【文章內容簡介】 或需要設置徑向結構尺寸較大的導向裝置時，相鄰主軸必須按嚴格比例繪制，以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導向等是否干涉。 (3)主軸應用多軸箱端面畫起。刀具通過加工終了位置，標準的通用結構只畫外輪廓，并須加注規(guī)格代號。對一些專用結構須剖視，并標注尺寸、精度及配合。 長 春 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 9 選擇刀具、工具、導向裝置 并標注相關的位置及尺寸 根據氣缸蓋的材料和加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生產率要求等因素選擇。 刀具的選擇 選擇刀具要考慮工件加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生產率要求等因素。一般孔加工刀具（鉆、擴、鉸等），其直徑選擇應與加工部位尺寸，精度相適應，其長度要保證加工終了時，刀具螺旋槽尾端與導向套外端面有一定距離（一般為 mm50~30 ）。根據本次設計所要加工零件的特點，查《機械加工工藝手冊》第2 卷 表 — 6 標準高速鋼麻花鉆的直徑系列 由選取麻花鉆類型為 長錐柄麻花鉆： 圖（ 1） d=Φ 9mm L=197mm l1=116mm 由表 — 11 由錐柄麻花鉆莫氏錐柄號的劃分可知麻花鉆的莫氏錐柄號為 1，由《組合機床設計》表 3— 22 可知： D/d=30/20 的主軸外伸尺寸 L=115mm。 導向裝置的選擇 在組合機床上加工孔，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向。因此，正確的選擇導向結構，確定導向類型、參數、精度，不但是繪制加工示意圖必須解決的問題，也是設計組合機床不可忽視的重要內容。 導向通常分為兩類：一類是刀 具導向部分與夾具導套之間既有相對移動又有相對轉動的第一類導向，或稱固定式導向，此類導向的允許線速度為 v＜ 20m/min。另一類是刀具導向部分與夾具導套之間只有相對移動而無相對轉動的第二類導向，或稱旋 轉式導向。詞類導向的允許線速度為 v＞ 20m/min。其相對轉動部分通常以各種型式 設置在刀桿上則稱內滾式旋轉導向；若相對轉動部分設置在夾具上則稱外滾式旋轉導 向。 通常依據刀具導向部分直徑 d 和刀具轉速 n折算出導向的線速度 v 再結合加工部位尺寸精度、工藝方法及刀具的具體工作條件來選擇導向類型、dnv m / min1000??長 春 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 10 型式 和結構。導向數量應根據工件形狀、內部結構、刀具剛性、加工精度及具體 加工情況決定。導向的主要參數包括：導套的直徑及公差配合，導套的長度、導套離工件端面的距離等。圖（ 2）和圖（ 3）分別表示出導向布置簡圖，具體尺寸配合可參見加工示意圖。 （ 1）選擇導向裝置 通常依據刀具導向部分直徑 d和刀具轉速 n折算出導向的線速度 v，再結合加工部分尺寸精度工藝方法及刀具具體條件來選擇導向類型、形式結構。 由于 v＝ 14m/min 故選用第一類導向，即固定式導向。 （ 2）選擇導向數量和參數 導向數量應根據工件形狀，內部結構，刀具 剛度，加工精度，具體加工情況 圖（ 2） 圖（ 3） 決定。本次設計任務是鉆Φ 9盲孔，所以選擇單個導向加工即可滿足要求。 導向的主要參數包括：導向套的直徑及公差配合。導套的長度、導套離工件端面的距離等。 由教材《組合機床設計》表 3— 17和表 3— 18 得 導向長度： L1=30mm ；導向至工件端面的距離： L2=9mm ；導套直徑： d=Φ 9G7 ； 配合： D=Φ 18 H7/g6 ；中間套與可換套的配合： D1=22H7/js6 可參考加工示意圖 選定的主軸類型尺寸外伸長度和選擇接桿 （ 1）主軸類型 主軸形式主要取決于進給拉力和主軸 — 刀具系統(tǒng)結構上的需要，主軸尺寸規(guī)格應長 春 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 11 根據選定的切削用量計算出切削轉矩 M 由教材《組合機床設計》表 3— 19 查得，主軸外伸部分尺寸： 初定主軸直徑 d=Φ 20mm 由表 3— 22 查得主軸外伸部分尺寸： D/d1=30/20 L=115mm （ 2）接桿的選擇 選擇接桿主要決于其參數，應根據刀具尾部結構和主軸外伸部分的內孔直徑 d1而定。因此選取錐號為 1 號，主軸外伸部分的內孔直徑 d1=20mm,所 以由表 3— 23 選擇桿號為 2 號，類型為 A,取總長 L=260mm。 主軸箱端面至工件端面之間的軸間距離是加工示意圖上最重要的聯(lián)系尺寸，為了縮短刀具懸伸長度與工作行程長度，要求這一距離越短越好。 確定動力部件的工作循環(huán) 工作循環(huán)是指加工時動力部件從原始位置的動作過程。包括快速進給、工作進給、快速退刀等動作。 (1)工作進給長度的確定 工作長度 l 工 等于工件加工部位長度 l （ 多軸加工時應按最長計算）與刀具切入長度 l 1和切出長度 l 2之和。 切入長度 l 1根據本工件端面誤差情況分析選取 l 1 14mm? ； 因為本機床是專用鉆孔機床，切出長度2 9( 3 8 ) 5 833dl ? ? ? ? ? ? l 工 l? 1 l? 2 1 4 8 1 8 4 0l mm? ? ? ? ? 具體如下 22圖所示： 圖 22 長 春 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 12 (2)快退長度的確定 快速退刀長度等于快進和工進長度之和?？焱碎L度必須保證刀具在鉆孔完畢 后，必須回到初始位置，而不影響工件裝卸；快速進給是指動力部件把主軸連同刀具以原始位置送入到工作位置，其長度按具體情況而定。 所以 快退長度 ? 快進長度 ? 工進長度 ? 120 40 160mm?? (3)動力部件的總行程長度 動力部件的總行程除應保證要求的工作循環(huán)和工作行程外，還要考慮裝卸和調整刀具方便，即考慮前后備量。前備量是指因刀具磨損或補償制造安裝誤差，動力部件尚可向前調節(jié)的距離。所以根據加工要求選擇前備量為 mm20 ；后備量是指刀具從接桿或接桿連同刀具一起從主軸孔中所需的軸向距離。所以根據加工要求選擇后備為 mm110 。 ? l 總 l? 快退 l? 前 l? 后 mm25011020200 ???? 機床總聯(lián)系尺寸圖的繪制 機床總聯(lián)系尺寸圖清楚地表明了機床的型式和布局，規(guī)定各部件的輪廓尺寸及相互間的裝配關系和運動關系，以檢驗機床各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求，通用 部件的選擇是否合理，并為進一步開展主軸箱、夾具等設計提供依據。聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡化的機床總圖。它表示機床的配置型式及總體布局。 聯(lián)系尺寸圖的主要內容如下： )1( 以適當數量的視圖按同一比例畫出機床各主要組成部件的外形輪廓及相關位置，表明機床的配置型式及總體布局、主視圖的選擇應與機床實際加工狀態(tài)一致。 )2( 圖上應盡量減少不必要的線條及尺寸。但反映各部件的聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運動部件的極限位置及行程尺寸，必 須完整齊全。至于各部件的詳細結構不必畫出，留在具體設計部件時完成。 )3( 為便于開展部件設計，聯(lián)系尺寸圖上應標注通用部件的規(guī)格代號，電動機型號、功率及轉速，并注明機床部件的分組情況及總行程。 動力部件的選擇 組合機床的動力部件是配置組合機床的基礎。組合機床動力部件包括實現刀具主軸旋轉的主運動的動力箱，各種工藝切削頭及實現進給運動的動力滑臺，具體選擇如下： (1)選擇動力箱 N N N??動 進主 （ N進 進給功率 ） 由《組合機床設計》 24P 表 )152( ? 選擇動力箱為 32ITD II。電動機型號210025L 4Y ? ，功率 ?電 ，電機轉速為 1430 minr ，動力箱輸出軸轉速720 minr ；動力箱與動力滑臺結合面尺寸：多軸箱的厚度為 325mm 、高度為 長 春 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 13 500mm 、寬度為 500mm 。動力箱輸出軸距箱底面高度為 125mm 。 (2)選擇動力滑臺 計算得出 ??F 8022N 查《組合機床設計》 16P 頁表 )42( ? ，可知 1HY321型滑臺總行程為 400mm ，其具體性能如下： 臺 面寬 320mm ，臺面長 630mm ，行程長 400mm ，滑座長 mm790 ，允許最大進 給 力為 12500FN?進 ， 快 速行 程速 度 為 10 minm ， 工進 速度 范圍 為20 ~ 650 minmm 。 本次設計的組合機床選用雙矩形導軌，采用雙矩形導軌的外側面導向，用斜鑲條調整導軌間隙，平壓板將滑鞍與滑座脫離， 此種導軌制造工藝簡單，導向剛度好，經過改進設計后的各種滑臺，淘汰了山形導軌。 （ 3）配套通用部件 側底座 1 321CC 、其高度 mmH 560? 、寬度為 520B mm? 、長度 1180L mm? 繪制聯(lián)系尺寸圖應考慮的主要問題 繪制聯(lián)系尺寸圖，一般是在已畫出被加工零件工序圖、加工示意圖，并初選動力部件及與其配套的通用部件之后進行的。對于機床的某重要尺寸也應在畫聯(lián)系尺寸圖之前的方案設計階段初步確 定，如機床的裝料高度 H，多軸箱輪廓尺寸及夾具輪廓尺寸等。尤其對于加工精度要求較高，比較復雜的組合機床，往往需要預先畫出夾具方案的詳細草圖以確定其主要輪廓尺寸。 夾具輪廓尺寸的確定 夾具輪廓尺寸的確定主要是指夾具底座和長 ? 寬 ? 高，根據工件的尺寸、形狀、具體結構及考慮布置下保證加工要求的定位、限位、夾緊機構、導向系統(tǒng)及與其它部件的聯(lián)系尺寸最后確定。關于夾具的詳細資料將在夾具的具體方案設計中體現出來。 機床的裝料高度 機床的裝料高度是指機床上工件的定位基準面到地面的垂直距離。設計組合機床時裝料高度 H應考慮的主要因素是：應與車間運送工件的滾道相適應，工件最低孔位置，主軸最低高度和選用通用部件、中間底座、夾具等高度限制。由于本次設計受四個孔的位置影響。即四個孔的中心線，裝料高度選取了 965H mm? 。此時工人操作時可加腳踏板以便操作者裝卸工件和調整機床、刀具方便。 中間底座輪廓尺寸 中間底座輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝過程的需要，所選長度方向尺寸要依據動力部件 (滑臺 和滑座以及其配套部件側底座 )的位置關系。照顧各部件聯(lián)系尺寸的合理性來確定。非常重要的一定要保證加工終了位置時，工件端面至主軸箱端面的距離不小于加工示意圖的要求。本次設計這一距離為 800mm ，同時考慮動力部件處于加工終了位置時，主軸箱與夾具外輪廓間應有利于機床調整和維修的距離，為了便于切屑和冷卻液回收。 長 春 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 14 由 31 2 1 2 32 ( ) 2 ( )2LL L L l l l? ? ? ? ? ?可確定中間底座長度 L 1L 為加工終了時主軸箱端面到工件端面的距 離 2L 為多軸箱厚度 3L 為沿機床長度方向工件的尺寸 1l 為機床方向上，多軸箱與滑臺的重合長度 2l 為加工終了位置，滑臺前端面至滑座前端面的距離 3l 為滑座前端面至側底座端面的距離 所以 31 2 1 2 32 ( ) 2 ( )2LL L L l l l? ? ? ? ? ? 382 ( 3 8 6 3 2 5 ) 2 ( 2 3 0 4 0 7 0 ) 7 5 82 mm? ? ? ? ? ? ? ? ? 為提高中間底座的通用性，應選取優(yōu)先數列的數，因此，取 L=800mm 綜上 所述： 中間底座長 800mm ， 高 mm560 。 中間底座輪廓尺寸為 800 520 560?? 可參考機床聯(lián)系圖 主軸箱輪廓尺寸的確定 繪制主軸箱時，著重確定的尺寸就是主軸箱的寬度 B和高度 H及最底主軸高度 1h 。具體內容可按以下公式確定 。 bbB ?? 12 11 bhhH ??? 式中： 1h —— 最低主軸高度 h —— 工件在高度方向上相距最遠的兩孔距離 1b —— 最邊緣主軸中心距外箱壁的距離 b —— 工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離 12 2 90 276 456B b b m m? ? ? ? ? ? 11 2 7 6 1 1 5 9 0 4 8 1H h h b m m? ? ? ? ? ? ? 據《機床設計手冊》選取主軸箱輪廓尺寸為： 500 500BH? ? ? 編制生產率計算卡 根據選定的機床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快速及工進速度等，就可以計算機床的生產率并編制生產率計算卡，用以反映機床的加工過程、完成每一動作所需要的時間、切削用量、機床生產率及機床負荷率等。 1Q 指完成年生產率綱領 A(包括各種品及廢品率在內 )所要求的機床生產率。它 與全年工時總數 K 有關，兩班制生產 hK 1750取 ，則 長 春 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 15 1 50000 2 1 .3 ( )2350AQ hK? ? ? 件 Q