【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 很大關(guān)系。切削用量選用適當(dāng)，能使機(jī)床以最少的停車時(shí)間，最高的生產(chǎn)效率，最長(zhǎng)的刀具壽命和最好的加工質(zhì)量進(jìn)行生產(chǎn)。目前，組合機(jī)床切削用量的選則。因是多軸加工不宜采用最大的切削速度和進(jìn)給量。主要是參照實(shí)際生產(chǎn)中采用切削用量的情況，并根據(jù)多年來(lái)積累起來(lái)的一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行。組合機(jī)床切削用量的選則另外一個(gè)特點(diǎn)，就是動(dòng)力頭工作時(shí)每分鐘的進(jìn)給量只有一種，這樣所有刀具每分鐘的進(jìn)給量是相同的。這個(gè)進(jìn)給量是適合所有刀具的平均值。但同一動(dòng)力頭每個(gè)刀具的轉(zhuǎn)速可以不一樣，以便選擇合理的刀具的進(jìn)給量。為使所有刀具的性能得到充分發(fā)揮，鉆孔時(shí)采用較高的速度和較小的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量：在現(xiàn)有生產(chǎn)率要求下沒(méi)必要把切削用量定的太高，以免增加刀具損耗，也可減少所需的切削功率。綜合被加工件的加工精度、加工材料、工作條件、刀具耐用度等因素，初選動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給速度為60mm／min，初定切削速度1 5m／min由計(jì)算公式：n= (2．1) 式中：n—一為各主軸轉(zhuǎn)速，單位r／min． v——為主軸切削速度， 單位m／min，f——為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位mm／rd——為各鉆頭直徑，單位mm。表21各主軸轉(zhuǎn)速和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量各主軸轉(zhuǎn)速n(r／min)各主軸刀具進(jìn)給量f(mm∕r)備注Ф8mm孔初選切削速度15 m／min初選進(jìn)給速度60 mm／minФ6mm孔2．3．2確定切削力F、切削轉(zhuǎn)矩M、切削功率P根據(jù)選擇的切削用量，確定切削力，作為選擇動(dòng)力部件及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)：確定切削轉(zhuǎn)矩，用以確定主軸及其他傳動(dòng)件(齒輪、傳動(dòng)軸等)的尺寸：確定切削功率，用以選擇動(dòng)力箱電機(jī)功率。高速鋼鉆頭在灰鑄鐵上鉆孔的計(jì)算公式為：F= (2．2)M= (2．3)P= (2．3)T= (2．3)式中： F—————軸向切削力(N)D—————鉆頭直徑(mm)f—————每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(mm／r)P—————切削功率(kw)M—————切削轉(zhuǎn)矩()HB—————零件的布氏硬度 本零件材料為ZG40Gr，取HB247~270v—————切削速度(m／min)T—————刀具耐用度(min)表22各主軸切削力、切削扭矩、切削功率計(jì)算值鉆頭直徑d(mm)軸向切削力F(N)切削轉(zhuǎn)矩M(Nm)切削功率P(kw)刀具耐用度(min),185335由上表，總切削力為： =，總切削功率為： =，總切削扭距= m2．4組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)就是針對(duì)被加工零件，在選定的結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，這些圖紙包括：被加工零件工序圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。生產(chǎn)率計(jì)算卡。2．4．1被加工零件工序圖根據(jù)被加工零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程卡如表23所示，制定出被加工零件工序圖。此圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在本臺(tái)機(jī)床上完成的工序內(nèi)容、加工部位的尺寸精度、技術(shù)要求、定位基準(zhǔn)、夾緊部位、以及被加工零件的材料、硬度和本機(jī)床加工前毛坯情況。是機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是調(diào)整機(jī)床、檢驗(yàn)精度的重要技術(shù)文件。表23被咖工零件加工工藝過(guò)程卡機(jī)械加工工藝過(guò)程產(chǎn)品型號(hào)R801零件圖號(hào)003產(chǎn)品名稱飛錘零件名稱飛錘共一頁(yè)第一頁(yè)材料牌號(hào)ZG40Gr毛坯種類鑄件毛坯可制件數(shù)1備注序號(hào)工序工序內(nèi)容設(shè)備工藝裝備01鑄造鑄造毛坯件02清砂時(shí)效處理清砂時(shí)效處理03銑端面銑側(cè)端面X6036銑床夾具04銑端面銑底端面X6036銑床夾具05鉆孔鉆側(cè)端面四個(gè)通孔組合鉆床專用夾具06絞孔絞側(cè)端面四個(gè)通孔組合鉆床專用夾具07檢驗(yàn)檢驗(yàn)零件是否合格2．4．2加工示意圖的設(shè)計(jì)零件的加工方案要通過(guò)加工示意圖反映出來(lái)。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具、輞具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系、機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖紙之一，它是刀具、輔具、夾具、主軸箱、電氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺(tái)組合機(jī)床布局和性能的原始要求，同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試車的依據(jù)。其內(nèi)容包括以下幾方面：(1)刀具的選擇根據(jù)被加工工件4個(gè)孔的大小，選用5種規(guī)格的刀具如下表所示。表24 刀具名稱，標(biāo)準(zhǔn)尺寸及數(shù)量刀具名稱鉆頭直徑鉆刀懸伸長(zhǎng)度數(shù)量備注刀具總長(zhǎng)刀具懸伸長(zhǎng)莫氏錐柄麻花鉆1號(hào)6138574GB∕T 莫氏錐柄麻花鉆1號(hào)8156754GB∕T (2)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇①導(dǎo)向類型的確定根據(jù)刀具導(dǎo)向線速度V=15m／min，小于20 m／min，故采用固定式導(dǎo)向，刀具在導(dǎo)套內(nèi)既轉(zhuǎn)動(dòng)又移動(dòng)，這種導(dǎo)向方法精度好。②導(dǎo)向數(shù)量的確定報(bào)據(jù)工件形狀、刀具剛度及工作情況采用單導(dǎo)向。③導(dǎo)向參數(shù)的確定導(dǎo)套長(zhǎng)度由經(jīng)驗(yàn)公式 =(2～4)d，小直徑時(shí)取大值，大直徑時(shí)取小值。具體尺寸及配合見(jiàn)下表圖21 固定導(dǎo)向裝置的尺寸及配合表25導(dǎo)向裝置的尺寸及配合參數(shù)d(F7)D(k6)Lm配合螺釘GB∕數(shù)量18151220M64221812227M64(3)導(dǎo)向到工件端面距離以不妨礙排屑為原則，選為10mm。以四個(gè)墊塊保證間距，實(shí)現(xiàn)主定位。(4)確定主軸直徑及各主軸外伸長(zhǎng)度主軸直徑：d= B (2．6)式中： d——軸的直徑(mm)M———主軸承受的轉(zhuǎn)矩(Nmm)B——系數(shù)，當(dāng)材料的剪切彈性模量G=8．1N／mm時(shí)。為使軸的強(qiáng)度足夠，主軸材料均采用合金鋼。表26主軸參數(shù)軸號(hào)材料主軸直徑主軸外伸尺寸備注L1~440Gr20115剛性主軸5~840Gr1585(5)接桿的選擇；主軸箱各主軸的外伸長(zhǎng)度為一定值，而且刀具長(zhǎng)度也為一定值。因此，為保證主軸籍上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工極限位置，就需要在主軸與刀具之聞設(shè)置一中間可調(diào)環(huán)節(jié)——刀具接桿。由于接桿上的尺寸D與主軸外伸長(zhǎng)度上的內(nèi)孔配合，可根據(jù)尺寸及刀具為莫氏l號(hào)。選用接桿T063501。由于各主軸均d=20mm，故均用3號(hào)接桿、A型、長(zhǎng)度范圍215～500mm(6)確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸最重要的尺寸是主輔箱端麗到工件端面之間的距離。如圖22所示。圖22加工示意圖的聯(lián)系尺寸計(jì)算圖該尺寸為：L=++B(+) (2—7) 式中各符號(hào)意義：——————主軸外伸長(zhǎng)度——————鉆刀懸伸長(zhǎng)度——————接桿伸出長(zhǎng)度(可調(diào))——————加工孔深——————刀具的切出值B——————螺母及墊圈厚度經(jīng)計(jì)算調(diào)整后．選擇接桿標(biāo)記如表2．7所示。表2—7與主軸刀具配合的接桿號(hào)刀具直徑接桿號(hào)1245 T0635011223 T063501(7)動(dòng)力頭工作循環(huán)及其行程的確定此臺(tái)組合鉆床根據(jù)被加工件為淺孔，循環(huán)過(guò)程包括：快速引進(jìn)、工作進(jìn)給和快速退回。如圖23所示圖23工作循環(huán)圖①工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定工進(jìn)長(zhǎng)度L，等于被加工孔深與刀具的切入長(zhǎng)度與切出長(zhǎng)度之和。如圖24所示。圖24工作進(jìn)給長(zhǎng)度即：=++ (28)按被加工件孔深最大值(長(zhǎng)20mm)來(lái)選取，一般取為5～10mm，取d+(3～8)，據(jù)此，工進(jìn)長(zhǎng)度定為35mm。②快速引進(jìn)長(zhǎng)度的確定快速引進(jìn)是動(dòng)力頭把刀具送到工作進(jìn)給的位置，其長(zhǎng)度按具體情況定為=25mm。③快速退回長(zhǎng)度其為工進(jìn)與快進(jìn)之和。即：=+ (2．9)因?yàn)槭枪潭ㄊ綂A具鉆孔的機(jī)床，動(dòng)力頭快退的行程，只要把所有刀具都退到導(dǎo)套內(nèi)，不影響工件的裝卸即可。根據(jù)以上分析計(jì)算確定的數(shù)據(jù)，繪制的加工示意圖如圖24所示。圖24刀具加工示意圖2．4．3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是用來(lái)表示機(jī)床的配置型式、機(jī)床各部件之間相對(duì)位置關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的總體布局圖。它是進(jìn)行主軸箱、夾具等專用部件設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。(1)選用動(dòng)力部件主要指選擇型號(hào)、規(guī)格合適的滑臺(tái)和動(dòng)力箱。①滑臺(tái)的選用滑臺(tái)渭臺(tái)選用主要取決于驅(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。A．驅(qū)動(dòng)方式的確定根據(jù)具體的加工要求、使用條件．選用機(jī)械滑臺(tái)。B．確定軸向進(jìn)給力由表22知總切削力為： =，由于滑臺(tái)工作時(shí)，除了克服各主軸的軸向力外，還要克服滑臺(tái)移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力，因而所選滑臺(tái)的最大進(jìn)給力應(yīng)大于。C．滑臺(tái)進(jìn)給速度的確定椐被加工件的實(shí)際要求，考慮刀具的耐用度，選滑臺(tái)的進(jìn)給速度為60mm／min。D．確定滑臺(tái)行程滑臺(tái)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。前各量的作用是使動(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。前備量取為75mm。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，以方便裝卸刀具，取為260mm．工作行程為60mm，故滑臺(tái)的總行程長(zhǎng)度為400mm。E．精度的選擇根據(jù)加工要求，選用普通精度級(jí)。結(jié)合以上因素，選用1HY32IA液壓滑臺(tái)。其主要性能指標(biāo)：臺(tái)面寬320mm，長(zhǎng)630mm，行程長(zhǎng)400mm，滑臺(tái)及滑座總高為280mm。允許最大進(jìn)給力12500N，工作進(jìn)給速度范圍20～650mm／min，快速移動(dòng)速度10m／min，機(jī)械滑臺(tái)支承總長(zhǎng)940mm。滑臺(tái)確定后，與之配套的支承部件選為ICC321I側(cè)底座?？傞L(zhǎng)1180mm，高560mm?？倢?20mm?；_(tái)與側(cè)底座之間用調(diào)整墊，這樣可以保證最低主軸中心與最低被加工孔在垂直方向上等高。同時(shí)二進(jìn)給及壓力及電器裝置取1HY32F51,導(dǎo)軌防護(hù)裝置取1HY32F81，分級(jí)進(jìn)給裝置取1HY32F91，立柱取1CL32，立柱側(cè)底座取1CD321.②動(dòng)力箱的選用動(dòng)力箱主要依據(jù)主軸箱所需的電動(dòng)機(jī)功率來(lái)選用。根據(jù)公式： =／ (2—10)式中：為切削用總功率，由表2η為多軸箱傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)η＝～；有色金屬時(shí)η＝～，本系統(tǒng)加工鑄剛，取η＝。所以=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)為的I型動(dòng)力箱，轉(zhuǎn)速1430r／min，輸出軸轉(zhuǎn)速715r／min，動(dòng)力箱與主軸箱結(jié)合面尺寸：長(zhǎng)400mm，寬320mrn，高320mm，動(dòng)力箱輸出軸至箱底面高度為125mm。(2)確定裝料高度H裝料高度H指工件安裝基面至機(jī)床底面的距離。一般在850～1060mm之間選取。具體尺寸取決于最低主軸中心至主軸箱底面的高度，滑臺(tái)與側(cè)底座之間的調(diào)整墊，滑臺(tái)高度，側(cè)底座高度。即H=++十