【正文】 專用機床。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組成機床，這就是組合機床。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。由于組合機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)計的，它涉及到加工工藝、刀具、測最、控制、診斷監(jiān)控、清沈、裝配和試漏等技術(shù)。因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝，研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b各。據(jù)專家分析，機床裝備的高速和超高速加工技術(shù)的關(guān)鍵是提高機床的圭軸轉(zhuǎn)速和進給速度。多軸化控制的機床裝備適合加工形狀復(fù)雜的工件。1．3本文研究的主要內(nèi)容零件飛錘見附圖l所示，有4個孔待加工，原來采用的加工方案是在普通鉆床上逐孔加工，工人頻繁忙于裝夾工件、啟動機床、進刀、退刀、停車及卸工件等，不僅工人勞動強度大，而且生產(chǎn)率也低，不利于保證產(chǎn)品加工精度。底座、滑臺、動力頭等通用部件的合理選用：齒輪箱排箱結(jié)構(gòu)緊湊：夾具部分定位合理可靠；工件裝夾方便靈活；刀具更換簡便；機械化程度高；減輕工人的勞動強度是本文研究的主要內(nèi)容。主要考慮以下因素：(1)工藝過程和加工精度的要求被加工零件有4孔待加工。(2)加工零件的特點被加工件材料為ZG40Cr。因為鉆孔過程中，中心線可能偏斜，在鉆頭進口處的位置精度比出口處的好，有利于兩個零件的裝配。因為多軸鉆孔時產(chǎn)生很大的切削力，為使工件在加工過程中不產(chǎn)生位移和振動，必須將工件牢固夾住，并且有足夠的加壓剛度，這樣可使加壓合力落在定位平面之內(nèi)，且接近定位平面的中心，使工件加壓后定位穩(wěn)定。將加工4孔工序集中于一臺鉆床，可提高組合機床的利用率。通常根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行機床配置型式的選擇。(2)機床生產(chǎn)率根據(jù)工件的生產(chǎn)類型，完全可以采用單工位固定夾具的機床型式。(5)夾具形式對機床方案的影響從工件形狀看，似乎可采用立式機床加工，但是考慮到對面孔之間的位置精度，立式鉆床無法保證，因而采用臥式加工方案。目前，組合機床切削用量的選則。這個進給量是適合所有刀具的平均值。表21各主軸轉(zhuǎn)速和每轉(zhuǎn)進給量各主軸轉(zhuǎn)速n(r／min)各主軸刀具進給量f(mm∕r)備注Ф8mm孔初選切削速度15 m／min初選進給速度60 mm／minФ6mm孔2．3．2確定切削力F、切削轉(zhuǎn)矩M、切削功率P根據(jù)選擇的切削用量，確定切削力，作為選擇動力部件及夾具設(shè)計的依據(jù)：確定切削轉(zhuǎn)矩，用以確定主軸及其他傳動件(齒輪、傳動軸等)的尺寸：確定切削功率，用以選擇動力箱電機功率。2．4．1被加工零件工序圖根據(jù)被加工零件的機械加工工藝過程卡如表23所示，制定出被加工零件工序圖。加工示意圖表示被加工零件在機床上的加工過程，刀具、輞具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機床各部件間的相對位置關(guān)系、機床的工作行程及工作循環(huán)等。②導(dǎo)向數(shù)量的確定報據(jù)工件形狀、刀具剛度及工作情況采用單導(dǎo)向。(4)確定主軸直徑及各主軸外伸長度主軸直徑：d= B (2．6)式中： d——軸的直徑(mm)M———主軸承受的轉(zhuǎn)矩(N因此，為保證主軸籍上各刀具能同時到達加工極限位置，就需要在主軸與刀具之聞設(shè)置一中間可調(diào)環(huán)節(jié)——刀具接桿。如圖22所示。如圖24所示。即：=+ (2．9)因為是固定式夾具鉆孔的機床，動力頭快退的行程，只要把所有刀具都退到導(dǎo)套內(nèi)，不影響工件的裝卸即可。(1)選用動力部件主要指選擇型號、規(guī)格合適的滑臺和動力箱。C．滑臺進給速度的確定椐被加工件的實際要求，考慮刀具的耐用度，選滑臺的進給速度為60mm／min。后備量的作用是使動力部件有一定的向后移動的余地，以方便裝卸刀具，取為260mm．工作行程為60mm，故滑臺的總行程長度為400mm。允許最大進給力12500N，工作進給速度范圍20～650mm／min，快速移動速度10m／min，機械滑臺支承總長940mm?；_與側(cè)底座之間用調(diào)整墊，這樣可以保證最低主軸中心與最低被加工孔在垂直方向上等高。所以=動力箱的電動機功率應(yīng)大于計算功率，并結(jié)合主軸要求的轉(zhuǎn)速大小選擇。具體尺寸取決于最低主軸中心至主軸箱底面的高度，滑臺與側(cè)底座之間的調(diào)整墊，滑臺高度，側(cè)底座高度。因此，確定多軸箱，主要是確定多軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度B=b+2 H=h+ 式中 b——工件在寬度方向相距最遠的兩孔的距離 b=100mm——最邊緣主軸中心至箱體壁距離 70~100mm 取=100mmh——工件在高度方向相距最遠的兩孔距離 h=32mm——最低軸高度通常推薦：取=100mmB100+2100=300mm H=h+h1+b1=32+100+100=232mm查《組合機床設(shè)計簡明手冊》，并綜合其與動力箱的配套規(guī)格選取多軸箱體規(guī)格尺寸400320故最低主軸中心至主軸箱底面的高度可取100mm所以H=+++=100+5+280+560=945mm作聯(lián)系尺寸圖如下：圖25機床聯(lián)系尺寸簡圖2．4．4生產(chǎn)率計算卡生產(chǎn)率計算卡是反映所設(shè)計機床的工作循環(huán)過程、動作時間、切削用量、生產(chǎn)率、負(fù)荷率等韻技術(shù)文件。在本組合鉆床設(shè)計過程中，是工作量最大的部件。為實現(xiàn)本機床“體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，效率高，質(zhì)量好”的設(shè)計目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。(3)工件與主軸箱相對位置尺寸根據(jù)這些數(shù)據(jù)，同時由總體設(shè)計，編制出表31。多軸箱的動力計算包括所需的功率和進給力兩項=++ (32)所以= =（圖3－1），畫出驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)位置。所以可考慮傳動軸對稱布置。設(shè)此軸為軸5，軸對稱的傳動軸為軸6。 （1）原則：坐標(biāo)軸原點一般選取在定位銷上，或者坐標(biāo)軸橫軸選取在箱底。mm)B——系數(shù)，當(dāng)材料的剪切彈性模量G=8．1N／mm時。表3—5各傳動軸盤徑及選材軸號01234567直徑3020201515202020材料4545454545454545各傳動軸大小及其分布如圖36所示圖36 各傳動軸大小及其分布圖3．6主軸及通用傳動軸結(jié)構(gòu)形式的選擇方案主軸結(jié)構(gòu)型式由零件的加工工藝，并考慮主軸的工作條件和受力情況，采用長主軸。為提高齒輪強度，大多采用的材料為20CrMnTi，動力頭齒輪和受載較小的齒輪采用45鋼。油泵軸的齒輪齒數(shù)為30，模數(shù)為2mm，轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)不高與800。多軸箱一般設(shè)手柄軸，用于對刀、調(diào)整或裝配檢修時檢查主軸精度。第四章 夾具設(shè)計 機床夾具的概述夾具是組合機床的重要組成部件，是根據(jù)機床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計的。(2)夾緊元件和夾緊裝置 用于固定工件以獲得的正確位置的元件或裝置。如果夾具體的剛性不好，加工時將要引起較大的變形和震動，產(chǎn)生較大的加工誤差。在設(shè)計16孔單工位組合鉆床夾具時，遵循以穩(wěn)定地確保工件質(zhì)量為前提而又不給夾具留過大的精度儲備。4．2定位支承系統(tǒng)設(shè)計4．2．1定位支承系統(tǒng)的設(shè)計原則在組合鉆床上加工工件對，必須使被加工零件與刀具及其導(dǎo)向保持正確的相互位置關(guān)系，這是靠夾具的定位支承系統(tǒng)來實現(xiàn)的。(4)可靠地排除落入定位支承系統(tǒng)的切屑。因此考慮兩個垂直平面（其中一個面用兩個支撐釘，避免重復(fù)定位）來完成定位。組合機床夾具上的導(dǎo)向裝置是作為引導(dǎo)刀具對工件進行切削加工的重要裝置。其作用是引導(dǎo)刀具防止引偏、對定及保證夾具相對于機床取得正確位置并減小加工時產(chǎn)生的振動?？蓳Q導(dǎo)套外部裝上中間導(dǎo)套，其目的在于：當(dāng)導(dǎo)套磨損后進行更換時，不至于破壞鉆模體上的孔，從而有利于保持導(dǎo)向的精度。2．固定式導(dǎo)套主要參數(shù)確定由采用麻花鉆在導(dǎo)套內(nèi)進行鉆孔的一系列研究表明，導(dǎo)套的長度對鉆孔位置的影晌并不顯著，因此根據(jù)導(dǎo)套在鉆模板上緊固的可靠性選用較小的導(dǎo)套。導(dǎo)套的配合間隙對孔的位置精度也有頗大的影響。通過鉆模板與夾具體的過渡連接，以確定導(dǎo)向元件相對于定位元件及第一安裝面的位置關(guān)系，因而要求萁具備一定的剛度、強度、精度及結(jié)構(gòu)工藝性能。采用鑄造結(jié)構(gòu)，經(jīng)相應(yīng)預(yù)先熱處理后機械加工成形。也能更好的保證位置精度。2. 夾緊力方向和作用點的確定決定采用快速螺旋夾緊機構(gòu)。其次，防止工件鉆孔時水平橫向偏移，在兩側(cè)加兩塊擋板夾緊工件。具體措施采用～根傳動軸同時帶動多根主軸，并將齒輪布置在同一排位置上。(4)為了使主軸上的齒輪直徑不太大，有的在最后一級采用升速傳動。在夾具設(shè)計環(huán)節(jié)，快速螺旋夾緊機構(gòu)的應(yīng)用，不僅降低了工人的勞動強度，而且縮短了輔助時間，提高了生產(chǎn)率。首先向我的導(dǎo)師葛濤講師致以最誠摯、最深切的謝意!在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和熱心幫助下，本課題才得以順利完成。感謝父母對我多年的培養(yǎng)和默默奉獻，感謝愛人和孩子從精神和生活上給予我的理解、鼓勵和支持!衷心感謝在百忙之中抽出寶貴時阿對論文進行評審的各位專家、學(xué)者們!最后，謹(jǐn)向所有關(guān)心和幫助過我的人們致以最誠摯的謝意! 作者：袁堃2013年5月30參考文獻[1] 徐旭東、周菊琪主編 《現(xiàn)代組合機床技術(shù)及其發(fā)展》 [2] 佟璞瑋主編 《組合機床行業(yè)概況及今后發(fā)展對策》、《組合機床與自動化加工技術(shù)》1996年第8期[3] 許曉腸主編 《專用機床設(shè)備設(shè)計》 重慶大學(xué)出版社，2003[4] 金振華主編 《組合機床及其調(diào)整與應(yīng)用》 機械工業(yè)出版社，1990[5] 李慶余、張佳主編 《機械裝備設(shè)計》 機械工業(yè)出版社，2003[6] 顧維邦主編 《金屬切削機床概論》 機械工業(yè)出版社，2002[7] 戴曙主編 《金屬切削機床設(shè)計》 機械工業(yè)出版社，1993[8] 華東紡織工學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)主編 《機床設(shè)計圖冊》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984[9] 徐景輝等編 《機床裝配》 四川人民出版社，1982[10] 儲凱、許斌等主編 《機械工程材料》 重慶大學(xué)出版社，2002[11] 邱宣懷主編 《機械設(shè)計》 高等教育出版社，2003[12] 吳宗澤主編 《機械設(shè)計實用手冊》 化學(xué)工業(yè)出版社，2000[13] 龔桂主編 《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》 高等教育出版社，1990[14] 張利平主編 《液壓站設(shè)計與應(yīng)用》 海軍出版社，2004[15] 章宏甲、黃誼主編 《液壓傳動》 機械工業(yè)出版社，2003[16] 左健民主編 《液壓與氣壓傳動》 機械工業(yè)出版社，2002[17]劉庶民機床改造的思路與實用技術(shù)．機械工業(yè)出版社．1992．[18]大連組合機床研究所．組合機床設(shè)計(第二版)．機械工業(yè)出版社．1985．[19]叢風(fēng)廷遲建山． 組合機床設(shè)計(第二版)．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社．1993．[20]王大康． 機械設(shè)計基礎(chǔ)(第二版)．機械工業(yè)出版社．2003．。導(dǎo)師淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、積極向上的精神和一絲不茍的工作作風(fēng)對我今后的工作和學(xué)習(xí)產(chǎn)生了極大的影響。經(jīng)驗收，本機床達到了“熏量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、效率高、質(zhì)量好”的要求。采取上述方法設(shè)計的傳動系統(tǒng)，不僅實現(xiàn)了對16孔的工序集中，而且保證了主軸箱的質(zhì)量，提高了主軸箱的通用化程度，使得設(shè)計和制造工作量及成本都大大降低。(2)避開了用主軸帶主軸的方案，這樣避免了增加主軸負(fù)荷，不會影響加工質(zhì)量。由于被加工零件同時加工的孔數(shù)為4，不僅雙面鉆孔，而且孔間距小。這樣就克服了螺旋夾緊動作慢、效率低的缺點。圖4