0071-EHY-112-90汽車變速箱加工工藝及鉆孔組合機(jī)床、專用夾具設(shè)計(jì)(6個(gè)8.5孔)
0071-EHY-112-90汽車變速箱加工工藝及鉆孔組合機(jī)床、專用夾具設(shè)計(jì)(6個(gè)8.5孔),ehy,90,汽車,變速箱,加工,工藝,鉆孔,組合,機(jī)床,專用,夾具,設(shè)計(jì)
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
EQY-112-90
零件圖號(hào)
A1
共1頁(yè)
產(chǎn)品名稱
汽車變速箱
零件名稱
汽車變速箱?體
第1頁(yè)
材料牌號(hào)
HT200
毛坯種類
鑄件
毛坯外形尺寸
391×304×306
每毛坯件數(shù)
1
每臺(tái)件數(shù)
1
備注
車 間
工 序 號(hào)
工序名稱
材料牌號(hào)
機(jī)加工
21
鉆削變速箱后端面6-∮8.5
HT200
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
鑄件
391×304×306
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
臥式組合鉆床
1
夾具名稱
夾具編號(hào)
切削液
專用夾具
01
水
工序工時(shí)(min)
裝卸工件
1.5
滑臺(tái)快進(jìn)
0.035
多軸箱工進(jìn)
1.56
滑臺(tái)快退
0.04
工步號(hào)
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
背吃刀量
走刀次數(shù)
工時(shí)定額
1
利用組合機(jī)床同時(shí)鉆削6-∮8.5的螺紋底孔
專用夾具,標(biāo)準(zhǔn)高速鋼錐柄麻花鉆,游標(biāo)卡尺
500r/min
13.4m/min
1.275
1
3.14min
標(biāo)記
處記
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
處記
更改文件號(hào)
簽字
日期
編 制
審 核
會(huì) 簽
機(jī)制05-5張豹
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡
產(chǎn)品型號(hào)
EQY-112-90
零(部)件圖號(hào)
1
共 1 頁(yè)
產(chǎn)品名稱
汽車變速箱
零(部)件名稱
汽車變速箱體
第 1 頁(yè)
材料牌號(hào)
HT200
毛坯種類
鑄件
毛坯外形尺寸
391×304×306
每毛坯可制件數(shù)
1
每臺(tái)件數(shù)
1
備 注
工序號(hào)
工序名稱
工步
工 序 內(nèi) 容
車 間
夾具
設(shè) 備
刀具
工 時(shí)
準(zhǔn)終
單件(min)
1
鑄造
1
鑄造毛坯件
鑄造車間
2
時(shí)效處理
1
噴漆及進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力的自然時(shí)效處理
倉(cāng) 庫(kù)
3
粗銑
4
粗銑變速箱外殼頂面
機(jī)加車間
專用夾具
臥式銑床
端面銑刀
4
粗鏜
4
粗鏜變速箱四軸孔
機(jī)加車間
專用夾具
臥式鏜床
鏜刀
5
精銑
4
精銑變速箱外殼頂面
機(jī)加車間
專用夾具
臥式銑床
端面銑刀
6
精鏜
4
精鏜軸孔∮110、∮80
機(jī)加車間
專用夾具
臥式鏜床
鏜刀
7
鉆削
4
鉆變速箱外殼頂面兩銷孔∮11.8
機(jī)加車間
專用夾具
搖臂鉆床
麻花鉆∮11.8
8
絞削
4
絞頂面兩銷孔∮12
機(jī)加車間
專用夾具
搖臂鉆床
絞刀∮12
9
粗銑
4
粗銑前后端面及凸臺(tái)面
機(jī)加車間
專用夾具
臥式銑床
端面銑刀
10
粗銑
4
粗銑兩側(cè)面
機(jī)加車間
專用夾具
臥式雙面銑床
端面銑刀
11
鉆削
4
鉆后端面凸臺(tái)銷孔2-∮9.8
機(jī)加車間
專用夾具
搖臂鉆床
麻花鉆∮9.8
12
絞削
4
絞后端面凸臺(tái)銷孔2-∮10
機(jī)加車間
專用夾具
搖臂鉆床
絞刀∮10
13
鉆削
4
鉆后端面右下方凸臺(tái)螺紋底孔6-∮8.5
機(jī)加車間
專用夾具
臥式組合鉆床
麻花鉆∮8.5
14
攻絲
4
攻螺紋6-M10
機(jī)加車間
專用夾具
臥式組合鉆床
螺紋刀M10
15
鉆削
4
鉆前端面右下方凸臺(tái)螺紋底孔6-∮8.5
機(jī)加車間
專用夾具
臥式組合鉆床
麻花鉆∮8.5
16
攻絲
4
攻螺紋6-M10
機(jī)加車間
專用夾具
臥式組合鉆床
螺紋刀M10
17
鉆削
4
鉆前端面其他螺紋底孔6-∮8.5、∮12
機(jī)加車間
專用夾具
臥式組合鉆床
麻花鉆∮8.5、12
18
攻絲
4
攻螺紋6-M10、M14
機(jī)加車間
專用夾具
臥式組合鉆床
螺紋刀M10、M14
19
鉆削
4
鉆右下側(cè)面螺紋底孔5-∮8.5
機(jī)加車間
專用夾具
臥式組合鉆床
麻花鉆∮8.5
20
攻絲
4
攻螺紋5-M10
機(jī)加車間
專用夾具
臥式組合鉆床
螺紋刀M10
21
鉆削
4
鉆右上側(cè)面螺紋底孔6-∮8.5
機(jī)加車間
專用夾具
臥式組合鉆床
麻花鉆∮8.5
3.14
22
攻絲
4
攻螺紋6-M10
機(jī)加車間
專用夾具
臥式組合鉆床
螺紋刀M10
23
鉆削
4
鉆右側(cè)面銷孔∮8?及擴(kuò)2-∮30孔
機(jī)加車間
專用夾具
搖臂鉆床
麻花鉆∮8,絞刀30
24
精鏜
4
擴(kuò)底孔∮30
機(jī)加車間
專用夾具
臥式鏜床
鏜刀
25
鉆削
4
鉆變速箱左側(cè)4-∮17、4-∮8.5?及銷孔∮8
機(jī)加車間
專用夾具
臥式組合鉆床
麻花鉆∮8.5等
26
攻絲
4
攻螺紋4-M10
機(jī)加車間
專用夾具
臥式組合鉆床
螺紋刀M10
27
精鏜
4
擴(kuò)注油孔∮42
機(jī)加車間
專用夾具
臥式鏜床
鏜刀
28
鉆削
4
鉆頂面螺紋底孔9-∮8.5
機(jī)加車間
專用夾具
臥式組合鉆床
麻花鉆∮8.5
29
攻絲
4
攻螺紋9-M10
機(jī)加車間
專用夾具
臥式組合鉆床
螺紋刀M10
30
清洗
1
裝配車間
31
檢驗(yàn)
1
裝配車間
編 制 (日期)
審核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會(huì)簽(日期)
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
3
被加工零件
圖號(hào)
ZHZ----01
毛胚種類
鑄件
名稱
EHY-112-90汽車變速箱后面孔系
毛胚重量
材料
HT200
硬度
HB200
工序名稱
鉆削
工序號(hào)
21
序號(hào)
工部名稱
被加工零件數(shù)量
加工
直徑
(mm)
加工
長(zhǎng)度
(mm)
工作行程
(mm)
切削速度(m/min)
每分鐘轉(zhuǎn)速(r/min)
進(jìn)給量(mm/r)
進(jìn)給速度(mm/min)
工時(shí)(min)
機(jī)加工
時(shí)間
輔助時(shí)間
共計(jì)
1
裝卸工件
1
1.5
1.5
2
右動(dòng)力部件
3
滑臺(tái)快進(jìn)210
0.035
0.035
4
多軸箱工進(jìn)(鉆孔1、2、3、4、5、6、)
8.5
24
50
13.4
500
1.275
32
1.56
1.56
5
滑臺(tái)快退400
6000
0.04
0.04
備注
裝卸工件時(shí)間取決于操作者熟練程度,本機(jī)床計(jì)算時(shí)取1.5min
總 計(jì)
3.14 min
單件工時(shí)
3.14min
機(jī)床生產(chǎn)率
18.7 件/h
機(jī)床負(fù)荷率
80%
1 緒 論
眾所周知,機(jī)床的用途十分廣闊,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所起的作用極為重要。可以說(shuō),機(jī)床生產(chǎn)的水平是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)四個(gè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。
組合機(jī)床是一種典型的加工類機(jī)械,它和其它機(jī)床一樣是用于加工其它各類零件的母機(jī)。以前,在生產(chǎn)中廣泛的采用萬(wàn)能機(jī)床,但是隨著生產(chǎn)的發(fā)展,萬(wàn)能機(jī)床越來(lái)越不能適應(yīng)大規(guī)模,集成化的生產(chǎn),很多企業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)量越來(lái)越大,精度越來(lái)越高,如汽車的汽缸體、變速箱,采用萬(wàn)能機(jī)床加工就無(wú)法很好的滿足設(shè)計(jì)要求。在這種情況下,組合機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。
在組合機(jī)床的設(shè)計(jì)上,在進(jìn)行過(guò)工藝方案的論證,加工方法的選擇以及確定機(jī)型、配置形式之后,就是組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)部分,總體設(shè)計(jì)的具體工作是編制“三圖一卡”,即繪制被加工零件圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖,編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。在這個(gè)部分就應(yīng)該確定下加工方法,工裝及夾緊形式以及切削用量等。接下來(lái)是主軸箱的設(shè)計(jì),具體設(shè)計(jì)步驟為:繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖;確定主軸結(jié)構(gòu),擬訂傳動(dòng)系統(tǒng);計(jì)算主軸,傳動(dòng)軸的坐標(biāo),繪制主軸箱坐標(biāo)檢查圖;繪制主軸箱裝配總圖及主軸箱補(bǔ)充加工圖。再接下來(lái)是設(shè)計(jì)機(jī)床工裝夾具,最重要的是就是根據(jù)所加工的零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工方法來(lái)設(shè)計(jì)合適的夾具。開始時(shí)可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)思想規(guī)劃出幾套不同的方案。最終選取其中最為合適的,在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行夾緊力、定位誤差的計(jì)算,最終畫出夾具裝配圖。
本次課題為EQY-112-90汽車變速箱后面孔系鉆削組合機(jī)床設(shè)計(jì),共分為七章。第2章組合機(jī)床的組成、特點(diǎn)和設(shè)計(jì)步驟,第3章制定機(jī)械加工工藝過(guò)程,第4章加工工序圖,第5章加工示意圖,第6章機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖,第7章組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì),第8章夾具設(shè)計(jì)。
限于水平和經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)難免出現(xiàn)錯(cuò)誤和不妥之處,敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。
2 組合機(jī)床的組成、特點(diǎn)和設(shè)計(jì)步驟
2.1組合機(jī)床的組成及特點(diǎn)
組合機(jī)床是針對(duì)被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求,按照高度集中工序的原則設(shè)計(jì)的一種高效率的專用機(jī)床。組合機(jī)床的各個(gè)部件都是具有一定獨(dú)立功能的部件,并且大都已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、和通用化的通用部件。
組合機(jī)床相比其它機(jī)床具有以下特點(diǎn):
(1) 主要用于棱體類零件和雜件的孔面加工。
(2) 生產(chǎn)率高。因?yàn)楣ば蚣?,可多刀、多軸、多面、多工位同時(shí)自動(dòng)加工。
(3) 加工精度穩(wěn)定。因?yàn)楣ば蚬潭?,可選用成熟的通用部件、精密夾具和自動(dòng)工作循環(huán)來(lái)保證加工精度的一致性;
(4) 因?yàn)橥ㄓ没?、系列化、?biāo)準(zhǔn)化程度高,所以研制周期短,便于設(shè)計(jì)、制造和使用維護(hù),成本低。
(5)自動(dòng)化程度高,可降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度;
(6)配置靈活。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)模塊化,組合化。可按工件或工序要求,用大量通用部件和少量專用部部件靈活組成各種類型的組合機(jī)床及自動(dòng)線,機(jī)床易于改裝,產(chǎn)品或工藝變化時(shí),通用部件一般還可以重復(fù)利用。
因此組合機(jī)床適宜加工箱體類零件。根據(jù)組合機(jī)床完成工藝的一些限制及組合機(jī)床的各種工藝方法能達(dá)到的加工精度、表面粗糙度及技術(shù)要求,可以確定用組合機(jī)床來(lái)鉆EQY-112-90汽車變速箱后面孔系的六個(gè)孔是經(jīng)濟(jì)合理的。
2.2組合機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟
組合機(jī)床一般是根據(jù)用戶的需要而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)前往往規(guī)定了具體的加工對(duì)象、加工內(nèi)容和加工精度等設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡量采用先進(jìn)的工藝方案和合理的機(jī)床結(jié)構(gòu)方案;正確選擇通用部件及機(jī)床布局形式;要十分注意保證加工精度和生產(chǎn)效率的措施以及操作的使用方便性。組合機(jī)床設(shè)計(jì)步驟大致如下。
一、調(diào)查研究
調(diào)查研究的主要內(nèi)容有:認(rèn)真閱讀被加工零件圖樣,研究其尺寸、形狀、材料、硬度、重量、加工部位的結(jié)構(gòu)及加工精度和表面粗糙度要求等內(nèi)容。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品裝配圖和有關(guān)工藝資料的分析,認(rèn)識(shí)被加工零件在產(chǎn)品中的地位和作用。
二、總體方案設(shè)計(jì)
總體方案的設(shè)計(jì)主要包括制定工藝方案(確定零件在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容及加工方法,選擇定位基準(zhǔn)和夾緊部位,決定工步和刀具種類及其結(jié)構(gòu)形式,選擇切削用量等)、確定機(jī)床配置形式、制定影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。總體方案設(shè)計(jì)的具體工作是編制“三圖一卡”,即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。
三、技術(shù)設(shè)計(jì)
技術(shù)設(shè)計(jì)就是根據(jù)設(shè)計(jì)已經(jīng)確定的“三圖一卡”,設(shè)計(jì)機(jī)床各專用部件正式總圖,如設(shè)計(jì)夾具,多軸箱等裝配圖以及根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件有關(guān)參數(shù)和機(jī)床循環(huán)要求,設(shè)計(jì)液壓和電氣控制原理圖。設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)按設(shè)計(jì)程序作必要的計(jì)算和驗(yàn)算工作,并對(duì)第一、第二階段的數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)等作相應(yīng)的調(diào)整或修改。
四、工作設(shè)計(jì)
當(dāng)技術(shù)設(shè)計(jì)通過(guò)審查后即可展開工作設(shè)計(jì),即繪制各個(gè)專用部件的施工圖樣、編制各部件零件明細(xì)表。
3 制定機(jī)械加工工藝過(guò)程
3.1工藝方案的擬訂
工藝方案的擬訂是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步,因?yàn)楣に嚪桨冈诤艽蟪潭壬蠜Q定了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。工藝方案的制定原則:
(1)粗、精加工工序的安排 必須根據(jù)零件的生產(chǎn)批量、加工精度、技術(shù)要求進(jìn)行全面的分性,按照經(jīng)濟(jì)的原則,合理安排粗加工與精加工的工序。一般在大批大量生產(chǎn)中,粗、精加工宜分開,但這將使機(jī)床的臺(tái)數(shù)增多。當(dāng)工件生產(chǎn)批量不大時(shí),由于機(jī)床負(fù)荷率低,則經(jīng)濟(jì)性不好。因此,在能夠保證加工精度的前提下,有時(shí)也采用粗、精加工合并在一臺(tái)機(jī)床上的方案,但必須采取措施,盡量減少由此帶來(lái)的不利影響。
(2)工序集中與分散的處理 工序集中是機(jī)械加工近代的主要發(fā)展方向之一。組合機(jī)床也正是基于工序集中的工序原則發(fā)展起來(lái)的,即運(yùn)用多種不同具,采用多面、多工位和復(fù)合刀具等方法,在一臺(tái)機(jī)床上對(duì)一個(gè)或幾個(gè)零件完成復(fù)雜的工藝過(guò)程,從而提高生產(chǎn)的效率。
但也應(yīng)當(dāng)看到,工序過(guò)分集中也會(huì)帶來(lái)一些問題:使機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜,刀具數(shù)量增多,機(jī)床大而笨重,調(diào)整使用不便,可靠性降低,反而影響生產(chǎn)效率的提高。也會(huì)導(dǎo)致切削負(fù)荷加大,往往由于工件的剛性不足及變形等影響加工精度。
因此,提高工序集中程度,應(yīng)該注意:考慮單一工序。即把相同工藝內(nèi)容的工序集中在同一臺(tái)機(jī)床上或同一工位上加工。例如,通常把箱體零件上的大量螺紋孔攻絲工序集中在一臺(tái)攻絲機(jī)床上,而不與大量鉆、鏜工序集中在同一個(gè)主軸箱或同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行,這樣會(huì)使機(jī)床更為簡(jiǎn)單合理。相互間有位置精度要求的工序應(yīng)集中在同一工位或同一臺(tái)機(jī)床上加工。例如,箱體類零件各面上的孔,相互間有位置精度要求時(shí),其孔的精加工應(yīng)集中在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾并完成加工,一般說(shuō)來(lái),這些孔的粗加工也應(yīng)盡量集中在一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行,這可以使的精加工余量分布均勻,以利于保證加工精度。大量的鉆、鏜工序最好分開,不要集中在同一主軸箱完成。這是因?yàn)?,鉆孔與鏜孔的直徑往往相差很大,主軸轉(zhuǎn)速也就相差很大,導(dǎo)致主軸箱的傳動(dòng)鏈復(fù)雜和設(shè)計(jì)困難。同時(shí),大量鉆孔會(huì)產(chǎn)生很大的軸向力,有可能使工件變形而影響了鏜孔的精度;而且,粗鏜孔振動(dòng)較大,又會(huì)影響鉆孔,甚至?xí)斐尚°@頭的損壞和折斷。另外,鉸孔為低速大進(jìn)給量切削,鏜孔為高速小進(jìn)給量切削,所以兩者也不宜放在同一個(gè)主軸箱上進(jìn)行,以有利于切削用量的合理選擇和主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化。
確定工序集中時(shí),必須充分考慮零件是否會(huì)因?yàn)閯傂圆蛔愣谳^大的切削力、夾壓力下變形對(duì)加工精度帶來(lái)的不利影響。
工序集中時(shí),必須考慮到前述粗、精加工工序的合理安排及由于主軸箱結(jié)構(gòu)及設(shè)置導(dǎo)向的需要。主軸排列不宜過(guò)密,否則會(huì)造成機(jī)床、刀具調(diào)整的不便,加工精度、工作可靠性、生產(chǎn)率降低的不良后果。
3.2被加工零件的工藝分析及其工藝方案
3.2.1 被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
首先要研究被加工零件的用途及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),這主要指零件的材料、硬度、加工部位的結(jié)構(gòu)形狀、工件剛性、定位基準(zhǔn)的特點(diǎn)等。它們對(duì)機(jī)床工藝方案的制定有著重要的影響。同樣精度的孔,因?yàn)椴牧?、硬度的不同,其工藝方案也不同,若工件剛性不足,安排工序就不能太過(guò)于集中,以免因同時(shí)加工表面過(guò)多造成工件受力大,振動(dòng)及發(fā)熱變形而影響加工精度,還必須十分重視被加工零件在組合機(jī)床加工前所完成的工序及毛坯或半成品質(zhì)量,對(duì)加工余量很大或鑄造質(zhì)量較差的零件應(yīng)安排預(yù)加工工序。
汽車變速箱體是典型的箱體類零件,其材料為HT200,硬度為HB200左右,表面粗糙度要求并不會(huì)高??v觀整個(gè)零件所需加工得部位較多,但主要是平面加工和鉆孔,特別是孔系很多。大多數(shù)尺寸都是以頂面為基準(zhǔn),還有依照夾緊定位的要求底面較平整可作為定位基面進(jìn)行“一面兩銷” ,故在加工其它工序之前應(yīng)該盡快加工出底面及底面上的定位銷孔,在后面的加工工序中幾乎都以底面為定位基準(zhǔn),以“一面兩銷”方式定位的。故應(yīng)先加工其底面及加工底面上的兩個(gè)定位銷孔。
被加工零件的特點(diǎn)在很大程度上決定了組合機(jī)床的配置形式。一般說(shuō)來(lái),孔中心線與定位基準(zhǔn)面平行的且需由一面或幾面加工的箱體件宜采用臥式機(jī)床;對(duì)大型箱體件,采用單工位機(jī)床加工較適宜。
3.2.2 被加工零件的技術(shù)要求和加工工序
被加工零件需要在組合機(jī)床上完成的加工工序及應(yīng)該保證的加工精度,是制定機(jī)床方案的主要依據(jù)。EQY-112-90汽車變速箱后面孔系螺紋底孔φ8.5,其要求的精度不高,表面粗糙度為Ra=16。從各種加工方式所能達(dá)到的精度及表面粗糙度考慮,可采用一次鉆削加工就能達(dá)到尺寸要求和精度要求,而不需要留加工余量。變速箱的頂面是比較規(guī)則且比較大的平面,在加工時(shí)可以以頂面及頂面上兩個(gè)定位孔采用“一面兩銷”定位,采用組合鉆床同時(shí)加工六個(gè)孔。由《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》書中表3—1 HT200鑄件根據(jù)不同精度孔的典型工藝方法可知:,直徑在?8.5mm以下的采用鉆削加工
3.2.3零件的生產(chǎn)批量
零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位,多工位或自動(dòng)線,還是按照中小批生產(chǎn)特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要因素。從工件的外型及輪廓尺寸看,可以采取單工位固定式夾具的機(jī)床配置形式。
汽變速箱體的年產(chǎn)量為10000/年,單班制,且變速箱零件的尺寸較大,故采用單工位機(jī)床加工。
3.3 制定工藝方案時(shí)應(yīng)考慮問題
3.3.1定位基準(zhǔn)的及夾壓點(diǎn)選擇
組合機(jī)床是針對(duì)某種零件或某道工序而設(shè)計(jì)的。正確選擇加工用定位基準(zhǔn),是確保加工精度的重要條件,同時(shí)也是有利于實(shí)現(xiàn)最大限度的集中工序,從而收到減少機(jī)床臺(tái)數(shù)的效果。
箱體類零件是機(jī)械加工中工序多,精度要求高的零件。這類零件一般都有較高精度的孔要加工,又常常在幾次裝夾下進(jìn)行。因此,定位基準(zhǔn)選擇“一面兩孔”是最常用的方法。它可以簡(jiǎn)便地消除工件的六個(gè)自由度,使工件獲得可靠的定位;有同時(shí)加工零件五個(gè)表面的可能,既能高度集中工序,又有利于提高各面上孔的位置精度?!耙幻鎯煽住倍ㄎ豢梢宰鳛榱慵拇旨庸さ骄庸と抗ば虻亩ㄎ换鶞?zhǔn),使零件整個(gè)工藝過(guò)程基準(zhǔn)統(tǒng)一,從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的積累誤差,有利于保證加工的精度。同時(shí)使機(jī)床各工序(工位)的許多部件,如夾具,實(shí)現(xiàn)通用化,有利于縮短設(shè)計(jì)、制造周期,降低成本。同時(shí)采用“一面兩孔”定位,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位、夾緊。
3.3.2加工工藝方案
具體的工藝安排如下:
1、粗銑變速箱外殼的頂面,以心軸和右側(cè)面及后端一點(diǎn)定位,由左側(cè)面進(jìn)行夾緊,變速箱外殼底下采取輔助支承的工藝;
2、粗鏜四軸孔,采用一面兩銷的定位方式,由上往下夾緊;
3、精銑頂面,采用工序1的定位方式和夾緊方法;
4、精鏜軸孔φ110,φ80;
5、鉆變速箱外殼頂面的兩銷孔φ11.8,采用工序1的定位和夾緊方法(此兩孔用來(lái)為后面的工序當(dāng)作定位孔);
6、絞頂面的兩銷孔φ12,以右側(cè)面、心軸及頂面一點(diǎn)定位;
7、粗銑前后端面及凸臺(tái)面,以一面兩銷的定位方式,從上往下夾緊(以下如無(wú)特別說(shuō)明均以一面兩銷定位,從上往下夾緊);
8、銑兩側(cè)面,以一面兩銷的定位方式,,從上往下夾緊;
9、鉆后端面凸臺(tái)銷孔2-φ9.8;
10、絞后端面凸臺(tái)銷孔2-φ10;
11、鉆后端面右下方凸臺(tái)螺紋底孔6-φ8.5;
12、攻螺紋6-M10;
13、鉆前端面右下方凸臺(tái)螺紋底孔6-φ8.5;
14、攻螺紋6-M10;
15、鉆前端面其它螺紋底孔6-φ8.5;φ12
16、攻螺紋6-M10;M14
17、鉆右下側(cè)面螺紋底孔5-φ8.5;
18、攻螺紋5-M10;
19、鉆右上側(cè)面螺紋底孔6-φ8.5;
20、攻螺紋6-M10;
21、鉆右側(cè)面銷孔φ8,及擴(kuò)2-φ30孔;
22、擴(kuò)底孔φ30;
23、鉆左側(cè)所有孔 4-φ17,4-φ8.5及銷孔φ8;
24、攻螺紋4-M10;
25、擴(kuò)注油孔φ42;
26、鉆頂面螺紋底孔9-φ8.5,以一面兩銷的定位方式,由下往上夾緊;
27、攻螺紋9-M10,以一面兩銷的定位方式,由下往上夾緊;
28、清洗;
29、檢驗(yàn)。
4 加工工序圖
4.1被加工零件工序圖
4.1.1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)選定的工藝方案,表示一臺(tái)組合機(jī)床或自動(dòng)線完成的工藝內(nèi)容、加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求,加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本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(chǔ)上,突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容,加上必要的說(shuō)明而繪制的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù),也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。圖上應(yīng)表示出:
1)被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀尺寸。尤其是當(dāng)須要設(shè)置中間導(dǎo)向套時(shí),應(yīng)表示出零件內(nèi)部的筋,壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀尺寸。以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。
2)加工用定為基準(zhǔn)、夾壓部位及夾壓方向。以便依次進(jìn)行夾具的定位支承(包括輔助支承)、限位、夾緊、導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本課題的工序是鉆汽車變速箱后面螺紋底孔,定位基準(zhǔn)是底面,從頂面夾緊。
3)本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(shù)要求,還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊蟆?
4)必要的文字說(shuō)明。如被加工零件編號(hào)、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng)
5)為使被加工零件工序圖清晰明了,一定要突出本機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時(shí),應(yīng)按一定比例,選擇足夠的視圖及剖視,突出加工部位,并把零件輪廓及與機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的部位表示清楚。凡本工序保證的尺寸、角度等,均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方畫粗實(shí)線標(biāo)記。加工用定位基準(zhǔn)、夾壓位置及方向、輔助支承等都要用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)標(biāo)出。
6)加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)標(biāo)注起。為便于加工及檢查,尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)注,而不采用極坐標(biāo)系。但有時(shí)因所選的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合,則須對(duì)加工部位要求的位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。此外,應(yīng)將零件圖上不對(duì)稱位置尺寸公差換算成對(duì)稱公差,其公差數(shù)值的決定要考慮一是要能到達(dá)產(chǎn)品圖紙要求的精度,二是采用組合機(jī)床能加工出來(lái)。
7)應(yīng)注明零件加工對(duì)機(jī)床提出的某些特殊要求。如對(duì)多層壁同軸線等直徑孔加工,若要求孔的表面不留退刀痕跡,則圖紙上應(yīng)注明要求“機(jī)床主軸定位,工件(夾具)讓刀。
加工汽變速箱體后面六個(gè)孔的加工工序圖見具體圖紙。
5 加工示意圖
5.1切削用量的選擇
組合機(jī)床的正常工作與合理地選擇切削用量,即確定合理的切削速度和工作進(jìn)給量有很大的關(guān)系,切削用量選的恰當(dāng),能使組合機(jī)床以最少的停車損失,最高的生產(chǎn)效率,最長(zhǎng)的刀具壽命和最好的加工質(zhì)量,也就是多快好省的進(jìn)行生產(chǎn)。組合機(jī)床大多為多刀加工,而且是多種刀具同時(shí)工作。計(jì)算最佳切削用量的工作比較復(fù)雜。
確定了在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容后,就可以著手選擇切削用量。目前組合機(jī)床的切削用量的選擇,主要是參考現(xiàn)場(chǎng)采用的切削用量的情況,根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行。由于組合機(jī)床有大量的刀具同時(shí)工作,為了能使機(jī)床能正常工作,不經(jīng)常停車換刀,而達(dá)到較高的生產(chǎn)效率,所選的切削用量比一般的萬(wàn)能機(jī)床單刀加工要低一些。可概括地說(shuō):在多軸加工的組合機(jī)床上不宜最大的切削用量。
5.1.1 確定切削用量應(yīng)注意的問題
盡量做到合理利用所有的刀具,充分發(fā)揮其性能。由于連接于動(dòng)力部件的主軸箱上同時(shí)工作時(shí)的刀具種類和直徑大小不等,因此其切削用量的選擇也各有特點(diǎn)。如鉆孔要求切削速度高而每轉(zhuǎn)進(jìn)給量?。汇q孔卻要求切削速度低而每轉(zhuǎn)進(jìn)給量大等。同一主軸箱上的刀具每分鐘進(jìn)給量是相同的,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刀具選擇較合理的主軸轉(zhuǎn)速n(轉(zhuǎn)/分)和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f(毫米/分),然后進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整使各刀具的每分鐘進(jìn)給量相同,皆等于動(dòng)力滑臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量vf。這樣各類刀具都不是按最合理的切削用量而是按一個(gè)中間的切削用量工作。假如確實(shí)需要,也可按多數(shù)刀具選用一個(gè)統(tǒng)一的每分鐘進(jìn)給量,對(duì)少數(shù)刀具采用附加機(jī)構(gòu)(增、減速)機(jī)構(gòu),使之按各自需要的合理進(jìn)給量工作。以達(dá)到合理使用刀具的目的。
選擇切削用量時(shí),應(yīng)考慮零件批量生產(chǎn)的影響。生產(chǎn)率要求不高時(shí),就沒有必要將切削用量選得過(guò)高,以免降低刀具得耐用度,對(duì)于要求生產(chǎn)率高得大批量生產(chǎn)用組合機(jī)床,也只是提高那些耐用度低,刃磨困難,造價(jià)高得所謂“限制性”工序刀具得切削用量。但必須注意不能影響加工的精度,也不能使刀具耐用度降低。對(duì)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,這樣可減少切削功率。組合機(jī)床通常要求切削用量的選擇使刀具耐用度不低于一個(gè)工作班,最少不低于4小時(shí)。
切削用量的選擇應(yīng)有利于主軸箱設(shè)計(jì)。若能作到相鄰主軸轉(zhuǎn)速接近相等,則可以使主軸箱傳動(dòng)鏈簡(jiǎn)單;某些刀具帶導(dǎo)向加工時(shí),若不便冷卻潤(rùn)滑,則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。
選擇切削用量時(shí),還必須考慮所選的動(dòng)力滑臺(tái)的性能。尤其采用液壓動(dòng)力滑臺(tái)時(shí),所選的每分鐘進(jìn)給量一般比動(dòng)力滑臺(tái)可實(shí)現(xiàn)的最小進(jìn)給量大50%。否則,會(huì)由于溫度和其他原因?qū)е逻M(jìn)給量不穩(wěn)定,影響加工精度,甚至造成機(jī)床不能工作。
5.1.2組合機(jī)床切削用量的選擇
必須從實(shí)際出發(fā),根據(jù)加工精度、工件材料,工作條件、技術(shù)要求等進(jìn)行分析,按照經(jīng)濟(jì)地滿足加工要求地原則,合理地選擇切削用量。一般常用查表法,參照生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)同類工藝,通過(guò)工藝試驗(yàn)確定切削用量。
根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),在組合機(jī)床上進(jìn)行孔加工的切削用量按下表選?。?
表1 用高速鋼鉆頭加工鑄鐵件的切削用量
加工直徑
(毫米)
HB160~200
HB200~241
HB300~400
切削用量
v(m/min)
f(mm/轉(zhuǎn))
v(m/min)
f(mm/轉(zhuǎn))
v(m/min)
f(mm/轉(zhuǎn))
1~6
16~24
0.07~0.12
10~18
0.05~0.10
5~12
0.03~0.08
6~12
0.12~0.20
0.10~0.18
0.08~0.15
12~22
0.20~0.40
0.18~0.25
0.15~0.20
22~50
0.40~0.80
0.25~0.40
0.20~0.30
由上表可見,根據(jù)工件的材料與加工的孔徑,可以選擇合適的切削用量。
加工零件的材料為HT200,其硬度為HB200,加工的孔徑為8.5mm。初定主軸轉(zhuǎn)速為n=500轉(zhuǎn),故可以選擇加工各孔的切削用量如下:
?8.5mm: v=3.14x500x8.5/1000=13.4m/min
f=0.10~0.18r/min取0.15r/min
5.2 選擇刀具結(jié)構(gòu)
根據(jù)工藝要求及加工精度的不同,組合機(jī)床采用的刀具有:一般簡(jiǎn)單刀具(標(biāo)準(zhǔn)刀具),復(fù)合刀具及特種刀具。選擇刀具結(jié)構(gòu)應(yīng)注意以下主要問題:
1)只要條件允許,為使工作可靠,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,刃磨容易,應(yīng)該盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具(如標(biāo)準(zhǔn)的麻花鉆,擴(kuò)空鉆,鉸刀等)和簡(jiǎn)單的刀具。采用此類刀具的缺點(diǎn)使加工一個(gè)零件所需的工位或機(jī)床臺(tái)數(shù)較多。
2)為提高工序集中程度或保證加工精度,可采用先后加工或同時(shí)加工兩個(gè)或兩個(gè)以上表面的復(fù)合刀具。
3)選擇刀具結(jié)構(gòu)時(shí),還必須認(rèn)真分析被加工零件材料的特點(diǎn)。如加工硬度較高的鑄鐵或鋼件時(shí),為了提高刀具的耐用度減少換刀時(shí)間,宜采用多刃鉸刀或多刃鏜刀頭加工,以解決斷屑及排屑問題
本次設(shè)計(jì)所加工的零件為變速箱蓋前面孔上的六個(gè)孔,其精度要求較低,材料為鑄鐵,硬度不高,采用標(biāo)準(zhǔn)的高速鋼錐柄麻花鉆刀具,即可滿足加工的技術(shù)要求。
由《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》刀具部分P587表8-17可選擇如下刀具:
?8.5mm:高速鋼錐柄長(zhǎng)麻花鉆 =190mm,=109m
5.3加工示意圖
5.3.1加工示意圖的作用和內(nèi)容
零件加工的工藝方案要通過(guò)加工示意圖來(lái)反映。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程,刀具、輔具、夾具、主軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始資料,也是整個(gè)組合機(jī)床布局和性能的原始要求,同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試車的依據(jù)。其內(nèi)容為:
1)應(yīng)反映機(jī)床的加工方法、加工條件及加工過(guò)程。
2)根據(jù)加工部位特點(diǎn)及加工要求,決定刀具類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸(直徑和長(zhǎng)度),包括鏜削加工時(shí)決定鏜桿直徑和長(zhǎng)度。
3) 決定主軸的結(jié)構(gòu)類型、規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度。
4)選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)專用的接桿、浮動(dòng)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)表明主軸、接桿(卡頭)、夾具(導(dǎo)向)與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。
6)根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具、材料特點(diǎn)等,合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量。
7)決定機(jī)床動(dòng)力部件的工作行程及工作循環(huán)。
5.3.2.加工示意圖的畫法及注意事項(xiàng)
1) 加工示意的繪制順序是:先按比例用細(xì)實(shí)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(shí)線畫。為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),相同加工部位的加工示意圖(指對(duì)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,亦即同一主軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸可只畫一根。但必須在主軸上標(biāo)注軸號(hào)。(與工件孔號(hào)相對(duì)應(yīng))。當(dāng)軸數(shù)較多,可采用縮小比例,用細(xì)實(shí)線畫出工件加工部位簡(jiǎn)圖并標(biāo)注孔號(hào),以便設(shè)計(jì)和調(diào)整機(jī)床。
2) 一般情況下,在加工示意圖上,主軸分布可不按真實(shí)距離繪制。當(dāng)被加工孔間距很小或需設(shè)置徑向尺寸結(jié)構(gòu)較大的導(dǎo)向裝置時(shí),相鄰主軸必須嚴(yán)格按比例繪制,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)叢主軸箱端面畫起。刀具畫加工終了位置(攻絲加工則應(yīng)畫開始位置)。標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)如接桿、浮動(dòng)卡頭、攻絲靠模及絲錐卡頭、通用主軸箱的標(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(hào)。對(duì)一些專用結(jié)構(gòu)如導(dǎo)向、刀桿托架、專用接桿或浮動(dòng)卡頭等,為了顯示其結(jié)構(gòu)而必須剖視,并標(biāo)注尺寸、精度及配合。
5.3.3.擇刀具、工具、導(dǎo)向裝置并標(biāo)注其相關(guān)位置尺寸
1)刀具的選擇 刀具的選擇如前所述,要考慮工件的加工尺寸精度、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(kuò)、刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套外端面有一定的距離(一般為30~50mm)。
2)導(dǎo)向的選擇 在組合機(jī)床上加工孔,除了剛性主軸的方案外,工件的尺寸、位置精度主要取決于夾具導(dǎo)向。因此,正確選擇導(dǎo)向的結(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應(yīng)該解決的問題,也是設(shè)計(jì)組合機(jī)床不可忽視的重要內(nèi)容。
(1)導(dǎo)向類型、形式和結(jié)構(gòu) 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(duì)移動(dòng)又有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的第一類導(dǎo)向,或稱固定式導(dǎo)向。另一類是刀具導(dǎo)向部分與夾具導(dǎo)套之間只有相對(duì)移動(dòng)而無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的第二類導(dǎo)向,或稱旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向。通常依據(jù)刀具導(dǎo)向部分的直徑d和刀具轉(zhuǎn)速n折算出導(dǎo)向的線速度v,其中米/分,在結(jié)合加工部位的尺寸精度,工藝方法和刀具的具體工作條件來(lái)選擇導(dǎo)向的類型、形式和結(jié)構(gòu)。第一類導(dǎo)向的允許線速度v<20米/分。因此,除了鉸孔外,這類導(dǎo)向很少用于大孔徑的加工。第二類導(dǎo)向的允許線速度v>20米/分。一般用于孔徑大于25mm以上的孔加工,尤其以大直徑的鏜孔應(yīng)用較多。由前所選擇的刀具和主軸轉(zhuǎn)速,根據(jù)切削用量的線速度,加上氣缸蓋前面板上的六個(gè)孔的直徑為? 8.5mm,孔徑不大,其線速度v不大于20米/分,故采用固定式導(dǎo)向。
(2)確定導(dǎo)向數(shù)量、選擇導(dǎo)向參數(shù) 導(dǎo)向數(shù)量應(yīng)根據(jù)工件形狀,內(nèi)部結(jié)構(gòu),刀具剛性,加工精度及具體加工情況而定。通常鉆、擴(kuò)、鉸單層壁小孔或用懸伸量不大的鏜桿鏜、擴(kuò)、鉸深度不大的大孔時(shí),選取單個(gè)導(dǎo)向加工。當(dāng)在工件鑄孔上擴(kuò)孔時(shí),為了加強(qiáng)刀具的導(dǎo)向剛性,通常采用雙導(dǎo)向加工。導(dǎo)向的參數(shù)選擇包括:導(dǎo)套的直徑及公差配合,導(dǎo)套的長(zhǎng)度,導(dǎo)套離工件端面的距離等。根據(jù)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》表3-17和表3-18,選擇導(dǎo)向的參數(shù)。
導(dǎo)向的長(zhǎng)度:
導(dǎo)向離工件端面的距離:
其中:d為刀具的直徑。
故可選擇各導(dǎo)向的參數(shù):
?8.5mm:取35mm
導(dǎo)向離工件端面的距離:取10mm
導(dǎo)向的直徑及公差配合等參數(shù)見下圖所示:
圖1:鉆直徑為8.5mm孔的導(dǎo)套參數(shù)
5.3.4初定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度和選擇接桿
主軸的型式主要取決于進(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)選定的切削用量計(jì)算出切削扭矩M,根據(jù),《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》表3-19初選主軸直徑d,再綜合考慮加工精度和具體工作條件,根據(jù)表3-22決定外伸部分尺寸(直徑D/d1,長(zhǎng)度L)及配套的刀具接桿莫氏錐度。
由前所確定的切削扭矩M,可確定主軸的直徑為:
鉆直徑為?8.5mm的主軸:?20mm
再由表3-22選擇?8.5mm的主軸的外伸尺寸為115mm,其接桿的莫氏錐度為1號(hào)錐度,接桿連接也稱為剛性連接,用于單導(dǎo)向進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸等孔加工。通用的標(biāo)準(zhǔn)接桿有大小型之分,其規(guī)格、尺寸隨接桿號(hào)不同而不同。選擇接桿主要時(shí)決定其號(hào)數(shù),應(yīng)根據(jù)刀具尾部結(jié)構(gòu)(莫氏錐度號(hào))和主軸外伸部分的內(nèi)孔直徑d1而定。
主軸箱端面至工件之間的軸向距離時(shí)加工示意圖上最重要的聯(lián)系尺寸。必須從保證加工終了時(shí)主軸箱端面到工件端面間距離最小來(lái)確定全部刀具、接桿、導(dǎo)向等與工件之間的聯(lián)系尺寸,其中,須標(biāo)注主軸端部外徑和內(nèi)孔徑,外伸尺寸,刀具各段長(zhǎng)度及直徑,導(dǎo)向的直徑、長(zhǎng)度、配合,工件至夾具之間須標(biāo)注工件距導(dǎo)套端面的距離為了縮短刀具懸伸長(zhǎng)度與工作行程長(zhǎng)度,要求這一距離越小越好。它取決于兩個(gè)方面,一是主軸箱上刀具、接桿、主軸等由于相互連接所需的最小軸向尺寸,如采用麻花鉆鉆孔時(shí),刀具長(zhǎng)度要考慮其螺旋槽尾部離開導(dǎo)套端面有一定的距離,以備排屑和刀具刃磨后有向前調(diào)整的可能。接桿長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)尺寸,各規(guī)格均有可選擇的范圍,設(shè)計(jì)時(shí)通常先按最小長(zhǎng)度選取。二時(shí)機(jī)床總體布局要求的聯(lián)系尺寸。設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮 兩者的因素。
由表3-23選擇各接桿的型號(hào):
? 8.5mm的主軸:接桿 2X260T0635—01
5.4動(dòng)力部件的工作循環(huán)和工作行程
動(dòng)力部件的工作循環(huán)是加工時(shí)動(dòng)力部件從原始位置開始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置,又返回原始位置的動(dòng)作過(guò)程。一般包括快速引進(jìn)、工作進(jìn)給、快速退 回等動(dòng)作。有時(shí)還有中間的許多其他要求動(dòng)作。本次加工六個(gè)孔,并無(wú)其他 特殊的精度要求,采用一般的鉆削加工就可。故其工作循環(huán)只需要快進(jìn),工 進(jìn),快退三個(gè)步驟即可。
工作行程長(zhǎng)度的確定:工作進(jìn)給長(zhǎng)度L應(yīng)等于工件加工部位的長(zhǎng)度L與刀具切入長(zhǎng)度L1和切出長(zhǎng)度L2之和,切入長(zhǎng)度L1應(yīng)根據(jù)工件端面的誤差情況在5~10mm之間選擇,誤差大時(shí)取大值。
由此選擇加工的切入長(zhǎng)度L1為10mm,由于是鉆不通的孔無(wú)切出長(zhǎng)度??焖偻嘶亻L(zhǎng)度等于快速引進(jìn)與工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和,快速引進(jìn)是指動(dòng)力部件把主軸箱連同刀具從原始位置送進(jìn)到工作進(jìn)給開始位置,其長(zhǎng)度按具體加工情況確定。通常,在采用固定式夾具的鉆、擴(kuò)、鉸孔組合機(jī)床上,快速退回行程長(zhǎng)度須保證所有刀具均退至夾具導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件的裝卸。假如刀具的剛性較好,且能夠滿足生產(chǎn)率的要求,為了使動(dòng)力滑臺(tái)導(dǎo)軌在全行程上均勻磨損,也可使快退行程長(zhǎng)度加大。本文選用的快退長(zhǎng)度為50mm,只退到導(dǎo)套內(nèi),提高效率。
動(dòng)力部件總行程長(zhǎng)度。動(dòng)力部件的總行程除了要保證要求的工作行程外,還要考慮裝卸和調(diào)整刀具的方便,即要考慮前、后備量。前備量是指因?yàn)榈毒叩哪p或補(bǔ)償制造、安裝誤差,動(dòng)力部件尚有可向前調(diào)節(jié)的距離。后備量是考慮刀具從接桿或接桿連同刀具一起從主軸孔內(nèi)取出所需的軸向距離。 動(dòng)力部件的總行程為快退行程長(zhǎng)度與前后備量之和。并依次作為選擇標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)的依據(jù)。
6 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖
6.1聯(lián)系尺寸圖的作用及內(nèi)容
一般說(shuō)來(lái),組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件——?jiǎng)恿_(tái)、動(dòng)力箱,各種工藝切削頭、側(cè)底座、立柱、中間底座等加上專用的——主軸箱,刀具和輔具系統(tǒng),夾具,液、電、冷卻、潤(rùn)滑、排屑系統(tǒng)組合裝配而成。聯(lián)系尺寸圖用來(lái)表示機(jī)床各組成部件的相互裝配和運(yùn)動(dòng)關(guān)系,以檢驗(yàn)機(jī)床各部件相對(duì)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適,并為進(jìn)一步進(jìn)行主軸箱、夾具的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖是機(jī)床配置型式和總體布局的簡(jiǎn)化圖。
主要內(nèi)容:以適當(dāng)?shù)囊晥D按統(tǒng)一比例畫出機(jī)床各主要組成部件的外形輪廓及相關(guān)位置,表明機(jī)床的配置型式及總體布局、主視圖的選擇應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致。圖上應(yīng)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、專用部件的主要輪廓尺寸,運(yùn)動(dòng)部件的極限位置及行程尺寸,必須完整齊全。為了便于部件的設(shè)計(jì),聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格代號(hào),電動(dòng)機(jī)型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速,并注明機(jī)床部件的分組情況及總行程。
6.2 通用部件的選擇
通用部件的選用是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。選用的基本方法是:根據(jù)所需的功率、進(jìn)給力、進(jìn)給速度等要求,選擇動(dòng)力部件及其配套部件。選用原則如下:
1)、切削功率應(yīng)滿足加工所需的計(jì)算功率(包括切削所需功率、空轉(zhuǎn)功率及傳動(dòng)功率);
2)、進(jìn)給部件應(yīng)滿足所需的最大計(jì)算進(jìn)給力、進(jìn)給速度和工作行程及工作循環(huán)的需求,同時(shí)還需考慮裝刀、調(diào)刀的方便性;
3)動(dòng)力箱與主軸箱尺寸應(yīng)相適應(yīng)和匹配。根據(jù)加工主軸分布位置可大致算出多軸箱尺寸,并圓整后選用尺寸的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格主軸箱,據(jù)此選擇結(jié)合尺寸相適應(yīng)的動(dòng)力箱;
4)應(yīng)滿足加工精度的要求。選用時(shí)應(yīng)注意結(jié)構(gòu)不同或者結(jié)構(gòu)相同、精度等級(jí)不同的動(dòng)力部件所能達(dá)到的加工精度是不同的。
5)、盡可能按通用部件的配套關(guān)系選用有關(guān)的通用部件。
6.3繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖之前確定的主要內(nèi)容
6.3.1各主軸切削力P,扭矩M,切削功率N的計(jì)算
根據(jù)前面選定的切削用量(主要指切削速度v及進(jìn)給量f),確定進(jìn)給力,作為選擇動(dòng)力滑臺(tái)及設(shè)計(jì)夾具的依據(jù)。確定切削轉(zhuǎn)矩,用以確定主軸及其它傳動(dòng)件的尺寸。確定切削功率,用來(lái)選擇主傳動(dòng)電機(jī)功率;
?8.5mm :v=13.4m/min
f=0.15r/min
故:
6.3.2動(dòng)力部件的選擇
選用動(dòng)力部件主要是確定動(dòng)力部件的品種和規(guī)格。
1)、動(dòng)力部件品種的確定
在設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí),究竟選用那種動(dòng)力部件,應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的加工要求、機(jī)床的配置型式、制造及使用條件等確定。對(duì)于完成主運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件,通常時(shí)根據(jù)加工工藝要求和配置型式確定。設(shè)計(jì)一臺(tái)鉆孔的臥式組合機(jī)床時(shí),選用主軸箱以側(cè)置式的主傳動(dòng)裝置;對(duì)于完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件,通常是根據(jù)進(jìn)給速度的穩(wěn)定性、進(jìn)給量的可調(diào)性、工作循環(huán)等來(lái)確定。還要注意用戶所在地區(qū)的氣溫條件及用戶使用的方便性。
組合機(jī)床的的動(dòng)力部件是配置組合機(jī)床的基礎(chǔ)。它主要包括用以實(shí)現(xiàn)刀具主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力箱、各種工藝切削頭及實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力滑臺(tái)。 影響動(dòng)力部件選擇的主要因素有:
(1)切削功率 根據(jù)各刀具的切削用量,計(jì)算總切削功率,在考慮傳動(dòng)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(jī)床主運(yùn)動(dòng)用的動(dòng)力箱型號(hào)規(guī)格的依據(jù)。
(2)進(jìn)給力 每種規(guī)格的動(dòng)力滑臺(tái)有其最大的進(jìn)給力的限制,選用時(shí),應(yīng)根據(jù)確定的切削用量計(jì)算出各主軸的軸向切削合力,并保證<,依次來(lái)選擇動(dòng)力滑臺(tái)。因?yàn)橥瑫r(shí)加工六個(gè)孔故=6P=6982.86(N)。
(3)進(jìn)給速度 動(dòng)力滑臺(tái)有規(guī)定的快速行程速度和最小進(jìn)給量的限制。選用時(shí),應(yīng)使快速行程速度大于規(guī)定值,最小進(jìn)給量小于規(guī)定值。
(4)行程 選擇動(dòng)力滑臺(tái)還應(yīng)考慮最大的允許行程。所選應(yīng)小于其規(guī)定的最大允許行程。
(5)主軸箱輪廓尺寸 為使加工過(guò)程有良好的穩(wěn)定性,主軸箱應(yīng)與所選的動(dòng)力滑臺(tái)相適應(yīng),其輪廓尺寸有一定的限制。
(6)動(dòng)力滑臺(tái)導(dǎo)軌的型式 導(dǎo)軌組合有“矩—矩”和“矩—山”兩種型式。前者一般多用于帶導(dǎo)向引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的機(jī)床及其他粗加工,后者導(dǎo)向好,精度高,多用在不帶導(dǎo)向的剛性主軸加工和其他精加工。
綜上所述,根據(jù)前面所計(jì)算的各量,查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》選擇動(dòng)力部件如下:
1) 液壓動(dòng)力滑臺(tái):HY32B—Ⅱ
動(dòng)力滑臺(tái)是由滑座、滑鞍和驅(qū)動(dòng)裝置等組成、實(shí)現(xiàn)直線進(jìn)給的動(dòng)力部件。根據(jù)被加工零件的工藝要求,在滑鞍上安裝動(dòng)力箱,主軸箱與動(dòng)力箱相連接,與動(dòng)力箱一起運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)本道工序的鉆削加工。
臺(tái)面寬320mm,臺(tái)面長(zhǎng)630mm行程長(zhǎng)400mm,導(dǎo)軌“矩—矩”型式,滑臺(tái)及滑座總高280mm滑座長(zhǎng)1070mm允許最大進(jìn)給力=12500牛,快速行程速度6mm/分,工進(jìn)速度35~1350mm/分
2) 齒輪傳動(dòng)動(dòng)力箱1TD32Ⅰ型
電動(dòng)機(jī)為Y100L2-4型,功率N=3.0千瓦;動(dòng)力箱輸出軸轉(zhuǎn)速n為715傳/分;動(dòng)力箱與動(dòng)力滑臺(tái)面結(jié)合面尺寸:長(zhǎng)400mm寬320mm;。動(dòng)力箱輸出軸距箱底面高度為124.5mm。
6.3.3機(jī)床裝料高度的確定
裝料高度一般指工件安裝基面到地面的垂直距離。在確定裝料高度時(shí),首先考慮到工人操作的方便性;自動(dòng)線要考慮車中間底座的高度以便允許內(nèi)腔通過(guò)隨行夾具還會(huì)系統(tǒng)或冷卻排屑。其次是機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸限制和剛度要求??紤]上述剛度、結(jié)構(gòu)功能和使用要求等因素,設(shè)計(jì)裝料高度H=970mm,工件最低孔徑hmin=125mm,滑臺(tái)高度為280mm,側(cè)底座高度560mm。
6.3.4夾具輪廓尺寸的確定
夾具是用于定位夾緊工件的,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)。根據(jù)夾具結(jié)構(gòu)草圖,初步確定夾具的輪廓尺寸。其底座高度應(yīng)考慮要保證有足夠的的剛性,又要考慮工件的裝料高度,為了便于布置定位元件,一般夾具的底座的高度不小于240mm。夾具底座的長(zhǎng)度尺寸,應(yīng)能布置下定位夾緊元件和能與中間底座的連接。
6.3.5中間底座尺寸的確定
中間底座其頂面安裝夾具,側(cè)面可與側(cè)底座相連接,并通過(guò)端面鍵或定位銷定位。根據(jù)所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床配置形式,雙面臥式組合機(jī)床的中間底座,兩側(cè)面都安裝側(cè)底座。中間底座的結(jié)構(gòu)、尺寸需根據(jù)工件的大小、形狀以及組合機(jī)床的配置形式來(lái)確定。因此,中間底座按專用部件進(jìn)行設(shè)計(jì),并且中間底座的主要尺寸查《金屬加工工藝人員手冊(cè)》所列的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
中間底座的輪廓尺寸,在長(zhǎng)度方面應(yīng)滿足夾具的安裝要求。它的加工方面的尺寸由加工示意圖確定。圖中已規(guī)定了機(jī)床在加工終了位置是工件端面至多軸箱前端面的距離330mm。由此根據(jù)選定的動(dòng)力箱、滑臺(tái)、側(cè)底座的尺寸等標(biāo)準(zhǔn)的位置關(guān)系,并考慮滑臺(tái)的前備量,通過(guò)尺寸鏈計(jì)算確定中間底座加工方向的尺寸800mm。
確定中間底座的高度方向尺寸時(shí),應(yīng)機(jī)床的剛性要求、冷切排屑系統(tǒng)要求以及側(cè)底座連接尺寸要求。裝料高度和夾具底座高度確定后,中間底座高度就已確定為560mm。
6.3.6主軸箱輪廓尺寸的確定
標(biāo)準(zhǔn)通用多軸箱,臥式為325mm。因此,確定多軸箱尺寸,主要是確定多軸箱的寬度B和高度H。記最低主軸高度h1。多軸箱寬度B、高度H的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān),可按下式確定:
B=b+2b1
H=h+h1+b1
式中:b——工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)兩孔距離,單位mm;
b1——最邊緣主軸中心至箱體外壁距離,單位mm;
h——工件在高度方向相距最遠(yuǎn)兩孔距離,單位mm;
h1——最低主軸高度,單位mm。
b=105mm,b1取100mm
則B=105+2×100=305mm
h=155mm,
h1=h2+H料-(0.5+225+630+5)
=104.5
則H=155+104.5+100=359.5mm。
根據(jù)實(shí)際加工的情況,由通用箱體系列尺寸標(biāo)準(zhǔn),選定多軸箱輪廓尺寸,B×H=500×500mm。
6.4機(jī)床分組
當(dāng)繪制完那些機(jī)床部件后,為便于設(shè)計(jì)和組織生產(chǎn),組合機(jī)床各部件和裝置按不同的功能劃分編組。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床的分類如下:
(1) 第10-19組支承部件。側(cè)底座CC32第10組,中間底座第11組。
(2) 第20-29組夾具及輸送設(shè)備。夾具為第20組。
(3) 第30-39組電氣設(shè)備。電機(jī)Y100L2-04為第30組。
(4) 第40-49組傳動(dòng)裝置。動(dòng)力箱TD32為第40組,滑臺(tái)為第41組。
(5) 第50-59組液壓和氣動(dòng)裝置。
(6) 第60-69刀具、工具、量具和輔助工具等。鉆頭為第60組,接桿為61組。
(7) 第70-79組多軸箱及其附屬部件。多軸箱為第70組。
(8) 第80-89組冷卻,排屑及潤(rùn)滑裝置。
(9) 第90-99組電氣、液壓、氣動(dòng)等各種擋鐵。
7 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)
7.1主軸箱的基本結(jié)構(gòu)
主軸箱是組合機(jī)床的重要專用部件。它是選用通用零件,按專用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的。它根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置、切削用量和主軸類型設(shè)計(jì)的傳遞各主軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。其動(dòng)力來(lái)自通用的動(dòng)力箱,與動(dòng)力箱一起安裝于進(jìn)給滑臺(tái),完成鉆孔工序。
所設(shè)計(jì)的主軸箱為通用主軸箱,結(jié)構(gòu)典型,能利用通用的箱體和傳動(dòng)件,借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具來(lái)保證被加工孔的位置精度。
7.1.1 通用主軸箱的組成
通用主軸箱由通用零件如箱體、主軸、傳動(dòng)軸、齒輪和附加機(jī)構(gòu)組成。在多軸箱箱體內(nèi)腔可安排三排寬24mm的齒輪或安排兩排寬32mm齒輪;箱體后壁與后端蓋之間安排一排齒輪。
7.1.2主軸箱通用零件
1.箱體類型
主軸箱的通用類型零件配套查《手冊(cè)》表7-4;箱體材料為HT200,前、后、側(cè)蓋等材料為HT150。查多軸箱基本尺寸系列尺寸(GB3668.1-83)規(guī)定,多軸箱箱體高度和寬度是根據(jù)配套滑臺(tái)的規(guī)格按規(guī)定的系列尺寸(表7-1)選擇;多軸箱后蓋與動(dòng)力箱查《手冊(cè)》表7-2,其結(jié)合面上聯(lián)接螺釘、定位銷孔及其位置與動(dòng)力箱聯(lián)系尺寸相適應(yīng)查《手冊(cè)》表5-40;通用多軸箱箱體結(jié)構(gòu)尺寸及螺孔位置查《手冊(cè)》表7-1及7-3。
多軸箱的標(biāo)準(zhǔn)厚度為180mm,前蓋厚度為55mm,后蓋為90mm。
2、通用主軸
通用主軸選用滾錐軸承主軸 前后支承均為滾珠軸承。這種結(jié)構(gòu)可承受的軸向和一定的徑向力。而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配調(diào)整方便。
主軸箱采用前端外伸為115mm的長(zhǎng)主軸,并采用固定鉆套。
主軸材料采用40Cr鋼,熱處理C42。通用主軸的最小間距查《手冊(cè)》表4-3。
3、通用傳動(dòng)軸
通用傳動(dòng)軸采用滾錐傳動(dòng)軸,材料45鋼,調(diào)質(zhì)T235。傳動(dòng)結(jié)構(gòu),配套零件及聯(lián)系尺寸詳見主軸箱裝配圖。
4、通用齒輪和套
多軸箱齒輪有:傳動(dòng)齒輪,動(dòng)力箱齒輪,其結(jié)構(gòu)型式、尺寸參數(shù)查《手冊(cè)》表7-21~表7-23。
多軸箱用套和防油套差《手冊(cè)》表7-24,表7-25,詳見主軸箱裝配圖。
7.2繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖
主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。
1)、根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖,繪制主軸箱外形圖,并標(biāo)注輪廓尺寸及與動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)位置尺寸。
2)、根據(jù)尺寸聯(lián)系圖標(biāo)注所有主軸位置尺寸及工件與主軸、主軸與傳動(dòng)軸的相關(guān)位置尺寸。因?yàn)橹鬏S和被加工零件在機(jī)床上是面對(duì)面安放的,因此,多軸箱主視圖上的水平方向尺寸與工序圖上的水平方向尺寸相反;由于多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和零件工序圖上的基準(zhǔn)不重合,應(yīng)作尺寸轉(zhuǎn)換,找出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。,標(biāo)出相應(yīng)的位置關(guān)系尺寸,然后根據(jù)零件工序圖各孔位置尺寸,算出多軸箱上主軸的坐標(biāo)值。
3)、標(biāo)注主軸順時(shí)針轉(zhuǎn)向;
4)、列出個(gè)主軸的工序內(nèi)容,切削用量及主軸的外伸尺寸等;
5)、標(biāo)明動(dòng)力部件型號(hào)及其性能參數(shù)等。
以上內(nèi)容詳見多軸箱原始依據(jù)圖。
7.3 主軸、齒輪的確定及動(dòng)力計(jì)算
7.3.1主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定
1.軸的型式和直徑
主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝決定,并考慮主軸的工作條件和受力情況。軸承型式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征。本次設(shè)計(jì)為鉆削加工主軸,軸向切削力大,故軸承采用前后支承均為滾珠軸承。這種結(jié)構(gòu)可承受較大的軸向和徑向力。而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配調(diào)整方便。
主軸材料采用40Cr鋼,熱處理C42。通用主軸的最小間距查《手冊(cè)》表4-3。
主軸直徑按加工示意圖所示。主軸外伸尺寸為115mm,傳動(dòng)軸的直徑也可參考主軸的直徑大小選取。
2.齒輪模數(shù)的確定
齒輪模數(shù)m按公式法估算:
m≥(30~32)
式中:P——齒輪所傳遞的功率,單位KW;(由上面知P為3.4KW)
z——一對(duì)嚙合齒輪中的小齒輪齒數(shù);(z=22)
n——小齒輪轉(zhuǎn)速,單位r/min。(n=500r/min)
即:=1.3~1.4
所以輸入軸即電機(jī)軸上的齒輪選用m=3,傳動(dòng)軸及主軸上的齒輪選用m=2。
7.3.2動(dòng)力計(jì)算
主軸傳遞的總的功率計(jì)算:
其中:N1,N2,N3,N4,N5,N6為各軸的切削功率,由前已知;
為傳動(dòng)效率,取為0.9;
則Nz=2.9 Kw
主軸的總的切削力的計(jì)算:
其中:各軸的切削力由前已知。故算得=6982.86N
7.4主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)
主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì),是根據(jù)動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸位置和動(dòng)力轉(zhuǎn)速、各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求,設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈,把驅(qū)動(dòng)軸與各主軸連接,使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。
1.主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)要求設(shè)計(jì):
1)、在保證主軸的強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下,力求使傳動(dòng)軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。
2)、不用主軸帶動(dòng)主軸的方案,以免增加主軸負(fù)荷,影響加工質(zhì)量。
3)、為了結(jié)構(gòu)緊湊,主軸箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比不大于1/2,后蓋內(nèi)齒輪傳動(dòng)比取在1/3~1/3.5,不用升速傳動(dòng)。
4)、由于是粗鉆孔,主軸設(shè)置在第Ⅰ排位置,以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變 形。
5)、剛性鏜孔主軸上的齒輪,其分度圓直徑大于被加工孔的孔徑,以減少振東,提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。
6)、驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸不能超過(guò)兩根,以免給裝配帶來(lái)困難。
7.4.1主軸的分布
被加工零件上加工孔的位置決定主軸的分布情況??椎奈恢梅植即笾驴蓺w納為:同心圓分布、支線分布和任意分布三種類型。因此,多軸箱上主軸分布相應(yīng)分為這三種。本次加工的孔分布為任意分布,六個(gè)孔六個(gè)軸1、2、3、4、5、6采用一根傳動(dòng)軸7帶動(dòng).傳動(dòng)軸7由驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng),同時(shí)傳動(dòng)軸7同時(shí)兼作手柄軸。由于主軸之間的距離較近,油泵的外形較大,因而采用主軸帶動(dòng)一根傳動(dòng)軸8,軸8用埋頭傳動(dòng),軸8帶動(dòng)油泵軸。
7.4.2傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.已知各主軸轉(zhuǎn)速及驅(qū)動(dòng)軸到主軸之間的傳動(dòng)比:
動(dòng)力箱的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為n=715r/min
故主軸1、3、4、6的總傳動(dòng)比為:
主軸2、5傳動(dòng)比總傳動(dòng)比為:
2.各軸傳動(dòng)比分配
因?yàn)橐笾鬏S上齒輪不過(guò)大,所以最后一對(duì)齒輪取升速。
主軸1、3、4、6與軸7的傳動(dòng)比:
主軸2、5與軸7的傳動(dòng)比:
中間傳動(dòng)軸的位置由各主軸的位置,可粗略確定。
1,3,4,6軸用幾何作圖法可找出其圓心,即7軸位置。量得其半徑為R=52mm。
取模數(shù)為m=2,由傳動(dòng)比,可確定主軸上齒輪=29,7軸上小齒輪為=34,其中大齒輪采用變位齒輪。
2,5軸用幾何作圖法可找出其圓心??芍潺X輪選擇與7軸相同。其半徑為R=78mm。
取模數(shù)m=2,由傳動(dòng)比,可確定主軸2,5上的齒輪z=36,7軸上的小齒輪z=42。
不須采用變位齒輪。
由驅(qū)動(dòng)軸與底面的距離為124.5mm,最低主軸距離為135mm,由原始依據(jù)圖,可知驅(qū)動(dòng)軸與的距離為88mm
取模數(shù)為m=3,由傳動(dòng)比,可確定驅(qū)動(dòng)軸上小齒輪的齒數(shù)z=22
7軸上大齒輪的齒數(shù)z’=37。其中大齒輪采用變位齒輪。
齒輪的變位系數(shù)參見《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》表5-15。
2)、確定驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向及其在主軸箱的位置
驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速按動(dòng)力箱型號(hào)選定;由于采用動(dòng)力滑臺(tái),驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向客任意選擇;動(dòng)力箱與主軸箱連接時(shí),驅(qū)動(dòng)軸的位置多位于主軸箱箱體寬度的中心線上。其中心高度由所選定的動(dòng)力箱的型號(hào)規(guī)格確定。驅(qū)動(dòng)軸與箱底的高度為124.5mm。
3)、潤(rùn)滑泵軸和手柄軸的安置
主軸箱常采用葉片油泵潤(rùn)滑,油泵供油至分油器經(jīng)油管分送各潤(rùn)滑點(diǎn)。吸油高度為283mm,并安排在提3排,以便維修。
4)、多軸箱設(shè)手柄,用于對(duì)刀、調(diào)整或裝配檢修時(shí)檢查主軸精度。
7.5多軸箱坐標(biāo)計(jì)算
7.5.1坐標(biāo)計(jì)算
坐標(biāo)計(jì)算就是工根據(jù)已知的驅(qū)動(dòng)軸和主軸的位置及傳動(dòng)關(guān)系,精確計(jì)算中間傳動(dòng)軸的坐標(biāo)。其目的為主軸箱箱體零件補(bǔ)償加工示意圖提供孔的坐標(biāo)位置尺寸,并用于繪制坐標(biāo)檢查圖來(lái)檢查齒輪排列、結(jié)構(gòu)布置是否正確合理。
為便于加工主軸箱箱體,設(shè)計(jì)時(shí)必須選擇基準(zhǔn)坐標(biāo)系,采用直角坐標(biāo)系XOY,計(jì)算主軸、驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo),并使坐標(biāo)原點(diǎn)選擇在定位銷孔上。
坐標(biāo)系橫軸(X軸)選在箱體底面。因所鉆孔的數(shù)量不多,而且相距較遠(yuǎn),直接用CAD測(cè)量和計(jì)算出各孔的位置和坐標(biāo)尺寸。
傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算利用計(jì)算機(jī)完成,編制程序如下:
10 DEFDBL A-Y
20 READ A1,B1,A2,B2,A3,B3
30 M=(A2-A1)*(A2-A1)+(B2-B1)*(B2-B1)
40 N=(A3-A1)*(A3-A1)+(B3-B1)*(B3-B1)
50 U=A1+((B2-B1)*N-(B3-B1)*M)/(2*(A3-A1)*(B2-B1)-2*
(A2-A1)*(B3-B1))
60 V=B1+((A3-A1)*M-(A2-A1)*N)/(2*(A3-A1)*(B2-B1)-2*
(A2-A1)*(B3-B1))
70 LPRINT“X=”;U,“Y=”;V
80 DADT Xa1,Yb1,Xa2,Yb2,Xa3,Yb3
輸入1,3,4,軸的坐標(biāo),分別為:(278.500,217.500),
(172.500,147.500),(172.500,217.500)
算得傳動(dòng)軸7的坐標(biāo)為:X7=225.000, Y8=182.500
7.5.2繪制坐標(biāo)檢查圖
a、繪出多軸箱輪廓尺寸和坐標(biāo)系XOY;
b、按計(jì)算出的坐標(biāo)值繪制各主軸、傳動(dòng)軸軸心位置及主軸外伸部分直徑,并注明軸號(hào)及主軸、驅(qū)動(dòng)軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等;
c、用點(diǎn)劃線繪制出各齒輪的分度圓,注明各齒輪齒數(shù)、模數(shù)、所處排數(shù);
d、為了醒目和易于檢查,用不同的形式的細(xì)線條畫出軸承、隔套、主軸防油套的外徑、附加機(jī)構(gòu)的輪廓及其相鄰軸的螺母外徑。
7.6 主軸箱總圖設(shè)計(jì)
主軸箱總圖設(shè)計(jì)包括繪制主視圖、展開圖、繪制裝配表、制定技術(shù)條件等四部分。
1)、主視圖 主要表明主軸箱主軸位置及齒輪傳動(dòng)系統(tǒng),齒輪齒數(shù)、模數(shù)、所處排數(shù),潤(rùn)滑系統(tǒng)等。因此,繪制主視圖就是在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)圖上標(biāo)出各軸軸號(hào),畫出潤(rùn)滑系統(tǒng),標(biāo)注主軸、油泵軸、驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速、油泵軸轉(zhuǎn)向及坐標(biāo)尺寸、最低主軸高度尺寸及輪廓尺寸等
2)、展開圖 各主軸和傳動(dòng)軸上的零件大多時(shí)通用化的,且有規(guī)則排列的。
(1)、展開圖主要表示各軸及軸上的零件的裝配關(guān)系。包括主軸、傳動(dòng)軸。驅(qū)動(dòng)軸、手柄軸、油泵軸及其上相應(yīng)的齒輪、隔套、防油套、軸承或油泵等機(jī)件形狀和安裝位置。圖中各零件的軸向尺寸和徑向尺寸按比例畫出。
(2)、展開圖上標(biāo)注出多軸箱的箱體厚度尺寸及箱壁及內(nèi)腔有關(guān)聯(lián)系尺寸、主軸外伸長(zhǎng)度。
3)、主軸和傳動(dòng)軸裝配表
把主軸箱中每根軸上基本零件的型號(hào)規(guī)格、尺
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ehy
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變速箱
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設(shè)計(jì)
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0071-EHY-112-90汽車變速箱加工工藝及鉆孔組合機(jī)床、專用夾具設(shè)計(jì)(6個(gè)8.5孔),ehy,90,汽車,變速箱,加工,工藝,鉆孔,組合,機(jī)床,專用,夾具,設(shè)計(jì)
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