機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-EHY-112-90汽車變速箱鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)【全套圖紙】

1 摘要摘要 本次的設(shè)計(jì)題目為 EQY-112-90 汽車變速箱后面孔系鉆削組合機(jī) 床設(shè)計(jì)。汽車變速箱零件上的孔數(shù)多，如果采用普通的鉆床加工效 率低，精度也比較低。特別是對(duì)于生產(chǎn)批量大的工件，采用專用的 鉆孔組合機(jī)床能提高生產(chǎn)率和精度。首先是組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)， 包括制定工藝方案、確定機(jī)床配置形式、制訂影響機(jī)床總體布局和 技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。主要工作是“三圖” （加工零件工 序圖、加工示意圖和機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖）的設(shè)計(jì)和繪制，這些是組 合機(jī)床設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。機(jī)床聯(lián)系尺寸圖有很多是標(biāo)準(zhǔn)組件，如動(dòng)力滑 臺(tái)、側(cè)底座等。再來就是技術(shù)設(shè)計(jì)，主要是多軸箱裝配圖、夾具設(shè) 計(jì)及其裝配圖。機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)，是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。多軸箱中各 個(gè)軸的選擇和分布是最為關(guān)鍵的也是難點(diǎn)之一，這要根據(jù)被加工零 件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及所要加工孔的情況合理地布置各個(gè)主軸及傳動(dòng)軸。 此外，通過計(jì)算各軸工作時(shí)所要的功率、扭矩合理地設(shè)計(jì)各個(gè)軸的 大小。由于組合機(jī)床的自動(dòng)化程度較高，因而組合機(jī)床的夾具和通 用機(jī)床的夾具是有所不同的，因此采用液壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊，并采用 連動(dòng)銷定位。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：組合機(jī)床，多軸箱，夾具。 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 2 Abstract The design topic is design the moduler machine to drill the hole of the speed controller box of The automobiles EQY-112-90s in back of department .Because the automobile become soon box has so much holes , if the common drill machines are adopted to drill the holes ,the efficiency will be low and the accuracy is also lower.Especially for produce the quantity of work piece, adopted the combine machine for drill can raise the rate of production and accuracies appropriatively. It is the overall designing which makes up the lathe at first, What this part will be done is how to design and draw the “ three pictures “( processing part process picture, process sketch map, lathe get in touch with size general drawing ), these make up the foundation of designing of the lathe . The lathe get in touch with size general drawing has a lot of standard module, such as power slippery platform, incline base part etc .Socend It is the technique designing, mainly the lathe many axle case designing and the lathes tongs design and its assembles the diagram. the focal point of the many axle case designing, and it each choice and distribution of axle is the most key, so calculate every axle power, torsion wanted design each size of axle rational when working. Through analyse and process the situation of the hole, design the distribution of the main shaftBecause the automation degree of the moduler machine is higher, making up lathes tongs and ordinary tongs of lathe are different, adopt hydraulic pressure organization clamp, and adopt and move and sell and make a reservation in succession. Key Words: modular machine,multiple spindle case,fixture 3 目錄目錄 摘要摘要 1 1 緒緒 論論1 2 2 組組合機(jī)床的組成、特點(diǎn)和設(shè)計(jì)步驟合機(jī)床的組成、特點(diǎn)和設(shè)計(jì)步驟2 2.1 組合機(jī)床的組成及特點(diǎn) 2 2.2 組合機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟 2 3 3 制定機(jī)械加工工藝過程制定機(jī)械加工工藝過程4 3.1 工藝方案的擬訂 4 3.2 被加工零件的工藝分析及其工藝方案 5 321 被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5 3.2.2 被加工零件的技術(shù)要求和加工工序6 3.2.3 零件的生產(chǎn)批量 6 3.3 制定工藝方案時(shí)應(yīng)考慮問題6 3.3.1 定位基準(zhǔn)的及夾壓點(diǎn)選擇 6 3.3.2 加工工藝方案 7 4 4 加工工序圖加工工序圖9 4.1 被加工零件工序圖 9 4.1.1 被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容 9 5 5 加工示意圖加工示意圖11 5.1 切削用量的選擇 .11 5.1.1 確定切削用量應(yīng)注意的問題.11 5.1.2 組合機(jī)床切削用量的選擇 .12 5.2 選擇刀具結(jié)構(gòu).13 5.3 加工示意圖 .14 5.3.1 加工意圖的作用和內(nèi)容 .14 5.3.2加工示意圖的畫法及注意事項(xiàng)15 4 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15 5.3.4 初定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度和選擇接桿 .17 5.4 動(dòng)力部件的工作循環(huán)和工作行程 .17 6 6 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖19 6.1 聯(lián)系尺寸圖的作用及內(nèi)容 .19 6.2 通用部件的選擇.19 6.3 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖之前確定的主要內(nèi)容 .20 6.3.1 各主軸切削力 P，扭矩 M，切削功率 N 的計(jì)算 20 6.3.2 動(dòng)力部件的選擇 .20 6.3.3 機(jī)床裝料高度的確定 .22 6.3.4 夾具輪廓尺寸的確定 .22 6.3.5 中間底座尺寸的確定 .22 6.3.6 主軸箱輪廓尺寸的確定 .23 6.4 機(jī)床分組 .24 7 7 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)25 7.1 主軸箱的基本結(jié)構(gòu) .25 7.1.1 通用主軸箱的組成.25 7.1.2 主軸箱通用零件 .25 7.2 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 .26 7.3 主軸、齒輪的確定及動(dòng)力計(jì)算.27 7.3.1 主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定 .27 7.3.2 動(dòng)力計(jì)算 .27 7.4 主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì) .28 7.4.1 主軸的分布 .28 7.4.2 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) .29 7.5 多軸箱坐標(biāo)計(jì)算 .30 7.5.1 坐標(biāo)計(jì)算 .30 7.5.2 繪制坐標(biāo)檢查圖 .31 7.6 主軸箱總圖設(shè)計(jì).31 8 8 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)33 8.1 組合機(jī)床夾具概述 .33 5 8.1.1 組合機(jī)床的夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn).33 8.1.2 組合機(jī)床的夾具的設(shè)計(jì)過程 .34 8.2 定位支承系統(tǒng).34 8.2.1 定位方案 .34 8.2.2 定位銷的液壓控制 .35 8.2.3 定位誤差計(jì)算.35 8.3 導(dǎo)向裝置.37 8.4 夾緊機(jī)構(gòu) .37 8.4.1 夾緊方案.37 8.4.2 夾緊力的計(jì)算 .37 9 9 經(jīng)濟(jì)性分析經(jīng)濟(jì)性分析 39 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)41 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)42 致謝致謝43 附錄附錄 44 1 1 緒緒 論論 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，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)中廣泛的采用萬能機(jī)床，但是隨著生產(chǎn) 的發(fā)展，萬能機(jī)床越來越不能適應(yīng)大規(guī)模，集成化的生產(chǎn)，很多企業(yè)的產(chǎn) 品產(chǎn)量越來越大，精度越來越高，如汽車的汽缸體、變速箱，采用萬能機(jī) 床加工就無法很好的滿足設(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 6 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 2 組合機(jī)床的組成、特點(diǎn)和設(shè)計(jì)步驟組合機(jī)床的組成、特點(diǎn)和設(shè)計(jì)步驟 2.12.1 組合機(jī)床的組成及特點(diǎn)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)來保證加工精度的一致性； 7 （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?？砂垂ぜ蚬ば蛞?， 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。 2.22.2 組合機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟組合機(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?？傮w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。 8 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 3 制定機(jī)械加工工藝過程制定機(jī)械加工工藝過程 3.13.1 工藝方案的擬訂工藝方案的擬訂 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?度上決定了組合機(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) 9 或幾個(gè)零件完成復(fù)雜的工藝過程，從而提高生產(chǎn)的效率。 但也應(yīng)當(dāng)看到，工序過分集中也會(huì)帶來一些問題：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，一般說來，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。 10 3 3.2.2 被加工零件的工藝分析及其工藝方案被加工零件的工藝分析及其工藝方案 3 32 21 1 被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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于集中，以免 因同時(shí)加工表面過多造成工件受力大，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。縱觀整個(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 來，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 3.2.2.2.2 被加工零件的技術(shù)要求和加工工序被加工零件的技術(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 8.5，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 11 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 31 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 3.2.3.2.3 零件的生產(chǎn)批量零件的生產(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。 3.33.3 制定工藝方案時(shí)應(yīng)考慮問題制定工藝方案時(shí)應(yīng)考慮問題 3.3.13.3.1 定位基準(zhǔn)的及夾壓點(diǎn)選擇定位基準(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。 “一面兩孔”定位可以作為零 件從粗加工到精加工全部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整個(gè)工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一， 從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的積累誤差，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。 12 3.3.23.3.2 加工工藝方案加工工藝方案 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 110，80； 5、鉆變速箱外殼頂面的兩銷孔 11.8，采用工序 1 的定位和夾緊方法 （此兩孔用來為后面的工序當(dāng)作定位孔）； 6、絞頂面的兩銷孔 12，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 下如無特別說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 2-9.8； 10、絞后端面凸臺(tái)銷孔 2-10； 11、鉆后端面右下方凸臺(tái)螺紋底孔 6-8.5； 12、攻螺紋 6-M10； 13、鉆前端面右下方凸臺(tái)螺紋底孔 6-8.5； 14、攻螺紋 6-M10； 15、鉆前端面其它螺紋底孔 6-8.5；12 16、攻螺紋 6-M10；M14 17、鉆右下側(cè)面螺紋底孔 5-8.5； 18、攻螺紋 5-M10； 19、鉆右上側(cè)面螺紋底孔 6-8.5； 20、攻螺紋 6-M10； 21、鉆右側(cè)面銷孔 8,及擴(kuò) 2-30 孔； 22、擴(kuò)底孔 30； 23、鉆左側(cè)所有孔 4-17,4-8.5 及銷孔 8； 24、攻螺紋 4-M10； 13 25、擴(kuò)注油孔 42； 26、鉆頂面螺紋底孔 9-8.5，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 4 加工工序圖加工工序圖 4.14.1 被加工零件工序圖被加工零件工序圖 4.1.14.1.1 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) 14 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。 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。 15 5 5 加工示意圖加工示意圖 5.15.1 切削用量的選擇切削用量的選擇 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 用量比一般的萬能機(jī)床單刀加工要低一些?？筛爬ǖ卣f：在多軸加工的組 合機(jī)床上不宜最大的切削用量。 16 5.1.15.1.1 確定切削用量應(yīng)注意的問題確定切削用量應(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??；鉸孔卻要求切 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。 17 5.1.25.1.2 組合機(jī)床切削用量的選擇組合機(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 HB160200HB200241HB300400 切削用量 加 工 直 徑 （毫 米） v（m/min ） f（mm /轉(zhuǎn)） v（m/min ） f（mm /轉(zhuǎn)） v（m/min ） f（mm /轉(zhuǎn)） 160.07 0.12 0.05 0.10 0.03 0.08 61 2 0.12 0.20 0.10 0.18 0.08 0.15 12 22 1624 0.20 0.40 1018 0.18 0.25 512 0.15 0.20 18 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 n500 轉(zhuǎn)，故可以選擇加工各孔的切削用量如下： 8.5mm： v3.14x500 x8.5/100013.4m/min f=0.100.18r/min 取 0.15r/min 5 5.2.2 選擇刀具結(jié)構(gòu)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，109mLl 19 5.35.3 加工示意圖加工示意圖 5.3.15.3.1 加工示意圖的作用和內(nèi)容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來反映。加工示意圖表示被加 工零件在機(jī)床上的加工過程，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)。 5.3.25.3.2加工示意圖的畫法及注意事項(xiàng)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。 20 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。 5.3.35.3.3擇刀具、工具、導(dǎo)向裝置并標(biāo)注其相關(guān)位置尺寸擇刀具、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 3050mm） 。 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 1000 dn v 寸精度，工藝方法和刀具的具體工作條件來選擇導(dǎo)向的類型、形式和結(jié)構(gòu)。 第一類導(dǎo)向的允許線速度 v20 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 21 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： dl)42( 1 導(dǎo)向離工件端面的距離：dl)0 . 13 . 0( 2 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 1 l 導(dǎo)向離工件端面的距離：取 10mm 2 l 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) 5.3.45.3.4 初定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度和選擇接桿初定主軸類型、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 22 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 2X260T063501 5.45.4 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)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 510mm 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切出長(zhǎng) 度。快速退回長(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。 23 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)系尺寸總圖繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 6.16.1 聯(lián)系尺寸圖的作用及內(nèi)容聯(lián)系尺寸圖的作用及內(nèi)容 一般說來，組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件動(dòng)力滑臺(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 24 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。 6.26.2 通用部件的選擇通用部件的選擇 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。 25 6.36.3 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖之前確定的主要內(nèi)容繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖之前確定的主要內(nèi)容 6.6.3.13.1 各主軸切削力各主軸切削力 P P，扭矩，扭矩 M M，切削功率，切削功率 N N 的計(jì)算的計(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，用來選擇主傳動(dòng)電機(jī)功率； D M N HBfDM HBfDP 9740 10 26 6 . 08 . 09 . 1 6 . 08 . 0 8.5mm ：v13.4m/min f=0.15r/min 故： KwN mmNM NP 158 . 0 5 . 814. 39740 4 . 1376.3071 76.307120015 . 0 5 . 810 8 .116320015. 05 . 826 6 . 08 . 09 . 1 6 . 08 . 0 6.3.26.3.2 動(dòng)力部件的選擇動(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) 26 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 J P 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P 11528.95N 所以所選的夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力能滿足要求。 44 9 9 經(jīng)濟(jì)性分析經(jīng)濟(jì)性分析 任何一個(gè)較為復(fù)雜的機(jī)械零件，都有不同的加工工藝方案，特別是一 個(gè)新產(chǎn)品，從開發(fā)設(shè)計(jì)，試制，小批量投產(chǎn)到產(chǎn)品發(fā)展和成熟時(shí)期的大批 量生產(chǎn)，都要經(jīng)歷不同的生產(chǎn)批量過程。作為組成這一產(chǎn)品的機(jī)械零件必 須根據(jù)生產(chǎn)批量來確定其工藝方案，現(xiàn)以 EQY-112-90 汽車變速箱箱體結(jié) 合件為例，說明在不同生產(chǎn)批量情況下，如何合理選擇定位基準(zhǔn)，采用適 宜的生產(chǎn)設(shè)備和工藝手段，以保證加工質(zhì)量可靠，滿足市場(chǎng)的需求。達(dá)到 生產(chǎn)批量的能力，同時(shí)投資小，見效快，成本低，從而獲得企業(yè)的最大經(jīng) 濟(jì)效益。 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。 工藝性分析工藝性分析 通過對(duì) EQY-112-90 汽車變速箱箱體的機(jī)加工工藝可以分析出其加工 的經(jīng)濟(jì)性： 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 110，80； 5、鉆變速箱外殼頂面的兩銷孔 11.8，采用工序 1 的定位和夾緊方法 （此兩孔用來為后面的工序當(dāng)作定位孔）； 6、絞頂面的兩銷孔 12，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 下如無特別說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 2-9.8； 45 10、絞后端面凸臺(tái)銷孔 2-10； 11、鉆后端面右下方凸臺(tái)螺紋底孔 6-8.5； 12、攻螺紋 6-M10； 13、鉆前端面右下方凸臺(tái)螺紋底孔 6-8.5； 14、攻螺紋 6-M10； 15、鉆前端面其它螺紋底孔 6-8.5；12 16、攻螺紋 6-M10；M14 17、鉆右下側(cè)面螺紋底孔 5-8.5； 18、攻螺紋 5-M10； 19、鉆右上側(cè)面螺紋底孔 6-8.5； 20、攻螺紋 6-M10； 21、鉆右側(cè)面銷孔 8,及擴(kuò) 2-30 孔； 22、擴(kuò)底孔 30； 23、鉆左側(cè)所有孔 4-17,4-8.5 及銷孔 8； 24、攻螺紋 4-M10； 25、擴(kuò)注油孔 42； 26、鉆頂面螺紋底孔 9-8.5，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)。 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。 46 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 經(jīng)過大學(xué)的三年學(xué)習(xí)，我們學(xué)習(xí)了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程， 在此基礎(chǔ)上，我們已經(jīng)穿插的進(jìn)行了許多次的課程設(shè)計(jì)減速箱設(shè)計(jì)、 金工制圖課程設(shè)計(jì)等，還有每個(gè)學(xué)期不同周期的課程實(shí)踐金工實(shí)習(xí)， 生產(chǎn)工藝實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等，然而也是這些課程設(shè)計(jì)和課程實(shí)踐使我認(rèn) 識(shí)和熟悉本專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐過程，為我更好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)打下 良好的基礎(chǔ)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，也 是對(duì)我們大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的考核，因此這次在大學(xué)結(jié)束時(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì) 顯得猶為重要。這也就給我們一次對(duì)所有學(xué)過的課程的系統(tǒng)和深入理解 的機(jī)會(huì)，也是理論聯(lián)系實(shí)際最好的機(jī)會(huì)，無疑會(huì)對(duì)我們學(xué)習(xí)的內(nèi)容的深 層次的鞏固，對(duì)我們即將走進(jìn)的工作崗位有很大的益處。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們走上工作崗位之前最后的一次演練機(jī)會(huì)，它將 為我們今后勝任工作打下良好的基礎(chǔ)，為我們提高自身的設(shè)計(jì)能力提供 了一個(gè)難能可貴的平臺(tái)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我綜合運(yùn)用了所學(xué)的各門 基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程知識(shí)，掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，樹立了正確的 設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)了我們分析和解決問題的能力；學(xué)會(huì)了獨(dú)立搜集各種技 術(shù)資料，研究工藝方案的能力，能獨(dú)立制定設(shè)計(jì)方案，正確分析設(shè)計(jì)中 出現(xiàn)的各種矛盾和難題，并提出解決方案；在工藝過程的設(shè)計(jì)，機(jī)床部 件的選擇，加工工藝的特點(diǎn)，多軸箱的設(shè)計(jì)及其特點(diǎn)，以及各種的機(jī)床 技術(shù)要求等方面，都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。大大培養(yǎng)了我們的機(jī)械設(shè)計(jì)能力； 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，更好地學(xué)會(huì)了運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān) 技術(shù)資料，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。 在這里最要感謝的是我的指導(dǎo)老師劉秀杰老師 ，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì) 任務(wù)，同時(shí)也學(xué)到許多道理。為我更好的走向工作崗位打下基礎(chǔ)。 47 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1大連組合機(jī)床研究所編. 組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)第一冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1975 2大連組合機(jī)床研究所編.組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1975 3趙如福主編.機(jī)械加工工藝人員手冊(cè).上海：上海科技出版社.1990 4朱龍根編.簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1997 5東北重型機(jī)械學(xué)院等編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).上海：上?？萍汲霭嫔?1988 6沈陽工業(yè)大學(xué)等編.組合機(jī)床設(shè)計(jì).上海：上?？萍汲霭嫔?1994 7謝家瀛主編. 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1994 8黃鶴汀主編.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì).上海：上?？萍嘉墨I(xiàn)出版社1986 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