【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 環(huán)和工作行程 。 （ 2）工件、夾具、刀具及多軸箱端面之間的距離等 。 （ 3）主軸的結(jié)構(gòu)類型，尺寸及外伸長(zhǎng)度；刀具類型，數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、接桿、導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向置的 配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式，刀具應(yīng)按加工終了位置繪制。 繪制加工示意圖之前的有關(guān)計(jì)算 （ 1）刀具的選擇 刀具 選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素。 刀具的選擇前已述及，此處就不在追述了 。 （ 2）導(dǎo)向套的選擇 在組合機(jī)床上加工孔 ，除用剛性主軸的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取決于夾具導(dǎo)向。 因此正確選擇導(dǎo)向裝置的類型，合理確定其尺寸、精度 ，是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時(shí)必須解決的內(nèi)容。 1） 選擇導(dǎo)向類型 根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑 d=10mm 和刀具導(dǎo)向的線速度v=15m/min，選擇固定式導(dǎo)向 。 2） 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 2－ 4 所示 ： 圖 2－ 4 固定導(dǎo)向裝置 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下表： 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 表 2－ 1 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺 d D D1 D2 L l1 m R d1 d2 l0 12 22 30 28 38 13 18 M8 16 16 固定裝置的配合如下表： 表 2－ 2 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 67jsH g6 固定 導(dǎo)向裝置的布置如圖 2－ 5 所示 導(dǎo)向裝置的布置如表 2－ 3 所示 ： 表 2－ 3 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 (2～ 3)d 加工鑄鐵 d d/3+(3～ 8) 計(jì)算值 3 d=30 25． 4 +8= 圖 2－ 5 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 = 4 = 式中 ： d—— 軸直徑（ mm） 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 T—— 軸所承受的轉(zhuǎn)矩（ N mm） B—— 系數(shù) 本設(shè)計(jì)中所有主軸直徑皆取 d=20mm,主軸外伸長(zhǎng)度為： L=115mm， D/ 1d 為32/20，內(nèi)孔長(zhǎng)度為： l1 =77mm. （ 4） 選擇刀具接桿 由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長(zhǎng)度為一定值，而刀具的長(zhǎng)度也是一定值，因此，為保證多軸箱上各刀具能同時(shí) 到達(dá)加工終了位置，就需要在主軸與刀具之間設(shè)置 可調(diào)環(huán)節(jié)，這個(gè)可調(diào)節(jié)在組合機(jī)床上是通過可調(diào)整的刀具接桿來解決的 ,連接桿如圖 2－ 6 所示， 圖 2－ 6 可調(diào)連接桿 連 接桿上的尺寸 d 與主軸外伸長(zhǎng)度的內(nèi)孔 D 配合，因此，根據(jù)接桿直徑 d選擇刀具接桿參數(shù)如表 2－ 4 所示 ： 表 2－ 4 可調(diào)接桿的尺寸 d(h6) D1(h6) d2 d3 L l1 l2 l3 螺母 厚度 20 Tr20 6 莫氏 1 號(hào) 17 188 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 2－ 3 所示。其中最重要的聯(lián)系尺寸即工件端面到多軸箱端面之間的距離（圖中的尺寸 333mm） ,它等于刀具懸伸長(zhǎng)度、螺母厚度、主軸外伸長(zhǎng)度與接桿伸出長(zhǎng)度（可調(diào)）之和，再減去加工孔深度和切出值。 （ 6）工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 如圖 2－ 7 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 工L 應(yīng)等于工件加工部位長(zhǎng)度 L 與刀具切入長(zhǎng)度 1L 和切 出 長(zhǎng)度 2L 之和。切入長(zhǎng)應(yīng) 1L 應(yīng)根據(jù)工件端面誤差情況在 5～ 10mm 之間選擇，誤差大時(shí)取大值，因此取 1L =7mm，切出長(zhǎng)度攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 2L =1/3d+(3～ 8)= 1031? +8 ? 9mm,所以 工L =10+7+9=26mm. （ 7）快進(jìn)長(zhǎng)度的確定 考慮實(shí)際加工情況，在未加工之前，保證工件表面與刀尖之間 有足夠的工作空間，也就是快速退回行程須保證所有刀具均退至夾具導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝卸。這里取快速退回行程為 156mm，快退長(zhǎng)度等于快速引進(jìn)與工作工進(jìn)之和，因此快進(jìn)長(zhǎng)度 156－ 26=130mm. 圖 2－ 7 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 6002752460600360130 3501TD25320976301560518 2010 20CC 32250511040HY25IACD 25CL25下備量20總行程250上備量74行程156圖 2－ 8 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 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。聯(lián)系尺寸圖用來表示機(jī)床各組成部件的相互裝配和運(yùn)動(dòng)關(guān) 系，以檢驗(yàn)機(jī)床各部件的相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足要求，通用部件的選擇是否合適，并為進(jìn)一步開展主軸箱、夾具等專用部件、零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可以看成是簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。 如圖 2－ 8 所示，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容包括機(jī)床的布局形式，通用部件的型號(hào)、規(guī)格、動(dòng)力部件的運(yùn)動(dòng)尺寸和所用電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)、工件與各部件間的主要聯(lián)系尺寸，專用部件的輪廓尺寸等。 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。 （ 1）滑臺(tái)的選用 通常，根據(jù)滑臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方式、所需進(jìn)給力、進(jìn)給速度、最大行程長(zhǎng)度和加工精度等因素來選用合適的滑臺(tái)。 1） 驅(qū)動(dòng)形式的確定 根據(jù)對(duì)液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)的性能特點(diǎn)比較，并結(jié)合具體的加工要求，使用條件選擇 HY 系列液壓滑臺(tái)。 2） 確定軸向進(jìn)給力 滑臺(tái)所需的進(jìn)給力 進(jìn)F = ∑ iF =4 = 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 。 因而選擇滑臺(tái)的最大進(jìn)給力應(yīng)大于 進(jìn)F ＝ 。 3） 確定進(jìn)給速度 液壓滑臺(tái)的工作進(jìn)給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)速，對(duì)液壓滑臺(tái)確定切削用量時(shí)所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺(tái)最小工作進(jìn)給速度的 ～ 1 倍 。液壓進(jìn)給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時(shí)，實(shí)際進(jìn)給速度應(yīng)更大一些 。 本系統(tǒng)中進(jìn)給速度 vf=n f=。 所以選擇 HY25IA 液壓滑臺(tái) ， 工作進(jìn)給速度范圍 32～ 800mm/min， 快速速度 12m/min。 4） 確定滑臺(tái)行程 滑臺(tái)的行程除保證足夠的工作行程外，還應(yīng)留有前備量和后備量 。 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 。 本系統(tǒng)前備量為 20mm， 后備量的作用是使動(dòng)力部件有一定的向后移動(dòng)的 余 地， 為 方便裝卸刀具 ， 這是取 40mm,所以滑臺(tái)總行程應(yīng)大于工作行程，前備量，后備量之和 。 即：行程 L＞ 156+20+40=236mm， 取 L＝ 250mm。 綜合上述條 件 ， 確定液壓攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào) HY25IA。 （ 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 ＝ 4 ／ ＝ 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 HT2140 JB30762，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 。 因此，選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y100L— 6B5 的 1TD25IA 型動(dòng)力箱 ， 動(dòng)力箱輸出軸至箱底面高度為 125mm。 主要技術(shù)參數(shù)如下表： 主電機(jī)傳動(dòng)型號(hào) 轉(zhuǎn)速范圍（ r/min） 主電機(jī)功率（ kw ） 配套主軸部件型號(hào) 電機(jī)轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)速 Y100L6B5 1430 706 1TA3 1TA32M、 1TZ32~1TG32 （ 3） Y 軸液壓滑臺(tái)的選用 工件質(zhì)量計(jì)算 V=420 240 10＋ (2 160＋ 2 340) 10 30 = 103m3 m = ρ v= 103 103 = 磨擦系數(shù)： f=～ 取 f= F=f N== 10= 配套支承部件的選用 立柱 1CL25 型，立柱底座 1CD25 確定裝料高度 裝料高度指工件安裝基面至機(jī)床底面的垂直距離 ， 在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，裝料高度可視具體情 況在 H＝ 580～ 1060mm 之間選取 ， 本系統(tǒng)取裝料高度為 976mm。 中間底座輪廓尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿足 Y 軸滑臺(tái)在其上面聯(lián)接安裝的需要，又考慮到與立柱底座相連接 。 因此，中間底座 采 用側(cè)底座 1CC32。 確定多軸箱輪廓尺寸 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 本機(jī)床配置的多軸箱總厚度為 301mm，寬度和高度按標(biāo)準(zhǔn)尺寸中選取。計(jì)算時(shí)，多軸箱的寬度 B 和高度 H 可確定 為 ： B=500 H=500 根據(jù)上述計(jì)算值，按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定主軸箱輪廓尺寸 B H=500X500mm。 生產(chǎn)率計(jì)算卡 生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映所設(shè) 計(jì)機(jī)床的工作循環(huán)過程、動(dòng)作時(shí)間、切削用量、生產(chǎn)率、負(fù)荷率等技術(shù)文件，通過生產(chǎn)率計(jì)算卡，可以分析擬定的方案是否滿足用戶對(duì)生產(chǎn)率及負(fù)荷率的要求。計(jì)算如下： 切削時(shí)間 ： T 切 = L/vf+t 停 = 2 26/＋ 2 15/478 = min 式中： T 切 —— 機(jī)加工時(shí)間（ min） L—— 工進(jìn)行程長(zhǎng)度（ mm） vf—— 刀具進(jìn)給量（ mm/min） t 停 —— 死擋鐵停留時(shí)間。一般 為在動(dòng)力部件進(jìn)給停止?fàn)顟B(tài)下，刀具旋轉(zhuǎn) 5～ 15 r 所需要時(shí)間。這里取 15r 輔助時(shí)間 T 輔 = fkvLL 43? +t 移 +t 裝 = （ 150＋ 176） 2/12021++ = 式中： L L4 —— 分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退長(zhǎng)度（ mm） vfk —— 快速移動(dòng)速度（ mm/min） t 移 —— 工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)間（ min） ,一般為 ～ ,取 min t 裝 —— 裝卸工件時(shí)間（ min）一般為 ～ ,取 機(jī)床生產(chǎn)率 Q1 = 60/T 單 = 60/（ T 切 +T 輔 ） =60/（ +） = 件 /h 機(jī)床負(fù)荷率按下式計(jì)算 η = Q1/Q 100% = Q1tk/A 100% = 1950/60000 100% =70% 式中： Q—— 機(jī)床的理想生產(chǎn)率（件 /h） 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 A—— 年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件） tk—— 年工作時(shí)間，單班制工作時(shí)間 tk =1950h 表 2－ 5 生產(chǎn)率計(jì)算卡 被加工 零件 圖號(hào) 1601A093 毛坯種類 鑄件 名稱 離合器壓盤 毛坯重量 材 料 HT2140 JB29762 硬度 HB170241 工序名稱 鉆 壓盤 連接孔 工序號(hào) 工時(shí) /min 序號(hào) 工步 名稱 工作行程 /mm 切速 /（ m min1） 進(jìn)給量 /（ mm r1） 進(jìn)給量 /（ mm min1） 工進(jìn)時(shí)間 輔助時(shí)間 1 按裝工件 2 工件定位夾緊 3 Z 軸 快 下 150 12021 4 Z 軸 工進(jìn) 26 32 5 Z 軸暫 停 6 Z 軸 快 上 176 120