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減速箱箱體頂面鉆孔的專用機(jī)床設(shè)計(jì) 摘要:組合機(jī)床及其自動(dòng)線所使用的通用部件是具有特定功能,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)床設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能 要求配套液壓、氣壓和電控等系統(tǒng)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，采用PLC控制液壓系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： 組合機(jī)床 液壓系統(tǒng) PLC Abstract：The aggregate machine-tool and its the general part which uses fromthe generatrix has the specific function, according tostandardization, seriation, universalized principle design,manufacture aggregate machine-tool foundation part. Each kind ofgeneral part has the reasonable specification size series, has thesuitable technical parameter and the consummation necessary relations.The aggregate machine-tool design should act according to engine bedsystem and so on performance requirement necessary hydraulic pressure,barometric pressure and electric control, this graduation project,uses the PLC control hydraulic system. Key word： Aggregate machine-tool Hydraulic system PLC 目 錄 第一章 通用部件簡(jiǎn)介 …………………………………………………………1 1.通用部件的分類 ……………………………………………………………1 2.動(dòng)力滑臺(tái)與動(dòng)力箱……………………………………………………………2 3.組合機(jī)床支承部件…………………………………………………………2 第二章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)的步驟…………………………………………3 1組合機(jī)床工藝方案的制定…………………………………………………3 2確定切削用量及選擇刀具…………………………………………………5 3組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)—三圖一卡……………………………………………6 第三章組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)…………………………………………………11 1概述…………………………………………………………………………11 2多軸箱的設(shè)計(jì)………………………………………………………………12 第四章夾具的設(shè)計(jì)………………………………………………………16 結(jié)論……………………………………………………………………17 致謝……………………………………………………………………17 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………18 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(duì)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。 （2）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。 （3）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。 （4）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(duì)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。 （6）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。 第一章 通用部件簡(jiǎn)介 一.通用部件的分類 通用部件已列為國家標(biāo)準(zhǔn)，并等效為國際標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)貫徹執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)。我國有些企業(yè)有內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，但其主要技術(shù)參數(shù)及部件和聯(lián)系尺寸必須統(tǒng)一執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)部件通用化標(biāo)準(zhǔn)。 1.動(dòng)力部件 （1）主運(yùn)動(dòng)動(dòng)力部件—用來實(shí)現(xiàn)組合機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)。例如：刀具的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 動(dòng)力箱：1TD12-1TD25，適用小型組合機(jī)床；1TD32-1TD80，適用大型組合機(jī)床。 多軸箱：主軸固定多軸箱；主軸可調(diào)多軸箱。 （2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件—實(shí)現(xiàn)刀具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 液壓滑臺(tái)：1HY系列液壓滑臺(tái)；1HYA系列長臺(tái)面型液壓滑臺(tái)；1HYS系列液壓十字滑臺(tái)。 機(jī)械滑臺(tái)：1HJ系列機(jī)械滑臺(tái)；1HJC系列機(jī)械滑臺(tái)；NC-1HJ系列交流伺服數(shù) 機(jī)械滑臺(tái)。 （3）既能實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)，又能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件。 動(dòng)力頭：1LHJb系列機(jī)械滑套式動(dòng)力頭；1LXJB系列箱體移動(dòng)式機(jī)械動(dòng)力頭；LHF系列風(fēng)動(dòng)動(dòng)力頭；1LZY系列多軸轉(zhuǎn)塔動(dòng)力頭。 （4）為單軸頭變化主軸轉(zhuǎn)速的跨系列通用部件：1XG系列傳動(dòng)裝置。 2.輸送部件 輸送部件是將工件由一個(gè)工位輸送到另一個(gè)工位的部件：1AHY系列液壓回 轉(zhuǎn)臺(tái)工作臺(tái)；1HYA系列長臺(tái)面型液壓滑臺(tái)。 3.支承部件 支承部件是可用來安裝組合機(jī)床其它部件，它包括1CC系列滑臺(tái)，側(cè)底座； 1CD系列立柱側(cè)底座；1CL系列立柱及中間底座等。 4.控制部件 控制部件用來控制組合機(jī)床行動(dòng)循環(huán)。 5.輔助部件 除上述部件外的部件稱輔助部件，主要指用于潤滑、冷卻和排屑等部件。 二.動(dòng)力滑臺(tái)與動(dòng)力箱 1.動(dòng)力滑臺(tái)是由滑座、滑鞍和驅(qū)動(dòng)裝置等組成，是實(shí)現(xiàn)組合機(jī)床直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。 動(dòng)力滑臺(tái)的用途：根據(jù)被加工工件的工藝要求，可以在滑臺(tái)上安裝動(dòng)力箱、鉆削頭、銑削頭和鏜孔車端面頭等各種部件，以完成對(duì)工件的鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、螳孔、倒角、削端面、車端面、銑削及攻絲等工序，有時(shí)也作為輸送部件使用，配置多工位組合機(jī)床。 2.1TD系列動(dòng)力箱的用途 動(dòng)力箱是將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給多軸箱的動(dòng)力部件。動(dòng)力箱安裝在滑臺(tái)或其它進(jìn)給部件的結(jié)合面上，動(dòng)力箱前端結(jié)合面上安裝多軸箱，動(dòng)力箱的輸出軸驅(qū)動(dòng)動(dòng)力箱的每個(gè)主軸及傳動(dòng)軸，使多軸箱完成各種工藝切削運(yùn)動(dòng)。 1TD系列動(dòng)力箱分兩種：第一種根據(jù)用于配置小型組合機(jī)床，其型號(hào)為1TD12-1TD25，本規(guī)格的動(dòng)力箱輸出軸有兩種傳動(dòng)形式，I型用輸出軸安裝的平鍵，齒輪輸出轉(zhuǎn)矩；II型用輸出軸端面鍵輸出轉(zhuǎn)矩。第二種動(dòng)力箱用于配置大型組合機(jī)床，其規(guī)格為1TD32-1TD80，其輸出軸只有平鍵，齒輪一種輸出轉(zhuǎn)矩的形式。 三.組合機(jī)床支承部件 組合機(jī)床支承部件包括中間底座，側(cè)底座，立柱，立柱底座，支架及墊塊等。支承部件主要用來安裝動(dòng)力部件及其它工作部件是組合機(jī)床的基礎(chǔ)部件。支承部件應(yīng)用于足夠的剛度，以保證各部件之間相對(duì)位置精度長期正確，從而保證組合機(jī)床的加工精度。 組合機(jī)床的支承部件采用組合式，例如：臥式組合機(jī)床的床身，由中間底座與側(cè)底座裝配而成，而立式組合機(jī)床的床身由立柱及立柱底座裝配而成。此種裝配結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，調(diào)整和運(yùn)輸比較方便。但是，組合式結(jié)構(gòu)減弱了床身的整體剛性，這一缺點(diǎn)通常用加強(qiáng)部件之間的連接剛度來補(bǔ)償。 1.1CC系列滑臺(tái)側(cè)底座 1CC系列滑臺(tái)側(cè)底座用于安裝1HY系列液壓滑臺(tái)及各種機(jī)械滑臺(tái)側(cè)底座長度按滑臺(tái)行程長度分型并與其配套?；惭b在側(cè)底座上，側(cè)底座與中間底座用螺釘及銷（或鍵）連接成一體，滑臺(tái)與側(cè)底座之間裝有5mm厚的調(diào)整墊。采用調(diào)整墊鐵對(duì)機(jī)床的制造和維修都方便。因?yàn)楫?dāng)滑座導(dǎo)軌磨損后，或重新組裝機(jī)床時(shí)，只須取下滑臺(tái)將導(dǎo)軌面重新修刮或修磨，再重新更換調(diào)整墊厚度，可使機(jī)床達(dá)到應(yīng)有精度。 側(cè)底座的頂面具有與滑座結(jié)合的平面外在其周圍有收集冷卻液或潤滑油用的溝槽，用管道將油液引回存儲(chǔ)槽中，側(cè)底座的另一側(cè)面有電氣壁盒，以供安裝電器元件用。一般電器壁盒與冷卻液存儲(chǔ)箱不應(yīng)靠近，以防電氣元件潮濕。 為了便于支承部件及整臺(tái)機(jī)床運(yùn)輸，側(cè)底座應(yīng)用走絲吊孔或吊環(huán)螺釘孔及放入撬杠用的底面凹槽。 2.中間底座 中間底座用于安裝運(yùn)輸部件和夾具等的支承部件。它可以與側(cè)底座支架和立柱等相接。 中間底座在配置組合機(jī)床時(shí)，往往不能用一種系列滿足不同使用要求，因此，中間底座無標(biāo)準(zhǔn)化系列，尚須根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)專用的中間底座。 中間底座分為安裝固定夾具和安裝回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的兩種類型。 根據(jù)組合機(jī)床配置形式的不同，中間底座多種多樣?？傊?，隨著組合機(jī)床形式不同，中間底座在結(jié)構(gòu)，尺寸方面就有不同的要求。 中間底座的高度為56mm，也可選用630mm或710mm，本次設(shè)計(jì)底座選用630mm。 第二章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 一.組合機(jī)床工藝方案的制定 工藝方案制定的正確與否，將決定機(jī)床能否達(dá)到體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。為了使工藝方案制定得合理，先進(jìn)，必須認(rèn)真分析被加工零件圖紙開始，深入現(xiàn)場(chǎng)全面了解被加工零件的結(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、夾緊要求，工藝方法和加工過程所采用的刀具、輔具，切削用量及生產(chǎn)率要求等，分析優(yōu)缺點(diǎn)。 1.零件的工藝分析 被加工零件為減速箱的箱體，加工頂面鉆孔，且要一次加工完成，因此需在專用機(jī)床上加工，并要保證它們之間的粗糙度和位置精度要求。 2.工藝方案的制定 (1)鉆底孔17 (2)擴(kuò)底孔33 (3)粗、半精銑上表面 (4)粗銑前后面 (5)粗、半精銑下表面 (6)鉆頂面孔 (7)鉆、擴(kuò)頂面銷孔 (8)攻螺紋M8 (9)粗、半精鏜 (10)倒圓角 (11)去毛刺及打號(hào) (12)清洗 (13)檢驗(yàn) 3.工件的定位基準(zhǔn)選擇 箱體類零件是機(jī)械加工中工序多，精度要求高的零件，這類零件一般都有較高的精度的孔要加工，又常要在幾次安裝下進(jìn)行。因此，定位基準(zhǔn)選擇“一面兩銷”進(jìn)行，其原因： a可簡(jiǎn)單的消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠的定位。 b有同時(shí)加工零件五個(gè)表面的可能，即能高度集中工序，又有利于提高各面孔的位置精度。 c“一面兩銷”可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整個(gè)工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的累積誤差，有利于保證零件加工精度。 d易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位，并有利于防止切屑落于定位基面上。 4.夾緊方案的制定 夾緊機(jī)構(gòu)由夾緊動(dòng)力，中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，夾緊元件三部分組成，夾緊動(dòng)力用于產(chǎn)生力源，并將作用力傳給中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。采用中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可改變作用力的大小和方向，同時(shí)能產(chǎn)生的鎖作用，以保證在加工過程中，當(dāng)力源消失時(shí)，工件在切削力或振動(dòng)作用下仍能可靠夾緊。夾緊元件剛用以承受由中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞的夾緊力。并與工件直接接觸而執(zhí)行夾緊動(dòng)作。工件夾緊時(shí)，夾緊裝置應(yīng)重點(diǎn)解決下列問題： （1）夾緊裝置在對(duì)工件夾緊時(shí)，不應(yīng)破壞工件的定位應(yīng)正確選擇夾緊力的方向及著力點(diǎn)。 （2）夾緊力的大小應(yīng)可靠，適當(dāng)。要保證工件在夾緊后的變形和受壓表面的損壞不能超過允許的范圍。 （3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，夾緊動(dòng)作迅速，操作方便，省力，安全。 （4）夾緊力或夾緊行程在一定范圍內(nèi)可調(diào)整或補(bǔ)償。 二.確定切削用量及選擇刀具 切削用量選擇是否合理，對(duì)組合機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具的耐用度、機(jī)床的布局及正常工作均有很大的影響。 組合機(jī)床切削用量的選擇特點(diǎn)： 1.在大多數(shù)情況下，組合機(jī)床為多軸，多刀，多面同時(shí)加工，因此切削用量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)比一般萬能機(jī)床單刀加工低30%左右。 2.組合機(jī)床多軸箱下，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(tái)，工作時(shí)，要求所以的刀具的每分鐘進(jìn)給量相同，且等于動(dòng)力滑臺(tái)的分鐘進(jìn)給量。 由于工件材料：HT200 HBS：175255 17 深35mm 13 深12mm 查鉆孔切削速度查得：鑄鐵：v=16～24m/min. a .17孔的計(jì)算： f=0.2mm/r 由L/D=35/17=2.12 選取v=18m/min 查表得Kv=0.9 計(jì)算硬度 可得： 切削力F=26Df0.8HB0.6=3440.528N 切削扭矩： =10D1.9f0.8HB0.6=16945.768Nmm 切削功率： 刀具耐用度： b. 13孔的計(jì)算： f=0.2mm/r 由L/D=35/17=2.12 選取v=16m/min 查表得Kv=0.9 計(jì)算硬度 可得： 切削力F=26Df0.8HB0.6=2631N 切削扭矩： =10D1.9f0.8HB0.6=10181.47Nmm 切削功率： 刀具耐用度： 三.組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)—三圖一卡 1.被加工零件工序圖 被加工零件的工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺(tái)組合機(jī)床或自動(dòng)線完成的工藝內(nèi)容，加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用定位基準(zhǔn)，夾緊符號(hào)及被加工零件的材料、硬度、重量等表示。不能用客戶提供的圖紙，而需在原零件圖的基礎(chǔ)上，突出被加工的內(nèi)容，加上必要的說明繪制而成的，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)元件，圖上應(yīng)表示出： （1）被加工零件的形狀和輪廓尺寸及本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。 （2）加工用定位基準(zhǔn)，夾緊部位及夾緊方向，以便依此進(jìn)行夾具的定位支承，限位，夾緊，導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)。 （3）本道工序加工部位尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸及技術(shù)要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊蟆? （4）必要的文字說明，如被加工零件的編號(hào)名稱，硬度，重量，加工余量等。 減速箱箱體的工序圖見圖1。 2.加工示意圖 1.加工示意圖的作用和內(nèi)容 零件的加工工藝方案要通過加工示意圖反映出來，加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床尚的加工過程，刀具輔具的布置狀況以及工件，夾具，刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖紙之一。在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位。它是刀具，輔具，夾具，多軸箱，液壓電氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始資料；也是整臺(tái)組合機(jī)床布局和性能的原始要求，同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床刀具及成車的依據(jù)，其內(nèi)容為： （1）應(yīng)反映機(jī)床的加工方法，加工條件及加工過程。 （2）根據(jù)加工部位特點(diǎn)及加工要求，決定刀具類型，數(shù)量，結(jié)構(gòu)，尺寸（直徑 和長度），包括鏜削加工是膛桿直徑和長度。 （3）決定主軸的結(jié)構(gòu)類型，規(guī)格尺寸及外伸長度。 （4）選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)專用的接桿，浮動(dòng)卡頭，導(dǎo)向裝置，攻絲靠模裝置，刀桿 托架等，并決定它們的結(jié)構(gòu)參數(shù)及尺寸。 （5）標(biāo)明主軸，接桿，夾具（導(dǎo)向）與工件之間的聯(lián)系尺寸，配合及精度。 （6）根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具，材料特點(diǎn)等，合理正確定并標(biāo)注各主軸的 切削用量。 2.加工示意圖零件的選擇 （1）刀具的選擇 刀具的選擇要求考慮工件加工尺寸精度，切削的排除，及生產(chǎn)率要求等因素。 由《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表11.29選擇： 莫氏錐柄長麻花鉆：d=17mm d=13mm （2）初定主軸類型、尺寸、外伸長度和選擇接桿主軸形式主要取決于進(jìn)給力和主軸－刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的需要。主軸尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù)選定的切削用量計(jì)算出切削轉(zhuǎn)矩， 由d=17mm T=1.34Nm 查表3-5得：確定主軸直徑d=16mm. 取d=20mm。 （3）彈簧漲套：T0631-41 。 （4）除剛性主軸外，組合機(jī)床主軸與刀具之間常用兩種連接：一是接桿連接，也稱剛性連接，用于單導(dǎo)向進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸及倒角加工；二是浮動(dòng)卡頭連接，也稱浮動(dòng)連接，用于長導(dǎo)向、雙導(dǎo)向和多導(dǎo)向進(jìn)行鏜、擴(kuò)、鉸孔，以減少主軸位置誤差及主軸徑向跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響。 選接桿： T0635-01 B型。 減速箱箱體的加工示意圖見圖2。 3.影響聯(lián)系尺寸的關(guān)鍵刀具 保證加工終了時(shí)，多軸箱端面到工件端面之間的尺寸最小，來確定全部刀具，接桿，導(dǎo)向，刀具托架及工件之間的聯(lián)系尺寸。其中，須標(biāo)注主軸端部外徑和內(nèi)孔徑，外伸長度，刀具各段直徑及長度，導(dǎo)向的直徑，長度配合，工件至夾具之間須標(biāo)注工件距離導(dǎo)套端面的距離，還需標(biāo)注刀具托架與夾具之間的尺寸，工件本身及加工部位的尺寸和精度等。 4.動(dòng)力部件的工作循環(huán) 動(dòng)力部件的工作循環(huán)是指：加工時(shí)，動(dòng)力部件從原始位置開始到加工終了位置又返回到原始位置的動(dòng)力過程。一般包括快速引進(jìn)，工作進(jìn)給，快速退回等動(dòng)作，有時(shí)還有中間停止，多次往復(fù)進(jìn)給，跳躍進(jìn)給，死擋鐵停留等特殊要求，這是根據(jù)具體的加工工藝需要確定的。 5.動(dòng)力部件的工作行程 （1）工作進(jìn)給長度L應(yīng)等于工件加工部位長度與刀具切入長度和切出長度之和。參考《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》表3－17得：切入長度 =8mm. 由表3－24得：＝12mm. (2)快速退回和攻退長度之和等于快速引進(jìn)和進(jìn)給長度之和。其長度按加工具體要求而定。17快進(jìn)取115mm；工進(jìn)55mm；13快進(jìn)取130mm工進(jìn)30mm；快退取160mm。 （3）動(dòng)力部件總行程長度除了應(yīng)保證要求的工作循環(huán)工作過程外，還要考慮裝卸調(diào)整刀具方便，及考慮前備量。前備量取40mm 。 3.尺寸聯(lián)系圖 一般來說，組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件—?jiǎng)恿_(tái)、動(dòng)力箱、各種工藝、切削頭、側(cè)底座、立柱底座及中間底座加上專用部件—多軸箱、刀具、輔具系統(tǒng)、夾具、液電、冷卻、潤滑、排屑系統(tǒng)組合裝配而成的。 聯(lián)系尺寸圖的主要內(nèi)容為： （1）以適當(dāng)數(shù)量的視圖按同一比例畫出機(jī)床各主要組成部件的外形輪廓及相關(guān)位置，表明機(jī)床的配置型式及總體布局，主視圖的選擇應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致。 （2）圖上應(yīng)盡量減少在必要的線條及尺寸應(yīng)標(biāo)注，但反映部件的聯(lián)系，專用部件及主要輪廓尺寸，運(yùn)動(dòng)部件的極限位置及行程尺寸必須完全。 （3）為便于開展局部設(shè)計(jì)，聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格，代號(hào)，電動(dòng)機(jī)型號(hào)，功率及轉(zhuǎn)速，并說明機(jī)床部件的分組情況及總行程。 組合機(jī)床的動(dòng)力部件是配置組合機(jī)床的基礎(chǔ)，它主要包括用以實(shí)現(xiàn)刀具主軸旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力箱，各種工藝切削用量及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的運(yùn)功動(dòng)滑臺(tái)。 影響動(dòng)力部件選擇的主要因素為：切削功率，進(jìn)給力，進(jìn)給速度，行程，多軸箱輪廓，尺寸，動(dòng)力滑臺(tái)的精度和導(dǎo)軌材料，綜合這些因素，根據(jù)具體加工要求正確合理選擇動(dòng)力部件—?jiǎng)恿_(tái)和動(dòng)力箱，并以其為基礎(chǔ)進(jìn)行通用部件配置。 根據(jù)前面算的再查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》表2－14選1TD50動(dòng)力箱，電機(jī)型號(hào):Y160M-6,電動(dòng)機(jī)功率：P=7.5KW,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：n=970r/min,驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速：n=485r/min.動(dòng)力箱輸出軸距底面高度為124.5mm。 由表2－3結(jié)合附表1:選液壓動(dòng)力滑臺(tái)1HY63 ，臺(tái)面寬:B=250mm， 面長:1250mm，行程長:H＝630mm，導(dǎo)軌為鑄鐵材料，允許最大進(jìn)給力:5000N，快速行程速度:5mm，工進(jìn)速度6.5～250mm/min。 配套通用部件：滑臺(tái)側(cè)底座，附表18:其型號(hào)：1CC251,高度h=630mm，寬度=450mm，長度L＝910mm 計(jì)算多軸箱輪廓尺寸 標(biāo)準(zhǔn)的通用鉆，鏜類多軸箱的厚度有兩種尺寸規(guī)格，立式為340mm 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖時(shí)，重要確定的尺寸是多軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度： B=b+ H=h++ 式中：b—工件再寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（mm） —最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（mm） h—工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（mm） —最低主軸高度。 為保證多軸箱有排布齒輪的足夠空間，推薦b1>70-100 mm，取b1=100mm，=124.5mm,H=900mm,h3=250mm,h4=630mm,h7=5mm,推薦>85-140 mm。 =h2+H-(0.5+h3+h7+h4)＝10＋900－(0.5+250+5+630)=99.5mm B=b+2b1=480+1002=680mm H=h++b1==204+100+100=404mm 根據(jù)上述計(jì)算值，按多軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)最后確定多軸箱輪廓尺寸由P012表4－1，取BH=800400mm。 動(dòng)力箱以及底面與動(dòng)力滑臺(tái)定位連接，在機(jī)床長度方向上，通常動(dòng)力箱后端面應(yīng)與滑臺(tái)后端面平齊安裝。動(dòng)力滑臺(tái)與滑座在機(jī)床長度方向的相對(duì)位置由加工終了時(shí)滑臺(tái)前端面到滑座前面的距離決定，是在機(jī)床長度方向上各部件聯(lián)系尺寸的可調(diào)環(huán)節(jié)；對(duì)于通用的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)，尺寸的最大范圍為75-85mm，是動(dòng)力滑臺(tái)，滑座本身結(jié)構(gòu)決定的滑臺(tái)前端面到滑臺(tái)前端面的最小距離與前備量兩者之和。前者通常不應(yīng)小于15－20mm，后者用補(bǔ)償?shù)毒咧啬ズ筝S向可調(diào)的尺寸并用于彌補(bǔ)機(jī)床制造和安裝誤差前備量取40mm；剛＝40＋30＝70mm。 為便于機(jī)床的調(diào)整和維修，滑臺(tái)與側(cè)底座在機(jī)床長度方向上的相對(duì)位置由滑座前端面到側(cè)底座前端面的距離決定。若采用的側(cè)底座為標(biāo)準(zhǔn)型，則可由組合機(jī)床通用部件聯(lián)系尺寸標(biāo)準(zhǔn)中查得；若不能采用標(biāo)準(zhǔn)型側(cè)底座則可根據(jù)具體情況而定，取110mm。 中間底座輪廓尺寸其長度方向尺寸安下式確定： L=(+＋2＋)－2（＋＋） ＝(610+610+2325+130)-2(250+70+110) ＝1038mm 4.機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 機(jī)床負(fù)荷率等。根據(jù)選定得機(jī)床工作循環(huán)所需要的工作行程長度，切削用量，動(dòng)力部件的速度及工進(jìn)速度等；就可以計(jì)算機(jī)床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡；用以反映機(jī)床的加工過程；完成每一動(dòng)作所需的時(shí)間，切削用量，機(jī)床生產(chǎn)率等 1.理想生產(chǎn)率Q1 指定成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A（包括備量及廢品率在內(nèi)）所需求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù)有關(guān)，一般情況下，單班制生產(chǎn)K取2350h，兩班制生產(chǎn)取4600h，則Q1=（件/h） 2.實(shí)際生產(chǎn)率Q 指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量 Q=60/ 求出：—生產(chǎn)一個(gè)零件所需的時(shí)間（min） =t切+t輔=（L1/Vf1+L2/Vf2+T停）+（L順進(jìn)/Vfk+L快退/Vfk+T移+t卸裝）=2.006min Q=60/=60/2.006=29.91（件/h） 3.機(jī)床負(fù)荷率負(fù) 當(dāng)Q1〈Q時(shí)，計(jì)算二者的比值即為負(fù)荷率 h負(fù)=Q1/Q 則h負(fù)=21.91/34=0.88 第三章 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì) 1.概述 多軸箱是組合機(jī)床的主要部件之一，按專用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由通用零件組成。其主要作用是根據(jù)被加工零件的加工要求，安排各主軸位置，并將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)由電機(jī)或動(dòng)力部件傳給各工作主軸，使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 多軸箱按其結(jié)構(gòu)大小，可分為大型多軸箱和小型多軸箱兩類。大型又分為通用多軸箱和專用多軸箱兩種。 通用多軸箱主要由箱體，主軸，傳動(dòng)軸，齒輪，軸套等零件和通用（專用）的附加機(jī)構(gòu)組成。 在多軸箱體前后壁之間可安排厚度為24mm的齒輪三排或32mm的齒輪兩排；在多軸箱體后壁之間可安排一或兩排齒輪。 通用多軸箱體厚度為180mm，用于臥式的多軸箱前蓋厚度為55mm（基型），用于立式的多軸箱前蓋并作油池，加厚為70mm，基型后蓋厚度為90mm，其余三種厚度的后蓋（50，100，125mm),可根據(jù)多軸箱內(nèi)傳動(dòng)系統(tǒng)安排動(dòng)力部件與多軸箱的具體連接情況而定。 2.多軸箱的設(shè)計(jì) 多軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一，它關(guān)系到整臺(tái)組合機(jī)床質(zhì)量的好壞。 具體設(shè)計(jì)時(shí)，需根據(jù)“三圖一卡”，仔細(xì)分析研究零件的加工部件，工藝要求，確定多軸箱與被加工零件，機(jī)床其它部分的相互關(guān)系。 1.繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 根據(jù)“三圖一卡”整理編匯，內(nèi)容包括多軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件。 在編制此圖時(shí)從“三圖一卡”中已知： （1）多軸箱輪廓尺寸800mm400mm （2）工件輪廓尺寸及各孔位置尺寸 （3）工件與多軸箱相對(duì)位置尺寸 多軸箱圖一般應(yīng)包括以下內(nèi)容: （1）所有主軸的位置尺寸及工件與多軸箱的相對(duì)尺寸,在標(biāo)注主軸的位置及相關(guān)尺寸時(shí),首先要注意多軸箱和被加工零件在機(jī)床上是面對(duì)面擺放的,因此多軸箱橫截面上的水平方向尺寸因與被加工零件工序圖的水平方向相反;其次,多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和被加工零件工序圖的尺寸基準(zhǔn)相常不相重合,應(yīng)根據(jù)多軸箱和被加工零件的相對(duì)位置找出統(tǒng)一基準(zhǔn),并標(biāo)注出其相對(duì)位置關(guān)系尺寸. （2）在圖中標(biāo)注主軸轉(zhuǎn)向由于標(biāo)注刀具多為右旋,因此要求主軸一般為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 （3）圖中應(yīng)標(biāo)出多軸箱的外形尺寸. （4）列表標(biāo)明工件材料,加工表面要求,并標(biāo)出各主軸的工序內(nèi)容,主軸外伸部分尺寸和切削用量等. （5）注明動(dòng)力箱型號(hào),功率P,轉(zhuǎn)速機(jī)和其它主要參數(shù). 2.擬訂傳動(dòng)路線 由驅(qū)動(dòng)軸o帶動(dòng)軸15，軸15分別通過軸16、14傳到軸13、17，軸13分別傳動(dòng)主軸1、2、3、4、5、12，軸17帶動(dòng)主軸7、8、9、10，軸15帶動(dòng)主軸6、11。 3. 計(jì)算出軸的坐標(biāo)尺寸 選擇加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系XOY，計(jì)算主軸，驅(qū)動(dòng)軸，傳動(dòng)軸坐標(biāo)。 坐標(biāo)系的X軸選在箱體底面，縱坐標(biāo)Y通過定位銷孔。 驅(qū)動(dòng)軸O1（374 ， 124.5） 主軸 1 （108 ， 99.5 ） 主軸 2 （73 ， 157.5） 主軸 3 （93 ， 201.5） 主軸 4 （169 ， 259.5） 主軸 5 （215 ， 259.5） 主軸 6 （341 ， 259.5） 主軸 7 （507 ， 259.5） 主軸 8 （582 ， 201.5） 主軸 9 （582 ， 157.5） 主軸 10（507 ， 99.5 ） 主軸 11（341 ， 99.5 ） 主軸 12（215 ， 99.5 ） 傳動(dòng)軸13（157 ， 200 ） 傳動(dòng)軸14（271 ， 200 ） 傳動(dòng)軸15（386 ， 200 ） 傳動(dòng)軸16（444 ， 264 ） 傳動(dòng)軸17（532 ， 200 ） 4.主軸直徑和齒輪模樹的初步確定 5.主軸的動(dòng)力計(jì)算 6.傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 （1）對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求 1) 盡量用一根中間軸帶動(dòng)很多根主軸,當(dāng)齒輪齒合中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí),可用變位齒輪或略變傳動(dòng)比的方法解決. 2) 一般情況下,盡量不采用主軸帶動(dòng)主軸的方案,因?yàn)闀?huì)增加主動(dòng)軸的負(fù)荷,如遇到主軸分布密集而切削負(fù)荷又不大時(shí),為了減少中心軸,也可用一根主軸帶1-2根或更多根主軸的傳動(dòng)方案. 3) 為使結(jié)構(gòu)緊湊多軸箱體的齒輪傳動(dòng)副的最佳傳動(dòng)比為1-1.5,在多軸箱后蓋內(nèi)的第IV排(或第V排)齒輪,根據(jù)需要,其傳動(dòng)比可以取大些,但一般不超過33.5。 4) 根據(jù)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)距成反比的道理，一般情況下如驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較高時(shí)，可采用逐步降速傳動(dòng)，如驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較低時(shí)可先使速度升高一點(diǎn)再降速，這樣可使傳動(dòng)鏈前面幾根軸齒輪上的齒輪應(yīng)盡量安排靠近前支承，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。 5）粗加工切削力大，主軸上的齒輪應(yīng)盡量安排靠近前支承，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。 6）齒輪安排數(shù)可按下面方法安排： 不同軸上齒輪不相碰，可放在箱體內(nèi)同一排上。 不同軸上齒輪與軸或軸套不相碰，可放在箱體內(nèi)不同排上。 齒輪與軸相碰，可放在后蓋內(nèi)。 7.計(jì)算主軸和傳動(dòng)軸的齒數(shù) 驅(qū)動(dòng)軸上齒數(shù)有一定限制（＝21－26） ?。?3，m=3 則總傳動(dòng)比： n1-12=400r/min 驅(qū)動(dòng)軸：n01=485r/min (1)6軸 A=72mm, m=2 Z15=45； Z2=27 A=50mm, m=2 取i01-15=1/1.43得 Z01＝23； Z151＝33 (2)2軸 A=75mm m=2 Z13=40 Z2=25 1,,4,5,11,12軸同6軸，3軸同2軸，軸15帶動(dòng)軸6，11，軸13帶動(dòng)軸1，2，3，4，5，12 (3)7軸 A=67mm m=2 Z17=43 Z7=24 (4)8軸 A=67mm m=2 Z117=40 Z8=25 10軸同7軸，9軸同8軸，17軸分別帶動(dòng)7，8，9，10軸 軸15通過軸14傳到軸13 n15=n14 軸15通過軸16傳到軸17 n15=n17 8. 驗(yàn)算各主軸 按上述所選的齒輪傳動(dòng)比計(jì)算，得各主軸轉(zhuǎn)速偏高，現(xiàn)改用 Z191變位修正齒輪，變位系數(shù) 則可得較滿意的結(jié)果。 驗(yàn)算如下： 轉(zhuǎn)速相對(duì)損失在5%以內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。 用中間傳動(dòng)軸16兼作調(diào)整手柄軸，其轉(zhuǎn)速如下： 軸16轉(zhuǎn)速較高，操作省力，位置適當(dāng)，可滿足要求。 采用R12-2型葉片泵，由中間傳動(dòng)軸14，15傳動(dòng) n泵在400-800r/min范圍之內(nèi)，滿足要求。 9. 確定軸的直徑 主軸：, 取d=20mm 傳動(dòng)軸?。篸=30mm 第四章夾具的設(shè)計(jì) 機(jī)床夾具是在機(jī)床上所使用的一種輔助裝置，用它來準(zhǔn)確迅速地確定工件與機(jī)床刀具間地相對(duì)位置，即將工件定位及夾緊，以完成加工所需地相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 使用夾具地最終目的是保證產(chǎn)品質(zhì)量，改善工人勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品成本。 1減速箱箱體的定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，零件底部的孔已經(jīng)加工，因此，以減速箱箱體的下表面作為主要定位基面。為了提高加工效率，決定采用液壓式伸縮銷定位，同時(shí)為了縮短輔助時(shí)間采用液壓夾緊。 2 夾緊力的計(jì)算 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1－2－11 工件以平面定位，夾緊力與切削力方向垂直。 其中為基本安全系數(shù)1，2 為加工性質(zhì)系數(shù)1，2 為刀具鈍化系數(shù)1 為斷續(xù)切削系數(shù)1 ＝0.16 ＝0.7 ＝2.5 現(xiàn)選用地腳式的液壓缸，查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》： 故本夾具可安全工作。 結(jié) 論 經(jīng)過四年的學(xué)習(xí)，這是在學(xué)校最重要的設(shè)計(jì)——畢業(yè)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的題目是組合機(jī)床，組合機(jī)床以前機(jī)床以前從沒有碰到過，經(jīng)過這幾個(gè)月的摸索，終于了解到其中的一些知識(shí)。從繪制零件圖到主軸箱裝配圖，使我對(duì)設(shè)計(jì)組合機(jī)床的工藝過程有了深刻了解。我相信以后碰到相同或類似的問題，我會(huì)做得更好！ 致 謝 這次設(shè)計(jì)是在范真導(dǎo)師的精心指導(dǎo)下完成的。范老師雖然很忙，但他還是抽出大量寶貴時(shí)間來關(guān)心我們。每當(dāng)我們?cè)谠O(shè)計(jì)上遇到什么問題或是有什么想不通的，她都會(huì)細(xì)心的講解，直到我們懂為止，在此，獻(xiàn)上誠摯的謝意。還要謝謝在設(shè)計(jì)中幫助我的同學(xué)，以及幫我答辯的各位老師！ 參考文獻(xiàn) 【1】 金正華主編 《組合機(jī)床及其調(diào)整與使用》 機(jī)械工業(yè)出版社 1990 【2】 黑龍江人民出版社 《組合機(jī)床設(shè)計(jì)與制造》 1982 【3】 趙如福主編 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》第三版 上海科技出版社 1982 【4】 周澤華主編 《金屬切削原理》第二版 上?？茖W(xué)出版社 1993 【5】 謝家瀛主編 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 【6】 大連組合機(jī)床研究所編 《組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)》 【7】 叢鳳延，遲建山主編 《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 【8】 組合機(jī)床編寫小組編 《組合機(jī)床講義》 北京：國防工業(yè)出版社 1975 【9】 大連組合機(jī)床研究所編 《組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè)》 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1990 【10】中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB 6477.1-6477.16_86 《金屬切削機(jī)床術(shù)語》 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社 1988 23