組合專機-汽缸體頂面鉆孔組合機床設(shè)計

組合專機-汽缸體頂面鉆孔組合機床設(shè)計,組合,專機,汽缸,體頂面,鉆孔,機床,設(shè)計 機械加工工藝過程卡機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號共 2 頁產(chǎn)品名稱零件名稱氣缸體第 1 頁材料牌號HT200毛坯種類鑄件毛坯外形尺寸197205276每毛坯可制件數(shù)1每臺件數(shù)備注工序號工序名稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備工時準(zhǔn)終單件1 以頂面為粗基準(zhǔn),粗銑底面QGT-ZJ-012以底面定位，粗銑頂面QGT-ZJ-023以頂面定位，半精銑底面QGT-ZJ-034鉆對角2-11通孔Z35K5鉸對角2-11通孔Z35K6粗銑左右面QGT-ZJ-047粗銑前后面QGT-ZJ-058粗鏜76孔QGT-ZJ-069粗鏜2-65孔QGT-ZJ-0710粗鏜M37沉頭孔QGT-ZJ-0811以底面定位，半精銑頂面QGT-ZJ-0912精銑左右面QGT-ZJ-1013精銑前后面QGT-ZJ-1114以頂面定位，精銑底面QGT-ZJ-1215鉆底面另外兩個11通孔Z35K16鉸底面另外兩個11通孔Z35K17鉆8-M8-7H螺紋底孔QGT-ZJ-1318鉆8-M6-7H螺紋底孔QGT-ZJ-1419鉆6-M8-7H深15螺紋底孔 QGT-ZJ-1520攻8-M8-7H螺紋QGT-ZJ-1621攻8-M6-7H螺紋QGT-ZJ-1722攻6-M8-7H深15螺紋QGT-ZJ-1823攻M37螺紋QGT-ZJ-1924鉆Z3/8錐孔Z35K25攻Z3/8錐孔Z35K26精鏜76H8孔QGT-ZJ-2027精鏜2-65H7孔QGT-ZJ-2128去毛刺29零件終檢設(shè)計（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會簽（日期）2012-3-17標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期機床生產(chǎn)率計算卡 被 加 工 零 件 圖 號 毛坯種類 鑄件 名 稱 氣缸體 毛坯重量 材 料 HT200 硬度 190-247HBS 工 序 名 稱 鉆上頂面6孔 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/min） 轉(zhuǎn)速（r/min） 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 1 1.5 1.5 2 動力部件快進 42 50 0.008 0.008 3 動力部件工進 7 20（盲孔） 27 11 500 0.1 50 0.54 0.54 4 死擋鐵停留 0.01 0.01 5 動力部件快退 69 50 0.014 0.014 備 注 本機床裝卸工件時間取為1.5min 單件總工時 0.54 1.532 2.17 機床實際生產(chǎn)率Q1 27.6（件/小時） 機床理想生產(chǎn)率Q 17（件/小時） 負(fù)荷率負(fù) 0.62 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）任 務(wù) 書 學(xué)院 班級 學(xué)生設(shè)計（論文）題目 汽缸體頂面鉆孔組合機床設(shè)計 課題來源 生 產(chǎn) 起訖日期12年3月5日至12年5月31日共13周指導(dǎo)教師（簽名） 系（教研室）主任（簽名） 課題依據(jù)：1汽缸體零件圖；2年產(chǎn)量40000件；任務(wù)要求： 1安排零件機械加工工藝； 2完成組合機床“三圖一卡”； 3設(shè)計機床的電氣、液壓或氣動控制系統(tǒng)； 4完成多軸箱裝配圖設(shè)計； 5完成夾具裝配圖設(shè)計； 6編寫設(shè)計說明書； 7提交專題綜述或?qū)I(yè)文獻閱讀報告1份； 8完成專業(yè)外文資料翻譯1份。 備 注：圖紙總工作量不少于4張0號圖，其中計算機繪圖1張。計劃進度：起訖日期工 作 內(nèi) 容備 注3.53.143.153.203.213.293.304.154.164.264.275.105.115.225.235.275.285.29熟悉課題，收集資料文獻閱讀與翻譯調(diào)研及工藝方案論證安排機械加工工藝路線，繪制工序圖繪制加工示意圖繪制機床聯(lián)系尺寸圖設(shè)計多軸箱設(shè)計夾具圖編寫設(shè)計說明書整理資料，答辯視需要決定調(diào)研備 注一種新的數(shù)控車床加工機制丹尼爾方x。*新澤西李機械工程學(xué)系、愛荷華州立大學(xué),艾姆斯說,是50011年,美國于2月2日收到,在2000年6月16日收到修改形式;在2000年7月 10日接受。文摘詳細(xì)介紹了開發(fā)的一種新型數(shù)控車床加工機制與網(wǎng)上切削刃的角度可調(diào)的傾向,這是其中的一個主要工具在幾何參數(shù)的加工操作。該機制的基礎(chǔ)上,結(jié)合三個連接(1)調(diào)節(jié)角度工具傾向自動化、連續(xù)化,(2)三個彎槽工作同時補償提示偏差準(zhǔn)確和(3)一個輸入連接直線步進電機的驅(qū)動下,轉(zhuǎn)換在線性中風(fēng)工具的角度的旋轉(zhuǎn)。原型開發(fā)機制提供了一個新的工具未來的開放architecture-based CNC設(shè)備。2000農(nóng)業(yè)科技有限公司版權(quán)所有。關(guān)鍵詞:工具傾斜角度,刀具幾何、CNC加工1介紹刀具幾何參數(shù)在決定整個加工,包括切削力、刀具磨損、表面光潔度、芯片和芯片斷裂形成中起著重要作用1,2。優(yōu)化刀具幾何的重要性已經(jīng)突出來的巨大的經(jīng)濟意義在機械加工中刀具耐用度最大化3。在過去的幾十年中,很多研究已經(jīng)取得了重要的研究工具幾何效應(yīng),包括工具傾向的角度出發(fā),對加工性能。眾所周知,傾斜角度的工具是確定芯片流向加工的重要因素4而且已被應(yīng)用于各種數(shù)學(xué)模型對芯片流5,6。在完成車削過程中, 一個工具傾向的角度的得出能有效引導(dǎo)芯片流移動方向來減少這些風(fēng)險對芯片糾纏7,8和保護加工表面,從而在自動化加工系統(tǒng)中達到有效的芯片控制。由于其切削力顯著影響，傾斜角度的工具也被包括在一些研究者的切削加工性能的數(shù)學(xué)模型研究9,10。數(shù)控機床的核心是CIM。最近世界各地的研發(fā)實力和發(fā)展新一代數(shù)控機器配有開放體系結(jié)構(gòu)的允許模塊化集成控制系統(tǒng)的傳感器、過程監(jiān)控和控制單元和數(shù)控機床上,不僅加工刀具路徑,而且過程性能可以在實時CNC加工操作系統(tǒng)(11) 中進行編程控制。然而,沒有成功的工作已經(jīng)報道了發(fā)展的在線工具模具幾何控制機制,可以用于CNC設(shè)備。在該領(lǐng)域還只有兩個有關(guān)報告是基于最近的文獻的。第一個,公布于1990年的Kolder誤碼率14,是一個允許用戶通過不斷的變革的工具角度來建立幾何參數(shù)優(yōu)化工具的普遍機械刀具。然而, 由于下列兩個主要的限制,他們開發(fā)的原型并不適用于實時控制的要求或數(shù)控加工業(yè)務(wù)：1對于設(shè)置工具機制角度是基于離線手工操作。2結(jié)果提示偏差必須要用try-and-see的手動調(diào)整方法。第二個，方和Najmossadat15在1996年出版，具有自動控制工具傾角的能力，然而，他們的原型也有有限的應(yīng)用，主要是由于以下兩個原因：1刀具角度變化的機制是基于三個線性斜坡約補償沙爹工具提示的偏差，從而導(dǎo)致工具傾角的變化范圍有限（只有5）和有限的工具提示偏差補償精度。2夾緊機制僅限于手動式車床。顯然，沒有多大意義手動機有功能上線的可調(diào)刀具幾何。因此，需要確定以前的工作15通過引入新機制，更好的工具提示補償精度提高，范圍更廣的角度調(diào)整，適用于數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)。一個三通和三彎槽相結(jié)合的機制已在這項工作中，克服了上述兩個限制。三個弧形槽，它在本質(zhì)上是非線性，已被證明是準(zhǔn)確自動補償sating的工具傾角調(diào)節(jié)范圍廣的工具提示偏差。2新的數(shù)控加工機制的說明它一直被稱為刀具傾角在確定的加工性能起著重要的作用，因此這將是可取的，如果傾角可濃度控制在數(shù)控機床的自動加工系統(tǒng)的上線。2.1新的數(shù)控加工機制的基本結(jié)構(gòu)工具提示為新的數(shù)控加工機制，始終保持在所需的點在溫泉即沒有任何偏離其工作點，而工具的傾角正在昌同時在加工過程中。新工裝機制結(jié)構(gòu)1，三通自動連續(xù)調(diào)整工具傾角;2，三個弧形槽，同時工作，以彌補工具提示偏差;3，標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)的可轉(zhuǎn)位刀具刀片刀架;4，步進馬達與線性輸出;5，一個標(biāo)準(zhǔn)的刀柄或適配器，可以連接數(shù)控車床刀架。 整個工裝系統(tǒng)，包括步進電機，適用于標(biāo)準(zhǔn)的刀柄炮塔內(nèi)的數(shù)控車床。三通/三彎槽的機制原理是，如圖1。2.2制定工具提示偏差，導(dǎo)致在傾角的變化一個刀架是在3-D（斜）的加工工藝能夠改變傾角，它是必要的，到一個點，它的功能作為一個支點上刀架，刀架旋轉(zhuǎn)。工具提示不能被選為這一點，因為它是刀具和工件之間的接觸點。假設(shè)A點旋轉(zhuǎn)刀架，工具提示將與工件的接觸點的兩種類型的偏差，高度差h和徑向偏差R為如圖。2。方程的偏差可以被稱為15，這是以前的工作，就是，高度偏差徑向偏差其中w是刀架的高度，L-1刀架上的提示和支點之間的距離，是一個W和L-1的功能，q是角度旋轉(zhuǎn)，這是同等規(guī)模所需的傾向角。應(yīng)當(dāng)指出的是，工具提示偏差是工件軸對稱。這意味著，例如，徑向偏差時的角度為+ Q會時，它是2Q不同。因此，H +和R+是用來指工具提示偏差時是積極的，H 2和R 2負(fù)角的角度q。據(jù)圖2，偏差方程可以進一步簡化為制定和計算的方便。高度偏差：2.3三彎斜坡的機理及設(shè)計三個弧形槽，同時工作的機制，可以在圖所示。 3。刀架旋轉(zhuǎn)時，為了彌補工具提示偏差，A點算機同時移動。這可以通過設(shè)置點到沿著固定槽和彎曲移動（曲線3）。一個洞，在A點，軸通過插入孔和弧形槽（曲線3）。因此，如果沿曲線3軸移動，指向刀架在同一移動相應(yīng)地沿曲線3的距離。刀架之間增加弧形槽2（曲線2），以移動軸和曲線3，因此，點沿曲線3。當(dāng)曲線2旅行相對曲線3，線性軸將推動沿曲線3。為了能夠改變工具的傾斜角度，刀架上B點必須沿著彎曲的槽（即曲線1）相對A點的兩條曲線1和2上設(shè)置一個移動的輸入鏈接。它應(yīng)該指出，曲線1和2有一種內(nèi)在的關(guān)系，因為B點的位置上曲線1依賴于任何所需的工具，傾角為2曲線上的點A的位置。曲線3的設(shè)計應(yīng)以這樣一種方式，它將使A點移動到對面的方向，但在同樣的距離，工具提示偏差。因此當(dāng)工具傾角旋轉(zhuǎn)一個角度q，A點應(yīng)在X方向移動的距離必須是平等的工具提示相同角度的徑向偏差。同樣，距離點應(yīng)在Y方向移動，必須是平等的工具提示的高度差，在相同的角度q。因此，根據(jù)圖所示的坐標(biāo)系。 3，方程曲線3表現(xiàn)為，曲線2的功能是將一個沿曲線，如圖所示的槽3點。3。曲線2的垂直高度必須超過總高度偏差較大的工具提示。最小長度的曲線2可以發(fā)現(xiàn)，作為其中：Q2曲線2的傾斜角;H +積極的最大工具提示的高度差;H2的負(fù)最大的工具提示的高度差;L2是時，無論是在工具傾角= 0對應(yīng)的刀架中心線之間的距離曲線1和曲線3。（LS）曲線2（Q2）和中風(fēng)的角度是成反比的。他們要么應(yīng)該選擇，考慮到工作空間的可用性。中風(fēng)LS是輸入墨旅行的距離。曲線1的功能是將B點相對A點，直到達到所需的工具傾角。曲線1，得到B點的相對位置確定曲線2一個點上的立場據(jù)圖所示的坐標(biāo)系。3，曲線方程可以推導(dǎo)出，2.4測定輸入鏈接的中風(fēng)重要的是要建立輸入鏈接，這是從電機控制的線性輸出，工具傾角中風(fēng)之間的關(guān)系，使中風(fēng)的嚴(yán)重程度可確定所需的工具傾角。據(jù)圖。 4，為中風(fēng)的方程可以表示如下：如果我們讓可以進一步簡化為，3表現(xiàn)新的CNC模具開發(fā)的原型圖5顯示了新數(shù)控車床的工裝機制的實際原型的照片。有七個主要的機械單位建造的原型，描述如下。1，輸入鏈接：它由彎插槽1和2，也可用于打擊刀架到位。2，捂盤：它包含了曲線槽3，也被用來打擊在輸入鏈接。3，電機安裝板：它是用來掛載直線步進電機，用于驅(qū)動輸入鏈接。4，兩軸：它們被用來支持在點A和B的孔，并保持在三個插槽。5，一個標(biāo)準(zhǔn)的工具插入一個標(biāo)準(zhǔn)刀柄：刀柄將輪流在刀柄內(nèi)的空間限制。6，一個標(biāo)準(zhǔn)的刀柄：刀柄是標(biāo)準(zhǔn)附件，數(shù)控機床和設(shè)計舉辦的數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架。在這項工作中，刀柄也被用來容納整個新的數(shù)控加工機制。7，步進馬達與線性輸出：線性輸出驅(qū)動輸入鏈接到生產(chǎn)所需的相應(yīng)的工具傾角中風(fēng)。這三個動作，即聯(lián)系1-3圖所示。 1，同時將移動根據(jù)線性中風(fēng)是由步進電機控制。圖6顯示了計算機模擬的新工具的機制，在三個不同的工具傾角位置。圖7給出了另一臺計算機上模擬顯示工具提示停留在相同點，也就是其工作點，當(dāng)工具傾斜角度的變化。新的數(shù)控加工機制，可以用來研究切割連續(xù)工具傾角的變化，部隊的模式，如圖所示。8的一套工具傾角增加切削力降低，從實驗結(jié)果的典型。在不同切削條件下使用的6個不同的工具芯片斷路器的兩個案例研究也證實，增加工具傾角減小切削力，如圖所示。9。用不同的工具，芯片斷路器的實驗結(jié)果也表明，可控的工具，傾角，結(jié)合不同的芯片斷路器的名稱，可能有助于實現(xiàn)最好的芯片控制，降低切削力，刀具幾何形狀的優(yōu)化上線。因此，它可以清楚地看到該工具的傾角對切削力有顯著影響，因此上線實時自動化加工系統(tǒng)或配備了開放式體系架構(gòu)控制器的數(shù)控機床加工性能優(yōu)化可控的刀具傾角可能發(fā)揮的重要作用。4結(jié)論上線加工過程的性能主動控制與前瞻性的開放式架構(gòu)控制器，將成為一個非常重要的功能先進的數(shù)控機床的功能，使刀具路徑和工藝性能進行編程和實時控制數(shù)控加工操作。因此，這項工作的目標(biāo)是開發(fā)一個新上線的可調(diào)工具的角度工裝機制，以充分利用機控制系統(tǒng)開放式架構(gòu)，將配備新一代數(shù)控。上線的可控的刀具機制的作用，將是“真正意義上的”開放式數(shù)控控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。刀具傾角是一個重要的工具，加工中的幾何參數(shù)和工藝性能參數(shù)，如切削力，表面質(zhì)量，芯片流和形成過程的動態(tài)穩(wěn)定性，刀具磨損/刀具壽命等，因此，有顯著影響重要的是該工具的傾角可以實時調(diào)整和控制，以實現(xiàn)在無人值守的數(shù)控加工工藝優(yōu)化加工性能。已開發(fā)馬達控制的刀架，數(shù)控機床，可以在使用自動設(shè)置工具的傾角和工具提示所產(chǎn)生的偏差自動補償功能。新的數(shù)控加工機制是一個設(shè)計新穎，使用三個工作的同時，以彌補不斷和準(zhǔn)確的工具提示偏離工具傾角的設(shè)置造成的弧形槽。由于該工具提示總是停留在一個空間中的點，即其工作點，在整個調(diào)整過程中所需的工具傾角，新工裝機制可以被用來實時數(shù)控加工操作ACHI前夕上線最佳工藝性能的控制。參考文獻1克魯夫特，W.C.柯尼希A.面包車Luttervelt，K.中山A.J. pekelharing控制芯片，目前的知識，史冊的機械工程研究所28（2）（1979）441-454。2 M.C.邵逸夫，金屬切削原理，紐約，牛津大學(xué)出版社，1984。3 S.卡爾多，P.K. venuvinod，宏觀層面的優(yōu)化刀具幾何，ASME制造雜志科學(xué)與工程學(xué)院119（1997）1-9。4 W.K.陸，斜切割的芯片流方向，國際生產(chǎn)研究10雜志（1）（1972年）67-76。5制造工程師學(xué)會。模具設(shè)計的基礎(chǔ)，第二版，中小企業(yè)，迪爾伯恩，MI，1984。6 H.Y.青年，體育馬修，P.L.B.法案，允許刀尖半徑的影響，在預(yù)測芯片的流動方向和切割車削的力量，201（C3）機械工程師學(xué)會，英國機械工程師協(xié)會論文集（1987）213-226。7 C.Y.姜，Y.Z.張，Z.J.。池，芯片的流動方向的實驗研究及其應(yīng)用芯片控制，機械工程研究所33（1）（1984）81-84史冊。8樓Kiyasawa，觀察芯片上糾纏，在第五屆國際制造業(yè)的法律程序賦予ENCE，廣州，中國，卷。一，1991年，頁49-52。9 V.C.文卡塔斯，可加工電腦的數(shù)據(jù)，在1986年Automach會議，悉尼，1，澳大利亞，中小企業(yè)，Dearbon。 1。 1986，頁59-73。10 X.D.方，I.S. jawahir，完成總的加工性能預(yù)測轉(zhuǎn)向使用集成的模糊集模型的切削參數(shù)，國際生產(chǎn)研究32（4）（1994）833-849雜志。11麥科馬克，制造行業(yè)協(xié)會，形成一個虛擬的組織，追求下一代制造圖靈，制造新聞2（18）（1995）1-7。12編輯器，工業(yè)，學(xué)術(shù)界隊在工程，制造新聞（12）（1996）7。13 J.李概述和日本制造業(yè)戰(zhàn)略，在機械行業(yè)的生產(chǎn)實踐的觀點，國際機床與制造37（10）（1997）1449年至1463年。14 S.卡爾多，A.誤碼率，優(yōu)化刀具幾何，機械工程研究所39（1）（1990）53-56紀(jì)事準(zhǔn)則。15 X.D.方，S.M.R. najmossadat，機械設(shè)計的一個新上線的傾斜角的可控性，國際機床及制造36（1）（1996）103-113雜志工裝機制。12第一章 緒論1.1 機床在國民經(jīng)濟的地位及其發(fā)展簡史現(xiàn)代社會中，人們?yōu)榱烁咝?、?jīng)濟地生產(chǎn)各種高質(zhì)量產(chǎn)品，日益廣泛的使用各種機器、儀器和工具等技術(shù)設(shè)備與裝備。為制造這些技術(shù)設(shè)備與裝備，又必須具備各種加工金屬零件的設(shè)備，諸如鑄造、鍛造、焊接、沖壓和切削加工設(shè)備等。由于機械零件的形狀精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法來達到，特別是形狀復(fù)雜、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在機床上經(jīng)過幾道甚至幾十道切削加工工藝才能完成。因此，機床是現(xiàn)代機械制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備。在一般機械制造廠中，機床所擔(dān)負(fù)的加工工作量，約占機械制造總工作量的40%60%，機床的技術(shù)性能直接影響機械產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造的經(jīng)濟性，進而決定著國民經(jīng)濟的發(fā)展水平?？梢赃@樣說，如果沒有機床的發(fā)展，如果不具備今天這樣品種繁多、結(jié)構(gòu)完善和性能精良的各種機床，現(xiàn)代社會目前所達到的高度物質(zhì)文明將是不可想象的。一個國家要繁榮富強，必須實現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化，這就需要一個強大的機械制造業(yè)為國民經(jīng)濟各部門提供現(xiàn)代化的先進技術(shù)設(shè)備與裝備，即各種機器、儀器和工具等。然而，一個現(xiàn)代化的機械制造業(yè)必須要有一個現(xiàn)代化的機床制造業(yè)做后盾。機床工業(yè)是機械制造業(yè)的“裝備部”、“總工藝師”，對國民經(jīng)濟發(fā)展起著重大作用。因此，許多國家都十分重視本國機床工業(yè)的發(fā)展和機床技術(shù)水平的提高，使本國國民經(jīng)濟的發(fā)展建立在堅實可靠的基礎(chǔ)上。機床是人類在長期生產(chǎn)實踐中，不斷改進生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的，并隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步而漸趨完善。最原始的機床是木制的，所有運動都是由人力或畜力驅(qū)動，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它們實際上并不是一種完整的機器?，F(xiàn)代意義上的用于加工金屬機械零件的機床，是在18世紀(jì)中葉才開始發(fā)展起來的。當(dāng)時，歐美一些工業(yè)最發(fā)達的國家，開始了從工場手工業(yè)向資本主義機器大工業(yè)生產(chǎn)方式的過度，需要越來越多的各種機器，這就推動了機床的迅速發(fā)展。為使蒸汽機的發(fā)明付諸實用，1770年前后創(chuàng)制了鏜削蒸汽機汽缸內(nèi)孔用的鏜床。1797年發(fā)明了帶有機動刀架的車床，開創(chuàng)了用機械代替人手控制刀具運動的先聲，不僅解放了人的雙手，并使機床的加工精度和工效起了一個飛躍，初步形成了現(xiàn)代機床的雛型。續(xù)車床之后，隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，其他各種機床也陸續(xù)被創(chuàng)制出來。至19世紀(jì)末，車床、鉆床、鏜床、刨床、拉床、銑床、磨床、齒輪加工機床等基本類型的機床已先后形成。上世紀(jì)初以來，由于高速鋼和硬質(zhì)合金等新型刀具材料相繼出現(xiàn)，刀具切削性能不斷提高，促使機床沿著提高主軸轉(zhuǎn)速、加大驅(qū)動功率和增強結(jié)構(gòu)剛度的方向發(fā)展。與此同時，由于電動機、齒輪、軸承、電氣和液壓等技術(shù)有了很大的發(fā)展，使機床的轉(zhuǎn)動、結(jié)構(gòu)和控制等方面也得到相應(yīng)的改進，加工精度和生產(chǎn)率顯著提高。此外，為了滿足機械制造業(yè)日益廣闊的各種使用要求，機床品種的發(fā)展也與日俱增，例如，各種高效率自動化機床、重型機床、精密機床以及適應(yīng)加工特殊形狀和特殊材料需要的特種加工機床相繼問世。50年代，在綜合應(yīng)用電子技術(shù)、檢測技術(shù)、計算技術(shù)、自動控制和機床設(shè)計等各個領(lǐng)域最新成就的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)控機床，使機床自動化進入了一個嶄新的階段，與早期發(fā)展的僅適用于大批大量生產(chǎn)的純機械控制和繼電器接觸器控制的自動化相比，它具有很高柔性，即使在單件和小批生產(chǎn)中也能得到經(jīng)濟的使用。綜觀機床的發(fā)展史，它總是隨著機械工業(yè)的擴大和科學(xué)技術(shù)的進步而發(fā)展，并始終圍繞著不斷提高生產(chǎn)效率、加工精度、自動化程度和擴大產(chǎn)品品種而進行的，現(xiàn)代機床總的趨勢仍然是繼續(xù)沿著這一方向發(fā)展。我國的機床工業(yè)是在1949年新中國成立后才開始建立起來的。解放前，由于長期的封鎖統(tǒng)治和19世紀(jì)中葉以后帝國主義的侵略和掠奪，我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常落后，既沒有獨立的機械制造業(yè)，更談不上機床制造業(yè)。至解放前夕，全國只有少數(shù)城市的一些規(guī)模很小的機械廠，制造少量簡單的皮帶車間、牛頭刨床和砂輪等；1949年全國機床產(chǎn)量僅1000多臺，品種不到10個。解放后，黨和人民政府十分重視機床工業(yè)的發(fā)展。在解放初期的三年經(jīng)濟恢復(fù)時期，就把一些原來的機械修配廠改建為專業(yè)廠；在隨后開始的幾個五年計劃期間，又陸續(xù)擴建、新建了一系列機床廠。經(jīng)過50多年的建設(shè)，我國機床工業(yè)從無到有，從小到大，現(xiàn)在已經(jīng)成門類比較齊全，具有一定實力的機床工業(yè)體系，能生產(chǎn)5000多種機床通用品種，數(shù)控機床1500多種；不僅裝備了國內(nèi)的工業(yè)，而且每年還有一定數(shù)量的機床出口。我國機床行業(yè)的發(fā)展是迅速的，成就是巨大的。但由于起步晚、底子薄，與世界先進水平相比，還有較大差距。為了適應(yīng)我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的需要，為了提高機床產(chǎn)品在國際市場上的競爭能力，必須深入開展機床基礎(chǔ)理論研究，加強工藝試驗研究，大力開發(fā)精密、重型和數(shù)控機床，使我國的機床工業(yè)盡早躋身于世界先進行列。1.2 組合機床的國內(nèi)、外現(xiàn)狀世界上第一臺組合機床于1908年在美國問世，30年代后組合機床在世界各國得到迅速發(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?，F(xiàn)代制造工程從各個角度對組合機床提出了愈來愈高的要求，而組合機床也在不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展。1.2.1 國內(nèi)組合機床現(xiàn)狀我國加入WTO以后，制造業(yè)所面臨的機遇與挑戰(zhàn)并存、組合機床行業(yè)企業(yè)適時調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應(yīng)對策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢頭，截至2005年4月份，組合機床行業(yè)企業(yè)僅組合機床一項，據(jù)不完全統(tǒng)計產(chǎn)量已達1000余臺，產(chǎn)值達3.9個億以上，較2004年同比增長了10%以上，另外組合機床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交費值等經(jīng)濟指標(biāo)均有不同程度的增長，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運營狀況良好。(1)行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化組合機床行業(yè)企業(yè)主要針對汽車、摩托車、內(nèi)燃機、農(nóng)機、工程機械、化工機械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備，隨著我國加入WTO后與世界機床進一步接軌，組合機床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年是企業(yè)生產(chǎn)情況來看，數(shù)控機床與加工中心的市場需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機床則有下降趨勢，中國機床工具工業(yè)學(xué)會的機床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟指標(biāo)報表是統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個全國大型重點企業(yè)生產(chǎn)情況看，2003年生產(chǎn)數(shù)控機床890臺，產(chǎn)值16187萬元，生產(chǎn)加工中心148臺，產(chǎn)值5770萬元；2004年生產(chǎn)數(shù)控機床985臺，產(chǎn)值25838萬元，生產(chǎn)加工中心159臺，產(chǎn)值7099萬元；而2005年，截至4月份，數(shù)控機床、加工中心、產(chǎn)值已接近2003年全年水平，故市場在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。(2)行業(yè)企業(yè)的快速轉(zhuǎn)變“九五”后期，在組合機床行業(yè)企業(yè)的50多家組合機床分會會員中，僅有兩家企業(yè)實行了股份改造，一家企業(yè)退出國有轉(zhuǎn)為民營，其余的都是國有企業(yè)。而從2001至2002年，不到兩年的時間，就先后有十幾家企業(yè)實行股份制改造，一些小廠幾乎全部退出國有轉(zhuǎn)為民營，現(xiàn)在一些國家重點國有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢不可檔，“民營經(jīng)濟在經(jīng)歷了從被歧視，被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視4個階段后，煥發(fā)勃勃生機。”組合機床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營化等多種形式快速發(fā)展。(3)組合機床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢組合機床及其自動線是集機電于一體是綜合自動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)濟實用，因而被廣泛應(yīng)用與工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。我國的傳統(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的箱體類和軸類零件（近年研制的組合機床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成型面等。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(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺組合機床等；隨著技術(shù)的不斷是進步，一種新型的組合機床柔性組合機床越來越受人們是親昧，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)動系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多種加工的可調(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(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)計的，它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國組合機床及其組合機床自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達國家相對落后，國內(nèi)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(dǎo)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(shù)、新工藝、研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機床結(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)涞淖詣踊b備。1.2.2 國外組合機床現(xiàn)狀80年代以來，國外組合機床技術(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。組合機床的加工精度、多品種加工的柔性以及機床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進展，實現(xiàn)了機床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控。組合機床技術(shù)的發(fā)展趨勢是： (1)廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù)國外主要的組合機床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組合機床通用部件,在組合機床上不僅一般動力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù),而且夾具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的自動分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù),從而進一步提高了組合機床的工作可靠性和加工精度。廣州標(biāo)致汽車公司由法國雷諾公司購置的缸蓋加工生產(chǎn)線,就是由三臺自動換箱組合機床組成的,其全部動作均為數(shù)控,包括自動上下料的交換工作臺、環(huán)形主軸箱庫、動力部件和夾具的運動,其節(jié)拍時間為58秒。 (2)發(fā)展柔性技術(shù)80年代以來,國外對中大批量生產(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)塔動力頭、可換主軸箱等組成的組合機床;同時根據(jù)加工中心的發(fā)展,開發(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線(FTL)。這種結(jié)構(gòu)的變化,既可以實現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏,又可以使機床配置更加靈活多樣。 (3)發(fā)展綜合自動化技術(shù)汽車工業(yè)的大發(fā)展,對自動化制造技術(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械加工工序,而且能完成零件從毛坯進線到成品下線的全部工序,以及下線后的自動碼垛、裝箱等。德國大眾汽車公司KASSEL變速箱廠1987年投入使用的造價9000萬馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線,就是這種綜合自動化制造系統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對稱布置的自動線組成,三班制工作,每條線日產(chǎn)2000件,節(jié)拍時間為40秒。全線由12臺雙面組合機床、18臺三坐標(biāo)加工單元、空架機器人、線兩端的毛坯庫和三坐標(biāo)測量機組成,可實現(xiàn)3種零件的加工?？占軝C器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動化技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗、檢測、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家,進一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。 (4)進一步提高工序集中程度國外為了減少機床數(shù)量,節(jié)省占地面積,對組合機床這種工序集中程度高的產(chǎn)品,繼續(xù)采取各種措施,進一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺、多坐標(biāo)通用部件、移動主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機床或在夾具部位設(shè)置刀庫,通過換刀加工實現(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)濟效益。1.3 機床設(shè)計的目的、內(nèi)容、要求1.3.1設(shè)計的目的機床設(shè)計畢業(yè)設(shè)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(gòu)設(shè)計，使我們在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計構(gòu)思、方案的分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機械制圖、零件計算、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)計思想，掌握基本的設(shè)計方法，培養(yǎng)基本的設(shè)計方法，并培養(yǎng)了自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力。1.3.2 設(shè)計內(nèi)容(1)運動設(shè)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(biāo)準(zhǔn)的相對誤差。(2)動力設(shè)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(shè)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)否在允許范圍內(nèi)。還要驗算主軸主件的靜剛度。(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計 進行主運動傳動軸系、變速機構(gòu)、主軸主件、箱體、潤滑與密封等的布置和機構(gòu)設(shè)計。即繪制裝配圖和零件工作圖。(4)編寫設(shè)計說明書1.3.3 設(shè)計要求評價機床性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)來判定的。技術(shù)先進合理，亦即“質(zhì)優(yōu)價廉”才會受到用戶的歡迎，在國內(nèi)和國際市場上才有競爭力。機床設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)可以從滿足性能要求、經(jīng)濟效益和人機關(guān)系等方面進行分析。1.4 機床的設(shè)計步驟1.4.1調(diào)查研究研究市場和用戶對設(shè)計機床的要求，然后檢索有關(guān)資料。其中包括情報、預(yù)測、實驗研究成果、發(fā)展趨勢、新技術(shù)應(yīng)用以及相應(yīng)的圖紙資料等。甚至還可以通過網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)查閱先進國家的有關(guān)資料和專利等。通過對上述資料的分析研究，擬訂適當(dāng)?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。每個方案包括的內(nèi)容有：工藝分析、主要技術(shù)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(gòu)草圖、實驗結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟分析等。在制定方案時應(yīng)注意以下幾個方面：(1)當(dāng)使用和制造出現(xiàn)矛盾時，應(yīng)先滿足使用要求，其次才是盡可能便于制造。要盡量用先進的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)；(2)設(shè)計必須以生產(chǎn)實踐和科學(xué)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(shè)計；(3)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(wù)。注意吸取前人和國外的先進經(jīng)驗，并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)造和發(fā)展。1.4.3 工作圖設(shè)計首先，在選定工藝方案并確定機床配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進行方案圖紙的設(shè)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(shè)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(guān)系。其次，繪制機床的總裝圖、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(guān)部件與主要零件的設(shè)計計算書，編制各類零件明細(xì)表，編寫機床說明書等技術(shù)文件。最后，對有關(guān)圖紙進行工藝審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查。第二章 零件分析2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點及其技術(shù)要求2.1.1 零件結(jié)構(gòu)特點氣缸體是發(fā)動機的主體，它將各個氣缸和曲軸箱連成一體，是安裝活塞，曲軸以及其他零件和附件的支承骨架?，F(xiàn)代汽車上基本都采用水冷多缸發(fā)動機，對于多缸發(fā)動機，氣缸的排列形式?jīng)Q定了發(fā)動機外型尺寸和結(jié)構(gòu)特點，對發(fā)動機機體的剛度和強度也有影響，并關(guān)系到汽車的總體布置。2.1.2 技術(shù)要求本次加工的零件為氣缸體,根據(jù)其零件圖,技術(shù)要求有以下幾點:(1)：鑄件的型砂芯砂洗昌口多肉粘砂應(yīng)清除干凈；(2)：鑄件不應(yīng)有裂紋，縮松，砂眼和鐵豆等缺陷，亦不允許修補；(3)：未注鑄造圓角3mm，拔模斜度2，錯鑄0.75；(4)：時效處理，硬度HB190247,硬度差25；(5)：氣缸孔作1.5倍工作壓力水壓試驗，歷時5min不應(yīng)滲漏；(6)：氣缸鏡面網(wǎng)紋夾角為3060；(7)：倒棱去毛刺，螺紋倒角120至螺紋深度；(8)：未注壁厚均為6mm；(9)：材料：HT2002.2. 零件的生產(chǎn)批量及其機床的使用2.2.1 零件的生產(chǎn)批量 本次課題要求,零件的生產(chǎn)批量以年產(chǎn)4萬件而計2.2.2 機床的使用條件本次課題要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn)4萬件，而機床的使用設(shè)備為:大部分工藝采用通用機床，部分采用專用機床,機床按流水線生產(chǎn)布置，也可以廣泛使用專用夾具，采用部分專用刀具，部分采用專用量具。2.3 零件工藝方案汽缸體加工工藝方案： 1：以頂面為粗基準(zhǔn),粗銑底面2：以底面定位，粗銑頂面3: 以頂面定位，半精銑底面4: 鉆對角2-11通孔5: 鉸對角2-11通孔6: 粗銑左右面7: 粗銑前后面8: 粗鏜76孔9: 粗鏜2-65孔10: 粗鏜M37沉頭孔11: 以底面定位，半精銑頂面12：精銑左右面13：精銑前后面14：以頂面定位，精銑底面15：鉆底面另外兩個11通孔16：鉸底面另外兩個11通孔17：鉆8-M8-7H螺紋底孔18：鉆8-M6-7H螺紋底孔19：鉆6-M8-7H深15螺紋底孔 20：攻8-M8-7H螺紋21：攻8-M6-7H螺紋22：攻6-M8-7H深15螺紋23：攻M37螺紋24：鉆Z3/8錐孔25：攻Z3/8錐孔26：精鏜76H8孔27：精鏜2-65H7孔28：去毛刺29：零件終檢第三章 組合機床的總體設(shè)計3.1 組合機床方案的制定3.1.1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(gòu)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(gòu)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。并收集國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)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，加工頂面6個M8的螺紋底孔的工藝過程。(1) 加工孔的主要技術(shù)要求。加工頂面6個M8孔。工件材料為HT200，HB190247。要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量4萬件。(2) 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7。(3) 定位基準(zhǔn)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(shè)計中沒有考慮，因此在設(shè)計時就認(rèn)為人工夾緊。3.1.2 確定組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案 (1)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(yīng)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(zhǔn)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)，人工夾緊。 (2) 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(gòu)形狀，工件剛度定位基準(zhǔn)面的特點，它們對機床工藝方案制度有著重要的影響。此氣缸體的材料是HT200、硬度HB190247、孔在頂面呈不規(guī)則分布，孔的直徑為7。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。 (3) 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(shè)計組合機床的重要因素。按設(shè)計要求生產(chǎn)綱領(lǐng)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。(4) 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(shù)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(gòu)特點、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)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(shù)性能等方面的考慮，最終決定設(shè)計六軸頭多工位同步組合機床。3.2 確定切削用量及選擇刀具3.2.1 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，由于在本鉆床上鉆孔后重新安裝或在其他多工位機床上加工下道工序，應(yīng)適當(dāng)加大余量，以消除轉(zhuǎn)、定位誤差的影響。直接加工7的孔，直徑上工序間余量0.51mm。3.2.2 選擇切削用量確定了在組合機床上完成的工藝內(nèi)容了，就可以著手選擇切削用量了。因為所設(shè)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%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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(shè)計成不同轉(zhuǎn)速和不同的每轉(zhuǎn)進給量（mm/r）與其適應(yīng)。以滿足不同直徑的加需要，即：=式中： 各主軸轉(zhuǎn)速（r/min） 各主軸進給量（mm/r） 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(shù)要求都是相同的。按照經(jīng)濟地選擇滿足加工要求的原則，采用查表的方法查得：M8螺紋底孔的鉆頭直徑D=7mm,鑄鐵HB190247、進給量f=0.1mm/r、切削速度v=11m/min。3.2.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度v及進給量f）確定切削力，作為選擇動力部件（滑臺）及夾具設(shè)計的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動件（齒輪，傳動軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動電動（一般指動力箱）功率，通過查表計算如下：布氏硬度：HB =HBmax(HBmaxHBmin) =247(247190) =228切削力：=26 =267 =749.6N 切削扭矩：=10 =10 =1675.7Nmm切削功率：= =1675.710/(97403.147) =0.078kw 式中：HB布氏硬度 F切削力（N） D鉆頭直徑（mm） f每轉(zhuǎn)進給量（mm/r） T切削扭矩(Nmm) V切削速度（m/min） P切削功率(kw)3.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu) 氣缸體的布氏硬度在HB190247，孔徑D為7mm，刀具的材料選擇高速鋼鉆頭，為了使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、刃磨簡單，選擇標(biāo)準(zhǔn)7的麻花鉆?？准庸さ毒叩拈L度應(yīng)保證加工終了時刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有3050mm的距離，以便排出切屑和刀具磨損后有一定的向前的調(diào)整量。3.3鉆孔組合機床總設(shè)計“三圖一卡”的編制前面對六軸頭多工位同步鉆床工藝方案及配置型式、結(jié)構(gòu)方案確定的有關(guān)問題，它是鉆床總體設(shè)計的重要內(nèi)容。下面就以鉆床加工缸體總體設(shè)計的另一個問題，既總體設(shè)計方案的圖紙表達形式“三圖一卡”設(shè)計，其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率卡。3.3.1 被加工零件工序圖 1、被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺組合機床完成的工藝內(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)、夾具部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或成品狀況的圖紙，它不能用用戶提供的圖紙代替，而是在原零件圖基礎(chǔ)上，突出本機床的加工的內(nèi)容，加上必要的說明繪制成的。它是組合機床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗和調(diào)整機床的重要技術(shù)文件。離合器壓盤用鉆孔組合機床的被加工零件工序圖如圖1所示。圖上主要內(nèi)容： (1)被加工零件的形狀，主要外廓尺寸和本機床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技術(shù)要求，以及對上道工序的技術(shù)要求等。 (2)本工序所選定的定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向。(3)加工時如需要中間向?qū)?，?yīng)表示出工件與中間向?qū)в嘘P(guān)部位結(jié)構(gòu)和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。 (4)被加工零件的名稱、編號、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。 2、繪制被加工零件工序圖的注意事項(1)為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要圖出被本機床的加工內(nèi)容。繪制時，應(yīng)按一定的比例，選擇足夠的視圖及剖視圖，突出加工部位（用粗實線），并把零件輪廓及與機床、夾具設(shè)計有關(guān)部位（用細(xì)實線）表清楚，凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方面用粗實線標(biāo)記。如圖B1中411加工用定位基準(zhǔn)，機械夾壓位置及方向，輔助支承均須用規(guī)定的符號表示出來。圖B1 被加工零件工序圖附注：1.被加工零件：氣缸體； 2.材料及硬度：灰鑄鐵HT200 HB190247；(2)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)出，而不采用極坐標(biāo)，但有時因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，則須對加工部位要求位置尺寸精度進行分析換算。3.3.2 加工示意圖 1、加工示意圖的作用和內(nèi)容加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上的反映，表示被加工零件在機床上的加工過程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對位置關(guān)系，機床的工作行程及工作循環(huán)等，是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計選擇動力部件的主要依據(jù)，是整臺組合機床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機床和刀具所必需的重要文件。圖B2為缸體上頂面鉆孔組合機床加工示意圖。 在圖上應(yīng)標(biāo)注的內(nèi)容： (1)機床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。(2)工件、夾具、刀具及多軸箱端面之間的距離等。(3)主軸的結(jié)構(gòu)類型，尺寸及外伸長度；刀具類型，數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、接桿、導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向置的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式，刀具應(yīng)按加工終了位置繪制。 圖B2 加工示意圖 2、繪制加工示意圖之前的有關(guān)計算 (1)刀具的選擇 刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素。刀具的選擇前已述及，此處就不在追述了。(2)導(dǎo)向套的選擇 在組合機床上加工孔，除用剛性主軸的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取決于夾具導(dǎo)向。因此正確選擇導(dǎo)向裝置的類型，合理確定其尺寸、精度，是設(shè)計組合機床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時必須解決的內(nèi)容。 選擇導(dǎo)向類型 根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑和刀具導(dǎo)向的線速度，選擇固定式導(dǎo)向。 導(dǎo)向套的參數(shù) 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置，如圖B3所示：圖B3 固定導(dǎo)向裝置固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下表：表B1 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺dDD1D2Ll1mRd1d2l071218222528810M61610固定裝置的配合如下表：表B2 固定裝置的配合導(dǎo)向類別工藝方法DDD1刀具導(dǎo)向部分外徑固定導(dǎo)向鉆孔G7（或F8）g6固定導(dǎo)向裝置的布置如圖B4所示導(dǎo)向裝置的布置如表23所示：表B3 導(dǎo)向裝置的參數(shù)(mm)尺寸項目l1l2l3與直徑d的關(guān)系(12.5)d加工鑄鐵dd/3+(38)計算值2075圖4. 固定導(dǎo)向裝置的布置 (3)初定主軸類型、尺寸、外伸長度因為軸的材料為40Cr，剪切彈性模量G=81.0GPa,剛性主軸取14（0）m,所以B取2.316,根據(jù)剛性條件計算主軸的直徑為：dB=2.316=14.81mm式中：d軸直徑（mm） T軸所承受的轉(zhuǎn)矩（Nmm） B系數(shù)本設(shè)計中7主軸直徑取d=20mm,主軸外伸長度為：L=115mm，D/為32/20；(4)選擇刀具接桿 由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長度為一定值，而刀具的長度也是一定值，因此，為保證多軸箱上各刀具能同時到達加工終了位置，就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié)，這個可調(diào)節(jié)在組合機床上是通過可調(diào)整的刀具接桿來解決的,連接桿如圖B5所示。圖B5 可調(diào)連接桿連接桿上的尺寸d與主軸外伸長度的內(nèi)孔D配合，因此，根據(jù)接桿直徑d選擇刀具接桿參數(shù)如表B4所示：表B4 可調(diào)接桿的尺寸d(h6)D1(h6)d2d3Ll1l2l3螺母厚度20Tr202莫氏1號12.06520188464010012(5)確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸從保證加工終了時主軸箱端面到工件端面間距離最小來確定全部聯(lián)系尺寸，加工示意圖聯(lián)系尺寸的標(biāo)注如圖5所示。其中最重要的聯(lián)系尺寸即工件端面到多軸箱端面之間的距離,它等于刀具懸伸長度、螺母厚度、主軸外伸長度與接桿伸出長度（可調(diào)）之和，再減去加工孔深度和切出值。(6)工作進給長度的確定 如圖B6工作進給長度應(yīng)等于工件加工部位長度L與刀具切入長度和切出長度之和。切入長應(yīng)應(yīng)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=7mm，切出長度=1/3d+(38)5mm，=7+15+5=27mm。圖B6 工作進給長度3.3.3 機床聯(lián)系尺寸圖圖B7 機床聯(lián)系尺寸圖1、聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容一般來說，組合機床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件動力箱、動力滑臺、立柱、立柱底座加上專用部件多軸箱、刀、輔具系統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤滑、排屑系統(tǒng)組合而成。聯(lián)系尺寸圖用來表示機床各組成部件的相互裝配和運動關(guān)系，以檢驗機床各部件的相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足要求，通用部件的選擇是否合適，并為進一步開展主軸箱、夾具等專用部件、零件的設(shè)計提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可以看成是簡化的機床總圖，它表示機床的配置型式及總體布局。如圖B7所示，機床聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容包括機床的布局形式，通用部件的型號、規(guī)格、動力部件的運動尺寸和所用電動機的主要參數(shù)、工件與各部件間的主要聯(lián)系尺寸，專用部件的輪廓尺寸等。2、選用動力部件選用動力部件主要選擇型號、規(guī)格合適的動力滑臺、動力箱。(1)滑臺的選用 通常，根據(jù)滑臺的驅(qū)動方式、所需進給力、進給速度、最大行程長度和加工精度等因素來選用合適的滑臺。1)驅(qū)動形式的確定 根據(jù)對液壓滑臺和機械滑臺的性能特點比較，并結(jié)合具體的加工要求，使用條件選擇HY系列液壓滑臺。2)確定軸向進給力 滑臺所需的進給力=6749.6=4497.6N 式中：各主軸加工時所產(chǎn)生的軸向力由于滑臺工作時，除了克服各主軸的軸的向力外，還要克服滑臺移動時所產(chǎn)生的摩擦力。因而選擇滑臺的最大進給力應(yīng)大于4.5KN。3)確定進給速度 液壓滑臺的工作進給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無級調(diào)速，對液壓滑臺確定切削用量時所規(guī)定的工作進給速度應(yīng)大于滑臺最小工作進給速度的0.51倍;液壓進給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時，實際進給速度應(yīng)更大一些。本系統(tǒng)中進給速度=nf=50mm/min。所以選擇HY25IA液壓滑臺，工作進給速度范圍32800mm/min，快進速度12m/min。4)確定滑臺行程 滑臺的行程除保證足夠的工作行程外，還應(yīng)留有前備量和后備量。前備量的作用是動力部件有一定的向前移動的余地，以彌補機床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調(diào)整。本系統(tǒng)左右前備量均為20mm，后備量的作用是使動力部件有一定的向后移動的余地，為方便裝卸刀具，這是左面取40mm，所以滑臺總行程應(yīng)大于工作行程，前備量，后備量之和。 即：左右行程L250mm。綜合上述條件，確定左右液壓動力滑臺型號HY25IA。(2)由下式估動力箱的選用 動力箱主要依據(jù)多軸所需的電動機功率來選用，在多軸箱沒有設(shè)計之前，可算 =0.10kw式中：多軸箱傳動效率，加工黑色金屬時0.80.9；有色金屬時0.70.8，本系統(tǒng)加工HT200 ，取0.8動力箱的電動機功率應(yīng)大于計算功率，并結(jié)合主軸要求的轉(zhuǎn)速大小選擇。因此，選用電動機型號為Y100L6B5的1TD25IA型動力箱，動力箱輸出軸至箱底面高度為125mm。主要技術(shù)參數(shù)如下表：主電機傳動型號轉(zhuǎn)速范圍（r/min）主電機功率 （）配套主軸部件型號電機轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速Y100L-69405201.51TA32、1TA32M、1TZ321TG322、配套支承部件的選用底座1CC2513、確定裝料高度裝料高度指工件安裝基面至機床底面的垂直距離，在現(xiàn)階段設(shè)計組合機床時，裝料高度可視具體情況在H5801060mm之間選取，本系統(tǒng)取裝料高度為810mm。4、確定多軸箱輪廓尺寸本機床配置的多軸箱總厚度為341mm，寬度和高度按標(biāo)準(zhǔn)尺寸中選取。計算時，多軸箱的寬度B和高度H可確定為：B=400 H=400根據(jù)上述計算值，按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定左右主軸箱輪廓尺寸BH=400X400mm。3.3.4 生產(chǎn)率計算卡生產(chǎn)率計算卡是反映所設(shè)計機床的工作循環(huán)過程、動作時間、切削用量、生產(chǎn)率、負(fù)荷率等技術(shù)文件，通過生產(chǎn)率計算卡，可以分析擬定的方案是否滿足用戶對生產(chǎn)率及負(fù)荷率的要求。計算如下：切削時間： = L/+= 27/500.01=0.55 min 式中：T機加工時間（min） L工進行程長度（mm） 刀具進給量（mm/min） 死擋鐵停留時間。一般為在動力部件進給停止?fàn)顟B(tài)下，刀具旋轉(zhuǎn)510 r所需要時間。這里取5r輔助時間：T = +t+t = （4269）/5+0.1+1.5 = 1.62min 式中：L3、L4 分別為動力部件快進、快退長度（mm） vfk 快速移動速度（mm/min） t 工作臺移動時間（min）,一般為0.050.13min,取0.1 min t 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 = 60/（T+T） =60/（0.55+1.62） =27.6 件/h 機床負(fù)荷率按下式計算 = Q1/Q100% = Q1tk/A100% =27.62350/40000100% =62% 式中：Q機床的理想生產(chǎn)率（件/h） A年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件） tk年工作時間，單班制工作時間tk =2350h機床生產(chǎn)率計算卡被 加 工 零 件圖 號毛坯種類鑄件名 稱氣缸體毛坯重量材 料HT200硬度190-247HBS工 序 名 稱鉆上頂面6孔工序號序 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/min）轉(zhuǎn)速（r/min）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11.51.52動力部件快進42500.0080.0083動力部件工進720（盲孔）27115000.1500.540.544死擋鐵停留0.010.015動力部件快退69500.0140.014備 注本機床裝卸工件時間取為1.5min單件總工時0.541.5322.17機床實際生產(chǎn)率Q127.6（件/小時）機床理想生產(chǎn)率Q17（件/小時）負(fù)荷率負(fù) 0.623.4 多軸箱的設(shè)計3.4.1 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的如圖B8所示:圖B8 鉆孔組合機床多軸箱原始依據(jù)圖主軸的工序內(nèi)容，切削用量及主軸尺寸及動力部件的型號和性能參數(shù)如表B5所示：表B5 主軸外尺寸及切削用量軸號主軸外伸尺寸工序內(nèi)容切削用量D/dLn（r/min）V(m/min)f(mm/r)Vf(mm/min)1、2、3、4、5、630/20115鉆7500110.150注：1被加工零件：氣缸體；材料：HT200；硬度: HB190-2472加工動力部件型號：1TD25IA動力箱，電動機型號Y100L-6；功率P1.5kw。3.4.2 齒輪模數(shù)選擇本組合機床主要用于鉆孔，因此采用滾珠軸承主軸。齒輪模數(shù)m可按下式估算：m=(3032)=32=1.76 式中：m估算齒輪模數(shù) P齒輪所傳遞率（kw） Z對嚙合齒中的小齒輪數(shù) N小齒輪的轉(zhuǎn)速（r/min）多軸箱齒輪模數(shù)取m=2。3.4.3 多軸箱的傳動設(shè)計 確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù)圖B9 齒輪的最小壁厚1）最小齒數(shù)的確定為保證齒輪齒根強度，應(yīng)使齒根到孔壁或鍵槽的厚度a2m,多軸箱驅(qū)動軸的直徑為d=20mm,有機械零件設(shè)計手冊知，如圖B9所示齒輪t=22.8mm,當(dāng)m1=2時。驅(qū)動軸上最小齒輪齒數(shù)為： 2（t/m1+2+1.25）d0/m1 =2(22.8/2+2+1.25)20/2 =19.3所以多軸箱驅(qū)動軸齒數(shù)要大于等于20。傳動軸的直徑取20mm當(dāng)m=2，d=20時，齒輪t=22.8mm。主軸上最小齒輪齒數(shù)為：2（t/m+2+1.25）d0/m =2（22.8/2+2+1.25）20/2 =19.3所以多軸箱主軸齒數(shù)要大于等于20。2）多軸箱的齒輪模數(shù)按驅(qū)動軸出輪估算=32x=1.71多軸箱多軸箱輸入出輪模數(shù)取m=2，其余齒輪模數(shù)取m=2。多軸箱主軸均采用減速傳遞。主軸齒數(shù)選取Z=26，傳動齒輪采用z=22齒的齒輪，變位系數(shù)。傳動軸的轉(zhuǎn)速為:n=590r/min由于前面選取了主軸直徑為20，顯然傳動軸直徑都選取20，這樣為了減少傳動軸種類和設(shè)計題目需要由于傳動軸轉(zhuǎn)速是590r/min，則驅(qū)動軸至傳動軸的傳動比為: i=所以選擇兩級傳動，且傳動比分配為：一級為1/0.88;二級為1/1.5。通用的齒輪有三種，即傳動齒輪、動力箱齒輪和電機齒輪。材料均為45鋼，熱處理為齒部高頻淬火G54。本機床齒輪的選用按照下表選用齒輪種類寬度（mm）齒 數(shù)模數(shù)（mm）孔徑（mm）驅(qū)動軸齒輪241936連續(xù)215、20、30、35、4025、30、35、40、50傳動軸齒輪 241936連續(xù)225、30、40、50輸出軸齒輪241936連續(xù)218、22、28、32、36計算各主軸轉(zhuǎn)速使各主軸轉(zhuǎn)速的相對轉(zhuǎn)速損失在5%以內(nèi)。由公式：V= 知： 3.4.4 繪制傳動系統(tǒng)圖傳動系統(tǒng)圖是表示傳動關(guān)系是示意圖，即用以確定的傳動軸將驅(qū)動軸和各主軸連接起來，繪制在多軸箱輪廓內(nèi)的傳動示意圖，如圖B10所示。圖B10 多軸箱裝配總圖第四章 夾具設(shè)計 機床夾具設(shè)計在組合機床設(shè)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(yīng)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(shè)備和提高生產(chǎn)率，設(shè)計專用夾具進行加工。4.1 機床夾具的概述4.1.1機床夾具的組成(1)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。(2)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。(3)導(dǎo)向元件 確定刀具的位置并引導(dǎo)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(zhǔn)找正用。(4)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，它是保證夾具的剛度和改善夾具動力學(xué)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。4.1.2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(shè)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。4.2夾緊方案和夾緊元件的設(shè)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(gòu)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(gòu)是傳傳遞動力源裝置的力到夾緊元件來