缸頭兩面鉆孔專機(jī)設(shè)計(jì)

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Firstly, this paper outlines the development of combined machine, explians its feature is low-cost, high efficiency, and with simple operation etc. Then tells the machine tool fixture design, the use of locating a surface with two pins positioning ways to make more accurate positioning; through error analysis, fixture clamping force calculation to determine the overall structure. Secondly, the design is a combination machine, the key is the program development process, which largely determines the form of combination machine configuration and performance, and the preparation of the three charts card. Finally, the research is about multi-axle design, size and processing through the workpiece hole position calculated headstock outline dimensions; calculated according to the torque shaft and shaft diameter; determined by analogy gear modulus; through the Calculation , mapping and repeated trial and error OK gear and intermediate shaft position. In the overall design process, first select the required power by calculating the power box, and then choose the distribution of multi-spindle axle; after power box and processed according to the choice of hydraulic travel diagram slide, and then the hydraulic multi-slide supporting optional axle; together with loading height, slide, side stand each other to determine the location of the middle of the base of the height and length.Key words: Aombination machine; Boring; Cylinder head; Multi-spindle boxV目目 錄錄摘 要.IIIABSTRACT.IV目錄.IV1 緒論.11.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義.11.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況.11.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求.12 設(shè)計(jì)方案的確定.22.1 工件的大小、形狀和加工部分的特點(diǎn).22.2 生產(chǎn)率的影響.22.3 經(jīng)濟(jì)性與可靠性.23 專用夾具的設(shè)計(jì).33.1 夾具的功用與組成.33.2 夾具的設(shè)計(jì).33.2.1 調(diào)研分析.33.2.2 確定工件定位方式.33.2.3 確定工件加緊方式.43.2.4 必要的加工精度計(jì)算及分析.43.2.5 夾緊力計(jì)算、分析.44 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì).64.1 組合機(jī)床的組成.64.1.1 組合機(jī)床的特點(diǎn).64.1.2 組合機(jī)床的工藝范圍.64.1.3 組合機(jī)床配置型式.64.1.4 組合機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟.74.2 組合機(jī)床工藝方案的確定.74.2.1 組合機(jī)床工藝方案的基本原則.74.2.2 確定組合機(jī)床工藝方案應(yīng)注意的問題.74.2.3 工藝方案的擬訂.84.2.4 工序間余量的確定.84.2.5 刀具結(jié)構(gòu)的選擇.94.3 切削用量的確定.94.3.1 組合機(jī)床切削用量選擇的特點(diǎn)、方法及注意問題.94.3.2 組合機(jī)床切削用量選擇方法及應(yīng)注意的問題.94.3.3 確定切削速度和切削用量.94.3.4 切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率.104.3.5 確定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度.10VI4.3.6 動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定.114.4 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)“三圖一卡”.114.4.1 被加工零件工序圖.114.4.2 繪制加工零件工序圖.124.4.3 加工示意圖.134.4.4 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖.165 組合機(jī)床多軸箱的設(shè)計(jì).225.1 多軸箱的基本結(jié)構(gòu)及表達(dá)式.225.1.1 多軸箱的組成.225.1.2 多軸箱總圖繪制方法特點(diǎn).225.2 通用多軸箱設(shè)計(jì).225.2.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖.225.2.2 主軸、齒輪的確定及動(dòng)力計(jì)算.235.2.3 多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì).255.2.4 繪制多軸箱總圖及零件圖.286 結(jié)論與展望.306.1 結(jié)論.306.2 不足之處及未來展望.30致 謝.31參考文獻(xiàn).32附 錄.33缸頭兩面鉆孔專機(jī)設(shè)計(jì)11 緒論緒論畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們結(jié)束大學(xué)生涯一個(gè)重要的部分，檢驗(yàn)一個(gè)學(xué)生的綜合能力的重要舉措，是我們?cè)谛Ｆ陂g專業(yè)考核的重要環(huán)節(jié)。通過系統(tǒng)的運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能以及設(shè)計(jì)能力、邏輯分析能力調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)、收集資料、撰寫論文等各方面能力進(jìn)行的綜合設(shè)計(jì)的過程，使我們重溫了大學(xué)所學(xué)習(xí)的大部分內(nèi)容，將所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)和現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)生產(chǎn)做了初步嘗試性的結(jié)合。1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義本課題的研究?jī)?nèi)容和意義此項(xiàng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是鉆缸體兩個(gè)直徑5的側(cè)孔和2個(gè)直徑10的底孔專機(jī)總體設(shè)計(jì)、多軸箱及專用夾具設(shè)計(jì)。內(nèi)容包括：機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)，組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)，組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)，編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。在這次設(shè)計(jì)任務(wù)對(duì)缸體鉆孔的專機(jī)。所以設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)機(jī)床的精度的要求還是很高的，在保證機(jī)床的精度上才能保證所要加工孔的精度。在設(shè)計(jì)多軸箱時(shí)要注意，因?yàn)樵诮M合機(jī)床的諸多零件中，主軸箱是組合機(jī)床設(shè)計(jì)過程中工作量最大的部件。因?yàn)橥ǔＶ鬏S箱是采用一根動(dòng)力軸帶動(dòng)多根主軸的工作方式，各傳動(dòng)軸必須在有限的標(biāo)準(zhǔn)箱體空間中找到適宜的分布位置并避免干涉，而各軸的設(shè)計(jì)又必須保證其轉(zhuǎn)速、旋向、強(qiáng)度和剛度，因此難度大、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)。1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況隨著工業(yè)生產(chǎn)社會(huì)化、專業(yè)化、集中化、高度機(jī)械化乃至自動(dòng)化的步伐的加快，在進(jìn)行工件加工時(shí)，為了降低成本和提高生產(chǎn)率，要求考慮使用專用機(jī)床和夾具。組合機(jī)床發(fā)展前景:美國(guó)機(jī)床市場(chǎng)中組合機(jī)床所占的份額將會(huì)有所下降，其他一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家也大體是如此。從柔件方面看，組合機(jī)床與柔性制造系統(tǒng)的目標(biāo)是一致的，但在柔性化程度上畢竟組合機(jī)床還是受到一定的制約，兩者相互靠攏，也有可能融合成為一種新的加工設(shè)備。在我國(guó)由于汽車工業(yè)還會(huì)有較大的發(fā)展，而在資金上，不可能大量采用柔性制造設(shè)備，所以組合機(jī)床市場(chǎng)還會(huì)行進(jìn)一步的增張。但目前汽車都是一些引進(jìn)外外的產(chǎn)品，技術(shù)要求較高，國(guó)內(nèi)組合機(jī)床短時(shí)期內(nèi)尚不能滿足這些高技術(shù)要求。因此中國(guó)組合機(jī)床生產(chǎn)廠面臨國(guó)外工廠的競(jìng)爭(zhēng)，需要進(jìn)一步提高質(zhì)量和精度，否則在競(jìng)爭(zhēng)中將會(huì)有擠垮的危險(xiǎn)。組合機(jī)床行業(yè)雖然取得了較大的進(jìn)步與發(fā)展，但是，在制造技術(shù)高速發(fā)展的今天，由于基礎(chǔ)薄弱，從整體上看，與國(guó)外先進(jìn)水平還存在著一定的差距。國(guó)外組合機(jī)床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床工作程序軟件化，工序高度集中，高效短節(jié)拍和多種功能的自動(dòng)監(jiān)控。1.3 本課題本課題應(yīng)達(dá)到的要求應(yīng)達(dá)到的要求此項(xiàng)設(shè)計(jì)是專機(jī)的設(shè)計(jì)但是在保證使用條件下仍才采用了很多通用部件，這樣可以降低成本，所以這次設(shè)計(jì)的任務(wù)主要是設(shè)計(jì)專用夾具和多軸箱，專機(jī)的一些部件等等。熟悉組合機(jī)床通用部件和專用部件的選用；完成繪制組合機(jī)床的尺寸聯(lián)系圖、多軸箱圖和夾具設(shè)計(jì)圖及零件圖；編制說明書一份；熟練運(yùn)用CAD等制圖軟件。無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文22 設(shè)計(jì)方案的確定設(shè)計(jì)方案的確定根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，是一個(gè)回轉(zhuǎn)體，考慮定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的重合的原則，選擇一面和兩個(gè)的孔作為定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)定了，組合機(jī)床的總體布置大體上也就定8了。但是在確定機(jī)床總體布置時(shí)，還要考慮其他的一些因素的影響。2.1 工件的大小、形狀和加工部分的特點(diǎn)工件的大小、形狀和加工部分的特點(diǎn) 對(duì)于 2 面同時(shí)加工的工件，宜采用雙工位的機(jī)床，以此來提高加工效率；對(duì)于小直徑深孔的工件，通常采用專門的深孔加工的機(jī)床；對(duì)于被加工孔的中心線與定位基準(zhǔn)平行，或需從幾個(gè)面同時(shí)加工的工件，一般采用臥式機(jī)床；對(duì)于被加工孔的中心線與定位基準(zhǔn)垂直的工件，一般采用立式機(jī)床，但是在采用這些原則時(shí)也要根據(jù)機(jī)床的使用條件來綜合考慮。根據(jù)上述原則和缸體的特點(diǎn)，故采用臥式組合機(jī)床。2.2 生產(chǎn)率的影響生產(chǎn)率的影響零件的生產(chǎn)批量的大小是決定采用單工位、多工位或者自動(dòng)線，還是按中小批量生產(chǎn)特點(diǎn)來設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要因素。有時(shí)從工件的外行及輪廓尺寸上看，可采用單工位固定夾具的機(jī)床布置形式，但是由于生產(chǎn)率要求很高，就不得不采用多工位的機(jī)床布置方案，以便使裝卸工件時(shí)間和機(jī)動(dòng)時(shí)間重合。對(duì)于這個(gè)缸體的生產(chǎn)綱領(lǐng)：2 萬/年；單班制。是小批量的生產(chǎn)采用了單工位固定夾具的組合機(jī)床。機(jī)床使用方便性和自動(dòng)化程度分析比較時(shí)一定要與生產(chǎn)率相適應(yīng)，不應(yīng)過分追求機(jī)床的自動(dòng)化程度。生產(chǎn)率高、節(jié)拍短，則要求自動(dòng)化程度高、刀具耐磨且更換調(diào)整方便，這樣使用才有方便性。2.3 經(jīng)濟(jì)性與可靠性經(jīng)濟(jì)性與可靠性在滿足加工要求的前提下，機(jī)床避免使用復(fù)雜刀具，力求簡(jiǎn)單和較高的通用化程度。這樣可以降低機(jī)床成本，提高工作可靠性。有兩點(diǎn)要注意：1）應(yīng)根據(jù)加工精度的需要選擇相應(yīng)精度等級(jí)的通用部件。2）應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)率要求合理安排工藝流程，均衡負(fù)荷，使機(jī)床數(shù)量少，機(jī)床利用率高（機(jī)床利用率不應(yīng)低于 50%） ，以取得好的經(jīng)濟(jì)效果1。把組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)定下來后，再設(shè)計(jì)其中的零部件時(shí)根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。缸頭鉆孔夾具設(shè)計(jì)33 專用夾具的設(shè)計(jì)專用夾具的設(shè)計(jì)3.1 夾具的功用與組成夾具的功用與組成夾具是在機(jī)床上加工零件時(shí)使用的一種工藝裝備，其主要功用時(shí)實(shí)現(xiàn)工件的定位和夾緊，使得工件加工時(shí)相對(duì)機(jī)床、刀具有正確地位置，以保證工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求。夾具通常由定位元件或裝置、夾緊元件或裝置、夾具體、對(duì)刀和導(dǎo)引元件、分度元件或裝置、動(dòng)力元件或裝置以及其他元件或裝置（如定位鍵及有關(guān)零部件）等組成2。夾具設(shè)計(jì)時(shí)常用的零部件已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或部頒標(biāo)準(zhǔn)。3.2 夾具的設(shè)計(jì)夾具的設(shè)計(jì)3.2.1 調(diào)研分析調(diào)研分析1）工件生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型分析；2）工件加工工藝方案分析，工件結(jié)構(gòu)、精度特點(diǎn)分析；3）機(jī)床設(shè)計(jì)情況分析；4）夾具操作要求分析； 工件尺寸如圖 3.1。圖 3.1 工件尺寸圖無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文43.2.2 確定工件定位方式確定工件定位方式由圖上可知，定位基準(zhǔn)是 A 面和 2 個(gè) 8 的孔。所以，定位方式選用一面兩銷式。兩銷為一圓柱式定位銷和一菱形式定位銷。3.2.3 確定工件加緊方式確定工件加緊方式一面兩銷確定了 6 個(gè)方向的自由度，用壓板壓緊工件，用螺栓把鉆模板與夾具體連接。3.2.4 必要的加工精度計(jì)算及分析必要的加工精度計(jì)算及分析保證工件的加工精度是能夠得到合格工件的前提條件，而影響工件加工精度的因素很多，一般影響加工精度是因?yàn)楦鞣N誤差的存在，主要有：定位誤差、夾緊誤差、夾具的安裝誤差、導(dǎo)向?qū)Φ墩`差、工藝系統(tǒng)誤差等。其中夾具采用合理的定位、夾緊方案，選擇合適的定位、夾緊元件，確定合適的尺寸、形位公差，保證工件的加工精度要求。定位誤差是由于工件在夾具中定位不準(zhǔn)確引起的加工誤差。引起定位誤差的原因，一是由定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合，叫基準(zhǔn)不重合誤差；另一種是由于定位基準(zhǔn)在夾具中定位不一致，叫定位基準(zhǔn)位移誤差。本夾具的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致，基準(zhǔn)不重合誤差為零?；鶞?zhǔn)位移誤差為0.03mm。所以其定位誤差為 0.03mm。夾具制造與安裝誤差 該項(xiàng)誤差包括：鉆套與襯套的配合間隙，由配合尺寸 H7/h6可確定其最大間隙為 0.029mm。鉆套孔與外圓的同軸度誤差此處取為 0.01mm。刀具引偏量 采用鉆套引導(dǎo)刀具時(shí)，刀具引偏量3公式： （3.1）HBhHe)2(式中： e- 刀具引偏量； H-鉆套高度； h-排削間隙； B-鉆孔深度； -刀具與鉆套之間的最大間隙；本夾具鉆套與鉆頭的配合取 H7/h6，可確定mm，將02. 0H=23mm，h=10mm，B=24.25mm,代入上式： =（23/2+24.25+8）x0.02/23=0.039mmHBhHe)2(該值略大于零件相應(yīng)公差的三分之二，夾具可以使用。3.2.5 夾緊力計(jì)算、分析夾緊力計(jì)算、分析由于夾緊力與軸向力的方向相反，所以?shī)A緊力至少要大于軸向力，軸向力的公式4： F= 4 2C dfK多軸箱niF1FfxFYF式中 Fi各主軸所需的軸向切削力，單位為 N。 C = 418.89 X = 1 Y = 0.8 K = 250FfFF6 . 0 計(jì)算得 F = 432.6N 多軸箱缸頭鉆孔夾具設(shè)計(jì)5 所以?shī)A緊力為 F/2 = 216.3N多軸箱1）確定對(duì)刀或?qū)б绞?；在鉆床上的主要引導(dǎo)裝置為鉆套，其借助引導(dǎo)裝置提高被加工零件的幾何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。由于工件是中小批量生產(chǎn)，且選用可換鉆套將引起鉆套間的相碰，所以我選擇固定式鉆套。鉆套與鉆模板之間配合為H7/r6。2）確定夾具總體結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)各裝置；如圖 3.2。圖 3.2 夾具裝配圖無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文64 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)4.1 組合機(jī)床的組成組合機(jī)床的組成組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床。組合機(jī)床通用部件按功能可分為動(dòng)力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。動(dòng)力部件是為組合機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件。主要有動(dòng)力箱、切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)。支承部件是用以安裝動(dòng)力滑臺(tái)、帶有進(jìn)給機(jī)構(gòu)的切削頭或夾具等的部件，有側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件，主要有分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、分度鼓輪和往復(fù)移動(dòng)工作臺(tái)等?？刂撇考怯靡钥刂茩C(jī)床的自動(dòng)工作循環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操縱臺(tái)等。輔助部件有潤(rùn)滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。4.1.1 組合機(jī)床的特點(diǎn)組合機(jī)床的特點(diǎn)1、組合機(jī)床對(duì)于普通機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)在于更適合棱體類零件和雜件的孔面加工。2、生產(chǎn)率高。因?yàn)楣ば蚣校啥嗝?、多工位、多軸、多刀同時(shí)自動(dòng)加工。3、加工精度穩(wěn)定。因?yàn)楣ば蚬潭?，可選用成熟的通用零件、精密夾具和自動(dòng)工作循環(huán)來保證加工精度的一致性。4、研制周期短，便于設(shè)計(jì)、制造和使用維護(hù)，成本低。因?yàn)橥ㄓ没?、系列化、?biāo)準(zhǔn)化程度高，通用零件占 70%90%，通用件可組織批量生產(chǎn)進(jìn)行預(yù)制或外購(gòu)。5、自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。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件靈活組成各種類型的組合機(jī)床或生產(chǎn)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5。4.1.2 組合機(jī)床的工藝范圍組合機(jī)床的工藝范圍組合機(jī)床加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)行平面加工和孔加工兩大類工序。平面加工包括銑平面、锪（刮）平面、車端面等；孔加工包括鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋、锪沉孔、滾壓孔等。隨著綜合自動(dòng)化的發(fā)展，其工藝范圍正擴(kuò)大到車外圓、行星銑削、拉削、推削、磨削、珩磨及拋光、沖壓等工序。此外，還可以完成焊接、熱處理、自動(dòng)裝配和檢測(cè)、清洗和零件分類及打印等非切削工藝。4.1.3 組合機(jī)床配置型式組合機(jī)床配置型式組合機(jī)床的通用件部件分大型和小型兩大類。所以大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床在結(jié)構(gòu)和配置型式有較大的差別。大型組合機(jī)床的配置型式多種多樣，根據(jù)配置型式，組合機(jī)床可分為單工位和多工位兩大類。其中單工位組合機(jī)床按被加工面的數(shù)量又有單面、雙面、三面和四面 4 種，通常只能對(duì)各個(gè)加工部位同時(shí)進(jìn)行一次加工；多工位組合機(jī)床則有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式、往復(fù)工作臺(tái)式、中長(zhǎng)立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式 4 種6，能對(duì)加工部位進(jìn)行多次加工。小型組合機(jī)床的配置型式可分為單工位和多工位兩大類等。缸頭鉆孔夾具設(shè)計(jì)7本次設(shè)計(jì)的是單工位、單面、臥式的大型組合機(jī)床。4.1.4 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)床一般都是根據(jù)和用戶簽定的設(shè)計(jì)、制造合同進(jìn)行設(shè)計(jì)的。我所做的課題就是這樣的。1、 調(diào)查研究主要是對(duì)加工圖樣研究和工廠實(shí)際情況的調(diào)查研究；2、總體方案設(shè)計(jì)，就是編制“三圖一卡” ；3、技術(shù)設(shè)計(jì)就是設(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；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。 工藝方案的擬定是組合機(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。因此，應(yīng)根據(jù)工件的加工要求和特點(diǎn)，按一定的原則，結(jié)合組合機(jī)床常用工藝方法，充分考慮各種影響因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬定出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。 4.2 組合機(jī)床工藝方案的確定組合機(jī)床工藝方案的確定4.2.1 組合機(jī)床工藝方案的基本原則組合機(jī)床工藝方案的基本原則1、粗細(xì)加工分開原則粗加工時(shí)的切削負(fù)荷較大，切削產(chǎn)生的熱變形。較大夾緊壓力引起的工件變形以及切削振動(dòng)等，對(duì)精加工工序十分不利，影響加工尺寸精度和表面粗糙度。因此，在擬定工件一個(gè)連續(xù)的多工序工藝過程時(shí)，應(yīng)選擇粗精加工工序分開的原則。2、工序集中原則工序集中時(shí)近代機(jī)械加工主要發(fā)展方向之一。組合機(jī)床正是基于這一原則發(fā)展而來的，即運(yùn)用多刀（相同或不同刀具）集中在一臺(tái)機(jī)床上完成一個(gè)或幾個(gè)共建的不同表面的復(fù)雜工藝過程，從而有效地提高生產(chǎn)率。因此，擬定工藝方案時(shí)，在保證工件質(zhì)量和操作維修方面的前提下，應(yīng)適當(dāng)提高工序集中程度，以便減少機(jī)床臺(tái)數(shù)、占地面積和節(jié)省人力，取得理想的效果。但是，工序過于集中會(huì)使機(jī)床結(jié)構(gòu)臺(tái)復(fù)雜，增加機(jī)床設(shè)計(jì)和制造難度，機(jī)床使用調(diào)整不便，甚至影響機(jī)床是使用性能。如刀具數(shù)過多，停機(jī)率增加，反而會(huì)影響機(jī)床生產(chǎn)率，切削負(fù)載過大，當(dāng)工件剛性不足而產(chǎn)生變形會(huì)影響工件質(zhì)量。因此須全面分析多方因素，合理決定工序集中程度。考慮的一般原則有如下兩個(gè)方面：一是適當(dāng)考慮相同類型工序的集中；二是有相對(duì)位置精度要求的工序應(yīng)集中加工。4.2.2 確定組合機(jī)床工藝方案應(yīng)注意的問題確定組合機(jī)床工藝方案應(yīng)注意的問題1、按一般原則擬定工藝方案時(shí)的一些限制（1）孔間中心距的限制：根據(jù)切削扭矩計(jì)算要求，主軸軸頸和軸承外徑有一最小許用尺寸；對(duì)于螺紋孔加工還要考慮相應(yīng)攻螺紋靠模的徑向尺寸限制；對(duì)于鏜孔，要考慮浮動(dòng)卡頭和導(dǎo)向尺寸或剛性主軸機(jī)構(gòu)尺寸限制。所以近距離孔能否在同一多軸箱上同一工位進(jìn)行加工，要受各類主軸允許的最小中心距限制。（2）工件結(jié)構(gòu)工藝性不好的限制：有些工件結(jié)構(gòu)工藝性不好，如箱體多層壁上的同軸線的孔徑中間大兩頭小時(shí)，則進(jìn)刀困難。又如多層壁同軸孔，為便于布置中間導(dǎo)向裝置，孔中心離箱體側(cè)壁間距離也應(yīng)足夠7。2、其他應(yīng)注意的問題無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文8（1）精鏜孔時(shí)用注意孔表面是否允許留有退刀刀痕。（2）對(duì)互相結(jié)合的量殼體零件，均應(yīng)分別從截獲面加工聯(lián)接孔。（3）鉆階梯孔時(shí)，應(yīng)先鉆大孔后鉆小孔。（4）平面一般采用銑削加工。（5）在制定加工一個(gè)工件的幾臺(tái)成套機(jī)床或流水線的工藝方案時(shí)，應(yīng)盡可能使精加工集中在所有粗加工之后，以減少內(nèi)應(yīng)力變形影響，有利于保證加工精度。4.2.3 工藝方案的擬訂工藝方案的擬訂擬訂專用機(jī)床工藝方案的一般步驟如下：1、分析、研究加工要求和現(xiàn)場(chǎng)工藝 在制定組合機(jī)床工藝方案時(shí)，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工部位及其精度、表面粗糙度、技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)。深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析零件的加工工藝方法，定位和夾緊方式，所采用的設(shè)備、刀具及切削用量，生產(chǎn)率情況及工作條件等方面的現(xiàn)行工藝資料，以便制定出切合實(shí)際的合理工藝方案。 本設(shè)計(jì)所加工的是缸體，屬于箱體類零件，其結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，加工不是很困難。我所加工的是兩個(gè)側(cè)面上的鉆孔都屬于普通級(jí)別，生產(chǎn)綱領(lǐng)是 2 萬件/年，單班制，屬于小批量生產(chǎn)。因此可以采用組合機(jī)床來進(jìn)行生產(chǎn)。本次設(shè)計(jì)專用鉆夾具，因?yàn)槭枪I(yè)生產(chǎn)，要求操作簡(jiǎn)單迅速，故采用較簡(jiǎn)單的手動(dòng)夾緊方式。2、定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇 正確選擇定位基準(zhǔn)和夾緊部位時(shí)保證加工精度的重要條件。 本設(shè)計(jì)采用一面兩孔的定位方案來保證此鉆孔的加工精度，則選擇 2-8 的孔和其所在的下底面平面作為定位基準(zhǔn)。它們又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用他們做定位基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則，保證工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的重合。實(shí)現(xiàn)箱體零件“一面兩孔”的典型定位方式。夾緊位置選擇在有足夠的夾緊力下箱體產(chǎn)生變形最小的部位。3、影響工藝方案的主要因素 （1）加工的工序內(nèi)容和加工精度:我所加工的是鉆孔，工序上有具體的公差要求。 （2）被加工零件的特點(diǎn)。 工件材料及硬度: 材料 ZL108，硬度為 HB40-60。加工部位的構(gòu)造形狀: 分別為底面上的 2 個(gè) 10 孔和側(cè)面 2 個(gè) 5 孔。工件的剛性:滿足要求。零件的生產(chǎn)批量: 生產(chǎn)綱領(lǐng)是 2 萬件/年，單班制。使用廠后方車間的制造能力：可以勝任。4.2.4 工序間余量的確定工序間余量的確定 鉆 2 個(gè) 10 的孔，應(yīng)粗加工 9.2 的孔。在鉆 2 個(gè) 5 的孔應(yīng)該先粗加工 4.2 的孔。4.2.5 刀具結(jié)構(gòu)的選擇刀具結(jié)構(gòu)的選擇鉆孔：選擇高速鋼錐柄長(zhǎng)麻花鉆。高速鋼的優(yōu)點(diǎn)是：強(qiáng)度、韌性和工藝性能好，且價(jià)格便宜。4.3 切削用量的確定切削用量的確定 在組合機(jī)床工藝方案確定過程中，工藝方法和關(guān)鍵工序的切削用量選擇十分重要。缸頭鉆孔夾具設(shè)計(jì)9切削用量選擇是否合理，對(duì)組合機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機(jī)床的結(jié)構(gòu)型式即工作可靠性均有較大的影響。4.3.1 組合機(jī)床切削用量選擇的特點(diǎn)、方法及注意問題組合機(jī)床切削用量選擇的特點(diǎn)、方法及注意問題 1、組合機(jī)床切削用量選擇的特點(diǎn) 1)組合機(jī)床常采用多刀多刃同時(shí)切削，為盡量減少換刀時(shí)間的消耗，保證機(jī)床的生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)效果，選用的切削用量應(yīng)比通用機(jī)床單刀加工時(shí)低 30%左右。2)組合機(jī)床通常用動(dòng)力滑臺(tái)來帶動(dòng)刀具進(jìn)給。因此，同一滑臺(tái)帶動(dòng)的多軸箱上所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同，即等于滑臺(tái)的工進(jìn)速度。 2、組合機(jī)床切削用量選擇方法及應(yīng)注意的問題 目前常用查表法，參照生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)同類工藝，必要時(shí)經(jīng)工藝試驗(yàn)確定切削用量。組合機(jī)床加工孔、平面及螺紋的常用切削用量都要查一般的手冊(cè)。確定切削用量時(shí)用注意以下問題。1）應(yīng)盡量做到合理使用所有刀具，充分發(fā)揮其使用性能。2）復(fù)合刀具切削用量選擇應(yīng)考慮刀具的使用受命。3）多軸鏜孔主軸刀頭均需定向快速進(jìn)退時(shí)（刀頭處于同一角度位置進(jìn)入或退出工件孔） ，各鏜軸轉(zhuǎn)速應(yīng)相等或成整數(shù)倍。4）選擇切削用量時(shí)要注意既要保證生產(chǎn)批量要求，又要保證刀具一定的耐用度。5）確定切削用量時(shí)，還需考慮所選動(dòng)力滑臺(tái)的性能。4.3.2 確定切削速度和切削用量確定切削速度和切削用量1、鉆孔： 2-5mm 加工材料：HT250 工序：側(cè)面鉆孔。查高速鋼鉆頭切削用量表得：加工直徑 5 mm，布氏硬度為 180-220 的孔： 切削速度為 10-18m/min， 取 18m/min；進(jìn)給量為 0.05-0.1mm/r，取 0.08mm/r。d=孔深/直徑=24.25/5=4.8因?yàn)樯羁足@削切削用量需要遞減，根據(jù)深孔鉆削切削用量遞減表得：所以，實(shí)際切削速度為：v=0.718=12.6m/min實(shí)際進(jìn)給量為：0.90.08=0.072mm/r 2、鉆孔： 2-10mm加工材料：HT250 工序：頂面鉆孔。查高速鋼鉆頭切削用量表得：加工直徑 10 mm，布氏硬度為 180-220 的孔： 切削速度為 18-25m/min， 取 18m/min；進(jìn)給量為 0.05-0.1mm/r，取 0.08mm/r。無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文10d=孔深/直徑=24.25/5=4.8因?yàn)樯羁足@削切削用量需要遞減，根據(jù)深孔鉆削切削用量遞減表得：所以，實(shí)際切削速度為：v=0.718=12.6m/min實(shí)際進(jìn)給量為：0.90.08=0.072mm/r 4.3.3 切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率鉆孔計(jì)算8：加工孔：5 和 10 取鉆 5mm 孔的切削速度 v=12.6m/min，由此算出轉(zhuǎn)速為1000v/(d)=(100012.6)/(3.145.2)=894r/minn按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取 n=1000r/min，則實(shí)際切削速度為(10003.145.2)/1000=16.33m/minv工進(jìn)速度 vf =nf=10000.072=72mm/minHB=HBmax-1/3(HBmax-HBmin)=220-1/3(220-180)=206.7F=26Df0.8HB0.6=265.20.0720.8206.70.6=403.7NT=10D1.9f0.8HB0.6=105.21.90.0720.8206.70.6=685.3NmmP=（Tv）/(9550D)=（685.316.33）/（95503.145.2）=0.0717kWd主軸直徑（mm） ；切削速度（m/min） ；vT扭矩（） ；mmN f每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r） ；P切削功率（kW） ；HB布氏硬度；D鉆頭直徑（mm） 。4.3.4 確定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度確定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度主軸類型主要根據(jù)工藝的方法和刀桿與主軸的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。我在設(shè)計(jì)中采用的是下列公式來確定主軸的：1) 鉆 5 的孔d=B （4.1）104T查得 B=6.2 則d=Bmm84.17103 .6854所以軸的直徑選擇為 20mm。進(jìn)行軸的校核：W=0.2d3 =0.2 203 =67510-9 =T/ W =(10 684.70.001)/(675 10-9 )=10.14MPa=40 MPa 滿足要求。缸頭鉆孔夾具設(shè)計(jì)11D/d1=25/16,L=85mm，接桿莫氏圓錐號(hào) 19。4.3.5 動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定：L工=L1 +L+L2 切入長(zhǎng)度 L1取 10mm 切出長(zhǎng)度 L2取 9.75mmL 為 24.25 mm 則 L工 =24.25 +10+9.75=48 mm 因此取 L工=70mm 鉆頭快進(jìn)距離為 50mm則取快退距離為 120 mm前備刀量為 20 mm，后備刀量為 30 mm前備刀量動(dòng)力部件尚可向前調(diào)節(jié)的距離，作用是為了彌補(bǔ)機(jī)床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調(diào)整。 后備刀量刀具從接杠中或連接杠同刀具一起從主軸孔中得出所需要的軸向距離，作用是使動(dòng)力部件有一定的向后移動(dòng)的余地，以方便裝卸刀具。 動(dòng)力部件總行程的確定：120+20+30 = 170 （mm） 所以動(dòng)力部件的總行程為 170 mm4.4 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)“三圖一卡三圖一卡”繪制組合機(jī)床“三圖一卡” ，就是針對(duì)具體零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機(jī)床總體方案圖樣文件設(shè)計(jì)。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡等。4.4.1 被加工零件工序圖被加工零件工序圖被加工零件工序圖的作用與內(nèi)容被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（或自動(dòng)線）上完成的工藝內(nèi)容，加工部件的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾緊部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。被加工零件工序圖是被加工零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或生產(chǎn)線的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的。其內(nèi)容主要包括：(1)被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向時(shí)，則應(yīng)把設(shè)置中間導(dǎo)向臨近的工件內(nèi)部肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸表示清楚，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。(2)本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。以便據(jù)此進(jìn)行夾具的支撐、定位、夾緊和導(dǎo)向等機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。(3)本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對(duì)上道工序的技術(shù)要求。(4)注明被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度以及加工部位的余量。無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文124.4.2 繪制加工零件工序圖繪制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，表明零件形狀、尺寸、硬度，以及在所加工的組合機(jī)床設(shè)計(jì)上完成工藝內(nèi)容和所采取的的定位基準(zhǔn)、夾具點(diǎn)的圖紙。它是組合機(jī)床的主要依據(jù)，也是制造、驗(yàn)收和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)條件。1、繪制被加工零件工序圖的規(guī)定：為使被加工零件工序圖表達(dá)清晰明了，突出本工序內(nèi)容，繪制時(shí)規(guī)定：應(yīng)按一定的比例，繪制足夠的視圖以剖面；本工序加工部位用粗實(shí)線表示，保證的加工部位尺寸及位置尺寸數(shù)值下方畫“”粗實(shí)線，其余部件用細(xì)實(shí)線表示；定位基準(zhǔn)符號(hào)用，并用下標(biāo)數(shù)表明消除自由度數(shù)量（如） ；夾緊位置符號(hào)用。2、繪制被加工零件工序圖注意事項(xiàng)：（1）本工序加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系。當(dāng)本工序定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不符時(shí)，必須對(duì)加工部位的位置精度進(jìn)行分析和換算，并把不對(duì)稱公差換算成對(duì)稱公差。有時(shí)也可將工件某一主要孔的位置尺寸從定位基準(zhǔn)面開始標(biāo)注，其余各孔則以該孔為基準(zhǔn)標(biāo)注。（2）對(duì)毛坯應(yīng)有要求，對(duì)孔加工余量要認(rèn)真分析。（3）當(dāng)本工序有特殊要求時(shí)必須注明。（4）工序圖上應(yīng)該標(biāo)住被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度及其被加工部位的加上余量。（5）加工時(shí)需要中間向?qū)?，?yīng)表示出工件與中間向?qū)чg有關(guān)部位結(jié)構(gòu)和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否干涉。3、缸體加工工序圖的繪制我所加工零件是方型缸體，在其底側(cè)面上鉆孔。繪制加工示意圖主要是把要鉆的孔的位置表達(dá)出來，用兩個(gè)視圖足以表達(dá)清楚。另外，再標(biāo)上尺寸、定位基準(zhǔn)、尺寸標(biāo)注、夾壓部位及夾緊方向、精度、表面粗糙度、形位公差、硬度等內(nèi)容。如圖 4.1。缸頭鉆孔夾具設(shè)計(jì)13圖 4.1 缸體加工工序圖4.4.3 加工示意圖加工示意圖1、加工示意圖的作用和內(nèi)容加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的，是表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖。它是設(shè)計(jì)刀具、輔具、夾具、多軸箱和液壓、電氣系統(tǒng)以及選擇動(dòng)力部件、繪制機(jī)床總體聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對(duì)機(jī)床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。加工示意圖應(yīng)表達(dá)和標(biāo)注的內(nèi)容有：機(jī)床的加工方法、切削用量、工作循環(huán)和工作行程；工件、刀具及導(dǎo)向、托架及多軸箱之間的相對(duì)位置及其聯(lián)系尺寸；主軸結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長(zhǎng)度；刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸（直徑和長(zhǎng)度） ；接桿（包括鏜桿） 、浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置、攻螺紋靠模裝置等結(jié)構(gòu)尺寸；刀具、導(dǎo)向套間的配合、刀具、接桿、主軸之間的連接方式及配合尺寸等。如圖 4.2。2、繪制加工示意圖的注意事項(xiàng)加工示意圖應(yīng)繪制成展開圖。按比例用細(xì)實(shí)線畫出工件外形。加工部位、加工表面粗糙度畫粗實(shí)線。必須使工件和加工方位與機(jī)床布局相吻合。為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的主軸只畫一根，但必須在主軸上標(biāo)注與工件孔號(hào)相對(duì)應(yīng)的軸號(hào)。一般主軸的分布不受真實(shí)距離的限制。當(dāng)主軸彼此間很近或需設(shè)置結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時(shí)，必須以實(shí)際中心距嚴(yán)格按比例畫，以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向等是否互相干涉。主軸應(yīng)從多軸箱端面畫起；刀具畫終了位置。對(duì)于采用浮動(dòng)卡頭的鏜孔刀無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文14桿，為避免刀桿退出導(dǎo)向時(shí)下垂，常選用托架支撐退出的刀桿。這時(shí)必須畫出托架并標(biāo)出聯(lián)系尺寸。采用標(biāo)準(zhǔn)通用結(jié)構(gòu)只畫外輪廓，但必須加注規(guī)格代號(hào)；對(duì)一些專用的刀具、導(dǎo)向、刀桿托架、專用接桿或浮動(dòng)卡頭等，須用剖視圖表示其結(jié)構(gòu)，并標(biāo)注尺寸、配合及精度。當(dāng)軸數(shù)較多時(shí)，加工示意圖必須用細(xì)實(shí)線畫出工件加工部位分布情況簡(jiǎn)圖，并在孔旁標(biāo)明相應(yīng)號(hào)碼，以便于設(shè)計(jì)和調(diào)整機(jī)床。多面多工位機(jī)床的加工示意圖一定要分工位，按每個(gè)工位的加工內(nèi)容順序進(jìn)行繪制。并應(yīng)畫出工件在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或鼓輪上的位置示意圖，以便清楚地看出工件及在不同工位與相應(yīng)多軸箱主軸的相應(yīng)位置。3、選擇刀具有關(guān)計(jì)算（1）刀具的選擇選擇刀具應(yīng)考慮工件材料、加工精度、表面粗糙度、排屑及生產(chǎn)率等要求10。只要條件允許，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)刀具。（2）標(biāo)注聯(lián)系尺寸 主要標(biāo)注從銑刀的銑削頭到被加工面尺寸、銑刀尺寸、銑刀夾頭尺寸和必要的定位等尺寸。（3）標(biāo)注切削用量其內(nèi)容主要有鉆頭的轉(zhuǎn)速 n，切削速度 v，進(jìn)給量 f。（4）動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程確定銑刀的進(jìn)刀、工進(jìn)、退刀、快退的一個(gè)循環(huán)行程的計(jì)算。（5）其他應(yīng)注意事項(xiàng)加工示意圖應(yīng)于機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致。表示出工件安裝狀態(tài)及主軸加工方法。圖中尺寸應(yīng)標(biāo)注完整，尤其是從銑削頭至銑刀刀尖的軸向尺寸鏈應(yīng)齊全，以便于檢查行程和調(diào)整機(jī)床。圖中應(yīng)表示出機(jī)床動(dòng)力部件的工作循環(huán)圖及各行程長(zhǎng)度。加工示意圖應(yīng)有必要的說明。如加工零件的名稱、圖號(hào)、材料、硬度、加工余量、毛坯要求、是否加冷卻液及其他的工藝要求等。4、零件加工示意圖的繪制我所繪制的內(nèi)容主要有要加工的平面和所用的鉆頭和絲錐。此外，還要標(biāo)注它們與被加工表面的聯(lián)系尺寸、它們的切削用量、工作循環(huán)和工作行程等內(nèi)容。而具體的數(shù)值計(jì)算前面已算好，此處不再重復(fù)。如圖 4.2。缸頭鉆孔夾具設(shè)計(jì)15圖 4.2 鉆孔加工示意圖無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文164.4.4 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖機(jī)床聯(lián)系尺寸圖1、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖的作用于內(nèi)容機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)的，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。它是用來表示機(jī)床的配置形式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、互相聯(lián)系、運(yùn)動(dòng)關(guān)系和操作方位的總體布局圖，用以檢驗(yàn)各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系能否滿足要求和通用部件選擇是否合適11；它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)；它可以看成是機(jī)床總體外觀簡(jiǎn)圖。由其輪廓尺寸、占地面積、操作方式等可以檢驗(yàn)是否適應(yīng)用戶現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境。機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖表示的內(nèi)容：（1）表明機(jī)床的配置形式和總布局。以適當(dāng)數(shù)量的視圖（一般至少兩個(gè)視圖，主視圖應(yīng)選擇機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)） ，用同一比例畫出各主要部件的外輪廓形狀和相關(guān)位置。表明機(jī)床基本形式及操作者的位置等。（2）完整齊全地反映各部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)極限位置及各滑臺(tái)工作循環(huán)總的工作行程和前后行程備量尺寸。（3）標(biāo)注主要通用部件的規(guī)格代號(hào)和電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機(jī)床分組編號(hào)及組件名稱，全部組件應(yīng)包括機(jī)床全部通用及專用零部件，不得遺漏。（4）標(biāo)明機(jī)床驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及安裝規(guī)格12。2、繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖之前應(yīng)確定的主要內(nèi)容（1）選擇動(dòng)力部件動(dòng)力部件的選擇主要是確定銑削頭和動(dòng)力滑臺(tái)。（2）確定機(jī)床裝料高度 H（3）確定夾具輪廓尺寸（4）確定中間底座尺寸3、繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖的注意事項(xiàng)機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖應(yīng)按機(jī)床加工終了狀態(tài)繪制。圖中應(yīng)畫出機(jī)床各部件在長(zhǎng)、寬、高方向的相對(duì)位置聯(lián)系尺寸及動(dòng)力部件退至起始位置尺寸（動(dòng)力部件起始位置畫虛線） ；畫出動(dòng)力部件的總行程和工作循環(huán)圖；應(yīng)注明通用部件的型號(hào)、規(guī)格和電動(dòng)機(jī)型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速；對(duì)機(jī)床各組成部件標(biāo)注分組編號(hào)。當(dāng)工件上加工部件對(duì)工件中心線部對(duì)稱時(shí)，應(yīng)注明動(dòng)力部件中心線同夾具中心線的偏移量。對(duì)機(jī)床單獨(dú)安裝的液壓站和電氣控制臺(tái)等設(shè)備也應(yīng)確定安裝位置。繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖時(shí)，各部件應(yīng)嚴(yán)格按同一比例繪制，并仔細(xì)檢查長(zhǎng)、寬、高、三個(gè)坐標(biāo)方向的尺寸鏈均要封閉。4、機(jī)床分組為了便于設(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。組號(hào)劃分規(guī)定如下：1）第 1019 組支撐部件。一般由通用的側(cè)底座、立柱及其底座和專用中間底座等組成。缸頭鉆孔夾具設(shè)計(jì)172）第 2029 組夾具及輸送設(shè)備。夾具時(shí)組合機(jī)床主要的專用部件，常編制為20 組，包括工件定位加緊及固定導(dǎo)向部分。對(duì)于一些獨(dú)立性較強(qiáng)的活動(dòng)鉆模板、攻螺紋模板、自動(dòng)夾壓機(jī)構(gòu)、自動(dòng)上下料裝置等常單獨(dú)編組13。移動(dòng)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)臺(tái)等輸送設(shè)備，如果屬通用部件，則可納入夾具組，明細(xì)表中列出通用部件型號(hào)即可，如果專用則單獨(dú)成組編號(hào)。3）第 3039 組電氣設(shè)備。電氣設(shè)計(jì)常編為 30 組，包括原理圖、連線圖和安裝圖等設(shè)計(jì)，專用操作臺(tái)、控制柜等另編組號(hào)。4）第 4049 組傳動(dòng)裝置。包括機(jī)床中所有動(dòng)力部件如滑臺(tái)、動(dòng)力箱等通用部件，編號(hào)為 40 組，其余須修改部分內(nèi)容或?qū)Ｓ玫膫鲃?dòng)設(shè)備則單獨(dú)編組。5）第 5059 組液壓和氣動(dòng)裝置。6）第 6069 組刀具、工具、量具和輔助工具等。7）第 7079 組多軸箱及其附屬部件。8）第 8089 組冷卻、排屑及潤(rùn)滑裝置。9）第 9099 組電氣、液壓、氣動(dòng)等各種控制擋鐵。5、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制我所繪制的內(nèi)容主要有我要設(shè)計(jì)的機(jī)床結(jié)構(gòu)的選擇及相互關(guān)系等。主要有：（1）動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的選擇：實(shí)例中根據(jù)已定的工藝方案和機(jī)床的配置形式并結(jié)合使用及修理等因素確定機(jī)床為臥式雙面單工位組合機(jī)床，用機(jī)械滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，選擇配套的動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)多軸箱鉆孔和攻絲主軸。根據(jù)下列公式進(jìn)行估算：P多軸箱= P切削+ P空轉(zhuǎn)+ P損失=+ + （4.2）i1Pni切削i1Pni空轉(zhuǎn)i1Pni損失P多軸箱多軸箱消耗于各主軸的切削功率的總和，單位為 kW；式中 P切削切削功率，單位為 kW； P空轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)功率，單位為 kW； P損失與負(fù)荷成正比的功率損失，單位為 kW。每根主軸的切削功率，由選定的切削用量按公式計(jì)算或查圖表獲得；每根軸的空轉(zhuǎn)功率查組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 4-6 確定；每根軸上的功率，一般可取所傳遞功率的1%。鉆孔多軸箱（右多軸箱）：P多軸箱多軸箱 =4（0.0717+0.116+1%0.153）=0.7508kW因此，在鉆孔時(shí)的多軸箱我選用的都是 1TD25IB 型動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)（n驅(qū)驅(qū)=785r/min；電動(dòng)機(jī)選 Y100L1-4 型，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 ne =1420r/min 功率為 2.2kW） 。（2）確定機(jī)床裝料高度 H裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離。組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)中，推薦裝料高無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文18度為 1060mm，但是根據(jù)具體情況，一般裝料高度為 8501060mm，在我設(shè)計(jì)的組合機(jī)床中選取的高度為 856mm。（3）確定夾具輪廓尺寸主要是確定夾具底座的長(zhǎng)、寬、高尺寸。具體尺寸可見夾具圖。（4）確定中間底座尺寸中間底座的輪廓尺寸應(yīng)滿足夾具在其上的連接安裝需要。它長(zhǎng)度根據(jù)所選動(dòng)力及配套（側(cè)底座）的位置關(guān)系確定，同時(shí)應(yīng)考慮多軸箱處于終了位置時(shí)，多軸箱與夾具體之間應(yīng)有合適的距離，以便于機(jī)床的維修、調(diào)整。另外周圍不小于 70100mm 的排屑或冷卻液回流槽。長(zhǎng)度方向可以按下式進(jìn)行計(jì)算。L = L + L + L （l + l + l ） （4.3）123123上式中 L 為終了加工位置時(shí)，多軸箱與工件的距離 190mm1 L 為多軸箱的厚度 325mm2 L 為工件長(zhǎng)度 24.25mm3 l 為滑臺(tái)與多軸箱的重合長(zhǎng)度 176mm1 l 為加工終了位置時(shí)，滑臺(tái)前端與滑座端面間的距離和前備量之和2 l 為滑座前端面與側(cè)底座端面距離 100mm3計(jì)算得 L = 549mm，所以取長(zhǎng)度為 630mm，高度取標(biāo)準(zhǔn) 560mm。所以中間底座長(zhǎng)度方向?yàn)?630mm,寬度方向?yàn)?560mm。（5）確定多軸箱輪廓尺寸 標(biāo)準(zhǔn)通用鉆、攻多軸箱的厚度是一定的。臥式為 325 mm，立式為 340 mm。確定多軸箱，主要是確定多軸箱的寬度 B 和高度 H 及最低主軸高度 h1 。計(jì)算式子如下：B=b +2b21H=h+h +b11b 工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)兩孔距離， 單位為 mm；2b1最邊緣主軸中心至箱體外壁距離，b70100 單位為 mm；1h工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩空距離，單位為 mm；h1最低主軸高度，h85140 單位為 mm；1多軸箱輪廓尺寸所示如圖 4.3。 h = （h +H） （h +h +h +h ） （4.4）126345上式中 H 為裝料高度 h 為最低加工孔中心至工件定位幾面的距離2 h 為滑臺(tái)高度3 h 為滑座與側(cè)座之間的調(diào)整高度4 h 為側(cè)底座的高度5 h 為多軸箱與滑臺(tái)之間的距離6缸頭鉆孔夾具設(shè)計(jì)19計(jì)算得 B = 344mm H = 278 考慮多軸箱中傳動(dòng)齒輪所以取 B = 400mm H = 400mm圖 4.3 多軸箱輪廓圖由此按通用箱體系列尺寸標(biāo)準(zhǔn)，選定多軸箱輪廓尺寸，實(shí)際選取尺寸為BH=400mm400mm。另外，要標(biāo)注各部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)極限位置、主要通用部件的規(guī)格代號(hào)、電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機(jī)床分組編號(hào)及組件名稱等內(nèi)容。6、機(jī)床生產(chǎn)效率計(jì)算卡根據(jù)基多工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計(jì)算機(jī)床生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡14是反映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或切削用量、動(dòng)作時(shí)間、生產(chǎn)綱領(lǐng)及負(fù)荷等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。1) 理想生產(chǎn)率 Q理想生產(chǎn)率 Q（單位為件/h）是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng) A（包括備品及廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率15。它與全年工時(shí)總數(shù)tk有關(guān)，一般情況下，單班制tk取 2350h，兩班制tk取 4600h，則無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文20 （4.5）kAQt因我所加工的箱體零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 2 萬臺(tái)，單班制。因此，經(jīng)計(jì)算得Q=20000/2350=8.5 件/h2) 實(shí)際生產(chǎn)率 Q1實(shí)際生產(chǎn)率 Q1（單位為件/h）是指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。即 （4.6）160QT單式中 T單生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（min） ，可按下式計(jì)算： （4.7）12(tttffLLLTvv工進(jìn)快退進(jìn)刀退刀單切輔裝、卸fL）v式中 L工進(jìn)、L快退、L進(jìn)刀、L退刀分別為動(dòng)力部件的工進(jìn)、快退、進(jìn)刀、退刀行程長(zhǎng)度，單位為 mm。 vf、vf1、vf2分別為動(dòng)力部件的工進(jìn)、快退、進(jìn)刀（退刀）的進(jìn)給量，單位為mm/min.t裝卸工件裝卸時(shí)間，通常取 0.51.5min。又因?yàn)槲宜庸さ目资窍茹@后攻螺紋，而且這兩道工序不可同時(shí)進(jìn)行，且不能在同一臺(tái)組合機(jī)床上進(jìn)行，因此分 2 道工序進(jìn)行。鉆孔 5.2 T鉆=68/72+10/1000+168/5000+1.5=2.488min Q1=60/2.488=24.11 件/時(shí)3) 機(jī)床負(fù)載率 負(fù)當(dāng) Q1 Q 時(shí)，機(jī)床負(fù)載率為二者之比。即 (4.8)負(fù)1QQ經(jīng)計(jì)算得 孔 5.2：負(fù)負(fù)= 8.5/24.11=35.2%雖然組合機(jī)床負(fù)載率一般為 0.750.90 之間，但由于生產(chǎn)綱領(lǐng)不大，綜合實(shí)際考慮，此數(shù)值能夠滿足加工要求。缸頭鉆孔夾具設(shè)計(jì)21表 4-1 鉆孔 5 生產(chǎn)率計(jì)算卡圖 號(hào)毛胚種類鑄件名 稱缸體毛胚重量被加工零件材 料HT250硬度180-220HB工序名稱鉆孔 5.2工序號(hào)工時(shí)(min)序號(hào)工步名稱加工零件數(shù)量工作行程(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)加工時(shí)間輔助時(shí)間共計(jì)1裝卸工件11.51.52動(dòng)力部件3滑臺(tái)快進(jìn)500.010.014滑臺(tái)工進(jìn)6810000.072720.9430.9435滑臺(tái)停留0.010.016滑臺(tái)快退1180.0350.035總 計(jì)2.488min單件工時(shí)2.488min機(jī)床生產(chǎn)率24.11 件/h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機(jī)床負(fù)荷率35.2%無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文225 組合機(jī)床多軸箱的設(shè)計(jì)組合機(jī)床多軸箱的設(shè)計(jì)多軸箱是組合機(jī)床的很重要專用部分。它是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置、切