組合機床畢業(yè)設計說明書

1、<p>　　摘 要：組合機床的特點是，設計制造周期短，加工效率高，成本低，加工質量好，自動化程度高，在大批大量生產中廣泛運用。 </p><p>　　本課題先對零件進行工藝分析，確定其工藝路線，然后針對變速箱殼體端面上2×Φ80孔鏜削這一特定工序而設計的一臺專用雙面鏜臥式組合機床。設計中，在充分數據計算出切削用量的基礎上對標準通用部件做了仔細選擇，設計出組合機床的總體

2、結構，并依據被加工零件的結構特點，加工部位的尺寸精度，表面粗糙度要求，選擇合適的定位夾緊方式，設計了結構合理的夾具。</p><p>　　關鍵詞：組合機床,箱體零件，鏜削頭,夾具</p><p>　　Abstract：Machine tool is characterized by design and manufacturing cycle is short, processing ef

3、ficiency, low cost, good processing quality, high degree of automation in a large number of widely used in mass production.First on the parts of the project process analysis to determine their process route, and then fo

4、r the gearbox housing end surface 2 × Φ80 hole boring process designed this particular special two-sided a horizontal boring machine tool. Design, calculated in the full data on the ba</p><p>　　Keyword:

5、 Machine tool, box parts, boring head, fixture</p><p><b>　　1 引 言</b></p><p>　　1.1 組合機床概述</p><p>　　組合機床是以通用部件為基礎，配以按工件特定形狀和加工工藝設計的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機床。</p><

6、p>　　組合機床是當前機械制造業(yè)實現產品更新，進行技術改造，提高生產效率和高速發(fā)展必不可少的設備之一。加工對象主要是生產批量比較大的大中型箱體類和軸類零件。生產效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經標準化和系列化，可根據需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產線。</p><p><b>　　組合機床發(fā)

7、展</b></p><p>　　組合機床自1911年在美國研制成功后便廣泛的應用于大批量生產的汽車工業(yè)中，并且隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而逐步完善。組合機床是根據被加工件的工藝要求，按照工序高度集中的原則而設計的，并以系列化，標準化得通用部件為基礎，配以少量專用部件而組成的專用設備，并配以專用夾具，采用多把刀具同時進行加工。組合機床的輔助工作實現了自動化，具有專用，高效，自動化和易于保證加工精度。當被加工的零

8、件尺寸結構有所改進時，組合機床的通用零部件還可以重新被利用組成新的組合機床，且具有一定的柔性度。在數控設備還沒有普及和推廣的幾十年里，它對于提高加工效率，降低對操作者得技術要求起到了很大的作用，尤其是組合銑床和專用鉆床。</p><p>　　近幾年來，由于國家加大基礎設施的投入，工程機械需求呈現了強勁的增長勢頭，部分生產廠家呈現一年翻一番的發(fā)展形勢，雖然國家因出現局部經濟過熱而采取對鋼材，建材，電解鋁等行業(yè)進行調

9、控，但很多重點工程都陸續(xù)開工上馬，工程機械雖不會出現過熱現象，但今后幾年仍然會維持較大程度的增長態(tài)勢。國內工程機械同進口產品相比，其特點是價位低，產品穩(wěn)定性差，可靠性差，零件加工手段落后。隨著國家對世貿承諾的逐步實現，價格的競爭優(yōu)勢也逐漸減少。隨著技術的不斷進步，一種新型的組合機床——柔性組合機床越來越受人們的親睞，它應用多為主軸箱，可換主軸箱，編碼隨行夾具和刀具的自動更換，配以可編程序控制器（plc），數字控制（NC）等，能任意改變工

10、作循環(huán)控制和驅動系統(tǒng)，并能靈活適應多種加工的可調可變的組合機床。另外，今年來組合機床加工中心，數控組合機床，機床輔機等在組合機床中所占份額也越來越大。 從80年代來，國外組合機床在滿足精度和效率要求的基礎上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展，組合機床的加工精度，多品種加工的柔性以及機床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進展，實現了機床工作程序軟件化，工序高度集中，高效接配和過功能知道</p><p>　　1.3

11、 機床設計的目的、內容、要求</p><p>　　1.3.1設計的目的</p><p>　　本畢業(yè)設計，其目的在于通過設計雙面鏜組合機床及夾具，使我們在本次設計過程中，得到設計構思、方案的分析、結構工藝性、機械制圖、零件計算、編寫技術文件和查閱資料等方面的綜合訓練，樹立正確的設計思想，掌握基本的設計方法，培養(yǎng)基本的設計方法，并培養(yǎng)了自己具有初步的結構分析、結構設計和計算能力。</p&

12、gt;<p>　　1.3.2 設計內容與要求</p><p>　　1、翻譯外文文獻資料，譯出漢字不少于5千； </p><p>　　2、完成零件圖的二維繪制；</p><p>　　3、完成零件的工藝分析和工藝綜合卡繪制；</p><p>　　4、完成組合機床總體結構設計（工序圖、加工示意圖、尺寸聯系圖）；</p>

13、<p>　　5、完成夾具的二維三維設計； </p><p>　　6、編寫設計說明書，字數不少于1.2萬。</p><p>　　2 組合機床的總體設計</p><p>　　2.1整個零件的工藝分析</p><p>　　工藝分析是設計組合機床最重要的一步，必須認真分析被加工零件的工藝過程。深入現場全面了解被加工零件的結構特點，加工部位

14、，夾緊方式，工藝方法和加工過程所用的刀具，切削用量及生產率等。</p><p><b>　　零件工藝分析如下：</b></p><p>　　1）該零件為減速器箱體，材料要求為鑄鐵，即HT200的灰鑄鐵，故選用鑄造件為毛坯件。根據加工工藝手冊鑄鐵件機械加工余量要求，在各項加工尺寸的情況下考慮到各加工表面以及孔的的加工余量，可確定鑄造件的各項尺寸為，前后面距離264mm，

15、左右面距離237mm,上下面距離289mm，臺階高度53.5mm, mm的底孔為φ67， mm的底孔為φ77mm，φ94mm及φ84mm的底孔為φ81mm。</p><p>　　2）由于鑄鐵并不能完全符合零件性能要求，故對鑄造件進行熱處理使其滿足零件各項要求和加工性能。</p><p>　　3）在大批量生產中，鑄造完的毛坯件并不能馬上加工，所以要對其進行表面處理，涂防銹漆。</p&g

16、t;<p>　　4）由于后續(xù)各項加工絕大部分以底面和底面上兩銷孔，既一面兩銷定位的，所以要先粗精銑底平面，以便為后續(xù)加工作為基準。由于底面為定位基準面，需要較高的精度要求，所以要粗精銑，已達到定位基準的精度要求。底面加工時，以頂面為粗基準進行加工。根據加工工藝手冊考慮到上表面的加工余量，根據推薦值，粗銑的切削深度為ap=3mm，一次走刀以提高生產率，進給量為f=1.6mm/r，刀具轉速n=600r/min所選刀具為YG6、

17、φ200mm端面銑刀, 根據切削速度公式（1-1）可得 ：</p><p><b>　　（1-1）</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　精加工時根據手冊推薦值，選取切削深度為0.5mm，進給量為0.3mm/r，主軸轉速n=750r/min，根據切削速度公式（1-1）可得：</p>

18、<p><b>　　。</b></p><p>　　5）隨后以底面與一側面為基準加工定位錐銷孔，首先用φ15mm的YG8麻花鉆鉆一底孔，機床主軸轉速為n=750r/min,進給量為f=0.4mm/r，根據切削速度公式（1-1）可得：。</p><p>　　而錐孔的加工采用手動加工鉸錐孔。</p><p>　　6）上平面的表面粗糙度

19、要求為3.2，而加工余量為3.5mm，故采用與上表面相似的加工方法，以底平面為定位基準，粗銑的切削深度為ap=3mm，一次走刀以提高生產率，進給量為f=1.2mm/r，刀具轉速n=600r/min，所選刀具為YG8、φ100mm端面銑刀,根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　精加工時根據手冊推薦值，選取切削深度為

20、ap=0.5mm，進給量為f=0.8mm/r，主軸轉速n=750r/min，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　7)側面的表面粗糙度要求均為3.2，且上面要進行螺紋孔的加工，所以要先粗銑，再精銑，左右側面的加工余量為1.5mm，故粗銑時切削深度為ap=1mm，進給量為f=1.6mm，主軸轉速選為n=300r/m

21、in,選取刀具為YG6、φ160mm端面銑刀，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　8)前后側面與左右側面加工方法與刀具、切削用量等完全相同，即故粗銑時切削深度為ap=1mm，進給量為f=1.6mm，主軸轉速選為n=300r/min, 選取刀具為YG6、φ160mm端面銑刀，根據切削速度公式（1-1）可得：<

22、;/p><p><b>　　。</b></p><p>　　9) 臺階面只有高度尺寸要求，無精度要求你，粗銑便可達到要求，臺階面加工余量為2mm，一次切削即可切削完成，即切削深度為ap=2mm，進給量為f=1.2mm，主軸轉速300r/min，選取刀具為YG6、φ100mm端面銑刀，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>

23、;　　。</b></p><p>　　10) 鏜 mm的孔，該孔內表面粗糙度要求為1.6，且該孔軸線與φ94mm的孔軸線有垂直度要求，所以該孔要粗鏜、半精鏜、精鏜。本工序只進行粗鏜與半精鏜的加工，該孔加工余量為1.5mm，故粗鏜時的切削深度為ap=1mm，進給量為f=0.4mm，主軸轉速n=200r/min，選取YG6硬質合金刀具，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p&g

24、t;<b>　　。</b></p><p>　　半精鏜切削深度選為ap=0.3mm，進給量為f=0.3mm，主軸轉速選為n=250r/min，選取YG6硬質合金刀具，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　根據選定的切削用量（主要指切削速度v及進給量f）確定切削力，作為

25、選擇動力部件（滑臺）及夾具設計的依據；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；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：</p><p>　　布氏硬度：HB =HBmax－(HBmax－HBmin) （1-2）</p><p>　　=210－(210－160)</p><p><

26、;b>　　=193</b></p><p>　　圓周力： （1-3）</p><p>　　=51.4×1×10.75×1930.55</p><p><b>　　= 921N</b></p><p>　　軸向切削力：

27、 （1-4）</p><p>　　=0.51×11.2×10.65×1931.5</p><p><b>　　=1336N</b></p><p>　　切削扭矩： （1-5） </p><p>　　=

28、25.7×69×1×10.75×1930.55</p><p><b>　　=32.1N.m</b></p><p>　　切削功率： （1-6）</p><p>　　=921×1.8.4/62100</p>

29、<p><b>　　=1.61kw</b></p><p>　　式中：HB——布氏硬度</p><p>　　——軸向切削力（N）</p><p><b>　　——圓周力（N）</b></p><p>　　D——鉆頭直徑（mm）</p><p>　　——每轉進給量（m

30、m/r）</p><p>　　T——切削扭矩(N·m)</p><p>　　V——切削速度（m/min）</p><p>　　P——切削功率(kw) </p><p>　　11) 該工序是本設計所要加工的工序，故所有的計算在下文。</p><p>　　12)鏜孔锪端面，即采用組合刀具對孔與端面一次性加工完成，

31、可在保證加工精度的前提下大大提高加工效率。本工序內有垂直度要求的基準孔及端面圓跳動的基準面，精度要求較高，所以要進行粗加工，半精加工及精加工。本次同樣只進行粗及半精加工。刀具選用硬質合金組合刀具，切削深度選為ap=1mm，進給量為f=1mm，主軸轉速選為n=500r/min，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>　　鏜大孔：；</b></p><p&g

32、t;<b>　　鏜小孔：；</b></p><p><b>　　锪端面：。</b></p><p>　　半精加工時切削深度選為ap=0.3mm，進給量為f=0.35mm，主軸轉速選為n=600r/min，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>　　鏜大孔：；</b></p>

33、;<p><b>　　鏜小孔：。</b></p><p>　　13)由于側面加工精度要求很高，且表面要進行孔的鉆削加工，所以進行左右側面的精加工，切削深度選為ap=0.5mm，進給量為f=0.3mm，主軸轉速選為n=750r/min，選取刀具為YG6、φ160mm端面銑刀，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>　　。<

34、/b></p><p>　　14)前后側面與左右側面加工情況完全相同，即切削深度選為ap=0.5mm，進給量為f=0.3mm，主軸轉速選為n=750r/min，選取刀具為YG6、φ160mm端面銑刀，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　15)精鏜 的孔，由于孔的精度要求較高，所以前

35、面工序留有加工余量較小，即ap=0.2mm，選取進給量為f=0.15mm，主軸轉速選為n=750r/min，選取刀具為YG6硬質合金刀具，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　16) 精鏜 的孔，由于孔的精度要求較高，所以前面工序留有加工余量較小，即ap=0.2mm，選取進給量為f=0.15mm，主軸轉速選為n=

36、750r/min，選取刀具為YG6硬質合金刀具，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　17)組合刀具鉆擴锪階梯孔本道工序所加工的孔無較高精度要求，所以可以一次性加工完成，刀具選取高速鋼復合刀具，選取進給量為f=0.3mm，主軸轉速選為n=350r/min，根據切削速度公式（1-1）可得：</p>&

37、lt;p><b>　　φ14mm的孔：;</b></p><p><b>　　φ20mm的孔：</b></p><p>　　18)用組合機床在左右側面鉆削8個M10的螺紋底孔，底孔為φ9mm，選取YG8硬質合金麻花鉆，ap=4.5mm，選取進給量為f=0.25mm，主軸轉速選為n=850r/min，根據切削速度公式（1-1）可得：</

38、p><p><b>　　。</b></p><p>　　19) 用組合機床在前后面鉆削6個M10的螺紋底孔，底孔為φ9mm，選取YG8硬質合金麻花鉆，ap=4.5mm，選取進給量為f=0.25mm，主軸轉速選為n=850r/min，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>　　。</b></p>

39、<p>　　20) 用組合機床在上平面鉆削4個M10的螺紋底孔，底孔為φ9mm，選取YG8硬質合金麻花鉆，ap=4.5mm，選取進給量為f=0.25mm，主軸轉速選為n=850r/min，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　21) 用組合機床在底平面鉆削3個M10的螺紋底孔，底孔為φ9mm，選取YG8

40、硬質合金麻花鉆，ap=4.5mm，選取進給量為f=0.25mm，主軸轉速選為n=850r/min，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　22) 用組合機床對左右側面的螺紋底孔攻絲，刀具選用礬鋼機動絲錐進給量為f=1mm，主軸轉速選為n=40r/min，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><

41、;p><b>　　。</b></p><p>　　23) 用組合機床對前后面的螺紋底孔攻絲，刀具選用礬鋼機動絲錐進給量為f=1mm，主軸轉速選為n=40r/min，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　24) 用組合機床對上平面的螺紋底孔攻絲，刀具選用礬鋼機動絲

42、錐進給量為f=1mm，主軸轉速選為n=40r/min，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　25) 用組合機床對底面的螺紋底孔攻絲，刀具選用礬鋼機動絲錐進給量為f=1mm，主軸轉速選為n=40r/min，根據切削速度公式（1-1）可得：</p><p><b>　　。</b

43、></p><p>　　26)所有機加工均已完成后，要對零件進行檢查，去毛刺等處理，合合格后為成品零件。</p><p>　　以上零件的工藝分析，所查的數據級所取定的各項加工條件、加工要求等，均以大批量生產為為前提進行的，所查的數據來至機械加工工藝手冊的推薦值及經驗值，所以所得的各項數據均滿足實際生產要求。</p><p>　　本課題主要針對前后面6個螺紋底孔

44、的鉆削加工進行的組合機床的設計工作，經考證，各項加工數據均滿足加工精度要求及加工經濟精度要求，符合實際生產加工。</p><p>　　減速器箱體零件加工工藝路線見表2-1.</p><p>　　表2-1 零件加工路線表</p><p>　　2.2 組合機床方案的制定</p><p>　　2.2.1制定工藝方案</p><p

45、>　　零件加工工藝將決定組合機床的加工質量、生產率、總體布局和夾具結構等。所以，在制定工藝方案時，必須計算分析被加工零件圖，并深入現場了解零件的形狀、大小、材料、硬度、剛度，加工部位的結構特點加工精度，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，生產率要求，現場所采用的環(huán)境和條件等等。并收集國內外有關技術資料，制定出合理的工藝方案。</p><p>　　根據被加工被零件（箱體）的零件圖

46、（圖1），雙面鏜兩個孔的工藝過程。</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　(1) 加工孔的主要技術要求。</p><p>　　粗鏜兩個對稱的孔，至Φ79；</p><p>　　孔離底面的高度為164±0.1，離側面的距離為100；</p><p>　　工件材料為H

47、T200，HB160~210；</p><p><b>　　(2) 工藝分析</b></p><p>　　加工該孔時，孔的位置公差為0.2mm，兩個孔剛好是對稱的，所以可以用雙面對稱加工</p><p>　　當被加工孔直徑在Φ40mm以上時，組合機床上多采用鏜削方法加工，而加工的孔的直徑Φ79>Φ40,所以用鏜削的加工方法</p&g

48、t;<p>　　組合機床上鏜孔可達2~1級精度，光潔度在6級左右，孔間的位置精度能達到±0.025~±0.05mm，用一根鏜桿鏜削幾層孔時，孔的不同軸度可以保證在±0.015~±0.02mm范圍內，當分別用兩根鏜桿從兩端加工時，孔的不同軸度可以達到±0.03~±0.05mm，孔的同軸度要求不高，且只需要加工兩個孔，所以用兩根鏜桿加工孔</p><

49、;p>　　毛坯是鑄造出來的，一般第一步加工都是粗鏜的加工方法</p><p>　　(3) 定位基準及夾緊點的選擇</p><p>　　箱體零件是機械制造業(yè)中加工工序多，勞動量大，精度要求搞的關鍵零件，這類工件一般都有精度高的孔要加工，又常常要在幾次安裝下進行?！耙幻鎯煽住笔沁@類箱體零件在組合機床上加工時常用的典型定位方法，其特點如下：</p><p>　　1．

50、“一面兩孔”的定位方法很簡便的清除工件的六個自由度，使工件獲得穩(wěn)定的固定位置。</p><p>　　2．“一面兩孔”的定位方法，有同事加工五個面的可能，既能高度的集中加工工序，又有利于提高各個面上孔的位置精度。</p><p>　　3．“一面兩孔”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，使整個工藝過程實現基準統(tǒng)一。</p><p>　　4．“一面兩孔

51、”的定位方法使夾緊方便，夾緊機構簡單。容易使夾緊力對準支承，消除夾緊力引起工件變形對加工精度的影響。</p><p>　　5．“一面兩孔”的定位方法易于實現自動化定位，并有利于防止切落入基面。</p><p>　　為了保證箱體零件的加工精度及技術要求，工藝基面必須規(guī)定相應的公差。定位孔直徑不宜太小，太小時，定位銷很細，加工中易受力長生較大的變形，甚至裝卸工件時亦易碰壞。根據箱體零件的大小，

52、定位銷孔徑一般應在Φ12~Φ25mm的范圍內，按工件重量的大小參考下列數值</p><p><b>　　表2-1</b></p><p>　　由于工件大體重量為70kg，所以選用Φ20的孔。</p><p>　　在鏜孔時，已經加工好了一個面和兩個錐孔，可以用一面兩孔的定位方案，且此時的孔用Φ20錐孔，下底面作為定位的基準面。</p>

53、<p>　　銷孔的精度一般為2級，兩銷孔中心距（L）遠一些較好，其公差一般為±0.03~±0.01mm，定位平面力求大一些，理想的是使切削力均能落在定位平面之內，定位平面的光潔度一般為5~6，不平直度為0.05~0.1mm。</p><p>　　因為是箱體，夾緊點的選擇簡單，這里選擇中間點。</p><p>　　2.2.2確定工序間余量</p>

54、<p>　　為使加工過程順利進行并穩(wěn)定的保證加工精度，必須合理地確定工序余量。該零件需要成批大量生產，且一般箱體都是用砂型機器造型的鑄造方法，按照《機械加工工藝手冊》可以查到，其機械加工余量等級9G，對于箱體零件Φ80的孔來說，其每一側加工余量數值為1.5mm。一般在工廠中對零件的粗加工都是盡量一步到位，這樣可以減少加工成本，提高加工效率。此次粗鏜所加工的深度為1mm，運用的量具是最常見的游標卡尺（游標卡尺最大規(guī)格，可測量

55、1000mm），用TG6的硬質合金鋼刀具來加工。查《組合機床設計簡明手冊》得，鑄件粗鏜孔加工用量，刀具一般用的是硬質合金YG6，v 在35~50m/min范圍內，在0.4~1.5mm/r范圍內，取v=45m/min， =1mm/r</p><p>　　根據公式 （2-1） </p><p>　　式中n——機床的轉速；</

56、p><p>　　d——加工孔的直徑。</p><p>　　得n=181r/min </p><p>　　通過查《機械加工工藝手冊》中機床的轉速得，n取200r/min</p><p>　　根據公式 （2-2）</p><p>　　得v=48.72m/min滿足在

57、35~50m/min范圍內。</p><p>　　基本時間t是直接用于改變工件的尺寸、形狀和表面質量所需要的時間，包括刀具的趨近、切入、切削和切出等時間。輔助時間用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動作所消耗的時間，裝卸工件時間和有關工步輔助時間，有關工步輔助時間是指啟動和停止機床、改變切削用量、對刀、試切和測量工件等各種有關工步輔助動作所消耗的時間。</p><p>　　根據公式

58、 （2-3） </p><p>　　式中 ——刀具工進的距離</p><p>　　工作進給長度的確定，工作進給長度（見上圖），應等于加工部位長度L(多軸加工時按最長孔計算)與刀具切入長度和切出長度 之和。即，切入長度一般為5~10mm，根據工件端面的誤差情況確定。切出長度參見表如下</p><p><

59、;b>　　表2-2 切出長度</b></p><p>　　由工件零件分析可得到，L為30，為5，為10。由公式得為45，由公式3可得到，t=0.23min。</p><p>　　計算輔助時間查表可得下面的數據</p><p><b>　　表2-3輔助時間</b></p><p>　　且查鏜床的裝卸工件時

60、間，因為工件是裝在鏜模夾具上的，工件太重，一般用天車來吊運、工件最大的外形尺寸為360mm，無需找正，的裝卸工件時間為5min。綜上可得，為6.36min。</p><p>　　2.2.3確定切削力、切削扭矩、切削功率</p><p>　　根據選定的切削用量（主要指切削速度v及進給量f）確定切削力，作為選擇動力部件（滑臺）及夾具設計的依據；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動件（齒輪，傳動

61、軸等）的尺寸；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：</p><p>　　布氏硬度：HB =HBmax－(HBmax－HBmin) （2-4）</p><p>　　=210－(210－160)</p><p><b>　　=193</b></p><

62、p>　　圓周力： （2-5）</p><p>　　=51.4×1×10.75×1930.55</p><p><b>　　= 921N</b></p><p>　　軸向切削力： （2

63、-6）</p><p>　　=0.51×11.2×10.65×1931.5</p><p><b>　　=1336N</b></p><p>　　切削扭矩： （2-7）</p><p>　　=25.7×79×

64、;1×10.75×1930.55</p><p><b>　　=32.7N.m</b></p><p>　　切削功率： （2-8）</p><p>　　=921×48.7/62100</p><p>

65、;<b>　　=0.74kw</b></p><p>　　式中：HB——布氏硬度</p><p>　　——軸向切削力（N）</p><p><b>　　——圓周力（N）</b></p><p>　　D——鉆頭直徑（mm）</p><p>　　——每轉進給量（mm/r）<

66、/p><p>　　T——切削扭矩(N·m)</p><p>　　V——切削速度（m/min）</p><p>　　P——切削功率(kw) </p><p>　　2.3 確定機床的配置形式</p><p>　　通常根據工件的結構特點，加工要求，生產率和工藝過程方案等，大體上就可以確定應采用哪種基本形式的組合機床。但

67、在基本形式的基礎上，由于工藝的組織，動力頭的不同配置方法，零件安裝數目和工位數多少等具體安排不同，而具有多種配置方案。它們對機床的結構復雜程度，通用化程度，結構工藝性能，重新調整的可能性以及經濟效果，還有維修操作是否方便等，都具有不同的影響。另外，還必須看到，就是在有些情況下，對于工藝過程方案做不大的更改或重新安排，往往會使機床簡單，工作可靠，結構緊湊，更符合多快好省的要求。因此，在最后決定機床配置形式和結構方案時，必須注意下面一些問題

68、：</p><p>　　A加工精度要求的影響；</p><p>　　B機床生產率的影響；</p><p>　　C被加工零件的大小，形狀加工部位特點的影響；</p><p>　　D車間布置情況的影響；</p><p>　　E工藝間聯系情況的影響；</p><p>　　F使用廠的技術后方和自然條件的

69、影響。</p><p>　　被加工零件的特點在很大程度上決定了機床的配置形式。</p><p>　　2.3.1 不同配置形式組合機床的特點及適應性</p><p>　　單工位組合機床通常是用于加工一個或兩個工件，特別適用于大中型箱體件的加工。根據配置動力部件的數量，這類機床可以從單面或同時從幾個方面對工件進行加工。各種形式的單工位組合機床具有固定的夾具。通?？梢园惭b

70、一個工件特別適合于大中型零件的加工。本設計的零件較大，需要加工的孔徑較多，基于這點考慮，本設計采用單工位組合機床是合適的。多工位組合機床主要適用于中小型零件。</p><p>　　2.3.2 不同配置形式組合機床的加工精度</p><p>　　在組合機床上影響加工精度的因素很多，一般分為與切削負荷無關的誤差（如機床原始誤差，工件安裝誤差，夾具與刀具的誤差，其它偶然性誤差等）和與切削負荷有關

71、的誤差（如夾壓變形，熱變形，刀具磨損所引起的誤差和其他偶然性誤差）。組合機床加工精度通常是靠夾具來保證的，我們也可以把影響加工精度的因素分為加工誤差和夾具誤差兩大類。那么現在的問題在于確定夾具誤差和加工誤差的比例，這個問題的解決通常是根據經驗數據來進行機床配置形式的選擇。一般從固定式夾具組合機床的加工精度和移動式夾具組合機床的加工精度來考慮。固定式夾具單工位組合機床加工精度最高。這種機床由于零件采用固定導向的位置度可以達到0.2mm?？?/p>

72、見這種形式的組合機床加工此零件能穩(wěn)定的保證加工精度。</p><p>　　2.3.3 選擇機床配置形式應注意的問題</p><p>　　A 適當提高工序集中程度</p><p>　　在確定機床的配置形式和結構方案時，要合理解決工序集中程度的問題。在一個動力頭上安裝多軸，同時加工多孔來集中工序，是組合機床最基本的方法，在一臺機床主軸數量有達200根左右的。但是，也不應

73、無限制地增加主軸數量，要考慮到動力頭及主軸箱的性能和尺寸，并保證調整和更換刀具的方便性。這些在以后的設計中藥得以解決。</p><p>　　B 注意排屑和操作使用的方便性</p><p>　　排除切屑和操作使用的方便性對機床方案也有影響。</p><p>　　C 夾具形式對機床配置形式的影響</p><p>　　選擇機床配置形式時要注意考慮夾

74、具結構的實現可能性和工作的可靠性，在決定加工一個工件的成套流水線上個機床的型式時，還應注意的是機床與夾具的型式盡量一致，尤其是粗加工機床。這樣不僅有利于保證加工精度，而且便于設計，制造和維修，也提高了機床之間的通用化程度。</p><p>　　D 另外還應具有一定的成產批量</p><p>　　3 雙面鏜組合機床總設計“三圖一卡”的編制</p><p>　　前面對雙

75、面鏜組合機床工藝方案及配置型式、結構方案確定的有關問題，它是雙面鏜組合機床總體設計的重要內容。下面就以鏜床加工箱體總體設計的另一個問題，既總體設計方案的圖紙表達形式——“三圖一卡”設計，其內容包括：</p><p>　　繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯系尺寸圖、編制生產率卡。</p><p>　　3.1被加工零件工序圖</p><p>　　1、被加工零件工序

76、圖的作用及內容</p><p>　　被加工零件工序圖是根據選定的工藝方案，表示一臺組合機床完成的工藝內容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術要求，加工用的定位基準、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上，突出本機床的加工的內容，加上必要的說明繪制成的。它是組合機床設計的主要依據，也是制造、使用、檢驗和調整機床的重要技術文件

77、。</p><p><b>　　圖上主要內容：</b></p><p>　　（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、形位精度等技術要求，以及對上道工序的技術要求等。</p><p>　　（2）本工序所選定的定位基準、夾緊部位及夾緊方向。</p><p>　?。?）加工時如需要中間向

78、導，應表示出工件與中間向導有關部位結構和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。</p><p>　　（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。</p><p>　　2、繪制被加工零件工序圖的注意事項</p><p>　?。?）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容。繪制時，應按一定的比例，選擇足夠的視圖及剖視圖

79、，突出加工部位（用粗實線），并把零件輪廓及與機床、夾具設計有關部位（用細實線）表清楚，凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應在尺寸數值下方面用粗實線標記。</p><p>　?。?）加工部位的位置尺寸應由定位基準注起，為便于加工及檢查，尺寸應采用直角坐標系標出，而不采用極坐標，但有時因所選定位基準與設計基準不重合，則須對加工部位要求位置尺寸精度進行分析換算。</p><p>　　3.2 加工

80、示意圖</p><p>　　1、加工示意圖的作用和內容</p><p>　　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)設計選擇動力部件的主要依據，是整臺組合機床布局形式的原始要求，也是調整機床和刀具所必需的重要文件。圖2－3為箱蓋上4孔立式鉆床

81、加工示意圖。</p><p>　　在圖上應標注的內容：</p><p>　?。?）機床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。</p><p>　?。?）工件、夾具、刀具及多軸箱端面之間的距離等。</p><p>　?。?）主軸的結構類型，尺寸及外伸長度；刀具類型，數量和結構尺寸、接桿、導向裝置的結構尺寸；刀具與導向置的配合，刀具、接桿、主

82、軸之間的連接方式，刀具應按加工終了位置繪制。</p><p>　　2、繪制加工示意圖之前的有關計算</p><p>　　（1）刀具的選擇 刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產率要求等因素。刀具的選擇前已述及，此處就不在追述了。</p><p>　　（2）導向套的選擇 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

83、具導向。因此正確選擇導向裝置的類型，合理確定其尺寸、精度，是設計組合機床的重要內容，也是繪制加工示意圖時必須解決的內容。</p><p>　　1）選擇導向類型 根據刀具導向部分直徑d=79mm和刀具導向的線速度v=48.7m/min，參考《組合機床設計簡明手冊》選擇固定式的。</p><p>　　2）導向套的參數 根據刀具的直徑選擇固定導向裝置</p><p&g

84、t;　?。?）初定主軸類型、尺寸、外伸長度</p><p>　　因為我們選的是非剛性主軸，所以[φ]=1/2,得B=6.2</p><p>　　根據剛性條件計算主軸的直徑為：</p><p>　　dB （3-1）</p><p>　　=6.2×=27.5mm</p><p

85、>　　式中：d——軸直徑（mm）</p><p>　　T——軸所承受的轉矩（N·m）</p><p><b>　　B——系數</b></p><p>　　本設計中所有主軸直徑皆取d=30mm,主軸外伸長度為：L=75mm，D/為50/36</p><p>　?。?）選擇刀具接桿 由以上可知，為了提高加

86、工精度、減少主軸位置誤差和主軸振擺對加工精度的影響，在采用長導向或雙導向和多導向進行鏜時，一般孔的位置精度靠夾具保證。為避免主軸與夾具導套不同軸而引起的刀桿“別勁”現象影響加工精度，均可采用浮動卡頭，</p><p>　　連接桿上的尺寸d與主軸外伸長度的內孔D配合，因此，根據接桿直徑d選擇刀具浮動卡頭參數如表2－4所示：</p><p>　　表3-1 浮動卡頭的尺寸（mm）</p

87、><p><b>　?。?）標注聯系尺寸</b></p><p>　　首先從同一多軸箱上所有刀具中找出影響聯系尺寸的關鍵刀具，使其接桿最短，以獲得加工終了時多軸箱前端面到工件端面之間所需的最小距離，并據此確定全部刀具、卡頭、導向托架及工件之間的聯系尺寸。主軸端部須標注外徑和孔徑（D/d）、外伸長度L；刀具結構尺寸須標注直徑和長度；導向結構尺寸應標注直徑、長度、配合；工件至

88、夾具之間的尺寸須標注工件離導套端面的距離；還須標注托架與夾具之間的尺寸、工件本身以及加工部件的尺寸和精度等。</p><p>　　（6）標注切削用量 </p><p>　　各主軸的切削用量應標注在相應主軸后面，其內同包括：主軸轉速n、相應刀具的切削速度v、進給量f </p><p>　?。?）動力部件工作循環(huán)及行程的確定 </p><p>

89、;　　動力部件的工作循環(huán)是指加工時，動力部件從原始位置開始運動到加工終了位置，又返回到原位的工作過程。一般包括快速引進、工作進給和快速退回等動作。有時還有中間停止、多次往復進給、跳躍進給、死擋鐵停留等。</p><p>　　1）工作進給長度的確定，這個在前面已經計算出了。</p><p>　　2）快進長度的確定 快速引進是指動力部件把刀具送到工作進給位置，其長度按具體情況確定。在加工雙

90、層或多層壁孔徑相同的同軸孔系時，可采用跳躍進給循環(huán)進行加工，即在加工完一層壁后，動力部件再次快速引進到位，在加工第二層壁孔，以縮短循環(huán)時間。這里取快速進給長度90mm</p><p>　　3）快速退回長度的確定</p><p>　　快速退回的長度等于快速引進和工作進給長度之和。一般在固定式夾具鉆，擴，鏜孔的機床上，動力部件快速退回的行程，只要把所有刀具都退至導套內，不影響工作的裝卸就行了。

91、這里取快退進給長度為快進長度加上工進長度，即90+45=135mm</p><p>　　4)動力部件總行程的確定</p><p>　　動力部件的總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀具磨損或補償制造、安裝誤差，動力部件能夠向前調節(jié)的距離（即前備量）和刀具裝卸以及刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出時，動力部件需后退的距離（刀具退離夾具導套外端面的距離應大于接桿插

92、入主軸孔內或刀具插入接桿孔內的長度，即后備量）。因此，動力部件的總行程為快退行程與前后備量之量。</p><p>　　3.3 機床聯系尺寸圖</p><p>　　1、聯系尺寸圖的作用和內容</p><p>　　一般來說，組合機床是由標準的通用部件——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

93、系尺寸圖用來表示機床各組成部件的相互裝配和運動關</p><p>　　系，以檢驗機床各部件的相對位置及尺寸聯系是否滿足要求，通用部件的選擇是否合適，并為進一步開展主軸箱、夾具等專用部件、零件的設計提供依據。聯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。</p><p>　　如圖2－8所示，機床聯系尺寸圖的內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

94、寸和所用電動機的主要參數、工件與各部件間的主要聯系尺寸，專用部件的輪廓尺寸等。</p><p><b>　　2、選用動力部件</b></p><p>　　動力部件的選擇主要是確定動力箱（或各種工藝切削頭）和動力滑臺，選用動力部件主要選擇型號、規(guī)格合適的動力滑臺。</p><p>　　（1）滑臺的選用 </p><p>

95、　　通常，根據滑臺的驅動方式、所需進給力、進給速度、最大行程長度和加工精度等因素來選用合適的滑臺。</p><p>　　1）驅動形式的確定 根據對液壓滑臺和機械滑臺的性能特點比較，并結合具體的加工要求，使用條件選擇HY系列液壓滑臺。</p><p>　　2）確定軸向進給力 滑臺所需的進給力</p><p>　　=∑

96、 （3-2）</p><p>　　=1×1336=1336N</p><p>　　式中：——各主軸加工時所產生的軸向力</p><p>　　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生的摩擦力。因而選擇滑臺的最大進給力應大于＝20KN。</p><p>　　3）確定進給速度 液壓滑臺的工作進

97、給速度規(guī)定一定范圍內無級調速，對液壓滑臺確定切削用量時所規(guī)定的工作進給速度應大于滑臺最小工作進給速度的0.5～1倍;液壓進給系統(tǒng)中采用應力繼電器時，實際進給速度應更大一些。本系統(tǒng)中進給速度=n·f=200×1=200mm/min。所以選擇1HY40液壓滑臺，工作進給速度范圍12.5～500mm/min，快速速度8m/min。</p><p>　　4）確定滑臺行程 滑臺的行程除保證足夠的工作

98、行程外，還應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整。本系統(tǒng)前備量為30mm，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220mm,所以滑臺總行程應大于工作行程，前備量，后備量之和。</p><p>　　即：行程L=135+30+235=306mm，取L＝400mm。綜合上述條件，確定液壓動力滑臺型號1HY40。&l

99、t;/p><p>　?。?）由下式估鏜削頭的選用 鏜削頭主要依據刀具所需的電動機功率來選用，可算</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　?。?.72／0.85</p><p><b>　?。?.85KW</b></p><p>　　式中：η——鏜削

100、頭的傳動效率，本系統(tǒng)加工HT21-40 JB307-62，取η＝0.85．</p><p>　　鏜削頭的電動機功率應大于計算功率，并結合主軸要求的轉速大小選擇。因此，選用電動機功率為1.1kw的1TA16鏜削頭，主軸前軸承軸徑為Φ55mm。其技術參數入下表：</p><p>　　表3-2 1TA16的技術參數</p><p>　　因為n=200r/min,所以選

101、擇頂置的，即1NGb16</p><p>　?。?）Y軸液壓滑臺的選用</p><p>　　用proe軟件對零件的繪制和測量得V=0.95m3 查資料可得ρ=7.2×103kg/m3</p><p>　　m = ρv （3-4）</p><p>　　=7.2×103×0.

102、95</p><p><b>　　=68kg</b></p><p>　　3、配套支承部件的選用</p><p>　　組合機床的支承部件往往是通用和專用兩部分的組合。例如：臥式組合機床的床身是由通用的側底座和專用的中間底座組合而成。此中組合機構的優(yōu)點是加工和陪裝工藝性好，安裝和運輸方便，其缺點是削弱了床身的整體剛性。</p>&l

103、t;p>　　中間底座 中間底座其頂面安裝夾具或輸送部件，側面可與側底面或立柱底座相連接，并通過端面鍵或定位銷定位。中間底座的結構、尺寸需根據工件的大小、形狀以及組合機床的配置形式等來確定。因此中間底座一般按專用部件進行設計，但為了不致使組合機床的外輪廓尺寸過分繁多，中間底座的主要尺寸應符合下表</p><p>　　表3-3 中間底座的主要尺寸</p><p>　　中間底座的高度一般

104、以630mm為優(yōu)先采用值，也可根據具體情況選用560mm和710mm。</p><p>　　本設計選的中間底座為800×710×630</p><p>　　2)側底座 側底座用于臥式組合機床，其上面安裝滑臺，側面與中間底座相連接時可用鍵或銷定位。側底座的長度應與滑臺相適應，即滑臺行程有幾種規(guī)格，側底座長度就有幾種規(guī)格，其高度有560mm、630mm兩種，當需要更低的高

105、度時，其高度可按450mm來設計。為了適應一定的裝料高度的要求，如果夾具高度調整受限制，一般可在側底座和滑臺之間增加調整墊。通過查得液壓滑臺可以得到測底座1CC401，其高度選用630mm</p><p><b>　　4、確定裝料高度</b></p><p>　　裝料高度指工件安裝基面至機床底面的垂直距離，在確定機床裝料高度時，首先要考慮工人操作的方便性，其次是機床每

106、部結構尺寸限制和剛度要求，如工件最低孔位置h1，鏜削頭得主軸高度h2和通用部件、中間底座及夾具底座基本尺寸的限制等。在現階段設計組合機床時，裝料高度可視具體情況在H＝850～1060mm之間選取，本系統(tǒng)取裝料高度為1044mm。</p><p>　　5、確定夾具輪廓尺寸 主要確定夾具底座的長、寬、高尺寸。工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具底座輪廓尺寸的基本依據。具體要考慮布置工件的定位、限位。夾緊機構、刀具導向裝置

107、以及夾具底座排屑和安裝等方面的空間和面積需要。</p><p>　　夾具底座的高度尺寸，一方面要保證其有足夠的剛度，同時要考慮機床的裝料高度、中間底座的剛度、排屑的方便性和便于設置定位、夾緊機構。一般不小于240mm</p><p><b>　　6、機床分組</b></p><p>　　為了便于設計和組織生產，組合機床各部件和裝置按不同的功能劃

108、分編組。組號劃分規(guī)定如下：</p><p>　　1)第10~19組——支承部件。一般由通用的側底座、立柱及其底座和專用中間底座等組成。</p><p>　　2)第20~29組——夾具及輸送設備。夾具是組合機床主要的專用部件，常編為20組，包含工件定位夾緊及固定導向部分。對一些獨立性較強的活動鉆模板、攻螺紋模板、自動夾壓機構、自動上下料裝置等常單獨編組。移動工作臺、回轉臺等輸送設備，如果屬通

109、用部件，則可納入夾具組，明細表中列出通用部件型號即可。</p><p>　　3）第30~39組——電氣設備。電氣設計常編為30組，包括原理圖、接線圖和安裝圖等設計，專用操縱太、控制柜等則另編組號。</p><p>　　4）第40~49組——傳動裝置。包括機床中所有動力部件如動力滑臺、動力箱等通用部件，編號40組，其余須修改部分內容或專用的傳動設備則單獨編組。</p><

110、p>　　5）第50~59組——液壓和啟動裝置。</p><p>　　6）第60~69組——刀具、工具、量具和輔助工具等。</p><p>　　7）第70~79組——多軸箱及其附屬部件。</p><p>　　8）第80~89組——冷卻、排屑及潤滑裝置。</p><p>　　9）第90~99組——電氣、液壓、氣動等各種控制擋鐵。</p

111、><p><b>　　3.4生產率計算卡</b></p><p>　　根據選定得機床工作循環(huán)所需要的工作行程長度，切削用量，動力部件的速度及工進速度等；就可以計算機床的生產率并編制生產率計算卡；用以反映機床的加工過程；完成每一動作所需的時間，切削用量，機床生產率等，它是用戶驗收機床效率的重要依據。</p><p><b>　　實際生產率Q

112、</b></p><p>　　指所設計機床每小時實際可以生產的零件數量</p><p>　　Q=60/T單 （3-5）</p><p>　　先求出：T單—生產一個零件所需的時間（min）</p><p>　　T單=t切+t輔

113、 （3-6）</p><p>　　=（L1/vf1+L2/vf2+t停）+（L快進/vfk+L快退/vfk+t移+t卸裝）</p><p>　　=45/48.7+0+0+90/8000+135/8000+0+1.5</p><p><b>　　=1.78min</b>&

114、lt;/p><p><b>　　從而可得</b></p><p><b>　　Q=60/ T單</b></p><p><b>　　=60/1.78</b></p><p><b>　　=33（件/h）</b></p><p>　　式中

115、L1、L2——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進給長度，單位為mm；</p><p>　　vf1、vf2——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進給量，單位為mm/min；</p><p>　　t?！敿庸こ量?、止口、锪窩、倒角、光整表面時，滑臺在死擋鐵上的停留時間、通常指刀具在加工終了時無進給狀態(tài)下旋轉5~10轉所需的時間，單位為min；</p><p>　　L快進、L快退——分別