【文章內容簡介】 表 61 612高速鉆頭切削用量及深孔鉆削切削用量遞減表：由 d6～ 12， HBS 在 200～ 241 HBS，選擇 v=10～18m/min, f=(～ )mm/r?？咨顬椋?15～ 20） d、 f=(～ )mm/r,取。則： 50 6 2 5 / m in0 .0 8fvnrf? ? ? 1 3 .7 / m in1000dnvm??? ； j) 鉆 8 Φ ，深 18mm，查 [1]由 d＞ 6～ 12， HBS 在 200～ 241 HBS，選擇v=10～ 18m/min, f=(～ )mm/r。取 500 / minnr? ，根據(jù)公式： 100dnv ?? 得： / minvm? 查 [1] 第 131 頁表 612 根 據(jù) 孔 深 確 定 / minvm? /f mm r? 500 / minnr? 50 / m infv nf m m?? ； 計算切削力、切削扭矩及切削功率 根據(jù) [1]第 134 頁表 620中公式 0. 8 0. 626F Df HB? （ 22） 1. 9 0. 8 0. 610T D f HB? （ 23） 畢業(yè)設計說明書 9 9740TvP D?? （ 24） 式中， F— 切削力（ N）； T— 切削轉矩（ N㎜）； P— 切削功率（ kW）； v— 切削速度（ m/min）； f— 進給量（ mm/r）； D— 加工（或鉆頭）直徑（ mm）； HB— 布氏硬度， ? ?m a x m a x m i n13H B H B H B H B? ? ? 在本設計中， max 240HB ? ， min 190HB ? ， 得 HB=。 由以上公式可得： 左面 單根 22～ 26 軸 F= T= mm P= 27～ 30軸 F=899N T= mm P= 31 軸 F= T= mm P= 32 軸 F= T= mm P= 右面 單根 1～ 4 軸 F= T= mm P= 5～ 20 軸 F= T= mm P= 21 軸 F= T=1440N mm P= 后面 單根 33～ 34 軸 F=899N T= mm P= 43 軸 F= T= mm P= 35～ 42軸 F= T= mm P= 總的切削功率：即求各面上所有軸的切削功率之和 左面 Pw= 右面 Pw= 后面 Pw= 選擇刀具結構 根據(jù)工件材質、加工精度、表面粗糙度、排屑及生產率等要求采用錐柄麻花鉆頭，鉆頭材料高速鋼，刀柄材料 40Cr。加工Φ 的孔采用Φ 的刀具，加工Φ 7 的孔采用Φ 7G7 的刀具，加工Φ 的孔采用Φ 的刀具，加工Φ 13的孔采用Φ 13G7 的刀具，加工 φ 的孔采用φ 的刀具，加工φ 的孔采用φ 的刀具。導向裝置設置在機床夾具上，鉆摸板不能隨夾具的鉆模架一起移動，所以選用的導向裝置是固定式導向。 組合機床總體設計 — “三圖一卡” 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設計的組合機床（或自動線）上完成的工藝內容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術要求，加工 基于三維的柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及后 主軸箱設計 10 用的定位基準、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設計研制合同外，它是組合機床設 計的具體依據(jù)，也是制造、使用、調整和檢驗機床精度的重要文件。工序圖見附錄 [1] 加工示意圖 加工示意圖是在工藝方案和機床總體方案初步確定的基礎上繪制的。是表達工藝方案具體內容的機床工藝方案圖。零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件在機床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機床各部件間的相對位置關系，機床的工作行程及工作循環(huán)等。加工示意圖見附錄 [2] A. 刀具的選擇 刀具直徑的選擇應與加工部位尺寸、精度相適應。加工Φ 的孔采用Φ 的錐 柄麻花鉆，加工Φ 7的孔采用Φ 7G7 的錐柄麻花鉆，加工Φ 用Φ 的錐柄麻花鉆，加工Φ 13的孔采用Φ 13G7 的錐柄麻花鉆，加工φ 的孔采用φ 的錐柄麻花鉆，加工φ 的孔采用φ 的錐柄麻花鉆。B. 確定主軸、尺寸、外伸尺寸 在該課題中，主軸用于鉆孔，選用滾珠軸承支承。又因為浮動卡頭與刀具剛性連接，所以該主軸屬于長主軸。故本課題中的主軸均為滾珠軸承長主軸。 根據(jù)由選定的切削用量計算得到的切削轉矩 T，由 [1]P43 公式 10dT? (27) 式中， d— 軸的直徑（㎜）； T— 軸所傳遞的轉矩（ N m）； B— 系數(shù)，本課題中主軸為非剛性主軸，取 B=。 由公式可得： 左主軸箱： 軸 1 d= ㎜ 右主軸箱： 軸 2 d= ㎜ 后主軸箱： 軸 3 d= ㎜ 根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，查 [1]第 44頁表 36可得到主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號。 主軸軸徑 d= ㎜時，主軸外伸尺寸為： 2/ 32 / 20Dd? ,L=115 ㎜；接桿莫氏圓錐號為 號。 主軸軸徑 d= ㎜時，主軸外伸尺寸為： 2/ 32 / 20Dd? ,L=115 ㎜；接桿莫氏圓錐號為 號。 主軸軸徑 d= ㎜時，主軸外伸尺寸為： 2/ 25 /16Dd? ,L=85 ㎜；接桿莫氏圓錐號為１號。 C. 動力部件工作循環(huán)及行程的確定 畢業(yè)設計說明書 11 a) 工作進給長度 L工 的確定 工作進給長度 L工 ，應等于加工部位長度（多軸加工時按最長孔計算）與刀具切入長度 1L 和切出長度 2L 之和。 即： 12L L L L? ? ?工 (28) 式中切入長度 1L 一般為 5～ 10㎜，根據(jù)工件端面的誤差情況確定。 查 [1] P46 表 37 切出長度的確定得鉆孔時 2 1 (3 83Ld??～ ） (29) 三個面上鉆孔時的工作進給長度見下表： 表 21 工作進給長度 L 1L d 2L 工L 左主軸箱 22 8 0 30 右主軸箱 66 6 0 72 后主軸箱 115 5 7 5 125 b）進給長度的確定 快速進給是指動力部件把刀具送到工作進給位置。初步選定左右后三個個主軸箱上刀具的快速進給長度分別為 70 ㎜和 78 ㎜和 75mm。 c）快速退回長度的確定 快速退回長度等于快速進給和工作進給長度之和。由已確定的快速進給和工作進給長度可知，左右后三面快速退回長度分別為 100 ㎜和 150mm 和 200mm。 d）動力部件總行程的確定 動力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。左面的前備量取 100㎜，后備量取 40 ㎜，則總行程為 240 ㎜；右面前備量取 100 ㎜，后備量取 40 ㎜，則總行程為 290 ㎜；后面前備量取 100 ㎜，后備量取 40 ㎜，則總行程為 340 ㎜。 機床聯(lián)系尺寸圖 A．動力滑臺的選擇 a）動力滑臺形式的選擇 本組合機床采用的是液壓滑臺 。與機械滑臺相比較，液壓滑臺具有如下優(yōu)點：在相當大的范圍內進給量可以無級調速；可以獲得較大的進給力；由于液壓驅動，零件磨損小，使用壽命長；工藝上要求多次進給時，通過液壓換向閥，很容易實現(xiàn)；過載保護簡單可靠；由行程調速閥來控制滑臺的快進轉工進，轉換精度高，工作可靠。但采用液壓滑臺也有其弊端，如：進給量由于載荷的變化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定；液壓系統(tǒng)漏油影響工作環(huán)境，浪費能源；調整維修比較麻煩。本課題的加工對象是氣缸體左面 12 個孔和右面上的 31 個孔，位置精度和尺寸精度要求較高，因此采用液壓滑臺。 由此，根據(jù)已定的 工藝方案和機床配置形式并結合使用及修理等因素，確定機床為臥式雙面單工位液壓傳動組合機床，液壓滑臺實現(xiàn)工作進給運動，選用配 基于三維的柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及后 主軸箱設計 12 套的動力箱驅動主軸箱鉆孔主軸。 b）動力滑臺型號的選擇 根據(jù)選定的切削用量計算得到的單根主軸的進給力，按 [1] P62 式 1niiPF???多 軸 箱 （ 210） 式中， iF — 各主軸所需的向切削力，單位為 N。則： 左主軸箱 4 89 9 11 10 .5 3 70 8. 62 5 70 8. 62 5 5 8. 24 9. 66FN? ? ? ? ? ? ?多 軸 箱 右主軸箱 66 6. 94 16 70 8. 62 5 4 22 49 .1 7 21 00 0? ? ? ? ? ?多 軸 箱 后主軸箱 2 8 9 9 6 1 9 .3 2 5 8 7 0 8 .6 2 8 0 8 6 .2 8 5? ? ? ? ? ?多 軸 箱 實際上 ,為克服滑臺移動引起的摩擦阻力，動力滑臺的進給力應大于 F多 軸 箱。又考慮到所需的最小進給速度、切削功率、行程、主軸箱輪廓尺寸等因素，為了保證工作的穩(wěn)定性，由 [1]P91 表 51，左、右、后三面的液壓滑臺均選用 1HY32IA型。由 [1]P91 表 53知：臺面寬 B=320mm，臺面長 L2=630mm,行 程長 400mm，滑臺及滑座總高 840mm,滑座長 630mm，允許最大進給力 32020N，快速行程速度10m/min，工進速度 20～ 650mm/min。 B．動力箱型號的選擇 由切削用量計算得到的各主軸的切削功率的總和 P切 削 ，根據(jù) [1]P47 頁公式 PP?? 切 削多 軸 箱 （ 211）式中 , P切 削 — 消耗于各主軸的切削功率的總和（ Kw） ； ? — 多軸箱的傳動效率 ,加工黑色金屬時取 ～ ，加工有色金屬時取～ ；主軸數(shù)多、傳動復雜時取小值，反之取大值。本課題中，被加工零件材料為灰鑄鐵，屬黑色金屬，又主軸數(shù)量較多、傳動復雜，故取 ?? 。 左主軸箱： Kw?切 削 則 1 .1 3 2 1 .4 1 50 .8P K w??多 軸 箱 右主軸箱： Kw?切 削 則 2 .2 7 2 2 .8 40 .8P K w??多 軸 箱 后主軸箱： Kw?切 削 則 0 .9 4 8 1 .1 8 50 .8P K w??多 軸 箱 根據(jù)液壓滑臺的配套要求，滑臺額定功率應大于電機功率的原則，查 [1] P114～ 115 表 538 得出動力箱及電動機的型號 畢業(yè)設計說明書 13 表 22 動力箱及電動機的型號選擇 動力箱型號 電動機型號 電動機功率(Kw) 電動機轉速(r/min) 輸 出 軸 轉 速(r/min) 左主軸箱 1TD32Ⅰ Y100L14 1430 715 右主軸箱 1TD32Ⅱ Y100L24 1430 715 后主軸箱 1TD32Ⅰ Y100L14 1430 715 C. 確定機床裝料高度 H 裝料高度是指機床上工件的定位基準面到地面的垂直距離。本課題中，工件最低孔位置 2 88h mm? ，主軸箱最低主軸高度 1 160h mm? ，所選滑臺與滑座總高3 360h mm? ，側底座高度 4 500h mm? ，夾具底座高度 5 380h mm? ，中間底座高度 6 600h mm? ，綜合以上因素，該組合機床裝料高度取 H=850 ㎜。 D. 確定主軸箱輪廓尺寸 圖 21 多軸箱輪廓尺寸確定 主要需確定的尺寸是主軸箱的寬度 B 和高度 H 及最低主軸高度 1h 。主軸箱寬度 B、高度 H 的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關，可按下式計算 ： 12B b b?? （ 212） 11H h h b? ? ?