..前言1緒論11.1機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)的地位及其發(fā)展簡史11.3組合機(jī)床設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求61.3.1設(shè)計(jì)的目的61.3.2設(shè)計(jì)內(nèi)容61.3.3設(shè)計(jì)要求61.4組合機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟71.4.1調(diào)查研究71.4.2擬定方案71.4.3工作圖設(shè)計(jì)72零件分析82.1零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其技術(shù)要求82.1.1零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)82.1.2技術(shù)要求82.2.零件的生產(chǎn)批量及其機(jī)床的使用92.2.1零件的生產(chǎn)批量92.2.2機(jī)床的使用條件92.3零件工藝方案91.3.1生產(chǎn)工藝方案93組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)113.1組合機(jī)床方案的制定113.1.1制定工藝方案113.1.2確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。113.2確定切削用量及選擇刀具133.2.1確定工序間余量133.2.2選擇切削用量133.2.3確定切削力、切削扭矩、切削功率143.2.4選擇刀具結(jié)構(gòu)153.3鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)"三圖一卡"的編制153.3.1被加工零件工序圖153.3.2加工示意圖173.3.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖213.3.4生產(chǎn)率計(jì)算卡233.4多軸箱的設(shè)計(jì)253.4.1繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖253.4.2齒輪模數(shù)選擇273.4.3多軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì)273.4.4繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖293.4.5傳動(dòng)零件的校核302.5確定機(jī)械重塊平衡機(jī)構(gòu)344結(jié)論40參考文獻(xiàn)41致謝42前言組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ),配以少量專用部件,對一種或若干中工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的機(jī)床。它能夠?qū)ぜM(jìn)行多刃多軸多面多工位同時(shí)加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削及液壓等工序,隨著組合機(jī)床的發(fā)展它能完成的工藝范圍將日益擴(kuò)大。組合機(jī)床所使用的通用部件具有特定功能,按標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化原則設(shè)計(jì)制造的組合機(jī)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(jī)床與通用機(jī)床、其它機(jī)床比較具有以下特點(diǎn)：〔1組合機(jī)床上的通用部件和特征零件越占全部機(jī)床零部件的70%-80%,因此設(shè)計(jì)和制造周期短,經(jīng)濟(jì)效益好?！?用于組合機(jī)床采用多刀加工,機(jī)床自動(dòng)化程度高,因此比通用機(jī)床生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,勞動(dòng)強(qiáng)度低?！?組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過周密設(shè)計(jì)和長期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的,又有專門廠家成批生產(chǎn),它與一般專用機(jī)床比較,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,工作可靠,使用和維修容易?！?組合機(jī)床加工工件,采用專用夾具,組合刀具和導(dǎo)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(dāng)機(jī)床被加工的產(chǎn)品更新時(shí),專用機(jī)床的大部分的部件報(bào)廢,組合機(jī)床的通用部件是根據(jù)國家檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的,并等效于國際檢驗(yàn),因此其通用部件可以重復(fù)使用,不必另行設(shè)計(jì)和制造?！?組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動(dòng)線,以適應(yīng)大規(guī)模和自動(dòng)化生產(chǎn)需要。目前,我國組合機(jī)床以廣泛用于大批量生產(chǎn)和使用,例如：汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)等。..1緒論1.1機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)的地位及其發(fā)展簡史現(xiàn)代社會(huì)中,人們?yōu)榱烁咝?、?jīng)濟(jì)地生產(chǎn)各種高質(zhì)量產(chǎn)品,日益廣泛的使用各種機(jī)器、儀器和工具等技術(shù)設(shè)備與裝備。為制造這些技術(shù)設(shè)備與裝備,又必須具備各種加工金屬零件的設(shè)備,諸如鑄造、鍛造、焊接、沖壓和切削加工設(shè)備等。由于機(jī)械零件的形狀精度、尺寸精度和表面粗糙度,目前主要靠切削加工的方法來達(dá)到,特別是形狀復(fù)雜、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件,往往需要在機(jī)床上經(jīng)過幾道甚至幾十道切削加工工藝才能完成。因此,機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備。在一般機(jī)械制造廠中,機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量,約占機(jī)械制造總工作量的40%～60%,機(jī)床的技術(shù)性能直接影響機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造的經(jīng)濟(jì)性,進(jìn)而決定著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平?？梢赃@樣說,如果沒有機(jī)床的發(fā)展,如果不具備今天這樣品種繁多、結(jié)構(gòu)完善和性能精良的各種機(jī)床,現(xiàn)代社會(huì)目前所達(dá)到的高度物質(zhì)文明將是不可想象的。一個(gè)國家要繁榮富強(qiáng),必須實(shí)現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化,這就需要一個(gè)強(qiáng)大的機(jī)械制造業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備與裝備,即各種機(jī)器、儀器和工具等。然而,一個(gè)現(xiàn)代化的機(jī)械制造業(yè)必須要有一個(gè)現(xiàn)代化的機(jī)床制造業(yè)做后盾。機(jī)床工業(yè)是機(jī)械制造業(yè)的"裝備部"、"總工藝師",對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重大作用。因此,許多國家都十分重視本國機(jī)床工業(yè)的發(fā)展和機(jī)床技術(shù)水平的提高,使本國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建立在堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)上。機(jī)床是人類在長期生產(chǎn)實(shí)踐中,不斷改進(jìn)生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的,并隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而漸趨完善。最原始的機(jī)床是木制的,所有運(yùn)動(dòng)都是由人力或畜力驅(qū)動(dòng),主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯,它們實(shí)際上并不是一種完整的機(jī)器?，F(xiàn)代意義上的用于加工金屬機(jī)械零件的機(jī)床,是在18世紀(jì)中葉才開始發(fā)展起來的。當(dāng)時(shí),歐美一些工業(yè)最發(fā)達(dá)的國家,開始了從工場手工業(yè)向資本主義機(jī)器大工業(yè)生產(chǎn)方式的過度,需要越來越多的各種機(jī)器,這就推動(dòng)了機(jī)床的迅速發(fā)展。為使蒸汽機(jī)的發(fā)明付諸實(shí)用,1770年前后創(chuàng)制了鏜削蒸汽機(jī)汽缸內(nèi)孔用的鏜床。1797年發(fā)明了帶有機(jī)動(dòng)刀架的車床,開創(chuàng)了用機(jī)械代替人手控制刀具運(yùn)動(dòng)的先聲,不僅解放了人的雙手,并使機(jī)床的加工精度和工效起了一個(gè)飛躍,初步形成了現(xiàn)代機(jī)床的雛型。續(xù)車床之后,隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展,其他各種機(jī)床也陸續(xù)被創(chuàng)制出來。至19世紀(jì)末,車床、鉆床、鏜床、刨床、拉床、銑床、磨床、齒輪加工機(jī)床等基本類型的機(jī)床已先后形成。上世紀(jì)初以來,由于高速鋼和硬質(zhì)合金等新型刀具材料相繼出現(xiàn),刀具切削性能不斷提高,促使機(jī)床沿著提高主軸轉(zhuǎn)速、加大驅(qū)動(dòng)功率和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度的方向發(fā)展。與此同時(shí),由于電動(dòng)機(jī)、齒輪、軸承、電氣和液壓等技術(shù)有了很大的發(fā)展,使機(jī)床的轉(zhuǎn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)和控制等方面也得到相應(yīng)的改進(jìn),加工精度和生產(chǎn)率顯著提高。此外,為了滿足機(jī)械制造業(yè)日益廣闊的各種使用要求,機(jī)床品種的發(fā)展也與日俱增,例如,各種高效率自動(dòng)化機(jī)床、重型機(jī)床、精密機(jī)床以及適應(yīng)加工特殊形狀和特殊材料需要的特種加工機(jī)床相繼問世。50年代,在綜合應(yīng)用電子技術(shù)、檢測技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、自動(dòng)控制和機(jī)床設(shè)計(jì)等各個(gè)領(lǐng)域最新成就的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)控機(jī)床,使機(jī)床自動(dòng)化進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段,與早期發(fā)展的僅適用于大批大量生產(chǎn)的純機(jī)械控制和繼電器接觸器控制的自動(dòng)化相比,它具有很高柔性,即使在單件和小批生產(chǎn)中也能得到經(jīng)濟(jì)的使用。綜觀機(jī)床的發(fā)展史,它總是隨著機(jī)械工業(yè)的擴(kuò)大和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展,并始終圍繞著不斷提高生產(chǎn)效率、加工精度、自動(dòng)化程度和擴(kuò)大產(chǎn)品品種而進(jìn)行的,現(xiàn)代機(jī)床總的趨勢仍然是繼續(xù)沿著這一方向發(fā)展。我國的機(jī)床工業(yè)是在1949年新中國成立后才開始建立起來的。解放前,由于長期的封鎖統(tǒng)治和19世紀(jì)中葉以后帝國主義的侵略和掠奪,我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常落后,既沒有獨(dú)立的機(jī)械制造業(yè),更談不上機(jī)床制造業(yè)。至解放前夕,全國只有少數(shù)城市的一些規(guī)模很小的機(jī)械廠,制造少量簡單的皮帶車間、牛頭刨床和砂輪等；1949年全國機(jī)床產(chǎn)量僅1000多臺,品種不到10個(gè)。解放后,黨和人民政府十分重視機(jī)床工業(yè)的發(fā)展。在解放初期的三年經(jīng)濟(jì)恢復(fù)時(shí)期,就把一些原來的機(jī)械修配廠改建為專業(yè)廠；在隨后開始的幾個(gè)五年計(jì)劃期間,又陸續(xù)擴(kuò)建、新建了一系列機(jī)床廠。經(jīng)過50多年的建設(shè),我國機(jī)床工業(yè)從無到有,從小到大,現(xiàn)在已經(jīng)成門類比較齊全,具有一定實(shí)力的機(jī)床工業(yè)體系,能生產(chǎn)5000多種機(jī)床通用品種,數(shù)控機(jī)床1500多種；不僅裝備了國內(nèi)的工業(yè),而且每年還有一定數(shù)量的機(jī)床出口。我國機(jī)床行業(yè)的發(fā)展是迅速的,成就是巨大的。但由于起步晚、底子薄,與世界先進(jìn)水平相比,還有較大差距。為了適應(yīng)我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的需要,為了提高機(jī)床產(chǎn)品在國際市場上的競爭能力,必須深入開展機(jī)床基礎(chǔ)理論研究,加強(qiáng)工藝試驗(yàn)研究,大力開發(fā)精密、重型和數(shù)控機(jī)床,使我國的機(jī)床工業(yè)盡早躋身于世界先進(jìn)行列。1.3組合機(jī)床設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求設(shè)計(jì)的目的組合機(jī)床畢業(yè)設(shè)計(jì),其目的在于通過機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使我們在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中,得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案的分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練,樹立正確的設(shè)計(jì)思想,掌握基本的設(shè)計(jì)方法,培養(yǎng)基本的設(shè)計(jì)方法,并培養(yǎng)了自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。設(shè)計(jì)內(nèi)容<1>運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)根據(jù)給定的被加工零件,確定機(jī)床的切削用量,通過分析比較擬定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖,確定傳動(dòng)副的傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù),并計(jì)算主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)的相對誤差。<2>動(dòng)力設(shè)計(jì)根據(jù)給定的工件,初算傳動(dòng)軸的直徑、齒輪的模數(shù)；確定動(dòng)力箱；計(jì)算多軸箱尺寸及設(shè)計(jì)傳動(dòng)路線。完成裝配草圖后,要驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑,齒輪模數(shù)否在允許范圍內(nèi)。還要驗(yàn)算主軸主件的靜剛度。<3>結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)軸系、變速機(jī)構(gòu)、主軸主件、箱體、潤滑與密封等的布置和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。即繪制裝配圖和零件工作圖。<4>編寫設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)要求評價(jià)機(jī)床性能的優(yōu)劣,主要是根據(jù)技術(shù)—經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來判定的。技術(shù)先進(jìn)合理,亦即"質(zhì)優(yōu)價(jià)廉"才會(huì)受到用戶的歡迎,在國內(nèi)和國際市場上才有競爭力。機(jī)床設(shè)計(jì)的技術(shù)—經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以從滿足性能要求、經(jīng)濟(jì)效益和人機(jī)關(guān)系等方面進(jìn)行分析。1.4組合機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟調(diào)查研究研究市場和用戶對設(shè)計(jì)組合機(jī)床的要求,然后檢索有關(guān)資料。其中包括情報(bào)、預(yù)測、實(shí)驗(yàn)研究成果、發(fā)展趨勢、新技術(shù)應(yīng)用以及相應(yīng)的圖紙資料等。甚至還可以通過網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)查閱先進(jìn)國家的有關(guān)資料和專利等。通過對上述資料的分析研究,擬訂適當(dāng)?shù)姆桨?以保證機(jī)床的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率,使用戶有較好的經(jīng)濟(jì)效益。擬定方案通常可以擬定出幾個(gè)方案進(jìn)行分析比較。每個(gè)方案包括的內(nèi)容有：工藝分析、主要技術(shù)參數(shù)、總布局、傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制操作系統(tǒng)、電系統(tǒng)、主要部件的結(jié)構(gòu)草圖、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等。在制定方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：〔1當(dāng)使用和制造出現(xiàn)矛盾時(shí),應(yīng)先滿足使用要求,其次才是盡可能便于制造。要盡量用先進(jìn)的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)；〔2設(shè)計(jì)必須以生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)為依據(jù),凡是未經(jīng)實(shí)踐考驗(yàn)的方案,必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明可靠后才能用于設(shè)計(jì)；〔3繼承與創(chuàng)造相結(jié)合,盡量采用先進(jìn)工藝,迅速提高生產(chǎn)力,為實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化服務(wù)。注意吸取前人和國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)造和發(fā)展。工作圖設(shè)計(jì)首先,在選定工藝方案并確定機(jī)床配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上,進(jìn)行方案圖紙的設(shè)計(jì)。這些圖子包括：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,統(tǒng)稱"三圖一卡"設(shè)計(jì)。并初定出主軸箱輪廓尺寸,才能確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系。其次,繪制機(jī)床的總裝圖、部分部件裝配圖、液壓系統(tǒng)圖、PLC接線圖和梯形圖。然后,整理機(jī)床有關(guān)部件與主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算書,編制各類零件明細(xì)表,編寫機(jī)床說明書等技術(shù)文件。最后,對有關(guān)圖紙進(jìn)行工藝審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查。2零件的工藝規(guī)程零件的分析零件類箱體是機(jī)器式部件的基礎(chǔ)零件,它把有關(guān)零件聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體,使這些零件正確的相對位置,因此能協(xié)調(diào)的工作,因此箱體零件的制造精度將直接影響機(jī)器的裝配質(zhì)量,進(jìn)而影響機(jī)器的使用性能和壽命,因此箱體具有較高的技術(shù)要求。題目所給的零件是蝸桿的減速器的上機(jī)蓋,機(jī)蓋與機(jī)座相連接,使傳動(dòng)部分密封,且具有良好的潤滑性。零件的工藝分析1以6-M6-7H為中心的加工表面。這一組加工表面包括機(jī)蓋的上端面和M6的6個(gè)螺紋孔。2以φ160為中心的加工表面。這一組表面包括以機(jī)座相聯(lián)接的結(jié)合面,粗糙度為1.6,尺寸為φ18的4個(gè)孔,并且锪平φ35的凸臺,還有2個(gè)φ10的圓銷孔,4個(gè)φ17的孔。3以下底面為加工的表面,加工機(jī)蓋φ160的2端面,以機(jī)座配合加工尺寸為φ140的孔并倒角,φ12的6個(gè)螺紋孔并攻絲。確定毛坯的制造形式由于鑄鐵容易成型,切削性能好,價(jià)格低廉,且抗震性和耐磨性也較好,因此該機(jī)蓋的材料選用的是牌號HT200,由于零件的年銷量較多,達(dá)到大批量生產(chǎn),采用金屬機(jī)器造型,這對提高生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量也是有利的。2..1.4基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分,通常先確定粗基準(zhǔn),然后確定精基準(zhǔn)。a>粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇主要影響不加工表面與加工表面的相互位置精度,以及加工表面的余量分配。選擇粗基準(zhǔn)時(shí)必須注意以下幾個(gè)問題：1.如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置精度要求,應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果工件上由很多不需加工的表面,則應(yīng)以其中與加工表面的位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。2.必須首先保證工件上的某種要表面的加工余量均勻,則應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。3.選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡量平整光潔,不應(yīng)有飛邊、澆口、冒口等缺陷。4.粗基準(zhǔn)一般只能使用一次。對于一般的軸類零件而言,以外圓做為粗基準(zhǔn),是完全合理的。但對本零件來說,以機(jī)蓋的下底面作為粗基準(zhǔn)b>精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)重保證零件的加工精度,特別是加工表面的相互位置精度來考慮,同時(shí)也要考慮到裝夾方便,夾具結(jié)構(gòu)方便。選擇精基準(zhǔn)應(yīng)遵循下列原則：1."基準(zhǔn)重合"原則即應(yīng)盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。這樣可以避免由于基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。2."基準(zhǔn)統(tǒng)一"原則即應(yīng)盡可能選擇加工工件的多個(gè)表面時(shí)都能使用的一組定位基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。這樣就便于保證各加工表面的相互位置精度,避免基準(zhǔn)變換說產(chǎn)生的誤差,并能簡化夾具的設(shè)計(jì)制造。3."互為基準(zhǔn)"原則當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度以及他們自身的尺寸與形狀精度都要求很高時(shí),可以采取互為基準(zhǔn)的原則,反復(fù)多次進(jìn)行加工。4."自為基準(zhǔn)"原則有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻,再加工時(shí)就應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn),而該表面與其他表面之間的位置精度則有先行工序保證。精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合問題,當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算制定工藝路線擬定機(jī)械加工工序,要依照"先粗后精,先主后次,先面后孔"加工箱體零件的原則。必要的熱處理,檢驗(yàn)等輔導(dǎo)工序安排在各加工段之間。加工工序的方案如〔表1.1..機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號__產(chǎn)品名稱零件名稱共1頁第1頁材料牌號HT200毛坯種類鑄件毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)1備注工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備工藝裝備工時(shí)準(zhǔn)終單件Ⅰ鑄造、清砂、熱處理、涂漆毛坯鑄成形；清除澆注系統(tǒng),冒口,型砂,飛邊,飛刺等；人工時(shí)效處理；非加工面涂防銹漆Ⅱ粗銑、精銑頂面立式銑床Ⅲ粗銑、半精銑、精銑底面以頂面為定位并用鉆用液壓裝置夾緊,分三部銑底面立式銑床Ⅳ粗銑、精銑φ160兩端面銑φ160兩端面,分為粗銑和精銑兩部分立式銑床Ⅴ鉆、攻6-M6-7H鉆攻6-M6-7H組合機(jī)床Ⅵ鉆鉆4×φ17的孔組合機(jī)床Ⅶ鉆鉆4×φ18的孔組合機(jī)床Ⅷ锪锪平φ35凸臺組合機(jī)床Ⅸ鉆、攻鉆圓銷孔φ10、攻絲M16-7H組合機(jī)床Ⅹ鉆、攻鉆孔6-φ12的孔、攻絲6×M12組合機(jī)床Ⅺ粗鏜、精鏜粗鏜φ140的孔Ⅻ倒角倒角2×45°表1.1..2.3機(jī)械加工余量及工序尺寸的確定根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分析確定各加工表面的機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯的尺寸如下：毛坯的外廓尺寸確定考慮其加工外廓尺寸為500×290×185mm,鑄件的材料為HT200。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》中查得公差等級CT,機(jī)械加工余量RMA。由公式得毛坯長：寬：高：則毛坯的外輪廓尺寸為：主要平面加工的工序尺寸及加工余量為了保證加工后的工件的尺寸,在銑削工面時(shí),工序4和工序7的銑削深度為3mm工序9的銑削深度為3.85mm加工的工序尺寸及加工余量1．攻鉆6-M6-7H孔鉆孔62Z=6攻絲M62.鉆孔锪平4*孔鉆孔2Z=17锪平2Z=353.鉆孔锪平4*孔鉆孔2Z=锪平2Z=4.攻鉆6-M12-7H孔鉆孔2Z=攻絲M122.4確定切削用量及基本工時(shí)工序Ⅱ銑上端面〔1加工條件工件材料：灰鑄鐵加工條件：粗銑機(jī)蓋上端面,保證尺寸刀具：采用高速鋼鑲齒三面銑刀,,齒數(shù),則量具：卡尺〔2計(jì)算銑削用量確定進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》,確定切削速度：參考有關(guān)手冊,確定,即27,采用X63臥式銑床,根據(jù)機(jī)床使用說明書〔見《工藝手冊》取故實(shí)際切削速度為當(dāng)時(shí),工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：在機(jī)床說明書中剛好有,故直接選用該值。由于是粗銑,故整個(gè)銑刀刀盤不必經(jīng)過整個(gè)工件,用作圖法,可得行程故機(jī)動(dòng)工時(shí)為：=540s輔助時(shí)間為：其他時(shí)間計(jì)算：故工序時(shí)間：工序Ⅲ銑結(jié)合面〔1加工條件工件材料：灰鑄鐵加工條件：粗銑機(jī)蓋底面,保證尺寸505mm刀具：采用高速鋼鑲齒三面銑刀,,齒數(shù),則量具：卡尺〔2計(jì)算銑削用量確定進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》,確定切削速度：參考有關(guān)手冊,確定,即27,采用X63臥式銑床,根據(jù)機(jī)床使用說明書〔見《工藝手冊》取故實(shí)際切削速度為當(dāng)時(shí),工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：在機(jī)床說明書中剛好有,故直接選用該值。由于是粗銑,故整個(gè)銑刀刀盤不必經(jīng)過整個(gè)工件,用作圖法,可得行程故機(jī)動(dòng)工時(shí)為：=798s輔助時(shí)間為：其他時(shí)間計(jì)算：故工序時(shí)間：工序Ⅳ銑機(jī)蓋兩端面〔1加工條件工件材料：灰鑄鐵加工條件：粗銑機(jī)蓋上端面,保證尺寸刀具：采用高速鋼鑲齒三面銑刀,,齒數(shù),則量具：卡尺〔2計(jì)算銑削用量確定進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》,確定切削速度：參考有關(guān)手冊,確定,即27,采用X63臥式銑床,根據(jù)機(jī)床使用說明書〔見《工藝手冊》取故實(shí)際切削速度為當(dāng)時(shí),工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：在機(jī)床說明書中剛好有,故直接選用該值。由于是粗銑,故整個(gè)銑刀刀盤不必經(jīng)過整個(gè)工件,用作圖法,可得行程故機(jī)動(dòng)工時(shí)為：=125s輔助時(shí)間為：其他時(shí)間計(jì)算：故工序時(shí)間：工序Ⅴ鉆攻螺紋6-M6-7H工件材料：灰鑄鐵加工要求：攻鉆6個(gè)公制螺紋M6mm,攻鉆6×M6mm的孔機(jī)床：組合機(jī)床刀具：Φ5mm的麻花鉆,M6絲錐a>鉆6-Φ6mm的孔：根據(jù)《切削手冊》,查得切削速度為故根據(jù)機(jī)床說明書取故實(shí)際切削速度為=37s輔助時(shí)間為：其他時(shí)間計(jì)算：故單件時(shí)間：b>攻6-M6mm孔按機(jī)床選取,則利用作圖法得,,輔助時(shí)間為：其他時(shí)間計(jì)算：故單件時(shí)間：故總時(shí)間T=69.5+45=114.5s工序Ⅶ鉆4*孔工件材料：灰鑄鐵加工要求：鉆4個(gè)直徑為18mm的孔機(jī)床：組合機(jī)床刀具：采用Φ13-Φ18mm的麻花鉆頭走刀兩次,擴(kuò)孔鉆Φ18mm走一次量具：內(nèi)徑百分表確定進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊,由于本零件在加工低剛度零件,故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75,則：根據(jù)鉆床說明書現(xiàn)取根據(jù)《切削手冊》,查得切削速度為故根據(jù)機(jī)床說明書取故實(shí)際切削速度為因?yàn)?,,故以上為鉆一孔的加工時(shí)間,故機(jī)動(dòng)工時(shí)為：輔助時(shí)間為：其他時(shí)間計(jì)算：故單件時(shí)間：工序Ⅷ锪平φ35凸臺〔1加工條件工件材料：灰鑄鐵加工要求：用帶有錐度90度的锪鉆锪軸承孔內(nèi)邊緣,倒角4—45度機(jī)床：組合機(jī)床刀具：φ32-φ35的锪刀〔2計(jì)算鉆削用量為了縮短輔助時(shí)間,取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔時(shí)相同,=195r/min確定進(jìn)給量：f=0.25mm/r〔《工藝手冊》故機(jī)動(dòng)加工時(shí)間：根據(jù)《切削手冊》查得切削速度為所以故實(shí)際切削速度為因?yàn)?,機(jī)動(dòng)工時(shí)：輔助時(shí)間為：=0.15tm=0.15×4.2=0.6s其他時(shí)間計(jì)算：+=6%×<4.2+0.6>=0.3s由于要锪4個(gè)凸臺,故單件生產(chǎn)時(shí)間：=4×〔++=4×〔4.2+0.6+0.3=20.4s工序Ⅸ鉆圓銷孔工件材料：灰鑄鐵加工要求：鉆2個(gè)直徑為11mm的孔機(jī)床：組合機(jī)床刀具：采用Φ10mm的麻花鉆頭走刀兩次量具：內(nèi)徑百分表確定進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊》根據(jù)《切削手冊》查得切削速度為所以故實(shí)際切削速度為因?yàn)?,故以上為鉆一孔的加工時(shí)間,故機(jī)動(dòng)工時(shí)為：輔助時(shí)間為：其他時(shí)間計(jì)算：故單件時(shí)間：鉆攻螺紋4-M16-7H工件材料：灰鑄鐵加工要求：攻鉆4個(gè)公制螺紋M16mm攻鉆6×M16mm的孔機(jī)床：組合機(jī)床刀具：Φ15mm的麻花鉆M16絲錐鉆4-Φ16mm的孔：確定進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊》根據(jù)《切削手冊》,查得切削速度為故根據(jù)機(jī)床說明書取故實(shí)際切削速度為因?yàn)?,以上為鉆一孔的加工時(shí)間,故機(jī)動(dòng)工時(shí)為;輔助時(shí)間為：其他時(shí)間計(jì)算：故單件時(shí)間：b>攻6-M16mm孔按機(jī)床選取,則利用作圖法得,,輔助時(shí)間為：其他時(shí)間計(jì)算：故單件時(shí)間：故工序總時(shí)間：T=372+2.8+12.1+20.4=407s工序Ⅹ鉆攻螺紋6-M12工件材料：灰鑄鐵加工要求：鉆6個(gè)直徑為12mm的孔機(jī)床：組合機(jī)床刀具：Φ12的麻花鉆頭,M6絲錐量具：內(nèi)徑百分表a>鉆6-Φ12mm的孔確定進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》,確定根據(jù)《切削手冊》,查得切削速度為故根據(jù)機(jī)床說明書取故實(shí)際切削速度為因?yàn)?,故以上為鉆一孔的加工時(shí)間,故機(jī)動(dòng)工時(shí)為：=49.7s輔助時(shí)間為：其他時(shí)間計(jì)算：故單件時(shí)間：b>攻6-M12mm孔按機(jī)床選取,則利用作圖法得,,輔助時(shí)間為：其他時(shí)間計(jì)算：故單件時(shí)間：故工序總時(shí)間：T=1.8+60.6=62.4s工序Ⅺ粗鏜〔1加工條件工件材料：灰鑄鐵加工要求：粗鏜φ140mm軸孔,留加工余量0.5mm,加工2mm機(jī)床：加工中心刀具：YT30鏜刀量具：內(nèi)徑百分表〔2計(jì)算鏜削用量粗鏜孔至139.5mm單邊余量Z=0.5mm,切削深度,走刀長度分別為l=140mm。確定進(jìn)給量f：根據(jù)《工藝手冊》確定參考有關(guān)手冊,確定根據(jù)資料,取故加工軸孔機(jī)動(dòng)時(shí)間為：輔助時(shí)間為：其他時(shí)間計(jì)算：則單件時(shí)間為：精鏜〔1加工條件工件材料：灰鑄鐵加工要求：粗鏜φ140mm軸孔,留加工余量0.5mm,加工2mm機(jī)床：加工中心刀具：YT30鏜刀量具：塞規(guī)〔2計(jì)算鏜削用量粗鏜孔至140mm,切削深度,走刀長度分別為l=140mm。確定進(jìn)給量f：根據(jù)《工藝手冊》確定參考有關(guān)手冊,確定根據(jù)資料,取故加工軸孔機(jī)動(dòng)時(shí)間為：輔助時(shí)間為：其他時(shí)間計(jì)算：則單件總時(shí)間為：故工序總時(shí)間：T=0.146+4.39=4.536min3組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)3.1組合機(jī)床方案的制定制定工藝方案零件加工工藝將決定組合機(jī)床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。所以,在制定工藝方案時(shí),必須計(jì)算分析被加工零件圖,并深入現(xiàn)場了解零件的形狀、大小、材料、硬度、剛度,加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)加工精度,表面粗糙度,以及定位,夾緊方法,工藝過程,所采用的刀具及切削用量,生產(chǎn)率要求,現(xiàn)場所采用的環(huán)境和條件等等。并收集國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料,制定出合理的工藝方案。改變根據(jù)被加工被零件〔機(jī)蓋的零件圖,加工4個(gè)前端面Ф17通孔的工藝過程。<1>加工孔的主要技術(shù)要求。加工4個(gè)Ф17孔。工件材料為HT200<2>工藝分析加工該孔時(shí),孔的表面粗糙度為Ra50根據(jù)組合機(jī)床用的工藝方法及能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度,可采用如下的加工方案。一次性加工孔,孔徑為Φ17。<3>定位基準(zhǔn)及夾緊點(diǎn)的選擇加工此機(jī)蓋Φ17的孔,以底面和兩端面限制六個(gè)自由度。在保證加工精度的情況下,提高生產(chǎn)效率減輕工人勞動(dòng)量,而工件也是大批量生產(chǎn),由于夾具在本設(shè)計(jì)中沒有考慮,因此在設(shè)計(jì)時(shí)就認(rèn)為是人工夾緊。確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。<1>被加工零件的加工精度被加工零件需要在組合機(jī)床上完成的加工工序及應(yīng)保證的加工精度,是制造機(jī)床方案的主要依據(jù)。機(jī)蓋的加工孔的精度要求不高,可采用鉆孔組合機(jī)床,工件各孔間的位置精度為0.1mm,它的位置精度要求不是很高,安排加工時(shí)可以在下一個(gè)安裝工位上對所有孔進(jìn)行最終精加工。為了加工出表面粗糙度為Ra50um的孔。采取提高機(jī)床原始制造精度和工件定位基準(zhǔn)精度并減少夾壓變形等措施就可以了。<2>被加工零件的特點(diǎn)這主要指零件的材料、硬度加工部位的結(jié)構(gòu)形狀,工件剛度定位基準(zhǔn)面的特點(diǎn),它們對機(jī)床工藝方案制度有著重要的影響。此減速器箱體的材料是HT200、孔在頂面呈矩形分布,孔的直徑為Φ17mm。采用多孔同步加工,零件的剛度足夠,工件受力不大,振動(dòng),及發(fā)熱變形對工件影響可以不計(jì)。一般來說,孔中心線與定位基準(zhǔn)面平行且需由一面或幾面加工的箱體宜用臥式機(jī)床,立式機(jī)床適宜加工定基準(zhǔn)面是水平的且被加工孔與基準(zhǔn)面垂直的工件,而不適宜加工安裝不方便或高度較大的細(xì)長工件。對大型箱體件采用單工位機(jī)床加工較適宜,而中小型零件則多采用多工位機(jī)床加工。此零件的加工特點(diǎn)是中心線與定位基準(zhǔn)平面是垂直的,并且定位基準(zhǔn)面是水平的。孔的分布范圍是直線形狀,工件比較長,一次鉆完,多軸箱體積較大,采用兩工位以減小多軸箱的體積,使整個(gè)鉆床瘦身,因而適合選擇立式多工位鉆床。<3>零件的生產(chǎn)批量零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多工位、自動(dòng)線或按中小批量生產(chǎn)特點(diǎn)設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要因素。按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年生產(chǎn)量為10萬件,從工件外形及輪廓尺寸,為了減少加工時(shí)間,采用多軸頭,為了減少機(jī)床臺數(shù),此工序盡量在一臺機(jī)床上完成,以提高利用率。<4>機(jī)床使用條件使用組合機(jī)床對對車間布置情況、工序間的聯(lián)系、使用廠的技術(shù)能力和自然條件等一定的要求。在根據(jù)使用戶實(shí)際情況來選擇什么樣的組合機(jī)床。綜合以上所述：通過對機(jī)蓋零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求、定位、夾緊方式、工藝方法,并定出影響機(jī)床的總體布局和技術(shù)性能等方面的考慮,最終決定設(shè)計(jì)四軸頭多工位同步鉆床。3.2確定切削用量及選擇刀具確定工序間余量為使加工過程順利進(jìn)行并穩(wěn)定的保證加工精度,必須合理地確定工序余量。生產(chǎn)中常用查表給出的組合機(jī)床對孔加工的工序余量,由于在本鉆床上鉆孔后重新安裝或在其他多工位機(jī)床上加工下道工序,應(yīng)適當(dāng)加大余量,以消除轉(zhuǎn)、定位誤差的影響。Φ17mm的孔在鉆孔后,直徑上工序間余量0～0.25mm。選擇切削用量確定了在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容了,就可以著手選擇切削用量了。因?yàn)樗O(shè)計(jì)的組合機(jī)床為多軸同步加工在大多數(shù)情況下,所選切削用量,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)比一般通用機(jī)床單刀加工低30%左右．多軸主軸箱上所有刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng),通常為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺,工作時(shí),要求所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同,且等于動(dòng)力滑臺的每分鐘進(jìn)給量〔mm/min應(yīng)是適合有刀具的平均值。因此,同一主軸箱上的刀具主軸可設(shè)計(jì)成不同轉(zhuǎn)速和不同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量〔mm/r與其適應(yīng)。以滿足不同直徑的加需要,即：·=·=…=·=式中：…——各主軸轉(zhuǎn)速〔r/min…——各主軸進(jìn)給量〔mm/r——?jiǎng)恿_每分鐘進(jìn)給量〔mm/min由于減速器頂面孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求都是相同的。按照經(jīng)濟(jì)地選擇滿足加工要求的原則,采用查表的方法查得：鉆頭直徑D=17mm,鑄鐵HT200、進(jìn)給量f=0.2mm/r、切削速度v=10m/min.確定切削力、切削扭矩、切削功率根據(jù)選定的切削用量〔主要指切削速度v及進(jìn)給量f確定切削力,作為選擇動(dòng)力部件〔滑臺及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定切削扭矩,用以確定主軸及其它傳動(dòng)件〔齒輪,傳動(dòng)軸等的尺寸；確定切削功率,用以選擇主傳動(dòng)電動(dòng)〔一般指動(dòng)力箱功率,通過查表計(jì)算如下：布氏硬度：HB=HBmin－<HBmax－HBmin> =170－<241－170>=146.33切削力：=26=26×17××=2429.11N切削扭矩：=10=10×××=11964.02N·mm切削功率：==2452.26×15/<9740×3.14×17>=0.23kw式中：HB——布氏硬度F——切削力〔ND——鉆頭直徑〔mmf——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量〔mm/rT——切削扭矩<N·mm>V——切削速度〔m/minP——切削功率<kw>選擇刀具結(jié)構(gòu)機(jī)蓋的材料HT200,孔徑D為17mm,刀具的材料選擇高速鋼鉆頭〔W18Cr4V,為了使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、刃磨簡單,選擇標(biāo)準(zhǔn)Φ17的麻花鉆。孔加工刀具的長度應(yīng)保證加工終了時(shí)刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有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。3.3鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)"三圖一卡"的編制前面對四軸頭多工位同步鉆床工藝方案及配置型式、結(jié)構(gòu)方案確定的有關(guān)問題,它是鉆床總體設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。下面就以鉆床加工箱蓋總體設(shè)計(jì)的另一個(gè)問題,既總體設(shè)計(jì)方案的圖紙表達(dá)形式——"三圖一卡"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、編制生產(chǎn)率卡。被加工零件工序圖1、被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案,表示一臺組合機(jī)床完成的工藝內(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)、夾具部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或成品狀況的圖紙,它不能用用戶提供的圖紙代替,而是在原零件圖基礎(chǔ)上,突出本機(jī)床的加工的內(nèi)容,加上必要的說明繪制成的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù),也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。圖上主要內(nèi)容：〔1被加工零件的形狀,主要外廓尺寸和本機(jī)床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技術(shù)要求,以及對上道工序的技術(shù)要求等。〔2本工序所選定的定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向?！?加工時(shí)如需要中間向?qū)?應(yīng)表示出工件與中間向?qū)в嘘P(guān)部位結(jié)構(gòu)和尺寸,以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉?！?被加工零件的名稱、編號、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。2、繪制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng)〔1為了使被加工零件工序圖清晰明了,一定要圖出被本機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時(shí),應(yīng)按一定的比例,選擇足夠的視圖及剖視圖,突出加工部位〔用粗實(shí)線,并把零件輪廓及與機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)有關(guān)部位〔用細(xì)實(shí)線表清楚,凡本道工序保證的尺寸、角度等,均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方面用粗實(shí)線標(biāo)記。〔2加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起,為便于加工及檢查,尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)出,而不采用極坐標(biāo),但有時(shí)因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合,則須對加工部位要求位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。加工示意圖圖2－3加工示意圖1、加工示意圖的作用和內(nèi)容加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上的反映,表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程,刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對位置關(guān)系,機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等,是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇動(dòng)力部件的主要依據(jù),是整臺組合機(jī)床布局形式的原始要求,也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要文件。圖為機(jī)蓋上4孔立式鉆床加工示意圖。在圖上應(yīng)標(biāo)注的內(nèi)容：〔1機(jī)床的加工方法,切削用量,工作循環(huán)和工作行程?！?工件、夾具、刀具及多軸箱端面之間的距離等?！?主軸的結(jié)構(gòu)類型,尺寸及外伸長度；刀具類型,數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、接桿、導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向置的配合,刀具、接桿、主軸之間的連接方式,刀具應(yīng)按加工終了位置繪制。2、繪制加工示意圖之前的有關(guān)計(jì)算〔1刀具的選擇刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素。刀具的選擇前已述及,此處就不在追述了?！?導(dǎo)向套的選擇在組合機(jī)床上加工孔,除用剛性主軸的方案外,工件的尺寸、位置精度主要取決于夾具導(dǎo)向。因此正確選擇導(dǎo)向裝置的類型,合理確定其尺寸、精度,是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要內(nèi)容,也是繪制加工示意圖時(shí)必須解決的內(nèi)容。1選擇導(dǎo)向類型根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑d=10mm和刀具導(dǎo)向的線速度v=10.52m/min,選擇固定式導(dǎo)向。2導(dǎo)向套的參數(shù)根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置,如圖2－4所示：圖2－4固定導(dǎo)向裝置固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下表：表2－1固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺dDD1D2Ll1mRd1d2l01726353920301317.5M81612固定裝置的配合如下表：表2－2固定裝置的配合導(dǎo)向類別工藝方法DDD1刀具導(dǎo)向部分外徑固定導(dǎo)向鉆孔G7〔或F8g6固定導(dǎo)向裝置的布置如圖2－5所示導(dǎo)向裝置的布置如表2－3所示：表2－3導(dǎo)向裝置的參數(shù)<mm>尺寸項(xiàng)目l1l2l3與直徑d的關(guān)系<2～3>d加工鑄鐵dd/3+<3～8>計(jì)算值3×d=3025．425.4/3+8=16.5圖2－5固定導(dǎo)向裝置的布置〔3初定主軸類型、尺寸、外伸長度因?yàn)檩S的材料為40Cr,剪切彈性模量G=81.0GPa,剛性主軸取ψ＝1／4〔0／m,所以B取2.316,根據(jù)剛性條件計(jì)算主軸的直徑為：dB=2.316×=24.22mm式中：d——軸直徑〔mmT——軸所承受的轉(zhuǎn)矩〔N·mmB——系數(shù)內(nèi)孔長度為：l1=77mm.本設(shè)計(jì)中所有主軸直徑皆取d=20mm,主軸外伸長度為：L=115mm,D/為38/26,〔4選擇刀具接桿由以上可知,多軸箱各主軸的外伸長度為一定值,而刀具的長度也是一定值,因此,為保證多軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了位置,就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié),這個(gè)可調(diào)節(jié)在組合機(jī)床上是通過可調(diào)整的刀具接桿來解決的,連接桿如圖2－6所示圖2－6可調(diào)連接桿連接桿上的尺寸d與主軸外伸長度的內(nèi)孔D配合,因此,根據(jù)接桿直徑d選擇刀具接桿參數(shù)如表2－4所示：表2－4可調(diào)接桿的尺寸d<h6>D1<h6>d2d3Ll1l2l3螺母厚度20Tr20×6莫氏1號12.06117188464010012〔5確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸從保證加工終了時(shí)主軸箱端面到工件端面間距離最小來確定全部聯(lián)系尺寸,加工示意圖聯(lián)系尺寸的標(biāo)注如圖2－3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〔圖中的尺寸333mm,它等于刀具懸伸長度、螺母厚度、主軸外伸長度與接桿伸出長度〔可調(diào)之和,再減去加工孔深度和切出值?！?工作進(jìn)給長度的確定如圖2－7工作進(jìn)給長度應(yīng)等于工件加工部位長度L與刀具切入長度和切出長度之和。切入長應(yīng)應(yīng)根據(jù)工件端面誤差情況在5～10mm之間選擇,誤差大時(shí)取大值,因此取=5mm,切出長度=1/3d+<3～8>=+89mm,所以=10+5+9=29mm.〔7快進(jìn)長度的確定考慮實(shí)際加工情況,在未加工之前,保證工件表面與刀尖之間有足夠的工作空間,也就是快速退回行程須保證所有刀具均退至夾具導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝卸。這里取快速退回行程為156mm,快退長度等于快速引進(jìn)與工作工進(jìn)之和,因此快進(jìn)長度156－29=127mm.圖2－7工作進(jìn)給長度機(jī)床聯(lián)系尺寸圖圖2-8機(jī)床聯(lián)系尺寸圖1、聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容一般來說,組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件——?jiǎng)恿ο?、?dòng)力滑臺、立柱、立柱底座加上專用部件——多軸箱、刀、輔具系統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤滑、排屑系統(tǒng)組合而成。聯(lián)系尺寸圖用來表示機(jī)床各組成部件的相互裝配和運(yùn)動(dòng)關(guān)系,以檢驗(yàn)機(jī)床各部件的相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足要求,通用部件的選擇是否合適,并為進(jìn)一步開展主軸箱、夾具等專用部件、零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可以看成是簡化的機(jī)床總圖,它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。如圖2－8所示,機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容包括機(jī)床的布局形式,通用部件的型號、規(guī)格、動(dòng)力部件的運(yùn)動(dòng)尺寸和所用電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)、工件與各部件間的主要聯(lián)系尺寸,專用部件的輪廓尺寸等。2、選用動(dòng)力部件選用動(dòng)力部件主要選擇型號、規(guī)格合適的動(dòng)力滑臺、動(dòng)力箱。〔1滑臺的選用通常,根據(jù)滑臺的驅(qū)動(dòng)方式、所需進(jìn)給力、進(jìn)給速度、最大行程長度和加工精度等因素來選用合適的滑臺。1驅(qū)動(dòng)形式的確定根據(jù)對液壓滑臺和機(jī)械滑臺的性能特點(diǎn)比較,并結(jié)合具體的加工要求,使用條件選擇HY系列液壓滑臺。2確定軸向進(jìn)給力滑臺所需的進(jìn)給力=∑=4×1071.79=4287.16N式中：——各主軸加工時(shí)所產(chǎn)生的軸向力由于滑臺工作時(shí),除了克服各主軸的軸的向力外,還要克服滑臺移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力。因而選擇滑臺的最大進(jìn)給力應(yīng)大于＝4.29KN。3確定進(jìn)給速度液壓滑臺的工作進(jìn)給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無級調(diào)速,對液壓滑臺確定切削用量時(shí)所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺最小工作進(jìn)給速度的0.5～1倍;液壓進(jìn)給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時(shí),實(shí)際進(jìn)給速度應(yīng)更大一些。本系統(tǒng)中進(jìn)給速度=n·f=47.8mm/min。所以選擇HY25IA液壓滑臺,工作進(jìn)給速度范圍32～800mm/min,快速速度12m/min。4確定滑臺行程滑臺的行程除保證足夠的工作行程外,還應(yīng)留有前備量和后備量。前備量的作用是動(dòng)力部件有一定的向前移動(dòng)的余地,以彌補(bǔ)機(jī)床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調(diào)整。本系統(tǒng)前備量為20mm,后備量的作用是使動(dòng)力部件有一定的向后移動(dòng)的余地,為方便裝卸刀具,這是取40mm,所以滑臺總行程應(yīng)大于工作行程,前備量,后備量之和。即：行程L＞156+20+40=236mm,取L＝250mm。綜合上述條件,確定液壓動(dòng)力滑臺型號HY25IA?！?由下式估動(dòng)力箱的選用動(dòng)力箱主要依據(jù)多軸所需的電動(dòng)機(jī)功率來選用,在多軸箱沒有設(shè)計(jì)之前,可算＝／η＝4×0.123／0.8＝0.615KW式中：η——多軸箱傳動(dòng)效率,加工黑色金屬時(shí)η＝0.8～0.9；有色金屬時(shí)η＝0.7～0.8,本系統(tǒng)加工HT21-40307-62,取η＝0.8．動(dòng)力箱的電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大于計(jì)算功率,并結(jié)合主軸要求的轉(zhuǎn)速大小選擇。因此,選用電動(dòng)機(jī)型號為Y100L—6B5的1TD25IA型動(dòng)力箱,動(dòng)力箱輸出軸至箱底面高度為125mm。主要技術(shù)參數(shù)如下表：主電機(jī)傳動(dòng)型號轉(zhuǎn)速范圍〔r/min主電機(jī)功率〔配套主軸部件型號電機(jī)轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速Y100L-6B514307061.51TA32、1TA32M、1TZ32~1TG32〔3Y軸液壓滑臺的選用工件質(zhì)量計(jì)算V=420×240×10＋<2×160＋2×340>×10×30=1.308×10-3m3m=ρv=7.0×103×1.308×10-3=9.156kg磨擦系數(shù)：f=0.07～0.12取f=0.1F=f·N=fmg=0.1×9.156×10=9.156N2、配套支承部件的選用立柱1CL25型,立柱底座1CD253、確定裝料高度裝料高度指工件安裝基面至機(jī)床底面的垂直距離,在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí),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976mm。4、中間底座輪廓尺寸中間底座的輪廓尺寸要滿足Y軸滑臺在其上面聯(lián)接安裝的需要,又考慮到與立柱底座相連接。因此,中間底座采用側(cè)底座1CC32。5、確定多軸箱輪廓尺寸本機(jī)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(jì)算時(shí),多軸箱的寬度B和高度H可確定為：B=500H=500根據(jù)上述計(jì)算值,按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn),最后確定主軸箱輪廓尺寸B×H=500X500mm。生產(chǎn)率計(jì)算卡生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映所設(shè)計(jì)機(jī)床的工作循環(huán)過程、動(dòng)作時(shí)間、切削用量、生產(chǎn)率、負(fù)荷率等技術(shù)文件,通過生產(chǎn)率計(jì)算卡,可以分析擬定的方案是否滿足用戶對生產(chǎn)率及負(fù)荷率的要求,計(jì)算如圖所示。3.4多軸箱的設(shè)計(jì)繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖是根據(jù)"三圖一卡"繪制的如圖2－9所示:如圖2－9鉆孔組合機(jī)床多軸箱原始依據(jù)圖圖中多軸箱的兩定位銷孔中心連線為橫坐標(biāo),工件加工孔對稱,選擇箱體中垂線為縱坐標(biāo),在建立的坐標(biāo)系中標(biāo)注輪廓尺寸及動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對位置尺寸。主軸部為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)〔面對主軸看。主軸的工序內(nèi)容,切削用量及主軸尺寸及動(dòng)力部件的型號和性能參數(shù)如表2－6所示：表2－6主軸外尺寸及切削用量軸號主軸外伸尺寸工序內(nèi)容切削用量D/dLN〔r/minV<m/min>f<mm/r>Vf<mm/min>1、2、3、420/12115鉆Φ17478100.295.6注：1．被加工零件：蝸桿減速器箱體；材料：HT200；硬度:HB170-2412．動(dòng)力部件型號：1TD25IA動(dòng)力箱,電動(dòng)機(jī)型號Y100L-6；功率P＝1.5kw。3.4.2齒輪模數(shù)選擇本組合機(jī)床主要用于鉆孔,因此采用深溝球軸承主軸。齒輪模數(shù)m可按下式估算：m=<30～32>=32×=1.76式中：m——估算齒輪模數(shù)P——齒輪所傳遞率〔kwZ——對嚙合齒中的小齒輪數(shù)N——小齒輪的轉(zhuǎn)速〔r/min多軸箱輸入齒輪模數(shù)取m1=3,其余齒輪模數(shù)取m2=3。多軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì)〔1確定傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù)圖2－10齒輪的最小壁厚1最小齒數(shù)的確定為保證齒輪齒根強(qiáng)度,應(yīng)使齒根到孔壁或鍵槽的厚度a2m,驅(qū)動(dòng)軸的直徑為d=20mm,有《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》知,如圖2－10所示齒輪t=33.3mm,當(dāng)m1=3時(shí)。驅(qū)動(dòng)軸上最小齒輪齒數(shù)為：2〔t/m1+2+1.25－d0/m1=2×<33.3/3+2+1.25>－20/3=22所以驅(qū)動(dòng)軸齒數(shù)要大于等于22。為減小傳動(dòng)軸的種類,所有傳動(dòng)軸的直徑取30mm.當(dāng)m2=3,d=20時(shí),齒輪t=23.3mm。主軸上最小齒輪齒數(shù)為：2〔t/m2+2+1.25－d0/m2=2×〔23.3/3+2+1.25－20/3=19.8所以主軸齒數(shù)要大于等于20。2傳動(dòng)軸11為主軸1,2,3,4都各自在同一同心圓上。多軸箱的齒輪模數(shù)按驅(qū)動(dòng)軸齒輪估算QUOTE=32xQUOTE=1.71多軸箱輸入齒輪模數(shù)取m1=3,其余齒輪模數(shù)取m2=3。主軸1,2,3,4要求的轉(zhuǎn)速一致且較高,所以采用升速傳動(dòng)。主軸齒數(shù)選取Z=45,傳動(dòng)齒輪采用z=45齒的齒輪,變位系數(shù)。傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為:由于前面選取了主軸直徑為30,顯然傳動(dòng)軸直徑都選取20,這樣為了減少傳動(dòng)軸種類和設(shè)計(jì)題目需要由于傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速是,則驅(qū)動(dòng)軸至傳動(dòng)軸的傳動(dòng)比為:所以選擇兩級傳動(dòng),且傳動(dòng)比分配為：一級為1.2×1.2;二級為1.4×1.0。驅(qū)動(dòng)軸的直徑為30mm,由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》查得知：t=33.3mm,當(dāng)m=3時(shí),驅(qū)動(dòng)軸上的齒數(shù)為：Zmin≥去驅(qū)動(dòng)齒輪齒數(shù)Z=45。通用的齒輪有三種,即傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱齒輪和電機(jī)齒輪。材料均為45鋼,熱處理為齒部高頻淬火G54。本機(jī)床齒輪的選用按照下表選用齒輪種類寬度〔mm齒數(shù)模數(shù)〔mm孔徑〔mm驅(qū)動(dòng)軸齒輪243216～50連續(xù)16～702、2.5、32、2.