【文章內容簡介】 方法進行選擇，對工件的質量，機械加工工藝過程及設備、材料利用率、機械加工勞動量和工件的制造成本有很大的影響。 由于生產規(guī)模比較大，須采用高效率的毛坯生產方法，使用（ Q235B）的碳結構鋼板作為毛坯，此法生產效率也較高，既節(jié)約原材料，又可大大減少機械加工勞動量；同時，還可簡化工藝和工藝裝備，降低產品的總成本。 工件的尺寸不大，形狀也不復雜，采用碳結構鋼板（ Q235B）最大限度的減少機械加工量。采用模鍛，精度等級，光潔度等均可達到要求，生產效率高，每小時產量達 300～ 900 件， 材料損耗僅約 1%（不記火耗）；壓力與地面垂直，對地基要求不高。 綜上所述，選擇 Q235B 碳結構鋼板為毛坯材料。 工藝基準的選擇 —— 定位基準 由于 10個孔均布，則選擇任意兩對稱孔為定位基準用浮動銷定位，則只剩下 Z↑向的一個自由度，選擇 N 面均勻支撐。當工件不斷向上進給時，壓向 G 面的壓料半板和 N 面的均勻支撐便限制了 Z↑的自由度，隨著進給的繼續(xù)進行鉆頭下鉆，浮動銷被鉆頭下壓，鉆頭變成為新的定本科 畢業(yè)論文 14 位裝置。 面面 圖 2— 1 定位基準示意圖 工藝路線的制定 ① 制定工藝過程 由 于本次加工僅需一次擴孔可完成，故工藝過程比較簡單，其工藝過程如下： A、鉆（擴孔）：按圖紙要求對 10ⅹ 162。 進行擴孔至 10ⅹ 162。177。 （精度無特別要求）； B、檢驗：按圖紙要求，檢查各孔的位置精度。 ② 繪制工序簡圖 A、被加工零件工序圖的作用和要求 被加工零件工序圖是根據選定的工藝方案，表示在一臺機床上或一條本科 畢業(yè)論文 15 流水線上完成的工藝內容，加工部位的尺寸及精度，技術要求，加工用定位基準，夾壓部位，以及被加工零件的材料、硬度和在本機床加工前毛坯形狀的圖紙。 它是在原有的工件圖基礎上，以突出本機床或自動線加工內容，加上必要說明繪制的。它是機床設計的主要依據，也是制造使用時調整機床，檢查精度的重要技術文件。 B、 工件工序圖所包含的內容： a、在圖上表示出被加工零件的形狀，尤其要設置中間導向時，應表示出工件內部筋的布置和尺寸，以便檢查工件裝進夾具是否相碰，以及刀具通過的可能性； b、在圖上表示出加工用基面和夾壓的方向及位置，以便依次進行夾具的支撐，定位及夾壓系統(tǒng)的設計； c、在圖上表示出加工表面的尺寸，精度，光潔度，位置尺寸及精度和技術條件（ 包括對上道工序的要求及本機床保證的部分）； d、圖中還應注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及被加工部位的余量； e、為了使工序圖清晰明了和突出本機床的加工內容，繪制時對本機床的加工部位用粗實線表示，其尺寸打上方框，其余部位用細實線表示。C、如圖所示：被加工零件加工示意圖 ： 擴圓柱孔 圖 22 被加工零件加工示意圖 備注： 本科 畢業(yè)論文 16 a、被加工零件 名稱及編號：汽車輪輻 ， STR 擴孔。 材料及硬度：碳結構鋼 Q235B 重 量： 20～ 25kg b、加工余量 162?！?= 則每個孔的直徑上加工余量為 技術條件： 本機床加工前應保證：零件圖上的所有尺寸 本機床保證： a、加工后各對稱孔的中心距不變； b、加工后的孔的尺寸為￠ 177。 ； c、其余尺寸不變。 ③ 編制被加工零件工序圖的注意事項 A、本機床加工部位的位置尺寸應由定位基面標起，尤其是本機床加工，所選用的定位基面與設計基面不一致時，還必須對各孔要求的位置尺寸精度進行分析和換算，即把不對稱尺寸換成對稱尺寸，如尺寸 150+應換算成 150177。 。有時也可 以將工件某一主要孔的位置尺寸從定位基面標注，其余各孔的尺寸以此孔為基準進行標注，以免由于尺寸鏈的影響，而不能保證要求的精度。 B、對孔的加工余量要認真分析，在鏜階梯孔時，其大直徑的 單邊余量 應小于相鄰兩孔半徑之差，以便鏜刀能通過。在加工毛坯時，不僅要弄清加工余量，還要注意孔的鑄造偏心以及毛刺的大小，以便設計相應尺寸的鏜桿，保證加工正常進行。 C、對精鏜機床必須注明是否允許留有退刀痕跡，以及允許退刀痕的形狀本科 畢業(yè)論文 17 （直線或螺旋退刀痕）。 工序余量及工序尺寸的確定 ① 工序余量的確定 為了保證工件的加工余量，要 在毛坯上留出待加工余量，讓每次加工時都能切掉一層金屬，從而逐漸的提高零件的加工精度和表面質量，以保證圖紙規(guī)定的質量要求。留給加工表面每一道工序的余量叫做工序余量，留給加工表面工序余量的總合叫做總余量。它們可用下列關系式表示： 工序余量 =毛坯工稱尺寸 工件成品尺寸 ② 工序尺寸的確定 由于在本機床上僅進行一道工序，所以不存在工序間余量的確定，工序尺寸和工序余量就相等了，即為加工余量。 查《組合機床設計》 機械工業(yè)出版社 1975 年 6 月版 P38 表 26 孔加工常用余量 并結合 = 則加工余量（雙邊余量）為： 刀具的選擇 刀具與工藝方案的關系 專用機床刀具，是專用機床主要組成部分之一。刀具的選用、設計、制造正確與否，對機床的加工精度和效率有著重要影響。在專用機床上常采用多刀，復合刀具及特種刀具，從而使工序集中，機床結構簡化，提高產品質量和生產效率。 刀具的選擇原則 本科 畢業(yè)論文 18 （ 1）、如果條件允許，應該首先選取標準刀具； （ 2）、為提高工序集中程度，或達到更高的精度，可采用復合刀具。但在確定復合刀具結構時，應盡可能采用組裝式復合刀 。 切削用量的確定 多軸鉆床正常與否與合理的選用切削用量，即確定合理的切削速度和工作進給量，有很大關系，切削用量選用的恰當，能使多軸鉆床以最少的停車損失、最高的生產效率，最長的刀具壽命和最好的加工質量，也就是“多快好省”的進行生產。 工作時，十軸鉆床的十把刀具同時運轉，為了使鉆床能正常工作，不經常停車換刀，而達到較高的生產率，所選的切削用量比一般鉆床單刀加工要低些。概括的說，在多軸鉆床上不宜采用較大的切削速度和進給量。對于擴絞孔，要想達到理想的狀態(tài)，除刀具需保證合理的幾何形狀及冷卻充分，很重要的一點是合理的選擇切削 用量。一般是速度低一點好，進給量不宜太大。 查《組合機床設計》第一冊“機械部分” P49 表 231 高速鋼“擴孔切削用量”，得 V=12～ 20m/min,f=～ ,由鉆頭直徑 d=,本設計選取 V=18m/min, f=。 機床總體布局方案分析 在方案的擬訂當中，起決定作用的是正確分析與確定機床的總體布局方案。 上面敘述了各種因素對機床總體布局的影響，然而就同一類機床來說，尚需對專用機床的支承部件、傳動部件和執(zhí)行部件等三大部分的布本科 畢業(yè)論文 19 局進行方案分 析。 ①同類機床總體布局方案分析： A、支撐部件的布局： 支撐部件通常是由床身、立柱、底座、橫梁、橫臂等組成，這些部件或著單獨使用，或者組合起來，用做機床的支撐。這些部件安放位置的不同，就形成了不同的支撐形式。常見的支撐形式有以下幾種： a、橫“一”字支撐。支撐部件是床身或床身與底座的結合。由這種支撐部件組成的機床稱為臥式機床。 b、豎“一”字支撐。支撐部件是立柱，或床身和立柱的組合。由這種部件所組成的機床，稱之為立式機床。 c、倒“丁”字機床。支撐部件是床身和立柱的組合。有它組成的機床稱為復合式機 床。 d、側開口行支撐。支撐部件是床身（或底座），立柱、橫梁的組合。有它組成的機床稱為單臂式機床。 e、方框形支撐。機床的支撐部件由床身、橫梁以及兩個立柱組合而成，形成封閉的方框，其所組成的機床，稱之為龍門式機床。 B、上述機床有如下特點： a、立式機床 ㈠、戰(zhàn)地面積??； ㈡、運動自由度大； ㈢、操作方便，操作者可站在機床的前面，左面，右面操作； ㈣、當工作件較長時，機床的重心偏高，易造成加工時工件的振動。 適用范圍：立式機床適用于加工徑向尺寸大而軸向尺寸短的工件。 b、臥式機床的特 點： ㈠、占地面積較大； 本科 畢業(yè)論文 20 ㈡、機床的重心低；有利于減少機床的振動； ㈢、機床的執(zhí)行部件可以在縱橫兩方面移動。 適用范圍：臥式機床適用于加工細而長的工件或需要加工行程較長的工件。 c、單臂式機床的特點； 可加工橫向尺寸較大的工件，但受力時橫梁相當于懸臂梁，機床的剛度地較低。橫梁越大，則可加工的橫向尺寸越大，但剛度也就越低 適用范圍：適用于方便地更換點位進行加工。 d、龍門機床的特點： 它的支撐部件組成了封閉的方框。因此，大大提高了機床的剛度。但龍門式機床的支撐部件較多，結構復雜龐大布 局時要特別注意，避免支撐部件對操作者視線的妨礙。 適用范圍：適用于箱體件的平面加工。 e、復合式 根據多面同時加工的需要所配置的形式。就同一類機床而言，確定機床配置部件的形式時，應注意下面問題： ㈠、機床的支撐部件要有足夠的剛度和較好的受力情況； ㈡、力求結構簡單，維修方便； ㈢、保證較高的加工質量和生產效率； ㈣、要保證操縱的方便性、習慣性。 ②傳動部件的布局： 機床上的傳動方案主要可分為集中傳動和分離傳動，無級變速與齒輪變速。 執(zhí)行元件的布局： 執(zhí)行部件一般指安裝刀具與工件的部件，如主 軸部件，工作臺部件及刀本科 畢業(yè)論文 21 架等， A、汽車輪輻擴孔加工專用機床總體布局方案分析： a、設計要求： ㈠、設計為加工汽車輪輻的專用機床； ㈡、在該機床上完成對零件圖上十個螺栓空的擴孔加工； ㈢、各孔的精度、光潔度、無特殊要求，只需保證各孔的位置度； ㈣、毛坯的材料是碳結構鋼 Q235B； ㈤、要求大批量生產。 B、工藝分析：（見上） a、機床總體布局方案的確定（三方案） ㈠、臥式機床：考慮到零件的夾具設計，采用臥式機床將導致零件裝夾難度的增加； ㈡、懸臂式機床：考慮到零件的橫向 尺寸不大，所以沒有必要采用該型式機床； ㈢、立式機床：立式機床運動自由度大，操作方便，足可以滿足該零件的加工。戰(zhàn)地面積小，動運自由度大，操作方便，操作者可站在機床的前面，左面，右面操作。 綜上所述，決定采用立式機床這一形式。如下圖所示： 本科 畢業(yè)論文 22 圖 2— 3 立式鉆床簡圖 運動分配：在本設計中，采用多軸立式鉆床，主軸箱固定，工作臺沿立柱在液壓系統(tǒng)的推動下上下調整移動。 布局特點：生產率較高，通過更換夾具和調整工作主軸的位置，可適應同類型不同工件的成批生產。 運動聯系的形式 機床的運動聯系是指動力源和運動之間，或者運動與運動之間聯系。機床的各種運動一般是通過機械，電器和液壓（氣壓）傳動實現的，總體設計的任務之一就是確定機床運動的傳動形式。 專用機床通常以電動機作為動力源，由它帶動機械，液壓傳動系統(tǒng)完成機床的各種運動，再通過電氣、液壓系統(tǒng)完成機床的各種運動，再通過電氣、液壓系統(tǒng)控制這些運動間的轉換，先后順序及聯系。 本科 畢業(yè)論文 23 類似車床的專用機床，動力源與運動之間有下列不同的運動聯系形式： ①、主運動和動力源，進給運動和動力源均為機械聯系。此次種聯系形式結構簡單、可靠、目前應用廣泛。 ②、主運動和動力源，為機械聯系，進給運動和動力源為液壓聯系。由于液壓驅動具有無級變速，驅動力大，工作平穩(wěn)，容易實現自動化等優(yōu)點，因此，液壓驅動進給目前用于自動車床以及進給力大的車床。 ③、主運動和動力源，進給運動和動力源均為液壓聯系。此種聯系形式由于液壓馬達的結構復雜，目前應用較少，一般某些重要機床中實現主運動和進給運動的無級變速。 ④、主運動和動力源為電氣聯系。它的優(yōu)點是兩個運動均為無級變速，并且容易實現變速的自動化。但由于電氣系統(tǒng)較復雜，成本高，目前應用尚少，只用于某些 自動化車床中。 運動聯系形式的選擇 機械、液壓、電氣等各種運動聯系方式都各有其優(yōu)缺點。設計機床時應發(fā)揮它們的優(yōu)點，滿足機床的工作特點和使用要求，適應機床的制造和維修水平等。 ①、機械聯系目前應用較廣泛，工作較可靠。對設計、制造、修理的技術水平較電氣液壓為低。目前，在加工復雜表面，如螺紋、齒輪、花鍵等表面時多加采用。此外，當制造廠的技術水平受到限制時多采用機械聯系。 ②、非機械聯系（液壓、電氣、光電、電磁、氣壓以及它們的 綜合等）具有某些優(yōu)點，可簡化機床的結構。隨著非機械聯系可靠性的提高和設計 、維修、制造技術的不斷進步，它在機床中的應用正在日益增多。目前這種聯系形式多用于自動化程度較高的機床，如數控機床，仿型車床本科 畢業(yè)論文 24 等。 ③、液壓、電氣的綜合應用，使機床容易實現自動化，并簡化了機床的機械結構，在現代化的自動機床中被廣泛的應用。目前，在設計自動線時大都采用