【正文】 0 年來，這些技術(shù)有長足進步，同時作為組合機床主要用戶的汽車和內(nèi)燃機等行業(yè)也有很大的變化，其產(chǎn)品市場壽命不斷縮短，品種日益增多且質(zhì)量不斷提高。這些因素有力地推動和激勵了組合機床的不斷發(fā)展。 組合機床是由大量的通用部件和少量的專用部件組成且工序集中的高效專用機床 .由萬能機床和專用機床發(fā)展而來 .由于組合機床工序的高度集中，即在一臺機床上可同時完成一種或幾種不同工序加工，因此適應了產(chǎn)量大、精度高的生產(chǎn)要求，并且克服了萬能機床結(jié)構(gòu)復雜、勞動強度大、生產(chǎn)效率低、精度不易保 證的 缺點，以及專用機床通用性差、不適應現(xiàn)代技術(shù)迅速發(fā)展、產(chǎn)品經(jīng)常更新的要求 .所以，組合機床及其自動線已廣泛應用到汽車、柴油機、電動機、儀器儀表以及軍工產(chǎn)品等的生產(chǎn)上，并顯示出巨大的優(yōu)越性。 第 2 章 組合機床的總體設計 組合機床工藝方案的擬定 工藝方案的擬訂是組合機床設計的關鍵一步。因為工藝方案在很大程度上決定了組合機床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應根據(jù)工件的加工要求和特點，按一定的原則、結(jié)合組合機床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析后擬出先進、合理、經(jīng)濟、可靠的工藝方案。 確定組合機床工藝方案的基本原則 2.. 組合機床工藝方案的基本原則 [1]粗精加工分開原則 粗加工的切削負荷較大，切削產(chǎn)生的熱變形、較大夾壓力引起的工件變形以及切削振動等，對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，在擬訂工件一個連續(xù)的多工序工藝過程時，應選擇粗精加工工序分開的原則。 [2]工序集中原則 組合機床運用多刀集中在一臺機床上完成一個或多個工件的不同表面的復雜過程，從而有效的提高生產(chǎn)率。因此，在擬訂工藝方案時，在保證加工質(zhì)量和操作維修方便的情況下，應適當提高工序集中程 度，以便減少機床臺數(shù)、占地面積和節(jié)省人力，取得理想的效益。本機床由于螺紋孔直徑較小，精度較高，要求主軸和機床剛度較好，所以工序應集中，并且十個孔的相對位置精度要求較高所以工序集中加工。通過絲錐對孔進行一次性加工，從而保證精度，質(zhì)量，生產(chǎn)率。 備注 攻絲機床都是借助電動機正轉(zhuǎn)進行攻絲，加工完了電動機反轉(zhuǎn)使絲錐退出工件。電動機的反向和停止是由攻絲行程控制機構(gòu)來操縱的。為了確保攻絲電動機的可靠反向和停止，在電氣控制系統(tǒng)設計上，除了一般動作控制信號外，還必須增設互鎖保險開關。為了在絲錐退回原位電動機 能及時停止，不因慣性轉(zhuǎn)動造成絲錐超程，破壞攻絲機構(gòu)的原位狀態(tài)，在電動機停轉(zhuǎn)時，一般應采用剎車機構(gòu)以 制動。當一個主軸箱上攻絲主軸少于 8 根時可以不用。對特大的攻絲主軸箱有時還應設置兩個或更多的剎車機構(gòu)，以確?？煽康闹苿?。本設計的主軸箱的主軸只有 6 根，所以不需要 組合機床工藝方案的擬訂 分析、研究加工要求和現(xiàn)場工藝 根據(jù)分析、研究被加工零件減速器箱蓋兩端面螺紋孔，在箱體上分別加工，技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領。深入現(xiàn)場調(diào)查分析零件（或同類零件）的加工工藝方法，定位和加緊，所采用的設備、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，以便制定出切合實際的合理工藝方案。 定位基準和夾壓部位的選擇 [1]由于實行多刀加工，切削負荷大，工件受力方向變化，加工零件為箱體，所以采用一面兩銷定位，上面夾緊。 [2]組合機床的工藝方法及所能獲得的加工精度；表面粗糙度和形位精度。 表 11 所列是組合機床加工螺紋孔的典型工藝過程。 表 11 螺紋孔加工典型工藝過程 螺紋孔類別 工藝過程 一般緊固螺紋孔 鉆底孔，倒角，攻絲 較高精度螺紋孔 鉆底孔，擴至底孔尺寸，倒角，攻絲 在攻絲前最好在 孔口倒角，以使絲錐容易進入空中，有利于準確的保證攻絲深度。攻絲一般都采用一個工步一次加工出需要的深度。但當螺紋孔較深時，可以利用二次進給的方法來攻絲。第一次攻到一段距離后，絲錐反轉(zhuǎn)退回，但不全部退出工件，然后絲錐又正轉(zhuǎn)攻進，一直到需要的深度。這樣可以減少因切削阻塞使扭力矩增大，甚至使絲錐折斷。這種分兩次攻絲的進給運動，也是通過特殊的攻絲行程控制機構(gòu)自動控制的。其工作原理與通用的攻絲行程控制機構(gòu)類似。亦可以在通用的攻絲行程控制機構(gòu)上增加兩個行程開關和擋鐵來實現(xiàn)。 確定組合機床配置型式及結(jié)構(gòu)方案應考 慮的問題 根據(jù)工件的特點、工藝要求、生產(chǎn)率要求及工藝方案等，可大體確定采用哪種基本配置型式的機床。配置方案不同對機床的復雜程度、通用化程度、結(jié)構(gòu)工藝性、加工精度、機床重新調(diào)整的可能以及經(jīng)濟性等都有不同的影響。因此，確定機床配置型式和結(jié)構(gòu)方案時應考慮以下主要問題。 在確定機床配置型式和結(jié)構(gòu)方案時，首先要考慮如何穩(wěn)定地保證零件的加工精度。影響加工精度的主要因素有夾具誤差和加工誤差兩方面。夾具誤差：一般精加工的夾具公差為零件公差的 1/3～ 1/5。固定式夾具單工位組合機床可達到的加工精度很高。 加工工序圖 被加工零件工序圖具有直觀的作用，此外，它還具有一些特定的要求。被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺機床上或一條自動線上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸及精度、技術(shù)要求、加工用定位基準、夾壓部以及被加工零件的材料、硬度和在本機床上加工前毛坯情況的圖紙。它是在原有的工件圖基礎上，以突出本機床或自動線加工內(nèi)容，加上必要的說明繪制的。它是組合機床設計的主要依據(jù)。也是制造使用時調(diào)整機床，檢查精度的重要技術(shù)文件。被加工零件工序圖應包括下列內(nèi)容： [1]在圖上應表示出被加工零件的形狀，尤其是要設置中間導向時， 應表示出工件內(nèi)部筋的布置和尺寸，以便檢查工件裝進夾具是否相碰，以及刀具通過的可能性。 [2]在圖上應表示出加工用基面和夾壓的方向及位置，以便依此進行夾具的支承，定位及夾壓系統(tǒng)的設計。 [3]在圖上應表示出加工表面的尺寸、精度、光潔度，位置尺寸及精度和技術(shù)條件（包括對上道工序的要求及本機床保證的部分）。 [4]圖中還應注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及被加工部位的余量。 此外，為了使被加工零件工序圖清晰明了，能突出本機床的加工內(nèi)容，繪制時對本機床加工部位用粗實線表示，其尺寸打上方框，其余部位用細實線表 示。 本設計中，我設計的是座體左端面攻絲，采用一面兩銷定位，實現(xiàn)完全定位。由于利用工件的底面作為基面，要求加工之后能滿足尺寸的公差范圍之內(nèi)。 加工示意圖 加工示意圖是組合機床設計的重要圖紙之一，在機床總體設計中占有重要地位。它是設計刀具、夾具、主軸箱以及選擇動力部件的主要資料，同時也是調(diào)整機床和刀具的依據(jù)。 加工示意圖，要反映機床的加工過程和加工方法，刀具尺寸及加工尺寸，主軸尺寸及伸出長度，主軸、刀具、工件間的聯(lián)系尺寸等，根據(jù)機床要求的生產(chǎn)率 及刀具特點，合理地選擇刀削用量，決定動力頭的工作循環(huán)。 加工示意圖應繪制成展開圖，其繪制順序是：首先按比例繪制工件的外形及加工部位的展開圖，加工示意圖還要繪制出工件加工部位的圖形。加工示意圖還要考慮一些特殊要求（如工件抬起、主軸定位、危險區(qū)等）。決定動力頭的工作循環(huán)及行程。最后，選擇切削用量及附加必要的說明。 綜合考慮以上各種注意事項，可以看出加工示意圖的繪制方法可以分為幾個步驟，即刀具的選擇、工序間余量的確定等。 技術(shù)分析 螺紋孔 M8 精度等級： 7H 材料： HT200 硬度： HB187241 盲孔 加工深度 L=20mm 刀具的選擇 刀具的類型的選擇決定于所切螺紋的性質(zhì)、所切螺紋在工件上的位置、工件的構(gòu)造與尺寸及生產(chǎn)的批量。 查 [10] P899 表 1049 選用細柄機用絲錐 6M8H3 GB346483。 攻絲靠模裝置選擇 在組合機床上攻制螺紋多采用攻絲靠模裝置。其原理仍然是“自引法”攻絲。這種攻絲裝置的進給運動，直接由靠模螺桿、螺母得到。常用的靠模裝置有： TO281型攻絲靠模裝置和 TO282 型靠模裝置。 本設計中采用了通用的 TO281 型攻絲靠模裝置 TO281 型攻絲靠模 這種靠模裝置有攻絲靠模和攻絲卡頭配合組成，并由攻絲裝置配置成攻絲組合機床。 動力由攻絲主軸通過雙鍵傳到攻絲靠模桿，再經(jīng)平鍵傳遞給攻絲卡頭上的絲 m in/ mpt dcv ym xv ?????錐?？磕Ｂ菽竿ㄟ^結(jié)合子和彈簧裝在套筒內(nèi)，套筒由壓板壓在靠模板誰上。攻絲時，靠模桿邊轉(zhuǎn)動邊向前移動，其進給量與絲錐引進量相同。壓板的壓力要適當，以保證絲錐遇到故障不能前進，扭力增大，靠模桿與靠模螺母同時轉(zhuǎn)動，停止進給，避免破壞傳動件或扭轉(zhuǎn)絲錐。 這種裝置易于調(diào)整，只要松開壓板，則可方便的將攻絲靠模取出，且在變動加工螺孔規(guī)格時，易裝卸調(diào)換。 選用攻螺紋 靠模規(guī)格 2。 切削用量的選取 由于組合機床有大量刀具同時工作，為了使機床正常工作，不經(jīng)常停車換刀，而達到較高的生產(chǎn)率。所選擇的切削用量比一般通用機床的切削用量要低一些。總體上說：在采用多軸加工的組合機床的切削用量和切削速度要低一些。根據(jù)現(xiàn)有組合機床使用情況，多軸加工的切削用量比通用機床單刀加工的切削用量約30%左右。 查閱 [2] P51 表 217 攻絲切削速度 加工材料為鑄鐵 切削速度： v=4～ 8m/min 查 [10] P1142 表 1490 由公式計算得 (21) 取 v=8m/min 進給量為絲錐的導程 f=由公式： v=π d n/1000 得 : 主軸轉(zhuǎn)速 n=318/r/min 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聯(lián)結(jié)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 —— 刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 通用攻螺紋主軸有兩種 (1)滾錐軸承攻螺紋主軸 (2)滾針軸承攻螺紋主軸。 主軸類型 查 [9] 表 42 選用 滾錐軸承攻螺紋主軸 主軸尺寸 根據(jù)公式： d= (22) 可算出本設計中攻螺紋主軸的大致直徑 式中： d—— 主軸直徑（ mm） T—— 轉(zhuǎn)矩（ N m） D—— 螺距大徑（ mm） P—— 螺距（ mm） 加工鑄鐵時 T= P (23) 由于本設計中 D=8mm， P=，所以 查 [9]中表 35 攻螺紋主軸直徑的確定，得螺紋 M8 的主軸直徑 d=17mm 轉(zhuǎn)矩 T=5 N m 查 [9]表 36 和 42 主軸直徑 d=20mm 外伸尺寸 L=120mm。 選擇接桿、浮動卡頭 加工螺紋時，常采用攻螺紋靠模裝置和攻螺紋卡頭及相配套的攻螺紋接桿，絲錐用相應的彈簧夾頭裝在攻螺紋接桿上。 查 [9]中圖 81 選用用于夾持 M6～ M30 的機用絲錐彈簧夾頭。 查 [9]中圖 86 選用攻螺紋卡頭及攻螺紋接桿。 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。 工作進給長度 L工 的確定 =+L L L L?工 12 (24) L工 ：工作進給長度 L1 ：切入長度 L ：加工長度 L2 ：切出長度 L工 =20+5=25mm 切入長度一般為 5~10mm，取 5mm。 切出長度為 0。 快速引進長度確定 快速引進是指動力部件把刀具送到工作進給位置，其長度由具體情況確定。本工序選取快速引進長度為 75mm。 動力部件總行程的確定 動力部件總行程為快退行程和前后備量 之和。總行程為 250mm 前備量為40mm，后備量為 110mm。 機床聯(lián)系尺寸圖 機床聯(lián)系尺寸圖作用和內(nèi)容 機床聯(lián)系尺寸圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，