立式軸承座鉆孔組合機床設(shè)計.doc

第2O卷第3期V0I2ON03湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報JournalofHubeiUniversityofTechnology2005年O6月Jun2005文章編號10034684I2005)06005503立式軸承座鉆孔組合機床設(shè)計張銀保(湖北汽車工業(yè)學(xué)院機械工程系，湖北十堰442002)摘要應(yīng)用組合機床加工大批量零件，快捷高效，生產(chǎn)率高，是機械加工的發(fā)展方向本次設(shè)計的立式軸承座鉆孔組合機床，對零件的定位、夾緊、刀具選擇、電機等各部件的選擇及設(shè)計計算加以闡述關(guān)鍵詞組合機床；回轉(zhuǎn)工作臺；多軸箱中圈分類號GT5021文獻標識碼：A1分工序、定工位11生產(chǎn)類型分析此次設(shè)計的立式軸承座鉆孔組合機床，其所加工的零件在汽車中應(yīng)用十分廣泛，應(yīng)該屬于大批量生產(chǎn)項目，所以在設(shè)計時應(yīng)注意到盡量使加工簡單，但又不影響加工質(zhì)量12加工方案的制定劃分工序要考慮到生產(chǎn)的規(guī)模、加工的精度、所用機床的特點、機床負荷情況等劃分工序可以有兩種趨向：工序集中和工序分散工序的集中分散各有其長處，一般說來，在大批量生產(chǎn)中以提高生產(chǎn)率為主，需廣泛采用多刀、單軸與多軸自動或半自動機床，多軸龍門銑床、組合機床等，故采取工序集中可以獲得突出的效果此次設(shè)計的軸承座鉆孔組合機床很大程度上使各工序盡量集中，發(fā)揮組合機床的優(yōu)點，同時使各種誤差減小到最低限度由于此設(shè)計中所加工的零件10個孔中部分孔距離太近，不便于加工，所以分開為兩個工位完成，然后進行零件位置轉(zhuǎn)換主要工位經(jīng)分析選取以下方案：1)裝卸、夾緊；2)鉆7個孔135；3)鉆3個孔一個為l4，鉆2個螺紋底孔14，孔號為8、9；4)鉆橫向孔14；5)擴鉸7個孔145；6)攻絲2復(fù)合刀具的切削用量的計算21切削用量的特點組合機床的正常工作與合理地選用切削用量，即確定合理的切削速度和工作進給量有很大的關(guān)系切削用量選的恰當，能使組合機床減少停車損失，提高生產(chǎn)效率，延長刀具壽命，提高加工質(zhì)量22導(dǎo)套設(shè)計被加工7個孔直徑為145，加工孔的直徑與導(dǎo)套長度，導(dǎo)套內(nèi)徑尺寸，上下偏差以及孔軸線理想位置的偏移的關(guān)系，如表1所示表1導(dǎo)套參數(shù)表mm由表l可知17號孔，以及810號孔和底孔的直徑為145mm，它所需要的導(dǎo)套長度為(3240)mm，內(nèi)徑尺寸偏差為+0016+0034，孔軸線理想位置偏移為(015020)mm23孔加工切削用量計算231用高速鋼鉆頭加工此鑄件HB=204(鉆17號孔，工位；鉆810號孔，工位)；鉆頭直徑：145mm；切削用量：=(1018)mmin，s=收疆日期20o5O3O5作者筒介張銀保(1972一)，男，河南中牟人，湖北汽車工業(yè)學(xué)院助理實驗師，研究方向。機械制造、數(shù)據(jù)控加工維普資訊56湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報2005年第3期02mmr轉(zhuǎn)速350rmin232用高速鋼鉆頭鉆橫向孔16(工位)加工直徑：16mm；切削用量一(1018)mmin；S一(O18O25)mrnr轉(zhuǎn)速350rrain233用硬質(zhì)合金擴孔鉆擴鉸孔17號孔(V工位)在V工位上，擴鉸7個孔時，采用擴鉸復(fù)合刀具，進給量按擴孔鉆選擇，切削速度按鉸刀選擇，而且進給量應(yīng)按復(fù)合刀具最小直徑選用允許值的上限，切削速度則按復(fù)合刀具最大直徑選用允許值的上限加工直徑：145mm；切削用量：一(810)mmin，S一025mmr，轉(zhuǎn)速280rmin；擴孔鉆刀桿及導(dǎo)向部分的公稱直徑d+008；擴孔鉆公差：一0036；刀桿導(dǎo)向部分公差：一0006一00017；導(dǎo)套內(nèi)徑公差：+00240006234孔加工常用工序間余擴孔直徑為1O2O，直徑上的工序余量為(152O)mm；鉸孔直徑為1O20，直徑上的工序量為(010020)mm(以上切削用量的選擇由東風(fēng)汽車公司設(shè)備制造廠設(shè)計科提供資料)23部件選用31功率選擇標準動力部件用以實現(xiàn)切削刀具的旋轉(zhuǎn)和進給運動或只用于進給運動，此機床實現(xiàn)了切削刀具旋轉(zhuǎn)和進給運動兩項內(nèi)容每一種規(guī)格的動力頭都有一定的功率范圍，根據(jù)所計算出的切削功率及進給功率之需要，并適當提高切削用量的可能性，選用相應(yīng)規(guī)格的動力頭，公式如下：N動(N切+N進)7kW式中：N動為動力頭電機功率；N切為切削功率，按各刀具選用的切削用量，由“組合機床的切削力及功率計算公式”中已求出；N進為進給功率，對于液壓動力頭就是進給油泵所消耗的功率，一般為(O82)kW；叩為傳動效率，當主軸箱少于15根時，叩一07，多于15根時，呀一06532機床實際功率此立式組合機床左右分兩個電機帶動兩個多軸箱進行加工對于左半部分多軸箱刀具，在加工17號孔以及工位加工1O號孔時其功率總和：NkW一0297+0283=2313因為左主軸箱少于15跟鉆頭，所以叩一07，NkW一23130733對于右半部分多軸箱刀具，在V工位擴鉸17號孔以及攻絲，鉆頭的實際功率：NkW一014277=10因為右主軸箱少于15根鉆頭，所以一0。7，NkW一10714333選用電機由于此機床在驅(qū)動方面沒有特殊的要求，選用普通也是最可靠的Y系列電機，它是封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機，取代JO2系列的更新?lián)Q代產(chǎn)品左半部分所需功率為33kW，查Y系列三相異步電動機表，選用Y123S-4型號的電機，額定功率為55kW，選用此型號電機比較合適右半部分所需功率為143kW，查Y系列三相異步電動機表，選用Y112M一6型號的電機，額定功率為22kW，選用此型號電機比較合適44夾具設(shè)計41軸承座鉆孔組合機床夾具分析1)根據(jù)工件不同的生產(chǎn)條件，可以有各種不同的安裝方法：a)找正安裝法b)夾具安裝法2)基本定位原理分析這里討論6點定位中，6個自由度的消除，以便找出較合適的定位夾緊方案一個物體在空間可以有6個獨立的運動，即沿X、y、Z軸的平移運動，分別記為。、y-、z-；繞X、y、Z軸的轉(zhuǎn)動，記為x、y、z，習(xí)慣上，把上述6個獨立運動稱作6個自由度如果采用一定的約束措施，消除物體的6個自由度，則物體被完全定位例如討論長方體工件時，可以在底面布置3個不共線的約束點，在側(cè)面布置2個約束點，在端面布置一個約束點，則底面約束點可以限制X2、y、z3個自由度，側(cè)面約束點限制x。、z。2個自由度，端面約束點限制y。這個自由度，就完全限制了長方體工件6個自由度3)夾緊力“兩要素”，方向與作用點夾緊力方向應(yīng)朝向定位元件，并使所需的夾緊力最小確定夾緊力作用點的位置時應(yīng)不破壞定位夾緊力作用點的位置應(yīng)盡可能靠近加工部位，以減小切削力繞夾緊力作用點的力矩，防止工件在加工過程中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動或震動應(yīng)保證夾緊變形不影響加工精度夾緊力作用點數(shù)目應(yīng)使工件在整個接觸面上受力均勻，接觸變形小42定位夾緊方案的確定如圖1所示，此零件屬于空心圓形鑄件，一般的定位元件有V形塊、定位套筒作半圓形定位，如果選用V形塊定位的話，在Z軸方向移動以及繞、y維普資訊第2O卷第3期張銀保立式軸承座鉆孔組合機床設(shè)計57軸旋轉(zhuǎn)的自由度已經(jīng)消除，在鉆頭進行jj-r時，繞Z軸轉(zhuǎn)動的自由度卻無法消除，所以用V形塊定位的方案是行不通的如果利用半圓形定位，其結(jié)果和用V形塊是一樣的，都無法使工件在繞z軸的方向上穩(wěn)定，最后決定利用定位套筒定位圖1被加工零件圖如圖2環(huán)形套筒以H7K6或H7js6的過度配合裝入夾具，零件放入套筒后，在x、y方向的自由度消除，同時采用壓板的方法；利用球頭螺栓使壓板緊壓住工件體1定位套筒：2底座圖2夾具圖1如圖3所示，在此壓板的作用下，沿X軸旋轉(zhuǎn)xz，以及沿z軸旋轉(zhuǎn)zz和沿z軸方向z自由度都被限制所以在此套夾具的作用下，x、