柴油機汽缸蓋導管孔進排氣門座圈孔加工組合機床設(shè)計

27頁 13000字數(shù)+論文說明書+任務(wù)書+3張CAD圖紙【詳情如下】

任務(wù)書.doc

多軸箱裝配圖.dwg

機床尺寸圖.dwg

柴油機汽缸蓋導管孔進排氣門座圈孔加工組合機床設(shè)計論文.doc

示意圖.dwg

柴油機汽缸蓋導管孔進排氣門座圈孔加工組合機床設(shè)計

目 錄

1緒 論 2

1.1  機床概述 2

1.2  機床設(shè)計的目的、內(nèi)容、要求 5

1.2.1  設(shè)計的目的 5

1.2.2  設(shè)計內(nèi)容 5

1.2.3  設(shè)計要求 6

1.2.4  機床的設(shè)計步驟 6

1） 調(diào)查研究 6

2） 擬定方案 6

3） 工作圖設(shè)計 7

2  組合機床的總體設(shè)計 7

2.1  組合機床方案的制定 7

2.1.1  制定工藝方案 7

2.1.2  確定組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案 8

2.2  確定切削用量及選擇刀具 10

2.2.1  確定工序間余量 10

2.2.2  選擇切削用量 10

2.2.3  確定切削力、切削扭矩、切削功率 10

2.2.4  選擇刀具結(jié)構(gòu) 11

2.3  組合機床總設(shè)計“三圖一卡”的編制 11

2.3.1  被加工零件工序圖 11

2.3.2  加工示意圖 13

2.3.3  機床聯(lián)系尺寸圖 16

2.3.4  生產(chǎn)率計算卡 19

2.4  主軸箱的設(shè)計 20

2.4.1  繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 20

2.4.2  齒輪模數(shù)選擇 22

2.4.3  主軸箱的傳動設(shè)計 22

2.4.4  繪制傳動系統(tǒng)圖 24

2.4.5  傳動零件的校核 25

結(jié)論 26

參考文獻 28

1緒 論

1.1  機床概述

現(xiàn)代社會中，人們?yōu)榱烁咝?、?jīng)濟地生產(chǎn)各種高質(zhì)量產(chǎn)品，日益廣泛的使用各種機器、儀器和工具等技術(shù)設(shè)備與裝備。為制造這些技術(shù)設(shè)備與裝備，又必須具備各種加工金屬零件的設(shè)備，諸如鑄造、鍛造、焊接、沖壓和切削加工設(shè)備等。由于機械零件的形狀精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法來達到，特別是形狀復雜、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在機床上經(jīng)過幾道甚至幾十道切削加工工藝才能完成。因此，機床是現(xiàn)代機械制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備。在一般機械制造廠中，機床所擔負的加工工作量，約占機械制造總工作量的40%～60%，機床的技術(shù)性能直接影響機械產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造的經(jīng)濟性，進而決定著國民經(jīng)濟的發(fā)展水平。

一個國家要繁榮富強，必須實現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學技術(shù)的現(xiàn)代化，這就需要一個強大的機械制造業(yè)為國民經(jīng)濟各部門提供現(xiàn)代化的先進技術(shù)設(shè)備與裝備，即機床工業(yè)是機械制造業(yè)的“裝備部”、“總工藝師”，對國民經(jīng)濟發(fā)展起著重大作用。因此，許多國家都十分重視本國機床工業(yè)的發(fā)展和機床技術(shù)水平的提高，使本國國民經(jīng)濟的發(fā)展建立在堅實可靠的基礎(chǔ)上。

機床是人類在長期生產(chǎn)實踐中，不斷改進生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的，并隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和科學技術(shù)的進步而漸趨完善。最原始的機床是木制的，所有運動都是由人力或畜力驅(qū)動，它們實際上并不是一種完整的機器。現(xiàn)代意義上的用于加工金屬機械零件的機床，是在18世紀中葉才開始發(fā)展起來的。當時，歐美一些工業(yè)最發(fā)達的國家，開始了從工場手工業(yè)向資本主義機器大工業(yè)生產(chǎn)方式的過度，需要越來越多的各種機器，這就推動了機床的迅速發(fā)展。為使蒸汽機的發(fā)明付諸實用，1770年前后創(chuàng)制了鏜削蒸汽機汽缸內(nèi)孔用的鏜床。1797年發(fā)明了帶有機動刀架的車床，開創(chuàng)了用機械代替人手控制刀具運動的先聲，不僅解放了人的雙手，并使機床的加工精度和工效起了一個飛躍，初步形成了現(xiàn)代機床的雛型。續(xù)車床之后，隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，其他各種機床也陸續(xù)被創(chuàng)制出來。至19世紀末，車床、鉆床、鏜床、刨床、拉床、銑床、磨床、齒輪加工機床等基本類型的機床已先后形成。

世界上第一臺組合機床于1908年在美國問世，30年代后組合機床在世界各國得到迅速發(fā)展。至今，它已成為現(xiàn)代制造工程（尤其是箱體零件加工）的關(guān)鍵設(shè)備之一。

現(xiàn)代制造工程從各個角度對組合機床提出了愈來愈高的要求，而組合機床也在不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展。 

我國加入WTO以后，制造業(yè)所面臨的機遇與挑戰(zhàn)并存、組合機床行業(yè)企業(yè)適時調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應對策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢頭，截至2008年4月份，組合機床行業(yè)企業(yè)僅組合機床一項，據(jù)不完全統(tǒng)計產(chǎn)量已達1000余臺，產(chǎn)值達3.9個億以上，較2007年同比增長了10%以上，另外組合機床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交費值等經(jīng)濟指標均有不同程度的增長，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運營狀況良好。

組合機床行業(yè)企業(yè)主要針對汽車、摩托車、內(nèi)燃機、農(nóng)機、工程機械、化工機械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備，隨著我國加入WTO后與世界機床進一步接軌，組合機床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年是企業(yè)生產(chǎn)情況來看，數(shù)控機床與加工中心的市場需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機床則有下降趨勢，中國機床工具工業(yè)學會的《機床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟指標報表》是統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個全國大型重點企業(yè)生產(chǎn)情況看，2007年生產(chǎn)數(shù)控機床890臺，產(chǎn)值16187萬元，生產(chǎn)加工中心148臺，產(chǎn)值5770萬元；2008年生產(chǎn)數(shù)控機床985臺，產(chǎn)值25838萬元，生產(chǎn)加工中心159臺，產(chǎn)值7099萬元；而2005年，截至4月份，數(shù)控機床、加工中心、產(chǎn)值已接近2003年全年水平，故市場在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。

 “九五”后期，在組合機床行業(yè)企業(yè)的50多家組合機床分會會員中，僅有兩家企業(yè)實行了股份改造，一家企業(yè)退出國有轉(zhuǎn)為民營，其余的都是國有企業(yè)。2002年，不到，一些小廠幾乎全部退出國有轉(zhuǎn)為民營，現(xiàn)在一些國家重點國有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢不可檔，“民營經(jīng)濟在經(jīng)歷了從被歧視，被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視4個階段后，煥發(fā)勃勃生機?！苯M合機床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營化等多種形式快速發(fā)展。

組合機床及其自動線是集機電于一體是綜合自動化度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應用與工程機械、交通、能源、結(jié)論

本課題開發(fā)研制的鉆孔組合機床，用于加工柴油機汽缸蓋導管孔進排氣門座圈的四個孔。在開發(fā)過程中，針對加工過程中存在的難點進行了攻關(guān)。在鉆床的設(shè)計上采取了一系列的措施，保證了被加工孔的加工精度。主要完成了以下工作：

1、對柴油機汽缸蓋導管孔進排氣門座圈的四個孔的加工工藝進行了分析研究，明確了四個孔加工的技術(shù)要求和工藝要點。

2、恰當?shù)剡x擇了機床的切削參數(shù)，動力頭及液壓滑臺驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

3、采用液壓滑臺驅(qū)動動力頭和主軸箱實現(xiàn)進給，驅(qū)動工件實現(xiàn)兩工位運動。制定了液壓滑臺的進給工作循環(huán)。經(jīng)分析證明可以滿足工藝要求。

4、設(shè)計了穩(wěn)定可靠的主軸箱和鉆模板，從而保證了被加工孔的精度要求。

5、根據(jù)通用、經(jīng)濟的原則，選擇了刀具，滿足了工藝的需要。

設(shè)計的鉆孔組合機床，保證了加工孔的生產(chǎn)質(zhì)量，提高工效3倍以上，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。

 致謝

本次畢業(yè)設(shè)計涉及的全部內(nèi)容是在指導老師的悉心指導下完成的。感謝老師給我提供了良好的課題條件，讓我從這次設(shè)計中得到了很好的鍛煉。同時也為我講解了不少難題，在此特別感謝。老師淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、平易近人的作風和認真負責的工作態(tài)度讓我們受益非淺。從王老師處我們學到了許多的專業(yè)知識和相關(guān)的設(shè)計方法。在此，謹向恩師表示最真誠的感謝。感謝他在百忙中給予我們的指導。當然還有本院其他老師的指導。在此我向各位給予我指導的老師表示忠心的感謝和致敬。

最后還要感謝的，也是最應該感謝的是學院，學院讓我們有這么好的學習條件。通過四年的學習，讓我們成為有用之才；也是學院給我們了這次畢業(yè)設(shè)計機會，讓我們在走上工作崗位之前好好的鍛煉一下自己。

參考文獻

[1] 謝家瀛 .組合機床設(shè)計簡明手冊 .北京:機械工業(yè)出版社，1992 

[2] 金振華 .組合機床及其調(diào)整與應用 .北京:機械工業(yè)出版社，1990

[3] 李慶余,張佳 .機械裝備設(shè)計 .北京:機械工業(yè)出版社，2003

[4] 顧維邦 .金屬切削機床概論 .北京:機械工業(yè)出版社，2002

[5] 戴曙 .金屬切削機床設(shè)計 .北京:機械工業(yè)出版社，1993

[6] 華東紡織工學院,哈爾濱工業(yè)大學,天津大學 .機床設(shè)計圖冊 .上海:上?？茖W技術(shù)出版社，1984

[7] 徐景輝 .機床裝配 .四川:四川人民出版社，1982

[8] 儲凱,許斌 .機械工程材料 .重慶:重慶大學出版社，2002

[9] 邱宣懷 .機械設(shè)計 .北京:高等教育出版社，2003

[10] 吳宗澤 .機械設(shè)計實用手冊 .北京:化學工業(yè)出版社，2000

[11] 龔桂 .機械設(shè)計課程設(shè)計指導書 .北京:高等教育出版社，1990

[12] 章宏甲,黃誼 .液壓傳動 .北京:機械工業(yè)出版社，2003

[13] 左健民 .液壓與氣壓傳動 .北京:機械工業(yè)出版社，2002

畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 系 ： 機械工程系 專 業(yè) ： 機械工程 及 自動化 學 生 姓 名： 學 號： 設(shè)計 (論文 )題目 ： 柴 油機 汽缸蓋 導管孔、進排氣門座圈孔 加工 組合機床設(shè)計 起 迄 日 期 : 設(shè)計 (論文 )地點 : 指 導 教 師 : 專業(yè) 負責 人 : 發(fā)任務(wù)書日期 : 2011 年 2 月 20 日 任務(wù)書填寫要求 1．畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書由指導教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng) 學生所在專業(yè) 的負責人 審查、 系領(lǐng)導簽字后生效。此任務(wù)書應在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始前 一周內(nèi)填好并發(fā)給學生； 2． 任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3． 任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學生畢業(yè) 設(shè)計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應當經(jīng)過所在專業(yè)及 系主管領(lǐng)導審批后方可重新填寫； 4． 任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“ 系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學生的“學號”要寫全號 ； 5． 任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻”的填寫，應按照國標 714— 2005《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫 ，不能有隨意性； 6． 有關(guān)年月日等日期的填寫，應當按照國標 7408— 2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“ 2008 年 3 月 15 日”或“ 2008 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書 1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應達到的目的： 培養(yǎng)學生綜合運用所學基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和各項技能，設(shè)計專用組合機床，用于柴油機汽缸蓋的孔加工，提高分析與解決實際問題的能力，進行較為系統(tǒng)的工程訓練。重點提高調(diào)查研究、獨立工作、設(shè)計計算和邏 輯思維、撰寫科技論文的能力，為實際工作奠定基礎(chǔ)，達到人才培養(yǎng)的目的和大綱規(guī)定的要求。 2．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： （ 1） 加工 油機汽缸蓋導管孔Φ 17排氣門座圈孔Φ 46 （ 2） 課題任務(wù)要求： 設(shè)計鉆、擴、鉸三工位組合機床 選擇合適的切削用量（切削速度、進給量、背吃刀量）； 計算切削力的大??； 確定機床方案； 完成“三圖一卡”（尺寸聯(lián)系圖、主軸箱裝配圖、加工示意圖、工序（本道工序）卡）； 繪制零件圖若干； 翻譯外文資料（英譯漢）； 撰寫設(shè)計計算說明書； 要求圖紙規(guī)范，計算正確，譯文符合中文習慣，說明書條理清楚，語句通順。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書 3．對本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計論文、圖表、實物樣品等〕： （ 1）論文綜述； （ 2）英文文獻翻譯； （ 3） 畢業(yè) 設(shè)計 （論文） 說明書； （ 4） 完成規(guī)定的作圖任務(wù) 。 4．主要參考文獻： [1] 裘愉弢 M]械工業(yè)出版社， 1995. [2] 徐英南 M]動人事出版社， 1987. [3] 金振華 M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 1990. [4] 沈延山，楊培德 M]連理工大學出版社，1989. [5] 現(xiàn)代實用機床設(shè)計手冊編委會 . 現(xiàn)代實用機床設(shè)計手冊 [M]. 北京 ： 機械工業(yè)出版社 ， 2006. [6] 黃開榜 ， 張慶春 ， 那海濤 M] 哈爾濱工業(yè)大學出版社 ，2006. [7] 劉守勇 M] 機械工業(yè)出版社 ， 2000. [8] 李洪 M]北工學院出版社， 1988. [9] 方子良 M]海交通大學出版社， 2004. 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書 5．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題工作進度計劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2011 年 2 月 20 日 ~ 2 月 24 日 2 月 25 日 ~ 3 月 13 日 3 月 14 日 ~ 3 月 20 日 3 月 21 日 ~ 4 月 30 日 5 月 1 日 ~ 5 月 7 日 5 月 8 日 ~ 5 月 25 日 6 月 1 日 6 月 5 日 下發(fā)任務(wù)書，布置外文翻譯 調(diào)研，查文獻，撰寫 開題報告，完成外文資料翻譯 檢查開題報告，外文翻譯 完成總體方案設(shè)計 繪制三圖一卡 畢業(yè)設(shè)計中期檢查 繪制零件圖，完成畢業(yè)設(shè)計說明書的撰寫 申請優(yōu)秀論文答辯 優(yōu)秀論文答辯 答辯 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系意見： 系領(lǐng)導： 年 月 日 1 柴油機汽缸蓋導管孔進排氣門座圈孔加工組合機床設(shè)計 目 錄 1 緒 論 ............................................................................................................................................................ 2 機床概述 ........................................................................................................................................ 2 機床設(shè)計的目的、內(nèi)容、要求 ..................................................................................................... 5 設(shè)計的目的 .......................................................................................................................... 5 設(shè)計內(nèi)容 .............................................................................................................................. 5 設(shè)計要求 .............................................................................................................................. 6 機床的設(shè)計步驟 .................................................................................................................. 6 1） 調(diào)查研究 .................................................................................................................................. 6 2） 擬定方案 .................................................................................................................................. 6 3） 工作圖設(shè)計 .............................................................................................................................. 7 2 組合機床的總體設(shè)計 ................................................................................................................................ 7 組合機床方案的制定 ..................................................................................................................... 7 制定工藝方案 ...................................................................................................................... 7 確定組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案 .............................................................................. 8 確定切削用量及選擇刀具 ............................................................................................................. 9 確定工序間余量 .................................................................................................................. 9 選擇切削用量 ...................................................................................................................... 9 確定切削力、切削扭矩、切削功率 ................................................................................ 10 選擇刀具結(jié)構(gòu) .................................................................................................................... 10 組合機床總設(shè)計“三圖一卡”的編制 ....................................................................................... 11 被加工零件工序圖 ............................................................................................................ 11 加工示意圖 ........................................................................................................................ 12 機床聯(lián)系尺 寸圖 ................................................................................................................ 15 生產(chǎn)率計算卡 .................................................................................................................... 17 主軸箱的設(shè)計 ............................................................................................................................... 19 繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 ............................................................................................ 19 齒輪模數(shù)選擇 .................................................................................................................... 20 主軸箱的傳動設(shè)計 ............................................................................................................ 20 繪制傳動系統(tǒng)圖 ................................................................................................................ 22 傳動零件的校核 ................................................................................................................ 23 結(jié)論 ............................................................................................................................................................... 24 參考文獻 ....................................................................................................................................................... 26 2 1 緒 論 機床概述 現(xiàn)代社會中，人們?yōu)榱烁咝А⒔?jīng)濟地生產(chǎn)各種高質(zhì)量產(chǎn)品，日益廣泛的使用各種機器、儀器和工具等技術(shù)設(shè)備與裝備。為制造這些技術(shù)設(shè)備與裝備，又必須具備各種加工金屬零件的設(shè)備，諸如鑄造、鍛造、焊接、沖壓和切削加工設(shè)備等。由于機械零件的形狀精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法來達到，特別是形狀復雜、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在機床上經(jīng)過幾道甚至幾十道切削加工工藝才能完成。因此，機床是現(xiàn)代機械制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備。在一般機械制造廠中，機床所擔負的加工工作量，約占機械制造總工作量的 40%～ 60%，機床的技術(shù)性能直接影響機械產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造的經(jīng)濟性，進而決定著國民經(jīng)濟的發(fā)展水平。 一個國家要繁榮富強，必須實現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學技術(shù)的現(xiàn)代化，這就需要一個強大的機械制造業(yè)為國民經(jīng)濟各部門提供現(xiàn)代化的先進技術(shù)設(shè)備與裝備，即機床工業(yè)是機械制造業(yè)的“裝備部”、“總工藝師”，對國民經(jīng)濟發(fā)展起 著重大作用。因此，許多國家都十分重視本國機床工業(yè)的發(fā)展和機床技術(shù)水平的提高，使本國國民經(jīng)濟的發(fā)展建立在堅實可靠的基礎(chǔ)上。 機床是人類在長期生產(chǎn)實踐中，不斷改進生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的，并隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和科學技術(shù)的進步而漸趨完善。最原始的機床是木制的，所有運動都是由人力或畜力驅(qū)動，它們實際上并不是一種完整的機器。現(xiàn)代意義上的用于加工金屬機械零件的機床，是在 18 世紀中葉才開始發(fā)展起來的。當時，歐美一些工業(yè)最發(fā)達的國家，開始了從工場手工業(yè)向資本主義機器大工業(yè)生產(chǎn)方式的過度，需要越來越多的各種機器，這就推動了機床 的迅速發(fā)展。為使蒸汽機的發(fā)明付諸實用， 1770 年前后創(chuàng)制了鏜削蒸汽機汽缸內(nèi)孔用的鏜床。 1797 年發(fā)明了帶有機動刀架的車床，開創(chuàng)了用機械代替人手控制刀具運動的先聲，不僅解放了人的雙手，并使機床的加工精度和工效起了一個飛躍，初步形成了現(xiàn)代機床的雛型。續(xù)車床之后，隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，其他各種機床也陸續(xù) 3 被創(chuàng)制出來。至 19 世紀末，車床、鉆床、鏜床、刨床、拉床、銑床、磨床、齒輪加工機床等基本類型的機床已先后形成。 世界上第一臺組合機床于 1908 年在美國問世， 30 年代后組合機床在世界各國得到迅速發(fā)展。至今，它已成為現(xiàn)代 制造工程（尤其是箱體零件加工）的關(guān)鍵設(shè)備之一。 現(xiàn)代制造工程從各個角度對組合機床提出了愈來愈高的要求，而組合機床也在不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展。 我國加入 造業(yè)所面臨的機遇與挑戰(zhàn)并存、組合機床行業(yè)企業(yè)適時調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應對策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢頭，截至 2008 年 4 月份，組合機床行業(yè)企業(yè)僅組合機床一項，據(jù)不完全統(tǒng)計產(chǎn)量已達 1000 余臺，產(chǎn)值達 億以上，較 2007年同比增長了 10%以上，另外組合機床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交費值等經(jīng)濟指標均有不同程度的增 長，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運營狀況良好。 組合機床行業(yè)企業(yè)主要針對汽車、摩托車、內(nèi)燃機、農(nóng)機、工程機械、化工機械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備，隨著我國加入 合機床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年是企業(yè)生產(chǎn)情況來看，數(shù)控機床與加工中心的市場需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機床則有下降趨勢，中國機床工具工業(yè)學會的《機床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟指標報表》是統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個全國大型重點企業(yè)生產(chǎn)情況看， 2007 年生產(chǎn)數(shù)控機床 890臺，產(chǎn)值 16187萬元，生產(chǎn)加工中心 148臺，產(chǎn)值 5770萬元； 2008 年生產(chǎn)數(shù)控機床 985臺，產(chǎn)值 25838萬元，生產(chǎn)加工中心 159臺，產(chǎn)值 7099萬元；而 2005 年，截至 4月份，數(shù)控機床、加工中心、產(chǎn)值已接近 2003 年全年水平，故市場在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。 “九五”后期，在組合機床行業(yè)企業(yè)的 50多家組合機床分會會員中，僅有兩家企業(yè)實行了股份改造，一家企業(yè)退出國有轉(zhuǎn)為民營，其余的都是國有企業(yè)。 2002年，不到，一些小廠幾乎全部退出國有轉(zhuǎn)為民營，現(xiàn)在一些國家重點國有企業(yè)也在醞釀股 份制改造，轉(zhuǎn)制已勢不可檔，“民營經(jīng)濟在經(jīng)歷了從被歧視，被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視 4 個階段后，煥發(fā)勃勃生機?！苯M合機床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營化等多種形式快速發(fā)展。 組合機床及其自動線是集機電于一體是綜合自動化度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應用與工程機械、交通、能源、 4 軍工、輕工、家電行業(yè)。我國的傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型的箱體類和軸類零件（近年研制的組合機床加工連桿、板件等也占一定份額） ，完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成型面等。組合機床的分類繁多，有大型組合機床和小型組合機床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺組合機床等；隨著技術(shù)的不斷是進步，一種新型的組合機床 —— 柔性組合機床越來越受人們是親昧，它應用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換，配以可編程序控制器（ 數(shù)字控制（ ，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(tǒng)，并能靈活適應多種加工的可調(diào)可變的組合機床。另外，近年來組合機床加 工中心、數(shù)控組合機床、機床輔機等在組合機床行業(yè)中所占份額也越來越大。 由于組合機床及其自動線是一種技術(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)計的，它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國組合機床及其組合機床自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達國家相對落后，國內(nèi)所需的一些高水平組合機床及自動線幾乎都從國外進口。工藝裝備的大量進口勢必導致投資規(guī)模的擴大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝、研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿 足用戶需要，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b備。 80年代以來，國外組合機床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。組合機床的加工精度、多品種加工的柔性以及機床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進展，實現(xiàn)了機床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控。組合機床技術(shù)的發(fā)展趨勢是： 國外主要的組合機床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組合機床通用部件 ,在組合機床上不僅一般動力部件應用數(shù)控技術(shù) ,而且夾具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的自動分度與定位也都應用數(shù)控技術(shù) ,從而進一步提高了組 合機床的工作可靠性和加工精度。廣州標致汽車公司由法國雷諾公司購置的缸蓋加工生產(chǎn)線 ,就是由三臺自動換箱組合機床組成的 ,其全部動作均為數(shù)控 ,包括自動上下料的交換工作臺、環(huán)形主軸箱庫、動力部件和夾具的運動 ,其節(jié)拍時間為 58秒。 80年代以來 ,國外對中大批量生產(chǎn) ,多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào)、可變、可換措施 ,使加工裝備具有了一定的柔性。如先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動力頭、可換主軸箱等組成 5 的組合機床 ;同時根據(jù)加工中心的發(fā)展 ,開發(fā)了二坐標、三坐標模塊化的加工單元 ,并以此為基礎(chǔ)組成了柔性加工自動線 (這種結(jié)構(gòu)的變化 ,既可 以實現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏 ,又可以使機床配置更加靈活多樣。 汽車工業(yè)的大發(fā)展 ,對自動化制造技術(shù)提出了許多新的需求 ,大批量生產(chǎn)的高效率 ,要求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機械加工工序 ,而且能完成零件從毛坯進線到成品下線的全部工序 ,以及下線后的自動碼垛、裝箱等。德國大眾汽車公司 速箱廠 1987年投入使用的造價 9000萬馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線 ,就是這種綜合自動化制造系統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對稱布置的自動線組成 ,三班制工作 ,每條線日產(chǎn) 2000件 ,節(jié)拍時間為 40秒。全線由 12臺雙面組合機床 、 18臺三坐標加工單元、空架機器人、線兩端的毛坯庫和三坐標測量機組成 ,可實現(xiàn) 3 種零件的加工。空架機器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動化技術(shù)的發(fā)展 ,出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗、檢測、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家 ,進一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。 國外為了減少機床數(shù)量 ,節(jié)省占地面積 ,對組合機床這種工序集中程度高的產(chǎn)品 ,繼續(xù)采取各種措施 ,進一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺、多坐標通用部件、移動主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機床或在夾具部位設(shè)置刀庫 ,通過換刀加工實現(xiàn)工序集中 ,從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效 能 ,獲取更好的經(jīng)濟效益。 機床設(shè)計的目的、內(nèi)容、要求 設(shè)計的目的 通過機床主運動機械變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使我們在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計構(gòu)思、方案的分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機械制圖、零件計算、編寫技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓練，樹立正確的設(shè)計思想，掌握基本的設(shè)計方法，并培養(yǎng)自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力。 設(shè)計內(nèi)容 (1)運動設(shè)計 根據(jù)給定的被加工零件，確定機床的切削用量，通過分析比較擬定傳動方案和傳動系統(tǒng)圖，確定傳動副的傳動比及齒輪的 齒數(shù)，并計算主軸的實際轉(zhuǎn)速與 6 標準的相對誤差。 (2)動力設(shè)計 根據(jù)給定的工件，初算傳動軸的直徑、齒輪的模數(shù)；確定動力箱；計算主軸箱尺寸及設(shè)計傳動路線。完成裝配草圖后，要驗算傳動軸的直徑，齒輪模數(shù)否在允許范圍內(nèi)。還要驗算主軸主件的靜剛度。 (3)結(jié)構(gòu)設(shè)計 進行主運動傳動軸系、變速機構(gòu)、主軸主件、箱體、密封等的布置和機構(gòu)設(shè)計。即繪制裝配圖和零件工作圖。 (4)編寫設(shè)計說明書 設(shè)計要求 評價機床性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù) — 經(jīng)濟指標來判定的。技術(shù)先進合理，亦即“質(zhì)優(yōu)價廉”才會受到用戶的歡迎，在國內(nèi) 和國際市場上才有競爭力。機床設(shè)計的技術(shù)— 經(jīng)濟指標可以從滿足性能要求、經(jīng)濟效益和人機關(guān)系等方面進行分析。 機床的設(shè)計步驟 1） 調(diào)查研究 研究市場和用戶對設(shè)計機床的要求，然后檢索有關(guān)資料。其中包括情報、預測、實驗研究成果、發(fā)展趨勢、新技術(shù)應用以及相應的圖紙資料等。甚至還可以通過網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)查閱先進國家的有關(guān)資料和專利等。通過對上述資料的分析研究，擬訂適當?shù)姆桨福员ＷC機床的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，使用戶有較好的經(jīng)濟效益。 2） 擬定方案 通常可以擬定出幾個方案進行分析比較。每個方案包括的內(nèi)容有：工藝 分析、主要技術(shù)參數(shù)、總布局、傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制操作系統(tǒng)、電系統(tǒng)、主要部件的結(jié)構(gòu)草圖、實驗結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟分析等。 在制定方案時應注意以下幾個方面： （ 1） 當使用和制造出現(xiàn)矛盾時，應先滿足使用要求，其次才是盡可能便于制造。要盡量用先進的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)； （ 2） 設(shè)計必須以生產(chǎn)實踐和科學實驗為依據(jù)，凡是未經(jīng)實踐考驗的方案，必須經(jīng)過實驗證明可靠后才能用于設(shè)計； 7 （ 3） 繼承與創(chuàng)造相結(jié)合，盡量采用先進工藝，迅速提高生產(chǎn)力，為實現(xiàn)四個現(xiàn)代化服務(wù)。注意吸取前人和國外的先進經(jīng)驗，并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)造和發(fā)展。 3） 工作圖設(shè)計 首先，在選定工藝方案并確定機床配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進行方案圖紙的設(shè)計。這些圖子包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡，統(tǒng)稱“三圖一卡”設(shè)計。并初定出主軸箱輪廓尺寸，才能確定機床各部件間的相互關(guān)系。 然后，整理機床有關(guān)部件與主要零件的設(shè)計計算書，編制各類零件明細表，編寫機床說明書等技術(shù)文件。 最后，對有關(guān)圖紙進行工藝審查和標準化審查。 2 組合機床的總體設(shè)計 組合機床方案的制定 制定工藝方案 零件加工工藝將決定組合機床的加工質(zhì)量、 生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。所以，在制定工藝方案時，必須計算分析被加工零件圖，并深入現(xiàn)場了解零件的形狀、大小、材料、硬度、剛度，加工部位的結(jié)構(gòu)特點加工精度，表面粗糙度，以及定位，夾緊方法，工藝過程，所采用的刀具及切削用量，生產(chǎn)率要求，現(xiàn)場所采用的環(huán)境和條件等等。并收集國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料，制定出合理的工藝方案。 根據(jù)被加工被零件（柴油機汽缸蓋導管孔進排氣門座圈）的零件圖（圖 2加工四個通孔的工藝過程： (1) 加工孔的主要技術(shù)要求。 2個孔直徑均為Φ 17。 孔的位置度公差為 工件材料為 求生產(chǎn)綱領(lǐng)為（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量 2萬件，單班制生產(chǎn) (2) 工藝分析 8 加工該孔時，孔的位置度公差為 據(jù)組合機床用的工藝方法及能達到的精度，可采用如下的加工方案： 一次性加工通孔，孔徑為Φ (3) 定位基準及夾緊點的選擇 加工此零件上的孔，以底面的兩個支承點限制 X 、 Y 和 X 、 Y? 四個自由度，位于中間的心軸起到了很好的定位作用。 在保證加工精度的情況下，提高生產(chǎn)效率減輕工人勞動量，由于工件是大批量生產(chǎn)，夾具在本設(shè)計中沒有考慮，因此在設(shè)計時就認為是人工夾緊。 確定組合機床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案 (1)被加工零件的加工精度 被加工零件需要在組合機床上完成的加工工序及應保證的加工精度，是制造機床方案的主要依據(jù)。柴油機汽缸蓋導管孔進排氣門座圈鉆孔的精度要求不高，可采用鉆孔組合機床。為了加工出表面粗糙度為 孔，采取提高機床原始制造精度和工件定位基準精度并 減少夾壓變形等措施就可以了。為此，機床通常采用尾置式齒輪動力裝置，進給采用液壓系統(tǒng)。 (2) 被加工零件的特點 這主要指零件的材料、硬度加工部位的結(jié)構(gòu)形狀，工件剛度定位基準面的特點，它們對機床工藝方案制度有著重要的影響。此柴油機汽缸蓋導管孔進排氣門座圈的材料是度 241、孔的直徑為 Φ 17。采用多孔同步加工，零件的剛度足夠，工件受力不大，振動，及發(fā)熱變形對工件影響可以不計。 一般來說，孔中心線與定位基準面平行且需由一面或幾面加工的箱體宜用臥式機床，立式機床適宜加工定基準面是水平的且被加 工孔與基準面垂直的工件，而不適宜加工安裝不方便或高度較大的細長工件。對大型箱體件采用單工位機床加工較適宜，而中小型零件則多采用多工位機床加工。 此零件的加工特點是中心線與定位基準平面是平行的，并且定位基準面是水平的，工件較小，其孔分布較密集，主軸箱體積較大，所以分兩次鉆孔，選擇臥式鉆床。 (3) 零件的生產(chǎn)批量 零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多工位、自動線或按中小批量生產(chǎn)特點設(shè)計組 9 合機床的重要因素。按設(shè)計要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年生產(chǎn)量為 2萬件，從工件外形及輪廓尺寸，為了減少加工時間，采用多軸頭，為了減少機床臺數(shù)， 此工序盡量在一臺機床上完成，以提高利用率。 (4) 機床使用條件 根據(jù)使用組合機床對對車間布置情況、工序間的聯(lián)系、技術(shù)能力和自然條件等的要求來選擇適合的組合機床。 綜合以上所述：通過對柴油機汽缸蓋導管孔進排氣門座圈零件的結(jié)構(gòu)特點、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求、定位、夾緊方式、工藝方法，并定出影響機床的總體布局和技術(shù)性能等方面的考慮，最終決定設(shè)計三軸頭多工位同步鉆床。 確定切削用量及選擇刀具 確定工序間余量 為使加工過程順利進行并穩(wěn)定的保證加工精度，必須合理地確定工序余量 。生產(chǎn)中常用查表給出的組合機床對孔加工的工序余量，以消除轉(zhuǎn)、定位誤差的影響。Φ 17徑上工序間余量均為 選擇切削用量 確定了在組合機床上完成的工藝內(nèi)容了，就可以著手選擇切削用量了。因為所設(shè)計的組合機床為多軸同步加工在大多數(shù)情況下，所選切削用量，根據(jù)經(jīng)驗比一般通用機床單刀加工低 30%左右．多軸主軸箱上所有刀具共用一個進給系統(tǒng)，通常為標準動力滑臺，工作時，要求所有刀具的每分鐘進給量相同，且等于動力滑臺的每分鐘進給量（ mm/是適合有刀具的平均值。因此，同一主軸 箱上的刀具主軸可設(shè)計成同轉(zhuǎn)速和同的每轉(zhuǎn) 進給量（ mm/r）與其適應。以滿足直徑的加需要，即： 1 1 2 2 ... f n f n f v f? ? ? ? ????????????? 中： ? —— 各 主軸轉(zhuǎn)速（ r/ 12, , ... if f f —— 各主軸進給量（ mm/r） — 動力滑臺每分鐘進給量（ mm/ 10 由于柴油機汽缸蓋導管孔進排氣門座圈鉆孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求等，按照經(jīng)濟地選擇滿足加工要求的原則，采用查表的方法查得：孔鉆頭直徑D=給量 f=r、切削速度 v=20m/確定切削力 、切削扭矩、切削功率 根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度 v 及進給量 f）確定切削力，作為選擇動力部件（滑臺）；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動件（齒輪，傳動軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動電動（一般指動力箱）功率，通過查表計算如下： 切削力： F =26D ????????? 26×1 6× = 切削扭矩： T =10 ???????? 10× =削功率： P = / 9740? ??????????? 0/(9740×6) =中 ： 布氏硬度 F—— 切削力 （ N） D—— 鉆頭直徑 （ f—— 每轉(zhuǎn)進給量 （ mm/r） T—— 切削扭矩 (N·V—— 切削速度 （ m/ P—— 切削功率 (選擇刀具結(jié)構(gòu) 柴油機汽缸蓋導管孔進排氣門座圈 的布氏硬度在 徑 為了使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、刃磨簡單，選擇標準Φ 麻花鉆?？准庸さ毒叩拈L度 應保證加工終了時刀具螺旋槽尾端與導向套之間 11 有 30～ 50便排出切屑和刀具磨損后有一定的向前的調(diào)整量。 鉆孔組合機床總設(shè)計“三圖一卡”的編制 總 體設(shè)計方案的圖紙表達形式 —— “三圖一卡”設(shè)計，其內(nèi)容包括： 繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率卡。 被加工零件工序圖 1、被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺組合機床完成的工藝內(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、夾具部位及被加工零件的 材料、硬度等狀況的圖紙。它是在原零件圖基礎(chǔ)上，突出本機床的加工的內(nèi)容，加上必要的說明繪制成的，是組合機床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗和調(diào)整機床的重要技術(shù)文件。柴油機汽缸蓋導管孔進排氣門座圈 鉆孔組合機床 的被加工零件工序圖如 圖上主要內(nèi)容： （ 1）被加工零件的形狀，主要外廓尺寸和本機床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技術(shù)要求，以及對上道工序的技術(shù)要求等。 （ 2）本工序所選定的定位基準、夾緊部位及夾緊方向。 （ 3）被加工零件的名稱、編號、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。 2、 繪制被加工零件工序圖的注意事項 （ 1）為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要圖出被本機床的加工內(nèi)容。繪制時，應按一定的比例，選擇足夠的視圖及剖視圖，突出加工部位（用粗實線），并把零件輪廓及與機床、夾具設(shè)計有關(guān)部位（用細實線）表清楚，凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應在尺寸數(shù)值下方面用粗實線標記。 （ 2）加工部位的位置尺寸應由定位基準注起，為便于加工及檢查，有時因所選定位基準與設(shè)計基準不重合，則須對加工部位要求位置尺寸精度進行分析換算。 12 加工示意圖 1、加工示意圖的作用和內(nèi)容 加工示意圖是被加工 零件工藝方案在圖樣上的反映，表示被加工零件在機床上的加工過程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對位置關(guān)系，機床的工作行程及工作循環(huán)等，是刀具、夾具、主軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計選擇動力部件的主要依據(jù)，是整臺組合機床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機床和刀具所必需的重要文件。圖 圖 工示意圖 在圖上應標注的內(nèi)容： （ 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、刀具及主軸箱端面之間的距離等。 （ 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、接桿、導向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導向置的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式，刀具應按加工終了位置繪制。 2、繪制加工示意圖之前的有關(guān)計算 （ 1）刀具的選擇 刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素。刀具的選擇前已述及，此處就不在追述了。 （ 2）導向套的選擇 在組合機床上加工孔，除用剛性主軸的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取決于夾具導向。因此正確選擇導向裝置的類型，合理確定其尺寸、精度，是設(shè)計組合機床的 13 重要內(nèi)容，也是繪制加工 示意圖時必須解決的內(nèi)容。 1）選擇導向類型 根據(jù)刀具導向部分直徑和刀具導向的線速度 v=20m/選擇固定式導向。 2）導向套的參數(shù) 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導向裝置 固定導向裝置的標準尺寸如下表： 表 固定導向裝置的標準尺 d d1 d2 d3 d4 l l1 l2 l3 5 0 24 34 40 140 20 20 20 25 42 固定裝置的配合如下表： 表 固定裝置的配合 導向 類別 工藝 方法 D D 具導向 部分外徑 固定 導向 鉆孔 67定導向裝置的布置如圖 示 圖 固定導向裝置的布置 （ 3）初定主軸類型、尺寸、外伸長度 因為軸的材料為 40切彈性模量 G=性主軸取ψ＝ 1／ 4（ 0）／ m,所 14 以 根據(jù)剛性條件計算主軸的直徑為： d? ????????????? 中： d—— 軸直徑（ T—— 軸所承受的轉(zhuǎn)矩（ N· B—— 系數(shù) 本設(shè)計中主軸直徑 d=30軸外伸長度為： L=290D/ 1d 為 50/38。 （ 4）選擇刀具接桿 由以上可知，主軸箱各主軸的外伸長度為一定值，而刀具的長度也是一定值，因此，為保證主軸箱上各刀具能同時到達加工終了位置，就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié)，這個可調(diào)節(jié)在組合機床上是通過可調(diào)整的刀具接桿來解決的 ,連接 桿如圖 示， 圖 可調(diào)連接桿 連接桿上的尺寸 配合，因此，根據(jù)接桿直徑 表 可調(diào)接桿的尺寸 d D1(d2 l1 l2 母 厚度 30 6 莫氏 1號 6 290 80 65 140 12 （ 5）確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸 從保證加工終了時主軸箱端面到工件端面間距離最小來確定全部聯(lián)系尺寸，加工示意圖聯(lián)系尺寸的標注如圖 示。其中最重要的聯(lián)系尺寸即工件端面 到主軸箱端面之間的距離（圖中的尺寸 290,它等于刀具懸伸長度、螺母厚度、主軸外伸長度與接桿伸出長度（可調(diào)）之和，再減去加工孔深度和切出值。 （ 6）工作進給長度的確定 如圖 作進給長度工 與刀具切入長度 1L 和切出長 15 度 2L 之和。切入長應 1L 應根據(jù)工件端面誤差情況在 5～ 10間選擇，誤差大時取大值，因此 取 1L =7 切 出 長 度 2L =1/3d+(3 ～ 8)= 131?+8 ? 9 所以工L=10+7+9=26（ 7）快進長度的確定 考慮實際加工情況，在未加工之前，保證工件表面與刀尖之間有足夠的工作空間，也就是快速退回行程須保證所有刀具均退至夾具導套內(nèi)而不影響工件裝卸。這里取快速退回 行程為 180退長度等于快速引進與工作工進之和，因此快進長度18020圖 工作進給長度 機床聯(lián)系尺寸圖 圖 機床聯(lián)系尺寸圖 1、聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容 一般來說，組合機床是由標準的通用部件 —— 動力箱、動力滑臺、立柱、立柱底座加上專用部件組合而成。聯(lián)系尺寸圖用來表示機床各組成部件的相互裝配和運動關(guān) 系，以檢驗機床各部件的相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足要求，通用部件的選擇是否合適，并為進一步開展主軸箱、夾具等專 用部件、零件的設(shè)計提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可以看成是簡化的機床總圖，它表示機床的配置型式及總體布局。 16 如圖 床聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容包括機床的布局形式，通用部件的型號、規(guī)格、動力部件的運動尺寸和所用電動機的主要參數(shù)、工件與各部件間的主要聯(lián)系尺寸，專用部件的輪廓尺寸等。 2、選用動力部件 選用動力部件主要選擇型號、規(guī)格合適的動力滑臺、動力箱。 （ 1）滑臺的選用 通常，根據(jù)滑臺的驅(qū)動方式、所需進給力、進給速度、最大行程長度和加工精度等因素來選用合適的滑臺。 1）驅(qū)動形式的確定 根據(jù)對液壓滑臺和機械滑 臺的性能特點比較，并結(jié)合具體的加工要求，使用條件選擇 2）確定軸向進給力 滑臺所需的進給力 進F= ∑ 4×中： — 各主軸加工時所產(chǎn)生的軸向力 由于滑臺工作時，除了克服各主軸的軸的向力外，還要克服滑臺移動時所產(chǎn)生的摩擦力。因而選擇滑臺的最大進給力應大于進F＝ 3）確定進給速度 液壓滑臺的工作進給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無級調(diào)速，對液壓滑臺確定切削用量時所規(guī)定的工作進給速度應大于滑臺最小工作進給速度的 1倍 ;液壓進給系統(tǒng)中采用應力繼電器時，實際進給速度應更大一些。本系統(tǒng)中進給速度n· f=以選擇 1作進給速度范圍 32～ 800mm/速速度 12m/ 4）確定滑臺行程 滑臺的行程除保證足夠的工作行 程外，還應留有前備量和后備量。前備量的作用是動力部件有一定的向前移動的余地，以彌補機床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調(diào)整。本系統(tǒng)前備量為 20備量的作用是使動力部件有一定的向后移動的余地，為方便裝卸刀具，這是取 80以滑臺總行程應大于工作行程，前備量，后備量之和。 即：行程 L＞ 180+20+80=280 L＝ 630合上述條件，確定液壓動力滑臺型號 1及相配套的 滑臺底座（ 1 （ 2）由下式確定動力箱的選用 動力箱主要依據(jù)多軸所需的電動機功率來選用，在 主軸箱沒有設(shè)計之前，主主P＝切P／ η??????????? 2×17 ＝ 中：η —— 主軸箱傳動效率，加工黑色金屬時 η＝ 色金屬時η＝ 系統(tǒng)加工 η ＝ 動力箱的電動機功率應大于計算功率，并結(jié)合主軸要求的轉(zhuǎn)速大小選擇。因此，選用電動機型號為 1型動力箱，動力箱輸 出軸至箱底面高度為400要技術(shù)參數(shù)如下表： 表 電機傳動型號 轉(zhuǎn)速范圍（ r/ 主電機功率（ 配套主軸部件型號 電機轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)速 960 480 、配套支承部件的選用 立柱底座 1 4、確定裝料高度 裝料高度指工件安裝基面至機床底面的垂直距離，在現(xiàn)階段設(shè)計組合機床時，裝料高度可視具體情況在 H＝ 580～ 1060間選取，本系統(tǒng)取裝料高度為 1085 5、中間底座輪廓尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿足滑臺在其上面聯(lián)接安裝的需要，又考慮到與立柱底座相連接。因此，中間底座采用側(cè)底座 1 6、確定主軸箱輪廓尺寸 本機床配置的主軸箱總厚度為 325度和高度按標準尺寸中選取。計算時，主軸箱的寬度 可確定為： B=800 H=500 根據(jù)上述計算值，按主軸箱輪廓尺寸系列標準，最后確定主軸箱輪廓尺寸B×H=800×500 生產(chǎn)率計算卡 生產(chǎn)率計算卡是反映所設(shè)計機床的工作循環(huán)過程、動作時間、切削用量、生產(chǎn)率、負荷率等技術(shù) 文件，通過生產(chǎn)率計算卡，可以分析擬定的方案是否滿足用戶對生產(chǎn)率及負荷率的要求。計算如下： 18 切削時間： T 切 = L/vf+t 停 ??????????? = 2×26/2×15/478 =中： T 切 —— 機加工時間 （ L—— 工進行程長度 （ 刀具進給量 （ mm/ t 停 —— 死擋鐵停留時間。一般為在動力部件進給停止狀態(tài)下，刀具旋轉(zhuǎn) 5～ 15 r 所需要時間。這里取 15r 輔助時間 T 輔 = 3 ? +t 移 +t 裝 ???????? （ 249＋ 300） /200+ 中： — 分別為動力部件快進、快退長度 （ — 快速移動速度 （ mm/ t 移 —— 工作臺移動時間 （ ,一般為 0.1 t 裝 —— 裝卸工件時間（ 般為 床生產(chǎn)率 60/T 單 ????????????? 60/（ T 切 +T 輔 ） =60/（ = /h 機床負荷率按 下式計算 η = ×100%?????????? ×100% =350/20000×100% =80% 式中： Q—— 機床的理想生產(chǎn)率（件 /h） A—— 年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件） 年工作時間，單班制工作時間 2350h 19 主軸箱的設(shè)計 繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的如圖 20 如圖 孔組合機床主軸箱原始依據(jù)圖 圖中主軸箱的兩定位銷孔中心連線為橫坐標，工件加工孔對稱，選擇箱體中垂線為縱坐標，在建立的坐標系中標注輪廓尺寸及動力箱驅(qū)動軸的相對位置尺寸。主軸部為逆時針旋轉(zhuǎn)（面對主軸看）。 主軸的工序內(nèi)容，切削用量及主軸尺寸及動力部件的型號和性能參數(shù)如表 示： 表 主軸外尺寸及切削用 量 軸號 主軸外伸尺寸 工序 內(nèi)容 切削用量 D/d L N （ r/ V (m/f (mm/r) mm/2、 4 67/48 135 鉆Φ 98 20 20 注： 1．被加工零件編號及名稱：箱蓋；材料： 度 : ．動力部件型號： 1動力箱，電動機型號 率 P＝ 齒輪模數(shù)選擇 本組合機床主要用于鉆孔，因此采用滾珠軸承主軸。 齒輪模數(shù) ： m=(30～ 32) 3 )/(32× 3 )47819/( ≈ 3????? 中： m—— 估算齒輪模數(shù) P—— 齒輪所傳遞率（ Z—— 對嚙合齒中的小齒輪數(shù) N—— 小齒輪的轉(zhuǎn)速（ r/ 主軸箱輸入齒輪模數(shù)取 m=3。 主軸箱的傳動設(shè)計 （ 1）根據(jù)原始依據(jù)圖（圖 畫出驅(qū)動軸、主軸坐標位 置。如下表： 21 表 驅(qū)動軸、主軸坐標值 坐標 銷 動軸 O 主軸 1 主軸 2 主軸 3 主軸 4 X － 175 403 431 463 431 398 Y 0 464 460 493 525 493 （ 2）確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù) 圖 齒輪的最小壁厚 1）最小齒數(shù)的確定 為保證齒輪齒根強度，有《組合機床簡明設(shè)計手冊》知，驅(qū)動 所以驅(qū)動軸齒數(shù)要在21 2）傳動軸 2為主軸 1， 2， 3， 4都各自在同一同心圓上。 主軸箱的齒輪模數(shù)按驅(qū)動軸出輪估算 ? ?33 0 ~ 3 2 Pm ???????? 軸箱輸入出輪模數(shù)取 m=3。主軸 1， 2， 3， 4要求的轉(zhuǎn)速一致且較高，所以采用降速傳動。主軸齒數(shù)選取 Z=21，傳動齒輪采用 z=22齒的齒輪，變位系數(shù) 。傳動軸的轉(zhuǎn)速為 : 735 / m ?????????? 于前面選取了主軸直徑為 48，顯然傳動軸直徑都選取 40，這樣為了減少傳動軸種類和設(shè)計題目需 要由于傳動軸轉(zhuǎn)速是 735 / 則驅(qū)動軸至傳動軸的傳動比為 : 22 735 1735i ????????????? 以選擇兩級傳動，且傳動比分配為：一級為 級為 驅(qū)動軸的直徑為 40《 組合機床簡明設(shè)計手冊 》查得知： t= m=3時，驅(qū)動軸上的齒數(shù)為： 033 3 . 32 ( 2 1 . 2 5 ) 2 ( 2 1 . 2 5 ) ) 2 3 . 82 ? ? ? ? ? ? ???? 驅(qū)動齒輪齒數(shù) Z=24。 通用的齒輪有三種，即傳動齒輪 、動力箱齒輪和電機齒輪。材料均為 45 鋼，熱處理為齒部高頻淬火 機床齒輪的選用按照下表選用 表 輪種類 寬度（ 齒 數(shù) 模數(shù)（ 孔徑（ 驅(qū)動軸齒輪 24 32 17～ 50 連續(xù) 17～ 70 2、 3 2、 3、 4 15、 20、 30、 35、 40 25、 30、 35、 40、 50 傳動軸齒輪 44（ 21 25、 30、 35、 40、 50 輸出軸齒輪 32 21 18、 22、 28、 32、 36 計算各主軸轉(zhuǎn)速 使各主軸轉(zhuǎn)速的相對轉(zhuǎn)速損失在 ± 5%以內(nèi)，由公式 ： V= m i 0 1 0 0 0 3183 . 1 4 2 0 ? ? ????????? m i 0 1 0 0 0 5313 . 1 4 1 2 ? ? ??繪制傳動系統(tǒng)圖 傳動系統(tǒng)圖是表示傳動關(guān)系是示意圖，即用以確定的傳動軸將驅(qū)動軸和各主軸連接起來，繪制在主軸箱輪廓內(nèi)的傳動示意圖，如圖 示 23 圖 柴油機汽缸蓋導管孔進排氣門座圈鉆孔主軸箱傳 動系統(tǒng)圖 圖中傳動軸齒輪和驅(qū)動軸齒輪為第Ⅰ排。在圖中標出齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、變位系數(shù)，以校核驅(qū)動軸是否正確。另外，應檢查同排的非嚙合齒輪是否齒頂干涉；還畫出主軸直徑和軸套直徑，以避免齒輪和相鄰的主軸軸套相碰。 傳動零件的校核 （ 1）驗算傳動軸的直徑 校核傳動軸以承受的總扭矩最大傳動軸 4，由它驅(qū)動的有主軸 1、 2、 3、 4和油泵軸6。 主軸扭矩： 2=泵軸的扭矩：查得 泵的最高壓力為 量為 r。假設(shè)在理想無泄漏狀態(tài)， 即： P· q=T·ω 式中： P—— 油泵的壓力 N/㎡ q—— 油泵的排量 m3/s T—— 輸入扭矩 N· m ω —— 輸入角速度 s 24 單位換算： P=106Pa n =m