【正文】 等三大部分的布局進(jìn)行方案分析。 切削用量的確定 （ 1） 切削速度 ? ?m in/1000 mDnV ?? 式中： D—— 工件或刀具的外徑（ mm）； n—— 工件或刀具的每分鐘轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn) /每分）。刀具的選用、設(shè)計、制造正確與否，對機(jī)床的加工精度和效率有著重要影響。 材料及硬度：碳結(jié)構(gòu)鋼 Q235B 重 量： 20～ 25kg ② 加工余量 162。它是在原有的工件圖基礎(chǔ)上，以突出本機(jī)床或自動線加工內(nèi)容，加上必要說明繪制的。 進(jìn)行擴(kuò)孔至 8ⅹ 162。 工藝基準(zhǔn)的選擇 —— 定位基準(zhǔn) 在選擇基準(zhǔn)時盡量選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這樣可避免由于設(shè)計基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)不重合所引起的定位誤差。擴(kuò)孔后 ，只需保證其位置精度，其他沒有特殊要求，用一般擴(kuò)孔鉆進(jìn)行擴(kuò)孔就可以達(dá)到要求。但產(chǎn)量小的情況下，如果仍使用這些高效 率的專用機(jī)床和工裝夾具，由于加工對象經(jīng)常改變，勢必造成機(jī)床調(diào)整的復(fù)雜化，降低機(jī)床利 用率，提高加工成本。制定工藝方案時，應(yīng)首先分析生產(chǎn)類型。但產(chǎn)量小的情況下，如果仍使用這些高效率的專用機(jī)床和工裝夾具，由于加工對象經(jīng)常改變，勢必造成機(jī)床調(diào)整的復(fù)雜化，降低機(jī)床利用率，提高加工成本。其生產(chǎn)特點具有年產(chǎn)量大，產(chǎn)品種類單一，生產(chǎn)過程不斷重復(fù)，機(jī)器設(shè)備廣泛采用專用和高效率設(shè)備。設(shè)計時，工藝方案的制定是否合焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2 理，對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有著極大的影響。因此，多軸鉆床機(jī)床又屬于工藝裝備。機(jī)床的總體設(shè)計，就是針對具體的被加工零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行方 案和圖紙的設(shè)計。工藝范圍可以滿足一般加工情況的孔類鉆削要求。 一般，普通單軸搖臂鉆床只在主軸上裝一個鉆頭，進(jìn)行單孔鉆削。如果大批量生產(chǎn)中也用這種方法加工，不僅生產(chǎn)率低，而且勞動強度大。多軸頭架可以起到提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高孔系加工精度等作用。這些圖紙包括：被加工零件工序圖，加工示意圖，生產(chǎn)率計算卡片，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖等。由于專用機(jī)床是為某一固定的，所以專用機(jī)床的先進(jìn)程度、種類、型式和規(guī)格都取決于工藝需要。制定工藝方案時，應(yīng)首先分析生產(chǎn)類型。刀具多為專用的和標(biāo)準(zhǔn)的；工人操作技術(shù)可以低一點 ；生產(chǎn)周期短；還有大多數(shù)工作地點及工序內(nèi)容經(jīng)常不變等等。所以制定的工藝過程應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng)，以取得合理的經(jīng)濟(jì)效果。生產(chǎn)類型是衡量生產(chǎn)規(guī)模的標(biāo)志。所以制定的工藝過程應(yīng)與生產(chǎn)類型相適 理的經(jīng)濟(jì)效果 制定工藝方案的原始條件分析 在制定工藝方案時，首先對產(chǎn)品的裝配圖進(jìn)行研究分析，熟悉該產(chǎn)品的用途性能及工作條件，明確該工件在產(chǎn)品中的地位和作用，然后對工件的工作圖進(jìn)行焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 3 分析和工藝審查。 工件的材料為碳結(jié)構(gòu)鋼（ Q235B），無特殊要求，在進(jìn)行加工前無熱處理，沒有硬度要求。如圖 11 所示： 面面 圖 11： 擴(kuò)孔前的零件圖 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 4 4M64M102M64M2012345 678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19202122232425262728294M6 圖 12:多軸箱鉆床布局圖 由于 8 個孔均布，則選擇任意兩對稱孔為定位基準(zhǔn)用浮動銷定位，則只剩下 Z↑向的一個自由度，選擇 N 面均勻支承。177。焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 5 它是機(jī)床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造使用時調(diào)整機(jī)床，檢查精度的重要技術(shù)文件。￠ = 則每個孔的直徑上加工余量為 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 6 ③ 技術(shù)條件 a 本機(jī)床加工前應(yīng)保證零件圖上的所有尺寸； b 本機(jī)床保證：加工后各對稱孔的中心距不變；加工后的孔的尺寸為￠ 177。在專用機(jī)床上常采用多刀，復(fù)合刀具及特種刀 具，從而使工序集中，機(jī)床結(jié)構(gòu)簡化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 （ 2） 吃刀深度 mmdDt ????? 式中： D—— 待加工表面直徑（ mm） d—— 已加工表面直徑（ mm） 2 機(jī)床總體布局 （ 1）保證給定的工藝過程要求 ,最大限度地考慮機(jī)床部件的通用化； 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 7 （ 2）保證機(jī)床的剛度，精度，抗振性和穩(wěn)定性，力求減輕機(jī)床的重量； （ 3）保證機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，且盡量采用較短的傳動鏈，以提高傳動精度和傳動效率； （ 4）保證良好的加工工藝性，以便于機(jī)床的加工和裝配； （ 5）保證生產(chǎn)安全，便于操作、調(diào)整和維修； （ 6）對于生產(chǎn)效率和自動化程度較高的機(jī)床和專用機(jī)床，應(yīng)力求便于自動上、下料或納入自動線，并便于排除鐵屑； （ 7）盡可能減小機(jī)床的戰(zhàn)地面積； （ 8）機(jī)床外形美觀，大方 。 同類機(jī)床總體布局方案分析： 支承部件的布局： 支承部件通常是由床身、立柱、底座、橫梁、橫臂等組成，這些部件或者單獨使用，或者組合起來，用做機(jī)床的支承。由這種支承部件組成的機(jī)床稱為臥式機(jī)床。 （ 3）、倒“丁”字機(jī)床。支承部件是床身（或底座），立柱、橫梁的組合。 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 、上述機(jī)床有如下特點 ： （ 1）、立式機(jī)床 ①、占地面積小； ②、動運自由度大； ③、操作方便，操作者可站在機(jī)床的前面，左面，右面操作； ④、當(dāng)工作件較長時，機(jī)床的重心偏高，易造成加工時工件的振動。 （ 4）、龍門機(jī)床的特點： 它的支承部件組成了封閉的方框。就同一類機(jī)床而言，確定機(jī)床配置部件的形式時，應(yīng)注意下面問題： ①、機(jī)床的支承部件要有足夠的剛度和較好的受力情況； ②、力求結(jié)構(gòu)簡單，維修方便； ③、保證較高的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率； ④、要保證操縱的方便性、習(xí)慣性。戰(zhàn)地面積小，動運自由度大，操作方便，操作者可站在機(jī)床的前面，左面，右面操作。 該機(jī)床的主運動（主軸旋轉(zhuǎn)）的驅(qū)動力為機(jī)械的，由電動機(jī)經(jīng)主軸箱變速傳遞為鉆頭的旋轉(zhuǎn)。應(yīng)盡量用一根傳動軸帶動多根主軸；當(dāng)齒輪嚙合中心距不符合要求時，可采用齒輪變位的方法來湊中心距： 當(dāng) 21 ?????? mzzA ）（ 時，采用正常齒輪； 21 ?????? mzzA ）（ 時，采用修正齒輪。 選用何種動力部件，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的加工工藝，機(jī)床型式，使用條件，生產(chǎn)條件來確定。 )(mm d—— 為工件擴(kuò)孔前直徑。 計算所需電動機(jī)的輸出功率 減速器的輸出功率： kwP ?減 ； 單級標(biāo)準(zhǔn)件速器的效率為： ?? ； 則： 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14 kwPP ??? ?減電機(jī) —— 《新編機(jī)械設(shè)計師手冊》上 所需電動機(jī)的輸出功率為： KPPr ?? 電 （取工況系數(shù) ?K ） ?? ? 選擇電動機(jī)的型號 電動機(jī)選擇時要考慮的問題： （ 1）由于一般生產(chǎn)單位多采用三相交流電源，故無特殊要求時均應(yīng)選用三相交流電動機(jī)。但是電動機(jī)轉(zhuǎn)速相對于工作機(jī)轉(zhuǎn)速過高勢必使總傳動比加大，致使傳動裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外廓尺寸增加，制造成本提高。 查簡明機(jī)械設(shè)計手冊 925P 續(xù)表 選用三相異步電動機(jī)，型號為 Y160L8，其輸出功率 P= 但是，根據(jù)現(xiàn)場使用情況輸出功率 有點小，應(yīng)選用輸出功率為 11kw 的電動機(jī)，其型號為 Y180L8。其示意圖如圖 31 所示： 圖 31： 電動機(jī) 的安裝示意圖 主要安裝型式尺寸如下表 32 所示。 表 33： 減速器的主要外形和安裝尺寸 法蘭外徑 1D 430mm 法蘭內(nèi)徑 2D 330mm 法蘭上螺栓均布的圓周直徑 3D 380mm 法蘭上螺栓孔的直徑和 6? 18mm 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 17 個數(shù) n 1d 法蘭的厚度 6mm 減速器軸伸直徑 d 70mm 減速器軸伸長度 l 85mm 軸與鍵的總高度 t 鍵的寬度 b 20mm 減速器的重量 120kg 減速器的長度 L 按所配電機(jī)確定 齒輪齒數(shù)的確定 由被加工零件的工作圖可以看出：十根擴(kuò)孔鉆分布的圓周直徑為 mmd 336?‘ 。 帶入數(shù)據(jù)得齒數(shù)和： 1z + 2z =112 大齒輪的轉(zhuǎn)速（經(jīng)過減速器） m in/7310730 rinn ???大 式中： 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 n=730r/min 標(biāo)準(zhǔn)減速器的公稱傳動比 i=8 查閱手冊資料，擴(kuò)孔鉆的轉(zhuǎn)速一般在 200r/min 左右，不超過 28r/min，這也是小齒輪的轉(zhuǎn)速。其內(nèi)容包括：油路循環(huán)方式的分析與選擇，油源形式的分析與選擇，液壓回路的分析、選擇與合成，液壓系統(tǒng) 原理圖的擬定、設(shè)計與分析。 負(fù)載分析 液壓缸推動工作臺做直線往復(fù)運動，其克服的主要負(fù)載有：工作負(fù)載 pF ；摩擦負(fù)載 tF ；慣性負(fù)載 mF ；重力負(fù)載 gF ；彈簧壓力 fF 。 其中，滑塊與方形柱面間的摩擦力 39。fsF fNF ifd ???39。 （ 3） 慣性負(fù)載 mF 慣性負(fù)載是活塞，活塞桿，夾具和工件，工作臺在加速和制動的過程中的慣性力，其平均值： )(NtvgGFm ???? 式中： g —— 重力加速度 t?—— 啟動或制動時間 v? —— t? 時間內(nèi)的速度變化值 G—— 運動部件的重量 則： NFm ???? （ 4） 重力負(fù)載 gF 工作臺及其上部件垂直作用在液壓缸活塞桿上的力， gGF ?? ??? （ 5） 彈簧壓力 kF 彈簧的壓力值界于零到最大值之間，計算其最大值， F xk?? N108186 ??? 式中： k —— 彈簧的彈性系數(shù) x—— 彈簧的最大壓縮 工作臺液壓缸在各工況階段的負(fù)載值列于表 4－１中 表 4－１ 各階段負(fù)載值 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 22 工況 負(fù)載計算公式 液壓缸負(fù)載 F（ N） 液壓缸推力 F0（ N） 啟動 fsFF? gF? 3956 4164 加速 gmfd FFFF ??? 3999 428 快進(jìn) gfd FFF ?? 3940 4147 工進(jìn) Ttgfd FFFFF ???? 6518 6861 反向啟動 tgfs FFFF ??? 4160 4227 反向加速 Tmgfd FFFFF ???? 3957 4165 快退 gds FFF ?? 3908 4114 負(fù)載循環(huán)圖如圖 4－ 2 所示： 圖 4－ 2： 負(fù)載循環(huán)圖 運動分析 根據(jù)給定條件，快進(jìn)，快退速度為０ .０７２ sm/ ，其行程分別為：２１６ mm和２３６ mm ，工進(jìn)速度為 ?? sm/ ，給出速度循環(huán)圖如圖 5－２所示： 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 23 （ ） 圖 4－ 3： 速度循環(huán)圖 液壓缸的設(shè)計計算與選定 初選液壓缸的工作壓力 根據(jù)液壓缸推力為： 6865Ｎ，查機(jī)床設(shè)計手冊并參照同類機(jī)床，初選液壓缸的工作壓力為 aP51010? 。（）（ ）（ ）（ ） 圖 44： Ｐ－Ｌ，Ｑ－Ｌ和Ｎ－Ｌ圖 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 26 確定液壓系統(tǒng)圖 液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計 油路循環(huán)方式的分析與選擇 液壓系統(tǒng)油路循環(huán)方式分為開式和閉式兩種，它們各自的特點及其相互比較見表 43。例如，泵向多個液 壓執(zhí)行元件供油且功率較小的機(jī)器（如組合機(jī)床、磨床等）、內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的機(jī)器（如鏟車、高空作業(yè)車、液壓汽車起重機(jī)，裝載機(jī)