【正文】 孔攻絲機床及夾具畢業(yè)設(shè)計論文 第1章 組合機床總體設(shè)計 通用部件的選用是組合機床設(shè)計的主要內(nèi)容之一。選用的方法是:根據(jù)所需的功率、進給力、進給速度等要求,選用動力部件及其配套部件。 選用原則是: 1) 切削功率應(yīng)滿足加工所需的計算功率(包括切削所需功率、空轉(zhuǎn)功率、傳動功率)。 2) 進給部件應(yīng)滿足加工所需的最大計算進給力、工作行程和工作循環(huán)的要求。 3) 動力箱與多主軸箱尺寸相適應(yīng)和匹配。 4) 應(yīng)滿足加工精度的要求。 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。 動力滑臺 動力滑臺是由滑座滑鞍和驅(qū)動裝置組成實現(xiàn)直線進給運動的動力部件。根據(jù)被加工零件即D180N柴油機箱體的工藝要求:底面12M6攻絲,孔深16mm螺紋深14mm,在滑鞍上安裝動力箱,動力箱帶動主軸箱完成攻絲工序。動力滑臺根據(jù)驅(qū)動和控制方式的不同可分為液壓滑臺機械滑臺和數(shù)控滑臺三種類型。根據(jù)需要選用液壓動力滑臺,型號為1HY040IA，臺面寬400mm，長800mm，行程長400mm，滑臺及滑座總高320mm其特點是:采用雙矩形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)形式,導(dǎo)向的長度大,導(dǎo)向性好；滑座體為箱形框架結(jié)構(gòu),滑座底面中間增加了結(jié)合面,結(jié)構(gòu)剛度高，導(dǎo)軌壽命長。 攻絲卡頭及攻絲靠模裝置1. 攻絲卡頭攻絲卡頭用于連接絲錐和攻絲主軸,保證絲錐與被加工的螺紋底孔自動對中,并保證絲錐順利地引進；補償絲錐每分鐘引進量與攻絲主軸每分鐘進給量之差值。2. 攻絲靠模裝置攻絲裝置的進給運動直接由靠模螺桿靠模螺母得到。其優(yōu)點是:靠模經(jīng)磨制可以得到較準(zhǔn)確的螺距,而且靠模桿帶動絲錐進給比較輕,其中攻絲接桿可以補償靠模系統(tǒng)與絲錐自行引進的進給差,攻絲時可以得到較高的精度。(1) 通用的TO281型攻絲靠模裝置這種攻絲靠模裝置通常由攻絲靠模和攻絲卡頭配合組成攻絲裝置。這種裝置易于調(diào)整,只要松開壓板,便可方便的將絲錐取出,且在變動被加工螺孔時,易裝卸調(diào)換，只是整個結(jié)構(gòu)軸向尺寸較大。(2) 通用的TO282攻絲靠模裝置 這種攻絲靠模裝置軸向尺寸較小,主要用于活動攻絲模板和鉆攻復(fù)合模板?？紤]以上因素,選用通用的TO281型攻絲靠模裝置。3. 攻絲靠模實現(xiàn)的方式 攻絲靠模實現(xiàn)的方式有兩種: (1) 把攻絲靠模直接裝在主軸箱內(nèi),組成用于整臺機床全部是攻絲工序的攻絲裝置,它的特點是剛性好,結(jié)構(gòu)簡單,但調(diào)整更換絲錐不方便。 (2) 另一種是攻絲模板,將靠模裝置裝在模板上,模板用固定在主軸箱上的導(dǎo)桿導(dǎo)向。這種方法結(jié)構(gòu)復(fù)雜,剛度亦差。 考慮到以上因素,在設(shè)計中采用了前一種方法。 主運動驅(qū)動裝置動力箱 動力箱是將電機的動力傳遞給多主軸箱,它與多主軸箱配套使用。 1TD系列動力箱的性能參考組合機床設(shè)計簡明手冊表53表539。. 支承部件組合機床的支承部件往往是通用和專用兩部分的組合。本設(shè)計中臥式機床的床身是由通用的側(cè)底座和專用的中間底座組合而成,此種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是加工和裝配工藝性好,安裝和運輸較方便。(1) 中間底座其頂面安裝夾具,側(cè)面與側(cè)底座相連接,并通過端面定位銷定位。中間底座其結(jié)構(gòu)尺寸需根據(jù)工件的大小形狀等來確定。 中間底座其一般按專用部件進行設(shè)計,但為了不致使組合機床的輪廓尺寸過分繁多,中間底座的主要尺寸應(yīng)符合如下的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：中間底座長中間底座寬8005005606307108009001000____63071080090010001250______71080090010001250______7108009001000 注:,可根據(jù)具體情況采用560 mm和710mm； 1250mm時,可從優(yōu)先數(shù)系R10GB321—64中選用。 因此根據(jù)組合機床的聯(lián)系尺寸，選中間底座的長為800，寬為800， (2)側(cè)底座(1CC系列) 側(cè)底座的長度應(yīng)于滑臺相適應(yīng)，選用1CC401型號，它的高度有560\630mm兩種，采用560mm，寬度600mm，長度1350。 計算切削功率并選用動力箱 其中 T:主軸切削扭矩；D:螺紋大徑,D=6mm；p: 螺紋螺距,p=1mm； P: 主軸切削功率(Kw)； v:切削速度()按推薦,加工材料為鑄鐵時 v=4 ~8，已經(jīng)取v= 計算得: T=P=()/(6)= Kw此時,各主軸的轉(zhuǎn)速按下面的公式計算: = = =300r/min 12根軸的切削功率為: =P12=12=主軸箱所需要的功率,應(yīng)等于切削功率空載消耗功率及與負載成正比的功率損失之和,即: = + +: 主軸箱總功率；: 各主軸切削功率總和， == Kw；: 各軸空載消耗功率的總和，根據(jù)組合機床設(shè)計頁軸的空轉(zhuǎn)功率表格,可計算出 = Kw；: 各軸損失功率的總和，一般取傳遞功率的1%，= Kw。 計算得: =++= Kw 在確定攻絲電機功率時,應(yīng)考慮絲錐鈍化的影響,~。 (~ )=~ Kw根據(jù)組合機床設(shè)計簡明手冊頁動力箱的選用標(biāo)準(zhǔn),選用的動力箱型號為1TD40, Kw,驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速是480r/min。. 根據(jù)通用部件的配套關(guān)系選用與動力箱匹配的其他通用部件 參考組合機床設(shè)計簡明手冊P14頁表23部件名稱 標(biāo)準(zhǔn) 名義尺寸(mm)320 400液壓滑臺1HY321HY32M1HY401HY40M動力箱1TD321TD40側(cè)底座1CC3211CC3221CC4011CC402 選用 液壓滑臺 動力箱 側(cè)底座 1HY40 1TD40 1CC401第二章 組合機床的概述組合機床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率專用機床。它能夠?qū)σ环N或幾種零件進行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。組合機床與通用機床、其他專用機床比較，具有以下特點：（1） 組合機床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)部件約占全部機床零、部件總量的7080%,因此設(shè)計和制造的周期短，投資少，經(jīng)濟效果好。（2） 由于組合機床可以采用多刀加工，并且自動化程度高，因而比通用機床生產(chǎn)效率高， 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動強度低。（3） 組合機床的通用部件是經(jīng)過周密設(shè)計和長期生產(chǎn)實踐考驗的，又有專門廠成批制造，因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工作可靠，使用和維修方便。（4） 在組合機床上加工零件時，由于采用專用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置等，加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術(shù)水平要求不高。（5） 當(dāng)被加工產(chǎn)品更新時，采用其他類型的專用機床時，其大部分部件要報廢。用組合機床時，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件可以重復(fù)使用，不必另行設(shè)計和制造。（6） 組合機床易于聯(lián)成組合機床自動線，以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。、加工精度及配置形式 組合機床可以完成的工藝有鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削、刮平面、倒角、切槽及滾壓等。而且現(xiàn)在隨著綜合自動化技術(shù)的不斷發(fā)展,其工藝范圍也在不斷的擴大。 就設(shè)計的攻絲組合機床而言,若潤滑條件良好,在鑄鐵件上加工出的螺孔可以達到2級精度,。 螺孔的位置精度由于攻絲時以工件底面為定位基準(zhǔn),加上其他誤差的影響,。 擬訂方案階段這是設(shè)計組合機床最重要的一步。工藝方案制定的正確與否,將決定機床能否達到“體積小,重量輕,結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,效率高,質(zhì)量好”的要求。為了使工藝方案制定得合理,必須從認真分析被加工零件的圖紙開始,深入現(xiàn)場全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點,加工部位,尺寸精度,表面粗糙度和技術(shù)要求,定位夾緊方式,工藝方法和加工過程所采用的刀具,切削用量及生產(chǎn)率等要求,分析其優(yōu)缺點,從而確定零件在機床上完成的工藝方法及內(nèi)容,決定刀具的種類結(jié)構(gòu)形式和數(shù)量及切削用量等。 根據(jù)確定的工藝方案,確定機床的配置形式,并定出影響機床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。 在選定工藝方案并確定機床配置形式結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上,進行方案圖紙的設(shè)計。 技術(shù)設(shè)計階段根據(jù)已經(jīng)確定的工藝和結(jié)構(gòu)方案,按照加工示意圖和機床聯(lián)系尺寸圖等開展部件設(shè)計,繪制夾具主軸箱等的裝配圖。 工作設(shè)計階段 (1) 繪制所有專用零件圖并繪制出潤滑冷卻管路系統(tǒng)圖及機床總圖。 (2) 編制設(shè)計說明書。 提高通用部件的水平 提高通用部件的水平可以提高部件的精度和動靜性能，因而使被加工零件的精度明顯提高,表面粗糙度減小。 優(yōu)化裝夾方案 在我所設(shè)計的攻絲組合機床上，為了降低工人的勞動強度、節(jié)省裝夾工件的時間和保證定位的快速、可靠，我設(shè)計的夾具夾緊裝置有兩根螺柱作為支撐，兩根螺柱之間的距離大于零件的尺寸，零件的定位方案是以零件的3個面進行定位，工人在裝夾時，就能從正面直接把零件裝進夾具，緊靠定位元件，然后夾緊，這樣就使工人操作簡單，提高的工作效率。 第3章 組合機床工藝方案及配置方式的確定 組合機床工藝方案的確定1. 箱體類零件工藝基準(zhǔn)面的選擇 箱體類零件工藝基準(zhǔn)面的選擇原則： 　1) 選擇的定位基準(zhǔn)面應(yīng)確保工件穩(wěn)定定位，定位面應(yīng)盡量大一些。同時,基準(zhǔn)面的光潔度、平直性越好越有利于保證定位的精確程度。 　2)定位基準(zhǔn)面的選擇應(yīng)考慮到夾緊的方便,夾具結(jié)構(gòu)簡單。3)應(yīng)盡量采用設(shè)計基準(zhǔn)面為工藝基準(zhǔn)面。4)考慮裝卸工件的方便。 加工零件D180N柴油機箱體為箱體類零件。零件有精度高的孔系要加工，既可以采用一面兩孔的定位方法,也可以采用三個平面定位的方法。一面兩孔的定位方式，對定位柱銷的形狀和位置精度有很高的要求，更重要的是在反復(fù)的裝卸工件的過程中，柱銷極易發(fā)生磨損，使得定位精度大大地降低。而在三面定位的定位方式下，采用的是平面定位，定位面積比較大，在裝卸工件的過程中，定位面發(fā)生的磨損相對于大面積的平面來說比較小，而且比較均勻。本設(shè)計采用了后面一種定位方法。 綜合考慮以上因素,決定: 　三面定位中, D180N柴油機箱體零件圖上俯視圖前表面為主定位面,限制工件的三個自由度；右表面為次定位面,限制工件兩個自由度；正視圖頂平面限制工件一個自由度。 　2. 確定工件的夾壓位置 確定工件的夾壓位置時考慮到如下問題: 保證工件夾壓后定位穩(wěn)定，并有足夠的剛度，夾壓點的位置應(yīng)夾壓合力盡量落在定位平面之內(nèi),力求接近定位平面的中心。 力求使夾壓部位靠近箱體的壁或筋,減少夾壓后變形。 加工工藝的分析 組合機床上常用的攻螺紋方法 在組合機床上常用絲錐攻制螺紋,其特點是當(dāng)絲錐攻入1~2絲之后,則絲錐會自行引進,主運動和進給運動之間的嚴格關(guān)系由絲錐自身保證,即自引法攻絲。 =np : 絲錐每分鐘自行引進量() n : 絲錐每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)() p : 絲錐螺紋螺距,p=1mm為了保證絲錐穩(wěn)定可靠地攻入工件和不干擾絲錐的自行引進,要求主軸系統(tǒng)向前進給與絲錐的自行引進完全同步。 即 = : 主軸系統(tǒng)的進給量()。實際上,無論哪一種攻螺紋主軸都難于達到這一點。因此,絲錐和主軸系統(tǒng)都不是剛性連接,而是在兩著之間設(shè)有進給差的補償環(huán)節(jié)。 確定組合機床工藝方案時應(yīng)注意的問題1. 攻絲工序要盡量放在最后進行。因為攻絲通常都需要潤滑,如果設(shè)在前面,潤滑油液將粘附在工件上,而弄臟其他機床,而且加工時會冒煙。2. 孔間中心距離的限制在確定組合機床加工工藝時,要考慮可以同時加工的最小孔間中心距。由于主軸箱上的主軸結(jié)構(gòu)的需要,以及保證必須的加工精度的需要和工作可靠性的要求,組合機床攻絲時對于通用的主軸箱,?，F(xiàn)在,被加工的柴油機箱體上的螺紋孔中心的間距是50mm。所以,能夠滿足孔間最小中心距離的要求。 1. 確定切削用量時應(yīng)注意的問題1). 切削用量的選擇應(yīng)盡可能達到合理地利用所用的刀具,充分發(fā)揮其性能。2). 在選擇切削用量時,應(yīng)注意產(chǎn)品批量的影響。 在大批大量生產(chǎn)中,組合機床要求很高的生產(chǎn)效率,自然地切削用量就應(yīng)該大一些，本設(shè)計的組合機床就是這種情況。對于在鑄鐵件上加工螺紋,推薦的切削用量是v=4 ~8，取v= 。 組合機床配置形式的選擇組合機床有大型