【正文】 K ：切削特點(diǎn)，取 K =；33 K ：夾緊力的穩(wěn)定性，取 K =；4 4 K ：夾緊時(shí)的位置，K =；55 20 K ：僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支承面的接觸情況，取 K =。6 6 K=K K K K K K K0123456 = = 查文獻(xiàn)[3]表 334 摩擦系數(shù) 、 均為 該方案定位原理：選底面為定位基準(zhǔn)面，用定位塊與底面接觸，同時(shí)用兩個(gè)活動(dòng)手柄旋緊螺釘定位，上面使用寬頭移動(dòng)壓板進(jìn)行機(jī)械夾緊。 夾緊裝置的其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鏜模支架和底座均為鏜模主要零件，支架供安裝鏜套和承受切削力的作用。鏜模底座承受包括工件、鏜桿、鏜套、鏜模支架、定位元件和夾緊裝置等在內(nèi)的全部重量以及加工過(guò)程中的切削力。因此，支架和支座的剛性要好，變形要小。主要方式如下：1) 在底座上用螺釘緊固 為是支架有較好的剛性，取支架裝配基面寬度沿孔軸線方向尺寸為 160mm，以保證不小于 的二分之一；H2) 支架的厚度取 25mm3) 為保證底座有較好的剛性，底座厚度尺寸選為 120mm，以保 = ： ；LH5174) 為增強(qiáng)剛性，底座應(yīng)采取筋條，筋條取為 底座厚度取為 10?2m25mm，筋條取為 20mm； 5) 底座上的找正基面的平行度為 。 21 4. 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 組合機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟組合機(jī)床一般都根據(jù)合用戶簽訂的設(shè)計(jì)、制造合同進(jìn)行設(shè)計(jì)的。合同中規(guī)定了具體的加工對(duì)象、加工內(nèi)容、加工精度、生產(chǎn)率要求、交貨日期及價(jià)格等主要的設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)盡量做到采用先進(jìn)的工藝方案；正確選擇組合機(jī)床通用部件及機(jī)床布局型式；要十分注意保證加工精度和生產(chǎn)效率的措施以及操作使用方便性，力爭(zhēng)設(shè)計(jì)出技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理和工作可靠的組合機(jī)床。組合機(jī)床設(shè)計(jì)的步驟大致如下。 調(diào)查研究調(diào)查研究的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：，研究其尺寸、形狀、材料、硬度、重量、加工部位的結(jié)構(gòu)及加工精度和表面粗糙度要求等內(nèi)容。，全面細(xì)致的調(diào)查使用單位車間的面積、機(jī)床的布置、毛坯和在制品流向、工人的技術(shù)水平、刀具制造能力、設(shè)備維修能力、動(dòng)力和起重設(shè)備等條件以及制造單位的技術(shù)能力、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)備狀況等條件。，查閱、搜集和分析國(guó)內(nèi)外有關(guān)的技術(shù)資料，吸取先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成就。對(duì)于滿足合同以前的難點(diǎn)擬采用的新技術(shù)、新工藝應(yīng)要求進(jìn)行必要的試驗(yàn)，以取得可靠地設(shè)計(jì)依據(jù)。總之，通過(guò)調(diào)查研究應(yīng)為組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)提供必要的大量的數(shù)據(jù)、資料，做好充 22 分準(zhǔn)備的、全面的技術(shù)準(zhǔn)備。 總體方案設(shè)計(jì)總體方案的設(shè)計(jì)主要包括制定工藝方案（確定零件在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容及加工方法，選擇定位基準(zhǔn)和夾緊部位，決定工步和刀具種類及其結(jié)構(gòu)形式，選擇切削用量等）確定機(jī)床配置形式、制定影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案?？傮w方案的擬定是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最關(guān)鍵的一步。方案制定的正確與否，將直接影響機(jī)床能否達(dá)到合同要求，保證加工精度和生產(chǎn)率，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低和使用方便。對(duì)同一加工內(nèi)容，有各種不同的加工工藝方案和機(jī)床配置方案，在最后決定采用哪種方案時(shí)，必須對(duì)各種可行的方案作全面分析比較，并考慮使用單位和制造單位等諸方面因素，綜合評(píng)價(jià)，選擇最佳方案或較為合理的方案?？傮w方案設(shè)計(jì)的具體工作是編制“三圖一卡” 。即繪制加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。 技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)就是根據(jù)總體設(shè)計(jì)已經(jīng)確定的“三圖一卡” ，設(shè)計(jì)機(jī)床各專用部件正式總圖，如設(shè)計(jì)夾具、多軸箱等裝配圖以及根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件有關(guān)參數(shù)和機(jī)床循環(huán)要求，設(shè)計(jì)液壓和電氣控制原理。設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)按設(shè)計(jì)程序作必要的計(jì)算和驗(yàn)算等工作，并對(duì)第二、第三階段中初定的數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)等做相應(yīng)的調(diào)整或修改。 工作設(shè)計(jì)當(dāng)技術(shù)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)審查（有時(shí)還必須請(qǐng)用戶審查）后即可展開(kāi)工作設(shè)計(jì)，即繪制各個(gè)專用部件的施工圖樣、編制各部件零件明細(xì)表。 工藝方案的擬定工藝方案的擬定是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。因?yàn)楣に嚪桨冈诤艽蟪潭壬蠜Q定了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應(yīng)根據(jù)工件的加工要求和特點(diǎn)，按一定的原則、組合機(jī)床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬定出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。 確定組合機(jī)床工藝方案的基本原則及注意問(wèn)題確定組合機(jī)床工藝方案的基礎(chǔ)原則①粗精加工分開(kāi)原則 ②工序集中原則 23 確定組合機(jī)床工藝方案應(yīng)注意的問(wèn)題①按一般原則擬訂工藝方案時(shí)的一些限制A 孔間中心距地限制 B 工件結(jié)構(gòu)工藝性不好的限制 ②其它注意的問(wèn)題A 經(jīng)鏜孔時(shí)應(yīng)該注意孔表面是否允許留有退刀刀痕。這對(duì)機(jī)床的工作循環(huán)、多軸箱和夾具結(jié)構(gòu)都有影響。如果允許螺旋形刀痕時(shí)，刀具可不停轉(zhuǎn)退刀；若只允許有直線形刀痕時(shí)，刀具必須停轉(zhuǎn)后退刀；如不準(zhǔn)留有刀痕時(shí)，刀具必須先停轉(zhuǎn)、定位并使刀具或工件讓刀后方方可退刀。當(dāng)產(chǎn)生率許可時(shí)，到具可按工進(jìn)速度退回，這樣既不留刀痕，有利于提高價(jià)工精度。B 對(duì)互相結(jié)合的兩殼體零件，均應(yīng)分別從結(jié)合面加工聯(lián)接孔。這樣能更好地保證聯(lián)接孔位置精度，便于裝配。C 鉆階梯孔時(shí)，應(yīng)先鉆大孔后鉆小孔。這樣可縮短孔的廠度，提高生產(chǎn)率和減少小鉆頭時(shí)折斷的事故。D 平面一般采用銑削加工。但孔口端面常對(duì)孔有垂直度要求而加工尺寸較小時(shí)，采用鉆锪或擴(kuò)锪復(fù)合刀具加工；加工尺寸較大時(shí)常采用鏜孔車端面的方法，一次加工出孔和端面。工件內(nèi)端面可用徑向走刀的方法加工。E 在制訂加工一個(gè)工件的幾臺(tái)成套機(jī)床或流水線的工藝方案時(shí)，應(yīng)盡可能使精加工集中在所有粗加工之后，以減少內(nèi)應(yīng)力變形影響，有利于保證加工精度。攻螺紋工序應(yīng)盡量放在最后進(jìn)行，以減少油膩污垢對(duì)基面的影響。 組合機(jī)床工藝方案的擬訂擬訂組合機(jī)床工藝方案的一般步驟如下：1. 分析、研究加工要求和現(xiàn)場(chǎng)工藝在制訂組合機(jī)床工藝方案時(shí)，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工部位及其精度、表面粗糙度、技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)。組合機(jī)床一般為工序集中地多刀加工，不但切削負(fù)荷大，而且工件受力方向變化。因此，正確選擇定位基準(zhǔn)和加壓部位是保證加工精度的重要條件。 24 ①加工的工序內(nèi)容和加工精度 這是制訂機(jī)床工藝方案的主要依據(jù)。顯然，面加工和孔加工、不同尺寸的平面和孔徑加工及不同的加工精度要求，直接影響著工藝方案的選擇（銑、鏜鉆、鉸等）和工步及工藝路線的確定。②被加工零件的特點(diǎn) 如工件的材料及硬度、加工部位的結(jié)構(gòu)形狀、工件剛性、定位基準(zhǔn)面的特點(diǎn)等，對(duì)組合機(jī)床工藝方案的擬訂都有著重要影響。為可靠地保證加工質(zhì)量，必須合理確定工序間余量。組合機(jī)床孔加工采用工序間余量參見(jiàn)表 31，其他工藝方法的工序間余量可參考有關(guān)工藝設(shè)計(jì)資料。表 31 孔加工常用工序間余量(mm)加工工序 加工孔徑 工序特點(diǎn) 直徑上工序間余量鉆孔后擴(kuò)孔 ～216。10～216。20 粗孔后精孔 ～鉆孔后擴(kuò)孔 ～鉆孔216。20～216。50 粗?jǐn)U后精擴(kuò) ～216。10～216。20 ～216。20～216。30 ～216。30～216。50 ～216。50～216。80 ～鉸孔216。80～216。100—～216。20～216。80 ～半精鏜216。80～216。150 — ～～216。30 ～精鏜 216。30～216。130 — ～ 25 ＞216。20 ～確定工序間余量應(yīng)注意以下問(wèn)題：①粗鏜是應(yīng)該考慮工件的冷硬層、鑄造里皮和孔偏心，加工余量一般應(yīng)大于或等于6～7mm。②工件經(jīng)重新安裝或用多工位機(jī)床加工，定位誤差較大時(shí)，余量應(yīng)適當(dāng)加大。當(dāng)工件在一次安裝下半徑加工或精加工時(shí)，精加工余量可小些。精鏜 H6～H7 孔時(shí)，直徑上余量一般不應(yīng)超過(guò) ～。③在確定鏜孔余量時(shí)，應(yīng)該注意余量對(duì)鏜桿直徑的影響。尤其是需要讓刀時(shí)，加工余量和讓刀量決定了鏜桿直徑需要削扁的程度。 確定組合機(jī)床配置型式及結(jié)構(gòu)方案應(yīng)該考慮的問(wèn)題根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝要求、生產(chǎn)率要求及工藝方案等，可大體確定采用哪種基本配置型式的機(jī)床。滿足圖樣要求，可有多種配置方案。配置方案不同對(duì)機(jī)床的復(fù)雜程度、通用化程度、結(jié)構(gòu)工藝性、加工精度、機(jī)床重新調(diào)整的可能性及經(jīng)濟(jì)型等都有不同的影響，因此，確定機(jī)床配置形式和結(jié)構(gòu)方案時(shí)應(yīng)考慮以下問(wèn)題。在確定機(jī)床配置型式和結(jié)構(gòu)方案，首先要考慮如何穩(wěn)定地保證零件的加工精度。影響加工精度的主要因素有夾具誤差合加工誤差兩方面。夾具誤差：一般精加工的夾具公差為零件的 1/3～ 1/5；粗加工時(shí)，夾具精度可略低，但不能太低。夾具型式也有影響。固定式夾具單工位和機(jī)床可達(dá)到的加工精度最高；移動(dòng)（或回轉(zhuǎn)）式夾具多工位組合機(jī)床，因存在轉(zhuǎn)（移）位、定位誤差，其加工精度比一般固定式夾具低。表 32 為不同夾具型式的組合機(jī)床所能大到的加工位置精度。 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)—“三圖一卡” 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前的加工余量毛坯或半成品情況的圖樣。 加工示意圖 26 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)中占有重要的地位，它是設(shè)計(jì)刀具、夾具、主軸箱以及選擇動(dòng)力部件的主要資料，同時(shí)也是調(diào)整機(jī)床和刀具的依據(jù)。 加工示意圖反映了機(jī)床的加工過(guò)程和加工方法，并決定浮動(dòng)卡頭或接桿的尺寸，鏜桿的長(zhǎng)度，刀具種類和數(shù)量，刀具長(zhǎng)度及加工尺寸，主軸尺寸及伸出長(zhǎng)度、主軸、刀具、導(dǎo)向與工件間的聯(lián)系尺寸等，根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具特點(diǎn)，合理地選擇切削用量，決定動(dòng)力頭的工作循環(huán)。 加工示意圖的作用和內(nèi)容： 一臺(tái)機(jī)床刀具選擇是否合理，直接影響到機(jī)床的加工精度，生產(chǎn)率和工作情況。 根據(jù)機(jī)體孔的加工精度、加工尺寸、臺(tái)階級(jí)加工、切屑排除以及生產(chǎn)率等因素和加工孔表面允許有退刀痕，因位置限制，導(dǎo)向孔的尺寸小于加工孔的尺寸，且加工孔直徑大于216。40，應(yīng)選用鏜刀，這樣對(duì)刀方便，加工中不至于有振動(dòng)，并在導(dǎo)套上開(kāi)引刀槽，以便鏜刀通過(guò)，刀具材質(zhì)用硬質(zhì)合金鋼。 為了提高工序集中程度，可采用兩把鏜刀的鏜桿，同時(shí)加工孔。 考慮到被加工零件是淬火鑄鐵，由于其硬度較高，為 170 ~ 241HB，可采用刃鏜刀頭加工，以提高刀具的使用壽命。 鏜削頭與相同規(guī)格的液壓滑臺(tái)組成的鏜床，滿足要求的精度 HT 級(jí)，表面粗糙度達(dá) 微米的鏜孔，因鏜削直徑較大，傳遞的扭矩大，可 主軸前端的短圓錐和端面定位，并由端面鍵傳遞扭矩。2. 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 在組合機(jī)床加工孔時(shí)，除用剛性主軸方案外，其尺寸和位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來(lái)保證的。導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具相對(duì)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。 （1）本課題中加工的 12 個(gè)孔中，鉆、擴(kuò)的導(dǎo)向部分直徑較小，導(dǎo)向表面旋轉(zhuǎn)線速度均小于 20m∕min，所以導(dǎo)向裝置選用固定導(dǎo)套，且采用單導(dǎo)向。鏜孔導(dǎo)向直徑較大，旋轉(zhuǎn)線速度較高，采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向（利于減輕磨損和持久保證精度） ，且采用雙導(dǎo)向。 （2）導(dǎo)向參數(shù)的選擇：導(dǎo)套直徑、導(dǎo)向長(zhǎng)度及導(dǎo)向套到工件端面距離，導(dǎo)向長(zhǎng)度可 27 按經(jīng)驗(yàn)公式 L=（Z3）d 來(lái)確定。導(dǎo)向套端面至工件端面距離是為了排屑方便，一般取1~。 對(duì)于加工軸孔 216。4軸孔 216。4軸孔 216。58.、軸孔 216。6軸孔 216。81 孔，選擇的導(dǎo)套尺寸分別為： D=26mm，D =20mm，D =38mm， =115mm， =70mm，配用的螺釘 M8；12ll1 D=26mm，D =20mm，D =38mm， =115mm， =70mm，配用的螺釘 M8； D=36mm，D =26mm，D =50mm， =115mm， =70mm，配用的螺釘 M10；12ll1 D=36mm，D =26mm，D =50mm， =115mm， =70mm，配用的螺釘 M10； D=36mm，D =26mm，D =50mm， =115mm， =70mm，配用的螺釘 M10；12ll1 D=44mm，D =32mm，D =65mm， =115mm， =75mm，配用的螺釘 M10。 對(duì)于加工軸孔選擇的導(dǎo)套有內(nèi)滾式導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，外滾式導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。具體見(jiàn)加工示意圖。、尺寸、外伸尺寸在該課題中，主軸用于鏜孔，鏜孔選用滾錐軸承主軸。鏜孔時(shí)主軸與刀具采用浮動(dòng)卡頭連接，主軸屬于短主軸。根據(jù)由選定的切削用量計(jì)算得到切削轉(zhuǎn)矩 ，有《簡(jiǎn)明手冊(cè)》的 43 頁(yè)公式Td= 410TB ????pW 式中：d軸的直徑,mm —軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩，N mm；T —軸的抗阻截面模數(shù)， ；pw3m —許用剪切應(yīng)力， ,45 號(hào)鋼的 =31M ；???aP???aP B系數(shù)，本課題中鏜孔主軸為傳動(dòng)軸，取 B=；由公式可得： ???TBd 28 ??? ???Td 根據(jù)主軸類型 及初定的主軸軸徑，文獻(xiàn)[9]的 44 頁(yè)表 36 可得到主軸外伸尺寸及連桿莫氏錐度號(hào)。滾錐主軸軸徑 d=45mm 時(shí)，主軸外伸尺寸為 = ,L=75 mm 。滾錐主軸軸徑 d=45mm