泵體鉆孔組合機床設(shè)計

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1、長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 摘 要 隨著現(xiàn)代化機械制造業(yè)的發(fā)展，組合機床成為現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展支柱。本次設(shè)計主要是根據(jù)組合機床所使用的通用部件特定功能，按標(biāo)準(zhǔn)化，系統(tǒng)化，通用化設(shè)計。著重對本次設(shè)計工作的工序圖，加工示意圖，總聯(lián)系尺寸圖，生產(chǎn)率計算卡，以及工件的多軸箱。多軸箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析，最終設(shè)計出最優(yōu)傳動方案。本次設(shè)計是根據(jù)組合機床的發(fā)展模式和它現(xiàn)今制造業(yè)中的應(yīng)用，對工件進行多刀、多刀、多刀位同時加工而設(shè)計。體現(xiàn)出組合機床高效率、經(jīng)濟性等特點，利用組合機床多采用通用部件的原則，減少設(shè)計周期，充分組合機床的時效性，從而達到組合機床結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，對工人的技術(shù)要求不高，使用和維修方

2、便。 關(guān)鍵詞 ： 組合機床 通用部件 尺寸精度 傳動方案 The Design of Gear box side drilling machine combination Abstract Nowadays, with the development of the mechanistic manufacturing, the combine machines have become the stanchion of modern manufacturing. This

3、design is mainly according to the particular function of the general-purpose components used by combine-machines, carrying out the designs of standardize, systematize, generalize. Meanwhile, the relative dimension drawing and the modeling of components. Finally, design out the best way of clip faste

4、ning. Meantime, this design also according to the develop process of the combine-machines applied in the modern manufacturing, adopting more tools, more axles and manufacturing together to design it. It embody the high-efficiency, economize, etc. In advantage of the principle of more using the gene

5、ral-purpose components of the combine-machines, increasing the time of the designing, embodying the time efficiency of the machine. So, the machine become structure stably, the working reliability, the low technology to the worker and maintenance conweniently. Keywords: Modular machine tool

6、 General parts Size precision Transmission scheme 目 錄 1擬定機床總體設(shè)計方案 5 1.1零件分析 5 1.1.1 零件的技術(shù)要求 6 1.1.2 結(jié)構(gòu)方案分析和定位方案的選擇 6 1.1.3選擇定為基準(zhǔn)的原則及應(yīng)注意的問題 6 1.1.4確定夾壓位置應(yīng)注意的問題 6 1.2工藝分析 6 1.2.1加工精度的要求 6 1.2.2被加工零件的大小形狀特點，加工部位特點要求 7 1.3 確定機床的配置形式 7 1.3.1不同配置形式組合機床的特點及適應(yīng)性 7 1.

7、3.2不同配置形式組合機床的加工精度： 8 1.3.3選擇機床配置形式應(yīng)注意的問題 8 1.3.4具體的組合機床部件的選擇 9 1.4確定切削用量及刀具的選擇 9 1.4.1組合機床切削用量的選擇特點 9 1.4.2確定切削用量應(yīng)注意的問題 10 1.4.3 組合機床切削用量選擇及計算 11 2 組合機床總體設(shè)計——三圖一卡 12 2.1 被加工零件工序圖 12 2.1.1 被加工零件工序圖的作用和要求 12 2.1.2 繪制被加工零件工序圖的注意事項 13 2.2 被加工零件的加工示意圖 13 2.2.1 加工示意圖的作用和內(nèi)容 13 2.2.2

8、 加工示意圖的畫法及注意事項 14 2.2.3 選擇刀具、工具、導(dǎo)向裝置并標(biāo)注其相關(guān)位置及尺寸 14 2.2.4 選擇刀具接桿 17 2.2.5 確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程 17 2.2.6 其他應(yīng)該注意的問題 18 2.3 機床聯(lián)系尺寸圖 18 2.3.1 動力部件的選擇 19 2.3.2 夾具輪廓尺寸的確定 20 2.3.3 機床的裝料高度 19 2.3.4中間底座的輪廓尺寸 20 2.4 編制生產(chǎn)率計算卡 21 2.4.1 理想生產(chǎn)率 21 2.4.2 實際生產(chǎn)率 21 2.4.3 機床負荷率 22 2.4.4 編制生產(chǎn)率計算卡 2

9、2 3 夾具設(shè)計 22 3.1 機床夾具發(fā)展趨勢 23 3.2 組合機床夾具和一般夾具的區(qū)別 23 3.3 定位方式的選擇 24 3.4 夾緊元件 24 3.4.1 設(shè)計夾緊機構(gòu)一般應(yīng)遵循的主要原則： 24 3.4.2 夾緊力方向的確定原則 25 3.4.3 夾緊力作用點的選擇 25 3.5 夾緊力大小的計算 26 3.6 定位支撐系統(tǒng)設(shè)計 26 3.7 選擇夾緊機構(gòu) 26 3.8 夾緊動力部分 26 3.8.1 夾緊動力部分用液壓夾緊，液壓夾緊的優(yōu)點： 26 3.8.2 液壓供油系統(tǒng) 27 3.8.3 機床精度及其檢測 27 3.8.4

10、 潤滑 27 3.8.5 機床調(diào)整 27 3.8.6 機床的維護和保養(yǎng) 27 總結(jié) 28 致謝 29 參考文獻 30 附錄：機床生產(chǎn)率計算卡 31 1擬定機床總體設(shè)計方案 我的畢業(yè)設(shè)計題目是：泵體鉆孔組合機床設(shè)計。 組合機床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件，對一種或若干種工件按預(yù)先確定的工序進行加工的機床，它能夠?qū)ぜM行多刀，多面，多軸，多工位同時加工。在組合機床上可以完成鉆孔，擴孔，絞孔，鏜孔，攻絲，車削，銑削，磨削及滾壓等工序。隨著組合機床技術(shù)的發(fā)展，它能完成的工藝范圍日益擴大。它是針對被加工零件的特點及工藝要求，按高集中工序原則設(shè)計的一種高效率的專用機

11、床。設(shè)計組合機床前，首先應(yīng)根據(jù)組合機床完成工藝的一些限制及組合機床各種工藝方法能達到的加工精度，表面粗糙度及技術(shù)要求，解決零件是否可以利用組合機床加工以及采用組合機床加工是否合理的問題。如果確定零件可以利用組合機床加工，那么，為使加工過程順利進行，并達到要求的生產(chǎn)率，必須在掌握大量的零件加工工藝資料的基礎(chǔ)上，統(tǒng)盤考慮影響制定工藝方案，機床配置型式，結(jié)構(gòu)方案的各種因素及應(yīng)注意的問題。經(jīng)過分析比較，以確定零件在組合機床上合理進行的加工方法（包括安排工序及工藝流程，確定工序的工步數(shù)，選擇加工的定位基準(zhǔn)及夾壓方案等），確定工序（或工步）間加工余量，選擇合適的切削用量，相應(yīng)的刀具結(jié)構(gòu)，確定機床配置型式等

12、，這些便是組合機床方案制定的主要內(nèi)容。 組合機床及其自動線所使用的通用部件是具有特定功能按標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，通用化原則設(shè)計，制造的組合機床基礎(chǔ)部件。每種通用部件有合理的規(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。許多大型的，形狀復(fù)雜的工件，需要加工工序很多，不可能在一臺組合機床上全部加工完成，這就需要用多臺組合機床加工，按工件加工順序依次排列，組成組合機床流水線，在組合機床流水線的基礎(chǔ)上，發(fā)展成組合機床自動線。 1.1零件分析 被加工零件： 泵體 工件材料 ：HT200 年產(chǎn)量 ：5萬件/年 技術(shù)要求: 鉆3—Φ5孔 1.1.1零件的技術(shù)要求 a：保證

13、4Ф6.7孔對基準(zhǔn)中心的位置度 b：水平方向孔中心到設(shè)計基準(zhǔn)的位置度要求 c：垂直方向孔中心到設(shè)計基準(zhǔn)的位置度要求 1.1.2結(jié)構(gòu)方案分析和定方案的選擇 組合機床是針對某種零件或零件某道工序而設(shè)計的。正確選項加工用定位基準(zhǔn)是確保加工精度的重要條件，同時也有利于實現(xiàn)最大限度的集中工序，從而實現(xiàn)減少機床臺數(shù)的效果。 1.1.3選擇定位基準(zhǔn)的原則及應(yīng)注意的問題 a：應(yīng)盡量選擇零件設(shè)計基準(zhǔn)作為組合機床加工的定位基準(zhǔn)。這樣可以減少基準(zhǔn)不符的誤差，以保證加工精度，但在某些情況下，卻必須該用其他作為定位基準(zhǔn)。 b：選擇定位基準(zhǔn)應(yīng)確定工件定位穩(wěn)定。盡量采用自己加工較大平面作為定位基準(zhǔn)，這對加工尤

14、為重要。 c：統(tǒng)一基準(zhǔn)原則。即在各臺機床上采取共同的定位基面來加工零件不同表面的孔或?qū)ν槐砻嫔系目淄瓿刹煌墓ば?。這對工序多的箱體尤為重要。 1.1.4確定夾壓位置應(yīng)注意的問題 在選擇定位基面時，要相應(yīng)決定夾壓位置。此時應(yīng)注意的問題是： a：保證零件夾壓后定位穩(wěn)定。為使工件加工過程中不產(chǎn)生振動位移，夾壓力要足夠，夾壓點布置夾壓合力落在定位平面內(nèi)。 b：盡量減少避免零件夾壓后的變形，消除其對加工精度的影響。 1.2工藝分析 工藝分析是設(shè)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。深入現(xiàn)場全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點，加工部位，夾緊方式，工藝方法和加工過程所用的刀具，

15、切削用量及生產(chǎn)率等。 選擇單工位，單面組合機床，使機床結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，更符合多，快，好，省的要求。 a：加工精度的要求 由于加工孔相對于中心的位置度要求較高，因此采用單工位方法一次定位，可以減少定位誤差。 b：被加工零件大小形狀特點，加工部位特點要求。 這些特點在很大程度上采用臥式，或傾斜式機床。一般來說，孔中心線與定位基面平行且需有一面或幾面加工箱體件宜采用臥式機床。故本加工工序采用臥式機床。該組合機床是是鉆3Ф5的孔，采用固定式鉆模，本工序的夾緊也非常方便，可以利用一面兩銷限制六個自由度的方法。采用液壓缸進行加緊，支撐板作為輔助支撐，定位可靠，夾緊方便，裝卸方便，工藝裝備簡單

16、。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1/3至1/5，對于粗加工機床采用固定式導(dǎo)向能達到0.2mm。 1.3 確定機床的配置形式 通常根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點、加工要求、生產(chǎn)率和工藝過程方案，大體上就可以確定應(yīng)采取哪種基本形式的組合機床。但在基本形式的基礎(chǔ)上，由于工藝的組織，動力頭的不同配置方法，零件的安裝數(shù)目和工位數(shù)多少等具體安排不同，而具有多種配置方案。他們對機床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，通用化程度，結(jié)構(gòu)工藝性能，重新調(diào)整的可能性以及經(jīng)濟效果，還有維修操作是否方便

17、等，都具有不同的影響。另外，還必須看到，就是在有些情況下，對工藝過程方案做不大的更改或重新安排，往往會使機床簡單，工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，更符合快好省的要求。因此，在最后決定機床配置形式和結(jié)構(gòu)方案時，必須注意下面一些問題： 1、 加工精度要求的影響 2、 機床生產(chǎn)率的影響 3、 被加工零件的大小、形狀、加工部位特點的影響 4、 車間布置情況的影響 5、 工藝間聯(lián)系情況的影響 6、 使用廠的技術(shù)后方和自然條件的影響 被加工零件的特點很大程度上決定了機床的配置形式。一般來說，定位基準(zhǔn)是水平的，且被加工與基準(zhǔn)垂直應(yīng)采用臥式組合機床，其排屑和操作以及其具體因素都方便簡單。根據(jù)加工部位的特點、

18、孔直徑相同是在同一加工面內(nèi)位置度要求降低，組合機床完全可以滿足其要求。由于物鏡座的結(jié)構(gòu)不是十分復(fù)雜，所以采用單工位臥式組合機床完成本道工序的加工。 臥式組合機床優(yōu)點是加工和裝配的工藝性能好，安裝調(diào)整與運輸比較方便、其缺點是削弱了床身的剛性。這個弊病通常是利用加強部件的聯(lián)接部分的剛度來補償?shù)?，不同的工藝安排，動力部件的不同配置會產(chǎn)生多種配置方案，而不同的配置方案，又對機床的復(fù)雜程度、通用化程度、結(jié)構(gòu)工藝性、加工精度、經(jīng)濟效果等有不同的影響。 1.3.1不同配置形式組合機床的特點及適應(yīng)性： 單工位組合機床通常用于加工一個或兩個工件，特別適用于大中型箱體件的加工。根據(jù)配置動力部件的數(shù)量，這類機

19、床可以從單面或同時從幾個方面對工件進行加工。各種形式的單工位組合機床具有固定的夾具。通?？梢园惭b一個工件特別適合于大中型零件的加工。本設(shè)計的零件較大，且與軸箱配合安裝，基于這點考慮，本設(shè)計采用單工位組合機床是合適的。 1.3.2不同配置形式組合機床的加工精度： 在組合機床上影響加工精度的因素很多，一般分為切削負荷無關(guān)的誤差（如機床原始誤差，工件安裝誤差，夾具與刀具的誤差，其它偶然性誤差等）和與切削負荷有關(guān)的誤差（如夾壓變形，熱變形，刀具磨損所引起的誤差和其它偶然性誤差等）。組合機床加工精度通常是靠夾具來保證的，我們也可以把影響加工精度的因素分為加工誤差和夾具誤差兩大類。那么現(xiàn)在的問題

20、在于確定夾具誤差和加工誤差之間應(yīng)構(gòu)成怎樣的比例，夾具公差應(yīng)取被加工工件公差的百分之幾，各種不同結(jié)構(gòu)的夾具又能達到怎樣的加工精度。要解決這個問題，想從理論上進行計算，不僅計算復(fù)雜，勞動量大，也沒有什么實際價值。通常是根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)來進行機床配置型式的選擇。一般從固定式夾具組合機床的加工精度和帶移動式夾具組合機床的加工精度來考慮。 1.3.3選擇機床配置形式應(yīng)注意的問題 1、 適當(dāng)提高工序集中程度 在確定機床的配置型式和結(jié)構(gòu)方案時， 要合理解決工序集中程度的問題。在一個動力部件上配置多軸箱加工多孔來集中工序是組合機床基本的加工方法。但主軸數(shù)量的多少，既要考慮動力部件及多軸箱的性能和尺寸，又要

21、保證調(diào)整機床和更換刀具方便。 2、 注意排除切屑和操作使用的方便 對于需用前后導(dǎo)向進行精加工的機床，較好的方案是采用臥式加工。因為立式機床加工時，切削易落入下導(dǎo)向，影響機床加工精度，并加速導(dǎo)向的磨損?？紤]這些因素，選用臥式機床。 3、 夾具形式對機床配置形式的的影響 選擇機床配置型式時要考慮夾具結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)可能性和工作的可靠性。確定成套機床或流水線上的各機床型式時，應(yīng)注意使機床和夾具型式盡量一致，這不僅有利于保證加工精度，也可提高通用化精度，便于設(shè)計、制造、維修。 4、另外還應(yīng)具有一定的生產(chǎn)批量 組合機床主要用于批量較大的生產(chǎn)。但有的情況下，如為了保證關(guān)鍵工序穩(wěn)定的加工

22、精度又要縮短設(shè)計制造周期，雖然工件批量不大，也采用組合機床。 以上要求將在三圖一卡，夾具及主軸箱設(shè)計中得到滿足和實現(xiàn)。 1.3.4具體的組合機床部件的選擇 組合機床臥式床身，滑座安裝在側(cè)底座上，底座和側(cè)底座用螺釘聯(lián)為一體，滑座與側(cè)底座間有一個5mm厚的調(diào)整墊，采用調(diào)整墊對機床的制造和維修都方便。因為當(dāng)滑座導(dǎo)軌面磨損后，或重新組裝時，必須取下滑座導(dǎo)軌面重新修刮并更換（或修磨）調(diào)整組，使之恢復(fù)應(yīng)有高度即可，而且劃座可使用較好的材料（耐磨性較好的鑄鐵），而側(cè)底座可使用較差的一些材料。 1.4確定切削用量及刀具的選擇 組合機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給量

23、，有很大關(guān)系。切削用量選用得恰當(dāng)，能使組合機床以最少的停車損失，最高的生產(chǎn)率，最長的刀具壽命和最好的加工質(zhì)量，也就是多快好省的進行生產(chǎn)。組合機床切削用量的選擇，主要是參照現(xiàn)場采用的切削用量的情況，并根據(jù)多年來積累的一些經(jīng)驗數(shù)據(jù)來進行。由于組合機床有大量刀具同時工作，為了使機床能正常工作，不經(jīng)常停車換刀，而達到較高的生產(chǎn)率，所選取的切削用量比一般萬能機床單刀加工要低一些。可以概括地說：在多軸加工的組合機床上不宜采用最大的切削速度和進給量。但并不是說，在組合機床上盡可能選低一些的切削用量。無論何時都用降低切削用量來改善加工情況的做法是不正確的。多軸加工的切削用量比一般萬能機床單刀加工的切屑用量約低

24、30%左右。組合機床切削用量的選擇還有一個特點，就是動力頭工作時每分鐘工作時的進給量就一種，這樣所有刀具的分鐘進給量也是相同的。但同一個動力頭的每個刀具的轉(zhuǎn)速可以不一樣，以便選擇較合適的各刀具的每分鐘進給量。 切削用量選擇是否合理對組合機床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機床的布置形式及正常工作有很大的影響。 1.4.1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一般比萬用機床單刀加工低30%左右。 2、在組合機床多軸主軸箱上所有刀具共用同一個進級系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動力滑臺。工作時，要求所有刀具的每分鐘進給量相同，且等于動力滑臺

25、的每分鐘進給量。這個每分鐘進給量（mm/min）應(yīng)是適合于所有刀具的平均值。因此，同一多軸箱上的刀具主軸可設(shè)計成不同轉(zhuǎn)速和選擇不同的每轉(zhuǎn)進給量（mm/r）與其相適應(yīng)，以滿足不同直徑工件的加工需要，即： 式中：,…，——各主軸轉(zhuǎn)速（r/min）; …, ——各主軸進給量（mm/r）; ——滑臺每分鐘進給量（mm/min）。 1.4.2確定切削用量應(yīng)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。而同一多

26、軸箱上的刀具每分鐘進給量是同樣的，要使每把刀具均能有合適的切削用量是困難的。一般情況下，可先按各類各類刀具選擇較合理的主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)和每轉(zhuǎn)進給量f(mm/r)，然后進行適當(dāng)調(diào)整，使各個刀具的每分鐘進給量相同，皆等于動力滑臺的每分鐘進給量。這樣，各類刀具都不是按最合理的切削用量而是按一個中間切削用量工作。假如確實需要，也可按多數(shù)刀具選用一個統(tǒng)一的每分鐘進給量，對少數(shù)刀具采用附加(增、減速)機構(gòu)，使之按各自需要的合理進給量工作，以達到合理使用刀具的目的。 2、對于復(fù)合刀具切削用量的選擇，應(yīng)考慮刀具的使用壽命。進給量按復(fù)合刀具的最小直徑選擇，切削速度按復(fù)合刀具的最大直徑選擇。如“鉆-鉸”

27、復(fù)合刀具，進給量按鉆頭直徑選擇，切削速度按鉸刀直徑選擇。對于完成同類工藝的多級階梯復(fù)合刀具，進給量應(yīng)選擇其小直徑允許值上限，切削速度應(yīng)選擇其大直徑允許值上限。由于整體小直徑復(fù)合刀具的強度較低，故切削速度應(yīng)選得稍低些。 3、選擇切削用量時，應(yīng)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。對于要求生產(chǎn)率高的大批大量生產(chǎn)用組合機床，要首先保證那些耐用度低，刃磨困難，造價高的所謂“限制性”工序刀具的合理切削用量。但須注意不能影響加工精度，也不能使刀具耐用度降低。對于“非限制性”刀具，應(yīng)采取不使刀具耐用度降低的某一極限值，這樣可以減少切削功率。組合機床通常

28、要求切削用量的選擇使刀具耐用度不低于一個工作班，最少不低于4h 4、在確定鏜孔切削速度時，除考慮保證加工精度、表面粗糙度、鏜刀耐用度外，當(dāng)鏜孔主軸重要周向定位（鏜桿送進、退出工件孔時，鏜刀刀尖需處于規(guī)定方位）時，各鏜軸轉(zhuǎn)速應(yīng)相等或成整數(shù)倍。 5、切削用量選擇應(yīng)有利于多軸箱設(shè)計。若能做到相鄰主軸轉(zhuǎn)速接近相等，則可使多軸箱傳動鏈簡單。某些刀具帶導(dǎo)向加工，若不便冷卻潤滑，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。 6、選擇切削用量時，還必須考慮所選動力滑臺的性能。尤其是當(dāng)采用液壓動力滑臺時，所選擇的每分鐘進給量一般應(yīng)比動力滑臺可實現(xiàn)的最小進給量大50%。否則，會由于溫度和其他原因?qū)е逻M給量不穩(wěn)定，影響加工精度，甚

29、至造成機床不能正常工作。 1.4.3 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(shè)計》可知計算公式如下： 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（Nmm）； P—切削功率(KW)； T—刀具耐用度（min）； —切削速度(m/min) ；通常根據(jù)鉆孔深度L考慮修正系數(shù)(表3-14)， —零件的布氏硬度值（17

30、0—241）取HB為232 用直徑D=φ5mm的高速鋼鉆頭鉆14mm深的孔，根據(jù)刀具直徑和工件、刀具材料，查《組合機床設(shè)計》表3-7選取f=0.1mm/r 切削力： 總切削力：∵加工四個孔 切削轉(zhuǎn)矩： 切削功率： 總功率: 因為加工三個孔 刀具耐用度： 2 組合機床總體設(shè)計——三圖一卡 組合機床總體設(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)方案的基礎(chǔ)上，進行方案圖紙設(shè)計。這些圖紙包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、生產(chǎn)率

31、計算卡片、機床聯(lián)系尺寸圖等。 2.1 被加工零件工序圖 2.1.1 被加工零件工序圖的作用和要求 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(nèi)容，加工部位的尺寸及精度、技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、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的基礎(chǔ)上，以突出本機床或自動線加工內(nèi)容，加上必要的說明繪制的。它是組合機床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造使用時調(diào)整機床、檢查精度的重要技術(shù)文件。被加工零件工序圖應(yīng)包括下列內(nèi)容： 1、在圖紙上應(yīng)表示出被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機床設(shè)計有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。

32、尤其是當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向套時，應(yīng)表示出零件內(nèi)部的肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀及尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。 2、再圖上應(yīng)表示出加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾壓方向，以便依次進行定位支撐（包括輔助定位支撐）、限位、夾緊、導(dǎo)向裝置的設(shè)計。 3、在圖上應(yīng)表示出加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求（包括對上道工序的要求基本機床保證的部分）。 4、圖中還應(yīng)注明被加工零件的名稱、編號、硬度、材料、重量以及被加工部位的余量等。 2.1.2 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，一定要突出機床的加工內(nèi)容。繪制時，應(yīng)按一定比

33、例，選擇足夠視圖及剖視，突出加工位置。本視圖選擇反映加工孔的主要位置的正面為主視圖，側(cè)視圖突出加工部位并把零件輪廓及機床，夾具設(shè)計有關(guān)的部位用細實線表示清楚。凡本工序保證的尺寸、角度等，均應(yīng)把尺寸數(shù)值下用方框框上，加工用定位基準(zhǔn)符號，夾緊位置及方向符號見零件工序圖。 2、加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起。不對稱尺寸公差換算成對稱尺寸公差。其公差數(shù)值的決定要考慮兩個方面，一是達到產(chǎn)品圖紙要求的精度，二是采用組合機床能夠加工出來，以便在進行夾具和主軸箱設(shè)計時，確定導(dǎo)向孔和主軸的位置坐標(biāo)尺寸。 3、應(yīng)注意零件加工時機床提出的某些特殊要求。 2.2 被加工零件的加工示意圖 2.2.1

34、加工示意圖的作用和內(nèi)容 零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加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設(shè)計的主要圖紙之一，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、液壓電氣設(shè)備設(shè)計及通用部件選擇的主要原始資料，也是整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)。加工示意圖，要反映機床的加工過程和加工方法，并決定浮動夾頭或接桿的尺寸，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、刀具、導(dǎo)向與工件

35、間的聯(lián)系尺寸等。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)，其內(nèi)容為： 1、應(yīng)反映機床的加工方法、加工條件和加工過程。 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。 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(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計專用的接桿、浮動卡頭、導(dǎo)向裝置、攻絲靠模裝置、刀桿托架等，并決定它們的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸。 5、標(biāo)明主軸、接桿、夾具、與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。 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(biāo)注各主軸的切削用量。 7、決定機床的動力部件的工作循環(huán)及工作行程。 2.2.2 加工示意圖的

36、畫法及注意事項 1、加工示意圖應(yīng)繪制成展開圖，其繪制順序是：首先按比例用細實線繪出工件加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開圖。加工表面用粗實線畫。為簡化設(shè)計，相同加工部位的加工示意圖（指對同一規(guī)格的孔加工，所用刀具、導(dǎo)向、主軸、接桿等的規(guī)格尺寸、精度完全相同），允許只表示其中之一，亦及即同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸可只畫一根。但必須在主軸上標(biāo)注油號（與工件孔號相對應(yīng)）。當(dāng)軸數(shù)較多時，可采用縮小比例，用細實線畫出工件加工部位簡圖（向視圖）并標(biāo)準(zhǔn)孔號，以便設(shè)計和調(diào)整機床。 2、一般情況下，在加工示意圖上，主軸分布可不按照真實距離繪制。當(dāng)被加工孔間距很小或需設(shè)置徑向結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時，相鄰主軸必須按

37、嚴格比例繪制，以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向等是否干涉。 3、主軸應(yīng)從多軸箱端面畫起。刀具畫加工終了位置（攻絲加工則應(yīng)畫加工開始位置）。標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)（如接桿、浮動卡頭、攻絲靠模及絲錐卡頭、通用多軸箱的標(biāo)準(zhǔn)鉆鏜主軸外伸部分等）只畫外輪廓，并須加注規(guī)格代號。對一些專用結(jié)構(gòu)（如導(dǎo)向、刀桿托架、專用接桿或浮動卡頭等），為顯示其結(jié)構(gòu)而必須剖視，并標(biāo)注尺寸、精度及配合。 2.2.3 選擇刀具、工具、導(dǎo)向裝置并標(biāo)注其相關(guān)位置及尺寸 1、刀具選擇 選擇刀具要考慮工件加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生產(chǎn)率要求等因素。一般孔加工刀具（鉆、擴、鉸等），其直徑選擇應(yīng)與加工部位尺寸，精度相適應(yīng)

38、，其長度要保證加工終了時，刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套外端面有一定距離（一般為）。根據(jù)本次設(shè)計所要加工零件的特點，選取錐柄麻花鉆，如下: 圖一 由加工孔深14mm，d=5查《金屬機械加工工藝人員手冊》表8-17選用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼錐柄長麻花鉆（GB1439-78）d=5mm，L=170mm，螺旋角28。該麻花鉆的的莫氏圓錐號為1（見圖一） 2、確定主軸直徑 初定主軸直徑及傳動軸直徑，由《組合機床設(shè)計》表3-20可計算 式中：d—主軸直徑（mm） M—轉(zhuǎn)矩（Nmm） 剛性主軸=0.25/m B=7.3 d=12.74 初取主軸直徑

39、d=14mm 由《組合機床設(shè)計》表3-22選取主軸φ22/14，外伸尺寸L=85mm 3、導(dǎo)向選擇 在組合機床上加工孔，除用剛性主軸的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取決于夾具導(dǎo)向。因此，正確的選擇導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，確定導(dǎo)向類型、參數(shù)、精度，不但是繪制加工示意圖必須解決的問題，也是設(shè)計組合機床不可忽視的重要內(nèi)容。 導(dǎo)向通常分為兩類：一類是刀具導(dǎo)向部分與夾具導(dǎo)套之間既有相對移動又有相對轉(zhuǎn)動的第一類導(dǎo)向，或稱固定式導(dǎo)向，此類導(dǎo)向的允許線速度為v＜20m/min。另一類是刀具導(dǎo)向部分與夾具導(dǎo)套之間只有相對移動而無相對轉(zhuǎn)動的第二類導(dǎo)向，或稱旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向。詞類導(dǎo)向的允許線速度為v＞20m/min。其相

40、對轉(zhuǎn)動部分通常以各種型式設(shè)置在刀桿上則稱內(nèi)滾式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向；若相對轉(zhuǎn)動部分設(shè)置在夾具上則稱外滾式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向。 再結(jié)合加工部位尺寸精度、工藝方法及刀具的具體工作條件來選擇導(dǎo)向類型、型式和結(jié)構(gòu)。導(dǎo)向數(shù)量應(yīng)根據(jù)工件形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、刀具剛性、加工精度及具體加工情況決定。導(dǎo)向的主要參數(shù)包括：導(dǎo)套的直徑及公差配合，導(dǎo)套的長度、導(dǎo)套離工件端面的距離等。圖二和圖三分別表示出導(dǎo)向布置簡圖，具體尺寸配合可參見加工示意圖。 圖二 圖三 （1） 選擇導(dǎo)

41、向裝置 通常依據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑d和刀具轉(zhuǎn)速n折算出導(dǎo)向的線速v，再結(jié)合加工部分尺寸精度工藝方法及刀具具體條件來選擇導(dǎo)向類型，形式結(jié)構(gòu)。 由于v=10.58m/min<20m/min,故選用第一類導(dǎo)向，即固定式導(dǎo)向。 （2）選擇導(dǎo)向數(shù)量和參數(shù) 導(dǎo)向數(shù)量應(yīng)根據(jù)工件形狀，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，刀具剛度，加工精度，具體加工情況決定。本次設(shè)計任務(wù)是鉆Φ5的孔，所以選擇單個導(dǎo)向加工即可滿足要求。 導(dǎo)向的主要參數(shù)包括：導(dǎo)向套的直徑及公差配合。導(dǎo)套的長度、導(dǎo)套離工件端面的距離等。 由教材《組合機床設(shè)計》表3—17和表3—18得 導(dǎo)向長度：30mm 導(dǎo)向至工件端面的距離：mm 導(dǎo)套直徑

42、：d=8mm 配合： 固定鉆套和可換襯套的配合： 2.2.4 選擇刀具接桿 選擇接桿主要決定其參數(shù)，應(yīng)根據(jù)刀具尾部結(jié)構(gòu)和主軸外伸部分的內(nèi)孔直徑d1而定，多軸箱主軸外伸尺寸為一定值，而刀具長度也是一定值，為了使多軸箱上各刀具同時到達加工終了位置，必須在主軸和刀具之間設(shè)置一個可調(diào)環(huán)節(jié)。這個環(huán)節(jié)就是通過調(diào)整刀具接桿來解決的。 由于所選刀具模式錐號為1號。主軸外伸部分的內(nèi)孔直徑d1=20mm,所以由表3—23選擇接桿號為2號，類型為A。 Dp=T142 所以D1=20mm D2=23mm B=1 B1=10 L=20mm l=85mm 推得接桿類型為 1

43、-190T0635-41 主軸箱端面至工件端面之間的軸間距離是加工示意圖上最重要的聯(lián)系尺寸，為了縮短刀具懸伸長度與工作行程長度，要求這一距離越短越好。 2.2.5 確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程 1、確定動力部件的工作循環(huán) 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開始運動到加工終了位置又回到原始位置的動作過程，包括快速引進、工作進給、死擋鐵停留、快速退刀等動作。工作進給長度等于刀具的切入值、加工長度和切出值之和?？焱诵谐虘?yīng)保證工件裝卸方便?？焱诵谐毯凸ぷ鬟M給行程之差就是快進行程?？焱诵谐痰拈L度實際上就是動力滑臺工作行程長度。 2、工作進給長度的確定 工

44、進長度等于工件加工部位長度L（多軸加工時按最長孔計算）與刀具切入長度L1和切出長度L2之和。 切入長度L1，應(yīng)根據(jù)工件端面的誤差情況在5—10mm之間選擇，故本工件取L1=10mm， 本工件加工為盲孔，切出長度取L2=0mm，工件加工部位長度L=14mm，所以工進長度=L+ L1+ L2=14+0+10=24mm 3、快退長度的確定 快退長度等于快速引進與工進長度之和，快退長度須保證所有刀具均退到導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝卸，快速引進是指動力部件把主軸連同刀具從原始位置送入到工作進給位置，其長度按具體情況而定。 快退長度=快進長度+工進長度=80+24=104mm 4、動力部件總

45、行程長度 動力部件的總行程長度除應(yīng)保證要求的工作循環(huán)工作行程外，還要考慮半年調(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。 這里取前備量為20mm。 后備量是指刀具從接桿或接桿連同刀具一起，從主軸孔中取出所需要的軸向距離。 這里后備量取90mm。 動力部件的總長度=快退長度+前備量+后備量=140+20+90=250mm。 2.2.6 其他應(yīng)該注意的問題 1、加工示意圖上應(yīng)有足夠的聯(lián)系尺寸，并標(biāo)注恰當(dāng)。尤其是從多軸箱端面到刀尖的軸向尺寸應(yīng)齊全，以備檢查行程和調(diào)整機床使用。圖上應(yīng)標(biāo)注各主軸的切削用量及必要說明。

46、 2、加工示意圖應(yīng)按加工終了狀態(tài)繪制。 3、加工示意圖上應(yīng)有表示加工過程的工作循環(huán)及各行程長度。 2.3 機床聯(lián)系尺寸圖 機床聯(lián)系尺寸圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系關(guān)系的，是開展各專用部件設(shè)計和確定機床最大占地面積的指導(dǎo)圖紙。 組合機床是由一些通用部件和專用部件組成的。為了使所設(shè)計的組合機床既能滿足預(yù)期的性能要求，又能做到配置上勻稱合理，符合多快好省的精神，必須對所設(shè)計的組合機床各個部件間的關(guān)系進行全面的分析研究。這是通過繪制機床聯(lián)系尺寸圖來達到的。 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（動力部件及其配套的滑座、床身或

47、立柱等），以及確定的專用部件的結(jié)構(gòu)原理而繪制的。 聯(lián)系尺寸圖的主要內(nèi)容如下： （1）以適當(dāng)數(shù)量的視圖（一般為主、左、右視圖）按同一比例畫出機床各主要組成部件的外形輪廓及相關(guān)位置，表明機床的配置型式及總體布局、主視圖的選擇應(yīng)與機床實際加工狀態(tài)一致。 （2）圖上應(yīng)盡量減少不必要線條及尺寸。但反映各部件的聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、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(shè)計部件時完成。 （3）為便于開展部件設(shè)計，聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格代號，電動機型號、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

48、機床動力部件是配置組合機床的基礎(chǔ)。它主要包括實現(xiàn)刀具主軸旋轉(zhuǎn)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。 在一臺組合機床或自動線上究竟選用哪種動力部件，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體加工工藝及機床配置型式要求、制造及使用條件等因素全面考慮，以使所設(shè)計機床即具有合理先進的技術(shù)水平，又有良好的經(jīng)濟效益。 影響動力部件選擇的主要因素為： （1）切削功率 根據(jù)各刀具主軸的切削用量， 計算出總切削功率，再考慮傳動效率或空載功率損耗及載荷附加功率損耗，作為選擇組合機床主傳動用動力箱型號規(guī)格的依據(jù)。每種型號的動力箱皆可配用兩種規(guī)格的電動機，這兩種電機除功率大小不同外，轉(zhuǎn)速也不同。因此動力箱輸出軸轉(zhuǎn)速也有

49、高低兩種，應(yīng)根據(jù)多軸箱傳動系統(tǒng)設(shè)計要求，并使多軸箱傳動鏈和設(shè)計簡單來選用。 （2）進給力 每種規(guī)格的動力滑臺有其最大進給力的限制。選用時，可根據(jù)確定的切削用量計算出各主軸的軸向切削合力 ，以 〈來確定動力滑臺的型號和規(guī)格。 （3）進給速度 各種規(guī)格的動力滑臺都有規(guī)定的快速行程速度及最小進給量限制。所選擇的快速行程速度應(yīng)小于動力滑臺規(guī)定的快速行程速度。所選用切削用量的每分鐘工作進給速度應(yīng)大于動力滑臺額定的最小進給量。 （4）行程 選用動力滑臺時，必須考慮其允許最大行程。目前設(shè)計的動力滑臺有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種行程。設(shè)計時，所確定的動力部件總行程應(yīng)小于所選用動力滑臺的最大行程。 （

50、5）多軸箱輪廓尺寸 為使加工過程中動力部件有良好的穩(wěn)定性，不同規(guī)格的動力滑臺與何種規(guī)格的動力箱配套使用，其上能安裝多大輪廓尺寸的多軸箱是有一定限制的。設(shè)計時可查組合機床通用部件相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的推薦值。 （6）動力滑臺的精度和導(dǎo)軌材料 導(dǎo)軌材料有兩種，A型為鑄鐵導(dǎo)軌，B型為鑲鋼導(dǎo)軌，兩種材料導(dǎo)軌皆經(jīng)淬火，硬度可達G42～48，故導(dǎo)軌壽命高。動力滑臺共有三個精度，“M”表示精密級，“G”表示高精度級?？筛鶕?jù)加工精度要求，經(jīng)濟合理地選用動力滑臺。 綜合考慮上述因素，根據(jù)具體加工要求，正確合理選擇動力部件—動力滑臺和動力箱，并以其為基礎(chǔ)進行通用部件配套。 具體動力部件的選擇 （1

51、）動力箱的選擇 P=0.37kw 由教材《組合機床設(shè)計》24頁2—14選擇動力箱為1TD25，電動機型號選為Y100L—6B5，功率=1.5kw，電機轉(zhuǎn)速n電=940r/min,驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速為500r/min。 （2）動力滑臺的選擇 由前計算的ΣF=3963.42N,查教材《組合機床設(shè)計》16頁表2—3得選擇1HY25型液壓滑臺，臺面寬B=250mm,臺面長L1=500mm，行程長L=250mm, 滑座長790mm。允許最大進給力F進=8000N?？煲苿铀俣葹?2m/min。工進速度為32—800mm/min。 這里選用雙矩型導(dǎo)軌，采用雙矩形導(dǎo)軌的外側(cè)面導(dǎo)向，用斜鑲條調(diào)整導(dǎo)軌間隙，平壓

52、板將滑鞍與滑座脫離，此種導(dǎo)軌制造工藝簡單，導(dǎo)向鋼度好，經(jīng)過改進設(shè)計后的各種滑臺，淘汰了山形導(dǎo)軌。 （3）配套通用部件 側(cè)底座1CC251 其高度H=560mm 寬度B1=450mm 長度L=900mm 2.3.2 夾具輪廓尺寸的確定 組合機床夾具是保證零件加工精度的重要專用部件，是用于定位和夾緊工件的，所以工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據(jù)。這里所要確定的夾具輪廓尺寸主要是指夾具底座的長寬高，這些尺寸的確定，除了首先必須考慮工件的形狀、輪廓尺寸、具體結(jié)構(gòu)外，還必須考慮能夠布置下保證加工要求的定位、限位、夾緊機構(gòu)、導(dǎo)向系統(tǒng)（導(dǎo)向套）,并

53、考慮夾具底座與機床其它部件（如中間底座）連接、固定所需要的尺寸。關(guān)于夾具的詳細資料在夾具部分詳述。 2.3.3 機床的裝料高度 裝料高度是指機床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。設(shè)計組合機床時裝料高度H應(yīng)考慮的主要因素是，應(yīng)與車間運送工件的滾道相適應(yīng)的工件最低孔位置，主軸最低高度和選用通用部件，中間底座夾具高度限制，一般取850～1060mm.根據(jù)本設(shè)計的特點及調(diào)整機床、刀具方便，裝料高度H=850mm。 2.3.4中間底座的輪廓尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面連接安裝的需要。其長度方向尺寸要根據(jù)所選動力部件及其配套部件的位置關(guān)系，照顧各部件聯(lián)系尺寸的合理性來確定。非

54、常重要的是，一定要保證加工終了位置時，工件端面至多軸箱前面的距離不小于加工示意圖上要求的距離。同時，要考慮動力部件處于加工終了位置時，多軸箱與夾具外輪廓間應(yīng)有便于機床調(diào)整、維修的距離。為便于切削及冷卻液的回收，中間底座周邊需有足夠?qū)挾鹊臏喜?。本設(shè)計中，中間底座長900mm，寬為450mm，高為560mm。 2.4 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，用以反應(yīng)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。 2.4.1 理想生產(chǎn)率 指完成年生產(chǎn)率綱領(lǐng)

55、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)有關(guān)，一般情況下，單班班制生產(chǎn)，兩班制生產(chǎn)，則： 2.4.2 實際生產(chǎn)率 指實際設(shè)計機床每小時實際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。 式中:——生產(chǎn)一個零件所需的時間，它可根據(jù)下式計算： 式中:、 ——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進給行程長度； 、——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進給量； ——當(dāng)加工沉孔、止口，锪窩、倒角、光整表面時，動力滑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； 、——分別為動力部件快進、快退行程長度； ——動力部件快速行程速

56、度。采用機械動力部件取6-8m/min；液壓動 力部件取4-12m/min； ——直線移動或回轉(zhuǎn)工作工作臺進行一次工位轉(zhuǎn)換時間，一般可取0.1min； ——工件裝卸(包括定位、夾壓及清除鐵屑等)時間，它取決于工年重量大小、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0.5-1.5min。 如果計算出的機床實際生產(chǎn)率不能滿足理想生產(chǎn)率要求，即，則必須重新選擇切削用量或修改機床設(shè)計方案。 = 2.4.3 機床負荷率 當(dāng)時，計算二者的比值即為負率。 根據(jù)組合機床的使用經(jīng)驗，適宜機床負

57、荷率為=0.75～0.90，設(shè)計時，可按機床復(fù)雜程度參照《組合機床設(shè)計》頁表確定。 2.4.4 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)容見附錄。 3 夾具設(shè)計 夾具是組合機床的重要組成部件，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(zhǔn)確定位，夾壓，刀具的導(dǎo)向，以及裝卸工件時的限位等等作用的。 3.1 機床夾具發(fā)展趨勢 夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效

58、、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。 1、隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達5μm，夾具支承面的垂直度達到0.01mm/300mm，平行度高達0.01mm/500mm。 2、為了提高機床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用1~2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。 3、模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基

59、礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點。省工、省時、節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。 4、夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴展性功能強，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。 3.2 組合機床夾具和一般夾具的區(qū)別 1、一般的組合機床夾具是作為機床的輔助機構(gòu)設(shè)計的，而組合機床夾具是機床的主要組成部分，其設(shè)計工作是整個組合機床的重要部分之一。 2、組合機床夾具和機床其他部件有極其密切的關(guān)系：如回轉(zhuǎn)或移動工作臺，回轉(zhuǎn)鼓

60、輪，主軸箱，刀具和輔具，鉆模板和托架，以及支撐部件等。正確地解決它們之間的關(guān)系，是保證組合機床的工作可靠和使用性能良好的重要條件之一。而且夾具的結(jié)構(gòu)也要按這些部件的具體要求來確定。 3、由于組合機床常常是多刀、多面和多工序同時加工，會產(chǎn)生很大的切削力和振動。因此組合機床夾具必須具有很好的剛性和足夠的夾壓力，以保證在整個加工過程中不產(chǎn)生任何位移。同時，也不使工件產(chǎn)生不容許的變形。 4、組合機床夾具是保證加工精度的關(guān)鍵部件，其設(shè)計、制造和調(diào)整都必須有嚴格的要求，使其能持久地保證精度。 5、組合機床夾具應(yīng)便于實現(xiàn)定位和夾緊的自動化，并有動作完成的檢查信號；保證切削從加工空間自動排除；便于觀察和

61、檢查，以及在不從機床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損件和維護調(diào)整。 此外，不要把組合機床夾具和一般的組合機床夾具混淆起來。組合夾具是在萬能機床上為了完成某一道工序的加工，用一些標(biāo)準(zhǔn)的通用的元件組裝成的定位夾緊裝置。用完后，可用這些元件重新組裝成新的夾壓裝置。而組合機床夾具則是以部分通用部件加上專用部件組成的專用夾具，它應(yīng)便于安裝。 3.3 定位方式的選擇 任何未定位的工件在空間直角坐標(biāo)系中都具有6個自由度，即沿三個坐標(biāo)軸的移動自由度和繞三個坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動自由度，工件定位的認為就是根據(jù)加工要求限制工件的全部或部分自由度。 本設(shè)計的組合機床夾具，再仔細閱讀零件圖，了解零件的作用，結(jié)構(gòu)特點、

62、材料、技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)和加工工藝方案等的基礎(chǔ)上擬定了夾具結(jié)構(gòu)方案，因此，本零件的定位方式可選用一平面、一菱形銷、一支撐板進行定位，平面限制三個自由度，菱形銷限制一個自由度，支撐板限制兩個自由度。液壓夾緊力與切削力相對，夾緊力可以承受切削力，工件定位夾緊后，可以保證工件位置正確。這樣定位夾緊方案可以保證基準(zhǔn)重合，定位誤差小，且裝卸工件方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單，成本低。定位短銷見圖四： 圖四 3.4 夾緊元件 3.4.1 設(shè)計夾緊機構(gòu)一般應(yīng)遵循的主要原則： 1、夾緊必須保證定位準(zhǔn)確可靠，而不能破壞定位。 2、工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。 3、夾緊機構(gòu)必須

63、可靠，夾緊機構(gòu)各元件要有足夠的強度和剛度。 4、夾緊機構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習(xí)慣。 5、夾緊機構(gòu)的復(fù)雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。 本設(shè)計夾緊力較大，故采用液壓夾緊，它操作簡便，動作迅速，維持剛性較高。所以選用油缸型號為T5016 Ⅰ型（法蘭式油缸），液壓油缸見圖五： 圖五 3.4.2 夾緊力方向的確定原則 1、夾緊力的方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位，一般要求主夾緊力應(yīng)垂直于第一定位基準(zhǔn)面。 2、夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度高的方向一致，以利于減少

64、工件的變形。 3、夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減少夾緊力。 3.4.3 夾緊力作用點的選擇 1、夾緊力的作用點應(yīng)與支撐點“點對點”對應(yīng)，或在支撐點確定的區(qū)域內(nèi)，以免破壞定位或造成較大的夾壓變形。 2、夾緊力的作用點應(yīng)作用在工件剛度高的部位。 3、夾緊力的作用點和支撐點盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗震性。 4、夾緊力的反作用力不應(yīng)使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形。 3.5 夾緊力大小的計算 在本設(shè)計中，夾緊力與切削力的方向相反，切削加工時工件承受的主切削力與夾緊力的的方向相反，在這種情況下，切削力起著使工件離開夾

65、具定位支撐塊和使夾緊機構(gòu)松夾的作用，因此夾緊力要大于切削力，才能保證工件的正確定位和可靠夾緊，其所需夾緊力可按下式確定： Q=KP Q—夾緊力 K—安全系數(shù)，通常取2.5～3. P—主切削力 Q=2.54213.8=10534.5N=1074.9公斤 3.6 定位支撐系統(tǒng)設(shè)計 在組合機床上加工時，必須使被加工零件對刀具及其導(dǎo)向保持正確的相對位置，這是靠夾具的定位支撐系統(tǒng)來實現(xiàn)的，定位支撐系統(tǒng)除用以確定被加工零件的位置外，還要承受被加工零件的重量和夾壓力。本設(shè)計采用支撐板進行定位支撐。

66、 3.7 選擇夾緊機構(gòu) 在組合機床上加工時，工件依靠夾具上的定位支撐系統(tǒng)，獲得對于刀具及其導(dǎo)向的正確相對位置，還需依靠夾具上的夾緊機構(gòu)，來消除工件因受切削力或工件自重的作用而產(chǎn)生的位移或振動，使工件在加工過程中能繼續(xù)保持定位所得到的正確位置。 夾緊機構(gòu)通常由三個部分組成：夾緊力部分，中間傳動部分和夾緊元件。夾緊動力部分用于產(chǎn)生力源，并將作用力傳給中間傳動機構(gòu)；中間傳動機構(gòu)能夠改變力的方向和大小，即作為增力機構(gòu)，同時能產(chǎn)生自鎖作用，以保證在加工過程中，當(dāng)力源消失時，工件在切削力或振動的作用下仍能可靠夾緊；夾緊元件則用以承受由中間傳動機構(gòu)傳遞的夾緊力，并與工件直接接觸而執(zhí)行夾緊動作。 3.8 夾緊動力部分 3.8.1 夾緊動力部分用液壓夾緊，液壓夾緊的優(yōu)點： 1、液壓夾具操作簡便、動作迅速。 2、易于集中控制，程序控制的實現(xiàn)工序自動化。 3、工作壓力高，油缸尺寸小。 4、便于實現(xiàn)過載保護，元件便于標(biāo)準(zhǔn)化。 3.8.2 液壓供油系統(tǒng) 液壓滑臺的液壓供油系統(tǒng)及夾具供油系統(tǒng)即整個工作循環(huán)為： 起動——