【文章內容簡介】 Φ 6h8 錐柄麻花鉆。 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，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～ 6 d= ㎜ 右主軸箱： 軸 1～ 12 d=30 ㎜ 軸 13～ 19 d= ㎜ 軸 20～ 31 d= ㎜ 根據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/ 65 / 44Dd? ,L=135 ㎜；接桿莫氏圓錐號為 4 號。 主軸軸徑 d=30 ㎜時，主軸外伸尺寸為： 2/ 50 / 36Dd? ,L=115 ㎜；接桿莫氏圓錐號為 3 號。 主軸軸徑 d= ㎜時，主軸外伸尺寸為： 2/ 30 / 20Dd? ,L=115 ㎜；接桿莫氏圓錐號為１號。 主軸軸徑 d= ㎜時，主軸外伸尺寸為： 2/ 30 / 20Dd? ,L=115 ㎜；接桿莫氏圓錐號為１號。 動力部件 工作循環(huán)及行程的確定 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 L=110mm（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) 2 1 3 0 3 8 1 33L m m? ? ? ?（ ～ ） 兩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 110 10 30 15 135 右主軸箱 5 41 130 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。初步選定左右兩個主軸箱上刀具的快速進給長度分別為 190㎜和 200㎜。 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，左右兩面快速退回長度分別為 340㎜和 330。 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 40 ㎜，后備量取250 ㎜，則總行程為 630 ㎜；右面前備量取 40 ㎜，后備量取 260 ㎜，則總行程為 630㎜。 機床聯(lián)系尺寸圖 選擇動力部件 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；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，液壓滑臺實現工作進給運動，選用配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 6 67 88 .1 5 40 72 8. 9PN? ? ?多 軸 箱 右主軸箱 12 86 9. 34 6 7 54 3. 11 12 86 5. 68 24 62 2. 08 2? ? ? ? ? ? ?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、右兩面的液壓滑臺均選用 1HY50MIA 型。由 [1]P91 表 53知：臺面寬 B=400mm，臺面長 L2=800mm,行程長 630mm，滑臺及滑座總高 360mm,滑座長1875mm，允許最大進給力 32021N，快速行程速度 5m/min，工進速度 ～ 500mm/min取 。 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 [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，又主軸數量較多、傳動復雜，故取 ?? 。 左主軸箱： 9P Kw?切 削 則 9 100 .9P Kw??多 軸 箱 右主軸箱： Kw?切 削 則 8 .4 1 0 .50 .8P Kw??多 軸 箱 根據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 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 1TD50Ⅳ Y160M4 11 1460 730 右主軸箱 1TD50Ⅳ Y160M4 11 1460 730 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=930 ㎜。 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? ? ? （ 213） 式中， b— 工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離（㎜）； 1b — 最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（㎜）； h— 工件在高度方向相距最遠的兩孔距離（㎜）； 1h — 最低主軸高度（㎜）。 其中， 1h 還與工件最低孔位置（ 2 88h mm? ）、機床裝料高度（ H=930 ㎜）、滑臺滑座總高（ 3 360h mm? ）、側底座高度（ 4 500h mm? ）等尺寸有關。對于臥式組合機床，h1要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦 1 85 140h mm? ，本組合機床按式 ? ?1 2 3 40. 5h h H h h? ? ? ? ? （ 214） ? ?1 8 8 9 3 0 0 .5 3 6 0 5 0 0 1 5 7 .5h m m? ? ? ? ? ? 右主軸箱輪廓尺寸為： 89 3 , 22 3b m m h m m??,取 1 mm? ，則求出主軸箱輪廓尺寸： 89 3 2 37 .5 96 8B mm? ? ? ? 11 2 2 3 1 5 7 .5 3 7 .5 4 1 8H h h b m m? ? ? ? ? ? ? 根據上述計算值 ,按主軸箱輪廓尺寸系列標準，最后確定主軸箱輪廓尺寸為 B H=1000 ㎜ 630 ㎜。 對左軸箱計算公式與方法相類似，其輪廓尺寸均為 1000mm 630mm。 由表 72可知：前蓋 55mm，后蓋 90mm，中間箱體寬 180mm。 機床總圖見附錄 [1] 機床生產率計算卡 圖 22 左動力頭循環(huán) 圖 23 右動力頭循環(huán) 單件工時： T單可按下式計算 1212f f f kLLLLT t t t t tv v v? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?快 進 快 退切 移輔 停 裝單 （ 215） 式中 12LL、 —— 分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進給長度 ,單位為 mm。 12ffVV、 —— 分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進給量 ,單位為 mm/min。 t停 —— 當加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時，滑臺在死擋鐵上的停留時間，通常指刀具在加工終了時無進給狀態(tài)下旋轉 轉所需的時間，單位為 min。 LL快 進 快 退、 —— 分別為動力部件快進、快退行程長度，單位為 mm。 kfV—— 動力部件快速行程速度。用機械動力部件時取 5～ 6m/min。用液壓動力部件時取 3～ 10m/min。 t移 —— 直線移動或回轉工作臺進行一次工位轉換時間，一般取 。 t裝 卸 —— 工件裝、卸（包括定位或撤銷定位、夾緊或松開、清理基面或切屑及吊運工件）時間。它取決于裝卸自動化程度、工件重量大小、裝卸是否方便及工人的熟練程度。通常取 ～ 。 如果計算出的機床實際生產 率不能滿足理想生產率要求，即 1? ，則必 須重新選擇切削用量或修改機床設計方案。 左面： 1 0 5 4 5 2 . 3 9 m in7 7 4 4fLttV? ? ? ? ?工 進 停機1 5 0 3 5 0 0 . 1 1 . 5 1 . 6 8 3 m in6000kfLLt t tV ? ?? ? ? ? ? ? ?快 進 快 退 移輔 裝 卸 m inT ? ? ?單 右面： 7 0 6 0 2 . 1 7 m in6 0 6 0fLttV? ? ? ? ?工 進 停機 2 0 0 3 3 0 0 . 1 1 . 5 1 . 6 8 8 m in6000kfLLt t tV ? ?? ? ? ? ? ? ?快 進 快 退 移輔 裝 卸 2. 17 1. 68 3. 85 m inT ? ? ?單 對多面和多工位加工機床，在計算時應以所有工件單件加工最長的時間作為單件工時，所以選 ?單，則1 60 ??（件 /小時）。 理想生產率 Q（件 /h） 理想生產率是指完成年生產綱領（包括備品及廢品率）所要求的機床生產率。用 [1]第 51 頁公式 kNQ t? （ 216） 計算， 式中， N— 年生產綱領（件），本課題中 N=60000 件； kt — 全年工時總數，本課題以雙班制，則 4600kth? 。 則 60000 1 3 .0 4 /4600kNQht? ? ? 件 實際生產率 Q1（件 /h） 實際生產率是指所設計的機床每小時實際可生產的零件數量。即公式 [1]第 51頁 NQT? 單 （ 217） 式中， T單 — 生產一個零件所需時間（ min）。 則 60000 1 3 .0 4 /4600kNQht? ? ? 件 機床負荷率 ? 機床負荷率為理性鄉(xiāng)生產率與實際生產率之比。即公式 [1]第 52頁 1?? （ 218） 則 11 3 .0 4 8 8 .4 %1 4 .7 4? ? ? ? 表 23機床生