【正文】 f =53（ mm/min） 擴孔：孔徑 d=Φ 進給量 f=(mm/r) 轉(zhuǎn)速 n=356（ r/min）切削速度 v=（ m/min） 每分鐘進給量 Vf =53（ mm/min） 鉸 孔：孔徑 d=Φ 14mm 進給量 f=(mm/r) 轉(zhuǎn)速 n=114（ r/min） 切削速度 v=（ m/min） 每分鐘進給量 Vf =53（ mm/min） 確定切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率及刀具耐用 度 根據(jù)選定的切削用量 （主要指切削速度 v 及進給量 f），確定進給力，作為選擇動力滑臺及設(shè)計夾具的依據(jù)；確定切削轉(zhuǎn)矩，用以確定主軸及其他傳動件（齒輪、傳動軸）的尺寸； 確定切削功率，用作選擇主傳動電機（一般指動力箱電機）功率；確定刀具耐用度，用以驗證所選用量或刀具是否合理。參考《 組合機床設(shè)計簡明手冊 》 ]2[ 中不同刀具對不同工件材料完成不同工序（如鉆孔、鏜孔和攻螺紋等）時切削力、轉(zhuǎn)矩及功率計算的計算公式；刀具耐用度計算參考有關(guān)手 ]5[冊 。 通過查表計算如下 ： 鋼材號： 40 布氏硬度 ： HB =207 抗拉強度 b? =570MPa。 鉆孔： 切削力： F =33D ? = （ N） 切削扭矩： T = 2D ? =（ N mm） 切削功率： P = D9740Tv ? =（ kw） 擴孔： 切削力： F = ? . . =（ N） 切削扭矩： T = =（ N mm） 切削功率： P = D9740Tv ? =（ kw） 鉸孔：（取擴孔的 30％ ） 切削力： F =（ N） 切削扭矩： T =（ N mm） 切削功率： P =（ kw） 總切削力： F`=++=（ N） 總功率： P =++=（ kw） 式中： HB—— 布氏硬度 F—— 切削力（ N） F`一一總切削力（ N） D—— 鉆頭直徑（ mm） f—— 每轉(zhuǎn)進給量（ mm/r） T—— 切削扭矩 (N mm) V—— 切削速度（ m/min） P—— 切削功率 (kw) n 一一鉆頭轉(zhuǎn)速 (r/min) p? —— 切削深度（ mm） ,式中取 p? =（ mm） 汽車導(dǎo)塊 4 工位加工專用 機床總體設(shè)計 —— “三圖一卡” 繪制組合機床“三圖一卡” ，就是針對具體零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進行組合機床總體方案圖樣文件設(shè)計。其內(nèi)容包括：繪制加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計算卡 ]4[等 。 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖的作用與內(nèi) ]6[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)計的組合機床 上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、 精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位以. . 及被加工零件材料、硬度和在本機床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。 （ 1） 被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機床設(shè)計有關(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，則應(yīng)把設(shè)置中間導(dǎo)向時，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)、夾壓部位及加緊方向。以便據(jù)此進行夾具的支承、定位、夾緊和導(dǎo)向等機構(gòu)設(shè)計。 （ 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)要求以及對上道工序的技術(shù)要求。 （ 4） 注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。 圖 零件工序圖 1 加工示意圖 . . 加工示意圖的作用和內(nèi)容 選擇刀具、導(dǎo)向及有關(guān)計算 （ 1） 刀具的選擇 選擇刀具應(yīng)考慮工件的材質(zhì)、加工精度、表面粗糙度、排屑及生產(chǎn)率等要求。只要條件允許，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)刀具。為提 高工序集中程度或滿足精度要求，可以采用復(fù)合刀具?？准庸さ毒撸ㄣ@ 、 擴、鉸等）的 直徑應(yīng)與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)，其長度應(yīng)保證加工終了時刀具螺旋槽尾端離導(dǎo)向套端面 30~50mm,以利排屑和刀具磨損后有一定的向前調(diào)整量。刀具錐柄插入接桿孔內(nèi)長度，在繪制加工示意圖時應(yīng)注意從刀具總長中減去。 （ 2） 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 組合機床加工孔時，除采用剛性主軸加工方案外，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證的。 因此，正確的選擇導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和確定導(dǎo)向類型、參數(shù)、精度，是設(shè)計組合機床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時必須解決的問題。導(dǎo)向類型及結(jié)構(gòu)選擇、導(dǎo)向主要參數(shù)及導(dǎo)向數(shù)量的確定，參考 文獻 [2]。 導(dǎo)向裝 置結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 固定導(dǎo)向裝置的布置 （ 3） 確定主軸類型、尺寸、外伸長度 主軸類型主要依據(jù)工藝方法和刀桿與主軸的連接結(jié)構(gòu)進行確定。主軸軸頸及軸端尺寸主要取決于進給抗力和主軸 —— 刀具結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 。 如圖 所示： . . 圖 加工示意圖 因為軸的材料為 45， 剪切彈性模量 G=， 剛性主軸取ψ＝ 1／ 4（176。）／ m，所以 B 取 ， 根據(jù)剛性條件計算主軸的直徑為： d? B 410T （ ） 鉆削主軸： d? B410T = 4 ?? =，取 d=35mm 擴削主軸： d? B410T = 4 ?? =，取 d=20mm . . 鉸削主軸： d? B410T = 4 1 0 0 08 9 3 4 810 ?? =，取 d=20mm 式中： d—— 軸直徑（ mm） T—— 軸所承受的轉(zhuǎn)矩（ N m） B—— 系數(shù) 本設(shè)計中主軸直徑分別為 鉆削 D/ 1d =50/36，擴削 D/ 1d =32/20，鉸削 D/ 1d =32/20，軸外伸長度 均 為： L=100mm。 （ 4） 選擇接桿、浮動卡頭 除剛性主軸外，組合機床主軸與刀具間常用接桿連接（稱剛性連接）和浮動卡頭連接（稱浮動連接）。 在鉆、擴、鉸及倒角等加工小孔時，通常都采用接桿 ，如圖 所示 。因多軸箱各主軸的外伸長度和刀具長度都為定值，為保證多軸箱上各刀具能同時達到加工終了位置，須采用軸向可調(diào)整的接桿 來協(xié)調(diào)各軸的軸 向長度，以滿足同時加工完各孔的要求。為使工件端面至 多軸箱端面為最小距離，首先應(yīng)按加工部位在外壁、加工孔深最淺、孔徑又最大的主軸選定接桿（通常先按最小長度選?。?，由此選用其他接桿。接桿已標(biāo)準(zhǔn)化，通用標(biāo)準(zhǔn)接桿號可根據(jù)刀具尾部結(jié)構(gòu)（莫氏號）和主軸頭部內(nèi)孔徑直徑參考相關(guān)手冊選取。 圖 可調(diào)連接桿 連接桿上的尺寸 d 與主軸外伸長度的內(nèi)孔 D 配合，因此，根據(jù)接桿直徑 d 選擇刀具接桿參數(shù)如表 所示： 表 可調(diào)接桿的尺寸 d(h6) D1(h6) d2 L l1 l2 l3 d3 螺母 厚度 . . 36 Tr36 2 莫氏 1 號 118 65 50 — — 14 20 Tr20 2 莫氏 1 號 88 46 40 25 17 12 20 Tr20 2 莫氏 1 號 88 46 40 25 17 12 為提高加工精度、減少主軸位置誤差和主軸振擺對加 工精度的影響，在采用長導(dǎo)向或雙導(dǎo)向和多導(dǎo)向進行擴、鉸孔時，一般孔 的位置精度靠夾具保證。為避免主軸與夾具導(dǎo)套不同軸而引起的刀桿“別勁”現(xiàn)象影響加工精度，均可采用浮動卡 頭連接。 （ 5） 標(biāo)注聯(lián)系尺寸 首先從同一多軸箱上所有刀具中找出影響聯(lián)系尺寸的關(guān)鍵刀具，使接桿最短，以獲得加工終了時多軸箱前端面到工件端面之間所需的最小距離，并據(jù)此確定全部刀具、接桿（或卡頭）、導(dǎo)向托架及工件之間的聯(lián)系尺寸。主軸端部須標(biāo)注外徑和孔徑（ D/d）、外伸長度 L；刀具結(jié)構(gòu)尺寸須標(biāo)注直徑和長度；導(dǎo)向結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)標(biāo)注直徑、長度、配合；工件至夾具之間的尺寸須標(biāo)注工件離導(dǎo)套端面的距離；還需標(biāo)注托架與夾具之間的尺寸、工件本身以及加工部位的尺寸和精度等。 多軸箱端面到工件端面之間的距離是加工示意圖上最重要的聯(lián)系 尺寸。為使所設(shè)計的機床結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)盡量縮小這一距離。這一距離取決于兩方面：一是多軸箱上刀具、接桿（卡頭）、主軸等結(jié)構(gòu)和互相聯(lián)系所需的最小軸向尺寸；二是機床總布局所要求的聯(lián)系尺寸。這兩個方面是互相制約的。 （ 6） 標(biāo)注切削用量 各主軸的切削用量應(yīng)標(biāo)注在相應(yīng)的主軸后端。其內(nèi)容包括 ：主軸轉(zhuǎn)速 ni、 相應(yīng)刀具的切削速度 vi、 每轉(zhuǎn)進給量 fi和每分鐘進給量 Fm.。 同一多軸箱上各主軸的每分鐘進給量是相等的，都等于動力滑臺的工進速度，即 Fm=vf。 （ 7） 動力部件工作循環(huán)及行程的確定 動力部件的工作循環(huán)是指加工時，動力 部件從原始位置開始運動到加工終了位置，又返回到原位的動作過程。一般包括快速引進、工作進給和快速退回等動作。有時還有中間停止、多次往復(fù)進給、跳躍進給、死擋鐵停留等特殊要求 。 1) 工作進給長度 LI 的確定 組合機床上有第一工作進給和第二工作進給之分。前者用于鉆、擴、鉸等工序；后者用于鉆或擴孔之后的倒大角等工序；工作進給長度 LI， 應(yīng)等于加工部位長度 L（多軸. . 加工時按最長孔計算）與刀具切入長度 L1 和切出長度 L2 之和 ，如圖 所示 。 即 : LI= L1+L+ L2 （ ） 切入長度 一般為 5~10mm，根據(jù)工件端面的誤差情況確定。切出長度一般按下述 確定： 鉆孔 1/3d+（ 3~8） 擴孔 10~15 鉸孔 10~15 其中， d 為鉆頭直徑； 在取值時，當(dāng)?shù)毒咔谐銎矫鏋橐约庸け砻鏁r取小值，反之取大值。 圖 工作進給長度 本設(shè)計中，鉆孔： 1/3d+（ 3~8） =1/3? 13+（ 3~8） =~， 綜合擴、鉸尺寸范圍，取切出長度 L2=12mm。 根據(jù)端面情況，切入長度取 L1=，加工部位長度 L=，則 LI= L1+L+ L2=12++=67（ mm） 2) 快速引進長度的確定 快速引進是指動力部件把刀具送到工作進給位置，其長度按其具體情況確定。 3) 快速退回長度的確定 快速退回的長度等于快速引進和工作進給長度之和。一般在固定式夾具鉆孔或擴孔的機床上，動力部件快速退回的行程， 只要把所有刀具都退至導(dǎo)套內(nèi)，不影響工作的裝卸就行了。但對于夾具需要回轉(zhuǎn)或移動的機床，動力部件快速退回行程必須把刀具、托架、活動鉆模板及定位銷都退至夾具運動可能碰到的范圍外。 4) 動力部件總行程的確定 動力部件的總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀具磨損或補償制造、安裝誤差，動力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離（即前備量）和刀具裝卸以及. . 刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出時，動力部件需退后的距離（刀具退離夾具導(dǎo)套外端面得距離應(yīng)大于接桿插入主軸孔內(nèi)或刀具插入接桿空沒得長度，及后備量）。因 此，動力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。 機床聯(lián)系尺寸總圖 機床聯(lián)系尺寸總圖的作用和內(nèi)容 機床聯(lián)系尺寸總圖 ，如圖 所示， 是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步確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。是用來表示機床的配置形式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、互相聯(lián)系、運動關(guān)系和操作方位的總體布局圖。用以檢驗各部件相對位置及尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適；它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計提供依據(jù)；它可以看成是機床總體外觀簡圖。由其輪廓尺寸、占地面積、 操作方式等可以檢驗是否適應(yīng)用戶現(xiàn)場使用環(huán)境。 繪制機床聯(lián)系尺寸總圖之前應(yīng)確定的主要內(nèi)容 （ 1） 選擇動力部件 動力部件的選擇主要是確定動力箱（或各種工藝切削頭）和動力滑臺。 動力箱規(guī)格要與滑臺匹配，其驅(qū)動功率主要依據(jù)多軸箱所需傳遞的切削功率來選用。再不需要精確計算多軸箱功率或多軸箱尚未設(shè)計出來之前，可按下列簡化公式進行估算： 主P ＝ 切P ／η