機械制造與自動化專業(yè)畢業(yè)論文-齒輪泵側(cè)板卸荷孔加工專機及夾具設(shè)計

1、 畢業(yè)設(shè)計說明書 畢 業(yè) 設(shè) 計 題 目: 齒輪泵側(cè)板卸荷孔加工專機及夾具設(shè)計 系 別 專 業(yè) 班 級: 學(xué) 生 姓 名： 性別： 指 導(dǎo) 教 師： 日職稱： 摘 要組合機床是以系列化，標準化的通用部件為根底，配以少量專用部件組合成的專用機床。適合大批量生產(chǎn)，對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進行加工。組合機床既有專用機床的結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)率和自動化程度高的特點，又具有一定的重新調(diào)整功能，以適應(yīng)工件變化的需要。組合機床能對工件進行多面、多主軸加工，且一般情況下可以進行半自動加工。由于組合機床的通用部件是由專門廠家生產(chǎn)的，并且有不同型號可供設(shè)計人員選擇，這樣對設(shè)計者來說非常方便，可以大為縮短設(shè)計

2、周期。 該機床是專門為齒輪泵側(cè)板卸荷孔的鉆、銑而設(shè)計的。該機床是立式回轉(zhuǎn)工作臺組合機床，其中立柱、主機底座、立柱側(cè)、底座都選擇了通用部件。多軸箱、活動鉆模板、夾具都是專用部件。多軸箱安裝在動力頭上，由動力滑臺的移動來完成進給運動。在本機床的設(shè)計過程中采用了可換機構(gòu)，這樣在加工不同工件時，只需要把活動鉆模板、夾具、刀具等相應(yīng)的部件換下，即可實現(xiàn)對系列化產(chǎn)品的加工，而不更換多軸箱，這樣可以提高機床的適應(yīng)性。關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)工作臺；動力滑臺；多軸箱；夾具Abstract Modular machine is designed for some certain product making,based o

3、n serial and standard universial components,and with some special components. It is mostly used in single or serial operation of single type or serial types products in large production. Modular machine not only have simple structure,high auto-control level,and high production,but also have high adj

4、ustment . So it can adopt to the change of the products.modular machine can make in several position several faces.several spindles at the same time .Also in some occasion,it is half auto-control . Bucause of the universial components of modular machineare designed and made by special company and ha

5、ve different types can be selected,it makes designers much easy to design the modular machine and shorten the designing time .This modular machine is designed for gear pump side board drilling .its structure is vertial-rotarytable-drilling machine .the column and hneesis column base,side column base

6、 are universial component .the spindles box.moving drilling model jigard fixture sre special components.the spindles box fixed on the saddle,vertically feeding with the moving saddle by hydrolical power. Adopt the adjustablestructure in this modulsr machine design,it can make serial products by chan

7、ge moving drilling model ,jigard fixture and tools .so it has high adoption fixture.Key words：vertial-rotarytable-drilling;hydrolical power;目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc328581199 摘要 PAGEREF _Toc328581199 h I HYPERLINK l _Toc328581200 Abstract PAGEREF _Toc328581200 h II HYPERLINK l _Toc32858120

8、1 第1章緒論 PAGEREF _Toc328581201 h 1 HYPERLINK l _Toc328581202 1.1 設(shè)計題目 PAGEREF _Toc328581202 h 1 HYPERLINK l _Toc328581203 1.2 刀具的選擇 PAGEREF _Toc328581203 h 1 HYPERLINK l _Toc328581204 1.3 機床的配置形式 PAGEREF _Toc328581204 h 1 HYPERLINK l _Toc328581205 1.4 機床部件簡述 PAGEREF _Toc328581205 h 1 HYPERLINK l _Toc

9、328581206 1.4.1 動力部件 PAGEREF _Toc328581206 h 1 HYPERLINK l _Toc328581207 1.4.2 支承部件 PAGEREF _Toc328581207 h 2 HYPERLINK l _Toc328581208 1.4.3 控制部件 PAGEREF _Toc328581208 h 2 HYPERLINK l _Toc328581209 1.4.4 輔助部件 PAGEREF _Toc328581209 h 2 HYPERLINK l _Toc328581210 1.4.5 多軸箱 PAGEREF _Toc328581210 h 2 HY

10、PERLINK l _Toc328581211 1.4.6 夾具與鉆模 PAGEREF _Toc328581211 h 2 HYPERLINK l _Toc328581212 1.5 組合機床的特點及開展趨勢 PAGEREF _Toc328581212 h 2 HYPERLINK l _Toc328581213 第2章 零件的分析 PAGEREF _Toc328581213 h 4 HYPERLINK l _Toc328581214 2.1 加工部位的分析 PAGEREF _Toc328581214 h 4 HYPERLINK l _Toc328581215 第3章 總體方案的擬定 PAGER

11、EF _Toc328581215 h 5 HYPERLINK l _Toc328581216 3.1 工藝方案的擬定 PAGEREF _Toc328581216 h 5 HYPERLINK l _Toc328581217 3.1.1 定位基準的選擇 PAGEREF _Toc328581217 h 5 HYPERLINK l _Toc328581218 3.1.2 工序內(nèi)容 PAGEREF _Toc328581218 h 5 HYPERLINK l _Toc328581219 3.1.3 切削用量的選擇 PAGEREF _Toc328581219 h 5 HYPERLINK l _Toc3285

12、81220 3.1.4 切削力、切削功率的計算 PAGEREF _Toc328581220 h 7 HYPERLINK l _Toc328581221 3.2 機床的配置形式選擇 PAGEREF _Toc328581221 h 9 HYPERLINK l _Toc328581222 第4章 機床的總體設(shè)計 PAGEREF _Toc328581222 h 11 HYPERLINK l _Toc328581223 4.1 零件工序圖 PAGEREF _Toc328581223 h 11 HYPERLINK l _Toc328581224 4.2 加工示意圖 PAGEREF _Toc32858122

13、4 h 11 HYPERLINK l _Toc328581225 4.2.1 切削速度確實定 PAGEREF _Toc328581225 h 11 HYPERLINK l _Toc328581226 4.2.2 工作行程確實定 PAGEREF _Toc328581226 h 11 HYPERLINK l _Toc328581227 4.2.3 快退長度、快進長度及后備量 PAGEREF _Toc328581227 h 12 HYPERLINK l _Toc328581228 4.3 動力部件的選擇 PAGEREF _Toc328581228 h 12 HYPERLINK l _Toc32858

14、1229 4.3.1 電機功率確實定 PAGEREF _Toc328581229 h 12 HYPERLINK l _Toc328581230 4.3.2 進給運動確實定 PAGEREF _Toc328581230 h 13 HYPERLINK l _Toc328581231 4.3.3 動力滑臺的選擇 PAGEREF _Toc328581231 h 13 HYPERLINK l _Toc328581232 4.4 機床聯(lián)系尺寸圖 PAGEREF _Toc328581232 h 14 HYPERLINK l _Toc328581233 4.4.1 夾具輪廓尺寸確實定 PAGEREF _Toc3

15、28581233 h 14 HYPERLINK l _Toc328581234 4.4.2 多軸箱輪廓尺寸確實定 PAGEREF _Toc328581234 h 15 HYPERLINK l _Toc328581235 4.4.3 回轉(zhuǎn)工作臺的選擇 PAGEREF _Toc328581235 h 16 HYPERLINK l _Toc328581236 4.4.4 裝料高度H PAGEREF _Toc328581236 h 16 HYPERLINK l _Toc328581237 4.5 機床生產(chǎn)率計算卡 PAGEREF _Toc328581237 h 17 HYPERLINK l _Toc3

16、28581238 4.5.1 理想生產(chǎn)率Q PAGEREF _Toc328581238 h 17 HYPERLINK l _Toc328581239 4.5.2 實際生產(chǎn)率Q PAGEREF _Toc328581239 h 17 HYPERLINK l _Toc328581240 4.5.3 機床負荷率 PAGEREF _Toc328581240 h 18 HYPERLINK l _Toc328581241 第5章 機床零部件的設(shè)計 PAGEREF _Toc328581241 h 20 HYPERLINK l _Toc328581242 5.1 床身通用部件的選擇 PAGEREF _Toc32

17、8581242 h 20 HYPERLINK l _Toc328581243 5.2 動力及潤滑 PAGEREF _Toc328581243 h 20 HYPERLINK l _Toc328581244 5.2.1 傳動裝置的設(shè)計 PAGEREF _Toc328581244 h 20 HYPERLINK l _Toc328581245 5.2.2 傳動裝置的潤滑 PAGEREF _Toc328581245 h 20 HYPERLINK l _Toc328581246 5.3 組合機床的冷卻裝置 PAGEREF _Toc328581246 h 21 HYPERLINK l _Toc3285812

18、47 5.3.1 對于冷卻系統(tǒng)的要求 PAGEREF _Toc328581247 h 21 HYPERLINK l _Toc328581248 5.3.2 機床冷卻液的選擇及流量確實定 PAGEREF _Toc328581248 h 21 HYPERLINK l _Toc328581249 5.3.3 組合機床的冷卻裝置 PAGEREF _Toc328581249 h 22 HYPERLINK l _Toc328581250 5.4 控制與互鎖的設(shè)計 PAGEREF _Toc328581250 h 23 HYPERLINK l _Toc328581251 5.4.1 機床的工作循環(huán) PAGER

19、EF _Toc328581251 h 24 HYPERLINK l _Toc328581252 5.4.2 總工作循環(huán) PAGEREF _Toc328581252 h 24 HYPERLINK l _Toc328581253 5.5 夾具和鉆模的設(shè)計 PAGEREF _Toc328581253 h 27 HYPERLINK l _Toc328581254 5.5.1 夾具的設(shè)計 PAGEREF _Toc328581254 h 27 HYPERLINK l _Toc328581255 5.5.2 定位誤差的計算 PAGEREF _Toc328581255 h 27 HYPERLINK l _To

20、c328581256 5.5.3 鉆模板設(shè)計 PAGEREF _Toc328581256 h 28 HYPERLINK l _Toc328581257 5.6 多軸箱的設(shè)計與計算 PAGEREF _Toc328581257 h 29 HYPERLINK l _Toc328581258 5.6.1 多軸箱設(shè)計的原始依據(jù)圖 PAGEREF _Toc328581258 h 29 HYPERLINK l _Toc328581259 5.6.2 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 PAGEREF _Toc328581259 h 31 HYPERLINK l _Toc328581260 5.6.3 傳動計算 PAGEREF

21、_Toc328581260 h 32 HYPERLINK l _Toc328581261 5.6.4 多軸箱主軸坐標的計算 PAGEREF _Toc328581261 h 35 HYPERLINK l _Toc328581262 5.6.5 驗算 PAGEREF _Toc328581262 h 38 HYPERLINK l _Toc328581263 5.6.6 坐標換算 PAGEREF _Toc328581263 h 38 HYPERLINK l _Toc328581264 5.7 軸的強度校核 PAGEREF _Toc328581264 h 39 HYPERLINK l _Toc32858

22、1265 5.8 多軸箱總圖設(shè)計 PAGEREF _Toc328581265 h 40 HYPERLINK l _Toc328581266 5.9 機床工作過程的簡述 PAGEREF _Toc328581266 h 40 HYPERLINK l _Toc328581267 第6章 經(jīng)濟與技術(shù)分析 PAGEREF _Toc328581267 h 41 HYPERLINK l _Toc328581269 第7章 結(jié)論 PAGEREF _Toc328581269 h 42 HYPERLINK l _Toc328581270 致謝 PAGEREF _Toc328581270 h 43 HYPERLIN

23、K l _Toc328581271 參考文獻 PAGEREF _Toc328581271 h 44 HYPERLINK l _Toc328581272 附錄一：中文譯文 HYPERLINK l _Toc328581273 附錄二：外文原文齒輪泵側(cè)板卸荷孔加工專機及夾具設(shè)計第1章緒論1.1 設(shè)計題目齒輪泵側(cè)板卸荷孔加工專機及夾具設(shè)計1.2 刀具的選擇高速鋼錐柄麻花鉆直徑為高速鋼錐柄立銑刀直徑為1.3 機床的配置形式通過對零件加工內(nèi)容的分析可知，本專機可以設(shè)計成立式四工位、回轉(zhuǎn)工作臺式組合機床。第個工位為裝卸工位，第、工位分別加工兩個6.2的孔，第工位加工17.3孔。1.4 機床部件簡述 動力部件

24、選擇ITD20-IA動力箱，電機型號為Y90L-6型，功率為1.1KW，驅(qū)動轉(zhuǎn)速615r/min，電機轉(zhuǎn)速為910r/min?；_選擇型號為1HY25-IA液壓滑臺，臺面寬250mm，臺面長500mm，行程250mm，導(dǎo)軌為鑄鐵材料，滑臺及滑座總高250mm，滑座長為790mm，允許最大進給力F進=8000N，快速行程速度為12m/min，工進速度在32-800mm/min之間，動力箱與滑臺結(jié)合面尺寸：長250mm，寬250mm；動力箱與多軸箱結(jié)合尺寸：寬250mm，高為200mm；動力箱軸出軸距箱底高度為100mm。1.4.2 支承部件選擇1CL25立柱，1CD251側(cè)板座及配套的中間底座。

25、1.4.3 控制部件控制部件只要用以完成控制機床的自開工作循環(huán)，例如行程擋鐵等。1.4.4 輔助部件主要用于潤滑、冷卻、排屑等功能的部件。1 多軸箱考慮到泵體型號的不同，側(cè)板上要加工的孔也不相同，為了適應(yīng)系列化產(chǎn)品加工的目的，多軸箱的設(shè)計進行專門設(shè)計。箱體的主體局部外形尺寸：400320，厚度為340mm。當對不同型號產(chǎn)品加工時，只需換掉模板、夾具和刀具即可實現(xiàn)多種的加工。因此多軸箱的設(shè)計是本設(shè)計的重點。其具體結(jié)構(gòu)形式見附圖。1 夾具與鉆模夾具是組合機床的重要部件，它是根據(jù)機床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計的。它是用于實現(xiàn)被加工零件的準確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件時的限位等。它與

26、回轉(zhuǎn)工作臺、主軸箱以及鉆模板、刀具等都有聯(lián)系，在設(shè)計時要很好地解決它們之間的關(guān)系。由于本機床是立式四工位回轉(zhuǎn)工作臺組合機床，各工位的加工工序不同，在機床工作過程中，要完成工序間的轉(zhuǎn)換運動，如果將導(dǎo)向裝置設(shè)在夾具上并和工件一起隨工位的轉(zhuǎn)換運動，那么同一個導(dǎo)向裝置就不能適應(yīng)各工位上的不同刀具的需要，因而要將導(dǎo)向裝置做成活動鉆模板并連在主軸箱上。1.5 組合機床的特點及開展趨勢組合機床是以通用部件為根底，配以少量的專用部件，對一種或假設(shè)干種工件按預(yù)先確定的工序進行加工的機床。它能夠?qū)ぜM行多刀、多軸、多面、多工位同時加工。組合機床的通用部件具有特定功能，按標準化、系列化、通用化原那么設(shè)計、制造的。

27、每種部件有合理的規(guī)格尺寸系列，有適用的技術(shù)參數(shù)和完善的配套關(guān)系。組合機床與通用機床、專用機床相比照擬具有以下特點：組合機床的通用部件標準件約占機床全部零部件的70%80%。采用多刀加工，自動化程度高，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。通用部件結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，維修方便。采用專用夾具、刀具及導(dǎo)向裝置，產(chǎn)品質(zhì)量靠設(shè)備保證，對加工人員的技術(shù)水平要求不高。機床加工產(chǎn)品更新時，可以重復(fù)使用。易于形成自動化線，適應(yīng)大規(guī)模和自動化生產(chǎn)的需要。組合機床及其自動化生產(chǎn)線是一種高效率、高自動化的設(shè)備。隨著機械制造業(yè)的開展,多數(shù)制造企業(yè)的特點是：產(chǎn)品多樣化、變形產(chǎn)品日益普及、產(chǎn)品更換周期縮短。因而組合機床柔性化是必然趨勢

28、。柔性制造系統(tǒng)能適應(yīng)多品種、小批量的生產(chǎn)需要，并且能實現(xiàn)不停車換加工品種。采用自動化檢測和信息反應(yīng)系統(tǒng)，產(chǎn)品精度有大幅度的提高，自動生產(chǎn)線的經(jīng)濟效益也得提高。組合機床的柔性化是指主要部件實現(xiàn)柔性化，機床進給系統(tǒng)采用數(shù)控滑臺而實現(xiàn)柔性化，機床的主運動系統(tǒng)可以通過下面三種方式實現(xiàn)柔性化：自動換箱式組合機床，自動換刀式組合機床，手動換箱式組合機床。對于自動線輸送裝置，多采用拖盤滾道系統(tǒng)，或采用隨行夾具裝置。由數(shù)控加工中心為核心組成的柔性制造單元FMC，再與電子系統(tǒng)和材料存儲系統(tǒng)以及刀具庫有機結(jié)合，構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)FMS，它可以在技術(shù)經(jīng)濟范圍內(nèi)，自動地適應(yīng)切削參數(shù)變化和生產(chǎn)批量變化。第2章 零件的分析

29、側(cè)板是齒輪泵的重要部件，由于齒輪泵在工作時，齒輪和泵體兩側(cè)有摩擦和磨損，油壓會產(chǎn)生液壓沖擊，液體壓力發(fā)生急劇交替升降，出現(xiàn)峰值，這樣就有可能損壞液壓元件和管道，并且產(chǎn)生振動和噪音，影響齒輪傳動的平穩(wěn)性。為了消除上述不利因素的影響，在泵體內(nèi)齒輪兩側(cè)專門設(shè)計了側(cè)板零件。側(cè)板的材料采用鋼背銅合金，有吸振作用。在側(cè)板上加工出卸荷孔，減少液壓沖擊，克服了一些不良影響，提到了齒輪泵工作性能。2.1 加工部位的分析所要設(shè)計的機床，其加工的是2-mm孔和mm孔。分析零件圖可知，各孔之間的距離很小，同時在一個工位上加工是不可能的。因而要在不同工位上分別對三個孔進行加工。在工廠中，一般是先在臺鉆上加工6.2的兩個

30、孔，然后在銑床上加工17.3的孔。這樣占用了幾臺機床，要求加工的空間很大，同時，所需要的工人數(shù)量也很多，生產(chǎn)率也很低。而在組合機床上，可以利用其多刀、多工位的加工特點，在一臺組合機床上同時加工，可以大大提高勞動生產(chǎn)率，也可以克服傳統(tǒng)加工方法的缺乏。同時，由于組合機床加工時，對工人的技術(shù)水平要求不高，很容易保證加工質(zhì)量。所要加工的孔在同一面上，都在鋼背燒結(jié)銅合金的銅層面上，銅層厚為1mm，鉆孔深為，銑孔深為，加工局部主要為鋼外表，在加工設(shè)計時，應(yīng)以強度大的剛外表計算切削力、切削功率等。在加工過程中，考慮到刀具的受力情況。鉆頭的直徑較小，而且與銑的大孔有相交的局部。如果先銑大孔，后鉆小孔，由于鉆頭

31、受力不均，很容易使鉆頭折斷，降低刀具耐用度。而要是先鉆小孔，后銑大孔，由于銑刀直徑比擬大，對所鉆的孔影響相對較小。這樣在加工時，應(yīng)該考慮先鉆小孔，后銑大孔。第3章 總體方案的擬定3.1 工藝方案的擬定制定工藝方案時，應(yīng)先保證該工藝方案能到達零件的精度要求。由于被加工零件的精度要求加工部位尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)特點、材料、生產(chǎn)率要求不同，在組合機床的設(shè)計過程中必須根據(jù)不同要求，采用不同的工藝方法和工藝過程。對零件的加工部位進行分析可知，由于孔是用于卸荷的，對加工精度沒有特殊的要求，因而可以對工件進行一般性加工，而不需要精加工。 定位基準的選擇針對零件的加工部位以及工件形狀，可以選擇鋼面和兩個33mm的

32、孔作為定位基準。所以可采用“一面兩銷的定位方法，可以簡便地消除6個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠的定位。同時，“一面兩銷的定位方法使零件在整個工藝工程中基準統(tǒng)一，有利于保證零件加工精度。側(cè)板鉆孔屬于薄壁加工?！耙幻鎯射N定位使得鉆削加工的鉆削力位于支撐面內(nèi)，可以消除夾緊力、切削力引起的變形誤差。另外，該定位方法的另一個好處是不需要附加夾緊機構(gòu)。由于采用立式組合機床，這樣依靠鉆削力以及重力作用，完全可以實現(xiàn)工件的夾緊。 工序內(nèi)容工序集中是近代機械加工開展的方向之一。加工是在一臺機床上一次裝夾下完成的，因而可以使零件獲得較好的定位精度，對大批量生產(chǎn)提供了便利條件。針對所要求加工的三個孔的中心距相當小，要

33、在同一工位同時加工不可能，但采用三個工位同時進行加工，就可以很容易地解決這個問題了。 切削用量的選擇組合機床的正常工作與合理的選用切削用量，即確定合理的切削速度和工作進給量，有很大的關(guān)系。切削用量選得恰當，能使組合機床以最少的停車損失，最高的勞動生產(chǎn)率，最長的刀具使用壽命和最好的加工質(zhì)量，也就是多快好省地進行生產(chǎn)。在實際上，最正確切削用量確實定比擬復(fù)雜，從理論上還沒有簡便可靠的方法。因而必須從實際出發(fā)，根據(jù)加工精度、工件材料、工件條件、技術(shù)要求等進行分析，按照經(jīng)濟滿足要求的原那么，合理選擇切削用量。一般采用查表法，參照現(xiàn)場同類工藝，通過工藝實驗確定切削用量。但是選擇的切削用量必須充分考慮刀具性

34、能的發(fā)揮。對于鉆削應(yīng)使切削速度高而切削用量小。而同一多軸箱上刀具的每分鐘進給量相同。一般情況下，可先按各類刀具選擇合理的主軸速度n和每分鐘進給量f，然后進行調(diào)查，使各刀具的每分鐘進給量相同，都等于動力滑臺的每分鐘進給量v，即v=nf=nf=。鉆6.2孔 刀具：椎柄麻花鉆；材料：高速鋼；轉(zhuǎn)速n=600r/min，f=/r。銑17.3孔 刀具：錐柄立銑刀；材料：硬質(zhì)合金；轉(zhuǎn)速 n=500r/min，S=/r每齒進給量，齒數(shù)Z=3。由于動力頭的進給速度一定，因而各種刀具的進給速度應(yīng)該相等且等于動力頭的進給速度。nf=6000.15=90mm/minnf=5003=90mm/min動力頭進給速度由液壓

35、滑臺的進給速度決定。其速度范圍在32800mm/min之間，滿足要求。nf=nf=v 切削力、切削功率的計算鉆F=26DfHB=26700=1800N 該公式中HB取最大值M=10DfHB=10700m 該公式中HB取最大值v=/minP=0.18kW 該公式中HB取最大值銑F=26DfHB=26700=2412N 該公式中HB取最大值M=10DfHB=10700m 該公式中HB取最大值v=27.17 m/minP=0.51kW 該公式中HB取最大值 確定主軸直徑由切削轉(zhuǎn)矩M可以初定主軸直徑及傳動軸直徑。計算公式為：dB，其中B是系數(shù)，根據(jù)主軸和傳動軸在1m長度上允許最大扭轉(zhuǎn)角。通常，主軸允許

36、最大扭轉(zhuǎn)角1/2/m，那么B=0.35，傳動軸允許最大扭轉(zhuǎn)角可按1或1/m選取，那么B=0.29或B=0.26。允許的最大扭轉(zhuǎn)角和對應(yīng)的B的關(guān)系，可參照下表表3-1表3-1 最大扭轉(zhuǎn)角對應(yīng)表允許的最大扭轉(zhuǎn)角/m1/41/21122Bd=考慮到軸上開鍵槽等各中因素，取d=20mm。d=取d=25mm?？偱ぞ豈=2md=取d=30mm。F=21800+2412=6012NP=23.2 機床的配置形式選擇根據(jù)擬定的工藝方案，以及零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)是大批量生產(chǎn)，擬定兩種機床的配置形式。方案：立式回轉(zhuǎn)工作臺機床采用立式回轉(zhuǎn)工作臺四工位加工組合機床，第個工位裝夾零件，第、工位分別加工兩個6.2的孔，第工位加工

37、17.3的孔。這樣可以使機床的機動時間與輔助時間重合，減輕了工人的勞動強度，并且提高了生產(chǎn)效率。由于各工件上的加工工序內(nèi)容不同，在加工過程中要完成的加工運動不同，如果導(dǎo)向裝置固定在夾具上并和工作臺一起做回轉(zhuǎn)運動，那么，一個導(dǎo)向裝置就不能適應(yīng)各工位上不同直徑刀具的需要。因此，在本方案中采用活動鉆模板，使其與主軸箱一起運動。在立式鉆床上，切削力與重力方向一致，而且由加工工藝可知，加工時所需要的夾緊力不大。因而，可采用活動鉆模板直接壓緊工件來完成夾緊。這樣就可以簡化夾具結(jié)構(gòu)，可以很方便地裝卸工件，大為減輕了工人的勞動強度。同時，在機床工作時，活動鉆模板先壓緊工件，接著刀具的加工，隨著加工的進行，彈簧

38、變形增加，壓力隨之增大，加工至要求深度時，停留后鉆模板隨隨滑臺可以快速退后，工件隨之被松開。方案：臥式回轉(zhuǎn)鼓輪機床采用四工位回轉(zhuǎn)鼓輪式機床，在鼓輪側(cè)面進行加工，但工件需要夾緊，保證其獲得固定的位置。導(dǎo)向裝置可以固定在鼓輪側(cè)面的支撐件上。兩種方案的比擬：a.兩種方案都采用了多工位回轉(zhuǎn)加工方式，提高了生產(chǎn)效率，這是共同的優(yōu)點。b.立式鉆床采用活動鉆模板進行導(dǎo)向，能到達的位置精度是；回轉(zhuǎn)鼓輪式機床能到達的位置精度是。，在回轉(zhuǎn)鼓輪式機床上可以到達。d.從方案設(shè)置中可以清晰地看到，立式回轉(zhuǎn)工作臺式組合機床的夾具結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便；而鼓輪式機床的夾具相比照擬復(fù)雜，需要單獨的夾緊機構(gòu)。綜合各種因素，采用第種

39、方案的配置形式，即：立式四工位回轉(zhuǎn)工作臺式組合機床。第4章 機床的總體設(shè)計組合機床的總體設(shè)計，就是針對具體的被加工零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的根底上，進行方案圖紙的設(shè)計。這些圖紙包括：被加工零件工序圖、加工示意圖機床聯(lián)系尺寸圖、生產(chǎn)率計算卡等，統(tǒng)稱“三圖一卡設(shè)計。4.1 零件工序圖被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示一臺組合機床完成的工藝內(nèi)容、加工部位尺寸、精度、外表粗糙度及技術(shù)要求、加工定位基準、夾壓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半成品情況的圖紙。它是組合機床設(shè)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(shù)文件。4.2 加工示意圖加工示意圖表示被加

40、工零件在機床上的加工過程，刀具、輔具的布置情況以及工件、夾具、刀具等機床各部件間的相對位置關(guān)系，機床的工作行程及工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是組合機床的主要圖紙之一，在總體設(shè)計中占據(jù)重要地位。它是刀具、輔具、夾具、多軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺組合組合機床布局和性能的原始要求，同時還是調(diào)整機床、刀具及試車的依據(jù)。在編制加工示意圖時，一定要分出工位，按每工位的加工內(nèi)容順序進行繪制，同時要畫出工件在回轉(zhuǎn)工作臺上的位置示意圖。 切削速度確實定切削速度以在前面計算出來了，v=/min，v=/min。 工作行程確實定工作進給長度L應(yīng)等于工件加工部位的長度L多軸加工時應(yīng)按最

41、長孔計算與刀具切入長度L和切入長度L之和。切入長度L應(yīng)該根據(jù)工件端面的誤差情況在510mm之間選擇，誤差大時取大值。該零件的外表粗糙度較小，所以L選7mm。而該加工孔均為盲孔，無切出長度，L=7+2.4=，考慮到銑削孔深度為，所以工進長度盡量取大點，取25mm。 快退長度、快進長度及后備量快速退回長度等于快進長度與工進長度之和，該長度按加工具體情況而定，快速退回行程長度須保證所有刀具均退至夾具導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝夾。本設(shè)計中快退長度選120mm，那么快進長度為95mm。除應(yīng)保證要求的工作行程外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具方便，即考慮前、后備量。4.3 動力部件的選擇動力部件是實現(xiàn)切削刀具的旋轉(zhuǎn)及進

42、給運動動力箱或只用于進給運動動力滑臺，它屬于組合機床的通用部件。組合機床的動力局部有多種結(jié)構(gòu)形式和傳動方式，就其傳動方式來講，主運動旋轉(zhuǎn)運動一般采用機械傳動，即由電機通過齒輪、皮帶、蝸輪、蝸桿等元件傳遞動力；而進給運動那么采用機械傳動凸輪機械、絲杠螺母、齒輪齒條等、液壓傳動、氣壓傳動或氣動液壓傳動等。 電機功率確實定每一種規(guī)格的動力箱都有一定的功率范圍，根據(jù)所選的切削用量計算的切削功率和進給功率的需要，并適當考慮提高切削用量的可能性一般按30%考慮選用相適應(yīng)的動力箱。由工藝可知：P=0.87kW，傳動效率由P=0.97kW因此可以選擇1TD20-A型動力箱，其配套形式為：電機型號為Y90L-6

43、，電機功率為1.1kW，電機轉(zhuǎn)速為910r/min，驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速為615r/min。 進給運動確實定進給運動由液壓動力滑臺實現(xiàn)，采用專門油泵單獨驅(qū)動，動力頭全部功率用與切削加工。 動力滑臺的選擇根據(jù)計算的切削力查相關(guān)手冊選定動力滑臺，其型號為1HY25-A型液壓滑臺，主要性能參數(shù)如下：1HY25-A型液壓滑臺主要性能參數(shù)表4-1表4-1 液壓滑臺主要性能參數(shù)表臺面寬臺面長行程油缸直徑最大進給力工進速度快移速度250mm500mm250mm50mm8000N32800mm/min12m/min1HY25-A型液壓滑臺配套的部件如下表4-2：表4-2 液壓滑臺配套部件表二進給及壓力繼電器裝置1HY2

44、5-F51導(dǎo)軌防護裝置1HY25-F81分級進給裝置1HY25-F91立柱1CL25立柱側(cè)底座1CD251滑臺側(cè)底座1CC251滑臺采用雙矩形導(dǎo)軌，采用兩矩形導(dǎo)軌的外側(cè)導(dǎo)向，用斜鑲條調(diào)整導(dǎo)軌間隙，平板將滑鞍與滑座壓緊，防止因顛覆力矩過大使滑鞍與滑座脫離。這種導(dǎo)軌制造工藝簡單，導(dǎo)向剛度好。導(dǎo)軌材料為鑄鐵，HT300540，淬火硬度為G4248。4.4 機床聯(lián)系尺寸圖機床聯(lián)系尺寸圖用來表示機床各局部的互相裝配關(guān)系和運動關(guān)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適宜；并為進一步開展多軸箱、夾具等專用部件、零件的設(shè)計提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖可以看成是簡化的機床總圖，它表示

45、機床的配置型式及總體布局。機床聯(lián)系尺寸圖是在被加工零件工序圖與加工示意圖繪制之后，根據(jù)初步選定的主要通用部件動力部件及其配置的滑臺、床身、立柱等以及確定的專用部件的結(jié)構(gòu)尺寸而繪制的。 夾具輪廓尺寸確實定組合機床夾具是保證零件加工精度的重要專用部件，根據(jù)零件的布局、限位、導(dǎo)向裝置以及機床回轉(zhuǎn)工作臺的連接固定，綜合考慮。所加工的齒輪泵側(cè)板體積較小，重量較輕，為了方便更換夾具，把四個工位的工件定位裝置設(shè)置在一個夾具體上。大體布置見以下圖4-1。工件的兩個定位銷一個是圓柱銷，一個是削邊銷，公稱尺寸為d是33，削的長度是42mm，四個公稱尺寸為25的定位銷與活動鉆模板定位。四個光孔用作安裝螺栓與回轉(zhuǎn)工作

46、臺連接?！耙幻鎯射N中的圓柱銷材料為35號鋼，淬火硬度為HRC2838，削邊銷材料為T10A，淬火硬度為HRC5864，兩孔的位置精度要滿足要求。為了方便進行裝卸，對定位銷的高度應(yīng)進行驗算。在定位銷裝卸工件的極限位置時，工件與定位銷不能相碰撞或卡死，而且壓緊時定位銷不能與壓塊相接觸，即定位銷不能高出工件外表。由零件圖知，工件厚為，可取定位銷高度為，墊塊厚取40mm。圖4-1 工件位置布置草圖4 多軸箱輪廓尺寸確實定通用主軸箱主要由箱體、前蓋、后蓋三局部組成。主軸箱厚度為180mm，后蓋厚有90mm和50mm厚兩種，選90mm厚；前蓋有兩種尺寸，臥式為55mm，立式為70mm。因此主軸箱厚度340

47、mm。長、寬確實定從夾具布置圖可以確定，長度方向最遠的兩個軸的軸間距為b=160-15.65-9.3=B= b+2bb70100mm B=135.05+2100=取B=400mm 寬度方向上兩軸間最遠距離h為：h=80-9.3+5.=取h= b=100mmH=h+h+b=76.3+100+100= 取H=320mm由此可得出多軸箱的輪廓尺寸為： 400320340 回轉(zhuǎn)工作臺的選擇根據(jù)夾具輪廓尺寸、加工條件以及機床總體協(xié)調(diào)性選定分度回轉(zhuǎn)工作臺型號為1AHY50。表4-3 查相關(guān)手冊知，回轉(zhuǎn)工作臺性能參數(shù)如下表4-3：表4-3 回轉(zhuǎn)工作臺參數(shù)表花 盤 直 徑夾緊油缸直徑花盤最大負載回轉(zhuǎn)油缸直徑高

48、 度500mm150mm1500kg50mm160mm 裝料高度H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。在線階段，設(shè)計組合機床時，裝料高度可視具體情況在850mm1060mm之間。本機床中，中間底座高度h=560mm，回轉(zhuǎn)工作臺高度h=160mm，夾具高度h=130mm, 那么裝料高度H為： H= h+h+h =560+160+130 =850mm符合要求。4.5 機床生產(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、完成每一動作所需的時間、切削用量、機床生產(chǎn)率以及機床的

49、負荷率等。 理想生產(chǎn)率Q指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A包括備品及廢品率在內(nèi)所要求的機床生產(chǎn)率。它與全年工時總數(shù)K有關(guān)。本零件采用大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)綱領(lǐng)確定為80000件/年，全年工時總數(shù)取為2350h，那么Q=34件/h 實際生產(chǎn)率Q指所設(shè)計機床每小時實際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。Q=件/hT是生產(chǎn)一個零件所需的時間min，它可以根據(jù)下式計算：T=t+t=min其中：L、L分別為刀具第、第工作進給行程長度mm； v、v分別為刀具第、第工作進給量mm/min； t為刀具在加工終了時無進給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)時間，一般取510r； L、L分別為動力部件快進、快退行程長度mm； v為動力部件快速行程速度，對與液壓動力部件取412

50、m/min； t為直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進行一次工位轉(zhuǎn)換的時間，一般可取0.1min； t為工件裝卸時間包括定位、夾壓、除屑等，一般取0.51.5min。那么有： T= =Q=42件/h，QQ所以，滿足要求。 機床負荷率=80%根據(jù)組合機床的使用經(jīng)驗，適宜的機床負荷率在0.750.90之間。該滿足要求，可以選用。第5章 機床零部件的設(shè)計在組合機床的設(shè)計中，擬定機床的工藝方案，確定機床的配置型式，以及進行機床的總體設(shè)計等是重要環(huán)節(jié)，它在很大程度上決定了機床是否重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、效率高、使用方便、性能好，因此需要首先解決。但是，要設(shè)計出組合機床，還必須解決大量的圖紙設(shè)計工作，就是要根據(jù)確定的

51、機床工藝和方案，按照加工示意圖及機床聯(lián)系尺寸圖等，開展機床各部件設(shè)計，然后進行零件設(shè)計。5.1 床身通用部件的選擇床身和立柱是用于固定動力部件的導(dǎo)軌滑座的，在動力部件的選擇局部已經(jīng)確定了立柱型號為1CL25，立柱底座為1CD251。立柱的的后部設(shè)有電器壁盒，用于安裝電氣配電板，以便往機床電氣部件引線，如動力箱電機、按鈕臺、冷卻泵及限位開關(guān)等。對立柱來說，隨著動力箱行程及所處高度的變化，其死擋鐵和油缸支架位置也不同，這必須在補充加工中說明。在設(shè)計立式組合機床床身選用立柱時，還需計算機床的平衡重。平衡重是用來平衡動力部件移動局部的重量的，以減少導(dǎo)軌及絲杠的磨損，同時消除立式機床調(diào)整時前傾問題。通過

52、立柱的裝置由一個固定平衡重量和多塊附加平衡重組成。參考類似機床，選擇重量為1041公斤。5.2 動力及潤滑 傳動裝置的設(shè)計傳動裝置的設(shè)計主要是選擇機床所有的動力部件及傳動機構(gòu)等，在機床的總體設(shè)計階段已對此項工作詳細做過，在此不在闡述。 傳動裝置的潤滑由于組合機床的動作比擬頻繁，為了保證各運動部件的正常工作，更長的設(shè)備使用壽命，以及可靠地保證加工精度，需要設(shè)置導(dǎo)軌防護裝置，正確地設(shè)計潤滑系統(tǒng)。通用部件都有相應(yīng)的潤滑裝置，在設(shè)計時只需要根據(jù)潤滑油的來源情況進行適當是選擇。本機床在設(shè)計過程中采用了由主軸箱上的配油器來供油，在導(dǎo)軌潤滑管路上采用T8652型電磁潤滑閥。這種潤滑閥是利用電磁鐵推動閥桿，使

53、潤滑油經(jīng)潤滑管路到達各潤滑部位。由于采用電氣控制，可在操作臺上用按鈕進行定期潤滑，亦可由動力箱的運動控制，進行自動潤滑。在導(dǎo)軌外表有波浪式的油槽。油槽的主要作用是使摩擦外表通過它來貯存潤滑油以供使用。5.3 組合機床的冷卻裝置由于組合機床是多刀加工，工序集中程度很高，正確的選擇冷卻液，并設(shè)計良好的冷卻裝置，以保證刀具獲得充分的冷卻，這對提高刀具壽命，減少因換刀造成的停車時間損失很重要。 對于冷卻系統(tǒng)的要求冷卻液要流分，確保刀具獲得連續(xù)、充分的冷卻。組合機床常常是多點冷卻，其冷卻管路是必須布置恰當，保證各冷卻點都能充分冷卻。當各冷卻點對冷卻液流量要求不同時，應(yīng)在管路上設(shè)調(diào)節(jié)開關(guān)。組合機床冷卻系統(tǒng)

54、在需要大流量的同時，還要求較高的壓力，那么應(yīng)采用齒輪泵，以便對刀具進行充分的冷卻，并把加工鐵屑排出。冷卻液要保證在開始工作進給時就供應(yīng)，并確保在整個加工過程中連續(xù)不斷。配冷卻液防護罩，以免冷卻液飛濺。 機床冷卻液的選擇及流量確實定機床冷卻液除對刀具和工件起到冷卻作用外，還能在金屬外表形成潤滑膜，起到減少刀具和切屑間摩擦的潤滑作用。因而選擇冷卻液時，應(yīng)根據(jù)組合機床完成的工藝、加工方法、刀具材料以及被加工零件材料而確定。由于工件材料為鋼背銅合金，不宜采用硫化液和蘇打水溶液，以免對工件造成腐蝕。此外，所要求加工的孔深為和，比擬淺，冷卻液除冷卻外，主要是進行潤滑和排屑，因而可以采用水溶液參加油性添加劑

55、，提高刀具的使用壽命。冷卻液的流量應(yīng)根據(jù)刀具的形式、直徑大小、加工方法、切削用量等具體條件來確定。鉆孔時屬于外冷，流量為0.4D。6.2=/分6升/分，取6升/分。銑孔時，流量為多少可根據(jù)功率大小確定，每一千瓦銑削功率為8升/分。8=/分，那么銑削流量可以選為5升/分。這樣管道流量可定為7升/分，管子直徑為14mm。 組合機床的冷卻裝置冷卻液由冷卻泵站沿總管路通至分油器2，然后有管子引到各加工部位，對刀具進行冷卻。冷卻液及鐵削均流到回轉(zhuǎn)工作臺的環(huán)形槽中。在工作臺回轉(zhuǎn)時，借助刮板4將鐵削刮進貯屑槽中，冷卻液那么流回到機床的貯液槽中，經(jīng)過沉淀過濾，再次利用。在機床上采用了活動鉆模板，可以把冷卻局部

56、配件布置在活動鉆模板上。如以下圖5-1圖5-1 冷卻管路布置圖5.4 控制與互鎖的設(shè)計組合機床是由多個動力頭按照嚴格的順序和規(guī)定的工作循環(huán)，完成工件的多工序加工。機床的工作循環(huán)及各動力頭之間有嚴格的程序，是借助于組合機床的自動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。根據(jù)選用的機床配置型式及通用部件的驅(qū)動方式，組合機床的控制系統(tǒng)是由電氣和機械、電氣機械和液壓、電氣機械和氣動等配合動作實現(xiàn)的。側(cè)板加工組合機床，動力箱的工作循環(huán)還要與回轉(zhuǎn)工作臺的工作循環(huán)相配合，其配合是依靠程序控制擋鐵來實現(xiàn)的。程序控制擋鐵是組合機床通用部件之一，它分為液壓操縱擋鐵和電氣操縱擋鐵兩種。對于液壓動力部件來說，根據(jù)具體的工作循環(huán)，可以同時選用

57、這兩種擋鐵，而對于機械傳動部件的工作循環(huán)只用電氣操縱擋鐵進行控制。組合機床程序控制擋鐵，由控制元件擋鐵、信號元件開關(guān)和液壓換向閥執(zhí)行元件組成。組合機床的工作循環(huán)，就是由不同的擋鐵操縱相應(yīng)的開關(guān)而實現(xiàn)的。根據(jù)動力箱要完成的工作循環(huán)，設(shè)計或選用具有相應(yīng)數(shù)量的開關(guān)觸頭來操縱擋鐵，并合理調(diào)節(jié)各擋鐵位置，使動力箱能準確地進行動作轉(zhuǎn)換。 機床的工作循環(huán)工序要求加工的三個孔均為盲孔，采用的工作循環(huán)為如圖5-2： 圖5-2 工作循環(huán)圖這個工作循環(huán)的特點在于：動力頭行程終了時，不是立即后退，而是旋轉(zhuǎn)幾下后，然后壓力繼電器開始動作，動力箱再開始快速退回。為了實現(xiàn)這個要求，在液壓滑臺上增加一個壓力繼電器YJ，其控制

58、過程為：動力箱進給在液壓擋鐵的作用下轉(zhuǎn)換為工作進給，在加工完成時，頂住死擋鐵，使液壓升高，壓力繼電器動作，發(fā)出電信號，動力頭快速退回到原位，停止。 總工作循環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺抬起回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)工作臺反靠回轉(zhuǎn)工作臺夾緊動力箱快進動力箱工進延時停留動力箱快退。主電路共有2臺電動機，M為主電動機；M為液壓泵電動機。啟動和停止按鈕控制電機M和M的起、停。按鈕SB和SB用于單獨起動主電動機M和液壓泵電動機M。用于控制冷卻泵電動機M，行程開關(guān)k是當動力箱工進時，潤滑液回油箱閥關(guān)閉，潤滑液供應(yīng)，當動力箱快退時，該閥翻開，潤滑液不供應(yīng)，直接回油箱。液壓回轉(zhuǎn)工作臺控制電路設(shè)計如圖5-3回轉(zhuǎn)工作臺共有四個工位，其轉(zhuǎn)

59、位動作如下：自鎖鎖銷脫開及回轉(zhuǎn)工作臺抬起回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)位及緩沖回轉(zhuǎn)工作臺穩(wěn)定回轉(zhuǎn)工作臺夾緊。其工作原理及操作過程如下：按下回轉(zhuǎn)按鈕，假設(shè)各工位的動力部件都處于原位，回轉(zhuǎn)工作臺的驅(qū)動轉(zhuǎn)位油缸也處于原位即行程開關(guān)4SQ被壓下，電磁鐵YA通電，電磁閥1換向，壓力油進入花盤抬起油缸，花盤被抬起。：同時使離合器與轉(zhuǎn)位齒輪嚙合，由于花盤抬起，擋鐵放開行程開關(guān)1SQ，1SQ接通電磁鐵3YA，電磁液壓閥2換向，使壓力油進入驅(qū)動轉(zhuǎn)位油腔，液壓缸的活塞桿齒條經(jīng)齒輪，帶動回轉(zhuǎn)工作臺工作花盤正向轉(zhuǎn)動。：回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)動完畢，擋鐵壓下行程開關(guān)3SQ，接通延時繼電器KT。：待工作臺穩(wěn)定后，延時繼電器KT的觸點接通電磁鐵2YA

60、，液壓滑閥1換向，壓力油進入花盤夾緊腔，花盤落下、定位并夾緊。 ：由于花盤落下，使離合器6與轉(zhuǎn)位齒輪脫開，同時擋鐵放開行程開關(guān)1SQ，壓下行程開關(guān)2SQ，電磁鐵3YA被放下，4YA接通，液壓滑閥2換向，壓力油進入轉(zhuǎn)位油缸的返回腔，推動活塞桿齒條復(fù)位，擋鐵壓下行程開關(guān)4SQ，為回轉(zhuǎn)工作臺的下一次動作循環(huán)作好準備。 動力箱控制油路設(shè)計動力箱動作如下：快進工進延時停留快退：動力箱原位停止時，限位開關(guān)由擋鐵壓住。：動力箱快進。液壓油泵啟動后，KM得電并閉合，電磁鐵5YA得電，換向閥3左位工作，使液控閥4左位工作，接通工作油路，壓力油經(jīng)行程閥5進入進給液壓缸大腔，小腔內(nèi)的油經(jīng)閥4、6、5進入液壓缸大腔，