【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。 表 21各主軸轉(zhuǎn)速和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 各主軸轉(zhuǎn)速 n(r／ min) 各主軸刀具進(jìn)給量 f(mm∕ r) 備注 Ф 8mm孔 初選切削速度 15 m／ min 初選進(jìn)給速度 60 mm／ min Ф 6mm孔 2． 3． 2確定切削力 F、切削轉(zhuǎn)矩 M、切削功率 P 根據(jù)選擇的切削用量，確定切削力，作為選擇動(dòng)力部件及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)：確 定切削轉(zhuǎn)矩，用以確定主軸及其他傳動(dòng)件 (齒輪、傳動(dòng)軸等 )的尺寸：確定切削功 率，用以選擇動(dòng)力箱電機(jī)功率。 高速鋼鉆頭在灰鑄鐵上鉆孔的計(jì)算公式為： F= HBfD ??? (2． 2) M= HBfD ?? (2． 3) P= DvM ????9740 (2． 3) T= 8 ???????? ?? ? HBfv D (2． 3) 式中： F————— 軸向切削力 (N) D————— 鉆頭直徑 (mm) f————— 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 (mm／ r) P————— 切削功率 (kw) M————— 切削轉(zhuǎn)矩 () HB————— 零件的布氏硬度 本零件材料為 ZG40Gr，取 HB247~270 v————— 切削速度 (m／ min) T————— 刀具耐用度 (min) 表 22各主軸切削力、切削扭矩、切削功率計(jì)算值 鉆頭直徑 d(mm) 軸向切削力 F(N) 切削轉(zhuǎn)矩 M(Nm) 切削功率 P(kw) 刀具耐用度 (min) 8? , 185 6? 335 由上表，總切削力為： 總F =，總切削功率為： 總P =，總切削扭距 總M = m 2． 4組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)就是針對(duì)被加工零件，在選定的結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案 圖紙?jiān)O(shè)計(jì) ，這些圖紙包括：被加工零件工序圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。生產(chǎn)率計(jì)算卡。 2． 4． 1被加工零件工序圖 根據(jù)被加工零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程卡如表 23所示，制定出被加工零件工序 圖。此圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在本臺(tái)機(jī)床上完成的工序內(nèi)容、加工部位的尺寸精度、技術(shù)要求、定位基準(zhǔn)、夾緊部位、以及被加工零件的材料、硬度和本機(jī)床加工前毛坯情況。是機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是調(diào)整機(jī)床、檢驗(yàn)精度的重要技術(shù)文件。 表 23被咖工零件加工工藝過(guò)程卡 機(jī)械加工工藝過(guò)程 產(chǎn)品型號(hào) R801 零件圖號(hào) 003 產(chǎn)品名稱 飛錘 零件名稱 飛錘 共一頁(yè) 第一頁(yè) 材料牌號(hào) ZG40Gr 毛坯種類 鑄件 毛坯可制件數(shù) 1 備注 序號(hào) 工序 工序內(nèi)容 設(shè)備 工藝裝備 01 鑄造 鑄造毛坯件 02 清砂時(shí)效處理 清砂時(shí)效處理 03 銑端面 銑側(cè)端面 X6036 銑床夾具 04 銑端面 銑底端面 X6036 銑床夾具 05 鉆孔 鉆側(cè)端面四個(gè)通孔 組合鉆床 專用夾具 06 絞孔 絞側(cè)端面四個(gè)通孔 組合鉆床 專用夾具 07 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)零件是否合格 2． 4． 2加工示意圖的設(shè)計(jì) 零件的加工方案要通過(guò)加工示意圖反映出 來(lái)。加工示意圖表示被加工零件在機(jī) 床上的加工過(guò)程，刀具、輞具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系、機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖紙之一，它是刀具、輔具、夾具、主軸箱、電氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺(tái)組合機(jī)床布局和性能的原始要求，同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試車的依據(jù)。其內(nèi)容包括以下幾方面： (1)刀具的選擇 根據(jù)被加工工件 4個(gè)孔的大小，選用 5種規(guī)格的刀具如下表所示。 表 24 刀具名稱，標(biāo)準(zhǔn)尺寸及數(shù)量 刀具名稱 鉆頭直徑 鉆刀懸伸長(zhǎng) 度 數(shù)量 備注 刀具總長(zhǎng)0l 刀具懸伸長(zhǎng) 2l 莫氏錐柄麻花鉆 1號(hào) 6 138 57 4 GB∕ T 莫氏錐柄麻花鉆 1號(hào) 8 156 75 4 GB∕ T (2)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 ①導(dǎo)向類型的確定 根據(jù)刀具導(dǎo)向線速度 V=15m／ min，小于 20 m／ min，故采用固定式導(dǎo)向，刀具在導(dǎo)套內(nèi)既轉(zhuǎn)動(dòng)又移動(dòng)，這種導(dǎo)向方法精度好。 ②導(dǎo)向數(shù)量的確定 報(bào)據(jù)工件形狀、刀具剛度及工 作情況采用單導(dǎo)向。 ③導(dǎo)向參數(shù)的確定 導(dǎo)套長(zhǎng)度 1L 由經(jīng)驗(yàn)公式 1L =(2～ 4)d，小直徑時(shí)取大值，大直徑時(shí)取小值。 具體尺寸及配合見(jiàn)下表 圖 21 固 定導(dǎo)向裝置的尺寸及配合 表 25導(dǎo)向裝置的尺寸及配合參數(shù) d(F7) D(k6) 1D 2D L 1L m 配合螺釘 GB∕ 數(shù)量 22..?? ?? 18 15 12 20 M6 4 ?? ?? 22 18 12 22 7 M6 4 (3)導(dǎo)向到工件端面距離 以不妨礙排屑為原則，選為 10mm。以四個(gè)墊塊保證間距，實(shí)現(xiàn)主定位。 (4)確定主軸直徑及各主軸外伸長(zhǎng)度 主軸直徑： d= B4100M (2． 6) 式中： d—— 軸的直徑 (mm) M——— 主軸承受的轉(zhuǎn)矩 (N mm) B—— 系數(shù)，當(dāng)材料的剪切彈性模量 G=8． 1 410 N／ mm時(shí)， 非剛性主軸取，傳動(dòng)軸為 。 為使軸的強(qiáng)度足夠，主軸材料均采用合金鋼。 表 26主軸參數(shù) 軸號(hào) 材料 主軸直徑 主軸外伸尺寸 備注 1dD L 1~4 40Gr 20 2030 115 剛性主軸 5~8 40Gr 15 1422 85 (5)接桿的選擇； 主軸箱各主軸的外伸長(zhǎng)度為一定值，而且刀具長(zhǎng)度也為一定值。因此，為保證主軸籍上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工極限位置 ，就需要在主軸與刀具之聞設(shè)置一中間可調(diào)環(huán)節(jié) —— 刀具接桿。 由于接桿上的尺寸 D與主軸外伸長(zhǎng)度上的內(nèi)孔 1d 配合，可根據(jù) 1d 尺寸及刀具為莫氏 l號(hào)。選用接桿 T063501。由于各主軸均 d=20mm，故均用 3號(hào)接桿、 A型、長(zhǎng)度范圍 215～ 500mm (6)確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸 最重要的尺寸是主輔箱端麗到工件端面之間的距離。如圖 22所示。 圖 22加工示意圖的聯(lián)系尺寸計(jì)算圖 該尺寸為： L= 1L + 2L + 3L B( 4L + 5L ) (2— 7) 式中各符號(hào)意義： 1L —————— 主軸外伸長(zhǎng)度 2L —————— 鉆刀懸伸長(zhǎng)度 3L —————— 接桿伸出長(zhǎng)度 (可調(diào) ) 4L —————— 加工孔深 5L —————— 刀具的切出值 B—————— 螺母及墊圈厚度 經(jīng)計(jì)算調(diào)整后．選擇接桿標(biāo)記如表 2． 7所示。 表 2— 7與主軸刀具配 合的接桿號(hào) 刀具直徑 接桿號(hào) 6? 1245 T063501 8? 1223 T063501 (7)動(dòng)力頭工作循環(huán)及其行程的確定 此臺(tái)組合鉆床根據(jù)被加工件為淺孔，循環(huán)過(guò)程包括：快速引進(jìn)、工作進(jìn)給和快速退回。如圖 23所示 圖 23工作循環(huán)圖 ①工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 工進(jìn)長(zhǎng)度 L，等于被加工孔深 4L 與刀具的切入長(zhǎng) 度 6L 與切出長(zhǎng)度 5L 之和。如圖24所示。 圖 24工作進(jìn)給長(zhǎng)度 即： 7L = 4L + 5L + 6L (28) 4L 按被加工件孔深最大值 (長(zhǎng) 20mm)來(lái)選取， 6L 一般取為 5～ 10mm， 5L 取 31 d+(3～ 8)，據(jù)此，工進(jìn)長(zhǎng)度 7L 定為 35mm。 ②快速引進(jìn)長(zhǎng)度 8L 的確定 快速引進(jìn)是動(dòng)力頭把刀具送到工作進(jìn)給的位置，其長(zhǎng)度按具體情況定為 8L =25mm。 ③快速退回長(zhǎng)度 9L 其為工進(jìn)與快進(jìn)之和。即： 9L = 7L + 8L (2． 9) 因?yàn)槭枪潭?式夾具鉆孔的機(jī)床，動(dòng)力頭快退的行程，只要把所有刀具都退到導(dǎo) 套內(nèi)，不影響工件的裝卸即可。 根據(jù)以上分析計(jì)算確定的數(shù)據(jù)，繪制的加工示意圖如圖 24所示。 圖 24刀具加工示意圖 2． 4． 3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是用來(lái)表示機(jī)床的配置型式、機(jī)床各部件之間相對(duì)位置關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的總體布局圖。它是進(jìn)行主軸箱、夾具等專用部件設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。 (1)選用動(dòng)力部件 主要指選擇型號(hào)、規(guī)格合適的滑臺(tái)和動(dòng)力箱。 ①滑臺(tái)的選用 滑臺(tái)渭臺(tái)選用主要取決于驅(qū)動(dòng)方式、所需進(jìn)給力、進(jìn)給速度、最大行程長(zhǎng)度和加工精度等因素。 A．驅(qū)動(dòng)方式的確定 根據(jù)具體的加工要求、使用條件．選用機(jī)械滑臺(tái)。 B．確定軸向進(jìn)給力 由表 22知總切削力為： 總F =，由于滑臺(tái)工作時(shí)，除了克服各主軸的軸 向力外，還要克服滑臺(tái)移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力，因而所選滑臺(tái)的最大進(jìn)給力應(yīng)大 于 總F 。 C．滑臺(tái)進(jìn)給速度的確定 椐被加工件的實(shí)際要求，考慮刀具的耐用度，選滑臺(tái)的進(jìn)給速度為 60mm／ min。 D．確定滑臺(tái)行程 滑臺(tái)行程除保證足夠的工作行程外，還應(yīng)留有前備量和后備量。前各量的作用 是使動(dòng)力部件有一定的向前移動(dòng)的余地，以彌補(bǔ)機(jī)床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調(diào)整。前備量取為 75mm。后備量的作用是使動(dòng)力部件有一定的向后移動(dòng)的余地，以方便裝卸刀具，取為 260mm．工作行程為 60mm，故滑臺(tái)的總行程長(zhǎng)度為400mm。 E．精度的選擇 根據(jù)加工要求，選用普通精度級(jí)。 結(jié)合以上因素，選用 1HY32IA液壓滑臺(tái)。其主要性能指標(biāo)：臺(tái)面寬 320mm，長(zhǎng) 630mm，行程長(zhǎng) 400mm，滑臺(tái)及滑座總高為 280mm。允許最大進(jìn)給力 12500N，工作進(jìn)給速度范圍 20～ 650mm／ min，快速移動(dòng)速度 10m／ min，機(jī)械滑臺(tái)支承總長(zhǎng) 940mm。 滑臺(tái)確定后，與之配套的支承部件選為 ICC321I側(cè)底座?？傞L(zhǎng) 1180mm，高560mm?？倢?520mm?；_(tái)與側(cè)底座之間用調(diào)整墊，這樣可以保證最低主軸中心與最低被加工孔在垂直方向上等高。 同時(shí)二進(jìn)給及壓力及電器裝置取 1HY32F51,導(dǎo)軌防護(hù)裝置取 1HY32F81，分級(jí)進(jìn)給裝置取 1HY32F91，立柱取 1CL32，立柱側(cè)底座取 1CD321. ②動(dòng)力箱的選用 動(dòng)力 箱主要依據(jù)主軸箱所需的電動(dòng)機(jī)功率來(lái)選用。 根據(jù)公式： 主p = 切p ／ ? (2— 10) 式中： 切p 為切削用總功率，由表 2 2計(jì)算得 。 η為多軸箱傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)η＝ ～ ；有色金屬時(shí)η＝～ ，本系統(tǒng)加工鑄剛，取η＝ 。 所以 主p = 動(dòng)力箱的電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大于計(jì)算功率，并結(jié)合主軸要求的轉(zhuǎn)速大小選擇。因此，選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 4100 1 ?LY 的 321TD I型動(dòng)力箱，轉(zhuǎn)速 1430r／ min，輸出軸轉(zhuǎn)速715r／ min， 動(dòng)力箱與主軸箱結(jié)合面尺寸：長(zhǎng) 400mm，寬 320mrn，高 320mm， 動(dòng)力箱輸出軸至箱底面高度為 125mm。 (2)確定裝料高度 H 裝料高度 H指工件安裝基面至機(jī)床底面的距離。一般在 850～ 1060mm之間選取 。具體尺寸取決于最低主軸中心至主軸箱底面的高度 1h ，滑臺(tái)與側(cè)底座之間的調(diào) 整墊 2h ，滑臺(tái)高度 3h ，側(cè)底座高度 4h 。即 H=1h + 2h + 3h 十 4h (211) 式中： 1HY32I液壓滑臺(tái) 3h =280mm， ICC321I側(cè)底座高度 4h =560mm。 為求 1h ，需先確定主軸箱輪廓尺寸。 ①確定主軸箱輪廓尺寸 標(biāo)準(zhǔn)通用多軸箱厚度是一定的，臥式 325mm。因此，確定多軸箱，主要是確定多軸箱的寬度 B和高度 H及最低主軸高度 1h B=b+2 1b H=h+ 11 bh? 式中 b—— 工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔的距離 b=100mm 1b —— 最邊緣主軸中心至箱體壁距離 1b 70~100mm 取 1b =100mm h—— 工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離 h=32mm 1h —— 最低軸高度 通常推薦： mm～h 140851 ? 取 1h =100mm B100+