畢業(yè)設計(論文)柴油機機體兩端面孔鉆削組合機床總體及液壓系統(tǒng)設計

1、柴油機機體兩端面孔鉆削組合機床一總體及液壓系統(tǒng)設計摘要：組合機床是以通用部件為基礎(chǔ)， 配以少量專用部件，對一種或若干種工件按預 先的工序進行加工的機床。它能對工件進行多刀，多軸，多面，多工位同時加工。本文在全面分析被加工零件的結(jié)構(gòu)特點、尺寸精度、被加工孔相互之間位置精度、 表面粗糙度和技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際需要，進行柴油機機體兩端面孔鉆削組合 機床的總體和液壓系統(tǒng)設計。首先通過分析比較，確定了柴油機機體兩端面孔鉆削組 合機床的配置型式及結(jié)構(gòu)的最佳方案， 遵循機械設計中標準化、通用化、系列化原則， 給出機床的總體設計方案。其次，根據(jù)被加工零件的加工要求，進行了相關(guān)切削參數(shù) 的計算，確定了切削

2、力、切削功率及切削轉(zhuǎn)矩，為組合機床設計中的通用部件和專用 部件的選擇提供了技術(shù)依據(jù)，并繪制出代表機床總體設計的被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡，即“三圖一卡”，進行了通用部件的選擇。 最后設計出液壓系統(tǒng)原理圖及液壓站總裝圖。本液壓系統(tǒng)可實現(xiàn)對工件夾緊、定位銷 插銷拔銷、滑臺進給等的自動控制。關(guān)鍵詞：組合機床；總體設計；“三圖一卡”；液壓系統(tǒng)the Overall and Hydraulic Design of Machine Tool Which Drilling the Both Ends of the Airframe in Diesel EngineAbstra

3、ct:Machine tool allow us to process one or several parts bypre-processing, based on common components together with a small amount of special parts. The workpiece can be multi-tool, multi-axis, multi-faces, multi-station while processing.In this paper,according to actually requirements,we will work

4、out the overall and hydraulic design of machine tool which drilling the both ends of the airframe in diesel engine based on a comprehensive analysis of the structure features,dimensional accuracy,position accurancy of the holes processed,surface roughness and technical requirements of the workpiece

5、to be machined.First,define the assembly type and best programs of the configuration of the machine tool which drilling the both ends of the airframe in diesel engine by analysis and compare,give the program of the overall design abiding the principle of standardization, univerlization and series.th

6、en,according to the requirement of the workpiece to be machined,calculating the relevant cutting parameters,defining the cutting force,cutting torque and cutting capacity, offering the technical foundation for the choice of the common parts and specific parts of the design in the machine tool,and dr

7、awing the machining process diagram of the workpiece to be machined which represent the overall design of the machine tool,machining sketch,diagram of the contacted dimension in machine tool and the card calculating productivity,namely“three-diagram and one-card ” ,completing“three-diagram and one-c

8、ard ” ; the systemthe selection of the common parts.Finally,complete the schematic of the hydraulic system and the diagram of the hydraulic assembly.this hydraulic system enables to control automatic of holding the workpiece ,damping and pulling the located pin and slider to feed.Keywords: machine t

9、ool;drilling; of hydraulic1 緒論 11.1 課題的來源 11.2 指導思想和設計要求 22組合機床總體方案設計 32.1 組合機床總體方案的設計步驟 3組合機床的特點 3組合機床總體方案的設計步驟 3組合機床總體方案設計時應考慮的問題 42.2 組合機床總體方案的制定 4影響組合機床總體方案制定的主要因素 5制定工藝方案應考慮的問題 5確定機床配置型式及結(jié)構(gòu)方案應考慮的問題 62.3 確定切削用量及選擇刀具 7切削用量的選擇 7確定切削力、切削扭矩、切削功率 8刀具結(jié)構(gòu)的選擇 10確定滑臺每分鐘進給量 113 “三圖一卡”的設計 123.1 加工零件工序圖 12被加

10、工零件工序圖的作用和要求 12繪制被加工零件工序圖的注意事項 12繪制柴油機機體工序圖 133.2 被加工零件加工示意圖 13加工示意圖的作用 13加工示意圖的畫法及注意事項 14選擇刀具、工具、導向裝置并標注其相關(guān)位置及精度尺寸 14確定主軸類型、尺寸、外伸出長度和選擇接桿 153.2.5 確定動力部件的工作循環(huán)行程 173.3 機床聯(lián)系尺寸總圖 19聯(lián)系尺寸總圖的作用及內(nèi)容 19選擇動力部件 19聯(lián)系尺寸總圖應考慮的主要問題 213.4 生產(chǎn)率計算卡 23實際生產(chǎn)率 23機床負荷率 244制定液壓系統(tǒng)設計方案并確定主要參數(shù) 264.1 分析并初定液壓系統(tǒng)方案 26液壓系統(tǒng)整體性分析 26初

11、定液壓系統(tǒng)方案 264.2 運動和負載分析 26運動分析 27負載分析 27負載圖和速度圖的繪制 274.3 液壓缸主要參數(shù)的確定 28液壓缸上作壓力 p的確定 28計算液壓缸內(nèi)徑 D和活塞桿直徑d 29最低穩(wěn)壓速度驗算 30計算在各工作階段液壓缸所需的流量 304.4 制定液壓系統(tǒng)方案及繪制液壓系統(tǒng)原理圖 30制定基本方案 30繪制液壓系統(tǒng)原理圖 325液壓元件計算與選擇及系統(tǒng)的性能驗算 345.1 液壓泵的選擇 34確定液壓泵的最大工作壓力 PP 34確定液壓泵的流量 345.1.3 確定液壓泵的驅(qū)動功率 35確定液壓閥 35蓄能器的選擇 35確定管道尺寸 37確定油箱容積 375.2 液

12、壓系統(tǒng)的性能驗算 37回路壓力損失驗算 37液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升驗算 396液壓系統(tǒng)的節(jié)能分析 406.1 液壓泵的節(jié)能 406.2 液壓回路的節(jié)能 406.3 蓄能器的節(jié)能 407結(jié)論 41參考文獻 42致 謝 錯誤！未定義書簽。1 緒論1.1 課題的來源組合機床是根據(jù)工件加工需要， 以大量系列化、標準化的通用部件為基礎(chǔ)，配以 少量的專用部件，對一種或多種工件按預先確定的工序進行加工的高效專用機床。組合機床廣泛應用于大批量生產(chǎn)的行業(yè)，如：汽車、拖拉機、電動機、內(nèi)燃機、閥門、 縫紉機等制造業(yè)，主要加工箱體類零件，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

13、不大，也采用組合機床來保證其加工質(zhì) 量。目前，組合機床的研制正向高效、高精度、高自動化 的柔性方向發(fā)展。在國內(nèi)外組合機床己發(fā)展成為一個新興的工業(yè)部門。由于技術(shù)、經(jīng)濟、生產(chǎn)上的原因，早在50年代已經(jīng)迅速發(fā)展并具有專門經(jīng)營這項業(yè)務的企業(yè)。在技術(shù)上，由于傳統(tǒng)的普通機床精度低、并且不能同時加工同一零件，導致生產(chǎn) 效率低。而社會生產(chǎn)力的巨大發(fā)展要求制造技術(shù)向高精度與高效率方向前進。而組合機床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件，對一種或若干種工件按預先確定的工 序進行加工的機床。它能對工件進行多刀、多軸、多面、多工位、同時加工。采用組 合機床即能提高生產(chǎn)率又能提高加工精度。在經(jīng)濟上，如果就設備以淘汰的形

14、式更換為新設備則耗資巨大，很不經(jīng)濟，而采用組合機床加以現(xiàn)代化，為中小型企業(yè)和大企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。在生產(chǎn)上，組合機床最適合多品種，中小批量生產(chǎn)，很符合現(xiàn)代化機械制造業(yè)的 生產(chǎn)需要。就國內(nèi)外概況而言，我國是擁有上百萬臺機床的國家，要在短時間內(nèi)實現(xiàn)機床多 方位加工和高效率、高精密、設備的更新，國情上講全面更新是不大可能的，組合機 床的設計就以成為一個重要的研究方向。因此組合機床的設計加以自動化將會使得我 們的國家的制造業(yè)迅速發(fā)展。在組合機床設計中引入了微機，不但技術(shù)上具有先進性， 同時應用上也比傳統(tǒng)的機床有了較大的通用性和可用性。液壓傳動是利用液體一液壓油液作為工作介質(zhì)傳遞能量和進行控制的傳

15、動形式， 液壓系統(tǒng)利用液壓泵將動力源的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行原件（缸和馬達）把液體 壓力能轉(zhuǎn)換成機械能，從而驅(qū)動工作機構(gòu)，實現(xiàn)直線往復運動和回轉(zhuǎn)運動。 在液壓技 術(shù)廣泛的應用于上程機械當中之際， 高的工作效率、減小液壓元件的體積和質(zhì)量、加 大輸出功率以及液壓元件的模塊化設計已成為前沿的液壓技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)所在。而這 些正是液壓系統(tǒng)比其他的傳動系統(tǒng)的優(yōu)越性之所在。 在工作裝置中，廣泛的采用新材 料、新結(jié)構(gòu)，使工作裝置的結(jié)構(gòu)強度、剛度、耐磨性得到較大程度的提高，自重減輕； 同時，在設計和制造過程中普遍采用 CAD CA般術(shù)

16、和優(yōu)化技術(shù)。當今世界，機械技術(shù)一日千里，為我們所處的時代加上了飛翔的翅膀，機械技術(shù)的產(chǎn)生和飛速發(fā)展改變了整個人類的生活和思維方式，為人類文明的進程作出了.草越的貢獻，液壓技術(shù)為機械行業(yè)作出了很大的貢獻。 隨著機械行業(yè)的不斷發(fā)展，社會 經(jīng)濟的日新月異，特別是機械制造行業(yè)，汽車行業(yè)，建筑行業(yè)，電子行業(yè)等等，各個 企業(yè)已普遍地使用到液壓系統(tǒng)。特別是在機床行業(yè)中應用液壓傳動技術(shù)實現(xiàn)機床往 復、機床回轉(zhuǎn)、機床進給、機床仿行及各種輔助運動，所以研究液壓系統(tǒng)和使液壓系 統(tǒng)的使用效率提高、節(jié)能環(huán)保，有重大意義。本設計對組合機床總體及液壓系統(tǒng)設計中的相關(guān)技術(shù)問題進行了探討。1.2 指導思想和設計要求組合機床是以

17、通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件，對一種或若干種工件按預先 確定的工序進行加工的機床。它能對工件進行多刀、多軸、多面、多工位、同時加工。 在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、錘孔、攻絲、車削、銃削、磨削及滾壓等工序， 隨著組合機床技術(shù)的發(fā)展，它能完成的工藝范圍日益擴大。組合機床所使用的通用部 件是具有特定功能、按標準化、系列化原則設計、制造的組合機床基礎(chǔ)部件。每種通 用部件有合理的規(guī)格尺寸系列，有適用的技術(shù)參數(shù)和完善的配套關(guān)系。 組合機床設計 應根據(jù)機床的性能要求配套液壓、氣壓和電控等系統(tǒng)。本設計的主要參數(shù)如下：(1) 加工要求：鉆削柴油機機體兩端面孔 小56(兩個)、小32.7、小10.2、(|

18、)8.5(兩個)，倒角小12.5 (三個)、小8.5 (兩個)、小10.5 (兩個)。(2) 工件材料:HT200 ,硬度為190241 HBS(3) 生產(chǎn)綱領(lǐng)：30件/時在制定基本方案并進一步著手液壓系統(tǒng)各部分設計之前，必須了解設計要求以及 與該設計內(nèi)容有關(guān)的其他方面內(nèi)容，主要考慮：(1) 主機的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等 ；(2) 液壓系統(tǒng)要完成哪些動作,動作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何；(3) 液壓驅(qū)動機構(gòu)的運動形式，運動速度；(4) 各動作機構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)；(5) 對調(diào)速范圍、運動平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方而的要求。(6) 自動化程度、操作控制方式的要求；(7) 對

19、防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求 ；(8) 對效率、成本等方面的要求。2組合機床總體方案設計2.1組合機床總體方案的設計步驟組合機床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件，對一種或若干種工件按預先 確定的工序進行加工的機床。它能夠?qū)ぜM行多刀、多孔等同時加工。在組合機床 自動生產(chǎn)線上可以完成一系列的切削加工工序。組合機床及其自動生產(chǎn)線所使的通用部件是具有特定功能，按標準化、系列化通用化原則設計、制造的組合機床基礎(chǔ)設計部件。每種通用部件有合理的規(guī)格尺寸系列， 有適用的技術(shù)參數(shù)和完善的配套關(guān)系。組合機床以其獨特的特點在現(xiàn)代化的生產(chǎn)中占 有重要的地位，其特點如下：(1)組合機床上的通用部件和

20、標準部件占全部機床零部件總重量的703 80%因此設計周期短，經(jīng)濟效益好。(2)由于組合機床上采用多刀加工，機床自動化程度高，因此生產(chǎn)率高，產(chǎn)品質(zhì) 量穩(wěn)定，勞動強度低。(3)組合機床的通用部件是經(jīng)過周密設計和長期生產(chǎn)實踐考驗的，又有專門廠家 成批生產(chǎn)，它與一般專用機床比較，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便。(4)組合機床加工零件，由于采用專用夾具、組合刀具禾！導向裝置等，產(chǎn)品加工 質(zhì)量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術(shù)水平要求不高。(5)當機床被加工的產(chǎn)品更新時，專用機床的大部分部件要報銷。組合機床的通 用部件是根據(jù)國家標準設計的，并等效于國家標準，因此其通用部件可以重復使用， 不必另行設計

21、和制造。(6)組合機床易于聯(lián)成組合機床自動線，適用于大規(guī)模和自動化生產(chǎn)需要。本次設計的主要目的是為了使我們通過對組合機床的設計， 對其結(jié)構(gòu)及工作原理 有個初步了解。同時經(jīng)過設計完成組合機床達到加工工件的目的。 在設計過程中需要 查閱多種設計手冊，對各種設計手冊也有了一定了解，對以后走上工作崗位有很大的 幫助，對以往所學的理論知識也是一個鞏固，把所學與實踐相結(jié)合起來。(1)組合機床工藝方案的確定工藝方案的擬定是組合機床設計的關(guān)鍵一步。因為工藝方案在很大程度上決定了組合機床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。工藝方案制定的正確，將是機床達到重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、效率高、質(zhì)量好的標準要求。(2)組合

22、機床配置形式的選擇組合機床有大型和小型兩種，但兩者在結(jié)構(gòu)和配置型式上等方面有較大的差別。.在這里我們選擇大型單工位臥式組合機床。(3)組合機床的技術(shù)設計組合機床技術(shù)設計就是針對具體加工零件，擬定工藝和結(jié)構(gòu)方案，并進行方案圖樣和有關(guān)技術(shù)文件的設計。具體工作是編制“三圖一卡”， 即被加工零件工序圖、機床尺寸聯(lián)系圖、加工示意圖、生產(chǎn)率計算卡。編制完”三圖 一卡”設計機床各專用部件。(4)組合機床的部件設計 制定組合機床的結(jié)構(gòu)方案時，應進行全面考慮，綜合 研究，才能將工序組合的更為合理，更可靠的滿足工件的加工要求。 用較少的機床完 成較多的工作，也為進一步發(fā)展創(chuàng)造了有利條件制定組合機床工藝方案是設計組

23、合機床最重要的內(nèi)容之一。工藝方案制定的正確 與否，將決定機床能否達到“重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、效率高、質(zhì)量 好”的要求。為了該機床方案制定的合理、先進，在方案設計時，密切聯(lián)系實際，全 面了解被加工零件的加工情況和影響方案制定的各種因素。(1)采用先進的加工工藝，制定最佳的工藝方案。(2)合理的確定機床工序集中程度。(3)合理的選擇組合機床的通用部件。(4)選擇恰當?shù)慕M合機床的配置型式。(5)合理的選擇切削用量。(6)設計高效率的夾具，工具，刀具及主軸箱等2.2組合機床總體方案的制定組合機床是針對被加工零件的特點及工藝要求，按高度集中工序原則設計的一種 高效率專用機床。設計組合機床前

24、，首先應根據(jù)組合機床完成工藝的一些限制及組合 機床各種工藝方法能達到的加工精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，解決零件是否可以利用組合機床加工及采用組合機床加工是否合理。如果確定零件可以利用組合機床加 工，那么，為使加工過程順利進行，并達到要求的生產(chǎn)率，必須在掌握大量的零件加 工工藝資料基礎(chǔ)上，統(tǒng)盤考慮影響制定零件工藝方案、 機床配置型式結(jié)構(gòu)方安的各種 因素及應注意的問題。經(jīng)過分析比較，以確定零件組合機床上合理可以的加工方法、 確定工序間加工余量選擇合適的切削用量相應的刀具結(jié)構(gòu)確定機床配置型式等，這些便是組合機床方案的主要內(nèi)容。(1)被加工零件的加工精度和加工工序被加工零件需要在組合機床上完成的加工工

25、序及應保證的加工精度，是制定機床方案的主要依據(jù)。采用剛性主軸結(jié)構(gòu)方案時， 必須根據(jù)被加工零件的材料加工部位的特點及加工精度要求來選擇主軸結(jié)構(gòu)型式及 數(shù)據(jù)參數(shù)，以使主軸有足夠的剛性及抗振性。還必須布置好刀具位置，以減少切削徑 向力在加工過程中產(chǎn)生的振動。(2)被加工零件的特點本設計的被加工零件的材料是 HT200它的硬度為190241HBs加工的過程是鉆孔和擴孔，孔的表面粗糙度為Ra12.5。工件采用一面雙銷定位。這些對機床工藝方案制定有著重要的影響。同樣精度的孔，因材料硬度的不同， 其工藝方案也不同，如鋼件一般比鑄鐵件的加工工步數(shù)多。(3)被加工零件的生產(chǎn)批量零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多

26、工位或自動線，還是按中小批生產(chǎn)特點設計組合機床的重要因素。本次設計按大批量設計組合機床。(4)機床使用條件。由于被加工零件的精度要求加工部位尺寸、形狀特點、材料、生產(chǎn)率要求不同， 設計組合機床必須采用不同的工藝方法和工藝過程。根據(jù)對我國使用的組合機床的調(diào)查，加工鑄鐵件的某些主要工序所能達到的精度和表面粗糙度如下述，可供制定時參考0孔的尺寸精度：鉆孔 加工孔徑在4 40mmz下，一般為實心鑄件擴、較工序之前鉆削底孔或螺 紋底孔，精度可達IT10-IT11 ,表面粗糙度Ra12.5m)擴孔一般作為精錢或精鏈錢的工序，對精度要求不高的孔可作為最終工序。精 度可達IT8IT9,表面粗糙度Ra3.26.

27、3”。粗、精加工工序的安排必須根據(jù)零件的生產(chǎn)批量、加工精度、技術(shù)要求進行全面 分析，按照經(jīng)濟地滿足加工要求的原則，合理解決加工工序的安排。不要不分具體情 況而一律粗、精加工分開。由于本次設計只有一道工序，為粗加工工序，不用考慮工序的安排問題。在確定組合機床完成工藝時，要考慮可同時加工最小孔間中心距。由于主軸箱的 主軸結(jié)構(gòu)和設置導向的要求，以及保證必須的加工精度和工作可靠的要求， 組合機床 鉆孔對于通用的主軸箱，其最小中心距為 24mm本次設計的最小中心距為55mm所以主軸箱為通用主軸箱。組合機床是針對某種零件或零件某道工序而設計的。正確選擇加工用的定位基 準，是確保加工精度的重要條件，同時也有

28、利于實現(xiàn)最大規(guī)模的集中工序， 從而得到 減少機床臺數(shù)的效果。選擇定位基準的原則及應注意的問題 ：(1) 應盡量選擇零件設計基準作為組合機床加工的定位基準，這樣可減少基準不 符的誤差，保證加工精度。但在某些情況下，卻必須該用其它面作定位基準，如組合 機床經(jīng)常加工的各種發(fā)動機汽缸體，其頂面為主要安裝基準，即設計基準。(2) 選擇定位基準應確保工件定位穩(wěn)定。 盡量采用以加工的較大平面為定位基準， 這對于精加工尤為重要。在不得以的情況下，才選那些與加工表面有一定關(guān)系的、 經(jīng) 過仔細清理平整的毛面作為定位基準。 切記，定位基準不可選在鑄鐵或鑄件的分型面 上，也不要選在有鑄孔的部位，否則將影響定位精度。(

29、3) 統(tǒng)一基面原則。即在各臺機床上采用共同的定位基面來加工零件不同表面上 的孔或?qū)ν槐砻嫔系目淄瓿刹煌墓ば?，這對工序多的箱體類零件尤為重要。(4)當被加工零件不具備理想的定位基準，或者工件剛性不足時，為防止加工時 工件變形，振動而影響加工精度，可在機床上設置輔助支撐，以增加定位穩(wěn)定性和承 受較大的切削力。(5) 在選擇定位基面同時，要相應決定夾壓位置。此時應注意的問題是：保證零 件夾壓后定位穩(wěn)定；盡量減少和避免零件夾壓后變形，消除其對加工的影響。根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特點、加工要求、工藝過程方案及生產(chǎn)率等，可大體確定 采用哪種基本型式的組合機床。但由于工藝的安排動力部件的不同配置零件安裝數(shù)目

30、 和工位數(shù)多少不同，而會產(chǎn)生多種配置方案。不同的配置方案對機床的復雜程度、通 用化程度、結(jié)構(gòu)工藝性、加工精度、機床從新調(diào)整可能性及經(jīng)濟性等，具有不同的影 響。因此，確定機床配置型式及結(jié)構(gòu)方案時，必須考慮下述問題：(1)組合機床的特點及適用性單工位組合機床的工作特點是，加工過程中位置固定不變，由動力部件移動來完成各種加工。這類機床能保證較高的相互位置精度， 它特別適合于大中型箱體類零件的加工。單工位組合機床根據(jù)工件加工表面的分布情 況不同，其配置型式有臥式、立式、傾斜式和復合式等。根據(jù)本設計的被加工件的特點，正適合采用單工位組合機床。(2)組合機床的加工精度 組合機床可完成的工藝范圍及所能達到的

31、加工精度已 有敘述。這里著重要說明的是組合機床不同的配置型式對加工精度的影響。 在確定機 床配置型式和結(jié)構(gòu)方案時，首先必須注意零件加工精度能否穩(wěn)定的得到保證。影響組 合機床加工精度的因素是多方面的，一般分為加工誤差和夾具誤差兩方面。鉆孔位置精度：指孔與孔或孔與基面間的相對位置精度。通常，采用固定導向能 達到± 0.2mm若嚴格要求機床主軸和夾具導向的同軸度，減少刀具與導向間隙，精 度可達± 0.2-0.25mm在組合機床上加工孔，其孔的中心線對基面或孔相對另一孔 中心線的垂直度通?？蛇_ 0.02 ” /100mm。本設計要求達到的精度正好在上述范圍內(nèi)，所以組合機床鉆孔的位置

32、精度能達到 本零件的要求。(3)其它應注意的問題 在確定機床配置型式和結(jié)構(gòu)方案時，要合理解決工序集 中問題。在一個動力部件上配置多軸箱加工多孔來集中工序是組合機床基木的加工方 法。但主軸數(shù)量的多少，既要考慮動力部件及多軸箱的性能和尺寸，又要調(diào)整機床和更換刀具方便。要注意排屑和操作使用方便性。由于本設計是用前后導向進行加工的機床， 所以 采用的方案是臥式加工。有時候，可將孔鉆的深一些，以避免由于孔內(nèi)積存切屑而折 損刀具或破壞加工精度。選擇機床配置型式要考慮夾具結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的可能性及工作可靠性。 確定成套機床或 流水線上的各機床型式時，應注意使機床和夾具型式盡量一致， 這不僅有利于保證加 工精度，也可

33、提高通用化程度，便于設計、制造、維修。組合機床主要用于批量較大的生產(chǎn)。 但有的情況下，如為了保證關(guān)鍵工序穩(wěn)定的 加工精度又要縮短設計制造周期，雖然工件批量不大，也采用組合機床。2.3確定切削用量及選擇刀具確定了組合機床上完成的工藝內(nèi)容之后， 就可以著手選擇切削用量。切削用量選 擇是否合理，對組合機床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機床的布局型式及正常 工作有很大影響。在大多數(shù)情況下，組合機床為多軸、多刀、多面同時加工。因此，所選切削用量， 根據(jù)經(jīng)驗應比一班萬能機床單刀加工低 30流右。組合機床多軸箱上所有刀具共用一個進給系統(tǒng)， 通常為標準動力滑臺的每分鐘進 給量。盡量做到合理利用所有刀具，充分

34、發(fā)揮其性能。所以本設計選用標準錐柄麻花鉆 和硬質(zhì)合金錐柄擴孔鉆。選擇切削用量時，應注意零件生產(chǎn)批量的影響。生產(chǎn)率要求不高時，就沒必要將 切削用量選得過高，以免降低刀具耐用度。對于要求生產(chǎn)率高的大批大量生產(chǎn)用組合 機床，要首先保證那些耐用度低，刃磨困難，造價高的所謂“限制性”工序刀具的合 理切削用量，但須注意不能夠影響加工精度，也不能使刀具耐用度降低。切削用量的選擇應有利于多軸箱設計。本設計主軸轉(zhuǎn)速不相等，刀具帶導向加工， 由于不便冷卻潤滑，應適當降低切削速度。選擇切削用量，還必須考慮所選動力滑臺的性能。 本設計采用液壓動力滑臺，所 選擇的每分鐘進給量應比動力滑可實現(xiàn)的最小進給量大 50%這樣能

35、避免由于溫度和 其他原因?qū)е逻M給量不穩(wěn)定，影響加工精度，甚至造成機床不能工作。必須從實際出發(fā)，根據(jù)加工精度工件材料技術(shù)要求等進行分析， 按照經(jīng)濟地滿足 加工要求的原則，合理地選擇切削用量。一般常用查表法，參考生產(chǎn)現(xiàn)場同類工藝， 通過工藝實驗確定切削用量。根據(jù)刀具材料、工件材料的布氏硬度值，由組合機床設計表 6-11和表6-13 確定切削速度，由表6-20的計算公式確定切削力、切削扭矩、切削功率。用高速鋼鉆頭時：F 26Df0.8HB0,6(2-1)T 10D1.9f0-8HB0.6(2-2)P Tv(2-3)9740 D用硬質(zhì)合金鉆頭時：F 0.6T/D(2-4)T 80.6D"83

36、f °68ap°.79HB06(2-5)式中:F一切削軸向力(N)T 一切削轉(zhuǎn)矩(N - mm)P 一切削功率(kW)D 一鉆頭直徑(mm)F 每轉(zhuǎn)進給量(mm/r)V 一切削速度(m/min)HB-零件的布氏硬度值用公式（2-1）（2-5）計算各孔參數(shù)如下: 擴 2# （2-（|）56）孔時：由零件圖可知，切削用量選取切削速度v=35m/min,進給量 f=0.314mm/r ap 3mm/min 取 HB=220。vdn1000計算轉(zhuǎn)速n：1000V n D1000 355c-223 r/min由機械制造工程學公式由公式（2-5）得：T 80.6D0.83f0.68ap

37、0.79HB0.6 p= 80.6 56083 0.3140.68 30.79 2200.6=62724.4 N mm由公式（2-4）得：F 0.6T/D =0.6 62724.4/56 672 N由公式（2-3）得P62K24.4 35 1.28 9740 D 974056擴24# （小31.5）孔時：選取切削速度v=20m/min,進給量f=0.346mm/r ,由零件圖可知，切削用量ap 2.5 mm/mirn 取 HB=220。 由同上公式得：n 202 r/minF 685 NT 35960.5 N- mmP 0.746 KW30#、33#、347L （小 12.5）倒角：選取切肖U

38、速度v=15m/min,進給量f=0.183mm/r ,由公式n 1000v得：n 382 r/min由公式（2-1 ）得：F 26Df0.8HB0.626 15 0.1830.8 2200.6 2549.5 N由公式（2-2）得：T 10D1.9f 0.8HB0.6 10 151.9 0.1830.8 2200.6 11220.7 N - mm由公式（2-3）得:Tv9740 D鉆 29# （小 10.2）孔：選取切肖U速度v=16m/min,進給量f=0.14mm/r ,代入公貳1000vD-自：n 499 r/min用同上公式求的:1399.6 N4343.4 N - mm0.223 K

39、W19#、21#孔（小 8.5）倒角：選取切肖U速度v=15m/min,進給量f=0.125mm/r前公式1000 v自：n 562 r/min用同上公式求的:1249.9 N3819.3 N - mm0.187 KW鉆 13#、14# （小 8.5）孔：選取切肖U速度v=15m/min,進給量f=0.125mm/r前公式1000 v自：n 562 r/min用同上公式求的:1062.6 N2804.6 N - mm0.162 KW12#、16#孔（小 10.5）倒角：選取切肖U速度v=16m/min,進給量f=0.144mm/r前公式1000 v自：11220.7 15 ccKW- 0.36

40、715n 485 r/min用同上公式求的:1754.2 N6546 N - mm:簡單刀具、復合刀具0.274 KW根據(jù)工藝要求及加工精度的不同，組合機床采用的刀具有及特種刀具。選擇刀具結(jié)構(gòu)應注意以下凡個問題 ：(1)只要條件允許，為使工件可靠、結(jié)構(gòu)簡單、刃磨容易，應盡量選擇標準刀 具或簡單刀具。(2)選擇刀具結(jié)構(gòu)時，還必須認真分析被加工零件材料特點?；谝陨蠁栴}和對被加工零件的分析， 本設計中，鉆孔和倒角刀具均選用標準高 速鋼錐柄麻花鉆，擴孔時選用硬質(zhì)合金刀具。根據(jù)公式：nf Vf(2-6)可得：Vfnf 223 0.314 70 mm/min式中：n主軸轉(zhuǎn)速(r/min )f 主軸進給量

41、(mm/。Vf滑臺每分鐘進給量(mm/min3 三圖一卡”的設計3.1加工零件工序圖被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案， 表示在一臺機床上或一條自動生產(chǎn)線 完成的工藝內(nèi)容、加工部位的尺寸及精度、技術(shù)要求、加工用定位基準、夾壓部位、 以及被加工零件的材料、硬度和在機床加工前毛坯情況的圖紙。 它是在原有的工件圖 基礎(chǔ)上，以突出本機床或自動線加工內(nèi)容， 加上必要的說明繪制的。它是組合機床設 計的主要依據(jù)，也是制造使用時調(diào)整機床、檢查精度的重要技術(shù)文件。被加工零件工 序圖包括以下內(nèi)容：(1)在圖上應表示出被加工零件的形狀，尤其是要設置中間導向時，應表示工件 內(nèi)部分的布置和尺寸，以便檢查工件裝進夾具是

42、否相碰，以及刀具通過的可能性。(2)在圖上應表示出加工用基準、夾緊部位及夾壓方向。以便依次進行夾具的定 位支撐、限位、夾緊、導向裝置的設計。(3)在圖上應表示出加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及 技術(shù)要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊蟆?4)圖上還應有必要的文字說明。如被加工零件的名稱、編號、 材料、硬度、重 量及被加工部位的余量等等。(1)為了是被加工零件工序圖清晰明了 , 一般要突出本機床的加工內(nèi)容，繪制時, 應按一定的比例，選擇足夠的視圖及剖視，突出加工部位用粗實線表示，并把零件輪 廓及機床、夾具設計有關(guān)的部位用細號表示清楚。 凡本道工序保證的尺寸、角度等, 均打

43、上方框；定位基準符號為 'L ,加壓位置符號用 1表示，夾緊方向符號用0(2)本機床加工部位的位置尺寸應由定位基準注起，有的定位基準與設計基準不 一致應換算成為對稱公差尺寸。有時也可以將工件的某一孔的位置尺寸從定位基面標 注，其余各孔的位置尺寸以次孔為基準進行標注，以免由于尺寸尺寸鏈的影響，而不能保證要求的精度。(3)應注明零件加工對機床提出的某些特殊要求。 如對多層壁同軸線等直孔加工， 若要求孔表面不留退刀痕跡，則圖紙上應注明要求“機床主軸定位，工件讓刀”根據(jù)以上所述分析確定零件的加工工序圖， 對零件進行總體分析，繪制出柴油機 機體兩端面孔加工工序圖如圖 3-1所示。圖3-1柴油機機

44、體兩端面孔加工工序圖3.2被加工零件加工示意圖3.2.1 加工示意圖的作用加工示意圖是組合機床設計的重要圖紙之一， 在機床總設計中占有重要位置。它 是設計刀具、夾具、主軸箱以及選擇動力部件的主要資料，同時也是調(diào)整機床和刀具 的依據(jù)。加工示意圖，要反映機床的加工過程和加工方法，并決定接桿的尺寸，鉆桿長度， 刀具種類數(shù)量，刀具長度及加工尺寸，主軸尺寸及伸出長度，主軸、刀具、導向與工 件的聯(lián)系尺寸等。加工示意圖應繪制成展開圖，其繪制順序是，首先按比例繪制工件的外形及加工 部位的展開圖。特別是注意那些距離很近的孔嚴格按比例相鄰繪制，以便清晰地看見相鄰刀具、導向及工具、主軸等是否相撞。然后，根據(jù)工件加工

45、要求幾次選定的加工 方法繪制刀具，并確定導向形式、位置及尺寸，選定主軸和接桿。從這些刀具中找出 影響其聯(lián)系尺寸的關(guān)鍵刀具，按其中最長的一根刀具，從主軸箱到工件之間的最小距 離來確定全部刀具，導向及工件之間的尺寸聯(lián)系。加工示意圖還要繪制出工件加工部位的圖形。在軸數(shù)多時，必須在空旁邊標上號 碼，以便設計和調(diào)整機床。(1)加工示意圖的繪制順序 先按比例用細實線繪出工件的加工部位和局部結(jié)構(gòu) 的展開圖。加工表面用粗實線。以簡化設計，相同加工部位的加工示意圖(指對同二規(guī)格的孔加工，所用的的刀具、導向、主軸、接桿等規(guī)格的尺寸、精度完全相同)，允許只表示其中之一，亦即同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸只畫一根。但

46、必須在主 軸上標注軸號(與工件的孔號相對應)。(2) 一般情況下，在加工示意圖上，主軸分布可不按真實距離繪制，當被加工件 的孔間距很小或需設置徑向結(jié)構(gòu)尺寸較大的導向裝置時，相臨主軸必須按嚴格比例繪 制，并檢查相互是否干涉。(3)主軸應從多軸箱端面畫起，至刀具加工終了位置。標準的通用結(jié)構(gòu)只畫外形 輪廓，并必須加注規(guī)格代號。對一些專用結(jié)構(gòu)，為顯示其結(jié)構(gòu)而必須剖視，并標注尺 寸、精度及配合。3刀具的選擇，要考慮工件加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求 等因素，本設計是鉆孔，倒角和擴孔。鉆孔、倒孔時，采用標準的高速鋼錐柄麻花鉆;擴孔時，采用硬質(zhì)合金錐柄擴孔鉆.刀具長度根據(jù)工件加工部位的距離

47、選擇， 所采 用得刀具的鉆頭直徑和刀具長度如下表 3-1 :表3-1 刀具的鉆頭直徑和刀具長度孔號鉆頭直徑(mm刀具長度(mm29#10.216813#、14#8.515630#、33#、34#1521219#、21#1016812#、16#12.51822#5623024#31.5 和 35210在組合機床上加工孔，除用“剛性主軸”的方案除外，工件的尺寸、位置精度主 要取決于夾具導向。導向裝置的作用是：保證刀具相對于工件的正確位置；保證各刀 具相互問得正確位置；提高道具系統(tǒng)得支撐剛性。因此，正確的選擇導向結(jié)構(gòu)，確定 導向類型、參數(shù)、精度，不但是繪制加工示意圖必須解決的問題，也是設計組合機床

48、不可忽視的內(nèi)容。選擇導向類型、型式和結(jié)構(gòu) 導向通常分為兩類：一類是刀具導向部分與夾具導 套之間具有相對移動又有相對轉(zhuǎn)動的第一類導向， 或稱固定導向。另一類是刀具或刀 桿本身在導套內(nèi)既有相對轉(zhuǎn)動，又有相對移動得第二類導向，或稱旋轉(zhuǎn)式導向。通常依據(jù)刀具導向部分直徑d和刀具轉(zhuǎn)速n折合算出導向的線速度 (v= Hdn/1000m/min)在結(jié)合加工部位尺寸精度、工藝方法及刀具的具體工作條件來選 擇導向類型、型式和結(jié)構(gòu)。確定導向數(shù)量、選擇導向參數(shù)導向參數(shù)應根據(jù)工件形狀、 內(nèi)部結(jié)構(gòu)、刀具韌性、加工精度具體加工情況確定。一般加工小孔時采用固定式導套， 當導向直徑較大，轉(zhuǎn)速較高時時，應選用旋轉(zhuǎn)導向。本設計2#

49、孔采用旋轉(zhuǎn)導向的“外滾式”導向，除了27L之外其他的孔加工全采用固定式采用固定導向，采用可換鉆套與襯套連接，襯套與鉆摸板連接。導向的主要參數(shù)包括：導套的直徑及公差配合，導向的長度、導套離工件端面的 距離等。本設計中所選的導向結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 2-26:表3-2 導向結(jié)構(gòu)參數(shù)孔號導套類型導套長度(mm導套距端面距離(mm29#固定式351013#、14#固7E式301030#、33#、34#固定式451519#、21#固定式351012#、16#固定式55102#旋轉(zhuǎn)外滾式1002024#固定式6520主軸形式主要取決于進給抗力和主軸刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的需要。主軸尺寸規(guī)格應根據(jù)選定的切削用量計算出切削

50、轉(zhuǎn)矩 T,再綜合考慮加工精度和具體工作條件，由下式 確定。 4d B VT/100(3-1)TW(3-2)式中：d-軸的直徑(mrm;T-軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（NI - mm；Wp-軸的扭轉(zhuǎn)截面模數(shù)（m3）.實心軸得Wp 0.2d3;-許用剪切應力（Pa） =31 MPaB- 系數(shù)。當材料剪切彈性模數(shù) G=81.0 GPa時，B的值如表3-3:表3-3系數(shù)/m1/41/21B7.36.25.2主軸為剛性主軸，材料為45號鋼，取 =1/4（ /m）,則系數(shù)B=7.3,則由（3-1 ）和（3-2）初算主軸直徑如下：4 418.7 mm29#孔：d B JT/100 7.3 v，4343.4100333W

51、p0.2d0.2 18.71316.3 mT 434M 33W 1316.331 MPa主軸的直徑取整，取為d=20 mm用同上公式算得各加工孔主軸直徑如下：13#、14# 孔：d=20 mm30#、33#、34#孔：d=25 mm19#、21# 孔： d=20 mm12#、16# 孔：d=25 mm2# 孔：d=50 mm24# 孔：d=35 mm本設計所選的主軸和接桿尺寸型號如表3-445:表3-4 主軸和接桿尺寸型號孔號主軸外伸直徑（D/d1） mm主軸外伸長度mm接桿型號29#30/201153-275 T 0635-4113#、14#30/201152-290 T 0635-4130

52、#、33#、34#38/261158-225 T 0635-4119#、21#30/201153-255 T 0635-4112#、16#38/261158-240 T 0635-412#80/60135專做24#50/3611512-250 T 0635-41動力部件的工作循環(huán)是指：加工是動力部件從原始位置開始到加工終了位置又返 回到原始位置的動作過程。一般包括快速引進、工作進給、快速退回等動作，有時還 有中間停止、多次反復進給、跳躍進給、死擋鐵停留等特殊要求，這是根據(jù)具體情況 確定的。工作進給長度Lx,應等于工件加工部位長度 L與刀具切入長度Li和切出長度L2 之和，見圖3-2所示。圖3-

53、2 工作行程長度切入長度Li,應根據(jù)工件端面誤差情況在 5-10mm間選擇；切出長度 5在采用 一般刀具時，可按推薦值選取5。在本設計第一步加工取切入長度為 5mm取切出長 度為10mm而加工部位長度為35mm則確定工作進給長度為50mm為了滿足退刀及 換刀的要求確定快進長度為115mm再第二步加工，因考慮到所有刀具要同時停止工 作，故取切入長度為20mm取切出長度為10mm快進長度為80mm則快退長度為280mm 根據(jù)數(shù)據(jù)畫出工作循環(huán)圖，如圖3-3所示。動力部件總行程長度應保證要求的工作循環(huán)工作行程外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀 具方便，即考慮前后備量。前備量是指因刀具磨損或補償制造、安裝誤差，動

54、力部件尚可向前調(diào)節(jié)的距離，將設計的前備量定為20mm后備量是指寬闊了刀具從接桿或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出所需要的軸向距離。理想情況是保證刀具退離火具導向外端面的距離大于接桿插入主軸孔的長度。根據(jù)上述條件取后備量為80mm快進"5一工小快進-快退28。左頭工作將環(huán)圖3-3 工作循環(huán)因此，動力部件的總行程長度為快退行程長度與前后備量之和。依此作為選擇動力滑臺或設計動力部件的依據(jù)。根據(jù)前面所選的刀具及導向裝置工作行程等繪制出零件的加工示意圖：如圖3-4所示。圖3-4加工示意圖3.3機床聯(lián)系尺寸總圖一般來說，組合機床是由標準的通用部件一動力滑臺、 動力箱、各種工藝切削頭、 側(cè)底座、立柱

55、、立柱底座、及中間底座加上專用部件一多軸箱、 刀、輔助系統(tǒng)，夾具, 液、電、冷卻、潤滑、排屑系統(tǒng)組合裝配而成。聯(lián)系尺寸圖來表示機床各組成部件的 相互裝配聯(lián)系和運動關(guān)系，以檢驗機床各個部分相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要 求;通用部件的選擇是否合理；并為進一步開展多軸箱、夾具等專用部件、零件的設計 提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可以看成是簡化的機械總圖，他表示機床的配置型式及總體布局。聯(lián)系尺寸圖的主要內(nèi)容如下：(1)以適當數(shù)量的視圖(一般為主、左視圖)按同一比例畫出機床各主要組成部件 的外形輪廓及相關(guān)位置，表明機床的配置型式及總體布局、 主視圖的選擇應與機床實 際加工狀況一致。(2)圖中應盡量減少不必要

56、的線條及尺寸。但反映各部分的聯(lián)系尺寸、專用部件 的輪廓尺寸、運動部件的極限位置及行程尺寸，必須完整齊全。至于各部分的詳細結(jié) 構(gòu)不畫出，留在具體設計部件時完成。(3)為便于開展部件設計，聯(lián)系尺寸圖上應表注通用部件的規(guī)格代號，電動機型 號、功率及轉(zhuǎn)速，并注明機床部件的分組情況及總行程。組合機床的動力部件是配置組合機床的基礎(chǔ)。它主要包括用以實現(xiàn)刀具主軸旋轉(zhuǎn) 主運動的動力箱、各個工藝切削用頭及實現(xiàn)進給運動的動力滑臺。動力部件用以實現(xiàn) 切削刀具的旋轉(zhuǎn)和進給運動或只用于進給運動，是組合機床最主要的通用部件。組合機床動力部件有多種結(jié)構(gòu)型式和不同的傳動方式。就其傳動方式來講，主運動一般采用機械運動，即由電動機通過齒輪皮帶、蝸輪蝸桿等機械元件傳遞運動和動 力；而進給運動則采用機械傳動、