【正文】 設(shè)計(jì)時(shí)，最好不要用直徑 15mm的主軸和滾針主軸，因?yàn)闈L針軸承精度低、裝配工藝性和結(jié)構(gòu)鋼度都較差，既不便于制造又不便于維修。材料及硬度，鑄鐵， 200HBS 2) 動(dòng)力部件 1TD25A， 1HY25， N=， n=1420 圖 多軸箱設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)圖 主軸、齒輪的確定及動(dòng)力運(yùn)算 (1)主軸型式和直徑 主軸的型式和直徑，主要取決與工藝方法、刀具主軸聯(lián)接機(jī)構(gòu)、刀具的進(jìn)給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。 (3) 根據(jù)加工示意圖標(biāo)注各主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向主軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)向。 其主要內(nèi)容及注意事項(xiàng)如下： 圖 主軸位置關(guān)系尺寸圖 (1) 根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，繪制多軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸及動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)位置尺寸。目前，多軸設(shè)計(jì)有一般設(shè)計(jì)法和電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法兩種。 多軸箱的通用箱體材料為 HT200，前、后、側(cè)蓋等材料為 HT150。 多軸箱一般具有多根主軸同時(shí)對(duì)一列孔進(jìn)行加工。他是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔數(shù)和位置、切削用量和主軸類(lèi) 型設(shè)計(jì)的傳動(dòng)各主軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。 2) 液壓泵的流量： 由圖 46 可知，快進(jìn)時(shí)的流量最大，其值為 26L/min，工進(jìn)時(shí)最小，為 ,根據(jù)《液壓技術(shù)》公式 920，取 ?K ，則： 梳棉機(jī)箱體結(jié)合件鉆孔專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 23 min/ Lq B ??? 3) 選取電動(dòng)機(jī)： P= (2) 選擇其他元件 表 52 液壓元件選擇表 (3) 確定管道尺寸（略） (4) 確定油箱容量 油箱容量可按經(jīng)驗(yàn)公式估算，取 ? ? LqV 21636675 ????? 。 3) 速度換接方式：因鉆孔工序?qū)ξ恢镁燃肮ぷ髌椒€(wěn)性要求不高，可選用行程調(diào)速閥 和電磁換向閥。本機(jī)床是鉆孔組合機(jī)床，為防止鉆通時(shí)發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸回油腔應(yīng)有背壓，設(shè)背壓 PaP 52 ?? ，為使快進(jìn)，快退速度相等，選用 21 2 AA ? 的差動(dòng)液壓缸，假定快進(jìn)、快退的回油壓力損失為 ???P (2) 計(jì)算液壓缸尺寸 由式 ? ? FAPAP CM ?? ?2211 得： ? ? 245211 1 5 2 62mPPFAcm??????????????? ?? ? 液壓缸直徑： cmAD 1 ?????? 取標(biāo)準(zhǔn)直徑： D=70mm 擬定液壓系統(tǒng)圖 (1) 選擇液壓回路 1) 調(diào)速方式：由工況圖知，該液壓系統(tǒng)功率小，工作負(fù)載變化小 ，可用進(jìn)油路節(jié)流調(diào)t t F/N t2 V mm/s v1 t1 t2 t1 t3 1526 t3 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 速，為防止鉆通孔時(shí)的前沖現(xiàn)象，在回油路上加背壓閥。 2) 液壓泵形式的選擇：根據(jù)工況要求選用變量葉片泵適宜。 隨著行程增加，工進(jìn) 10mm 處，右側(cè)鉆頭開(kāi)始空轉(zhuǎn)，即對(duì)工件無(wú)進(jìn)給力作用，左側(cè)繼續(xù)工進(jìn)，產(chǎn)生力和力矩作用，力的大小如圖 所示： 圖 鉆頭受力分析 左圖可視做某一時(shí)刻徑向力的作用情況， 因此： mmNdF ???? 9002c2 即主切削力為 173N。mm F= 進(jìn)行受力分析： 兩組鉆頭同時(shí)工作時(shí)，因?yàn)閮山M鉆頭對(duì)稱(chēng)分布軸向力相互抵消。查《組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》， P135 表 71 選取多軸箱體規(guī)格尺寸 400*400. 機(jī)床分組 為了便于設(shè)計(jì)和組織生產(chǎn)，組合機(jī)床各部件和裝置按不同功能劃分編組。因此，確定多軸箱，主要是確定多軸箱的 寬度和高度及最低主軸高度。由此根據(jù)選定的動(dòng)力箱、滑臺(tái)、側(cè)底座等標(biāo)準(zhǔn)的位置關(guān)系計(jì)算長(zhǎng)度為 974mm,裝料高度和夾具底座高度確定后，中間底座高度已確定為 560mm。 (4) 確定中間底座尺寸 中間底座尺寸在長(zhǎng)度和寬度上滿(mǎn)足夾具的安裝要求。查《組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P91 表 51 滑鞍寬度： w=250mm 滑鞍長(zhǎng)度： 1L =500mm 行 程： S=250mm 滑座長(zhǎng)度： 2L =790mm 高 度： H=250mm 工進(jìn)速度： 32800mm/min 快進(jìn)速度： 12m/min (2) 確定機(jī)床裝料高度 H 裝料高度是指工件安裝基面至地面的垂直距離。本機(jī)床 左右多軸箱均采用 TD25B 型動(dòng)力箱（ qn =785r/min。根據(jù)已定的工藝方案和機(jī)床配置形式并結(jié)合使用及修理因素，確定機(jī)床為臥式單工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床，選用配套的動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)多軸箱鉆孔。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 電動(dòng)機(jī)2. 2電動(dòng)機(jī)2. 2總行程快進(jìn)工進(jìn)快退后備量 前備量總行程快進(jìn)工進(jìn)快退后備量 前備量 圖 加工示意圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖作用 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是一種總體布局圖用來(lái)表示機(jī)床的主要 結(jié)構(gòu)及各部件安裝的位置、之間相互的關(guān)系，運(yùn)動(dòng)關(guān)系以及配置形式和操作方位，它按照選擇的主要通用部件和確認(rèn)的專(zhuān)用部件的總體結(jié)構(gòu)依據(jù)被加工零件工序圖和加工示意圖繪制而成。 4) 動(dòng)力部件總行程的確定：動(dòng)力部件總行程為快退行程和前后備量之和。 3) 快速退回長(zhǎng)度的確定：快速退回長(zhǎng)度是快速引進(jìn)長(zhǎng)度和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和。 1) 長(zhǎng)度 工L 的確定 mm1821工 ???? LLLL mm1821工 ???? LLLL 工L ：工作進(jìn)給長(zhǎng)度 1L ：切入長(zhǎng)度 ：加工長(zhǎng)度 2L ：切 出長(zhǎng)度 2) 快速引進(jìn)長(zhǎng)度的確定：快速引進(jìn)是指動(dòng)力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置，其長(zhǎng)度由具體情況確定。其內(nèi)容包括：主軸轉(zhuǎn)速、相應(yīng)刀具的切削速度、每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。根據(jù)選用原則選取特長(zhǎng)可調(diào)接桿。 (2) 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇： 夾具選用可換鉆套，軸采用剛性軸來(lái)保證孔的位置精度。它是繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對(duì)機(jī)床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。 加工示意圖 加工示意圖的作用和內(nèi)容 加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床整體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的。 [11] 鉆梳棉機(jī)箱體結(jié)合件兩端面孔的被加工零件工序圖如圖 所示 . 零件名稱(chēng)：梳棉機(jī)箱體結(jié)合件編號(hào)： ZF A2 11 3 60 0 7材料 :H T 20 0硬度 :2 40 HB S加工部位余量：?jiǎn)芜?. 3m m 圖 被加工零件工序圖 繪制被加工零件圖的規(guī)定及注意事項(xiàng) (1) 繪制被加工零件工序圖的規(guī)定 為使被加工零件工序圖表達(dá)清晰明了，突出本工序內(nèi)容，繪制時(shí)規(guī)定；應(yīng)按一定比例，繪制足夠的視圖以剖面；本工序加工部位用粗實(shí)線(xiàn)表示，其余部位用細(xì)實(shí)線(xiàn)表示；定位基準(zhǔn)符號(hào)用 ，并下標(biāo)數(shù)表明消除自由度量。 (3) 面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及上道工序的技術(shù)要求。其主要內(nèi)容包括如下： (1) 的形狀和主要輪廓尺寸以及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。其內(nèi)容包括：繪制加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和繪制生產(chǎn)功率計(jì)算卡等。 液壓缸的選取詳見(jiàn)第五章。 3) 確定： 由上述可知 ， 箱體側(cè)壁與工件加工表面之間的距離為 4mm，具體結(jié)構(gòu)如圖 所示： 圖 夾具結(jié)構(gòu)圖 梳棉機(jī)箱體結(jié)合件鉆孔專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 11 箱體壁厚：經(jīng)驗(yàn)值推薦 2530mm，由于箱體頂部承受工件壓緊力反作用力，選用 26mm壁厚來(lái)保證其強(qiáng)度 。 [10] (2) 方案確定，如圖 所示： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 圖 鉆孔工序的定位與夾緊示意圖 基于以下設(shè)計(jì)原則及定位夾緊情況，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中所使用的組合夾具情況，采用箱式夾具體結(jié)構(gòu)，并采用 液壓夾緊機(jī)構(gòu)： 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1) 的位置精度好 : 于夾具采用箱體式結(jié)構(gòu)，個(gè)面之間的精度要求可通過(guò)后期加工來(lái)保證，可消除分散機(jī)構(gòu)因裝配產(chǎn)生的裝配誤差。這樣更換較方便，成本較低，同樣側(cè)面用以支撐板代替，端面仍是用定位銷(xiāo)定位。這樣的話(huà)，加工過(guò)程中，會(huì)頻繁的移動(dòng)工件位置，對(duì)定位表面產(chǎn)生摩擦，定位精度減低，夾具體使用壽命減低。 夾具體設(shè)計(jì) 定位支撐的選擇 根據(jù)前面所述，本工序采用兩面一銷(xiāo)的定位方式，即底面限制三個(gè)自由度；側(cè)面為一梳棉機(jī)箱體結(jié)合件鉆孔專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 9 窄長(zhǎng)平面限制兩個(gè)自由度；端面為一定位銷(xiāo)限制一個(gè)自由度。 從而確定： 工進(jìn)距離 mm18315工 ???L 考慮到大批量生產(chǎn)、導(dǎo)向原因等因素取 30mm快 ?L 快退距離 mm48退 ?L 主軸尺寸類(lèi)型及接桿選擇 主軸尺寸詳見(jiàn)第五章主軸箱設(shè)計(jì)。 2) 過(guò)程中，無(wú)需考慮孔內(nèi)壁是否有直線(xiàn)痕或螺旋痕。 [8] (1)工作行程的確定： 在本道工序加工過(guò)程中，采用組合機(jī)床進(jìn)行加工，各動(dòng)力頭工作情況一樣，故其工作循環(huán)也一樣： 由于被加工孔無(wú)特殊要求，故采用如圖 ： 圖 工作行程圖 設(shè)計(jì)過(guò)程中注意的因素： 1) 量生產(chǎn)，加工效率要求很高，要求每次加工耗時(shí)少，因此。鉆模板形式為固定式鉆模板，鉆套采用可換式鉆套，這樣便于磨損后可以快速更換。 3) 提高刀具系統(tǒng)的支承剛度。在本道孔加工工序中因主軸為非剛性主軸，故采用鉆模導(dǎo)向裝置，其作用是： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 1) 保證刀具對(duì)工件的正確位置。他應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，避免因變形而影響鉆套的導(dǎo)向精度。根據(jù)現(xiàn)有組合機(jī)床使用情況，多軸加工的切削用量比通用機(jī)床單刀加工的切削用量約 30%左右。所選擇的切削用量比一般通用機(jī)床的切削用量要低一些。 此外，還可采用硬質(zhì)合金錐柄锪直柄麻花鉆，這可提高鉆頭的耐用度，但其切 削速要提高，走刀量也比高速鋼鉆頭低。 (2) 減少導(dǎo)向套和鉆頭間隙。但采用這種鉆頭，由于其倒錐度大，鉆頭與鉆套間隙也較大，股組合機(jī)床上的位置精度較低，大約 。此工序中的螺紋孔無(wú)特別加工要求，屬于直徑小、深度淺、生產(chǎn)批量大、材料為常用鑄鐵。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，該工件被完全定位。通過(guò)比較分析決定采用兩面一銷(xiāo)定位法。 [5] 定位夾緊方案的確定 如圖 11所示，此元件屬于箱體類(lèi)元件。 ( 2 ) 為了簡(jiǎn)便，只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。但是切削力的大小和方向在加工過(guò)程中是變化的，因此夾緊力的大小只能進(jìn)行粗略的估算。確保在加工工件的過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)或震動(dòng)．在不影響加工精度前提下控制加緊變形程度．夾緊力作用點(diǎn)數(shù)目應(yīng)均勻的分布在工件的接觸面上，接觸變形?。?( 3 )夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)靠近工件的加工部位夾緊力闊別加工部位，因此鉆床應(yīng)在加工部位加上輔助夾緊機(jī)構(gòu)，以防止加工時(shí)發(fā)生振動(dòng)，影響加工質(zhì)量和安全。 [4]例如討論長(zhǎng)方體工件時(shí)，可以在底面布置 3個(gè)不共線(xiàn)的約束點(diǎn)，在側(cè)面布置 2個(gè)約束點(diǎn)，在端面布置一個(gè)約束點(diǎn)，則底面約束點(diǎn)可以限制 2X 、 2Y 、 2Z 3個(gè)自由度，側(cè)面約束點(diǎn)限制 1X 、 1Z 2個(gè)自由度，端面約束點(diǎn)限制 y。 1X 、1Y 、 1Z ；繞 X、 Y、 Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，記為 x 、 y 、 z ，習(xí)慣上，把上述 6個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)稱(chēng)作 6個(gè)自由度．用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度，用六個(gè)合理分布的支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度，使工件在機(jī)床或夾具中取得一個(gè)正確的加工位置，即為工件的六點(diǎn)定位原理。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 3 鉆夾具設(shè)計(jì) 梳棉機(jī)箱體結(jié)合件鉆孔專(zhuān)機(jī)夾具分析 根據(jù)工件不 同的生產(chǎn)條件，可以有各種不同的安裝方法 (1)找正安裝法； (2)夾具安裝法。 (2) 鉆孔和攻制螺紋孔的工序建議采用組合機(jī)床，可以大大提高加工效率。同時(shí)可以避免粗加工產(chǎn)生振動(dòng)等不利因素，也有利于精加工機(jī)床精度的保持。φ 47 加工方法類(lèi)似。 (2) 主軸孔φ 52 的定位：該孔有同軸度和平行度要求，因此，定位時(shí)以基準(zhǔn)面 B 為主定位面，側(cè)面 A 為副定位面，為防止軸向竄動(dòng)在端部加一定位銷(xiāo)。其它各面的加工精度雖然比基準(zhǔn)面要高，但與基準(zhǔn)面無(wú)特殊的形位公差，因此只需一次粗加工即可。 選擇精基準(zhǔn) 從各個(gè)表面的精度位置進(jìn)行分析，如圖 所示： 圖 定位加緊圖 以 B 面作為精基準(zhǔn)。該箱體結(jié)合件分為箱體和箱蓋兩部分，箱體外形面有側(cè)面 A、端面 M、底面 B，依據(jù)便于裝夾的原則及利于后續(xù)加工的原則，確定箱體底面 B 作為多道工序加工的基準(zhǔn)面。 定位分析、基準(zhǔn)選取及制定工藝路線(xiàn) 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，該零件屬于 大批大量生產(chǎn)，因此采用砂型鑄造的方法來(lái)進(jìn)行毛坯生產(chǎn)。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 2 工藝方案的擬定 梳棉機(jī)箱體結(jié)合件零件