【正文】 組合機床是針對被加工零件的特點及工藝要求，按高精度集中原則設(shè)計的一種高效率專用機床。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數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，統(tǒng)盤考慮影 響制定零件工藝方案，機床配置形式，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可行的方法，確定工序間加工余量，選擇合適的切削用量，相應(yīng)的刀具結(jié)構(gòu)確定機床配置形式等，這些是組合機床方案擬定的主要內(nèi)容。 零件分析 零件分析 被加工工件：氣缸蓋 材 料： HT 150 硬度 HB163～ HB229 生產(chǎn)綱領(lǐng) ： 5 萬件 /年（單班） （ 1） 保證 9? 孔對基準中心的位置度。 （ 2） 保證 9? 孔的加工精度。 組合機床是針對某種零件或某道工序而設(shè)計的。在設(shè)計前應(yīng)仔細分析被加工零件的結(jié)構(gòu)，合理地選擇最佳定位基準，以確保加工精度的要求。同時也有利于實現(xiàn)最大限度的集中工序，可以減少機床的臺數(shù)。從而也可以降低工件的生產(chǎn)成本。 選擇定位基準的原則及應(yīng)注意的事項 （ 1） 應(yīng)盡量選擇零件設(shè)計基準作為組合機床加工的定位基準。從而可以減少由基準選擇不佳而產(chǎn)生的誤差，保證加工精度。但對于某些特殊工件，可以改用其它基準為定位基 準。 （ 2） 選擇定位基準時應(yīng)確保工件定位穩(wěn)定。盡量選用已加工過的較大平面為定位基準，這點對于工件加工尤為重要。 (3) 統(tǒng)一定位基準的原則。即在各臺機床上盡量采用同一定位基準來加工零件上不同表面的孔或?qū)ν槐砻嫔系目淄瓿刹煌墓ば颉＿@對工序多的箱體類零件加工尤為重要。 確定夾壓位置應(yīng)注意的問題 在選擇定位基準面同時，要合理選擇出夾壓位置的基準面。此時應(yīng)注意的問題長 春 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 4 如下： (1) 保證零件夾壓后定位穩(wěn)定。為使工件加工過程中不產(chǎn)振蕩和移動，夾壓力要足夠，夾壓點應(yīng)均勻分布在夾壓合力落在定位平面上 。 (2) 盡量避免夾壓力過大而造成工件夾壓后產(chǎn)生變形。盡量消除其對加工精度的影響。 工藝分析 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。深入生產(chǎn)現(xiàn)場，全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點、定位基準選擇、夾緊方式、加工部位、工藝方法和加工過程中所用的刀具、切削用量及生產(chǎn)率等。 對于本次設(shè)計的零件“氣缸蓋”的加工工序為：鉆 M9的通孔 1) 加工精度的要求 由于加工孔之間軸線的平行度要求較高而采用單工位方法，一次定位，可以減少一定的誤差。 2）被加工零件大小 形狀特點，加工部位特點要求 : 這些特點在很大的程度上決定采用臥式機床、立式或傾斜式機床。本次對鉆孔組合機床設(shè)計采用了臥式機床。本次設(shè)計的組合機床是加工氣缸蓋工件的第 7 道工序。鉆 ? 9 的通孔 ，表面粗糙度為 ，所以可采用固定式鉆孔靠模體。 本道工藝的夾緊也非常方便，可以利用上一道工序的加工特點。采用內(nèi)孔定位、端面定位、另一端面夾緊?？墒构ぜㄎ豢煽?、夾緊方便、裝卸方便和工藝裝備簡單。 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 確定機床的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～ 1/5。對于粗加工機床采用固定式導(dǎo)向，能達到 ? 。 確定機床的配置形式 根據(jù)被加工工件的結(jié)構(gòu)特點、加工要求、工藝過程方案及生產(chǎn)率等，可大體確定組合機床的配置型式。一般來說，定位基準是水平的，且被加工工件與定位基準平行采用臥式組合機床。保證排屑順暢、操作簡單以及其它具體方面都應(yīng)簡單、方便。根據(jù)加工部位的特點，孔的直徑相同且在同一加工面內(nèi) 位置度要求降低，并且使其設(shè)計的組合機床完全可以滿足其要求。由于軸箱體的結(jié)構(gòu)不是十分復(fù)雜。而且又是單面加工。所以采用單工位臥式組合機床可完全達到本道工序加工的技術(shù)要求。 臥式組合機床優(yōu)點是加工和裝備配置的工藝性好，安裝調(diào)整與運輸比較方便；其缺點是削弱了床身剛性。但是這個弊端通常可利用加強部件的連結(jié)部分的剛度來長 春 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 5 補償。 組合機床部件的選擇 本次設(shè)計的組合機床采用臥式床身?；_安裝在側(cè)底座上，底座和中間底座用螺釘聯(lián)為一體，滑臺與側(cè)底座間有一個 mm5 厚的調(diào)整墊。采 用調(diào)整墊對機床的制造和維修都很方便。因為當(dāng)滑臺導(dǎo)軌面磨損或重新組裝時，必須取下滑臺導(dǎo)軌面重新修刮并更換調(diào)整組。使之恢復(fù)應(yīng)有高度即可，而且滑臺可使用較好的材料（耐磨性較好的鑄鐵），而側(cè)底座可使用較差的一些材料。 不同配置型式組合機床的特點及適應(yīng)性 （ 1） 單工位組合機床 各種型式的單工位組合機床，具有固定式夾具，通?？砂惭b一個工件，特別適用大、中型箱體類零件的加工。根據(jù)配置動力部件的型式和數(shù)量，這種機床可分為單面、多面及復(fù)合式。利用多軸箱同時從幾個方向（面）對工件進行加工。但其機動時間不能與輔助時間重合， 因而生產(chǎn)率也比多工位機床低。由于本次設(shè)計的工件較大以及其它方面的要求，正適合選用單工位組合機床。 （ 2） 多工位組合機床 主要適用于中、小零件加工。所以不能定為本次設(shè)計的選擇對象。 確定切削用量及刀具的選擇 切削用量是否合理，對組合機床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機床的布置型式及正常工作有很大影響。 組合機床切削用量的選擇特點 、多刀、多面同時加工。因此所選用的切削用量要比一般萬能機床單刀加工低 30%左右。 ，通常為標(biāo) 準滑臺。工作時要求所有刀具的每分鐘進給量相同，并且等于標(biāo)準滑臺的每分鐘進給量。這個每分鐘進給量應(yīng)是適用于所有刀具的平均值。 即 n 1f 1 n? 2f 2 fii vfn ??? ?? 式中： innn ,2,1 ? —— 各主軸轉(zhuǎn)速 min)(r ； ifff ?, 21 —— 各主軸進給量 )( rmm ； fv —— 滑臺每分進給量 min)(mm 確定切削用量時應(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。 長 春 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 6 2． 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。 3． 對于復(fù)雜的刀具切削用量應(yīng)考慮刀具的使用壽命；進給量按刀具最小直徑選擇；切削速 度按最大直徑選擇。 4． 切削用量選擇應(yīng)有利于多軸箱設(shè)計，還必須考慮動力滑臺性能。 組合機床切削用量選擇及計算 確定切削力 ： 由《組合機床設(shè)計》 60P 頁表（ 37）查取在工件上 9mm? 的孔鉆孔切削速度。 根據(jù)工件材料可選 v 公稱 ? 14 minm f= 由《組合機床設(shè) 計》 P62頁查取 vk 為 ~ 。 ? 1 4 1 .0 1 4 m i nvv v k m? ? ? ? ?公 稱 由此可計算出： HBfDF ???? 0 . 8 0 . 62 6 9 0 . 1 5 2 2 9 1 3 3 7 N? ? ? ? ? HBfDM ???? 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 9 0 . 1 5 2 2 9 3 7 1 4 m i nN? ? ? ? ? ? 3 7 1 4 1 4 0 . 1 8 99 7 4 0 9 7 4 0 3 . 1 4 9MVP k mD???? ? ?? ? ? ? 880. 25 0. 250. 55 1. 3 0. 55 1. 39 6 0 0 9 6 0 0 9 4 7 3 3 m in1 4 0 .1 5 2 0 7DT v f H B? ? ? ???? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 6 6 0 .1 8 9 1 .1 3 4P P k m? ? ? ? ?? ? 電機功率 ?電N ??P ??? ? 取 ? 1 .1 3 4 1 .4 1 80 .8N km??電 ? F軸 6 6 1 3 3 7 8 0 2 2FN? ? ? ? 由此可初步定義主軸直徑，由《組合機床設(shè)計》 63P 頁中公式 1004 MBd ? B取 4100MdB?4 37147 .3 1 8 .0 2 1100 mm? ? ? 由《組合機床設(shè)計》 75P 頁表（ 322）查取主軸直徑為 mm20? 。 由 1000dnv ???? 初定主軸轉(zhuǎn)速 長 春 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 7 1 0 0 0 1 4 4 9 5 m in3 .1 4 9nr???? ，取 n=500r/min 2 組合機床的總體設(shè)計 —— （三圖一卡） 組合機床總體設(shè)計方案包括繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率計算卡。 被加工零件工序圖的繪制 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案表示一臺機床自動完成的工藝內(nèi)容，加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技 術(shù)要求，加工的定位基準，夾緊部位及被加工零件的材料、硬度、重量及在本工序前毛坯或半成品情況的圖紙。它是組合機床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗和調(diào)整機床的重要技術(shù)條件。 氣缸蓋工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)選定工藝方案。表示一臺組合機床式自動線完成工藝內(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、夾壓部位及被加工零件材料、硬度、重量和在本道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)上突出本機床自動線 加工內(nèi)容，加上必要的說明而繪制的。它是組合機床設(shè)計主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗和調(diào)整機床的重要技術(shù)文件。在工序圖上應(yīng)表示： (1) 被加工零件的形狀和輪廓尺寸與本機床設(shè)計有關(guān)的部位結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。 (2) 加工用定位基準，夾壓部位及夾壓方向。 (3) 本道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肮ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞剩? (4) 必要的文字說明（即被加工零件編號、名稱、材料、硬度、重量及加工部位余量等）。 (1) 為應(yīng)按一定比例選擇足夠視圖及剖視，突出加工部位（加工孔）用粗實線表示，并把零件輪廓及與機床、夾具設(shè)計有關(guān)的部位用細實線表示清楚、凡在本工序要保證的尺寸、角度、均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方畫粗實線標(biāo)記，加工用定位基準符號用“ _∧ _ ”表示，夾壓位置及方向符號“♂”和“⊕”表示，具體詳見該零件工序圖所示。 (2) 加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準注起。為了便于加工及檢查，尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)注，而不采用極坐標(biāo)系。但有時因所選定位基準與設(shè)計基長 春 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 8 準不重合則須對加工部門要求的位置尺寸精度進行分析換算。此外應(yīng)將零件圖上不對稱 位置尺寸公差換算成對稱尺寸公差，其公差數(shù)值的決定要考慮兩方面。一是要能達到產(chǎn)品圖紙要求的精度，二是要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)向孔與位置坐標(biāo)尺寸。 (3) 應(yīng)注明零件加工對機床提出的某些特殊要求。 氣缸蓋的加工示意圖繪制 繪制加工示意圖的作用和內(nèi)容 零件的加工工藝方案是通過加工示意圖反應(yīng)出來的。加工示意圖表示被加工零件在機床的加工過程、刀具、輔具的布置狀況以及工件、刀具、夾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。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、多軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺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、及試鉆孔的依據(jù)。其主要內(nèi)容如下： (1) 應(yīng)反映機床的加工方法、加工條件及加工過程。 (2) 根據(jù)加工部位特點及加工要求，決定刀具類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸（直徑和長度）。 (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)準式設(shè)計專用接桿、浮動卡頭、導(dǎo)向裝置、靠模裝置、刀桿和托架等。并決定它們的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸。 (5) 標(biāo)明主軸、接桿（卡頭）、夾具（導(dǎo)向）與工件之間的聯(lián)系尺寸和配合精度。 (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) 決定機床動力部件的工作循環(huán)及工作行程。 加工示意圖的畫法及注意事項 (1)加工示意圖的繪制順序是：先按比例 (本圖為 1： 1)用細實線繪出工件部位和局部結(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)格的孔加工用刀具、導(dǎo)向、主軸、接桿等規(guī)格尺寸精度完全相同允許只表示其中之一。即同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的 主軸可以只畫一根，但必須在主軸上標(biāo)注軸號（與工件孔號相對應(yīng)），當(dāng)軸數(shù)較多時可縮小比例，用細實線畫出工件加部位簡圖，并標(biāo)注孔號，以便設(shè)計和調(diào)整機床。 (2)在加工示意圖上，主軸分布可不按真實距離繪制。當(dāng)被加工孔間距很小