【正文】 簡單刀具。 定位基準(zhǔn)和夾緊部位的選擇 工序間余量的確定 為可靠地保證 加工質(zhì)量，必須合理確定工序間余量。組合機(jī)床正是基于這一原則發(fā)展而來，即運(yùn)用多刀（相同或不同刀具）集中在一臺機(jī)床上完成一個(gè)或幾個(gè)工件的不同表面的復(fù)雜工藝過程，從而提高生產(chǎn)率。 確定組合機(jī)床工藝方案的基本原則 粗精加工分開原則 粗加工時(shí)的切削負(fù)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震動等，對精加工工序十 分不利，影響加工尺寸精度和表面粗糙度。根據(jù)工件加工的需要，用這些通用部件配以部分專用部件就可以組成機(jī)床，這就是組合機(jī)床。但隨著生產(chǎn)的發(fā)展，很多企業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)量越來越大，精度越來越高，如汽車行業(yè)的汽缸體、汽缸蓋、變速箱、導(dǎo)塊等零件，采用萬能機(jī)床加工就不能很好的滿足要求。另一方面 ,進(jìn)一步發(fā)展新型部件 ,尤其是多坐標(biāo)部件 ,使其模塊化、柔性化 ,適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場需 ]1[求 。另外 ， 近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī) (清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線 ) 等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越 來越大。 本課題汽車導(dǎo)塊 4 工位加工 專用機(jī)床 即 采用 4 工位 用于汽車導(dǎo)塊 鉆、擴(kuò)、鉸 加工。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化 ,可根據(jù)需要靈活配置 ,能. . 縮短設(shè)計(jì)和制造周期。 我國機(jī)床行業(yè)的發(fā)展是迅速的，成就是巨大的。至解放前夕，全國只有少數(shù)城市的一些規(guī)模很小的機(jī)械廠，制造少量簡單的皮帶車間、牛頭刨床和砂輪等； 1949 年全國機(jī)床產(chǎn)量僅 1000 多臺， 品種不到 10 個(gè)。因此，許多國家都十分重視本國機(jī)床工業(yè)的發(fā)展和機(jī)床技術(shù)水平的提高，使本國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建立在堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)上。. . 1 緒 論 機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)的地位及其發(fā)展簡史 一個(gè)國家要繁榮富強(qiáng)，必須實(shí)現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化，這就需要一個(gè)強(qiáng)大的機(jī)械制造業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備與裝備，即各種機(jī)器、儀器和工具等。 機(jī)床是人類在長期生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷 改進(jìn)生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的，并隨著社會生產(chǎn)的 科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展，并始終圍繞著不斷提高生產(chǎn)效率、加工精度、自動化程度和擴(kuò)大產(chǎn)品品種而進(jìn)行的，現(xiàn)代機(jī)床總的趨勢仍然是繼續(xù)沿著這一方向發(fā)展。 解放后，黨和人民政府十分重視機(jī)床工業(yè)的發(fā)展。但由于起步晚、底子薄，與世界先進(jìn)水平相比，還有較大差距。因此專 用機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn) ,在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用 ,并可用以組成 自動 生產(chǎn)線 。 組合機(jī)床的國內(nèi)、外現(xiàn)狀 世界上第一臺組合機(jī)床于 1908 年在美國問世， 30 年代后組合機(jī)床在世界各國得到迅速發(fā)展。 由于組合機(jī)床及其自動線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品 ,是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的 ,它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝滾筒、托盤自動識別計(jì)算機(jī)生產(chǎn)調(diào)度等技術(shù) ,可實(shí)現(xiàn)被輸送零部件的定向、定位、升降、回轉(zhuǎn) ,通過編碼識別及計(jì)算機(jī)的生產(chǎn)調(diào)度實(shí)現(xiàn)無序混流輸送等。 專用機(jī)床與組合機(jī)床 組合機(jī)床 是 工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床。 因?yàn)樵谀骋慌_機(jī)床上總是加工一種工件，使萬能機(jī)床的很多部件和機(jī)構(gòu)變得作用不大，工人整天忙于裝夾工件、啟動機(jī)床、起刀退刀、停. . 車及卸工件等，不僅工人勞動強(qiáng)度很大，而且生產(chǎn)效率也不高，不利于保證產(chǎn)品加工精度。當(dāng)工件改變了，還是用這些通用部件，只將部分專用部件改裝，又可以組成加工新工件的機(jī)床。因此 ，在擬定工件一個(gè)連續(xù)的多工序工藝過程時(shí) ，應(yīng)選擇粗精加工工序分開原則。 本設(shè)計(jì)將鉆、擴(kuò)、鉸三工序集于一臺機(jī)床。組合機(jī)床孔加工常用工序間余量 參考有關(guān)工藝設(shè)計(jì)資 ]5[料 ，取鉆 Φ 13mm孔、擴(kuò)Φ 、鉸Φ 14mm孔。 （ 2） 采用鏜刀和鉸刀的原則：由于大直徑鉸刀不易制成，一般鉸刀使用直徑在 Φ100mm 以內(nèi)（常在 Φ 40mm 以內(nèi) ） 。 （ 3） 選擇刀具結(jié)構(gòu)必須考慮工件材料特點(diǎn) 。 組合機(jī)床配置型 式及結(jié)構(gòu)方案 的確定 根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、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形式的機(jī)床。影響加工精度的主要原因有夾具誤差和加工誤差兩方面。 其他注意問題 （ 1）要注意排屑通暢 （ 2）注意相關(guān)聯(lián)的機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性 （ 3）應(yīng)注意機(jī)床使用條件：如車間的布置情況 、毛坯或在制品的堆放和流向、裝卸方位和操作方便性以及使用單位的后方車間技術(shù)水平和維修能力等。 組合機(jī)床切削用量選擇的特點(diǎn)、方法及問題 組合機(jī)床切削用量的選擇特點(diǎn) （ 1） 組合機(jī)床常采用多刀多刃同時(shí)切削，為盡量減少換刀時(shí)間和刀具的損耗，保證機(jī)床的生產(chǎn)率 及經(jīng)濟(jì)效果，選用的切削用量應(yīng)比通用機(jī)床單刀加工時(shí)低 30％ 左 右。組合機(jī)床切削用量確定時(shí)應(yīng)注意以下問題： （ 1） 應(yīng)盡量做到合理使用所有刀具，充分發(fā)揮其使用性能。因此，一般先按各刀具選擇較合理的轉(zhuǎn)速ni(單位為 r/min)和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 fi(單位為 mm/r)，再根據(jù)其中工作時(shí)間最長、負(fù)荷最重、刃磨較困難的所謂“限制性刀具”來確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，通常用“試湊法”來滿足每分鐘進(jìn)給量相同的要求。即使是生產(chǎn)率要求很高的組合機(jī)床，也是在保證加工精度和刀具的耐用度的情況下，提高“限制性刀具”的切削用量；對于“ 非限制性刀具 ” ，其耐用度只要求不低于某一極限值，這樣可減少切削功率。 根據(jù)以上原則并結(jié)合工件 孔的加工精度、工件材 料、工作條件、技術(shù)要求等。 鉆孔： 切削力： F =33D ? = （ N） 切削扭矩： T = 2D ? =（ 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(jī)床總體設(shè)計(jì) —— “三圖一卡” 繪制組合機(jī)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(jìn)行組合機(jī)床總體方案圖樣文件設(shè)計(jì)。當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向時(shí)，則應(yīng)把設(shè)置中間導(dǎo)向時(shí)，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。 （ 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。孔加工刀具（鉆 、 擴(kuò)、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(shí)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。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(xiàn) [2]。）／ m，所以 B 取 ， 根據(jù)剛性條件計(jì)算主軸的直徑為： d? B 410T （ ） 鉆削主軸： d? B410T = 4 ?? =，取 d=35mm 擴(kuò)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(shí)達(dá)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(shí)加工完各孔的要求。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。為使所設(shè)計(jì)的機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)盡量縮小這一距離。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(jìn)給量 fi和每分鐘進(jìn)給量 Fm.。有時(shí)還有中間停止、多次往復(fù)進(jìn)給、跳躍進(jìn)給、死擋鐵停留等特殊要求 。切出長度一般按下述 確定： 鉆孔 1/3d+（ 3~8） 擴(kuò)孔 10~15 鉸孔 10~15 其中， d 為鉆頭直徑； 在取值時(shí)，當(dāng)?shù)毒咔谐銎矫鏋橐约庸け砻鏁r(shí)取小值，反之取大值。一般在固定式夾具鉆孔或擴(kuò)孔的機(jī)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。 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖的作用和內(nèi)容 機(jī)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。 繪制機(jī)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。 主要技術(shù)參數(shù)如 表 ： 根據(jù)選定的切削用量，計(jì)算總的進(jìn)給力，并據(jù)所需的最小進(jìn)給速度、工作行程、結(jié)合多軸箱輪廓尺寸，考慮工作穩(wěn)定性，選用 1HY32 型液壓滑臺，以及相配套的立柱 1CL32 和側(cè)底座 1CD321M?？紤]上述剛度、結(jié)構(gòu)功能和使用要求等因素，新頒國家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為 1060，與國際標(biāo)準(zhǔn) ISO 一致。具體要考慮布置工件的定位、限位、夾緊機(jī)構(gòu)、刀具導(dǎo)向裝置以及夾具底座排屑和安裝等方面的空間和面積需要。 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計(jì)算機(jī)床生產(chǎn)率并編制生 . . 圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 產(chǎn)率計(jì)算卡 ,如表 。 輔助時(shí)間 ： T 輔 =（ 快進(jìn)L + 快退L ） / fkv +t 移 +t 裝 = （ 220＋ 300） /10000++ = 式中： 快進(jìn)L 、 快退L —— 分別為動力部件快進(jìn)、快退長度（ mm） fkv —— 快速移動速度（ mm/min） t 移 —— 工作臺移動時(shí)間（ min） ,一般為 ～ ,取 min t 裝 —— 裝卸工件時(shí)間（ min）一般為 ～ ,取 機(jī)床生產(chǎn)率 ： Q1 = 60/T 單 = 60/（ T 切 +T 輔 ） =60/（ +） = 件 /h 機(jī)床負(fù)荷率按下式計(jì)算 ： η = Q/Q1 100% = A/（ Q1tk） 100% =45000/（ 2350） 100% =82% 式中： Q—— 機(jī)床的理想生產(chǎn)率（件 /h） A—— 年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件） tk—— 年工作時(shí)間，單班制工作時(shí)間 tk =2350h 表 生產(chǎn)率計(jì)算卡 被加工 零件 圖號 01 毛坯種類 鑄件 名稱 變速箱導(dǎo)塊 毛坯重量 — 材料 40 硬度 187217HBS 工序名稱 鉆 、擴(kuò)、鉸 孔 工序號 工時(shí) /min 序號 工步 名稱 工作行程 /mm 切速 /（ m它是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的 數(shù)量和位置、切削用量和主軸類型設(shè)計(jì)的傳遞各主軸運(yùn)動的動力部件。前者結(jié)構(gòu)典型，能利用通用的箱體和傳動件，采用標(biāo)準(zhǔn)主軸，借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具來保證被加工孔的位. . 置精度。 在多軸箱箱體內(nèi)腔，可安排兩排 32mm 寬的齒輪或三排 24mm 寬的齒輪；箱體后壁與后蓋之間可安排一排（后蓋用 90mm 厚時(shí)）或兩排（后蓋用 125mm 厚時(shí)） 24mm 寬的齒輪。這種支承可承受較大的徑向和軸向力，且結(jié)構(gòu)簡單、裝配調(diào)整方便，廣泛用于擴(kuò)、鏜、鉸孔和攻螺紋等加工；當(dāng)主軸進(jìn)退兩個(gè)方向都有軸向切削力時(shí)常用此結(jié)構(gòu) 。 按與刀具的連接是浮動還是剛性連接，又分為短主軸和長主軸：多軸箱前蓋外伸長度為 75（立式為 60） mm 的滾錐軸承主軸稱為短主軸，采用浮動卡頭與刀具浮動連接，配以加長導(dǎo)向或雙導(dǎo)向，用于鏜、鉸、擴(kuò)孔等工序；外伸長度大于 75（立式為 60） mm. . 的主軸稱為長主軸，因?yàn)檩S內(nèi)孔較長，與刀具尾部連接的接觸面加長，增強(qiáng)了刀具與主軸的連接剛度、減少 刀具前端下垂，采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)套導(dǎo)向或單導(dǎo) 向，用于鉆、擴(kuò)、鉸、倒角等工序。 通用多軸箱設(shè)計(jì) 目前多軸箱設(shè)計(jì)有一般設(shè)計(jì)法和電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法兩種。 . . 圖 組合 機(jī)床多軸箱原始依據(jù)圖 根據(jù)加工示意圖標(biāo)注各主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向主軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)向（面對主軸看）可不標(biāo)，只注順時(shí)針轉(zhuǎn)向。傳動軸的直徑也可參考 主軸直徑大小初步選定。 多軸箱所需動力的計(jì)算 多軸箱的動力計(jì)算包括多軸箱所需要的功率