法蘭盤(pán)零件鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)

法蘭盤(pán)零件鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì),法蘭盤(pán),零件,鉆孔,組合,機(jī)床,設(shè)計(jì) Ⅰ 摘要 本論文主要說(shuō)明組合機(jī)床設(shè)計(jì)的基本過(guò)程及要求。組合機(jī)床是按高度集 中原則設(shè)計(jì)的，即在一臺(tái)機(jī)床上可以同時(shí)完成同一種工序或多種不同工序的加 工。組合機(jī)床發(fā)展于工業(yè)生產(chǎn)末期，與傳統(tǒng)的機(jī)床相比：組合機(jī)床具有許多優(yōu) 點(diǎn)：效率高、精度高、成本低。它由床身、立柱、工作臺(tái)、及電源一些基本部 件及一些特殊部件，根據(jù)不同的工件加工所需而設(shè)計(jì)的。 在組合機(jī)床上可以完成很多工序，但就目前使用的大多數(shù)組合機(jī)床來(lái)說(shuō)， 則主要用于平面加工和孔加工兩大類(lèi)工序。論文主要內(nèi)容包括四大部分： （1） 、制定工藝方案 通過(guò)了解被加工零件的加工特點(diǎn)、精度和技術(shù)要 求、定位夾緊情況、生產(chǎn)效率及機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，確定在組合機(jī)床上完成的 工藝內(nèi)容及加工方法，并繪制被加工零件工序圖。 （2） 、組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 確定機(jī)床各部件之間的相互關(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)效率、繪制機(jī)床的尺寸聯(lián)系圖 及加工示意圖。 （3） 、組合機(jī)床部件設(shè)計(jì) 包括專(zhuān)用多軸箱的設(shè)計(jì)，傳動(dòng)布局合理， 軸與齒輪之間不發(fā)生干涉，保證傳動(dòng)的平穩(wěn)性和精確性。專(zhuān)用主軸設(shè)計(jì)、軸承 的選用及電機(jī)的選擇等。 （4） 、液壓裝置的設(shè)計(jì) 液壓滑臺(tái)、定位夾緊裝置均為液壓控制。并采 用了許多液壓控制閥，保證了運(yùn)動(dòng)的平衡性，循環(huán)性和精確性。 關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；設(shè)計(jì)；過(guò)程；功能 2 Abstract This thesis mainly elucidates the basic process and requirements that design of the combination machine. Combination machine is designed according the fundamental , which highly centralized ,or , more correctly it can process one working procedure or more different working procedures at one time . Combination machine was developed in the end of industrial production compared with traditional machine; combination machine has many advantages , such as high efficiency , high accuracy and low cost . It is composed of some general parts , such as bed ,column ,work able ,power unit ,and some special parts designed according to different work piece machining need. The preface of a lot of works can be completed on the combination machine, but in regard to the majority current usage of combination machine, then and primarily used for the flat surface to process and the bore to process two big work preface. The main part including :(1) Formulating technological plan We,ve learned the characteristic of the part designed ,accuracy and specification ,locating and fixing ,productivity and machining structure by the practice .Then the technological operation and work order can be determined which can be finished in combination machine.(2) Combination machine frame design determines the interrelation of the different part in the machining tool ,select general parts and tool oriented .Then compute cut feed and productivity finally draw a sketch map of the machine .(3) Combination machine parts design including headstock、proper transmission layout 、shaft and gear move freely without interference which ensure the stability and accuracy during transmission ,then design dedicated select bearings and engine etc.(4) It adopts many hydraulic control valves ,which ensure the stability ,circulation and accuracy . Keywords: combination machine ;design ;process ;function 3 目錄 目錄 ...........................................................................................................................................................................3 1 緒 論 ......................................................................................................................................................................4 1.1 機(jī)床概述 ..........................................................................................................................................................4 1.2 機(jī)床設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求 .................................................................................................................7 1.2.1 設(shè)計(jì)的目的 ...............................................................................................................................................7 1.2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ..............................................................................................................................................7 1.2.3 設(shè)計(jì)要求 ..............................................................................................................................................7 1.2.4 機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟 .......................................................................................................................................8 1） 調(diào)查研究 ..................................................................................................................................................8 2） 擬定方案 ..................................................................................................................................................8 3） 工作圖設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................................8 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) .........................................................................................................................................9 2.1 組合機(jī)床方案的制定 ..................................................................................................................................9 2.1.1 制定工藝方案 ......................................................................................................................................9 2.1.2 確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。 ..........................................................................................9 2.2 確定切削用量及選擇刀具 ........................................................................................................................11 2.2.1 確定工序間余量 ................................................................................................................................11 2.2.2 選擇切削用量 ....................................................................................................................................11 2.2.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率 ................................................................................................12 2.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu) ....................................................................................................................................12 2.3 鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡”的編制 ............................................................................................12 2.3.1 被加工零件工序圖 ............................................................................................................................13 2.3.2 加工示意圖 ........................................................................................................................................14 2.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 ................................................................................................................................17 2.3.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 ....................................................................................................................................20 2.4 多軸箱的設(shè)計(jì) ............................................................................................................................................21 2.4.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 ............................................................................................................21 2.4.2 齒輪模數(shù)選擇 ....................................................................................................................................22 2.4.3 多軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì) ............................................................................................................................23 2.4.4 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 ................................................................................................................................24 2.4.5 傳動(dòng)零件的校核 ................................................................................................................................25 結(jié)論 .........................................................................................................................................................................27 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................................................29 4 1 緒 論 1.1 機(jī)床概述 現(xiàn)代社會(huì)中，人們?yōu)榱烁咝?、?jīng)濟(jì)地生產(chǎn)各種高質(zhì)量產(chǎn)品，日益廣泛的使用各種 機(jī)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(jī)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(lái)達(dá)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(jī)床上經(jīng)過(guò)幾道甚至 幾十道切削加工工藝才能完成。因此，機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備。 在一般機(jī)械制造廠中，機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量，約占機(jī)械制造總工作量的 40%～60%，機(jī)床的技術(shù)性能直接影響機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造的經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而決定著 國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。 一個(gè)國(guó)家要繁榮富強(qiáng)，必須實(shí)現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化，這就需 要一個(gè)強(qiáng)大的機(jī)械制造業(yè)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)提供現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備與裝備，即機(jī) 床工業(yè)是機(jī)械制造業(yè)的“裝備部” 、 “總工藝師” ，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重大作用。因此， 許多國(guó)家都十分重視本國(guó)機(jī)床工業(yè)的發(fā)展和機(jī)床技術(shù)水平的提高，使本國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的 發(fā)展建立在堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)上。 機(jī)床是人類(lèi)在長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷改進(jìn)生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的，并隨著社會(huì) 生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而漸趨完善。最原始的機(jī)床是木制的，所有運(yùn)動(dòng)都是由 人力或畜力驅(qū)動(dòng)，它們實(shí)際上并不是一種完整的機(jī)器。現(xiàn)代意義上的用于加工金屬機(jī) 械零件的機(jī)床，是在 18 世紀(jì)中葉才開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的。當(dāng)時(shí)，歐美一些工業(yè)最發(fā)達(dá)的國(guó) 家，開(kāi)始了從工場(chǎng)手工業(yè)向資本主義機(jī)器大工業(yè)生產(chǎn)方式的過(guò)度，需要越來(lái)越多的各 種機(jī)器，這就推動(dòng)了機(jī)床的迅速發(fā)展。為使蒸汽機(jī)的發(fā)明付諸實(shí)用，1770 年前后創(chuàng)制 了鏜削蒸汽機(jī)汽缸內(nèi)孔用的鏜床。1797 年發(fā)明了帶有機(jī)動(dòng)刀架的車(chē)床，開(kāi)創(chuàng)了用機(jī)械 代替人手控制刀具運(yùn)動(dòng)的先聲，不僅解放了人的雙手，并使機(jī)床的加工精度和工效起 了一個(gè)飛躍，初步形成了現(xiàn)代機(jī)床的雛型。續(xù)車(chē)床之后，隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，其 他各種機(jī)床也陸續(xù)被創(chuàng)制出來(lái)。至 19 世紀(jì)末，車(chē)床、鉆床、鏜床、刨床、拉床、銑床、 磨床、齒輪加工機(jī)床等基本類(lèi)型的機(jī)床已先后形成。 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 5 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。 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(xiāo)兩旺的良好勢(shì)頭，截至 2008 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 2007 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(xiāo)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。 組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)主要針對(duì)汽車(chē)、摩托車(chē)、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(zhuān)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)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，2007 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；2008 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。 “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)。2002 年， 不到，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)。 ”組合機(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。 組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)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)床自動(dòng)線(xiàn)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(lèi)和軸類(lèi)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 6 工各種螺紋、鏜孔、車(chē)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(lèi)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(xiàn)是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專(zhuān)用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶(hù) 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(xiàn)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(xiàn)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(mǎn) 足用戶(hù)需要，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。 80 年代以來(lái)，國(guó)外組合機(jī)床技術(shù)在滿(mǎn)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： 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(chē)公司由法國(guó)雷諾公司購(gòu)置的缸蓋加工生產(chǎn)線(xiàn),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。 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(xiàn)(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。 7 汽車(chē)工業(yè)的大發(fā)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(xiàn)到成品下線(xiàn) 的全部工序,以及下線(xiàn)后的自動(dòng)碼垛、裝箱等。德國(guó)大眾汽車(chē)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(xiàn),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(chēng)布置的自動(dòng)線(xiàn)組成,三班制工作,每條線(xiàn)日產(chǎn) 2000 件,節(jié)拍時(shí)間為 40 秒。全線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(zhuān)門(mén)從事裝配、 試驗(yàn)、檢測(cè)、清洗等裝備的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家,進(jìn)一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。 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(chē)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。 1.2 機(jī)床設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求 1.2.1 設(shè)計(jì)的目的 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(xiě) 技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法， 并培養(yǎng)自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。 1.2.2 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(xiàn)。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、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(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 1.2.3 設(shè)計(jì)要求 評(píng)價(jià)機(jī)床性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù)—經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)判定的。技術(shù)先進(jìn)合理，亦 即“質(zhì)優(yōu)價(jià)廉”才會(huì)受到用戶(hù)的歡迎，在國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)上才有競(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)床設(shè)計(jì)的 技術(shù)—經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以從滿(mǎn)足性能要求、經(jīng)濟(jì)效益和人機(jī)關(guān)系等方面進(jìn)行分析。 1.2.4 機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟 1） 調(diào)查研究 研究市場(chǎng)和用戶(hù)對(duì)設(shè)計(jì)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(zhuān)利等。通過(guò)對(duì)上述資料的分析研究，擬訂適當(dāng) 的方案，以保證機(jī)床的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，使用戶(hù)有較好的經(jīng)濟(jì)效益。 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(mǎn)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。 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(chēng)“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。 然后，整理機(jī)床有關(guān)部件與主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)，編制各類(lèi)零件明細(xì)表，編寫(xiě) 機(jī)床說(shuō)明書(shū)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。 9 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 2.1 組合機(jī)床方案的制定 2.1.1 制定工藝方案 零件加工工藝將決定組合機(jī)床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。所 以，在制定工藝方案時(shí)，必須計(jì)算分析被加工零件圖，并深入現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)加工精度，表面粗糙度，以及定位， 夾緊方法，工藝過(guò)程，所采用的刀具及切削用量，生產(chǎn)率要求，現(xiàn)場(chǎng)所采用的環(huán)境和 條件等等。并收集國(guó)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（法蘭盤(pán)）的零件圖（圖 2-1） ，加工四個(gè)通孔的工藝過(guò)程： (1) 加工孔的主要技術(shù)要求。 4 個(gè)孔直徑均為 Φ16。 孔的位置度公差為 0.1mm。 工件材料為 HT200，HB170-241 要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量 2 萬(wàn)件，單班制生產(chǎn) (2) 工藝分析 加工該孔時(shí)，孔的位置度公差為 0.1mm 根據(jù)組合機(jī)床用的工藝方法及能達(dá)到的精度，可采用如下的加工方案： 一次性加工通孔，孔徑為 Φ16.5。 (3) 定位基準(zhǔn)及夾緊點(diǎn)的選擇 加工此零件上的孔，以底面的兩個(gè)支承點(diǎn)限制 、 和 、 四個(gè)自由度，位于X?Y? 中間的心軸起到了很好的定位作用。 在保證加工精度的情況下，提高生產(chǎn)效率減輕工人勞動(dòng)量，由于工件是大批量生 產(chǎn)，夾具在本設(shè)計(jì)中沒(méi)有考慮，因此在設(shè)計(jì)時(shí)就認(rèn)為是人工夾緊。 2.1.2 確定組合機(jī)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(jī)床上完成的加工工序及應(yīng)保證的加工精度，是制造機(jī)床 方案的主要依據(jù)。法蘭盤(pán)鉆孔的精度要求不高，可采用鉆孔組合機(jī)床。為了加工出表 面粗糙度為 Ra1.6um 的孔，采取提高機(jī)床原始制造精度和工件定位基準(zhǔn)精度并減少夾 10 壓變形等措施就可以了。為此，機(jī)床通常采用尾置式齒輪動(dòng)力裝置，進(jìn)給采用液壓系 統(tǒng)，被加工零件圖如圖 2.1 所示 圖 2.1 被加工零件圖 (2) 被加工零件的特點(diǎn) 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(diǎn)， 它們對(duì)機(jī)床工藝方案制度有著重要的影響。此法蘭盤(pán)的材料是 HT200、硬度 HB170～241、孔的直徑為 Φ16。采用多孔同步加工，零件的剛度足夠，工件受力不大， 振動(dòng)，及發(fā)熱變形對(duì)工件影響可以不計(jì)。 一般來(lái)說(shuō)，孔中心線(xiàn)與定位基準(zhǔn)面平行且需由一面或幾面加工的箱體宜用臥式機(jī) 床，立式機(jī)床適宜加工定基準(zhǔn)面是水平的且被加工孔與基準(zhǔn)面垂直的工件，而不適宜 加工安裝不方便或高度較大的細(xì)長(zhǎng)工件。對(duì)大型箱體件采用單工位機(jī)床加工較適宜， 而中小型零件則多采用多工位機(jī)床加工。 此零件的加工特點(diǎn)是中心線(xiàn)與定位基準(zhǔn)平面是平行的，并且定位基準(zhǔn)面是水平的， 工件較小，其孔分布較密集，多軸箱體積較大，所以分兩次鉆孔，選擇臥式鉆床。 (3) 零件的生產(chǎn)批量 11 零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多工位、自動(dòng)線(xiàn)或按中小批量生產(chǎn)特點(diǎn)設(shè)計(jì) 組合機(jī)床的重要因素。按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年生產(chǎn)量為 2 萬(wàn)件，從工件外形及輪廓 尺寸，為了減少加工時(shí)間，采用多軸頭，為了減少機(jī)床臺(tái)數(shù)，此工序盡量在一臺(tái)機(jī)床 上完成，以提高利用率。 (4) 機(jī)床使用條件 根據(jù)使用組合機(jī)床對(duì)對(duì)車(chē)間布置情況、工序間的聯(lián)系、技術(shù)能力和自然條件等的 要求來(lái)選擇適合的組合機(jī)床。 綜合以上所述：通過(guò)對(duì)法蘭盤(pán)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、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(jī)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(jì)三軸頭多工位同步鉆床。 2.2 確定切削用量及選擇刀具 2.2.1 確定工序間余量 為使加工過(guò)程順利進(jìn)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(jī)床對(duì)孔加工的工序余量，以消除轉(zhuǎn)、定位誤差的影響。 Φ16mm 的孔在鉆孔時(shí)，直徑上工序間余量均為 0.5mm。 2.2.2 選擇切削用量 確定了在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容了，就可以著手選擇切削用量了。因?yàn)樗O(shè) 計(jì)的組合機(jī)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(yàn)比一般通用 機(jī)床單刀加工低 30%左右．多軸主軸箱上所有刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力 滑臺(tái)，工作時(shí)，要求所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同，且等于動(dòng)力滑臺(tái)的每分鐘進(jìn)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(jì)成同轉(zhuǎn) 速和同的每轉(zhuǎn) 進(jìn)給量（mm/r）與其適應(yīng)。以滿(mǎn)足直徑的加需要，即： …………………………………2.112.inffnfv?? 式中： … ——各主軸轉(zhuǎn)速（r/min）、 、 ——各主軸進(jìn)給量（mm/r）12,.iff ——?jiǎng)恿_(tái)每分鐘進(jìn)給量（mm/min）vf 由于法蘭盤(pán)鉆孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求等，按照經(jīng)濟(jì)地選 擇滿(mǎn)足加工要求的原則，采用查表的方法查得：孔鉆頭直徑 D=16.5mm，進(jìn)給量 f=0.2mm/r、切削速度 v=20m/min. 12 2.2.3 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(jìn)給量 f）確定切削力，作為選擇動(dòng)力 部件（滑臺(tái)） ；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動(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)電動(dòng)（一般指動(dòng)力箱）功率，通過(guò)查表計(jì)算如下： 切削力： =26 …………………………2.2FD8.0f6.HB =26×16× ×.2.0 =2758.17 N 切削扭矩： =10 ………………………2.3T9.18.0f6. =10× × ×..2.0 =22348.8N·mm 切削功率： = ……………………………2.4P/9740vD? =22348.8×20/(9740×3.14×16) =0.9kw 式中： HB——布氏硬度 F——切削力（N） D——鉆頭直徑（mm） f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r） T——切削扭矩(N·mm) V——切削速度（m/min） P——切削功率(kw) 2.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu) 法蘭盤(pán)的布氏硬度在 HB170-241，孔徑 D 為 16.5mm 刀具的材料選擇高速鋼鉆頭 （W18Cr4V） ，為了使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、刃磨簡(jiǎn)單，選擇標(biāo)準(zhǔn) Φ16.5 的麻花鉆。孔 加工刀具的長(zhǎng)度應(yīng)保證加工終了時(shí)刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有 30～50mm 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。 2.3 鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡”的編制 總體設(shè)計(jì)方案的圖紙表達(dá)形式——“三圖一卡”設(shè)計(jì)，其內(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、編制生產(chǎn)率卡。 13 2.3.1 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(tái)組合機(jī)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、硬度等狀況的圖紙。它是在原零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床的加工的 內(nèi)容，加上必要的說(shuō)明繪制成的，是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢 驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。法蘭盤(pán)鉆孔組合機(jī)床的被加工零件工序圖如 2.2 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(jī)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(duì)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）被加工零件的名稱(chēng)、編號(hào)、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(xiàng) （1）為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要圖出被本機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制 時(shí)，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(shí)線(xiàn)） ，并把零 件輪廓及與機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)有關(guān)部位（用細(xì)實(shí)線(xiàn)）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(shí)線(xiàn)標(biāo)記。如圖 2.2 中定位基準(zhǔn)，機(jī)械夾壓位置 及方向，輔助支承均須用規(guī)定的符號(hào)表示出來(lái)。 14 圖 2.2 被加工零件工序圖 （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，有時(shí)因所選定 位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，則須對(duì)加工部位要求位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。 2.3.2 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(jī)床上的 加工過(guò)程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)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(jì)選擇動(dòng)力部件的主要依據(jù)， 是整臺(tái)組合機(jī)床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要文件。圖 2.3 為法蘭盤(pán)鉆孔的加工示意圖 圖 2.3 加工示意圖 在圖上應(yīng)標(biāo)注的內(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、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(lèi)型，尺寸及外伸長(zhǎng)度；刀具類(lèi)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。 2、繪制加工示意圖之前的有關(guān)計(jì)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 15 在組合機(jī)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(lèi)型，合理確定其尺寸、精度，是設(shè)計(jì)組合機(jī) 床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時(shí)必須解決的內(nèi)容。 1）選擇導(dǎo)向類(lèi)型 根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑和刀具導(dǎo)向的線(xiàn)速度 v=20m/min，選 擇固定式導(dǎo)向。 2）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 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下表： 表 2.1 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺 d d1 d2 d3 d4 l l1 l2 l3 l4 L5 16.5 20 24 34 40 140 20 20 20 25 42 固定裝置的配合如下表： 表 2.2 固定裝置的配合 導(dǎo)向 類(lèi)別 工藝 方法 D D D1 刀具導(dǎo)向 部分外徑 固定 導(dǎo)向 鉆孔 G7（或 F8） 6 7gHjs g6 固定導(dǎo)向裝置的布置如圖 2.4 所示 圖 2.4 固定導(dǎo)向裝置的布置 16 （3）初定主軸類(lèi)型、尺寸、外伸長(zhǎng)度 因?yàn)檩S的材料為 40Cr，剪切彈性模量 G=81.0GPa,剛性主軸取 ψ＝1／4（ 0）／m, 所以 B 取 2.316， 根據(jù)剛性條件計(jì)算主軸的直徑為： d B ……………………………………2.5?4T 式中： d——軸直徑（mm） T——軸所承受的轉(zhuǎn)矩（N·mm） B——系數(shù) 本設(shè)計(jì)中主軸直徑 d=30mm,主軸外伸長(zhǎng)度為：L=290mm，D/ 為 50/38。1d （4）選擇刀具接桿 由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長(zhǎng)度為一定值，而刀具的長(zhǎng)度也是一定值，因 此，為保證多軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)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(gè)可調(diào)節(jié)在組合機(jī)床上是通過(guò)可調(diào)整的刀具接桿來(lái)解決的,連接桿如圖 2.5 所示， 圖 2.5 可調(diào)連接桿 連接桿上的尺寸 d 與主軸外伸長(zhǎng)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 2.3 所示： 表 2.3 可調(diào)接桿的尺寸 d D1(h6) d2 d3 L l1 l2 l3 螺母 厚度 30 Tr20×6 莫氏 1 號(hào) 3612.061 36 290 80 65 140 12 （5）確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸 從保證加工終了時(shí)主軸箱端面到工件端面間距離最小來(lái)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 2.3 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（圖中的尺寸 290mm）,它等于刀具懸伸長(zhǎng)度、螺母厚度、主軸外伸長(zhǎng)度 17 與接桿伸出長(zhǎng)度（可調(diào)）之和，再減去加工孔深度和切出值。 （6）工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 如圖 2.6 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 應(yīng)等于工件加工部位長(zhǎng)度 L 與刀具切入長(zhǎng)度 和切出長(zhǎng)工L 1L 度 之和。切入長(zhǎng)應(yīng) 應(yīng)根據(jù)工件端面誤差情況在 5～10mm 之間選擇，誤差大時(shí)取2L1 大值，因此取 =7mm，切出長(zhǎng)度 =1/3d+(3～8)= +8 9mm，所以1213?? =10+7+9=26mm.工 （7）快進(jìn)長(zhǎng)度的確定 考慮實(shí)際加工情況，在未加工之前，保證工件表面與刀尖之間有足夠的工作空間， 也就是快速退回行程須保證所有刀具均退至夾具導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝卸。這里取快 速退回行程為 180mm，快退長(zhǎng)度等于快速引進(jìn)與工作工進(jìn)之和，因此快進(jìn)長(zhǎng)度 180- 60=120mm. 圖 2.6 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 2.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 18 圖 2.7 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 1、聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容 一般來(lái)說(shuō)，組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件——?jiǎng)恿ο洹?dòng)力滑臺(tái)、立柱、立柱底 座加上專(zhuān)用部件組合而成。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(mǎn)足要求，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(zhuān)用部件、零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也 可以看成是簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。 如圖 2.7 所示，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容包括機(jī)床的布局形式，通用部件的型號(hào)、 規(guī)格、動(dòng)力部件的運(yùn)動(dòng)尺寸和所用電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)、工件與各部件間的主要聯(lián)系尺 寸，專(zhuān)用部件的輪廓尺寸等。 2、選用動(dòng)力部件 選用動(dòng)力部件主要選擇型號(hào)、規(guī)格合適的動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng)力箱。 （1）滑臺(tái)的選用 通常，根據(jù)滑臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方式、所需進(jìn)給力、進(jìn)給速度、最大 行程長(zhǎng)度和加工精度等因素來(lái)選用合適的滑臺(tái)。 1）驅(qū)動(dòng)形式的確定 根據(jù)對(duì)液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)的性能特點(diǎn)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(tái)。 2）確定軸向進(jìn)給力 滑臺(tái)所需的進(jìn)給力 = ∑ =4×1071.79=4287.16N進(jìn)Fi 式中： ——各主軸加工時(shí)所產(chǎn)生的軸向力i 由于滑臺(tái)工作時(shí)，除了克服各主軸的軸的向力外，還要克服滑臺(tái)移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的 摩擦力。因而選擇滑臺(tái)的最大進(jìn)給力應(yīng)大于 ＝4.29KN。進(jìn)F 3）確定進(jìn)給速度 液壓滑臺(tái)的工作進(jìn)給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速，對(duì)液 壓滑臺(tái)確定切削用量時(shí)所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺(tái)最小工作進(jìn)給速度的 0.5～1 倍;液壓進(jìn)給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時(shí)，實(shí)際進(jìn)給速度應(yīng)更大一些。本系統(tǒng)中進(jìn)給速度 =n·f=47.8mm/min。所以選擇 1HY50 液壓滑臺(tái)，工作進(jìn)給速度范圍vf 32～800mm/min，快速速度 12m/min。 4）確定滑臺(tái)行程 滑臺(tái)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(dòng)力部件有一定的向前移動(dòng)的余地，以彌補(bǔ)機(jī)床的制造誤差 以及刀具磨損后能向前調(diào)整。本系統(tǒng)前備量為 20mm，后備量的作用是使動(dòng)力部件有一 19 定的向后移動(dòng)的余地，為方便裝卸刀具，這是取 80mm,所以滑臺(tái)總行程應(yīng)大于工作行程， 前備量，后備量之和。 即：行程 L＞180+20+80=280mm，取 L＝630mm。綜合上述條件，確定液壓動(dòng)力 滑臺(tái)型號(hào) 1HY5063IA 以及相配套的滑臺(tái)底座（1CC501 型） 。 （2）由下式確定動(dòng)力箱的選用 動(dòng)力箱主要依據(jù)多軸所需的電動(dòng)機(jī)功率來(lái)選用， 在多軸箱沒(méi)有設(shè)計(jì)之前， 可算主P ＝ ／η……………………………2.6主 切P ＝2×8.864／0.8 ＝17.174KW 式中：η——多軸箱傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí) η＝0.8～0.9；有色金屬時(shí) η＝0.7～0.8，本系統(tǒng)加工 Q235，取 η＝0.8． 動(dòng)力箱的電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大于計(jì)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(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132M2-6 的 1TD50Ⅲ型動(dòng)力箱，動(dòng)力箱輸出軸至箱底面高度為 400mm。主要技術(shù)參數(shù)如下表： 表 2.4 轉(zhuǎn)速范圍（r/min） 主電機(jī)傳動(dòng)型號(hào) 電機(jī)轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)速 主電機(jī)功率（ ）kw 配套主軸部件型號(hào) D501TD50ⅲ 960 480 5.5 1HY50,1CD501,1CD501 3、配套支承部件的選用 立柱底座 1CD501。 4、確定裝料高度 裝料高度指工件安裝基面至機(jī)床底面的垂直距離，在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，裝 料高度可視具體情況在 H＝580～1060mm 之間選取，本系統(tǒng)取裝料高度為 1085mm。 5、中間底座輪廓尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿(mǎn)足滑臺(tái)在其上面聯(lián)接安裝的需要，又考慮到與立柱底座 相連接。因此，中間底座采用側(cè)底座 1CD501。 6、確定多軸箱輪廓尺寸 本機(jī)床配置的多軸箱總厚度為 325mm，寬度和高度按標(biāo)準(zhǔn)尺寸中選取。計(jì)算時(shí)，多 軸箱的寬度 B 和高度 H 可確定為：B=800 H=500 20 根據(jù)上述計(jì)算值，按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定主軸箱輪廓尺寸 B×H=800×500mm。 2.3.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映所設(shè)計(jì)機(jī)床的工作循環(huán)過(guò)程、動(dòng)作時(shí)間、切削用量、生產(chǎn)率、 負(fù)荷率等技術(shù)文件，通過(guò)生產(chǎn)率計(jì)算卡，可以分析擬定的方案是否滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)生產(chǎn)率 及負(fù)荷率的要求。計(jì)算如下： 切削時(shí)間： T 切 = L/vf+t 停 ……………………………2.7 = 2×26/47.8＋2×15/478 =1.151 min 式中： T 切 ——機(jī)加工時(shí)間（min） L——工進(jìn)行程長(zhǎng)度（mm） vf—— 刀具進(jìn)給量（mm/min） t 停 ——死擋鐵停留時(shí)間。一般為在動(dòng)力部件進(jìn)給停止?fàn)顟B(tài)下，刀具 旋轉(zhuǎn) 5～15 r 所需要時(shí)間。這里取 15r 輔助時(shí)間 T 輔 = +t 移 +t 裝 ……………………2.8fkvL43? = （249＋300）/200+0.1+1.5 = 4.5min 式中： L 3、L 4 ——分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退長(zhǎng)度（mm） vfk ——快速移動(dòng)速度（mm/min） t 移 ——工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)間（min）,一般為 0.05～0.13min,取 0.1 min t 裝 ——裝卸工件時(shí)間（min）一般為 0.5～1.5min,取 1.5min 機(jī)床生產(chǎn)率 Q1 = 60/T 單 …………………………………2.9 = 60/（T 切 +T 輔 ） =60/（1.151+1.