【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 f? ? ? ? ? 式中： n— 主軸轉(zhuǎn)速（ r／ min） f— 主軸進(jìn)給量（ mm／ r） fv — 滑臺(tái)每分鐘進(jìn)給量（ mm／ min） 鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì) 三圖 一卡 所謂三圖一卡是指被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡片而言。三圖一卡是機(jī)床設(shè)計(jì)的依據(jù)，也是驗(yàn)收機(jī)床的依據(jù)。 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、硬度等狀況的圖紙。它是在原零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床的加工的內(nèi)容，加上必要的說(shuō)明繪制成的，是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。 滑動(dòng)軸承座兩底孔專用機(jī)床 的被加工零件工序圖如圖 23 所示。 圖 23 被加工零件工序圖 第二章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 8 繪制加工示意圖 繪制加工示意圖之前的有關(guān)計(jì)算 （ 1）刀具的選擇 如前面 選擇刀具 （ 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 加工示意圖的作用和內(nèi)容 加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上的反映，表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等，是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系 統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇動(dòng)力部件的主要依據(jù)，是整臺(tái)組合機(jī)床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要文件。 繪制時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)零件的加工精度、生產(chǎn)率等要求選擇合適的刀具結(jié)構(gòu)、切削用量、夾具形式、工序間的加工余量、機(jī)床配置形式；還應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和要完成的工藝內(nèi)容確定刀具導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)形式和基本尺寸；還應(yīng)根據(jù)主軸所傳遞的切削扭矩來(lái)選擇主軸尺寸以及刀具主軸與刀桿連接的結(jié)構(gòu)等。刀具布置圖即加工示意圖見(jiàn)圖 24。 圖 24 加工示意圖 第二章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 9 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 鉆套也稱鉆模套，是確定刀具位置及引導(dǎo)刀具的元件。它在鉆模中 的作用是保證工件上加工孔的位置精度，引導(dǎo)刀具并防止加工是偏移，提高刀具剛性，防止加工時(shí)振動(dòng)。 鉆套按結(jié)構(gòu)可分為固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套。根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑和刀具導(dǎo)向的線速度 v=20m/min， 選擇固定式導(dǎo)向。這類導(dǎo)向的精度比較好。 2）確定導(dǎo)向套的數(shù)量和參數(shù) 導(dǎo)向套的數(shù)量應(yīng)根據(jù)工件形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、刀具剛性、加工精度及具體加工情況決定。由于本工序是滑動(dòng)軸承座底孔，并且是通孔，故選用單個(gè)導(dǎo)向。 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置，查查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 84 固定導(dǎo) 向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如表 25： 表 25 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺 d D 1D 2D l L h 18?22 30 40 44 12 25 4 固定裝置的配合如表 26： 表 26固定裝置的配合 導(dǎo)向類別 工藝方法 d D 1D 刀具導(dǎo)向部分外徑 刀具本身導(dǎo)向 接桿導(dǎo)向 第一類導(dǎo)向 鉆孔 G7(或 G8) H7/g6 H7/n6 鉆頭本身導(dǎo)向 固定導(dǎo)向裝置的布置與參數(shù)選擇 如圖 25： （ 3）初定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度 主軸的型式主要取決于進(jìn)給抗力和主軸 刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的需要，主軸尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù)切 削扭矩 M 計(jì)算，查表 3，根據(jù)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 34，選擇剛性主軸，取ψ＝ 1／ 4度 /米 ,B=。根據(jù)公式 d? B410M 式中： d— 軸的直徑（ mm）； 第二章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 10 （ 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(guò)可調(diào)整的刀具接桿來(lái)解決的。根據(jù)接桿直徑 d，查表 36，選擇接桿。 表 27主軸、連桿系列參數(shù) 主軸直徑 主軸外伸 尺寸 接桿長(zhǎng)度 莫氏錐度 數(shù)量 外伸長(zhǎng) 直徑 D/d 30mm 115mm 50/36mm 235mm 2 2 （ 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(lái)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 。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 400mm） ,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。 圖 25固定導(dǎo)向裝置的布置與參數(shù)選擇 M— 軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（ N?m）； B— 系數(shù)。 B與扭矩角 [φ ]有關(guān)，當(dāng)為剛性主軸時(shí)， B= D=B410=M 47. 3 10 *17 .3 84 =2 6. 5m m，取軸徑 d=30mm 第二章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 11 （ 6）工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 如圖 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，取 1L =10mm ， 切出 長(zhǎng)度 2L =1/3d+(3 ～ 8)= 131? +6 ? 12mm，所以工L =25+10+12=49mm。 （ 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 129mm，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 12949=80mm。 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容 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。 如圖 27所示。 組合機(jī)床的通用部件 ⑴動(dòng)力部件 動(dòng)力部件是通用部件中最基本的部件。每一種動(dòng)力部件是傳遞切削主運(yùn)動(dòng)的部件包括動(dòng)力箱和完成各種專能工藝的切削頭，如銑削頭、鏜削頭、鉆削頭、鏜孔扯斷面頭等。第二種是傳遞進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件，包括液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)。第三 圖 26工作進(jìn)給長(zhǎng)度 第二章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 12 圖 27 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 種是轉(zhuǎn)塔動(dòng)力部件，包括多軸轉(zhuǎn)塔頭和單軸轉(zhuǎn)塔頭。 ⑵輸送部件 輸送部件主要用作夾具和工件的移動(dòng)和轉(zhuǎn)位。例如：多工位組合機(jī)床的移動(dòng)工作臺(tái)，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)機(jī)回轉(zhuǎn)鼓輪等。 ⑶支承部件 支承部件是組合機(jī)床的基礎(chǔ)部件，組合機(jī)床的其他部件都安裝在支承部件上。它包括中間底座、側(cè)底座、立柱、立柱底座等。組合機(jī)床各部件之間的相對(duì)位置精度、機(jī)床的剛度等主要靠支承部件保證。 ⑷ 控制部件 控制部件是控制組合機(jī)床規(guī)定程序的一些部件，包括液壓元件、電氣擋鐵及操縱臺(tái)等 。 ⑸輔助部件 除以上部件之外的其他部件，例如：冷卻與潤(rùn)滑裝置，氣動(dòng)或液壓夾具裝置和機(jī)械扳手。 第二章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 13 1 動(dòng)力滑臺(tái) 1)動(dòng)力滑臺(tái)的用途 2) 液壓動(dòng)力滑臺(tái)的選擇 a）確定軸向進(jìn)給力 滑臺(tái)所需的進(jìn)給力 進(jìn)F = ∑ iF =2 3232=6464N 式中： iF —— 各主軸加工時(shí)所產(chǎn)生的軸向力 動(dòng)力滑臺(tái)分為機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械滑臺(tái)和機(jī)械動(dòng)力頭一樣，可用來(lái)配置成組合機(jī)床及其自動(dòng)線。根據(jù)被加工零件的工藝要求，可專門設(shè)計(jì)一個(gè)多軸箱，將其安裝在動(dòng)力滑臺(tái)上就可完成鉆、擴(kuò)、鉸等工序。液壓滑臺(tái)用途與機(jī)械滑臺(tái)完全一樣，兩者不同之處只是進(jìn)給驅(qū)動(dòng)方式不同。機(jī)械滑臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由絲杠螺母來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而液壓的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則是借助壓力油通入油缸 的前腔或后腔來(lái)實(shí)現(xiàn)。 表 29 機(jī)械滑臺(tái)與液壓滑臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn) 液壓滑臺(tái) 機(jī)械滑臺(tái) 優(yōu)點(diǎn) ⒈在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量可以無(wú)級(jí)調(diào)速 ⒉可以獲得較大的進(jìn)給力 ⒊由于液壓驅(qū)動(dòng)，零件磨損小，使用壽命長(zhǎng) ⒋工藝上要求多次進(jìn)給時(shí)，通過(guò)液壓換向閥，很容易實(shí)現(xiàn) ⒌過(guò)載保護(hù)簡(jiǎn)單可靠 ⒍由行程調(diào)速閥來(lái)控制滑臺(tái)的快進(jìn)工進(jìn)，轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠 ⒈進(jìn)給量穩(wěn)定，慢速無(wú)爬行，高速無(wú)振動(dòng)，可以降低加工工件的表面粗糙度 ⒉具有較好的抗沖擊能力，斷續(xù)銑削，鉆頭鉆通孔將要出口時(shí)，不會(huì)因沖擊而損壞刀具 ⒊運(yùn)行安全可靠，易發(fā)現(xiàn)故障，調(diào)整維修 方便 ⒋沒(méi)有液壓驅(qū)動(dòng)的管路，泄漏，噪聲和液壓站占地的問(wèn)題 缺點(diǎn) ⒈進(jìn)給量載荷的變化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定 ⒉液壓系統(tǒng)漏油影響工作環(huán)境，浪費(fèi)能源 ⒊調(diào)整維修比較麻煩 ⒈只能有級(jí)調(diào)速變速比較麻煩 ⒉一般沒(méi)有可靠的過(guò)載保護(hù) ⒊快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，轉(zhuǎn)位位置精度比較低 機(jī)械滑臺(tái)與液壓滑臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)上表。并結(jié)合具體的加工要求，使用條件選擇本方案決定 HY系列液壓滑臺(tái)。 第二章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 14 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 ＝ 6464N。 b）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(wú)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=c）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 110mm,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＞ 120+20+110=250mm，取 L＝ 400mm。 綜合上述條件，確定液壓動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào) 1HY251A 以及相配套的滑臺(tái)底座（ 1CC251 型） ，如表 29 所示。 表 29 滑臺(tái)主要技術(shù)性能參數(shù) 規(guī)格 進(jìn)給速度 最大進(jìn)給力 N 油缸直徑 活塞桿直徑 工進(jìn)mm/min 快進(jìn)m/min 1HY251A 32－ 800 12 8000 Φ 60 Φ 40 2 動(dòng)力箱 ITD 系列動(dòng)力箱安裝在液壓滑臺(tái)及機(jī)械滑臺(tái)等進(jìn) 給通用部件上，其前端面安裝多軸箱，用來(lái)完成多軸鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔 等工序。 ITD 系列動(dòng)力箱有兩種型式。 ITD12－ ITD25 小規(guī)格動(dòng)力箱的輸出軸有兩 種傳動(dòng)形式： I 型是軸傳動(dòng)， II型是端面鍵傳動(dòng)。并且又根據(jù)電動(dòng)機(jī)機(jī)座號(hào)、功率和轉(zhuǎn)速的不同，分為 A型和 B型。 如圖 27所示。 第二章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 15 表 210 ITD12－ ITD25 聯(lián)系尺寸及參數(shù) 型號(hào) 名義 尺寸 djs6 be8 L4 L d1 L1 L2 L3 b3 h H B b1 d2 b2 ITD12 125 φ18 8 40 160 M10 25 50 243 100 63 125 160 130 M10 35 ITD16 160 φ20 8 40 200 M10 50 50 363 135 80 160 200 170 M10 50 ITD20 200 φ25 12 45 250 M12 50 75 290 170 100 200 200 220 M12 65 ITD25 250 φ30 12 45 320 M12 50 100 325 220 125 250 250 290 M12 90 表 211 ITD12－ ITD25 動(dòng)力箱性能 型號(hào) 型式 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) 電動(dòng)機(jī)功率（ KW） L3（ mm） 電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速 (r/min) 驅(qū)動(dòng)軸 轉(zhuǎn)速 (r/min) ITD12 AO7124－A3d 243 1400 950 ITD16 IA、 IIA IB、 IIB