泵蓋鉆孔組合機床設計

1、摘摘 要要 我的畢業(yè)設計題目是：泵蓋鉆孔組合機床設計 組合機床是以通用部件為基礎，配以少量的專用部件，對一種或若干種工件按 預先確定的工序進行加工的機床。設計過程包括被加工零件的工藝分析，機床配置 形式的選擇，切削用量的確定，刀具的選擇，組合機床的總體設計，多軸箱齒輪的 排布。此外，我還繪制了 4 張圖紙，分別為工序圖，加工示意圖，機床聯(lián)系尺寸圖， 多軸箱圖，還有一張生產(chǎn)率計算卡。 我本次設計的重點是多軸箱的設計，多軸箱是組合機床的重要組成部分，它是 選用通用部件，按專業(yè)要求設計的，其用于布置機床工作主軸及其傳動零件和相應 的附加結(jié)構(gòu)的，它通用按一定速度比排布傳動齒輪，把動力以動力部件動力頭、

2、 動力箱、電動機等、傳遞給各個工作主軸，使其獲得所要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。在總 體的設計過程中，對機床的夾具方案也有所考慮，選擇合理的定位方式，保證工件 位置正確且裝卸方便，且保證夾具結(jié)構(gòu)簡單成本低，從而體現(xiàn)組合機床自動化程度 高，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動強度低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修 方便等特點。 關鍵詞：組合機床 工藝方案 生產(chǎn)率 多軸箱 title:title: boreholeborehole pumppump covercover combinationcombination machinemachine bedbed designdesign abstractabstra

3、ct my topic of design project for graduation is:borehole pump cover combination machine bed design.the aggregate machine-tool is take the general part as a found,mathches by the few special-purpose parts,according to the working-prcedure which determined in adcance carries on the processing to one k

4、ind of or certain kind of work pieces the engine bed. the design process including is processed the components the craft analysis,the engine bed configuration form choice,the cutting specifications deter min at on,the cutting tool choice,the aggregate machine-tool system design,the jig design,many g

5、ears distribution.in add it on,i have also drawn up 4 blue prints,respectively be drill hole working procedure chart,processing schematic drawing ,engine bed relation dimensional drawing,jig chart,many gears row of butut,but also some productivity computation card. my this design key point is the mu

6、lti-axle box.combination of multi- axle box is an important componet of the machine,it is the choice of generic components,according to special requirements of design,and its work for the machine tool spindle arrangement and transmission parts and the corresponding additional structure,which gm row

7、faster than a certain cloth gear,the driving force to power parts-head,power boxes,motors and so on,all work delivered to the spindle so that it as required,such as speed and steering.in totally design process,have the consideration to the tongs project of the machine bed,choose the reasonable metho

8、d of fixed position,guarantee the work by having a right position and pack to unload convenient and guarantee construction simple and cost low of the tongs,thus give expression to the high automation degree,the high of producing sfficiency ,the stable of product quantity,the low of labor strength,th

9、e stable of construction,work dependable,use and maintain convenience etc. keykey wordword:aggregate machine-tool; process program; productivity computation card; multi-axle box 目目 錄錄 1 組合機床總體設計方案.1 1.1 零件分析.1 1.1.1 被加工工件的技術要求.1 1.1.2 結(jié)構(gòu)方案分析和定位方案的選擇.1 1.1.3 選擇定位基準的原則及應注意的事項.1 1.1.4 確定夾壓位置應注意的問題.1 1.

10、2 工藝分析.2 1.2.1 工藝分析.2 1.3 確定機床的配置形式.3 1.3.1 組合機床部件的選擇.3 1.3.2 不同配置型式組合機床的特點及適應性.3 1.4 確定切削用量及刀具的選擇.4 1.4.1 確定切削用量時應注意的問題.5 1.4.2 組合機床切削用量選擇及計算.5 2 組合機床的總體設計.7 2.1 被加工零件工序圖的繪制.7 2.1.1 尾座體蓋工序圖.7 2.2 軸箱體的加工示意圖繪制.8 2.2.1 繪制加工示意圖的作用和內(nèi)容.8 2.2.2 加工示意圖的畫法及注意事項.9 2.2.3 選擇刀具、工具、導向裝置并標注相關的位置及尺寸.9 2.2.4 確定動力部件的

11、工作循環(huán).10 2.3 機床總聯(lián)系尺寸圖的繪制.11 2.3.1 動力部件的選擇.11 2.3.2 夾具輪廓尺寸的確定.12 2.3.3 機床的裝料高度.12 2.3.4 中間底座輪廓尺寸.13 2.3.5 主軸箱輪廓尺寸的確定.13 2.4 編制生產(chǎn)率計算卡.13 2.4.1 機床負荷率.15 負 2.4.2 編制生產(chǎn)率計算卡.15 3 組合機床主軸箱設計.17 3.1 多軸箱設計的原始依據(jù)：.17 3.2 選擇主軸結(jié)構(gòu)型式.18 3.2.1 對傳動系統(tǒng)的一般要求.19 3.3 傳動系統(tǒng)的設計與計算.20 3.3.1 對傳動系統(tǒng)的一般要求.20 3.3.2 傳動系統(tǒng)的設計.21 3.3 潤滑

12、系統(tǒng)的設計.22 4 專用夾具.23 4.1 概述.23 4.1.1 機床夾具的作用.23 4.1.2 機床夾具的分類.23 4.1.3 專用機床夾具的組成.24 4.2 工件在夾具中的定位.24 4.3 工件在夾具中的夾緊.25 4.3.1 夾緊裝置的組成和要求.25 4.3.2 夾緊力的確定.25 4.3.3 夾緊力的計算.25 4.3.4 切削力的計算.27 4.4 聯(lián)動夾緊機構(gòu).27 4.4.2 聯(lián)動夾緊機構(gòu)的分類.27 畢業(yè)設計心得體會.29 參考文獻.30 1 組合機床總體設計方案組合機床總體設計方案 1.1 零件分析零件分析 被加工工件：泵蓋 材 料：ht200 硬度 hb190

13、-241 生產(chǎn)綱領 ：5.5 萬件/年（單班） 1.1.1 被加工工件的技術要求 1.保證孔對基準中心的位置度。9 2.保證孔的加工精度。9 1.1.2 結(jié)構(gòu)方案分析和定位方案的選擇 組合機床是針對某種零件或某道工序而設計的。在設計前應仔細分析被加工零 件的結(jié)構(gòu)，合理地選擇最佳定位基準，以確保加工精度的要求。同時也有利于實現(xiàn) 最大限度的集中工序，可以減少機床的臺數(shù)。從而也可以降低工件的生產(chǎn)成本。 1.1.3 選擇定位基準的原則及應注意的事項 1.應盡量選擇零件設計基準作為組合機床加工的定位基準。從而可以減少由基準選 擇不佳而產(chǎn)生的誤差，保證加工精度。但對于某些特殊工件，可以改用其它基準 為定位

14、基準。 2.選擇定位基準時應確保工件定位穩(wěn)定。盡量選用已加工過的較大平面為定位基準， 這點對于工件加工尤為重要。 3.統(tǒng)一定位基準的原則。即在各臺機床上盡量采用同一定位基準來加工零 鑒賞不 同表面的孔或?qū)ν槐砻嫔系目淄瓿刹煌墓ば颉＿@對工序多的箱體類零件加工 尤為重要。 1.1.4 確定夾壓位置應注意的問題 1.在選擇定位基準面同時，要合理選擇出夾壓位置的基準面。此時應注意的問題如 下： 保證零件夾壓后定位穩(wěn)定。為使工件加工過程中不產(chǎn)振蕩和移動，夾壓力要足夠 大，2.壓點應均勻分布在夾壓合力落在定位平面上。 盡量避免夾壓力過大而造成工件夾壓后產(chǎn)生變形。盡量消除其對加工精度的影響。 1.2 工

15、藝分析工藝分析 1.2.1 工藝分析 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。 深入生產(chǎn)現(xiàn)場，全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點、定位基準選擇、夾緊方式、加工 部位、工藝方法和加工過程中所用的刀具、切削用量及生產(chǎn)率等。 對于本次設計的零件泵蓋的加工工序為： 鉆孔9 1加工精度的要求 由于加工孔之間軸線的平行度要求較高而采用單工位方法，一次定位，可以 減少一定的誤差。 2.被加工零件大小形狀特點，加工部位特點要求。 被加工零件的特點，主要依據(jù)零件的材料、硬度、加工部件的結(jié)構(gòu)形狀、 零件剛性、定位基準面的特點。本工件為 ht200，硬度 hbs190-241，孔中心線與 定

16、位基準面垂直，夾緊方式為液壓夾緊。 這些特點在很大的程度上決定采用臥式機床、立式或傾斜式機床。一般來 說，加工孔的中心線與定位基面平行且需由一面或幾面加工箱體件宜采用臥式機 床。所以本次對鉆孔組合機床設計采用了臥式組合機床。 本道工藝的夾緊也非常方便，可以利用上一道工序的加工特點。采用內(nèi)孔 定位、端面定位、另一端面夾緊。可使工件定位可靠、夾緊方便、裝卸方便和工藝 裝備簡單。 根據(jù)上述被加工零件的結(jié)構(gòu)特點、加工要求、工藝過程及生產(chǎn)率，可確定 機床的配置形式為單工位臥式單面組合機床，這種配置形式可達到較高的加工精度， 對于精加工機床的夾具公差，一般加工零件的，對于粗加工機床采用固定式導 5 1 3

17、 1 向，能達到。mm2 . 0 1.3 確定機床的配置形式確定機床的配置形式 根據(jù)被加工工件的結(jié)構(gòu)特點、加工要求、工藝過程方案及生產(chǎn)率等，可大體確 定組合機床的配置型式。一般來說，定位基準是水平的，且被加工工件與定位基準 平行采用臥式組合機床；垂直時應采用立式組合機床。保證排屑順暢、操作簡單以 及其它具體方面都應簡單、方便。根據(jù)加工部位的特點，孔的直徑相同且在同一加 工面內(nèi)位置度要求降低，并且使其設計的組合機床完全可以滿足其要求。由于軸箱 體的結(jié)構(gòu)不是十分復雜。而且又是單面加工。所以采用單工位臥式組合機床可完全 達到本道工序加工的技術要求。 臥式組合機床優(yōu)點是加工和裝備配置的工藝性好，安裝調(diào)

18、整與運輸比較方便； 其缺點是削弱了床身剛性。但是這個弊端通常可利用加強部件的連結(jié)部分的剛度來 補償。不同的工藝安排，動力部件的不同配置可能會產(chǎn)生多種配置方案，但是不同 的配置方案將對機床的復雜程度、通用化程度、結(jié)構(gòu)工藝性加工精度以及經(jīng)濟效果 等等都有著不同程度的影響。 1.3.1 組合機床部件的選擇 本次設計的組合機床采用臥式床身?；_安裝在側(cè)底座上，底座和中間底座用 螺釘聯(lián)為一體，滑臺與側(cè)底座間有一個厚的調(diào)整墊。采用調(diào)整墊對機床的制造mm5 和維修都很方便。因為當滑臺導軌面磨損或重新組裝時，必須取下滑臺導軌面重新 修刮并更換調(diào)整組。使之恢復應有高度即可，而且滑臺可使用較好的材料（耐磨性 較好

19、的鑄鐵） ，而側(cè)底座可使用較差的一些材料。 1.3.2 不同配置型式組合機床的特點及適應性 （1） 單工位組合機床 各種型式的單工位組合機床，具有固定式夾具，通?？砂惭b 一個工件，特別適用大、中型箱體類零件的加工。根據(jù)配置動力部件的型式 和數(shù)量，這種機床可分為單面、多面及復合式。利用多軸箱同時從幾個方向 （面）對工件進行加工。但其機動時間不能與輔助時間重合，因而生產(chǎn)率也 比多工位機床低。由于本次設計的工件較大以及其它方面的要求，正適合選 用單工位組合機床。 （2） 多工位組合機床 主要適用于中、小零件加工。所以不能定為本次設計的選擇 對象。 1.4 確定切削用量及刀具的選擇確定切削用量及刀具的

20、選擇 切削用量是否合理，對組合機床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機床的布 置型式及正常工作有很大影響。 組合機床切削用量的選擇特點： 1.大多數(shù)情況下組合機床為多軸、多刀、多面同時加工。因此所選用的切削用 量要比一般萬能機床單刀加工低 30%左右。 2.組合機床多軸箱上所有刀具共同一個進給系統(tǒng)，通常為標準滑臺。工作時要 求所有刀具的每分鐘進給量相同，并且等于標準滑臺的每分鐘進給量。這個每分鐘 進給量應是適用于所有刀具的平均值。 即 1122 n fnf fii vfn 式中： 各主軸轉(zhuǎn)速； i nnn, 2, 1 min)(r 各主軸進給量； i fff, 21 )(rmm 滑臺每分進給量

21、。 f vmin)(mm 3.組合機床切削用量選擇及計算 (1).切削力 f、切削轉(zhuǎn)矩 m、切削功率 p、刀具耐用度 t 的計算公式 由組合機床設計可知計算公式如下： 6 . 08 . 0 26hbfdf （1-1） 6 . 08 . 09 . 1 10hbfdm （1-2） d mv p 9740 （1-3） 8 3 . 155 . 0 25 . 0 ) 9600 ( hbfv d t （1-4） 式中：f切削軸向力(n); d鉆頭直徑(mm); f 每轉(zhuǎn)進給量(mm/r); m切削轉(zhuǎn)矩(n.mm); p切削功率(kw); t刀具耐用度(min); v切削速度(m/min),通常根據(jù)鉆孔深度

22、 l 考慮修正系數(shù)kv(表 3-14)，； v kvv 公稱 hb零件的布氏硬度值，通常給出一個范圍。對于公式(1-1)(1-3)取 最大值; 對于公式(1-4)取最大硬度減去硬度偏差值的 1/3. 1.4.1 確定切削用量時應注意的問題 1盡量做到合理利用所有刀具，充分發(fā)揮其性能，鉆孔要求切削速度高而每分 鐘進給量小。 2選擇切削用量時應注意零件生產(chǎn)批量的影響，生產(chǎn)率要求不高時就沒有必要 將切削用量選的太高，以免降低刀具耐用度。 3對于復雜的刀具切削用量應考慮刀具的使用壽命；進給量按刀具最小直徑選 擇；切削速度按最大直徑選擇。 4切削用量選擇應有利于多軸箱設計，還必須考慮動力滑臺性能。 1.

23、4.2 組合機床切削用量選擇及計算 1確定切削力 由組合機床設計表（3-7）用高速鋼鉆頭加工鑄鐵的切削用量，查取在 ht200 鑄鐵上鉆 9mm 孔的切削速度。 根據(jù)工件材料可選 公稱 f=0.14mm/r v min13m l/d=30/9=3.33 由組合機床設計p62頁查取為, . v k8 . 09 . 09 . 0 0 k 7 . 239190/241241hbmin 9 . 119 . 013計算硬度 公稱 mmvv 切削速度：v=11.9m/min 由此修正系數(shù) kv=0.9，vc=13m/min 進給量：f=0.15mm/r min/4 .6414 . 0 460: min/4

24、60914 . 3 /131000/1000: 1000/: mmnfvf rdvcn dnvc 式中 n主軸轉(zhuǎn)速（r/min） f主軸進給量（mm/r） vf滑臺每分鐘進給量（mm/min） 由此可計算出： 6 . 08 . 0 26hbfdf n12972394 . 0926 6 . 08 . 0 6 . 08 . 09 . 1 10hbfdm min.361123914 . 0 910 6 . 08 . 09 . 1 n min4 . 239 . 2 23914 . 0 9 . 11 996009600 8 3 . 155 . 0 25 . 0 8 3 . 155 . 0 25. 0 h

25、bfv d t kw d mv p17 . 0 99740 133611 9740 kwpp02 . 1 17 . 0 46 電機功率 ， ， 取 電 n p 8 . 09 . 09 . 0 kwn13 . 1 9 . 0 9781 . 0 電 總軸向力nf7782129766 由此可初步定義主軸直徑，由組合機床設計頁表（3-19）中公式 73 p b 取 100 4 m bd 3 . 7 mm89.17 100 3611 3 . 7 4 由組合機床設計頁表（3-22）查取主軸直徑為。 75 pmm20 2 組合機床的總體設計組合機床的總體設計 （三圖一卡）（三圖一卡） 組合機床總體設計方案包

26、括繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、聯(lián)系尺寸圖、 編制生產(chǎn)率計算卡。 2.1 被加工零件工序圖的繪制被加工零件工序圖的繪制 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案表示一臺機床自動完成的工藝內(nèi)容， 加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術要求，加工的定位基準，夾緊部位及被加 工零件的材料、硬度、重量及在本工序前毛坯或半成品情況的圖紙。它是組合機床 設計的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗和調(diào)整機床的重要技術條件。 2.1.1 尾座體蓋工序圖 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)選定工藝方案。表示一臺組合機床式自動線完成工藝 內(nèi)容、加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術要求、加工用定位基準

27、、夾壓部位 及被加工零件材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或半成品情況的圖紙。它 不能用用戶提供的產(chǎn)品圖紙代替，而須在原零件圖基礎上突出本機床自動線加工內(nèi) 容，加上必要的說明而繪制的。它是組合機床設計主要依據(jù)，也是制造、使用、檢 驗和調(diào)整機床的重要技術文件。在工序圖上應表示： (1)被加工零件的形狀和輪廓尺寸與本機床設計有關的部位結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。 (2)加工用定位基準，夾壓部位及夾壓方向。 (3)本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀、位置、尺寸精度 及技術要求，還包括本道工序?qū)η肮ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞剩?。 (4)必要的文字說明（即被加工零件編號、名稱、材料、硬度、重量及

28、加工 部位余量等） 。 被加工工件泵蓋的工序圖見圖紙 a1所示。 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，一定要突出該機床的加工內(nèi)容，繪制時應按一定比 例(本圖選用 1：2 比例)選擇足夠視圖及剖視，突出加工部位（加工孔）用粗實線表 示，并把零件輪廓及與機床、夾具設計有關的部位用細實線表示清楚、凡在本工序 要保證的尺寸、角度、均應在尺寸數(shù)值下方畫粗實線標記，加工用定位基準符號用 “ ”表示，夾壓位置及方向符號“”和“”表示，輔助支承符號用“ ”表示，具體詳見該零件工序圖所示。 (2)加工部位的位置尺寸應由定位基準注起。為了便于加工及檢查，尺寸應采用 直角坐標系

29、標注，而不采用極坐標系。但有時因所選定位基準與設計基準不重合則 須對加工部門要求的位置尺寸精度進行分析換算。此外應將零件圖上不對稱位置尺 寸公差換算成對稱尺寸公差，其公差數(shù)值的決定要考慮兩方面。一是要能達到產(chǎn)品 圖紙要求的精度，二是要采用組合機床能夠加工出來，以便在進行夾具和主軸箱設 計時，確定導向孔與位置坐標尺寸。 (3)應注明零件加工對機床提出的某些特殊要求。 2.2 軸箱體的加工示意圖繪制軸箱體的加工示意圖繪制 2.2.1 繪制加工示意圖的作用和內(nèi)容 零件的加工工藝方案是通過加工示意圖反應出來的。加工示意圖表示被加工零 件在機床的加工過程、刀具、輔具的布置狀況以及工件、刀具、夾具等機床各

30、部件 間的相對位置關系，機床的工作行程及工作循環(huán)等。加工示意圖是組合機床設計的 主要圖紙之一，在總體設計中占據(jù)重要地位。它是刀具、輔具、多軸箱、液壓電氣 裝置設計及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺組合機床布局和性能的原始要 求。同時還是調(diào)整機床、刀具、及鉆孔的依據(jù)。其主要內(nèi)容如下： (1)應反映機床的加工方法、加工條件及加工過程。 (2)根據(jù)加工部位特點及加工要求，決定刀具類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸（直徑和 長度） 。 (3)決定主軸的結(jié)構(gòu)、類型、規(guī)格、尺寸及外伸長度。 (4)選擇標準式設計專用接桿、浮動卡頭、導向裝置、靠模裝置、刀桿和托架等。 并決定它們的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸。 (5)標明主軸、

31、接桿（卡頭） 、夾具（導向）與工件之間的聯(lián)系尺寸和配合精度。 (6)根據(jù)機床要求的生產(chǎn)率及刀具、材料等特點，合理確定并標注各主軸的切削 用量。 (7)決定機床動力部件的工作循環(huán)及工作行程。 泵蓋鉆 6 個孔的加工示意圖見 a1所示。 2.2.2 加工示意圖的畫法及注意事項 (1)加工示意圖的繪制順序是：先按比例(本圖為 1：1)用細實線繪出工件部位 和局部結(jié)構(gòu)的展開圖，加工表面用粗實線畫，為簡化設計，相同加工部位的加工示 意圖指對同一規(guī)格的孔加工用刀具、導向、主軸、接桿等規(guī)格尺寸精度完全相同允 許只表示其中之一。即同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸可以只畫一根，但必須在 主軸上標注軸號（與工件孔號

32、相對應） ，當軸數(shù)較多時可縮小比例，用細實線畫出工 件加部位簡圖，并標注孔號，以便設計和調(diào)整機床。 (2)在加工示意圖上，主軸分布可不按真實距離繪制。當被加工孔間距很小或需 要設置徑向結(jié)構(gòu)尺寸較大的導向裝置時，相鄰主軸必須按嚴格比例繪制，以便檢查 相鄰主軸、刀具、輔具、導向等是否干涉。 (3)主軸應用多軸箱端面畫起。刀具通過加工終了位置，標準的通用結(jié)構(gòu)只畫外 輪廓，并須加注規(guī)格代號。對一些專用結(jié)構(gòu)須剖視，并標注尺寸、精度及配合。 2.2.3 選擇刀具、工具、導向裝置并標注相關的位置及尺寸 (1)刀具的選擇 根據(jù)接頭體工件的材料和加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生產(chǎn) 率要求等因素選擇。 查

33、金屬機械加工工藝人員手冊選取錐柄麻花鉆刀具 如圖所示： 如圖所示： d=9mm l=188mm l1=107mm 根據(jù)給定零件特點，所加工孔為 9mm 2.2.4 確定動力部件的工作循環(huán) 是指加工時動力部件從原始位置的動作過程。包括快速進給、工作進給、快速 退刀等動作。 (1)工作進給長度的確定 工作長度 工等于工件加工部位長度 （多軸加工時應按最長計算）與刀具切入 ll 長度 1和切出長度2之和。 ll 切入長度 1根據(jù)本工件端面誤差情況分析選取1=12mm ； ll 因為本機床是專用鉆孔機床，所以螺紋孔無須攻透，切出長度 2=9。 工12+ =9+30+12=50； ll ll l 具體如

34、下圖所示： (2)快退長度的確定 快速退刀長度等于快進和工進長度之和?？焱碎L度必須保證刀具在攻絲完畢后， 必須回到初始位置，而不影響工件裝卸；快速進給是指動力部件把主軸連同刀 具以原始位置送入到工作位置，其長度按具體情況而定。 所以 快退長度快進長度工進長度mm16050110 (3)動力部件的總行程長度 動力部件的總行程除應保證要求的工作循環(huán)和工作行程外，還要考慮裝卸和調(diào) 整刀具方便，即考慮前后備量。前備量是指因刀具磨損或補償制造安裝誤差，動力 部件尚可向前調(diào)節(jié)的距離。所以根據(jù)加工要求選擇前備量為；后備量是指刀mm20 具從接桿或接桿連同刀具一起從主軸孔中所需的軸向距離。所以根據(jù)加工要求選擇

35、 后備為。mm220 所以, 總快退前后 l lllmm40022020160 2.3 機床總聯(lián)系尺寸圖的繪制機床總聯(lián)系尺寸圖的繪制 機床聯(lián)系尺寸圖清楚地表明了機床的型式和布局，規(guī)定各部件的輪廓尺寸及相 互間的裝配關系和運動關系，以檢驗機床各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工 要求，通用部件的選擇是否合理，并為進一步開展主軸箱、夾具等設計提供依據(jù)。 聯(lián)系尺寸圖也可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。 聯(lián)系尺寸圖的主要內(nèi)容如下： 以適當數(shù)量的視圖按同一比例畫出機床各主要組成部件的外形輪廓及相關位) 1 ( 置，表明機床的配置型式及總體布局、主視圖的選擇應與機床實際加工狀態(tài)一致。

36、 圖上應盡量減少不必要的線條及尺寸。但反映各部件的聯(lián)系尺寸、專用部件)2( 的主要輪廓尺寸、運動部件的極限位置及行程尺寸，必須完整齊全。至于各部件的 詳細結(jié)構(gòu)不必畫出，留在具體設計部件時完成。 為便于開展部件設計，聯(lián)系尺寸圖上應標注通用部件的規(guī)格代號，電動機型)3( 號、功率及轉(zhuǎn)速，并注明機床部件的分組情況及總行程。 2.3.1 動力部件的選擇 組合機床的動力部件是配置組合機床的基礎。組合機床動力部件包括實現(xiàn)刀具 主軸旋轉(zhuǎn)的主運動的動力箱，各種工藝切削頭及實現(xiàn)進給運動的動力滑臺，具體選 擇如下： (1)選擇動力箱 由組合機床設計附表選擇動力箱為。電 電 nkw13 . 1 24 p)152(

37、32itd 動機型號 y100l-6，功率，電機轉(zhuǎn)速為 940r/min，動力箱輸出軸轉(zhuǎn)速kwn5 . 1 ；動力箱與動力滑臺結(jié)合面尺寸：多軸箱的厚度為、高度為min470rmm325 、寬度為。動力箱輸出軸距箱底面高度為mm400mm400mm140 (2)選擇動力滑臺 計算得出7782n 查組合機床設計頁表，可 612976ff 16 p)42( 知 1hy32-1 型滑臺總行程為，其具體性能參數(shù)如下：mm400 臺面寬，臺面長，行程長，滑座長，允許最大進mm320mm630mm400mm790 給力為，快速行程速度為，工進速度范圍為。nf12500 進 min12mmin65020mm

38、配套通用部件)3( 側(cè)底座、其高度、寬度為、長度3211ccmmh560mmb520mml1180 繪制聯(lián)系尺寸圖應考慮的主要問題: 繪制聯(lián)系尺寸圖，一般是在已畫出被加工零件工序圖、加工示意圖，并初選動 力部件及與其配套的通用部件之后進行的。對于機床的某重要尺寸也應在畫聯(lián)系尺 寸圖之前的方案設計階段初步確定，如機床的裝料高度 h，多軸箱輪廓尺寸及夾具 輪廓尺寸等。尤其對于加工精度要求較高，比較復雜的組合機床，往往需要預先畫 出夾具方案的詳細草圖以確定其主要輪廓尺寸。 2.3.2 夾具輪廓尺寸的確定 夾具輪廓尺寸的確定主要是指夾具底座和長 寬 高，根據(jù)工件的尺寸、形狀、 具體結(jié)構(gòu)及考慮布置下保證

39、加工要求的定位、限位、夾緊機構(gòu)、導向系統(tǒng)及與其它 部件的聯(lián)系尺寸最后確定。關于夾具的詳細資料將在夾具的具體方案設計中體現(xiàn)出 來。 2.3.3 機床的裝料高度 機床的裝料高度是指機床上工件的定位基準面到地面的垂直距離。設計組合機 床時裝料高度 h 應考慮的主要因素是：應與車間運送工件的滾道相適應，工件最低 孔位置，主軸最低高度和選用通用部件、中間底座、夾具等高度限制。由于本次設 計受四個孔的位置影響。即四個孔的中心線，裝料高度選取了。此時工mmh955 人操作時可加腳踏板以便操作者裝卸工件和調(diào)整機床、刀具方便。 2.3.4 中間底座輪廓尺寸 中間底座輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝過程的需要，所選

40、長度方向尺寸要 依據(jù)動力部件(滑臺和滑座以及其配套部件側(cè)底座)的位置關系。照顧各部件聯(lián)系尺 寸的合理性來確定。非常重要的一定要保證加工終了位置時，工件端面至主軸箱端 面的距離不小于加工示意圖的要求。本次設計這一距離為，同時考慮動力部mm383 件處于加工終了位置時，主軸箱與夾具外輪廓間應有利于機床調(diào)整和維修的距離， 為了便于切屑和冷卻液回收。 中間底座長， 高。mm710mm560 中間底座輪廓尺寸為560450710 2.3.5 主軸箱輪廓尺寸的確定 繪制主軸箱時，著重確定的尺寸就是主軸箱的寬度 b 和高度 h。據(jù)機床設計 手冊選取主軸箱輪廓尺寸為：400400hb 2.4 編制生產(chǎn)率計算卡

41、編制生產(chǎn)率計算卡 根據(jù)選定的機床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快速 及工進速度等，就可以計算機床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計算卡，用以反映機床的加 工過程、完成每一動作所需要的時間、切削用量、機床生產(chǎn)率及機床負荷率等。 1.理想生產(chǎn)率 1 q 指完成年生產(chǎn)率綱領 a(包括各種品及廢品率在內(nèi))所要求的機床生產(chǎn)率。它與 全年工時總數(shù)有關，一般情況下,單班制生產(chǎn) k 取 2350h,兩班制生產(chǎn)，khk4600取 則 )(40.23 2350 55000 1 h k a q 件 2.實際生產(chǎn)率q 指實際設計機床每小時實際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。 )( 60 h t q 件 單 式中： 生產(chǎn)一

42、個零件所需的時間，它可根據(jù)下式計算： 單 t(min) (min) 2 2 1 1 裝卸移 快退快進 停輔切單 tt v ll t v l v l ttt fkff 式中：、分別為刀具第、第工作進給行程長度； 1 l 2 l)(mm 、分別為刀具第、第工作進給量； 1f v 2f v) min (mm 當加工沉孔、止口，锪窩、倒角、光整表面時，動力滑 停 t 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(zhuǎn)所需時間；105r(min) 、分別為動力部件快進、快退行程長度； 快進 l 快退 l)(mm 動力部件快速行程速度。采用機械動力部件取 fk v 液壓動力部件??；) min

43、 (86 m ) min (124 m 直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進行一次工位轉(zhuǎn)換時間，一般可取 移 t ；min1 . 0 工件裝卸(包括定位、夾壓及清除鐵屑等)時間，它取決 裝卸 t 于工件重量大小、裝卸是否方便及工人的熟練程度。根據(jù) 各類組合機床的統(tǒng)計，一般取。min5 . 15 . 0 裝卸移 快退快進 停輔切單 tt v ll t v l v l ttt fkff2 2 1 1 12000/ )160110(5 . 11 . 00114/50 =2.06min. )(29.13 06 . 2 6060 小時 件 單 t q 2.4.1 機床負荷率 負 當時，計算二者的比值即為負率。qq 1

44、 q q1 負 %80.33 13.29 4 . 23 根據(jù)組合機床的使用經(jīng)驗，適宜機床負荷率為，但本次設計由 負 90 . 0 75. 0 于客車廠年生產(chǎn)緩沖桿座的數(shù)量不大，所以機床負荷率偏小，可見機床的工作 效率可進一步提高。 2.4.2 編制生產(chǎn)率計算卡 生產(chǎn)率計算卡是按一定格式要求編制的反映零件在機床上的加工過程、工作時 間、機床生產(chǎn)率、機床負荷率的簡明表格。 具體內(nèi)容如下頁表所示： 7 6 5 4 3 2 1 序 號 被加工 零 件 卸下工件 松開工件 動力部件快退 左動力部件工進 左動力部件快進 工件定位、夾緊 裝入工件 工步名稱 工序名稱 材 料 名 稱 圖 號 1 被加工 零件

45、數(shù) （個） 9 加 工 直徑 （mm） 20 加工 長度 （mm） 160 50 110 工作 行程 （mm） 本機床裝卸工件時間取為 1.5min 11.9 切削 速度 m/min 鉆孔 ht200 泵蓋 460 每分鐘 轉(zhuǎn)速 r/min 0.14 每轉(zhuǎn)進 給量 mm/r 負荷率 機床理想生產(chǎn)率 q1 機床實際生產(chǎn)率 q 單件總工時 10000 64 10000 每分鐘 進給量 mm/min 工序號 硬度 毛坯重量 毛坯種類 0. 43 0.43 機動 時間 1.6289 0.8 0.051 0.0159 0.011 0.051 0.7 輔助 時間 80.33% 23.4（件/小時） 205

46、89（件/小時） 2.0589 共計 工時（min） hb 163-229 灰鑄件 3 組合機床主軸箱設計組合機床主軸箱設計 主軸箱是組合機床的重要組成部分，它是選用通用部件，按專用要求進行設計 的，其用于布置機床工作主軸及其傳動零件和相應的附加機構(gòu)的。它通過按一定速 比排布傳動齒輪,把動力以動力部件動力頭、動力箱、電動機等、傳遞給各工作主 軸，使之獲得所要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。 主軸箱輪廓尺寸 400 400mm。由箱體、主軸、傳動軸、齒輪、軸套和通用（專 用）的附加機構(gòu)組成。 主軸箱厚度為 325mm。 主軸 1、2、3、4、5、6 傳動軸 7、8 驅(qū)動軸 0 其作用是供更換、調(diào)整刀具和主軸箱

47、裝配及維修檢查主軸精度時 回轉(zhuǎn)主軸用。 主軸箱前蓋厚 55mm，后蓋厚 90mm，箱體厚 80mm。 材料：ht15-33 主軸材料 40gr 鋼，熱處理 c42。 傳動軸材料用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 t215。 齒輪均用 45 鋼，熱處理為齒部高頻淬火 g54。 鍵是用來聯(lián)接軸與帶轂零件（如帶輪、齒輪等）的主要用來實現(xiàn)周向固定以傳 遞轉(zhuǎn)矩。 本設計中，主軸箱中的各軸與齒輪的聯(lián)接均采用導向平鍵，具體型號標準由 機械零件設計手冊288 頁表 3.25 中查取 3.1 多軸箱設計的原始依據(jù)：多軸箱設計的原始依據(jù)： 多軸箱設計的原始依據(jù)圖，是根據(jù)“三圖一卡”整理編制出的，包括設計的原 始要求和已知條件

48、。在已經(jīng)編制的“三圖一卡”中有： i多軸箱輪廓尺寸 400 400mm ii工件輪廓尺寸及各加工孔的位置尺寸。 iii工件與多軸箱的位置尺寸。 其中的一些重要數(shù)據(jù)如下： （1） 名稱：泵蓋 材料：ht200 硬度：hbs190-241 （2） 主軸外伸尺寸：115mm,直徑為 30。 切削用量：v=11.9m/min , n=460r/min , f=0.14mm/r （3）動力部件：動力箱 1td32 型，電動機為 y100l-6 型，功率 1.5kw， 轉(zhuǎn)速 940r/min，輸出軸轉(zhuǎn)速 470r/min，輸出軸距離箱底面距離為 140mm. 多軸箱的原始依據(jù)圖應包含以下內(nèi)容： 1）所有主

49、軸的位置尺寸及工件與多軸箱的相關尺寸。在標注主軸的位置及相關 尺寸時，首先保證多軸箱與被加工零件在機床上是面對面擺放的，所以多軸箱橫截 面上的水平方向尺寸應與被加工零件工序圖的水平尺寸方向相反。其次由于多軸箱 上的坐標尺寸基準和被加工零件工序圖的尺寸基準一般不相重合，要根據(jù)多軸箱和 被加工零件的相對位置找出統(tǒng)一基準，并標注出其相對位置關系尺寸。 2）圖上要標注主軸的轉(zhuǎn)向。標準刀具多為右旋，所以要求主軸一般為逆時針轉(zhuǎn) 向，逆時針可不標，一般只標順時針轉(zhuǎn)向。 3）圖上標出多軸箱的外形尺寸。 4）表中要表工件材料，加工表面要求，及主軸工序，主軸外伸尺寸，切削用量 5）表中注明動力箱的型號，功率，轉(zhuǎn)速

50、等參數(shù)。 3.2 選擇主軸結(jié)構(gòu)型式選擇主軸結(jié)構(gòu)型式 （1）軸承的選擇： 主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝決定，并應考慮主軸的工作條件和受力情況。軸 承型式是主軸結(jié)構(gòu)的主要特征，由于本組合機床是進行鉆削加工，主軸的軸向切削 力很大，所以一般采用推力球軸承承載軸向力，用向心球軸承承載徑向力。因為鉆 孔時的軸向力是單向的，所以把推力球軸承安排在主軸前端。 （2）軸頭的選擇： 除此之外，軸頭的結(jié)構(gòu)也應考慮。因為本次設計是長主軸。長主軸軸頭內(nèi)孔較 長，可以增大與刀尾的接觸面，增強了刀具與主軸的連接剛度，減少刀具前端下垂。 可以選用標準導向套。 （3）初定主軸直徑和齒輪模數(shù) 在編寫“三圖一卡”時，已初定主軸直徑

51、。初步選定模數(shù)可由以下公式估算， 再類比確定： 3 30 32 p mmm z n 其中， z 一對齒輪中小齒輪的模數(shù) p齒輪傳遞功率kw min r n小齒輪的轉(zhuǎn)數(shù) 目前大型組合機床通用多軸箱常用的齒輪模數(shù)有 2、2.5、3、3.5、4 等幾種，一 般在同一多軸箱中齒輪模數(shù)不多于兩種。 4.5 傳動系統(tǒng)的設計與計算 多軸箱的傳動系統(tǒng)設計，就是通過一定的傳動鏈把動力箱輸出軸（即多軸箱驅(qū) 動軸）傳過來的動力和轉(zhuǎn)速按要求分配到各主軸。 3.2.1 對傳動系統(tǒng)的一般要求： 1）盡量用一根中間軸帶動多根主軸。當齒輪嚙合中心距不符合標準時，可以用 變位齒輪或略微變化傳動比的方法解決。 2）為避免增加主軸

52、的負荷，盡量不采用主軸帶動主軸的方案。當主軸分布密集 且切削力不大時，也可用 1 根主軸帶動多根主軸的傳動方案。 3）為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱體內(nèi)齒輪最佳傳動比為，在多軸箱后蓋內(nèi)第 iv 排11.5 或第 v 排齒輪，傳動比可以大些，不超過 33.5。 4）一般情況下驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較高時，可采用逐步降速傳動，驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較低時， 可先升再降。組合機床多軸的傳動和結(jié)構(gòu)與普通機床差異較大。 5）粗加工切削力大，主軸上的齒輪應盡量安排靠近前支承，以減少主軸扭轉(zhuǎn)變 形。 6）齒輪的排法： i不同軸上的齒輪不能相碰，可以放在箱體同一排上。 ii不同軸上齒輪與軸或軸套不能相碰，可放在不同排上。 iii齒輪與軸相碰，

53、可放在后蓋子內(nèi)。 iv驅(qū)動軸直接帶動的傳動軸數(shù)目不要過兩根，否則會造成裝配困難。 3.3 傳動系統(tǒng)的設計與計算傳動系統(tǒng)的設計與計算 傳動系統(tǒng)是通過一定的傳動鏈把動力箱輸出軸傳進來的動力和轉(zhuǎn)速按要求分配 到各主軸。 主軸外伸尺寸及切削用量 3.3.1 對傳動系統(tǒng)的一般要求 在保證主軸強度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求使主要傳動件的規(guī)格小， 數(shù)量少，體積小。因此，要注意以下幾點： （1）盡量用一根中間傳動軸帶動多根主軸。 （2）一般情況下，盡量不采用主軸帶動主軸的方案。 （3）多軸箱內(nèi)齒輪傳動副傳動比為 11.5。 （4）若驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較高，可采用逐步降速傳動，若驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較低，可選使速 度升高一

54、點再降速。 （5）主軸上的齒輪應盡量安排靠近前支承以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。 （6）驅(qū)動軸直接帶動的傳動軸不超兩根。 軸 號 工序 內(nèi)容 加工直 徑 (mm) 主軸直 徑 (mm) 主軸及外伸 尺 d/d(mm) l=115mm v m/min n r/min f mm/r vf mm/min 1、2 、3、 4、5 、6 鉆孔92030/2011.94600.1464.4 3.3.2 傳動系統(tǒng)的設計 六主軸多軸箱傳動方案圖 該主軸箱有六根主軸：1、2、3、4、5、6 已知：各主軸轉(zhuǎn)速及驅(qū)動軸到主軸之間的傳動比。 主軸轉(zhuǎn)速：n1=n2=n3=n4=n5=n6=460r/min 驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速：n0=4

55、70r/min 各主軸總傳動比： 2 . 1167688a 22 i總=n主/n驅(qū)=460/470=1/1.02 進行齒輪排列和傳動比分配?？捎脙奢S間齒輪嚙合中心距公式： 式中： m 齒輪模數(shù) z1主動齒輪齒數(shù)； z2被動齒輪齒數(shù)； 齒數(shù)和。 z 取 m=4，z驅(qū)=23，由 i總= z驅(qū)/ z主=460/470=1/1.02 則 z主= z驅(qū)/ i總=23 1.0223 考慮結(jié)構(gòu)緊湊，選用中間 2 齒輪分布圓直徑 d1=92mm、d2=52mm， 則齒數(shù) z1=23、z2=26，其位置通過做圖法決定。 驗算各主軸轉(zhuǎn)速 ）（ ）（ mm zm zzm a 22 11 min/460 28 26

56、23 23 470654321rnnnnnn 轉(zhuǎn)速相對損失在 5%以內(nèi)，符合設計要求 中間軸轉(zhuǎn)速 位置適當，可滿足要求。 3.3 潤滑系統(tǒng)的設計潤滑系統(tǒng)的設計 多軸箱應有潤滑油泵，油泵軸的位置要盡量靠近油池，滿足離油面高度不大于 400500mm,，油泵軸的轉(zhuǎn)速根據(jù)工作條件而定。因為選用的是 r12-1 型葉片泵， 所以，油泵轉(zhuǎn)速的選擇范圍為 400-800r/min 之間。 由傳動關系，有， （取=22） 2 2 i nz nz 油泵 油泵 z油泵 代入數(shù)值，則 =586r/min , 所以符合要求。 z油泵 為便于維修，油泵齒輪最好放在第 i 排，油泵安裝在前蓋內(nèi)，在前蓋上與油泵 相應的位

57、置開一窗口。如有結(jié)構(gòu)限制，也可以放在第 iv 排。油泵的放置要保證進油 口到排油口轉(zhuǎn)過。270 臥式多軸箱箱內(nèi)三排齒輪是用油盤潤滑的，后蓋內(nèi)的第 iv 排齒輪，則單獨引油 管潤滑，還要引油管潤滑動力箱齒輪。此外，分油器的位置要選擇靠近操作者一側(cè)， 一邊觀察和檢查油泵的工作情況 min/470 23 23 470rn 4 專用夾具專用夾具 4.1 概述概述 在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中，工件的裝夾是通過機床夾具來實現(xiàn)的。機床夾具是 工藝系統(tǒng)的重要組成部分，它在生產(chǎn)中應用十分廣泛。 4.1.1 機床夾具的作用 1.保證加工精度 用機床夾具裝夾工件，能準確確定工件與刀具、機床之間的相對位置關系，可 以保證

58、加工精度。 2.提高生產(chǎn)率 機床夾具能快速地將工件定位和夾緊，可以減少輔助時間，提高生產(chǎn)效率。 3.減輕勞動強度 機床夾具采用機械、氣動、液壓夾緊裝置，可以減輕工人的勞動強度。 4.擴大機床的工藝范圍 利用機床夾具，能擴大機床的加工范圍，例如，在車床或鉆床上使用鏜?？梢?代替鏜床鏜孔，使車床、鉆床具有鏜床功能。 4.1.2 機床夾具的分類 1.按夾具的應用范圍分類 1）通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)已經(jīng)標準化，且有較大適用范圍的夾具，例如， 車床用的三爪自定心卡盤和四爪單動卡盤，銑床用的平口鉗及分度頭等。 2）專用機床夾具 專用機床夾具是針對某一工件的某道工序?qū)ｉT設計制造的夾 具。專用機床夾具適于

59、在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、產(chǎn)量較大的場合使用。 3）組合夾具 組合夾具是用一套預先制造好的標準元件和合件組裝而成的夾具。 組合夾具結(jié)構(gòu)靈活多變，設計和組裝周期短，夾具零部件能長期重復使用，適于在 多品種單件小批量生產(chǎn)或新品種試制等場合應用。 4）成組夾具 成組夾具是在采用成組加工時，為每各零件組設計制造的夾具， 當改換加工同組內(nèi)另一種零件時，只需調(diào)整或更換夾具上的個別零件，即可進行加 工。成組夾具適合在多品種、中小批量生產(chǎn)中應用。 5）隨行夾具 它是一種在自動線上使用的移動式夾具，在工件進入自動線加工 之前，先將工件裝在夾具中，然后夾具連同被加工工件一起沿著自動線依次從一個 工位移到下一個工位，直到工件

60、在退出自動線加工時，才將工件從夾具中卸下。隨 行夾具是一種始終隨工件一起沿著自動線移動的夾具 2.按使用機床類型分類 機床類型不同，夾具結(jié)構(gòu)各異，由此可將夾具分為車床夾具、轉(zhuǎn)床夾具、銑床 夾具、鏜床夾具、磨床夾具和組合機床夾具等類型。 3.按夾具動力源分類 按夾具所使用的夾緊動力源，可將夾具分為手動夾緊夾具、氣動夾緊夾具、液 壓夾緊夾具、氣液聯(lián)動夾緊夾具、電磁夾具、真空夾具等類型。 4.1.3 專用機床夾具的組成 夾具一般由下列元件或裝置組成。 1.定位元件 定位元件是用來確定工件正確位置的元件。被加工工件的定 位基面與夾具定位元件直接接觸或相配合。 “緩沖桿座”采用定位板作為 定位元件 2.