臥式雙面切槽精鏜搖臂軸孔組合機床總體設(shè)計

1、ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書臥式雙面切槽精鏜搖臂軸孔組合機床總體設(shè)計Overall Design of Horizontal Two-side Grooving and Fine Boring Rocker Arm Axle Hole Modular Machine Tool系（院）名稱： 機械工程學(xué)院 專業(yè)班級： 07級機制1班 學(xué)生姓名： 李福洋 學(xué)生學(xué)號： 200701010033 指導(dǎo)教師姓名： 朱艷芳 指導(dǎo)教師職稱： 教授 2011年5月畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計

2、（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得安陽工學(xué)院及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明本人完全了解安陽工學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它

3、復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 目 錄中文摘要、關(guān)鍵字1英文摘要、關(guān)鍵字2引言 3第1章 組合機床總體設(shè)計緒論41.1 課題的背景和意義41.2 組合機床的組成及其特點41.3 組合機床的現(xiàn)狀51.4 論文的主要內(nèi)容6第2章 組合機床工藝方案的制定72.1 被加工零件的特點及工藝分析72.1.1 零件技術(shù)參數(shù)72.1.2 技術(shù)要求92.1 3 生產(chǎn)綱領(lǐng)分析狀92.1.4 初步擬定工藝方案92.2 選擇定位基面，確定定位、夾緊方式102.2.1 選擇定位基面，確定定位、夾緊方式102.2.2 基準(zhǔn)重合問題102.2.3 工件定位基

4、面和定位方法的選擇102.2.4 夾緊力問題112.3 殼體加工工藝方案的分析及制定112.4 確定切削用量及刀具122.4.1 刀具的選擇132.4.2 切削用量的確定及切削力，功率的計算132.5 組合機床配置型式的選擇162.6 組合機床的機床布局及結(jié)構(gòu)說明16第3章 組合機床動力部件的選擇18第4章 被加工零件工序圖20第5章 組合機床加工示意圖215.1 加工示意圖的作用215.2 加工示意圖的內(nèi)容215.3 加工示意圖的畫法及注意事項225.4 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇225.5 確定主軸尺寸及外伸長度235.6 選擇接桿235.7 確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程245.7.1 工作進給長

5、度的確定245.7.2 快速引進長度的確定255.7.3 快速退回長度的確定255.7.4 確定動力部件總行程的長度25第6章 組合機床聯(lián)系尺寸圖276.1 機床聯(lián)系尺寸圖作用276.2 機床聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容276.3 繪制機床尺寸聯(lián)系總圖應(yīng)考慮的主要問題276.3.1 機床裝料高度的確定276.3.2 夾具輪廓尺寸的確定276.3.3 中間底座尺寸的確定286.3.4 機床分組 28第7章 組合機床生產(chǎn)率計算卡29結(jié)論31致謝32參考文獻33附錄1：生產(chǎn)率計算卡 34臥式雙面切槽精鏜搖臂軸孔組合機床總體設(shè)計摘要：本機床所加工零件為水泵殼體，其主要特點為殼體表面孔比較多且加工精度要求較高，形狀

6、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為了滿足加工技術(shù)要求，進行本組合機床總體設(shè)計。本文詳述臥式雙面切槽精鏜搖臂軸孔組合機床的總體設(shè)計的方法步驟，包括殼體待加工孔、槽的工藝性和技術(shù)性分析，根據(jù)分析采用一面兩銷（端面和兩定位孔）定位方式，液壓夾緊方式并進行位基準(zhǔn)的分析；殼體加工工藝路線采用先鏜孔，后切槽的方式；配置型式設(shè)計為臥式雙面，布局結(jié)構(gòu)為左端鏜孔，右端切槽；根據(jù)切削力的計算選擇西德標(biāo)準(zhǔn)DSS鏜削頭，SEHY400，SEME400型號滑臺；兩側(cè)底座選用STH400（高560）型號，中間底座和夾具部分為專用設(shè)計；本組合機床“三圖一卡”的繪制。本機床總體設(shè)計結(jié)果和結(jié)論：該組合機床的設(shè)計，滿足殼體三個孔一個槽的加工精度要求；

7、其加工總時間約為3.3分鐘，滿足4.5分鐘的要求，節(jié)約加工時間，為大規(guī)模的實際生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：組合機床 臥式 雙面 精鏜 切槽 總體設(shè)計Overall Design of Horizontal Two-side Grooving and Fine Boring Rocker Arm Axle Hole Modular Machine ToolAbstract：The processing parts of the machine are pump castings,.the main features are the more shell holes,higher machining

8、precision,complex shapes.To meet the requirements of the technology,the modular machine tool is designed.It describes the steps of the overall design of horizontal two-side grooving and fine boring rocker arm axle hole modular machine tool,including the machined shell hole,grove technology and techn

9、ical analysis,based on an analysis,we adopted the side of two-pin(face and two positioning holes) positioning method,hydraulic clamping means and positioning benchmarking analysis;the case processing line using the way of boring firstly,and notching secondly;configuration type designed for horizonta

10、l two-side ,boring layout structure for the left hole,right side notch;according to the calculation of cutting force,we choice DSS boring head ,SEHY400,SEME400 type slide,at the standard West Germany;both sides of the base used STH400(high 560)models,the middle part of the base ang dedicated fixture

11、 design belong to special design;the combination of machine tool “3 Figure 1 Card” draw.The results and conclusions of the overall design of this machine :The design of the modular machine meets the three holes of a tank shell processing accuracy;its total processing time is about 3.3 minutes,which

12、meet the 4.5minutes requirements,save processing time and make a great basis on the actual production.Key words：Mdular Machine Tool; Horizontal; Two-side; Fine Boring; Grooving; Overall Designing 引 言畢業(yè)設(shè)計是高等學(xué)校工科專業(yè)教學(xué)中的一個主要組成部分，是立足該專業(yè)，面向生產(chǎn)實踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)過程中最后一個主要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是完成學(xué)生基本業(yè)務(wù)素質(zhì)訓(xùn)練的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生獨立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題進而解決問

13、題的能力以及科學(xué)的工作、思考方法一個過程。畢業(yè)設(shè)計的目的在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和技能，分析和解決機械工程實際問題的能力，使學(xué)生熟習(xí)生產(chǎn)技術(shù)的工作的一般方法；培養(yǎng)樹立工程技術(shù)必須的整體觀點，生產(chǎn)觀點和經(jīng)濟性觀點；樹立正確的，嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度；培養(yǎng)學(xué)生研究調(diào)查，查閱技術(shù)文獻資料，手冊進行工程運籌，圖樣的繪制及編寫技術(shù)文件的獨立工作能力。本次畢業(yè)設(shè)計，為了按照技術(shù)要求進行殼體加工，我通過分析殼體的孔，槽的加工精度要求，設(shè)計生產(chǎn)所需工藝路線，計算切削力，選擇所需刀具、定位面、定位方法、定位基準(zhǔn)，選擇滑臺、側(cè)底座等通用部件，設(shè)計中間底座尺寸、夾具體尺寸，并進行工序圖，加工示意圖，機床尺寸聯(lián)系總圖

14、，生產(chǎn)效率卡的繪制，最終設(shè)計出臥式雙面切槽精鏜搖臂軸孔組合機床，滿足加工技術(shù)要求,少于預(yù)期時間，提高了效率。最后在朱老師的指導(dǎo)下基本完成了設(shè)計任務(wù)，并編寫了設(shè)計說明書。就個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)訓(xùn)練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的技術(shù)工作打下一個良好的基礎(chǔ)。由于書本知識的局限性，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。第1章 組合機床總體設(shè)計緒論組合機床是根據(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機床，一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已

15、經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于汽車，拖拉機，內(nèi)燃機和壓縮機等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。1.1 課題的背景和意義組合機床是一種高效率的加工機床，它不僅是機械制造工業(yè)高速發(fā)展中必不可少的設(shè)備之一，而且還可以和工件輸送設(shè)備，按被加工零件的工藝過程組成機床自動生產(chǎn)線。組合機床的投資小，收效快，經(jīng)濟效益好的優(yōu)點也促進其在當(dāng)今工業(yè)社會越來越快的發(fā)展。因此，對于組合機床的研究，不僅從經(jīng)濟上可以推進工業(yè)化的發(fā)展，而且，其在科技戰(zhàn)略上的意義也非同一般。1.2 組合機床的組成及其特點組合機床能夠?qū)σ粋€或幾個零件進行多刀、多面 、多軸、多工位加

16、工，在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、鏜孔、攻絲、車削 、銑削 、磨削及滾壓等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。組合機床常用的通用部件有，床身（側(cè)底座）、底座（包括中間底座和立柱底座）立柱、動力箱、動力滑臺、各種工藝切削頭等。動力箱、各種工藝切削頭和動力滑臺是組合機床完成切削主運動或進給運動的動力部件，是組合機床通用部件中最基本的部件。其中還有能同時完成切削主運動和進給運動的動力頭，而只能完成進給運動的動力部件稱為動力滑臺。固定在動力箱上的主軸箱是用來布置切削主軸,并把動力箱輸出軸的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給各主軸的切削刀具，由于各主軸的位置與具體被加工零件有關(guān)，因此主軸箱必須根據(jù)被加工零件進行設(shè)計，不能制造

17、成完全通用的部件。但其中很多零件（如主軸、中間軸、齒輪和箱體等）是通用的，床身、立柱、中間底座等是組合機床的支承部件,起著機床的基礎(chǔ)骨架作用。組合機床的剛度和部件之間的精度保持性，主要是由這些部件保證。 除了上述主要部件之外，組合機床還有各種控制部件，主要是控制機床按順序動作，以保證機床按照規(guī)定的程序進行工作。組合機床的通用部件，絕大多數(shù)已由原機械工業(yè)部頒布成國家標(biāo)準(zhǔn)，并按標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的名義尺寸、主參數(shù)、互換尺寸等定型，各種通用部件之間有配套關(guān)系。這樣，用戶可根據(jù)被加工零件的尺寸、形狀和技術(shù)要求等，選用通用部件，組成不同型式的組合機床，以滿足生產(chǎn)的需要。組合機床與通用機床及其他專用機床比較，具有

18、以下特點：1、設(shè)計、制造周期短、成本低。因通用零部件占70%80%，通用件可組織專業(yè)化批量生產(chǎn)或外購。2、生產(chǎn)率高。因為工序集中可多刀、多工位、多軸同時自動加工。3、自動化程度高，勞動強度低。4、組合機床的通用部件是經(jīng)過周密設(shè)計和長期生產(chǎn)實踐考驗的，又有專門廠家成批制造，因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工作可靠，使用和維修方便。5、在組合機床上加工零件時，由于采用專用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置等，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。6、當(dāng)產(chǎn)品或工藝變化時，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件可以重復(fù)利用，不必另行設(shè)計和制造。7、組合機床易于連成組合機床自動線，以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。1.3 組合機床的現(xiàn)狀組合機床一般

19、用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時,工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進給運動，也可實現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。近20年來，組合機床技術(shù)取得了飛躍發(fā)展，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術(shù)的發(fā)展，組合機床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá)0.05毫米，表面粗糙度可低達(dá)2.50.63微米；鏜孔精度可達(dá)IT76級,孔距精度可達(dá)0.030.02微米。其自動線在加工精度、生產(chǎn)效率

20、、利用率、柔性化和綜合自動化等方面的巨大進步，標(biāo)志著組合機床自動線技術(shù)發(fā)展達(dá)到的高水平。自動線的技術(shù)發(fā)展,刀具、控制和其它相關(guān)技術(shù)的進步以及用戶需求變化起著重要的推動作用，其中，特別是CNC控制技術(shù)對自動線結(jié)構(gòu)的變革及其柔性化起著決定性作用。 盡管組合機床現(xiàn)在已經(jīng)日趨成熟，不可避免，它存在的一些缺點已經(jīng)成為其自身發(fā)展的瓶頸。由于組合機床由通用模塊和專用模塊組裝而成，當(dāng)出現(xiàn)故障的時候，對于機器的檢修人員就有了更高的要求，組合機床的發(fā)展需要時間的磨合與技術(shù)的融合。1.4 論文的主要內(nèi)容1、研究被加工零件圖，確定零件的加工內(nèi)容和精度并充分了解用戶的要求，確定：（1）機床的加工方式。（2）機床的整體形

21、式。（3）被加工零件的定位、夾緊方式。2、按照組合機床的設(shè)計規(guī)范要求，通過對切削用量的選擇，切削力的計算等過程，繪制機床的三圖一卡，即（1）被加工零件工序圖：0002（2）被加工零件加工示意圖：003（3）機床總圖：0001（4）生產(chǎn)率計算卡：000436第2章 組合機床工藝方案的制定工藝方案的擬定是組合機床設(shè)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。因此，應(yīng)根據(jù)工件的加工要求和特點，按一定的原則、結(jié)合組合機床常用的工藝方法，充分考慮各種影響，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析后擬定出先進、合理、經(jīng)濟、可靠的工藝方案。為了保證正確的工藝方案的制定，首先分析影響機床工藝方案制定的主

22、要因素。主要有以下幾點：（1）被加工零件加工的工序和加工精度的要求；（2）被加工零件的特點；（3）被加工零件的生產(chǎn)方式；（4）被加工零件的其他要求；（5）制定該零件的廠方技術(shù)能力。2.1 被加工零件的特點及工藝分析在制定組合機床工藝方案時，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其結(jié)構(gòu)特點，被加工的部位及其精度、表面粗糙度、技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)，并找出對零件加工技術(shù)要求較高，需要采用特殊加工方法才能完成的部位和表面作為制定工藝路線和組合機床設(shè)計時著重考慮的因素。零件的技術(shù)要求是保證零件表面精度、表面粗糙度，制定工藝路線和設(shè)計組合機床最基本的原始依據(jù)，因此在組合機床的設(shè)計時，必須對零件的技

23、術(shù)要求做深入分析。2.1.1 零件技術(shù)參數(shù)零件材料技術(shù)參數(shù)見表2.1。表2.1 QT500-7材料分析牌號基體力學(xué)性能（不小于）用途舉例HBSQT500-7F+P5003505-147-241殼體曲軸水泵殼體的零件圖如圖2.1所示：圖2.1 殼體零件展開圖本工序要求保證的主要技術(shù)參數(shù)如下：1、鏜1孔并保證孔1直徑，內(nèi)壁粗糙度達(dá)到6.3，平行度要求為0.08。2、切槽并保證槽大直徑為，內(nèi)壁粗糙度達(dá)到6.3，平行度為0.08。3、鏜2孔并保證孔2直徑為，內(nèi)壁粗糙度達(dá)到6.3。4、切槽倒角半徑最大為1。5、槽寬3.3，槽內(nèi)壁粗糙度6.3。6、槽深度和位置關(guān)系分別為12.4和7，槽內(nèi)壁粗糙度6.3。7

24、、鏜3孔并保證孔3直徑，同軸度，面垂直度0.12，表面粗糙度3.2。8、保證尺寸，內(nèi)壁粗糙度為3.2。2.1.2 技術(shù)要求1、本道工序加工余量孔1-1.5mm（直徑）。2、其余的尺寸及形位公差，表面粗糙度由本機床前序保。3、生產(chǎn)節(jié)拍：4.5分鐘/件。4、大流量冷卻，整體高防護設(shè)計，PLC控制。2.1.3 生產(chǎn)綱領(lǐng)分析生產(chǎn)綱領(lǐng)是指一個產(chǎn)品或一個工件（包括商品和廢品在內(nèi)）的年產(chǎn)量。分析生產(chǎn)綱領(lǐng)有助于優(yōu)化設(shè)計，達(dá)到高效的目的。在大量生產(chǎn)中，產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)和組合機床生產(chǎn)率常會構(gòu)成一對需要妥善解決的矛盾。在實際的生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)綱領(lǐng)與機床的負(fù)荷率的這一性質(zhì)，人們會合理的選擇這兩個參數(shù)。機床負(fù)荷率按下

25、式計算： (2-1)式中：N產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)； T1臺機床加工1件的時間,min； 4600按兩班制，每天15h計，每年的總工作時間，單位h；由于在工作過程中的換刀、調(diào)整、修理以及操作工人的自然需要，根據(jù)組合機床的使用經(jīng)驗：=0.75-0.90。由于對于此臥式雙面切槽精鏜搖臂軸孔組合機床的T=4.5min/件,取=0.80，以上式可以計算此鏜孔組合機床的年生產(chǎn)綱領(lǐng)：= =49066件 (2-2)2.1.4 初步擬定工藝方案根據(jù)以上工藝特點，若選用普通機床加工，難以保證各孔的位置度，同時效率也不高。因此，選用單工位的組合機床進行加工。這樣有利于工序集中原則，運用多刀集中在一臺機床上完成一個工件不同

26、位置的復(fù)雜工藝工程。不僅提高了加工效率，而且多個孔一次走刀即加工成形，能夠較好的保證其位置精度。此外，在組合機床上加工零件時，由于采用專用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置等，加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對操作工人水平要求也不高。2.2 選擇定位基面，確定定位、夾緊方式要進行工件的正確加工，首先應(yīng)該使其達(dá)到正確的位置。為保證其正確加工位置,故分析工件的定位，夾緊。組合機床夾具的設(shè)計同樣需要用六點定位，基準(zhǔn)、基面選擇，尺寸鏈換算，誤差分析與計算等一些常用方法。但是,組合機床夾具還有下列特點：（1）由于切削速度較大，故切削力比較大；（2）自動化程度高，要求定位、夾緊需要機械化或自動化；（3）在自動化線上的夾具需要自

27、動運輸?shù)囊蟆Ｒ虼嗽谠O(shè)計本殼體加工組合機床時，應(yīng)將以下問題納入考慮范圍。2.2.1 基準(zhǔn)統(tǒng)一問題基準(zhǔn)統(tǒng)一問題決定機床的加工精度，因此在決定精基準(zhǔn)時，應(yīng)該盡可能考慮統(tǒng)一基準(zhǔn)的原則，以減少定位誤差。當(dāng)定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合時，根據(jù)定位加工方法及相關(guān)原理，考慮實際加工的定位基準(zhǔn)及可能達(dá)到的精度，依照尺寸鏈原理進行工序尺寸換算，對零件圖上加工部位的定位尺寸進行調(diào)整。本機床為單工位雙面加工，且前序加工基準(zhǔn)和本序加工相同，故不考慮該問題。2.2.2 基準(zhǔn)重合問題加工時要考慮基準(zhǔn)重合的原則可以保證加工精度，因此采用設(shè)計基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為加工的精基準(zhǔn)?？紤]到本水泵殼體的結(jié)構(gòu)特點，以及工件的性質(zhì)，本組合機床加

28、工時，以零件中部已加工的兩孔為加工基準(zhǔn)，其與另一定位面上的孔中心線有同軸度保證，而定位面與孔中心線有垂直度保證，在加工時這樣既可以保證零件的上所需零件孔的位置精度，也可保證所加工孔的形狀精度，使其滿足符合加工技術(shù)要求。2.2.3 工件定位基面和定位方法的選擇選擇定位基面時，在考慮工件的裝卸、夾緊及自動化運輸?shù)葐栴}的同時，還要考慮定位支承，導(dǎo)向，運輸以及夾具上各元件的干涉問題等，所以本臥式雙面組合機床的定位基面及定位方法選擇如下：從零件工序圖上分析，由于被加工孔與面有垂直度要求，鏜孔對該面有深度要求，故采用一面兩銷定位方法：以零件端面為定位基準(zhǔn)面，可限制一個自由度；一端面上的兩個已加工的孔為定位

29、基準(zhǔn)孔，在前序加工中，孔的形狀位置精度已經(jīng)得到保證，保證工件在組合機床上具有確定的位置，一個銷釘可以限制兩個方向上的位移，再加一個銷釘可以限制三個方向上的旋轉(zhuǎn)自由度，這樣共計五個自由度。如此，一面兩銷定位共限制六個自由度，被加工零件被固定。由于是鏜削加工，切削力可能較大，夾具要用液壓夾緊裝置較為可靠。壓力使殼體與夾具間產(chǎn)生靜摩擦力，以保證殼體在組合機床加工時的位置，保證加工尺寸和形位精度的要求，滿足殼體在加工中能承受切削力、重力等而保證形狀位置精度不變的要求。其定位、夾緊如圖2.2所示：圖2.2 殼體的定位夾緊示意圖2.2.4 夾緊力問題一般情況下，組合機床加工的切削力較大，切削速度較快，為此

30、，常因切削力而產(chǎn)生相當(dāng)大的顛覆力矩和扭矩，使切削加工時產(chǎn)生振動，從而影響加工的精度的尺寸要求。故要求通過定位面盡可能大，夾緊力足夠大，夾緊穩(wěn)定牢固來保證定位的精確性；但又不致使工件變形，影響加工精度。具體夾緊力大小需在夾具總體設(shè)計時進行計算。2.3 殼體加工工藝方案的分析及制定任何一個工件的加工都需要按照工藝方案嚴(yán)格執(zhí)行，良好的工藝方案可以保證工件的加工質(zhì)量，節(jié)約設(shè)備的維護和投資，降低零件生產(chǎn)成本。因此在設(shè)計組合機床之前，首先要擬定工藝方案。擬定工藝方案時所需要遵循的原則有以下幾點：1、粗、精加工分開技術(shù)要求。2、工序合理的集中。3、先粗后精、先面后孔的加工順序。4、采用易于保證技術(shù)要求的工藝

31、方法和先進工藝。5、其他工序的安排原則即熱處理工序的安排原則、檢驗工序的安排原則、輔助工序的安排原則。根據(jù)所加工的殼體的技術(shù)要求和參數(shù)，對本次設(shè)計加工殼體進行工藝路線的分析與制定如下：1、根據(jù)所需加工的孔和槽的基本尺寸及加工技術(shù)要求，用鏜刀和成行銑刀分別進行加工，保證其所需要求。由于余量較小，可以考慮在此組合機床上一次加工完成，所以此組合機床采用復(fù)合刀具加工，并且安排三把鏜刀同時進行，前鏜刀進行保證基本尺寸為44.6的孔1，中間的鏜刀保證基本尺寸為58.6的孔2，后鏜刀保證基本尺寸為76.1的孔3。2、孔的同軸度由鏜桿的安裝精度保證，在刀具設(shè)計中具體考慮。3、孔內(nèi)端面粗糙度由刀具保證，在刀具設(shè)

32、計中應(yīng)具體考慮。4、倒圓角半徑最大不超過R1，由切槽刀具保證。5、依據(jù)加工要求，對其槽的加工采用成形銑刀進行加工，保證其形狀尺寸要求。6、本工序精鏜孔加工中不允許留有退刀痕，這對機床的工作循環(huán)有影響：工進完成后，應(yīng)先主軸定位，在使移動工作臺失壓讓刀，然后才能快退，即要有讓刀動作。7、根據(jù)所需加工孔的技術(shù)要求，設(shè)計合理的檢具、驗具，在工件加工完成后，進行工件的檢驗。由上分析得具體加工工藝路線，即：三把鏜刀同時精鏜加工，完成所需尺寸要求，后用成形銑刀加工內(nèi)孔面，切槽使其滿足要求，加工完畢，檢驗零件是否滿足加工要求。2.4 確定切削用量及刀具正確選擇刀具及其結(jié)構(gòu)，對保證組合機床正常工作及其重要。組合

33、機床通用部件的選擇依據(jù)是切削過程中所需的切削力、切削功率，待選定后再校驗切削扭矩是否合理。要計算切削力、切削功率及切削扭矩，就得確定加工過程中的切削用量。2.4.1 刀具的選擇刀具的選擇主要取決于加工工序所采用的加工方法，加工表面的尺寸，工件的材料，所需要的精度以及表面粗糙度，生產(chǎn)率及生產(chǎn)經(jīng)濟型等。在選擇時應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時可采用復(fù)合刀具和其他專用刀具。鏜刀制造刃磨簡便，特別是對不通孔、高精度孔、孔中心線直線度和位置度要求嚴(yán)格的孔采用鏜削工藝特別有利，因此本工序采用鏜刀進行孔加工。本工序中要加工三個不同直徑的同軸孔的內(nèi)壁，為提高工序集中程度并且保證加工精度，可采用同時加工兩個以上表面

34、得復(fù)合刀具，但是因為整體式復(fù)合刀具制造刃磨較困難，刀體不能重復(fù)使用，成本高，所以采用組裝式結(jié)構(gòu)，即裝三把鏜刀的鏜桿。此處要注意應(yīng)使復(fù)合刀具各切削部分的耐用度大致相同。鏜刀頭采用硬質(zhì)合金刀頭，鏜桿直徑和鏜刀頭截面尺寸根據(jù)鏜孔直徑選取，按組合機床設(shè)計簡明手冊表3-2選取，由于三鏜刀在同一鏜桿上，故直接桿最大直徑76.1選取鏜桿為60mm，按三孔的直徑分別為44.6，58.6，76.1，選取鏜刀的截面BB為1010，1212，1616，圓截面直徑d1分別為10，12，18，單位mm。又知該鏜削加工為精加工，故切屑較少，不會產(chǎn)生切屑纏繞鏜桿的問題，故可采用單刀鏜削，以利于提高加工的精度和表面粗糙度。本

35、組合機床選擇刀具為鏜刀和切槽刀，鏜刀刀體采用SANDVIKG公司的所產(chǎn)系列，依照圖紙進行補充加工；切槽刀選用成形刀具，材料為726。具體刀具圖形尺寸在刀具圖61組。2.4.2 切削用量的確定及切削力，功率的計算組合機床上使用的切削用量，主要是切削速度v（m/min）、背吃刀量 (mm)和每轉(zhuǎn)進給量f（mm/r），這些參數(shù)選擇得是否合適，對生產(chǎn)率與加工質(zhì)量有很大的影響。當(dāng)切削用量選擇的大時，加工一個工件所需的機動時間就少，單件生產(chǎn)率高。但是,如果切削用量選擇的太大，所需的切削力就大，在切削過程中產(chǎn)生的熱變形和振動就大，會使加工精度和表面粗糙度降低，同時,刀具的耐用度也隨之降低。由于組合機床通常采

36、用多刀同時加工，刀具的刃磨、裝卸、調(diào)整都很費事。如果刀具的耐用度過低，就會因刀具的裝卸、刃磨而使機床的生產(chǎn)率降低。由此可見，組合機床切削用量的合理選擇是比較復(fù)雜的。總的說來，組合機床要求刀具的耐用度比通用機床的高。由于組合機床有大量刀具同時工作，為了使機床正常工作，不經(jīng)常停車換刀，而達(dá)到較高的生產(chǎn)率，所選擇的切削用量比一般通用機床的切削用量要低一些。并且本機床鏜削加工為三孔同時鏜削，所以切削用量要綜合考慮。1、精鏜44.6mm孔、58.6孔、76.1孔，同時加工。（1）確定切屑用量。由被加工零件的技術(shù)參數(shù)知背吃刀量為1.2mm。查組合機床設(shè)計簡明手冊表6-15，知v取70至90m/mim,f取

37、0.12至0.15mm/r。因為是三把鏜刀同時加工，故切削用量取小一點，試取0.12mm/r。由于三把鏜刀同時加工，故主軸轉(zhuǎn)速n相同，則有 （2-1）其中,.由于v在70至90m/min，試取n=450r/min,則由（2-1）可求得：63.02m/min,82.8 m/min,107.53 m/min,基本滿足要求。則進給速度為 （2-2）表2.2 鏜刀切削用量切削速度v（m/min）進給量f（mm/r）主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）進給速度（mm/min）背吃刀量（mm）孔163.02012450541.2孔282.8012450541.2孔3107.53012450541.2（2）計算切削力查

38、組合機床設(shè)計簡明手冊表6-20，鏜削圓周里計算公式為 （2-3）按三把鏜刀同時加工計算F=3Fz=1357.707N（3）計算切削扭矩查組合機床設(shè)計簡明手冊表6-20，鏜削切削扭矩計算公式為 （2-4）帶入公式可得5171.85N/mm,6795.31N/mm,8824.63N/mm，則總扭矩為T=20.79N/m。（4）計算切削功率查組合機床設(shè)計簡明手冊表6-20，切削功率的計算公式為 （2-5）將數(shù)據(jù)帶入公式，可得P1=0.466kw，P2=0.612kw，P3=0.795kw，總功率P=1.873kw。由于考慮切削力不穩(wěn)定因素，選用電機功率為3kw，額定轉(zhuǎn)速為710r/min。（5）鏜削

39、基本時間的確定：鏜削工進速度為54mm/min,由工作循環(huán)圖知工進距離62mm,鏜削時間為=69s （2-6）（6）其他說明根據(jù)已經(jīng)定下的刀具，對照被加工零件圖分析可知，復(fù)合刀具加工三個孔時并不是同時鏜削的，而是三號刀先鏜削，完成后一號刀和二號刀才開始加工，并且有單獨加工的時間也有同時加工的時間，故以上計算中按三刀同時加工計算出的結(jié)果比實際情況更大，以此選擇的通用部件有更多的富余量。2、切槽加工，切槽直徑51.5mm。（1）切削深度為3.45mm。（2）切槽采取成形刀加工，刀具根據(jù)切槽形狀專門加工。到達(dá)加工部位后，刀盤橫向進給4mm完成加工。刀具采取硬質(zhì)合金，切槽電動機選用3kw，額定轉(zhuǎn)速71

40、0r/min。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南選取進給量f=0.05mm/r。（3）切削速度的確定：根據(jù)機械加工工藝師手冊選取主軸轉(zhuǎn)速選取n=300r/min，切削速度為=48.538m/min。（4）查組合機床設(shè)計簡明手冊表6-20，鏜削圓周力由（2-2）計算得909.75N。（5）基本時間的確定：由刀具工作循環(huán)圖知刀具快進265mm，緩進5mm，到達(dá)加工部位后刀具加工，刀具橫向進給4mm完成加工。切槽刀橫向工進速度為15mm/min,由公式計算得加工時間為16s。刀具切削時間共計69+16=85s，再加上其他空轉(zhuǎn)進給的時間，整個加工過程完全可以控制在4min以內(nèi)。2.5 組合機床配置型式的選

41、擇配置方案的不同對機床的復(fù)雜程度，通用化程度，結(jié)構(gòu)工藝性，加工精度，機床重新調(diào)整的可能性以及經(jīng)濟性等都有不同程度的影響。因此，確定機床配置型式和結(jié)構(gòu)方案則顯得十分重要。組合機床有大型和小型兩種，大型組合機床主要有單工位組合機床和多工位組合機床兩大類。單工位組合機床適用于大、中型零件的加工，特別適用于箱體零件以及被加工零件的特點，所以本機床選用單工位組合機床。但是在選用單工序組合機床時應(yīng)注意：1、單工位組合機床大多采用固定式夾具（工件移動的銑床除外），通常安裝一個工件。2、單工位組合機床通常對工件上一個部位只加工一次，因此為了對同一個部位進行多項加工，需要幾臺機床順序進行或采用復(fù)合刀具。3、在單

42、工位組合機床加工中，輔助時間不能和機動時間重疊。因此縮短輔助時間和機動時間成為提高生產(chǎn)率的關(guān)鍵，必要時采用提高生產(chǎn)率的先進工藝來解決。分析本工序,知本機床由于加工內(nèi)容比較簡單，此組合機床采用臥式雙面單工位組合機床形式，并且采用夾具保證加工精度，以及復(fù)合刀具、成形銑刀對殼體上的三個孔和成形槽進行加工。2.6 組合機床的機床布局及結(jié)構(gòu)說明組合機床布局安排是根據(jù)被加工零件的部位、種類及現(xiàn)場要求，設(shè)計被加工部位的加工工序圖，加工示意圖，設(shè)計出組合機床的機床合理布局及結(jié)構(gòu)說明。本機床擬采取的布局安排如下：1、機床左側(cè)為單獨動力鏜刀主軸，單獨動力滑臺，側(cè)底座，臥式布置；2、右側(cè)為銑刀主軸結(jié)構(gòu)，右側(cè)底座，單

43、獨動力滑臺，溜板，臥式布置；3、中間部分為夾具體，移動工作臺，夾具采用螺栓連接布置在滑臺上；4、工件采用液壓夾緊，滑臺采用液壓滑臺和機械滑臺；5、機床床身盡可能縮短；6、機床底座的高度盡可能降低；7、濕式加工，注意排水，導(dǎo)軌應(yīng)加防護。本組合機床布局如圖2.5所示：圖2.3 機床布局1-電動機 2-夾具部分 3-滑臺及動力部件 4-左側(cè)縱向滑臺 5-中間底座 6-右側(cè)縱向滑臺關(guān)于機床結(jié)構(gòu)的說明：1、布局采用臥式布置，以避免切屑擠入前導(dǎo)向;2、在滿足加工需求的前提下，機床避免復(fù)雜的刀具，力求簡單和較高的通用化程度，這樣可以降低成本，提高工作可靠性；3、在一個工位上進行鏜孔和切槽兩個工序，工序集中，

44、效率高，精度易于保證；4、夾具固定在移動工作臺上，對加工精度有一定的影響，查組合機床設(shè)計簡明手冊表3-3可知該類型的配置精度可達(dá)+-0.05mm，滿足了零件的加工工藝要求。5、本組合機床的移動工作臺裝配方向與機床主軸方向垂直，并且向機床的另一側(cè)傾斜，在機床的另一側(cè)則布置磁性排屑裝置和積屑車，這樣的配置很有利于排屑。第3章 組合機床動力部件的選擇工序內(nèi)容本身決定了組合機床采用的動力部件的內(nèi)容。對于鉆、擴、鏜孔等工序一般采用機械動力頭配多軸箱，或者采用動力箱、多軸箱和動力滑臺（機械或液壓）。后一種配置形式在應(yīng)用上更為靈活，通用化程度更高一些。對于鏜孔工序還可以采用鏜孔車端面頭加動力滑臺，或者是專用

45、的鏜孔多軸箱加動力滑臺。鏜孔車端面頭常用于工件只有一個孔及端面需要加工的情況。動力滑臺分為機械動力滑臺和液壓動力滑臺，液壓動力滑臺能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速，在工作過程中可以方便的隨時調(diào)速，可獲得較大的進給力，過載保護簡單可靠，便于自動化控制，但是液壓油粘度受溫度的影響，容易漏油，進給量由于載荷的變化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定，維修比較麻煩且技術(shù)要求高；機械動力滑臺及機械動力頭進給穩(wěn)定，慢速無爬行，高速無振動，可降低加工工件的表面粗糙度，且易發(fā)現(xiàn)故障，維修技術(shù)要求較液壓動力滑臺的低。由于本組合機床要精鏜三個孔，切削力較大，并且需要保證深度；切槽加工余量較小，所以對于加工此殼體的組合機床采用雙面

46、臥式加工結(jié)構(gòu)，滑臺選擇機械動力滑臺和液壓動力滑臺并用，左側(cè)精鏜加工配置機械動力滑臺，右側(cè)切槽配置液壓動力滑臺。選用西德標(biāo)準(zhǔn)的DSS鏜削頭，SEME400、SEHY400滑臺，并配其他通用部件，如鑒于本加工鏜削頭速度較高，采用RTR100皮帶傳動裝置。選取依據(jù)如表3.1，表3.2所示：表3.1 滑臺參數(shù) 參數(shù)型號最大行程（mm）工進速度(mm/min)快進速度(m/min)工作電機功率轉(zhuǎn)速(kw.rpm)快進電機功率轉(zhuǎn)速(kw.rpm)最大進給力(KN)外形尺寸（長*寬*高）(mm)SEME40040014.2-3945.80.7513901.51400201885*699*3206302115

47、*699*3202.23SEHY40063020-3006-19.381626*630*320所選用鏜削頭功率7.5kwP=1.873kw,扭矩600NmT=20.79Nm,滿足切削力和切削功率要求；配套滑臺、傳動裝置轉(zhuǎn)速也符合要求。表3.2 DSS鏜削頭參數(shù)鏜削頭型號主軸外伸長(mm)主軸端號(mm)主軸軸承軸徑(mm)最大扭矩(N.M)最大功率(KW)配套傳動裝置組成鏜車頭時的配套部件型號轉(zhuǎn)速范圍（R/min）車端面刀盤橫進給油缸前直徑后直徑型號最大直徑型號最大行程DSS100FK806(106.375)100806007.5RTR100280-3150PK250/50-6A50ZPL10

48、0*8080M160L250ZTR100100-650注：1、RTR為皮帶傳動裝置；ZTR為齒輪傳動裝置。2、DSS鏜削頭K表示短型；M表示標(biāo)準(zhǔn)型；L表示長型。 第4章 被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，表示設(shè)計的組合機床所完成的工藝內(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、硬度和在機床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計研制合同外，它是組合機床設(shè)計的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗機床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件圖的基礎(chǔ)上，突出本機床或自動線的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的。其主要

49、內(nèi)容包括:1、被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸，以及與本工序機床設(shè)計有關(guān)部位的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸；2、加工用定位基準(zhǔn)，夾壓部位及其方向已標(biāo)出，以便以此進行夾具的定位支撐（包括輔助定位支撐）限位，夾緊，導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計；3、本道工序加工部位在圖中用粗實線畫出，要保證的加工部位尺寸的數(shù)值的下方畫有粗實線，表面粗糙度和同軸度要求也已表明；4、在備注中有被加工零件編號，名稱，材料，硬度及加工余量等信息；5、本工序加工為精鏜，不允許留有退刀痕跡。被加工零件工序圖詳見圖2.1。第5章 組合機床加工示意圖加工示意圖是在工藝方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的。是表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機床工藝方案圖，它是組合機床總體設(shè)計的主要

50、圖紙之一，在組合機床總體及自動化線設(shè)計中占有相當(dāng)重要地位。5.1 加工示意圖的作用加工示意圖直接表示出實現(xiàn)工藝的具體措施，是幫助我們進一步分析工藝方案和車床是否可行的基礎(chǔ)，零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件在機床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機床各部件間的相對位置關(guān)系，機床的工作行程及工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是組合機床設(shè)計的主要圖紙之一，在總體設(shè)計中占據(jù)重要地位。它是刀具、輔具、主軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺組合機床布局和性能的原始要求，同時還是調(diào)整機床、刀具及試車的依據(jù)。5.2 加工示意圖的內(nèi)容加

51、工示意圖應(yīng)繪制成展開圖。先根據(jù)工藝要求按比例繪制工件的外形及加工部位的展開圖，對于那些距離很近而且需要加工的孔，要按嚴(yán)格的比例相鄰的展開畫出，使人能清楚地看出相鄰刀具、導(dǎo)向機構(gòu)、專用工具及主軸等是否相撞，然后按工件加工要求擬定工藝方案和選用刀具、主軸、連桿及專用工具、切削用量、工序余量等進行繪制。因此加工示意圖應(yīng)包含的內(nèi)容有：1、應(yīng)反映機床的加工方法、加工條件及加工過程。2、根據(jù)加工部位特點及加工要求，決定刀具類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸（直徑和長度）。3、決定主軸的結(jié)構(gòu)類型、規(guī)格尺寸及外伸長度。4、選擇標(biāo)準(zhǔn)的或設(shè)計專用的接桿、浮動卡頭、導(dǎo)向裝置、攻絲靠模裝置、刀桿托架等，并決定它們的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸。5、標(biāo)明主軸、接桿（卡頭）、夾具（導(dǎo)向）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。6、根據(jù)機床要求的生產(chǎn)率及刀具、被加工零件材料特點等，合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量。7、決定機床動力部件的工作行程及工作循環(huán)。在本組合機床設(shè)計中，工件的定位基準(zhǔn)面