，組合機(jī)床

51、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、輔具系統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤(rùn)滑、排屑系統(tǒng)組合裝配而成。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)床各部件的相對(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)。聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。 聯(lián)系尺寸圖的主要內(nèi)容如下： 1）以適當(dāng)數(shù)量的視圖（一般為主、左、右視圖）按同一比例畫出機(jī)床各主要組成部件的外形輪廓及相對(duì)位置，表明機(jī)床的配置型式及總體布局，主視圖

52、的選擇應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致。 2）圖上應(yīng)盡量減少不必要的線條及尺寸，但反映各部件的聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的極限位置及行程尺寸，必須完整齊全。各部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)不必畫出，留在具體設(shè)計(jì)部件時(shí)完成。 3）為便于部件設(shè)計(jì)，聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格代號(hào)、電動(dòng)機(jī)型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速，并注明機(jī)床部件的分組情況及總行程。 2．動(dòng)力部件的選擇 動(dòng)力滑臺(tái)選擇液壓滑臺(tái)，原因如下：液壓滑臺(tái)在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速；可以獲得較大的進(jìn)給力；由于液壓驅(qū)動(dòng)，零件磨損小，使用壽命長(zhǎng)；過(guò)載保護(hù)簡(jiǎn)單可靠；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)換精度高，工作可靠。 進(jìn)給力：

53、 進(jìn)給速度： 根據(jù)進(jìn)給力及進(jìn)給速度，查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5-1，并考慮進(jìn)給過(guò)程中的摩擦力及進(jìn)給速度的平穩(wěn)性，選擇左右液壓滑臺(tái)均為1HY32ⅠA型液壓滑臺(tái)，其最大進(jìn)給力為12500N，最小進(jìn)給速度為20mm/min。因?yàn)?，所以能夠保證平穩(wěn)進(jìn)給。 根據(jù)液壓滑臺(tái)的參數(shù)，查表5-3，配置1CC321Ⅰ型滑臺(tái)側(cè)底座。 計(jì)算電機(jī)功率： 式中，η——多軸箱傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)取0.8～0.9，主軸數(shù)多，轉(zhuǎn)動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。（式中取η=0.8） 動(dòng)力箱規(guī)格要與動(dòng)力滑臺(tái)相匹配，根據(jù)電機(jī)功率，滑臺(tái)滑鞍尺寸630320，初選1TD32Ⅰ型動(dòng)力箱，電機(jī)型號(hào)為Y100 L1

54、-4，電機(jī)功率為2.2KW，電機(jī)轉(zhuǎn)速為1430r/min，輸出軸轉(zhuǎn)速為715r/min。 3．裝料高度的確定 機(jī)床裝料高度是指機(jī)床上工件的安裝基面到地面的垂直距離。為提高通用部件及支承部件的剛度并考慮自動(dòng)線設(shè)計(jì)時(shí)中間底座內(nèi)要安裝夾具輸送裝置、冷卻排屑裝置，新頒布的組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)推薦裝料高度，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)一致。在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，裝料高度可根據(jù)具體情況在之間選取。 由于受工件最低孔位置、多軸箱最低主軸高度和所選通用部件、中間底座、夾具高度等尺寸的限制的限制，再考慮到工人操作的方便性和機(jī)床的共度要求，本設(shè)計(jì)的機(jī)床裝料高度取。 4．初定中間底座尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝

55、連接的需要。根據(jù)選定的動(dòng)力箱滑臺(tái)、側(cè)底座等標(biāo)準(zhǔn)的位置關(guān)系，并考慮到毛坯誤差和裝配偏移，中間底座支承夾具底座的空余邊緣尺寸，算出的長(zhǎng)度應(yīng)圓整，并按優(yōu)選數(shù)系選用。應(yīng)使空余邊緣尺寸不小于。 由《金屬切削機(jī)床》組合機(jī)床部分的內(nèi)容可知：中間底座的高度優(yōu)先選取630mm，還可以選取710mm和560mm。據(jù)此選定中間底座高度為630mm。 中間底座長(zhǎng)度方向尺寸可按下式確定： 式中：——加工終了位置，多軸箱端面至工件端面間的距離，本設(shè)計(jì)中； ——主軸箱厚度，本設(shè)計(jì)中； ——工件沿機(jī)床長(zhǎng)度方向的尺寸，本設(shè)計(jì)中； ——機(jī)床長(zhǎng)度方向上，主軸箱與動(dòng)力滑臺(tái)的重合

56、長(zhǎng)度，本設(shè)計(jì)取； ——加工終了位置，滑臺(tái)前端面至滑座前端面的距離，對(duì)于通用的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)，尺寸的最大范圍為。本設(shè)計(jì)??； ——滑座前端面至側(cè)底座前端面的距離，本設(shè)計(jì)取。 ∴ 根據(jù)，查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-5（中間底座主要尺寸）： 選定中間底座長(zhǎng)為 又根據(jù)被加工零件的寬度為，以及其他聯(lián)系尺寸，選定中間底座寬度為。 ∴中間底座的長(zhǎng)寬為。 5．多軸箱輪廓尺寸的確定 標(biāo)準(zhǔn)通用多軸箱的厚度是一定的，臥式為，立式為。因此，確定多軸箱尺寸，主要是確定多軸箱寬度和高度及最低主軸高

57、度。多軸箱寬度、高度的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式確定： 式中：——工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（）。 ——最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（）。 ——工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（）。 ——最低主軸高度（）。 為保證多軸箱有排布齒輪的足夠空間，推薦。 主軸箱最低主軸高度須考慮到與工件最低孔位置（）、機(jī)床裝料高度（）、滑臺(tái)滑座總高（）、側(cè)底座高度（）等尺寸之間的關(guān)系而確定。對(duì)于臥式組合機(jī)床，要保證潤(rùn)滑油不致從主軸襯套處泄露，通常推薦： ∴ ∴ 根據(jù)上述計(jì)算值，按多

58、軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定多軸箱輪廓尺寸為 6．機(jī)床分組 為了便于設(shè)計(jì)和組織生產(chǎn)，組合機(jī)床各部件和裝置按不同的功能劃分編組。組號(hào)劃分規(guī)定為： 1）第10～19組——支撐部件。一般由通用的側(cè)底座、立柱及其底座和專用中間底座組成。 2）第20～29組——夾具及輸送設(shè)備。夾具是組合機(jī)床主要的專用部件，常編為20組，包含工件定位加緊及固定導(dǎo)向部分。對(duì)一些活動(dòng)性較強(qiáng)的活動(dòng)鉆模板、攻螺紋末模板、自動(dòng)夾壓機(jī)構(gòu)、自動(dòng)上下料裝置等常單獨(dú)編組。移動(dòng)工作臺(tái)?；剞D(zhuǎn)臺(tái)等輸送設(shè)備，如果屬于通用部件，則可納入夾具組，明細(xì)表中列出通用部件即可，如果專用則單獨(dú)成組編號(hào)。 3）第30～39組——電氣設(shè)備。電氣設(shè)計(jì)常

59、編為30組，包括原理圖、接線圖和安裝圖等設(shè)計(jì)，專用操縱臺(tái)、控制柜等則另遍組號(hào)。 4）第40～49組——傳動(dòng)裝置。包括機(jī)床中所有動(dòng)力部件如動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng)力箱等通用部件，編號(hào)40組，其余須修改部分內(nèi)容或?qū)Ｓ玫膫鲃?dòng)設(shè)備則單獨(dú)編組。 5）第50～59組——液壓和氣動(dòng)裝置。 6）第60～69組——刀具、工具、量具和輔助工具等。 7）第70～79組——多軸箱及其附屬部件。 8）第80～89組——冷卻、排屑機(jī)潤(rùn)滑裝置。 9）第90～99組——電氣、液壓、氣動(dòng)等各種控制擋鐵。 2.4.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 1. 理想生產(chǎn)率 理想生產(chǎn)率指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)（包括備品及廢品率在內(nèi)）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它

60、與全年工時(shí)總數(shù)有關(guān)，一般情況下，單班制生產(chǎn)取，則 件／h 2、 實(shí)際生產(chǎn)率 實(shí)際生產(chǎn)率指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。 式中：——生產(chǎn)一個(gè)零件所需的時(shí)間（），它可以根據(jù)下式計(jì)算： 式中：、——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進(jìn)給行程長(zhǎng)度（）； 、——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進(jìn)給速度（）； ——當(dāng)加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時(shí)，動(dòng)力滑臺(tái)在死擋鐵上的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無(wú)進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)所需的時(shí)間（）； 、——分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長(zhǎng)度（）； ——?jiǎng)恿Σ考焖傩谐趟俣?。采用機(jī)械動(dòng)力部件取，液壓動(dòng)力部件?。? ——直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一

61、次工位轉(zhuǎn)換的時(shí)間，一般可??； ——工件裝、卸（包括定位、夾壓及清除鐵屑等）時(shí)間，它取決于工件重量大小、裝卸的方便性及工人的熟練程度。根據(jù)各類組合機(jī)床的統(tǒng)計(jì)，一般取。 ∴ ∴ 3、 機(jī)床負(fù)荷率 當(dāng)時(shí)，計(jì)算二者的比值即為負(fù)荷率。 ∴ 根據(jù)組合機(jī)床的使用經(jīng)驗(yàn)，適宜的機(jī)床負(fù)荷率為。 所以該負(fù)荷率滿足要求。 第3章 多軸箱設(shè)計(jì) 多軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一，它關(guān)系到整臺(tái)組合機(jī)床質(zhì)量的好壞。 具體設(shè)計(jì)時(shí)，除了要熟悉多軸箱本身的一些設(shè)計(jì)規(guī)律和要求外，還須依據(jù)“三圖一卡”，仔細(xì)分析研究零件的加工部位，工藝要求，確定多軸箱與被

62、加工零件、機(jī)床其他部分的相互關(guān)系。 本機(jī)床有左、右兩個(gè)主軸箱，它們的結(jié)構(gòu)基本相同，只是主軸的數(shù)量和位置不同?，F(xiàn)以右主軸箱為例，說(shuō)明其設(shè)計(jì)方法。 3.1多軸箱的組成及表示方法 多軸箱按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為通用（即標(biāo)準(zhǔn)）和專用多軸箱兩大類。前者結(jié)構(gòu)典型，能利用同用的箱體和傳動(dòng)件；后者結(jié)構(gòu)特殊，往往需要加強(qiáng)主軸系統(tǒng)剛性，而使主軸及某些傳動(dòng)件必須專門設(shè)計(jì)，故專用主軸箱通常指“剛性主軸箱”，即采用不需要刀具導(dǎo)向裝置的剛性主軸和用精密滑臺(tái)導(dǎo)軌來(lái)保證加工孔的位置精度。通用主軸箱則采用標(biāo)準(zhǔn)主軸，借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具來(lái)保證被加工孔的位置精度。 本設(shè)計(jì)中所采用的就是通用主軸箱。 3.1.1 多軸箱的組成 多軸箱

63、由通用零件如箱體、主軸、傳動(dòng)軸、齒輪和附加機(jī)構(gòu)等組成。其基本結(jié)構(gòu)中，箱體、前蓋、后蓋、上蓋、側(cè)蓋等為箱體類零件；主軸、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱和電動(dòng)機(jī)齒輪等為傳動(dòng)類零件；分油器、注油標(biāo)、排油塞、和防油套等為潤(rùn)滑及防油元件。 在多軸箱箱體內(nèi)腔，可安排兩排32mm寬的齒輪或三排24mm寬的齒輪；箱體后壁與后蓋之間可安排一排（后蓋用90mm厚時(shí)）或兩排（后蓋用125mm厚時(shí)）24mm寬的齒輪。 本多軸箱考慮到實(shí)際情況，在箱體體內(nèi)安排了三排24mm寬的齒輪和一排32mm寬的齒輪。 3.1.2 多軸箱總圖繪制方法特點(diǎn) （1）主視圖 用點(diǎn)劃線表示齒輪節(jié)圓，標(biāo)注齒輪齒數(shù)和模數(shù)，兩嚙合齒輪相切處標(biāo)注

64、羅馬字母，表示齒輪所在排數(shù)。標(biāo)注各軸軸號(hào)及主軸和驅(qū)動(dòng)軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和方向。 （2）展開(kāi)圖 每根軸、軸承、齒輪等組件只畫軸線上邊或下邊（左邊或右邊）一半，對(duì)于結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的軸組件只畫一根，但必須在軸端注明相應(yīng)的軸號(hào)；齒輪可不按比例繪制，在圖形一側(cè)用數(shù)碼箭頭標(biāo)明齒輪所在排數(shù)。 3.2 多軸箱通用零件 多軸箱的通用零件的編號(hào)方法如下： T07或1T07系指與TD或與1TD系列動(dòng)力箱配套的主軸箱同用零件，其標(biāo)記方法詳見(jiàn)組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)中表4-1、表4-2、表4-4、表4-5和第七章相應(yīng)的配套零件表。 順序號(hào)和零件順序號(hào)表示的內(nèi)容隨類別號(hào)和小組號(hào)的不同而不同。

65、例如：800630T0711-11，表示寬800mm，高400mm的主軸箱體；30T0731-42，表示有Ⅳ排齒輪，用圓錐滾子軸承、直徑為φ40mm的傳動(dòng)軸；34040T0741-41表示模數(shù)為3、齒數(shù)為40、孔徑為φ20mm和寬度為32mm的齒輪。 3.2.1 通用箱體類零件 多軸箱的通用箱體類零件配套表詳見(jiàn)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表7-4；箱體材料為HT200，前、后、側(cè)蓋等材料為HT150。多軸箱體基本尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)（GB3668.1-83）規(guī)定，9種名義尺寸用相應(yīng)滑臺(tái)的滑鞍寬度表示，多軸箱體寬度和高度是根據(jù)配套滑臺(tái)的規(guī)格按規(guī)定的系列尺寸（組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)中表7-1）選擇；多軸箱

66、后蓋與動(dòng)力箱法蘭尺寸見(jiàn)組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)中表7-2，其結(jié)合面上聯(lián)接螺孔、定位銷孔及其位置與動(dòng)力箱聯(lián)系尺寸相適應(yīng)（參見(jiàn)組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)中表5-40）；通用多軸箱體結(jié)構(gòu)尺寸及螺孔位置詳見(jiàn)組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)中表7-1及表7-3。 多軸箱的標(biāo)準(zhǔn)厚度為180mm，用于臥式主軸箱的前蓋厚度為55mm，用于立式的因兼作油池用，故加后到70mm，基型后蓋的厚度為90mm，變形后蓋厚度為50mm，100mm和125mm三種，應(yīng)根據(jù)多軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)安排和動(dòng)力部件與多軸箱的連接情況合理選用。 3.2.2 通用主軸、通用傳動(dòng)軸、通用齒輪和套 本設(shè)計(jì)中，通用主軸、通用傳動(dòng)軸的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，配套零件及聯(lián)系尺寸，詳見(jiàn)組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)中第七章第二節(jié)。 多軸箱通用齒輪有：傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱齒輪和電機(jī)齒輪三種（見(jiàn)組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4-5），其結(jié)構(gòu)型式、尺寸參數(shù)及制造裝配要求詳見(jiàn)組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表7-24~7-23。 多軸箱用套和防油套綜合表參閱組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表7-24、表7-23。 3.3 主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù) 多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，是依據(jù)“三圖一卡”整理編繪出來(lái)的，其一般應(yīng)