第6卷第2期2006年4月雞西大學(xué)學(xué)報(bào)JOURNALOFJIXIUNIVERSITYVol.6No.2Apr.2006作者簡介:邱躍勇,助理工程師,雞西礦業(yè)集團(tuán)安裝工程公司,黑龍江雞西。郵政編碼:158100文章編號:1672-6758(2006)02-0059-2專用銑削組合機(jī)床的設(shè)計(jì)邱躍勇摘要:介紹了專用銑削組合機(jī)床設(shè)計(jì)的全過程及一些注意事項(xiàng)。關(guān)鍵詞:機(jī)床工藝方案；被加工零件工序圖；加工示意圖；機(jī)床總圖中圖分類號:TG54文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A銑削組合機(jī)床是具有多種配置型式的通用化、系列化機(jī)床,是根據(jù)被加工零件的要求合理地選擇機(jī)床型式、規(guī)格與精度等級,合理地選用通用部件,組成符合要求的機(jī)床。1機(jī)床工藝方案機(jī)床工藝方案的制定是銑削組合機(jī)床設(shè)計(jì)最重要的一步,它決定機(jī)床是否能夠在經(jīng)濟(jì)合理的條件下滿足被加工零件生產(chǎn)率和加工精度的要求,是機(jī)床設(shè)計(jì)能否成功的關(guān)鍵。111被加工零件在本機(jī)床上完成的工序及加工精度是制訂機(jī)床工藝方案的依據(jù),首先要分析其加工精度和技術(shù)要求,了解現(xiàn)場工藝、保證精度的措施以及存在的問題。對于精加工機(jī)床還要適當(dāng)考慮機(jī)床精度儲備量。112本工序的加工精度直接受前一工序加工精度的影響。前一工序加工的表面平面度會影響本工序切削深度的變化,因而產(chǎn)生切削力的變化。切削刀片在切削過程中,隨著切削深度的變化,在加工表面產(chǎn)生上下移動,會影響加工表面的平面度。113被加工零件的材料和硬度、鑄件或鍛件質(zhì)量、零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)剛性、工藝基面的精度以及前一工序的定位基準(zhǔn)和夾壓位置等直接影響機(jī)床加工精度。若刀具切入或切出邊為非加工面,鑄造或鍛造質(zhì)量較差,有硬點(diǎn)或夾砂等,會直接影響刀具壽命。若被加工零件結(jié)構(gòu)剛性較差,不僅會產(chǎn)生夾壓變形,而且當(dāng)切削力較大時,還會產(chǎn)生切削振動。本工序精銑的工藝基準(zhǔn)及夾壓位置最好與前一工序半精銑的工藝基準(zhǔn)及夾壓位置相同。本工序的工藝基準(zhǔn)面的平面度也很重要。114被加工零件的生產(chǎn)批量將直接影響切削用量、刀具材料、機(jī)床配置型式等的選擇。如果是小批、單件生產(chǎn),機(jī)床需要經(jīng)常改變切削速度,就要選用手柄變速銑削頭。為了適應(yīng)不同寬度零件的需要,銑削頭還要在床身上前后移動。中批生產(chǎn)的粗加工和半精加工以及精度要求不很高的半精加工和精加工工序,可以采用雙軸銑削頭,使機(jī)床一次進(jìn)給完成二個工序的加工；或者采用二次進(jìn)刀的方法,也就是采用單軸銑削頭,在粗加工之后,主軸滑套前調(diào),使刀具到達(dá)第二次切削的尺寸,進(jìn)行半精加工。2被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(jī)床上或一條自動線上完成的工藝內(nèi)容、加工部位的尺寸及精度、工件定位基準(zhǔn)、夾壓部位、被加工零件的材料、硬度和重量以及前一工序的尺寸和精度。它是在原有工件圖的基礎(chǔ)上,以突出本機(jī)床的加工內(nèi)容,加上必要的說明繪制的,是機(jī)床設(shè)計(jì)的依據(jù),也是機(jī)床調(diào)整及精度檢驗(yàn)的重要技術(shù)文件。3加工示意圖根據(jù)機(jī)床工藝方案及工序圖,繪制加工示意圖是機(jī)床總體設(shè)計(jì)中的重要組成部分。加工示意圖主要包括以下內(nèi)容。311加工余量。粗銑平面余量,主要取決于鑄造質(zhì)量和鍛造質(zhì)量。一般情況下由于刀具強(qiáng)度的限制,最大切削深度為68mm。粗銑平面的最小切削深度,也要大于鑄件或鍛件表皮硬化層或者砂粒層,否則會使刀具嚴(yán)重磨損,甚至損壞。精加工余量,是根據(jù)工序加工精度要求以及前一加工精度來決定的。但是一般情況下最小切951994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.削余量不能小于0.2mm。具體切削用量的選擇參考組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊中的表2-16。312機(jī)床工作進(jìn)給量。機(jī)床工作進(jìn)給速度是由被加工零件的年產(chǎn)量來決定的。年產(chǎn)量以及每日幾班制生產(chǎn)等是機(jī)床任務(wù)書規(guī)定的。機(jī)床工作進(jìn)給速度是決定機(jī)床結(jié)構(gòu)性能的重要因素。主切削功率和進(jìn)給電動機(jī)功率與機(jī)床工作進(jìn)給速度成正比。刀盤結(jié)構(gòu)、刀片材質(zhì)等也與機(jī)床工作進(jìn)給速度有關(guān)。例如粗銑平面,當(dāng)機(jī)床工作進(jìn)給速度在1600mm/min以上時,一般要采用密齒刀盤；由于受到刀齒強(qiáng)度及每個刀齒進(jìn)刀量的限制,往往還要提高主軸轉(zhuǎn)速,增加切削深度。此時為了保證刀具有足夠的耐用度,必須選用適用于高速切削的刀片。313刀盤直徑及刀盤與工件加工面的相對位置。一般情況下,推薦銑刀盤直徑與被加工零件加工面寬度的關(guān)系如下:B=0.8D式中:B被加工零件加工面寬度mmD銑刀盤直徑mm314其余切削參數(shù)的確定。每齒進(jìn)給量Sz,對于平面粗銑,以刀齒所能承受的切削力來選擇:一般Sz0.30.5mm/齒。對于精加工,應(yīng)該是越小越好,但是一般大于0.040.06mm/齒。否則當(dāng)切削刃磨損時,由于每齒進(jìn)給量過小,會產(chǎn)生擠削從而加劇切削刃的磨損。機(jī)床工作進(jìn)給速度S工是由機(jī)床生產(chǎn)率給定的,每齒進(jìn)給量Sz根據(jù)粗、精加工也可以初步選定,根據(jù)下面公式選擇并記算刀盤齒數(shù)Z、刀盤每轉(zhuǎn)進(jìn)給量Sr,主軸轉(zhuǎn)速n,以及切削速度V:Sr=SzZmm/minS工=Srnmm/minV=nD10-3m/min硬質(zhì)合金刀片一般100m/min。含有碳化鈦等新牌號的硬質(zhì)合金刀片的切削速度可達(dá)到250m/min。金屬陶瓷刀片的切削速度可達(dá)到400600m/min。4機(jī)床總圖是在機(jī)床主切削功率、進(jìn)給功率計(jì)算的基礎(chǔ)上,根據(jù)被加工零件加工精度要求及機(jī)床工藝方案要求的機(jī)床結(jié)構(gòu)型式,選擇通用部件,繪制機(jī)床總圖。4.1主切削功率計(jì)算。主切削功率是機(jī)床設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),是機(jī)床成功與否的關(guān)鍵。N=0.735a(V/25.43)3/4KW式中:N切削功率馬力a根據(jù)刀具和工件材料確定的系數(shù),見表1V=S工tBmm3/minS工機(jī)床每分鐘工作進(jìn)給量mm/mint切削深度mmB切削表面寬度mm表1刀具材質(zhì)工件材質(zhì)HB硬度最小最大平均值硬質(zhì)合金合金鋼2001.502.502.00灰鑄鐵1900.501.000.75鋁合金0.501.000.75平面精銑機(jī)床一般不按切削功率選擇動力部件,主要是以提高切削平穩(wěn)性,保證加工精度為重點(diǎn)。平面粗銑機(jī)床切削功率計(jì)算中值的選擇一般以最大值為準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)證明,切削刃磨損到接近不能再繼續(xù)切削時的切削功率比切削刃剛剛?cè)心r的切削功率幾乎增加1倍。4.2進(jìn)給功率計(jì)算。對于液壓動力頭就是進(jìn)給油泵所消耗的功率一般為0.8-2千瓦。4.3動力部件的選擇。41311銑削頭的選擇。根據(jù)計(jì)算的主切削功率以及刀盤直徑選擇銑削頭規(guī)格。一般情況下銑削頭寬度比刀盤直徑大一個規(guī)格,這樣可以保持平面銑削的平穩(wěn)性。但是必須使所選擇的銑削頭的功率大于計(jì)算的切削功率。必須注意被加工零件的特點(diǎn),如果鑄造或者鍛造質(zhì)量較差,選擇銑削頭的功率時要有足夠的功率儲備。41312銑削工作臺的選擇。以被加工零件的寬度來選擇工作臺的寬度,也就是被加工零件的加工面最好與工作臺導(dǎo)軌寬度相當(dāng),可以保證較好的銑削平穩(wěn)性。(下轉(zhuǎn)72頁)06第2期雞西大學(xué)學(xué)報(bào)2006年1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.同時也確保了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行,杜絕了因漏油而停機(jī)的現(xiàn)象。通過“運(yùn)行分析日志”記載可統(tǒng)計(jì)出:1#汽輪機(jī)大修前,日耗油(油箱油位50116mm,大修后日耗油26mm。油箱每45mm為180kg,汽輪機(jī)油則月可節(jié)約9616kg。年可節(jié)約1160kg,每噸汽輪機(jī)油7000元,則由于節(jié)省汽輪機(jī)油年可節(jié)資8120元。同時由于油中水分雜質(zhì)減少,機(jī)組濾油時間減少,每年油水分濾機(jī)甩水消耗電能1440kw.h,改造后可節(jié)電1000kw.h,每度電013265元計(jì)算,可節(jié)約資金32615元。由于軸承油檔漏泄情況杜絕了,則減少了停機(jī)次數(shù),處理油檔漏油停機(jī)一次,因?yàn)槠啓C(jī)暖管,蒸汽管道暖管,各種輔機(jī)起動運(yùn)行消耗電能和浪費(fèi)新蒸汽,花費(fèi)資金大約在6000元左右,據(jù)03年統(tǒng)計(jì),處理軸承油檔漏油停機(jī)4次,費(fèi)用24000元。由以上分析,軸承油檔改造后可節(jié)約資金3244615元/年。軸承油擋改造投資13萬元,則4年可收回成本。1#汽輪機(jī)組高低壓軸封,軸承油檔改造共投資4115萬元,綜合起來,不到九個月便可收回成本。TransformationofAxisSealandOilFilesofN25-35-1GasTurbineLiuZhenpingAbstract:Profitingfromtheadvanceddesigntheoryandthestructureanalysisthisarticleelaboratedthetransformationfeasibilityandtheeconomicefficiency.KeyWords:gasturbine；leakgas；leakoil；renewalandtransformationClassNumber:TM62113DocumentMark:A(上接60頁)銑削工作臺的臺面長度是由被加工零件長度與夾具來決定的。銑削工作臺的行程取決于被加工表面的長度和刀盤直徑以及刀具切入和切出工件距離的需要,工作進(jìn)給行程等于加工表面長度、刀盤直徑與切入和切出長度之和:C=L+b1+D+b2切入長度b1與切出長度b2取決于裝卸被加工零件的方便性。可以根據(jù)工作臺寬度、臺面長度及工作進(jìn)給長度選擇銑削工作臺。4.4銑刀盤的選用及設(shè)計(jì)。銑刀盤的選用及設(shè)計(jì)是機(jī)床能否完成加工工藝要求的關(guān)鍵。41411根據(jù)被加工零件選擇刀盤直徑。按B=0.8D計(jì)算并選標(biāo)準(zhǔn)值。41412根據(jù)切削速度、生產(chǎn)批量及刀具耐用度選擇刀片材質(zhì)。41413刀盤齒數(shù)可根據(jù)機(jī)床工作進(jìn)給速度、加工精度等因素選擇,采用疏齒、一般齒或者密齒刀盤。41414高效精密加工往往選用帶寬刃修光齒的刀盤。但是要注意,寬刃切削時隨著切削刃的逐漸磨損,切削的軸向抗力也增加。因此必須增加刀片夾緊剛性,或者采用切削性能好、耐磨性高的刀片。應(yīng)注意到在機(jī)床系統(tǒng)剛性中刀具的剛性幾乎是最弱的一個環(huán)節(jié)。4.5夾具設(shè)計(jì)。被加工零件的剛性,往往也是比較薄弱的環(huán)節(jié),特別是一些薄殼形零件,很難適應(yīng)大走刀強(qiáng)力銑削的要求。隨著工業(yè)的發(fā)展,被加工零件的生產(chǎn)率和加工精度也在相應(yīng)提高,因此夾具的設(shè)計(jì)也就越顯重要,因?yàn)閵A壓變形以及銑削力引起的變形直接影響加工精度。對此,往往需要對工件容易變形的部位采取在夾具上增加輔助支承等措施。TheDesignofSpecialMillingCompoundingToolQiuYueyongAbstract:Thearticleintroducedthewholeprocessandsomeproceedingaboutspecialmillingcompoun2dingtool.KeyWords:technicalsch