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1、編 號 濰 坊 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 技 術(shù) 報 告 課題名稱：變速箱前蓋锪孔組合機床設(shè)計 學(xué)生姓名： 李小娟 學(xué) 號： 08011140221 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級: 08級二班 指導(dǎo)教師： 楊祖效 2012 年 5 月 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 I 摘要 組合機床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以工件特定外形和加工工藝設(shè)計的專用部件 和夾具組成的半自動或自動專用機床。它一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工 位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。組合機床兼有低成本和高 效率的優(yōu)點，在大批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，

2、并可用以組成自動生產(chǎn)線。 本課題針對變速箱殼體端面上锪孔這一特定工序而設(shè)計的一臺專用臥式組合機床。 本組合機床效率高、成本低、加工精度高和操作使用方便，同時減輕了工人的勞動強 度，提高了勞動生產(chǎn)率。 本設(shè)計中，在數(shù)據(jù)計算的基礎(chǔ)上對標(biāo)準(zhǔn)通用零件做了仔細選擇，并依據(jù)被加工零 件的結(jié)構(gòu)特點、加工部位的尺寸精度、表面粗糙度要求以及定位夾緊方式、工藝方法 和加工過程中所采用的刀具，生產(chǎn)率和切削用量情況等設(shè)計了結(jié)構(gòu)合理的組合機床。 關(guān)鍵詞：組合機床 刀具 三圖一卡 锪孔 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 II ABSTRACT Combination of more occasions is based on gen

3、eral parts, match with work piece specific shape and process design of special components and fixtures, which is composed of semi-automatic or automatic special machine. It usually adopts the multiracial, knife, processes, and multi-faceted or multistage and processing, production efficiency than g

4、eneral machine high several times or more. The combination machine has the advantages of low cost and high efficiency, in large, mass production is widely used, and the automatic production line can be used to composition. This paper introduces a special horizontal combination machine tools designed

5、 for gearbox shell holes on the surface countersinking this specific process. This modular mechanical tool has such advantages which is high efficiency. It is easy to operate because of the low cost and the processing precision. It reduces the worker’s labor intensity and it enhanced the productivit

6、y. In this design, all the standard parts selection based on the carefully data calculation, and according to the characteristics of the structure by processing components, precision machining parts size, surface roughness, and the localization way, clamping technology and processing process using t

7、ools, cutting dosages as productivity, the structure design of reasonable spindle box. Key Words：combined machine tool；Gross assembly drawing；Three graphs and one card；countersinking 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 0 目錄 中文 摘要 ..................................................................I 英文摘要 ......................

8、...........................................II 第 1 章 前言 .............................................................1 1.1 組合機床的組成 ......................................................1 1．2 組合機床的特點 .....................................................1 1.3 組合機床的發(fā)展現(xiàn)狀 ................................

9、...................1 第 2 章 工藝方案設(shè)計 ......................................................3 2．1 零件的工藝分析 .....................................................3 2.2 確定機床的配置形式 ..................................................4 2.3 組合機床主要技術(shù)參數(shù)的確定 ...........................................4 第 3 章 三圖一卡設(shè)計 .

10、.....................................................7 3.1 被加工零件工序圖 .....................................................7 3.2 加工示意圖 ..........................................................7 3.3 機床聯(lián)系尺寸圖 .....................................................10 3.3.1 動力部件的選擇 .........................

11、.........................10 3.3.2 機床的裝料高度 ..................................................11 3.3.3 多軸箱輪廓尺寸 ..................................................11 3.3.4 確定夾具輪廓尺寸 ................................................11 3.4 機床生產(chǎn)率計算卡 ....................................................12 結(jié) 論

12、...................................................................15 參考文獻 .................................................................16 致 謝 ....................................................................17 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 1 第 1章 前言 1.1 組合機床的組成 組合機床是根據(jù)工件加工需要,以大量通用部件為基礎(chǔ),配以少量專用部件組成的 一種高效專用機床。 組合

13、機床中各種部件都是具有一定獨立功能的部件，并且大都是已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系 列化和通用化的通用部件。只有多軸箱和夾具是根據(jù)工件的尺寸形狀和工藝要求設(shè)計 的專用部件，但其中絕大多數(shù)零件如夾壓元件、傳動件等也是標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。通用 部件是組合機床的基礎(chǔ)。用以實現(xiàn)機床切削和進給運動的通用部件，如各種工藝切削 頭、動力箱、動力滑臺等動力部件。用以安裝動力部件的通用部件，如底座等。 組合機床常用的通用部件有：床身（側(cè)底座） 、底座（包括中間底座和立柱底座） 、 立柱、動力箱、動力滑臺、各種工藝切削頭等。對于一些按順序加工的多工位組合機 床，還有移動工作臺或回轉(zhuǎn)工作臺。動力箱、各種工藝切削頭和動力滑臺是組合機床

14、完成切削主運動和進給運動的動力部件，其中還有可能同時完成切削主運動和進給運 動動力頭。床身、立柱、中間底座等是組合機床的支承部件起著機床的基礎(chǔ)骨架作用。 這些部件同時保證著組合機床的剛度和部件之間的精度保持性， 除了上述主要部件之外，組合機床還有各種控制部件，主要指揮機床按順序動作， 以保證機床按規(guī)定的程序進行工作。 1．2 組合機床的特點 組合機床的特點： （1) 主要用于箱體零件和復(fù)雜的孔面加工。 （2) 生產(chǎn)率高。因為工序集中，可多面、多工位、多軸、多刀同時自動加工。 （3) 加工精度穩(wěn)定。因為工序固定，可選用成熟的通用部件、精密夾具和自動工作 循環(huán)來保證加工精度的一致性。 （4）研制周

15、期短，便于設(shè)計、制造和使用維護、成本低。因為通用化、系列化、標(biāo) 準(zhǔn)化程度高，通用零部件占 70-90%，通用部件可組織批量生產(chǎn)，進行預(yù)制或外購。 （5）自動化程度較高，勞動強度低。 （6）配置靈活。因為結(jié)構(gòu)模塊化、組合化?？砂垂ぜ蚬ば蛞?，用大量通用部件 和少量專用部件靈活組成各種類型的組合機床及自動線；機床易于改裝，產(chǎn)品及工藝 變化時，通用部件一般可以重復(fù)利用。 1.3 組合機床的發(fā)展現(xiàn)狀 專用機床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機床中某些部件因重復(fù)使 用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機床。組合機床自1911年在美國研制成 功后便廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的汽車工業(yè)中，并且隨著汽

16、車工業(yè)的發(fā)展而逐步完善。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 2 組合機床是根據(jù)被加工件的工藝要求，按照工序高度集中的原則而設(shè)計的，并以系列 化 、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件而組成的專用設(shè)備，并配以專用夾 具，采用多把刀具同時進行加工。組合機床的輔助動作實現(xiàn)了自動化，具有專用、高 效、自動化和易于保證加工精度。當(dāng)被加工的零件尺寸結(jié)構(gòu)有所改進時，合機床的通 用零部件還可以重新被利用組成新的組合機床，且具有一定的柔性度。在數(shù)控設(shè)備還 沒有普及和推廣的幾十年里，它對于提高加工效率，降低對操作者的技術(shù)要求起到了 很大的作用，尤其是組合銑床和專用鉆床，在殼體類零件的加工線中應(yīng)用非常廣泛。 現(xiàn)階段組合機床

17、主要應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中，隨著組合機床加工的發(fā)展與各種生產(chǎn)管理 技術(shù)的發(fā)展與完善，組合機床在中小批量生產(chǎn)中也將得到廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用成組技術(shù)， 把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺組合機床上加工，以提高機床的利用率。 傳統(tǒng)機床只能對一種零件進行單刀、單工位、單軸、單面加工、生產(chǎn)效率低且加 工精度不穩(wěn)定，而組合機床是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，再配以少量專用 部件而組成的專用機床，具有一般專用機床結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)率及自動化程度高，易保 證加工精度的特點，又能適應(yīng)工件的變化，具有一定的重新調(diào)整、重新組合的能力。 組合機床可以對工件采用多刀、多面及多方位加工，特別適于在大批、大量生產(chǎn)中對 一種或幾種

18、類似零件的一道或幾道工序進行加工。組合機床可完成鉆、擴、鉸、鏜孔、 攻螺紋、車、銑、磨削以及滾壓等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。本課題針對變 速箱前蓋锪孔組合機床的設(shè)計，有利于提高大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率，提高加工精度穩(wěn) 定性，節(jié)約資源。 本次設(shè)計工作將設(shè)計一臺臥式變速箱前蓋锪孔組合機床（變速箱前蓋锪孔） 。因此， 目的是使設(shè)計出的機床結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、效率高、質(zhì)量好。從而選擇最佳的工藝 方案，合適地確定機床工序集中程度，合理地選擇組合機床的通用部件，恰當(dāng)?shù)慕M合 機床的配置型式，合理地選擇切削用量，以及設(shè)計高效率的夾具、工具、刀具及主軸 箱就是本次設(shè)計主要內(nèi)容。具體的工作就是要制定工藝方案，

19、進行機床結(jié)構(gòu)方案的分 析和確定，進行組合機床總體設(shè)計，組合機床的部件設(shè)計和施工設(shè)計。摘要部分，指 出了本課題的研究概況，本課題的研究方法；第 1 章是前言，主要介紹了本課題的研 究背景及意義，以及組合機床的概述。第 2、3 章是本論文的主體部分，主要給出了本 次課題研究即給變速箱前蓋锪孔組合機床的總體設(shè)計以及“三圖一卡”的繪制。在接 下去的幾個部分分別給出了通過本課題的研究之后得出的結(jié)論，并對此方向的課題進 行展望，最后表達了對學(xué)院老師特別是指導(dǎo)老師的感謝。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 3 第 2章 工藝方案設(shè)計 2．1 零件的工藝分析 被加工零件：變速箱前蓋 硬度： HB170-241

20、 材料: HT200 零件的技術(shù)要求： a 保證 8Xφ20 孔對基準(zhǔn)中心的位置度 b 水平方向孔中心到設(shè)計基準(zhǔn)的位置度要求 c 垂直方向孔中心到設(shè)計基準(zhǔn)的位置度要求 圖 2.1 零件圖 (+0.27) 技 術(shù) 要 求1.消 除 內(nèi) 應(yīng) 力2未 注 明 的 鑄 造 圓 角 R3-53鑄 件 不 允 許 自 裂 紋 氣 孔 縮 松 砂 眼 等 缺 陷4全 部 螺 孔 倒 角 至 螺 孔 外 徑5.全 部 字 體 高 度 為 2毫 米6去 毛 刺 銳 邊7非 加 工 面 涂 防 銹 漆 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 4 本課題是針對變速箱殼體端面上锪孔這一特定工序而設(shè)

21、計的一臺組合機床。工藝 分析是設(shè)計組合機床最重要的一步，正確選擇加工用定位基準(zhǔn)是確保加工精度的重要 條件，同時也有利于實現(xiàn)最大限度的集中工序，從而實現(xiàn)減少機床臺數(shù)的效果。 （1)锪孔工藝方法能達到的精度及表面粗糙度 锪孔：在 φ11 毫米鑄件鉆孔工序之后加工底孔或螺紋孔，精度可達 IT9～IT10， 表面粗糙度 Ra3.2～6.3 微米。 （2)定位基準(zhǔn)及夾壓點選擇 根據(jù)圖 2-1 所示的零件圖，選擇底面和兩側(cè)面分別進行定位，限制了六個方向的 自由度，底面采用支承板來進行定位，限制了 X、Y 方向的移動和 Z 方向的轉(zhuǎn)動。兩側(cè) 面用薄短板進行定位，通過調(diào)節(jié)螺紋來夾緊，此時限制了 X、Y

22、 方向的轉(zhuǎn)動和 Z 方向的 移動。 此種定位方式簡便地限制工件的六個自由度，是工件獲得穩(wěn)定可靠的定位；有同 時加工零件五個表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度； 保證零件整個工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的積累誤差，有利于保證 零件加工精度；易于實現(xiàn)自動化定位、夾緊。 2.2 確定機床的配置形式 根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點、工藝要求、生產(chǎn)率要求及工藝方案等，可大體確定采用哪 種配置形式的機床。滿足同樣要求，可有多種配置方案。在確定機床配置形式和結(jié)構(gòu) 方案時，首先要考慮如何穩(wěn)定地保證零件的加工精度。 固定式夾具單工位組合機床可達到的加工精度最高；移動（或回轉(zhuǎn)）式夾具多工

23、 位組合機床，因存在移位、定位誤差，其加工精度一般比固定式夾具低。 單工位組合機床可以從單面或同時從幾個方面對工件進行加工。各種形式的單工 位組合機床具有固定的夾具。通?？梢园惭b一個工件特別適合于大中型零件的加工。 本設(shè)計題目只進行锪孔加工，基于這點考慮，所以采用單工位組合機床是合適的。 機床的配置型式主要有臥式和立式兩種。臥式組合機床床身由滑座、側(cè)底座及中 間底座組合而成。其優(yōu)點是加工和裝配工藝性好，無漏油現(xiàn)象；同時，安裝、調(diào)試與 運輸也都比較方便；而且，機床重心較低，有利于減小振動。其缺點是削弱了床身的 剛性，占地面積大。立式組合機床床身由滑座、立柱及立柱底座組成。其優(yōu)點是占地 面積小，自

24、由度大，操作方便。其缺點是機床重心高，振動大。根據(jù)工作要求，孔中 心線與定位基面平行，所以采用臥式固定夾具單工位組合機床。 2.3 組合機床主要技術(shù)參數(shù)的確定 （1） 切削用量的確定 組合機床常采用多刀多刃同時切削，為盡量減少換刀時間和刀具的消耗，保證機 床的生產(chǎn)率和經(jīng)濟效果，選用的切削用量應(yīng)比通用機床單刀加工時低 30%左右。組合機 床通常用動力滑臺來帶動刀具進給。因此，同一滑臺帶動的多軸箱上所有刀具（除絲 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 5 錐外）的每分鐘進給量相同，即等于滑臺的工進速度。锪端面要求切削速度低而進給 量比鉆孔還小。 在通孔 φ11 上锪平面，所以可以采用同樣的主軸和刀具使得所有

25、刀具的每分鐘進 給量相同。 根據(jù)《組合機床設(shè)計簡明手冊》表 6-13 查的： 切削速度 V=8～12 m/min 每轉(zhuǎn)進給量：f=0.15～0.3 mm/r 通過查閱得： HT200 的硬度為：HB=170～241 ;取 HB＝HBmax-1/3(HBmax-HBmin)=217 HBS 因此，取切削用量為：v=8 m/min f=0.2 mm/r (2)確定切削力、切削扭矩、切削功率 根據(jù)選定的切削用量，確定切削力，作為選擇動力滑臺及夾具設(shè)計的依據(jù)；確定 切削扭矩，用以確定主軸及其他傳動件（齒輪、傳動軸等）的尺寸；確的切削功率， 用以選擇主傳動電機（動力箱電機）功率；確定

26、刀具耐用度，用以驗證所選刀具是否 合理。 通過生產(chǎn)實踐及試驗研究成果，硬質(zhì)合金刀頭在灰鑄鐵材料上锪孔的切削力 F、切 削扭矩 T、切削功率 P 的計算公式如下。 1）切削力 F、切削扭矩 T、切削功率 P 的計算公式： 式（2-1） 式（2-2） 式（2-3） 式（2-4） 式中： —軸向切削力（N） ； —圓周力（N） ；xFzF —每齒進給量（mm／z） ； —切削深度（m

27、m） ； fa pa T—切削轉(zhuǎn)矩（Nmm） ； v—切削速度（m／min） ； HB—布氏硬度； Z—刀具齒數(shù)； D—加工直徑（mm） ； P—切削功率（KW） ； 根據(jù)箱體零件圖，在加工完的通孔上锪 φ20 的孔，孔的深度是 2mm. 根據(jù)刀具直徑和工件、刀具材料，v=(8～12) m/min,f=(0.15～0.3) mm/r，取 v=8 0.50.50.651.732zfpHBZav???????0.30.371.48xfpF??????zvP6120?0.651.7ZfpTDa工 均 濰

28、坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 6 m/min 、f=0.2mm/r。 由每轉(zhuǎn)進給量可得每轉(zhuǎn)進給量 =0.1mm/z， =2mm，Z=2，HB=217fapa 由公式 2-1 得： 由公式 2-2 得： 由公式 2-3 得： 由公式 2-4 得： 電機功率： 2KW（ ）/P????電 8.0 總軸向力： 6131.2N8F 2）初定主軸轉(zhuǎn)速 3）滑臺每分鐘進給量的計算 由《組合機床設(shè)計》 fvn?? 式中：n—主軸轉(zhuǎn)速（r／min） f—主軸進給量（mm／r） —滑臺每分鐘進給量（mm／min）fv 4）主軸直徑

29、的確定 由《組合機床設(shè)計》表 3-19 軸能承受的扭矩計算： 式（2-??140dBT? 5） 式中： d—軸的直徑（ mm） ； T—軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.mm ） ； B—系數(shù)。 B 與扭矩角 [φ]有關(guān)，當(dāng)為剛性主 軸時，B=7.3 取 d=30mm 0.50.50.651.723267.48zF N?????????????0.30.371.421826.2x ??????76.42.1KW?1127.3/minrd???0.651.730.230TNm??? 127.305.46/minfv????1426.m 濰坊

30、學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 7 第 3章 三圖一卡設(shè)計 3.1 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)計的組合機床上完成的工藝 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)、加緊部 位以及被加工零件材料，硬度和在本機床加工前的加工余量等情況的圖樣。它是組合 機床設(shè)計的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗機床精度的重要技術(shù)文件。被加 工零件工序圖是在被加工零件圖基礎(chǔ)上，突出本機床或自動線的加工內(nèi)容，并作必要 的說明而繪制的。 被加工零件的主要內(nèi)容包括： 被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序○ 1 機床設(shè)計有關(guān)部件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。 本工序所選用的定位

31、基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方○ 2 向。以便據(jù)此進行夾具的支承、定位、技術(shù)要求。 注明被加工零件的名稱、編號、○ 3 材料、硬度以及加工部位的余量。 被加工零件工序圖如所示： 圖 3.1 加工零件的工序圖 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 8 3.2 加工示意圖 加工示意圖是在工藝方案和機床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的。是表達工藝 方案具體內(nèi)容的機床工藝方案圖。它是設(shè)計刀具、輔具、夾具、多軸箱和液壓、電氣 系統(tǒng)以及選擇動力部件、繪制機床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對機床總體布局和性 能的原始要求；也是調(diào)整機床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。 加工示意圖，要反映機床的加工過程和加工方法，刀具尺寸及加工尺寸，主軸尺 寸

32、及伸出長度，主軸、刀具、工件間的聯(lián)系尺寸等。加工示意圖應(yīng)繪制成展開圖，其 繪制順序是：首先按比例繪制工件的外形及加工部位的展開圖，加工示意圖還要繪制 出工件加工部位的圖形。加工示意圖還要考慮一些特殊要求（如工件抬起、主軸定位、 危險區(qū)等） 。決定動力頭的工作循環(huán)及行程。最后，選擇切削用量及附加必要的說明。 在加工示意圖在標(biāo)注的內(nèi)容有： 1）機床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。 2）工件、夾具、刀具及多軸箱之間的相對位置及其聯(lián)系尺寸。 3) 主軸的結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長度；刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸；導(dǎo)向裝置、 攻螺紋靠模裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向裝置的配合，刀具、主軸之間連接方

33、式。 加工示意圖表示被加工零件在機床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及工 件、夾具、刀具等機床各部件間的相對位置關(guān)系，刀具、導(dǎo)向套間的配合，刀具、接 桿、主軸之間的連接方式及配合尺寸，機床的工作行程及工作循環(huán)等。 （1） 刀具的選擇 圖 3.2 加工示意圖 刀具選擇要考慮工件加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生產(chǎn)率要求等因 素。一般孔加工刀具其直徑選擇應(yīng)與加工部位尺寸，精度相適應(yīng)。查《組合機床設(shè)計 參考圖冊》 由 D=20mm 選取如圖所示的莫式錐度號為 2 的锪刀。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 9 L快 退 圖 3.3 锪刀圖 1） 接桿的選擇 由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表 3-

34、6 主軸外伸尺寸 L=115mm 查《組合機床設(shè)計》圖 4-104 可得，接桿參數(shù) 接桿號 8 D=38 mm D1=30mm L1=110mm L2=70mm 2) 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 組合機床锪平面時，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證的。導(dǎo) 向裝置的作用是：保證刀具相互間的正確位置；保證刀具相對工件的正確位置；提高 刀具系統(tǒng)的支承剛性。 （2） 動力部件工作循環(huán)的確定 動力部件的工作循環(huán)是指：加工時動力部件從原始位置開始運動到加工終了位置 又返回原始位置的動作過程。包括快速引進，工作進給，快速退回等動作。有時還有 中間停止、多次往復(fù)進給、跳躍進給

35、、死擋鐵停留等特殊要求，這是根據(jù)具體的加工 工藝需要確定的。 工作進給長度 應(yīng)等于工件加工部位長度與刀具切入長度 和切出長度 之和，L工 1L2 切入長度應(yīng)根據(jù)工件端面的誤差情況在 5-10mm 之間選擇。在本設(shè)計中的工作進給長度 為 =26mm，L工 快速進給是指動力部件把多軸箱連同刀具從原始位置送進到工作進給開始位置， =180mm?？焖偻嘶亻L度等于快速引進與工作進給長度之和， =206mm?？?進 動力部件總行程長度除了應(yīng)保證要求的工作循環(huán)工作行程外，還要考慮裝卸和調(diào) 整刀具方便，即前后備量?？傂谐?206+44=250mm。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 10 圖 3.4 工作循環(huán)圖 3.

36、3 機床聯(lián)系尺寸圖 機床聯(lián)系尺寸總圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的 主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。是用來表示機床的配置型式， 主要構(gòu)成級各部件安裝位置、相互聯(lián)系、運動關(guān)系和操作方位的總體布局圖。 3.3.1 動力部件的選擇 組合機床的動力部件是配置組合機床的基礎(chǔ)。它主要包括用以實現(xiàn)刀具主軸旋轉(zhuǎn) 主運動的動力箱，各種工藝切削用頭及實現(xiàn)進給運動的動力滑臺。 影響動力部件選擇的主要因素為：切削功率、進給力、進給速度、行程、多軸箱 輪廓尺寸、動力滑臺的精度和導(dǎo)軌材料。 具體動力部件的選擇： （1） 選擇動力箱 由 2KW 查《組合機床設(shè)計簡明手

37、冊》表 5-40 選擇動力箱為 TD32，電/P????電 動機型號為 Y112M-6，功率為 2.2KW，電動機轉(zhuǎn)速為 940r／min，動力箱輸出轉(zhuǎn)速為 470r／min。 （2） 選擇動力滑臺 由《組合機床設(shè)計》表 2-3 液壓滑臺與附屬部件、支撐部件配套表 ，總軸向力： 6131.2N<12500N，根據(jù)所需的最小進給速度、工作行程、結(jié)合多軸箱輪廓8F? 尺寸，考慮工作穩(wěn)定性，選用 HY32A-1 系列液壓滑臺，具體液壓滑臺的主要技術(shù)參數(shù) 見下表 3.1： 表 3.1 型號 臺面寬 臺面長 行程 進給力 快進速度 最小進給 量 HY32A-1 320 m 630 400m125

38、00N10 /min25 /i 根據(jù) HY32A-1 系列液壓滑臺，選擇該系列滑臺的附屬部件、支承部件以及配套設(shè)施 部件，經(jīng)過查《組合機床設(shè)計簡明手冊》可知，如下表 3.2 所示： 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 11 表 3.2 部件 型號 行程 立柱 滑臺側(cè)底座 立柱側(cè)底座 1HY32 1HY32M 1HY32G ⅠA ⅠB ⅡA ⅡB 400 630 1CL32 1CL32M 1CC321 1CC322 1CC321M 1CC322M 1CD321 1CD322 1CD321M 1CD322M 3.3.2 機床的裝料高度 裝料高度是指上個工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。我國過去設(shè)計組合機床 一

39、般取裝料高度 H=850 。為提高通用部件及支撐部件的剛度并考慮自動線設(shè)計時中m 間底座內(nèi)安裝夾具輸送、冷卻排屑裝置，新頒布的組合機床標(biāo)準(zhǔn)推薦裝料高度 H=1060 ，與國際標(biāo)準(zhǔn)（ ISO）一致。在現(xiàn)階段，設(shè)計組合機床時，裝料高度視具體情況在m H=850 ～1060 之間選取。本機床裝料高度取 H=925 。m 3.3.3 多軸箱輪廓尺寸 標(biāo)準(zhǔn)通用鉆、鏜類多軸箱的厚度是一定的、臥式為 325mm，因此，確定多軸箱尺寸， 主要是確定多軸箱的寬度 B 和高度 H 及最低主軸高度 多軸箱寬度 B、高度 H 的大小1h 主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式確定：

40、 式（3-1）1b2?? 式（3-2）=h+ 式中 —工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離，單位為 mm；b —最邊緣主軸中心至箱體外壁距離，單位為 mm；1 —工件在高度方向相距最遠的兩孔距離，單位為 mm；h —最低主軸高度，單位為 mm。1 已知 =216mm， =220mm，推薦 ﹥70～100mm。故取 =80mm，即bh1b1b =216+280=376mm。推薦 ﹥85～140mm， =220+90+80=390mm，由此按通用箱體系B1H 列尺寸標(biāo)準(zhǔn)，選定多軸箱輪廓尺寸，實例 =400mm400mm。B? 3.3.4 確定夾具輪廓

41、尺寸 根據(jù)工件尺寸和形狀，考慮工件的定位件、夾緊機構(gòu)、刀桿導(dǎo)向裝置的要求空間； 并應(yīng)滿足排屑和安裝的需要。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 12 夾具底座的輪廓尺寸由與之配合的滑臺底座輪廓尺寸，工件的輪廓尺寸形狀，具 體結(jié)構(gòu)為：寬為 260mm,高為 280mm。 機床聯(lián)系尺寸總圖如下圖所示： 圖 3.5 機床聯(lián)系尺寸圖 3.4 機床生產(chǎn)率計算卡 根據(jù)選定的工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快速及工進 速度等，可以編制生產(chǎn)率計算卡，生產(chǎn)率計算卡反映機床加工過程，完成每一動作所 需時間、切削用量、機床生產(chǎn)率及機床負荷率等。它是用戶驗收機床生產(chǎn)效率的重要 依據(jù)。 （1）理想生產(chǎn)

42、率 Q 理想生產(chǎn)率 Q 是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng) A 所要求的機床生產(chǎn)率。它與全年工時總數(shù) 有kt 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 13 2f LLTtttvfkv???快 進 快 退切 移 輸 停 裝單 （ +） (+)關(guān)，一般情況下，單班制 取 2350h，兩班制取 4600h，產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)：60000 臺/年kt則 ： 式(3-3)（2）實際生產(chǎn)率 1Q 實際生產(chǎn)率 是指所設(shè)計機床每小時實際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。即 式(3-4） 式中 —生產(chǎn)一個零件所需T單時間 （min）, 式(3-5) 式中 —第 II 工作進

43、給長度，單位為 mm；2L —第 II 工作進給量，單位為 mm/min；fv —擋鐵停留時間，單位為 min；t停 —分別為動力部件快進、快退行程長度，單位為 mm；快 進 快 退、 —動力部件快速行程速度。用液壓部件時取 3～10m/min；fkv —直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進行一次工位轉(zhuǎn)換時間，一般取 0.1mm；t移 —工件裝卸時間，通常取 0.5～1.5min。裝 卸 經(jīng)過計算算出： =2.765minT單 可得: Q=60000/4600=13.04 件/h =60/2.765=21.70 件/h1Q （3）機床

44、負荷率 ?負 式（3-6） 自動線負荷率為 0.6～0.7，經(jīng)過計算得出 =61%。組合機床生產(chǎn)率計算卡如表 3.3?負 所示： 160T?單kAt? 1?負 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 14 表 3.3 生產(chǎn)率計算卡 圖號 ZC-05 毛坯種類 鑄件 名稱 變速箱前蓋 毛坯重量 被加 工零 件 材料 HT200 硬度 170～241HBS 工序 名稱 锪孔 工序號 工時(min) 序 號 工 步 名 稱 加 工 零 件 數(shù) 加 工 直徑 （mm ） 加工 長度 （mm ） 工作 行程 （mm ） 切削速 度 （m/mi n） 轉(zhuǎn)速 (r/mi

45、 n) 進給 量 (mm/ r) 進給速 度 (mm/mi n) 機 加 工 時 間 輔助 時間 共 計 1 裝 卸 工 件 1 1.5 1.5 2 滑 臺 快 進 180 3000 0.0 6 0.1 0.1 6 3 多 軸 箱 工 進 2 26 8 127.3 0.20 25.46 1.0 2 1.0 2 4 滑 臺 快 退 206 0.069 0.016 0.0 85 總計 2.765 單件工時 2.765備 注 裝卸工件時間取決于操作者的熟練程度，本機床計算 時取 1.5min 機床生產(chǎn)率 21.7 件 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 15 /小時 機床負荷率 61% 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計主

46、要是進行變速箱前蓋锪孔組合機床設(shè)計。在短短的幾個月的時間 中，主要進行了資料收集、組合機床總體設(shè)計、夾具設(shè)計、圖紙繪制、論文撰寫等工 作。 經(jīng)過這次為期三個月的畢業(yè)設(shè)計，讓我對計算機繪圖的使用更加熟練，把大學(xué)四 年中所學(xué)的東西又鞏固了一遍，使我對機床的結(jié)構(gòu)工藝分析、機床配置形式的確定、 切削用量及刀具的選擇以及組合機床的總體設(shè)計有了更加深刻的理解，且能比較全面 的綜合運用機械加工工藝及機床夾具設(shè)計的理論和實踐知識，能根據(jù)被加工零件的技 術(shù)要求，運用零件制造的基本工藝路線和方法，學(xué)會擬訂機床床頭箱的加工工藝路線， 完成箱體的加工、夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并且對有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料有了一 定的熟

47、悉，也重新鞏固了識圖、制圖和編寫技術(shù)文件等的基本技能。更加全面的復(fù)習(xí) 了機械方面的專業(yè)知識，加強鍛煉獨立思考的能力和自己動手的能力。綜合運用機械 制造工藝學(xué)課程和其它相關(guān)課程的知識,分析和解決機械加工問題,進一步鞏固、加深 和拓寬所學(xué)的知識。掌握了如何根據(jù)一個零件確定加工方法以及加工零件所需設(shè)備的 設(shè)計，同時對統(tǒng)籌協(xié)調(diào)一項設(shè)計任務(wù)有了更深入的了解。 設(shè)計的機床，保證了加工孔的生產(chǎn)質(zhì)量，提高了工效，加工成本大幅下降。本項 工作還有許多值得完善的地方，例如：裝夾、定位由人工完成，效率較低；自動化程 度有待提高等問題。這些問題通過改進設(shè)計、完善工藝、現(xiàn)場的不斷實踐、總結(jié)，必 將會得到進步的提高。 濰

48、坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 16 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 17 參考文獻 [1]大連組合機床研究所.組合機床設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，1956. [2]大連組合機床研究所.組合機床設(shè)計講義[M].北京：機械工業(yè)出版社，1963. [3]金振華.組合機床及其調(diào)整與使用[M].北京：機械工業(yè)出版社，1993. [4]李慶余,張佳.機械制造裝備設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.8 [5]謝家瀛.組合機床設(shè)計簡明手冊（第一版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.8 [6]大連組合機床研究所編.組合機床設(shè)計參考圖冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1975

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