【文章內(nèi)容簡介】 刀具直徑的選擇應(yīng)與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)。孔Φ ；孔Φ 選擇刀具Φ ；孔Φ 選擇刀具Φ 。 組合機(jī)床鉆孔時，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證的。導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具相對工件的正確位置；保證刀具相互間的正確位置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。 本課題中加工 7 個孔時，由于是大批大量生產(chǎn)，考慮到當(dāng)導(dǎo)套磨損時，便于更換，避免使整個鉆模板報(bào)廢，以節(jié)約成本，所以導(dǎo)向裝置選用可換導(dǎo)套。 對于加工Φ 孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為： D=18 mm， D1=25 mm， D2=30 mm，L=25 mm， 對于加工Φ 孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為： D=18mm， D1=25 mm， D2=30 mm，L=25 mm， 對于加工Φ 孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為： D=30 mm， D1=40 mm， D2=50 mm，L=35 mm， 、尺寸、外伸尺寸 在該課題中，主軸用于鉆孔，選用滾珠軸承主軸。又因?yàn)楦涌^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(jì)算得到的切削轉(zhuǎn)矩 T，由 [1] 公式 410d B T? (27) 式中， d— 軸的直徑（㎜）； T— 軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（ Nm）； B— 系數(shù)，本課題中主軸為非剛性主軸，取 B=。 由公式可得： 軸 1～ 4 d=30 mm 軸 5～ 6 d=30 mm 軸 7 d=38 mm 查 [1] 表 36 可得到主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號。主軸軸徑 d=30mm時，主軸外伸尺寸為： L=115mm；接桿莫氏圓錐號為１。 主軸軸徑 d=38mm時，主軸外伸尺寸為： L=115mm；接桿莫氏圓錐號為 2。 基于三維的柴油機(jī)氣缸蓋組合鉆床總體及夾具設(shè)計(jì) 10 L工 的確定 工作進(jìn)給長度 L工 ，應(yīng)等于加工部位長度 L（多軸加工時按最長孔計(jì)算）與刀具切入長度 1L 和切出長度 2L 之和。切入長度一般為 5～ 10mm，根據(jù)工件端面的誤差情況確定。由于加工的孔均為螺紋底孔，即盲孔，所以各個孔的切出長度均為零。兩個面上鉆孔時的工作進(jìn)給長度見下表： 表 24 工作進(jìn)給長度 L 1L d 左主軸箱 22 8 右主軸箱 19 8 后主軸箱 19 8 快速進(jìn)給是指動力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置。初步選定三 個主軸箱上刀具的快速進(jìn)給長度 都 為 140mm。 快速退回長度等于快速 進(jìn)給和工作進(jìn)給長度之和。由已確定的快速進(jìn)給和工作進(jìn)給長度可知，三 面快速退回長度為 170mm。 動力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。三 面的前備量取 30mm，后 備量取 130mm，則總行程為 330mm。 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是用來表示機(jī)床的配置型式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互聯(lián)系、運(yùn)動關(guān)系和操作方位的總體布局。用以檢驗(yàn)各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適；它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)；它可以看成是簡化的機(jī)床總圖。 .1選擇動力部件 本組合機(jī)床采用的是液壓滑臺。與機(jī)械滑臺相比較，液壓滑臺具有如下優(yōu)點(diǎn)：在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量可以無級調(diào)速；可以獲得較大的進(jìn)給力；由于液壓驅(qū) 動，零件磨損小，使用壽命長；工藝上要求多次進(jìn)給時，通過液壓換向閥，很容易實(shí)現(xiàn)；過載保護(hù)簡單可靠；由行程調(diào)速閥來控制滑臺的快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠。但采用液壓滑臺也有其弊端，如：進(jìn)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(fèi)能源；調(diào)整維修比較麻煩。本課題的加工對象是 ZH1105 柴油機(jī) 氣缸蓋三 個面上的 7 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(jī)床配置形式并結(jié)合使用及修理等因素，確定機(jī)床為臥式雙面單工位液壓傳動組合機(jī)床，液壓滑臺實(shí)現(xiàn)工作進(jìn) 給運(yùn)動，選用配套的動力箱驅(qū)動主軸箱鉆孔主軸。 11 ，按 文獻(xiàn) [1] 式 ???ni iFF 1多軸箱 （ 28） 式中， iF — 各主軸所需的 向切削力，單位為 N。則 左主軸箱 ?F 右主軸箱 NF ???多軸箱 后主軸箱 NF ???多軸箱 實(shí)際上 ,為克服滑臺移動引起的摩擦阻力，動力滑臺的進(jìn)給力應(yīng)大于 F多 軸 箱。 V左 = n1xf==67 V右 = n2xf== V后 = n3xf==70 L=400mm 動力滑臺導(dǎo)軌組合有“矩 — 矩”和“矩 — 心”兩種型式。前者一般多用于帶導(dǎo)向刀具進(jìn)行加工的機(jī)床及其他粗加工機(jī)床，后者主要用于不帶 導(dǎo)向的剛性主軸加工及其它精加工機(jī)床。由此可知，本機(jī)床選用“矩 — 矩”式最合適。 考慮到所需的進(jìn)給力、最小進(jìn)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 文獻(xiàn) [1] 表 51，左、右兩面的液壓滑臺均選用1HY40IA型。臺面寬 500mm，臺面長 1000mm,行程長 400mm，滑臺及滑座總高 320mm,滑座長 1240mm，允許最大進(jìn)給力 32021N，快速行程速度 ，工進(jìn)速度 10～350mm/min。 由切削用量計(jì)算得到的各主軸的切削功率的總和 P切 削 ，根據(jù) [1] 頁公式 ?切削多軸箱 PP ? （ 29） 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(fù)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(fù)雜， 故取 ?? 。 左主軸箱：1 4 0 . 1 7 3 6 0 . 1 1 0 . 2 4 6 1 . 5 9 8 k WniP P i?? ? ? ? ? ? ??切 削 P 切削 = 基于三維的柴油機(jī)氣缸蓋組合鉆床總體及夾具設(shè)計(jì) 12 則 1 .5 9 81 .9 9 7 5 k W0 .8P ??多 軸 箱 P=\=054 右主軸箱：1 1 6 0 . 1 1 4 0 . 3 5 6 3 . 1 8 4 k WniP P i?? ? ? ? ? ??切 削 P 切削 =*4= 則 3 . 1 8 43 . 9 8 k W0 . 8P ??多 軸 箱 P 多軸箱 =\= 根據(jù)液壓滑臺的配 套要求，滑臺額定功率應(yīng)大于電機(jī)功率的原則，查 [1] ～115 表 538 得出動力箱及電動機(jī)的型號 表 25 動力箱及電動機(jī)的型號選擇 動力箱型號 電動機(jī)型號 電動機(jī)功率(kW) 電 動機(jī)轉(zhuǎn) 速(r/min) 輸出軸轉(zhuǎn)速(r/min) 左主軸箱 1TD25 Y132S4 1440 720 右主軸箱 1TD25 Y132S4 1440 720 后主軸箱 1TD25 Y132S4 1440 720 側(cè)底座 1CC401，其高度 H=560mm，寬度 B=600mm，長度 L=1350mm。根據(jù)夾具體的尺寸，自行設(shè)計(jì)中間底座。 .2確定機(jī)床裝料高度 H 裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。本課題中，工件最低孔位置 2 11mmh ? ，主軸箱最低主軸高度 1 130mmh ? ，所選滑臺與滑座總高3 320mmh ? ，側(cè)底座高度 4 560mmh ? ，夾具底座高度 5 380mmh ? ，中間底座高度6 560mmh ? ，綜合以上因素，該組合機(jī)床裝料高度取 H=1000mm。 .3 確定主軸箱輪廓尺寸 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(guān)，可按下式計(jì)算： 12B b b?? （ 210） 11H h h b? ? ? （ 211） 式中， b— 工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（ mm）； 1b — 最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（ mm）； h— 工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（ mm）； 1h — 最低主軸高度（ mm） 。 其中， 1h 還與工件最低孔位置（ 2 11mmh ? ）、機(jī)床裝料高度 （ H=1000mm）、滑臺滑座總高（ 3 320mmh ? ）、側(cè)底座高度（ 4 560mmh ? ）、滑座與側(cè)底座之間的調(diào)整墊高度（ 7 5mmh ? ）等尺寸有關(guān)。對于臥式組合機(jī)床， 1h 要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦 1 85 ~ 140mmh ? ，本組合機(jī)床按式 13 1 2 3 7 4( 0 .5 )h h H h h h? ? ? ? ? ? （ 212） 計(jì)算，得： 1 ? 。 40 7 m m, 15 6 m mbh??,取 1 100mb ? ，則求出主軸箱輪廓尺寸： B=398mm 11 156 129 .5 100 385 .5m mH h h b? ? ? ? ? ? ? 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 BH=400mm 400mm。 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 已知：工作行程為 180mm 進(jìn)刀量為 7500mm /min 機(jī)動時間 裝卸工件時間 單件工時 Q（件 /h） 理想生產(chǎn)率是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)（包括備品及廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。用《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊》 公式 ktNQ? （ 213） 計(jì)算，式中， N— 年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件），本課題中 N=30000 件； kt — 全年工時總數(shù)，本課題以單班 7 小時計(jì)，則 2350kth? 。 則 htNQ k / 0300 00 件??? Q1（件 /h） 實(shí)際生產(chǎn)率是指所設(shè)計(jì)的機(jī)床每小時實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。即公式 [1] 單TQ601? （ 214） 式中， T單 — 生產(chǎn)一個零件所需時間（ min）。 則 hTQ / 60601 件單 ??? ? 機(jī)床負(fù)荷率為理性鄉(xiāng)生產(chǎn)率與實(shí)際生產(chǎn)率之比。即公式 [1] 1?? （ 215） 基于三維的柴油機(jī)氣缸蓋組合鉆床總體及夾具設(shè)計(jì) 14 則 % ??? ? 生產(chǎn)率計(jì)算卡見表 26。 表 26 生產(chǎn)率計(jì)算卡 被加工零件 圖號 毛坯種類 鑄件 名稱 柴油機(jī) 氣缸蓋 毛 坯重量 材料 HT250 硬度 190～ 240HBS 工序名稱 三 面鉆孔 工序號 序號 工步 名稱 被加工零件數(shù)量 加工直徑(mm) 加工長