【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 零件加工的工藝方案通過(guò)加工示意圖反映出來(lái)，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要圖紙之一，在機(jī)床總體設(shè)計(jì)中占重要地位， 它表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程、刀具、輔具的布置狀況以及其夾具、刀具等機(jī)床各個(gè)部件的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程等，它也是設(shè)計(jì)夾具，主軸箱及選擇刀具動(dòng)力部件的主要依據(jù)，同時(shí)也是調(diào)整機(jī)床刀具的依據(jù)。 其內(nèi)容為： a．反映機(jī)床的加工方法，加工條件及加工過(guò)程。 b．根據(jù)加工部位特點(diǎn)及加工要求，決定刀具類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸（直徑和長(zhǎng)度）， c．決定主軸的結(jié)構(gòu)類型，規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度。 d．選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)專用的接桿，浮動(dòng)卡頭，導(dǎo)向裝置。 e．決定機(jī)床動(dòng)力部件的工作行程及工作循環(huán)。 工作臺(tái)進(jìn)給方向快進(jìn)370工進(jìn)快進(jìn)50工進(jìn)快退740 圖二 機(jī)床加工示意圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制 機(jī)床聯(lián)系尺寸是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系關(guān)系的，是開展各專用部件設(shè)計(jì)和確定機(jī)床最大占地面積的指導(dǎo)圖紙。以檢查各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求，通用部件的選擇是否合理，并進(jìn)一步開展主軸箱，夾具等專用部件，零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。組合機(jī)床是由一些通用部件和專用部件組成的。為了使設(shè)計(jì)的組合機(jī)床既能夠滿足預(yù)期的性能要求，又能做到配置上勻稱合理，符合多快好省的精神，必須對(duì)所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床各個(gè)部件之間的關(guān)系進(jìn)行全面的分析研 究。這是通過(guò)繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖來(lái)達(dá)到的。 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是在被加工零件工序圖與加工示意圖繪制之后，根據(jù)初步選定的主要的通用部件（動(dòng)力部件及配套的滑座，床身或立柱等），以及確定的專用部件的結(jié)構(gòu)原理而繪制的。 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖應(yīng)考慮的主要問(wèn)題 機(jī)床裝料高度的確定 在確定機(jī)床裝料高度時(shí)，要考慮車間運(yùn)送工件的滾道的高度，工件最底孔的位置主軸箱最底主軸高度和通用部件高度的尺寸的限制。根據(jù)我國(guó)具體情況，為便于操作和省力，對(duì)于本 臥式雙面組合銑床，裝料高度為 850 毫米。 夾具輪廓尺寸的確定 夾具是 用來(lái)定位和加緊工件的，所以工件的輪廓尺寸和性質(zhì)是確定夾具輪廓尺寸的依據(jù)在加工示意圖中對(duì)工件和銑刀都有了規(guī)定。 在掌握了工件寬度，工件和夾具距離和夾具本體厚度后，即可確定夾具底座的總長(zhǎng)尺寸。夾具底座的高度應(yīng)視夾具的大小而定，即要保證有足夠的剛性，又要考慮工件裝料高度。為了便于布置定位元件，一般夾具底座高度不小于 240 毫米。 中間底座輪廓尺寸的確定。中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上安裝連接的需要。其長(zhǎng)度方向尺寸要根據(jù)所選動(dòng)力部件（滑臺(tái)和滑座）及其配套部件（側(cè)底座）的位置關(guān)系，照顧各個(gè)部件聯(lián)系尺寸的合理性來(lái)確定 。非常重要的是，一定要保證在加工終了位置時(shí)，工件端面至主軸箱端面的距離不少于加工示意圖上要求的距離。同時(shí)，要考慮動(dòng)力部件處于加工終了位置時(shí)，主軸箱與夾具外輪廓間應(yīng)有便于機(jī)床維修的距離。以及便于切屑及冷卻液回收，中間底座周邊須有足夠?qū)挾鹊臏箱?。尺?a 要足夠。通常，當(dāng)機(jī)床不采用冷卻液時(shí)， a 尺寸最小可取為 10~15 毫米，當(dāng)機(jī)床采用冷卻液時(shí)，要考慮中間底座周邊應(yīng)有一定寬度的回收泠卻液及排屑溝槽， a 尺寸一般不少余 70~100毫米。對(duì)于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的組合機(jī)床，為調(diào)整，維修和對(duì)刀方便， a 尺寸還須根據(jù)具體情況加大。中間底座 輪廓尺寸的長(zhǎng)度方向尺寸可按下式確定： L=(L 左1 +L 右1 +2L2 +L3)－ 2（ l1 + l2 +l3 ） 式中： L1 — — 加工終了位置，主軸箱端面至工件端面 )－ 的距離， L2 —— 主軸箱厚度， L3—— 工件沿機(jī)床長(zhǎng)度方向的尺寸， l1 —— 機(jī)床長(zhǎng)度方向上，主軸箱動(dòng)力滑臺(tái)的重合長(zhǎng)度， l2 —— 加工終了位置，滑臺(tái)前端面至滑座前端面前的距離， l3 —— 滑座前端面至冊(cè)底座前端面的距離， 如果計(jì)算出的中間底座長(zhǎng)度 L 值不能 滿足 A和 a 尺寸的要求，可采取改變加工終了位置時(shí)主軸端面到工件端面的距離 L1 尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)，此時(shí)須同時(shí)修改加工示意圖，以達(dá)到 L 和 a 尺寸加大，或者減少 l2尺寸，但必須保證滑臺(tái)有足夠的前備量 15~20 毫米。 動(dòng)力滑臺(tái)的選用 滑臺(tái)在滑座導(dǎo)軌上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?；_(tái)上可以安裝各種功用的單軸工藝頭或安裝動(dòng)力箱和主軸箱?；_(tái)的主要參數(shù)規(guī)定為臺(tái)面寬度尺寸。組合機(jī)床各種通用部件的品種，規(guī)格及其配套關(guān)系也滑臺(tái)寬度尺寸為標(biāo)準(zhǔn)，其理由是： a、直接反映滑臺(tái)上安裝工藝切削 頭的能力，在安裝主軸箱時(shí)，可以反映出被加工零件加工位置的分布面積等。 b、滑臺(tái)臺(tái)面寬是一個(gè)主要結(jié)合尺寸，結(jié)合面尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化能使組合機(jī)床外型協(xié)調(diào)。 c、滑臺(tái)臺(tái)面寬作為通用部件配套標(biāo)準(zhǔn)，使機(jī)床受力合理，提高機(jī)床的剛度。 對(duì)于本機(jī)床 快速進(jìn)給工作行程80快速進(jìn)給工作行程240快速退回 圖三 工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 工作行程長(zhǎng)度 =快速快退回 =快速引進(jìn) +工作進(jìn)給 740=740=370+80+50+240 所確定的動(dòng)力部件總行程應(yīng)小于所選滑臺(tái)的最大行程 動(dòng)力部件用以實(shí)現(xiàn)切削刀具的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（動(dòng)力頭）或只用于 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（動(dòng)力滑臺(tái)）是組合機(jī)床最主要的通用部件。設(shè)計(jì)一臺(tái)機(jī)床，選用何種動(dòng)力部件，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的加工工藝，機(jī)床形式，使用條件，生產(chǎn)條件等來(lái)確定。選用合適的動(dòng)力部件，能夠使機(jī)床具有先進(jìn)的工藝水平和技術(shù)水平，以及良好的經(jīng)濟(jì)效果。 電動(dòng)機(jī)功率的確定 每一種規(guī)格動(dòng)力頭（機(jī)械或液壓動(dòng)力頭）都有一定的功率范圍，根據(jù)所選切削用量計(jì)算的切削功率及進(jìn)給功率之需要，并適當(dāng)考慮提高切削用量的可能性（一般按 30%考慮），選用相應(yīng)規(guī)格的動(dòng)力頭。可按下列公式進(jìn)行計(jì)算： 動(dòng)N ? 進(jìn)切 NN ?(千瓦 ) 式中： 動(dòng)N —— 動(dòng)力頭電機(jī)功率； 切N —— 切削功率，按各刀選用的切削用量，從“組合機(jī)床切削力及功率計(jì)算圖”中求出； 進(jìn)N —— 進(jìn)給功率。對(duì)于液壓動(dòng)力頭就是進(jìn)給油泵所消耗的功率，一般為 — 2千瓦； ? —— 傳動(dòng)效率，當(dāng)主 軸箱主軸少于 15根時(shí)， ? =，主軸多于 15根時(shí)， ? = 進(jìn)給力的選擇 每一型號(hào)動(dòng)力頭都有其最大允許的進(jìn)給力。選用時(shí)計(jì)算的切削進(jìn)給力必須稍小于動(dòng)力頭允許的最大進(jìn)給力，并注意各主軸切削力的中心應(yīng)處在動(dòng)力頭接合面范圍內(nèi)，力求使其處在動(dòng)力頭接合面的下方，為此應(yīng)將重負(fù)荷的粗加工工序安排在主軸箱的下部。 當(dāng)遇到動(dòng)力頭的功率和進(jìn)給力不能滿足要求，而又相差不多時(shí)，不應(yīng)輕易選用大一號(hào)動(dòng)力頭，這時(shí)可采取下列措施： （ a） 降低所需進(jìn)給力和功 率。在生產(chǎn)率允許的條件下，適當(dāng)降低切削用量，或?qū)⒉糠职才艦轫樞蛳群蠹庸?，即將同一?dòng)力頭上的刀具前后錯(cuò)開，在同一循環(huán)中先加工一些通孔后，再加工另一部分孔，以降低所需進(jìn)給力和功率。有時(shí)還可以 改變加工方法，如將負(fù)荷重的端面刮削端面改為徑向車端面等。 （ b） 對(duì)于液壓動(dòng)力頭可采用油泵單獨(dú)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，既增加一個(gè)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)用于進(jìn)給油泵的驅(qū)動(dòng)，使動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)的全部功率用于切削加工。 （ c） 對(duì)于短時(shí)間工作的工序，可在超負(fù)荷下工作，但超負(fù)荷不得大于 25﹪。 每種規(guī)格的動(dòng)力滑臺(tái)都有其最大進(jìn)給力 P進(jìn) 的限制。選用時(shí)，可根據(jù)確定的切削用量計(jì)算出各主軸向切削合力 ?P ，以 ?P ﹤ P進(jìn) 來(lái)確定動(dòng)力滑臺(tái)的型號(hào)和規(guī)格。 進(jìn)給速度的選擇 每一種型號(hào)動(dòng)力頭有快速行程速度及最小進(jìn)給量的規(guī)定。液壓動(dòng)力頭的進(jìn)給是可以無(wú)級(jí)調(diào)整的，為了避免由于氣溫，制造誤差等影響，造成動(dòng)力頭進(jìn)給速度不穩(wěn)定，不宜選用動(dòng)力頭技術(shù)性能中規(guī)定的最少進(jìn)給量，實(shí)際的進(jìn)給量應(yīng)大余其 倍。 最大行程的確定 選用動(dòng)力頭時(shí)必須考慮其最 大允許行程，除滿足機(jī)床工作循環(huán)的要求外還必須保證調(diào)試和裝卸刀具的方便性。 主軸箱最大輪廓尺寸的影響 為了使動(dòng)力頭在加工過(guò)程中有良好的穩(wěn)定性，需要根據(jù)主軸箱的輪廓尺寸選擇相適宜規(guī)格的動(dòng)力頭，同時(shí)要考慮主軸箱聲的刀具分布情況，力求使各刀具的進(jìn)給抗力的合力中心不超過(guò)主軸箱和動(dòng)力頭的結(jié)合面，并使其在垂直方向上盡量接近油缸的中心。 動(dòng)力滑臺(tái)導(dǎo)軌型式 動(dòng)力滑臺(tái)導(dǎo)軌組合有“矩 矩”和“矩 山”兩種形式。前者一般多用于帶導(dǎo)向引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的機(jī)床及其他粗加工機(jī)床，后者導(dǎo)向性好，精度高，主要用于不帶導(dǎo)向的剛性主軸加工及其他精加工機(jī)床。本題機(jī)床為粗加工，由“矩 矩”導(dǎo)軌保證。 根據(jù)以上條件選出液壓滑臺(tái) HY50BⅡ臺(tái)面長(zhǎng) 1630mm,臺(tái)面寬 500mm,允許最大進(jìn)給力P進(jìn) =40000N,快速行程速度為 5m/min，最小進(jìn)給量為 10mm/min。動(dòng)力箱與主軸箱結(jié)合面尺寸，長(zhǎng) 400 mm，高 415 mm，動(dòng)力箱輸出軸距離箱體后面高度為 250 mm。液壓泵功率 。 配套通用部件 側(cè)底座 CC50A, 其高度 H=560mm, 寬度 L=400mm, 長(zhǎng)度 B=710mm, 中間底座輪廓尺寸 ：其高度 H=560mm, 寬度 B=710mm, 長(zhǎng)度 L=1630mm, 主軸箱輪廓尺寸的確定 標(biāo)準(zhǔn)的通用銑類主軸箱的厚由主軸箱體，前蓋，和后蓋三層尺寸構(gòu)成。主軸箱體厚為 180 毫米，前軸有兩種尺寸規(guī)格，臥式厚為 55 毫米；立式厚為 70 毫米，后蓋厚有 90毫米和 50 毫米兩種尺寸，通常用 90 毫米的后蓋。因此，主軸總厚度臥式主軸箱通常為 325 毫米，立式為 340 毫米。 主軸箱的寬度 B,高度 H 的大小主要與要加工的零件孔的分布有關(guān)，可按下式確定： B=b+2b1 H=h+h1 +b1 式中： b—— 工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離； b1—— 最邊緣主軸中心距箱外壁的距離 ,推薦 b1﹤ 70～ 100； h—— 工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離； h1 —— 最底主軸高度， h1 ﹤ 85～ 140。 h1 =h2+H－ (+h3 +h7 +h4 ) h2—— 工件最底孔位置 H—— 機(jī)床裝料高度 h3 —— 滑座臺(tái)總高度 。 h7 —— 滑座與側(cè)底座之間調(diào)整墊高度 。 h4 —— 側(cè)底座高度 . h1 =h2+H－ (+h3 +h7 +h4 )=10+980－ (+320+5+560)= B=b+2b1=288+100 2=800 H=h+h1 +b1=136++100=310 根據(jù)上述計(jì)算值 ,按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn) ,最后確定主軸箱輪廓尺寸為 : B H=800 400mm 傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑 采用自動(dòng)潤(rùn)滑，主軸箱內(nèi)裝有葉片油泵，將油供應(yīng)到齒輪運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力箱、滑臺(tái)導(dǎo)軌上。 油泵裝置 油箱裝置 TYX1200 機(jī)床的冷卻 由于本機(jī)床加工工件為鑄鐵件，加工時(shí)需冷卻。本機(jī)床裝冷卻泵， N泵 =, 將工作液供應(yīng)到工作部件進(jìn)行冷卻以提高表面光潔度，減少功率損耗，其型號(hào)定為 T40A, 采用冷卻泵集中連續(xù)潤(rùn)滑的方式。 2 主軸箱體的設(shè)計(jì) 銑削切削用量的選擇 銑削切削用量的選擇與我們所要求的加工粗糙度及其效率有很大關(guān)系。當(dāng)要求較高的銑削光潔度時(shí)，銑削速度應(yīng)高一些，每齒走刀量應(yīng)小一些。若在生產(chǎn)率要求不高，可以取很小的每齒走刀量，一次銑削 4~5 毫米的余量可以達(dá)到 的粗糙度。這時(shí)每齒走刀量一般為 ~ 毫米。 根據(jù)表一，我所要加工的零件材料為鑄鐵 HT150，銑削深度為 4mm,表面的粗糙度為 ，只要求粗銑就可以滿足粗糙度要求。因此，選用硬質(zhì)合金的端銑刀，銑刀直徑為 175? ，齒數(shù)為 20，銑削速度為 ，進(jìn)給量 S=。 已知主運(yùn)動(dòng)的切削速度，刀具的直徑的情況下，可以求出機(jī)床的最佳轉(zhuǎn)速 n 。 m i n)/( i n)/(1000 rrd vn ????? ? 因此，我們選取機(jī)床的主軸的轉(zhuǎn)速為 95r/min。 加工材料 工序 銑削深度（毫米） 銑削速度 v （米 /分） 每齒走刀量 齒s（毫米 /齒） 鋼 b? =52~70（公斤 / 2毫米 ） 粗 2~4 80~120 ~ 精 ~1 100~180 ~ 鋼 b? =70~90（公斤 / 2毫米 ） 粗 2~4 60~100 ~ 精 ~1 90~150 ~ 鋼 b? =100~110（公斤 / 2毫米 ） 粗 2~4 40~70 ~ 精 ~1 60~100 ~ 鑄鐵 粗 2~5 50~80 ~ 精 ~1 80~130 ~ 鋁及其合金 粗 2~5 300~700 ~ 精 ~1 500~1500 ~ 表一 用硬質(zhì)合金端銑刀的銑削用量 主傳動(dòng)方案擬定 實(shí)現(xiàn)機(jī)床 主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，稱為機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，它和機(jī)床的傳動(dòng)方案和總體布局有關(guān)，對(duì)機(jī)床的使用性能、結(jié)構(gòu)都有明顯的影響。機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)往往設(shè)置變速機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)不同的工藝要求。設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)，應(yīng)該充分重視主傳動(dòng)系統(tǒng)的變速系統(tǒng)。變速箱就是用來(lái)使機(jī)床主運(yùn)動(dòng)變換速度，在實(shí)現(xiàn)變速的同時(shí)，還要傳遞扭矩。變速可以是有級(jí)變速，也可以是無(wú)級(jí)的。目前廣泛使用的是有級(jí)變速，特別是以齒輪作有級(jí)變速的齒輪變速箱。 擬定傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)型式的選擇以及開停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確定。傳動(dòng)型式則指?jìng)鲃?dòng)和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及其組成、安排 不同特點(diǎn)的傳動(dòng)型式、變速類型。 傳動(dòng)方案和型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有關(guān)第。因此，確定傳動(dòng)方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)性等多方面統(tǒng)一考慮。 傳動(dòng)方案有多種，傳動(dòng)型式理是式樣眾多，比如：傳動(dòng)型式上有集中傳動(dòng)的主軸變速箱，分離傳動(dòng)的主軸