CA6140車床刀架攻絲用組合機床及PLC控制系統(tǒng)設計

67頁 29000字數(shù)+論文說明書+任務書+8張CAD圖紙【詳情如下】

CA6140車床刀架攻絲用組合機床及PLC控制系統(tǒng)設計論文.doc

PLC控制圖.dwg

主軸箱總圖.dwg

任務書.JPG

加工圖.dwg

尺寸聯(lián)系圖.dwg

攻絲靠模.dwg

液壓系統(tǒng)原理圖.dwg

自動線尺寸聯(lián)系圖.dwg

零件圖.dwg

CA6140車床刀架攻絲用組合機床及PLC控制系統(tǒng)設計

目錄

摘要 2

Abstract 3

前言 6

一、畢業(yè)設計目的及意義： 6

二、畢業(yè)設計內容 6

三、畢業(yè)設計工作進度安排 8

第1章  組合機床總體設計 10

1.1攻絲組合機床常用的通用部件及選用 10

第2章  組合機床的概述 15

2.1組合機床及其特點 15

2.2組合機床的工藝范圍、加工精度及配置形式 15

2.3組合機床的設計步驟 16

2.4組合機床的發(fā)展趨向 17

第3章  組合機床工藝方案及配置方式的確定 17

3.1   組合機床工藝方案的確定 17

3.2 組合機床配置形式的選擇 19s

第四章  三圖一卡的設計 20

4.1 組合機床總體設計 20

4.2.1  被加工零件工序圖 20

4.2.2   加工示意圖 21

4.2.3機床聯(lián)系尺寸圖 22

4.2.4機床生產率計算卡 26

第5章  組合機床夾具設計 29

5.1 組合機床夾具概述 29

5.2 組合機床夾具的總體設計 30

5.3  夾具總圖的繪制 35

5.4   夾具的定位誤差分析 37

第6章  組合機床多主軸箱設計 37

6.1多主軸箱的基本結構 37

6.2 多主軸箱設計步驟和內容 38

6.3   主軸箱坐標計算 40

6.4主軸箱總圖設計 51

6.5   傳動零件的校核 52

6.4主軸箱總圖設計 51

7  PLC控制系統(tǒng) 52

8機床電氣系統(tǒng)設計 64

結論 65

感謝 66

參考文獻 67

摘要

本課題題目為：CA6140車床刀架攻絲用組合機床及PLC控制系統(tǒng)設計具設計。設計過程主要闡述了組合鉆床的工作原理，設計過程，與通用機床和普通專用機床相比的優(yōu)越性，并對其主軸箱和機床夾具進行設計和計算。本課題設計的基本任務是完成機械部分的設計，主要有被加工零件的工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖、主軸箱裝配圖和機床夾具，以及重要零件的繪制。在設計過程中根據(jù)實際情況取得相關數(shù)據(jù)，參考有關資料，吸取前人的設計經驗，并根據(jù)客觀實際和掌握的現(xiàn)有知識進行改進。

主軸箱是組合機床的主要部件之一，按專業(yè)要求進行設計，由通用部件組成。其主要作用是：根據(jù)被加工零件的加工要求安排各主軸位置，并將動力與運動由電機或動力部件傳給各工作主軸，使之得到要求的轉速和轉向。

關鍵詞：組合鉆床，主軸箱，夾具

Abstract

The topic of this task is：the bottom engine body of D180 8 holes building-block drill and its jig designing，it elaborated the principle of combination drilling machine，the design process，the superiority which compared with the universal engine bed and the ordinary special purpose machine，and carried on the design and the computation to the headstock and the engine bed jig． The basic task of the designing was the machine design，mainly on the component’s working procedure chart，the processing schematic drawing，the machine relative dimensional drawing， the headstock assembly drawing，the engine bed jig as well as the important detail drawing plan．I could obtain the correlation data in the design process according to the actual situation，the reference pertinent data，absorbing predecessor’s design experience and the exciting knowledge and making improvement according to reality and the knowledge which had grasped.

The headstock is one of aggregate machine-tool’s major components，which carries on the design according to the specialized request，consisting of the common parts．Its main function is，according to the components processing request，arranging various main axles position, and bequeathing the power and the movement by the electrical machinery or the power part  to each work main axle，enable it to obtain set rotational speed and  direction.

Key word：Combination drilling machine, headstock, tongs. 

前言

一、畢業(yè)設計目的及意義：

一般的單一機床是適合小批量的生產工人多效率低，現(xiàn)在比較流行的數(shù)控機床雖然技術含量比較高，使得工人的勞動強度大大地降低，多個工序可以在一臺機床上完成，但它也只適合小批量的生產。我現(xiàn)在研究的組合機床就是適合大批量大量生產，它加工工序單一，操作簡單，效率高。這正是我研究組合機床的必要性之所在。

此次設計的目的是使學生在通過了基礎課、專業(yè)基礎課和專業(yè)課的教學過程后進行一次大型的機械設備設計訓練，促使學生綜合運用所學專業(yè)知識進行機械設計；查閱各種有關資料、進行必要的調查研究和分析;熟悉組合機床的組成部分及正確設計；通過組合機床的設計，熟練進行中等難度機械結構的設計，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，使學生在畢業(yè)后能盡快適應所擔負的工程技術工作，為祖國多做貢獻。

二、畢業(yè)設計內容

此次設計的內容包括：組合機床“三圖一卡”設計；主軸箱設計；夾具設計；重要零件設計；編制設計說明書。

在設計中要完成以下工作：

1． 繪制零件加工工序圖

組合機床是專門用來完成某工件加工工序的專用設備。學生首先應熟悉和分析該零件的整個工藝過程，了解該零件在該工序前已加工完的內容和本工序的加工任務，確定在本工序中的定位基準和夾緊位置，加工根據(jù)工序圖的規(guī)定畫法繪制工序圖。

2． 繪制加工示意圖，估算生產率

在根據(jù)本工序加工要求選擇好合適的刀具、切削用量，計算好切削扭矩、切削功率和軸向力后，即可選擇合適的主軸型式和規(guī)格，以及刀具與主軸間的各聯(lián)接件和刀具的導向件，確定工件的加工表面、刀具聯(lián)接件與機床主軸間的相互關系，從而畫出加工示意圖。本設計中加工示意圖可代刀具布置圖，所以圖示結構應盡量表示清楚。

根據(jù)工件加工表面尺寸和切削用量可計算出加工的基本時間，加上查表或估算的其他時間可計算工序時間定額、機床生產率和全年負荷率。

3． 繪制機床聯(lián)系尺寸圖

根據(jù)加工示意圖的內容計算刀具切削時的軸向力、切削扭矩

切削功率，確定進刀、退刀行程，再根據(jù)工序圖所示加工零件時的實際需要可確定機床動力部件的型式和規(guī)格，再選擇與之相配套的其他部件，即可繪制機床聯(lián)系尺寸圖。

機床聯(lián)系尺寸圖在本設計中代機床總圖，圖示機床各部件結構形狀不可過于簡化 應能表示出其結構特征。

在繪制機床聯(lián)系尺寸圖時，機床的某些專用部件尚未設計好（如主軸箱和夾具），所以只能預留其位置，應在這些部件完成設計后補上，若與機床聯(lián)系尺寸圖有矛盾，則應修改后者，以至能反映機床實況。

4． 繪制專用部件圖

組合機床機械部分由通用部件和專用部件構成，通用部件只需選用，而專用部件需要專門設計，本設計中要求設計的專用部件是主軸箱和夾具部件。專用部件設計時應設想多種方案，然后分析比較它們的優(yōu)缺點，最后選擇一個最佳方案。

 學生通過機床聯(lián)系尺寸圖和專用部件圖的設計應能達到對整臺機床及部件的結構原理比較熟悉，并有一定的裝配和調整方面的知識。

5． 繪制重要零件工作圖

重要零件主要指作用重要、結構復雜、技術要求較多的零件，本設計中主要指夾具體或主軸箱箱體等鑄件。我需要繪制主軸箱體補充加工圖。它主要表明了主軸箱體在鑄造出來以后為了滿足裝配而需要在其上進行哪些加工。通過繪制重要零件，我對零件結構工藝性的改善及技術要求的標注方面的知識又有了進一步的提高。

感謝

這次畢業(yè)設計的圖紙繪制和畢業(yè)論文的撰寫是在黃秀玲老師的精心指導下完成的。

四年的大學學習里，以前并未真正的進行過結合生產實際的技術開發(fā)及研究，更談不上單獨對課題的研究，自己對組合機床也一無所知。雖然，在以前的學習中，我做過不少的課程設計，但也僅僅停留在理論的學習和獲取的層面上，并沒有與現(xiàn)實的生產實際真正聯(lián)系多少。

而這么一段為期3個月的畢業(yè)設計就大不相同了：就一臺組合機床的設計而言，你要考慮的層面很多，有很多你并未見識過的問題擺在你的面前需要你解決。老師也僅能夠為你找到正確的前進方向提供一點指導思路。因此，問題的解決就要靠認真翻閱多本相關的書籍、文獻資料，遇到實在難以弄懂的問題找老師解決。

在整個畢業(yè)設計的三個月的時間里我都是在老師的精心指導下不斷地學習著。我也是經歷了一個從什么也不懂到逐漸有了思路、找到自信心的過程。通過不斷的一點一滴的學習，我對于組合機床的認識也在不斷的加深，逐漸建立起了組合機床的概念，了解了組合機床設計的總體思路、設計要點、重點、難點、關鍵點以及容易出錯的地方。三個月的畢業(yè)設計總體來說是在一種緊張而又歡快的氛圍下進行的，它增長了我的見識、豐富了我的知識，讓我擁有了新的智慧。這么一段緊張而又愉快的經歷將留在我的腦海中。

    綜觀整個畢業(yè)設計的全過程，圖紙的完成有手工繪制，也有電腦制圖.工作量比較繁重了。但是，我覺得如果每天都能夠保證相當?shù)墓ぷ髁康脑挘哔|量地完成畢業(yè)設計的任務還是比較輕松的。三個月下來我最大的體會就是：對知識的掌握是建立在學習的過程之上的

非常感謝指導老師黃秀玲老師這三個月來對我的精心指導，是她給我的畢業(yè)設計指明了方向。當我遇到困難無法進行下一步的設計時，總會得到老師的鼓勵和指導，告訴我解決問題的方法！

在畢業(yè)設計及論文撰寫時同時還得到了02313班全體同學的幫助！

參考文獻

1、沈陽工業(yè)大學、大連鐵道學院、吉林工業(yè)學院編  組合機床設計 上海科學技術出版社 1985

2、謝家贏主編  組合機床設計簡明手冊  機械工業(yè)出版社 2002

3、大連組合機床研究所  組合機床設計  機械工業(yè)出版社1975

4、吳宗澤主編  機械零件設計手冊  機械工業(yè)出版社 2004

5、大連組合機床研究所  組合機床設計圖冊  機械工業(yè)出版社 1975

6、謝錫增等  組合機床主軸箱的設計計算  機械設計  1994.5

7、繆念釗編  互換性與測量技術  機械工業(yè)出版社

2、朱世林譯   夾具設計與制造   上海聯(lián)合書局  1952

3、大連組合機床研究所  組合機床簡明手冊  機械工業(yè)出版社 1975

5、李家寶編   夾具設計原理  哈爾濱工業(yè)大學  1957

6、南京工學院  夾具設計參考資料  1973

7、周鵬翔主編   機械制圖   機械工業(yè)出版社

8、第一機械工業(yè)部機床研究所、北京第一機床研究所等編  機床夾具圖冊  機械工業(yè)出版社  1973

9、錢可強等編   機械制圖   高等教育出版社 1997 

10、上海柴油機廠研究所編   金屬切削機床夾具設計手冊   機械工業(yè)出版社 1984

11、機械設計編委會遍  機械設計手冊  機械工業(yè)出版社 2004

12、東北重型機械學院等主編  機床夾具設計手冊  上?？萍汲霭嫔?1979

13、 Warren S.seamws:Computer numerical control .Delmar Publishing inc,  1988

14、Hideo MATSUKA.Japanese open control system for Manufacturing Equipment .Int Japan Socprec Eng 1996.

15、Rajashera K,et.al.Sensorless control of AC Motor Drives. New York  IEEE PRESS. 1995

16、唐一平  Advance Manufacturing Technology  科學出版社      2000

17、Rajashera K,et.al.Sensorless control of AC Motor Drives. New York  IEEE PRESS. 1995

18、E.Budak.Y.Altintas Prediction of Milling force coefficients from ortbogonal cutting Data.Trans ASME Journal of Manufacturing science and Enginnering , 1996

19、袁哲俊 劉華明主編  刀具設計手冊  機械工業(yè)出版社 1999。

床刀架攻絲用組合機床及 制系統(tǒng)設計 目錄 摘要 ................................................................................................................................................ 1 .................................................................................................................................... 3 前言 ................................................................................................................................................ 4 一、畢業(yè)設計目的及意義： ........................................................................................... 4 二、畢業(yè)設計內容 ................................................................................................................ 4 三、畢業(yè)設計工作進度安排 ........................................................... 錯誤 !未定義書簽。 第 1 章 組合機床總體設計 ........................................................................................... 6 絲 組合機床常用的通用部件及選用 ............................................................ 6 第 2 章 組合機床的概述 .............................................................................................. 11 合機床及其特點 ..................................................................................................... 11 合機床的工藝范圍、加工精度及配置形式 .......................................... 11 合機床的設計步驟 ............................................................................................... 12 合機床的發(fā)展趨向 ............................................................................................... 13 第 3 章 組合機床工藝方案及配置方式的確定 .............................................. 13 組合機床工藝方案的確定 .............................................................................. 13 合機床配置形式的選擇 ................................................................................. 15s 第四章 三圖一卡的設計 .............................................................................................. 16 合機床總體設計 ................................................................................................... 16 被加工零件工序圖 ........................................................................................... 16 加工示意圖 ......................................................................................................... 17 床聯(lián)系尺寸圖 ..................................................................................................... 18 床生產率計算卡 ............................................................................................... 21 第 5 章 組合機床夾具設計 ......................................................................................... 25 合機床夾具概述 ................................................................................................... 25 合機床夾具的總體設計 .................................................................................... 26 夾具總圖的繪制 ...................................................................................................... 31 夾具的定位誤差分析 ......................................................................................... 33 第 6 章 組合機床多主軸箱設計 .............................................................................. 33 主軸箱的基本結構 ............................................................................................... 33 主軸箱設計步驟和內容 .................................................................................... 34 主軸箱坐標計算 ................................................................................................... 35 軸箱總圖設計 .......................................................................................................... 46 傳動零件的校核 ................................................................................................... 47 軸箱總圖設計 .......................................................................................................... 46 7 制系統(tǒng) .................................................................................................................. 47 8 機床電氣系統(tǒng)設計 ......................................................................................................... 64 結論 ............................................................................................................................................. 65 感謝 ............................................................................................................................................. 66 參考文獻 .................................................................................................................................. 67 摘要 本課題題目為： 床刀架攻絲用組合機床及 制系統(tǒng)設計具設計。設計過程主要闡述了組合鉆床的工作原理，設計過程，與通用機床和普通專用機床相比的優(yōu)越性，并對其主軸箱和機床夾具進行 設計和計算。本課題設計的基本任務是完成機械部分的設計，主要有被加工零件的工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖、主軸箱裝配圖和機床夾具，以及重要零件的繪制。在設計過程中根據(jù)實際情況取得相關數(shù)據(jù)，參考有關資料，吸取前人的設計經驗，并根據(jù)客觀實際和掌握的現(xiàn)有知識進行改進。 主軸箱是組合機床的主要部件之一，按專業(yè)要求進行設計，由通用部件組成。其主要作用是：根據(jù)被加工零件的加工要求安排各主軸位置，并將動力與運動由電機或動力部件傳給各工作主軸，使之得到要求的轉速和轉向。 關鍵詞：組合鉆床，主軸箱，夾具 he of 180 8 it of on to of on s as as I in to s to is of s on to of to by or to it to 前言 一、畢業(yè)設計目的及意義： 一般的單一機床是適合小批量的生產工人多效率低，現(xiàn)在比較流行的數(shù)控機床雖然技術含量比較高，使得工人的勞動強度大大地降低，多個工序可以在一臺機床上完成，但它也只適合小批量的生產。我現(xiàn)在研究的組合機床就是適合大批量大量生產，它加工工序單一，操作簡單，效率高。這正是我研究組合機床的必要性之所在。 此次設計的目的是使學生在通過了基礎課、專業(yè)基礎課和專業(yè)課的教學過程后進行一次大型的機械設備設計訓練，促使學生綜合運用所學專業(yè)知識進行機械設計；查閱各種有關資料、進行必要的調查研究和分析 ;熟悉組合機床的組成部分及正確設計；通過組合機床的設計，熟練進行中等難度機械結構的設計，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，使學生在畢業(yè)后能盡快適應所擔負的工程技術工作，為祖國多做貢獻。 二、畢業(yè)設計內容 此次設計的內容包括：組合機床“三 圖一卡”設計；主軸箱設計；夾具設計；重要零件設計；編制設計說明書。 在設計中要完成以下工作： 1． 繪制零件加工工序圖 組合機床是專門用來完成某工件加工工序的專用設備。學生首先應熟悉和分析該零件的整個工藝過程，了解該零件在該工序前已加工完的內容和本工序的加工任務，確定在本工序中的定位基準和夾緊位置，加工根據(jù)工序圖的規(guī)定畫法繪制工序圖。 2． 繪制加工示意圖，估算生產率 在根據(jù)本工序加工要求選擇好合適的刀具、切削用量，計算好切削扭矩、切削功率和軸向力后，即可選擇合適的主軸型式和規(guī)格，以及刀具與主軸間的各聯(lián)接件和刀具的導向 件，確定工件的加工表面、刀具聯(lián)接件與機床主軸間的相互關系，從而畫出加工示意圖。本設計中加工示意圖可代刀具布置圖，所以圖示結構應盡量表示清楚。 根據(jù)工件加工表面尺寸和切削用量可計算出加工的基本時間，加上查表或估算的其他時間可計算工序時間定額、機床生產率和全年負荷率。 3． 繪制機床聯(lián)系尺寸圖 根據(jù)加工示意圖的內容計算刀具切削時的軸向力、切削扭矩 切削功率，確定進刀、退刀行程，再根據(jù)工序圖所示加工零件時的實際需要可確定機床動力部件的型式和規(guī)格，再選擇與之相配套的其他部件，即可繪制機床聯(lián)系尺寸圖。 機床聯(lián)系尺寸圖在本設 計中代機床總圖，圖示機床各部件結構形狀不可過于簡化 應能表示出其結構特征。 在繪制機床聯(lián)系尺寸圖時，機床的某些專用部件尚未設計好（如主軸箱和夾具），所以只能預留其位置，應在這些部件完成設計后補上，若與機床聯(lián)系尺寸圖有矛盾，則應修改后者，以至能反映機床實況。 4． 繪制專用部件圖 組合機床機械部分由通用部件和專用部件構成，通用部件只需選用，而專用部件需要專門設計，本設計中要求設計的專用部件是主軸箱和夾具部件。專用部件設計時應設想多種方案，然后分析比較它們的優(yōu)缺點，最后選擇一個最佳方案。 學生通過機床聯(lián)系尺寸圖和專 用部件圖的設計應能達到對整臺機床及部件的結構原理比較熟悉，并有一定的裝配和調整方面的知識。 5． 繪制重要零件工作圖 重要零件主要指作用重要、結構復雜、技術要求較多的零件，本設計中主要指夾具體或主軸箱箱體等鑄件。我需要繪制主軸箱體補充加工圖。它主要表明了主軸箱體在鑄造出來以后為了滿足裝配而需要在其上進行哪些加工。通過繪制重要零件，我對零件結構工藝性的改善及技術要求的標注方面的知識又有了進一步的提高。 第 6 頁 共 67 頁 第 1 章 組合機床總體設計 絲組合機床常用的通用部件及選用 用部件的選用原則 通用部件的選 用是組合機床設計的主要內容之一。選用的方法是 :根據(jù)所需的功率、進給力、進給速度等要求 ,選用動力部件及其配套部件。 選用原則是 : 1) 切削功率應滿足加工所需的計算功率 (包括切削所需功率、空轉功率、傳動功率 )。 2) 進給部件應滿足加工所需的最大計算進給力、工作行程和工作循環(huán)的要求。 3) 動力箱與多主軸箱尺寸相適應和匹配。 4) 應滿足加工精度的要求。 5) 盡可能按通用部件的配套關系選用有關的通用部件。 絲組合機床常用的通用部件及其選用 動力滑臺 動力滑臺是由滑座滑 鞍和驅動裝置組成實現(xiàn)直線進給運動的動力部件。根據(jù)被加工零件即 床刀架的工藝要求 :底面 12絲 ,孔深 16紋深14滑鞍上安裝動力箱 ,動力箱帶動主軸箱完成攻絲工序。 動力滑臺根據(jù)驅動和控制方式的不同可分為液壓滑臺機械滑臺和數(shù)控滑臺三種類型。根據(jù)需要選用液壓動力滑臺 ,型號為 1面寬 400 800程長 400臺及滑座總高 320特點是 :采用雙矩形導軌結構形式 ,導向的長度大 ,導向性好；滑座體為箱形框架結構 ,滑座底面中間增加了結合面 ,結構剛度高，導 軌壽命長。 攻絲卡頭及攻絲靠模裝置 第 7 頁 共 67 頁 1. 攻絲卡頭 攻絲卡頭用于連接絲錐和攻絲主軸 ,保證絲錐與被加工的螺紋底孔自動對中 ,并保證絲錐順利地引進；補償絲錐每分鐘引進量與攻絲主軸每分鐘進給量之差值。 2. 攻絲靠模裝置 攻絲裝置的進給運動直接由靠模螺桿靠模螺母得到。其優(yōu)點是 :靠模經磨制可以得到較準確的螺距 ,而且靠模桿帶動絲錐進給比較輕 ,其中攻絲接桿可以補償靠模系統(tǒng)與絲錐自行引進的進給差 ,攻絲時可以得到較高的精度。 (1) 通用的 攻絲靠模裝置 這種攻絲靠模裝置通常由攻絲靠模和攻絲卡頭配合組 成攻絲裝置。這種裝置易于調整 ,只要松開壓板 ,便可方便的將絲錐取出 ,且在變動被加工螺孔時 ,易裝卸調換，只是整個結構軸向尺寸較大。 (2) 通用的 絲靠模裝置 這種攻絲靠模裝置軸向尺寸較小 ,主要用于活動攻絲模板和鉆攻復合模板。 考慮以上因素 ,選用通用的 3. 攻絲靠模實現(xiàn)的方式 攻絲靠模實現(xiàn)的方式有兩種 : (1) 把攻絲靠模直接裝在主軸箱內 ,組成用于整臺機床全部是攻絲工序的攻絲裝置 ,它的特點是剛性好 ,結構簡單 ,但調整更換絲錐不方便。 (2) 另一種是攻絲 模板 ,將靠模裝置裝在模板上 ,模板用固定在主軸箱上的導桿導向。這種方法結構復雜 ,剛度亦差。 考慮到以上因素 ,在設計中采用了前一種方法。 主運動驅動裝置 動力箱是將電機的動力傳遞給多主軸箱 ,它與多主軸箱配套使用。 1表 5 5 支承部件 第 8 頁 共 67 頁 組合機床的支承部件往往是通用和專用兩部分的組合。本設計中臥式機床的床身是由通用的側底座和專用的中間底座組合而成 ,此種結構的優(yōu)點是加工和裝配工藝性好 ,安裝和 運輸較方便。 (1) 中間底座其頂面安裝夾具 ,側面與側底座相連接 ,并通過端面定位銷定位。 中間底座其結構尺寸需根據(jù)工件的大小形狀等來確定。 中間底座其一般按專用部件進行設計 ,但為了不致使組合機床的輪廓尺寸過分繁多 ,中間底座的主要尺寸應符合如下的國家標準規(guī)定： 中間底座長 中間底座寬 800 500 560 630 710 800 900 1000 __ __ 630 710 800 900 1000 1250 __ __ __ 710 800 900 1000 >1250 __ __ __ 710 800 900 1000 注 :30可根據(jù)具體情況采用 560 710 1250可從優(yōu)先數(shù)系 64中選用。 因此根據(jù)組合機床的聯(lián)系尺寸，選中間底座的長為 800，寬為 800，2)側底座 (1 側底座的長度應于滑臺相適應，選用 1的高度有 560\630用 560度 600度 1350。 第 9 頁 共 67 頁 計算切削功率并選用動力箱 中 T:主軸切削扭矩 ； D:螺紋大徑 ,D=6p: 螺紋螺距 ,p=1 P: 主軸切削功率 ( v:切削速度 ( 按推薦 ,加工材料為鑄鐵時 v=4 ?8 已經取 v= 計算得 : T= P=((6)=w 此時 ,各主軸的轉速按下面的公式計算 : 主軸n= ?1000= 6 ??=300r/2根軸的切削功率為 12P : 12P =P× 12=12=軸箱所需要的功率 ,應等于切削功率空載消耗功率及與負載成正比的功率損失之和 ,即 : 主P= 切P+ 空P+損主軸箱總功率； 切P: 各主軸切削功率總和， 切P= 12P =w； 空P: 各軸空載消耗功率的總和，根據(jù) >91可計算出 空P=w； 損P: 各軸損失功率的總和，損%，損P=w。 計算得 : 主P=w 第 10 頁 共 67 頁 在確定攻絲電機功率時 ,應考慮絲錐鈍化的影響 , 主P× (=w 根據(jù) >15選用的動力 箱型號為 1動機功率是 w,驅動軸轉速是 480r/ 根據(jù)通用部件的配套關系選用與動力箱匹配的其他通用部件 參考 >表 2件名稱 標準 名義尺寸 (320 400 液壓滑臺 力箱 底座 用 液壓滑臺 動力箱 側底座 1 1 1第 11 頁 共 67 頁 第二章 組合機床的概述 合機床及其特點 組合機床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率專用機床。它能夠對一種或幾種零件進行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序，生產效率高，加工精度穩(wěn)定。 組合機床與通用機床、其他專用機床比較，具有以下特點： （ 1） 組合機床上的通用部件和標準部件約占全部機床零、部件總量的70因此設計和制造的周期短，投資少，經濟效果好。 （ 2） 由于組合機床可以采用多刀加工，并且自動化程度高，因而比通用機床生產效率高， 產品質量穩(wěn)定，勞動強度低。 （ 3） 組合機床的通用部件是經過周密設計和長期生產實踐考驗的，又有專門廠成批制造，因此結構穩(wěn)定、工作可靠，使用和維修方便。 （ 4） 在組合機床上加工零件時，由于采用專用夾具、刀具和導向裝置等，加工質量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術水平要求不高。 （ 5） 當被加工產品更新時，采用其他類型的專用機床時，其大部分部件要報廢。用組合機床時，其通用部件和標準零件可以重復使用，不必另行設計和制造。 （ 6） 組合機床易于聯(lián)成組合機床自動線，以適應大規(guī)模的生產需要。 合機床的工藝范圍、加工精度及配置形式 組合機床可以完成的工藝有鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削、刮平面、倒角、切槽及滾壓等。而且現(xiàn)在隨著綜合自動化技術的不斷發(fā)展 ,其工藝范圍也在不斷的擴大。 就設計的攻絲組合機床而言 ,若潤滑條件良好 ,在鑄鐵件上加工出的螺孔可以達到 2級精度 ,表面粗糙度達到 米。 第 12 頁 共 67 頁 螺孔的位置精度由于攻絲時以 工件底面為定位基準 ,加上其他誤差的影響 ,一般可以達到 ? 床精度較高時可以達到 ? 合機床的設計步驟 訂方案階段 這是設計組合機床最重要的一步。工藝方案制定的正確與否 ,將決定機床能否達到“體積小 ,重量輕 ,結構簡單 ,使用方便 ,效率高 ,質量好 ” 的要求。 為了使工藝方案制定得合理 ,必須從認真分析被加工零件的圖紙開始 ,深入現(xiàn)場全面了解被加工零件的結構特點 ,加工部位 ,尺寸精度 ,表面粗糙度和技術要求 ,定位夾緊方式 ,工藝方法和加工過程所采用的刀具 ,切削用量及生產率等要求 ,分析其優(yōu)缺點 ,從而確定零件在機床上完成的工藝方法及內容 ,決定刀具的種類結構形式和數(shù)量及切削用量等。 根據(jù)確定的工藝方案 ,確定機床的配置形式 ,并定出影響機床總體布局和技術性能的主要部件的結構方案。 在選定工藝方案并確定機床配置形式結構方案的基礎上 ,進行方案圖紙的設計。 術設計階段 根據(jù)已經確定的工藝和結構方案 ,按照加工示意圖和機床聯(lián)系尺寸 圖等開展部件設計 ,繪制夾具主軸箱等的裝配圖。 作設計階段 (1) 繪制所有專用零件圖并繪制出潤滑冷卻管路系統(tǒng)圖及機床總圖。 (2) 編制設計說明書。 第 13 頁 共 67 頁 合機床的發(fā)展趨向 高通用部件的水平 提高通用部件的水平可以提高部件的精度和動靜性能，因而使被加工零件的精度明顯提高 ,表面粗糙度減小。 化裝夾方案 在我所設計的攻絲組合機床上，為了降低工人的勞動強度、節(jié)省裝夾工件的時間和保證定位的快速、可靠，我設計的夾具夾緊裝置有兩根螺柱作為支撐，兩根螺柱之間 的距離大于零件的尺寸，零件的定位方案是以零件的 3 個面進行定位，工人在裝夾時，就能從正面直接把零件裝進夾具，緊靠定位元件，然后夾緊，這樣就使工人操作簡單，提高的工作效率。 第 3 章 組合機床工藝方案及配置方式的確定 組合機床工藝方案的確定 藝基準面的分析 1. 箱體類零件工藝基準面的選擇 箱體類零件工藝基準面的選擇原則： 1) 選擇的定位基準面應確保工件穩(wěn)定定位，定位面應盡量大一些。同時 ,基準面的光潔度、平直性越好越有利于保證定位的精確程度。 2)定位基準面的選擇應考慮到 夾緊的方便 ,夾具結構簡單。 3)應盡量采用設計基準面為工藝基準面。 4)考慮裝卸工件的方便。 加工零件 床刀架為箱體類零件。零件有精度高的孔系要加工，既可以采用一面兩孔的定位方法 ,也可以采用三個平面定位的方法。一面兩孔的定位方式，對定位柱銷的形狀和位置精度有很高的要求，更重要的是在反復的裝卸工件的過程中，柱銷極易發(fā)生磨損，使得定位精度大大地降低。而在三面定位的定 第 14 頁 共 67 頁 位方式下，采用的是平面定位，定位面積比較大，在裝卸工件的過程中，定位面發(fā)生的磨損相對于大面積的平面來說比較小，而且比較均勻。本設計采用 了后面一種定位方法。 綜合考慮以上因素 ,決定 : 三面定位中 , 限制工件的三個自由度；右表面為次定位面 ,限制工件兩個自由度；正視圖頂平面限制工件一個自由度。 2. 確定工件的夾壓位置 確定工件的夾壓位置時考慮到如下問題 : 保證工件夾壓后定位穩(wěn)定，并有足夠的剛度，夾壓點的位置應夾壓合力盡量落在定位平面之內 ,力求接近定位平面的中心。 力求使夾壓部位靠近箱體的壁或筋 ,減少夾壓后變形。 工工藝的分析 組合機床上 常用的攻絲方法 在組合機床上常用絲錐攻制螺紋 ,其特點是當絲錐攻入 1?2 絲之后 ,則絲錐會自行引進 ,主運動和進給運動之間的嚴格關系由絲錐自身保證 ,即自引法攻絲。 絲S=n? p 絲S: 絲錐每分鐘自行引進量 ( n : 絲錐每分鐘轉數(shù) ( p : 絲錐螺紋螺距 ,p=1了保證絲錐穩(wěn)定可靠地攻入工件和不干擾絲錐的自行引進 ,要求主軸系統(tǒng)向前進給與絲錐的自行引進完全同步。 即 絲S 第 15 頁 共 67 頁 主軸系統(tǒng)的進給量 ( 。 實際上 ,無論哪一種攻絲主軸都難于達到這一點。因此 ,絲錐和主軸系統(tǒng)都不是剛性連接 ,而是在兩著之間設有進給差的補償環(huán)節(jié)。 確 定組合機床工藝方案時應注意的問題 1. 攻絲工序要盡量放在最后進行。因為攻絲通常都需要潤滑 ,如果設在前面 ,潤滑油液將粘附在工件上 ,而弄臟其他機床 ,而且加工時會冒煙。 2. 孔間中心距離的限制 在確定組合機床加工工藝時 ,要考慮可以同時加工的最小孔間中心距。由于主軸箱上的主軸結構的需要 ,以及保證必須的加工精度的需要和工作可靠性的要求 ,組合機床攻絲時對于通用的主軸箱 ,其主軸間的最小間距是 現(xiàn)在 ,被加工的柴油機箱體上的螺紋孔中心的間距是 50 所以 ,能夠滿足孔間最小中心距離的要求。 削用量的選擇 1. 確定切削用量時應注意的問題 1). 切削用量的選擇應盡可能達到合理地利用所用的刀具 ,充分發(fā)揮其性能。 2). 在選擇切削用量時 ,應注意產品批量的影響。 在大批大量生產中 ,組合機床要求很高的生產效率 ,自然地切削用量就應該大一些，本設計的組合機床就是這種情況。 對于在鑄鐵件上加工螺紋 ,推薦的切削用量是 v=4 ?8 取 v= 合機床配置形式的選擇 組合機床有大型 和小型兩種，本設計的是大型組合機床。 大型組合機床的配置形式有 :臥式單面組合機床、立式單工位組合機床、臥式雙面組合機床、復合式雙面組合機床、臥式多面組合機床、復合式多面組合機床 第 16 頁 共 67 頁 等等。 根據(jù)被加工零件的特點 ,選用臥式單工位組合機床就可以滿足零件加工的需要。 設計的組合機床夾具采用了固定式的結構，這樣 ,機床可以達到的加工精度高。 第四章 三圖一卡的設計 合機床總體設計 組合機床總體設計 ,就是針對零件 ,在選定的工藝和結構方案的基礎上 ,進行組合機床總體方案圖樣文件設計。其內容包括被加工零件工序圖、加 工示意圖、機床聯(lián)系尺寸總圖以及生產率計算卡。 被加工零件工序圖 1. 被加工零件工序圖的內容 被加工零件工序圖是根據(jù)制訂的工藝方案 ,表示所設計的機床上完成的工藝內容 ,加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術要求 ,加工用的定位基準、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和本機床加工前余量的圖樣。其主要內容包括 : 1). 被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機床設計有關部位結構形狀和尺寸。 2). 本工序所選用的定位基準、夾壓部位以及夾緊方向。 3). 本工序加工表面的尺寸、 精度表面粗糙度、形位公差等技術要求以及對上道工序的技術要求。 4). 注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。 2. 按照規(guī)定繪制被加工零件工序圖 繪制被加工零件工序圖時按照了如下的規(guī)定 : 第 17 頁 共 67 頁 1) 繪制被加工零件工序圖表達應該清晰明了 ,突出本工序內容 ,按照一定的合適比例 ,繪制足夠的視圖以剖面。本加工工序加工部位用粗實線表示 ,其余部位用細實線表示。 2) 注意事項 : 本加工工序加工部位的位置尺寸應與定位基準發(fā)生直接關系。 當本工序有特殊要求時必須注明。本設計中必須注 明的特殊要求是 : 攻絲12- 4以要加工的螺孔不是通孔。 加工示意圖 加工示意圖是反映零件加工的工藝方案 ,表示了加工零件在機床上加工過程 ,刀具、輔具的布置情況以及工件、夾具刀具等機床各部件間的相對位置關系 ,機床的工作行程及工作循環(huán)等。 其主要內容為 : (1) 反映機床的加工方法、加工條件及加工過程： 加工方法： 絲錐攻制螺紋。 (2) 決定刀具類型、數(shù)量、結構、尺寸： 絲錐采用長柄機用絲錐，數(shù)量 12 根。 (3) 決定主軸的結構類型、規(guī)格尺寸及 外伸長度： 主軸采用前后支承均為推力球軸承和無內圈滾子軸承的攻絲主軸，外伸長度 120 取主軸直徑 d=15算如下： 由 d=00=44100中可查取 B= ∴ M= ?? 2 51 0 0 44 又 W 333 6 7 ??? 第 18 頁 共 67 頁 則 2 3 ?? 查得 45 鋼的 ][? =31 ][?? 符合 (4) 選擇標準的浮動卡頭、導向裝置、攻絲靠模裝置 ,并決定它們的結構、參數(shù)及尺寸： 攻絲卡頭采用通用的大型組合機床用攻絲卡頭 1 卡頭號： 1號；莫氏圓錐： 1號。 (5) 標明主軸、攻絲卡頭、夾具與工件間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。 床聯(lián)系尺寸圖 繪制聯(lián)系尺寸圖，一般是在已畫出被加工零件圖、加工示意圖 ，并初選動力部件及與其配套的通用部件之后進行的。對于機床的某些重要尺寸也應在畫聯(lián)系尺寸圖之前的方案設計階段初步確定，如機床的裝料高度，主軸箱輪廓尺寸及夾具輪廓尺寸等。尤其對于加工精度要求較高，比較復雜的組合機床，往往需要預先畫出夾具方案的詳細草圖，以確定其主要輪廓尺寸。所以，總體設計更確切地說是包括夾具方案草圖在內的設計。 1） 組合機床夾具是保證零件加工精度的重要專用部件。這里所要確定的夾具輪廓尺寸主要是指夾具底座的長寬高。這些尺寸的確定，除了首先必須考慮工件的輪廓尺寸、形狀、具體 結構外，還須考慮能夠布置下保證加工要求的定位、限位、夾緊機構，導向系統(tǒng)，并要考慮夾具底座與機床其它部件連接、固定所需要的尺寸。對精加工機床，不應過分追求尺寸小，一定要確保夾具具有足夠的剛性。初定夾具輪廓尺寸是 760 x 620 2） 的確定 裝料高度是指機床上工件的定位基準面到地面的垂直距離。我國過去設計組 第 19 頁 共 67 頁 合機床的裝料高度一般取 H=850 毫米。為提高通用部件及支承部件的剛度并考慮自動線設計時中間底座內要安裝夾具輸送、冷卻排屑裝置，新頒布的組合機床標準推薦裝料高度 H=1060 毫米 ，與國際標準一致?，F(xiàn)階段，設計組合機床時，裝料高度可視具體情況在 H=850～ 1060毫米間選擇。 因為主軸箱最低主軸必須和工件最低孔同心。所以機床裝料高度 H 按照如下的公式計算： 1H +5+ 2H +h =H +3 1H ： 側底座高度。對于 11H =560 5 ： 側底座與滑臺之間的調整墊片的厚度。 2H ： 滑臺總高（ 滑臺 12H =320 主軸箱體最低面與滑臺頂面的間隙。 1h ： 最低主軸高度（毫米）。根據(jù)主軸箱總裝配圖， 1h =170 3H： 工件上最低孔到工件最低定位面的距離（毫米）。 由加工示意圖可知，3H=20 所以， 560+5+320+70=H+20 解得： H= 本機床裝料高度 H= 3） 中間 底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝連接的需要。其長度方向尺寸要根據(jù)所選動力部件及其配套部件的位置關系，照顧各部件聯(lián)系尺寸的合理性來確定。非常重要的是，一定要保證加工終了位置時，工件端面至主軸箱前端面的距離不小于加工示意圖上要求的距離。同時，要考慮動力部件處于加工終了位置 第 20 頁 共 67 頁 時，主軸箱與夾具外輪廓間應有便于機床調整、維修的距離。為便于切削及冷卻液回收，中間底座周邊須有足夠寬度的溝槽。 初定出中間底座的長寬高尺寸后，應優(yōu)先在通用部件標準中選用尺寸與之相近的標準中間底座以簡化設計。但往往由于機床裝料高度和夾具輪廓尺 寸已先根據(jù)加工情況及車間工件運送滾道等具體條件定出，則造成中間底座不能選擇通用件，而須參考類似中間底座專門設計。 4） 繪制機床聯(lián)系尺寸圖時，著重要確定的尺寸是主軸箱的寬度 B 和高度 H 及最低主軸高度。 圖 3軸箱輪廓尺寸確定 主軸箱寬度 B、高度 H 的大小主要與被加工零件孔的布置有關，可按下式確定： 1112 ?? ?? 式中： b—— 工件在寬 度方向相距最遠的兩孔距離（毫米）。已知 b=216 1b —— 最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（毫米）。 h—— 工件在高度方向相距最遠的兩孔距離（毫米）。已知 h=114 第 21 頁 共 67 頁 1h —— 最低主軸高度（毫米）。 為保證主軸箱有排布齒輪的足夠空間，推薦 1b ＞ 70～ 100 毫米。取1b =100 主軸 箱最低主軸高度 考慮到與工件最低孔位置、機床裝料高度、滑臺滑座總高、側底座高度、滑座與側底座之間調整墊高度等尺寸之間的關系而確定。對于臥式機床， 1h 要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄漏外，一般取 1h ＞ 85～ 140毫米。取 1h = B=216+2× 100=416 H=114+172+100=386 按照通用的主軸箱輪廓尺寸系列標準，最后確定主軸箱體的輪廓尺寸為 B× H=500× 500 毫米。 5）聯(lián)系尺寸圖的繪制 以工件左端面為基準，根據(jù)前面已經確定的工件端面至主軸箱前端面的最小距離 382 毫米確定機床左面主軸箱前端面的軸向位置。再根據(jù)主軸箱最低主軸高度位置尺寸 172毫米及主軸箱輪廓尺寸長×寬×厚 =500× 500× 570毫米畫出左主軸箱外廓。主軸箱以其后蓋與動力箱定位連接，根據(jù)已選擇的 1力箱的 安裝聯(lián)系尺寸畫出動力箱輪廓。 在機床長度方向上，通常動力箱后端面應與滑臺后端面平齊安裝。 液壓滑臺的右端面距離側底座最右端為 80 滑座安裝在液壓滑臺上?；淖钣叶酥烈簤夯_的最右端的距離是 68是后備量。 為便于機床的調整和維修，滑座與側底座之間需加 5毫米厚的調整墊。 床生產率計算卡 根據(jù)選定的機床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快 第 22 頁 共 67 頁 進及工進速度等，就可計算機床的生產率及生產率計算卡，用以反應機床的加工過程，完成每一動作所需的時間，切削用量，機床生產率及機床負荷率 。 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到原始位置的動作過程。一般包括快速引進、工作進給、工作退回、快速退回等動作。 有時還有中間停止、多次往復進給、跳躍進給、死檔鐵停留等特殊要求，這是根據(jù)具體的加工工藝需要確定的。 下面討論工作行程長度的確定： （ 1） 攻進和攻退長度 攻進長度等于攻退長度。攻進長度應等于工件加工部位長度 L=14 與刀具切入長度 1l 和切出長度 入長度 1l 應根據(jù)工作端面的誤差情況在 5米之間選擇，選取誤差大時取大值。設計中取 1l =8于 124 的螺紋來說，因為不攻通，所以 （ 2） 快速退回長度等于快速引進與工作進給長度之和 快速引進是指動力部件把主軸箱連同刀具從原始位置送進到工件進給開始位置，其長度按加工具體情況確定。假如刀具剛性較好，且能夠滿足生產率的要求，那么，為使動力滑臺的導軌在全長形 成上均勻磨損，也可使快退行程長度加大。 (3) 動力部件總行程長度 動力部件的總行程除應保證要求的工作循環(huán)外，還要考慮裝卸和調整刀具方便，即考慮前、后備量。 前備量是指因刀具磨損或補償制造、安裝誤差，動力部件尚可向前調節(jié)的距離。后備量是指考慮刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出所需要的軸向距離。理想情況是保證刀具退離夾具導套外端面的距離大于接桿插入主軸孔內（或刀具插入接桿孔內）的長度。因此，動力部件的總行程為快退行程長度與前后備量為選擇標準動力滑臺或設計專用動力部件的依據(jù)。 1） 理想生產率 Q（件 /小 時） 指完成年生產綱領 A 所要求的機床生產率。任務書上要求完成年生產綱領 5萬臺以上。取 A=5 萬臺。理想生產率與全年工時總數(shù) K 有關。采用單班制生產， 第 23 頁 共 67 頁 取 K=1750小時。 175050000=小時 2） 實際生產率 1Q 指所設計機床每小時實際可以生產的零件數(shù)量。 單01 ? （件 /小時） 式中：單T—— 生產一個零件所需的時間（分） ）（）（裝卸移快退快進停輔切單 ???????2121其中： 21,— 分別為刀具第Ⅰ，第Ⅱ工作進給行程長度（毫米）。根據(jù)加工示意圖， 21 =切入長度 +攻絲長度 =8+14=22 21, ff 分別為絲錐第Ⅰ、第Ⅱ工作進給量（毫米 /分 ）。根據(jù)加工示意圖21 ff =04mm/t—— 當加工沉孔、止口、倒角、光整表面時，動力滑臺在死擋鐵上的停留時間，通常指刀具在加工終了時無進給狀態(tài)下旋轉 5～ 10 轉所需時間（分）?，F(xiàn)在，對于攻絲而言，絲錐在完成攻絲后要立即反轉。故停t=0。 快退快進 ， 分別為動力部件快進，快退行程長度（毫米）。根據(jù)機床聯(lián)系尺寸圖，快退快進 =280 動力部件快速行程速度。采用機械動力部件取 5～ 6 米 /分；液壓動力部件取 3～ 10米 /分。對于液壓滑臺，取米 /分。 移t—— 直線移動或回轉工作臺進行一次工位轉換的時間，一般取 第 24 頁 共 67 頁 裝卸t—— 工件裝卸時間，它取決于工件重量、裝卸是否方便及工人的熟練程度。一般取 裝卸t=。 所以， ）（）（單 ?????T =01 ?Q= 計算出的機床實際生產率滿足理想生產率要求，即 1 ，說明選擇的切削用量、機床設計方案是合理的。 3） 機床負荷率負?當 時，計算負荷率： 1?=床生產率計算卡見下頁： 4） 被加工零件 圖號 毛坯種類 鑄件 名稱 床刀架 毛坯重量 40料 度： 25 工序名稱 攻絲孔 12 14 工序號 序號 工步名稱 被加工零件數(shù) 加工直徑 加工長度 工作行程 切削速度 每分鐘轉速（ r） 每轉進給量 每分鐘進給量 工 時 機動時間 輔助時間 共計 1 裝入工件 1 2 工件定位 3 動力部件快進 120 4 動力部件2 22 04 1 304 第 25 頁