機(jī)械專業(yè)換檔桿殼鉆縱孔專機(jī)(Y)設(shè)計(jì)論文

1、 . . . 目錄摘要IAbstractII第一章概述111 引言112 課題介紹113 組合機(jī)床簡(jiǎn)介與特點(diǎn)1131 組合機(jī)床概述1132 組合機(jī)床的發(fā)展概況2133 組合機(jī)床的分類和配置形式2134 組合機(jī)床的特點(diǎn)2第二章零件的工藝分析42.1 零件的功用42.2 分析零件的技術(shù)要求4第三章零件加工工藝規(guī)程的制定63.1 確定換檔桿殼的生產(chǎn)類型63.2 確定零件毛坯的種類和制造形式63. 3 制定工藝路線73.3.1 制定工藝路線的依據(jù)73.3.2 定位基準(zhǔn)的選擇73.3.3主要面加工方法的選擇83. 4 確定機(jī)械加工余量(本工序)113. 5 工藝裝備的選擇123. 6 切削用量和時(shí)間定額

2、的選擇123.6.1 切削用量的選擇133.6.2 時(shí)間定額的確定14第四章組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)154.1 概述154. 2 制定工藝方案154.3 機(jī)床配置型式與結(jié)構(gòu)方案的確定154.4 確定切削用量與選擇刀具164.4.1 確定切削用量164.4.2 確定切削力，切削扭矩，切削功率164.4.3 選擇刀具結(jié)構(gòu)184.5 “三圖一卡”的編制184.5.1 被加工零件工序圖184.5.2加工示意圖194.5.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系圖224.5.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡25結(jié)語27參考文獻(xiàn)28致2929 / 35換檔桿殼鉆縱孔專機(jī)（Y）設(shè)計(jì)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

3、。在現(xiàn)代加工業(yè)中，組合機(jī)床在提高產(chǎn)量和保證質(zhì)量等方面起著重要作用。組合機(jī)床是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它是針對(duì)被加工零件的特點(diǎn)與工藝要求，按高度集中工序原則設(shè)計(jì)的一種高效率的專用機(jī)床。機(jī)械加工工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要技術(shù)文件，因此它的制訂非常重要。設(shè)計(jì)工藝規(guī)程的主要步驟包括：1.熟悉原始資料并對(duì)零件進(jìn)行工藝分析；2.分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性。本次的設(shè)計(jì)任務(wù)是換檔桿殼鉆縱孔組合機(jī)床的設(shè)計(jì)。論文首先分析了換檔桿殼的用途和工藝，同時(shí)制定了該零件的加工工藝路線，然后具體介紹了鉆縱孔工序組合機(jī)床的設(shè)計(jì)過程，主要包括確定組合機(jī)床的配置形式、結(jié)構(gòu)方案；相關(guān)切削參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；刀具

4、的選擇；組合機(jī)床“三圖一卡”的相關(guān)設(shè)計(jì)等工作，最后借助CAD軟件完成了相關(guān)圖紙的繪制。該機(jī)床采用兩工位臥式雙面組合機(jī)床，加工工藝好，調(diào)整機(jī)床與更換刀具方便，可實(shí)現(xiàn)雙工位、雙向工作進(jìn)給，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞： 組合機(jī)床 加工工藝 設(shè)計(jì) Gear stick shell hole drilling vertical plane (Y)designAbstractThis paper introduces the design of the vertical bearing drill combination machine, which is widely used for its

5、 high efficiency. In the modern factory , the modular tool is an important means that in order to increase in productivity and improve quality. The aggregate machine tool and its production line are the electromechanical equipment and they have the synthesis automaticity high manufacture technology

6、and the complete craft equipment. The aggregate machine-tool is a special purpose machine which is aims at the components processed of the characteristic and the technological requirement and according to high degree of concentration working procedure principle design one kind of high efficiency. Ma

7、chines processing craft rules is the important technique document that the instruction produces, so it establishes much.The main step which designs a craft rules a distance includes:1.Acquaint with original data to also carry on craft analysis to the parts;2.The structure craft of analytical parts.T

8、he thesis introducedgear stick shell hole drilling vertical planedesign. Firstly, this paper analyzes the gear stick to the shell and use of technology, while developing parts of the processing line, Then on specific vertical hole drilling machine processes the combination of the design process, inc

9、luding the identification of the composition of machine configurations, program structure; Cutting the relevant design parameters, Tool choice; Combination machine, plans a three cards of design work, Finally use CAD software drawings related to the completion of the drawing. The machine used two-po

10、sition horizontal double combination machine tools, processing, and the replacement and adjustment of machine tool convenient, Double spaces can be realized, two-way feed work to reduce support time and improve production efficiency.Keyword:aggregate machine-tool；processing； design第一章 概述11 引言組合機(jī)床因其各

11、種部件的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度較高，結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)相對(duì)較容易，操作簡(jiǎn)單，能大大提高生產(chǎn)效率，較好保證加工質(zhì)量的要求，性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)在大批量零件加工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。雖然各種新工藝、新的加工方法不斷涌現(xiàn)且得到廣泛應(yīng)用，但是組合機(jī)床在現(xiàn)代加工業(yè)中仍然擁有它的一席之地，發(fā)揮著并仍將發(fā)揮它的重要作用。12 課題介紹本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是為某輕卡車廠設(shè)計(jì)換檔桿生產(chǎn)線并編制機(jī)械加工工藝和設(shè)計(jì)配套專機(jī)（Y）和夾具等工藝裝備。我擔(dān)負(fù)的設(shè)計(jì)任務(wù)主要是編制換檔桿殼機(jī)械加工工藝與設(shè)計(jì)鉆縱孔所用的液壓滑臺(tái)式組合機(jī)床。設(shè)計(jì)題目的依據(jù)與原始數(shù)據(jù)如下：1）某輕卡車廠因搬遷規(guī)劃需設(shè)計(jì)換檔桿殼生產(chǎn)線并編制工藝和設(shè)計(jì)配套專機(jī)（Y）和

12、夾具等工藝裝備。2）換檔桿殼年產(chǎn)量約40000件，材料為HT150。3）換檔桿殼鉆縱孔專機(jī)（Y）用于換檔桿殼鉆縱孔加工工序，其設(shè)計(jì)應(yīng)服從輕卡生產(chǎn)線工藝總體設(shè)計(jì)的要求。4）換檔桿殼各主要加工孔和面的主要尺寸與其它相關(guān)技術(shù)要求詳見產(chǎn)品零件圖， 工藝流程與專機(jī)（Y）總體設(shè)計(jì)方案與控制系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)與廠方設(shè)計(jì)與工藝部門商定。 未與其他要求與廠方設(shè)計(jì)與相關(guān)部門商定。 13 組合機(jī)床簡(jiǎn)介與特點(diǎn)131 組合機(jī)床概述組合機(jī)床是根據(jù)被加工工件的工藝要求，按照高度工序集中的原則而設(shè)計(jì)的，并以已經(jīng)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高效、自動(dòng)化的專用機(jī)床。組合機(jī)床因其各種部件的通片化、標(biāo)準(zhǔn)化程度較

13、高，操作簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)在大批量零件加工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。雖然各種新工藝、新的加工方法不斷涌現(xiàn)且得到廣泛應(yīng)用，但是組合機(jī)床在現(xiàn)代加工業(yè)中仍然擁有它的一席之地，發(fā)揮著并仍將發(fā)揮它的重要作用。組合機(jī)床包括主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、支承件、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、夾具以與所使用的專用刀具等。132 組合機(jī)床的發(fā)展概況我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件，完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面，以與銑平面和成形面等。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床柔性組合機(jī)床越來越受到人們的青睞，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主

14、軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程序控制器(PLC)、數(shù)字控制(NC)等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來越大。133 組合機(jī)床的分類和配置形式根據(jù)組合機(jī)床的配置形式，可將其分為具有固定夾具的單工位組合機(jī)床，具有移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床三類。按照組成部件的配置形式與動(dòng)力部件的進(jìn)給方向，單工位組合機(jī)床又分為臥式，立式，傾斜式和復(fù)合式四種類型。按照夾具和工件的運(yùn)輸方式不同，多工位組合機(jī)床可分為移動(dòng)工作臺(tái)式，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式，中央立拄式和鼓輪式四種

15、。按多軸箱是否作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床可分為只實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔式多軸箱組合機(jī)床和既實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)又可隨滑臺(tái)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔式多軸箱組合機(jī)床兩種。134 組合機(jī)床的特點(diǎn)組合機(jī)床具有下列優(yōu)點(diǎn):第一，組合機(jī)床的通用部件和通用零件是經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的，因此工作穩(wěn)定可靠；第二，設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于通用零、部件主要是選用，不必重新設(shè)計(jì)，所以設(shè)計(jì)周期短；第三，組合機(jī)床的通用零、部件是成批生產(chǎn)的，并且可以預(yù)先制造出來。因此，組合機(jī)床制造周期短，維修方便，并可降低造價(jià)；第四，當(dāng)被加工對(duì)象改變時(shí)，組合機(jī)床的通用零、部件還可以重新被利用，組成新的組合機(jī)床，因此有利于產(chǎn)品更新。第二章 零件的工藝分析2.1 零件的

16、功用變速器換檔桿殼是殼體零件，是裝在變速器上的一個(gè)重要零件。在該零件的部安裝有換檔桿。該零件的主要功用是用于保護(hù)換檔桿部分的零件在工作中不受灰塵，溫度等的影響，使其能夠與時(shí)，準(zhǔn)確的換檔，從而保證變速器的正常工作。圖2-1 換檔桿殼三維圖 2.2 分析零件的技術(shù)要求變速器換檔桿殼的外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁薄厚度不均勻，部呈腔型。在殼體上既有精度較高的孔系和平面需要加工，也有許多精度較低的用于緊固零部件的孔需加工。因此，該零件的加工部位較多，且加工的難度也較大。由零件圖可知，為了保證該零件與其他部件裝配時(shí)的精度要求，因而對(duì)殼體零件的加工提出了相應(yīng)的一系列技術(shù)要求，主要包括保證用于安裝的縱長(zhǎng)孔與橫短孔的回轉(zhuǎn)

17、精度，縱長(zhǎng)孔與橫短孔的相互位置精度以與該零件的正常工作條件。零件的主要加工部位與技術(shù)要求分析：表2-1 換檔桿殼零件技術(shù)要求表加工表面尺寸與偏差(mm)公差與精度等級(jí)表面粗糙度(um)形位公差(mm)縱孔 20 D920+0.117 +0.065IT91.6 0.04 A21 _IT1112.5_24H11 24+0.13 0IT1112.5_橫孔20 D9 20+0.117 +0.065IT91.6 0.04 B 0.08 A21 _IT1112.5_24H11 24+0.13 0IT1112.5_96122平面_IT83.2 0.15 AB86160平面_IT83.2 0.30 DE第三章

18、 零件加工工藝規(guī)程的制定3.1 確定換檔桿殼的生產(chǎn)類型 依據(jù)設(shè)計(jì)題目知:Q =40000臺(tái)/年, m = 1件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式得：N = 40000臺(tái)/年（1+3%）（1+0.5%）= 4326件/年根據(jù)換檔桿殼的重量知該零件為輕型零件,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。3.2 確定零件毛坯的種類和制造形式 變速器換檔桿殼選用的材料是灰口鑄鐵HT150。這一牌號(hào)的灰口鑄鐵具有：優(yōu)良的鑄造性能；良好的吸震性；較低的缺口敏感性；良好的切削加工性；生產(chǎn)方便；成品率高；成本低等特點(diǎn)。鑄件的種類很多，我采用的是金屬模機(jī)器造型類的分模造型（級(jí)精度）。根據(jù)零件的結(jié)

19、構(gòu)特點(diǎn)，所有待加工的孔徑均小于30 mm，因此，毛坯上無須鑄出預(yù)加工孔，因此采用可兩箱造型。分模面與分型面一致，造型時(shí)兩半模樣分別放置于上砂箱和下砂箱。分模兩箱造型操作簡(jiǎn)便，應(yīng)用廣泛，適用于生產(chǎn)形狀較為復(fù)雜的鑄件。所以應(yīng)用于變速器換檔桿殼的鑄造是合理可行的。圖3-1 分型面圖3. 3 制定工藝路線3.3.1 制定工藝路線的依據(jù)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，工藝路線的制定應(yīng)當(dāng)使零件上的各尺寸精度，位置精度，表面粗糙度各項(xiàng)技術(shù)要求均能得到保證。在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)確定為大批大量生產(chǎn)的條件下，考慮采用組合機(jī)床。采用組合機(jī)床應(yīng)盡量將能夠集中在一起的工序集中在一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行加工，力求減少機(jī)床的臺(tái)數(shù)，提高組合機(jī)床的利用率

20、，充分顯示組合機(jī)床的優(yōu)越性。除此之外，工藝方案指定的正確與否，還將決定著機(jī)床能否達(dá)到“重量輕，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，效率高，質(zhì)量好”的要求。加工順序按：先粗后精，先主后次，先基準(zhǔn)后其它，先面后孔的原則進(jìn)行。3.3.2 定位基準(zhǔn)的選擇在制定零件加工的工藝規(guī)程時(shí)，正確選擇工件的定位基準(zhǔn)有著十分重要的意義。定位基準(zhǔn)選擇的正確與否，不僅影響到零件的尺寸精度合互相位置精度，而且對(duì)零件各表面間的加工順序也有很大的影響。殼體零件是機(jī)械制造業(yè)中加工工序多，勞動(dòng)量大，精度要求高的關(guān)鍵零件。這類零件一般都有精度高的孔要加工，又常常要在幾次安裝下進(jìn)行?！耙幻娑住笔菗Q檔桿殼零件在組合機(jī)床上加工時(shí)常用的典型定位

21、方法?！耙幻娑住钡亩ㄎ环椒ㄌ攸c(diǎn)：“一面二孔”的定位方法能簡(jiǎn)單的消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定的固定位置；“一面二孔”的定位方法，有同時(shí)加工五個(gè)面的可能，既能高度集中加工工序，又有利于保證各面上孔的位置精度；“一面二孔”的定位方法，可以作為從粗加工到精加工的基準(zhǔn)，使整個(gè)工藝過程實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一；“一面二孔”的定位方法使夾緊方便，夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易使夾緊力對(duì)準(zhǔn)支承，消除夾緊力引起工件變形對(duì)加工精度的影響；對(duì)于變速器換檔桿殼這一零件，本工序采用“一面兩孔”的定位方式，即該零件的精基準(zhǔn)是12296mm平面與該平面上的兩孔，如圖示。 圖3-2 零件定位示意圖3.3.3主要面加工方法的選擇加工平面的方

22、法有許多種，例如刨削，銑削，磨削等。在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量的指導(dǎo)思想下，既要獲得高的生產(chǎn)效率，又要保證零件所必須的技術(shù)要求。因此確定了加工平面的方法為銑削加工。為了減小工件的安裝次數(shù)，提高生產(chǎn)率，保證加工面之間的相互位置精度要求。確定加工平面的加工方案為：組合銑。所需加工的兩個(gè)平面在一臺(tái)機(jī)床上，一個(gè)工序加工成功。變速器換檔桿殼這個(gè)零件是用來變速的，因此零件上具有許多安裝長(zhǎng)軸的通孔。在機(jī)械加工中，加工孔的方法有鉆孔，擴(kuò)孔，鏜孔，拉孔和磨孔等，根據(jù)加工零件的工藝特點(diǎn)確定各加工孔的方法為：4-10.5孔，加工方法：鉆鉸 6-M8孔，加工方法：鉆鉸 縱長(zhǎng)孔20D9為主的同軸孔系，加工方法：鉆 擴(kuò) 鉸

23、橫短孔20D9為主的同軸孔系，加工方法：鉆 擴(kuò) 鉸 其余各孔的加工方案為：組合鉆 在這次設(shè)計(jì)中，我設(shè)計(jì)的是縱長(zhǎng)孔（20D9為主的同軸孔系）加工的組合機(jī)床。具體的加工方法與方案為：一工位：右邊鉆19孔，擴(kuò)19.8孔 左邊鉆19孔，擴(kuò)19.8孔，21孔，24H11(+0.13 0)孔二工位：右邊鉸20D9（+0.117 +0.065）孔 左邊鉸20D9（+0.117 +0.065）孔 3.3.4 兩種工藝路線方案 方案一：10 劃線 20 銑平面，尺寸66.5mm與297mm 30 銑搭子面 40 鉆10.5孔等七個(gè)工步，鉆2-10.5孔 鉆2-10.3孔 鉸2-10.5H8定位孔 鉆9.3孔 擴(kuò)

24、9.5孔D11孔 擴(kuò)16H11孔 锪24平面 50 鉆6.7孔等4個(gè)工步，鉆4-6.7孔 鉆2-6.5孔 鉸2-6.7H8孔 6孔口锪120 60 鉆，擴(kuò)，鉸孔等4個(gè)工步，鉆19孔 鉆19.8孔 鉸20D9孔 擴(kuò)21，24H11孔（注分別調(diào)頭加工） 70 鉆19孔等六個(gè)工步，鉆19孔 擴(kuò)19.8孔 鉸20D9孔 鉆31孔 擴(kuò)31.5孔，孔底160攻絲M331.5 80 擴(kuò)21，24H11孔 90 鉆，擴(kuò)，攻絲M141.5 ，Z1/8孔 100 攻絲6-M8 105 清洗 終了 成品檢驗(yàn)方案二：10 銑兩平面，尺寸66.5mm與297mm20 鉆10.5孔等七個(gè)工步，鉆2-10.5孔 鉆2-10

25、.3孔 鉸2-10.5H8定位孔 鉆9.3孔 擴(kuò)9.5孔D11孔 擴(kuò)16H11孔 锪24平面 30 檢驗(yàn)（2-10.5H8定位孔） 40 銑三搭子面 50 鉆6.7孔等二工步 鉆4-6.7孔 鉆2-6.5孔 6孔口锪120鉸2-6.7H8孔 60 縱長(zhǎng)孔鉆，擴(kuò)，鉸孔二工步 鉆19孔 擴(kuò)19.8孔（右） 鉆19孔 擴(kuò)19.8孔 擴(kuò)21，24H11孔（左）鉸20D9孔 （雙邊） 70 橫短孔鉆，擴(kuò)，鉸孔二工步 鉆19孔 擴(kuò)19.8孔 擴(kuò)21，24H11孔（右） 鉆19孔，29.3孔 孔底160（左） 鉸20D9孔（右）擴(kuò)19.8孔 鉸20D9孔（左） 80 鉆，擴(kuò)M141.5 ，Z1/8孔鉆8.8

26、孔 ，9.5D11孔 ，11.9孔21，24H11孔 90 攻絲 M331.5-2（左）M141.5 ，Z1/8孔（右）6-M8-2（前） 100 清洗 終了 成品檢驗(yàn)3.3.5 工藝方案的比較與分析上述兩方案比較，第二套方案較第一套方案有如下特點(diǎn)：1） 工序集中：我們知道工序集中在大批大量生產(chǎn)中是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則。即把工序集中成若干工序，每個(gè)工序中包括盡可能多的工步，由于方案二采用的是組合機(jī)床，因而具有以下特點(diǎn)： 將每道工序中的多道工步縮減到最低限度，從而提高生產(chǎn)率； 減少了設(shè)備數(shù)目，從而減少了操作人員和生產(chǎn)占地面積； 減少了工件的安裝次數(shù)，不僅有利于提高生產(chǎn)率，又因在一次裝夾下加

27、工許多表面，從而易于保證這些加工面的相互位置精度要求。2） 采用組合機(jī)床: 組合機(jī)床既具有專用機(jī)床生產(chǎn)率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，又具有通用機(jī)床能夠重新調(diào)整，以適應(yīng)產(chǎn)品更新變化的特點(diǎn)。3） 刀具選擇: 方案二加工時(shí)采用的是復(fù)合刀具。復(fù)合刀具是可以將多道工序的容，轉(zhuǎn)換成一道工步的多道工步，從而提高生產(chǎn)率，減少機(jī)床臺(tái)數(shù)。減少實(shí)際生產(chǎn)占地面積，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少工件的安裝誤差。3. 4 確定機(jī)械加工余量(本工序)機(jī)械加工余量對(duì)工藝過程有一定的影響，為了使加工過程能正常進(jìn)行，并可靠的保證加工精度，還必須合理地確定工序之間的余量。本設(shè)計(jì)采用查表法和經(jīng)驗(yàn)法相結(jié)合選取加工余量。表3-1 加工余量、工序尺寸計(jì)

28、算表工序號(hào)孔徑（mm）尺寸精度加工方法加工余量（mm）工序尺寸(mm)6020IT9鉆1919擴(kuò)0.819.8鉸0.22021IT11擴(kuò)1.22124IT11擴(kuò)524工序尺寸是加工過程中各個(gè)工序應(yīng)保證的加工尺寸，其公差即工序尺寸公差，正確地確定工序尺寸與其公差，是制定工藝規(guī)程的重要工作之一。工序尺寸與其公差的確定與工序加工余量的大小，工序尺寸的標(biāo)注以與定位基準(zhǔn)的選擇和變換有著密切的聯(lián)系。本工序的機(jī)械加工余量、工序尺寸如表3-1。3. 5 工藝裝備的選擇一機(jī)床設(shè)備的選擇機(jī)床的選擇，既要保證加工質(zhì)量，又要經(jīng)濟(jì)合理。由于為大批量生產(chǎn),選用組合機(jī)床。組合機(jī)床是按系列化，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件和按被加工零

29、件的形狀與加工工藝要求設(shè)計(jì)的專用部件組成的專用機(jī)床。二夾具的選擇應(yīng)盡量選用通用夾具，為了提高生產(chǎn)率積極推廣使用組合夾具，大批大量生產(chǎn)，應(yīng)采用高生產(chǎn)率的氣液傳動(dòng)的專用夾具，夾具的精度應(yīng)與加工精度相適應(yīng)。三. 刀具的選擇一般采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必須時(shí)可采用各種高生產(chǎn)率的復(fù)合刀具與其它一些專用刀具。在本設(shè)計(jì)中，由于都采用了組合機(jī)床進(jìn)行加工，故采用復(fù)合刀具。四. 量具的選擇 量具的精度必須與加工精度相適應(yīng)。由于變速箱換檔桿殼這一零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批大量生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)率，故應(yīng)采用各種規(guī)格和一些高生產(chǎn)率的專用檢具與量具。3. 6 切削用量和時(shí)間定額的選擇60工序：加工縱長(zhǎng)孔（兩工位）加工條件：工件材料HT1

30、50，時(shí)效 加工要求：第一工位左邊鉆19 mm，19.8 mm，21mm，24H11mm的階梯孔 右邊鉆19 mm孔，并擴(kuò)至19.8 mm 第二工位左邊鉸20D9mm孔，孔深44 mm 右邊鉸20D9mm孔，孔深25 mm，并保證兩孔同軸度為0.04mm 刀具：高速鋼四階錐柄復(fù)合鉆刀，鉆擴(kuò)復(fù)合刀具，高速鋼鉸刀共四把 刀具材料：W18Cr4V 3.6.1 切削用量的選擇第一工位：左邊切削深度，單邊余量Z1= 19/2=9.5mm Z2= （19.8-19)/2=0.4mm Z3= （21-19.8)/2=0.6mm Z4= （24-21)/2=1.5mm 切削速度,查組合機(jī)床設(shè)計(jì)表2-7,可知v

31、=20 m/min 主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/d = 100020/3.1424= 256 r/min 進(jìn)給量,查組合機(jī)床設(shè)計(jì)表2-7,可知f= 0.4 mm/r 每分鐘進(jìn)給量 =fn=0.4265= 106 mm/min 右邊切削深度，單邊余量Z1= 19/2=9.5mm Z2= （19.8-19)/2=0.4mm 切削速度,查組合機(jī)床設(shè)計(jì)表2-7,可知v=18 m/min 主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/d = 100018/3.1419.8= 290 r/min 進(jìn)給量,查組合機(jī)床設(shè)計(jì)表2-7,可知f= 0.3 mm/r 每分鐘進(jìn)給量 =fn=0.3290 = 87 mm/min第二共

32、位：左邊切削深度，單邊余量Z = （20-19.8）/2=0.1 mm 切削速度,查組合機(jī)床設(shè)計(jì)表2-14,可知v=6 m/min 主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ d = 10006/3.1420= 95.5 r/min 進(jìn)給量,查組合機(jī)床設(shè)計(jì)表2-14,可知f=1.1 mm/r 每分鐘進(jìn)給量 =fn=1.195.5= 105 mm/min 右邊切削深度，單邊余量Z1= (20-19.8)/2=0.1mm 切削速度,查組合機(jī)床設(shè)計(jì)表2-14,可知v=5 m/min 主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ d = 10005/3.1420= 79.6 r/min 進(jìn)給量,查組合機(jī)床設(shè)計(jì)表2-14,可知f

33、= 1.1mm/r 每分鐘進(jìn)給量 =fn=1.179.6 = 88 mm/min3.6.2 時(shí)間定額的確定第一工位:左邊: L1切入長(zhǎng)度=10 mm；L2切出長(zhǎng)度=15mm；L3加工長(zhǎng)度=88 mm=106 mm/min t機(jī) =（L1+L2+L3）/ = （10+15+88）/106=1.07 min 右邊: L1切入長(zhǎng)度=10 mm；L2切出長(zhǎng)度=15mm；L3加工長(zhǎng)度=50 mm= 87 mm/min t機(jī)=（L1+L2+L3）/ = （10+15+50）/87=0.86min第二工位:左邊: L1切入長(zhǎng)度=10 mm；L2切出長(zhǎng)度=15mm；L3加工長(zhǎng)度=44 mm= 105 mm/m

34、in t機(jī)=（L1+L2+L3）/ = （10+15+44）/105=0.66 min 右邊: L1切入長(zhǎng)度=10 mm；L2切出長(zhǎng)度=15mm；L3加工長(zhǎng)度=25 mm = 88mm/min t機(jī)=（L1+L2+L3）/ = （10+15+25）/88=0.57min第四章 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)4.1 概述組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)主要是通過工件分析等掌握機(jī)床設(shè)計(jì)依據(jù)，畫出詳細(xì)的加工零件工序圖；通過工藝分析，畫出加工示意圖；然后進(jìn)行總體布局，畫出機(jī)床尺寸聯(lián)系圖。總體設(shè)計(jì)的容和方法大致如下：1）制定工藝方案。零件加工工藝方案將決定組合機(jī)床的加工質(zhì)量，生產(chǎn)率，總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。指定工藝方案時(shí)還要考慮下列

35、幾點(diǎn)基本原則：選擇合適的可靠的工藝方法；粗精加工要合理安排；工序集中的原則；定位基準(zhǔn)與夾緊點(diǎn)的選擇原則。2）確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。在確定工藝方案的同時(shí)，也就大體上確定了組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。但還要考慮下列因素的影響：加工精度的影響；工件結(jié)構(gòu)狀況的影響；生產(chǎn)率的影響；以與現(xiàn)場(chǎng)條件的影響。3）“三圖一卡”的編制。“三圖一卡”是組合機(jī)床總體方案的具體實(shí)現(xiàn)。其工作容包括：繪制被加工零件工序圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。4. 2 制定工藝方案 制定組合機(jī)床工藝方案是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最重要的步驟之一。它決定組合機(jī)床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。制定工藝方案的

36、具體步驟與容詳見第三章“零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)”。4.3 機(jī)床配置型式與結(jié)構(gòu)方案的確定根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工要求，加工工藝過程方案，生產(chǎn)率等情況，經(jīng)分析認(rèn)為采用固定式夾具，兩工位臥式雙面組合機(jī)床較為合理。這類機(jī)床達(dá)到的加工精度高，加工工藝也比較好，工件的裝卸方便，夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，導(dǎo)向精度好，且調(diào)整機(jī)床與更換刀具方便。另外，這種形式的組合機(jī)床還有易于排屑，操作方便，較易形成流水線等特點(diǎn)。圖4-2 組合機(jī)床結(jié)構(gòu)示意圖4.4 確定切削用量與選擇刀具4.4.1 確定切削用量 切削用量的計(jì)算見第三章4.4.2 確定切削力，切削扭矩，切削功率 在確定切削用量后，需要確定切削力，為選擇動(dòng)力部件（滑臺(tái)）與夾具

37、設(shè)計(jì)作依據(jù)。確定切削扭矩，以確定主軸與其它傳動(dòng)件的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動(dòng)電機(jī)功率。具體計(jì)算如下：鉆三階梯孔：根據(jù)組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖手冊(cè)，高速鋼鉆頭鉆鑄鐵的扭矩公式： M = 10D1.9f0.8HB0.6 = 10241.90.4 0.82000.6 = 48380 Hmm F = 26 Df0.8HB0.6 = 26240.40.82000.6 = 7202 H P切 = MV/9740 D = 4838020/97403.1424 = 1.32 KW P動(dòng)(P切+P進(jìn))/ (KW) P進(jìn)=0.8 =0.9(組合機(jī)床設(shè)計(jì)第二冊(cè)P136) (1.32+0.8)/0.9 = 2.36

38、 KW 鉆,擴(kuò),鉸(19,19.8)： M = 10D1.9f0.8HB0.6 = 1019.81.90.3 0.82000.6 = 26667 Hmm F = 26 Df0.8HB0.6 = 2619.80.30.82000.6 =4720 H P切 = MV/9740 D = 2666718/97403.1419.8 = 0.79 KW P動(dòng)(P切+P進(jìn))/ (KW) P進(jìn)=0.8 =0.9(組合機(jī)床設(shè)計(jì)第二冊(cè)P136) (0.79+0.8)/0.9 = 1.77 KW 因該機(jī)床是多件加工,因此上述計(jì)算結(jié)果需乘上n件,本機(jī)床為n=2.計(jì)算結(jié)果見下表. 因二工位的M,F,P切,P動(dòng)均小于一工

39、位的M,F,P切,P動(dòng),所以二工位的M,F,P切,P動(dòng)均省略不計(jì),選擇動(dòng)力部件時(shí),按一工位的動(dòng)力部件取。表4-1 切削參數(shù)表 切削力等參數(shù)位置切削速度v(m/min)進(jìn)給量f(mm/r)主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)進(jìn)給速度 (mm/min)軸向切削力F(N)切削功率P(KW)扭矩M(Nmm)切削合力F(N)驅(qū)動(dòng)功率P(KW)一工位左主軸箱200.4265106144042.6496760144044.72右主軸箱180.32908794401.585333494403.54二工位左主軸箱61.195.5105_右主軸箱51.179.688_4.4.3 選擇刀具結(jié)構(gòu) 在本臺(tái)機(jī)床設(shè)計(jì)中,為提高工序集中

40、程度與保證零件的加工精度,采用了四階錐柄鉆擴(kuò)復(fù)合刀具,可使幾個(gè)不同直徑但又相差不大的同軸孔系在同一機(jī)床同一工位上一次加工,保證零件所必要的技術(shù)要求。復(fù)合刀具的結(jié)構(gòu)采用整體式。4.5 “三圖一卡”的編制 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)是根據(jù)被加工零件的特點(diǎn)與工藝要求，來選定工藝方案，確定機(jī)床配置型式。在結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行包括被加工零件工序圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的設(shè)計(jì)與編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。4.5.1 被加工零件工序圖被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表明零件形狀，尺寸，硬度，以與在所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上完成的工藝容和所采用的定位基準(zhǔn)，夾壓點(diǎn)的圖紙。它既是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造，使用，檢驗(yàn)和

41、調(diào)整機(jī)床的重要技 圖4-3 被加工零件工序圖4.5.2加工示意圖 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(jī)床上的加工過程，刀具的布置以與工件，夾具，刀具的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程與工作循環(huán)等，是刀具，夾具，多軸箱，電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇動(dòng)力部件的主要依據(jù)，是整臺(tái)組合機(jī)床布局形式和性能的原始要求，也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必須的重要技術(shù)文件。1） 刀具的確定在編制加工示意圖過程中，首先遇到的是刀具的選擇，一臺(tái)機(jī)床刀具選擇的是否合理，將直接影響到機(jī)床的加工精度，生產(chǎn)率和工作情況，因而正確的選擇刀具是一個(gè)相當(dāng)重要的工作。除工件的加工精度，表面粗糙度，加工尺寸，臺(tái)階孔加工，切削排

42、除以與生產(chǎn)率等因素外，影響刀具選擇的其它特殊要求還有：當(dāng)加工孔表面不許有退刀痕跡時(shí)，需將工件抬起讓刀退出，這時(shí)只能采用鏜刀；再如位置限制，導(dǎo)向孔的尺寸小于加工孔的尺寸也只能用鏜刀。 我設(shè)計(jì)的是60工序，是雙工位雙面加工，要保證加工孔的同軸度和精度，并使工序集中，提高生產(chǎn)率，因此采用了復(fù)合刀具。2）導(dǎo)向裝置的選擇 組合機(jī)床上加工孔時(shí)，除用剛性主軸加工的方案外，其尺寸和位置精度都是依靠夾具導(dǎo)向來保證的。如何正確的選擇導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，確定導(dǎo)向的精度和參數(shù)，是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要容，也是繪制加工示意圖時(shí)要解決的問題。選擇導(dǎo)向裝置，首先要知道導(dǎo)向裝置的作用：保證刀具相對(duì)于工件的正確位置；保證各刀具相互間的正確位

43、置和提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。導(dǎo)向通常分為兩類：一類是固定式導(dǎo)向，允許線速度20m/min，另一類是旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向，允許線速度20m/min，它一般用以加工孔徑大于25 mm的孔。根據(jù)本工序的情況，在加工示意圖中，第一工位是鉆孔，擴(kuò)孔，其導(dǎo)向部分直徑不大，旋轉(zhuǎn)線速度不超過20m/min，故選用第一類導(dǎo)向裝置固定式導(dǎo)向。刀具本身在導(dǎo)套既轉(zhuǎn)動(dòng)又移動(dòng)，這種導(dǎo)向方式精度較好，能保證兩面同時(shí)加工孔的軸心線的同軸度為0.04 mm。第二工位是鉸20D9 孔，由于轉(zhuǎn)速不高，故選用 “外滾式”導(dǎo)向裝置。由于這屬于精加工，采用D級(jí)精度單列向心推力球軸承。3）初定主軸類型，尺寸，外伸長(zhǎng)度和接桿選擇 主軸的型式主要取決于

44、進(jìn)給抗力和主軸-刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的需要，主軸尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù)切削扭矩M后，根據(jù)組合機(jī)床設(shè)計(jì)表5-10，選擇剛性主軸，取=1/4度/米，B=7.3，由公式d=B4M/100 計(jì)算軸徑為：鉆三階梯孔（一工位左邊）時(shí)： d=7.3448380/100 =34.2 mm 取 d=35 mm根據(jù)組合機(jī)床設(shè)計(jì)表5-2,可知:主軸參數(shù):D/ d=38/26 主軸外伸尺寸:L=115 mm 接桿莫氏錐號(hào)3（本機(jī)床采用接桿均為加強(qiáng)桿） 鉆擴(kuò)鉸（一工位右邊）時(shí)：d=7.3426667/100 =29.5 mm 取 d=30 mm根據(jù)組合機(jī)床設(shè)計(jì)表5-2,可知:主軸參數(shù): D/d=30/20 主軸外伸尺寸: L=115

45、 mm 接桿莫氏錐號(hào) 2 因二工位的鉸孔加工,M遠(yuǎn)小于一工位的鉆擴(kuò)鉸孔M.因此,二工位鉸孔主軸的直徑均按照一工位的尺寸參數(shù)取,具體參數(shù)見下表:表4-2 主軸、接桿系列參數(shù)位置主軸直徑主軸外伸尺寸接桿長(zhǎng)度接桿型號(hào)莫氏錐度數(shù)量外伸長(zhǎng)直徑D/d一工位左主軸箱2611538/261107-110T0635-0132右主軸箱2011530/201157-115T0635-0122二工位左主軸箱2011530/201057-105T0635-0122右主軸箱2011530/20957-95T0635-01224）確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)與工作行程根據(jù)本工序的加工特點(diǎn)，決定選用快進(jìn)工進(jìn)快退的工作循環(huán)。動(dòng)力部件

46、工作行程長(zhǎng)度的確定： 工進(jìn)長(zhǎng)度L1的確定：工作進(jìn)給長(zhǎng)度L1應(yīng)等于工件加工部位長(zhǎng)度L與刀具切入長(zhǎng)度L2和切入長(zhǎng)度L3之和。選工件切入長(zhǎng)度L2 = 10 mm一工位左主軸箱：切入長(zhǎng)度L3 = d/3+8 = 19/3 +8 = 15 mm工進(jìn)長(zhǎng)度L1 = L+L2+L3 = 88+10+15 = 113 mm 右主軸箱：切出長(zhǎng)度L3 = d/3+8 = 19/3 +8 = 15 mm工進(jìn)長(zhǎng)度L1 = L+L2+L3 = 50+10+15 = 75 mm 快退長(zhǎng)度的確定：在采用固定式夾具的鉆孔組合機(jī)床上，通常快退行程長(zhǎng)度須保證所有刀具均快退至夾具導(dǎo)套不影響工件裝卸即可。在本機(jī)床上，刀具剛性較好，且能

47、滿足生產(chǎn)率的需要，為了使滑臺(tái)導(dǎo)軌磨損均勻，將快退行程加長(zhǎng)。 具體參數(shù)為：左動(dòng)力箱300 mm，右動(dòng)力箱300 mm 動(dòng)力部件總行程長(zhǎng)度的確定：動(dòng)力部件的總行程除應(yīng)保證要求的工作循環(huán)外，還要考慮裝卸刀具和調(diào)整刀具的方便，即考慮前后備量。為了補(bǔ)償?shù)毒叩哪p或制造，安裝誤差，取前備量為20 mm，考慮到滑臺(tái)的工作行程，取前備量為80 mm，總行程長(zhǎng)度為400mm，一二工位的左右動(dòng)力部件的總行程一樣，根據(jù)上述數(shù)據(jù)繪制出加工示意圖。圖4-4 滑臺(tái)工作行程圖4.5.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系圖機(jī)床尺寸聯(lián)系圖可視為簡(jiǎn)化了的機(jī)床總圖。它體現(xiàn)了機(jī)床的實(shí)際配置型式，機(jī)床各部件之間相對(duì)位置關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的總體布局圖。它是進(jìn)行

48、多軸箱，夾具等專用部件設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。其主要容為：1）動(dòng)力部件與其配套通用部件的選擇 動(dòng)力箱的選擇：動(dòng)力箱是為刀具提供切削主運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。動(dòng)力箱有齒輪傳動(dòng)的動(dòng)力箱和聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)的動(dòng)力箱。由于我國(guó)目前通用部件中只有齒輪傳動(dòng)的動(dòng)力箱，因此選用標(biāo)準(zhǔn)的齒輪傳動(dòng)動(dòng)力箱。由切削參數(shù)表知：左動(dòng)力箱的驅(qū)動(dòng)功率：4.72KW 右動(dòng)力箱的驅(qū)動(dòng)功率：3.54KW動(dòng)力箱的電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大于計(jì)算功率，并結(jié)合各主軸要求的轉(zhuǎn)速大小，合理地選定動(dòng)力箱的電動(dòng)機(jī)功率和型號(hào)。據(jù)此，本例決定選用：1TD40I型齒輪傳動(dòng)動(dòng)力箱，電機(jī)型號(hào)：Y132S-4B5，功率5.5KW,轉(zhuǎn)速1440r/min，動(dòng)力箱輸出軸轉(zhuǎn)速720 r/min。 選

49、擇動(dòng)力滑臺(tái)：動(dòng)力滑臺(tái)有機(jī)械和液壓兩種。兩種滑臺(tái)的用途與導(dǎo)軌型式完全一樣?；_(tái)主要參考和互換性也一樣。動(dòng)力滑臺(tái)的主要參數(shù)是臺(tái)面寬度與行程。由于臺(tái)面寬320 mm以上的機(jī)械滑臺(tái)沒有分級(jí)進(jìn)給裝置，因此鉆孔深度的準(zhǔn)確性與過載保護(hù)兩方面均不如液壓滑臺(tái)，所以本機(jī)床選用液壓滑臺(tái)。行程取最小滑臺(tái)行程400 mm，滿足總行程的要求。 左滑臺(tái)：根據(jù)滑臺(tái)進(jìn)給力P進(jìn) 切削合力P ，且滑臺(tái)寬度應(yīng)為動(dòng)力箱長(zhǎng)度的1/1.25，決定選取1HY40IA型液壓滑臺(tái)，其性能指標(biāo)： P進(jìn) = 20000N （P = 1440 N ） 臺(tái)面寬度400 （動(dòng)力箱長(zhǎng)度為500 mm） 行程L = 400 mm 工作進(jìn)給長(zhǎng)度為12.5 50

50、0 mm/min，而12.5(1+50%)= 18.75 mm/min 小于工作進(jìn)給106 mm/min，滿足工進(jìn)速度大于最小進(jìn)給量50%的要求 快進(jìn)速度8 r/min 5 r/min 右滑臺(tái)：同上選取1HY40IA型液壓滑臺(tái) 4 配套通用部件的選擇 左側(cè)底座：選ICC401-I型滑臺(tái)側(cè)底座。高度H = 560 mm，寬度B = 600 mm，尺寸L= 1350 mm。右側(cè)底座：選ICC401-I型滑臺(tái)側(cè)底座。尺寸同左側(cè)底座。2） 其它尺寸的確定 機(jī)床裝料高度H的確定：選取裝料高度（指工件安裝基面至機(jī)床底面的距離）時(shí)應(yīng)考慮與車間中運(yùn)送工件的滾道高度相適當(dāng)，同時(shí)要考慮工件最低孔位置，主軸箱最低高度和所選用通用部件，中間底座，夾具等高度尺寸的限制。根據(jù)推薦的組合機(jī)床裝料高度850 - 1600 mm，本機(jī)床裝料高度H= 1039 mm。 夾具輪廓尺寸的確定：根據(jù)工件的輪廓尺寸和形狀，本機(jī)床所采用夾具擬采用柜式結(jié)構(gòu)，以提高夾具剛性。夾具底座總長(zhǎng)的確定：工件寬度為962 = 192 mm 螺桿到工件距離：452 = 90 mm 與移動(dòng)工作臺(tái)固定用的凸臺(tái)每邊取70 mm 工件端