組合專機(jī)-P68F上箱體雙面鉆專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì)

組合專機(jī)-P68F上箱體雙面鉆專機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì),組合,專機(jī),p68f,箱體,雙面,總體,整體,夾具,設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 39 頁 共 39 頁1 前言畢業(yè)設(shè)計(jì)是按照教學(xué)計(jì)劃的規(guī)定，必須進(jìn)行的一個(gè)重要的綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生所學(xué)的知識在實(shí)踐中得到具體應(yīng)用。通過這次設(shè)計(jì)，能使學(xué)生全面了解和掌握一些機(jī)械設(shè)備方面的知識，便于使自己形成一套設(shè)計(jì)的思維模式，而且使所學(xué)的知識系統(tǒng)化地由理論轉(zhuǎn)向?qū)嵺`，以培養(yǎng)學(xué)生對知識的綜合運(yùn)用能力，為畢業(yè)后走上工作崗位打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。同時(shí)通過認(rèn)真的設(shè)計(jì)，可以提高學(xué)生分析和解決問題的能力，以便更好的適應(yīng)社會。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)算說明書的條理較清晰，語言通順流暢，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，趙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。由于本人的水平十分有限，缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤和不當(dāng)之處，懇請各位老師批評指正。2 摘要組合機(jī)床使用系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和少量的專用部件組成的多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的高校專用機(jī)床，其生產(chǎn)率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍，可進(jìn)行鉆、鏜、鉸、攻絲、車削、銑削等切削加工。組合機(jī)床的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件約占70-80%,這些部件是系列化的,可以進(jìn)行成批生產(chǎn).其余20-30%的專用部件是由被加工零件的形狀,輪廓尺寸,工藝和工序來決定。在批量生產(chǎn)中這了提高生產(chǎn)率，必須要縮短加工時(shí)間和輔助時(shí)間，而且盡可能使輔助時(shí)間和加工時(shí)間重合，使每個(gè)裝夾多外工件同時(shí)進(jìn)行多刀加工，實(shí)行工序高度集中，因而廣泛采用組合機(jī)床及自動線。3 概述在大批量生產(chǎn)中為了提高生產(chǎn)率，必須注意縮短加工時(shí)間和輔助時(shí)間，而且盡可能使輔助時(shí)間和加工時(shí)間重合，使每個(gè)工位安裝多個(gè)工件的同時(shí)進(jìn)行多刀加工，實(shí)行工序高度集中，因而廣泛采用組合機(jī)床。由參考文獻(xiàn)14表1-5得組合機(jī)床是用已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和少量專用部件組成的多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的高效專用機(jī)床，生產(chǎn)率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍，可以進(jìn)行鉆、鏜、鉸、攻絲、車削、銑削、車孔端面等工序，隨著組合機(jī)床的發(fā)展，其工藝范圍日益擴(kuò)大，如：焊接、熱處理、自動測量和自動裝配、清洗等非切削工序。1911年，美國為加工汽車零部件研制了組合機(jī)床。在發(fā)展初期，各機(jī)床制造廠都執(zhí)行自己的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為方便用戶使用和維修，提高互換性，1953年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機(jī)床制造廠協(xié)商，確定機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，并規(guī)定了部件間聯(lián)系尺寸。1973年ISO公布了第一批組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)，它包括了汽車、農(nóng)業(yè)、紡機(jī)和儀表工業(yè)。1978年、1983年又第二次作了增補(bǔ)。目前，我國組合機(jī)床的通用部件約占70%90%。組合機(jī)床廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的行業(yè)，如：汽車、拖拉機(jī)、電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、閥門縫紉機(jī)等制造業(yè)。主要加工箱體零件，如汽缸體、變速箱體、汽缸蓋、閥體等，一些重要零件的關(guān)鍵加工工序，雖然生產(chǎn)批量不大，但也采用組合機(jī)床來保證其加工質(zhì)量。目前，組合機(jī)床的研制正向高效、高精度、高自動化的柔性方向發(fā)展。3.1 組合機(jī)床的組成組合機(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機(jī)。由參考文獻(xiàn)13表3-5得典型的雙面復(fù)合式單工位組合機(jī)床。其組成是：側(cè)底座、滑臺、鏜削頭、夾具、多軸箱、動力箱、立柱、墊鐵、立柱底座、中間底座、液壓裝置、電氣控制設(shè)備、刀工具等。通過控制系統(tǒng)，在兩次裝卸工件間隔時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)自動工作循環(huán)。圖中各個(gè)部件都是具有一定獨(dú)立功能的部件，并且大都是已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的通用部件。通常夾具、中間底座、和多軸箱是根據(jù)工件的尺寸形狀和工藝要求設(shè)計(jì)的專用部件，但其中的絕大多數(shù)零件如定位夾緊元件、傳動件等也都是標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。3.2 組合機(jī)床的類型根據(jù)所選的通用部件的規(guī)格大小以及結(jié)構(gòu)和配制形式等方面的差異，將組合機(jī)床分為大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床兩大類。習(xí)慣上滑臺臺面寬度B250mm的為大型組合機(jī)床，滑臺B250mm的為小型組合機(jī)床。由參考文獻(xiàn)7表3-7得根據(jù)大型組合機(jī)床的配制形式，可以將其分為具有固定夾具的單工位組合機(jī)床、具有移動夾具的多工位組合機(jī)床兩類。3.2.1 具有固定夾具的單工位組合機(jī)床單工位組合機(jī)床特別適用于加工大、中型箱體類零件。在整個(gè)加工循環(huán)中，夾具和工件固定不動，通過動力部件使刀具從單面、雙面或多面對工件進(jìn)行加工。這類機(jī)床加工精度高，但生產(chǎn)率低。按照組成部件的配置形式及動力部件的進(jìn)給方向，單工位組合機(jī)床又分為臥式、立式、傾斜式和復(fù)合式四種類型。3.2.2 具有移動夾具的多工位組合機(jī)床多工位組合機(jī)床的夾具和工件可按預(yù)訂的工作循環(huán)，作間歇的移動或轉(zhuǎn)動，以便依次在不同工位上對工件進(jìn)行不同工序的加工。這類機(jī)床生產(chǎn)率高，但加工精度不如單工位組合機(jī)床，多用于大批量生產(chǎn)中對中小型零件的加工。由參考文獻(xiàn)13表3-5得按照夾具和工件的輸送方式不同，可分為移動式工作臺、回轉(zhuǎn)式工作臺、中央立柱式工作臺和鼓輪式工作臺四種類型。4 組合機(jī)床及其特點(diǎn)組合機(jī)床使用系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和少量的專用部件組成的多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的高校專用機(jī)床，其生產(chǎn)率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍，可進(jìn)行鉆、鏜、鉸、攻絲、車削、銑削等切削加工。組合機(jī)床的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件約占70-80%,這些部件是系列化的,可以進(jìn)行成批生產(chǎn).其余20-30%的專用部件是由被加工零件的形狀,輪廓尺寸,工藝和工序來決定,如夾具,主軸箱,刀具和工具等.在批量生產(chǎn)中為了提高生產(chǎn)率，必須要縮短加工時(shí)間和輔助時(shí)間，而且盡可能使輔助時(shí)間和加工時(shí)間重合，使每個(gè)工位裝夾多個(gè)工件同時(shí)進(jìn)行多刀加工，實(shí)行工序高度集中，因而廣泛采用組合機(jī)床。由參考文獻(xiàn)2表4-5得一般的組合機(jī)床主要有六部分通用部件及兩部分專用部件組成。以復(fù)合立式三面鉆孔組合機(jī)床，它由側(cè)底座、力主底座、力主、動力箱、滑臺及中間底座等通用部件及多軸箱、夾具等專用部件組成。組合機(jī)床的專用部件往往也是由大量的通用零件和標(biāo)準(zhǔn)件組成。 組合機(jī)床按主軸箱和動力箱的安置方式不同可分為以下幾種型式：（1）臥式組合機(jī)床（動力箱水平安裝）。（2）立式組合機(jī)床（動力箱垂直安裝）。（3）側(cè)斜式組合機(jī)床（動力箱傾斜安裝）。（4）復(fù)合式組合機(jī)床（動力箱具有上述兩種以上的安裝狀態(tài)）。 在以上四種配置型式的組合機(jī)床中，如果每一種之中再安置一個(gè)或幾個(gè)動力部件時(shí)，還可以組成雙面或多面組合鉆床。 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校啥嗝妗⒍噍S、多刀同時(shí)自動加工。（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?、系列化、?biāo)準(zhǔn)化程度高，而且通用部件可組織批量生產(chǎn)。（5）自動化程度高，勞動強(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)床及自動線。機(jī)床易于改裝，產(chǎn)品或工藝變化時(shí)，通用部件一般還可以重復(fù)利用。4.1 組合機(jī)床工藝范圍及加工精度目前，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、自動裝配和建材、清洗和零件分類及打印等非切削工作。由參考文獻(xiàn)6表5-5得組合機(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)床的加工精度簡述如下：采用鉸孔或精鏜孔時(shí)，孔的精度可達(dá)H6級，表明粗糙度為，孔的圓度在孔徑尺寸公差一半范圍內(nèi)。加工有色金屬時(shí)，采用精密夾具，經(jīng)過34次加工，精度可以穩(wěn)定地達(dá)H6級，表面粗糙度可達(dá)。當(dāng)從兩面多軸加工時(shí)，孔的同軸度一般為.當(dāng)從一面進(jìn)行精鏜孔，并且采用固定式夾具，鏜刀桿兩端都有精密導(dǎo)向裝置，夾具在精度良好的條件下，在長度內(nèi)，被加工零件幾個(gè)孔的同軸度可保證在以內(nèi)。當(dāng)分別從兩面對同一軸線上的孔進(jìn)行單軸加工時(shí)，在有中間精密導(dǎo)向裝置條件下，其同軸度亦可保證在。在組合機(jī)床上加工，孔與孔相互之間的平行度以及孔對加工基面的平行度，在長度內(nèi)可達(dá)?？椎奈恢镁扰c夾具、機(jī)床的型式和精度有很大的關(guān)系。在固定式夾具的機(jī)床上鏜孔，孔間距離和孔的軸線與定位基面的位置精度可穩(wěn)定地達(dá)到。在多工位機(jī)床上，由于回轉(zhuǎn)工作臺會回轉(zhuǎn)鼓輪存在定位誤差，則加工精度不高。如果在同一工位上，若有懸掛式活動鉆模板，對孔進(jìn)行精加工時(shí)，其位置精度可達(dá)到。在組合機(jī)床及其自動線上常用銑削、刮削、車削（端面）和拉削等方法加工平面。一般采用銑削頭、滑臺和滑座等通用部件，根據(jù)被加工工件的工藝要求組成單面、雙面以及立式、回轉(zhuǎn)臺式等多種型式的組合銑床。當(dāng)加工大型的箱體類工件時(shí)，一般采用銑削頭固定、工件安裝在工作臺上移動的布局型式。這樣的機(jī)床結(jié)構(gòu)較簡單，剛性較好，加工精度較高。在加工中小型工件時(shí)，通常將銑削頭組成鼓輪式組合銑床或立式連續(xù)回轉(zhuǎn)臺式組合銑床，這類機(jī)床生產(chǎn)效率高，加工精度較低。在組合機(jī)床上加工平面的平直度可以達(dá)到在1000毫米長度內(nèi)偏差0.020.05毫米，表面粗糙度微米。對定位基面的平行度可以保證在0.05毫米以內(nèi)，到定位基面的距離（一般在500毫米以內(nèi)）尺寸公差可以保證在0.05毫米以內(nèi)。多軸加工，采用動力滑臺在死擋鐵上停留的方法，其加工精度能達(dá)到0.150.25毫米；單軸加工，采用特殊結(jié)構(gòu)，加工到終點(diǎn)使擋塊頂在被加工工件的表面，一般精度可以達(dá)到0.080.10毫米。條件良好時(shí)，精度可以保證在0.020.045毫米以內(nèi)。4.2 采用組合機(jī)床的經(jīng)濟(jì)分析組合機(jī)床是一種高效率專用機(jī)床，有特定的使用條件，不是在任何情況下都能收到良好的經(jīng)濟(jì)效益。在確定設(shè)計(jì)組合機(jī)床前，應(yīng)該進(jìn)行具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。由參考文獻(xiàn)4表9-5得 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，要在驅(qū)動橋殼體上三面鉆孔，孔的種類較多，總數(shù)也較多。若采用普通機(jī)床加工需反復(fù)進(jìn)行，加工耗時(shí)較多，且不容易保證孔與孔間的位置精度。根據(jù)零件的形狀及加工要求選取采用臥式雙面組合鉆床，同時(shí)進(jìn)行雙面多孔加工。這樣可以保證孔與孔之間的位置精度，且加工所需的時(shí)間大大縮短。除此之外采用組合機(jī)床對工人的要求很低，節(jié)約了勞動成本。綜上所述，對于在驅(qū)動橋殼體上三面鉆孔采用組合機(jī)床，可以取得良好的經(jīng)濟(jì)性。4.3 組合機(jī)床的發(fā)展趨勢衡量通用部件技術(shù)水平的主要標(biāo)準(zhǔn)是：品種規(guī)格齊全，動、靜態(tài)性能參數(shù)先進(jìn)，工藝性好，精度高和精度保持性好。機(jī)械驅(qū)動的動力部件具有性能穩(wěn)定，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。目前，機(jī)械驅(qū)動的動力部件應(yīng)用了交流變頻調(diào)速電機(jī)和直流伺服電機(jī)等，使機(jī)械驅(qū)動的動力部件增添了新的競爭力。動力部件采用鑲鋼導(dǎo)軌（英度可達(dá)HEC5860）、滾珠絲杠、靜壓導(dǎo)軌、靜壓軸承、遲形皮帶等較新的結(jié)構(gòu)。支承部件采用焊接結(jié)構(gòu)等。由于提高了部件的精度和動、靜態(tài)性能，因而使被加工的工件精度明顯提高，表面粗糙度減小。在機(jī)械制造工業(yè)中，中小批量生產(chǎn)約占80%。在某些中批量生產(chǎn)的企業(yè)中，如機(jī)床、閥門行業(yè)中、其關(guān)鍵工序采用組合機(jī)床。其中機(jī)床廠用組合機(jī)床加工主軸變速箱孔系，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著。發(fā)展具有可調(diào)、快調(diào)、裝配靈活、適應(yīng)多品種加工特點(diǎn)的組合機(jī)床十分迫切。轉(zhuǎn)塔主軸箱式組合機(jī)床，可換主軸箱式組合機(jī)床以及自動換刀式數(shù)控組合機(jī)床可用于中、小批生產(chǎn)，但這類機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。近年來出現(xiàn)了多種新刀具，如具有鍍層的硬質(zhì)合金刀片、立方氮化鵬刀具、金剛石刀具、各種可轉(zhuǎn)位的密赤銑刀，噴吸鉆頭，鑲有可轉(zhuǎn)位刀片的“短鉆頭”等。一般情況下，采用先進(jìn)刀具的工時(shí)為原工時(shí)的。由于提高了刀具的耐用度，大大縮短了多刀組合機(jī)床停機(jī)換刀時(shí)間，提高了組合機(jī)床的經(jīng)濟(jì)效益。由參考文獻(xiàn)5表2-7得組合機(jī)床的自動檢測通常作為一個(gè)工位出現(xiàn)。自動檢測包括對毛坯尺寸和工件硬度的檢查、鉆孔深度、刀具折斷、精加工尺寸和幾何形狀的檢查等。檢查方法分為主動檢查與被動檢查。主動檢查是將不合格的工件剔出，使之不往下個(gè)工位輸送。被動檢查則是發(fā)現(xiàn)不合格的工件時(shí)發(fā)現(xiàn)停機(jī)信號。目前主動檢查應(yīng)用的日趨廣泛。由于電子元件迅速發(fā)展，集成控制器、微機(jī)處理的應(yīng)用，使自動檢測技術(shù)更加可靠。自動檢測工位要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，統(tǒng)計(jì)計(jì)算以及打印出有關(guān)數(shù)據(jù)或作為數(shù)字顯示。自動監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展可以把被加工零件的實(shí)際尺寸控制在比規(guī)定公差更小的范圍之內(nèi)。還可以把加工后的工件按公差進(jìn)行分組，以便按分組的公差帶裝配。實(shí)際表明，采用分組裝配法提高產(chǎn)品的精度要比用單純提高設(shè)備精度更為經(jīng)濟(jì)。組合機(jī)床出完成切削加工等工序外，還在逐步設(shè)計(jì)制造用于焊接、熱處理、自動裝配、自動打印、性能試驗(yàn)以及清洗和包裝等用途的組合機(jī)床。5 組合機(jī)床通用部件及其選用通用部件是組合機(jī)床的基礎(chǔ)。部件通用化程度的高低標(biāo)志著組合機(jī)床的技術(shù)水平。在組合機(jī)床設(shè)計(jì)中，選擇通用部件是重要內(nèi)容之一。5.1 通用部件的類型按通用部件在組合機(jī)床上的作用，可分為下列幾類：（1）動力部件 動力部件是組合機(jī)床的主要部件，它為刀具提供主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。動力部件包括動力滑臺及其相配套的動力箱和各種單軸頭，如銑削頭、鉆削頭、鏜孔車端面頭等，其它部件均以選定的動力部件為依據(jù)來配套選用。（2）支撐部件 支撐部件是組合機(jī)床的基礎(chǔ)部件，它包括側(cè)底座、立柱、立柱底座和中間底座等，用于支撐和安裝各種部件。組合機(jī)床各種部件之間的相對位置精度、機(jī)床的剛度要求主要由支撐部件保證。（3）輸送部分 輸送部件用于帶動夾具和工件的移動和轉(zhuǎn)動，以實(shí)現(xiàn)工位的變換，因此，要求較高的定位精度。輸送部件主要有移動工作臺和回轉(zhuǎn)工作臺。（4）控制部件 控制部件用于控制組合機(jī)床按預(yù)定的加工程序進(jìn)行循環(huán)工作，它包括可編程控制器（PLC）、各種液壓元件、操縱板、控制擋鐵和按鈕臺等。（5）輔助部件 輔助部件包括用于實(shí)現(xiàn)自動夾緊工件的液壓或氣動裝置、機(jī)械扳手、冷卻和潤滑裝置、排銷裝置以及上下料的機(jī)械手等。按通用部件標(biāo)準(zhǔn)，動力滑臺的主參數(shù)為其工作臺面寬度，其它通用部件的主參數(shù)取與其配套的滑臺主參數(shù)來表示。例如，1HY32M1B表示臺面寬度為320mm，經(jīng)過一次重大改進(jìn)，采用鑲鋼導(dǎo)軌的精密液壓滑臺；TX40A表示于臺面寬度為400mm的滑臺配套，主軸徑向軸承采用短圓柱滾子軸承，用于精加工的銑削頭。等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的“1字頭”通用部件，按精度分為：普通級、精密級和高精度級三種精度等級?！?字頭”滑臺采用雙矩形閉式導(dǎo)軌，縱向用雙矩形的外側(cè)導(dǎo)向，斜鑲條調(diào)整導(dǎo)軌間隙；壓板與支承導(dǎo)軌組成輔助導(dǎo)軌副，防止傾覆力矩過大導(dǎo)致滑鞍（動導(dǎo)軌）與滑座（支承導(dǎo)軌）分離。這種導(dǎo)軌制造工藝簡單，導(dǎo)向精度高，剛度好?；鶎?dǎo)軌材料有兩種，分別在型號后面加A、B以區(qū)別，A表示滑座導(dǎo)軌材料為HT300，高頻淬火，淬火硬度為4248HRC；B表示滑座為鑲鋼導(dǎo)軌，淬火硬度為48HRC以上。由參考文獻(xiàn)3表7-5得數(shù)控機(jī)械滑臺是1HJ系列機(jī)械滑臺的派生產(chǎn)品，采用了大連組合機(jī)床研究所研制的ZHS-ACO4D交流伺服系統(tǒng)，能自動變換進(jìn)給速度和工作循環(huán)，在較大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動調(diào)速、位置控制、程序控制。適合多種小批量柔性生產(chǎn)。帶光電編碼器的交流伺服電動機(jī)采用SPWM控制技術(shù)，7502400r/min為恒功率調(diào)速；運(yùn)動通過一級定比齒輪減速驅(qū)動滾珠絲杠，驅(qū)動滑鞍移動，開環(huán)系統(tǒng)伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)角誤差為0.072，由光柵尺組成的全閉環(huán)系統(tǒng)，滑鞍位置精度可達(dá)2m。5.2 常用通用部件（1）動力滑臺 動力滑臺是有滑座、滑鞍和驅(qū)動裝置等組成、實(shí)現(xiàn)直線進(jìn)給運(yùn)動的動力部件。 根據(jù)驅(qū)動和控制方式不同，滑臺可分為液壓滑臺、機(jī)械滑臺和數(shù)控滑臺三種類型。（2）主軸部件 主軸部件又稱單軸頭或工藝切削頭，其端部安裝刀具，尾部連接傳動裝置即可進(jìn)行切削。如進(jìn)行銑削、鏜削、鉆削及攻螺紋等單軸加工工序。每種主軸部件均采用剛性主軸結(jié)構(gòu)。在加工時(shí)，刀桿（或刀具）一般不需要導(dǎo)向裝置，加工精度主要由主軸部件本身以及滑臺的精度保證。（3）主運(yùn)動驅(qū)動裝置 主運(yùn)動驅(qū)動裝置主要有兩大類：一類是與通用主軸部件配套使用的主運(yùn)動傳動裝置；另一類是與主軸箱（專用部件）相配的動力箱。（4）工作臺 工作臺是多工位組合機(jī)床的輸送部件，它用來將被加工工件轉(zhuǎn)換到另一個(gè)工位。工作臺按運(yùn)動方式的不同可分為分度回轉(zhuǎn)工作臺和多工位移動工作臺；按傳動方式的不同可分為機(jī)械傳動、液壓傳動及氣壓傳動等多種型式。（5）支承部件 組合機(jī)床的支承部件往往是通用和專用兩部分的組合。有中間底座、側(cè)底座和立柱及立柱側(cè)底座三種。（6）自動線通用部件 組合機(jī)床自動線是由組合機(jī)床及工件輸送裝置、轉(zhuǎn)位裝置、排屑裝置等輔助設(shè)備和檢測裝置、電氣、液壓控制設(shè)備等組成。5.3 通用部件的選用（1）通用部件選用的方法和原則 選用的基本方法是：根據(jù)所需的功率、進(jìn)給力、進(jìn)給速度等要求，選擇動力部件及其配套部件。選用原則如下：切削功率應(yīng)滿足加工所需的計(jì)算功率。（a）進(jìn)給部件應(yīng)滿足加工所需的最大計(jì)算進(jìn)給力、進(jìn)給速度和工作行程及工作循環(huán)的要求，同時(shí)還需考慮裝刀、調(diào)刀的方便性。（b）動力箱與多軸箱尺寸應(yīng)相適應(yīng)和匹配。（c）應(yīng)滿足加工精度的要求。（d）盡量按通用部件的匹配關(guān)系選用有關(guān)通用部件。（2）通用部件的選用（a）動力部件品種的確定。（b）動力部件規(guī)格的確定。對于支承部件如側(cè)底座、立柱等通用部件，可選與動力滑臺規(guī)格相配套的相應(yīng)規(guī)格。6 繪制“三圖一卡”繪制組合機(jī)床”三圖一卡”,就是針對具體零件,在選定的工藝和結(jié)構(gòu)法案的基礎(chǔ)上,進(jìn)行組合機(jī)床總體法案圖樣文件設(shè)計(jì)。內(nèi)容包括:繪制被加工零件工序圖,加工示意圖,機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡”, 本次設(shè)計(jì)工序是鉆兩側(cè)面的孔。6.1 加工工序圖6.1.1 被加工零件工序圖的作用和要求被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工序方案,表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上完成的工序內(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,毛坯或半成平情況的圖樣,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),也的也是制造,使用,調(diào)速和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。6.1.2 被加工零件工序圖的內(nèi)容（1）被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸及本工作設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。（2）本工序所選用的定位基準(zhǔn),夾緊部位及夾緊方向。（3）本工序加工表面的尺寸,精度,表面粗糙度,形位公差等級,技術(shù)要求以及對上道工序的技術(shù)要求。（4）注明被加工零件的名稱,編號,材料,硬度以及加工部位的余量。6.1.3 編制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng)（1）本機(jī)床加工部分的位置尺寸由定位基面標(biāo)起，尤其在本機(jī)床加工，所選用的定位基面與設(shè)計(jì)基面不一致時(shí)，還必須對各孔要求的位置精度進(jìn)行分析和換算，即把不對稱公差的尺寸換算成對稱公差尺寸。以便在進(jìn)行夾具鏜?？自O(shè)計(jì)和主軸箱設(shè)計(jì)時(shí)，確定鏜模孔尺寸及主軸位置尺寸，并把各孔位置尺寸改為從定位基面標(biāo)注。（2）對孔的加工余量要認(rèn)真分析，在鏜階梯孔時(shí)，其大直徑孔的單邊余量應(yīng)小于相鄰兩孔半徑之差，以便鏜刀能通過。在加工毛坯孔時(shí)，不僅要弄清楚加工余量，還需要注意孔德鑄造偏心及鑄造毛刺大小，以便設(shè)計(jì)相應(yīng)尺寸的鏜桿，保證加工能正常進(jìn)行。（3）對精鏜機(jī)床必須注明是否允許有刀痕，以及允許退刀痕的形狀。為了使被加工零件工序圖清晰明了，能突出本機(jī)床加工內(nèi)容，繪制時(shí)對本機(jī)床加工部件用粗實(shí)線表示，其尺寸打上方框，其余部位用細(xì)實(shí)線表示，定位基準(zhǔn)符號用“”，”表示，夾壓位置符號用表示。6.2 加工示意圖6.2.1 被加工零件示意圖的作用加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的。是表達(dá)工藝方案、具體的機(jī)床工藝方案圖。它是設(shè)計(jì)刀具夾具多軸箱和液壓、電氣系統(tǒng)以及選擇動力部件。繪制機(jī)床總配合尺寸圖的主要依據(jù)，是對機(jī)床總體布局和性能的原始要求，也是調(diào)整機(jī)床刀具所必須的重要技術(shù)文件。6.2.2 被加工零件示意圖的內(nèi)容（1）機(jī)床的加工方法、切削用量、工作循環(huán)和工作行程。（2）工件、刀具及導(dǎo)向、托架及多軸箱之間的相對位置及其聯(lián)系尺寸。（3）主軸結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長度。（4）刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、直徑和長度、接桿、浮動卡頭、導(dǎo)向裝置、攻螺紋靠模裝置等結(jié)構(gòu)尺寸。（5）刀具、導(dǎo)向套間的配合,刀具、接桿主軸之間的連接方式及配合尺寸等。（6）加工部位結(jié)構(gòu)尺寸、精度及分布情況。（7）工件名稱、材料、加工余量、切削液及是否需要讓刀等。（8）工件加工部位向視圖，并在向視圖上編出孔號。6.2.3 選擇刀具、導(dǎo)向及有關(guān)計(jì)算由上述計(jì)算每根軸的輸出功率P=0.153kw，右側(cè)共9根輸出軸，且每一根軸都鉆5直徑，所以總切削功率 。查閱組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊p47表2-7初選切削用量：加工直徑 d=6.8mm切削速度 v=50m/min 進(jìn)給量 f=0.2mm/r 得 主軸轉(zhuǎn)速 加工直徑 d=5mm切削速度 v=50m/min 進(jìn)給量 f=0.2mm/r 得 主軸轉(zhuǎn)速 多軸箱的功率： （2-9）=59 52 0.20.633=532.53N.mm=0.13kw切削轉(zhuǎn)矩（N.mm）進(jìn)給量（mm.r-1）鉆頭直徑（mm）其中在切削有色金屬時(shí)取0.8所以 =0.130.8=0.104kw由參考文獻(xiàn)1表5-39選取動力箱得出動力箱及電動機(jī)的型號:動力箱型號 電動機(jī)型號 電動機(jī)功率(Kw) 電動機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min) 輸出軸轉(zhuǎn)速(r/min) 右主軸箱 1TD40-IV型動力箱驅(qū)動（n驅(qū)=480/min; 電動機(jī)選 Y132M1-6B5型，功率為4kw ）。根據(jù)選定的切削用量，計(jì)算總的進(jìn)給力，并根據(jù)所需的最小進(jìn)給速度、工作行程、結(jié)合多軸箱輪廓尺寸，考慮工作穩(wěn)定性，選用1HY49A型液壓滑臺，以及相配套的側(cè)底座（1CC401型）。確定主軸類型，尺寸，外伸長度在右側(cè)面，主軸用于鉆孔，選用滾珠軸承主軸。又因?yàn)楦涌^與刀具剛性連接，所以該主軸屬于長主軸。故本課題中的主軸均為滾珠軸承長主軸。由表3-5查得被加工材料M6主軸轉(zhuǎn)矩T=2.40 N.M 選取d=15mm， B取7.3剛性主軸由表3-6查得主軸直徑=20mm，主軸外徑D=25mm,內(nèi)徑d1=16mm, 主軸外伸尺寸L=85mm,接桿莫氏圓錐號1。導(dǎo)向裝置的選擇組合機(jī)床鉆孔時(shí)，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證的。導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具相對工件的正確位置；保證刀具相互間的正確位置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。由參考文獻(xiàn)1查表8-4得5 在 d810范圍內(nèi)，查得如下D=15mm, D1=22mm, D2=26mm, D3=M6,L取16mm,短型導(dǎo)套,選用通用導(dǎo)套。連桿的選擇在鉆、擴(kuò)、鉸孔及倒角等加工小孔時(shí)，通常都采用接桿（剛性接桿）。因?yàn)橹鬏S箱各主軸的外伸長度和刀具均為定值，為保證主軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了位置，須采用軸向可調(diào)整的接桿來協(xié)調(diào)各軸的軸向長度，以滿足同時(shí)加工完成孔的要求。為了獲得終了時(shí)多軸箱前端面到工件端面之間所需要的最小距離，應(yīng)盡量減少接桿的長度。因?yàn)?-5孔的鉆削面是同一面且主軸內(nèi)徑是16mm,由參考文獻(xiàn)1表8-1查得選取A型可調(diào)接桿 d=16mm， L=85mm。動力部件工作循環(huán)及行程的確定切入長度一般為5-10mm， 取切入長度 =5mm; 切出長度由參考文獻(xiàn)1表3-7得 切出長度取=10.24mm 。 加工時(shí)加工部位長度L(多軸加工時(shí)按最長孔計(jì)算)L=83mm.為排屑要求必須鉆口套與工件之間保留一點(diǎn)的距離，根據(jù)麻花鉆直徑5，由參考文獻(xiàn)3表3-4得導(dǎo)套口至工件尺寸 ,（參考鉆鋼） 取 ，又根據(jù)鉆套用導(dǎo)套的長度確定鉆模架的厚度為12mm。快退長度的確定:一般在固定式夾具鉆孔或擴(kuò)孔的機(jī)床上動力頭快速退回的行程只要把所有的刀具都退回至導(dǎo)套內(nèi),不影響工件裝卸即可。選擇刀具：根據(jù)鉆口套至工進(jìn)行程末端的距離 ，及鉆口套長度 ,由參考文獻(xiàn)12表3-1查得選擇：矩形柄麻花鉆 ,(切削長度部分145mm)?；_及底座的選擇，選擇液壓滑臺，進(jìn)給量實(shí)行無級調(diào)速，安全可靠，轉(zhuǎn)換精度高。由于液壓驅(qū)動，零件損失小，使用壽命長，但調(diào)速維修比較麻煩。由已知工進(jìn) 每根輸出軸的切削力F=1144.5N則9根軸總的切削力 又因?yàn)镮TD32-型動力箱滑鞍長度L=630mm,由參考文獻(xiàn)1表5-1選擇1HY32-型滑臺及它的側(cè)底座選擇ICC321查表5-3可得：臺面寬度320mm，臺面長度630mm，行程400mm， 最大進(jìn)給力12500N， 工進(jìn)速度20650mm/min, 快速移動速度10m/min。多軸箱輪廓尺寸的設(shè)計(jì)確定機(jī)床的裝料高度，新頒國家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為1060mm，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)常在8501060mm之間選取，選取裝料高度為950mm。多軸箱的寬度與高度的大小與被加工零件的加工部位有關(guān)，可按下列關(guān)系式確定： B=b+2b1=165.5+2x100=365.5mm b-工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)兩孔距離b1-最邊緣主軸中心距箱體外壁的距離，推薦 ，取b1 =100。h-工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離，h=96.5+67=163.5mm。h1-最底主軸高度H-多軸箱高度h1=h2+H-(0.5+h3+h4)=152.4-880-(0.5+320+560)=151.9mmH=h+h1+b1=163.5+151.4+100=404.9mmB=b+2b1=165.5+2x100=365.5mm按通用箱體系列尺寸標(biāo)準(zhǔn)選擇，選擇多軸箱輪廓尺寸，實(shí)例取BxH=500mmx500mm因?yàn)榛_與底座的型號都已經(jīng)選擇，所以側(cè)底座的高度為已知值：560mm，滑臺滑座總高：320mm。左側(cè)面鉆6.8切削用量的選擇根據(jù)參考文獻(xiàn)1查表6-11高速鋼鉆頭切削用量。加工材料為鋁合金，硬度200241HBS,可知切削速度為2050m/min,孔徑38mm。進(jìn)給量f mm/r 為 0.050.25mm/r。鉆孔的切削用量還與鉆孔的深度有關(guān)，當(dāng)加工鑄鐵件孔深為鉆頭直徑的34倍時(shí)，在組合機(jī)床上通常都是和其他淺孔一樣采取一次走刀的辦法加工出來的，不過加工這種較深孔的切削用量要適當(dāng)降低些。動力部件的選擇右側(cè)共9根輸出軸，且每一根軸都鉆6.8直徑，所以總切削功率 。則多軸箱的功率： （2-9）=596.820.20.633=984.97N.mm=0.24kw切削轉(zhuǎn)矩（N.mm）進(jìn)給量（mm.r-1）鉆頭直徑（mm）其中在切削有色金屬時(shí)取0.8所以 =0.192kw由參考文獻(xiàn)1表5-39選取動力箱得出動力箱及電動機(jī)的型號:動力箱型號 電動機(jī)型號 電動機(jī)功率(Kw) 電動機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min) 輸出軸轉(zhuǎn)速(r/min) 右主軸箱 1TD40-IV型動力箱驅(qū)動（n驅(qū)=480/min; 電動機(jī)選 Y132M1-6B5型，功率為4kw ）。根據(jù)選定的切削用量，計(jì)算總的進(jìn)給力，并根據(jù)所需的最小進(jìn)給速度、工作行程、結(jié)合多軸箱輪廓尺寸，考慮工作穩(wěn)定性，選用1HY49A型液壓滑臺，以及相配套的側(cè)底座（1CC401型）。確定主軸類型，尺寸，外伸長度在右側(cè)面，主軸用于鉆孔，選用滾珠軸承主軸。又因?yàn)楦涌^與刀具剛性連接，所以該主軸屬于長主軸。故本課題中的主軸均為滾珠軸承長主軸。由表3-5查得被加工材料M8主軸轉(zhuǎn)矩T=5 N.M 選取d=17mm， B取7.3剛性主軸由表3-6查得主軸直徑=20mm， 主軸外徑D=32mm,內(nèi)徑d1=20mm, 主軸外伸尺寸L=115mm, 接桿莫氏圓錐號1，2。導(dǎo)向裝置的選擇組合機(jī)床鉆孔時(shí)，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證的。導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具相對工件的正確位置；保證刀具相互間的正確位置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。由參考文獻(xiàn)1查表8-4得6.8 在 d810范圍內(nèi)，查得如下D=15mm, D1=22mm, D2=26mm, D3=M6,L取16mm， 短型導(dǎo)套，選用通用導(dǎo)套。連桿的選擇在鉆、擴(kuò)、鉸孔及倒角等加工小孔時(shí)，通常都采用接桿（剛性接桿）。因?yàn)橹鬏S箱各主軸的外伸長度和刀具均為定值，為保證主軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了位置，須采用軸向可調(diào)整的接桿來協(xié)調(diào)各軸的軸向長度，以滿足同時(shí)加工完成孔的要求。為了獲得終了時(shí)多軸箱前端面到工件端面之間所需要的最小距離，應(yīng)盡量減少接桿的長度。因?yàn)?-6.8孔的鉆削面是同一面且主軸內(nèi)徑是20mm,由參考文獻(xiàn)1表8-1查得選取A型可調(diào)接桿 d=20mm， L=88mm。動力部件工作循環(huán)及行程的確定切入長度一般為5-10mm， 取 =7mm; 切出長度由參考文獻(xiàn)1表3-7得。 加工時(shí)加工部位長度L(多軸加工時(shí)按最長孔計(jì)算)L=78mm.為排屑要求必須鉆口套與工件之間保留一點(diǎn)的距離，根據(jù)麻花鉆直徑6.8，由參考文獻(xiàn)3表3-4得:導(dǎo)套口至工件尺寸 ,（參考鉆鋼） 取 ，又根據(jù)鉆套用導(dǎo)套的長度確定鉆模架的厚度為12mm。附帶得出底面定位元件的厚度 ?？焱碎L度的確定:一般在固定式夾具鉆孔或擴(kuò)孔的機(jī)床上動力頭快速退回的行程只要把所有的刀具都退回至導(dǎo)套內(nèi),不影響工件裝卸即可。選擇刀具：根據(jù)鉆口套至工進(jìn)行程末端的距離 ，及鉆口套長度 ,由參考文獻(xiàn)12表3-1查得選擇：矩形柄麻花鉆 ,(切削長度部分145mm)。滑臺及底座的選擇，選擇液壓滑臺，進(jìn)給量實(shí)行無級調(diào)速，安全可靠，轉(zhuǎn)換精度高。由于液壓驅(qū)動，零件損失小，使用壽命長，但調(diào)速維修比較麻煩。由已知工進(jìn) 每根輸出軸的切削力F=1144.5N又因?yàn)镮TD32-型動力箱滑鞍長度L=630mm,由參考文獻(xiàn)1表5-1選擇1HY32-型滑臺及它的側(cè)底座選擇ICC321查表5-3可得：臺面寬度320mm，臺面長度630mm，行程400mm， 最大進(jìn)給力12500N， 工進(jìn)速度20650mm/min, 快速移動速度10m/min。多軸箱輪廓尺寸的設(shè)計(jì)確定機(jī)床的裝料高度，新頒國家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為1060mm，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)常在8501060mm之間選取，選取裝料高度為950mm。多軸箱的寬度與高度的大小與被加工零件的加工部位有關(guān)，可按下列關(guān)系式確定： B=b+2b1=214+100x2=414mm b-工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)兩孔距離，b=214mm。 -最邊緣主軸中心距箱體外壁的距離，推薦 ，取b1 =100。h-工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離，h=86+56=142mm。 -最低主軸高度h1=最底主軸高度H-多軸箱高度h1=h2+H-(0.5+h3+h4)=152.4-880-(0.5+320+560)=151.9mmH=h+h1+b1=151.9+142+100=393.9mm按通用箱體系列尺寸標(biāo)準(zhǔn)選擇，選擇多軸箱輪廓尺寸，實(shí)例取BxH=500mmx500mm因?yàn)榛_與底座的型號都已經(jīng)選擇，所以側(cè)底座的高度為已知值：560mm，滑臺滑座總高：320mm。6.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖簡圖機(jī)床聯(lián)系尺寸圖如圖6.1所示。圖6.1 機(jī)床聯(lián)系尺圖6.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計(jì)算機(jī)床生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映機(jī)床節(jié)拍或生產(chǎn)率的切削用量、動作時(shí)間、生產(chǎn)綱領(lǐng)及負(fù)荷率等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)率的重要依據(jù)。由參考文獻(xiàn)15表9-5得（1） 理想生產(chǎn)率Q理想生產(chǎn)率Q（單件為件/h）是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)（包括備品及廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù)tk有關(guān)，一般情況下，單班制tk取2350h,則=50000/235021臺/h（2）實(shí)際生產(chǎn)率Q1實(shí)際生產(chǎn)率Q1（單件為件/h）是指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。即式中式中 生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（min）,可按下式計(jì)算：式中 分別為刀具第、第工作進(jìn)給長度，單位為mm； 分別為刀具第、第工作進(jìn)給量，單位為mm/min；當(dāng)沉孔止口倒角光整表面時(shí)，滑臺在死擋鐵上的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)510轉(zhuǎn)所需的時(shí)間，單位 mm；、分別動力部件快進(jìn)快退行程長度，單位為mm；動力部件快速行程速度。用機(jī)械動力部件時(shí)取56；用液壓動力部件時(shí)取310直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取0.1min；工件裝、卸（包括定位或撤消定位夾緊或松開 清理基面或切削及吊運(yùn)工件等）時(shí)間。它取決于裝卸是否方便及工人的熟練程度。通常?。?）機(jī)床負(fù)荷率（a）左主軸箱=（10/50+10.24/50+0.2x10/480）+（200/3000+0.1+1.5）2.1min0.04h2350/0.04=58750臺=58750/235025臺/h機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率滿足理想生產(chǎn)率要求機(jī)床負(fù)荷率=500002350(587502350)0.85右主軸箱=（5/50+9.65/50+0.2x10/480）+（200/3000+0.1+1.5）1.977min=0.033h2350/0.03370570臺=70570/235030臺/h機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率滿足理想生產(chǎn)率要求機(jī)床負(fù)荷率=500002350(705702350)0.717 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)組合機(jī)床是用已經(jīng)系列化，標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和少量專用部件組成的多軸，多刀，多工序，多面或多工位同時(shí)加工的高效專用機(jī)床。在批量生產(chǎn)正為了提高生產(chǎn)率，縮短加工時(shí)間和輔助時(shí)間，而且盡可能使輔助時(shí)間和加工時(shí)間重合，使每個(gè)工位裝夾多個(gè)工件，同時(shí)進(jìn)行多刀加工，實(shí)行工序高度集中，必須廣泛采用組合機(jī)床。設(shè)計(jì)組合機(jī)床首先要分析零件，制定工藝規(guī)程，根據(jù)所加工的工序繪制“三圖一卡”及夾具和總裝配圖。以下是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)組合機(jī)床的全過程.7.1 組合機(jī)床方案設(shè)計(jì)組合機(jī)床是針對被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求，按高度集中工序的原則設(shè)計(jì)的一種高效率的專用機(jī)床。設(shè)計(jì)組合機(jī)床前，首先應(yīng)根據(jù)組合機(jī)床完成工藝的一些現(xiàn)狀及組合機(jī)床各種工藝方案能達(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)床價(jià)格是否合理的問題。7.1.1 加工方案制定階段擬定方案階段包括制定工藝方案，確定機(jī)床的配置型式機(jī)結(jié)構(gòu)方案，最后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行圖紙的設(shè)計(jì)。根據(jù)1P68F上箱體的毛坯尺寸、加工要求和生產(chǎn)批量大小,相應(yīng)的加工方式也有所區(qū)別,我們共設(shè)計(jì)了兩種供選擇的方案，并根據(jù)方案的優(yōu)劣選擇適合企業(yè)年生產(chǎn)綱領(lǐng)要求，并且相對加工效率最高，成本最低的方案。兩種加工方案分別為：立式升降臺鉆床、1P68F上箱體雙面鉆。方案1：立式鉆床立式鉆床的主軸是垂直布置的。鉆頭可以根據(jù)加工需要在垂直方向內(nèi)進(jìn)給。主軸隨同主軸套筒能在主軸相中上下移動，可實(shí)現(xiàn)手動快速升降、手動進(jìn)給和接通、斷開機(jī)動進(jìn)給。工件直接或通過夾具安裝在工作臺上。工作臺和主軸箱都安裝在方形立柱的垂直導(dǎo)軌上，可以上下調(diào)整其位置，以適應(yīng)不同高度工件的加工需要。立式鉆床一般只有單面配置一種形式。方案2：臥式雙面鉆床臥式雙面鉆床的刀具主軸水平布置，動力部件沿水平方向進(jìn)給，兩個(gè)主軸箱上可同時(shí)安裝多個(gè)刀具，一次可同時(shí)在同一工件的左右兩個(gè)不同面上加工多個(gè)孔。對于要求雙面加工的零件更具有加工的針對性。(2) 加工方案選擇方案1中，采用立式鉆床，優(yōu)點(diǎn)是操作要求低，床身占用空間小，加工精度較高，能夠基本保證加工要求，且由于其通用性，故通常企業(yè)內(nèi)都有大量的此類設(shè)備，原始資源充足。但此種加工方案造成零件在加工過程中需要在工作臺上同時(shí)安裝兩個(gè)工件，夾具設(shè)計(jì)較為困難且裝夾穩(wěn)定性差，工件換向裝夾操作較為繁瑣，容易使工人產(chǎn)生混亂而導(dǎo)致操作失誤，無形中大大增加了加工所需的時(shí)間，提高了生產(chǎn)成本。方案2中，采用臥式雙面鉆床設(shè)計(jì)，最直接的特點(diǎn)是有兩面多個(gè)刀具，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙面多孔加工，節(jié)約了多次裝卸工件的時(shí)間，操作比較簡單，穩(wěn)定性較好，減少了裝夾時(shí)產(chǎn)生的誤差，簡化了加工工序，大大縮短了加工時(shí)間，降低了勞動成本，并且對工人的操作要求也不高。缺點(diǎn)是機(jī)床占用空間較大，加工精度較低，加工方式單一，通用性差。綜上，本設(shè)計(jì)選擇方案2中臥式雙面鉆床設(shè)計(jì)，該方案既可以滿足零件加工的技術(shù)要求，又符合企業(yè)年生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求，提高了生產(chǎn)率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。7.1.2 技術(shù)設(shè)計(jì)階段根據(jù)已確定的工藝和結(jié)構(gòu)方案，按照加工示意圖和機(jī)床聯(lián)系尺寸圖展開部件設(shè)計(jì)，繪制夾具、機(jī)床等的裝配圖。7.1.3 工作設(shè)計(jì)階段繪制有關(guān)圖紙，編制機(jī)床說明書。詳細(xì)過程見下列步驟和所繪圖紙。箱體是發(fā)動機(jī)上的主要基礎(chǔ)零件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高，加工工藝路線長。箱體的功用是：（1）支撐發(fā)動機(jī)上的運(yùn)動件，并保證活塞，連桿，曲軸等各運(yùn)動部件的準(zhǔn)確位置。（2）箱體上加工的出氣蓋，水道，油道，以保證發(fā)動機(jī)換氣，冷卻和潤滑的需要。（3）提供使發(fā)動機(jī)形成完整動力裝置所必須的各種輔助設(shè)施的安裝基準(zhǔn)面。由此可見，以滿足發(fā)動機(jī)的功能要求，就必須使其個(gè)表面之間有非常準(zhǔn)確的相互位置精度和運(yùn)動關(guān)系。本次加工的1P68F箱體由ADC12壓鑄而成，硬度大于90HB。8 夾具總體設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)的基本要求（1）工裝夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。夾具在生產(chǎn)中投入使用時(shí)要承受多種力度的作用，所以工裝夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。（2）夾緊的可靠性。夾緊時(shí)不能破壞工件的定位位置和保證產(chǎn)品形狀、尺寸符合圖樣要求。既不能允許工件松動滑移，又不使工件的拘束度過大而產(chǎn)生較大的拘束應(yīng)力。（3）良好的工藝性。所設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)便于制造、安裝和操作，便于檢驗(yàn)、維修和更換易損零件。設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮車間現(xiàn)有的夾緊動力源、吊裝能力及安裝場地等因素，降低夾具制造成本。（4）夾具體的外形尺寸。在繪制夾具總圖時(shí)，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置及其輔助機(jī)構(gòu)在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。然后進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，再根據(jù)強(qiáng)度和剛度要求選擇斷面的結(jié)構(gòu)形狀和壁厚尺寸。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，夾具體上設(shè)計(jì)有螺孔、銷孔，并且要求定位定位器和夾緊器的銷孔在裝配時(shí)配作。定位方式及元器件選擇定位器的作用是要使工件在夾具中具有準(zhǔn)確和確定不便的位置，在保證加工要求的情況下，限制足夠的自由度。工件的定位原理自由物體在空間直角坐標(biāo)系中有六個(gè)自由度，即沿OX,OY,OZ三個(gè)軸向的平動自由度和三個(gè)繞軸的轉(zhuǎn)動自由度。要使工件在夾具體中具有準(zhǔn)確和確定不變的位置，則必須限制六個(gè)自由度。工件的六個(gè)自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六個(gè)，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生產(chǎn)中，為了調(diào)整和控制不可避免產(chǎn)生的焊接應(yīng)力和變形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。在焊接夾具設(shè)計(jì)中，按加工要求應(yīng)限制的自由度而沒有被限制的欠定位是不允許的；而選用兩個(gè)或更多的支撐點(diǎn)限制一個(gè)自由度的方法稱為過定位，過定位容易位置變動，夾緊時(shí)造成工件或定位元件的變形，影響工件的定位精度，過定位也屬于不合理設(shè)計(jì)。（1）以工件的平面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí)，常采用擋鐵、支撐釘進(jìn)行定位（2）工件以圓孔內(nèi)表面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí)常采用銷定位器（3）工件以圓柱外表面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí)常采用V形鐵定位器夾緊方式及元器件選擇夾緊機(jī)構(gòu)的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點(diǎn)的確定、夾緊力大小的確定。對夾緊機(jī)構(gòu)的基本要求如下：（1）夾緊作用準(zhǔn)確，處于夾緊狀態(tài)時(shí)應(yīng)能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。（2）夾緊動作迅速，操作方便省力，夾緊時(shí)不應(yīng)損害零件表面質(zhì)量（3）夾緊件應(yīng)具備一定的剛性和強(qiáng)度，夾緊作用力應(yīng)是可調(diào)節(jié)的。（4）結(jié)構(gòu)力求簡單，便于制造和維修。主要零件設(shè)計(jì)的說明（1）夾具體綜合考慮了結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)型、標(biāo)準(zhǔn)化以及各種夾具體的優(yōu)缺點(diǎn)等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體；考慮到定位的精確度，要求定位定位器和夾緊器的銷孔在裝配時(shí)配作；考慮到焊件小，夾具體的強(qiáng)度要求以及夾具體的結(jié)構(gòu)要求，沒有在夾具體上設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋。（2）壓板考慮到定位錐頭銷釘需垂直取出焊件才能保證順利脫離焊件，在壓板下邊設(shè)置了彈簧；考慮到對螺母M6和喇叭支座的組件的定位，在壓板上開了凹槽起到定位作用；考慮到快速并順利取出焊件，將壓板設(shè)計(jì)成可退式壓板。定位的概念使用夾具安裝工件時(shí)，工件在夾具中的位置是由定位元件確定的。工件的有關(guān)表面需緊靠在定位元件上，從而被確定在一個(gè)既定的位置上，實(shí)現(xiàn)工件的定位。工件定位的作用在于使工件準(zhǔn)確占據(jù)定位元件所規(guī)定的位置，并且使一批逐次加工的工件在夾具中占據(jù)同一正確的位置。通常夾具是用來安裝加工成批工件的，所以工件的定位需要保證一批工件加工位置的一致性。工件定位的基本原理沒有采取定位措施時(shí)，每個(gè)工件在夾具中的位置是任意的。因此，對一個(gè)工件來說，其位置是不確定的，而對一批工件來說，其位置將是變動的、不一致的。一個(gè)物體在空間可能具有的運(yùn)動稱為自由度。從理論力學(xué)可知，一個(gè)在空間處于自由狀態(tài)的物體具有六個(gè)自由度，它們是沿三個(gè)垂直坐標(biāo)軸x、y、z的平動和沿三個(gè)垂直坐標(biāo)軸x、y、z的轉(zhuǎn)動。若使物體在某方向上有確定的位置，就必須設(shè)法限制該方向的自由度。當(dāng)物體的六個(gè)自由度完全被限制后，則該物體在空間的位置就完全被確定了。在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，是采用各種定位元件限制工件的自由度，實(shí)現(xiàn)工件的定位。8.1 壓板的強(qiáng)度校核各種材料因強(qiáng)度不足引起的失效現(xiàn)象是不同的。塑性材料，如普通碳鋼，以發(fā)生屈服現(xiàn)象，出現(xiàn)塑性變形為失效的標(biāo)志。脆性材料，如鑄鐵，失效現(xiàn)象則是突然斷裂。在單向受力情況下，出現(xiàn)塑性變形的屈服極限s和發(fā)生斷裂時(shí)的強(qiáng)度極限b，可由實(shí)驗(yàn)測定。s和b可稱為失效應(yīng)力。以安全系數(shù)除失效應(yīng)力，便得到許用應(yīng)力，于是建立強(qiáng)度條件 可見，在單向應(yīng)力狀態(tài)下，失效狀態(tài)或強(qiáng)度條件都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。 實(shí)際構(gòu)件危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)往往不是單向的。實(shí)現(xiàn)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)，要比單向拉伸或壓縮困難得多。常用方法是把材料加工成薄壁圓筒，在內(nèi)壓p作用下，筒壁為二向應(yīng)力狀態(tài)。如再配以軸向拉力F，可使兩個(gè)主應(yīng)力之比等于各種預(yù)定的數(shù)值。這種薄壁筒試驗(yàn)除作用內(nèi)壓和軸力外，有時(shí)還在兩端作用扭矩，這樣還可得到更普遍的情況。此外，也還有一些實(shí)現(xiàn)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的其他實(shí)驗(yàn)方法。盡管如此，完全復(fù)現(xiàn)實(shí)際中遇到的各種復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，并不容易。況且，復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)中應(yīng)力組合的方式和比值，又有各種可能。如果像單向拉伸一樣，靠實(shí)驗(yàn)來確定失效狀態(tài)，建立強(qiáng)度條件，則必須對各式各樣的應(yīng)力狀態(tài)一一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定失效應(yīng)力，然后建立強(qiáng)度條件。由于技術(shù)上的困難和工作的繁重，往往是難以實(shí)現(xiàn)的。解決這類問題，經(jīng)常是依據(jù)部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)過推理，提出一些假說，推測材料失效的原因，從而建立強(qiáng)度條件。事實(shí)上，盡管失效現(xiàn)象比較復(fù)雜，但經(jīng)過歸納，強(qiáng)度不足引起的失效現(xiàn)象主要還是屈服和斷裂兩種類型。同時(shí)，衡量受力和變形程度的量又有應(yīng)力、應(yīng)變和應(yīng)變能密度等。人們在長期的生產(chǎn)活動中，綜合分析材料的失效現(xiàn)象和資料，對強(qiáng)度失效提出各種假說。這種假說認(rèn)為，材料之所以按某種方式（斷裂或屈服）失效，是應(yīng)力、應(yīng)變或應(yīng)變能密度等因素中某一因素引起的。按照這類假說，無論是簡單或復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，引起失效的因素是相同的。亦即，造成失效的原因與應(yīng)力狀態(tài)無關(guān)。這類假說稱為強(qiáng)度理論。利用強(qiáng)度理論，便可由簡單應(yīng)力狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建立復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的強(qiáng)度條件。強(qiáng)度理論既然是推測強(qiáng)度失效原因的一些假說，它是否正確，適用于什么情況，必須由生產(chǎn)實(shí)踐來檢驗(yàn)。經(jīng)常是適用于某種材料的強(qiáng)度理論，并不適用于另一種材料；在某種條件下適用的理論，卻又不適用于另一種條件。切削加工時(shí)，在刀具的作用下，被切削層金屬、切屑和工件已加工表面金屬都要產(chǎn)生彈性變形和塑性變形，這些變形所產(chǎn)生的抗力分別作用在前刀面和后刀面上；同時(shí)，由于切屑沿前刀面流出，刀具與工件之間有相對運(yùn)動，所以還有摩擦力作用在前刀面和后刀面上。這些作用在刀具上的合力就是總切削力F，簡稱切削力。由于F受很多因素的影響，因此，其大小和方向都是不固定的。為了便于分析切削力的作用和測量切削力的大小，常常將總切削力F分解為三個(gè)互相垂直的切削分力：（1）切削里Fc 是總切削力在主運(yùn)動方向上的分力。因此，它垂直于基面，是切削力中最大的一個(gè)切削分力。其所消耗的功率占總功率的95%-99%。它是計(jì)算機(jī)床動力，校核刀具、夾具的強(qiáng)度與剛度的主要依據(jù)之一。（2）背向力Fp 是總切削力在切削深度方向上的分力。它在基面內(nèi)，與進(jìn)給運(yùn)動方向垂直。此力作用在機(jī)床-夾具-工件-刀具系統(tǒng)剛度最弱的方向上，容易引起振動與加工誤差，它是設(shè)計(jì)和校驗(yàn)系統(tǒng)剛度和精度的基本參數(shù)。（3）進(jìn)給力Ff 是總切削力在進(jìn)給運(yùn)動方向上的分力。它在基面內(nèi)，與進(jìn)給運(yùn)動方向一致。Ff作用在機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)上，是計(jì)算和校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的動力、強(qiáng)度及剛度的主要依據(jù)之一。由參考文獻(xiàn)9表8-2得為校核夾具強(qiáng)度，需計(jì)算切削力Fc