CPQ-1叉車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼體加工工藝及夾具設(shè)計(jì)含6張CAD圖,cpq,叉車(chē),驅(qū)動(dòng),殼體,加工,工藝,夾具,設(shè)計(jì),cad 1 CPQ-1 叉車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼體加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 摘 要 零件的加工工藝在機(jī)械加工中占有很重要的地位，零件工藝編制得是否合 理，直接關(guān)系到零件最終是否能達(dá)到到質(zhì)量要求;同時(shí)夾具的設(shè)計(jì)也很重要，它 關(guān)系到能否提高其加工效率的問(wèn)題。因此零件的加工工藝編制和夾具的設(shè)計(jì)在 機(jī)械加工中就由為重要。 箱體的加工表面主要就是孔和外圓表面。外圓表面加工通常選擇車(chē)削和磨 削?？准庸し椒ㄏ鄬?duì)來(lái)說(shuō)就要麻煩，需要考慮零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、孔徑大小、精 度和粗糙度等各個(gè)方面，然后還要考慮及生產(chǎn)規(guī)模等因素。精度要去越高的孔 通常要采用多種不同的加工方法依次進(jìn)行加工。本人這次設(shè)計(jì)的閥蓋及相關(guān)夾 具，要保證孔的精度和表面質(zhì)量就必須依次經(jīng)過(guò)粗鏜，半精鏜，精鏜和滾壓這 四道工序。 在機(jī)床上加工時(shí)，要確保工件的加工精度，首先要保證工件在機(jī)床上占有 正確的位置，這個(gè)比較關(guān)鍵，只有工件的位置正確了才能加工出所需要的零件， 然后將工件在正確的位置上固定不動(dòng)，而要使工件在確定的位置不動(dòng)這一任務(wù) 就是由機(jī)床夾具完成。為了降低生產(chǎn)成本，在單件、小批量生產(chǎn)過(guò)程中，一般 使用通用夾具。通用工件故名思意就是可以適用于各種工件的裝夾工作，但它 的缺點(diǎn)就是夾緊時(shí)比較浪費(fèi)時(shí)間，操作起來(lái)也有些復(fù)雜也就比較耗時(shí)間，因此 生產(chǎn)率就難免降低，因此需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用的夾具。 關(guān)鍵詞:定位基準(zhǔn) 基準(zhǔn)選擇 切削用量 切削速度 進(jìn)給量 定位誤差 2 ABSTRACT Processing technology of parts in the mechanical processing occupies a very important position, part preparation process was reasonable, is directly related to the final part can reach t o the quality requirements; at the same time the fixture design is also very important, i t is related to whether can improve its processing efficiency problem. So the preparati on of parts of the processing technology and fixture design in mechanical processing b y important. The valve cover is the main processing surface and the cylindrical hole surface. The outer circle surface processing usually choose the cutting and grinding. Method f or processing hole relatively to trouble, need to consider the structure characteristics o f the spare parts, pore size, accuracy and surface roughness and other aspects, and the n consider and scale of production factors. Precision to higher hole usually adopt diffe rent processing methods in order processing. I the design of the valve cover and associ ated fixture, to ensure the accuracy and surface quality of hole must be processed by r ough boring, semi-fine boring, boring and rolling the four processes. In the machine tool, to ensure the machining accuracy, we must first ensure that the w orkpiece in the machine tool has the correct position, the key, only the position of the workpiece correctly to the required processing parts, then put the workpiece in the cor rect position is fixed, and should make the workpiece in the determination of the posit ion the task is completed by the machine tool fixture. In order to reduce the cost of pr oduction, in a single, small batch production process, the general use of the universal f ixture. Universal job named think Italy is can be applied to a variety of workpiece cla mping work, but its shortcoming is the comparison of a waste of time, the operation is also somewhat complex and time consuming, so the productivity is lower, so it is nec essary to design a special fixture. Key words: positioning datum selection of cutting parameters cutting speed feed posii 3 oning error 目 錄 摘要 ..............................................................1 1 前 言 ...........................................................1 1.1 組合機(jī)床的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) ..................................1 1.2 組合機(jī)床的組成部分 ........................................2 1.3 組合機(jī)床的特點(diǎn) ............................................3 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)（三圖一卡） ..................................4 2.1 組合機(jī)床工藝方案的制定 ......................................5 2.1.1 被加工零件的特點(diǎn) ........................................5 2.1.2 基準(zhǔn)的選擇 ..............................................6 2.1.3 被加工零件的工藝分析 ....................................7 2.1.4 機(jī)床使用條件的影響 ......................................9 2.2 機(jī)床配置形式和總體布局的選擇 ...............................11 2.3 被加工零件的加工精度和加工工序圖 ...........................13 2.4 加工示意圖 .................................................14 2.4.1 組合機(jī)床切削用量的選擇 ................................16 2.4.2 選擇切削深度 ..........................................16 2.4.3 確定進(jìn)給量 ............................................17 2.4.4 確定鉆削速度 .........................................17cv 2.4.5 切削功率，切削力，轉(zhuǎn)矩以及刀具耐用度的選擇 .............18 2.4.6 組合機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算 ...................................19 2.5 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖及相關(guān)計(jì)算 ...................................21 3 工裝夾具的設(shè)計(jì) .................................................29 3.1 工裝夾具的介紹 .............................................29 3.1.1 工裝夾具的用途 .........................................29 3.1.2 工裝夾具檢查保養(yǎng)內(nèi)容 ...................................30 3.2 工裝夾具的分類(lèi) .............................................31 4 3.2.1 工裝夾具-氣控 ..........................................31 3.2.2 工裝夾具-電控 ..........................................35 3.2.3 調(diào)壓閥 .................................................37 3.2.4 氣的產(chǎn)生 ...............................................38 3.2.5 手動(dòng)閥 .................................................40 3.3 氣缸 .......................................................40 3.3.1 氣缸的結(jié)構(gòu)動(dòng)作介紹 .....................................42 3.3.2 氣缸力的計(jì)算 ...........................................44 3.4 伺服電機(jī) ...................................................45 3.5 本文工裝的用處和工作方式 ...................................46 4 工裝的加工和材料 ...............................................47 4.1 固定底板的材料 .............................................47 4.2 固定底板的加工工藝及設(shè)備 ...................................48 4.3 固定底板的加工刀具 .........................................50 4.4 其余材料 ...................................................51 4.5 壓頭 .......................................................54 5 工裝定位方式及定位點(diǎn) ...........................................56 6 標(biāo)準(zhǔn)件和導(dǎo)軌 ...................................................58 7 工裝夾具的發(fā)展方向 .............................................60 8 自動(dòng)化的發(fā)展方向 ...............................................61 結(jié) 論 ...........................................................62 參 考 文 獻(xiàn) ......................................................64 致 謝 .........................................................78 1 1 前 言 1.1 組合機(jī)床的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 世界上第一臺(tái)組合機(jī)床于 1908 年在美國(guó)問(wèn)世，用于加工汽車(chē)整機(jī)。隨后， 西德、蘇聯(lián)、英國(guó)、法國(guó)等國(guó)家相繼生產(chǎn)出了組合機(jī)床，它的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷 地?cái)U(kuò)大。為了規(guī)范組合機(jī)床的生產(chǎn)，在 1953 年，美國(guó)福特汽車(chē)公司和通用汽車(chē) 公司與美國(guó)機(jī)床制造廠協(xié)商，斷定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的準(zhǔn)則。之后不 久，為了提高分歧制造廠的通用部件的調(diào)換性，便于用戶使用和維修。1973 年,國(guó) 際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）頒布了第一批組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)。 專(zhuān)用機(jī)床是隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的崛起而發(fā)展起來(lái)的。在專(zhuān)用機(jī)床中某些部件因 反復(fù)應(yīng)用，逐漸發(fā)展成為通用部件，因此發(fā)生了組合機(jī)床。 對(duì)于西方國(guó)家來(lái)說(shuō)，我國(guó)組合機(jī)床的生產(chǎn)相對(duì)起步較晚，是從 1956 年開(kāi)始 的，傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，其加 工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量大的大中型的軸類(lèi)和箱體類(lèi)零件。進(jìn)入 70 年代以后，隨 著刀具、檢測(cè)技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的精度也有了顯著地提高。然 后在 1975 年，中國(guó)第一機(jī)械工業(yè)部頒布了第一部組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)入 90 年代，我國(guó)組合機(jī)床行業(yè)迎來(lái)了快速發(fā)展的春天，行業(yè)的整體實(shí)力和產(chǎn)品質(zhì) 量都有了顯著地提高。在加入世界貿(mào)易組織后，制造行業(yè)面臨著挑戰(zhàn)與機(jī)遇并 存的局面，如何生存和發(fā)展成為包括組合機(jī)床企業(yè)在內(nèi)的新課題，為此，我國(guó) 機(jī)床行業(yè)采取了積極的應(yīng)對(duì)措施，自 2000 年以來(lái)，行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出來(lái)良好的 勢(shì)頭。 目前，伴隨著新興技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的組合機(jī)床技術(shù)也隨之不斷的進(jìn)行改 進(jìn)，它與信息技術(shù)、控制技術(shù)結(jié)合如 CNC 組合機(jī)床，不斷向著柔性化、高質(zhì)量 和高可靠性的方向調(diào)整。并且，國(guó)外的數(shù)控系統(tǒng)一直占據(jù)主導(dǎo)位置，智能數(shù)控 組合機(jī)床的發(fā)展成為主流。同時(shí)，跟著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動(dòng) 檢測(cè)和刀具自動(dòng)彌補(bǔ)技巧的成長(zhǎng)，組合機(jī)床的加工精度也有所進(jìn)步。銑削平面 的平面度可達(dá) 0.05mm1000mm，粗糙度可低達(dá) 2.50.63m,鏜孔精度可達(dá) IT76 級(jí)，孔距精度可達(dá) O.03O.02m。國(guó)外先進(jìn)的組合機(jī)床的進(jìn)給速度和 主軸轉(zhuǎn)速大，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá) 1000020000r/min，進(jìn)給速度可達(dá)到 20- 2 60m/min。以超高速和超高精度加工技術(shù)與復(fù)合、多功能、多軸化為特色，由剛 性的機(jī)床結(jié)構(gòu)應(yīng)用多位主軸、可換主軸箱，能靈活適用于多種產(chǎn)品的加工。 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)部分企業(yè)及研究所在組合機(jī)床設(shè)計(jì)中，普遍應(yīng)用 CAD 技術(shù)。 隨著專(zhuān)業(yè) CAD 技術(shù)的日益成熟，Pro/E、UG、Solid Edge、AutoCAD 等多種專(zhuān)業(yè) CAD 軟件已廣泛應(yīng)用于組合機(jī)床設(shè)計(jì)。雖然，國(guó)內(nèi)已經(jīng)研制出較多有效的軟件 系統(tǒng)，但相比于國(guó)外，大部分為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，功能簡(jiǎn)單，不能用于數(shù)控組 合機(jī)床上。國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展尚處于起步階段，而數(shù)控組合機(jī)床的專(zhuān)用 數(shù)控系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)研發(fā)方面還沒(méi)有形成成熟的產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)所需的一些高水平組合 機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。 為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，組合機(jī)床行業(yè)必須不斷縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間、提高質(zhì)量、 降低成本、改進(jìn)服務(wù)、并增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，只有這樣才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 中立于不敗之地。面臨著這些嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，將信息技術(shù)、控制技術(shù)等應(yīng)用于傳 統(tǒng)組合機(jī)床行業(yè)并對(duì)之進(jìn)行改造，是現(xiàn)代組合機(jī)床行業(yè)發(fā)展的必由之路。 今天,市場(chǎng)需求的多樣性促使制造業(yè)向柔性化生產(chǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)變,傳統(tǒng)的組合機(jī) 床生產(chǎn)線因其“專(zhuān)用性”已經(jīng)不能適應(yīng)這種市場(chǎng)變化。因此,組合機(jī)床應(yīng)該如何 應(yīng)對(duì)生產(chǎn)柔性化的要求,傳統(tǒng)制造企業(yè)應(yīng)該如何拓展原有剛性生產(chǎn)線的生產(chǎn)空間,成 為生產(chǎn)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的一個(gè)重要研究方向。 歸結(jié)起來(lái)，組合機(jī)床及其自動(dòng)線的發(fā)展趨勢(shì)： a 提高生產(chǎn)率； b 擴(kuò)大工藝范圍； c 提高加工精度； d 提高自動(dòng)化程度； e 提高組合機(jī)床及其自動(dòng)線的可調(diào)性； 1.2 組合機(jī)床的組成部分 組合機(jī)床的通用部件分大型和小型兩大類(lèi)。大型通用部件是指電機(jī)功率為 1.5-30 千瓦的動(dòng)力部件及其配套部件。這類(lèi)動(dòng)力部件多為箱體移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。 小型通用部件是指電機(jī)功率為 1.1-2.2 千瓦的動(dòng)力部件及其配套部件。這類(lèi)動(dòng) 力部件多為套筒移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。用大型通用部件組成的機(jī)床稱(chēng)為大型組合機(jī) 床。用小型通用部件組成的機(jī)床稱(chēng)為小型組合機(jī)床。按設(shè)計(jì)的要求本次設(shè)計(jì)的 3 機(jī)床為大型通用機(jī)床。組合機(jī)床除分為大型和小型外，按配置形式又分為單工 為和多工位機(jī)床兩大類(lèi)。單工位機(jī)床又有單面、雙面、三面和四面幾種，多工 位機(jī)床則有移動(dòng)工作臺(tái)式、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式、中央立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式等配置形 式。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床為單工位雙面鉆床。 組合機(jī)床的基礎(chǔ)部件是通用部件。通用部件是具有特定功能，按標(biāo)準(zhǔn)化、 系列化和通用化原則來(lái)設(shè)計(jì)和制造的。在各種通用部件之間有配套關(guān)系，在組 成各種組合機(jī)床時(shí)，可以互相通用。按功能來(lái)分，通用部件可分為動(dòng)力部件、 支撐部件、輸送部件、控制部件、輔助部件等。 a 動(dòng)力部件。動(dòng)力部件是傳遞動(dòng)力并實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 的通用部件，它是通用部件中最基本的部件，實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件有 動(dòng)力箱和各種完成專(zhuān)門(mén)功能的切削頭，如鉆削頭、銑削頭、鏜削頭等。 動(dòng)力箱常與專(zhuān)用部件多軸箱配合使用，以實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的 動(dòng)力部件為動(dòng)力滑臺(tái)。 b 支撐部件。支撐部件是用來(lái)安裝動(dòng)力部件、輸送部件等的 通用部件，包括側(cè)底座、立柱、立柱底座、中間底座等。中間底座用來(lái) 安裝夾具和輸送部件，側(cè)底座用來(lái)安裝動(dòng)力滑臺(tái)及各種切削頭，組成臥 式機(jī)床。若用立柱代替底座，便可組成立式機(jī)床。 c 輸送部件。輸送部件是多工位組合機(jī)床的通用部件，用來(lái) 安裝工件并將其輸送到預(yù)定的工位，如移動(dòng)工作臺(tái)、分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)以 及分度回轉(zhuǎn)鼓輪等。 d 控制部件。控制部件包括各種液壓控制元件、操縱板、電 氣擋鐵、按鈕站等，用來(lái)控制組合機(jī)床按規(guī)定程序?qū)崿F(xiàn)工作循環(huán)。 e 輔助部件。輔助部件主要包括冷卻、潤(rùn)滑、排屑等輔助裝 置，以及各種實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾緊的機(jī)械扳手等。 多軸箱是組合機(jī)床的一個(gè)專(zhuān)用部件它由專(zhuān)用零件和通用零件組成。多軸 箱各主軸位置是按被加工零件上的孔設(shè)計(jì)的，其作用是將運(yùn)動(dòng)由動(dòng)力箱傳至各 主軸，使其獲得所要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。多軸箱分為通用多軸箱和專(zhuān)用多軸箱兩 大類(lèi)，通用多軸箱的零件大部分是通用零件，采用非剛性主軸，由導(dǎo)向套來(lái)引 導(dǎo)刀具，保證被加工零件的精度；專(zhuān)用多軸箱的零件大部分是專(zhuān)用零件，采用 4 剛性主軸，靠主軸組件來(lái)保證加工孔的精度。 1.3 組合機(jī)床的特點(diǎn) 目前，組合機(jī)床在機(jī)械制造工業(yè)中應(yīng)用越來(lái)越普遍，并已顯示出其巨大的 優(yōu)勢(shì)。 組合機(jī)床與萬(wàn)能機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床相比，有如下特點(diǎn)： a組合機(jī)床由 70%90%的通用部件組成，可以縮短設(shè)計(jì)和制造周期；而 且在需要的時(shí)候，還可以部分或者全部進(jìn)行改裝，以組成適應(yīng)新加工要求的新 設(shè)備。這就是說(shuō)組合機(jī)床有重新改裝的優(yōu)越性，其通用零部件可以多次重復(fù)利 用。 b組合機(jī)床是按照具體加工對(duì)象專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，可以按最佳工藝方案進(jìn)行加 工。 c在組合機(jī)床上可以同時(shí)從幾個(gè)方向采用多把刀具對(duì)幾個(gè)工件進(jìn)行加工， 是實(shí)現(xiàn)工序集中，提高生產(chǎn)率的最好途徑。 d組合機(jī)床是在工件一次裝夾下，用多軸實(shí)現(xiàn)多孔同時(shí)加工有利于保證各 孔相互之間的精度要求，提高產(chǎn)品質(zhì)量；減少了工序工件間的搬運(yùn)，改善了勞 動(dòng)條件；減少了占地面積。 e由于組合機(jī)床大多數(shù)零部件是同類(lèi)的通用部件，簡(jiǎn)化了機(jī)床的維護(hù)和管 理。 f組合機(jī)床的通用部件可以組織專(zhuān)門(mén)工廠集中生產(chǎn)，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量 和技術(shù)水平，降低制造成本。 組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)被加工工件的加工工藝要求來(lái)設(shè)計(jì)主軸箱的 傳動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)被加工工件的特點(diǎn)，按一定的設(shè)計(jì)原理，結(jié)合各種影響機(jī)床性 能的因素，經(jīng)分析后擬訂出可靠的工藝設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)主軸箱時(shí)，根據(jù)被加 工的工件工序圖設(shè)計(jì)的組合機(jī)床。需完成工藝內(nèi)容確定、加工部件的尺寸、精 度、表面粗糙度及技術(shù)要求、定位基準(zhǔn)、壓緊部件以及被加工零件的材料的確 定。認(rèn)真分析并初步確定設(shè)計(jì)方案，估計(jì)所需的功率，設(shè)計(jì)出符合本工序加工 的組合機(jī)床。 5 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)（三圖一卡） 本次設(shè)計(jì)的課題為 CPQ-1 型叉車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼體加工工藝及雙面鉆孔組合機(jī)床 主軸箱設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼體左右面的孔系加工，按高度集中 工序的原則，根據(jù)被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求設(shè)計(jì)，來(lái)提高生產(chǎn)率和生產(chǎn)效 益的專(zhuān)用機(jī)床。 機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)，其目的在于通過(guò)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)，使我們?cè)跀M定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過(guò)程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案的分 析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫(xiě)技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜 合訓(xùn)練，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)基本的設(shè)計(jì)方法， 并培養(yǎng)了自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。 2.1 組合機(jī)床工藝方案的制定 制定組合機(jī)床工藝方案是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最重要的步驟之一。工藝方案制定 的正確與否，將決定機(jī)床能否達(dá)到“重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、 效率高、質(zhì)量好”的要求。 為了使機(jī)床方案制定的合理、先進(jìn)，制定機(jī)床的工藝方案之前，必須開(kāi)展 以工人為主體的“三結(jié)合”設(shè)計(jì)，應(yīng)分析用戶提供的產(chǎn)品圖紙及其工藝卡片和 有關(guān)資料，有條件時(shí)應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，了解被加工零件的加工特點(diǎn)、精度和技 術(shù)要求，用戶加工的情況、定位夾緊情況及有關(guān)切削參數(shù)和存在的問(wèn)題。在此 基礎(chǔ)上再確定機(jī)床完成的工藝內(nèi)容及其加工方法，密切聯(lián)系實(shí)際，總結(jié)生產(chǎn)實(shí) 踐經(jīng)驗(yàn)，全面了解被加工零件的加工情況和影響機(jī)床方案制定的因素。 2.1.1 被加工零件的特點(diǎn) 被加工零件特點(diǎn)主要指零件的材料、硬度、加工部位的結(jié)構(gòu)形狀、零件剛 性、定位基準(zhǔn)面的特點(diǎn)等。它們對(duì)機(jī)床工藝方案制定有著重要的影響。同樣精 度孔，因材料、硬度的不同，其工藝方案也不同。如鋼件一般比鑄鐵件的加工 工步數(shù)多。加工薄壁易振的工件，安排工序時(shí)，必須考慮防止共振。否則，將 6 嚴(yán)重影響加工精度。當(dāng)工件內(nèi)壁孔徑大于外壁孔徑時(shí)，只能采用鉆孔的加工方 法，加工時(shí)工件讓刀，使鉆頭定向后送進(jìn)工件，方能加工。若工件剛性不足， 安排工序就不能過(guò)于集中。對(duì)加工余量大或鑄造質(zhì)量較差的零件，應(yīng)安排預(yù)加 工工序。被加工零件的特點(diǎn)很大程度上決定了機(jī)床采取的配置型式。一般孔中 心線與定位基面平行且需由一面或幾面加工的箱體件宜采用臥式機(jī)床；被加工 孔與基面垂直且定位基面水平的宜采用立式機(jī)床，大型箱體件采用單工位機(jī)床 加工比較適宜，中小型零件則多采用多工位機(jī)床加工。 有時(shí)為了減少機(jī)床臺(tái)數(shù)，必須采取高度集中工序時(shí)，從安排上，也必須把 一些工序從時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)加工，以免同時(shí)加工時(shí)因工件受力變形、發(fā)熱變形以及 振動(dòng)而影響加工精度。 必須重視工件在組合機(jī)床加工前已完成的工序以及毛坯孔的質(zhì)量。當(dāng)毛坯 孔余量很大或鑄造質(zhì)量較差，有大毛刺時(shí)，有時(shí)則安排粗拉荒工序，對(duì)幾個(gè)同 心孔常采用粗?jǐn)U的加工方法。工件有無(wú)適當(dāng)?shù)墓に嚮嬉彩怯绊懝に嚪桨钢贫?的重要因素。 2.1.2 基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定粗基準(zhǔn)，然后確定精基準(zhǔn)。 a)粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇主要影響不加工表面與加工表面的相互位置精度，以及加工 表面的余量分配。選擇粗基準(zhǔn)時(shí)必須注意以下幾個(gè)問(wèn)題 1.如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置精度要求應(yīng) 以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果工件上由很多不加工的表面，則應(yīng)以其中與加 工表面的位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。 2.必須首先保證工件上的某種要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選擇該表面作 為粗基準(zhǔn)。 3.選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡量平整光潔不應(yīng)有飛邊口中等缺陷 4.粗基準(zhǔn)一般 只能使用一次。 對(duì)于一般的軸類(lèi)零件而言，以外圓做為粗基準(zhǔn)是完全合理的但對(duì)本零件來(lái) 說(shuō)，以橋殼體的下底面作為粗基準(zhǔn)。 b)精基準(zhǔn)的選擇 7 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)重保證零件的加工精度，特別是加工表面的相互位置精度 來(lái)考慮，同時(shí)也要考慮到裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)方便。選擇精基準(zhǔn)應(yīng)遵循下列原 則: 1.“基準(zhǔn)重合”原則 即應(yīng)盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。這樣可以避免 由于基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。 2.“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 即應(yīng)盡可能選擇加工工件的多個(gè)表面時(shí)都能使用的一 組定位基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。這樣就便于保證各加工表面的相互位置精度，避免基 準(zhǔn)變換說(shuō)產(chǎn)生的誤差，并能簡(jiǎn)化夾具的設(shè)計(jì)制造。 3.“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度以及他們自身的尺寸與形狀 精度都要求很高時(shí)，可以采取互為基準(zhǔn)的原則，反復(fù)多次進(jìn)行加工。 4.“自為基準(zhǔn)”原則 有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻， 再加工時(shí)就應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，而該表面與其他表面之間的 位置精度則有先行工序保證。 精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合問(wèn)題，當(dāng) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 2.1.3 被加工零件的工藝分析 被加工的零件是個(gè)叉車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼體，此殼體雙面有 14 個(gè)孔要加工：左側(cè)面 鉆 6 個(gè)孔，右側(cè)面鉆 8 個(gè)孔。設(shè)計(jì)一臺(tái)雙面鉆孔的組合機(jī)床。 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)要注重工件及其加工的工藝分析，只有制定出先進(jìn)合 理的工藝方案，才能設(shè)計(jì)出先進(jìn)合理的組合機(jī)床。根據(jù)指定加工要求，提出若 干個(gè)工藝方案，擇其佳者。工藝方案確定了，組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)、性能運(yùn)動(dòng)、傳 動(dòng)、布局等系列問(wèn)題也就解決了。所以，工藝方案設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要 環(huán)節(jié)。 根據(jù)先粗加工后精加工、先基準(zhǔn)而后其它表面、先主要表面后次要表面的 機(jī)械加工工序安排的加工原則，對(duì) CPQ-1 型叉車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼體的工藝路線作如下 設(shè)計(jì) 加工工藝卡 8 9 本道工序:鉆左右兩側(cè)面的孔，由本設(shè)備雙面鉆孔組合機(jī)床完成，因此，本 設(shè)備的主要功能是完成叉車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼體左，右兩個(gè)面上 14 個(gè)孔的 加工體加工內(nèi)容及加工精度是： A鉆左側(cè)面上 6 個(gè)孔:鉆 6 個(gè) M6 的螺紋底孔至 4.9mm，深 10mm，Ra12.5m，孔位置度公差為 0.25mm； B. 鉆右側(cè)面上 8 個(gè)孔:鉆 8 個(gè) M6 的螺紋底孔至 4.9mm，深 10mm，Ra12.5m，孔位置度公差為 0.25mm； C攻絲左側(cè)面上 6 個(gè)孔:鉆 6 個(gè) M6 的螺紋孔至 6mm，深 10mm，Ra12.5m，孔位置度公差為 0.25mm； B. 攻絲右側(cè)面上 8 個(gè)孔:鉆 8 個(gè) M6 的螺紋孔至 6mm，深 10mm，Ra12.5m，孔位置度公差為 0.25mm； 2.1.4 組合機(jī)床運(yùn)動(dòng)介紹 電機(jī)固定在工裝上面，機(jī)床只給一個(gè)向前的脈沖推力，機(jī)床脈沖推力裝置 結(jié)構(gòu)采用，伺服電機(jī)加絲桿絲桿螺母裝置 絲桿是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想 的產(chǎn)品。滾珠絲桿由螺桿、螺母和滾珠組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直 線運(yùn)動(dòng)，這是滾珠螺絲的進(jìn)一步延伸和發(fā)展，這項(xiàng)發(fā)展的重要意義就是將軸承 從滾動(dòng)動(dòng)作變成滑動(dòng)動(dòng)作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于 各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。 滾珠絲杠軸承為適應(yīng)各種用途，提供了標(biāo)準(zhǔn)化種類(lèi)繁多的產(chǎn)品。廣泛應(yīng)用 與機(jī)床，滾珠的循環(huán)方式有循環(huán)導(dǎo)管式、循環(huán)器式、端蓋式。 預(yù)壓方式有定位預(yù)壓（雙螺母方式、位預(yù)壓方式）、定壓預(yù)壓?？筛鶕?jù)用 途選擇適當(dāng)類(lèi)型。絲桿有高精度研磨加工的精密滾珠絲杠（精度分為從 CO-C7 的 6 個(gè)等級(jí)）和經(jīng)高精度冷軋加工成型的冷軋滾珠絲杠軸承（精度分為從 C7- C10 的 3 個(gè)等級(jí)）。另外，為應(yīng)付用戶急需交貨的情況，還有已對(duì)軸端部進(jìn)行 了加工的成品，可自由對(duì)軸端部進(jìn)行追加工的半成品及冷軋滾珠絲杠軸承。作 為此軸承的周邊零部件，在使用所必要的絲杠支撐單元、螺母支座、鎖緊螺母 等也已被標(biāo)準(zhǔn)化了，可供用戶選擇使用。 10 滾珠絲杠軸承以多年來(lái)所累積制品技術(shù)為基礎(chǔ)，從材料、熱外理、制造、 檢查至出貨，都是以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)钠繁Ｖ贫葋?lái)加以管理，因此具有高信賴(lài)性。 上述介紹，機(jī)床的絲桿設(shè)計(jì)采用上銀滾珠絲桿 ，由于主軸箱加工螺紋孔 為通孔，所以絲桿精度要求不高，剛性要強(qiáng)，所以選擇一款 R32-6B2-FSW-365- 515-0.018 一款上銀絲桿，絲桿精度要求為 5，旋向?yàn)橛倚?，?dǎo)程 6mm，導(dǎo)程角 3.33 度，根徑為 28.744mm，動(dòng)負(fù)載為 1610KGF，靜負(fù)載為 3510KGF 的一款絲桿。 電機(jī)采用三菱伺服電機(jī) 伺服電機(jī)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種補(bǔ)助馬達(dá) 間接變速裝置?？墒箍刂扑俣龋恢镁确浅?zhǔn)確，可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn) 矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制，并能快速反應(yīng)，在自動(dòng) 控制系統(tǒng)中作執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高。產(chǎn)生電磁干擾， 對(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。伺服系統(tǒng) 是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）的 任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 1 伺服電動(dòng)機(jī)與單機(jī)異步電動(dòng)機(jī)相比，有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行范圍較廣、無(wú)自 轉(zhuǎn)現(xiàn)象等三個(gè)顯著特點(diǎn)。 2.1.5 機(jī)床使用條件的影響 a車(chē)間布置情況 如工件輸送滾道的高度就直接影響機(jī)床的裝料高度。當(dāng)工件輸送滾道穿過(guò) 機(jī)床時(shí)，機(jī)床就得設(shè)計(jì)為通過(guò)式的，配置面數(shù)就不能超過(guò)三面，同時(shí)裝卸工件 11 只能推進(jìn)拉出，機(jī)床通常不能安置中間導(dǎo)向。如果車(chē)間面積有限，常常使機(jī)床 的輪廓尺寸受到限制。有的機(jī)床安裝在樓上，因而對(duì)機(jī)床單位面積的重量也有 嚴(yán)格要求。此外，生產(chǎn)線的流水方向，機(jī)床在車(chē)間的安裝位置等也對(duì)機(jī)床配置 方案有一定的影響。 b. 工藝間的聯(lián)系情況 工件在到組合機(jī)床加工之前，工件的毛坯或半成品必須達(dá)到一定的要求， 否則將使在機(jī)床夾具上定位夾緊不可靠，以至造成刀具的損壞，或者不能保證 要求的加工精度。 c. 使用廠的技術(shù)后方和自然條件 如果使用廠沒(méi)有相當(dāng)能力的工具車(chē)間，對(duì)于造成刃磨復(fù)雜的整體復(fù)合 刀具有困難，擬訂方案時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免采用這類(lèi)刀具。工廠所處地方氣候過(guò)于炎 熱，車(chē)間溫度過(guò)高，使用液壓傳動(dòng)機(jī)床工作性能不穩(wěn)定時(shí)，則可選用機(jī)械通用 部件配置機(jī)床。 繪制組合機(jī)床“三圖一卡”，就是針對(duì)具體零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方 案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機(jī)床總體方案圖樣文件設(shè)計(jì)。其內(nèi)容包括：繪制被零件 工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡等。 2.2 機(jī)床配置形式和總體布局的選擇 機(jī)床的配置型式主要有臥式和立式兩種。臥式組合機(jī)床床身由滑座、側(cè)底 座及中間底座組合而成。其優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，無(wú)漏油現(xiàn)象；同時(shí)， 安裝、調(diào)試與運(yùn)輸也都比較方便；而且，機(jī)床重心較低，有利于減小振動(dòng)。其 缺點(diǎn)是削弱了床身的剛性，占地面積大。立式組合機(jī)床床身由滑座、立柱及立 柱底座組成。其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，自由度大，操作方便。其缺點(diǎn)是機(jī)床重心 高，振動(dòng)大。 被加工零件的特點(diǎn)在很大程度也決定了機(jī)床的配置型式。 確定機(jī)床總體布局 根據(jù)上述確定的加工工藝方案，按照工序集中程度和生產(chǎn)批量大小，機(jī)床 總體布局主要有如下配制型式 A.多工位組合機(jī)床 多工位組合機(jī)床:主要用于中、小零件加.生產(chǎn)占地面積大，但生產(chǎn)率高。 12 這種方式若配合工作臺(tái)的移動(dòng)和精確定位，可以組成組合機(jī)床自動(dòng)線，則自動(dòng) 化程度和生產(chǎn)率均很高 B.單工位組合機(jī)床 各種型式的單工位組合機(jī)床，通?？砂惭b一工件，特別適宜于大、中型箱 體類(lèi)零件的加工。根據(jù)配置動(dòng)力部件的型式和數(shù)量，這類(lèi)機(jī)床可分為單面，多 面及復(fù)合式。這種方式組成靈活，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于單工位加，其機(jī)動(dòng)時(shí)間與輔 助時(shí)間不能重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低。 根據(jù)以上所述，拖拉機(jī)變速箱體的結(jié)構(gòu)是比較規(guī)則的長(zhǎng)方體，從裝來(lái)的角 度來(lái)看，臥式平放比較方便，采用臥式組合機(jī)床加工孔，有利于排屑，也減輕 了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。且叉車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼體屬于中型加工零件，在本次設(shè)計(jì)中，鉆 孔工序是主要工序內(nèi)容。因此為了保證鉆孔的加工精度和結(jié)合被加工零件加工 特點(diǎn)，臥式單工位組合機(jī)床是較好的選擇。 臥式單工位組合機(jī)床又可分為臥式單面組合機(jī)床，臥式多面組合機(jī)床等。 若采用臥式單面組合機(jī)床，加工兩端面需經(jīng)過(guò)兩次裝夾，增加輔助時(shí)間，成本 高，生產(chǎn)效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。因此，采用臥式雙面組合機(jī)床是合理的選 擇。其特點(diǎn):工件安裝在夾具里夾具和工件相對(duì)固定，動(dòng)力滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)， 滑臺(tái)上的動(dòng)力箱連同主軸箱實(shí)現(xiàn)切削主運(yùn)動(dòng)。生產(chǎn)占地面積小，加工精度高。 2.3 被加工零件的加工精度和加工工序圖 被加工零件需要在組合機(jī)床上完成的加工工序及應(yīng)保證的加工精度，是制 定機(jī)床方案的主要依據(jù)。例如 H7 的孔加工工序，不但工步數(shù)多（通常 34 個(gè)）， 而且對(duì)不同尺寸的孔徑，采取的工藝方法也不同。但孔與孔之間有較高位置精 度要求（如0.05mm）時(shí),安排工藝應(yīng)考慮在同一安裝工位上對(duì)所有孔同時(shí)進(jìn)行 最終精加工。如加工精度為 H6H7、直徑為 80150mm 的氣缸孔，機(jī)床一般 采用立式剛性主軸結(jié)構(gòu)，而不采用浮動(dòng)主軸帶導(dǎo)向加工。在采用剛性主軸結(jié)構(gòu) 方案時(shí)，必須根據(jù)被加工零件的材料、加工部位特點(diǎn)及加工精度要求來(lái)選擇主 軸結(jié)構(gòu)型式及具體參數(shù)，以使主軸油足夠的剛性及抗振性。還必須合理布置鏜 刀位置來(lái)減少切削徑向力在加工過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)。 為使加工過(guò)程順利進(jìn)行并穩(wěn)定保證加工精度，可查看有關(guān)的工藝設(shè)計(jì)資料 合理地確定工序間余量。確定工序間余量 時(shí)，要注意在易損壞刀具，有轉(zhuǎn)、定 13 位誤差時(shí)要加大余量，精鏜時(shí)要控制直徑上余量，還要注意其對(duì)鏜桿直徑大小 的影響。 被加工零件加工工序圖是根據(jù)制訂的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上 完成的工藝內(nèi)容，加工部件的尺寸、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)床加工前加工余量、 毛坯成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)， 也是制造、使用、調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被 加工零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容，并做必要的說(shuō)明而繪制 的。其主要內(nèi)容包括： a.被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu) 形狀和尺寸。當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向時(shí)，則應(yīng)把設(shè)置中間導(dǎo)向臨近的工件內(nèi)部助、 壁部助及有關(guān)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸表示清楚，以便檢查工作、夾具、刀具之間是否 相互干涉。 b.本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。后橋殼體的定位方案 為一面兩銷(xiāo)。 c.本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及 對(duì)上道工序的技術(shù)要求。 d.注明被加工零件的名稱(chēng)、編號(hào)、材料、硬度以及加工部位的余量。 繪制被加工零件工序圖的規(guī)定及注意事項(xiàng)： a. 為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要圖出被本機(jī)床的加工內(nèi)容。 繪制時(shí)，應(yīng)按一定的比例，選擇足夠的視圖及剖視圖，突出加工部位（用粗實(shí) 線），并把零件輪廓及與機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)有關(guān)部位（用細(xì)實(shí)線）表清楚，凡本 道工序保證的尺寸、角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方面用粗實(shí)線標(biāo)記。 b.應(yīng)注明零件加工對(duì)機(jī)床提出的某些特殊要求。 c.本工序加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系。當(dāng)本工序定位 基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不符時(shí)，必須對(duì)加工部位的位置精度進(jìn)行分析和換算，并把不 對(duì)稱(chēng)公差換算為對(duì)稱(chēng)公差。有時(shí)也可將工件某一主要孔的位置尺寸從定位基準(zhǔn) 面開(kāi)始標(biāo)注，其余各孔則以該孔為基準(zhǔn)標(biāo)注。 驅(qū)動(dòng)橋殼體雙面鉆床的被加工零件的工序圖如圖 2-1 所示。 14 圖 2-1被加工零件工序圖 2.4 加工示意圖 A.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)床總體方案逐步確定的基礎(chǔ)上繪制的。它是 表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖。它是被加工零件工藝方案在圖樣上 的反映，表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具的布置以及工件、夾具、 刀具的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等，是刀具、夾具、多軸箱、 電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇動(dòng)力部件的主要依據(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)床和刀具所必須的重要文件。 加工示意圖應(yīng)表達(dá)和標(biāo)注的內(nèi)容有： a.機(jī)床的加工方法、切削用量、工作循環(huán)和工作行程； b.工件、刀具及導(dǎo)向、托架及多軸箱之間的相對(duì)位置及聯(lián)系尺寸； c.主軸結(jié)構(gòu)類(lèi)型、尺寸及外伸長(zhǎng)度；刀具類(lèi)型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸；接桿、 浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置、攻螺紋靠模裝置等結(jié)構(gòu)尺寸；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等。 B.繪制加工示意圖的注意事項(xiàng) 15 加工示意圖應(yīng)繪制成展開(kāi)圖，按比例用細(xì)實(shí)線畫(huà)出工件外形。加工部位、 加工表面畫(huà)粗實(shí)線。必須使工件和加工方位與機(jī)床布局相吻合。為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)， 對(duì)同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的主軸只畫(huà)一根，但必須在主軸上標(biāo)注與工 件孔號(hào)相對(duì)應(yīng)的軸號(hào)。一般主軸的分布不受真實(shí)距離的限制。當(dāng)主軸彼此間很 近或需設(shè)置結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時(shí)，必須以實(shí)際中心距嚴(yán)格按比例畫(huà)，以 便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向等是否相互干涉。主軸應(yīng)從多軸箱端面畫(huà) 起；刀具畫(huà)加工終了位置。對(duì)采用浮動(dòng)卡頭的鏜孔刀桿，為避免刀桿退出導(dǎo)向 時(shí)下垂，常選用托架支撐退出的刀桿。這時(shí)必須畫(huà)出托架并標(biāo)出聯(lián)系尺寸。采 用標(biāo)準(zhǔn)通用結(jié)構(gòu)只畫(huà)外輪廓，但須加注規(guī)格代號(hào)；對(duì)一些專(zhuān)用結(jié)構(gòu)，如專(zhuān)用的 刀具、導(dǎo)向、刀桿托架、專(zhuān)用接桿或浮動(dòng)卡頭等，須用剖視圖表示其結(jié)構(gòu)，并 標(biāo)注尺寸、配合及精度。 繪制的加工示意圖如圖 2-2 所示。 圖 2-2 加工示意圖 2.4.1 組合機(jī)床切削用量的選擇 16 合理地選擇切削用量，可提高鉆孔生產(chǎn)率，并能降低成本。選擇用量的一 般原則與車(chē)削相同：先選擇切削深度，再選進(jìn)給量，最后確定切削速度。 表 2-3 切削用量 HB=160200 HB=200241 HB=300400加 工直徑 d ( 毫米) V( 米/分) 轉(zhuǎn) ）（ 毫 米轉(zhuǎn) /fV (米/ 分) 轉(zhuǎn) ）（ 毫 米轉(zhuǎn) /fV (米/ 分) 轉(zhuǎn) ）（ 毫 米轉(zhuǎn) /f 1 6 0.070. 12 0.050. 1 0.030. 08 6 12 0.120. 2 0.10.1 8 0.080. 15 12 22 0.20.4 0.180. 25 0.150. 20 22 50 16 24 0.40.8 1 018 0.250. 4 5 12 0.200. 30 2.4.2 選擇切削深度 這是根據(jù)被加工孔的直徑來(lái)選擇的。加工的孔直徑為 5mm。14 個(gè)孔都深 10mm。 2.4.3 確定進(jìn)給量 本工序加工所需刀具為鉆頭。選擇刀具首先是選擇刀具材料，對(duì)于鉆頭來(lái) 說(shuō)，常見(jiàn)材料有高速鋼和硬質(zhì)合金兩種。高速鋼鉆頭主要用于切削硬度在 250- 280HBS 的部分結(jié)構(gòu)鋼和鑄鐵:硬質(zhì)合金鉆頭則主要用于加工硬度較高的鋼件。 被加工零件的材料為鑄鐵硬度為 200-241HBS。所以，選用高速鋼鉆頭。查機(jī) 械加工工藝手冊(cè)（GB/T6135.31996）選擇刀具類(lèi)型為錐柄心花鉆，同時(shí)查 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 6-11 選擇切削用量并計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度。 進(jìn)給量：孔 16 =0.36mm/rf 17 孔 18 =0.36mm/rf 2.4.4 確定鉆削速度 cv 同上確定 孔 16 =40mm/min 孔 18 =40mm/minv 由文獻(xiàn) 5可知： （2-1）01vnd （2-2）fn 式中： 切削速度（ m/min）； 刀具直徑（mm）；v0 刀具每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）； 進(jìn)給量（mm/r）；nf 圓整后的切削速度（m/min ）； 刀具每分總的進(jìn)給量（mm/min）。所cv fv 以由公式（3-1）得： 16 孔轉(zhuǎn)速 r/min 104.73.5n 18 孔轉(zhuǎn)速 r/min 可由文獻(xiàn)52.17 可知圓整為 110r/min，375r/min。 由公式（2-1）變換得實(shí)際切削速度： 16 孔 m/min3.145040cDnv 18 孔 m/min3.4.2750cDnv 由公式（2-2）得工進(jìn)速度： 16 孔 mm/min0.3619.fvn 18 孔 mm/minf 2.4.5 切削功率，切削力，轉(zhuǎn)矩以及刀具耐用度的選擇 18 查文獻(xiàn)1表 6-20 得公式： 切削力 (2-3）1.408.752bFDfk 切削轉(zhuǎn)矩 (2-4）.3T 切削功率 (2-5）9740VP 式中： 切削力（N）；V切削速度（ m/min）；CF 鉆頭直徑（mm）；k修正系數(shù) 0.1；D 進(jìn)給量（ mm/r）；Vf 每分鐘進(jìn)給量（mm/min）；f 抗拉強(qiáng)度（ MPa）。b D=5mm =0.36mm =600Mpa V=47.1m/minfb 由公式（2-3）得： 16 孔 N1.40.80.75205361329F 18 孔 N...684 由公式（2-4）得： 16 孔 kN.m20.7. 5T 18 孔 kN.m20.7305.6195T 由公式（2-5）得： 16 孔 kW81629.43.4705VPD 18 孔 kW79501.3.9402VPD 傳動(dòng)系統(tǒng)確定以后，主軸箱所需功率 按下列公式計(jì)算：主 (2-6)111 niinini PPPP ===++= 主主主主主主主 式中： 切削功率，單位為 KW；主 空轉(zhuǎn)功率，單位為 KW；主 與負(fù)荷成正比的功率損失，單位為 KW。主P 每根主軸的切削功率，由選定的切削用量按公式計(jì)算或查圖表獲得；每根 19 軸的空轉(zhuǎn)功率按文獻(xiàn) 1表 4-6 得確定；每根軸上的功率損失，一般可取所傳遞 功率的 1%。 則在本課題中主軸箱所需的功率計(jì)算如下：(前面算出切削功率為 1.296KW) = (2-7)主P1 nii主 =40.046+0.0324 =0.904KW =0.1 (2-8)主P主 =0.1 =0.737KW37. 則 =0.904+7.37+0.737=9.011KW主P 主軸箱所需的進(jìn)給力 （單位為 N）可按下式計(jì)算：主F 1 niF=主 (2-9) 式中: 各主軸所需的軸向切削力，單位為 N。iF 在本課題中主軸箱所需的進(jìn)給力計(jì)算如下： 由于各主軸所需的軸向切削力在前面已經(jīng)計(jì)算得出，則： 1niF=主 =30229+67834+5005 =103068N 2.4.6 組合機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算 根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計(jì)算機(jī)床生產(chǎn)率 并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削 用量、動(dòng)作時(shí)間、生產(chǎn)綱領(lǐng)及負(fù)荷等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn) 20 效率的重要依據(jù)。 a.理想生產(chǎn)率 (單位為件 /h)是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng) A(包括備品及廢品率)Q 所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù) tk有關(guān),這里兩班制 tk取 4600h，由 文獻(xiàn)1的第 51 頁(yè)公式： （2-10）ktAQ 得出： =80000/4600=19.39 件/時(shí) b.實(shí)際生產(chǎn)率 (單位為件 /h)是指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)1 單TQ601 （2-11） 式中: 生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間(min)，可按下式計(jì)算：?jiǎn)蜹 （2 裝移快 退快 進(jìn)停輔切單 tVLtVLt kfff21 -12） 式中: 分別為刀具工作進(jìn)給長(zhǎng)度,單位為 mm；21L、 分別為刀具工作進(jìn)給量 ,單位為 mm/min；ffV、 當(dāng)加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時(shí)，滑臺(tái)在死擋鐵上的停t 停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無(wú)進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn) 510 轉(zhuǎn)所需的時(shí)間， 單位為 min； 分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長(zhǎng)度，單位為 mm; 快 退快 進(jìn) 、 L 動(dòng)力部件快速行程速度。用機(jī)械動(dòng)力部件時(shí)取 56m/min;用液壓kfV 動(dòng)力部件時(shí)取 310m/min； 直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取 0.1min；移t 工件裝、卸（包括定位或撤銷(xiāo)定位、夾緊或松開(kāi)、清理基面或切裝 卸 21 屑及吊運(yùn)工件）時(shí)間。它取決于裝卸自動(dòng)化程度、工件重量大小、裝卸是否方 便及工人的熟練程度。通常取 0.51.5min。 如果計(jì)算出的機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率不能滿足理想生產(chǎn)率要求,即 Q Q 時(shí)候，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。1 組合機(jī)床負(fù)荷率一般為 0.750.90,自動(dòng)線負(fù)荷率為 0.60.7。典型的鉆、 鏜、攻螺紋類(lèi)組合機(jī)床，按其復(fù)雜程度確定；對(duì)于精度較高、自動(dòng)化程度高或 加工多品種組合機(jī)床，宜適當(dāng)降低負(fù)荷率。 （2-14）1Q 則 19.384.%26 具體請(qǐng)見(jiàn)表 2-8 生產(chǎn)率計(jì)算卡。 2.5 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖及相關(guān)計(jì)算 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的作用 22 一般來(lái)說(shuō)，組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件動(dòng)力箱、動(dòng)力滑臺(tái)立柱、立柱底 座加上專(zhuān)用部件多軸箱、刀、輔具統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤(rùn)滑排屑系統(tǒng)組 合而成。聯(lián)系尺寸圖用來(lái)表示機(jī)床各組成部件的相互裝配和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以檢驗(yàn) 機(jī)床各部件的相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足要求通用部件的選擇是否合適，并 為進(jìn)一步開(kāi)展主軸箱、夾具等專(zhuān)用部件、零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也 可以看成是簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。 機(jī)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(zhuān)用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖表示的內(nèi)容有： 1）表明機(jī)床的配置型式和總布局。 2）完整齊全地反映各部件的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專(zhuān)用部件的主要輪 廓尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)極限位置及各滑臺(tái)工作循環(huán)總的工作行程和前后行程 備量尺寸。 3）標(biāo)注主要通用部件的規(guī)格代號(hào)和電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機(jī) 床分組編號(hào)及組件名稱(chēng)，全部組件應(yīng)包括機(jī)床全部通用及專(zhuān)用零部件，不得遺 漏。 4）表明機(jī)床驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及安裝規(guī)程。 5）選擇動(dòng)力部件等。 A 選擇動(dòng)力部件 動(dòng)力部件的選擇主要是確定動(dòng)力箱和動(dòng)力滑臺(tái)。本次設(shè)計(jì)的是根據(jù)以定的 工藝方案和機(jī)床配置型式并結(jié)合使用及修理等因素，確定機(jī)床為臥式雙面機(jī)械 傳動(dòng)組合機(jī)床，機(jī)械滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 根據(jù)文獻(xiàn) 5表 2.22 高速剛鉆頭鉆鋼時(shí)消耗的功率得 Pc 左=9.01kW Pc 右=7.8kW (2-15)P主主 式中 為主軸箱的傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)取 0.80.9，加工有色金屬 時(shí)取 0.70.8；主軸數(shù)多、傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。本課題中被加工 23 零件材料為 42CrMo，故取 =0.9 所以 kW9.01.P主c主 kW7.809主c主 根據(jù)所算出的功率，查文獻(xiàn)1表 5-20 我們可選用 1TA40 型號(hào)的動(dòng)力頭， 經(jīng)過(guò)改制都能滿足功率的需要。 表 2-4 動(dòng)力電動(dòng)機(jī)型號(hào) 根據(jù)動(dòng)力頭尺寸選定滑臺(tái)與其配合，由于選用的是帶傳動(dòng)動(dòng)