【文章內(nèi)容簡介】 f? ? ? ? ? 式中： n— 主軸轉(zhuǎn)速（ r／ min） f— 主軸進給量（ mm／ r） fv — 滑臺每分鐘進給量（ mm／ min） 鉆孔組合機床總設(shè)計 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、機床總聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡片而言。三圖一卡是機床設(shè)計的依據(jù)，也是驗收機床的依據(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，表示一臺組合機床完成的工藝內(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、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，突出本機床的加工的內(nèi)容，加上必要的說明繪制成的，是組合機床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗和調(diào)整機床的重要技術(shù)文件。 滑動軸承座兩底孔專用機床 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 組合機床的總體設(shè)計 8 繪制加工示意圖 繪制加工示意圖之前的有關(guān)計算 （ 1）刀具的選擇 如前面 選擇刀具 （ 2）導向套的選擇 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 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床上的加工過程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對位置關(guān)系，機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)計選擇動力部件的主要依據(jù)，是整臺組合機床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機床和刀具所必需的重要文件。 繪制時，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、機床配置形式；還應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點和要完成的工藝內(nèi)容確定刀具導向的結(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圖 24。 圖 24 加工示意圖 第二章 組合機床的總體設(shè)計 9 取決于夾具導向。因此正確選擇導向裝置的類型，合理確定其尺寸、精度，是設(shè)計組合機床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時必須解決的內(nèi)容。 1）選擇導向類型 鉆套也稱鉆模套，是確定刀具位置及引導刀具的元件。它在鉆模中 的作用是保證工件上加工孔的位置精度，引導刀具并防止加工是偏移，提高刀具剛性，防止加工時振動。 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)刀具導向部分直徑和刀具導向的線速度 v=20m/min， 選擇固定式導向。這類導向的精度比較好。 2）確定導向套的數(shù)量和參數(shù) 導向套的數(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。由于本工序是滑動軸承座底孔，并且是通孔，故選用單個導向。 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導向裝置，查查《組合機床設(shè)計簡明手冊》表 84 固定導 向裝置的標準尺寸如表 25： 表 25 固定導向裝置的標準尺 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 導向類別 工藝方法 d D 1D 刀具導向部分外徑 刀具本身導向 接桿導向 第一類導向 鉆孔 G7(或 G8) H7/g6 H7/n6 鉆頭本身導向 固定導向裝置的布置與參數(shù)選擇 如圖 25： （ 3）初定主軸類型、尺寸、外伸長度 主軸的型式主要取決于進給抗力和主軸 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 計算，查表 3，根據(jù)《組合機床設(shè)計簡明手冊》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 組合機床的總體設(shè)計 10 （ 4）選擇刀具接桿 由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長度為一定值，而刀具的長度也是一定值，因此，為保證多軸箱上各刀具能同時到達加工終了位置，就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié)，這個可調(diào)節(jié)在組合機床上是通過可調(diào)整的刀具接桿來解決的。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 接桿長度 莫氏錐度 數(shù)量 外伸長 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） ,它等于刀具懸伸長度、螺母厚度、主軸外伸長度與接桿伸出長度（可調(diào)）之和，再減去加工孔深度和切出值。 圖 25固定導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)，當為剛性主軸時， B= D=B410=M 47. 3 10 *17 .3 84 =2 6. 5m m，取軸徑 d=30mm 第二章 組合機床的總體設(shè)計 11 （ 6）工作進給長度的確定 如圖 工L 應(yīng)等于工件加工部位 長度 L 與刀具切入長度 1L 和切出長度 2L 之和。切入長應(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 長度 2L =1/3d+(3 ～ 8)= 131? +6 ? 12mm，所以工L =25+10+12=49mm。 （ 7）快進長度的確定 考慮實際加工情況，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，快退長度等于快速引進與工作工進之和，因此快進長度 12949=80mm。 繪制機床聯(lián)系尺寸圖 聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容 機床聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容包括機床的布局形式，通用部件的型號、規(guī)格、動力部件的運動尺寸和所用電動機的主要參數(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。 組合機床的通用部件 ⑴動力部件 動力部件是通用部件中最基本的部件。每一種動力部件是傳遞切削主運動的部件包括動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。第二種是傳遞進給運動的部件，包括液壓滑臺和機械滑臺。第三 圖 26工作進給長度 第二章 組合機床的總體設(shè)計 12 圖 27 機床聯(lián)系尺寸圖 種是轉(zhuǎn)塔動力部件，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和轉(zhuǎn)位。例如：多工位組合機床的移動工作臺，回轉(zhuǎn)工作臺機回轉(zhuǎn)鼓輪等。 ⑶支承部件 支承部件是組合機床的基礎(chǔ)部件，組合機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。組合機床各部件之間的相對位置精度、機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、電氣擋鐵及操縱臺等 。 ⑸輔助部件 除以上部件之外的其他部件，例如：冷卻與潤滑裝置，氣動或液壓夾具裝置和機械扳手。 第二章 組合機床的總體設(shè)計 13 1 動力滑臺 1)動力滑臺的用途 2) 液壓動力滑臺的選擇 a）確定軸向進給力 滑臺所需的進給力 進F = ∑ iF =2 3232=6464N 式中： iF —— 各主軸加工時所產(chǎn)生的軸向力 動力滑臺分為機械式和液壓式兩種。機械滑臺和機械動力頭一樣，可用來配置成組合機床及其自動線。根據(jù)被加工零件的工藝要求，可專門設(shè)計一個多軸箱，將其安裝在動力滑臺上就可完成鉆、擴、鉸等工序。液壓滑臺用途與機械滑臺完全一樣，兩者不同之處只是進給驅(qū)動方式不同。機械滑臺的進給運動是由絲杠螺母來實現(xiàn)的，而液壓的進給運動則是借助壓力油通入油缸 的前腔或后腔來實現(xiàn)。 表 29 機械滑臺與液壓滑臺的優(yōu)缺點 液壓滑臺 機械滑臺 優(yōu)點 ⒈在相當大的范圍內(nèi)進給量可以無級調(diào)速 ⒉可以獲得較大的進給力 ⒊由于液壓驅(qū)動，零件磨損小，使用壽命長 ⒋工藝上要求多次進給時，通過液壓換向閥，很容易實現(xiàn) ⒌過載保護簡單可靠 ⒍由行程調(diào)速閥來控制滑臺的快進工進，轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠 ⒈進給量穩(wěn)定，慢速無爬行，高速無振動，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，不會因沖擊而損壞刀具 ⒊運行安全可靠，易發(fā)現(xiàn)故障，調(diào)整維修 方便 ⒋沒有液壓驅(qū)動的管路，泄漏，噪聲和液壓站占地的問題 缺點 ⒈進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，浪費能源 ⒊調(diào)整維修比較麻煩 ⒈只能有級調(diào)速變速比較麻煩 ⒉一般沒有可靠的過載保護 ⒊快進轉(zhuǎn)工進，轉(zhuǎn)位位置精度比較低 機械滑臺與液壓滑臺的優(yōu)缺點比較見上表。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。 第二章 組合機床的總體設(shè)計 14 由于滑臺工作時，除了克服各主軸的軸的向力外，還要克服滑臺移動時所產(chǎn)生的摩擦力。因而選擇滑臺的最大進給力應(yīng)大于 進F ＝ 6464N。 b）確定進給速度 液壓滑臺的工作進給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無級調(diào)速，對液壓滑臺確定切削用量時所規(guī)定的工作進給速度應(yīng)大于滑臺最小工作進 給速度的 ～ 1 倍 。液壓進給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時，實際進給速度應(yīng)更大一些。本系統(tǒng)中進給速度vf =n f=c）確定滑臺行程 滑臺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。前備量的作用是動力部件有一定的向前移動的余地，以彌補機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力部件有一定的向后移動的余地，為方便裝卸刀具，這是取 110mm,所以滑臺總行程應(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，確定液壓動力滑臺型號 1HY251A 以及相配套的滑臺底座（ 1CC251 型） ，如表 29 所示。 表 29 滑臺主要技術(shù)性能參數(shù) 規(guī)格 進給速度 最大進給力 N 油缸直徑 活塞桿直徑 工進mm/min 快進m/min 1HY251A 32－ 800 12 8000 Φ 60 Φ 40 2 動力箱 ITD 系列動力箱安裝在液壓滑臺及機械滑臺等進 給通用部件上，其前端面安裝多軸箱，用來完成多軸鉆孔、擴孔、鉸孔 等工序。 ITD 系列動力箱有兩種型式。 ITD12－ ITD25 小規(guī)格動力箱的輸出軸有兩 種傳動形式： I 型是軸傳動， II型是端面鍵傳動。并且又根據(jù)電動機機座號、功率和轉(zhuǎn)速的不同，分為 A型和 B型。 如圖 27所示。 第二章 組合機床的總體設(shè)計 15 表 210 ITD12－ ITD25 聯(lián)系尺寸及參數(shù) 型號 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 動力箱性能 型號 型式 電動機 型號 電動機功率（ KW） L3（ mm） 電動機 轉(zhuǎn)速 (r/min) 驅(qū)動軸 轉(zhuǎn)速 (r/min) ITD12 AO7124－A3d 243 1400 950 ITD16 IA、 IIA IB、 IIB