【正文】 致汽車公司由法國(guó)雷諾公司購(gòu)置的缸蓋加工生產(chǎn)線 ,就是由三臺(tái)自動(dòng)換箱組合機(jī)床組成的 ,其全部動(dòng)作均為數(shù)控 ,包括自動(dòng)上下料的交換工作臺(tái)、環(huán)形主軸箱庫(kù)、動(dòng)力部件和夾具的運(yùn)動(dòng) ,其節(jié)拍時(shí)間為 58秒。全線由 12 臺(tái)雙面組合機(jī)床、 18 臺(tái)三坐標(biāo)加工單元、空架機(jī)器人、線兩端的毛坯庫(kù)和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)組成 ,可實(shí)現(xiàn) 3 種零件的加工。完成裝配草圖后，要驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑，齒輪模數(shù)否在允許范圍內(nèi)。其中包括情報(bào)、預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)研究成果、發(fā)展趨勢(shì)、新技術(shù)應(yīng)用以及相應(yīng)的圖紙資料等。 工作圖設(shè)計(jì) 首先，在選定工藝方案并確定機(jī)床配置形式、結(jié) 構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案圖紙的設(shè)計(jì)。 技術(shù)要求 本次加工的零件為氣缸體 ,根據(jù)其零件圖 ,技術(shù)要求有以下幾點(diǎn) : (1)：鑄件的型砂芯砂洗昌口多肉粘砂應(yīng)清除干凈； (2)：鑄件不應(yīng)有裂紋，縮松，砂眼和鐵豆等缺陷，亦不允許修補(bǔ)； (3)：未注鑄造圓角≤ 3mm，拔模斜度≤ 2176。76 孔 9: 粗鏜 2248。 根據(jù)被加工被零件（氣缸體）的零件圖，加工頂面 6 個(gè) M8 的螺紋底孔 的工藝過程。 在保證加工精度的情況下，提高生產(chǎn)效率減輕工人勞動(dòng)量，而工件也是大批量生產(chǎn)，由于夾具在本設(shè)計(jì)中沒有考慮，因此在設(shè)計(jì)時(shí)就認(rèn)為人工夾緊。采用多孔同步加工，零件的剛度足夠，工件受力不大，振動(dòng)，及發(fā)熱變形對(duì)工件影響可以不計(jì)。直接加工Φ 7的孔， 直徑上工序間余量～ 1mm。按照經(jīng)濟(jì)地選擇滿足加工要求的原則，采用查表的方法查得： M8螺紋底孔的 鉆頭直徑 D=7mm,鑄鐵 HB190～ 24進(jìn)給量 f=、切削速度 v=11m/min。 mm 切削功率： P = D9740Tv ? = 179。 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺(tái)組合機(jī)床完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾具部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或成品狀況的圖紙，它不能用用戶提供的圖 紙代替，而是在原零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床的加工的內(nèi)容，加上必要的說明繪制成的。繪制時(shí)，應(yīng)按一定的比例，選擇足夠的視圖及剖視圖，突出加工部位（用粗實(shí)線），并把零件輪廓及與機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)有關(guān)部位（用細(xì)實(shí)線）表清楚，凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方面用粗實(shí)線標(biāo)記。 在圖上應(yīng)標(biāo)注的內(nèi)容： (1)機(jī)床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。 導(dǎo)向套的參數(shù) 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置，如圖 B3 所示： 圖 B3 固定導(dǎo)向裝置 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下表： 表 B1 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺 d D D1 D2 L l1 m R d1 d2 l0 7 12 18 22 25 28 8 10 M6 16 10 固定裝置的配合如下表： 表 B2 固定裝置的配合 導(dǎo)向 類別 工藝 方法 D D D1 刀具導(dǎo)向 部分外徑 固定 導(dǎo)向 鉆孔 G7（或 F8） 67gH 7k6H g6 固定導(dǎo)向裝置的布置如圖 B4 所示 導(dǎo)向裝置的布置如表 2－ 3 所示： 表 B3 導(dǎo)向裝置的參數(shù) (mm) 尺寸 項(xiàng)目 l1 l2 l3 與直徑 d的關(guān)系 (1～ )d 加工鑄鐵 d d/3+(3～ 8) 計(jì)算值 20 7 5 圖 4. 固定導(dǎo)向裝置的布置 (3)初定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度 因?yàn)檩S的材料為 40Cr，剪切彈性模量 G=,剛性主軸取ψ＝ 1／ 4（ 0）／ m,所以 B取 ,根據(jù)剛性條件計(jì)算主軸的直徑為： d? B4T =179。 圖 B6 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 液壓裝置刀具液壓滑臺(tái)立柱立柱側(cè)底座滑臺(tái)側(cè)底座 圖 B7 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 聯(lián)系尺寸圖的 作用和內(nèi)容 一般來說，組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件 —— 動(dòng)力箱、動(dòng)力滑臺(tái)、立柱、立柱底座加上專用部件 —— 多軸箱、刀、輔具系統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤(rùn)滑、排屑系統(tǒng)組合而成。 = 式中： iF —— 各主軸加工時(shí)所產(chǎn)生的軸向力 由于滑臺(tái)工作時(shí)，除了克服各主軸的軸的向力外，還要克服滑臺(tái)移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力。前備量的作用是動(dòng)力部件有一定的向前移動(dòng)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。計(jì)算時(shí)，多軸箱的寬度 B和高度 H可確定為： B=400 H=400 根據(jù)上述計(jì)算值，按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定左右主軸箱輪廓尺寸 B179。 2350/40000179。 傳動(dòng)軸的直徑取 20mm 當(dāng) m=2， d=20 時(shí)，齒輪 t=。傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為 : n=590r/min 由于前面選取了主軸直徑為 20，顯然傳動(dòng)軸直徑都選取 20，這樣為了減少傳動(dòng)軸種類和設(shè)計(jì)題 目需要由于傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速是 590r/min，則驅(qū)動(dòng)軸至傳動(dòng)軸的傳動(dòng)比為 : i= 590520 = 所以選擇兩級(jí)傳動(dòng)，且傳動(dòng)比分配為：一級(jí)為 1/。它的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度。 (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(gè)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(dòng)力學(xué)特性的重要部分。 (2)夾緊力的大小應(yīng)能保證工件在加 工時(shí)的位置不變，同時(shí)又不能使工件產(chǎn)生變形。整個(gè)機(jī)構(gòu)不存在剛性不足、偏載和偏心 現(xiàn)象。這些聯(lián)系環(huán)節(jié)中的任何誤差，都將以加工誤差的形式直接影響工件的加工精度，這些誤差主要有： ，使工件的原始基準(zhǔn)偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生工件定位誤 差Δ dw。 a，夾具的安裝誤差是夾具在機(jī)床上安裝時(shí)，因夾具的安裝面偏離了規(guī)定的位置，從而使原始基準(zhǔn)發(fā)生移動(dòng)而在工序尺寸產(chǎn)生的偏差，采用定位鍵進(jìn)行定位，則安裝誤差Δ a=。 ，動(dòng)力頭及液壓滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及的全部?jī)?nèi)容是在吳勃老師的悉心指導(dǎo)下完成的，感謝吳老師給我提供了良好的課題條件，讓我 從這次設(shè)計(jì)中得到了很好的鍛煉。 最后還要感謝的，也是最應(yīng)該感謝的是江蘇大學(xué)，學(xué)校給我們提供了這么好的學(xué)習(xí)條件，讓我們能全身心的投入學(xué)習(xí)中。在此，謹(jǐn)向老師表示最真誠(chéng)的感謝。 設(shè)計(jì)的 鉆孔組合機(jī)床，保證了加工孔的生產(chǎn)質(zhì)量，提高工效 3 倍以上，加工成本大幅下降。 結(jié)論 本課題設(shè)計(jì)的 頂面鉆孔組合機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)用于加工氣缸體的 6 個(gè)孔。 為了使夾具能加工出合格的工件，上述各項(xiàng)誤差的總和應(yīng)不超過工序尺寸（或位置要求）的公差Δ k。 3）夾 具體上應(yīng)考慮排屑和清理切屑方便。 由于該道工序是鉆頂面Φ 7的 6個(gè)螺紋底孔，此零件屬于中批量生產(chǎn)，并且切削力較小，所以力求夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，降低成本的原則。夾緊元件是執(zhí)行夾緊的最終元件，是直接與零件接觸來完成夾緊的。 機(jī)床夾具的概述 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(shí)現(xiàn)夾具基本功能的元件。本機(jī)床齒輪的選用按照下表選用 齒輪種類 寬度（ mm） 齒 數(shù) 模數(shù)（ mm） 孔徑（ mm） 驅(qū)動(dòng)軸齒輪 24 19～ 36連續(xù) 2 1 3 40 2 3 50 傳動(dòng)軸齒輪 24 19～ 36連續(xù) 2 2 50 輸出軸齒輪 24 19～ 36連續(xù) 2 1 2 2 3 36 計(jì)算各主軸轉(zhuǎn)速 使各主軸轉(zhuǎn)速的相對(duì)轉(zhuǎn)速損失在 177。 =32x 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 3 )47819/( ? = 式中： m—— 估算齒輪模數(shù) P—— 齒輪所傳遞率（ kw） Z—— 對(duì)嚙合齒中的小齒輪數(shù) N—— 小齒輪的轉(zhuǎn)速（ r/min） 多軸箱齒輪模數(shù)取 m=2。一般為在動(dòng)力部件進(jìn)給停止 狀態(tài)下，刀具旋轉(zhuǎn) 5～ 10 r 所需要時(shí)間。 (2)由下式估動(dòng)力箱的選用 動(dòng)力箱主要依據(jù)多軸所需的電動(dòng)機(jī)功率來選用，在多軸箱沒有設(shè)計(jì)之前， 主P 可算 主P ＝ 切P ／η = 式中：η —— 多軸箱傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)η＝ ～ ；有色金屬時(shí)η ＝ ～ ，本系統(tǒng)加工 HT200 ，取η＝ ． 動(dòng)力箱的電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大于計(jì)算功率，并結(jié)合主軸要求的轉(zhuǎn)速大小選擇。本系統(tǒng)中進(jìn)給速度 fv =n178。 選用動(dòng)力部件 選用動(dòng)力部件主要選擇型號(hào)、規(guī)格合適的動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng)力箱。 2 莫氏 1號(hào) 20 188 46 40 100 12 (5)確定加工示 意圖的聯(lián)系尺寸 從保證加工終了時(shí)主軸箱端面到工件端面間距離最小來確定全部聯(lián)系尺寸，加工示意圖聯(lián)系尺寸的標(biāo)注如圖 5所示。刀具的選擇前已述及，此處就不在追述了。0 . 1 7 56 Φ 6 . 7 深1 5A AAA156176。 (2)本工序所選定的定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向。 mm) V—— 切削速度 （ m/min） P—— 切削功率 (kw) 選擇刀具結(jié)構(gòu) 氣缸體的布氏硬度在 HB190~247，孔徑 D 為 7mm，刀具的材料選擇高速鋼鉆頭，為了使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、刃磨簡(jiǎn)單，選擇標(biāo)準(zhǔn) Φ 7的麻花鉆。 = 切削扭矩： T =10 =10179。以滿足不同直徑的加需要，即： 1n 178。在根據(jù)使用戶實(shí)際情況來選擇什么樣的組合機(jī)床。采取提高機(jī)床原始制造精度和工件定位基準(zhǔn)精度并減少夾壓變形等措施就可以了。 要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量 4 萬件。76H8 孔 27：精鏜 2248。至螺紋深度； (8)：未注壁厚均為 6mm； (9)：材料： HT200 . 零件的生產(chǎn)批量及其機(jī)床的使用 零件的生產(chǎn)批量 本次課題要求 ,零件的生產(chǎn)批量以年產(chǎn) 4萬件而計(jì) 機(jī)床的使用條件 本次課題要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn) 4 萬件，而機(jī)床的使用設(shè)備為 :大部分工藝采用通用機(jī)床，部 分采用專用機(jī)床 ,機(jī)床按流水線生產(chǎn)布置，也可以廣泛使用專用夾具，采用部分專用刀具，部分采用專用量具。 然后，整理機(jī)床有關(guān)部件與主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算書，編制各類零件明細(xì)表，編寫機(jī)床說明書等技術(shù)文件。每個(gè)方案包括的內(nèi)容有：工藝分析、主要技術(shù)參數(shù)、總布局、傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制操作系 統(tǒng)、電系統(tǒng)、主要部件的結(jié)構(gòu)草圖、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等。 (4)編寫設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)要求 評(píng)價(jià)機(jī)床性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù) — 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來判定的。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。這種結(jié)構(gòu)的變化 ,既可以實(shí)現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏 ,又可以使機(jī)床配置更加靈活多樣。因此，市場(chǎng)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(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需要，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。 (3)組合機(jī)床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 組合機(jī)床