【正文】 專用機床。根據工件加工的需要，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、經濟實用，因而被廣泛應用于工程機械、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綜合性很高的高技術專用產品，是根據用戶特殊要求而設計的，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。因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術、新工藝，研制新產品，由過去的“剛性”機床結構，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需求，真正成為剛柔兼?zhèn)涞淖詣踊b各。據專家分析，機床裝備的高速和超高速加工技術的關鍵是提高機床的圭軸轉速和進給速度。多軸化控制的機床裝備適合加工形狀復雜的工件。1．3本文研究的主要內容零件飛錘見附圖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，而且生產率也低，不利于保證產品加工精度。底座、滑臺、動力頭等通用部件的合理選用：齒輪箱排箱結構緊湊：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。因為多軸鉆孔時產生很大的切削力，為使工件在加工過程中不產生位移和振動，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，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。通常根據經驗數據進行機床配置型式的選擇。(2)機床生產率根據工件的生產類型，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各主軸轉速和每轉進給量各主軸轉速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、切削轉矩M、切削功率P根據選擇的切削用量，確定切削力，作為選擇動力部件及夾具設計的依據：確定切削轉矩，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系、機床的工作行程及工作循環(huán)等。②導向數量的確定報據工件形狀、刀具剛度及工作情況采用單導向。(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置一中間可調環(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套內，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?；_與側底座之間用調整墊，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大于計算功率，并結合主軸要求的轉速大小選擇。具體尺寸取決于最低主軸中心至主軸箱底面的高度，滑臺與側底座之間的調整墊，滑臺高度，側底座高度。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作聯系尺寸圖如下：圖25機床聯系尺寸簡圖2．4．4生產率計算卡生產率計算卡是反映所設計機床的工作循環(huán)過程、動作時間、切削用量、生產率、負荷率等韻技術文件。在本組合鉆床設計過程中，是工作量最大的部件。為實現本機床“體積小，重量輕，結構簡單，使用方便，效率高，質量好”的設計目標奠定了基礎。(3)工件與主軸箱相對位置尺寸根據這些數據，同時由總體設計，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），畫出驅動軸、主軸坐標位置。所以可考慮傳動軸對稱布置。設此軸為軸5，軸對稱的傳動軸為軸6。 （1）原則：坐標軸原點一般選取在定位銷上，或者坐標軸橫軸選取在箱底。mm)B——系數，當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構形式的選擇方案主軸結構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。油泵軸的齒輪齒數為30，模數為2mm，轉速應當不高與800。多軸箱一般設手柄軸，用于對刀、調整或裝配檢修時檢查主軸精度。第四章 夾具設計 機床夾具的概述夾具是組合機床的重要組成部件，是根據機床的工藝和結構方案的具體要求而專門設計的。(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，產生較大的加工誤差。在設計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)設計4．2．1定位支承系統(tǒng)的設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向保持正確的相互位置關系，這是靠夾具的定位支承系統(tǒng)來實現的。(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，避免重復定位）來完成定位。組合機床夾具上的導向裝置是作為引導刀具對工件進行切削加工的重要裝置。其作用是引導刀具防止引偏、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生的振動。可換導套外部裝上中間導套，其目的在于：當導套磨損后進行更換時，不至于破壞鉆模體上的孔，從而有利于保持導向的精度。2．固定式導套主要參數確定由采用麻花鉆在導套內進行鉆孔的一系列研究表明，導套的長度對鉆孔位置的影晌并不顯著，因此根據導套在鉆模板上緊固的可靠性選用較小的導套。導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，以確定導向元件相對于定位元件及第一安裝面的位置關系，因而要求萁具備一定的剛度、強度、精度及結構工藝性能。采用鑄造結構，經相應預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。其次，防止工件鉆孔時水平橫向偏移，在兩側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。在夾具設計環(huán)節(jié)，快速螺旋夾緊機構的應用，不僅降低了工人的勞動強度，而且縮短了輔助時間，提高了生產率。首先向我的導師葛濤講師致以最誠摯、最深切的謝意!在導師的悉心指導和熱心幫助下，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、學者們!最后，謹向所有關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 《現代組合機床技術及其發(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》1996年第8期[3] 許曉腸主編 《專用機床設備設計》 重慶大學出版社，2003[4] 金振華主編 《組合機床及其調整與應用》 機械工業(yè)出版社，1990[5] 李慶余、張佳主編 《機械裝備設計》 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 《金屬切削機床設計》 機械工業(yè)出版社，1993[8] 華東紡織工學院、哈爾濱工業(yè)大學、天津大學主編 《機床設計圖冊》 上?？茖W技術出版社，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》 重慶大學出版社，2002[11] 邱宣懷主編 《機械設計》 高等教育出版社，2003[12] 吳宗澤主編 《機械設計實用手冊》 化學工業(yè)出版社，2000[13] 龔桂主編 《機械設計課程設計指導書》 高等教育出版社，1990[14] 張利平主編 《液壓站設計與應用》 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．機械工業(yè)出版社．1992．[18]大連組合機床研究所．組合機床設計(第二版)．機械工業(yè)出版社．1985．[19]叢風廷遲建山． 組合機床設計(第二版)．上海科學技術出版社．1993．[20]王大康． 機械設計基礎(第二版)．機械工業(yè)出版社．2003．。導師淵博的學識、嚴謹的學風、積極向上的精神和一絲不茍的工作作風對我今后的工作和學習產生了極大的影響。經驗收，本機床達到了“熏量輕、體積小、結構簡單、使用方便、效率高、質量好”的要求。采取上述方法設計的傳動系統(tǒng)，不僅實現了對16孔的工序集中，而且保證了主軸箱的質量，提高了主軸箱的通用化程度，使得設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荷，不會影響加工質量。由于被加工零件同時加工的孔數為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