【正文】 ，以及外殼表面5。2機(jī)床設(shè)計(jì)總體方案隨著社會(huì)的進(jìn)步，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種產(chǎn)品內(nèi)部及產(chǎn)品之間的競(jìng)爭(zhēng)日益加強(qiáng)，這使得產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家都設(shè)法降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。 目前存在的主要問題在加工通孔、止口以及兩側(cè)表面的零件時(shí)，尤其批量生產(chǎn)中，傳統(tǒng)車削加工效率方法是應(yīng)用車鏜削專機(jī)一次將孔和側(cè)端面加工完；翻過來二次裝夾加工另側(cè)表面。一方面,加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,提高組合機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率。該單元是一種高效、高精度與高柔性的數(shù)控機(jī)床,機(jī)床有5 個(gè)坐標(biāo),交換托板尺寸為800 mm 800 mm ,刀庫容量60 ,120 ,180 任選,箱庫容量12 個(gè),能在一次裝夾下成銑、鉆、鉸、攻絲、鏜孔、鏜車等工序的單軸加工和多軸加工,適合中大批量生產(chǎn)規(guī)模的箱體零件和成組雜件的加工,也適用于中小批量多品種零件的生產(chǎn)。該線采用多種先進(jìn)技術(shù):可控扭矩夾緊扳手、氣浮輸送、電液比例閥、高精度空心錐柄接桿、高密度材料鏜桿、數(shù)控精密十字滑臺(tái)、分布式控制系統(tǒng)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、故障診斷及顯示系統(tǒng)、大流量冷卻排屑和全封閉防護(hù)系統(tǒng),節(jié)拍38 s。 mm , 表面粗糙度Ra 0. 8μm ,節(jié)拍時(shí)間26 s (2 件) ,采用交流伺服滑臺(tái),HSK 接桿,主軸帶中孔冷卻液通道,全封閉防護(hù)?，F(xiàn)僅就近幾年大連組合機(jī)床研究所研制的組合機(jī)床及其自動(dòng)線對(duì)目前我國(guó)組合機(jī)床及其自動(dòng)線裝備技術(shù)的基本情況進(jìn)行說明： 　壓縮機(jī)外支撐八工位回轉(zhuǎn)工作臺(tái)組合機(jī)床(1)為某冰箱壓縮機(jī)廠提供的ZHS 1283 冰箱壓縮機(jī)外支撐八工位回轉(zhuǎn)工作臺(tái)組合機(jī)床,見圖1。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大,并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。由于專用機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品,是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的,它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。專用機(jī)床的分類繁多,有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床,有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式,還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)式組合機(jī)床等。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用,因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 概述 本課題研究的目的電動(dòng)機(jī)外殼加工專用機(jī)床的設(shè)計(jì)主要用于加工鋁合金材料的壓鑄件電動(dòng)機(jī)外殼的毛坯，通常是在普通機(jī)床上進(jìn)行加工，裝夾和測(cè)量麻煩，不但加工時(shí)間廠，效率低，而且制造誤差大，生產(chǎn)成本高，本設(shè)計(jì)的目的是使機(jī)床的結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)化，降低機(jī)床購買成本，提高生產(chǎn)效率，從而降低零件的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 本設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀專用機(jī)床是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。我國(guó)傳統(tǒng)的主用機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制,它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件(近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額) ,完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔,加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái),在孔內(nèi)鏜各種形狀槽,以及銑削平面和成形面等。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,一種新型的組合機(jī)床———柔性專用機(jī)床越來越受到人們的青睞,它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換,配以可編程序控制器( PLC) 、數(shù)字控制(NC) 等,能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的專用機(jī)床。我國(guó)專用機(jī)床及專用機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后,國(guó)內(nèi)所需的一些高水平專用機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。因此,市場(chǎng)要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝,研制新產(chǎn)品,由過去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu),向“柔性”化方向發(fā)展,滿足用戶需求,真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。鏜孔精度 mm 177。(2) ZHS XU86 凸輪軸軸承蓋加工自動(dòng)線是為某汽車公司研制的用于30 萬輛轎車生產(chǎn)的高精度、高生產(chǎn)率、多品種數(shù)控自動(dòng)線, 。 　ZHS XU86 凸輪軸軸承蓋加工自動(dòng)線(3) UD80 型換刀換箱柔性加工單元, 。 　UD80 型換刀換箱柔性加工單元上述專用機(jī)床代表了目前我國(guó)專用機(jī)床裝備較高的技術(shù)水平,但隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和對(duì)產(chǎn)品需求的提高,高精度、高生產(chǎn)率、柔性化、多品種、短周期、數(shù)控專用機(jī)床及其自動(dòng)線正在沖擊著傳統(tǒng)的組合機(jī)床行業(yè)企業(yè),因此專用機(jī)床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組合機(jī)床加工精度、組合機(jī)床柔性、組合機(jī)床工作可靠性和組合機(jī)床技術(shù)的成套性為主攻方向。另一方面,進(jìn)一步發(fā)展新型部件,尤其是多坐標(biāo)部件,使其模塊化、柔性化,適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場(chǎng)需求。工件在實(shí)際加工中二次裝夾導(dǎo)致加工精度低，效率低下。在這種情況下，針對(duì)要求設(shè)計(jì)一套電動(dòng)機(jī)外殼內(nèi)孔、止口及端面加工的專用機(jī)床，所以本設(shè)計(jì)主要是為了通過盡量簡(jiǎn)化機(jī)床的結(jié)構(gòu)和減少機(jī)床附件來減少機(jī)床的制造成本，從而達(dá)到降低電機(jī)外殼生產(chǎn)成本的目的。其具體加工要求如下 ：(1) 需要加工的5個(gè)表面均不在同一個(gè)加工平面，而設(shè)計(jì)要求在一次裝夾的情況下完成工件的加工過程，因此，需要采用多工位刀具加工，使左端面和止口以及內(nèi)孔通過一次走刀過程完成加工，然后再使右邊的止口和端面同時(shí)完成加工。(3) 被加工表面的尺寸及位置精度為：1） 兩端面5的最小距離為mm；2） 兩止口3的最小尺寸要求為mm；3） 內(nèi)孔1的尺寸要求為mm；。 加工零件簡(jiǎn)易圖 機(jī)床設(shè)計(jì)方案的確定 擬定工藝方案的對(duì)比在開始本設(shè)計(jì)之前擬定了三套設(shè)計(jì)方案，其具體內(nèi)容如下：（1）在加工通孔、止口以及兩側(cè)表面的零件時(shí)，尤其批量生產(chǎn)中，傳統(tǒng)車削加工效率方法是應(yīng)用車鏜削專機(jī)一次將孔和側(cè)端面加工完；翻過來二次裝夾加工另側(cè)表面。（2）采用雙動(dòng)力頭車床，通過兩床頭機(jī)座的軸向進(jìn)給來完成切削進(jìn)給，這樣使得機(jī)床必須具備兩個(gè)能在導(dǎo)軌上實(shí)現(xiàn)軸向運(yùn)動(dòng)的主軸箱，一方面，這樣的結(jié)構(gòu)為保證電機(jī)外殼止口的同軸度要求，將會(huì)對(duì)導(dǎo)軌的平行度直線度等形位誤差提出更高的要求；另一方面，還要給兩個(gè)主軸箱提供軸向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置。（3）采用參照6140車床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造而成的簡(jiǎn)易車床進(jìn)行加工，整個(gè)加工過程都是由裝夾工件的拖把的進(jìn)給來完成，機(jī)床的切削主軸分為前鏜頭和后鏜頭兩部分組成，兩鏜頭以及鏜桿上的鏜刀都需要比較高的安裝精度，直接通過安裝精度來保證零件的加工精度。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是使機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡(jiǎn)化，降低了制造費(fèi)用，保證了較高的加工效率，不足之處是機(jī)床在安裝時(shí)對(duì)安裝的技術(shù)要求較高。綜合各方面的設(shè)計(jì)要求，最后確定采用第三套方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。本專用機(jī)床是用來加工材料為鑄鋁合金的電機(jī)外殼，根據(jù)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》查得滿足設(shè)計(jì)要求加工精度的切削速度為200~400m/min，此設(shè)計(jì)選擇的切削速度為300m/min。由于轉(zhuǎn)速對(duì)零件加工精度的影響并不是很大，所以我采用平均速度來設(shè)計(jì)此專用機(jī)床： 取整數(shù)，則。 進(jìn)給量的確定 專用機(jī)床的切削進(jìn)給量是由所加工材料的性能和加工精度所決定的，根據(jù)《切削用量手冊(cè)》—,。 ——背吃刀量mm； ——背吃刀量指數(shù)； ——切削進(jìn)給量mm/r； ——進(jìn)給量指數(shù)； ——切削速度m/min； ——總修正系數(shù)。根據(jù)加工要求取背吃刀量為1mm，將數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算得：主切削力=，切削功率=。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》查得=、=、=，則主傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)效率為： (4) 電動(dòng)機(jī)的選擇:由于在切削過程中存在三把刀同時(shí)工作進(jìn)給的情況，以及考慮切削過程中的不穩(wěn)定因素，需要對(duì)電機(jī)的功率加上一安全系數(shù)，取安全系數(shù)S=，計(jì)算得總功率為： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，根據(jù)Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)（IP44）（摘自JB/T9616—1999），取電動(dòng)機(jī)的額定功率為4KW；選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y112M—4；其主要參數(shù)為；滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min。為滿足工作性能要求，主傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)包括如下幾個(gè)組成部分： 主傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖(1) 固定傳動(dòng)比結(jié)構(gòu)在電動(dòng)機(jī)和第I軸之間采用V帶連接；在第I軸和第二軸之間采用齒輪傳動(dòng)，并且通過這對(duì)齒輪實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)向的改變。(3) 主軸部件該機(jī)床的主軸部件包括主軸、主軸支撐和安裝在主軸上的傳動(dòng)件例如齒輪和鍵等零件。(5) 操作機(jī)構(gòu)機(jī)床的起停、變速都需要通過相應(yīng)的操縱機(jī)構(gòu)，才能達(dá)到應(yīng)有的功能。(6) 潤(rùn)滑與密封裝置為保證上述各種傳動(dòng)元件和機(jī)構(gòu)的正常工作，應(yīng)設(shè)有良好的潤(rùn)滑與密封裝置，防止出現(xiàn)三漏現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，必須滿足以下基本要求：1) 機(jī)床的主軸應(yīng)有足夠的轉(zhuǎn)速范圍和變速級(jí)數(shù)；2) 機(jī)床的動(dòng)力源和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都需要保證傳遞足夠功率和扭矩，并且要求傳動(dòng)效率較高；3) 機(jī)床的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，特別是主軸都需保證足夠的精度、剛度、抗振性能，并且要求溫升較低和熱變形較小；4) 機(jī)床的操作和控制需要靈活、輕便和安全可靠，機(jī)床的調(diào)整維修要求簡(jiǎn)單方便，機(jī)床噪音小，以保證工人生產(chǎn)的正常條件；5) 機(jī)床的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、緊湊、制造方便、成本低；6) 機(jī)床的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率方面的要求，應(yīng)該合理的滿足。則滑移齒輪兩部分的傳動(dòng)比分別為： 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)在同樣的張緊力下，V帶傳動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦力大于平帶傳動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦力，且摩擦力大，帶傳動(dòng)所傳遞的功率就大，故V帶傳遞的功率比平帶大得多，或者說，在同樣的功率下，V帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊。V帶型號(hào)的選擇是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的輸入輸出轉(zhuǎn)速和傳遞功率等方面因素并參考普通V帶選型圖選擇普通V帶的帶型為A型，傳動(dòng)基準(zhǔn)長(zhǎng)度取為1800mm。 齒輪齒數(shù)的確定在確定傳動(dòng)系統(tǒng)中各傳動(dòng)副的齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：(1) 齒輪的齒數(shù)和不能太大，以免齒輪尺寸過大而引起機(jī)床結(jié)構(gòu)增大。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，最小Zmin≥17。為使選用的齒輪標(biāo)準(zhǔn)化，在計(jì)算齒數(shù)的過程中對(duì)傳動(dòng)比進(jìn)行了修正，其修正后的傳動(dòng)比為：；同時(shí)因?yàn)閭€(gè)齒輪副的速度變化不大，受力情況相差不大，故允許采用同一模數(shù)，且各對(duì)齒輪的齒數(shù)和也也相等。布局的形式大致有兩種：一是集中傳動(dòng)式布局，變速系統(tǒng)的全部變速機(jī)構(gòu)和主軸部件都安放在同一變速箱內(nèi)；另一種是分離傳動(dòng)式布局，主要變速機(jī)構(gòu)和主軸部件分別裝在變速箱和主軸箱兩個(gè)箱體內(nèi)，中間用皮帶、鏈條或其他方式傳動(dòng)。這種布局的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，主軸和全部傳動(dòng)元件都安裝在一個(gè)箱體內(nèi)，便于集中操縱；箱體數(shù)目少，便于調(diào)整維修。 (2) 變速機(jī)構(gòu)的類型變速機(jī)構(gòu)的類型選擇，主要取決于機(jī)床的性能和使用條件。這種變速機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊。其缺點(diǎn)是變速箱的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，軸向尺寸較大，不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速。3) 皮帶塔輪變速機(jī)構(gòu)多半是用于中心距不變的兩軸之間，以皮帶聯(lián)接兩個(gè)可以反向安裝的塔輪所組成，在磨床上使用較多，臺(tái)式鉆床也常用這種機(jī)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中，機(jī)床主軸只需要兩種輸出轉(zhuǎn)速，因此，在變速機(jī)構(gòu)中采用滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，從而使主軸箱的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，操作方便。其基本要求是方便省力，操作安全可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并能傳遞足夠的扭矩。當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率較大時(shí)，由于啟動(dòng)電流很大，電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重，同時(shí)由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，傳動(dòng)件不易迅速停止，這時(shí)可在傳動(dòng)鏈中設(shè)置離合器來實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的啟停，且離合器可以在電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)主運(yùn)動(dòng)的啟動(dòng)或停止，從而減少電動(dòng)機(jī)的開停次數(shù)。電動(dòng)機(jī)開停主要用于每個(gè)工段之間人員休息和機(jī)器修整時(shí)切斷主電源；離合器開停裝置主要用于兩種主軸轉(zhuǎn)速之間的切換，同時(shí)本設(shè)計(jì)中采用電磁離合器。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第3卷，選擇離合器的型號(hào)為：DLM10(EKE)系列有滑環(huán)濕式多片電磁離合器，規(guī)格為6A/6AG的離合器。因此，軸承類型的初步選擇是根據(jù)軸頸尺寸和安裝空間確定的。然后在根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的軸承的承載能力、速度特性、運(yùn)轉(zhuǎn)精度等方面的因素最終確定軸承的具體型號(hào)。根據(jù)軸的強(qiáng)度估算，兩軸的軸頸處直徑取為50mm和70mm，所以兩端選用的軸承分別為30305和30210的圓錐滾子軸承。傳動(dòng)系統(tǒng)的軸Ⅲ是機(jī)床的主軸，承受的主要是載荷除自身的重力、彎曲應(yīng)力和不平衡作用力外，還有來自切削運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的軸向力。根據(jù)主軸的剛度和刀具安裝尺寸等設(shè)計(jì)要求的要求，取軸的軸頸70mm，另一端為85mm，為承受軸向進(jìn)給切削力的作用，兩端軸承型號(hào)選為32214和32217的圓錐滾子軸承。潤(rùn)滑時(shí)保證機(jī)床正常工作不可缺少的條件。常用的潤(rùn)滑脂有鈣基潤(rùn)滑脂和鈉基潤(rùn)滑脂兩種。所以潤(rùn)滑脂主要用于中、低速傳動(dòng)件，外露的齒輪及不易密封的立式主軸等。潤(rùn)滑油多用于機(jī)床部件和零件的相對(duì)速度較快的條件下，不同的速度和所承受的壓力可以選擇不同粘度的潤(rùn)滑油。普通機(jī)床上廣泛采用