《減速箱箱蓋專用組合鉆床設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《減速箱箱蓋專用組合鉆床設(shè)計（43頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 畢 業(yè) 論 文 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 畢業(yè)論文任務(wù)書 一、 題目： 減速箱箱蓋專用組合機床設(shè)計 二、 指導(dǎo)思想和目的要求： 本論文從組合機床的設(shè)計方面著手，實現(xiàn)了快速高效的加工零件。 三、 主要技術(shù)指標(biāo)： 本設(shè)計中，在充分?jǐn)?shù)據(jù)計算的基礎(chǔ)上對標(biāo)準(zhǔn)通用零件做了仔細(xì)選擇，并依 據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特點，加工部位的尺寸精度，表面粗糙度要求， 以及定位夾 緊方式，工藝方

2、法和加工過程中所采用的刀具， 生產(chǎn)率，切削用量情況等設(shè)計了 結(jié)構(gòu)合理的多軸箱。 四、 進(jìn)度與要求： 1 月 1 日 參加動員會，與指導(dǎo)教師見面 1 月 1 日-1 月 30 日 論文調(diào)研，確定題目，填寫任務(wù)書 2 月 1 日-3 月 10 日 論文寫作修改 3 月 20 日 論文答辯 五、 主要參考書及參考資料： [1] 左建民 . 組合機床在工程機械方面的發(fā)展 . 《組合機床與自動化加工技術(shù)》 .2005 年 07 期:65-67 [2] 多功能組合機床時代 . 《汽車工藝與材料》 2007

3、年 第 1 期:43-44 學(xué)習(xí)中心： 074 常州 班 級： 005309404 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生： 吳文飛 指導(dǎo)教師： 諸偉新 摘 要 現(xiàn)代社會中，人們?yōu)榱烁咝?、?jīng)濟(jì)地生產(chǎn)各種高質(zhì)量產(chǎn)品，現(xiàn)代工廠中出現(xiàn)需要組合機床的場合越來越多。至今，它已成為現(xiàn)代制造工程（尤其是箱體零件加工）的關(guān)鍵設(shè)備之一。 組合機床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以工件特定外形和加工工藝設(shè)計的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機床。它一般采用多軸，多刀，多工序，多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率相比

4、于普通機床高出幾倍乃至幾十倍。 因為通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化， 所以可以根據(jù)需要靈活配置， 能大大縮短設(shè)計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本、高效率和專用性強的優(yōu)點，在大批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。 本課題是針對在減速箱箱蓋上加工八個螺栓孔的工藝過程而設(shè)計一臺專用組合機床。 本設(shè)計中，在充分?jǐn)?shù)據(jù)計算的基礎(chǔ)上對通用零件做了仔細(xì)選擇，并跟據(jù)被 加工零件的結(jié)構(gòu)特點、加工部位的尺寸精度、表面粗糙度要求、 以及定位夾緊方式、工藝方法和加工過程中所采用的刀具，生產(chǎn)率，切削用量情況等設(shè)計了結(jié)構(gòu)合理的多軸箱。 關(guān)鍵詞： 組合機床、多軸箱、組

5、合鉆床。 Ⅰ 目 錄 摘要 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, I 目錄 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, II 第一章 緒論 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 1 1.1 概述 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 1 1.2 課題研究的目的和意義 ,,

6、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 1 1. 3 組合機床的發(fā)展史 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 1 1. 4 國內(nèi)外組合機床研究技術(shù)現(xiàn)狀 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 2 1. 5 方案制定 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 3 1. 6 設(shè)計研究的內(nèi)容 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 4 第二章 組合機床總體設(shè)計 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 5 2. 1 組合機床方案的制定 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 5

7、 2. 2 確定切削用量及選擇刀具 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 8 第三章 組合鉆床總設(shè)計 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 11 3.1 被加工零件工序圖 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 11 3.2 生產(chǎn)率計算卡 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 20 3.3 多軸箱輪廓尺寸 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 22 3.4 ．齒輪模數(shù)選擇 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 23 3.5. 多軸箱的傳動設(shè)計 ,,,,,,,

8、,,,,,,,,,,,,,,,, 23 3.6. 繪制傳動系統(tǒng)圖 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 26 第四章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 27 4.1 Z 軸液壓泵的確定 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 27 4.2 Y 軸液壓動力的確定 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 28 4.3 擬定液壓系統(tǒng)圖 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 30 結(jié)論 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 3

9、2 參考文獻(xiàn) ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 33 致謝 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 34 Ⅱ 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 第一章 緒論 1.1 概述 組合機床是以系列化、 標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)， 再配以少量專用部件而組 成的專用機床，具有一般專用機床結(jié)構(gòu)簡單， 生產(chǎn)率及自動化程度高， 易保證加 工精度的特點，又能適應(yīng)工件的變化，具有一定的重新調(diào)整、重新組

10、合的能力。 它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實用。組合機床可以對工件采用多刀、多面及多方 位加工，特別適于在大批、 大量生產(chǎn)中對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序 進(jìn)行加工。組合機床可完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔、攻螺紋、車、銑、磨削以及滾壓 等工序。 1.2 課題研究的目的和意義 機床設(shè)計畢業(yè)設(shè)計， 其目的在于通過機床主運動機械變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè) 計，使我們在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計構(gòu)思、方案的分析、 結(jié)構(gòu)工藝性、機械制圖、零件計算、編寫技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練， 樹立正確的設(shè)計思想，掌握基本

11、的設(shè)計方法， 培養(yǎng)基本的設(shè)計方法， 并培養(yǎng)了自 己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力。 1.3 組合機床的發(fā)展史 專用機床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。 在專用機床中某些部件 因重復(fù)使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機床。 世界上第一臺組合機床于 1908 年在美國問世，用于加工汽車零件。初期， 各機床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。 為了提高不同制造廠的通用部件的互換 1 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 性，便于用戶使用和維修， 1953 年美國福特汽車公司和通用

12、汽車公司與美國機 床制造廠協(xié)商， 確定了組合機床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則， 即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的 聯(lián)系尺寸，但對部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。 二十世紀(jì) 70 年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和 刀具自動補償技術(shù)的發(fā)展， 組合機床的加工精度也有所提高。 銑削平面的平面度 可達(dá) 0.05 毫米／ 1000 毫米，表面粗糙度可達(dá) 2.5 ～ 0.63 微米；鏜孔精度可達(dá) IT7 ～ 6 級，孔距精度可達(dá) 0.03 ～0.02 微米 。 1.4 國內(nèi)外組合機床研究技術(shù)現(xiàn)狀 自 1908 年在美國研制組合機床成

13、功后便廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的汽車工業(yè)中，并且隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而逐步完善。 組合機床是根據(jù)被加工件的工藝要求， 按照工序高度集中的原則而設(shè)計的，并以系列化 、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件而組成的專用設(shè)備， 并配以專用夾具， 采用多把刀具同時進(jìn)行加工。組合機床的輔助動作實現(xiàn)了自動化，具有專用、高效、自動化和易于保證加工精度的特點。 當(dāng)被加工的零件尺寸結(jié)構(gòu)有所改進(jìn)時， 合機床的通用零部件還可以重新利用從而組成新的組合機床， 且具有一定的柔性度。 在數(shù)控設(shè)備還沒有普及和推廣的幾十年里， 它對于提高加工效率， 降低對操作者的技術(shù)要求起到了 很大的作用， 尤其是組合銑床和專用鉆床

14、， 在殼體類零件的加工線中應(yīng)用非常廣泛。 近幾年來，由于國家加大基礎(chǔ)設(shè)施的投入， 工程機械需求呈現(xiàn)了強勁的增長勢頭。 國內(nèi)工程機械同進(jìn)口產(chǎn)品相比，其特點是價位低、產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性差、零件加工手段落后。 隨著國家對世貿(mào)承諾的逐步實現(xiàn)， 價格的競爭優(yōu)勢也逐漸減少，以裝載機為例： 目前大多數(shù)的主機生產(chǎn)廠及部件配套廠家對變速箱箱體、 變矩器殼體前車架、后車架、動臂、驅(qū)動橋等關(guān)鍵零件，大多采用通用設(shè)備加工， 這種加工方式的缺點有： 生產(chǎn)能力難以擴(kuò)大， 產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定， 在制品積壓嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)效益不夠顯著。 值得慶幸的是國內(nèi)比較大的裝載機生產(chǎn)廠家都已逐步認(rèn)識到這一問題。在機構(gòu)件方面，廈工

15、、臨工、宜工、龍工紛紛采用組合機床對動臂、 2 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 前車架、后車架，前后鉸接架的孔系進(jìn)行加工，零件一次裝夾，多頭同時加工， 比通用機床單孔逐個加工，效率提高了 3—6 倍，而且避免了工件調(diào)頭而產(chǎn)生的 二次定位誤差。運用組合機床加工結(jié)構(gòu)件與通用機床相比各孔系坐標(biāo)精度可以由 1mm提高到 0.2mm，，同軸度 0． 5mm提高到 0．08mm孔系平行度由 0． 7mm 提高到 0．1 mm而且所有精度均靠機床本身的裝配精度保證，為提高整車的質(zhì) 量奠定了基礎(chǔ)。變速箱箱體是裝載機運動系統(tǒng)中的核心部

16、件， 零件本身的結(jié)構(gòu) 剛度較差，而加工精度相對要求較高，不采用特殊措施，使得與變速器結(jié)合面 0．08mm的平面度以及各孔對此面的垂直度，各孔中心矩均難以保證。組合機床 與通用機床組合生產(chǎn)線使適當(dāng)?shù)耐顿Y能迅速擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模， 解決通用機床加工效 率低，同一工序需要多臺機床加工的難題。 在工程機械快速發(fā)展的今天，我們面臨的產(chǎn)品上規(guī)模、質(zhì)量上臺階的難題， 都可以運用組合機床加工得到有效的解決， 組合機床在工程機械領(lǐng)域有著更大的 發(fā)展空間。 1.5 方案制定 每個方案包括的內(nèi)容有：工藝分析、主要技術(shù)參數(shù)、總布局、傳動系

17、統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制操作系統(tǒng)、電系統(tǒng)、主要部件的結(jié)構(gòu)草圖、實驗結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等。 在制定方案時應(yīng)注意以下幾個方面： （1） 當(dāng)使用和制造出現(xiàn)矛盾時，應(yīng)先滿足使用要求，其次才是盡可能便于制造。要盡量用先進(jìn)的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)； （2） 設(shè)計必須以生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗為依據(jù)， 凡是未經(jīng)實踐考驗的方案，必須經(jīng)過實驗證明可靠后才能用于設(shè)計； （3） 繼承與創(chuàng)造相結(jié)合，盡量采用先進(jìn)工藝，迅速提高生產(chǎn)力，為實現(xiàn)四個現(xiàn)代化服務(wù)。 注意吸取前人和國外的先進(jìn)經(jīng)驗， 并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)造和發(fā)展。 3 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文

18、 1.6 設(shè)計研究的內(nèi)容 (1) 零件分析 仔細(xì)閱讀所拿到的零件圖紙，分析零件的結(jié)構(gòu)特點及技術(shù)要求。 (2) 擬定零件工藝方案 確定零件的材料，加工時的定位基準(zhǔn)以及零件的加工工藝方案。 (3) 總體方案設(shè)計 確定機床的配置形式及總體結(jié)構(gòu)方案。 (4) 組合機床設(shè)計——三圖一卡設(shè)計 確定被加工零件的工序圖， 零件加工示意圖，繪制機床尺寸聯(lián)系圖，機床生 產(chǎn)率計算卡。 (5) 主軸箱設(shè)計 繪制主軸箱草圖，選擇主軸結(jié)構(gòu)形式及動力計算，設(shè)計主軸箱的傳動系統(tǒng)。

19、 4 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 第二章 組合機床總體設(shè)計 2.1 組合機床方案的制定 2.1.1 制定工藝方案 零件加工工藝將決定組合機床的加工質(zhì)量、 生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。 所以，在制定工藝方案時， 必須計算分析被加工零件圖， 并深入現(xiàn)場了解零件的 形狀、大小、材料、

20、硬度、剛度，加工部位的結(jié)構(gòu)特點加工精度，表面粗糙度， 以及定位，夾緊方法，工藝過程，所采用的刀具及切削用量，生產(chǎn)率要求，現(xiàn)場 所采用的環(huán)境和條件等等。 并收集國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料， 制定出合理的工藝方案。 根據(jù)被加工被零件（減速箱箱蓋）的零件圖（圖 2-1 ），加工八個螺栓孔的 工藝過程。 (1) 加工孔的主要技術(shù)要求。加工 4 個 M8螺紋底孔的孔。 孔的位置度公差為 Φ0.1mm，與 Φ 12 孔同心。工件材料為 HT21-40， HB170～241 要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量 6 萬件，單班制生產(chǎn) (2) 工藝分析 加工該

21、孔時，孔的位置度公差為 0.1mm 根據(jù)組合機床用的工藝方法及能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，可采用如下的加工方案。 一次性加工螺紋底孔，孔徑為 Φ 6.5 (3) 定位基準(zhǔn)及夾緊點的選擇 加工此離合器壓蓋的孔，以底面的兩個支承點限制 X 、 Y 和 X 、 Y 四個自由度，位于 中間的心軸起到了很好的定位作用。 在保證加工精度的情況下， 提高生產(chǎn)效率減輕工人勞動量， 而工件也是大批 量生產(chǎn)，由于夾具在本設(shè)計中沒有考慮，因此在設(shè)計時就認(rèn)為是人工夾緊。 5 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 2.1.

22、2 確定組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。 (1) 被加工零件的加工精度 被加工零件需要在組合機床上完成的加工工序及應(yīng)保證的加工精度，是制造 機床方案的主要依據(jù)。離合器壓盤加工孔的精度要求不高，可采用鉆孔組合機 床，工件各孔間的位置精度為 0.1mm,它的位置精度要求不是很高，安排加 工時 可以在下一個安裝工位上對所有孔進(jìn)行最終精加工。 為了加工出表面粗糙度 為 Ra3.2um的孔。采取提高機床原始制造精度和工件定位基準(zhǔn)精度并減少夾壓變形等措施就可以了。為此， 機床通常采用尾置式齒輪動力裝置， 進(jìn)給采用液壓系統(tǒng)，人工夾緊。被加工零件圖如圖 2-

23、1 所示。 (2) 被加工零件的特點 這主要指零件的材料、 硬度加工部位的結(jié)構(gòu)形狀， 工件剛度定位基準(zhǔn)面的特點，它們對機床工藝方案制度有著重要的影響。 此離合器壓盤的材料是 HT21-40、硬度 HB170-241、孔在整個壓盤上呈 90 度均度分配，孔的直徑為 Φ 6.5mm。采用多孔同步加工，零件的剛度足夠，工件受力不大，振動，及發(fā)熱變形對工件影響可以不計。 6 西北工

24、業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 ? 22 凸臺 4個均 置 位 布 布 2 均 . 0 0 ?1 度 孔 確 準(zhǔn) 孔 ?12 位置 準(zhǔn)確度 0.1 圖 2－ 1 被加工零件圖 一般來說，孔中心線與定位基準(zhǔn)面平行且需由一面或幾面加工的箱體宜用臥式機床，立式機床適宜加工定基準(zhǔn)面是水平的且被加工孔與基準(zhǔn)面

25、垂直的工件，而不適宜加工安裝不方便或高度較大的細(xì)長工件。 對大型箱體件采用單工位機床加工較適宜，而中小型零件則多采用多工位機床加工。 此零件的加工特點是中心線與定位基準(zhǔn)平面是垂直的， 并且定位基準(zhǔn)面是水 平的?？椎姆植挤秶侵本€形狀，工件比較長，一次鉆完，多軸箱體積較大，采 用兩工位以減小多軸箱的體積， 使整個鉆床瘦身，因而適合選擇立式多工位鉆床。 (3) 零件的生產(chǎn)批量 零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、 多工位、自動線或按中小批量生產(chǎn)特點設(shè)計組合機床的重要因素。 按設(shè)計要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年生產(chǎn)量為 6 萬件，從工件外形及輪廓尺寸，為了減少加工時間，采用多軸頭，為了減

26、少機床臺數(shù)，此工序盡量在一臺機床上完成，以提高利用率。 (4) 機床使用條件 使用組合機床對對車間布置情況、 工序間的聯(lián)系、 使用廠的技術(shù)能力和自然 條件等一定的要求。在根據(jù)使用戶實際情況來選擇什么樣的組合機床。 7 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 綜合以上所述：通過對箱蓋零件的結(jié)構(gòu)特點、加工部位、尺寸精度、表面粗 糙度和技術(shù)要求、定位、夾緊方式、工藝方法，并定出影響機床的總體布局和技 術(shù)性能等方面的考慮，最終決定設(shè)計四軸頭多工位同步鉆床。 2.2 確定切削用量及選擇刀具

27、2.2.1 確定工序間余量 為使加工過程順利進(jìn)行并穩(wěn)定的保證加工精度，必須合理地確定工序余量。 生產(chǎn)中常用查表給出的組合機床對孔加工的工序余量， 由于在本鉆床上鉆孔后重 新安裝或在其他多工位機床上加工下道工序，應(yīng)適當(dāng)加大余量，以消除轉(zhuǎn)、 定位 誤差的影響。 Φ6.5mm的孔在鉆孔后擴(kuò)孔，直徑上工序間余量 0.5 ～1mm。 2.2.2 選擇切削用量 確定了在組合機床上完成的工藝內(nèi)容了， 就可以著手選擇切削用量了。 因為所設(shè)計的組合機床為多軸同步加工在大多數(shù)情況下， 所選切削用量， 根據(jù)經(jīng)驗比一般通用機床單刀加工

28、低 30%左右．多軸主軸箱上所有刀具共用一個進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動力滑臺，工作時， 要求所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同， 且等于動力滑臺的每分鐘進(jìn)給量（ mm/min）應(yīng)是適合有刀具的平均值。因此，同一主軸箱上的刀具主軸可設(shè)計成不同轉(zhuǎn)速和不同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（ mm/r）與其適應(yīng)。以滿足不同直徑的加需要，即： n1 f 1 = n2 f 2 =, = ni f i =vf 式中： n1 、n2 、, ni ——各主軸轉(zhuǎn)速（ r/min ） f 1 、 f 2 、, f i ——各主軸進(jìn)給量（ mm/r） vf ——動力滑臺每分鐘進(jìn)給量（ mm/min）

29、 由于離合器壓盤孔的加工精度、 工件材料、工作條件、技術(shù)要求都是相同的。按照經(jīng)濟(jì)地選擇滿足加工要求的原則， 采用查表的方法查得： 鉆頭直徑 D=6.5mm, 8 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 鑄鐵 HB175～255、進(jìn)給量 f=0.1mm/r 、切削速度 v=15m/min. 2.2.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率 根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度 v 及進(jìn)給量 f ）確定切削力，作為選 擇動力部件（滑臺）及夾具設(shè)計的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳 動件（齒輪，傳動軸等）的尺寸

30、；確定切削功率，用以選擇主傳動電動（一般指 動力箱）功率，通過查表計算如下： 1 布氏硬度： HB =HBmin－ 3 (HBmax－ HBmin) 1 =170 － 3 (241 －170) =146.33 切削力： F =26 D f 0.8 HB 0.6 =26 6.5 0.10 .8 146.330.6 =535.16 N 切削扭矩： T =10 D 1 .9 f 0.8 HB 0. 6 =10 6.51.9 0.10.8 146.33 0.6 =2452.26N

31、 mm 切削功率： P = T v 9740 D =2452.26 15/(9740 3.14 10) =0.123 kw 式中： HB——布氏硬度 F ——切削力（ N） D ——鉆頭直徑（ mm） f ——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（ mm/r） T ——切削扭矩 (Nmm) V ——切削速度（ m/min） 9 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 P ——切削功率 (kw) 2.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu) 離合器壓盤的布氏硬度在 HB170～

32、241，孔徑 D 為 6.5mm，刀具的材料選擇高 速鋼鉆頭（ W18Cr4V），為了使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、刃磨簡單，選擇標(biāo)準(zhǔn) Φ 6.5 的麻花鉆?？准庸さ毒叩拈L度應(yīng)保證加工終了時刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有 30～50mm的距離，以便排出切屑和刀具磨損后有一定的向前的調(diào)整量。

33、 10 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 第三章 組合鉆床總設(shè)計 組合機床總體設(shè)計， 就是針對具體的被加工零件， 在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案 的基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案圖紙設(shè)計。 這些圖紙包括： 被加工零件工序圖， 加工示意圖， 生產(chǎn)率計算卡，機床聯(lián)系尺寸圖。 3.1 被加工零件工序圖 1、被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容： 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案， 表示一臺組合機床完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)

34、、夾具部位及被加工零件的材料、 硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或成品狀況的圖紙，它不能用用戶提供的圖紙代替， 而是在原零件圖基礎(chǔ)上， 突出本機床的加工的內(nèi)容，加上必要的說明繪制成的。它是組合機床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗和調(diào)整機床的重要技術(shù)文件。 圖上主要內(nèi)容： （1）被加工零件的形狀，主要外廓尺寸和本機床要加工部位的尺寸、 精度、表面粗糙度、形位精度等技術(shù)要求，以及對上道工序的技術(shù)要求等。 （2）本工序所選定的定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向。 （3）加工時如需要中間向?qū)?，?yīng)表示出工件與中間向?qū)в嘘P(guān)部位結(jié)構(gòu)和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。

35、 （4）被加工零件的名稱、編號、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。 2、繪制被加工零件工序圖的注意事項 （1）為了使被加工零件工序圖清晰明了， 一定要圖出被本機床的加工內(nèi)容。繪制時，應(yīng)按一定的比例，選擇足夠的視圖及剖視圖， 突出加工部位（用粗實線），并把零件輪廓及與機床、夾具設(shè)計有關(guān)部位（用細(xì)實線）表清楚，凡本道工序保 證的尺寸、角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方面用粗實線標(biāo)記。如圖 3-1 中 4－Φ12 加工用定位基準(zhǔn)，機械夾壓位置及方向，輔助支承均須用規(guī)定的符號表示出來。 11 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文

36、?22 凸臺 4個均 置 位 布 布 2 均 . 0 0 1 度 ? 孔 確 準(zhǔn) 孔? 12 位置 準(zhǔn)確度 0.1 圖 3-1 被加工零件工序圖 附注： 1.被加工零件名稱及編號：離合器壓盤； 2.材料及硬度：灰鑄鐵 HT21-40 JB307-62 HB175~255 ； （2）加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)

37、注起，為便于加工及檢查，尺寸應(yīng) 采用直角坐標(biāo)系標(biāo)出， 而不采用極坐標(biāo)， 但有時因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重 合，則須對加工部位要求位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。 3.1.1 加工示意圖 12 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 主軸 圖 3-2 加工示意圖 1、加工

38、示意圖的作用和內(nèi)容  多軸箱端面 加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上的反映， 表示被加工零件在機床上的加工過程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對位置關(guān)系，機床的工作行程及工作循環(huán)等，是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計選擇動力部件的主要依據(jù)， 是整臺組合機床布局形式的原始要求， 也是調(diào)整機床和刀具所必需的重要文件。圖 3-2 為箱蓋上 4 孔立式鉆床加工示意圖。 在圖上應(yīng)標(biāo)注的內(nèi)容： （1）機床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。 （2）工件、夾具、刀具及多軸箱端面之間的距離等。 （3）主軸的結(jié)構(gòu)

39、類型，尺寸及外伸長度；刀具類型，數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、接桿、導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向置的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式，刀具應(yīng)按加工終了位置繪制。 2、繪制加工示意圖之前的有關(guān)計算 （1）刀具的選擇 刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、 切削的排除 及生產(chǎn)率要求等因素。刀具的選擇前已述及，此處就不在追述了。 （2）導(dǎo)向套的選擇 在組合機床上加工孔，除用剛性主軸的方案外， 工件 的尺寸、位置精度主要取決于夾具導(dǎo)向。 因此正確選擇導(dǎo)向裝置的類型， 合理確 定其尺寸、精度， 是設(shè)計組合機床的重要內(nèi)容， 也是繪制加工示意圖時必須解決 的內(nèi)容。 1

40、）選擇導(dǎo)向類型 根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑 d=10mm和刀具導(dǎo)向的線速度 13 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 v=15m/min，選擇固定式導(dǎo)向。 2）導(dǎo)向套的參數(shù) 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置，如圖 3-3 所示： 圖 3-3 固定導(dǎo)向裝置 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下表： 表 3－ 1 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺 d D D1 D2 L l1 m R d

41、1 d2 l0 6.5 12 22 30 28 38 13 18 M8 16 16 固定裝置的配合如下表： 表 3－ 2 固定裝置的配合 導(dǎo)向 工藝 D D D1 刀具導(dǎo)向 類別 方法 部分外徑 固定 鉆孔 G7（或 F8） H 7 H 7 g6 導(dǎo)向 g 6 js6 固定

42、導(dǎo)向裝置的布置如圖 3-4 所示 導(dǎo)向裝置的布置如表 3－3 所示： 表 3－ 3 導(dǎo)向裝置的參數(shù) (mm) 尺寸 l 1 l2 l 3 項目 與直徑 d 的關(guān)系 (2～3)d 加工鑄鐵 d d/3+(3～ 8) 計算值 3d=30 25．4 25.4/3+8=16.5 14 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 圖 3

43、－ 4 固定導(dǎo)向裝置的布置 （3）初定主軸類型、尺寸、外伸長度 因為軸的材料為 40Cr，剪切彈性模量 G=81.0GPa,剛性主軸取 ψ＝1／4（0） ／ m,所以 B 取 2.316 ， 根據(jù)剛性條件計算主軸的直徑為： d B 4 T =2.316 4 3274.45 =17.52mm 式中： d——軸直徑（ mm） T ——軸所承受的轉(zhuǎn)矩（ Nmm） B——系數(shù) 本設(shè)計中所有主軸直徑皆取 d=20mm,主軸外伸長度為： L=115mm， D/ d1 為 32/20 ，內(nèi)孔 長度為： l1 =77mm

44、. （4）選擇刀具接桿 由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長度為一定值， 而 刀具的長度也是一定值， 因此，為保證多軸箱上各刀具能同時到達(dá)加工終了位置， 就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié)， 這個可調(diào)節(jié)在組合機床上是通過可調(diào)整 的刀具接桿來解決的 , 連接桿如圖 3-5 所示， 圖 3-5 可調(diào)連接桿 15 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 連接桿上的尺寸 d 與主軸外伸長度的內(nèi)孔 D配合，因此，根據(jù)接桿直徑 d 選 擇刀具接桿

45、參數(shù)如表 3－4 所示： 表 3－4 可調(diào)接桿的尺寸 d(h6) D (h6) d d L l l l 螺母 1 2 3 1 2 3 厚度 2 Tr20 莫氏 1 12. 1 1 4 41 1 0 6 號 061 7 88 6 0 00 2 （5

46、）確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸 從保證加工終了時主軸箱端面到工件端面間距離最小來確定全部聯(lián)系尺 寸，加工示意圖聯(lián)系尺寸的標(biāo)注如圖 3-2 所示。其中最重要的聯(lián)系尺寸即工件端 面到多軸箱端面之間的距離（圖中的尺寸 333mm）, 它等于刀具懸伸長度、螺母 厚度、主軸外伸長度與接桿伸出長度 （可調(diào)）之和，再減去加工孔深度和切出值。 （6）工作進(jìn)給長度的確定 如圖 3-6 工作進(jìn)給長度 L工 應(yīng)等于工件加工部 位長度 L 與刀具切入長度 L1 和切出長度 L2 之和。切入長應(yīng) L1 應(yīng)根據(jù)工件端面誤 差情況在 5～ 10mm之間選擇，誤差大時取大值，

47、因此取 L1 =7mm，切出長度 1 9mm,所以 L工 =10+7+9=26mm. L2 =1/3d+(3 ～8)= 3 10 +8 （7）快進(jìn)長度的確定 考慮實際加工情況，在未加工之前，保證工件表 面與刀尖之間有足夠的工作空間， 也就是快速退回行程須保證所有刀具均退至夾 具導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝卸。這里取快速退回行程為 156mm，快退長度等于快速 引進(jìn)與工作工進(jìn)之和，因此快進(jìn)長度 156－26=130mm. 圖 3-6 工作進(jìn)給長

48、度 16 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 3.1.2 機床聯(lián)系尺寸圖 5 7 4 2 7 量 備 上 5 250 0 6 5 2 5 程 1 程 行 行 總 0 2 量 A 備 下 I 5 5 2

49、 0 Y 2 H D 2 T 3 1 5 2 L C 1 0.5 0 3 0 0 4 6 4 2 110 5 6 7 9 1020 0 CD25 CC32 56 0 6 3 600 600 130 350 1820 圖 3－ 7 機床聯(lián)系尺寸圖 1、聯(lián)系尺寸圖的作

50、用和內(nèi)容 一般來說，組合機床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件——動力箱、動力滑臺、立柱、 立柱底座加上專用部件——多軸箱、刀、輔具系統(tǒng)、夾具、液、 電、冷卻、潤滑、 排屑系統(tǒng)組合而成。聯(lián)系尺寸圖用來表示機床各組成部件的相互裝配和運動關(guān) 系，以檢驗機床各部件的相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足要求，通用部件的 選擇是否合適，并為進(jìn)一步開展主軸箱、 夾具等專用部件、 零件的設(shè)計提供依據(jù)。 聯(lián)系尺寸圖也可以看成是簡化的機床總圖，它表示機床的配置型式及總體布局。 如圖 3-7 所示，機床聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容包括機床的布局形式，通用部件的 型號、規(guī)格、動力部件的運動尺寸和所用電動

51、機的主要參數(shù)、 工件與各部件間的 主要聯(lián)系尺寸，專用部件的輪廓尺寸等。 2、選用動力部件 選用動力部件主要選擇型號、規(guī)格合適的動力滑臺、動力箱。 （1）滑臺的選用 通常，根據(jù)滑臺的驅(qū)動方式、所需進(jìn)給力、進(jìn)給速度、 17 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 最大行程長度和加工精度等因素來選用合適的滑臺。 1）驅(qū)動形式的確定 根據(jù)對液壓滑臺和機械滑臺的性能特點比較，并結(jié) 合具體的加工要求，使用條件選擇 HY系列液壓滑臺。 2）確定軸向進(jìn)給力 滑臺所需的進(jìn)給力 F進(jìn) = ∑ Fi =4 1071.79=4287.16N

52、 式中： Fi ——各主軸加工時所產(chǎn)生的軸向力 由于滑臺工作時，除了克服各主軸的軸的向力外，還要克服滑臺移動時所 產(chǎn)生的摩擦力。因而選擇滑臺的最大進(jìn)給力應(yīng)大于 F進(jìn) ＝4.29KN。 3）確定進(jìn)給速度 液壓滑臺的工作進(jìn)給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無級調(diào)速， 對液壓滑臺確定切削用量時所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺最小工作進(jìn)給速度的 0.5 ～ 1 倍 ; 液壓進(jìn)給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時，實際進(jìn)給速度應(yīng)更大一些。 本系統(tǒng)中進(jìn)給速度 vf =nf=47.8mm/min。所以選擇 HY25IA液壓滑臺，工作進(jìn)給速度范圍 32～800mm/min，快速速度 12m/min。

53、 4）確定滑臺行程 滑臺的行程除保證足夠的工作行程外，還應(yīng)留有前備 量和后備量。 前備量的作用是動力部件有一定的向前移動的余地， 以彌補機床的 制造誤差以及刀具磨損后能向前調(diào)整。本系統(tǒng)前備量為 20mm，后備量的作用是 使動力部件有一定的向后移動的余地，為方便裝卸刀具，這是取 40mm,所以滑臺總行程應(yīng)大于工作行程，前備量，后備量之和。 即：行程 L＞ 156+20+40=236mm，取 L＝250mm。綜合上述條件，確定液壓動力滑臺型號 HY25IA。 （2）由下式估動力箱的選用 動力箱主要依據(jù)多軸所需的電動機功率來 選用，在多軸箱沒有設(shè)計之前， P主

54、 可算 P主 ＝ P切 ／η ＝ 4 0.123 ／0.8 ＝ 0.615KW 式中： η——多軸箱傳動效率，加工黑色金屬時 η＝ 0.8 ～ 0.9 ；有色金屬 時 η＝0.7 ～0.8 ，本系統(tǒng)加工 HT21-40 JB307-62 ，取 η ＝0.8 ． 18 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 動力箱的電動機功率應(yīng)大于計算功率，并結(jié)合主軸要求的轉(zhuǎn)速大小選擇。 因此，選用電動機型號為 Y100L— 6B5 的 1TD25IA 型動力箱，動力箱輸出軸至箱 底面高度為 125mm。主要技術(shù)參數(shù)如下表：

55、 轉(zhuǎn)速范圍（ r/min ） 主電機功率 主電機傳動型號 電機轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)速 （ kw ） 配套主軸部件型號 Y100L-6B5 1430 706 1.5 1TA32、1TA32M、1TZ32~1TG32 （3）Y 軸液壓滑臺的選用 工件質(zhì)量計算 V=420 24010＋(2 160＋ 2 340) 1030 =1.308 10-3m3 m = ρ v=7.0 1031.308 10-3 =9.156kg 磨擦系數(shù)： f=0.07 ～0.12 取 f=0.1 F=f N=0.1mg

56、=0.19.156 10=9.156N 2、配套支承部件的選用 立柱 1CL25型，立柱底座 1CD25 3、確定裝料高度 裝料高度指工件安裝基面至機床底面的垂直距離，在現(xiàn)階段設(shè)計組合機床 時，裝料高度可視具體情況在 H＝ 580～1060mm之間選取，本系統(tǒng)取裝料高度為 976mm。 4、中間底座輪廓尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿足 Y 軸滑臺在其上面聯(lián)接安裝的需要，又考慮到 與立柱底座相連接。因此，中間底座采用側(cè)底座 1CC32。 5、確定多軸箱輪廓尺寸 本機床配置的多軸箱總厚度為 301mm，寬度和高度按標(biāo)準(zhǔn)尺寸中選取。

57、 計算 時，多軸箱的寬度 B 和高度 H可確定為： B=500 H=500 根據(jù)上述計算值， 按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)， 最后確定主軸箱輪廓尺寸 B H=500X500mm。 19 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 3.2 生產(chǎn)率計算卡 生產(chǎn)率計算卡是反映所設(shè)計機床的工作循環(huán)過程、動作時間、切削用量、 生 產(chǎn)率、負(fù)荷率等技術(shù)文件， 通過生產(chǎn)率計算卡， 可以分析擬定的方案是否滿足用 戶對生產(chǎn)率及負(fù)荷率的要求。計算如下： 切削時間： T 切= L/vf+t 停 = 2

58、 26/47.8 ＋215/478 =1.151 min 式中： T 切——機加工時間（ min） L ——工進(jìn)行程長度（ mm） vf —— 刀具進(jìn)給量（ mm/min） t ?！罁蹊F停留時間。一般為在動力部件進(jìn)給停止?fàn)顟B(tài)下， 刀具旋轉(zhuǎn) 5～15 r 所需要時間。這里取 15r L3 L4 輔助時間 T 輔 = vfk +t 移 +t 裝 = （150＋176） 2/12000+0.1+1.5 = 1.654min 式中： L3、L4 ——分別為動力部件快進(jìn)、快退長度（ mm） v

59、fk ——快速移動速度（ mm/min） t 移 ——工作臺移動時間 （ min）, 一般為 0.05 ～0.13min, 取 0.1 min t 裝 ——裝卸工件時間（ min）一般為 0.5 ～ 1.5min, 取 1.5min 機床生產(chǎn)率 Q1 = 60/T 單 = 60/ （ T 切+T 輔） =60/ （1.151+1.654 ） =21.39 件/h 機床負(fù)荷率按下式計算 η= Q1/Q100% = Q1tk/A 100% 20 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 =21.39

60、1950/60000 100% =70% 式中： Q——機床的理想生產(chǎn)率（件 /h ） A ——年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件） tk ——年工作時間，單班制工作時間 tk =1950h 表 3－5 生產(chǎn)率計算卡 圖號 1601A-093 毛坯種類 鑄件 被加工 名稱 離合器壓盤 毛坯重量 零件 HT21-40 JB297-62 HB170-241 材料

61、硬度 工序名稱 鉆壓盤連接孔 工序號 工時 /min 序 工步 工作行 切速 / 進(jìn)給量 / 進(jìn)給量 / 工進(jìn) 輔助 號 名稱 程 /mm （ mmin -1 ） （ mm r-1 ） （mm min -1 ） 時間 時間 1 按裝工件 0.5 2 工件定位夾緊 0.25 3 Z 軸快下 150 12000 0.013 4 Z 軸工進(jìn) 26 32 0.1 47.8 0.544 5 Z 軸暫停 0.03

62、 6 Z 軸快上 176 12000 0.015 7 Y 軸前進(jìn) 100 10000 0. 01 8 Y 軸暫停 0.09 9 Z 軸快下 150 12000 0.013 10 Z 軸工進(jìn) 26 47.8 0.544 11 Z 軸暫停 0.03 12 快退 176 12000 0.015 13 工件松開 0.25 14 卸下工件 0.5 備

63、 1、主軸轉(zhuǎn)速 706r/min 累計 1.088 1.716 注 2、一次安裝加工完一個工件 21 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 3.3 多軸箱輪廓尺寸 多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的如圖 3-8 所示 : 如

64、圖 3-8 鉆孔組合機床多軸箱原始依據(jù)圖 圖中多軸箱的兩定位銷孔中心連線為橫坐標(biāo)， 工件加工孔對稱， 選擇箱體中垂線為縱坐標(biāo)，在建立的坐標(biāo)系中標(biāo)注輪廓尺寸及動力箱驅(qū)動軸的相對位置尺寸。主軸部為逆時針旋轉(zhuǎn)（面對主軸看） 。 主軸的工序內(nèi)容，切削用量及主軸尺寸及動力部件的型號和性能參數(shù)如表 3－6 所示： 表 3－ 6 主軸外尺寸及切削用量 主軸外伸尺寸 工序 切削用量 軸號 N V f V f L D/d 內(nèi)容 （r/min ） (m/min) (mm/r) (mm/min)

65、 1、2、 20/12 115 鉆Φ6.5478 15 0.1 47.8 22 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 3、 4 注： 1．被加工零件編號及名稱：箱蓋；材料： HT21-40 JB297-62 ；硬度 : HB170-241 2．動力部件型號： 1TD25IA 動力箱，電動機型號 Y100L-6 ；功率 P＝ 1.5kw 。 3.4 齒輪模數(shù)選擇 本組合機床主要用于鉆孔，因此采用滾珠軸承主軸。 齒輪模數(shù) m可按下式估算： m=

66、(30～ 32) 3 P /(ZN ) =32 3 1.5 /(19 478) =1.76 式中： m ——估算齒輪模數(shù) P ——齒輪所傳遞率（ kw） Z ——對嚙合齒中的小齒輪數(shù) N ——小齒輪的轉(zhuǎn)速（ r/min ） 多軸箱輸入齒輪模數(shù)取 m1=3，其余齒輪模數(shù)取 m2=2。 3.5 多軸箱的傳動設(shè)計 （1）根據(jù)原始依據(jù)圖（圖 3-7 ），畫出驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)位置。如下表： 表 3— 7 驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)值 坐標(biāo) 銷 O1 驅(qū)動軸 O 主軸 1 主軸 2 主軸 3 主軸 4 X －175 0 －95 95 95 －95 Y 0 94.5 180 180 80 80 （2）確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù) 23 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院