機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-臥式雙面組合鏜床及工裝設(shè)計(jì)【全套圖紙】

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1、編編 號(hào)號(hào) 無錫太湖學(xué)院 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（論論文文） 題目：題目： 臥式雙面組合鏜床及工裝設(shè)計(jì)臥式雙面組合鏜床及工裝設(shè)計(jì) 信機(jī) 系系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專專 業(yè)業(yè) 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng)誠(chéng) 信信 承承 諾諾 書書 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 臥式雙面組合鏜床設(shè) 計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了 在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè) 設(shè)計(jì)（

2、論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 95 學(xué) 號(hào)： 0923213 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 II 無無錫錫太太湖湖學(xué)學(xué)院院 信信 機(jī)機(jī) 系系 機(jī)機(jī)械械工工程程及及自自動(dòng)動(dòng)化化 專專業(yè)業(yè) 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)論論 文文 任任 務(wù)務(wù) 書書 一、題目及專題：一、題目及專題： 1、題目 臥式雙面組合鏜床及工裝設(shè)計(jì) 2、專題 臥式雙面組合鏜床設(shè)計(jì) 二、課題來源及選題依據(jù)二、課題來源及選題依據(jù) 本課題來源于生產(chǎn)實(shí)踐，設(shè)計(jì)的對(duì)象是加工變速箱殼體的孔的組合機(jī)床 用鏜床夾具，組合機(jī)床是用按系列化設(shè)計(jì)的通用部件和按被加工零件的形狀 及加工藝要求設(shè)計(jì)的專用部

3、件組成的專用機(jī)床，它有精度高，效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，占地小，便于維護(hù)和修理等優(yōu)點(diǎn)。隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，組合機(jī)床極其自 動(dòng)線被廣泛的推廣和使用，它對(duì)于機(jī)械制造工業(yè)，特別是汽車，拖拉機(jī)，電動(dòng) 機(jī)，柴油機(jī)，儀器儀表及軍工部門等生產(chǎn)發(fā)展有著十分重要的意義。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： II 在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成下列任務(wù)要求： 1.設(shè)計(jì)技術(shù)要求：分析被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及本工序機(jī)床設(shè)計(jì) 有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸；本工序所選的定位基準(zhǔn)、壓緊部位及加緊方向；本 工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差 II 等技術(shù)要求以及對(duì)上道工序的技術(shù)要求并擬定

4、機(jī)械加工工藝路線、進(jìn)行工藝 規(guī)程設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)一套適用該變速箱加工的臥式雙面組合鏜床。 2設(shè)計(jì)工作量要求： 1）抄畫零件圖； 2）編制機(jī)加工工藝文件； 3）繪制臥式雙面組合鏜床裝配圖及全套非標(biāo)準(zhǔn)零件圖； 4）編寫設(shè)計(jì)說明書（30 頁）； 5）翻譯 8000 以上外文印刷字符或譯出 4000 漢字以上的有關(guān)技術(shù)資料或?qū)I(yè) 文獻(xiàn)。 四、接受任務(wù)學(xué)生：四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 95 班班 姓名姓名 五、開始及完成日期：五、開始及完成日期： 自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師指

5、導(dǎo)教師 簽名簽名 簽名簽名 教教研研室室主主任任 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng) 簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名 III 20122012 年年 1111 月月 1212 日日 摘摘 要要 該篇論文為鏜主軸箱的 6 個(gè)軸孔的變速箱組合鏜床設(shè)計(jì)。鏜床是主要用鏜刀對(duì)工件 已有的預(yù)制孔進(jìn)行鏜削的機(jī)床。通常以鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鏜刀或工件的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn) 動(dòng)。它主要是用于加工高精度孔或一次定位完成多個(gè)孔的精加工，此外還可以從事與孔 精加工有關(guān)的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件還可進(jìn)行鉆削、銑削、切削， 其加工精度和表面質(zhì)量要高于鉆床。鏜床是大型箱體零件加工的主要設(shè)備，也可加工螺 紋及外圓

6、和端面等。 以箱體零件同軸孔系為代表的長(zhǎng)孔鏜削，是金屬切削加工中最重要的內(nèi)容之一。 盡管現(xiàn)在仍有采用鏜模、導(dǎo)套、臺(tái)式銑鏜床后立柱支承長(zhǎng)鏜桿或人工找正工件回轉(zhuǎn) 180等方法實(shí)施長(zhǎng)孔鏜削的實(shí)例 ，但近些年來，一方面由于數(shù)控銑鏜床和加工中心的 大量使用，使各類臥式銑鏜床的坐標(biāo)定位精度和工作臺(tái)回轉(zhuǎn)分度精度有了較大提高。 從機(jī)床結(jié)構(gòu)上使工作臺(tái)回轉(zhuǎn) 180自定位的調(diào)頭鏜孔，幾乎 是成為了在該種機(jī)床上鏜 削長(zhǎng)孔的唯一方法。 本設(shè)計(jì)說明書主要包括了組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)過程，對(duì)工藝方案設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)、部 件設(shè)計(jì)等幾方面加以論述。 內(nèi)容有產(chǎn)品工序分析，組合機(jī)床總體布置以及鏜床主軸圖的繪制。 關(guān)鍵詞：主軸箱；組合鏜床；

7、加工工藝 IV Abstract Gearbox combination boring lathe design this paper into 6 hole boring spindle box. Boring machine is mainly used for boring prefabricated holes on the workpiece has been the boring machine. Usually, boring cutter rotating main movement, the workpiece moving boring or for feed motion

8、. It is mainly used for finishing machining high precision hole or a location to complete a plurality of holes, in addition to engage with the hole machining processing and other related processing surface.Different tools and accessories used can also be drilling, milling, cutting, the machining pre

9、cision and surface quality than that of drilling machine. Boring machine is the main equipment of large body parts processing. Can also be processed the thread and the outer circle and end. Long hole boring to box part coaxial holes as the representative of the cut, is one of the most important cont

10、ent in the metal cutting. Although there are still using boring mode, guide sleeve, desktop milling and boring machine after the columns support the long boring bar or artificial alignment workpiece rotation of 180 DEG, examples of long hole boring. But in recent years, on the one hand because of th

11、e extensive use of CNC milling machine and machining center, precision of the coordinate positioning rotary precision and working table of horizontal boring and milling machine has been greatly improved. From the machine tool structure enable the rotary table 180 from the positioning of the turn-aro

12、und boring, become almost the only method in the machine tool on the long hole boring. This design instruction booklet mainly includes overall design process of machine tool, and discusses the aspects of design, process scheme for the overall design, component design. The contents of product process

13、 analysis, combination of general layout of machine tool and boring spindle diagram. Key words: spindle box; combination machine; processing technology V 目目 錄錄 摘 要.III ABSTRACTIV 目錄V 1 緒論.1 1.1 組合機(jī)床及其特點(diǎn).1 1.2 組合機(jī)床的組成和分類.2 1.3 通用部件的分類及簡(jiǎn)介2 1.4 組合機(jī)床的工藝范圍及發(fā)展方向.3 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì).5 2.1 零件圖分析.5 2.1.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功用

14、5 2.1.2 變速箱的主要技術(shù)要求6 2.1.3 變速箱的體的材料和毛坯6 2.2 組合機(jī)床工藝方案的制定.6 2.2.1 工藝基面的分析7 2.2.2 加工工藝的分析7 2.2.3 加工余量的確定.8 2.2.4 確定加工工藝方案應(yīng)注意的問題8 2.2.5 制定工件加工工藝路線9 2.2.6 組合機(jī)床切削用量的選擇10 2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì).11 2.3.1 被加工零件工序圖11 2.3.2 加工示意圖12 2.3.3 動(dòng)力部件的選擇15 2.3.4 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制18 2.4 多軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì).20 2.5 箱體補(bǔ)充加工圖.22 2.6 本章小結(jié)23 3 裝置的確定.24

15、3.1 導(dǎo)向裝置的作用、類型及結(jié)構(gòu)形式24 3.2 定主軸的類型及鏜桿的確定.25 3.3 本章小結(jié).26 4 組合機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算.27 VI 4.1 機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算.27 4.2 編寫組合機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡.28 4.3 本章小結(jié).29 5 結(jié)論與展望30 5.1 結(jié)論.30 5.2 展望.30 致 謝.31 參考文獻(xiàn).32 臥式雙面組合鏜床及工裝設(shè)計(jì) 1 1 緒論緒論 1.1 組合機(jī)床及其特點(diǎn)組合機(jī)床及其特點(diǎn) 一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱是制造業(yè)，它的發(fā)展水平是該國(guó)家或地區(qū)的經(jīng) 濟(jì)實(shí)力、科技水平、生活水準(zhǔn)和國(guó)防實(shí)力的標(biāo)志，而制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造水平主要 取決于機(jī)械制造裝備金屬切削機(jī)

16、床的先進(jìn)程度。組合機(jī)床作為金屬切削機(jī)床的生力 軍，是以通用部件為基礎(chǔ)配備，加上少量專用部件組成的一種專用高效自動(dòng)化設(shè)備，它 具有設(shè)計(jì)制造投資少、周期短、加工精度穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)效益高、改裝方便等優(yōu)點(diǎn)。 在機(jī)械加工工業(yè)機(jī)械產(chǎn)品大批量生產(chǎn)中，組合機(jī)床已得到廣泛運(yùn)用。像一些比較復(fù) 雜的殼體類零件，加工工藝復(fù)雜、定位夾緊困難，要提高其生產(chǎn)效率和加工精度，單憑 普通的機(jī)床是很難辦到的，而在用普通機(jī)床加工復(fù)雜工件的過程中，對(duì)操作者的技術(shù)也 提了較高的要求，這就迫切的要求生產(chǎn)一定數(shù)量的組合機(jī)床。這樣不但可以提高零件的 加工精度和生產(chǎn)率，還有成本低、生產(chǎn)周期短的特點(diǎn)，適合我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平、教育水平 和生產(chǎn)力水平，更能

17、夠在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中為公司獲得更多利潤(rùn)、提高公司核心競(jìng)爭(zhēng)力。 現(xiàn)代組合機(jī)床和自動(dòng)線作為機(jī)電一體化的一部分，它是控制、驅(qū)動(dòng)、測(cè)量、監(jiān)控、 刀具和機(jī)械組件等技術(shù)的綜合反映。組合機(jī)床及其自動(dòng)線的技術(shù)性能和綜合自動(dòng)化水平 也在很大的程度上決定了機(jī)械生產(chǎn)部門產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、質(zhì)量和公司生產(chǎn)組織的結(jié)構(gòu)， 也在很大程度上決定了公司產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，所以對(duì)組合機(jī)床的設(shè)計(jì)研究具有十分重要的 意義。近年來，這些技術(shù)已有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，作為組合機(jī)床主要用戶的汽車和內(nèi)燃機(jī)等 行業(yè)也有了很大的改變，產(chǎn)品市場(chǎng)壽命不斷縮短，品種日益增多，而且質(zhì)量不斷提高。 這些因素都有力地推動(dòng)和激勵(lì)了組合機(jī)床和自動(dòng)線技術(shù)的不斷發(fā)展，目前組合機(jī)床的研

18、制正在向高效、高精度、高自動(dòng)化的柔性化方向發(fā)展。 組合機(jī)床是用按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要 求設(shè)計(jì)的專用部件組成的專業(yè)機(jī)床，它能夠?qū)σ环N或多種零件進(jìn)行多刀、多軸、多工位 加工。 在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、磨削及滾壓等多道 工序，生產(chǎn)效率高，加工精度高。 組合機(jī)床與萬能機(jī)床和專用機(jī)床相比，有如下幾個(gè)特點(diǎn)： 1.由于組合機(jī)床是由 7090%的通用零部件組成，在需要的時(shí)候，它可以部分或全 部的進(jìn)行改裝，以組合成適應(yīng)新的加工要求的全新設(shè)備。也就是說，組合機(jī)床有 重新改裝的優(yōu)越性，其通用零部件可以多次反復(fù)利用。 2.組合機(jī)床是按照具體加工對(duì)象

19、專門設(shè)計(jì)的機(jī)床，它可以按最合理的工藝過程進(jìn)行 最佳加工過程，這在萬能機(jī)床上往往是不容易實(shí)現(xiàn)的。 3.在組合機(jī)床上，可以同時(shí)采用多把刀具從多個(gè)方向?qū)Χ鄠€(gè)工件進(jìn)行加工，是能夠 實(shí)現(xiàn)集中工序的最佳途徑，是提高生產(chǎn)效率的有效設(shè)備。 4.組合機(jī)床通常是用多軸對(duì)箱體零件一個(gè)面上的許多孔同時(shí)進(jìn)行加工。這樣就能比 較好的保證各個(gè)孔相互之間的精度要求，提高產(chǎn)品的質(zhì)量；減少了工件工序間的 搬運(yùn)過程，改善勞動(dòng)條件，也減少了機(jī)床的占地面積。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 5.由于組合機(jī)床大多數(shù)零部件是同類別的通用部件，這就簡(jiǎn)化了機(jī)床的維護(hù)和修理 過程。必要時(shí)還可以更換整個(gè)部件，以提高機(jī)床的維修速度。 6.組合機(jī)床的通

20、用部件可以組織專門的工廠集中生產(chǎn)，這樣就可以采用專用高效設(shè) 備進(jìn)行加工，有利于提高通用部件的性能，降低其制造成本。 組合機(jī)床雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但也還是有以下缺點(diǎn)： 1組合機(jī)床的可變性比萬能機(jī)床低，重新改裝時(shí)有 1020%的零件不能重復(fù)使用， 而且在改裝時(shí)，勞動(dòng)量比較大。 2組合機(jī)床的通用部件不是為了某一種機(jī)床刻意設(shè)計(jì)的，而是具有較廣的適應(yīng)性。 這樣就使組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)比專用機(jī)床稍微復(fù)雜些。 1.2 組合機(jī)床的組成組合機(jī)床的組成和分類和分類 組合機(jī)床的通用部件分大型和小型兩大類。 大型通用部件是指電機(jī)功率為 1.530 千瓦的動(dòng)力部件及其配套部件，這類動(dòng)力部件 多為箱體移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。 小型通用部件

21、是指電機(jī)功率為 0.12.2 千瓦的動(dòng)力部件及其配套部件，這類動(dòng)力部件 多為套筒移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。 用大型通用部件組成的機(jī)床被稱為大型組合機(jī)床，而用小型通用部件組成的機(jī)床就 被稱為小型組合機(jī)床。 組合機(jī)床除了分為大型和小型之外，按配置形式又可以分為單工位和多工位機(jī)床兩 大類。單工位機(jī)床又可以分為單面、雙面、三面和四面幾種，多工位機(jī)床則有移動(dòng)工作 臺(tái)式、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式、中央立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式等配置型式。 單工位組合機(jī)床通常是用于加工一個(gè)或兩個(gè)工件，特別適用于對(duì)大中型箱體件進(jìn)行 加工。 根據(jù)該變速箱是典型箱體零件，且被加工孔的位置處于箱體兩側(cè)，應(yīng)采用單工位的 雙面機(jī)床，又因?yàn)楸患庸た椎闹行木€與定位基準(zhǔn)

22、平行，而且被加工工件的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，因 此本次設(shè)計(jì)采用的就是這類機(jī)床中的臥式雙面組合鏜床。 多工位組合機(jī)床是按工件能夠變位來配置的，工件的變位分為手動(dòng)和機(jī)動(dòng)兩種方式。 這類機(jī)床工序集中程度高，如回轉(zhuǎn)多工位機(jī)床的輔助時(shí)間和機(jī)動(dòng)時(shí)間相重合，生產(chǎn)效率 高，適用于大批量生產(chǎn)、需要多部位加工的中小型零件。 1.3 通用部件的分類及簡(jiǎn)介通用部件的分類及簡(jiǎn)介 1. 動(dòng)力部件 動(dòng)力部件是通用部件中最基本的部件，第一種動(dòng)力部件包括動(dòng)力箱和完成各種專能 工藝的切削頭，如銑削頭，鏜削頭等；第二種是傳遞進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件，包括有液壓滑臺(tái) 和機(jī)械滑臺(tái)；第三種是轉(zhuǎn)塔動(dòng)力部件，包括多軸轉(zhuǎn)塔頭和單軸轉(zhuǎn)塔頭。 2. 輸送部件 要用作夾

23、具和工件的移動(dòng)和轉(zhuǎn)位，如移動(dòng)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)鼓輪等。 3. 支撐部件 它是組合機(jī)床的基礎(chǔ)部件，包括中間底座、側(cè)底座、立柱、立柱底座等。 臥式雙面組合鏜床及工裝設(shè)計(jì) 3 4. 控制部件 控制部件是控制組合機(jī)床按規(guī)定程序運(yùn)動(dòng)的一些部件，包括電器元件、液壓元件及 操作臺(tái)。 5. 輔助部件 包括液壓與潤(rùn)滑裝置、氣動(dòng)或液壓夾具裝置和機(jī)械板等。 1.4 組合機(jī)床的工藝范圍及發(fā)展方向組合機(jī)床的工藝范圍及發(fā)展方向 在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲、鏜孔、鏜孔車斷面、車削等工序， 還可以進(jìn)行尺寸檢驗(yàn)和簡(jiǎn)單的裝配工序。往往一臺(tái)組合機(jī)床就能同時(shí)完成上述工序。但 就大多數(shù)組合機(jī)床來說，目前主要是用來

24、完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲、鏜孔及銑削等 工序。完成這些工序，在工廠常常是用大量的立鉆、鏜床、萬能銑床，占用很大的廠房 面積和很多的人工。而采用組合機(jī)床，由于其采用多軸多面加工，就能大大地縮小占地 面積，成倍甚至幾十倍地提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。 近幾年來由于組合機(jī)床在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、儀器儀表、自行車、閥門、 礦山機(jī)械、冶金、航空、紡織機(jī)械及軍工等部門已獲得廣泛的使用，一些中小批量生產(chǎn) 部門也開始推廣使用。在光輝的二十一世紀(jì)，組合機(jī)床及其自動(dòng)線將獲得更加迅速的發(fā) 展。其發(fā)展方向?yàn)?： 1. 提高生產(chǎn)率 目前組合機(jī)床及其自動(dòng)線的生產(chǎn)效率不斷提高，循環(huán)時(shí)間一般是 12 分鐘，有的是 1030

25、秒。提高生產(chǎn)率的主要方法是改善機(jī)床布局，增加同時(shí)工作的刀具，減少加工余量， 提高切削用量，提高工作可靠性以及縮短輔助時(shí)間等。為了減少自動(dòng)線的停車損失，提 高自動(dòng)線的柔性，采用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)線的管理。 2. 擴(kuò)大工藝范圍 現(xiàn)在組合機(jī)床及其自動(dòng)線一般已不是完成一個(gè)工件的某幾道工序，而常常是用于完 成工件的全部加工工序。除完成平面銑削、鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲、鏜孔外，現(xiàn)在已擴(kuò)展到 能完成車削、仿行車削、磨削、精鏜以及非切削加工（如檢查、自動(dòng)裝配、清洗、試驗(yàn) 等）工序。 3. 提高加工精度 現(xiàn)在在組合機(jī)床及其自動(dòng)線上納入了很多精加工工序， 如進(jìn)行 1 級(jí)孔的精鏜，保 證孔的加工位置精度在 0.02 毫米

26、。為了使自動(dòng)線能穩(wěn)定地保證加工精度，已廣泛采用自 動(dòng)測(cè)量和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)，做到調(diào)刀不停車。 4. 提高自動(dòng)化程度 重點(diǎn)是解決工件夾壓自動(dòng)化和裝卸自動(dòng)化。 1） 提高組合機(jī)床及其自動(dòng)線的可調(diào)性 為了提高中小批生產(chǎn)的一些箱體件的生產(chǎn)效率，進(jìn)幾年來發(fā)展了可調(diào)的多工序多刀 具的組合機(jī)床及其自動(dòng)線，它們大多采用數(shù)字程序控制。 2）創(chuàng)造超小型組合機(jī)床 這種組合機(jī)床多由超小型氣動(dòng)液壓動(dòng)力頭配置而成，體積小，效率高，并能達(dá)到高 的加工精度。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 3）發(fā)展專能組合機(jī)床及自動(dòng)線 這種機(jī)床不需要每次按具體加工隊(duì)形進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，而是可以作為通用品種進(jìn)行成 批生產(chǎn)，用戶根據(jù)自己加工產(chǎn)品的需要

27、，配上刀具及工藝裝備，即可組成加工一定對(duì)象 的高校機(jī)床。 今后，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，組合機(jī)床技術(shù)將獲得更廣泛、更快的發(fā)展。 臥式雙面組合鏜床及工裝設(shè)計(jì) 5 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，目前基本上有兩種情況2： 第一，是根據(jù)具體加工對(duì)象的具體情況進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)，這是當(dāng)前最普遍的做法。 第二，是隨著組合機(jī)床在我國(guó)機(jī)械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結(jié)自己生產(chǎn)和使用 組合機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)組合機(jī)床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計(jì)成通用部件，而 且一些行業(yè)在完成一定工業(yè)范圍的組合機(jī)床是具有很大相似度的，有可能設(shè)計(jì)為通用的 組合機(jī)床，這種機(jī)床被稱為“專能組合機(jī)床”。這種專能組合機(jī)

28、床不需要每次按具體加工 對(duì)象進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，可以設(shè)計(jì)為通用配件，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工零件 的具體需要，配以簡(jiǎn)單的夾具及刀具，即可組成加工一定要求對(duì)象的高效設(shè)備。 2.1 零件圖分析零件圖分析 對(duì)零件圖進(jìn)行分析可以熟悉產(chǎn)品的性能及用途、工作條件等，從而成為各項(xiàng)技術(shù)要 求制定的依據(jù)，找出主要的技術(shù)要求和關(guān)鍵技術(shù)問題。 這次設(shè)計(jì)要加工的零件是變速箱箱體。 2.1.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功用零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功用 變速箱是汽車、拖拉機(jī)等傳動(dòng)系統(tǒng)的主要部件，而變速箱箱體是變速箱的主要零 件，它的主要作用是支承各種傳動(dòng)軸，是典型的箱體類零件。 如圖所示為汽車變速箱體零件圖，前端面上110H7/10

29、0H7 同軸孔為 輸入、輸出 軸軸孔,62/90 同軸孔為中間軸軸孔,后端面上30孔為倒擋齒輪軸軸孔。 圖2.1 變速箱零件圖 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 2.1.2 變速箱的主要技術(shù)要求變速箱的主要技術(shù)要求 軸承孔是用來安裝軸承的,所以其尺寸誤差和幾何形狀誤差會(huì)使軸承與孔的配合不良, 軸承孔的尺寸公差等級(jí)為IT7,軸承孔的幾何形狀精度除作特殊規(guī)定外,一般都在尺寸公差范 圍內(nèi)。 變速箱上軸承孔的中心線間的平行度與齒輪傳動(dòng)精度及齒寬等因素有關(guān),其誤差大小 直接影響齒輪嚙合質(zhì)量和變速箱的正常工作,太大時(shí)會(huì)出現(xiàn)噪音,沖擊振動(dòng)以及齒輪壽命下 降等現(xiàn)象,變速箱體的孔的中心線平行度公差等到級(jí)為IT6-I

30、T7。 變速箱體上軸承孔的中心距公差由齒輪傳動(dòng)中心距標(biāo)準(zhǔn)公差所決定,公差大小會(huì)引起 齒輪側(cè)隙過大或做無側(cè)隙的嚙合,甚至?xí)霈F(xiàn)咬死現(xiàn)象。 同一軸線上各孔的同軸度誤差及軸承孔中心線對(duì)所在面的垂直度誤差,會(huì)使軸與軸承 裝到箱體上產(chǎn)生歪斜,使軸產(chǎn)生軸向竄動(dòng)和徑向跳動(dòng),使輸出軸上的齒輪與后橋內(nèi)的驅(qū)動(dòng)齒 輪不能很好的嚙合,同時(shí)也使溫度升高,加劇軸承的磨損,變速箱體上孔與面的垂直度公差等 級(jí)一般取 IT8。 變速箱體上主要表面的粗糙度:軸承孔及變速桿為Ra=3.2m，上、前、后平面為 Ra=6.4m。 2.1.3 變速箱的體的材料和毛坯變速箱的體的材料和毛坯 由于箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,故通常采用鑄鐵鑄造.變速箱體材

31、料為 HT200,其上主要支承孔在 鑄造時(shí)鑄出。 2.2 組合機(jī)床工藝方案的制定組合機(jī)床工藝方案的制定 制定組合機(jī)床工藝方案是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最重要的步驟之一。工藝方案制定的正確與 否、合理與否，將決定機(jī)床能否達(dá)到“重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、效率高、 質(zhì)量好”的要求3。 為了使機(jī)床方案制定的合理、先進(jìn)，必須密切聯(lián)系實(shí)際，總結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，全面 了解被加工零件的加工情況和影響機(jī)床方案制定的因素。 影響機(jī)床工藝方案制定的主要因素有： 1)加工的工序和加工精度的要求 被加工零件需要在組合機(jī)床上完成的工序和加工精度，是制定機(jī)床工藝方案的主要 依據(jù)。制定工藝方案時(shí)，首先需要全面分析工件的加工精度及

32、技術(shù)要求，了解現(xiàn)場(chǎng)加工 工藝及保證精度的有效措施。圖示變速箱加工的工序是對(duì)雙面共 6 個(gè)孔的加工，精度要 求兩對(duì)孔公共軸線的不同軸度小于 0.04mm，軸線與軸線間的平行度不低于 0.015/100mm。 2） 被加工零件的特點(diǎn) 如被加工零件的材料及硬度、加工部位的結(jié)構(gòu)形式、工件的剛性、工藝基面等，對(duì) 于機(jī)床工藝方案的制定都有重要的影響。該變速箱是典型箱體類零件，材料 HT200。在 加工雙面孔之前，工件需經(jīng)過銑工藝基準(zhǔn)面、銑端面、加工定位孔等。因工件有無適當(dāng) 的工藝基面也是工藝方案制訂的重要因素。 3） 工件的生產(chǎn)方式 被加工零件的生產(chǎn)批量的大小，對(duì)機(jī)床工藝方案的制定也有影響。對(duì)大批量生產(chǎn)的

33、 臥式雙面組合鏜床及工裝設(shè)計(jì) 7 箱體零件，工序安排上，一般趨于分散。而且其粗加工、半精加工及精加工也分別在不 同機(jī)床上進(jìn)行。這樣，機(jī)床雖然多一些，但由于生產(chǎn)批量很大，從提高生產(chǎn)率、穩(wěn)定地 保證加工精度的角度來說仍然是合理的。 2.2.1 工藝基面的分析工藝基面的分析 選擇工藝基面和夾壓部位是制定工藝方案極其重要的問題。工藝基面選擇的正確， 將能實(shí)現(xiàn)最大限度的工序集中，從而減少機(jī)床臺(tái)數(shù)，也是保證加工精度的重要條件。結(jié) 合該變速箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及箱體零件在組合機(jī)床上典型的定位方式，采用“一面兩銷”定位。 “一面兩銷”的定位方法有如下特點(diǎn)3： “一面兩銷”的定位方法很簡(jiǎn)便的消除工件的六個(gè)自由度，使工件

34、獲得 穩(wěn)定的固定位 置。 1.“一面兩銷”的定位方法，有同時(shí)加工五個(gè)面的可能。既能高度的集中加工工序， 又有利于提高各面上孔的位置精度。 2.“一面兩銷”的定位方法可以作為從粗加工到精加工的全部工序加工的基準(zhǔn)，使整 個(gè)工藝過程實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一。 3.“一面兩銷”的定位方法使夾緊方便，夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。容易使夾緊力對(duì)準(zhǔn)支承，消 除夾緊力引起工件變形對(duì)加工精度的影響。 4.“一面兩銷”的定位方法易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位，并有利于防止切屑落入基面。 在選擇工藝基面的同時(shí)要相應(yīng)的決定夾壓位置。因?yàn)樗鼘?duì)定位的可靠，工件的穩(wěn)定 以及保證加工精度都有直接的影響。確定夾壓位置時(shí)應(yīng)注意如下的問題： 1.保證工件夾壓后定位穩(wěn)定

35、。組合機(jī)床是按集中工序組成的。常常是多軸、多面同 時(shí)加工，切削負(fù)荷重。為了使工件在加工過程中不產(chǎn)生位移和振動(dòng)，必須將工件 牢固的夾住，并具有足夠的夾壓剛度。 2.夾壓點(diǎn)應(yīng)避免放在工件加工部位的上方，力求使其靠近箱體的筋或壁，以減少夾 壓變形而影響加工精度。 3.對(duì)剛性差的工件，力求使夾壓點(diǎn)對(duì)著定位支承點(diǎn)。 2.2.2 加工工藝的分析加工工藝的分析 分析被加工零件的工藝，亦是制定工藝方案極其重要的問題，我們要認(rèn)真地分析被 加工零件加工工藝的需要和組合機(jī)床完成工藝的可能，正確的確定組合機(jī)床的加工方案。 當(dāng)被加工孔直徑在 40mm 以上時(shí)，組合機(jī)床上多采用鏜削方法加工。但當(dāng)被加工孔 較短，直徑雖在

36、40mm 以下，甚至直徑為 10mm 左右的孔，亦可采用鏜削的方法加工。 組合機(jī)床上鏜孔可達(dá) IT6IT7 級(jí)精度，表面粗糙度在 1.6 左右，孔間的位置精度可達(dá) 0.0250.05mm , 若用一根鏜桿鏜削幾層同心孔系時(shí)，孔的不同軸度可以保證在 0.0150.02mm 范圍內(nèi)，若分別由兩根鏜桿從兩端加工時(shí)，孔的不同軸度可以達(dá)到 0.030.05mm。 組合機(jī)床鏜孔分別采用導(dǎo)向加工和不導(dǎo)向的剛性主軸兩種加工。大直徑深孔，多采 用剛性主軸加工。一些中等直徑單層或多層孔，一般都采用導(dǎo)向加工。該變速箱鏜組合 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 機(jī)床就是采用的導(dǎo)向加工，同時(shí)考慮到粗鏜孔的過程中，切削量大，震

37、動(dòng)影響大，勢(shì)必 影響鏜孔的位置精度和同軸度，滿足不了零件的技術(shù)要求和加工精度，因此才用“內(nèi)滾式” 導(dǎo)向或浮動(dòng)卡頭，以提高和保證加工質(zhì)量。 2.2.3 加工余量的確定加工余量的確定 為了使加工過程能正常地進(jìn)行，可靠的保證加工精度，還必須合理的確定工序間的 余量。組合機(jī)床上進(jìn)行孔加工及制訂工藝方案劃分工序余量時(shí)，要注意以下的問題： 1.粗鏜時(shí)，考慮工件的冷硬層、鑄孔的鑄造黑皮和鑄造偏心。粗鏜余量（直徑上） 一般不得小于 67mm。 2.在工件經(jīng)過重新安裝、定位誤差較大時(shí)，余量應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增大。當(dāng)工件不經(jīng)過重新 安裝，而在一次安裝下進(jìn)行半精和精加工，則最后精加工的余量就可以減小。但 精鏜孔（12 級(jí)）直

38、徑上余量一般不應(yīng)超過 0.40.5mm。 在確定鏜孔機(jī)床余量時(shí)，還需要注意到加工余量對(duì)鏜桿直徑的影響。尤其是在工件 需要讓刀以便通過刀具時(shí)，由于加工余量和工件讓刀量的影響，往往要減小鏜桿直徑。 表 2-1 粗鏜加工的加工余量（基孔制 7 級(jí)精度） 被加工粗 鏜（mm）精鏜（mm） 孔直徑第一次第二次第一次精度 6260.061.56262H7 9088.089.59090H7 10098.099.5100100H7 110108.0 109.5110110H7 2.2.4 確定加工工藝方案應(yīng)注意的問題確定加工工藝方案應(yīng)注意的問題 一個(gè)正確的組合機(jī)床工藝方案的確定，必須正確的處理粗加工和精加工、

39、工序集中 和分散、單一工序和混合加工等矛盾，才能使組合機(jī)床很好的滿足加工工藝的要求。 1.粗加工和精加工工序的安排 在確定組合機(jī)床完成工藝時(shí)，合理的處理粗、精工序的安排是很重要的。在大批 量的生產(chǎn)中，粗、精加工應(yīng)當(dāng)分開進(jìn)行。這樣做有如下優(yōu)點(diǎn)： a)工件能得到較好的冷卻，減少熱變形及內(nèi)應(yīng)力變形的影響，有利于保證加工精度。 b)可以避免粗加工產(chǎn)生振動(dòng)的不利影響。粗加工時(shí)切削力很大，并且產(chǎn)生很大的振 動(dòng)，會(huì)影響到精加工孔的光潔度和精度。 c)有利于精加工機(jī)床的精度持久的保持。粗、精加工分開時(shí)，精加工工序就可以采 用較小的夾緊力，減小夾壓變形，有利于保證加工精度。 d)使機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修。 2.

40、工序集中原則 集中工序是近代機(jī)械加工主要的發(fā)展方向之一。組合機(jī)床就是按照工序集中的工 藝原則建立起來的，即運(yùn)用各種不同的刀具，在機(jī)床上同時(shí)加工一個(gè)或幾個(gè)工件的不同 表面。在組合機(jī)床上通常是采用多軸、多面、多工位和復(fù)合刀具等方法來集中工序，在 一臺(tái)機(jī)床上完成復(fù)雜的工藝過程，從而有效地提高生產(chǎn)率。 具體決定機(jī)床工序集中程度時(shí)應(yīng)注意的問題： 臥式雙面組合鏜床及工裝設(shè)計(jì) 9 1)適當(dāng)考慮單一工序 在可靠的條件下，應(yīng)把相同的工序集中在同一個(gè)工位或一臺(tái)機(jī)床上加工。但大 量的鉆孔和鏜孔最好分開，不要集中在一個(gè)主軸箱上進(jìn)行加工。 2)相關(guān)工序應(yīng)集中在同一工位或同一臺(tái)機(jī)床上加工 當(dāng)箱體零件各方面上的孔相互之間有

41、嚴(yán)格的位置精度要求時(shí)，這些孔的精加工 應(yīng)集中在一臺(tái)機(jī)床上并在一次安裝下完成，并且粗加工最好也集中在一臺(tái)機(jī)床 上完成，可以使得精加工機(jī)床余量分布的更均勻，有利于保證精度。 3)確定工序集中程度時(shí)，必須充分考慮工件的剛性 4)確定工序集中程度時(shí)，必須充分考慮粗、精加工工序的安排問題 保證不因粗加工時(shí)熱變形以及由于工件和夾具剛性不足產(chǎn)生變形，影響加工精 度。 5)集中工序必須考慮機(jī)床調(diào)整時(shí)使用方便性和提高工作可靠性。 3.其它應(yīng)注意的問題 為了保證加工精度，除了正確的處理粗、精加工工序安排及工序集中程度之外， 還應(yīng)當(dāng)根據(jù)被加工零件的具體情況注意許多問題： a)粗鏜第一次時(shí)要切除掉大量黑皮和冷硬層，切

42、削深度大，勢(shì)必帶來很大振動(dòng)，所 以第二次粗鏜應(yīng)避開第一次粗鏜的影響，減少振動(dòng)。這樣，同一鏜桿上要安排好 鏜刀間的距離，第一次粗鏜進(jìn)行完后，在進(jìn)行第二次粗鏜。 b)鏜孔不同軸度要求在 0.05mm 以內(nèi)時(shí)，精加工應(yīng)盡量由一面進(jìn)行。尤其是多軸加 工及同一軸線有多層孔加工時(shí)更為必要。 c)孔的相互位置精度要求在0.05mm 以內(nèi)時(shí)，最好在同一個(gè)工位上進(jìn)行加工。 d)對(duì)于鏜孔機(jī)床，應(yīng)注意精加工后孔的表面是否允許留有退刀的刀痕。 e)當(dāng)采用臥式雙面鏜床加工時(shí)，應(yīng)注意同軸鏜桿之間的干涉情況，即兩鏜桿不要相 撞。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 2.2.5 制定工件加工工藝路線制定工件加工工藝路線 表 2-

43、2 加工工藝路線表 序號(hào)內(nèi)容 0鑄造 05人工時(shí)效處理 10非加工面涂漆處理 15粗精銑上蓋結(jié)合面 20在上結(jié)合面鉆孔、鉸孔、攻絲 25粗銑前后端面 30粗銑兩側(cè)窗口面 35前后端面鉆孔 40兩側(cè)窗口面鉆孔及檢查 45粗銑倒檔軸孔內(nèi)端面 50鉸取窗口面上定位孔 55粗鏜前后端面軸承孔，擴(kuò)倒檔孔 60精鏜前后端面軸承孔，鉸倒檔軸孔 65精銑兩側(cè)窗口面 續(xù)表 2-2 序號(hào)內(nèi)容 70前后端面螺孔攻絲 75精銑倒檔軸孔內(nèi)端面 80兩側(cè)窗口面螺孔攻絲 85精銑前后端面 90清洗 95檢驗(yàn) 100入庫 2.2.6 組合機(jī)床切削用量的選擇組合機(jī)床切削用量的選擇 組合機(jī)床的正常工作與合理的選用切削用量，即確定

44、合理的切削速度和工作進(jìn)給量， 有很多關(guān)系。切削用量選的適當(dāng)，能使組合機(jī)床有最少的停車損失，最高的生產(chǎn)效率， 最長(zhǎng)的刀具壽命和最好的加工質(zhì)量，也就是多快好省的進(jìn)行生產(chǎn)。 組合機(jī)床大多為多刀加工，而且常常是多種刀具同時(shí)加工，因此在選擇切削用量時(shí) 應(yīng)注意下列問題： 1.切削用量的選擇要盡可能達(dá)到合理的利用所有刀具，充分發(fā)揮其性能。因在組合 機(jī)床的動(dòng)力頭上往往同時(shí)有多把或多種刀具，其切削用量各有特點(diǎn)。但組合機(jī)床 上動(dòng)力頭的每分鐘進(jìn)給量是一樣的。一般是用拼湊的方法使各種刀具能有較合理 的切削用量，就是按各類刀具選擇較合理的轉(zhuǎn)速及每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，然后進(jìn)行調(diào)整， 使各種刀具的每分鐘進(jìn)給量一致，即使其轉(zhuǎn)數(shù)和每轉(zhuǎn)進(jìn)

45、給量的乘積相等。 2.復(fù)合刀具切削用量選擇的特點(diǎn)：進(jìn)給量按復(fù)合刀具最小直徑選擇，切削速度按復(fù) 臥式雙面組合鏜床及工裝設(shè)計(jì) 11 合刀具最大直徑選擇。 表 2-3 本次加工的切削用量選擇 被加工孔直徑切削速度主軸轉(zhuǎn)速每轉(zhuǎn)進(jìn)給量動(dòng)力頭進(jìn)給 （mm）m/minr/minmm/rmm/min 305.6860.30.6237 6255.6285.20.1337 9080.6285.20.1337 10078.4249.70.1537 11086.3249.70.1537 3.在選擇切削用量時(shí)，應(yīng)注意工件生產(chǎn)批量的影響。在生產(chǎn)率要求不高時(shí)，就沒必 要把切削用量選得很高，以免增加刀具的損耗。在大批大量生產(chǎn)

46、中，組合機(jī)床需 要有很高的生產(chǎn)率，只需提高那些“限制性”工序刀具的切削用量。對(duì)于非限制性 工序刀具的切削用量仍然應(yīng)該采用比較低的。 4.在選擇切削用量時(shí)，還必須考慮通用部件的性能。如所選的每分鐘進(jìn)給量一般要 高于動(dòng)力頭允許的最小進(jìn)給量，這在采用液壓驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力頭時(shí)更為重要。因?yàn)槿?選取的進(jìn)給量低于動(dòng)力頭允許的最小值，機(jī)床就不能正常工作。 總之，我們必須從實(shí)際出發(fā)，首先根據(jù)加工精度、加工材料、工作條件和技術(shù)要求 來進(jìn)行分析，按照經(jīng)濟(jì)的滿足加工要求的原則合理的選擇切削用量。 2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，就是針對(duì)具體的被加工零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基 礎(chǔ)上，進(jìn)行

47、方案圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。這些圖紙包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、生產(chǎn)率計(jì) 算卡片、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖等。 2.3.1 被加工零件工序圖被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺(tái)機(jī)床上或一條自動(dòng)線上完成 的工藝內(nèi)容、加工部位的尺寸及精度、技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位、以及被 加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前毛坯情況的圖紙。它是在原有的工件圖基礎(chǔ)上， 以突出本機(jī)床或自動(dòng)線加工內(nèi)容，加上必要的說明繪制的4。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依 據(jù)，也是制造使用時(shí)調(diào)整機(jī)床、檢查精度的重要技術(shù)文件。其中包括： 1.被加工零件的形狀，尤其是要設(shè)置中間導(dǎo)向時(shí)，工件內(nèi)部筋的布置和尺寸。 2.加工用

48、基面和夾壓的方向及位置，以便進(jìn)行夾具的支承、定位及夾壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 3.加工表面的尺寸、精度、材料、光潔度、位置尺寸及精度和技術(shù)條件。 4. 被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度以及被加工部位的余量。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 圖 2.2 變速箱加工工序圖 加工部位的基本尺寸按切削加工余量及本道工序的余量確定，精鏜可以達(dá)到 IT7。 根據(jù)孔的加工精度要求，可以算出本工序加工保證的尺寸公差，計(jì)算記過要保證準(zhǔn) 確無誤5。 標(biāo)準(zhǔn)公差計(jì)算: (2-1) 7 aD001 . 0 3 45 . 0 IT D 其中：D-基本尺寸分段的計(jì)算尺寸 a7-公差等級(jí)系數(shù) 基本尺寸屬于 1830mm30 計(jì)算尺寸

49、 （2-2）mm24.233018D 公差單位 （2-3）mmI31 . 1 24.23001 . 0 24.2345 . 0 3 標(biāo)準(zhǔn)公差 （2-4）mmm2131 . 1 167IT 所以計(jì)算得本工序尺寸精度是 mm0105 . 0 30 同理其他孔的尺寸精度： 0.0175mm110 0.0175mm001 0.0175mm90 mm015 . 0 62 2.3.2 加工示意圖加工示意圖 加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要圖紙之一，在組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)中占有重要地位。 是設(shè)計(jì)刀具、夾具、主軸箱和選擇動(dòng)力部件的主要資料，也是調(diào)整機(jī)床和刀具的重要依 據(jù)。 臥式雙面組合鏜床及工裝設(shè)計(jì) 13 加工示意

50、圖要能夠反映機(jī)床的加工過程和加工方法，并能決定浮動(dòng)卡頭或接桿的尺 寸、鏜桿長(zhǎng)度、刀具種類及數(shù)量、刀具長(zhǎng)度及加工尺寸、主軸尺寸及伸出長(zhǎng)度、主軸和 刀具及導(dǎo)向與工件間的聯(lián)系尺寸等6。根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具特點(diǎn)，合理的選擇切 削用量，決定動(dòng)力頭的工作循環(huán)。 加工示意圖應(yīng)繪制成展開圖，其繪制順序是： 首先按照比例繪制工件的外形及加工部位的展開圖。特別注意要將那些距離很近的 孔嚴(yán)格按比例相鄰繪制，以便清晰的看出相鄰刀具、導(dǎo)向及工具、主軸等是否相碰。然 后，根據(jù)工件要求及選定的加工方法繪制刀具，并確定導(dǎo)向形式、位置及尺寸，選擇合 適的主軸和接桿。對(duì)于采用浮動(dòng)夾頭的鏜孔刀桿，必須考慮并解決刀桿推出導(dǎo)向時(shí)

51、防止 下垂的問題，這一般是用托架來托住退出的刀桿。 加工示意圖還要繪制出工件部位的圖形。在軸數(shù)多時(shí)，必須在孔旁標(biāo)上號(hào)碼，以便 設(shè)計(jì)和調(diào)整機(jī)床。 加工示意圖還要考慮一些特殊要求：如工件的抬起、主軸定位、危險(xiǎn)區(qū)等，決定動(dòng) 力頭的工作循環(huán)和行程。 刀具選擇是否合理，將直接影響機(jī)床的加工精度和生產(chǎn)率，除工件的加工精度、光 潔度、加工尺寸、臺(tái)階孔、排屑以及生產(chǎn)率等因素外，影響刀具選擇的其他因素還有： 當(dāng)孔表面不許有刀痕時(shí)要將工件抬起，讓刀退出這時(shí)只能采用鏜刀。本次設(shè)計(jì)采用的便 是鏜刀。 鏜刀通常作成方形截面，方形截面鏜刀比較簡(jiǎn)單，但是刀桿上的方形孔制造復(fù)雜， 為了提高鏜桿的剛性及順利排屑的前提下，要盡量

52、可能用較粗的鏜桿，根據(jù)文獻(xiàn)2，表 4- 5，可查閱鏜桿直徑 d 和鏜刀截面 BB 如表（2-4）： 表 2-4 鏜孔、鏜桿直徑 鏜孔直徑 D6290100110 鏜桿直徑 d4050506565906590 鏜刀截面 BB1212121216161616 鏜桿通常采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，經(jīng)過鍛造、淬火表面精確磨制，鏜刀采用硬質(zhì)合金刀片， 用壓緊螺釘固定在刀體上。鏜鑄鐵時(shí)，鏜刀的幾何參數(shù)如下： mm5 . 1r 81128 3050 15459075 1 1 刀尖圓角半徑 副后角主后角 刃傾角前角 副偏角主偏角 工序間余量的確定： 在編制加工示意圖的過程中，要合理地決定工序間的加工余量。關(guān)于工序加工余量

53、 的確定如表 2-1。 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇： 組合機(jī)床上孔的尺寸和精度都是由導(dǎo)向來保證的。因此在選擇導(dǎo)向時(shí)要注意以下問 題： a)正確選擇導(dǎo)向類型 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 在加工小孔時(shí)，導(dǎo)向部分直徑較小，通常采用固定式導(dǎo)向，刀具或刀桿在導(dǎo)套內(nèi) 既轉(zhuǎn)動(dòng)又移動(dòng)，這種導(dǎo)向方法精度較好，但容易磨損，不利于持久保證精度；當(dāng) 導(dǎo)向直徑較大轉(zhuǎn)速較高時(shí)，為了避免鏜桿由于摩擦發(fā)熱而變形，產(chǎn)生“別勁”現(xiàn)象， 或因?qū)驖?rùn)滑不良和細(xì)切屑進(jìn)入，而使鏜桿與導(dǎo)套“咬死”，則應(yīng)選用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向， 這種導(dǎo)向利于減輕磨損和持久保證精度。 b)正確的選擇導(dǎo)向的形式和結(jié)構(gòu) 必須根據(jù)導(dǎo)向的旋轉(zhuǎn)速度、加工精度、刀具工作條件等情況，選擇正

54、確的導(dǎo)向形 式和結(jié)構(gòu)。粗鏜孔時(shí)轉(zhuǎn)速高，但精度要求低，可選用圓錐滾子軸承的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向。 c)選擇導(dǎo)向參數(shù) 根據(jù)導(dǎo)向形式、工件形狀及加工精度，以及刀具的性能來決定導(dǎo)向參數(shù)。導(dǎo)向長(zhǎng) 度要能夠保證刀具開始切削時(shí)，其導(dǎo)向部分進(jìn)入導(dǎo)套的長(zhǎng)度不能小于一個(gè)導(dǎo)向直 徑。 d)浮動(dòng)卡頭及接桿的選擇 為了提高加工精度，減少主軸位置誤差和主軸振擺對(duì)加工精度的影響，在采用長(zhǎng) 導(dǎo)向或多個(gè)導(dǎo)向進(jìn)行鏜孔時(shí)，鏜桿與主軸均采用浮動(dòng)卡頭相聯(lián)接。 動(dòng)力頭工作循環(huán)及其行程的確定： 動(dòng)力頭工作循環(huán)一般包括快速引進(jìn)、工作進(jìn)給和快速退回等動(dòng)作，有時(shí)還要有中間 停止、多次往復(fù)進(jìn)給以及跳躍進(jìn)給等。 a)工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 組合機(jī)床上有第一工作進(jìn)給

55、和第二工作進(jìn)給之分。第一工作進(jìn)給是用于鉆孔、鉸 孔及鏜孔等工作。因此鏜孔屬于第一工作進(jìn)給。工作進(jìn)給長(zhǎng)度應(yīng)等于被加工部分 長(zhǎng)度與刀具切入和切出長(zhǎng)之和。動(dòng)力頭工作進(jìn)給的長(zhǎng)度是按加工長(zhǎng)度最大的孔來 選取的。切入長(zhǎng)度一般為 510mm，切出長(zhǎng)度鏜孔為 510mm。 因此工作進(jìn)給長(zhǎng)度為： （左刀頭） （右刀頭）（ 36mm mm109mm5158 b)快速引進(jìn)長(zhǎng)度的確定 快速引進(jìn)長(zhǎng)度是動(dòng)力頭把刀具送到工作進(jìn)給的位置，其長(zhǎng)度按具體工作情況確定， 取其為 L=91mm（右） ；L=64mm（左） 。 c)快速退回長(zhǎng)度的確定 快速退回的長(zhǎng)度等于快速引進(jìn)和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和。一般在固定式夾具的機(jī)床上， 動(dòng)力頭快速

56、退回的行程，只要所有刀具都退回至導(dǎo)套內(nèi)，不影響工件的裝卸就行 了。 快退長(zhǎng)度： （左動(dòng)力頭）（ （右動(dòng)力頭）（ 0mm01mm3664L 0mm02mm09119L 2 1 動(dòng)力頭總行程的確定： 臥式雙面組合鏜床及工裝設(shè)計(jì) 15 動(dòng)力頭的總行程除了滿足工作循環(huán)所需長(zhǎng)度外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具的方便性。 裝卸刀具的理想情況是：刀具退離導(dǎo)向套外端。 圖 2.3（a）變速箱體鏜加工示意圖(左動(dòng)力頭) 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 圖 2.3（b） 變速箱體加工示意圖(右動(dòng)力頭) 圖 2.3（c） 變速箱體加工示意圖 2.3.3 動(dòng)力部件的選擇動(dòng)力部件的選擇 動(dòng)力部件用以實(shí)現(xiàn)切削刀具的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)

57、動(dòng)或只用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，是組合機(jī)床最主 要的通用部件。 組合機(jī)床往復(fù)運(yùn)動(dòng)采用機(jī)械傳動(dòng)，即由電動(dòng)機(jī)通過齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 采用液壓滑臺(tái)，它具有無級(jí)調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)。 1.動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)功率的確定： 每種規(guī)格的動(dòng)力頭都有一定的范圍，根據(jù)所選切削用量計(jì)算的切削功率及進(jìn)給功率 的需要，并適當(dāng)考慮提高切削用量的可能性： （2-5） 進(jìn)切 動(dòng) N N N 其中 ：N-動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)功率 動(dòng) N-切削功率 切 N-進(jìn)給功率 進(jìn) -傳動(dòng)效率 鏜孔的切削功率由文獻(xiàn)3，圖 1-7 知： 硬質(zhì)合金鏜刀加工： rmmf/45 . 0 max 鏜孔時(shí)切削深度： mmt2 切削圓周力： （2-6） 55. 075 . 0 4

58、 . 51HBfaF pZ 臥式雙面組合鏜床及工裝設(shè)計(jì) 17 切削軸向力： （2-7） 1 . 165. 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 扭矩： （2-8） 55 . 0 75 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 切削功率： （2-9）61200/VFP Z 1）對(duì)于對(duì)于 62 的孔的孔： 已知： mmNHBfDaT KWVFP NHBfaF NHBfaF mVrmmf p Z pX pZ 19099 7 . 25 82. 061200/ 31.26451. 0 32.897 4 . 51 min/6 .55/13 . 0 55. 075 . 0 75 . 0

59、2 22 1 . 165 . 0 2 . 1 2 55 . 0 75 . 0 2 加工的主軸箱主軸: （2-10）mmmm T Bd23 100 19099 2 . 6 100 44 1 mmd30 1 取 2）對(duì)于）對(duì)于 90 的孔：的孔： mmd mmNHBfDaT KWVFP NHBfaF NHBfaF mVrmmf p Z pX pZ 40 07.27724 7 . 25 18. 161200/ 31.26451 . 0 32.897 4 . 51 min/ 6 . 80/13. 0 3 55 . 0 75 . 0 2 22 1 . 165 . 0 2 . 1 2 55 . 0 75.

60、 0 2 小軸直徑同理求得： 則： 已知： 3）對(duì)于）對(duì)于 100 的孔：的孔： mmd mmNHBfDaT KWVFP NHBfaF NHBfaF mVrmmf p Z pX pZ 40 58.34294 7 . 25 28 . 1 61200/ 08.29051 . 0 98.998 4 . 51 min/ 4 . 78/15 . 0 4 55 . 0 75 . 0 75. 0 2 22 1 . 165 . 0 2 . 1 2 55. 075 . 0 2 小軸直徑同理求得： 則： 已知： 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 4）對(duì)于）對(duì)于 110 的孔的孔 mmd mmNHBfDaT KWVF

61、P NHBfaF NHBfaF mVrmmf p Z pX pZ 40 03.37724 7 . 25 61200/ 08.29051 . 0 98.998 4 . 51 min/ 3 . 86/15 . 0 5 55 . 0 75. 0 75. 0 2 22 1 . 165. 02 . 1 2 55. 075 . 0 2 小軸直徑同理求得： 則： 已知： 5）對(duì)于）對(duì)于 30 的孔的孔： kw041 . 0 309740 68. 56593 D9740 VT P 659319062 . 0 30 6 . 31 6 . 31 54.3319062. 025 . 0 2 . 92 . 9 min

62、/68. 5/62 . 0 1 1 6 . 075 . 0 75 . 0 6 . 08 . 075 . 0 1 6 . 04 . 02 . 16 . 04 . 0 2 . 1 1 mmNmmNHBfDT NNHBfaF mVrmmf p則： 已知： 加工的主軸箱主軸: mmd30 1 取 2.主軸箱輪廓尺寸的初選: mmHB mmH mmL mmB mmL 400400 201 201 304 304 ：最終初選主軸箱規(guī)格為 部潤(rùn)滑齒輪傳動(dòng)的排列考慮主軸箱壁厚以及內(nèi) 主軸箱高度 被加工孔上下距離 主軸箱寬度 工件最大間距 孔 孔 2.3.4 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制 機(jī)床聯(lián)系尺

63、寸圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系關(guān)系的，是開展各專用部件 設(shè)計(jì)和確定機(jī)床最大占地面積的指導(dǎo)圖紙。 變速箱鏜組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)部件動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng)力箱、側(cè)底座、中間底座等，加上專 用部件主軸箱，刀具系統(tǒng)，夾具，液壓以及 PLC 控制系統(tǒng)組成。 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖應(yīng)考慮的問題: 1.機(jī)床裝料高度的確定 在確定機(jī)床裝料高度時(shí)，要考慮車間運(yùn)送工件的輥道高度、工件最低孔的位置、 主軸箱最低主軸高度和通用部件高度尺寸的限制。根據(jù)我國(guó)具體情況，為便于操 作和省力，對(duì)一般臥式組合機(jī)床、流水線和自動(dòng)線，裝料高度定為 850mm。 2.夾具輪廓尺寸確定 此次設(shè)計(jì)中鏜模也是夾具的一部分，在確定夾具輪廓尺寸的時(shí)候，首先根據(jù)加工 臥式雙面組合鏜床及工裝設(shè)計(jì) 19 示意圖和測(cè)底座以及滑臺(tái)和動(dòng)力箱的高度，并結(jié)合工件的裝料尺寸和工件的高度， 確定工件在高度方向上的位置，然后根據(jù)選定的鏜模支架的寬度和工件的長(zhǎng)度確 定工件在水平方向上的位置。最后考慮工件的定位，限位和夾緊裝置，以及夾具 底座排削和安裝等方面的空間和面積需要確定夾具的輪廓尺寸。 3.中間底座尺寸的確定 加工示意圖中,已確定了工件端