【正文】 夾具、工具、刀具及主軸箱就是本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容。 現(xiàn)代制造工程從各個(gè)角度對(duì)組合機(jī)床提出了愈來愈高的要求，而組合機(jī)床也在不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展。 ⑵行業(yè)企業(yè)的快速轉(zhuǎn)變 “九五”后期，在組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)的 50 多家組合機(jī)床分會(huì)會(huì)員中，僅有兩家企業(yè)實(shí)行了股份改造 ，一家企業(yè)退出國(guó)有轉(zhuǎn)為民營(yíng)，其余的都是國(guó)有企業(yè)。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣 泛應(yīng)用與工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。 由于組合機(jī)床及其自動(dòng)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(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。 國(guó)外組合機(jī)床現(xiàn)狀 80 年代以來，國(guó)外組合機(jī)床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。 ⑵發(fā)展柔性技 術(shù) 80 年代以來 ,國(guó)外對(duì)中大批量生產(chǎn) ,多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào)、可變、可換措施 ,使加工裝備具有了一定的柔性。 ⑶發(fā)展綜合自動(dòng)化技術(shù) 汽車工業(yè)的大發(fā)展 ,對(duì)自動(dòng)化制造技術(shù)提出了許多新的需求 ,大批量生產(chǎn)的高效率 ,要求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機(jī)械加工工序 ,而且能完 成零件從毛坯進(jìn)線到成品下線的全部工序 ,以及下線后的自動(dòng)碼垛、裝箱等?？占軝C(jī)器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。 在現(xiàn)代工業(yè)制造領(lǐng)域，大多數(shù)零部件都是通過機(jī)床大批量完成；在集成制造業(yè)中，組合機(jī)床的應(yīng)用越來越廣泛，大大的提高了生產(chǎn)能力。所以，組合機(jī)床及自動(dòng)線以廣泛應(yīng)用于到汽車，柴油機(jī)，電動(dòng)機(jī)，儀器儀表以及軍工產(chǎn)品等上顯示出巨大的優(yōu)越性。各行業(yè)的產(chǎn)品市場(chǎng)壽命不斷縮短，品種日益增多且質(zhì)量不斷提高，這些有力的推動(dòng)和激勵(lì)了組合機(jī)床的不斷發(fā)展。 （ 2）發(fā)展柔性技術(shù)。如采用十字滑臺(tái)、多坐標(biāo)通用部 件、移動(dòng)主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機(jī)床或在夾具部位設(shè)置刀庫(kù) ,通過換刀加工實(shí)現(xiàn)工序集中 ,從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能 ,獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)床設(shè)計(jì)的技術(shù) — 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以從滿足性能要求、經(jīng)濟(jì)效益和人機(jī)關(guān)系等方面進(jìn)行分析。 （ 4）撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 (2)確定機(jī)床的配置形 式 根據(jù)確定的工藝方案 ,確定機(jī)床的配置形式 ,并定出影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第二章 總體方案設(shè)計(jì) 制定工藝方案是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最重要的一步。 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 ② 定位基準(zhǔn)面的選擇應(yīng)考慮到夾緊的方便 ,夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。根據(jù)工件示意圖要求，該設(shè)計(jì)采用 一面 三擋銷的定位方法進(jìn)行定位，并用壓板和壓緊螺釘進(jìn)行加緊 。 加工工藝的分析 設(shè)計(jì)中所給定的閥腔是普通油腔中閥腔，它是閥體內(nèi)安裝其他零件的空間以及所需要的通道空間，其作用經(jīng)查資料。從零件圖上可以看出，閥腔零件形狀，屬于箱體零件，上、下端面通過粗銑、精銑即可達(dá)到所需表面粗糙度。分布，其徑向設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為 φ110mmH11 孔的軸線，軸向設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是φ 100mmH8 孔外圓的左端面， 2 φ 20mm 孔分布于φ 100mmH8 孔兩側(cè)，加工要求在閥腔的對(duì)稱中心線上 機(jī)床工作循環(huán)如下： 上料 —— 工件夾緊 —— 滑臺(tái)快進(jìn) —— 滑臺(tái)鎖緊 —— 主軸啟動(dòng) —— 膛桿工進(jìn) ——主軸反轉(zhuǎn) —— 進(jìn)給滑臺(tái)快退 —— 滑臺(tái)快退 —— 工件松開 —— 下料 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)條件下，可以考慮采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中，提高生產(chǎn)率，除此之外，江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效益，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。方案二中將鉆、擴(kuò) 4— 18mm 孔，锪平 28mm 精銑、粗鏜之后，與后面的孔系加工放在一起，有利于工序集中，最后通過總結(jié)，最終方案如下： 鑄造毛坯 → 回火處理 → 粗銑底端面 → 粗銑上端面 → 粗鏜 φ 76mm、 φ 100mm、 φ65mm孔 → 粗鏜 φ 110mm、φ 85mm 孔 → 精銑底面 → 車深 凹槽 → 精鏜 φ 76mm、φ 100mm、 φ 65mm 孔 → 精膛 φ 110mm、φ 85mm 孔 → 鏜寬 凹槽 → 鉆、擴(kuò) 4— φ 18mm 孔 锪平 φ 28mm→ 鉆、擴(kuò)、絞 2φ 20mm 孔 → 鉆孔、攻螺紋 10—M12mm→ 去毛刺 → 終檢 本設(shè)計(jì)是鏜孔這一單一工序。 確定組合機(jī)床配置型式及結(jié)構(gòu)方案應(yīng)考慮的問題 根據(jù)工件的特點(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型式的機(jī)床。 （ 2）不同組合機(jī)床的加工精度； （ 3）注意排屑和操作使用方便性 [7]。其主要內(nèi)容包括 : (1)被加工零件的主要輪廓尺寸以及與本工序機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。 繪制 被加工零件工序圖時(shí)按照了如下的規(guī)定 : (1)繪制被加工零件工序圖表達(dá)應(yīng)該清晰明了 ,突出本工序內(nèi)容 ,按照一定的合適比例 ,繪制足夠的視圖以剖面。它是設(shè)計(jì)刀具、夾具、主軸箱以及選擇動(dòng)力部件的主要資料，同時(shí)也是調(diào)整機(jī)床和刀具的依據(jù)。決定動(dòng)力頭的工作循環(huán)及行程。為了提高工序集中程度或滿足精度要江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 求，可以采用復(fù)合刀具。 ⑵ 導(dǎo)向 套的選擇 組合機(jī)床加工孔時(shí)，除采用剛性主軸加工方案外，零件上孔的位置精度主要靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證。 ⑶初 定切削用量 鏜孔切削速度見表 21： 表 21鏜孔的 切削速度 加工材料 鑄鐵 鋼及其合金 鋁及其合金 切削速度 v （ m/min ） 70～ 90 100～ 150 150～ 400 因?yàn)榧庸げ牧鲜氰T鐵，所以初選切削速度為 68m/min 和 90m/min 。 ⑸確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 23工作行程示意圖 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 21 LLLL ???工 （ 24） 其中： L為工件加工部位長(zhǎng)度 L（多軸加工時(shí)應(yīng)安最長(zhǎng)孔計(jì)算），所以取 33mm； 1L 為切入長(zhǎng)度，一般在 5mm～ 10mm 之間選擇，誤差大時(shí)取大值所以取 8mm； 2L 為切出長(zhǎng)度，經(jīng)查表后選取 9mm； 所以 工L =33+8+9=50mm； 圖 24工作循環(huán)圖 鏜刀快進(jìn)距離取 130mm； 則快退距離為 180mm； 動(dòng)力部件總行程的確定： 因?yàn)榍皞淞咳?15mm，后備量取 45mm，所以總行程為 240mm。 3）加工示意圖上應(yīng)有表示加工過程的工作循環(huán)圖及各行程長(zhǎng)度。初選 1HY25IA 型液壓滑臺(tái)： a)選擇動(dòng)力滑臺(tái)及附屬部件 根據(jù)動(dòng)力滑臺(tái)中，液壓滑臺(tái)與機(jī)械滑臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)的比較：快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)換位置精度較低且考慮到過載保護(hù)方面的原因，選擇液壓滑臺(tái)；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 HY25IA 型系列液壓滑臺(tái)。液壓在確定刀具的切削用量是所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺(tái)最小進(jìn)給速度， 1HY 型滑臺(tái)為無級(jí)變速，工作進(jìn)給速度為 4～8 /minm 范圍內(nèi)快速移動(dòng)速度為定值。 得 P 主 = 估算 P 主 =P?切= = 查 參考文獻(xiàn) [8]，選擇 1TD40Ⅰ型動(dòng)力箱。 ⑸ 中間底座輪廓尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝連接的需要。為便于切屑及冷卻液回收，中間底座周邊須有足夠?qū)挾鹊臏喜邸楸ＷC主軸箱由排布齒輪的足夠空間，取 1b =100mm 。 b）畫左（右）側(cè)視圖重點(diǎn)在于表示清楚組合機(jī)床各部件在寬度方向的輪廓尺寸及相關(guān)位置，配合知識(shí)圖完成聯(lián)系尺寸圖所要求表達(dá)的內(nèi)容。 ④應(yīng)注明電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功率、轉(zhuǎn)速及所選標(biāo)準(zhǔn)通用部件的型號(hào)規(guī)格和其主要輪廓尺寸，并對(duì)組成機(jī)床的所有部件進(jìn)行分組編號(hào)，作為部件和零件設(shè)計(jì)的原始依據(jù)。它與全年工時(shí)數(shù) K 有關(guān)，一般情況下，單班制生產(chǎn) K 取 2350h，兩班制生產(chǎn) K 取 4600h，則本機(jī)床的生產(chǎn)率 Q =KA =124800/4600=（件 /小時(shí)） 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 ⑵ 實(shí)際生產(chǎn)率 1Q 指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。 則 單T =切t +輔t =（11fvL +22fvL +停t ） +（ 裝卸移快退快進(jìn) ttv LLkf??? ） =（11fvL +22fvL +停t ） +（ 裝卸移快退快進(jìn) ttv LLkf??? ） =50/43++(130+180)/4000++ =+++ = 經(jīng)過計(jì)算得 1Q =60/= 經(jīng)過計(jì)算比較，本機(jī)床的設(shè)計(jì)生產(chǎn)率滿足理想生產(chǎn)率要求 1Q ＞ Q 。主軸箱按結(jié)構(gòu)大小分為大型主軸箱和小型主軸箱。（立式）動(dòng)力箱型號(hào)： 1TD40IA (2) 箱體類零件 主軸箱箱體標(biāo)準(zhǔn)厚度為 180 mm ,立式的前蓋厚度為 70 mm 基型后蓋厚度為90mm ,變型后蓋厚度為 50、 100、 125mm三種，可根據(jù)主軸箱內(nèi)傳動(dòng)系統(tǒng)安 排等合理選用。傳動(dòng)軸材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 T c）齒輪：通用齒輪有三種，傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱齒輪和電機(jī)齒輪。 主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，是根據(jù)“ 三圖一卡”整理編繪出來的，其內(nèi)容包括主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件。 表 32鏜孔 切削用量參數(shù) 軸號(hào) 工序內(nèi) 容 主軸直徑 d (mm) 主軸外伸尺寸（ mm） V（ m/min） n (r/min) f (mm/r) fv (mm/min) 1， 2 鏜 M100和 M76孔 Ф 60 130 90和 68 286 43 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇及動(dòng)力計(jì)算 初步確定齒輪模數(shù) 初選模數(shù)：由下式估算，再通過類比確定 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 m ≥（ 30～ 32） 3 nZN? （ mm ） （ 3— 1） 式中： N —— 齒輪傳遞功率（ kw ）； Z —— 一對(duì)齒輪中小齒輪的齒數(shù)； n —— 小齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)（ /minr ）。 式中 切P 根據(jù)各主軸的切削用量查 參考文獻(xiàn) [5]得到， 空P 的確定可查表 44。 主P =?切P （ 3— 2） 式中： 切N —— 各主軸切削功率總和； ? —— 組合機(jī)床主軸箱傳遞效率。 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ⑴已知各主軸轉(zhuǎn)速及驅(qū)動(dòng)軸到主軸之間的傳動(dòng)比 ： 主軸 n1=n2=286 轉(zhuǎn) /分 驅(qū)動(dòng)軸 on =480 轉(zhuǎn) /分 各主軸總傳動(dòng)比： 1oi? =286480 = ⑵各軸傳動(dòng)比分配 由于總降速不超過 2，故可用一對(duì)齒輪傳動(dòng)， Z驅(qū) =21~26，取 m=3， Z驅(qū) =25由 i=ZZ驅(qū)主得到 Z 主 =42 由 m+2 ZA ? 驅(qū)主（ Z ）得到 A= 驗(yàn)算各主軸轉(zhuǎn)速 n1=n2=286 轉(zhuǎn) /分 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 轉(zhuǎn)速相對(duì)損失在 5%以內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求 [9]。 計(jì)算各傳動(dòng)軸的坐標(biāo) ⑴ 加工基準(zhǔn)坐標(biāo)架的選擇及確定各主軸坐標(biāo) 坐標(biāo)架的橫軸（ X軸）選在箱體的底面，縱軸（ Y 軸）且均通過定位銷釘孔。該組合機(jī)床采用 R122型葉片泵，由主軸經(jīng)過一對(duì)齒輪傳遞給葉片泵 。 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 所以取 ? =。 空P 和 損P 的計(jì)算在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)確定以后才進(jìn)行 [11]。 主軸箱的動(dòng)力計(jì)算 主軸箱的動(dòng)力計(jì)算，應(yīng)包括計(jì)算主軸箱所需功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)。 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 根據(jù)這些數(shù)據(jù)可編制出主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。查通用齒輪的系列參數(shù)表。（ 參考文獻(xiàn) [8]pg58）主軸材料為 40Cr 鋼，熱處理 C42。 (1) 通用零件選擇 本設(shè)計(jì)選用通用主軸箱。表 26 為該零件 鏜 組合機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 26組合機(jī)床成產(chǎn)率計(jì)算卡 被加工零件 圖號(hào) 毛坯種類 鑄件 名稱 閥腔 毛坯重量 材料 HT200 硬度 180~220HBS 工序名稱 鏜Φ 100， ,Φ 76，Φ 65孔 工序號(hào) 工時(shí) (min) 序號(hào) 工步名稱 加工零件數(shù) 加 工 直徑（ mm） 加工 長(zhǎng)度 （ mm） 工作 行程 （ mm） 切削速度 （ m/min） 轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給量 (mm/r) 進(jìn)給速度 (mm/min) 機(jī)加工時(shí)間 輔助時(shí)間 共計(jì) 1 裝卸工件 1 2 快進(jìn)快退 3 多軸箱工進(jìn) 33 50 9