機械畢業(yè)設計（論文）-臥式雙面組合鏜床及工裝設計【全套圖紙】

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1、編編 號號 無錫太湖學院 畢畢業(yè)業(yè)設設計計（論論文文） 題目：題目： 臥式雙面組合鏜床及工裝設計臥式雙面組合鏜床及工裝設計 信機 系系 機械工程及自動化 專專 業(yè)業(yè) 學 號： 學生姓名： 指導教師： （職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文）無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文） 誠誠 信信 承承 諾諾 書書 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 臥式雙面組合鏜床設 計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內容除了 在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內容外，本畢業(yè) 設計（

2、論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 95 學 號： 0923213 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 II 無無錫錫太太湖湖學學院院 信信 機機 系系 機機械械工工程程及及自自動動化化 專專業(yè)業(yè) 畢畢 業(yè)業(yè) 設設 計計論論 文文 任任 務務 書書 一、題目及專題：一、題目及專題： 1、題目 臥式雙面組合鏜床及工裝設計 2、專題 臥式雙面組合鏜床設計 二、課題來源及選題依據(jù)二、課題來源及選題依據(jù) 本課題來源于生產(chǎn)實踐，設計的對象是加工變速箱殼體的孔的組合機床 用鏜床夾具，組合機床是用按系列化設計的通用部件和按被加工零件的形狀 及加工藝要求設計的專用部

3、件組成的專用機床，它有精度高，效率高，結構簡 單，占地小，便于維護和修理等優(yōu)點。隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，組合機床極其自 動線被廣泛的推廣和使用，它對于機械制造工業(yè)，特別是汽車，拖拉機，電動 機，柴油機，儀器儀表及軍工部門等生產(chǎn)發(fā)展有著十分重要的意義。 三、本設計（論文或其他）應達到的要求：三、本設計（論文或其他）應達到的要求： II 在規(guī)定時間內完成下列任務要求： 1.設計技術要求：分析被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及本工序機床設計 有關部位結構形狀和尺寸；本工序所選的定位基準、壓緊部位及加緊方向；本 工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差 II 等技術要求以及對上道工序的技術要求并擬定

4、機械加工工藝路線、進行工藝 規(guī)程設計、設計一套適用該變速箱加工的臥式雙面組合鏜床。 2設計工作量要求： 1）抄畫零件圖； 2）編制機加工工藝文件； 3）繪制臥式雙面組合鏜床裝配圖及全套非標準零件圖； 4）編寫設計說明書（30 頁）； 5）翻譯 8000 以上外文印刷字符或譯出 4000 漢字以上的有關技術資料或專業(yè) 文獻。 四、接受任務學生：四、接受任務學生： 機械 95 班班 姓名姓名 五、開始及完成日期：五、開始及完成日期： 自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日 六、設計（論文）指導（或顧問）：六、設計（論文）指導（或顧問）： 指導教師指

5、導教師 簽名簽名 簽名簽名 教教研研室室主主任任 學科組組長研究所所長學科組組長研究所所長 簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名 III 20122012 年年 1111 月月 1212 日日 摘摘 要要 該篇論文為鏜主軸箱的 6 個軸孔的變速箱組合鏜床設計。鏜床是主要用鏜刀對工件 已有的預制孔進行鏜削的機床。通常以鏜刀旋轉為主運動，鏜刀或工件的移動為進給運 動。它主要是用于加工高精度孔或一次定位完成多個孔的精加工，此外還可以從事與孔 精加工有關的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件還可進行鉆削、銑削、切削， 其加工精度和表面質量要高于鉆床。鏜床是大型箱體零件加工的主要設備，也可加工螺 紋及外圓

6、和端面等。 以箱體零件同軸孔系為代表的長孔鏜削，是金屬切削加工中最重要的內容之一。 盡管現(xiàn)在仍有采用鏜模、導套、臺式銑鏜床后立柱支承長鏜桿或人工找正工件回轉 180等方法實施長孔鏜削的實例 ，但近些年來，一方面由于數(shù)控銑鏜床和加工中心的 大量使用，使各類臥式銑鏜床的坐標定位精度和工作臺回轉分度精度有了較大提高。 從機床結構上使工作臺回轉 180自定位的調頭鏜孔，幾乎 是成為了在該種機床上鏜 削長孔的唯一方法。 本設計說明書主要包括了組合機床總體設計過程，對工藝方案設計、總體設計、部 件設計等幾方面加以論述。 內容有產(chǎn)品工序分析，組合機床總體布置以及鏜床主軸圖的繪制。 關鍵詞：主軸箱；組合鏜床；

7、加工工藝 IV Abstract Gearbox combination boring lathe design this paper into 6 hole boring spindle box. Boring machine is mainly used for boring prefabricated holes on the workpiece has been the boring machine. Usually, boring cutter rotating main movement, the workpiece moving boring or for feed motion

8、. It is mainly used for finishing machining high precision hole or a location to complete a plurality of holes, in addition to engage with the hole machining processing and other related processing surface.Different tools and accessories used can also be drilling, milling, cutting, the machining pre

9、cision and surface quality than that of drilling machine. Boring machine is the main equipment of large body parts processing. Can also be processed the thread and the outer circle and end. Long hole boring to box part coaxial holes as the representative of the cut, is one of the most important cont

10、ent in the metal cutting. Although there are still using boring mode, guide sleeve, desktop milling and boring machine after the columns support the long boring bar or artificial alignment workpiece rotation of 180 DEG, examples of long hole boring. But in recent years, on the one hand because of th

11、e extensive use of CNC milling machine and machining center, precision of the coordinate positioning rotary precision and working table of horizontal boring and milling machine has been greatly improved. From the machine tool structure enable the rotary table 180 from the positioning of the turn-aro

12、und boring, become almost the only method in the machine tool on the long hole boring. This design instruction booklet mainly includes overall design process of machine tool, and discusses the aspects of design, process scheme for the overall design, component design. The contents of product process

13、 analysis, combination of general layout of machine tool and boring spindle diagram. Key words: spindle box; combination machine; processing technology V 目目 錄錄 摘 要.III ABSTRACTIV 目錄V 1 緒論.1 1.1 組合機床及其特點.1 1.2 組合機床的組成和分類.2 1.3 通用部件的分類及簡介2 1.4 組合機床的工藝范圍及發(fā)展方向.3 2 組合機床總體設計.5 2.1 零件圖分析.5 2.1.1 零件的結構特點及功用

14、5 2.1.2 變速箱的主要技術要求6 2.1.3 變速箱的體的材料和毛坯6 2.2 組合機床工藝方案的制定.6 2.2.1 工藝基面的分析7 2.2.2 加工工藝的分析7 2.2.3 加工余量的確定.8 2.2.4 確定加工工藝方案應注意的問題8 2.2.5 制定工件加工工藝路線9 2.2.6 組合機床切削用量的選擇10 2.3 組合機床總體設計.11 2.3.1 被加工零件工序圖11 2.3.2 加工示意圖12 2.3.3 動力部件的選擇15 2.3.4 機床聯(lián)系尺寸圖的繪制18 2.4 多軸箱的傳動系統(tǒng)設計.20 2.5 箱體補充加工圖.22 2.6 本章小結23 3 裝置的確定.24

15、3.1 導向裝置的作用、類型及結構形式24 3.2 定主軸的類型及鏜桿的確定.25 3.3 本章小結.26 4 組合機床生產(chǎn)率的計算.27 VI 4.1 機床生產(chǎn)率的計算.27 4.2 編寫組合機床生產(chǎn)率計算卡.28 4.3 本章小結.29 5 結論與展望30 5.1 結論.30 5.2 展望.30 致 謝.31 參考文獻.32 臥式雙面組合鏜床及工裝設計 1 1 緒論緒論 1.1 組合機床及其特點組合機床及其特點 一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱是制造業(yè)，它的發(fā)展水平是該國家或地區(qū)的經(jīng) 濟實力、科技水平、生活水準和國防實力的標志，而制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造水平主要 取決于機械制造裝備金屬切削機

16、床的先進程度。組合機床作為金屬切削機床的生力 軍，是以通用部件為基礎配備，加上少量專用部件組成的一種專用高效自動化設備，它 具有設計制造投資少、周期短、加工精度穩(wěn)定、經(jīng)濟效益高、改裝方便等優(yōu)點。 在機械加工工業(yè)機械產(chǎn)品大批量生產(chǎn)中，組合機床已得到廣泛運用。像一些比較復 雜的殼體類零件，加工工藝復雜、定位夾緊困難，要提高其生產(chǎn)效率和加工精度，單憑 普通的機床是很難辦到的，而在用普通機床加工復雜工件的過程中，對操作者的技術也 提了較高的要求，這就迫切的要求生產(chǎn)一定數(shù)量的組合機床。這樣不但可以提高零件的 加工精度和生產(chǎn)率，還有成本低、生產(chǎn)周期短的特點，適合我國的經(jīng)濟水平、教育水平 和生產(chǎn)力水平，更能

17、夠在激烈的競爭中為公司獲得更多利潤、提高公司核心競爭力。 現(xiàn)代組合機床和自動線作為機電一體化的一部分，它是控制、驅動、測量、監(jiān)控、 刀具和機械組件等技術的綜合反映。組合機床及其自動線的技術性能和綜合自動化水平 也在很大的程度上決定了機械生產(chǎn)部門產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、質量和公司生產(chǎn)組織的結構， 也在很大程度上決定了公司產(chǎn)品的競爭力，所以對組合機床的設計研究具有十分重要的 意義。近年來，這些技術已有了長足的進步，作為組合機床主要用戶的汽車和內燃機等 行業(yè)也有了很大的改變，產(chǎn)品市場壽命不斷縮短，品種日益增多，而且質量不斷提高。 這些因素都有力地推動和激勵了組合機床和自動線技術的不斷發(fā)展，目前組合機床的研

18、制正在向高效、高精度、高自動化的柔性化方向發(fā)展。 組合機床是用按系列化標準化設計的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要 求設計的專用部件組成的專業(yè)機床，它能夠對一種或多種零件進行多刀、多軸、多工位 加工。 在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、磨削及滾壓等多道 工序，生產(chǎn)效率高，加工精度高。 組合機床與萬能機床和專用機床相比，有如下幾個特點： 1.由于組合機床是由 7090%的通用零部件組成，在需要的時候，它可以部分或全 部的進行改裝，以組合成適應新的加工要求的全新設備。也就是說，組合機床有 重新改裝的優(yōu)越性，其通用零部件可以多次反復利用。 2.組合機床是按照具體加工對象

19、專門設計的機床，它可以按最合理的工藝過程進行 最佳加工過程，這在萬能機床上往往是不容易實現(xiàn)的。 3.在組合機床上，可以同時采用多把刀具從多個方向對多個工件進行加工，是能夠 實現(xiàn)集中工序的最佳途徑，是提高生產(chǎn)效率的有效設備。 4.組合機床通常是用多軸對箱體零件一個面上的許多孔同時進行加工。這樣就能比 較好的保證各個孔相互之間的精度要求，提高產(chǎn)品的質量；減少了工件工序間的 搬運過程，改善勞動條件，也減少了機床的占地面積。 無錫太湖學院學士學位論文 2 5.由于組合機床大多數(shù)零部件是同類別的通用部件，這就簡化了機床的維護和修理 過程。必要時還可以更換整個部件，以提高機床的維修速度。 6.組合機床的通

20、用部件可以組織專門的工廠集中生產(chǎn)，這樣就可以采用專用高效設 備進行加工，有利于提高通用部件的性能，降低其制造成本。 組合機床雖然有很多優(yōu)點，但也還是有以下缺點： 1組合機床的可變性比萬能機床低，重新改裝時有 1020%的零件不能重復使用， 而且在改裝時，勞動量比較大。 2組合機床的通用部件不是為了某一種機床刻意設計的，而是具有較廣的適應性。 這樣就使組合機床的結構比專用機床稍微復雜些。 1.2 組合機床的組成組合機床的組成和分類和分類 組合機床的通用部件分大型和小型兩大類。 大型通用部件是指電機功率為 1.530 千瓦的動力部件及其配套部件，這類動力部件 多為箱體移動的結構形式。 小型通用部件

21、是指電機功率為 0.12.2 千瓦的動力部件及其配套部件，這類動力部件 多為套筒移動的結構形式。 用大型通用部件組成的機床被稱為大型組合機床，而用小型通用部件組成的機床就 被稱為小型組合機床。 組合機床除了分為大型和小型之外，按配置形式又可以分為單工位和多工位機床兩 大類。單工位機床又可以分為單面、雙面、三面和四面幾種，多工位機床則有移動工作 臺式、回轉工作臺式、中央立柱式和回轉鼓輪式等配置型式。 單工位組合機床通常是用于加工一個或兩個工件，特別適用于對大中型箱體件進行 加工。 根據(jù)該變速箱是典型箱體零件，且被加工孔的位置處于箱體兩側，應采用單工位的 雙面機床，又因為被加工孔的中心線與定位基準

22、平行，而且被加工工件的長度較長，因 此本次設計采用的就是這類機床中的臥式雙面組合鏜床。 多工位組合機床是按工件能夠變位來配置的，工件的變位分為手動和機動兩種方式。 這類機床工序集中程度高，如回轉多工位機床的輔助時間和機動時間相重合，生產(chǎn)效率 高，適用于大批量生產(chǎn)、需要多部位加工的中小型零件。 1.3 通用部件的分類及簡介通用部件的分類及簡介 1. 動力部件 動力部件是通用部件中最基本的部件，第一種動力部件包括動力箱和完成各種專能 工藝的切削頭，如銑削頭，鏜削頭等；第二種是傳遞進給運動的部件，包括有液壓滑臺 和機械滑臺；第三種是轉塔動力部件，包括多軸轉塔頭和單軸轉塔頭。 2. 輸送部件 要用作夾

23、具和工件的移動和轉位，如移動工作臺、回轉工作臺、回轉鼓輪等。 3. 支撐部件 它是組合機床的基礎部件，包括中間底座、側底座、立柱、立柱底座等。 臥式雙面組合鏜床及工裝設計 3 4. 控制部件 控制部件是控制組合機床按規(guī)定程序運動的一些部件，包括電器元件、液壓元件及 操作臺。 5. 輔助部件 包括液壓與潤滑裝置、氣動或液壓夾具裝置和機械板等。 1.4 組合機床的工藝范圍及發(fā)展方向組合機床的工藝范圍及發(fā)展方向 在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲、鏜孔、鏜孔車斷面、車削等工序， 還可以進行尺寸檢驗和簡單的裝配工序。往往一臺組合機床就能同時完成上述工序。但 就大多數(shù)組合機床來說，目前主要是用來

24、完成鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲、鏜孔及銑削等 工序。完成這些工序，在工廠常常是用大量的立鉆、鏜床、萬能銑床，占用很大的廠房 面積和很多的人工。而采用組合機床，由于其采用多軸多面加工，就能大大地縮小占地 面積，成倍甚至幾十倍地提高勞動生產(chǎn)效率。 近幾年來由于組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器儀表、自行車、閥門、 礦山機械、冶金、航空、紡織機械及軍工等部門已獲得廣泛的使用，一些中小批量生產(chǎn) 部門也開始推廣使用。在光輝的二十一世紀，組合機床及其自動線將獲得更加迅速的發(fā) 展。其發(fā)展方向為1： 1. 提高生產(chǎn)率 目前組合機床及其自動線的生產(chǎn)效率不斷提高，循環(huán)時間一般是 12 分鐘，有的是 1030

25、秒。提高生產(chǎn)率的主要方法是改善機床布局，增加同時工作的刀具，減少加工余量， 提高切削用量，提高工作可靠性以及縮短輔助時間等。為了減少自動線的停車損失，提 高自動線的柔性，采用電子計算機進行自動線的管理。 2. 擴大工藝范圍 現(xiàn)在組合機床及其自動線一般已不是完成一個工件的某幾道工序，而常常是用于完 成工件的全部加工工序。除完成平面銑削、鉆孔、擴孔、攻絲、鏜孔外，現(xiàn)在已擴展到 能完成車削、仿行車削、磨削、精鏜以及非切削加工（如檢查、自動裝配、清洗、試驗 等）工序。 3. 提高加工精度 現(xiàn)在在組合機床及其自動線上納入了很多精加工工序， 如進行 1 級孔的精鏜，保 證孔的加工位置精度在 0.02 毫米

26、。為了使自動線能穩(wěn)定地保證加工精度，已廣泛采用自 動測量和刀具自動補償技術，做到調刀不停車。 4. 提高自動化程度 重點是解決工件夾壓自動化和裝卸自動化。 1） 提高組合機床及其自動線的可調性 為了提高中小批生產(chǎn)的一些箱體件的生產(chǎn)效率，進幾年來發(fā)展了可調的多工序多刀 具的組合機床及其自動線，它們大多采用數(shù)字程序控制。 2）創(chuàng)造超小型組合機床 這種組合機床多由超小型氣動液壓動力頭配置而成，體積小，效率高，并能達到高 的加工精度。 無錫太湖學院學士學位論文 4 3）發(fā)展專能組合機床及自動線 這種機床不需要每次按具體加工隊形進行專門設計，而是可以作為通用品種進行成 批生產(chǎn)，用戶根據(jù)自己加工產(chǎn)品的需要

27、，配上刀具及工藝裝備，即可組成加工一定對象 的高校機床。 今后，隨著科學技術的不斷進步，組合機床技術將獲得更廣泛、更快的發(fā)展。 臥式雙面組合鏜床及工裝設計 5 2 組合機床總體設計組合機床總體設計 組合機床的設計，目前基本上有兩種情況2： 第一，是根據(jù)具體加工對象的具體情況進行專門的設計，這是當前最普遍的做法。 第二，是隨著組合機床在我國機械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結自己生產(chǎn)和使用 組合機床的經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)組合機床不僅在其組成部件方面有共性，可設計成通用部件，而 且一些行業(yè)在完成一定工業(yè)范圍的組合機床是具有很大相似度的，有可能設計為通用的 組合機床，這種機床被稱為“專能組合機床”。這種專能組合機

28、床不需要每次按具體加工 對象進行專門的設計和生產(chǎn)，可以設計為通用配件，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工零件 的具體需要，配以簡單的夾具及刀具，即可組成加工一定要求對象的高效設備。 2.1 零件圖分析零件圖分析 對零件圖進行分析可以熟悉產(chǎn)品的性能及用途、工作條件等，從而成為各項技術要 求制定的依據(jù)，找出主要的技術要求和關鍵技術問題。 這次設計要加工的零件是變速箱箱體。 2.1.1 零件的結構特點及功用零件的結構特點及功用 變速箱是汽車、拖拉機等傳動系統(tǒng)的主要部件，而變速箱箱體是變速箱的主要零 件，它的主要作用是支承各種傳動軸，是典型的箱體類零件。 如圖所示為汽車變速箱體零件圖，前端面上110H7/10

29、0H7 同軸孔為 輸入、輸出 軸軸孔,62/90 同軸孔為中間軸軸孔,后端面上30孔為倒擋齒輪軸軸孔。 圖2.1 變速箱零件圖 無錫太湖學院學士學位論文 6 2.1.2 變速箱的主要技術要求變速箱的主要技術要求 軸承孔是用來安裝軸承的,所以其尺寸誤差和幾何形狀誤差會使軸承與孔的配合不良, 軸承孔的尺寸公差等級為IT7,軸承孔的幾何形狀精度除作特殊規(guī)定外,一般都在尺寸公差范 圍內。 變速箱上軸承孔的中心線間的平行度與齒輪傳動精度及齒寬等因素有關,其誤差大小 直接影響齒輪嚙合質量和變速箱的正常工作,太大時會出現(xiàn)噪音,沖擊振動以及齒輪壽命下 降等現(xiàn)象,變速箱體的孔的中心線平行度公差等到級為IT6-I

30、T7。 變速箱體上軸承孔的中心距公差由齒輪傳動中心距標準公差所決定,公差大小會引起 齒輪側隙過大或做無側隙的嚙合,甚至會出現(xiàn)咬死現(xiàn)象。 同一軸線上各孔的同軸度誤差及軸承孔中心線對所在面的垂直度誤差,會使軸與軸承 裝到箱體上產(chǎn)生歪斜,使軸產(chǎn)生軸向竄動和徑向跳動,使輸出軸上的齒輪與后橋內的驅動齒 輪不能很好的嚙合,同時也使溫度升高,加劇軸承的磨損,變速箱體上孔與面的垂直度公差等 級一般取 IT8。 變速箱體上主要表面的粗糙度:軸承孔及變速桿為Ra=3.2m，上、前、后平面為 Ra=6.4m。 2.1.3 變速箱的體的材料和毛坯變速箱的體的材料和毛坯 由于箱體結構復雜,故通常采用鑄鐵鑄造.變速箱體材

31、料為 HT200,其上主要支承孔在 鑄造時鑄出。 2.2 組合機床工藝方案的制定組合機床工藝方案的制定 制定組合機床工藝方案是設計組合機床最重要的步驟之一。工藝方案制定的正確與 否、合理與否，將決定機床能否達到“重量輕、體積小、結構簡單、使用方便、效率高、 質量好”的要求3。 為了使機床方案制定的合理、先進，必須密切聯(lián)系實際，總結生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，全面 了解被加工零件的加工情況和影響機床方案制定的因素。 影響機床工藝方案制定的主要因素有： 1)加工的工序和加工精度的要求 被加工零件需要在組合機床上完成的工序和加工精度，是制定機床工藝方案的主要 依據(jù)。制定工藝方案時，首先需要全面分析工件的加工精度及

32、技術要求，了解現(xiàn)場加工 工藝及保證精度的有效措施。圖示變速箱加工的工序是對雙面共 6 個孔的加工，精度要 求兩對孔公共軸線的不同軸度小于 0.04mm，軸線與軸線間的平行度不低于 0.015/100mm。 2） 被加工零件的特點 如被加工零件的材料及硬度、加工部位的結構形式、工件的剛性、工藝基面等，對 于機床工藝方案的制定都有重要的影響。該變速箱是典型箱體類零件，材料 HT200。在 加工雙面孔之前，工件需經(jīng)過銑工藝基準面、銑端面、加工定位孔等。因工件有無適當 的工藝基面也是工藝方案制訂的重要因素。 3） 工件的生產(chǎn)方式 被加工零件的生產(chǎn)批量的大小，對機床工藝方案的制定也有影響。對大批量生產(chǎn)的

33、 臥式雙面組合鏜床及工裝設計 7 箱體零件，工序安排上，一般趨于分散。而且其粗加工、半精加工及精加工也分別在不 同機床上進行。這樣，機床雖然多一些，但由于生產(chǎn)批量很大，從提高生產(chǎn)率、穩(wěn)定地 保證加工精度的角度來說仍然是合理的。 2.2.1 工藝基面的分析工藝基面的分析 選擇工藝基面和夾壓部位是制定工藝方案極其重要的問題。工藝基面選擇的正確， 將能實現(xiàn)最大限度的工序集中，從而減少機床臺數(shù)，也是保證加工精度的重要條件。結 合該變速箱的結構特點及箱體零件在組合機床上典型的定位方式，采用“一面兩銷”定位。 “一面兩銷”的定位方法有如下特點3： “一面兩銷”的定位方法很簡便的消除工件的六個自由度，使工件

34、獲得 穩(wěn)定的固定位 置。 1.“一面兩銷”的定位方法，有同時加工五個面的可能。既能高度的集中加工工序， 又有利于提高各面上孔的位置精度。 2.“一面兩銷”的定位方法可以作為從粗加工到精加工的全部工序加工的基準，使整 個工藝過程實現(xiàn)基準統(tǒng)一。 3.“一面兩銷”的定位方法使夾緊方便，夾緊機構簡單。容易使夾緊力對準支承，消 除夾緊力引起工件變形對加工精度的影響。 4.“一面兩銷”的定位方法易于實現(xiàn)自動化定位，并有利于防止切屑落入基面。 在選擇工藝基面的同時要相應的決定夾壓位置。因為它對定位的可靠，工件的穩(wěn)定 以及保證加工精度都有直接的影響。確定夾壓位置時應注意如下的問題： 1.保證工件夾壓后定位穩(wěn)定

35、。組合機床是按集中工序組成的。常常是多軸、多面同 時加工，切削負荷重。為了使工件在加工過程中不產(chǎn)生位移和振動，必須將工件 牢固的夾住，并具有足夠的夾壓剛度。 2.夾壓點應避免放在工件加工部位的上方，力求使其靠近箱體的筋或壁，以減少夾 壓變形而影響加工精度。 3.對剛性差的工件，力求使夾壓點對著定位支承點。 2.2.2 加工工藝的分析加工工藝的分析 分析被加工零件的工藝，亦是制定工藝方案極其重要的問題，我們要認真地分析被 加工零件加工工藝的需要和組合機床完成工藝的可能，正確的確定組合機床的加工方案。 當被加工孔直徑在 40mm 以上時，組合機床上多采用鏜削方法加工。但當被加工孔 較短，直徑雖在

36、40mm 以下，甚至直徑為 10mm 左右的孔，亦可采用鏜削的方法加工。 組合機床上鏜孔可達 IT6IT7 級精度，表面粗糙度在 1.6 左右，孔間的位置精度可達 0.0250.05mm , 若用一根鏜桿鏜削幾層同心孔系時，孔的不同軸度可以保證在 0.0150.02mm 范圍內，若分別由兩根鏜桿從兩端加工時，孔的不同軸度可以達到 0.030.05mm。 組合機床鏜孔分別采用導向加工和不導向的剛性主軸兩種加工。大直徑深孔，多采 用剛性主軸加工。一些中等直徑單層或多層孔，一般都采用導向加工。該變速箱鏜組合 無錫太湖學院學士學位論文 8 機床就是采用的導向加工，同時考慮到粗鏜孔的過程中，切削量大，震

37、動影響大，勢必 影響鏜孔的位置精度和同軸度，滿足不了零件的技術要求和加工精度，因此才用“內滾式” 導向或浮動卡頭，以提高和保證加工質量。 2.2.3 加工余量的確定加工余量的確定 為了使加工過程能正常地進行，可靠的保證加工精度，還必須合理的確定工序間的 余量。組合機床上進行孔加工及制訂工藝方案劃分工序余量時，要注意以下的問題： 1.粗鏜時，考慮工件的冷硬層、鑄孔的鑄造黑皮和鑄造偏心。粗鏜余量（直徑上） 一般不得小于 67mm。 2.在工件經(jīng)過重新安裝、定位誤差較大時，余量應當適當增大。當工件不經(jīng)過重新 安裝，而在一次安裝下進行半精和精加工，則最后精加工的余量就可以減小。但 精鏜孔（12 級）直

38、徑上余量一般不應超過 0.40.5mm。 在確定鏜孔機床余量時，還需要注意到加工余量對鏜桿直徑的影響。尤其是在工件 需要讓刀以便通過刀具時，由于加工余量和工件讓刀量的影響，往往要減小鏜桿直徑。 表 2-1 粗鏜加工的加工余量（基孔制 7 級精度） 被加工粗 鏜（mm）精鏜（mm） 孔直徑第一次第二次第一次精度 6260.061.56262H7 9088.089.59090H7 10098.099.5100100H7 110108.0 109.5110110H7 2.2.4 確定加工工藝方案應注意的問題確定加工工藝方案應注意的問題 一個正確的組合機床工藝方案的確定，必須正確的處理粗加工和精加工、

39、工序集中 和分散、單一工序和混合加工等矛盾，才能使組合機床很好的滿足加工工藝的要求。 1.粗加工和精加工工序的安排 在確定組合機床完成工藝時，合理的處理粗、精工序的安排是很重要的。在大批 量的生產(chǎn)中，粗、精加工應當分開進行。這樣做有如下優(yōu)點： a)工件能得到較好的冷卻，減少熱變形及內應力變形的影響，有利于保證加工精度。 b)可以避免粗加工產(chǎn)生振動的不利影響。粗加工時切削力很大，并且產(chǎn)生很大的振 動，會影響到精加工孔的光潔度和精度。 c)有利于精加工機床的精度持久的保持。粗、精加工分開時，精加工工序就可以采 用較小的夾緊力，減小夾壓變形，有利于保證加工精度。 d)使機床結構簡單，便于維修。 2.

40、工序集中原則 集中工序是近代機械加工主要的發(fā)展方向之一。組合機床就是按照工序集中的工 藝原則建立起來的，即運用各種不同的刀具，在機床上同時加工一個或幾個工件的不同 表面。在組合機床上通常是采用多軸、多面、多工位和復合刀具等方法來集中工序，在 一臺機床上完成復雜的工藝過程，從而有效地提高生產(chǎn)率。 具體決定機床工序集中程度時應注意的問題： 臥式雙面組合鏜床及工裝設計 9 1)適當考慮單一工序 在可靠的條件下，應把相同的工序集中在同一個工位或一臺機床上加工。但大 量的鉆孔和鏜孔最好分開，不要集中在一個主軸箱上進行加工。 2)相關工序應集中在同一工位或同一臺機床上加工 當箱體零件各方面上的孔相互之間有

41、嚴格的位置精度要求時，這些孔的精加工 應集中在一臺機床上并在一次安裝下完成，并且粗加工最好也集中在一臺機床 上完成，可以使得精加工機床余量分布的更均勻，有利于保證精度。 3)確定工序集中程度時，必須充分考慮工件的剛性 4)確定工序集中程度時，必須充分考慮粗、精加工工序的安排問題 保證不因粗加工時熱變形以及由于工件和夾具剛性不足產(chǎn)生變形，影響加工精 度。 5)集中工序必須考慮機床調整時使用方便性和提高工作可靠性。 3.其它應注意的問題 為了保證加工精度，除了正確的處理粗、精加工工序安排及工序集中程度之外， 還應當根據(jù)被加工零件的具體情況注意許多問題： a)粗鏜第一次時要切除掉大量黑皮和冷硬層，切

42、削深度大，勢必帶來很大振動，所 以第二次粗鏜應避開第一次粗鏜的影響，減少振動。這樣，同一鏜桿上要安排好 鏜刀間的距離，第一次粗鏜進行完后，在進行第二次粗鏜。 b)鏜孔不同軸度要求在 0.05mm 以內時，精加工應盡量由一面進行。尤其是多軸加 工及同一軸線有多層孔加工時更為必要。 c)孔的相互位置精度要求在0.05mm 以內時，最好在同一個工位上進行加工。 d)對于鏜孔機床，應注意精加工后孔的表面是否允許留有退刀的刀痕。 e)當采用臥式雙面鏜床加工時，應注意同軸鏜桿之間的干涉情況，即兩鏜桿不要相 撞。 無錫太湖學院學士學位論文 10 2.2.5 制定工件加工工藝路線制定工件加工工藝路線 表 2-

43、2 加工工藝路線表 序號內容 0鑄造 05人工時效處理 10非加工面涂漆處理 15粗精銑上蓋結合面 20在上結合面鉆孔、鉸孔、攻絲 25粗銑前后端面 30粗銑兩側窗口面 35前后端面鉆孔 40兩側窗口面鉆孔及檢查 45粗銑倒檔軸孔內端面 50鉸取窗口面上定位孔 55粗鏜前后端面軸承孔，擴倒檔孔 60精鏜前后端面軸承孔，鉸倒檔軸孔 65精銑兩側窗口面 續(xù)表 2-2 序號內容 70前后端面螺孔攻絲 75精銑倒檔軸孔內端面 80兩側窗口面螺孔攻絲 85精銑前后端面 90清洗 95檢驗 100入庫 2.2.6 組合機床切削用量的選擇組合機床切削用量的選擇 組合機床的正常工作與合理的選用切削用量，即確定

44、合理的切削速度和工作進給量， 有很多關系。切削用量選的適當，能使組合機床有最少的停車損失，最高的生產(chǎn)效率， 最長的刀具壽命和最好的加工質量，也就是多快好省的進行生產(chǎn)。 組合機床大多為多刀加工，而且常常是多種刀具同時加工，因此在選擇切削用量時 應注意下列問題： 1.切削用量的選擇要盡可能達到合理的利用所有刀具，充分發(fā)揮其性能。因在組合 機床的動力頭上往往同時有多把或多種刀具，其切削用量各有特點。但組合機床 上動力頭的每分鐘進給量是一樣的。一般是用拼湊的方法使各種刀具能有較合理 的切削用量，就是按各類刀具選擇較合理的轉速及每轉進給量，然后進行調整， 使各種刀具的每分鐘進給量一致，即使其轉數(shù)和每轉進

45、給量的乘積相等。 2.復合刀具切削用量選擇的特點：進給量按復合刀具最小直徑選擇，切削速度按復 臥式雙面組合鏜床及工裝設計 11 合刀具最大直徑選擇。 表 2-3 本次加工的切削用量選擇 被加工孔直徑切削速度主軸轉速每轉進給量動力頭進給 （mm）m/minr/minmm/rmm/min 305.6860.30.6237 6255.6285.20.1337 9080.6285.20.1337 10078.4249.70.1537 11086.3249.70.1537 3.在選擇切削用量時，應注意工件生產(chǎn)批量的影響。在生產(chǎn)率要求不高時，就沒必 要把切削用量選得很高，以免增加刀具的損耗。在大批大量生產(chǎn)

46、中，組合機床需 要有很高的生產(chǎn)率，只需提高那些“限制性”工序刀具的切削用量。對于非限制性 工序刀具的切削用量仍然應該采用比較低的。 4.在選擇切削用量時，還必須考慮通用部件的性能。如所選的每分鐘進給量一般要 高于動力頭允許的最小進給量，這在采用液壓驅動的動力頭時更為重要。因為若 選取的進給量低于動力頭允許的最小值，機床就不能正常工作。 總之，我們必須從實際出發(fā)，首先根據(jù)加工精度、加工材料、工作條件和技術要求 來進行分析，按照經(jīng)濟的滿足加工要求的原則合理的選擇切削用量。 2.3 組合機床總體設計組合機床總體設計 組合機床的總體設計，就是針對具體的被加工零件，在選定的工藝和結構方案的基 礎上，進行

47、方案圖紙設計。這些圖紙包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、生產(chǎn)率計 算卡片、機床聯(lián)系尺寸圖等。 2.3.1 被加工零件工序圖被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺機床上或一條自動線上完成 的工藝內容、加工部位的尺寸及精度、技術要求、加工用定位基準、夾壓部位、以及被 加工零件的材料、硬度和在本機床加工前毛坯情況的圖紙。它是在原有的工件圖基礎上， 以突出本機床或自動線加工內容，加上必要的說明繪制的4。它是組合機床設計的主要依 據(jù)，也是制造使用時調整機床、檢查精度的重要技術文件。其中包括： 1.被加工零件的形狀，尤其是要設置中間導向時，工件內部筋的布置和尺寸。 2.加工用

48、基面和夾壓的方向及位置，以便進行夾具的支承、定位及夾壓系統(tǒng)的設計。 3.加工表面的尺寸、精度、材料、光潔度、位置尺寸及精度和技術條件。 4. 被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及被加工部位的余量。 無錫太湖學院學士學位論文 12 圖 2.2 變速箱加工工序圖 加工部位的基本尺寸按切削加工余量及本道工序的余量確定，精鏜可以達到 IT7。 根據(jù)孔的加工精度要求，可以算出本工序加工保證的尺寸公差，計算記過要保證準 確無誤5。 標準公差計算: (2-1) 7 aD001 . 0 3 45 . 0 IT D 其中：D-基本尺寸分段的計算尺寸 a7-公差等級系數(shù) 基本尺寸屬于 1830mm30 計算尺寸

49、 （2-2）mm24.233018D 公差單位 （2-3）mmI31 . 1 24.23001 . 0 24.2345 . 0 3 標準公差 （2-4）mmm2131 . 1 167IT 所以計算得本工序尺寸精度是 mm0105 . 0 30 同理其他孔的尺寸精度： 0.0175mm110 0.0175mm001 0.0175mm90 mm015 . 0 62 2.3.2 加工示意圖加工示意圖 加工示意圖是組合機床設計的重要圖紙之一，在組合機床總體設計中占有重要地位。 是設計刀具、夾具、主軸箱和選擇動力部件的主要資料，也是調整機床和刀具的重要依 據(jù)。 臥式雙面組合鏜床及工裝設計 13 加工示意

50、圖要能夠反映機床的加工過程和加工方法，并能決定浮動卡頭或接桿的尺 寸、鏜桿長度、刀具種類及數(shù)量、刀具長度及加工尺寸、主軸尺寸及伸出長度、主軸和 刀具及導向與工件間的聯(lián)系尺寸等6。根據(jù)機床要求的生產(chǎn)率及刀具特點，合理的選擇切 削用量，決定動力頭的工作循環(huán)。 加工示意圖應繪制成展開圖，其繪制順序是： 首先按照比例繪制工件的外形及加工部位的展開圖。特別注意要將那些距離很近的 孔嚴格按比例相鄰繪制，以便清晰的看出相鄰刀具、導向及工具、主軸等是否相碰。然 后，根據(jù)工件要求及選定的加工方法繪制刀具，并確定導向形式、位置及尺寸，選擇合 適的主軸和接桿。對于采用浮動夾頭的鏜孔刀桿，必須考慮并解決刀桿推出導向時

51、防止 下垂的問題，這一般是用托架來托住退出的刀桿。 加工示意圖還要繪制出工件部位的圖形。在軸數(shù)多時，必須在孔旁標上號碼，以便 設計和調整機床。 加工示意圖還要考慮一些特殊要求：如工件的抬起、主軸定位、危險區(qū)等，決定動 力頭的工作循環(huán)和行程。 刀具選擇是否合理，將直接影響機床的加工精度和生產(chǎn)率，除工件的加工精度、光 潔度、加工尺寸、臺階孔、排屑以及生產(chǎn)率等因素外，影響刀具選擇的其他因素還有： 當孔表面不許有刀痕時要將工件抬起，讓刀退出這時只能采用鏜刀。本次設計采用的便 是鏜刀。 鏜刀通常作成方形截面，方形截面鏜刀比較簡單，但是刀桿上的方形孔制造復雜， 為了提高鏜桿的剛性及順利排屑的前提下，要盡量

52、可能用較粗的鏜桿，根據(jù)文獻2，表 4- 5，可查閱鏜桿直徑 d 和鏜刀截面 BB 如表（2-4）： 表 2-4 鏜孔、鏜桿直徑 鏜孔直徑 D6290100110 鏜桿直徑 d4050506565906590 鏜刀截面 BB1212121216161616 鏜桿通常采用優(yōu)質合金鋼，經(jīng)過鍛造、淬火表面精確磨制，鏜刀采用硬質合金刀片， 用壓緊螺釘固定在刀體上。鏜鑄鐵時，鏜刀的幾何參數(shù)如下： mm5 . 1r 81128 3050 15459075 1 1 刀尖圓角半徑 副后角主后角 刃傾角前角 副偏角主偏角 工序間余量的確定： 在編制加工示意圖的過程中，要合理地決定工序間的加工余量。關于工序加工余量

53、 的確定如表 2-1。 導向結構的選擇： 組合機床上孔的尺寸和精度都是由導向來保證的。因此在選擇導向時要注意以下問 題： a)正確選擇導向類型 無錫太湖學院學士學位論文 14 在加工小孔時，導向部分直徑較小，通常采用固定式導向，刀具或刀桿在導套內 既轉動又移動，這種導向方法精度較好，但容易磨損，不利于持久保證精度；當 導向直徑較大轉速較高時，為了避免鏜桿由于摩擦發(fā)熱而變形，產(chǎn)生“別勁”現(xiàn)象， 或因導向潤滑不良和細切屑進入，而使鏜桿與導套“咬死”，則應選用旋轉導向， 這種導向利于減輕磨損和持久保證精度。 b)正確的選擇導向的形式和結構 必須根據(jù)導向的旋轉速度、加工精度、刀具工作條件等情況，選擇正

54、確的導向形 式和結構。粗鏜孔時轉速高，但精度要求低，可選用圓錐滾子軸承的旋轉導向。 c)選擇導向參數(shù) 根據(jù)導向形式、工件形狀及加工精度，以及刀具的性能來決定導向參數(shù)。導向長 度要能夠保證刀具開始切削時，其導向部分進入導套的長度不能小于一個導向直 徑。 d)浮動卡頭及接桿的選擇 為了提高加工精度，減少主軸位置誤差和主軸振擺對加工精度的影響，在采用長 導向或多個導向進行鏜孔時，鏜桿與主軸均采用浮動卡頭相聯(lián)接。 動力頭工作循環(huán)及其行程的確定： 動力頭工作循環(huán)一般包括快速引進、工作進給和快速退回等動作，有時還要有中間 停止、多次往復進給以及跳躍進給等。 a)工作進給長度的確定 組合機床上有第一工作進給

55、和第二工作進給之分。第一工作進給是用于鉆孔、鉸 孔及鏜孔等工作。因此鏜孔屬于第一工作進給。工作進給長度應等于被加工部分 長度與刀具切入和切出長之和。動力頭工作進給的長度是按加工長度最大的孔來 選取的。切入長度一般為 510mm，切出長度鏜孔為 510mm。 因此工作進給長度為： （左刀頭） （右刀頭）（ 36mm mm109mm5158 b)快速引進長度的確定 快速引進長度是動力頭把刀具送到工作進給的位置，其長度按具體工作情況確定， 取其為 L=91mm（右） ；L=64mm（左） 。 c)快速退回長度的確定 快速退回的長度等于快速引進和工作進給長度之和。一般在固定式夾具的機床上， 動力頭快速

56、退回的行程，只要所有刀具都退回至導套內，不影響工件的裝卸就行 了。 快退長度： （左動力頭）（ （右動力頭）（ 0mm01mm3664L 0mm02mm09119L 2 1 動力頭總行程的確定： 臥式雙面組合鏜床及工裝設計 15 動力頭的總行程除了滿足工作循環(huán)所需長度外，還要考慮裝卸和調整刀具的方便性。 裝卸刀具的理想情況是：刀具退離導向套外端。 圖 2.3（a）變速箱體鏜加工示意圖(左動力頭) 無錫太湖學院學士學位論文 16 圖 2.3（b） 變速箱體加工示意圖(右動力頭) 圖 2.3（c） 變速箱體加工示意圖 2.3.3 動力部件的選擇動力部件的選擇 動力部件用以實現(xiàn)切削刀具的旋轉和進給運

57、動或只用于進給運動，是組合機床最主 要的通用部件。 組合機床往復運動采用機械傳動，即由電動機通過齒輪傳遞運動和動力，進給運動 采用液壓滑臺，它具有無級調速的優(yōu)點。 1.動力頭電動機功率的確定： 每種規(guī)格的動力頭都有一定的范圍，根據(jù)所選切削用量計算的切削功率及進給功率 的需要，并適當考慮提高切削用量的可能性： （2-5） 進切 動 N N N 其中 ：N-動力頭電動機功率 動 N-切削功率 切 N-進給功率 進 -傳動效率 鏜孔的切削功率由文獻3，圖 1-7 知： 硬質合金鏜刀加工： rmmf/45 . 0 max 鏜孔時切削深度： mmt2 切削圓周力： （2-6） 55. 075 . 0 4

58、 . 51HBfaF pZ 臥式雙面組合鏜床及工裝設計 17 切削軸向力： （2-7） 1 . 165. 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 扭矩： （2-8） 55 . 0 75 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 切削功率： （2-9）61200/VFP Z 1）對于對于 62 的孔的孔： 已知： mmNHBfDaT KWVFP NHBfaF NHBfaF mVrmmf p Z pX pZ 19099 7 . 25 82. 061200/ 31.26451. 0 32.897 4 . 51 min/6 .55/13 . 0 55. 075 . 0 75 . 0

59、2 22 1 . 165 . 0 2 . 1 2 55 . 0 75 . 0 2 加工的主軸箱主軸: （2-10）mmmm T Bd23 100 19099 2 . 6 100 44 1 mmd30 1 取 2）對于）對于 90 的孔：的孔： mmd mmNHBfDaT KWVFP NHBfaF NHBfaF mVrmmf p Z pX pZ 40 07.27724 7 . 25 18. 161200/ 31.26451 . 0 32.897 4 . 51 min/ 6 . 80/13. 0 3 55 . 0 75 . 0 2 22 1 . 165 . 0 2 . 1 2 55 . 0 75.

60、 0 2 小軸直徑同理求得： 則： 已知： 3）對于）對于 100 的孔：的孔： mmd mmNHBfDaT KWVFP NHBfaF NHBfaF mVrmmf p Z pX pZ 40 58.34294 7 . 25 28 . 1 61200/ 08.29051 . 0 98.998 4 . 51 min/ 4 . 78/15 . 0 4 55 . 0 75 . 0 75. 0 2 22 1 . 165 . 0 2 . 1 2 55. 075 . 0 2 小軸直徑同理求得： 則： 已知： 無錫太湖學院學士學位論文 18 4）對于）對于 110 的孔的孔 mmd mmNHBfDaT KWVF

61、P NHBfaF NHBfaF mVrmmf p Z pX pZ 40 03.37724 7 . 25 61200/ 08.29051 . 0 98.998 4 . 51 min/ 3 . 86/15 . 0 5 55 . 0 75. 0 75. 0 2 22 1 . 165. 02 . 1 2 55. 075 . 0 2 小軸直徑同理求得： 則： 已知： 5）對于）對于 30 的孔的孔： kw041 . 0 309740 68. 56593 D9740 VT P 659319062 . 0 30 6 . 31 6 . 31 54.3319062. 025 . 0 2 . 92 . 9 min

62、/68. 5/62 . 0 1 1 6 . 075 . 0 75 . 0 6 . 08 . 075 . 0 1 6 . 04 . 02 . 16 . 04 . 0 2 . 1 1 mmNmmNHBfDT NNHBfaF mVrmmf p則： 已知： 加工的主軸箱主軸: mmd30 1 取 2.主軸箱輪廓尺寸的初選: mmHB mmH mmL mmB mmL 400400 201 201 304 304 ：最終初選主軸箱規(guī)格為 部潤滑齒輪傳動的排列考慮主軸箱壁厚以及內 主軸箱高度 被加工孔上下距離 主軸箱寬度 工件最大間距 孔 孔 2.3.4 機床聯(lián)系尺寸圖的繪制機床聯(lián)系尺寸圖的繪制 機床聯(lián)系尺

63、寸圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系關系的，是開展各專用部件 設計和確定機床最大占地面積的指導圖紙。 變速箱鏜組合機床是由標準部件動力滑臺、動力箱、側底座、中間底座等，加上專 用部件主軸箱，刀具系統(tǒng)，夾具，液壓以及 PLC 控制系統(tǒng)組成。 繪制機床聯(lián)系尺寸圖應考慮的問題: 1.機床裝料高度的確定 在確定機床裝料高度時，要考慮車間運送工件的輥道高度、工件最低孔的位置、 主軸箱最低主軸高度和通用部件高度尺寸的限制。根據(jù)我國具體情況，為便于操 作和省力，對一般臥式組合機床、流水線和自動線，裝料高度定為 850mm。 2.夾具輪廓尺寸確定 此次設計中鏜模也是夾具的一部分，在確定夾具輪廓尺寸的時候，首先根據(jù)加工 臥式雙面組合鏜床及工裝設計 19 示意圖和測底座以及滑臺和動力箱的高度，并結合工件的裝料尺寸和工件的高度， 確定工件在高度方向上的位置，然后根據(jù)選定的鏜模支架的寬度和工件的長度確 定工件在水平方向上的位置。最后考慮工件的定位，限位和夾緊裝置，以及夾具 底座排削和安裝等方面的空間和面積需要確定夾具的輪廓尺寸。 3.中間底座尺寸的確定 加工示意圖中,已確定了工件端