立式軸承座鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì).pdf

書書書 第2 0卷第3期湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 2 0 0 5年0 6月 V o l 2 0N o 3 J o u r n a l o fH u b e iU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g yJ u n 2 0 0 5 收稿日期 2 0 0 5 0 3 0 5 作者簡介 張銀保 1 9 7 2 男 河南中牟人 湖北汽車工業(yè)學(xué)院助理實(shí)驗(yàn)師 研究方向 機(jī)械制造 數(shù)據(jù)控加工 文章編號(hào) 1 0 0 3 4 6 8 4 2 0 0 5 0 6 0 0 5 5 0 3 立式軸承座鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì) 張銀保 湖北汽車工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系 湖北 十堰4 4 2 0 0 2 摘 要 應(yīng)用組合機(jī)床加工大批量零件 快捷高效 生產(chǎn)率高 是機(jī)械加工的發(fā)展方向 本次設(shè)計(jì)的立式軸 承座鉆孔組合機(jī)床 對零件的定位 夾緊 刀具選擇 電機(jī)等各部件的選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算加以闡述 關(guān)鍵詞 組合機(jī)床 回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 多軸箱 中圖分類號(hào) G T 5 0 2 1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 1 分工序 定工位 1 1 生產(chǎn)類型分析 此次設(shè)計(jì)的立式軸承座鉆孔組合機(jī)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(xiàng)目 所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意到盡量使加工簡單 但又不影響加工質(zhì)量 1 2 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(jī)床的特點(diǎn) 機(jī)床負(fù)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(dòng)或半自動(dòng)機(jī) 床 多軸龍門銑床 組合機(jī)床等 故采取工序集中可 以獲得突出的效果 此次設(shè)計(jì)的軸承座鉆孔組合機(jī)床很大程度上使 各工序盡量集中 發(fā)揮組合機(jī)床的優(yōu)點(diǎn) 同時(shí)使各種 誤差減小到最低限度 由于此設(shè)計(jì)中所加工的零件1 0個(gè)孔中部分孔 距離太近 不便于加工 所以分開為兩個(gè)工位完成 然后進(jìn)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(gè)孔 1 3 5 3 鉆3個(gè)孔一個(gè)為 1 4 鉆2個(gè) 螺紋底孔 1 4 孔號(hào)為8 9 4 鉆橫向孔 1 4 5 擴(kuò) 鉸7個(gè)孔 1 4 5 6 攻絲 1 2 復(fù)合刀具的切削用量的計(jì)算 2 1 切削用量的特點(diǎn) 組合機(jī)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(jìn)給量有很大的關(guān) 系 切削用量選的恰當(dāng) 能使組合機(jī)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 2 2 導(dǎo)套設(shè)計(jì) 被加工7個(gè)孔直徑為1 4 5 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 加工孔 直徑 導(dǎo)套 長度 導(dǎo)套內(nèi)徑尺寸偏差 上下 孔軸線理 想位置偏移 3 61 6 0 0 1 0 0 0 2 00 1 5 7 1 02 2 0 0 1 3 0 0 2 80 1 5 1 1 1 43 2 0 0 1 6 0 0 3 40 1 5 0 2 0 1 5 1 84 0 0 0 1 6 0 0 3 40 2 0 1 9 2 45 0 0 0 2 0 0 0 4 10 2 5 2 5 3 06 0 0 0 2 0 0 0 4 10 3 0 由表1可知1 7號(hào)孔 以及8 1 0號(hào)孔和底孔 的直徑為1 4 5mm 它所需要的導(dǎo)套長度為 3 2 4 0 mm 內(nèi)徑尺寸偏差為 0 0 1 6 0 0 3 4 孔軸 線理想位置偏移為 0 1 5 0 2 0 mm 2 3 孔加工切削用量計(jì)算 2 3 1 用高速鋼鉆頭加工此鑄件 HB 2 0 4 鉆1 7號(hào)孔 工位 鉆8 1 0號(hào)孔 工位 鉆頭直 徑 1 4 5mm 切削用量 v 1 0 1 8 m m i n s 0 2mm r 轉(zhuǎn)速3 5 0r m i n 2 3 2 用高速鋼鉆頭鉆橫向孔 1 6 工位 加 工直徑 1 6mm 切削用量v 1 0 1 8 m m i n s 0 1 8 0 2 5 mm r 轉(zhuǎn)速3 5 0r m i n 2 3 3 用硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆擴(kuò)鉸孔1 7號(hào)孔 V工 位 在V工位上 擴(kuò)鉸7個(gè)孔時(shí) 采用擴(kuò)鉸復(fù)合刀 具 進(jìn)給量按擴(kuò)孔鉆選擇 切削速度按鉸刀選擇 而 且進(jìn)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 1 4 5mm 切削用量 v 8 1 0 m m i n s 0 2 5mm r 轉(zhuǎn)速2 8 0r m i n 擴(kuò)孔鉆刀 桿及導(dǎo)向部分的公稱直徑d 0 0 8 擴(kuò)孔鉆公差 0 0 3 6 刀桿導(dǎo)向部分公差 0 0 0 6 0 0 0 1 7 導(dǎo) 套內(nèi)徑公差 0 0 2 4 0 0 0 6 2 3 4 孔加工常用工序間余量 擴(kuò)孔直徑為1 0 2 0 直徑上的工序余量為 1 5 2 0 mm 鉸孔直徑 為1 0 2 0 直徑上的工序量為 0 1 0 0 2 0 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(jì)科提供資料 2 3 3 部件選用 3 1 功率選擇標(biāo)準(zhǔn) 動(dòng)力部件用以實(shí)現(xiàn)切削刀具的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 或只用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 此機(jī)床實(shí)現(xiàn)了切削刀具旋轉(zhuǎn)和 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)兩項(xiàng)內(nèi)容 每一種規(guī)格的動(dòng)力頭都有一定的功率范圍 根 據(jù)所計(jì)算出的切削功率及進(jìn)給功率之需要 并適當(dāng) 提高切削用量的可能性 選用相應(yīng)規(guī)格的動(dòng)力頭 公 式如下 N動(dòng) N切 N進(jìn) kW 式中 N動(dòng)為動(dòng)力頭電機(jī)功率 N切為切削功率 按 各刀具選用的切削用量 由 組合機(jī)床的切削力及功 率計(jì)算公式 中已求出 N進(jìn)為進(jìn)給功率 對于液壓 動(dòng)力頭就是進(jìn)給油泵所消耗的功率 一般為 0 8 2 kW 為傳動(dòng)效率 當(dāng)主軸箱少于1 5根時(shí) 0 7 多于1 5根時(shí) 0 6 5 3 2 機(jī)床實(shí)際功率 此立式組合機(jī)床左右分兩個(gè)電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)多軸 箱進(jìn)行加工 對于左半部分多軸箱刀具 在加工1 7號(hào)孔以及 工位加工1 0號(hào)孔時(shí)其功率總和 N kW 0 2 9 7 0 2 8 3 2 3 1 3 因?yàn)樽笾鬏S箱少于1 5跟鉆頭 所以 0 7 N kW 2 3 1 3 0 7 3 3 對于右半部分多軸箱刀具 在V工位擴(kuò)鉸1 7號(hào)孔 以及攻絲 鉆頭的實(shí)際功率 N kW 0 1 4 2 7 7 1 0 因?yàn)橛抑鬏S箱少于1 5根鉆頭 所以 0 7 N kW 1 0 7 1 4 3 3 3 選用電機(jī) 由于此機(jī)床在驅(qū)動(dòng)方面沒有特殊的要求 選用 普通也是最可靠的Y系列電機(jī) 它是封閉自扇冷式 鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī) 取代J 0 2系列的更新?lián)Q代 產(chǎn)品 左半部分所需功率為3 3kW 查Y系列三相 異步電動(dòng)機(jī)表 選用Y 1 2 3 S 4型號(hào)的電機(jī) 額定功 率為5 5kW 選用此型號(hào)電機(jī)比較合適 右半部分所需功率為1 4 3kW 查Y系列三相 異步電動(dòng)機(jī)表 選用Y 1 1 2 M 6型號(hào)的電機(jī) 額定功 率為2 2kW 選用此型號(hào)電機(jī)比較合適 4 4 夾具設(shè)計(jì) 4 1 軸承座鉆孔組合機(jī)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(diǎn)定位中 6個(gè)自由度的消除 以便找出較合適的定位夾緊方 案 一個(gè)物體在空間可以有6個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng) 即沿 軸的平移運(yùn)動(dòng) 分別記為 1 Y1 Z1 繞 軸的轉(zhuǎn)動(dòng) 記為 2 Y2 Z2 習(xí)慣上 把上述6個(gè) 獨(dú)立運(yùn)動(dòng)稱作6個(gè)自由度 如果采用一定的約束措 施 消除物體的6個(gè)自由度 則物體被完全定位 例 如討論長方體工件時(shí) 可以在底面布置3個(gè)不共線 的約束點(diǎn) 在側(cè)面布置2個(gè)約束點(diǎn) 在端面布置一個(gè) 約束點(diǎn) 則底面約束點(diǎn)可以限制 2 Y2 Z23個(gè)自由 度 側(cè)面約束點(diǎn)限制 1 Z12個(gè)自由度 端面約束點(diǎn) 限制Y1這個(gè)自由度 就完全限制了長方體工件6個(gè) 自由度 3 夾緊力 兩要素 方向與作用點(diǎn) 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(diǎn)的位置時(shí)應(yīng)不破壞定位 夾 緊力作用點(diǎn)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(diǎn)的力矩 防止工件在加工過 程中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)或震動(dòng) 應(yīng)保證夾緊變形不影響加工 精度 夾緊力作用點(diǎn)數(shù)目應(yīng)使工件在整個(gè)接觸面上 受力均勻 接觸變形小 4 2 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 軸方向移動(dòng)以及繞 65 湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 2 0 0 5年第3期 軸旋轉(zhuǎn)的自由度已經(jīng)消除 在鉆頭進(jìn)行加工時(shí) 繞 軸轉(zhuǎn)動(dòng)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 軸的方向上 穩(wěn)定 最后決定利用定位套筒定位 如圖2環(huán)形套筒以H 7 K 6或H 7 j s 6 的過度 配合裝入夾具 零件放入套筒后 在 Y方向的自 由度消除 同時(shí)采用壓板的方法 利用球頭螺栓使壓 板緊壓住工件體 如圖3所示 在此壓板的作用下 沿 軸旋轉(zhuǎn) 2 以及沿 軸旋轉(zhuǎn)Z2和沿 軸方向Z1自由度都被 限制 所以在此套夾具的作用下 1 Y1 Z1 1 Y1 等自由度完全被消除 而在壓板的壓力作用下 零件 和刀具之間強(qiáng)大的摩擦力 以及在加工過程中軸向 力的相互抵消 在Z的自由度也被消除 當(dāng)進(jìn)行到 工位 加工橫向孔時(shí) 1 Y1 Z1的自由度已被消 除 2 Y2方向自由度也已被消除 在Z2方向上 由 于壓板的作用使工件在Z 2方向的自由度也消除了 5 攻絲裝置 在組合機(jī)床上攻制螺紋時(shí) 根據(jù)被加工零件加 工部位的分布情況和工藝要求等 常用的攻絲方法 有3種 采用攻絲動(dòng)力頭攻絲 采用攻絲裝置攻絲和 采用活動(dòng)攻絲模板攻絲 在此設(shè)計(jì)中 右半部分完成V 工位的加工 電機(jī)只有5 5kW的功率 故綜合考慮選用攻絲裝 置攻絲 當(dāng)整臺(tái)機(jī)床或機(jī)床的某一面全部用于完成 攻絲工序時(shí) 廣泛地采用了攻絲裝置 攻絲裝置由攻絲主軸箱和攻絲靠模頭組成 由 于靠模螺母和靠模桿是經(jīng)磨削并配研的 其螺距要 求與所需加工螺孔的螺距保持一定關(guān)系 并設(shè)有螺 距誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu) 因此利用攻絲裝置進(jìn)行攻絲可以 達(dá)到較高的精度 6 組合機(jī)床冷卻裝置 機(jī)床冷卻液除對刀具和工件起冷卻作用外 還 能在金屬表面形成潤滑薄膜 起到潤滑作用 一些冷 卻液中含有碳酸鈉 亞硝酸鈉等防銹劑 它們在金屬 表面形成膠狀吸附膜或氧化物薄膜 又能使金屬免 受腐蝕的作用 因而選擇冷卻液時(shí) 應(yīng)根據(jù)組合機(jī)床 完成工藝 加工方法 刀具材料以及被加工零件的材 料來決定 4 5 在加工鑄鐵件時(shí) 由于鑄鐵本身含有石墨能自 身潤滑 一般都不加冷卻液 在大量生產(chǎn)中有時(shí)為了 減少加工中的鐵粉飛揚(yáng) 也增加冷卻系統(tǒng) 以改善操 作條件 有時(shí)可采用蘇打水 5 的乳化液 其乳化劑 的主要成分可以是氧化油膏或硫化切削油 其配方 為 油膏2 5 粗加工取低值 精加工取高值 亞硝酸鈉0 2 0 2 5 無水碳酸鈉0 2 0 3 在鑄鐵工件上攻絲時(shí) 則都采用潤滑液 以提高 表面光滑度 減少功率的消耗 通常采用煤油 亦可 采用硫化切削液及混合油等 冷卻液的流量應(yīng)根據(jù)刀具的形式 直徑的大小 加工方法 切削用量等具體條件確定 組合機(jī)床的設(shè) 計(jì)使用經(jīng)驗(yàn)表明 對鏜刀 鉆頭以及銑刀一類刀具 每根刀具冷卻液的平均流量約為 2 6 L m i n 國 外資料推薦按加工直徑選擇 每把刀具的冷卻液流 量 值見表2 表2 冷卻液流量選擇 L m i n 加工方法 鋼件 D 不小于 可鍛鑄鐵及鋁 D 不小于 鉆孔 外冷 0 4 060 3 25 鉆孔 內(nèi)冷 0 2 540 2 03 粗鏜 0 2 060 1 65 精鏜 0 1 240 1 03 锪孔 0 1 52 50 1 22 擴(kuò)孔 0 0 510 0 41 鉸孔 0 1 220 1 01 5 D為按加工直徑計(jì)算 表中數(shù)據(jù)為每一把刀需要的流量 下轉(zhuǎn)第6 5頁 75 第2 0卷第3期 張銀保 立式軸承座鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì) 公開數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 在加密的時(shí)候不能直接對 數(shù)據(jù)集進(jìn)行加密 只能對數(shù)據(jù)集中的每條記錄單個(gè) 進(jìn)行 因此在接收端也需要分別對記錄解密 代碼的 書寫比較復(fù)雜 參 考 文 獻(xiàn) 1 蔣華林 基于M I D A S技術(shù)的數(shù)據(jù)庫安全代理的設(shè)計(jì) 與實(shí)現(xiàn) J 重慶大學(xué)學(xué)報(bào) 2 0 0 3 7 1 2 4 1 2 7 2 B r u c eS c h n e i e r 應(yīng)用密碼學(xué) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版 社 2 0 0 0 3 李 維 D e l p h i 5 x分布式多層應(yīng)用系統(tǒng)篇 M 北 京 機(jī)械工業(yè)出版社 2 0 0 0 T h eS a f e t yL e a ka n dS o l u t i o no fM I D A SM u l t i t i e rA p p l i c a t i o n B a s eo nS O C K E TC o n n e c t i o n HUANGF e n g y u n 1 L UX i a o h a i 2 MOY i m i n1 1S c h o o l o fE l e c t r oM e c h a n i c a lE n g i n Wu h a nU n i v o fT e c h n o l o g y Wu h a n4 3 0 0 7 0 C h i n a 2N S F O C U S B e i j i n g L t d B e i j i n g1 0 0 0 8 9 C h i n a A b s t r a c t T h i sp a p e r s t u d i e s t h ea p p l i c a t i o no f t h em u l t i t i e rd a t a b a s eb a s e do nC B u i l d e rM I D A S T h e s a f e t yo f t h ea p p l i c a t i o ns e r v e rc o n n e t i n gt ot h es o c k e t i sa n a l y z e d W es u g g e s t t h a t t h es y s t e ms a f e t yb e i m p r o v e db yc o n n e c t i o nc e r t i f y i n ga n dd a t ac o mm u n i c a t i o ne n c r y p t i n g K e y w o r d s M I D A S s o c k e t c o n n e c t i o n d a t as a f e t y 責(zé)任編輯 張 眾 上接第5 7頁 7 工作循環(huán)說明 一臺(tái)組合機(jī)床 其工作循環(huán)常常是比較復(fù)雜的 不僅有好幾個(gè)動(dòng)力頭按不同的循環(huán)進(jìn)行工作 而且 這些循環(huán)還需其他部件 如移動(dòng)工作臺(tái) 回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 以及鼓輪等配合動(dòng)作 各動(dòng)力部件借助程序控制擋 鐵 按規(guī)定順序進(jìn)行工作 工作循環(huán)應(yīng)當(dāng)盡可能的簡 單而且控制元件應(yīng)該少 否則機(jī)床的制造成本加大 安全性能也會(huì)降低 本組合機(jī)床適合在大批量生產(chǎn)中使用 生產(chǎn)效 率大大提高 為了降低成本 應(yīng)多選用復(fù)合刀具 盡 量做到一次成形 減少裝夾次數(shù) 選擇合適的電機(jī)和 動(dòng)力頭 選擇恰當(dāng)?shù)那邢饔昧亢颓邢魉俣?參 考 文 獻(xiàn) 1 大連組合機(jī)床研究所 組合機(jī)床設(shè)計(jì) M 北京 機(jī)械 工業(yè)出版社 1 9 7 5 2 徐 憬 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1 9 9 1 3 王步瀛 機(jī)械零件強(qiáng)度計(jì)算的理論和方法 M 北京 高等教育出版社 1 9 8 6 4 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 專用機(jī)床設(shè)計(jì)與制造 M 黑龍江 黑龍江人民出版社 1 9 7 9 5 組合機(jī)床小組 組合機(jī)床講義 M 北京 國防工業(yè)出 版社 1 9 7 2 D e s i g no f t h eV e r t i c a lB e a r i n g sH o l eD r i l lB e d Z HANG