【正文】 非常深遠(yuǎn) 的意義 。該屆博覽會(huì)上展出的加工中心中，主軸轉(zhuǎn)速1000020200r/min，最高進(jìn)給速度可達(dá) 2060m/min；復(fù)合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被看好。 我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制， 它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量較大的大中型箱體類(lèi)和軸類(lèi)零件，近 年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額，完成鉆孔、擴(kuò)孔、絞孔，加工各種螺紋、鏜孔、車(chē)端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。國(guó)家又重點(diǎn)安排了一批工廠，如大連機(jī)床廠、常州機(jī)床廠、大河機(jī)床廠、長(zhǎng)沙機(jī)床廠、上海第十機(jī)床廠等 20 多個(gè)工廠生產(chǎn)組合機(jī)床通用部件， 3 為全國(guó)各地 機(jī)械加工部門(mén)用組合機(jī)床自己武裝自己創(chuàng)造了非常有利的條件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，用 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)，來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。 組合機(jī)床的發(fā)展 最早的組合機(jī)床于 1911 年在美國(guó)制成，并且隨著機(jī)械工業(yè)的迅猛發(fā)展而逐步完善。 組合機(jī)床雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但也有缺點(diǎn)。 、部件是同類(lèi)的通用部件，這就簡(jiǎn)化了機(jī)床的維護(hù)和修理。 。這就是說(shuō)，組合機(jī)床有新改裝的優(yōu)越性，其通用零、部件可以多次重復(fù)利用。廣大工人和技術(shù)人員，在總結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，提出創(chuàng)造這樣的高效機(jī)床：它既有專(zhuān)用機(jī)床效率高結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，又有萬(wàn)能機(jī)床能夠重新調(diào)整，以及適應(yīng)新工件加工的特點(diǎn)。大家知道多少年來(lái)機(jī)械產(chǎn)品加工中廣泛地采用萬(wàn)能機(jī)床。 generic。采用機(jī)械滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)刀具進(jìn)給，借助 剛性主軸 實(shí)現(xiàn)精度穩(wěn)定的加工 ， 刀具選 用硬質(zhì)合金鏜刀 ，使得工序集中。摘 要 組合機(jī)床 是由大量的通用部件和少量專(zhuān)用部件組成的工序集中的高效率機(jī)床。 本次設(shè)計(jì)的是雙面鏜削組合機(jī)床，需分兩步進(jìn)行，即總體設(shè)計(jì)和主軸箱設(shè)計(jì)。 carbide。但隨著生產(chǎn)的發(fā)展，很多企業(yè)的產(chǎn)品量越來(lái)越大，精度越來(lái)越高，如汽車(chē)，拖拉機(jī)行業(yè)的汽缸體，汽缸蓋，變速箱，后橋等零件，采用萬(wàn)能機(jī)床加工就不能很好地滿(mǎn)足要求。為此，將機(jī)床上帶動(dòng)刀具對(duì)工件產(chǎn)生切削運(yùn)動(dòng)的部分以及床身、立柱、工作臺(tái)等設(shè)計(jì)制造成通用的獨(dú)立部件，稱(chēng)“通用部件”。 。它是 2 實(shí)現(xiàn)集中工序的最好途徑，是提高生產(chǎn)效率的有效設(shè)備。必要時(shí)可以更換整個(gè)部件，以提高機(jī)床的維修速度。 1）組合機(jī)床的可變性較萬(wàn)能機(jī)床低，重新改裝時(shí)有 10~20%的零件不能重復(fù)利用，而且改裝時(shí)勞動(dòng)量比較大。 它一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍甚至幾十倍。有的組合機(jī)床采用車(chē)削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可以實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類(lèi)零件 (如飛輪、汽車(chē)后橋半軸等 )的外圓和端面加工。許多工廠在大搞技術(shù)改造、設(shè)備更新、質(zhì)量翻新的熱潮中，制造了大量的組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)，成倍地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證了產(chǎn)量和質(zhì)量，降低了成本。組合機(jī)床的分類(lèi)繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)式組合機(jī)床等。在工程機(jī)械快速發(fā)展的今天，由于組合機(jī)床所具有的一系列有優(yōu)點(diǎn)，在產(chǎn)品規(guī)模上，品質(zhì)提升上所遭遇的難題，運(yùn)用組合機(jī)床來(lái)進(jìn)行加工都可以得到解決，相信組合機(jī)床在工程機(jī)械領(lǐng)域有著更大的發(fā)展空間。 4 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 組合 機(jī)床總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟與普通機(jī)床相同，但由于組合機(jī)床只加工一種或數(shù)種工件的特定工序，工藝范圍窄，主要技術(shù)參數(shù)已知，且工藝方案一旦確定，也就確定了結(jié)構(gòu)布局；因而總體設(shè)計(jì)的側(cè)重點(diǎn)不同，主要是通過(guò)工件分析等掌握機(jī)床設(shè)計(jì)的依據(jù) ，畫(huà)出機(jī)床尺寸聯(lián)系圖。 影響機(jī)床工藝制定的主要因素 加工零件的加工情況和影響機(jī)床方案制定的因素。如果同一軸線(xiàn)上的幾個(gè)孔同心度要求較高，則應(yīng)盡 可能考慮從一面進(jìn)行加工。有時(shí)為了減少機(jī)床臺(tái)數(shù)，必須采取高度集中工序時(shí)，從安排上，也必須把一些工序從時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)加工，以免同時(shí)加 工因工件受力變形，發(fā)熱變形以及振動(dòng)而影響加工精度。 制定工藝方案的基本原則 零件加工工藝方案將決定組合機(jī)床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。 １． 選擇合適、可靠的工藝方法 根據(jù)被加工零件的材料，加工部位的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工精度、表 面粗糙度以及生產(chǎn)率要求等等，結(jié)合組合機(jī)床的工藝范圍及所能達(dá)到的加工精度，選擇合適、可靠的工藝方法，以保證機(jī)床有穩(wěn)定的加工質(zhì)量和高 效 的生產(chǎn)率。例如，單一工序可以相對(duì)集中在一臺(tái)機(jī)床或同一工位上完成。因此，應(yīng)選擇毛坯上平整、光潔、尺寸較大、沒(méi)有澆口、冒口的不加工表面或加工余量小的表面作粗基準(zhǔn)。另外，還應(yīng)注意組合機(jī)床加工時(shí)切削力大、工件受力方向經(jīng)常改變的特點(diǎn)，結(jié)合工件、夾緊剛度的因素，慎重地選擇夾緊點(diǎn)。 下面介紹一下組合機(jī)床所能達(dá)到的加工精度 1 孔的同軸度 當(dāng)用一把刀桿從一邊進(jìn)行精加工時(shí)，在 1000 毫米以?xún)?nèi)長(zhǎng)度上的幾個(gè)孔的不同軸度可以保證在 ~ 毫米以?xún)?nèi)；當(dāng)從兩邊對(duì)同一軸線(xiàn)上的幾個(gè)孔進(jìn)行加工時(shí)，其不同軸度可以保證在 ~ 毫米以?xún)?nèi)，個(gè)別情況下有達(dá)到 毫米的。其他加工方法可以達(dá)到177。 ~ ㎜；螺孔的位置精度可以達(dá)到177。 ~ ㎜；采用特殊結(jié)構(gòu)，單軸進(jìn)給，加工到終點(diǎn)擋塊頂在工件的表面上，一般可以達(dá)到~ ㎜，有時(shí)能保證在 ~ ㎜以?xún)?nèi)。 組合機(jī)床的組成 、 類(lèi)型 組合機(jī)床主要由滑臺(tái)、鏜削頭、夾具、多軸箱、動(dòng)力箱、立柱、立柱底座、中間底座、以及控制部件和輔助部件等組成 .其中夾具和多軸箱是按加工對(duì)象設(shè)計(jì)的專(zhuān)用部件，其余為通用部件 。 3) 輸送部件 輸送部件用于帶動(dòng)夾具和工件的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)工位的變換，因此，要求有較高的定位精度 .輸送部件主要有移動(dòng)工作臺(tái)和回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 。 根據(jù)大型組合機(jī)床的配置形式，可將組合機(jī)床分為有固定夾具的組合機(jī)床、具有移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床三類(lèi) 。 2) 立式組合機(jī)床 立式組合機(jī)床的刀具垂直布置，動(dòng)力部件沿垂直方向進(jìn)給 。 圖 組合機(jī)床 10 確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案 通常，在確定工藝方案的同時(shí)，也就大體上確定了組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。 2． 工件結(jié)構(gòu)狀況的影響 工件的形狀 、 大小和加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案也有一定 的影響。而在選擇多工位組合機(jī)床時(shí)，還要考慮 工位數(shù)不超過(guò) 3個(gè)，并 能滿(mǎn)足生產(chǎn)率的要求 時(shí)，應(yīng)選用移動(dòng)工作臺(tái)組合機(jī)床； 工位數(shù)超過(guò) ４ 個(gè)時(shí) ， 才選用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或鼓輪式組合機(jī)床。一般來(lái)說(shuō)， 機(jī)床的配置型式主要有臥式和立式兩種。 臥式機(jī)床大多數(shù)用來(lái)加工孔中心線(xiàn)與定位基準(zhǔn)面平行又需要由一面或幾面同時(shí)加工的零件，一些在立式機(jī)床上安裝不方便或者受到高度限制的細(xì)長(zhǎng)工件也宜采用臥式機(jī)床加工， 立式組合機(jī)床床身由滑座、立柱及立柱底座 組成。 此外，由于此次加工的工件托輥長(zhǎng)度較大， 從裝夾的角度來(lái)看，臥式平放比較方便，也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 被加工零件工序圖 加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要圖紙之一，在機(jī)床總體設(shè)計(jì)中占有重要地位。 加工示意圖要繪制出工件加工部位的圖形。 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、硬度以及在所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容和所采用的定位基準(zhǔn)、夾壓點(diǎn)的圖樣。 ③ 加工時(shí)如需要中間向?qū)В瑧?yīng)表示出工件與中間向?qū)чg有關(guān)部位的結(jié)構(gòu)和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。 ２） 加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)算起。 177。加工示意圖是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇動(dòng)力部件的主要依據(jù)，是整臺(tái)組合機(jī)床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。 ③ 主軸的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、尺寸及外伸長(zhǎng)度；刀具類(lèi)型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸；接桿（包括鏜桿）、浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置、攻螺紋靠模裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向裝置的配合，刀具、接桿、主軸之間的聯(lián)接方式。只要條件允許，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)刀具。 刀具在切削過(guò)程中，和工件直接接觸的切削部分要承受極大的切削力，尤其是切削刃及緊鄰的前、后刀面，長(zhǎng)期處在切削高溫環(huán)境中工作。刀具硬度應(yīng)高于工件材料的硬度，常溫硬度一般須在 60HRC以上。刀具材料的傳熱系數(shù)大 ，有利于將切削區(qū)的熱量傳出，降低切削溫度。沒(méi)有一種刀具材料能具備所有性能的最佳指標(biāo)，而是各有所長(zhǎng)。在8000~1000℃ 時(shí) 能進(jìn)行切削。 、439。主軸4 、4 39。 17 表 普通單刃鏜刀 表 刀具參數(shù) 刀具的 硬度 HB 背前角 側(cè)前角 徑向后角 100~350 3176。 5176。 90176。 副偏角 15176。 側(cè)后角 3176。 2) 確定切削用量應(yīng)注意的問(wèn)題 a) 盡量做到合理利用所有刀具 ,充分發(fā)揮其性能 .由于連接于動(dòng)力部件的多軸箱上 同時(shí)工作的刀具種類(lèi)不同且直徑大小不等，因此其切削用量選擇也各有 特點(diǎn)，如鉆孔要求切削速度高而每轉(zhuǎn)進(jìn)給量小，而同一多軸箱上的刀具每分鐘進(jìn)給量是同樣的 ,要使每把刀具均能有合適的切削用量使困難的 .一般情況下 ,可先按各類(lèi)刀具選擇較為合理的主軸轉(zhuǎn)速和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 ,然后進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整 ,使各個(gè)刀具的每分鐘進(jìn)給量相同，皆等于動(dòng)力滑臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量 。 對(duì)于普通刀具 ,應(yīng)采取不使刀具耐用度降低的某一極限值 ,這樣可減少切削功率 。 e) 選擇切削用量時(shí) ,還必須考慮所選動(dòng)力滑臺(tái)的性能 ,尤其是 當(dāng)采用液壓動(dòng)力滑臺(tái)時(shí) ,所選擇的每分鐘進(jìn)給量一般比動(dòng)力滑臺(tái)可實(shí)現(xiàn)的最小進(jìn)給量大 50%.否則 ,會(huì)由于溫度和其他原 因?qū)е逻M(jìn)給量不穩(wěn)定 ,影響加工精度 ,甚至造成機(jī)床不能正常工作。 表 鏜孔的切削用量 工序 刀具材料 鋼 V（米∕分） f（毫米∕轉(zhuǎn)） 粗鏜 高速鋼 15~30 ~ 硬質(zhì)合金 50~70 ~ 半精鏜 高速鋼 15~50 ~ 硬質(zhì)合金 95~135 ~ 精鏜 硬質(zhì)合金 100~150 ~ 由上表選擇切削用量 /f mm r? ， 70 / minvm? 。 KFc = KmF KrF KγoFKλF （ 32） 式中 KrF—— 主偏角改變時(shí)切削力的修正系數(shù)，其值為 ； 20 KγoF—— 前角改變時(shí)切削力的修正系數(shù)，其值為 ； KλF—— 刃傾角改變時(shí)切削力的修正系數(shù)，其值為 ； KmF—— 鋼的強(qiáng)度和硬度改變時(shí)切削力的修正系數(shù)。 將式中各值代入上式得 T = 9550 = ?m （ 4）計(jì)算主軸直徑，一般主軸選擇 45 鋼，在強(qiáng)度條件下，主軸的直徑為 21 d ≥ √16T[τ]π3 （ 36） 45 鋼的 ［ τ］ = 31MPa d ≥ √167146031π3 = 按剛度條件計(jì)算時(shí)，主軸的直徑為 d ? √32T1801000Gπ[θ]4 (37) = √3271460180104π2 = 式中 d—— 主軸直徑 (mm)； T—— 軸所承受的轉(zhuǎn)矩（ N178。 （ 5）確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸 加工示意圖聯(lián)系尺寸的標(biāo)注如圖 所示。 （ 7）繪制加工示意圖的注意事項(xiàng) 1）加工示意圖中的位置，應(yīng)按加工終了時(shí)的狀況繪制，且其方向 應(yīng)與機(jī)床的布局相吻合。 5）對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)通用結(jié)構(gòu)，允許只繪外形，標(biāo)上型號(hào)。 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容包括機(jī)床的布局形式，通用部件的型號(hào)、規(guī)格，動(dòng)力部件的運(yùn)動(dòng)尺寸和所用電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)，工件與各部件間的主要聯(lián)系尺寸，專(zhuān)用部件的輪廓尺寸等等。 23 其滑臺(tái)的聯(lián)系尺寸如 圖 。 ③ 確定進(jìn)給速度。前備量的作用是使動(dòng)力部件有一定的向前移動(dòng)的余地，以彌補(bǔ)機(jī)床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調(diào)整。 12(最大工件長(zhǎng)度 ?最小工件長(zhǎng)度 ) = 150 +20 +120 +（ 1000 ? 380） = 910mm （２） 動(dòng)力箱的選用 多軸箱所需的電動(dòng)機(jī)功率為 P 主 = P切 +P空 + P附