【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展 ,出現(xiàn)了一批專(zhuān)門(mén)從事裝配、試驗(yàn)、檢測(cè)、清洗等裝備的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)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(guó)外為了減少機(jī)床數(shù)量 ,節(jié)省占地面積 ,對(duì)組合機(jī)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(tái)、多坐標(biāo)通用部件、移動(dòng)主軸箱、雙頭鏜孔車(chē)端面頭等組成機(jī)床或在夾具部位設(shè)置刀庫(kù) ,通過(guò)換刀加工實(shí)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(jì)效益。 機(jī)床設(shè)計(jì)的目的 、要求 設(shè)計(jì)的目的 機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)，其目的在于通過(guò)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使我們?cè)跀M定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過(guò)程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案的分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫(xiě)技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)基本的設(shè)計(jì)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(jì)和計(jì)算能力。 設(shè)計(jì)要求 評(píng)價(jià)機(jī)床性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù) — 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)判定的。技術(shù)先進(jìn)合理，亦即“質(zhì)優(yōu)價(jià)廉”才會(huì)受到用戶(hù)的歡迎，在國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)上才有競(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)床設(shè)計(jì)的技術(shù) — 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以從滿(mǎn) 足性能要求、經(jīng)濟(jì)效益和人機(jī)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(jì)（論文） 總體方案設(shè)計(jì) 5 2 總體方案設(shè)計(jì) 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?yàn)槭侵煌瓿晒ソz工序，所以選擇單工位組合機(jī)床。工件安裝在機(jī)床的固定夾具里，夾具和工件都固定不動(dòng)。因?yàn)楸患庸ち慵睆捷^大，厚度卻較小。所以選擇立式機(jī)床。 機(jī)床工作循環(huán)如下： 上料 —— 工件夾緊 —— 滑臺(tái)快進(jìn) —— 滑臺(tái)鎖緊 —— 主軸啟動(dòng) —— 攻絲靠模帶動(dòng)絲錐工進(jìn) —— 主軸反轉(zhuǎn) —— 進(jìn)給滑臺(tái)快退 —— 絲錐后退 —— 滑臺(tái)快退 —— 工件松開(kāi) —— 下料 本設(shè)計(jì)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(jī)床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。考慮到被加工的零件是鉆 4 個(gè) M8 螺孔，而且這 4 個(gè)螺孔是沿 φ 301 圓周方向性三等分平均分布，并針對(duì)零件的形狀、大小、材料、硬度、剛性、加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工精度、表面粗糙度以及定位、夾緊方法、工藝過(guò)程、所采用的刀具及切削用量、現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境和條件、生產(chǎn)率要求等。 由于此設(shè)計(jì)是對(duì) 4個(gè)孔攻絲，用一個(gè)工位完成。 制定工藝方案 1)裝卸、夾緊； 2)攻絲。 確定組合機(jī)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(shí)，也就大體上確定了組合機(jī)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(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案，例如，加工精度要求高時(shí)，應(yīng)采用固定夾具的單工位組合機(jī)床，加工精度要求低時(shí)，可采用移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床；工件各孔間的位置精度要求高時(shí)，應(yīng)采用在同一工位上對(duì)各孔同時(shí)精加工的方法；工件各孔同軸度要求高時(shí)，應(yīng)單獨(dú)采用精加工攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總體方案設(shè)計(jì) 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(diǎn)，對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案也有一定的影響。例如，對(duì)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(jī)床，對(duì)多工序的中小型零件，則宜采用移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床；對(duì)于大直徑的深孔加工，宜采用具有剛性主軸的立式組合機(jī)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(jī)床、多工位組合機(jī)床還是組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)的重要因素。例如，從其他因素考慮應(yīng)采用單工位組合機(jī)床，但由于滿(mǎn)足不了生產(chǎn)率的要求，就不得不采用多工位組合機(jī)床，甚至自動(dòng)線(xiàn)來(lái)進(jìn)行加工。而在多工位組合機(jī)床時(shí)，還要考慮：工位數(shù)不超過(guò) 2~ 3 個(gè)，并能滿(mǎn)足生產(chǎn)率要求時(shí)，應(yīng)選用移動(dòng)工作臺(tái)式組合機(jī)床；工位數(shù)超過(guò) 4 個(gè)時(shí)才選用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或鼓輪式組合機(jī)床。 ⑷ . 現(xiàn)場(chǎng)條件的影響 使用組合機(jī)床的現(xiàn)場(chǎng)條件對(duì)組合機(jī)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(chē)間溫度過(guò)高，使用液壓傳動(dòng)機(jī)床不夠穩(wěn)定，則宜采用機(jī)械傳動(dòng)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(chē)間布置得情況，都將影響組合機(jī)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(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編 制生產(chǎn)率計(jì)算卡?！叭龍D一卡”是組合機(jī)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(jì)的組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容和所采用的定位基準(zhǔn)、夾壓點(diǎn)的圖紙。是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、驗(yàn)收和調(diào)整機(jī)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(jī)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(duì)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(chēng)、編號(hào)、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(huà)出零件圖見(jiàn)圖 。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總體方案設(shè)計(jì) 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(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，使刀具、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技術(shù)文件。 在加工示意圖在標(biāo)注的內(nèi)容有 ： ⑴ 機(jī)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(duì)位置及其聯(lián)系尺寸。 ⑶ 主軸的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、尺寸及外伸長(zhǎng)度；刀具類(lèi)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(jì)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(mǎn)足精度要求，可以采用復(fù)合刀具?？准庸さ毒叩拈L(zhǎng)度應(yīng)保證加工終了時(shí)刀具螺旋槽尾攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總體方案設(shè)計(jì) 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(gè) 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(lèi)型 組合機(jī)床加工孔時(shí)，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(lái)保證。因此，正確選擇導(dǎo)向裝置的類(lèi)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)必須解決的問(wèn)題。導(dǎo)向裝置有兩大類(lèi)，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(xiàn)速度 小于 20m/min 時(shí)，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(dòng)又作軸向移動(dòng)。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(huì)破壞鉆模體上的孔的精度。所以本設(shè)計(jì)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(duì)于小孔加工用單個(gè)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(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)） 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?yàn)榧庸げ牧鲜氰T鐵，所以初選 v為 3米 /分。 由 1000dnv ?? 計(jì)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(jì)（論文） 總體方案設(shè)計(jì) 9 切削功率9746TvP D??? ?? 查《組合機(jī)床設(shè) 計(jì)》書(shū)表 319， 320， 321， 322。 得：加工 M8 螺紋，被加工材料是鑄鐵時(shí)，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(lèi)型、尺寸、外伸長(zhǎng)度和選擇接桿、浮動(dòng)卡頭 a)主軸類(lèi)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(jì)算出切削扭矩 M，查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》書(shū)表 319， 320，321， 322。 得：加工 M8 螺紋，被加工材料是鑄鐵時(shí)，攻絲主軸的直徑是 17mm，扭矩是 5000 Nmm? 主軸類(lèi)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(zhǎng)主軸。130 , 1 1 5 1 5 1 0 014D L m md ? ? ? ?，接桿莫氏圓錐號(hào)為 1。 b) 接桿連接 選擇接桿主要是決定其號(hào)數(shù)，應(yīng)根據(jù)刀具莫氏錐號(hào)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(bǔ)償攻絲卡頭和主軸超前進(jìn)給的單向補(bǔ)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(jì)（論文） 總體方案設(shè)計(jì) 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(guò)心桿和攻絲卡頭 8裝在靠模桿 1的前端?？磕U的中部支承在襯套 4上，并與靠模螺母 7 相嚙合?？磕U的尾部與攻螺紋主軸相連接。攻螺紋主軸借助雙鍵將主運(yùn)動(dòng)傳給靠模桿，靠模桿隨著轉(zhuǎn)動(dòng)可在主軸孔內(nèi)移動(dòng)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(gè)壓板 3 固定，兩個(gè)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(shí)，因靠模螺母固定不動(dòng)而迫使靠模桿向前進(jìn)給，并推動(dòng)絲錐切人工件。帶絲錐遇故障使靠模桿不能前進(jìn)時(shí)，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(jī)構(gòu)或絲錐損壞。所以裝配時(shí)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(guò)套筒 2 內(nèi)壓簧 5 和配用攻螺紋卡頭的方法進(jìn)行補(bǔ)償。 ⑸確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程 動(dòng)力部件的工作循環(huán)是指：加工時(shí)動(dòng)力部件從原始位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置又返回到原始位置的動(dòng)作過(guò)程。 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 1L 應(yīng)等于工件加工部位長(zhǎng)度 L 與刀具切人長(zhǎng)度 1L 和切出長(zhǎng)度 2L之和。因?yàn)槭敲た?，所?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(jì)（論文） 總體方案設(shè)計(jì) 11 得工件進(jìn)給長(zhǎng)度 1L =18mm 快退長(zhǎng)度等于快速引進(jìn)與工件進(jìn)給長(zhǎng)度之和?？焖僖M(jìn)是指動(dòng)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(kāi)始位置，其長(zhǎng)度按加工具體情況確定?？焱?138mm =120mm +18mm 動(dòng)力部件總行程長(zhǎng)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(jī)床聯(lián)系尺寸圖 一般來(lái)說(shuō)，組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件 —— 動(dòng)