鉆孔組合機床工藝設(shè)計

摘本文對器箱蓋連接孔的加工工藝進行了詳細的分析就其孔的加工提出：組合機床,離合器壓盤,主軸箱,夾TheManufactureisanimportantsupportofeconomicdevelopmentinacountryorarea.Itslevelofdevelopmentstandsfortheeconomicpower,technicalandscientificlevel,livingstandardandnationaldefensivepowerofthecountryorarea.Whilethecapabilityofproductionintradeofmanufacturemostlydependsontheadvancedproducingequipment－machinetool.Thispaperhascarriedoutdetailedysisforthecasecovertechnologyofgearreducerthatjoinshole,theprocessingforitsholehaveputforwardthetrainofthoughtof"oncepackfolder,workpositionisprocessed,reachtheprecisionrequirementofproductpattern".Accordingtothistrainofthought,havedesignedthefour-axlefirstworkdrillingmachineofbitalignment.ThispaperpresentsthedesignandcalculatingofeachpartofthismachineKeyword:Modularmachinetool,Clutch …………… 緒 機床在國民經(jīng)濟的地位及其發(fā)展簡 組合機床的國內(nèi)、外現(xiàn) 國內(nèi)組合機床現(xiàn) 國外組合機床現(xiàn) 機床設(shè)計的目的、內(nèi)容、要 設(shè)計的目的 設(shè)計內(nèi) 設(shè)計要 機床的設(shè)計步 1.4.1研 擬定方 工作圖設(shè) 組合機床的總體設(shè) 組合機床方案的制 制定工藝方 確定組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方 確定切削用量及選擇刀 確定工序間余 選擇切削用 確定切削刀、切削扭矩、切削功 選擇刀具結(jié) “三圖一卡”的編 加工示意 機床聯(lián)系尺寸 生產(chǎn)率計算卡 多軸箱的設(shè)計 22繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù) 主軸、齒輪模數(shù)的選 多軸箱的傳動設(shè) 繪制傳動系統(tǒng) 傳動零件的校 確定機械重塊平衡機 30系 32Z軸泵的確 Ｙ軸動力的確 擬定系統(tǒng) 夾具設(shè) 機床夾具的概 機床夾具的組 工件機構(gòu) 工件定位方案和定位元件的設(shè) 夾緊方案和夾緊元件的設(shè) 夾具的性能及優(yōu) 夾具體的設(shè) 誤差分析與計 夾具精度分析計 夾具設(shè)計及操作的簡要說 結(jié) 參考文獻 42致謝 附件:另附：3000字中文翻譯可聯(lián)系設(shè)計作者機經(jīng)過幾道甚至幾十道切削加工工藝才能完成因此機床是現(xiàn)代機械制40%～60%可。就需要一個強大的機械制造業(yè)為國民經(jīng)濟提供現(xiàn)代化的先進技術(shù)設(shè)備與對國民經(jīng)濟發(fā)展起著重大作用因此許多國家都本國機床工業(yè)的發(fā)展和機床技術(shù)水平的提高，使本國國民經(jīng)濟的發(fā)展建立在堅實可靠的基礎(chǔ)上。18就推動了機床的迅速發(fā)展。為使蒸汽機的發(fā)明付諸實用，1770年前后創(chuàng)制了鏜削蒸汽機汽缸內(nèi)孔用的鏜床。1797年發(fā)明了帶有機動刀架的車床，開創(chuàng)了用機19世紀(jì)末，車床、鉆床、鏜床、特殊形狀和特殊材料需要的特種加工機床相繼問世。50年代，在綜合應(yīng)用電子我國的機床工業(yè)是在1949年成立后才開始建立起來的。解放前，由于長期的和19世紀(jì)中葉以后主義的和掠奪，我國的工農(nóng)業(yè)生和砂輪等；1949年機床產(chǎn)量僅1000多臺，品種不到10個。50多年的建設(shè)，我國機床工業(yè)50001500多種；不僅裝備了國內(nèi)的工業(yè)，世界上第一臺組合機床于1908年在問世，30年代后組合機床在世界各在不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展。國內(nèi)組合機床我國加入WTO以后，制造業(yè)所的機遇與并存、組合機床行業(yè)企業(yè)適時調(diào)整采取了積極的應(yīng)對策略出現(xiàn)了產(chǎn)銷兩旺的良好勢頭截至410003.9200410%以上，另外組合機床行業(yè)機械、、能源、輕工及家電行業(yè)提供設(shè)備，隨著我國加入WTO后與世2003890161871485770萬元；20049852583815950多家組合機床分會會員中，僅有而從2001至2002年，不到兩年的時間，就先后有十幾家企業(yè)實行制改造，“現(xiàn)在高度重視4個階段后，煥發(fā)勃勃生機”組合機床行業(yè)企業(yè)正在以制、組合機床及其自動線是集機電于一體是綜合自動化度較高的制造技術(shù)和成交通能源輕工家電行業(yè)我國的傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自動線主要采用機電氣控制它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型的箱體類和軸類零件（近年研制的組合機床加工連桿、板件等也占一定份額，（PLC[國外組合機床80年代以來，國外組合機床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著可靠性和加工精度。廣州標(biāo)致汽車公司由法國雷諾公司購置的缸蓋加工生產(chǎn)線,換工作臺、環(huán)形主軸箱庫、動力部件和夾具的運動,58秒。(2)發(fā)展柔性技、到成品下線的全部工序,以及下線后的自動碼垛、裝箱等。德國大眾汽車公司KASSEL19879000萬馬克的齒輪箱和離合器殼生線組成,三班制工作,2000件,4012臺雙面組成,3種零件的加工?？占軝C器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動化技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一批專門從事裝配試驗檢測等裝備的專業(yè)、(4)進一步提高工序集中程刀加工實現(xiàn)工序集中,從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能,設(shè)計的目計，使我們在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過，得到設(shè)計構(gòu)思、方案的分析、設(shè)計內(nèi)動力設(shè)計根據(jù)給定的工件，初算傳動軸的直徑、齒輪的模數(shù)；確定動力編寫設(shè)計說明研擬定方當(dāng)使用和制造出現(xiàn)時，應(yīng)先滿足使用要求，其次才是盡可能便設(shè)計必須以生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗為依據(jù)凡是實踐考驗的方案，最后，對有關(guān)圖紙進行工 和標(biāo)準(zhǔn) 制定工藝方1，加工孔的主要技術(shù)要求4M8孔的位置度公差為Φ0.1mm，與Φ12孔同心。HT21-40，HB170～241要求生產(chǎn)為（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量6萬件，單班制生工藝分加工螺紋底孔，孔徑為Φ6.5定位基準(zhǔn)及夾緊點的選確定組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案機0.1mm,它的位置精度要求不是很高，安排加工時孔孔10均布位置22凸臺422凸臺4布孔?12孔?12準(zhǔn)確度Ra3.2um2-1所示。被加工零件的特HT21-40、HB170-24190Φ6.5mm。采零件的生產(chǎn)批機床使用條確定工序間余誤差的影響。Φ6.5mm0.5～1mm。選擇切削用同直徑的加需要，即：n1·f1=n2·f2 ni·f =vf式中： 、 、…ni——各主軸轉(zhuǎn)速f 、f 、…f ——各主軸進給量vf——動力滑臺每分鐘進給量鑄鐵HB175～255、進給量f=0.1mm/r、切削速度確定切削力、切削扭矩、切根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度v及進給量f）確定切削力，作為選布氏硬度：HB=HBmin13=170－13F=26

f0.8HB=26×6.5×0.10.8=535.16T=10

f0.8HB=10×6.519×0.108PTv=0.123選擇刀具結(jié)離合器壓盤的布氏硬度在HB170～241D6.5mm，刀具的材料選擇（W18Cr4V6.5的麻花鉆?？准庸さ毒叩拈L度應(yīng)保證加工終了時刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之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。被加工零件工12－2所示。寸，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互。22－212加工用定位基準(zhǔn)，機械夾壓位置及方向，輔助支承均須用規(guī)定的符號表示出?22凸臺4?22凸臺4布孔?12位準(zhǔn)確度圖孔?12位準(zhǔn)確度 加工示孔孔均布位置1

2－32－34孔立式鉆床加工示意圖。2刀具的選擇刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排導(dǎo)向套的選擇在組合機加工孔，除用剛性主軸的方案外，工選擇導(dǎo)向類型根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑d=10mmv=15m/min導(dǎo)向套的參 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置，如圖2－4所示圖 表 dDLmR表 DDG7（或HgH2－5所示2－3所示：表 與直徑dd圖 因為軸的材料為40Cr，剪切彈性模量G=81.0GPa,剛性主軸?。痬,所以BdB4T=2.316×43274.45式中：d——軸直徑T——軸所承受的轉(zhuǎn)矩d=20mm,主軸外伸長度為：L=115mm，Dd132/20，內(nèi)孔長度為：l1 的刀具接桿來解決的,連接桿如圖2－6所示，圖 連接桿上的尺寸dDd選2－4所示：表 L12－3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（333mm）,它等于刀具懸伸長度、螺母厚工作進給長度的確定如圖2－7L應(yīng)等于工件加工部位長度L與刀具切入長度L1和切出長度L2之和。切入長應(yīng)L1應(yīng)根據(jù)工件端面5～10mmL1=7mm，切出長度

+89mm,所以L快進長度的確定考慮實際加工情況，在未加工之前，保證工件表156mm，快退長度等于快圖 下備量20行程 上備量總下備量20行程 上備量總行程12－82 具體的加工要求，使用條件選擇HY系列滑臺。確定軸向進給 滑臺所需的進給F=FiF＝4.29KN。確定進給速度滑臺的工作進給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無級調(diào)速，對滑臺確定切削用量時所規(guī)定的工作進給速度應(yīng)大于滑臺最小工作進給速度的0.5～1倍;進給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時，實際進給速度應(yīng)更大一些系統(tǒng)中進給速度vf=n·f=47.8mm/min。所以選擇HY25IA 速度范圍32～800mm/min，快速速度12m/min。20mm40mm,行程應(yīng)大于工作行程，前備量，后備量之和。動力滑臺型號HY25IA 用，在多軸箱沒有設(shè)計之前，P主可算η＝0.7～0.8HT21-40JB307-62，取η＝0.8．Y100L—6B51TD25IA型動力箱，動力箱輸出軸至箱125mm。主要技術(shù)參數(shù)如下表：轉(zhuǎn)速范圍（kwY100L-（3）Y軸滑臺的選工件質(zhì)量計算=1.308×10-m=ρv=7.0×103×1.308×10-磨擦系數(shù)：f=0.07～0.12取21CL251CD25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4Y軸滑臺在其上面聯(lián)接安裝的需要，又考慮到1CC32。5本機床配置的多軸箱總厚度為301mm，寬度和高度按標(biāo)準(zhǔn)尺寸中選取。計算時，多軸箱的寬度B和高度H可確定為：B=500 ×H=500X500mm生產(chǎn)率計算切削時間 T切=L/vf+t==1.151式中：T切——機加工時間（min）L——工進行程長度（mm）vf——刀具進給量（mm/min）t?！罁蹊F停留時間。一般為在動力部件進給停止?fàn)顟B(tài)下，5～15r15r輔助時間T輔

L3L4v

移+t0.1

==式中：L3、L4——分別為動力部件快進、快退長度vfk——快速移動速度t移——工作臺移動時間（min）,0.05～0.13min,裝機床生產(chǎn)率Q1=60/T=60/（T切+T輔=21.39件機床負荷率按下式計 η==式中：Q——機床的理想生產(chǎn)率（件A——年生產(chǎn)（件表 1601A-HT21-40JB297-工時程切速進給量進給量123Z4Z45Z6Z7Y0.8Y9ZZ4Z1821.39件30.77件繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)2－9所示2－92－6表 LNV))123、鉆 JB297-62；硬度:HB170-2412．動力部件型號：1TD25IA動力箱，電動機型號Y100L-6；功率P＝1.5kw。齒輪模數(shù)選齒輪模數(shù)m可按下式估算：m=(30～32)

P/(ZN)=32×31.5/(19478)式中：m多軸箱輸入齒輪模數(shù)取m1=3，其余齒輪模數(shù)取m2=2多軸箱的傳動2－9表2— 銷驅(qū)動軸X0Y0圖 為保證齒輪齒根強度應(yīng)使齒根到孔壁或鍵槽的厚度a2m,驅(qū)動軸的直徑為d=30mm,2－10t=33.3mm,m1=3Zmin19當(dāng)m2=2，d=20時，齒輪t=23.3mmZmin20p3319′111，2，3p3319′m≥

的齒輪，變位系數(shù)x=0.181。傳動軸的轉(zhuǎn)速為n=1000/1.41r/min=706r/由于前面選取了主軸直徑為30，顯然傳動軸直徑都選取20，這樣為了減少傳動軸種類和設(shè)計題目需要由于傳動軸轉(zhuǎn)速是706rmini=706 1.2×1.2;1.4×1.030mm，由《機械零件設(shè)計手冊》查得知：t=33.3mm,當(dāng)Zmin≥2(t21.25)d 去驅(qū)動齒輪齒數(shù)Z=4545G54。本機床齒輪的選用按照下表選用寬度齒模數(shù)孔徑16～502、2.5、、、、、、、44（B2、、3、、、使各主軸轉(zhuǎn)速的相對轉(zhuǎn)速損失在±5%以內(nèi)。 ：V=3.14Dn知n1n2n3n4 1100r3.142.44繪制傳動系統(tǒng)2－11所示

T0713-A

GB70- T0712-10106 47GB921-

30/2|5B 0BBA2－1137mm4.5mm9.5mm傳動零件的校7。泵軸的扭矩查得R12-1A泵的最高壓力為0.3MPa排量為5.88ml/rq——泵的排量m3/sT——輸入扭矩N·mω——輸入角速度rad/sn=655.338r/min=10.9223r/s代入64.22×10-4根據(jù) =2.316×47584.8941、2、3、45上的齒輪進行接觸疲勞強度和彎曲45HB=229～286240HB。設(shè)使用10年。齒輪Z5=30、Z1=28、寬度B=37mm，傳動比i5-1=0.914,工作1.088/2.804=0.39。接觸疲勞極限 由圖12.17c得бHlim齒輪5的圓周速度

d5

精度等 選9級精使用系數(shù) 由表12.9動載系數(shù) 由圖12.9齒間載荷分配系數(shù)KHα 由表12.10先求αε=[1.88－3.2×(1+α

Z5 =1.88－3.2×(1+1 4344343由此得

Z= Z=齒向載荷分布系數(shù) 由表12.11

.

·2]（

·2+C·10-=1.17+0.16×[1+0.6×(37/60)×2]×(37/60)×2+0.61×10-載荷系數(shù) 彈性系數(shù) 由表 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 由圖 （X1X2）/(Z1接觸最小安全系數(shù) 由表 總工作時間 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)=接觸系數(shù) 由圖 許用接觸應(yīng)力 [σH1]=Hlim1ZNSH[σH2]=Hlim2ZNSH

=4101.14=4101.242kT5ubd2kT5ubd 5=301.95MPa<373.92重合度系數(shù) Yε=齒間載荷分配系數(shù) 由表 齒向載荷分配系數(shù) 由圖 KFβ載荷系數(shù) 齒形系數(shù)YFα 由圖12.21 應(yīng)力修正系數(shù) 由圖 由圖12.23c 彎曲最小安全系數(shù)SFmin 由表12.14 應(yīng)力循環(huán)系數(shù) NL2=60γn1th彎曲系數(shù) 由圖 尺寸系數(shù) 由圖 許用彎曲應(yīng)力 [σF1]=FlimSF[σF2]=Flim1YNSFα 驗 σf1=2kT5YF1YSα bd5=22.347584.893760σf2=σf1YF2YS計算Z軸滑臺滑鞍的質(zhì)1TD25IA動力箱的質(zhì)量=26.685×10-3+1.61×10-b

3.14(324

3.1420]4=0.32×10-3m3=2.5=0.28×10-3

4mc=ρVc=7.8×103×0.28×10-=2.2d=7.722e、查表R12-1A的質(zhì)量me=5.5f=1.9g=0.312m總=406.57考慮到套筒和潤滑油未計算，總質(zhì)量就略取大些，取m總=42075～85%則：平衡塊的重量m塊=m85%=3572.6系Z軸泵的確（1）泵的最大工作壓力缸的最高工作壓力出現(xiàn)在工作工進階段此 力要克服切削力和F摩式中：F摩——滑臺克服摩擦力G代入式中F摩=m總g－m平衡塊g=F切FF摩+F HY25IA滑臺的油缸直徑為63mm,活塞桿直徑為d4

=4

=0.62×10-3則：P1=F/A=1701.79/0.62×10-損失估取為△P=0.5MPa,則泵最高工件壓力PpPp考慮壓力儲備，泵的最高壓力（2）泵的最大流泵的最大供油量qP式中：K——系統(tǒng)的泄漏系(Σq)max——同時動作時的執(zhí)行器的最大流量qP1.1×16=17.6L/min（3）泵的規(guī)要求：該泵的流量為18.75L/min,調(diào)壓范圍為2.0～7.0MPa,開始變量之壓力為5.0MPa,1800r/min600r/min。ＰＮ＝pPＰ4.0610617.6＝式中：ＮＰ——泵的驅(qū)動功率查得：Y100L2－4型封閉式三相異步電動機滿足上述要求。其轉(zhuǎn)速為1430r/min,Y軸動力的確（1）泵的最大工作壓力Y軸缸要驅(qū)動工件、夾具、工作臺等。工作臺的質(zhì)量V工＝630×320×45＝9.072×10-m工=ρV工=7.0×103×9.072×10-=63.504滑臺滑塊的質(zhì)量V滑＝11.09×10-m滑=7.1×103×11.09×10-=77.63由于夾具未設(shè)計，估算m夾＝10㎏則總質(zhì)量m總＝m+m工+m滑+m=160.29缸需要的力F＝fm總式中：f——摩擦力f=0.1代入式中：F＝fm總HY32IA滑臺油缸的壓強在后退時最大，工作面(Dd4

＝4

則最高工作壓力P2＝F/A＝160.29/0.49×10-算得泵的最高工作壓力PP為Pp（2）泵的最大流系數(shù)K＝1.1，則qPYBN-40N-JB型限壓式變量泵的流量為37.5L/min，調(diào)壓范圍在2.0～7.0MPaY22L/min37.5L/min0.85MPa，而YBN-40N-JB2.0～7.0MPa，因此設(shè)置了一個減壓閥，使符合壓力擬定系統(tǒng)2－13序見（2－11）圖 表 ——————Z＋—＋———Z＋—————Z＋—————Z—＋————Y————＋—（續(xù)表Y—————＋Z＋—＋———Z＋—————Z＋—————Z—＋————Y———＋——本夾具主要是用來鉆沿φ305M8度。為了很好利用工廠實際設(shè)備和提高生產(chǎn)率，設(shè)計夾具進行加工。機床夾具的定位元件和定位裝置用于確定工件正確位置的元件或裝置，如V夾緊元件和夾緊裝置用于固定工件以獲得的正確位置的元件或裝置。工件導(dǎo)向元件確定刀具的位置并引導(dǎo)刀具的元件，它也可以供鉆鏜類夾具在機夾具體夾具體也稱為夾具本體，用于將各種元件，裝置連于一體，并通過大的變形和，產(chǎn)生較大的加工誤差。機床夾具的工件結(jié)構(gòu)特點分在對離合器壓盤結(jié)構(gòu)分析及所要求加工的4個M8螺紋底孔孔所處的特殊位X、Y、Z方向的移動；擋銷限制了一個旋轉(zhuǎn)自由度；心軸限制了兩個自夾緊方案和夾緊元件的設(shè)工件在切削過會受到切削力慣性力等作用因此必須夾緊以保證定位，夾緊裝置在夾緊過有一定的要求(5)由于該道工序是鉆φ6.