【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 它不能用用戶提供的圖紙代替，而是在原零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床的加工的內(nèi)容，加上必要的說(shuō)明繪制成的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。殼體用 鉆孔組合機(jī)床 的被加工零件工序圖如 2－ 2所示。 圖上主要內(nèi)容： （ 1）被加工零件的形狀，主要外廓尺寸和本機(jī)床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技術(shù)要求，以及對(duì)上道工序的技術(shù) 要求等。 （ 2）本工序所選定的定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向。 （ 3）被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。 繪制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng) 為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要圖出被本機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時(shí)，應(yīng)按一定的比例，選擇足夠的視圖及剖視圖，突出加工部位（用粗實(shí)線），并把零件輪廓 及與機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)有關(guān)部位（用細(xì)實(shí)線）表清楚，凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方面用粗實(shí)線標(biāo)記。 15 圖 2－ 2 被加工零件工序圖 附注： ： 閥腔 ； ： QT45010 HB160~210； 16 加工示意圖 圖 2－ 3 加工示意圖 加工示意圖的作用和內(nèi)容 加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上的反映，表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等，是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇動(dòng)力部件的主要依據(jù)，是整臺(tái)組合機(jī)床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機(jī)床 和刀具所必需的重要文件。圖 2－ 3為 閥腔 上 10 個(gè)孔立式鉆床加工示意圖。 在圖上應(yīng)標(biāo)注的內(nèi)容： （ 1）機(jī)床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。 （ 2）工件、夾具、刀具及多軸箱端面之間的距離等。 （ 3）主軸的結(jié)構(gòu)類型，尺寸及外伸長(zhǎng)度；刀具類型，數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、接桿的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具、接桿、主軸之間的連接方式，刀具應(yīng)按加工終了位置繪制。 繪制加工示意圖之前的有關(guān)計(jì)算 17 （ 1）刀具的選擇 刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素。 （ 2）初定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度 因?yàn)檩S的材料為 40Cr，剪切彈性模量 G=,剛性主軸取ψ＝ 1／ 4（ 0）／ m,所以 B取 ， 根據(jù)剛性條件計(jì)算主軸的直徑為： d? B4T = 43556 = 式中： d—— 軸直徑（ mm） T—— 軸所承受的轉(zhuǎn)矩（ N mm） B—— 系數(shù) 本設(shè)計(jì)中所有主軸直徑皆取 d=20mm,主軸外伸 長(zhǎng)度為： L=115mm， D/1d 為 30/， （ 3）選擇刀具接桿 由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長(zhǎng)度為一定值，而刀具的長(zhǎng)度也是一定值，因此，為保證多軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了位置，就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié)，這個(gè)可調(diào)節(jié)在組合機(jī)床上是通過(guò)可調(diào)整的刀具接桿來(lái)解決的 ,連接桿如圖 33所示 圖 33 可調(diào)連接桿 連接桿上的尺寸 d 與主軸外伸長(zhǎng)度的內(nèi)孔 D配合，因此，根據(jù)接桿直徑 d選擇刀具接桿參數(shù)如表 2－ 4 所示： 表 2－ 4 可調(diào)接桿的尺寸 d(h6) D1(h6) d2 d3 L l1 l2 l3 螺母 厚度 20 Tr20 6 莫氏 1 號(hào) 12 20 186 46 40 100 12 18 （ 4）確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸 從保證加工終了時(shí)主軸箱端面到工件端面間距離最小來(lái)確定全部聯(lián)系尺寸，加工示意圖聯(lián)系尺寸的標(biāo)注如圖 33所示。其中最重要的聯(lián)系尺寸即工件端面到多軸箱端面之間的距離 ,它等于刀具懸伸長(zhǎng)度、螺母厚度、主軸外伸長(zhǎng)度與接桿伸出長(zhǎng)度（可調(diào)）之和，再減去加工孔深度和切出值。 （ 5）工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 如圖 34 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 工L 應(yīng)等于工件加工部位長(zhǎng)度 L 與刀具切入長(zhǎng)度 1L 和切出長(zhǎng)度 2L 之和。切入長(zhǎng)應(yīng) 1L 應(yīng)根據(jù)工件端面誤差情況在 5～ 10mm 之間選擇，誤差大時(shí)取大值，因此取 1L =5mm，切出長(zhǎng)度 2L =1/3d+(3～ 8)= 1? +8 ? 8mm,所以工L =+5+8=. （ 6）快進(jìn)長(zhǎng)度的確定 考慮實(shí)際加工情況，在未加工之前，保證工件表面與刀尖之間有足夠的工作空間，也就是快速退回行程須保證所有刀具均退至夾具導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝卸。這里取快速退回行程為 160mm，快退長(zhǎng)度等于快速引進(jìn)與工作工進(jìn)之和，因此快進(jìn)長(zhǎng)度160－ =. 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 19 圖 28機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容 一般來(lái)說(shuō)，組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件 —— 動(dòng)力箱、動(dòng)力滑臺(tái)、立柱、立柱底座加上專用部件 —— 多軸箱、刀、輔具系統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤(rùn)滑、排屑系統(tǒng)組合而成。聯(lián)系尺寸圖用來(lái)表示機(jī)床各組成部件的相互裝配和運(yùn)動(dòng)關(guān) 系，以檢驗(yàn)機(jī)床各部件的相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足要求，通用部件的選擇是否合適，并為進(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)。聯(lián)系尺寸圖也可以看成是簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。 如圖 2－ 8 所示，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的內(nèi) 容包括機(jī)床的布局形式，通用部件的型號(hào)、規(guī)格、動(dòng)力部件的運(yùn)動(dòng)尺寸和所用電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)、工件與各部件間的主要聯(lián)系尺寸，專用部件的輪廓尺寸等。 選用動(dòng)力部件 選用動(dòng)力部件主要選擇型號(hào)、規(guī)格合適的動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng)力箱。 （ 1）滑臺(tái)的選用 通常，根據(jù)滑臺(tái)的驅(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來(lái)選用合適的滑臺(tái)。 1）驅(qū)動(dòng)形式的確定 根據(jù)對(duì)液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)的性能特點(diǎn)比較，并結(jié)合具體的加工要求，使用條件選擇 HY 系列液壓滑臺(tái)。 2）確定軸向進(jìn)給力 滑臺(tái)所需的進(jìn)給力 進(jìn)F = ∑ iF =6 =8KN 式中： iF —— 各主軸加工時(shí)所產(chǎn)生的軸向力 由于滑臺(tái)工作時(shí)，除了克服各主軸的軸的向力外，還要克服滑臺(tái)移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力。因而選擇滑臺(tái)的最大進(jìn)給力應(yīng)大于 進(jìn)F ＝ 8KN。 3）確定進(jìn)給速度 液壓滑臺(tái)的工作進(jìn)給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速，對(duì)液壓滑臺(tái)確定切削用量時(shí) 所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺(tái)最小工作進(jìn)給速度的 ～ 1倍 。液壓進(jìn)給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時(shí)，實(shí)際進(jìn)給速度應(yīng)更大一些。本系統(tǒng)中進(jìn)給速度 vf=n f=。所以選擇 HY25IA 液壓滑臺(tái)，工作進(jìn)給速度范圍 32～ 800mm/min，快速速度 12m/min。 4）確定滑臺(tái)行程 滑臺(tái)的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。前備量的作用是動(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 20 能向前調(diào)整。本系統(tǒng)前備量為 20mm，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，為方便裝卸刀具，這是取 40mm,所以滑臺(tái)總行程應(yīng)大于工作行程，前、后備量，后備量之和。 即：行程 L＞ 160+20+40=220mm，取 L＝ 250mm。綜合上述條件，確定液壓動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)HY25IA。 （ 2）由下式估動(dòng)力箱的選用 動(dòng)力箱主要依據(jù)多軸所需的電動(dòng)機(jī)功率來(lái)選用，在多軸箱沒(méi)有設(shè)計(jì)之前， 主P 可算 主P ＝ 切P ／η ＝ 10 ／ ＝ 式中：η —— 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 ZL102 JB30762，取η＝ ． 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 Y100L1 — 6B5 的 1TD32A型動(dòng)力箱，動(dòng)力箱輸出軸至箱底面高度為 125mm。 確定裝料高度 裝料高度指工件安裝基面至機(jī)床底面的垂直距離，在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，裝料高度可視具體情況在 H＝ 580～ 1060mm 之間選取，本系統(tǒng)取裝料高度為 850m。 中間底座輪廓尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿足 Y軸滑臺(tái)在其上面聯(lián)接安裝的需要，又考慮到與立柱底座相連接。因此，中間底座采用側(cè)底座 1CC32。 確定多軸箱輪廓尺寸 本機(jī)床配置的多軸箱總厚度為 340mm，寬度和高度按標(biāo)準(zhǔn)尺寸中選取。計(jì)算時(shí)，多軸箱的寬度 B 和高度 H 可確定為： B=500 H=500 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 BH=500X500mm。 生產(chǎn)率計(jì)算卡 生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映所設(shè)計(jì)機(jī)床的工作循環(huán)過(guò)程、動(dòng)作時(shí) 間、切削用量、生產(chǎn)率、負(fù)荷率等技術(shù)文件，通過(guò)生產(chǎn)率計(jì)算卡，可以分析擬定的方案是否滿足用戶對(duì)生產(chǎn)率及負(fù)荷率的 21 要求。計(jì)算如下： 切削時(shí)間： T 切 = L/vf+t 停 = ＋ 2 15/250=＋ = min 式中： T 切 —— 機(jī)加工時(shí)間（ min） L—— 工進(jìn)行程長(zhǎng)度（ mm） vf—— 刀具進(jìn)給量（ mm/min） t停 —— 死擋鐵停留時(shí)間。一般為在動(dòng) 力部件進(jìn)給停止?fàn)顟B(tài)下，刀具旋轉(zhuǎn) 5～15 r 所需要時(shí)間。這里取 15r 輔助時(shí)間 T 輔 = fkvLL 43? +t 移 +t 裝 = （ ＋ 160） 2/12021++ = 式中： L L4 —— 分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退長(zhǎng)度（ mm） vfk —— 快速移動(dòng)速度（ mm/min） t 移 —— 工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)間（ min） ,一般為 ～ ,取 min t 裝 —— 裝卸工件時(shí)間（ min）一般為 ～ ,取 機(jī)床生產(chǎn)率 Q1 = 60/T 單 = 60/（ T 切 +T 輔 ） =60/（ +） =23件 /h 機(jī)床負(fù)荷率按下式計(jì)算 η = Q1/Q 100% = A/ Q1tk 100% =20210/20 1950 100% =% 式中： Q—— 機(jī)床的理想生產(chǎn)率（件 /h） A—— 年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件） tk—— 年工作時(shí)間，單班制工作時(shí)間 tk =1950h 22 表 2－ 5 生產(chǎn)率計(jì)算卡 被加工 零 件 圖號(hào) 毛坯種類 鑄件 名稱 閥腔 毛坯重量 材料 QT45010 硬度 HB160～ 210 工序名稱 閥腔鉆孔 10M12 工序號(hào) 工時(shí) /min 序號(hào) 工步 名