組合專機(jī)-汽車變速箱兩端面液壓雙頭組合銑床的設(shè)計(jì),組合,專機(jī),汽車,變速箱,兩端,液壓,銑床,設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文任務(wù)書 系部 機(jī)械工程系 指導(dǎo)教師 周國(guó)柱 職稱 教授 學(xué)生姓名 林圣鎮(zhèn) 專業(yè)班級(jí) 06機(jī)制 1 學(xué)號(hào) 0615011106 論文題目 汽車變速箱兩端面液壓雙頭組合銑床的設(shè)計(jì) 論文內(nèi)容目標(biāo)及進(jìn)度要求 一．設(shè)計(jì)任務(wù)內(nèi)容 1. 方案設(shè)計(jì)：擬定兩個(gè)以上的總體設(shè)計(jì)方案分析對(duì)比并擇優(yōu) 2. 設(shè)計(jì)液壓組合銑床的三圖一卡； 3. 液壓組合銑床的主軸箱總成設(shè)計(jì)計(jì)算 （1） 傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定及其運(yùn)動(dòng)計(jì)算 （2） 傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力計(jì)算及校核 （3） 主軸箱部件裝備圖設(shè)計(jì) 4. 液壓組合銑床的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算并繪制液壓系統(tǒng)圖 5. 設(shè)計(jì)主軸零件工作圖 二．設(shè)計(jì)要求 1. 編制本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書，不得少于 40頁(yè) 2. 編寫本說(shuō)明書的英文摘要，不得少于 500字 3. 所設(shè)計(jì)的圖紙不得少于 3張零號(hào)圖紙 4. 必須以新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪圖和標(biāo)注圖面內(nèi)容 5. 允許使用計(jì)算機(jī)繪圖，但必須用手工繪制一張圖紙 三. 設(shè)計(jì)進(jìn)度 第一周：完成方案設(shè)計(jì) 第二、三周：完成組合機(jī)床的三圖一卡 第四、五周：完成主軸箱的設(shè)計(jì)計(jì)算 第六周：完成液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第七周：編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 第八周：答辯 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 系部 審核 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)生開(kāi)題報(bào)告 課程名稱 汽車變速箱兩端面液壓雙頭組合銑床的設(shè)計(jì) 課程來(lái)源 生產(chǎn)實(shí)踐 課程類型 AY 指導(dǎo)教師 周國(guó)柱 學(xué)生姓名 林圣鎮(zhèn) 學(xué)號(hào) 0615011106 專業(yè)班級(jí) 06機(jī)制本（1） 本課程的研究現(xiàn)狀、研究目的及意義： 我國(guó)加入 WTO以后，制造業(yè)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。組合機(jī)床行業(yè)企業(yè) 適時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應(yīng)對(duì)策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢(shì)頭，截至 2002年 9月份，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)僅組合機(jī)床產(chǎn)品一項(xiàng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量已 達(dá) 800余臺(tái)，產(chǎn)值達(dá) 3個(gè)億以上，較 2001年同比增長(zhǎng)了 10%以上, 另外組合機(jī) 床行業(yè)工業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交貨值等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有 不同程度的增長(zhǎng)，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年均有大幅度提高，可見(jiàn)行業(yè)企業(yè)運(yùn)營(yíng) 狀況良好。 組合機(jī)床自動(dòng)線一般由機(jī)床含少量專用機(jī)床、另件輸送裝置、轉(zhuǎn)位裝置、 排屑裝置及電氣和液壓控制系統(tǒng)等組成。機(jī)床和所有機(jī)構(gòu)按照規(guī)定的動(dòng)作順序 和節(jié)拍自動(dòng)地進(jìn)行加工。 這類自動(dòng)線分為直接輸送式和間接輸送帶隨行夾具兩種, 前者又可分為通 過(guò)式和非通過(guò)式外移式, 主要用于有平穩(wěn)、穩(wěn)定的輸送基面的箱體。 組合機(jī)床自動(dòng)線主要用于大批量生產(chǎn)。雖然技術(shù)已很成熟, 但一般利用率 低、缺乏柔性, 難以適應(yīng)現(xiàn)代中批輪番生產(chǎn)的需要?，F(xiàn)代柔性自動(dòng)化技術(shù)給組 合機(jī)床綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展, 帶來(lái)根本性的變革。 動(dòng)力部件的最大規(guī)格和驅(qū)動(dòng)功率日趨加大, 例如法國(guó)雷諾公司滑臺(tái)的徽大 規(guī)裕由 800增至 1000、1250、1600, 銑削頭最大功率由 30~40KW增至 90KW。 現(xiàn)代組合機(jī)床自動(dòng)線和自動(dòng)加工系統(tǒng)的生產(chǎn)節(jié)拍愈來(lái)愈短, 以適應(yīng)高效加 工的需要。為此, 滑臺(tái)的工作循環(huán)時(shí)間必須相應(yīng)縮短。國(guó)外有些廠家中等規(guī)格 滑臺(tái)的工作循環(huán)時(shí)間已縮短到 5秒。其中, 快速行程速度已達(dá) 15米/分, 而最 大工作進(jìn)給速度由通常 0.7米/分提高到 1.2~1.5米/分, 切入備量有的已可縮 短到 0.25毫米。在提高快進(jìn)和工作行程應(yīng)仄榮件下, 又福要有高的轉(zhuǎn)換精度, 用伺服驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)便能滿足這些要求。 組合機(jī)床要求單軸加工的工序遠(yuǎn)沒(méi)有多軸加工的多, 但也占有重要的地位, 尤其是精加工工序。多軸加工一般只有一個(gè)座標(biāo)運(yùn)動(dòng), 單軸加工則有兩個(gè)或三 個(gè)座標(biāo)運(yùn)動(dòng), 其柔性高于前者而效率則低于前者。目前廣泛應(yīng)用的單軸加工用 的單元式機(jī)床模塊.雖然為模塊化方式, 但基本上已 “ 加工中心機(jī)床化” , 采 用獨(dú)立的 CNC控制系統(tǒng)。為了適應(yīng)配置在自動(dòng)線內(nèi)使用, 盡可能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),縮短 節(jié)拍時(shí)間（通用加工中心機(jī)床換刀次數(shù)多、節(jié)拍時(shí)間長(zhǎng)）, 使其能與多軸加工 單元模塊協(xié)調(diào), 使兩者生產(chǎn)效率接近。單軸加工用的參數(shù)特點(diǎn)：為主軸座標(biāo)高 速移動(dòng)定位；主軸轉(zhuǎn)數(shù)高；刀庫(kù)容量?。?~6 把） ；自動(dòng)換刀（ATC）時(shí)間短。 課題類型： （1）A-工程實(shí)踐型； B-理論研究型； C-科研裝置研制型； D-計(jì)算機(jī)軟件型； E-綜合應(yīng)用型 （2）X-真實(shí)課題； Y-模擬課題； (1)、(2)均添，如 AY、BX 等。 一．設(shè)計(jì)任務(wù)內(nèi)容 6. 方案設(shè)計(jì)：擬定兩個(gè)以上的總體設(shè)計(jì)方案分析對(duì)比并擇優(yōu)； 7. 設(shè)計(jì)液壓組合銑床的三圖一卡； 8. 液壓組合銑床的主軸箱總成設(shè)計(jì)計(jì)算 （4） 傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定及其運(yùn)動(dòng)計(jì)算 （5） 傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力計(jì)算及校核 （6） 主軸箱部件裝備圖設(shè)計(jì) 9. 液壓組合銑床的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算并繪制液壓系統(tǒng)圖 10.設(shè)計(jì)主軸零件工作圖 二．設(shè)計(jì)要求 1. 編制本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書，不得少于 40頁(yè) 2. 編寫本說(shuō)明書的英文摘要，不得少于 500字 3. 所設(shè)計(jì)的圖紙不得少于 3張零號(hào)圖紙 4. 必須以新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪圖和標(biāo)注圖面內(nèi)容 5. 允許使用計(jì)算機(jī)繪圖，但必須用手工繪制一張圖紙 三. 設(shè)計(jì)進(jìn)度 第一周：完成方案設(shè)計(jì) 第二周，第三周：完成組合機(jī)床的三圖一卡 第四周，第五周：完成主軸箱的設(shè)計(jì)計(jì)算 第六周：完成液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第七周：編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 第八周：答辯 已查閱的主要參考文獻(xiàn)： 1.機(jī)械設(shè)計(jì) 王為 王建曉 主編 華中科技大學(xué)出版社，2006 2.組合機(jī)床設(shè)計(jì) 大連組合機(jī)床研究所編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995 3.實(shí)用切屑手冊(cè) 張以鵬 主編 遼寧科技技術(shù)出版社，2007 4.機(jī)械工人專業(yè)計(jì)算 機(jī)械工業(yè)出版社，2006 5.組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 范云漲 謝家瀛 主編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002 6.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 楊培元 朱福元 主編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1995 7.機(jī)械工程手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社，1997 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 學(xué) 生 申 請(qǐng) 答 辯 表 課 題 名 稱 汽車變速箱兩端面液壓雙頭組合銑床的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師（職稱） 周國(guó)柱（教授） 申 請(qǐng) 理 由 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)已完成，說(shuō)明書已編好。 學(xué)生所在系部 機(jī)械工程系 專業(yè)班級(jí) 06gb 機(jī)制 1 學(xué)號(hào) 0615011106 學(xué)生簽名： 日期： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)審表 序號(hào) 評(píng)分項(xiàng)目（理工科、管理類） 評(píng)分項(xiàng)目(文科) 滿分 評(píng)分 1 工作量 外文翻譯 15 2 文獻(xiàn)閱讀與外文翻譯 文獻(xiàn)閱讀與文獻(xiàn)綜述 10 3 技術(shù)水平與實(shí)際能力 創(chuàng)新能力與學(xué)術(shù)水平 25 4 研究成果基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識(shí) 論證能力 25 5 文字表達(dá) 文字表達(dá) 10 6 學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求 學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求 15 總 分 100 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱人評(píng)審表 評(píng) 語(yǔ) （是否同意參加答辯） 指導(dǎo)教師簽名： 另附《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)記錄冊(cè)》 年 月 日 學(xué)生姓名 林圣鎮(zhèn) 專業(yè)班級(jí) 06gb 機(jī)制 1 學(xué)號(hào) 0615011106 設(shè)計(jì)（論文）題目 汽車變速箱兩端面液壓雙頭組合銑床的設(shè)計(jì) 評(píng)閱人 評(píng)閱人職稱 序號(hào) 評(píng)分項(xiàng)目（理工科、管理類） 評(píng)分項(xiàng)目(文科) 滿分 評(píng)分 1 工作量 外文翻譯 15 2 文獻(xiàn)閱讀與外文翻譯 文獻(xiàn)閱讀與文獻(xiàn)綜述 10 3 技術(shù)水平與實(shí)際能力 創(chuàng)新能力與學(xué)術(shù)水平 25 4 研究成果基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識(shí) 論證能力 25 5 文字表達(dá) 文字表達(dá) 10 6 學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求 學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求 15 總 分 100 評(píng) 語(yǔ) 評(píng)閱人簽名： 年 月 日 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯表 學(xué)生姓名 林圣鎮(zhèn) 專業(yè)班級(jí) 06gb 機(jī)制 1 學(xué)號(hào) 0615011106 設(shè)計(jì)（論文）題目 汽車變速箱兩端面液壓雙頭組合銑床的設(shè)計(jì) 序號(hào) 評(píng)審項(xiàng)目 指 標(biāo) 滿分 評(píng)分 1 報(bào)告內(nèi)容 思路清新；語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確，概念清楚，論點(diǎn)正確； 實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)，分析歸納合理；結(jié)論有應(yīng)用價(jià)值。 40 2 報(bào)告過(guò)程 準(zhǔn)備工作充分,時(shí)間符合要求。 10 3 創(chuàng) 新 對(duì)前人工作有改進(jìn)或突破，或有獨(dú)特見(jiàn)解。 10 4 答 辯 回答問(wèn)題有理論依據(jù)，基本概念清楚。主要問(wèn)題回答準(zhǔn)確，深入。 40 總 分 100 答 辯 組 評(píng) 語(yǔ) 答辯組組長(zhǎng)（簽字）： 年 月 日 答 辯 委 員 會(huì) 意 見(jiàn) 答辯委員會(huì)負(fù)責(zé)人（簽字）： 年 月 日 6-1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄表 學(xué)生姓名 林圣鎮(zhèn) 專業(yè)班級(jí) 06gb 機(jī)制 1 學(xué)號(hào) 0615011106 設(shè)計(jì)（論文）題 目 汽車變速箱兩端面液壓雙頭組合銑床的設(shè)計(jì) 答辯時(shí)間 答辯地點(diǎn) 答辯委員會(huì)名單 問(wèn)題： 問(wèn)題 1 提問(wèn)人： 回答（要點(diǎn)）： 問(wèn)題： 問(wèn)題 2 提問(wèn)人： 回答（要點(diǎn)）： 問(wèn)題： 問(wèn)題 3 提問(wèn)人： 回答（要點(diǎn)）： 記錄人簽名 （不足加附頁(yè)） 6-2 問(wèn)題： 問(wèn)題 4 提問(wèn)人： 回答（要點(diǎn)）： 問(wèn)題： 問(wèn)題 5 提問(wèn)人： 回答（要點(diǎn)）： 問(wèn)題： 問(wèn)題 6 提問(wèn)人： 回答（要點(diǎn)）： 問(wèn)題： 問(wèn)題 7 提問(wèn)人： 回答（要點(diǎn)）： 問(wèn)題： 問(wèn)題 8 提問(wèn)人： 回答（要點(diǎn)）： 記錄人簽名 7 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定總表 學(xué)生姓名：林圣鎮(zhèn) 專業(yè)班級(jí)： 06gb 機(jī)制 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 汽車變速箱兩端面液壓雙頭組合銑床的設(shè)計(jì) 注：成績(jī)?cè)u(píng)定由指導(dǎo)教師、評(píng)閱教師和答辯組分別給分(以百分記)，最后按“優(yōu)(90--100)” 、 “良(80--89)” 、 “中(70--79)” 、 “及格(60--69)” 、 “不及格(60 以下)”評(píng)定等級(jí)。其中， 指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)占 40%，評(píng)閱人評(píng)定成績(jī)占 20%，答辯組評(píng)定成績(jī)占 40%。 成績(jī)類別 成績(jī)?cè)u(píng)定 Ⅰ指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī) Ⅱ評(píng)閱人評(píng)定成績(jī) Ⅲ答辯組評(píng)定成績(jī) 總評(píng)成績(jī) Ⅰ×40%+Ⅱ×20%+Ⅲ×40% 評(píng)定等級(jí) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 汽車變速箱兩端面液壓雙頭 組合銑床的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 林圣鎮(zhèn) 學(xué) 號(hào)： 0615011106 所在系部： 機(jī)械工程系 專業(yè)班級(jí)： 06gb機(jī)制 1 指導(dǎo)教師： 周國(guó)柱 教授 日 期： 2010 年 5 月 Auto gearbox two end hydraulic double Combination of the milling machine design By Linshengzhen June 2010 i 摘 要 本課題設(shè)計(jì)一臺(tái)粗銑汽車變速箱兩端面液壓雙頭組合銑床,主要完成組合銑床的總 體設(shè)計(jì)、主軸箱及設(shè)計(jì)及其液壓部分的設(shè)計(jì)。 根據(jù)汽車變速箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度及生產(chǎn)率等要求， 確定該機(jī)床為雙工位臥式組合機(jī)床；考慮工件尺寸精度，表面粗糙度，切屑的排除及生 產(chǎn)率等因素，選用硬質(zhì)合金套式面銑刀；根據(jù)工件的尺寸、特點(diǎn)及其材料選擇切削用量； 然后,再經(jīng)過(guò)切削用量來(lái)確定組合機(jī)床的通用部件；最后進(jìn)行組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)。由于 是粗銑柴油機(jī)汽缸體兩端面,則夾具的設(shè)計(jì)采用“一面兩銷”定位, 液壓夾緊，一次裝夾 加工柴油機(jī)汽缸體的兩個(gè)端面，保證了加工精度，提高了生產(chǎn)效率。 在設(shè)計(jì)之中，盡量選用通用件，減少了制造成本，增加了經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)本次設(shè)計(jì) 可以達(dá)到效果是：所設(shè)計(jì)的組合銑床和夾具能滿足其工作狀態(tài)的質(zhì)量要求,使用時(shí)安全可 靠,易于維修。 關(guān)鍵詞：組合銑床 汽車變速箱 銑刀 主軸箱 ii Abstract This topic design a rough milling automobile gearbox two end milling machine, hydraulic double combination of main machine combination overall design, spindle box and design and the design of hydraulic parts. According to the structure characteristics of the automobile gearbox, machining parts and precision and surface roughness and productivity, determine the machine for double-position horizontal combination machine tools . Considered to the factor of the size precision, surface roughness, scrap removes and productivity and so on of the work piece, selects the Hard alloy not grind type surface milling cutter. According to work piece size, characteristic and its material choice cutting specifications; Because of the thick mill diesel engine cylinder body two sides, then the jig design use "two sells the localization at the same time", Manual clamps, an attire clamps processes the diesel engine to be mad the cylinder body two sides; according to will work receives the cutting force to calculate clamps the strength; again according to clamps the strength , choose the determination clamp the special-purpose part. During the design, the standard parts are selected as far as possible, to reduced the production cost, increased the economic efficiency. This design may achieve the effects as fowllows: the modular milling machine and the jig can satisfy its the quality requirement at working status,it’s safe, and easy to service. Keyword: the modular milling machine Auto gearbox milling cutter main spindle I 目 錄 摘 要 ......................................................................I ABSTRACT ...................................................................II 1 引言 ......................................................................5 2 總體方案論證 ..............................................................5 2.1 被加工零件分析 .........................................................5 2.2 工藝方案的制定 .........................................................5 2.3 加工設(shè)備方案選擇 .......................................................6 2.4 確定機(jī)床總體布局 .......................................................6 3 切削用量的選擇及計(jì)算 ......................................................8 3.1 切削刀具的選擇 .........................................................8 3.2 切削用量的選擇 .........................................................8 3.3 切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率的確定 .......................................9 4 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) .........................................................12 4.1 被加工零件工序圖 ......................................................13 4.2 加工示意圖 ............................................................14 4.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 ........................................................15 4.3.1 動(dòng)力部件的選擇 ....................................................15 4.3.2 滑臺(tái)及相配底座的選擇 ..............................................15 4.3.3 確定機(jī)床的裝料高度 H ..............................................16 4.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 ......................................................16 4.4.1 理想生產(chǎn)率 Q ......................................................16 4.4.2 實(shí)際生產(chǎn)率 Q1......................................................17 4.4.3 機(jī)床負(fù)荷率 ? 負(fù) .....................................................18 4.4.4 編寫機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 ..............................................19 5 主 軸 箱 設(shè) 計(jì) .............................................................21 5.1 主軸及傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..................................................21 5.2 主軸箱傳動(dòng)計(jì)算 ........................................................23 5.2.1 傳動(dòng)比分配 ........................................................23 5.2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及齒輪的排布 ..........................................24 5.3 主軸箱的潤(rùn)滑及油泵軸的確定 ............................................26 5.4 軸的計(jì)算及主軸校核 ....................................................26 5.5 齒輪的校核 ............................................................29 5.6 軸承的選擇與校核 ......................................................32 6 液 壓 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) ...........................................................35 II 6.1 負(fù)載分析 ..............................................................35 6.2 負(fù)載圖和速度圖的繪制 ..................................................36 6.3 液壓缸主要參數(shù)的確定 ..................................................36 6.4 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 ....................................................40 6.4.1 液壓系統(tǒng)的工作要求的確定 ..........................................40 6.4.2 擬定液壓系統(tǒng)圖 ....................................................40 6.5 計(jì)算和選擇液壓元件 ....................................................44 6.5.1 確 定 液 壓 泵 的 最 高 工 作 壓 力 .....................................44 6.5.2 確 定 液 壓 泵 流 量 ................................................44 6.5.3 選擇液壓泵規(guī)格 ....................................................44 6.6 閥 類 元 件 的 選 擇 .....................................................45 6.7 油 管 的 確 定 ..........................................................45 6.8 確 定 其 它 輔 助 裝 置 ..................................................46 6.9 發(fā)熱及油箱容量計(jì)算 ....................................................46 結(jié)論 .......................................................................47 致 謝 .......................................................................48 參考文獻(xiàn) ...................................................................49 3 1 引言 組合機(jī)床是根據(jù)工件加工要求，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部 件組成的一種高效專用機(jī)床。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，有以下兩種情況：其一，是根 據(jù)具體加工對(duì)象的具體情況進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。其二，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)的在完成一 定工藝范圍的組合機(jī)床是極其相似的，有可能設(shè)計(jì)為通用機(jī)床，這種機(jī)床稱為 “專能組合機(jī)床” 。這種組合機(jī)床就不需要每次按具體加工對(duì)象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和 生產(chǎn)，而是可以設(shè)計(jì)成通用品種，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工的零件的具體 需要，配以簡(jiǎn)單的夾具及刀具，即可組成加工一定對(duì)象的高效率設(shè)備。 近 10年來(lái)，許多汽車制造廠商都在推行并行政策，并有不少組合機(jī)床制造 廠與汽車廠密切合作應(yīng)用這一方法來(lái)加速專用裝備的設(shè)計(jì)制造。我國(guó)機(jī)械制造 業(yè)各企業(yè)有大量的通用設(shè)備，在發(fā)展現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，若以原有的設(shè)備 為主，合理調(diào)整機(jī)床布局，添加少量的數(shù)控設(shè)備，引入 CAD／CAM 技術(shù)，充分發(fā) 揮計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理的優(yōu)勢(shì)和人的創(chuàng)造性，共同構(gòu)成一個(gè)以人為中心、以信息 自動(dòng)化為先導(dǎo)、樹(shù)立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng)，為我國(guó)機(jī)械制造業(yè)自動(dòng)化技術(shù)發(fā) 展應(yīng)用提供了一條投資少、見(jiàn)效快、效益高、符合我國(guó)國(guó)情的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù) 發(fā)展應(yīng)用新途徑。特別是近 20年來(lái)，隨著組合機(jī)床的發(fā)展，作為組合機(jī)床主要 用戶的汽車和內(nèi)燃機(jī)等行業(yè)也有很大的變化，起產(chǎn)品市場(chǎng)壽命不斷縮短，品種 日益增多且質(zhì)量不斷提高。這些因素同時(shí)也有力地推動(dòng)和激勵(lì)了組合機(jī)床的不 斷發(fā)展。組合機(jī)床的發(fā)展主要有以下 2點(diǎn):(1) 組合機(jī)床品種的發(fā)展；(2) 組合 機(jī)床柔性化的發(fā)展。 組合機(jī)床是一項(xiàng)發(fā)展投資少、見(jiàn)效快的低成本自動(dòng)化技術(shù)，它的興起會(huì)帶 動(dòng)我國(guó)企業(yè)的發(fā)展，為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)明顯的效益；它的發(fā)展促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)的 自動(dòng)化程度的日益完善，同時(shí)帶來(lái)技術(shù)和裝備上的革新。組合機(jī)床的使用能夠 使生產(chǎn)過(guò)程全盤自動(dòng)化，全面提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，大幅度的節(jié)省了勞動(dòng) 力，機(jī)床上的標(biāo)準(zhǔn)零件和通用部件占全部機(jī)床零件總量的 70%--80%，設(shè)計(jì)周期 4 短，易于改裝和維修。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是汽車變速箱兩端面銑削液壓組合機(jī)床設(shè)計(jì)。根據(jù)汽 車變速箱兩側(cè)面的位置、加工精度等主要的設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)出技術(shù)上先進(jìn)， 經(jīng)濟(jì)上合理和工作上可靠的雙面粗銑的組合機(jī)床。組合機(jī)床的加工精度基本上 是由夾具來(lái)保證的,因此它與一般機(jī)床夾具不同。 本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床夾具主 要對(duì)汽車變速箱兩端面的粗銑，因此采用面兩銷定位方式,即利用零件上的一個(gè) 平面和該平面上的兩個(gè)孔作為定位基準(zhǔn)。一個(gè)孔插圓柱銷,另一個(gè)孔插菱形銷。 這種定位方法保證了理論上的六點(diǎn)定定位原則(平面上三個(gè)點(diǎn),圓柱銷兩個(gè)點(diǎn)和 菱形銷一個(gè)點(diǎn))。 要設(shè)計(jì)出這種組合機(jī)床，要先對(duì)汽車變速箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝性分析,確定整 體的設(shè)計(jì)方案，提出一到兩種可行性比較高的初步設(shè)計(jì)方案；根據(jù)目前所提供 的工況條件，每天的工作時(shí)間、強(qiáng)度等對(duì)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證，最后根據(jù)論 證結(jié)果選擇最合適的設(shè)計(jì)方案；再進(jìn)行組合機(jī)床方案圖樣文件設(shè)計(jì)：被加工零 件加工工序圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖以及生產(chǎn)率計(jì)算卡。 本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床能同時(shí)粗銑汽車變速箱體的兩端面，大大提高了生產(chǎn) 效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，從而降低了零件的加工成本。 5 2 總體方案論證 設(shè)計(jì)的機(jī)床要滿足加工要求、保證加工精度；盡可能選用通用件、以降低 成本。因此根據(jù)上述要求和汽車變速箱體的加工特點(diǎn)來(lái)確定設(shè)計(jì)方案。 2.1 被加工零件分析 被加工零件：汽車變速箱體 材料：HT250 硬度：HT150 年產(chǎn)量：70000 件 加工部位：兩端面 加工要求：汽車變速箱體兩端面糙度度被加工到 6.3 ，兩端面尺寸至m? 371±0.25mm。 2.2 工藝方案的制定 工藝方案的擬訂是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)要注重 工件及其加工的工藝分析，只有制定出先進(jìn)合理的工藝方案,才能設(shè)計(jì)出先進(jìn)合 理的組合機(jī)床。根據(jù)指定的加工要求,提出若干個(gè)工藝方案,擇其佳者。工藝方 案確定了,組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)、性能、運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)、布局等一系列問(wèn)題也就解決了。 所以，工藝方案設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。而且工藝方案在很大程度上 決定了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，必須認(rèn)真分析被加工零件圖紙, 深入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 求及生產(chǎn)率要求等一些因素。 擬定組合機(jī)床工藝方案的一般步驟如下： 1．分析、研究加工要求和現(xiàn)場(chǎng)工藝，在制訂組合機(jī)床工藝方案時(shí)，首先要 分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位及其精 度、表面粗糙度、技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)；其次深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析零件的加工工 藝方法、定位夾緊方式、所采用的設(shè)備、刀具及切用量、生產(chǎn)率情況等。 2．定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇組合機(jī)床一般為工序集中的多刀加工，不但 6 切削負(fù)荷大，而且工件受力方面變化。因此，正確選擇定位基準(zhǔn)和夾壓部位是 保證加工精度的重要條件。 本道工序主要是加工毛坯，因此，還要對(duì)毛坯基準(zhǔn)選擇考慮有關(guān)工序加工 余量的均勻性。定位夾壓部位的選擇應(yīng)在有足夠的夾緊力下工件產(chǎn)生的變形最 小，并且?jiàn)A具易于設(shè)置導(dǎo)向和能過(guò)刀具。 本道工序：粗銑汽車變速箱體兩端面。 2.3 加工設(shè)備方案選擇 在機(jī)械制造業(yè)中，金屬切削機(jī)床占機(jī)械設(shè)備總臺(tái)數(shù)的 50%～70%，它負(fù)擔(dān)的 工作量約占一半左右，其中有 30%～50%的工作量是由組合機(jī)床來(lái)完成的，同時(shí)， 機(jī)械加工方法是機(jī)電產(chǎn)品及零部件生產(chǎn)的主要方法，且機(jī)械加工質(zhì)量又是提高 整個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，組合機(jī)床的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)，是機(jī)械制造行業(yè)一項(xiàng)非 常重要的工作。組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以 少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床，具有如下特點(diǎn)： 1．生產(chǎn)率高；2．加工精度穩(wěn)定；3．研制周期快，便于設(shè)計(jì)、制造和使用、 維護(hù)；4．自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低；5．配置靈活，可按工件或工序要求靈 活組成機(jī)床自動(dòng)線，易于改裝，產(chǎn)品或工藝變化時(shí)，通用部件還可以重復(fù)利用； 6．使用穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)床費(fèi)用低。 由于被加工零件已定型，生產(chǎn)批量較大，加工要求較高，所以必須采用組 合機(jī)床來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)又是針對(duì)雙面加工。因此，采用組合機(jī)床來(lái)進(jìn)行加工 是較適宜、理想的生產(chǎn)方案。 2.4 確定機(jī)床總體布局 根據(jù)上述確定的加工工藝方案，按照工序集中程度和生產(chǎn)批量大小，機(jī)床 總體布局主要有如下配制型式： 1．多工位組合機(jī)床 多工位組合機(jī)床：主要用于中、小零件加工。生產(chǎn)占地面積大，但生產(chǎn)率 高。這種方式若配合工作臺(tái)的移動(dòng)和精確定位，可以組成組合機(jī)床自動(dòng)線，則 自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率均很高。 7 2.單工位組合機(jī)床 各種型式的單工位組合機(jī)床，通?？砂惭b一個(gè)工件，特別適宜于大、中型 箱體類零件的加工。根據(jù)配置動(dòng)力部件的型式和數(shù)量，這類機(jī)床可分為單面、 多面及復(fù)合式。這種方式組成靈活，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于單工位加工，其機(jī)動(dòng)時(shí)間 與輔助時(shí)間不能重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低。 根據(jù)以上所述, 汽車變速箱體的結(jié)構(gòu)是比較規(guī)則的長(zhǎng)方體，從裝夾的角度 來(lái)看，臥式平放比較方便，采用臥式組合機(jī)床加平面，有利于排屑，也減輕了 工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。且汽車變速箱體屬于中型加工零件，在本次設(shè)計(jì)中，銑平面 工序是主要工序內(nèi)容。因此為了保證銑平面的加工精度和結(jié)合被加工零件加工 特點(diǎn)，臥式單工位組合機(jī)床是較好的選擇。 臥式單工位組合機(jī)床又可分為臥式單面組合機(jī)床，臥式多面組合機(jī)床等。 若采用臥式單面組合機(jī)床，加工兩端面需經(jīng)過(guò)兩次裝夾，增加輔助時(shí)間，成本 高，生產(chǎn)效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。因此，采用臥式雙面組合機(jī)床是合理的選 擇。其特點(diǎn)：工件安裝在夾具里，工件和夾具裝在銑削工作臺(tái)上，刀具相對(duì)固 定，銑削工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。生產(chǎn)占地面積小，加工精度高。 8 3 切削用量的選擇及計(jì)算 3.1 切削刀具的選擇 在生產(chǎn)線上，由于銑削平面的走刀長(zhǎng)度一般比孔加工的走刀長(zhǎng)度長(zhǎng)的多， 為了提高切削用量應(yīng)采用硬質(zhì)合金套式面銑刀。 由參考文獻(xiàn)[3]，粗齒﹑中齒﹑細(xì)齒面銑刀刀片材料為 YG6(銑鑄鐵)及 YT14(銑鋼)，密齒面銑刀刀片材料為 YG6，銑鋁合金面銑刀刀片材料為 YT14。 由加工箱體外形尺寸，結(jié)合參考文獻(xiàn)[4]表 14-67，箱體端面為 371×308.5，為大平面，以及被加工零件材料為 HT250，因此選用刀片材料為 YG6，刀盤直徑為 315mm 的硬質(zhì)合金套式面銑刀。又因?yàn)楸镜拦ば蚴谴帚?，?糙度要求不高，選中齒銑刀。 齒數(shù)選擇由參考文獻(xiàn)[3]表 7-25，得中齒銑刀的齒數(shù)為 18。 故設(shè)計(jì)的組合銑床選擇的刀具為：硬質(zhì)合金套式中齒面銑刀，材料為 YG6，齒數(shù)為 18。 3.2 切削用量的選擇 在組合機(jī)床工藝方案確定過(guò)程中，工藝方法和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，刀具耐用度，機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式及工作可靠性均 有較大的影響。 在大多情況下，組合機(jī)床為多軸、多刀、多面同時(shí)切削，為盡量減少時(shí)間 和刀具的損耗，保證機(jī)床生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)效果，因此，切削用量比一般機(jī)床單刀 加工低 30%左右。 組合機(jī)床通常用動(dòng)力滑臺(tái)來(lái)帶動(dòng)刀具進(jìn)給，由于多軸箱上同時(shí)工作的刀具 種類不同且直徑大小不同，其切削用量也各有特點(diǎn)。因此，一般先按各刀具選 擇較合理的切削速度 v(m/min) 和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f(mm/r)，再根據(jù)其中工作時(shí)間最 長(zhǎng)，負(fù)荷最重，刃磨較困難的刀具來(lái)確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，通常用試 湊法來(lái)滿足每分鐘進(jìn)給量相同的要求。 9 從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求等進(jìn)行分析， 按照經(jīng)濟(jì)地滿足加工要求的原則，合理的選擇切削用量。本次設(shè)計(jì)中，采用查 表法選擇加工汽車變速箱體體量端面的切削用量。 由參考文獻(xiàn)[4]表 14-70，查得： 銑削深度為 2-5mm，在這里取銑削深度 ap=4.5mm 銑削速度為 50-80m/min，取銑削速度 vc=110m/min 每齒進(jìn)給量 fz 為為 0.2-0.4mm/z，取 fz =0.2mm/z 主軸轉(zhuǎn)速 n= = =111.2r/min dv?103154.0? 取 n=111.2 r/min 進(jìn)給速度： vf=160mm/min 3.3 切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率的確定 根據(jù)選擇的切削用量，確定切削力，作為選擇動(dòng)力部件（滑臺(tái)）設(shè)計(jì)的依 據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其他傳動(dòng)件的尺寸；確定切削功率，用以 選擇主傳動(dòng)電機(jī)功率。 從不同的工作循環(huán)，現(xiàn)分兩種方案進(jìn)行討論。 方案Ⅰ：進(jìn)料——加工——下料 具體的加工過(guò)程：首先工件進(jìn)料，溜板箱快速進(jìn)給，然后工件進(jìn)行加工 （工進(jìn)） ，最后工件直接下料。 備注：需要 2 個(gè)操作工即可完成進(jìn)料、出料的工作，不需要退刀 方案Ⅱ：進(jìn)料——加工——退刀——下料 具體的加工過(guò)程：首先工件進(jìn)料，溜板箱快速進(jìn)給，然后工件進(jìn)行工進(jìn) （即加工工件） ，再兩主軸往外移動(dòng)一點(diǎn)（實(shí)現(xiàn)退刀） ，最后溜板箱回到原位， 工件下料。 備注：只需 1個(gè)操作工即可完成進(jìn)料、出料的工作，需要退刀。 10 方案分析： 方案Ⅰ：優(yōu)點(diǎn)：機(jī)床結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期較快，效率高，易融于自動(dòng)生 產(chǎn)線上利用 缺點(diǎn)：需要 2 個(gè)操作工即可完成進(jìn)料、出料的工作，人力投資比 較大。 方案Ⅱ：優(yōu)點(diǎn)：需要的人力資源較少 缺點(diǎn)：由于考慮退刀，故機(jī)床結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，生產(chǎn)周期較慢，效率 不高 整體綜上分析，由于現(xiàn)代組合機(jī)床用于自動(dòng)生產(chǎn)線上，故本次選方案Ⅰ。 方案Ⅰ銑削力的計(jì)算： 由參考文獻(xiàn)[13]表 4-6查得： F=513×ap 0.9×fz 0.74×D-1.0×ae 1.0×z ×K （3-1） 式中 P-銑削力(N)； ap -銑削深度 (mm)； fz -每齒進(jìn)給量(mm/z)； D-銑刀直徑(mm)； ae -銑削寬度(mm)； z-銑刀的齒數(shù)。 K= =0.878 0.50.519HBS????????????? 由前面計(jì)算的切削用量得， ap =4.5mm； fz=0.2mm/z； D=315mm； ae =308.5mm； z=18。 將上述數(shù)值代入式（3-1）得： F=513×ap 0.9×fz 0.74×D-1.0×ae 1.0×z ×K =513×4.5 0.9×0.2 0.74×315-1.0×308.51.0×18 ×0.878 11 =8343(N) 切削功率： P 切 = =8343× /1000=15.3kw/10cFV106 主軸轉(zhuǎn)矩： T= 9.55×106×P/n =9.55×106×15.3/111.2 =1.32×106N.mm 12 4 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)，通常是針對(duì)具體加工零件，擬訂工藝和結(jié)構(gòu)方案，并 進(jìn)行方案圖樣和有關(guān)技術(shù)文件設(shè)計(jì)。并且在選取定加工方法和機(jī)床總體布局結(jié) 構(gòu)的基礎(chǔ)上繪制組合機(jī)床“三圖一卡” 。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖， 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，加工示意圖和編制機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡等。 4.1 被加工零件工序圖 本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床主要對(duì)汽車變速箱體兩端面的粗銑。因此采用一面兩 銷定位方式，即利用零件上的一個(gè)平面和該平面上的兩個(gè)孔作為定位基準(zhǔn)。一 個(gè)孔插圓柱銷，另一個(gè)孔插菱形銷。這種定位方法保證了理論上的六點(diǎn)定定位 原則( 平面上三個(gè)點(diǎn),圓柱銷兩個(gè)點(diǎn)和菱形銷一個(gè)點(diǎn))，但是在實(shí)踐中，在大多數(shù) 情況下，工件的一個(gè)平面，在夾具中不是支承在三個(gè)點(diǎn)上，而是支承在四個(gè)或 者更多一些的支承點(diǎn)上，有時(shí)放在兩條長(zhǎng)的支承板上，這樣可以提高“機(jī)床-夾 具-刀具 -工件 ”系統(tǒng)的剛性，避免夾壓力和切削力超出支承點(diǎn)，引起工件的彈 性變形，這種變形不僅影響加工精度，還會(huì)引起振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)造成刀具的折斷。 由于本次的加工的工序是在加工好汽車變速箱體頂?shù)酌娴那闆r下進(jìn)行的， 因此被加工零件的頂、底面是較光滑的，因此采用汽車變速箱體的下底面作為 定位基準(zhǔn)，再在該面鉆兩個(gè)銷孔，這樣就保證了理論上的六點(diǎn)定位原則。 被加工零件圖是組合機(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。它的要求被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸及與本機(jī)床 設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)開(kāi)頭及尺寸相符。加工用定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方 向，以便依次進(jìn)行夾具定位支承、夾緊、導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)。 本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術(shù) 要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊蟆?本組合機(jī)床以汽車變速箱體為加工對(duì)象進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)工序圖簡(jiǎn)要說(shuō)明及與 13 本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)如下： 1．定位方法： 采用一面兩銷定位方式，即利用汽車變速箱體底面和該平 面上的兩個(gè)孔作為定位基準(zhǔn)。一個(gè)孔插圓柱銷，另一個(gè)孔插菱形銷； 2．零件材料：HT250； 3．硬度：HT150； 4．方框內(nèi)尺寸及相應(yīng)粗糙度為本機(jī)床所保證，其余尺寸及相應(yīng)光潔度為前 序保證； 5．單邊加工余量：4.5mm。 本汽車變速箱體的被加工零件工序圖如下： 圖 4-1 被加工零件工序圖 4.2 加工示意圖 零件的加工方案要通過(guò)加工示意圖反映出來(lái)，加工示意圖表示被加工零件 在機(jī)床上的加工過(guò)程中工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系。因 此，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖樣之一，在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位。 14 其主要內(nèi)容為： 1．反映機(jī)床的加工方法，切削用量及工作循環(huán)。 2．決定刀具類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸。 3．決定主軸的結(jié)構(gòu)類型，規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)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，刀桿托架等。 5．標(biāo)明主軸、接桿、夾具與工件之間的聯(lián)系尺寸，配合及精度。 加工示意圖的畫法有如下要求： 1．加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細(xì)實(shí)線繪出工作加工部位和局部 結(jié)構(gòu)的展開(kāi)圖。加工表面用粗實(shí)線畫。為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，相同加工部位的加工示意 圖只需表示其中之一，即同一主軸箱里結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸可只畫一根。 2．一般情況下，在加工示意圖上，主軸分布可不按真實(shí)距離繪制。 3．主軸應(yīng)從多軸箱端面畫起。刀具應(yīng)處于加工終了位置。標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu) 只畫外輪廓，但需加注規(guī)格代號(hào)。 本組合機(jī)床加工示意圖如下： 圖 4-2 機(jī)床加工示意圖 4.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖用來(lái)表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，可 用以檢驗(yàn)機(jī)床各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求，通用部件的選擇 15 是否合適，并為進(jìn)一步開(kāi)展主軸箱等專用部件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖， 它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖有以下要求： 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)盡量減少不必要的線條及尺寸，但反映各部件的聯(lián)系尺寸，專用 部件的主要輪廓尺寸，運(yùn)動(dòng)部件的極限位置及行程尺寸，必須完整齊全，至于 各部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)不必畫出，可留在具體設(shè)計(jì)部件時(shí)完成。 3.為便于開(kāi)展部件設(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，并注明機(jī)床部件的分組情況及總行程。 4.3.1 動(dòng)力部件的選擇 由于功率損耗，取 =0.9；? P = =16.2KW電 機(jī) 9.0315?η 切 取功率儲(chǔ)備系數(shù)為 12%，P ＇=16.2（1+12%）=18.1KW；電 機(jī) 取 P ＇≈18.5KW。電 機(jī) 由參考文獻(xiàn)[4]表 5-39 查得： 選用 1TD63-V 動(dòng)力箱； 選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y180M-4； 同步轉(zhuǎn)速 n=1470r/min，輸出軸轉(zhuǎn)速 n1=730 r/min， P 電機(jī) =18.5KW。 4.3.2 滑臺(tái)及相配底座的選擇 根據(jù)選定量及工作行程和工件尺寸大小，由參考文獻(xiàn)[4]表 5-2查知應(yīng)選擇 1HY63系列液壓滑臺(tái) ，相應(yīng)的側(cè)底座為 1CC631。 表 5-1 1HY63型液壓滑臺(tái)主要技術(shù)性能 16 型號(hào) 臺(tái)面 寬度 臺(tái)面 長(zhǎng)度 行程 快進(jìn)速度 (m/min) 工進(jìn)速度 (mm/min) 最大進(jìn)給力 （N） 1HY50 500 1000 Ⅱ型 630 6.3 10-350 32000 4.3.3 確定機(jī)床的裝料高度 H 裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離?？紤]剛度，結(jié)構(gòu)要功 能和使用要求等因素，新頒國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為 1060mm，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO 一 致。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)常在 850~1060 之間選取。 由于滑臺(tái)高度為 400mm，滑臺(tái)底座高度為 630mm，夾具底座高度為 220mm，則裝料高度為： H=400mm+630mm+220mm=1250mm。 圖 4-3 機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖 4.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計(jì)算出機(jī)床生產(chǎn) 率度編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。組合機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡是按一定格式要求編制的，反 映零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，工作時(shí)間，機(jī)床生產(chǎn)率，機(jī)床負(fù)荷率的簡(jiǎn)明表格。 它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。 17 4.4.1 理想生產(chǎn)率 Q 理想生產(chǎn)率 Q（單件為件/h）是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng) A（包括備品及廢品率） 所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù) tk有關(guān)，一般情況下，單班制取 2350h,兩班制取 4600h，則： Q= ktA 有已知條件知，A=70000 件，t k=4600h 則由上式得 Q= =15.2（件）4607 4.4.2 實(shí)際生產(chǎn)率 Q1 實(shí)際生產(chǎn)率（單位為件/h）是指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。 則： Q1 = 單T60 式中，T 單 —生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（min） ，可按下式計(jì)算： T 單= t 切 +t 輔 =( +t 停 )+（ + t 移 +t 裝卸 ） 1fvLkfvL快 退快 進(jìn) ? 式中 L1—分別為刀具第Ⅰ工作進(jìn)給長(zhǎng)度，單位為 mm； vf1﹑v f2—分別為刀具第Ⅰ﹑第Ⅱ工作進(jìn)給量，單位為 mm/min； t 停 —當(dāng)加工沉孔﹑止口﹑锪窩﹑倒角﹑光整表面時(shí)，滑臺(tái)在死擋鐵上的 停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無(wú)進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn) 5~10 轉(zhuǎn)所需 的時(shí)間，單位為 min； L 快進(jìn) ﹑L 快退 —分別為動(dòng)力部件快進(jìn)，快退行程長(zhǎng)度，單位為 mm； vfk—?jiǎng)恿Σ考煨谐趟俣?。用機(jī)械動(dòng)力部件時(shí)取 5~6m/min；用液壓動(dòng) 力部件時(shí)取 3~10m/min； t 移 —直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取 0。1min； 18 t 裝卸 —工件裝﹑卸（包括定位或撤消定位﹑夾緊或松開(kāi) ﹑清理基面或切 屑及吊運(yùn)工件等）時(shí)間。它取決于裝卸自動(dòng)化程度﹑工件重量大小﹑裝卸是否 方便及工人的熟練程度。通常取 0.5~1.5min。 由已知條件知， L1=320mm； vf1=160mm/min； t 停 =0； L 快進(jìn) =310mm； t 移 =0.1min； L 快退 =310mm+320mm=630mm； vfk=6.3m/min=6300mm/min； t 移 =0.1min； t 裝卸 =0.5min。 所以，由公式得： T 單 = + +0.1+0.55=2.8（min）160323? 則實(shí)際生產(chǎn)率為： Q1= = =21.4（件/h）單 8.2 由于 Q1>Q，即機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率滿足理想生產(chǎn)率，則所選擇的切削用量符合 機(jī)床設(shè)計(jì)。 4.4.3 機(jī)床負(fù)荷率 ? 負(fù) 當(dāng) Q1>Q，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。 即： ? 負(fù) = = =0.7114.25 =71% 對(duì)照組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3-8 知，負(fù)荷率滿足組合機(jī)床要求。 （組合機(jī) 床負(fù)荷率一般在 0.70-0.9） 。 19 4.4.4 編寫機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 圖 號(hào) A1 毛坯種類 鑄件 名 稱 汽車變速箱兩端面液壓雙頭組合銑床的設(shè)計(jì) 毛坯重量 15kg 被 加 工 零 件 材料 灰鑄鐵 硬度 HT150 工序名 稱 粗銑前后端面 工序號(hào) 15 序 號(hào) 工 序 名 稱 被 加 工 件 數(shù) 量 加工長(zhǎng) 度 （ mm ） 工作行 程 （ mm ） 切削速度 （ m/min ） 轉(zhuǎn)速 （ r/min ） 進(jìn)給量 （mm/min ） 機(jī) 動(dòng) 時(shí) 間 輔助 時(shí)間 共計(jì) 1 裝 卸 工 件 1 0.50 0.50 2 左 滑 臺(tái) 銑 端 面 快 進(jìn) 310 6300 0.05 0.05 對(duì) 刀 0.01 0 0.01 0 銑 左 端 面 4.5 320