【正文】 通用部件，只將部分專用部件改造，又可以組成加工新工件的機(jī)床。組合機(jī)床是隨著生產(chǎn)的發(fā)展，由萬能機(jī)床和專用機(jī)床發(fā)展來的。采用普通方法排箱無法完成對 4孔同時加工。一般來說，企業(yè)加工能力的提高有三條途徑。有遠(yuǎn)見的企業(yè)家根據(jù)國情、廠情，都認(rèn)為只有走技術(shù)改造的道路，按照實際情況對現(xiàn)有設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行改造，通過強(qiáng)化自身，以求自我發(fā)展，才是一條捷徑。既大大減輕了工人的勞動強(qiáng) 度，又給廠家?guī)砹丝捎^的經(jīng)濟(jì)效益。在全面分析被加工零件的結(jié)構(gòu)特點、尺寸精度、被加工孔相互之間位置精度、表面粗糙度和技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，指出采用現(xiàn)有設(shè)備不僅工人勞 動強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低，而且零件加工精度難以保證。本鉆床的主軸箱傳動系統(tǒng)通過采用變位齒輪和滾針軸承等結(jié)構(gòu)方面的創(chuàng)新設(shè)計，將常規(guī)方法下不能完成的排箱成為可能。 . J I A N G S U U N I V E R S I T Y 本 科 畢 業(yè) 論 文 R801 飛錘的 4 孔組合鉆床設(shè)計 The designantion of a bination drilling machine for R801flyweght 學(xué)院名稱： 京江學(xué)院 專業(yè)班級： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名： 袁堃 指導(dǎo)教師姓名： 葛濤 指導(dǎo)教師職稱： 講師 20xx 年 5 月 飛錘 4孔組合鉆床設(shè)計的意義 專業(yè)班級：機(jī)械 0902 學(xué)生姓名：袁堃 指導(dǎo)老師：葛濤 職稱：講師 摘要 本文首先通過分析比較，確定了 4孔單工位組合鉆床的配置型式及結(jié)構(gòu)的最佳方案，遵循機(jī)械設(shè)計中標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化原則， 給出機(jī)床的總體設(shè)計，繪制出代表機(jī)床總體設(shè)計的被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡。本臺組合鉆床夾緊機(jī)構(gòu)，采用了快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。根據(jù)實際需要，研制出了 4孔單工位組合鉆床。 2. 提高了生產(chǎn)率 在本臺組合鉆床上加工該零件，由于是 8把刀具同時加工，縮短了輔助時間，加工循環(huán)時間僅為 2． 7min，而在原普通鉆床上加工此工件，加工循環(huán)時間平均需要 15分鐘，生產(chǎn)率提高了 4． 6倍。許多中小型企業(yè)都結(jié)合自己的實際，設(shè)計、改裝適合自身特點的機(jī)床．以提高工作效率，降低設(shè)備占用率和人力占用率，降低工人勞動強(qiáng)度。其一是增加企業(yè)設(shè)備的擁有量；其二是對老設(shè)備進(jìn)行更新；其三是進(jìn)行技術(shù)改造。采用變位齒輪和滾針軸承 等創(chuàng)新性的結(jié)構(gòu)設(shè)計，把常規(guī)狀況下不能完成的鉆孔成為可能，使需在多工序完成的鉆削加工在同一工步完成。它既有專用機(jī)床效率高結(jié)構(gòu)簡單的特點，又有萬能 機(jī)床能夠重新調(diào)整，以適應(yīng)新工件加工的特點。組合機(jī)床是按工序集中原則設(shè)計的，即在一臺機(jī)床上可以同時完成許多同種工序或多種不同工序的加工。組合機(jī)床的分類繁多，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、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合機(jī) 床等；隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床 _柔性組合機(jī)床越來越受到人們的青睬，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換，配以可編程序控制器 (P L C)、數(shù)字控 N(N C)等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。國內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動線幾乎都從國外進(jìn)口。一方面，加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，提高組合機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率；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求。最高進(jìn)給速度可達(dá) 20～ 60m／ min；復(fù)合、多功能、多軸化控制裝備的前景辦被看好。然而更關(guān)鍵的是現(xiàn)代通信技術(shù)在機(jī)床裝備中的應(yīng)用，信息通信技術(shù)的引進(jìn)使得現(xiàn)代機(jī)床的自動化程 度進(jìn)一步提高，操作者可以通過網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)對機(jī)床的程序進(jìn)行遠(yuǎn)程修改，對運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行監(jiān)控并積累有關(guān)數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)對遠(yuǎn)程的設(shè)備進(jìn)行維修和檢查、提供售后服務(wù)等。由于在本臺組合鉆床上需同時加工 4個孔，不僅孔多、間距小，而且要保證孔的相對位置精度，采用常規(guī)方案排箱無法實現(xiàn) 4孔的工序集中。工藝方案制定的正確與否，將決定機(jī)床能否達(dá)到“重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、效率高、質(zhì)量好”的要求。被加工零件的表面粗糙度和位置精度要求均滿足。由于被加工件為飛錘，成品要與其他零件裝配。選用 Ф 16mm的己加工外圓表面和斜底座實現(xiàn)工件完全定位。圖中空間距離為 32mm， 大于 24mm。在選擇機(jī)床配鬻型式時，既考慮到實現(xiàn)工藝方案，保證加工精度、 技術(shù)要求及生產(chǎn)率：又考慮到機(jī)床操作、維護(hù)、修理、排屑的方便性，還注意到被加工零件的生產(chǎn)批量。 O． 20mm，當(dāng)嚴(yán)格要求主軸與導(dǎo)向的同軸度，減少鉆頭與導(dǎo)套間的間隙．導(dǎo)向裝置靠近工件時，可達(dá)到177。 (4)操作的方便性 合理確定裝料高度以使操作方便。 2． 3主要參數(shù)的計算 2． 3． 1確定切削用量，計算各主軸轉(zhuǎn)速 組合機(jī)床能否達(dá)到預(yù)定要求與正確的選擇切削用量有很大關(guān)系。主要是參照實際生產(chǎn)中采用切削用量的情況，并根據(jù)多年來積累起來的一些經(jīng)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行。 為使所有刀具的性能得到充分發(fā)揮，鉆孔時采用較高的速度和較小的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量：在現(xiàn)有生產(chǎn)率要求下沒必要把切削用量定的太高，以免增加刀具損耗，也可減少所需的切削功率。 m 2． 4組合機(jī)床總體設(shè)計 組合機(jī)床總體設(shè)計就是針對被加工零件，在選定的結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案 圖紙設(shè)計 ，這些圖紙包括：被加工零件工序圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。是機(jī)床設(shè)計的主要依據(jù)，也是調(diào)整機(jī)床、檢驗精度的重要技術(shù)文件。其內(nèi)容包括以下幾方面： (1)刀具的選擇 根據(jù)被加工工件 4個孔的大小，選用 5種規(guī)格的刀具如下表所示。 具體尺寸及配合見下表 圖 21 固 定導(dǎo)向裝置的尺寸及配合 表 25導(dǎo)向裝置的尺寸及配合參數(shù) d(F7) D(k6) 1D 2D L 1L m 配合螺釘 GB∕ 數(shù)量 22..?? ?? 18 15 12 20 M6 4 ?? ?? 22 18 12 22 7 M6 4 (3)導(dǎo)向到工件端面距離 以不妨礙排屑為原則，選為 10mm。 為使軸的強(qiáng)度足夠，主軸材料均采用合金鋼。選用接桿 T063501。 表 2— 7與主軸刀具配 合的接桿號 刀具直徑 接桿號 6? 1245 T063501 8? 1223 T063501 (7)動力頭工作循環(huán)及其行程的確定 此臺組合鉆床根據(jù)被加工件為淺孔，循環(huán)過程包括：快速引進(jìn)、工作進(jìn)給和快速退回。 ②快速引進(jìn)長度 8L 的確定 快速引進(jìn)是動力頭把刀具送到工作進(jìn)給的位置，其長度按具體情況定為 8L =25mm。 圖 24刀具加工示意圖 2． 4． 3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是用來表示機(jī)床的配置型式、機(jī)床各部件之間相對位置關(guān)系和運(yùn)動關(guān)系的總體布局圖。 A．驅(qū)動方式的確定 根據(jù)具體的加工要求、使用條件．選用機(jī)械滑臺。前各量的作用 是使動力部件有一定的向前移動的余地，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。 結(jié)合以上因素，選用 1HY32IA液壓滑臺?？傞L 1180mm，高560mm。 根據(jù)公式： 主p = 切p ／ ? (2— 10) 式中： 切p 為切削用總功率，由表 2因此，選用電動機(jī)型號為 4100 1 ?LY 的 321TD I型動力箱，轉(zhuǎn)速 1430r／ min，輸出軸轉(zhuǎn)速715r／ min， 動力箱與主軸箱結(jié)合面尺寸：長 400mm，寬 320mrn，高 320mm， 動力箱輸出軸至箱底面高度為 125mm。即 H=1h + 2h + 3h 十 4h (211) 式中： 1HY32I液壓滑臺 3h =280mm， ICC321I側(cè)底座高度 4h =560mm。通過生產(chǎn)率計算卡，可以分析所擬訂的方案能否滿足用戶對生產(chǎn)率的要求。由于在本機(jī)床上需同時加工 16個孔，不僅孔多、間距小，而且孔的排列分散，采用常規(guī)方法排箱無法實現(xiàn)對 16孔 的工序集中。 3． 1繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 依據(jù)第二章組合鉆床總體設(shè)計繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖。并繪出主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖31。 圖 3－ 2 齒輪的最小壁厚 1）最小齒數(shù)的確定 為保證齒輪齒根強(qiáng)度，應(yīng)使齒根到孔壁或鍵槽的厚度 a? 2m,驅(qū)動軸的直徑為 d=30mm,有《機(jī)械零件設(shè)計手冊》知，如圖 2－ 10 所示齒輪 t=37mm,當(dāng) m1=2 時。 考慮軸 3,4的轉(zhuǎn)速較高，因此齒輪基圓相對較小，考慮齒輪不發(fā)生根切，選取參數(shù) 3z = 4z =17， m=2， 43 rr? =17。 那么驅(qū)動軸 0軸與傳動軸 5軸， 6軸的傳動比如下： ,6,50?i =450715 = = 由式 33可得驅(qū)動軸最小齒數(shù)為 29， m=2，因此驅(qū)動軸上齒輪半徑 0r ? 29 0軸與 5軸， 6軸均相距太近無法直接傳動，必須添加中間傳動軸 7，由于對稱關(guān)系，傳動軸軸心同樣位于對稱軸上。5r = 39。為了保證齒輪副的正常嚙合和加工主軸箱上傳動軸支承孔的孔距精度，需要精確計算各傳動軸的坐標(biāo)足寸。 表 3— 4變位齒輪幾何參數(shù)計算表 名稱 符號 計算公式 結(jié)果 模數(shù) m 標(biāo)準(zhǔn)值 2 壓力角 ? 標(biāo)準(zhǔn)值 020 變位齒輪齒數(shù) Z 31 平均中心偏距 平均? （ 57? + 67? ） /2 中心距變動系數(shù) Y 平均? /m 嚙合角 39。 ??? in vin vR ? 齒頂高變位系數(shù) ? X? Y 分度圓直徑 d mz 62 齒頂高 ah （ ?ah +x? ） m 齒根高 fh （ ?ah +?c ? ） m 全齒高 h ah + fh 齒頂圓直徑 ad zm+ ah 齒根圓直徑 fd zm2 fh 標(biāo)準(zhǔn)齒輪跨齒數(shù) ok + 標(biāo)準(zhǔn)齒輪公法線長 oW mcos ?? ?? ?zk ?? ? 公法線增量 W? 變位齒輪公法線長 W 3． 5主軸箱通用軸 類零件選擇 1．確定傳動軸的直徑及選材 計算傳動軸直徑按式 d= B4100M (34) 式中： d—— 軸的直徑 (mm) M——— 主軸承受的轉(zhuǎn)矩 (N 選擇結(jié)果如下表 3— 5所示。 3． 7通用齒輪及其他通用件及傳動軸軸承型號的選用 。油泵安裝在箱體前壁上，泵軸盡量靠近油池。本設(shè)計中選用油泵傳動軸，直徑為20? 。均按照 叢風(fēng)廷 .遲建山所編的 《 組合機(jī)床設(shè)計 》一書設(shè)計。 1．機(jī)床夾具的組成 (1)定位元件和定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置，如 V 形塊，定位銷，凡是夾具都有定位元件，它是 實現(xiàn)夾具基本功能的元件。 (4)夾具體 夾具體也稱為夾具本體，用于將各種元件，裝置連于一體，并通過它將整個夾具安裝在機(jī)床上，一般采用鑄鐵制造，它是保證夾具的剛度和改善夾具動力學(xué)特性的重要部分。 (2)確保了最佳經(jīng)濟(jì)效益 夾具是確保產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量的重要工裝之一，因此應(yīng)處理好工件質(zhì)量、生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)效益三者的關(guān)系。 (3)改善工人的勞動條件 快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，不僅提高了勞動生產(chǎn)率，而且極大地減輕了工人的勞動強(qiáng)度 。 (3)提高定位支承系統(tǒng)精度及其元件的耐磨性，以便長期保持夾具的定位精度。由于鉆孔為通孔，而且雙面同時鉆孔，因此，不需要控制六個自由度，控制五個 自由度就能滿足加工要求。如圖 4— 1所示 圖 4— 1支撐釘結(jié)構(gòu)示意圖 4． 3導(dǎo)向裝置設(shè)計 4． 3． 1導(dǎo)向裝置的作用 在組合鉆床上完成孔加工工序中，除采用剛性主軸 jjnr方法外，切削刀具都在導(dǎo)向裝置中工作 ，因此，具有精密的導(dǎo)向是組合機(jī)床刀具工作的保障。 4． 3． 2固定式導(dǎo)套的設(shè)計 1固定式導(dǎo)套的組成 導(dǎo)套是鉆模的特有元件。中間套外徑 d以67nH配合直接壓入鉆模板?？蓳Q導(dǎo)套磨損后可隨時更換。因此，導(dǎo)套至工件端面的距離 2L 選取盡可能小的值。固定式導(dǎo)套的布置及其主要參數(shù)確定見第二章表 24，因此不再敘述，結(jié)果如下： d(F7) D(k6) 1D 2D L 1L m 配合螺釘 GB∕ 數(shù)量 22..?? ?? 18 15 12 20 M6 4 ?? ?? 22 18 12 22 7 M6 4 4． 3． 3固定鉆模板結(jié)構(gòu)設(shè)計 鉆模板是用來安裝鉆套等元件的過渡元件。固定鉆模板在夾具體上的連接采用一面雙銷定位和螺