【文章內(nèi)容簡介】 自動化技術(shù)的發(fā)展 ,出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗、檢測、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家 ,進(jìn)一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。 ⑷ 進(jìn)一步提高工序集中程度 國外為了減少機床數(shù)量 ,節(jié)省占地面積 ,對組合機床這種工序集中程度高的產(chǎn)品 ,繼續(xù)采取各種措施 ,進(jìn)一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺、多坐標(biāo)通用部件、移動主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機床或在夾具部位設(shè)置刀庫 ,通過換刀加工實現(xiàn)工序集中 ,從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能 ,獲取更好的經(jīng)濟效益。 機床設(shè)計的目的 、要求 設(shè)計的目的 機床設(shè)計畢業(yè)設(shè)計，其目的在于通過機床主運動機械變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使我們在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計構(gòu)思、方案的分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機械制圖、零件計算、編寫技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計思想，掌握基本的設(shè)計方法，培養(yǎng)基本的設(shè)計方法，并培養(yǎng)了自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力。 設(shè)計要求 評價機床性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù) — 經(jīng)濟指標(biāo)來判定的。技術(shù)先進(jìn)合理，亦即“質(zhì)優(yōu)價廉”才會受到用戶的歡迎，在國內(nèi)和國際市場上才有競爭力。機床設(shè)計的技術(shù) — 經(jīng)濟指標(biāo)可以從滿 足性能要求、經(jīng)濟效益和人機關(guān)系等方面進(jìn)行分析。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 總體方案設(shè)計 5 2 總體方案設(shè)計 工藝方案 根據(jù)工件示意圖，工件材料 HT20～ 40， HB170～ 241。該零件主要是在工件單面進(jìn)行多孔加工，屬大批量的中、小零件加工， 因為是只完成攻絲工序，所以選擇單工位組合機床。工件安裝在機床的固定夾具里，夾具和工件都固定不動。因為被加工零件直徑較大，厚度卻較小。所以選擇立式機床。 機床工作循環(huán)如下： 上料 —— 工件夾緊 —— 滑臺快進(jìn) —— 滑臺鎖緊 —— 主軸啟動 —— 攻絲靠模帶動絲錐工進(jìn) —— 主軸反轉(zhuǎn) —— 進(jìn)給滑臺快退 —— 絲錐后退 —— 滑臺快退 —— 工件松開 —— 下料 本設(shè)計是攻絲這一單一工序。 配置形式 零件加工工藝方案將決定組合機床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等?？紤]到被加工的零件是鉆 4 個 M8 螺孔，而且這 4 個螺孔是沿 φ 301 圓周方向性三等分平均分布，并針對零件的形狀、大小、材料、硬度、剛性、加工部位的結(jié)構(gòu)特點、加工精度、表面粗糙度以及定位、夾緊方法、工藝過程、所采用的刀具及切削用量、現(xiàn)場的環(huán)境和條件、生產(chǎn)率要求等。 由于此設(shè)計是對 4個孔攻絲，用一個工位完成。 制定工藝方案 1)裝卸、夾緊； 2)攻絲。 確定組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案 通常，在確定工藝方案的同時，也就大體上確定了組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。但是還要考慮下列因素的影響。 ⑴ . 加工精度的影響 工件的加工精度要求，往往影響組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案，例如，加工精度要求高時，應(yīng)采用固定夾具的單工位組合機床，加工精度要求低時，可采用移動夾具的多工位組合機床；工件各孔間的位置精度要求高時，應(yīng)采用在同一工位上對各孔同時精加工的方法；工件各孔同軸度要求高時，應(yīng)單獨采用精加工攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 總體方案設(shè)計 6 等。 ⑵ . 工件結(jié)構(gòu)狀況影響 工件的形狀、大小和加工部位的結(jié)構(gòu) 特點，對機床的結(jié)構(gòu)方案也有一定的影響。例如，對于外形尺寸和重量較大的工件，一般采用固定夾具的單工位組合機床，對多工序的中小型零件，則宜采用移動夾具的多工位組合機床；對于大直徑的深孔加工，宜采用具有剛性主軸的立式組合機床等。 ⑶ . 生產(chǎn)率的影響 生產(chǎn)率往往是決定采用單工位組合機床、多工位組合機床還是組合機床自動線的重要因素。例如，從其他因素考慮應(yīng)采用單工位組合機床，但由于滿足不了生產(chǎn)率的要求，就不得不采用多工位組合機床，甚至自動線來進(jìn)行加工。而在多工位組合機床時，還要考慮：工位數(shù)不超過 2~ 3 個，并能滿足生產(chǎn)率要求時，應(yīng)選用移動工作臺式組合機床；工位數(shù)超過 4 個時才選用回轉(zhuǎn)工作臺或鼓輪式組合機床。 ⑷ . 現(xiàn)場條件的影響 使用組合機床的現(xiàn)場條件對組合機床的結(jié)構(gòu)方案也有一定的影響。例如使用單位的氣候炎熱，車間溫度過高，使用液壓傳動機床不夠穩(wěn)定，則宜采用機械傳動的結(jié)構(gòu)形式；使用單位刃磨刀具、維修、調(diào)整能力以及車間布置得情況，都將影響組合機床的結(jié)構(gòu)方案。 “三圖一卡”的編制 編制“三圖一卡”的工作內(nèi)容包括：繪制被加工零件圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖，編 制生產(chǎn)率計算卡?！叭龍D一卡”是組合機床總體方案的具體體現(xiàn)。 被加工零件圖是根據(jù)選定的工藝方案，表明零件的形狀、尺寸、硬度、以及在所設(shè)計的組合機床上完成的工藝內(nèi)容和所采用的定位基準(zhǔn)、夾壓點的圖紙。是組合機床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造、驗收和調(diào)整機床的重要技術(shù)條件。 ⑴ .在被加工零件圖上標(biāo)注的內(nèi)容有 ： a）加工零件的形狀、主要輪廓尺寸和本機床要加工部位的尺寸、精度 、表面粗燥度、形位精度等技術(shù)要求，以及對上道工序的技術(shù)要求等。 b）本工序所選定的定位基準(zhǔn)，夾緊部位及夾緊方向。 c）被加工零件的名稱、編號、材料、硬度及被加工部位的加工余量等。 遵循繪制被加工零件圖的規(guī)定畫出零件圖見圖 。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 總體方案設(shè)計 7 圖 加工示意圖 加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖案上的反應(yīng)，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，使刀具、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技術(shù)文件。 在加工示意圖在標(biāo)注的內(nèi)容有 ： ⑴ 機床的加工方法，切削用量，工作循 環(huán)和工作行程。 ⑵ 工件、夾具、刀具及多軸箱之間的相對位置及其聯(lián)系尺寸。 ⑶ 主軸的結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長度；刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸；導(dǎo)向裝置、攻螺紋靠模裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向裝置的配合，刀具、主軸之間連接方式。 繪制加工示意圖的有關(guān)計算 ⑴ .刀具的選擇 選擇刀具，應(yīng)考慮工藝要求與加工尺寸精度、工件材質(zhì)、表面粗糙度及生產(chǎn)率的要求。只要條件允許應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)刀具。為了提高工序集中程度或滿足精度要求，可以采用復(fù)合刀具?？准庸さ毒叩拈L度應(yīng)保證加工終了時刀具螺旋槽尾攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 總體方案設(shè)計 8 端與導(dǎo)向套之間有 30~ 50mm 距離，以便于排出切削和刀具磨損后又一定的向前調(diào)整量。 所以，根據(jù)零件要加工的孔是 4 個 M8 螺孔，參照以上要求，依據(jù)加工 M8 螺孔選擇 M8 絲錐。 ⑵ 導(dǎo)向套的選擇 a) 選擇導(dǎo)向類型 組合機床加工孔時，除采用剛性主軸加工方案外，零件上孔的位置精度主要靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證。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問題。導(dǎo)向裝置有兩大類，即固定式導(dǎo)向和旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向。在加工孔徑不大于 40mm 或摩擦表面線速度 小于 20m/min 時，一般采用固定式導(dǎo)向，刀具或刀桿的導(dǎo)向部分，在導(dǎo)向套內(nèi)即轉(zhuǎn)動又作軸向移動。固定導(dǎo)向裝置一般由中間套、可換導(dǎo)套華人壓套螺釘組成。中間套的作用是在可換導(dǎo)套磨損后，可較為方便的更換，不會破壞鉆模體上的孔的精度。所以本設(shè)計選擇固定式導(dǎo)向套。 b) 確定導(dǎo)向數(shù)量、選擇導(dǎo)向參數(shù) 導(dǎo)向數(shù)量應(yīng)根據(jù)刀件形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、刀具剛性、加工精度及具體加工情況決定。通常對于小孔加工用單個導(dǎo)向加工。 導(dǎo)向的主要參數(shù)包括：導(dǎo)套的直徑及公差配合，導(dǎo)套的長度、導(dǎo)套離工件端面的距離等。導(dǎo)套的直徑為 8mm，導(dǎo)套長度 1l 為（ 2～ 4） d =16～ 32mm ，取 16mm 導(dǎo)套到工件端面的距離 2l =d =8mm （工件材料為鑄鐵時） ⑶ 初定切削用量 查表 攻絲切削速度： 表 加工材 料 鑄鐵 鋼及其合金 鋁及其合金 切削速度 v （米 /分） ～ 5 ～ 5 5～ 15 因為加工材料是鑄鐵，所以初選 v為 3米 /分。 由 1000dnv ?? 計算出 n = /minr 1 1 2 2 iin f n f n f? ? ? ? ? fv? in 各主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn) /分） if 各主軸進(jìn)給量（毫米 /轉(zhuǎn)） fv 絲錐 每分進(jìn)給量（毫米 /分） 得到 fv = /minmm 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 總體方案設(shè)計 9 切削功率9746TvP D??? ?? 查《組合機床設(shè) 計》書表 319， 320， 321， 322。 得：加工 M8 螺紋，被加工材料是鑄鐵時，攻絲主軸的直徑是 17 mm ，扭矩是 5000 Nmm? 由此得：9746TvP D??? ??= ⑷初定主軸類型、尺寸、外伸長度和選擇接桿、浮動卡頭 a)主軸類型 主軸型式主要取決于進(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)選定的切削用量計算出切削扭矩 M，查《組合機床設(shè)計》書表 319， 320，321， 322。 得：加工 M8 螺紋，被加工材料是鑄鐵時，攻絲主軸的直徑是 17mm，扭矩是 5000 Nmm? 主軸類型為前后支承均為圓錐滾子軸承的主軸。攻絲靠模規(guī)格為 1。主軸外伸選長主軸。130 , 1 1 5 1 5 1 0 014D L m md ? ? ? ?，接桿莫氏圓錐號為 1。 b) 接桿連接 選擇接桿主要是決定其號數(shù)，應(yīng)根據(jù)刀具莫氏錐號和主軸外伸部分的內(nèi)孔直徑 d1而定。選擇 接桿 1（接桿 1L T063541，螺母 23 T064241，墊 22 T065441，平鍵 4 20 GB109672） 1 2 1D = 20 ,D = 23 ,B = 10 ,B = 1, L = 18 5 48 5, l = 85. c) 攻絲卡頭和攻絲靠模裝置 攻絲卡頭主要型式：絲錐超前進(jìn)給的單向補償攻絲卡頭和主軸超前進(jìn)給的單向補償攻絲卡頭。選主軸超前進(jìn)給的攻絲卡頭。 攻絲靠模裝置的原理是“自引法”攻絲。選通用的 TO281 型攻絲靠模裝置。這種裝置易于調(diào)整。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 總體方案設(shè)計 10 圖 攻絲靠模裝置 如圖 ，攻絲靠模裝置由靠模桿 靠模螺母 7及支承 套筒 2等元件組成。絲錐通過心桿和攻絲卡頭 8裝在靠模桿 1的前端。靠模桿的中部支承在襯套 4上，并與靠模螺母 7 相嚙合。靠模桿的尾部與攻螺紋主軸相連接。攻螺紋主軸借助雙鍵將主運動傳給靠模桿，靠模桿隨著轉(zhuǎn)動可在主軸孔內(nèi)移動一段距離，即攻螺紋靠模的工作行程。套筒裝在靠模頭前壁上，并用兩個壓板 3 固定，兩個壓板之連的布置角度決定于多軸箱的主軸數(shù)和主軸的分布情況?？磕Ｂ菽附柚Y(jié)合子 6與套筒相連接，當(dāng)靠模桿回轉(zhuǎn)時，因靠模螺母固定不動而迫使靠模桿向前進(jìn)給，并推動絲錐切人工件。帶絲錐遇故障使靠模桿不能前進(jìn)時，轉(zhuǎn)矩增大導(dǎo)致壓板打滑靠 模螺母跟隨靠模桿同步回轉(zhuǎn)而停止進(jìn)給，避免機構(gòu)或絲錐損壞。所以裝配時壓板的壓力要適當(dāng)。 為了保證絲錐穩(wěn)定可靠地攻入工件，又不干擾絲錐的自行引進(jìn)，應(yīng)使靠模桿每轉(zhuǎn)進(jìn)給量與絲錐的自行引進(jìn)量一致，即保證靠模桿螺距與絲錐螺距名義尺寸相同。而靠模螺距和絲錐螺距的制造誤差，可以通過套筒 2 內(nèi)壓簧 5 和配用攻螺紋卡頭的方法進(jìn)行補償。 ⑸確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程 動力部件的工作循環(huán)是指：加工時動力部件從原始位置開始運動到加工終了位置又返回到原始位置的動作過程。 工作進(jìn)給長度 1L 應(yīng)等于工件加工部位長度 L 與刀具切人長度 1L 和切出長度 2L之和。因為是盲孔，所以 2L =0， 1L =5～ 10mm =10mm ,L =124=8mm ，再多加上一部分余量， 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 總體方案設(shè)計 11 得工件進(jìn)給長度 1L =18mm 快退長度等于快速引進(jìn)與工件進(jìn)給長度之和?？焖僖M(jìn)是指動力部件把主軸箱連同刀具從原始位置送進(jìn)到工作進(jìn)給開始位置，其長度按加工具體情況確定。快退 138mm =120mm +18mm 動力部件總行程長度除了應(yīng)保證要求的工作循環(huán)工作行程外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具方便，即前后備量。 總行程 138+82=220mm 圖 加工示意圖 機床聯(lián)系尺寸圖 一般來說，組合機床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件 —— 動