中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院第2章車床轉(zhuǎn)盤機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1分析零件圖由零件圖可以看出，主要加工表面有：底面Ф65外圓面；燕尾導(dǎo)軌面；Ф30孔；尺寸132和尺寸234兩側(cè)面及其端面。2.2選擇毛坯制造形式由于零件料是HT200鑄鐵，故可以根據(jù)以下幾個(gè)方面來選擇：（1）.刀架中部結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，采用鑄造方式比較合適；（2）.按任務(wù)規(guī)定本零件加工是屬于成批生產(chǎn)，而且尺寸精度和表面光潔度要求較高，采用Ⅱ級(jí)精度鑄件；（3）.為了提高機(jī)械加工效率，減少加余量、節(jié)省材料和改善機(jī)械性能，可以采用金屬模鑄造。2.3擬定工藝路線擬定工藝路線的基本原則是應(yīng)能夠妥善的保證零件的技術(shù)要求，即幾何尺寸精度和相互位置精度等必須得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定成批生產(chǎn)的條件下，為保證有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，可采用可變的具有較高生產(chǎn)率的專用設(shè)備，或在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，采用萬能機(jī)床加工專用夾具[8]。2.3.1劃分加工階段為減少加工時(shí)產(chǎn)生的形對(duì)精度的影響，容易發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，合理使用機(jī)床，在加工中應(yīng)將粗、精加工分開，并且要先進(jìn)行粗加工，然后再進(jìn)行精加工。故刀架中部主要表面的加工分為粗、精、光整加工三個(gè)階段。2.3.2選擇基準(zhǔn)1.粗基準(zhǔn)刀架中部上加工精度較高并且對(duì)被加工工件精度影響較大是燕尾導(dǎo)面。為保證其加工精度均勻，以及行度精度要求，選用兩個(gè)39*234上表面面作粗基準(zhǔn)。2.精基準(zhǔn)根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一和基準(zhǔn)重合原則，及定位穩(wěn)定可靠，選用銑燕尾槽作為精基準(zhǔn)。2.3.3確定加工方案1.方案一10 鑄造 鑄造毛坯20 時(shí)效 時(shí)效處理30 銑 粗銑燕尾槽和兩個(gè)39*234上表面40 車 粗車φ65圓臺(tái)的端面、外圓面和臺(tái)階面50 車 粗車φ120凹槽60 銑 粗銑φ196外圓面及連接面65 銑 粗銑78*227面80 銑 半精銑兩個(gè)39*234上表面90 車 半精車φ65外圓面100 車 精車φ65外圓面110 鉆 鉆擴(kuò)φ30孔120 鉆 鉆擴(kuò)φ35孔130 鉆 鉸φ35孔140 銑 粗銑132*23和兩個(gè)39*23端面150 銑 半精銑132*23和兩個(gè)39*23端面160 鉆 鉆2*φ13孔165 磨削 磨削兩個(gè)132*234上表面180 鉗 去毛刺190 終檢 終檢200 入庫 清洗入庫2.方案二10 鑄造 鑄造毛坯20 時(shí)效 時(shí)效處理30 銑 粗銑燕尾槽和兩個(gè)39*234上表面40 車 粗車φ65圓臺(tái)的端面、外圓面和臺(tái)階面50 車 粗車φ120凹槽60 銑 粗銑φ196外圓面及連接面65 銑 粗銑78*227面80 銑 半精銑兩個(gè)39*234上表面90 車 半精車φ65外圓面100 車 精車φ65外圓面110 鉆 鉆擴(kuò)φ30孔120 鉆 鉆擴(kuò)φ35孔130 鉆 鉸φ35孔140 銑 粗銑132*23和兩個(gè)39*23端面150 銑 半精銑132*23和兩個(gè)39*23端面160 鉆 鉆2*φ13孔165 磨削 磨削兩個(gè)132*234上表面180 鉗 去毛刺190 終檢 終檢200 入庫 清洗入庫3.工藝方案的比較兩個(gè)方案的區(qū)別主要體現(xiàn)在燕尾面的加工方法和孔Φ30孔2×Φ13的加工順序上。方案一采用銑削加工燕尾面，并把孔Φ30與孔2×Φ13孔的加工分別安排在兩道工序中，而方案二采有刨削來加工燕尾面，把孔Φ30與孔2×Φ13孔安排在一道工序中加工。通過比較，方案二采用刨削由于刨刀有空行程，生產(chǎn)率較銑削低，但加工特型面、大平面、垂直面刨削優(yōu)于銑削。而銑削方案中有磨削彌補(bǔ)了不足并且方案一把孔Φ30與孔2×Φ13孔分開加工有利于提高生產(chǎn)率，提高機(jī)床功率利用率。故采用方案一為設(shè)計(jì)方案。10 鑄造 鑄造毛坯20 時(shí)效 時(shí)效處理30 銑 粗銑燕尾槽和兩個(gè)39*234上表面40 車 粗車φ65圓臺(tái)的端面、外圓面和臺(tái)階面50 車 粗車φ120凹槽60 銑 粗銑φ196外圓面及連接面65 銑 粗銑78*227面80 銑 半精銑兩個(gè)39*234上表面90 車 半精車φ65外圓面100 車 精車φ65外圓面110 鉆 鉆擴(kuò)φ30孔120 鉆 鉆擴(kuò)φ35孔130 鉆 鉸φ35孔140 銑 粗銑132*23和兩個(gè)39*23端面150 銑 半精銑132*23和兩個(gè)39*23端面160 鉆 鉆2*φ13孔165 磨削 磨削兩個(gè)132*234上表面180 鉗 去毛刺190 終檢 終檢200 入庫 清洗入庫2.4確定切削用量及工時(shí)定額2.4.1粗銑燕尾槽和兩個(gè)39X234上表面1)粗銑燕尾槽（1）選擇切削深度：參考［3］中107頁可知切削深度ap=2mm（2）選擇進(jìn)給量：參考［3］中108表3-28選擇每齒進(jìn)給量af=0.35mm（3）選擇切削速度：查［3］中113頁表3-30選取v=0.25m/s（4）確定刀具參數(shù)：根據(jù)［3］中265頁表5-41選擇D=100mm,齒數(shù)Z=12（5）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：按機(jī)床選取nw=47.5r/min實(shí)際切削速度：（6）計(jì)算切削工時(shí)由文獻(xiàn)［10］中2-82頁表7-7查得2).粗銑兩個(gè)39*234上表面(1)選擇切削深度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77可知切削深度ap=1mm(2)選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77選取每齒進(jìn)給量af=0.1mm(3)選擇切削速度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-81選取v=0.35m/s(4)確定刀具參數(shù)：參考文獻(xiàn)［10］選擇刀具D=100mm,齒數(shù)Z=12,d=32,B=50(5)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：按機(jī)床選取：nw=75r/min實(shí)際切削速度：（6）計(jì)算切削工時(shí)查文獻(xiàn)［10］表2.1-99得工序40粗車φ65圓臺(tái)的端面、外圓面和臺(tái)階面加工條件：工件材料：HT200，HB152-241，鑄件機(jī)床：CA6140刀具：端面車刀材料：YT15，刀桿尺寸：16X25mm2外圓車刀材料：YT15，刀桿尺寸：16X25mm21.粗車端面（1）選擇切削深度：參考文獻(xiàn)[10]1.2-33可知ap=2.2mm（2）選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)［10］1.2-33選取每齒進(jìn)給量af=0.6mm/r（3）選擇切削速度：參考文獻(xiàn)［10］1.2-33取ap=2.2mm（4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：按機(jī)床選取速度nw=100r/min實(shí)際切削速度（5）計(jì)算切削工時(shí)工序50粗車φ120凹槽(1)選擇切削深度：參考文獻(xiàn)[10]1.2-33可知ap=1.0mm(2)選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)[10]1.2-33取af=0.6mm/r(3)選擇切削速度：參考文獻(xiàn)[10]1.2-33v=1.5m/s(4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：按機(jī)床選取轉(zhuǎn)速nw=160r/min實(shí)際切削速度：(5)計(jì)算切削工時(shí)工序60：粗銑φ196外圓面及連接面。機(jī)床：臥式銑床X62W刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：，，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～73，?。焊鶕?jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～81，取銑削速度每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～73，取根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～81，取銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～74，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～81,取切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：機(jī)動(dòng)時(shí)間：所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間工序70：粗銑78*227面。機(jī)床：臥式銑床X62W刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：，，齒數(shù)8，此為細(xì)齒銑刀。因其單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～73，取根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～81，取銑削速度每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～73，取：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～81，取銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：機(jī)動(dòng)時(shí)間：所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間工序80：半精銑兩個(gè)39*234上表面。機(jī)床：臥式銑床X62W刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：，，齒數(shù)8，此為細(xì)齒銑刀。因其單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～73，取根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～81，取銑削速度每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～73，取：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～81，取銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：機(jī)動(dòng)時(shí)間：所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間工序90半精車φ65外圓面（1）選擇切削深度：參考文獻(xiàn)[10]可知ap=0.8mm（2）選擇進(jìn)給量：af=0.6mm/r（3）選擇切削速度：根據(jù)已知條件：按機(jī)床選取切削速度v=1.5m/s（4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按機(jī)床選取實(shí)際轉(zhuǎn)速n=160r/min實(shí)際切削速度（5）計(jì)算切削工時(shí)工序100精車φ65外圓面(1)已知切削深度：參考文獻(xiàn)[10]1.2-33可知ap=3.3mm(2)選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)[10]1.2-33查得=0.6mm/r(3)選擇切削速度：根據(jù)已知條件：材料HT200，硬度HB190～241，ap=3.3mm，=0.6mm/r，參考文獻(xiàn)[10]1.2-33選取v=1.333m/s(4)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n=340r/min實(shí)際切削速度(5)計(jì)算切削工時(shí)：工序120鉆、擴(kuò)Φ35孔加工條件：工件材料：HT200，HB190～241，鑄件加工要求：表面粗糙度Ra1.6μm機(jī)床：Z3040搖臂鉆床刀具：麻花鉆（高速鋼）、擴(kuò)孔鉆、鉸刀1.鉆孔Φ33（1）選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)[14]443頁9-33取=0.66mm/r（2）選擇切削速度：參考文獻(xiàn)[14]446頁9-34取v=0.35m/s（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：選取機(jī)床轉(zhuǎn)速nw=200r/min實(shí)際切削速度（4）計(jì)算切削工時(shí)2.擴(kuò)孔至Φ34.75（參考文獻(xiàn)同上）（1）選擇進(jìn)給量：選取=0.9mm/r（2）選擇切削速度：選取v=0.33m/s（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：選取機(jī)床轉(zhuǎn)速nw=200r/min實(shí)際切削速度（4）計(jì)算切削工時(shí)：工序130精鉸Φ35選擇進(jìn)給量：可知=1.6mm/r選擇切削速度：取v=0.173m/s計(jì)算機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按機(jī)床選取實(shí)際轉(zhuǎn)速nw=63r/min實(shí)際切削速度工序160鉆2×Φ13孔（參考文獻(xiàn)同上）（1）選擇進(jìn)給量：取=0.39mm/r（2）選擇切削速度：取v=0.35mm/r（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：按機(jī)床選取實(shí)際轉(zhuǎn)速=500r/min實(shí)際切削速度工序170磨削兩個(gè)132*234上表面（1）選擇切削深度：ap=3mm（2）選擇進(jìn)給量：取af=0.35mm（3）選擇切削速度：取v=0.25m/s（4）確定刀具參數(shù)：選取端砂輪D=100mm，Z=12（5）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按機(jī)床選取切削速度=47.5r/min實(shí)際切削速度(6)計(jì)算切削工時(shí)1.3機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定第3章專用銑床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1要采用專用機(jī)床原因與普通機(jī)床相比，組合機(jī)床具有生產(chǎn)率高，加工精度穩(wěn)定，研制周期短，便于設(shè)計(jì)、制造和使用維護(hù)、成本低、自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低，配置靈活等特點(diǎn)，因此，當(dāng)生產(chǎn)量很大時(shí)，用組合機(jī)床進(jìn)行加工更合理。3.2工藝分析3.2.1工藝方法的確定機(jī)床的工藝方法是多種多樣的，按工種可分為車、銑、刨、鉆、鏜、磨、研磨、電加工、振動(dòng)加工、激光加工等；每一種還可再分，如車削加工有車外圓、車端面、車槽、車球面等之分；按加工精度各表面粗糙度可分為粗加工、半精加工、光整加工等；按工序集中程度可分為單刀、多刀、單工件、多工件、單工位、多工位等；按作業(yè)形式可分平行作業(yè)、順序作業(yè)、平行-順序作業(yè)等。工藝方法對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)和性能的影響很大，工藝方法的改變常導(dǎo)致機(jī)床的運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)、布局、結(jié)構(gòu)、性能以及經(jīng)濟(jì)效果等方面的一系列變化。加工平面的方法有很多，比如說車削，銑削，刨削。對(duì)于VF-6/7型空壓機(jī)減荷閥體，用車床進(jìn)行車削加工時(shí)，由于減荷閥體外形復(fù)雜，且為殼類零件，不宜裝夾在車床主軸上進(jìn)行加工，裝夾穩(wěn)定性也不高；用刨床進(jìn)行刨削加工時(shí)，機(jī)床需要兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，機(jī)床和刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝夾在工件臺(tái)上快速，穩(wěn)固，但生產(chǎn)率低，加工精度也達(dá)不到工件要求；用端銑刀進(jìn)行銑削加工時(shí)，生產(chǎn)率不僅提高了，也能滿足工件所要求的加工精度，且裝夾快速，方便。3.2.2機(jī)床總體布局機(jī)床的總體布局指確定機(jī)床的組成部件之間的相對(duì)位置及相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。合理的總體布局的基本要求有：(1)保證工藝方法所要求的工件與刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系；(2)保證機(jī)床具有足夠的加工精度和相適應(yīng)的剛度和抗振性；(3)便于操縱、調(diào)整、維修，便于輸送、裝卸工件和排屑等；(4)節(jié)省材料，占地面積小，即經(jīng)濟(jì)效果好；(5)造型美觀。根據(jù)減荷閥體的加工要求，機(jī)床總體布局圖如圖1-1所示：圖1-2機(jī)床總體布局圖1.機(jī)座2.動(dòng)力滑臺(tái)3.工件4.端銑刀5.電動(dòng)機(jī)6.變速箱7.主軸箱減荷閥體安裝在工作臺(tái)上，銑削動(dòng)力頭帶動(dòng)銑刀作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)工件的切削加工。此方案的優(yōu)點(diǎn)是各部件均是針對(duì)零件設(shè)計(jì)的，因此，結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好，生產(chǎn)率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。3.2.3機(jī)床運(yùn)動(dòng)的確定確定機(jī)床運(yùn)動(dòng)，指確定機(jī)床運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，運(yùn)動(dòng)類型以及運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行件。本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床的工藝方法是，用一把端銑刀直接進(jìn)行加工。相應(yīng)的表面成形運(yùn)動(dòng)為：?jiǎn)沃鬏S的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；輔助運(yùn)動(dòng)為：主軸軸向調(diào)整運(yùn)動(dòng)。3.3機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)包括主參數(shù)和基本參數(shù)，基本參數(shù)又包括尺寸參數(shù)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)，動(dòng)力參數(shù)。3.3.1確定工件余量零件材料為HT200，硬度190—210HB，生產(chǎn)類型為大批量，鑄造毛坯。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2～2.5,取加工余量為2.5mm(此為雙邊加工)。3.3.2選擇切削用量由于被加工零件的銑削寬度為234mm,需進(jìn)行二次走刀。根據(jù)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第132～133頁，選擇銑削切削用量。銑削用量的選擇與要求的加工表面粗糙度值及其生產(chǎn)率有關(guān)系。當(dāng)銑削表面粗糙度數(shù)值要求較低時(shí)，銑削速度應(yīng)選高一些，每齒走刀量應(yīng)小些。若生產(chǎn)率要求不高，可以取很小的每齒走刀量，一次銑削4～5mm的余量達(dá)到R=1.6μm的表面粗糙度。這時(shí)每齒的進(jìn)給量一般為0.02～0.03mm。根據(jù)本次設(shè)計(jì)所加工的零件要求，其表面粗糙度數(shù)值較高，加工材料為鑄鐵，查表6-16得：a=0.2～0.4mm/z,V=50～80m/min,取a=0.2mm/z。3.3.3運(yùn)動(dòng)參數(shù)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括主運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速范圍、進(jìn)給量范圍、進(jìn)給量數(shù)列以及空行程速度等。此次設(shè)計(jì)主要確定主運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。主軸最高，最低轉(zhuǎn)速按照典型工序的切削速度和刀具(或工件)直徑、計(jì)算主軸最高轉(zhuǎn)速n、最低轉(zhuǎn)速n。計(jì)算公式如下：n=，n=式中：n、n—主軸最高、最低轉(zhuǎn)速(r/min)V、V—最高、最低切削速度(m/min)d、d—最大、最小計(jì)算直徑(mm)根據(jù)《機(jī)械制造工藝金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》第69～70頁，可查出以下數(shù)據(jù)：查表2.2-3取最大，最小切削速度：V=200～300m/min，取V=250m/minV=15～20m/min,取V=20m/min銑床的d、d可取使用的刀具最大、最小直徑，即：d=110mm,d=75mm則主軸最高轉(zhuǎn)速為n===1061.6r/min取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列值：n=1000r/min最低轉(zhuǎn)速為：n===57.9r/min取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列值：n=56r/min主軸轉(zhuǎn)速的合理排列最高、最低轉(zhuǎn)速確定后，還需確定中間轉(zhuǎn)速，選擇公比Φ，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z，則轉(zhuǎn)速數(shù)列為：n=n=56r/min,n=nΦ,n=nΦ,n=nΦ查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列，取公比Φ=1.78(1＜Φ≤2)轉(zhuǎn)速范圍：R===17.8轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：Z=+1=5.99取Z=6由于本次設(shè)計(jì)的要求，主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)只需設(shè)計(jì)四級(jí)就能滿足要求，故取Z=4。即：n=56，n=100,n=180,n=315(r/min)3.3.4動(dòng)力參數(shù)—主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定切削力的計(jì)算由前面已知，本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速為n=315r/min，則此時(shí)的切削速度為：V===108.8m/min<200m/min由此可見，切削速度滿足要求。計(jì)算銑削工件時(shí)的切削力F=9.18×54.5a×a×a×Z×d式中：a—銑削寬度，a=90mma—銑削深度，由于是一次銑削就能達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸，則銑削深度為工件加工余量，即a=2.5mm。a—每齒進(jìn)給量，a=0.2mm/rZ—轉(zhuǎn)數(shù)級(jí)數(shù)，取Z=4則銑削力的大小為：F=9.18×54.5×90×0.2×2.5×4×110=1213.1N切削功率的計(jì)算根據(jù)《機(jī)械制造工藝金屬機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》第72頁，可得切削功率公式為：P===2.2KW估算電動(dòng)機(jī)功率根據(jù)《機(jī)械制造工藝金屬機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》第72頁，有P===3.14KW式中：η—主傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床η=0.7～0.85。選擇主電機(jī)查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第155頁表12-1，選Y112-4電機(jī)，主要參數(shù)有：額定功率P=4KW，滿載轉(zhuǎn)速n=1440r/min，同步轉(zhuǎn)速n=1500r/min，級(jí)數(shù)P=4，質(zhì)量m=43kg。3.4進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》第41頁，可知：進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率取決于進(jìn)給的有效功率和傳動(dòng)件的機(jī)械效率，即：2.10主軸組件中相關(guān)部件N=式中：N—進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率(KW)Q—進(jìn)給抗力(N)V—進(jìn)給速度(m/min)η—進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的總機(jī)械效率(一般取0.15～0.2)粗略計(jì)算時(shí)，可根據(jù)進(jìn)給傳動(dòng)與主傳動(dòng)所需功率之比值來估算進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率。對(duì)于銑床：N=0.2×N=0.2×4=0.8KW查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第155頁表12-1，選Y90S-4電機(jī)，主要參數(shù)有：額定功率P=1.1KW，滿載轉(zhuǎn)速n=1440r/min，同步轉(zhuǎn)速n=1500r/min，級(jí)數(shù)P=4，質(zhì)量m=22kg。3.5主軸組件中相關(guān)部件3.5.1軸肩擋圈前支承雙列向心短圓柱滾子軸承和推力球軸承之間所用的擋圈，可查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第56頁表5-1，可得此次選用的擋圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下圖2-12所示：圖2-12軸肩擋圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)其中，D=95，d=80，H=63.5.2擋圈兩推力球之間用的擋圈為非標(biāo)準(zhǔn)件，徑向尺寸依主軸套筒尺寸而定，軸向尺寸可初取為6mm。3.5.3圓螺母鎖緊靠主軸后支承一邊的推力球軸承以及鎖緊兩推力球軸承內(nèi)的套筒，分別采用兩個(gè)圓螺母，為了增加可靠性，再加一止動(dòng)螺釘。圓螺母具體的參數(shù)可查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第60頁表5-6，結(jié)構(gòu)如下圖2-13所示：圖2-13圓螺母（GB812-88）其中，鎖緊靠主軸后支承一邊的推力球軸承用的圓螺母，D×p=M80×2，d=115，d=103，m=15，h=10.36，h=10，t=4.75，t=4，C=1.5，C=1鎖緊兩推力球軸承內(nèi)的套筒用的圓螺母，D×p=M72×2，d=105，d=93，m=15，h=10.36，h=10，t=4.75，t=4，C=1.5，C=13.5.4套筒兩推力球軸承之間用的套筒，根據(jù)以上計(jì)算，可知，軸向尺寸取為92，徑向厚度取為2.5mm，一端加工出長(zhǎng)為26的外螺紋M80×1.5，一端用一緊定螺釘鎖緊在主軸上，套筒結(jié)構(gòu)如圖2-14所示；緊定螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)參數(shù)可查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第43頁表3-17，如圖2-15所示；主軸上的小孔的結(jié)構(gòu)參數(shù)可查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第61頁表5-8，如圖2-16所示：其中，緊定螺釘?shù)膮?shù)有：M8×1.25，l=10，d=5.5，n=1.2,t=2圖2-14兩推力球軸承內(nèi)用套筒結(jié)構(gòu)參數(shù)軸上固定螺釘用的孔的參數(shù)有：d=6，c=5，h≥5圖2-15開槽平端緊定螺釘圖2-16軸上固定螺釘用的孔3.5.5前、后支承的軸承蓋為了保證軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止外界雜物進(jìn)入影響軸承的使用壽命，前、后軸承應(yīng)安裝上軸承蓋，并將其固定在套筒上，與主軸配合處采用間隙配合，初步設(shè)計(jì)如下圖2-17、2-18所示：圖2-17前支承用軸承蓋其中，d=124，D=153圖2-18后支承用軸承蓋其中，d=64，D=153，a=5，b=553.5.6主軸用套筒及其鎖緊部分根據(jù)前面的計(jì)算和設(shè)計(jì)，可以直接得到主軸用套筒的結(jié)構(gòu)及參數(shù)如圖2-19所示：套筒的鎖緊部分采用彈性套，當(dāng)調(diào)節(jié)螺栓時(shí)，彈性套就會(huì)隨之變形，從而鎖緊或松開套筒。主軸需要軸向移動(dòng)（調(diào)節(jié)）時(shí)，便松開螺栓，彈性套也隨之松開套筒，調(diào)節(jié)完主軸軸向位置后，應(yīng)擰緊螺栓以鎖緊主軸。同時(shí)，彈性套和螺栓固定在主軸組件的箱體上，彈性套的結(jié)構(gòu)及其參數(shù)如下圖2-20所示：鎖緊螺栓的結(jié)構(gòu)及其參數(shù)可查《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第102頁表6-9，取M24螺栓，圖2-19主軸用套筒的結(jié)構(gòu)及參數(shù)結(jié)構(gòu)如下圖2-21所示，參數(shù)有：l=100，b=54，c=0.2，d=26.4，d=24，d=33.6，e=40，f=4，k=15，k′=10.3，r=0.8，s=36，l=31，l=46圖2-20彈性套結(jié)構(gòu)及參數(shù)3.5.7主軸尾部的內(nèi)花鍵組合銑床的主軸組件和傳動(dòng)裝置采用花鍵連接，查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第468頁表8-6，花鍵采用外徑定心方式，其特點(diǎn)是：定心精度高，加工方便，外花鍵的外徑可在普通機(jī)床上加工至所需的精度。內(nèi)花鍵的硬度不高時(shí)，可由拉刀保證其外徑精度。結(jié)構(gòu)如圖2-22所示，參數(shù)可查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第468頁表8-7，有：d=42，N=8，D=46，B=8圖2-21鎖緊螺栓的結(jié)構(gòu)及參數(shù)2.11主軸組件軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)圖2-22主軸尾部的內(nèi)花鍵結(jié)構(gòu)及參數(shù)3.6主軸組件軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主軸組件的軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用一對(duì)圓錐齒輪并經(jīng)絲杠螺母手動(dòng)調(diào)節(jié)。它具有傳動(dòng)比小，傳動(dòng)精度高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，能自鎖等特點(diǎn)。絲杠主要承受軸向力，故采用兩推力球軸承作為絲杠的支承，螺母支承的軸和主軸套筒上的孔相配合，實(shí)現(xiàn)主軸的軸向調(diào)節(jié)。該絲杠螺母支承簡(jiǎn)圖如圖2-23所示：3.6.1絲杠螺紋絲杠采用梯形螺紋，其牙根強(qiáng)度高，螺紋副對(duì)中性好，加工時(shí)可以銑和磨，工藝簡(jiǎn)單。查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第413頁，取螺紋直徑為36，其余參數(shù)有：圖2-23絲杠螺母支承簡(jiǎn)圖P=6，d=36，d=33，d=29，l=703.6.2絲杠軸承的選擇絲杠的調(diào)節(jié)精度直接影響主軸軸向移動(dòng)精度，而絲杠的精度除靠梯形螺紋自身保證外，還靠支承的精度保持，故需考慮支承精度。該絲杠采用兩相同推力球軸承承受軸向力，其精度應(yīng)選用常用的D級(jí)精度軸承，查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第365頁，選用推力球軸承的型號(hào)為8209，其結(jié)構(gòu)如下圖2-24所示，相關(guān)參數(shù)有：d=45，d=45.2，D=73，H=20，D=55，D=63圖2-24推力球軸承（GB301-84）結(jié)構(gòu)參數(shù)及安裝尺寸3.6.3絲杠螺母將絲杠的螺母制成一端具有螺紋孔的短軸，其內(nèi)螺紋為M36×6的梯形螺紋，與絲杠配合，軸徑取為20，從螺母中心到軸端距離取為75，軸端與套筒采用過盈配合，以保證軸向位置的調(diào)節(jié)精度。3.6.4絲杠中段螺紋絲杠中段制成三角螺紋，直徑為M42，螺距P=1.5，與之相配合的軸承擋圈仍為M42×1.5，d=40.917，d=41.35，l=10，D=55。3.6.5絲杠上的內(nèi)隔套絲杠大端直徑為45，所以內(nèi)隔套的內(nèi)徑也為45，相關(guān)結(jié)構(gòu)及參數(shù)可查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第385頁，結(jié)構(gòu)如下圖2-25所示，參數(shù)有：d=45，D=55，l=20圖2-25內(nèi)隔套的結(jié)構(gòu)及其參數(shù)3.6.6絲杠上調(diào)節(jié)用錐齒輪調(diào)節(jié)主軸軸向位置的手柄與絲杠垂直，故采用交角為90°（正交）的直齒圓錐齒輪。為了保證軸向調(diào)節(jié)的可靠，取該嚙合的兩錐齒輪傳動(dòng)比為i=1，既不用減速，也不用增速。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第207頁表12.5中，可知其精度等級(jí)范圍取8～10級(jí)即可。為了更好地保證軸向調(diào)節(jié)精度，故取8級(jí)精度最佳。查《機(jī)械設(shè)計(jì)通用手冊(cè)》第1032頁圖19-5，初取齒數(shù)Z=18，分度圓直徑d=60，則有：m==≈3.33再查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第206頁表12.3，取其相近值3.25，即m=3.25，有：d=mz=3.25×18=58.5根據(jù)以上數(shù)據(jù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)通用手冊(cè)》第1030頁表19-2，可計(jì)算出：分度圓直徑dd=d=58.5齒數(shù)zz=z=18大端模數(shù)mm=d/z=d/z=3.25節(jié)錐角=arctgz/z=45°，=90°-=45°錐距RR=d/2sin=d/2sin=41.37齒寬bb=b≤R≤0.33×41.37≤13.65(≤0.33，齒寬系數(shù))變位系數(shù)xx=-x=0.46[1-(z/z)]=0齒頂高h(yuǎn)h=m(1+x)=3.25，h=m(1-x)=3.25齒根高h(yuǎn)h=m(1.2-x)=3.9，h=m(1.2+x)=3.9齒頂間隙cc=0.2m=0.65齒根角=arctgh/R≈5.4°，=arctgh/R≈5.4°齒頂角=arctgh/R≈4.49°，=arctgh/R≈4.49°齒頂圓錐角=+=45°+4.49°=49.49°，=+=49.49°齒根圓錐角=-=39.6°，=-=39.6°齒頂圓直徑dd=d+2hcos=63.10，d=d+2hcos=63.10節(jié)錐頂點(diǎn)到輪冠距離AA=d/2-hsin=26.95，A=d/2-hsin=26.95式中：n、n—主軸最高、最低轉(zhuǎn)速(r/min)V、V—最高、最低切削速度(m/min)d、d—最大、最小計(jì)算直徑(mm)根據(jù)《機(jī)械制造工藝金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》第69～70頁，可查出以下數(shù)據(jù)：查表2.2-3取最大，最小切削速度：V=200～300m/min，取V=250m/minV=15～20m/min,取V=20m/min銑床的d、d可取使用的刀具最大、最小直徑，即：d=110mm,d=75mm則主軸最高轉(zhuǎn)速為n===1061.6r/min取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列值：n=1000r/min最低轉(zhuǎn)速為：n===57.9r/min取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列值：n=56r/min主軸轉(zhuǎn)速的合理排列最高、最低轉(zhuǎn)速確定后，還需確定中間轉(zhuǎn)速，選擇公比Φ，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z，則轉(zhuǎn)速數(shù)列為：n=n=56r/min,n=nΦ,n=nΦ,n=nΦ查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列，取公比Φ=1.78(1＜Φ≤2)轉(zhuǎn)速范圍：R===17.8轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：Z=+1=5.99取Z=6由于本次設(shè)計(jì)的要求，主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)只需設(shè)計(jì)四級(jí)就能滿足要求，故取Z=4。即：n=56，n=100,n=180,n=315(r/min)第4章銑兩端面夾具設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)要求為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。本夾具將用于X62W銑床。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計(jì)一銑尺寸為234的雙面銑夾具設(shè)計(jì)。本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。4.2夾具設(shè)計(jì)4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對(duì)進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。定位基準(zhǔn)的選擇：工件以Φ35孔及端面和燕尾槽端面，再加上一個(gè)擋銷作為定位基準(zhǔn)。4.2.2切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金）刀具有關(guān)幾何參數(shù)：由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9可得銑削切削力的計(jì)算公式：有：根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即：安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：由此可得：所以由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：：式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得：所以有：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：其中：螺旋夾緊力：該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如下：圖4.1移動(dòng)壓板受力簡(jiǎn)圖由表得：原動(dòng)力計(jì)算公式即：由上述計(jì)算易得：由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。4.3定位誤差的分析為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：=1\*GB2⑴定位誤差：其中：，，，⑵夾緊誤差：其中接觸變形位移值：查[5]表1～2～15有。⑶磨損造成的加工誤差：通常不超過⑷夾具相對(duì)刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.4確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)對(duì)夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時(shí)效處理，退火等處理方式。（2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò)夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡(jiǎn)單。（4）應(yīng)便于鐵屑去除在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時(shí)清除，切削熱的積累會(huì)破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會(huì)破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個(gè)過程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對(duì)切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。（5）安裝應(yīng)牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，切割積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。4.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎(chǔ)件連接成一個(gè)有機(jī)整體。為了滿足加工要求，夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，同時(shí)結(jié)構(gòu)工藝性要好。由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制，同時(shí)吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取HT200，鑄造成型后時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為提高生產(chǎn)率，首先想到是怎么樣方便的安裝和拆卸，本道工序就是采用了快換墊圈的方式。由于本夾具是對(duì)工件進(jìn)行鉆孔，因此在鉛直方向受到很大的沖擊力，故在其相應(yīng)的方向上應(yīng)適當(dāng)?shù)目紤]強(qiáng)度上的要求。并設(shè)法減少夾具的的占地面積，使之很方便的操作和快速的切換工件。因此，應(yīng)設(shè)法解決上述問題。目前采取的措施有：一是提高毛