基于PROE平臺(tái)的立式雙軸缸孔半精鏜機(jī)床總體及刀具設(shè)計(jì)【全套CAD圖紙+畢業(yè)答辯論文】

買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 目錄 1 前言 1 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 3 體方案的確定 3 合機(jī)床工藝方案的制定 3 位基準(zhǔn)的選擇 3 床配置型式的選擇 4 臺(tái)型式的選擇 4 間底座的選擇 4 削用量及刀具的選擇 5 擇切削用量 5 削扭矩及切削功率的計(jì)算 6 具結(jié)構(gòu)的選擇 8 . 被加 工零件工序圖 9 工示意圖 10 床聯(lián)系尺寸圖 11 床生產(chǎn)率計(jì)算卡 12 3. 組合鏜刀設(shè)計(jì) 15 具設(shè)計(jì)概述 金屬切削刀具的發(fā)展 刀具使用和設(shè)計(jì)中需注意的問題 合鏜刀工作原理 工作原理 桿與滑塊的工作原理 推桿與滑塊的設(shè)計(jì)原因 工作原理 刀設(shè)計(jì) 結(jié)論 獻(xiàn)資料 謝 錄 流 14951605 基于 臺(tái)的立式雙軸缸孔半精鏜機(jī)床總體及刀具設(shè)計(jì) 2 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 基于 臺(tái)的立式雙軸缸孔半精鏜機(jī)床總體及刀具設(shè)計(jì) 4 1 前言 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買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 的一種高效的專用機(jī)床。組合 機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方法，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用來(lái)組成自動(dòng)生產(chǎn)線。組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(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)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(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 ,以及銑削平面和成形面等。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)式組合機(jī)床等 ;隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步 ,一種新型的組合機(jī)床 柔性組合機(jī)床越來(lái)越受到人們的青睞 ,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 ( )、數(shù)字控制( )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)多品種加工的可調(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) (清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測(cè)量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線 )等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來(lái)越大。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。組合機(jī)床未來(lái)的發(fā)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。 國(guó)內(nèi)組合機(jī) 床近幾年取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品水平、開發(fā)能力、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、制造技術(shù)水平、勞動(dòng)生產(chǎn)率、國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)占有率等諸多方面尚存在不少差距。在組合機(jī)床方面，總體水平不高，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，不能充分滿足國(guó)內(nèi)建設(shè)需要，關(guān)鍵技術(shù)過(guò)分依賴國(guó)外，自主發(fā)展能力薄弱，高技能人才的比較優(yōu)勢(shì)有弱化的危險(xiǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，用戶服務(wù)水平差距較大。 本次設(shè)計(jì)的課題是基于 立式雙軸缸孔半精鏜機(jī)床總體及刀具設(shè)計(jì)。該課題來(lái)源于江淮動(dòng)力集團(tuán)。本次設(shè)計(jì)分總體設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)、鏜削頭設(shè)計(jì)、刀具設(shè)計(jì)三個(gè)部分。我主要負(fù)責(zé)刀具部 分的設(shè)計(jì)，總體設(shè)計(jì)由我和另外三位同學(xué)共同完成。在設(shè)計(jì)組合機(jī)床過(guò)程中，組合機(jī)床刀具的設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)工作的重要部分之一。刀具要滿足成批量加工的要求，因此，就需要對(duì)刀具的強(qiáng)度、刀具材料進(jìn)行計(jì)算校核，它要滿足同時(shí)加工幾個(gè)孔的要求，但由于中間孔的孔徑大于兩端的孔徑，給設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的難度，具體設(shè)計(jì)方案在后面講予以介紹。 設(shè)計(jì)該組合機(jī)床思路如下：仔細(xì)分析零件的特點(diǎn)，以確定零件合理可行的加工方法（包括安排工序及工藝流程，確定工序中的工步數(shù)，選擇加工的定位基準(zhǔn)及夾壓方案等），確定工序間加工余量，選擇合適的切削用量，確定 組合機(jī)床的配制形式；根據(jù)被加工零件的工藝要求確定刀具，再由刀具直徑計(jì)算切削力，切削扭矩，切削功率，然后選擇各通用部件，最后按裝配關(guān)系組裝成組合機(jī)床。 基于 臺(tái)的立式雙軸缸孔半精鏜機(jī)床總體及刀具設(shè)計(jì) 6 本說(shuō)明書以設(shè)計(jì)立式雙軸缸孔半精鏜組合機(jī)床為主線，闡述了刀具的選擇、鏜削頭和夾具設(shè)計(jì)的過(guò)程。在第 2 章中著重介紹了組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)。在總體設(shè)計(jì)中，首先是被加工零件的工藝分析，然后是總體方案的論證，在比較了許多方案之后，結(jié)合本道工序加工的特點(diǎn)最終選擇臥式三面的機(jī)床配置型式。再結(jié)合本道工序的特點(diǎn)選擇刀具。根據(jù)選擇的切削用量，計(jì)算刀具的切削力、切削扭矩、切削功率等，再 確定刀具的大小和型式。在確定這些設(shè)計(jì)計(jì)算后，然后是繪制組合機(jī)床的“三圖一卡” 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。在第 3章中，主要介紹了刀具的設(shè)計(jì)。 組合機(jī)床刀具，雖然從它的作用和對(duì)它的基本要求上看，與通用機(jī)床上用的刀具基本一樣，但是由于組合機(jī)床的特殊條件，也給組合機(jī)床刀具帶來(lái)了一些與一般刀具不同的特點(diǎn)。因此，要使組合機(jī)床能很好的工作，就必須了解這些特點(diǎn)。 組合機(jī)床刀具要求有較高的耐用度和可靠性，并便于裝卸和調(diào)整。由于組合機(jī)床是高生產(chǎn)率的專用機(jī)床，它的循環(huán)時(shí)間較短，而在每一循環(huán)中，刀 具不工作的時(shí)間很短。同時(shí)在大多數(shù)情況下，組合機(jī)床又是多刀加工，刀具數(shù)量較多，更換調(diào)整刀具較費(fèi)時(shí)間。這樣，如換刀次數(shù)較多，勢(shì)必占用大量時(shí)間，降低生產(chǎn)率。所以就要求組合機(jī)床刀具具有如下性能：結(jié)構(gòu)可靠；刀具材料和幾何參數(shù)選取合理，并創(chuàng)造合適的切削條件以及選取比一般通用機(jī)床稍低的切削用量，以使刀具有較高的耐用度；便于裝卸。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 該組合機(jī)床的加工對(duì)象是汽車變速箱箱體，材料是 度為 構(gòu)復(fù)雜。 合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 合機(jī)床工藝方案的制定 該加工零件為 油機(jī)機(jī)體。材料 硬度為 251，在本工序之前各主要表面、主要孔已加工完畢。 此次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床 是完成 油機(jī)機(jī)體上的 4 個(gè)缸孔的加工 ，其具體的加工工藝路線如下 : 1、粗銑底面； 2、粗銑左、右端面； 3、粗銑前、后端面； 4、半精銑底面； 5、半精銑左、右端面； 6、半精銑前、后端面； 7、粗鏜孔； 8、半精鏜孔 ; 9、精鏜孔； 10、鉆左、右、后面的孔； 11、攻絲。 本道加工工序是第 8 道工序，其加工內(nèi)容是： 半精鏜 孔 ,深 10，表面粗糙度為 3.2 m 孔 ,深 面粗糙度為 3.2 m 115 孔 ,深 124 倒角 ,深 精鏜 ,深 面粗糙度為 3.2 m 位基準(zhǔn)的選擇 組合機(jī)床是針對(duì)某種零件或零件某道工序設(shè)計(jì)的。正確選擇定位基準(zhǔn)，是確保加工精度的重要條件，同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)最大限度的集中工序。 “一面雙孔”的定位方法，其特點(diǎn)是： 工件獲得穩(wěn)定可靠 定位。 能高度集中工序，又有利于提高各 面上孔的位置精度。 基于 臺(tái)的立式雙軸缸孔半精鏜機(jī)床總體及刀具設(shè)計(jì) 8 C.“一面雙孔”可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整個(gè)工藝過(guò)程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的累積誤差，有利于保證零件的加工精度。同時(shí)，使機(jī)床各個(gè)工序（工位）的許多部件實(shí)現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計(jì)、制造周期，降低成本。 緊，并有利于防止切削落于定位基面上。 本機(jī)床加工時(shí)采用的是 一面兩銷 的定位方式。即一面是缸體底面，限制了三個(gè)方向的自由度；圓柱銷限制了兩個(gè)方向的自由度 ；菱形銷限制了一個(gè)方向的自由度。 通過(guò)一個(gè)平面和兩個(gè)定位銷限制其六個(gè)自由度， 這樣工件的 6 個(gè)自由度被完全約束了也就得到了完全的定位。 此，夾具也通過(guò)液壓來(lái)驅(qū)動(dòng)，能達(dá)到集中控制的要求，對(duì)被加工零件的四個(gè)角進(jìn)行加緊，有效的保證了加工精度。 床配置型式的選擇 根據(jù)選定的工藝方案確定機(jī)床的配置型式，并定出影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。既要考慮能實(shí)現(xiàn)工藝方案，以確保零件的精度、技術(shù)要求及生產(chǎn)率，又要考慮機(jī)床操作方便可靠，易于維修，且潤(rùn)滑、冷卻、排屑情況良好。對(duì)同一 個(gè)零件的加工，可能會(huì)有各種不同的工藝方案和機(jī)床配置方案，在最后決定采取哪種方案時(shí)，絕不能草率，要全面地看問題，綜合分析各方面的情況，進(jìn)行多種方案的對(duì)比，從中選擇最佳方案。 各種形式的單工位組合機(jī)床，具有固定式夾具，通?？砂惭b一個(gè)工件，特別適用于大、中型箱體類零件的加工。根據(jù)配置動(dòng)力部件的型式和數(shù)量，這種機(jī)床可分為單面、多面復(fù)合式。利用多軸箱同時(shí)從幾個(gè)方面對(duì)工件進(jìn)行加工。但其機(jī)動(dòng)時(shí)間不能與輔助時(shí)間重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低。 機(jī)床的配置型式主要有臥式和立式兩種。臥式組合機(jī)床床身由滑座、側(cè)底座及中間底座組合 而成。其優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，無(wú)漏油現(xiàn)象；同時(shí)，安裝、調(diào)試與運(yùn)輸也都比較方便；而且，機(jī)床重心較低，有利于減小振動(dòng)。其缺點(diǎn)是削弱了床身的剛性，占地面積大。立式組合機(jī)床床身由滑座、立柱及立柱底座組成。其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，自由度大，操作方便。其缺點(diǎn)是機(jī)床重心高，振動(dòng)大。 在認(rèn)真分析了被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及所選擇的加工工藝方案，又由組合機(jī)床的特點(diǎn)及適應(yīng)性，確定設(shè)計(jì)的組合機(jī)床的配置型式為多工位立式半精鏜組合機(jī)床。 臺(tái)型式的選擇 本組合機(jī)床采用的是液壓滑臺(tái)。與機(jī)械滑臺(tái)相比較，液壓滑臺(tái)具有如下優(yōu)點(diǎn)：零件 損失小，使用壽命長(zhǎng)，在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量可以無(wú)級(jí)調(diào)速；可 以獲得較大的進(jìn)給力；工藝上要求多次進(jìn)給時(shí)，通過(guò)液壓換向閥，很容易實(shí)現(xiàn)；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。 本課題的 油機(jī)機(jī)體上的 4 個(gè)缸孔的加工 ， 位置精度和尺寸精度要求較高，剛度高、熱變形小、進(jìn)給穩(wěn)定性高，因此采用液壓滑臺(tái)。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 間底座的選擇 中間底座其頂面安裝夾具或輸送部件，側(cè)面可與側(cè)底座相連接，并通過(guò)斷面鍵或定位銷定位。根據(jù)機(jī)床配置形式不同，中間底座有多種形式，?？傊?，中間底座的結(jié)構(gòu) 、尺寸需要根據(jù)工件的大小、形狀以及組合機(jī)床的配置形式來(lái)確定。因此，中間底座一般按專用部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，但為了不致使組合機(jī)床的外廓尺寸過(guò)分繁多中間底座可參照表 2 表 2間底座主要尺寸 （ 中間底座長(zhǎng) 中間底座寬 800 500 560 630 710 800 900 _ 1000 _ _ 630 710 800 900 1000 1250 _ _ _ 710 800 900 1000 1250 _ _ _ 710 800 900 1000 削用量及選擇刀具的確定 擇切削用量 對(duì)于半精鏜 5 個(gè)被加工孔，采用查表法選擇切削用量，從文獻(xiàn) 1 6孔深度較大時(shí)，由于冷卻排屑條件都較差，使刀具壽命有所降低。降低切削速度主要是為了提高刀具壽命，并使加工較深孔時(shí)鏜刀的的壽命與加工其他淺孔時(shí)鏜刀的壽命比較接近。 復(fù)合刀具切削用量選擇應(yīng)考慮刀具的使用壽命。保證刀具應(yīng)有的使用壽命，進(jìn)給量按復(fù)合刀具最小直徑選擇，切削速度按復(fù)合刀具最大直徑選擇。對(duì)整體的 復(fù)合刀具，往往強(qiáng)度較低，故切削用量應(yīng)選對(duì)稍低些。 另外，選擇切削用量時(shí)還要保證生產(chǎn)批量要求，也要保證刀具一定的耐用度。組合機(jī)床切削用量選擇通常要求刀具耐用度不低于一個(gè)工作班，最少不低于 4h。 確定切削用量時(shí)，還需考慮所選動(dòng)力滑臺(tái)的性能。使用液壓滑臺(tái)時(shí)，選擇每分鐘進(jìn)給量應(yīng)比該滑臺(tái)最小工進(jìn)速度大 50%，否則會(huì)受溫度和其他原因?qū)е逻M(jìn)給不穩(wěn)定。 切削用量選擇是否合理，對(duì)組合機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機(jī)床的布局形式及正常工作均有很大影響。組合機(jī)床多軸箱上所有的刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)。查文獻(xiàn) 1得硬度 速鋼鉆頭的切削用量如表 2于 臺(tái)的立式雙軸缸孔半精鏜機(jī)床總體及刀具設(shè)計(jì) 10 表 2鏜孔切削用量 工序 刀具材料 鑄鐵 )1)( 1 半精鏜 高速鋼 20 硬質(zhì)合金 705 先以刀具來(lái)選擇較合理的轉(zhuǎn)速 n 和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f ，選擇合理的切削速度。切削速度 1000（ 1 A. 1、 3缸孔的切削用量選擇如下： a) 半精鏜 孔 ,深 10 由 15080 d ，硬度大于 187251選擇 070 ，又 ，初選 ， 則由式 )11( 得： b) 半精鏜 孔 ,深 10.3 c) 半精鏜 115 孔 ,深 124 d) 倒角 ,深 5.6 e) 半精鏜 ,深 21.4 B. 2、 4缸孔的切削用量選擇如上 削力、切削扭矩及切削功率的計(jì)算 根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度 v 及進(jìn)給量 f），確定進(jìn)給力，作為選擇動(dòng)力滑臺(tái)及夾具設(shè)計(jì)的依 據(jù)；確定切削轉(zhuǎn)矩，用以確定主軸及其他傳動(dòng)件的尺寸；確定切削功率，用作選擇主傳動(dòng)電機(jī)功率；確定刀具耐用度，用以驗(yàn)證所選用量或刀具是否合理。 根據(jù)文獻(xiàn) 1 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 （ 2 （ 2 p （ 2 61200 2 f 式中， 圓周力（） 軸向切削力（） T 切削轉(zhuǎn)矩（ ） P切削功率（ m ( 削速度 )/( 給量 )( 工直徑 )(p 切削深度 氏 硬 度 ， )(m i nm a a x ， 本 設(shè) 計(jì) 中 ，230,187,251 m i nm a x A. 由以上公式可得， 半精鏜 孔 ,深 10 vF z 2 0 0 4 76 1 2 0 0 B. 半精鏜 孔 ,深 1 5 23 5 79 vF z C. 半精鏜 115 孔 ,深 124 2 基于 臺(tái)的立式雙軸缸孔半精鏜機(jī)床總體及刀具設(shè)計(jì) 12 p vF z 2 0 0 D. 倒角 ,深 1 p vF z E. 半精鏜 ,深 6 4 p 48 5 46 vF z 2 0 0 具結(jié)構(gòu)的選擇 A. 正確選擇刀具結(jié)構(gòu)，對(duì)保證組合機(jī) 床正常工作極為重要。根據(jù)工藝要求和加工精度不同，常用刀具有一般刀具、復(fù)合刀具及特種刀具等。 B. 為了提高工序集中程度或保證加工精度，采用先后加工或同時(shí)加工兩個(gè)或兩個(gè)以上便面的復(fù)合刀具。但應(yīng)采用組裝式結(jié)構(gòu)，就是裝幾把鏜刀的鏜桿。整體式復(fù)合刀具制造刃磨較為困難，刀體不能重復(fù)使用，成本高。 C. 采用鏜刀的原則：除孔面不連續(xù)，鏜削時(shí)容易產(chǎn)生振動(dòng)，影響孔的圓度；在機(jī)床上對(duì)刀不方便；加工孔徑小于 40 要求較高的同心孔系外，應(yīng)優(yōu)先選用 鏜削工藝。鏜刀制造刃磨簡(jiǎn)便，特別對(duì)不通孔、高精度孔、孔中心線直線度和位置度要求較嚴(yán)格的孔，采用精密鏜削比較重要。 組合機(jī)床大多采用裝在鏜桿上的硬質(zhì)合金鏜刀頭（塊）進(jìn)行鏜孔。鏜桿直徑和鏜刀頭界面尺寸一般根據(jù)鏜孔直徑按表 2 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 表 2鏜孔、鏜桿直徑和鏜刀截面 （ 鏜孔直徑 D 302000桿直徑 d 200005刀方截面 0260刀圓截面直徑d 80288據(jù)加工精度、工件材料、工件條件、技術(shù)要求等進(jìn)行分析，按照經(jīng)濟(jì)地滿足加工要求的原則，合理地選擇刀具。只要所選工藝方案可以采用剛性較好的鏜桿，還是采用鏜削方法，這是因?yàn)殓M刀制造簡(jiǎn)單，刃磨方便。 當(dāng)被加工孔直徑在 40合機(jī)床上多采用鏜削加工，其加工精度可高達(dá) 1 直徑小于 40用鉆削方法，鉆頭選用高速鋼修磨棱帶及橫刃鉆頭。 由于本道工序所要加工的孔的直徑均大于 100選用鏜削方法，刀具采用復(fù)合刀具，刀片材料為硬質(zhì)合金，刀桿材料為 40 圖一卡設(shè)計(jì) 繪制組合機(jī)床“三圖一卡”，就是針對(duì)具體零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機(jī)床的總體方案文件設(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)系尺寸圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡等。 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，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（或自動(dòng)線）上完成的工藝內(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、硬度和在本機(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。 制被加工零件工序圖時(shí)的注意事項(xiàng) ： A. 加工部位的輪廓用粗實(shí)線突出應(yīng)且加工部位尺寸應(yīng)加方框標(biāo)注； B. 加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系； C. 鏜階梯孔時(shí)，其大孔單邊余量應(yīng)小于相鄰兩空半徑之差，以便鏜刀能夠通過(guò)。 本組合機(jī)床以柴油機(jī)機(jī)體為加工 對(duì)象進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)工序圖簡(jiǎn)要說(shuō)明及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)如下： a) 定位方法：采用的是“一面兩銷”定位法； 圖中符號(hào) b) 圖中符號(hào)： 夾緊點(diǎn) 定位基面 c) 名稱及編號(hào)：柴油機(jī)機(jī)體缸孔 d) 零件材料： 基于 臺(tái)的立式雙軸缸孔半精鏜機(jī)床總體及刀具設(shè)計(jì) 14 e) 零件硬度： 251187 f) 本機(jī)床需要保證的加工尺寸有： 半精鏜 孔 ,深 10； 孔 ,深 115 孔 ,深 124 倒角 ,深 精鏜 ,深 加工示意圖 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。 本道工序的加工順序?yàn)椋虹M刀桿快進(jìn) 40達(dá)工作位置，然后工進(jìn) 22下面一把刀鏜 孔，工進(jìn)完成后鏜刀桿快進(jìn) 42掃鏜刀和倒角刀到達(dá)工作位置，鏜刀桿工進(jìn) 115掃內(nèi)腔，工進(jìn) 9止口刀工作，在掃內(nèi)腔的同時(shí)鏜孔刀工作。死擋板停留時(shí)倒角刀工作。 A. 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 由于采用剛性主軸 (鏜桿 )，故不選用導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 B. 確定主軸、尺寸、外伸尺寸 在該課題中，主軸用于鏜孔 ，鏜孔選用圓柱滾子軸承主軸。 根據(jù)由選定的切削用量計(jì)算得到的切削轉(zhuǎn)矩 T，由文獻(xiàn) 12表 44 10 （ 2 式中 d 軸的直徑（）； T 軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（ N m）； B 系數(shù)，本課題中鏜孔主軸為剛性主軸，取 B= 由公式可得： 0 根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，文獻(xiàn) 12的 44頁(yè)表 3接桿莫氏圓錐號(hào)。滾錐主軸軸徑 d=40時(shí)，主軸外伸尺寸為： D/7/48,L=75。滾錐主軸軸徑 d=60時(shí)，主軸外伸尺寸為： D/0/60,L=75。 C. 選擇接桿、浮動(dòng)卡頭 由于采用剛性主軸，因此不選用接桿和浮動(dòng)卡頭。 D. 動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定 a） 工作進(jìn)給長(zhǎng)度工工作進(jìn)給長(zhǎng)度工L，應(yīng)等于加工部位長(zhǎng)度 L（多軸加工時(shí)按最長(zhǎng)孔計(jì)算）與刀具切入長(zhǎng)度 1L 和切出長(zhǎng)度 2L 之和。即 321 工（ 2 由于采用復(fù)合刀具，根據(jù)工件端面的誤差情況，取切入長(zhǎng)度為 出長(zhǎng)度取 0 切入長(zhǎng)度 出長(zhǎng)度為 0以 1進(jìn)工L=22 115 孔時(shí)切入長(zhǎng)度 出長(zhǎng) 度為 0以買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 2進(jìn)工L=9+106+0=115 進(jìn)長(zhǎng)度的確定：鏜 切入長(zhǎng)度 出長(zhǎng)度為 0以3進(jìn)工L=1+8+0=9 b） 快速進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 快速進(jìn)給是指動(dòng)力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置。選定刀具的快速進(jìn)給長(zhǎng)度分別為 402 c） 快速退回長(zhǎng)度的確定 快速退回長(zhǎng)度等于快速進(jìn)給和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和。由已確定的快速進(jìn)給和工作進(jìn)給長(zhǎng)度可知，快速退回長(zhǎng)度為 228。 d） 動(dòng)力部 件總行程的確定 動(dòng)力部件的總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀具磨損或補(bǔ)償制造、安裝誤差，動(dòng)力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離（即前備量）和刀具裝卸以及刀具從主軸孔中取出時(shí)，動(dòng)力部件需后退的距離（即后備量）。因此，動(dòng)力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。 根據(jù)本組合機(jī)床和加工零件的特點(diǎn)，確定前后備量分別為 2052 動(dòng)力部件的總行程為 400 加工示意圖見附圖。 床聯(lián)系尺寸圖 A. 選擇動(dòng)力部件 a) 動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)的選擇 根據(jù)選定的切削用量計(jì)算得到的主軸的進(jìn)給力。 實(shí)際上 ,為克服滑臺(tái)移動(dòng)引起的摩擦阻力，動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給力應(yīng)大于進(jìn)給力。又考慮到所需的最小進(jìn)給速度、切削功率、行程、主軸箱輪廓尺寸等因素，為了保證工作的穩(wěn)定性，由文獻(xiàn) 12表 5用液壓滑臺(tái) 1面寬 500面長(zhǎng)1000許最大進(jìn)給力為 32000N；其相應(yīng)的側(cè)底座型號(hào)分為 1 11用移位滑臺(tái) 1面寬 500面長(zhǎng) 1000許最大進(jìn)給力為32000N；其相應(yīng)的側(cè)底座型號(hào)分為 1 1 1 b) 確定機(jī)床裝料高度 H 裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。綜合各方面因素，該組合機(jī)床裝料高度取 H=1195。 c) 確定夾具輪廓尺寸 夾具是用于定位和夾緊工件的，所以工件輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據(jù)，由于加工示意圖中對(duì)工件和靠模桿的距離，以及導(dǎo)套尺寸都作了規(guī)定，掌握了以上尺寸后，確定夾具總長(zhǎng)尺寸 A， A=710 具底座高度應(yīng)視夾具大小而定，既要求保證有足夠的剛性，又要考慮工件的裝料高度，一般夾具底座高度不小于240據(jù)具體情況，本夾具底座取高度為 300 d) 確 定中間底座尺寸 基于 臺(tái)的立式雙軸缸孔半精鏜機(jī)床總體及刀具設(shè)計(jì) 16 中間底座的輪廓尺寸，在長(zhǎng)寬方向應(yīng)滿足夾具的安裝需要。它在加工方向的尺寸，實(shí)際已由加工示意圖所確定，圖中已規(guī)定了機(jī)床在加工終了時(shí)工件端面至鏜削頭下端面的距離。由此，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，并考慮滑臺(tái)的前備量，通過(guò)尺寸鏈就可以計(jì)算確定中間底座加工方向的尺寸。算出的長(zhǎng)度通常應(yīng)圓整，并按 加工終了時(shí)，鏜削頭與夾具體輪廓間應(yīng)有足夠的距離，以便于調(diào)整和維修，并留有一定的前備量 (20 確定中間底座的高度方向尺寸時(shí)，應(yīng)注意機(jī)床的剛性要求、冷卻排屑系統(tǒng)要求以 及側(cè)底座連接尺寸要求。 綜上所述，選定中間底座尺寸 1680 寬： 970 高： 420 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖見附圖。 B. 動(dòng)力箱型號(hào)的選擇 由切削用量計(jì)算得到的各主軸的切削功率的總和切削P，根據(jù)文獻(xiàn) 12的 47頁(yè)公式計(jì)算： 切削鏜削頭 （ 2 式中 切削P 消耗于各主軸的切削功率的總和（ ； 多軸箱的傳動(dòng)效率 ,加工黑色金屬時(shí)取 軸數(shù)多、傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。本課題中，被加工零件材料為灰鑄鐵，屬黑色金屬，故取 5。 切削P= 切削鏜削頭根據(jù)液壓滑臺(tái)的配套要求，滑臺(tái)額定功 率應(yīng)大于電機(jī)功率的原則，查文獻(xiàn) 12表 5見表 2 表 2力箱及電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 動(dòng)力箱型號(hào) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 電動(dòng)機(jī)功率(電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/輸出軸轉(zhuǎn)速(r/鏜削頭 1132) 10 480 C. 配套通用部件的選擇 側(cè)底座 1高度 H=560度 B=600度 L=1350 床生產(chǎn)率計(jì)算卡 生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削用量、動(dòng)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。 A. 理想生產(chǎn)率 Q（件 /h） 理想生產(chǎn)率是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)（包括備品及廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。 用組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 式 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 （ 2 計(jì)算，式中， N 年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件），本課題中 N=40000 件； 全年工時(shí)總數(shù)，本課題以兩班制計(jì)算，則 600則 k / 0 04 0 0 0 0 件B. 實(shí)際生產(chǎn)率 /h） 實(shí)際生產(chǎn)率是指所設(shè)計(jì)的機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。即公式 101 （ 2 式中， 生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（ 則 單 C. 機(jī)床負(fù)荷率負(fù)機(jī)床負(fù)荷率為理性鄉(xiāng)生產(chǎn)率與實(shí)際生產(chǎn)率之比。即公式 1（ 2 則 % 產(chǎn)率計(jì)算卡見表 2 基于 臺(tái)的立式雙軸缸孔半精鏜機(jī)床總體及刀具設(shè)計(jì) 18 表 2產(chǎn)率計(jì)算卡 被加工零件 圖號(hào) 坯種類 鑄件 名稱 柴油機(jī)機(jī)體 毛坯重量 材料 度 187 251序名稱 半精鏜缸孔 工序號(hào) 序號(hào) 工步 名稱 被加工零件數(shù)量 加工直徑(加工長(zhǎng)度 (工作行程 (切削速度 (m/每分鐘轉(zhuǎn)速 (r/ 進(jìn)給量 (mm/r) 進(jìn)給速度 (工時(shí) (機(jī) 加工 時(shí)間 輔助 時(shí)間 共計(jì) 1 裝卸工件 1 滑臺(tái)快進(jìn) 40 40 軸箱工進(jìn) （鏜孔 1) 0 22 0 軸箱工進(jìn) (鏜孔 2) 0 滑臺(tái)快進(jìn) 42 42 軸箱工進(jìn) (鏜孔 3) 115 124 115 0 軸箱工進(jìn) （鏜孔 4） 0 多軸箱 工進(jìn)（倒角） 0 走刀 臺(tái)快退 228 228 臺(tái)移位 120 120 重復(fù)以上工序 2 注 裝卸工件時(shí)間取決于操作者熟練程度 ,本機(jī)床計(jì)算時(shí)取 計(jì) 件工時(shí) 床生產(chǎn)率 h 機(jī)床負(fù)荷率 84% 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 3. 組合鏜刀設(shè)計(jì) 具設(shè)計(jì)概述 屬切削刀具的發(fā)展 機(jī)械制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。金屬切削加工是機(jī)械制造業(yè)中運(yùn)用最廣泛的一種加工方法，占機(jī)械制造總工作量的50%以上，而金屬切削刀具則是其中不可缺少的重要工具之一。 實(shí)踐證明，刀具的更新可以成倍、數(shù)十倍地提高生產(chǎn)率。因此，我們必須隨時(shí)的研究設(shè)計(jì)更好的刀具，在此基礎(chǔ)之上，研究新型的刀具材料成了整個(gè)刀具設(shè)計(jì)的重中之重，不斷采用新工藝、新技術(shù)、新材料是機(jī)械制造業(yè)發(fā) 展的基礎(chǔ)，這里要特別指出，刀具材料的研制，新型刀具材料，新型刀具結(jié)構(gòu)及新的加工方法，對(duì)切削加工技術(shù)，尤其對(duì)金屬切削刀具的發(fā)展起著決定性的作用。 具使用和設(shè)計(jì)中需注意的問題 屑、剛度的關(guān)系 合鏜刀工作原理 基于 臺(tái)的立式雙軸缸孔半精鏜機(jī)床總體及刀具設(shè)計(jì) 20 圖 工作原理：由上圖可知，由液壓驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)組合鏜刀箱下快速移動(dòng)，當(dāng)最 下面的刀片接觸到工件時(shí)，進(jìn)行工進(jìn)切削加工，向下切削到 27桿 9向下移動(dòng)，齒塊 5與推桿 9通過(guò)齒的嚙合，從而帶動(dòng)滑塊的徑向移動(dòng)，刀具掃 115 內(nèi)腔，當(dāng)掃內(nèi)腔刀具切削深度達(dá)到 62工孔 的刀具進(jìn)行切削，刀具主軸繼續(xù)工進(jìn)，加工深度達(dá)到 ，加工 孔刀具工作，加工深度 10有要求達(dá)成，為了保證加工表面的加工精度，刀具在該位置旋轉(zhuǎn) 5，然后再由液壓控制裝置 控制主軸的回升。 圖 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 桿與滑塊的工作原理 桿與滑塊的設(shè)計(jì)原因 從 缸體工序圖可以看出，其中有一部分的切削加工不同于其他普通的階梯孔加工，它的孔徑不是一次增大，而要進(jìn)行掃內(nèi)腔和倒角的工作，一般的普通組合鏜刀是很難滿足該要求的。因此，設(shè)計(jì)一把合理的刀具成了這次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)，而內(nèi)部的徑向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)成了該設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。經(jīng)過(guò)一定的理論論證，決定采用推桿與滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動(dòng)。 作原理 圖 作原理圖 推桿在液壓驅(qū)動(dòng)裝置的控 制向下移動(dòng)，從而帶動(dòng)齒塊的徑向移動(dòng)，齒塊與滑塊相配合，再帶動(dòng)滑塊的徑向移動(dòng)，當(dāng)推桿向下運(yùn)動(dòng)刀時(shí)，滑塊徑向移動(dòng) 于刀具使用螺釘與滑塊相聯(lián)接，所以刀具此時(shí)開始進(jìn)行掃內(nèi)腔，推桿繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，行程到達(dá) ，滑塊回至原位，然后推桿運(yùn)動(dòng) 塊徑向移動(dòng) 行倒角工作。 圖 作位置圖 基于 臺(tái)的立式雙軸缸孔半精鏜機(jī)床總體及刀具設(shè)計(jì) 22 刀設(shè)計(jì) 刀桿的設(shè)計(jì) A. 鏜刀桿時(shí)組合鏜刀的主體部分，在它上面可以裝夾多把刀片，為了保證加工表面粗糙度，所以把在鏜刀桿的單側(cè)安裝刀片。選擇刀桿的材料為 40 的總長(zhǎng)為 260被加工零件工序圖可知，需要一次加工五個(gè)孔，因此，在該鏜刀桿上裝由五把刀片，刀片的選擇在下面講的內(nèi)容進(jìn)一步介紹。 B. 由于鏜刀桿要與鏜削頭相連接，因此，我們必須考慮到它們之間的定位、夾緊。在該刀桿的設(shè)計(jì)中，我們主要采用了一銷一孔的定位方式，孔限制了它們的坐標(biāo)軸方向的移動(dòng)，銷主要限制了它的旋轉(zhuǎn)。在鏜削頭與鏜刀的連接上，主要通過(guò)六個(gè)螺釘進(jìn)行連接。 C. 考慮到刀具的排屑因素，所以在每個(gè)安裝刀具的旁邊開了一個(gè)角度為 45 度的切槽，同時(shí)也能夠使刀具與工件能更好的接觸。 D. 另外，鏜桿中還有一個(gè) 比較特殊的部分，也是這把刀具的設(shè)計(jì)中最繁瑣的部分，也就是鏜桿與滑塊的配合部分，在次設(shè)計(jì)中把它的寬度、高度分別定位 51與滑塊配合，配合面精度要求比較高，故把它的表面粗糙度定為 E. 表面熱處理達(dá)到 化處理。 圖 刀桿 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 桿設(shè)計(jì) a. 推桿是實(shí)現(xiàn)掃內(nèi)腔的主要零件，它與齒塊配合，它的上端主要與鏜削頭配合。 與鏜刀桿的配合面精度要求較高，一般可去 b. 推桿和件五的配合面主要是以齒的形式 ，加工要求：證與齒塊的配合良好。 c. 加工齒的時(shí)候由于它的齒頂線很難找準(zhǔn)，所以在它的表面加工一個(gè)直徑為2作為加工齒頂線時(shí)用的。 d. 為了保證它和齒塊能夠有很好的潤(rùn)滑，故在的法向加工一個(gè) 2 的孔，以便潤(rùn)滑油能通過(guò)油杯流進(jìn)齒的接觸面。 圖 桿 塊設(shè)計(jì) 齒塊與推桿屬于一體的，在它的表面也帶有與推桿相同的齒型，除了與推桿配合外，還與滑塊和調(diào)整墊都有著很重要的配合關(guān)系，它的齒溝線通過(guò)滑塊 35 的中心，它的加工要求與推桿一樣。 基于 臺(tái)的立式雙軸缸孔半精鏜機(jī)床總體及刀具設(shè)計(jì) 24 圖 塊 塊設(shè)計(jì) A. 滑塊的特點(diǎn) 滑塊與齒塊配合要求較高，是推桿的軸向移動(dòng)帶動(dòng)齒塊的徑向移動(dòng)，再帶動(dòng)滑塊的移動(dòng)。在滑塊的兩側(cè)裝有掃內(nèi)腔刀具和倒角刀，因此，齒塊與滑塊的配合精度要求較高。 B. 滑塊長(zhǎng) 95 56 36兩側(cè)設(shè)計(jì)出兩個(gè)螺釘孔，用來(lái)裝夾刀具，并且軸線傾斜 200 。 圖 塊 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 合鏜刀三維造型圖 圖 維造型 片的選擇 A. 刀片夾固結(jié)構(gòu)的選擇 考慮到加工是在立式鏜床上進(jìn)行，且屬于連續(xù)加工，參照文獻(xiàn) 13表 1型刀片夾固結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和特點(diǎn)，采用螺釘壓緊夾固結(jié)構(gòu)。 B. 刀片材料的選擇 參照文獻(xiàn) 12表 6于加工材料為鑄鐵，且加工方式為半精加工，故刀片材料選硬質(zhì)合金（6 C. 鏜刀合理角度的選擇 根據(jù)刀具合理幾何參數(shù)的選擇原則，并考慮到鏜刀幾何角度的形成特點(diǎn)，參照文獻(xiàn) 10表 222取 如下四個(gè)主要角度： 倒角刀： a）前角 0 10b）后角 0 8c）主偏角 75 d）刃傾角 s 6轉(zhuǎn)位鏜刀： a）前角 0 10b）后角 0 8c）主偏角 75 d）刃傾角 s 6基于 臺(tái)的立式雙軸缸孔半精鏜機(jī)床總體及刀具設(shè)計(jì) 26 掃鏜刀： a）前角 0 10b）后角 0 8c）主偏角 75 d）刃傾角 s 6止口刀： a）前角 0 10b）后