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目 錄 引言…………………………………………………………………………………4 第一章 通用部件簡(jiǎn)介 ………………………………………………………6 1.通用部件的分類(lèi) …………………………………………………………6 2.動(dòng)力部件…………………………………………………………………6 3.支承部件…………………………………………………………………7 4.控制部件…………………………………………………………………8 5.輔助部件…………………………………………………………………8 第二章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)的步驟……………………………………8 1組合機(jī)床工藝方案的制定………………………………………………8 2確定切削用量及選擇刀具………………………………………………9 3組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)—三圖一卡…………………………………………10 第三章組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)………………………………………………12 1概述………………………………………………………………………12 2設(shè)計(jì)原則…………………………………………………………………14 第四章夾具的設(shè)計(jì) 1定位基準(zhǔn)的選擇………………………………………………………15 2 夾緊力的計(jì)算…………………………………………………………15 第五章液壓原理圖……………………………………………………16 1液壓傳動(dòng)圖……………………………………………………………16 第六章PLC梯形圖……………………………………………………16 1 工作原理及電氣控制要求…………………………………………16 2 電氣控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)……………………………………………16 3.電氣控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)……………………………………………17 結(jié)論……………………………………………………………………17 致謝……………………………………………………………………18 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………18 引言 組合機(jī)床是一種自動(dòng)化或半自動(dòng)化的機(jī)床.無(wú)論是機(jī)械電氣或液壓電氣控制的都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán).半自動(dòng)化的組合機(jī)床,工人只要將工件裝夾好,按一下按鈕,機(jī)床即可自動(dòng)進(jìn)行加工,加工一個(gè)循環(huán)停止.自動(dòng)化的組合機(jī)床,工人只要將工件放到料斗或上料架上,機(jī)床即可連續(xù)不斷的進(jìn)行工作.我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制,它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類(lèi)和軸類(lèi)零件(近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額) ,完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔,加工各種螺紋、鏜孔、車(chē)端面和凸臺(tái),在孔內(nèi)鏜各種形狀槽,以及銑削平面和成形面等。組合機(jī)床的分類(lèi)繁多,有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床,有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式,還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)式組合機(jī)床等;隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,一種新型的組合機(jī)床———柔性組合機(jī)床越來(lái)越受到人們的青睞,它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換,配以可編程序控制器( PLC) 、數(shù)字控制(NC) 等,能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外,近年來(lái)組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)(清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測(cè)量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線) 等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來(lái)越大。由于組合機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專(zhuān)用產(chǎn)品,是根據(jù)用戶(hù)特殊要求而設(shè)計(jì)的,它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國(guó)組合機(jī)床組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后,國(guó)內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大,并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此,市場(chǎng)要求我們不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝,研制新產(chǎn)品,由過(guò)去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu),向“柔性”化方向發(fā)展,滿(mǎn)足用戶(hù)需求,真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和對(duì)產(chǎn)品需求的提高,高精度、高生產(chǎn)率、柔性化、多品種、短周期、數(shù)控組合機(jī)床及其自動(dòng)線正在沖擊著傳統(tǒng)的組合機(jī)床行業(yè)企業(yè),因此組合機(jī)床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組合機(jī)床加工精度、組合機(jī)床柔性、組合機(jī)床工作可靠性和組合機(jī)床技術(shù)的成套性為主攻方向。一方面,加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,提高組合機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率;另一方面,進(jìn)一步發(fā)展新型部件,尤其是多坐標(biāo)部件,使其模塊化、柔性化,適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場(chǎng)需求。從2002 年年底第21 屆日本國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)上獲悉,在來(lái)自世界10 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的500 多家機(jī)床制造商和團(tuán)體展示的最先進(jìn)機(jī)床設(shè)備中,超高速和超高精度加工技術(shù)裝備與復(fù)合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深受歡迎。據(jù)專(zhuān)家分析,機(jī)床裝備的高速和超高速加工技術(shù)的關(guān)鍵是提高機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。該屆博覽會(huì)上展出的加工中心,主軸轉(zhuǎn)速10 000～20 000 r/ min ,最高進(jìn)給速度可達(dá)20～60 m/ min ;復(fù)合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被看好。在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時(shí),加工的形狀卻日益復(fù)雜。多軸化控制的機(jī)床裝備適合加工形狀復(fù)雜的工件。另外,產(chǎn)品周期的縮短也要求加工機(jī)床能夠隨時(shí)調(diào)整和適應(yīng)新的變化,滿(mǎn)足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。然而更關(guān)鍵的是現(xiàn)代通信技術(shù)在機(jī)床裝備中的應(yīng)用,信息通信技術(shù)的引進(jìn)使得現(xiàn)代機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高,操作者可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)對(duì)機(jī)床的程序進(jìn)行遠(yuǎn)程修改,對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行監(jiān)控并積累有關(guān)數(shù)據(jù);通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)程的設(shè)備進(jìn)行維修和檢查、提供售后服務(wù)等。在這些方面我國(guó)組合機(jī)床裝備還有相當(dāng)大的差距,因此我國(guó)組合機(jī)床技術(shù)裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向。 第一章 通用部件簡(jiǎn)介 1.通用部件的分類(lèi) 1.1. 通用部件已列為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并等效為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)貫徹執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)部件通用化標(biāo)準(zhǔn)。 2.動(dòng)力部件 2.1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(chē)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(chē)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。 2.2TD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)。1DT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1DT121DT25，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1DT321DT80，其輸出軸只有平鍵，齒輪一種輸出轉(zhuǎn)矩的形式。液壓滑臺(tái)：1HY系列液壓滑臺(tái)；1HYA系列長(zhǎng)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.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(lái)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(zhǎng)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(lái)補(bǔ)償。 3.1.1CC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(zhǎng)度按滑臺(tái)行程長(zhǎng)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(xiāo)（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?chē)惺占鋮s液或潤(rùn)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。 4.控制部件 控制部件用來(lái)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(chēng)輔助部件，主要指用于潤(rùn)滑、冷卻和排屑等部件。 第二章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)的步驟 1組合機(jī)床工藝方案的制定 雙面鉆孔組合機(jī)床是在工件兩相對(duì)表面上鉆孔的一種高效率自動(dòng)化專(zhuān)用加工設(shè)備。機(jī)床的兩個(gè)液壓動(dòng)力滑臺(tái)對(duì)面布置,左、右刀具電動(dòng)機(jī)分別固定在兩邊的滑臺(tái)上,中間底座上裝有工件定位夾緊裝置。組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)通常是根據(jù)與用戶(hù)簽定的和同和協(xié)議書(shū)，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)文件的設(shè)計(jì)。根據(jù)工藝方案確定機(jī)床的型式和總體布局。在選擇機(jī)床配置型式時(shí)，既考慮到實(shí)現(xiàn)工藝方案，保證加工精度、技術(shù)要求及生產(chǎn)率，又考慮到機(jī)床操作、維護(hù)、修理和排屑的方便性。在選擇組合鉆床結(jié)構(gòu)方案時(shí)，必須保證穩(wěn)定的加工精度。固定式夾具組合鉆床能達(dá)到的鉆孔位置精度最高，采用固定導(dǎo)套一般能達(dá)± 0.20mm?？紤]到操作的方便性，需要合理確定裝料高度為使鉆床在溫度過(guò)高時(shí)工作性能穩(wěn)定，而且由于被加工件不需多次進(jìn)給，故選用機(jī)械通用部件配置鉆床。根據(jù)被加工零件的特點(diǎn),為實(shí)現(xiàn)加工精度要求,同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)率,經(jīng)過(guò)反復(fù)論證、分析和計(jì)算,我們采用了臥式雙面多軸鉆、組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)方案。本機(jī)床采用多工位臥式組合機(jī)床,變速箱體裝在工作臺(tái)的夾具上,這樣便于上、下料。機(jī)床機(jī)械部分主要有:底座、側(cè)底座、多軸箱、刀具、夾具、冷卻系統(tǒng);控制部分為PLC 控制系統(tǒng)及液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。機(jī)床的工作循環(huán)為:人工裝上一工件,定位銷(xiāo)插銷(xiāo)定位→夾緊油缸夾緊→I 滑臺(tái)開(kāi)始工作循環(huán):快進(jìn)(冷卻供、主軸轉(zhuǎn)) →工進(jìn)(死檔鐵停留) →快退至原位(主軸停) 滑臺(tái)開(kāi)始工作循環(huán):快進(jìn)(冷卻供、主軸轉(zhuǎn)) →工進(jìn)(死檔鐵停留) →快退至原位(主軸停、冷卻停) ,定位銷(xiāo)拔出,夾緊油缸松開(kāi),防護(hù)門(mén)自動(dòng)打開(kāi),油缸推出工件,工件到位后油缸退回 ,死檔鐵停留,工作循環(huán)結(jié)束 2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)： 2.1.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(wàn)能機(jī)床單刀加工低30%左右。 2.2.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 壁厚：2.510 HBS：157236 =220 查《工藝師手冊(cè)》鉆孔切削速度查得：鑄鐵：v=16~24m/min.取v=20m/min,f=0.15/0.12mm/r 3.三圖一卡設(shè)計(jì) 3.1.加工示意圖 加工示意圖的作用和內(nèi)容 零件的加工工藝方案要通過(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)床尚的加工過(guò)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(chē)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(guò)程。 （2）根據(jù)加工部位特點(diǎn)及加工要求，決定刀具類(lèi)型，數(shù)量，結(jié)構(gòu)，尺寸（直徑 和長(zhǎng)度），包括鏜削加工是膛桿直徑和長(zhǎng)度。 （3）決定主軸的結(jié)構(gòu)類(lèi)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(zhuān)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。 3.2被加工零件工序圖 被加工零件為分功率器殼體，材料為H200，工序?yàn)橄潴w兩端面鉆孔，左端面為12個(gè)10加工孔和8個(gè)6，右端面為6個(gè)10和8個(gè)6加工孔。采用一面兩孔定位，一面為箱體底面，兩孔為底面上的長(zhǎng)邊上的兩孔。采用箱體頂面夾緊。 3.3加工示意圖 加工10的孔： 錐柄長(zhǎng)麻花鉆 硬質(zhì)合金 d=10mm L=168mm L1=87mm 依據(jù)公式 M= ， 選剛性主軸，直徑為30/20mm 外伸長(zhǎng)度為115 mm 切削用量 v=20 m/min f=0.15 mm/r 加工6的孔： 錐柄麻花鉆 硬質(zhì)合金 d=6mm L=138 mm L1=57`mm 依據(jù)公式 M= 選剛性主軸，直徑為22/14mm 外伸長(zhǎng)度為115 mm 切削用量 v=30m/min f=0.15 mm/r 箱體左端面工進(jìn)長(zhǎng)度35 mm 快進(jìn)85mm 快退120 mm 箱體右端面工進(jìn)長(zhǎng)度35 mm 快進(jìn) 85mm 快退120 mm 3.4機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 左端面：20根主軸 右端面:14根主軸 多軸箱輪廓尺寸 H=336+100+100=536 mm B=400+2100=600 mm 厚度取325 mm長(zhǎng)寬取630630 mm 最低孔位置44mm 最低主軸高度100 mm 軸向力==1371.2N 轉(zhuǎn)矩 ==7282.4Nmm 功率 ==0.274kw 18=4.932kw 18=19745.28N 根據(jù)以上計(jì)算所得 選取液壓動(dòng)力滑臺(tái)1HY40 動(dòng)力箱1TD40-IIA （7.5kw）電機(jī) Y132M-4 側(cè)底座 1CC401 3.5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(zhǎng)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(guò)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)機(jī)床生產(chǎn)效率計(jì)算卡 1. 理想生產(chǎn)率 ==23 件/h 2. 實(shí)際生產(chǎn)率 =31件/h 3. 機(jī)床負(fù)荷率 =0.75 第三章組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì) 1.概述 組合機(jī)床多軸箱的設(shè)計(jì)計(jì)算是組合機(jī)床設(shè)計(jì)工程中的重要環(huán)節(jié)，是主軸箱零部件設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，計(jì)算稍有不慎，便會(huì)導(dǎo)致后期的設(shè)計(jì)制造前功盡棄。依據(jù)總體設(shè)計(jì)圖， 對(duì)主軸箱進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。由于在本機(jī)床上需同時(shí)加工12個(gè)孔，不僅孔多、間距小，而且孔的排列分散，采用通常方案排箱無(wú)法實(shí)現(xiàn)12孔的工序集中。因此，本鉆床的主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)在對(duì)被加工零件進(jìn)行了深入、細(xì)致分析計(jì)算的基礎(chǔ)上，通過(guò)采用滾針軸承，將常規(guī)狀況下不能完成的排箱得以實(shí)現(xiàn)，而且所設(shè)計(jì)的主軸箱結(jié)構(gòu)緊湊。（該設(shè)計(jì)只設(shè)計(jì)左面多軸箱的結(jié)構(gòu)，右面多軸箱類(lèi)似）依據(jù)組合鉆床總體設(shè)計(jì)繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖其內(nèi)容為主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件： 1. 主軸箱輪廓尺寸630mm×630mm； 2. 工件輪廓尺寸及各孔位置尺寸 主軸及通用傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)型式的選擇方案 主軸結(jié)構(gòu)型式由零件的加工工藝決定，并考慮主軸的工作條件和受力情況，采用長(zhǎng)主軸。由于采用鉆削加工主軸，需承受較大的單向軸向力，所以?xún)?yōu)選向心球軸承和推力球軸承組合的支承結(jié)構(gòu)，且推力球軸承配置在主軸前端。傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速較低，但載荷較大，因此用圓錐滾子軸承。按上述方案配置的主軸和傳動(dòng)軸，按所選的軸承類(lèi)型繪制軸承孔檢查圖，發(fā)現(xiàn)有些部位采用此配置因孔間距較小，箱體上的軸承座孔太大，導(dǎo)致箱體強(qiáng)度不夠。因此，這些部位都將原方案改為推力球軸承與滾針軸承組合的支承結(jié)構(gòu)，以減小徑向尺寸，滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，實(shí)現(xiàn)合理排箱。 按以上原則設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)，保證了主軸箱的質(zhì)量，提高了主軸箱的通用化程度，使得設(shè)計(jì)和制造工作量及成本都大大降低。為實(shí)現(xiàn)本機(jī)床“體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、效率高、質(zhì)量好”的設(shè)計(jì)目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。 2.設(shè)計(jì)原則 1) 從面對(duì)主軸的方位看去，所有主軸均采用逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。 2) 在保證轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求用最少的傳動(dòng)軸和齒輪（數(shù)量和規(guī)格），以減少各類(lèi)零件的品種。具體措施：采用一根傳動(dòng)軸同時(shí)帶動(dòng)多根主軸，并將齒輪布置在同一排位置上，當(dāng)齒輪嚙合中 心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，采用了變位齒輪。 3) 放棄了用主軸帶主軸的方案，這樣避免了增加主軸負(fù)荷，不會(huì)影響加工質(zhì)量。 4) 為使主軸箱結(jié)構(gòu)緊湊，主軸箱內(nèi)齒輪傳動(dòng)副的傳動(dòng)比都在1.0~1.5之間。 5) 為了使主軸上的齒輪不太大，有的在最后一級(jí)采用升速傳動(dòng)。 6) 因鉆削加工切削力大，為了減少主軸的扭曲變形，主軸上的齒輪盡量靠近前支承。 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(guò)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)。 第四章 專(zhuān)用夾具結(jié)構(gòu)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(lái)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定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，采用雙面加工的方法，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 則＝＝2750N 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。 第五章液壓原理圖 第六章PLC控制設(shè)計(jì) 1 工作原理及電氣控制要求 雙面鉆孔組合機(jī)床是在工件兩相對(duì)表面上進(jìn)行鉆孔的一種高效自動(dòng)化專(zhuān)用加工設(shè)備 。2 個(gè)動(dòng)力滑臺(tái)對(duì)面布置并安裝在標(biāo)準(zhǔn)側(cè)底座上,刀具電動(dòng)機(jī)M2 ,M3 分別固定在左、右動(dòng)力滑臺(tái)上,中間底座上裝有工件定位夾緊裝置。該機(jī)床采用電動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)(未畫(huà)出) 相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)方式,其中電動(dòng)機(jī)M2 ,M3 分別帶動(dòng)左、右主軸箱的刀具主軸提供切削主運(yùn)動(dòng),而左、右動(dòng)力滑臺(tái)和工件定位夾緊裝置則由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng),M1 為液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),M4 為冷卻泵電動(dòng)機(jī)。機(jī)床的電氣控制要求為M1 先啟動(dòng),只有系統(tǒng)正常供油后,其它控制電路才能通電工作; M2 ,M3在滑臺(tái)進(jìn)給循環(huán)開(kāi)始時(shí)啟動(dòng),滑臺(tái)退回原位后停機(jī);M4 可手動(dòng)控制啟停,也可在滑臺(tái)工作進(jìn)給時(shí)自動(dòng)提供油液。其控制過(guò)程是典型的順序控制,當(dāng)把工件裝入夾具后,按下啟動(dòng)按鈕SB3 ,機(jī)床便開(kāi)始自動(dòng)循環(huán)的工作過(guò)程. 2 電氣控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 雙面鉆孔組合機(jī)床的電氣控制屬單機(jī)控制, 輸入輸出均為開(kāi)關(guān)量。根據(jù)實(shí)際控制要求,并考慮系統(tǒng)改造成本,在準(zhǔn)確計(jì)算I/ O 總點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上,采用抗干擾強(qiáng)、穩(wěn)定性和可靠性較高的三菱公司生產(chǎn)的FX1N260MR 可編程控制器。該控制系統(tǒng)中所有輸入觸發(fā)信號(hào)采用常開(kāi)觸點(diǎn)接法,所需的24 V 直流電源由PLC 內(nèi)部提供;輸出負(fù)載中的所有直流電磁換向閥同樣采用由PLC 內(nèi)部提供的24 V 直流電源,輸出負(fù)載中的4 個(gè)交流接觸器線圈則需外接220 V 交流電源.由于雙面鉆孔組合機(jī)床中轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、按鈕及行開(kāi)關(guān)較多,為了減少輸入點(diǎn)數(shù),降低費(fèi)用,對(duì)輸入信號(hào)作了適當(dāng)處理,如4 臺(tái)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)不作為輸入信號(hào),而直接接入輸出線圈回路中。另外,電磁閥為感性負(fù)載并且通斷頻繁,為了保護(hù)PLC 的輸出觸點(diǎn),在每個(gè)電磁閥兩端各并上1 個(gè)續(xù)流二極管,來(lái)吸收反向過(guò)電壓。 3.電氣控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 由雙面鉆孔組合機(jī)床的控制要求可知,該控制系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)3 個(gè)控制功能: ① 動(dòng)力滑臺(tái)的點(diǎn)動(dòng)、復(fù)位控制; ②動(dòng)力滑臺(tái)的單機(jī)自動(dòng)循環(huán)控制; ③整機(jī)全自動(dòng)工作循環(huán)控制。本程序經(jīng)模擬調(diào)試,完全符合雙面鉆孔組合機(jī)床的電氣控制要求,使用效果良好。在使用過(guò)程中,還可根據(jù)不同的控制要求,在不改動(dòng)接線或改動(dòng)很少的情況下,通過(guò)改變程序來(lái)實(shí)現(xiàn)不同要求,大大節(jié)省了安裝調(diào)試時(shí)間,提高了效率。 　 結(jié)論 本系統(tǒng)經(jīng)過(guò)PLC 融入后,運(yùn)行良好,故障率低。而且組合機(jī)床控制系統(tǒng)具有很好的柔性,能適應(yīng)產(chǎn)品的變化,當(dāng)工藝程序變更時(shí),只需修改程序,就可滿(mǎn)足新的加工要求。可見(jiàn)傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備融入PLC技術(shù) 后,既能使之成為機(jī)電一體化的新產(chǎn)品,適用生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制,又能發(fā)揮原組合機(jī)床的效能,而且投資較小,可見(jiàn),靈活應(yīng)用PLC 是實(shí)現(xiàn)組合機(jī)床電氣自動(dòng)化的有效途徑。本組合機(jī)床較好地解決了大批量鉆變速箱兩端面孔的問(wèn)題。不但保正加工質(zhì)量,而且大為提高了工效,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用價(jià)值。 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。范老師進(jìn)場(chǎng)抽出大量寶貴時(shí)間來(lái)關(guān)心我們,并且經(jīng)常指導(dǎo)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。每當(dāng)我們?cè)谠O(shè)計(jì)上遇到什么問(wèn)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(chéng)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！ 參考資料 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