【正文】 切削工具應(yīng)有刃口，其材質(zhì)必須比工件堅(jiān)硬；不同的刀具結(jié)構(gòu)和切削運(yùn)動(dòng)形式，構(gòu)成不同的切削方法。具有以下特征：切削力低、熱變形小、材料切除率高、高精度、減少工序。美國(guó)《蘭姆》公司的組合機(jī)床及自動(dòng)線 [J]. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) 。組合機(jī)床技術(shù)的探討 [J]. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) 。本設(shè)計(jì)也有不足之處如：結(jié)構(gòu)不夠緊湊、機(jī)床占地面積大等。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 30 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)的 ZH1105W 柴油機(jī)齒輪室蓋三面鉆鏜組合機(jī)床采用單工位的工作方式，在加工生產(chǎn)線上同時(shí)完成了三道工序，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，從而降低了零件的加工成本。根據(jù)設(shè)計(jì)課題要求繪制柴油機(jī)齒輪室蓋的加工工序圖，見(jiàn)附圖 ZH1105W0101。 由于固定式鉆模板的尺寸較大，應(yīng) 選用鑄件材料，時(shí)效處理，以保證其穩(wěn)定性。按鉆模板在夾具體上的聯(lián)接方式可分為固定式鉆模板和活動(dòng)式鉆模板兩種。它在鉆模中的作用是保證工件上加工孔的位置精度，引導(dǎo)刀具并防止加工是偏移，提高刀具剛性，防止加工時(shí)振動(dòng)。在它上面要安裝定位元件、夾緊裝置、刀具引導(dǎo)件以及其它各種裝置和元件。由 ZH1105W 的結(jié)構(gòu)圖可分析出：工件的左側(cè)面的剛性最好。 kNWkN k 18 ? ,故所選擇的液壓缸完全滿足要求。 夾緊點(diǎn)的數(shù)目及位置 夾緊點(diǎn)的數(shù)目 在確定夾緊力作用點(diǎn)的數(shù)目時(shí)，應(yīng)遵從的原則是：對(duì)剛性較差的工件，夾緊力的數(shù) 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 26 目應(yīng)增多，力求避免單點(diǎn)集中夾緊，以圖減小工件的夾緊變形；但夾緊點(diǎn)愈多，夾緊機(jī)構(gòu)愈復(fù)雜，夾緊的可靠性愈差。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25 4321 KKKKK ???? (38) 式中， 1K —— 基本安全系數(shù) 2K —— 加工狀態(tài)系數(shù) 3K —— 刀具鈍化系數(shù) 4K —— 切削特點(diǎn)系數(shù) 根據(jù)參考文獻(xiàn) [11]選取 =1K =2K =3K 1=4K ????????? KKKKK 確定夾緊力 夾緊力大小的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，一般只能作粗略的估算。 夾緊力作用點(diǎn)和方向的選擇，通常應(yīng)與工件定位基準(zhǔn)的選擇同時(shí)考慮，因此這兩個(gè)參數(shù)在制定機(jī)床工藝方案時(shí)已確定，這里僅作重點(diǎn)敘述的是確定夾緊力的大小的問(wèn)題。 為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過(guò)早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)需留出一定精度儲(chǔ)備量 cJ ，因此將上式改為： ?? ≤ k? － cJ → cJ = k? － ?? （ 37） 當(dāng) cJ ≥ 0 時(shí)夾具能滿足加工要求，根據(jù)以上 cJ = k? － ?? ==≥ 0 所以?shī)A具完全可以滿足加工要求。 一般取Δ E= e. 加工方法誤差Δ G 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 因機(jī)床精度，刀具精度，刀具與機(jī)床的位置精度，工藝系統(tǒng)受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差，因該項(xiàng)誤差影響因素很多，又不便于計(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的 31 。33 )( 按標(biāo)注的測(cè)量尺寸： ????? JJJ LLL ??? 1 00/?????? ??? 將上述數(shù)值代入定位誤差計(jì)算公式，則得： mmLDW 0 0/ 0 )( 1 ????? mmLDW )( 2 ????? mmLDW )( 3 ????? b. 對(duì)刀誤差Δ T 因?yàn)榈毒呦鄬?duì)于對(duì)刀或?qū)蜓b置不精確造成的加工誤差，稱為對(duì)刀誤差。239。39。39。1 ??? （ 31） JLL 239。 P ① 第一類誤差 第一類誤差是指工件在夾具上定位時(shí)所產(chǎn)生的那部分定位誤差 基準(zhǔn)不重合誤差是由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的那部分定位誤差。 如圖所示 : 圖 31 定位原理圖 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 誤差分 析 一批工件依次在夾具中進(jìn)行定位時(shí)，由于工序基準(zhǔn)的變動(dòng)對(duì)加工表面尺寸所造成的極限值之差稱為定位誤差。 定位原理及其實(shí)現(xiàn) 根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特征，選擇定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)六點(diǎn)定位原理 ,即以工件的右側(cè)面為定位基準(zhǔn)面，約束了 z 向的轉(zhuǎn)動(dòng)； x 向的移動(dòng)； y 向的轉(zhuǎn)動(dòng) 3 個(gè)自由度。通常取 ~。 由公式得： hQ 6 0 01 3 0 0 0 0 ?? 實(shí)際生產(chǎn)率是指所設(shè)計(jì)的機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)選定的機(jī)床工作循環(huán)所要求的工作行程長(zhǎng)度、切削用量、動(dòng)力部件的快速及工 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 進(jìn)速度等，就可以計(jì)算機(jī)床的生產(chǎn)率并生產(chǎn)率計(jì)算卡，用以反映機(jī)床的加工過(guò)程、完成每一個(gè)動(dòng)作所需的時(shí)間、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)荷率等，計(jì)算公式參照參考文獻(xiàn) [1]。 臺(tái)面寬度 250mm，臺(tái)面長(zhǎng)度 500mm，行程 250mm， 最大進(jìn)給力 8000N， 工進(jìn)速 度 32～800mm/min, 快速移動(dòng)速度 12m/min。 由公式（ 210）得： 44 ?????? TBd mm， 再由參考文獻(xiàn) [1]表 36 查取 d=25mm, 主軸外徑為φ 40mm，內(nèi)徑為Φ 28mm，主軸的外伸尺寸為 75mm D. 確定鏜桿直徑 由鏜孔直徑為Φ ，參考參考文獻(xiàn) [12]表 選取鏜桿的直徑為Φ 35mm,鏜刀方截面直徑為 10 10 E. 浮動(dòng)卡頭的選擇 根據(jù)軸外徑Φ 40mm，內(nèi)徑Φ 28mm，由參考文獻(xiàn) [1]圖 82 選擇浮動(dòng)卡頭 D p=Tr28 3，根據(jù)鏜孔形式為單導(dǎo)向懸臂孔，采用較為普遍的內(nèi)滾式單導(dǎo)向懸臂鏜孔，根據(jù)卡頭內(nèi)徑尺寸 d=Φ 22mm 及鏜孔直徑為Φ ，及倒角直徑Φ 確定滑套的徑向尺寸 d1=Φ 53mm F. 導(dǎo)向裝置的選擇 由參考文獻(xiàn) [3]表 34查得導(dǎo)套的總長(zhǎng)度： l1=106～ 159mm，導(dǎo)套口至工件的距離 20～50mm，取導(dǎo)套的長(zhǎng)為 150mm，選取導(dǎo)套口至工件的距離為 50mm G. 工作循環(huán)及行程的確定 由 于該動(dòng)力箱只粗加工Φ 45H8 及倒角，故行程主要由鏜孔Φ 45H8 至Φ 決定工作進(jìn)給長(zhǎng)度，切入長(zhǎng)度一般為 510mm，取 L1=8mm， L2=510mm,取 L2=8mm,切出長(zhǎng)度由參考文獻(xiàn) [1]表 37 查得，加工長(zhǎng)度 L 根據(jù)零件圖可知Φ 45H8 孔深 13mm，算出工作進(jìn)給 L 工 =8+13+8=29 mm 快退長(zhǎng)度的確定：一般選固定式夾具或鉆孔或擴(kuò)孔機(jī)床上，動(dòng)力頭快速退回行程只要將所有的刀具都退回至導(dǎo)套內(nèi)，不影響工件裝卸即可， l 快退 =50+13+8=71mm, l 快進(jìn) =508=42mm H. 刀桿長(zhǎng)度的選擇 假設(shè)刀具加工終了位置時(shí)導(dǎo)套口與滑套口對(duì)齊。 后側(cè)鏜φ 孔 A. 切削用量的選擇 由參考文獻(xiàn) [1]表 615 查得用高速綱刀具粗鏜鑄鐵的切削用量： v=20～ 25m/min， f轉(zhuǎn) =～ ,則選取 v=20mm/min, f 轉(zhuǎn) =, 由此出鏜刀的轉(zhuǎn)速： 由公式（ 21）得： 4 201 0 0 01 0 0 0 ???? ?? D vn r/min，圓整為 n=150r/min, 由公式（ 22）得： 則實(shí)際切削速度 ?? DnVc ? m/min， 由公式（ 23）得： 工進(jìn)速度 vf=nf=150 =60mm/min B. 切削力，切削轉(zhuǎn)矩，切削功率的選擇 Fz== 1 = N （ 213） Fx== = N （ 214） T== =10757 N 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 因?yàn)榛_(tái)與底座的型號(hào)都已經(jīng)選擇，所以側(cè)底座的高度為已知值： 650mm， 滑臺(tái)滑座總高： 280mm；滑座與側(cè)底座的調(diào)整墊厚度一般取 5mm，多軸箱底與滑臺(tái)滑座臺(tái)面間的間隙取 。 11 bhhH ??? b工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)兩孔距離， b=（由圖可知）。 加工時(shí)加工部位長(zhǎng)度 L(多軸加工時(shí)按最長(zhǎng)孔計(jì)算 )L=16mm. mmLLLL 24160821 ???????工 為滿足排屑要求，鉆套必須與工件之間保留一點(diǎn)距離，根據(jù)麻花鉆直徑φ 5，由參考文獻(xiàn) [3]表 34 得 導(dǎo)套口至工件尺寸 )(2 dl ?? ,（參考鉆鋼）及綜合考慮裝卸工件的空間要求 取mml 502 ? ，又根據(jù)鉆套用導(dǎo)套的長(zhǎng)度確定鉆模架的厚度為 12mm。 圖 25 通用導(dǎo)套示意圖 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 F. 接桿的選擇 為了獲得終了時(shí)多軸箱前端面到工件端面之間所需要的最小距離，應(yīng)盡量減少接桿的長(zhǎng)度。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 由公式（ 22）得： 實(shí)際切削速度 m in/ 0 0 0 1 1 0 0 0 0 mDnv c ????? ? 由公式（ 23）得： 工進(jìn)速度 m in/881 1 0 * mmnfv f ???? 由公式（ 24）得： 工進(jìn)時(shí)間 m in18 16 ???ff vht 其中 h 為 6φ 5 的深度。 所以 mmbbB 5 4 01 0 023 4 02 1 ?????? ， mmbhhH ??????? 。 h工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離， h=277mm。 I. 多軸箱輪廓尺寸的設(shè)計(jì) 確定機(jī)床的裝料高度，新頒國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為 1060mm，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)常在 850～1060mm 之間選取，選取裝料高度為 950mm。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 選 擇 刀 具 ： 根 據(jù) 鉆 套 至 工 進(jìn) 行 程 末 端 的 距 離 mmL 96?快退 ，鉆套長(zhǎng)度mmL 271638 ????套 ,由參考文獻(xiàn) [12]表 31 查得選 擇：矩形柄麻花鉆 781 4 3 52 5 09 ??? GB ,(切削長(zhǎng)度部分 145mm)。 （ 211） 加工時(shí)加工部位長(zhǎng)度 L(多軸加工時(shí)按最長(zhǎng)孔計(jì)算 )L=78mm. mmLLLL 93788721 ???????工 為排屑要求鉆套必須與工件之間保留一點(diǎn)的距離，根據(jù)麻花鉆直徑φ 9，由參考文獻(xiàn) [3]表 34 得 導(dǎo)套口至工件尺寸 )(2 dl ?? ,（參考鉆鋼） 取 mml 102 ? ，又根據(jù)鉆套用導(dǎo)套的長(zhǎng)度確定鉆模架的厚度為 16mm。 為了獲得終了時(shí)多軸箱前端面到工件端面之間所需要的最小距離，應(yīng)盡量減少接桿的長(zhǎng)度。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。又因?yàn)楦?dòng)卡頭與刀具剛性連接，所以該主軸屬于長(zhǎng)主軸。 實(shí)際切削速度 m in/2 8 0 0 0 4 7 0 0 0 mDnv c ????? ? （ 22） 工進(jìn)速度 m in/* mmnfv f ???? （ 23） 工進(jìn)時(shí)間 mi 78 ???ff vht 其中 h 為 3φ 9 的深度。加工材料為鑄鐵，硬度 200～241HBS,可知切削速度為 10～ 18m/min,孔徑 6～ 12mm。 組合機(jī)床是根據(jù)工件交工需要，以大量采用通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床，工藝方案已確定該組合機(jī)床是該機(jī)床是由動(dòng)力箱，主軸箱，機(jī)械滑臺(tái)，立柱，中間底座，夾具，立拄底座等組成。短定位銷約束了 z 向的移動(dòng)； y向的移動(dòng) 2個(gè)自由度。 （ b） 有同時(shí)加工零件五個(gè)表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高 各面上孔的位置精度。根據(jù)所需加工孔的孔徑大小、尺寸精度和 表面粗糙度 ，可以確定這些φ 5 及φ 9 孔的加工采用麻花鉆，φ 孔及孔口倒角需采用鏜刀加工，即可滿足要， 為了保證孔的加工刀具的直徑與加工部位尺寸相適應(yīng)，需要專門設(shè)計(jì)制造。 鉆 3－φ 9 孔（深 78） , 右側(cè)面 。工件剛性及零件的批量的大小不同，設(shè)計(jì)的組合機(jī)床必須采用不同的工藝方法和工藝過(guò)程。在不斷的探討修改中歷經(jīng) 3 個(gè)月終于完成了這一課題的設(shè)計(jì)。首先確定工件的定位方式，然后進(jìn)行誤差分析，確定夾緊方式，夾緊力的計(jì)算，對(duì)夾具的主要零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。接下來(lái)是總體方案的設(shè)計(jì)，總體方案設(shè)計(jì)的具體工作是編制“三圖一卡”，即繪制被加工零件工序圖，加工示意圖，機(jī)床尺寸聯(lián)系圖，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。目前，我國(guó)設(shè)計(jì)制造的組合機(jī)床，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件約占部件總數(shù)的 70～ 80%，其它 2030%是專用零部件。這種組合機(jī)床就不需要每次 按具體加工對(duì)象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而是可以設(shè)計(jì)成通用品種，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工的零件的具體需要