2268 468Q發(fā)動機缸體雙面臥式鉆床多軸箱設計,發(fā)動機,缸體,雙面,臥式,鉆床,軸箱,設計 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文I摘 要組合機床使用系列化、標準化的通用部件和少量的專用部件組成的多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的高效專用機床，其生產(chǎn)率比通用機床高幾倍至幾十倍，可進行鉆、鏜、鉸、攻絲、車削、銑削等切削加工。組合機床的通用部件和標準件約占 70-80%,這些部件是系列化的,可以進行成批生產(chǎn).其余 20-30%的專用部件是由被加工零件的形狀,輪廓尺寸,工藝和工序來決定。在批量生產(chǎn)中這了提高生產(chǎn)率，必須要縮短加工時間和輔助時間，而且盡可能使輔助時間和加工時間重合，使每個裝夾多外工件同時進行多刀加工，實行工序高度集中，因而廣泛采用組合機床及自動線。關 鍵 詞：組合機床；主軸箱；切削河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文IIAbstractAggregate machine-tool use seriation , the standardized general part and the few special-purpose parts compose the university special purpose machine which multiple spindle, the multi-knives, the multi-working procedures, the multi-surface or the multi-locations simult aneously process, its productivity compared to general engine bed high several times to several dozens times, may carry on drills, the boring, the articulation, attacks machinings and so on the silk, turning, milling. The aggregate machine-tool general part and the standard letter approximately compose 70-80%, these parts are the seriation , may carry on the mass productions. Other 20-30% special-purpose part is by is processed the components the shape, the overall size, the craft and the working procedure decided.This enhanced the productivity in the volume production, must have to reduce the process period and the non-cutting time, moreover causes the non-cutting time and the process period superposition as far as possible, causes each attire to clamp many outside work pieces simultaneously to carry on the multi-knife processing, implements the working procedure high degree of concentration, thus widely uses the aggregate machine-tool and from generatrix .河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文IIIKey words：Aggregate machine-tool；headstock；cutting目 錄前言 ..................................................................................................................11 組合機床的概述 ..........................................................................................21.1 組合機床的組成 ....................................................................................21.2 組合機床的類型 ....................................................................................31.2.1 具有固定夾具的單工位組合機床 .................................................31.2.2 具有移動夾具的多工位組合機床 .................................................41.2.3 轉(zhuǎn)塔式組合機床 .............................................................................51.3 組合機床工藝范圍及加工精度 ............................................................51.3.1 組合機床的工藝范圍 .....................................................................51.3.2 組合機床的加工精度 .....................................................................61.4 組合機床的發(fā)展趨勢 ............................................................................81.4.1 提高通用部件的水平 .....................................................................81.4.2 發(fā)展適應中、小批生產(chǎn)的組合機床 .............................................81.4.3 采用新刀具 .....................................................................................91.4.4 發(fā)展自動監(jiān)測技術 .........................................................................91.4.5 擴大工藝范圍 .................................................................................92 組合機床通用部件及其選用 ....................................................................102.1 通用部件的類型 ..................................................................................102.1.1 通用部件的分類 ...........................................................................102.1.2 通用部件的型號、規(guī)格及配套關系 ...........................................102.2 常用通用部件 ......................................................................................112.3 通用部件的選用 ..................................................................................122.3.1 通用部件選用的方法和原則 .......................................................122.3.2 通用部件的選用 ...........................................................................133 組合機床總體設計 ....................................................................................143.1 組合機床方案設計 ..............................................................................143.1.1 擬定方案階段 ...............................................................................143.1.2 技術設計階段 ...............................................................................153.1.3 工作設計階段 ...............................................................................153.2 零件分析 ..............................................................................................153.2.1 氣缸體的功用和結(jié)構特點 ...........................................................15河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文IV3.2.2 基準的選擇 ...................................................................................163.2.3 加工階段的劃分 ...........................................................................174 繪制“三圖一卡” ....................................................................................194.1 加工工序圖 ..........................................................................................194.1.1 被加工零件工序圖的作用和要求 ...............................................194.1.2 被加工零件工序圖的內(nèi)容 ...........................................................194.1.3 編制被加工零件工序圖的注意事項 ...........................................194.2 加工示意圖 ..........................................................................................214.2.1 被加工零件示意圖的作用 ...........................................................214.2.2 被加工零件示意圖的內(nèi)容 ...........................................................224.2.3 選擇刀具、導向及有關計算 .......................................................234.3 機床聯(lián)系尺寸圖 ..................................................................................274.3.1 機床聯(lián)系尺寸圖的作用與內(nèi)容 ...................................................274.3.2 動力部件的選擇 ...........................................................................284.3.3 裝料高度的確定 ...........................................................................294.3.4 初定中間底座尺寸 .......................................................................304.3.5 多軸箱輪廓尺寸的確定 ...............................................................314.4 生產(chǎn)率計算卡 ......................................................................................334.4.1 理想生產(chǎn)率 ...................................................................................334.4.2 實際生產(chǎn)率 ...................................................................................335 多軸箱設計 ................................................................................................355.1 多軸箱的基本結(jié)構 ..............................................................................355.2 通用多軸箱設計 ..................................................................................365.2.1 繪制多軸箱設計原始依據(jù)圖 .......................................................365.2.2 主軸、齒輪的確定及動力運算 ...................................................385.2.3 多軸箱傳動設計 ...........................................................................415.2.4 多軸箱坐標計算、繪制坐標檢查圖 ...........................................455.3 多軸箱的傳動設計方案 ......................................................................485.3.1 傳動設計方案分析 .......................................................................485.3.2 傳動系統(tǒng)的設計計算 ...................................................................485.4 繪制多軸箱總圖及零件圖 ..................................................................525.4.1 多軸箱總圖設計 ...........................................................................525.4.2 多軸箱零件設計 ...........................................................................546 結(jié)論 ............................................................................................................55致 謝 ............................................................................................................58河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文V參考文獻 ........................................................................................................60河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文1前言在大批量生產(chǎn)中為了提高生產(chǎn)率，必須注意縮短加工時間和輔助時間，而且盡可能使輔助時間和加工時間重合，使每個工位安裝多個工件的同時進行多刀加工，實行工序高度集中，因而廣泛采用組合機床。組合機床是用已經(jīng)系列化、標準化的通用部件和少量專用部件組成的多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的高效專用機床，生產(chǎn)率比通用機床高幾倍至幾十倍，可以進行鉆、鏜、鉸、攻絲、車削、銑削、車孔端面等工序，隨著組合機床的發(fā)展，其工藝范圍日益擴大，如：焊接、熱處理、自動測量和自動裝配、清洗等非切削工序。1911 年，美國為加工汽車零部件研制了組合機床。在發(fā)展初期，各機床制造廠都執(zhí)行自己的通用部件標準。為方便用戶使用和維修，提高互換性，1953 年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機床制造廠協(xié)商，確定機床通用部件標準化的原則，并規(guī)定了部件間聯(lián)系尺寸。1973 年 ISO 公布了第一批組合機床通用部件標準，它包括了汽車、農(nóng)業(yè)、紡機和儀表工業(yè)。1978 年、1983 年又第二次作了增補。目前，我國組合機床的通用部件約占 70%～90%。組合機床廣泛應用于大批量生產(chǎn)的行業(yè)，如：汽車、拖拉機、電動機、內(nèi)燃機、閥門縫紉機等制造業(yè)。主要加工箱體零件，如汽缸體、變速箱體、汽缸蓋、閥體等，一些重要零件的關鍵加工工序，雖然生產(chǎn)批量不大，但也采用組合機床來保證其加工質(zhì)量。目前，組合機床的研制正向高效、高精度、高自動化的柔性方向發(fā)展。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文21 組合機床的概述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，配以少量專用部件組成的一種高效專機。如圖 1-1 所示為典型的雙面復合式單工位組合機床。其組成是：側(cè)底座 1、滑臺 2、鏜削頭 3、夾具 4、多軸箱 5、動力箱 6、立柱 7、墊鐵 8、立柱底座 9、中間底座 10、液壓裝置 11、電氣控制設備 12、刀工具 13 等。通過控制系統(tǒng)，在兩次裝卸工件間隔時間內(nèi)完成一個自動工作循環(huán)。圖中各個部件都是具有一定獨立功能的部件，并且大都是已經(jīng)系列化、標準化和通用化的通用部件。通常夾具 4、中間底座 10、和多軸箱 5 是根據(jù)工件的尺寸形狀和工藝要求設計的專用部件，但其中的絕大多數(shù)零件如定位夾緊元件、傳動件等也都是標準件和通用件。 `123451362789101 2圖 1-1 雙面復合式單工位組合機床河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文3通用部件是組成組合機床的基礎。用來實現(xiàn)機床切削和進給運動的通用部件，如單軸工藝切削頭（即鏜削頭、鉆削頭、銑削頭等） 、傳動裝置（驅(qū)動切削頭） 、動力箱（驅(qū)動多軸箱） 、進給滑臺（機械或液壓滑臺）等為動力部件。用以安裝動力部件的通用部件如側(cè)底座、立柱、立柱底座等稱為支承部件。1.2 組合機床的類型根據(jù)所選的通用部件的規(guī)格大小以及結(jié)構和配制形式等方面的差異，將組合機床分為大型組合機床和小型組合機床兩大類。習慣上滑臺臺面寬度 B≥250mm 的為大型組合機床，滑臺 B＜250mm 的為小型組合機床。根據(jù)大型組合機床的配制形式，可以將其分為具有固定夾具的單工位組合機床、具有移動夾具的多工位組合機床和轉(zhuǎn)塔式組合機床三類。1.2.1 具有固定夾具的單工位組合機床單工位組合機床特別適用于加工大、中型箱體類零件。在整個加工循環(huán)中，夾具和工件固定不動，通過動力部件使刀具從單面、雙面或多面對工件進行加工。這類機床加工精度高，但生產(chǎn)率低。按照組成部件的配置形式及動力部件的進給方向，單工位組合機床又分為臥式、立式、傾斜式和復合式四種類型。1、臥式組合機床 臥式組合機床的刀具主軸水平布置，動力部件沿水平方向進給，按工件要求的不同，可配置成單面、雙面或多面的形式。2、立式組合機床 立式組合機床的刀具主軸垂直布置，動力部件沿垂直方向進給。一般只有單面配置形式。3、傾斜式組合機床 傾斜式組合機床的動力部件傾斜布置，沿傾斜方向進給?？膳渲贸蓡蚊妗㈦p面或多面的形式，以加工工件上的傾斜河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文4表面。4、復合式組合機床 復合式組合機床是上述兩種或三種形式的組合。1.2.2 具有移動夾具的多工位組合機床多工位組合機床的夾具和工件可按預訂的工作循環(huán)，作間歇的移動或轉(zhuǎn)動，以便依次在不同工位上對工件進行不同工序的加工。這類機床生產(chǎn)率高，但加工精度不如單工位組合機床，多用于大批量生產(chǎn)中對中小型零件的加工。按照夾具和工件的輸送方式不同，可分為移動式工作臺、回轉(zhuǎn)式工作臺、中央立柱式工作臺和鼓輪式工作臺四種類型。1、移動工作臺組合機床 可移動工作臺組合機床以先后在兩個工位上從兩面對工件進行加工，夾具和工件可隨工作臺直線移動來實現(xiàn)工位的變換。2、回轉(zhuǎn)工作臺組合機床 回轉(zhuǎn)工作臺組合機床在每一個工位上可以同時加工一個或幾個工件，其上的夾具和工件安裝在繞垂直軸線回轉(zhuǎn)的工作臺上，并隨其作周期轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)工位的變換。由于這種機床適宜于對中小型工件進行多面、多工序加工，具有專門的裝卸工位，使裝卸工件的輔助時間和機動時間重合，所以能夠達到較高的生產(chǎn)率。3、中央立柱式組合機床 中央立柱式組合機床上的夾具和工件安裝在繞垂直軸線回轉(zhuǎn)的工作臺上，并隨其作周期轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)工位的變換。在環(huán)形回轉(zhuǎn)工作臺上周圍以及中央立柱上均可布置動力部件，在各個工位上，對工件進行多工序加工。4、鼓輪式組合機床 鼓輪式組合機床上的夾具和工件安裝在繞垂直軸線回轉(zhuǎn)的工作臺上，并隨其作周期轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)工位的變換。在鼓輪的兩端布置動力部件，從兩面對工件進行加工。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文51.2.3 轉(zhuǎn)塔式組合機床轉(zhuǎn)塔式組合機床的特點是幾個主軸箱安裝在轉(zhuǎn)塔式工作臺上，各個主軸箱依次轉(zhuǎn)到加工位置對工件進行加工。按主軸箱是否做進給運動，可將這類機床分為：1、只實現(xiàn)主運動的轉(zhuǎn)塔式主軸箱組合機床 主軸箱安裝在回轉(zhuǎn)工作臺上，主軸由電動機通過主軸箱內(nèi)的傳動裝置帶動作旋轉(zhuǎn)運動；工件安裝在滑臺的回轉(zhuǎn)工作臺上（如果不需工件轉(zhuǎn)位時，可直接安裝在滑臺上） ，由滑臺帶動作進給運動。2、既實現(xiàn)主運動又可隨滑臺作進給運動的轉(zhuǎn)塔式主軸箱組合機床 這類機床的工件固定不動（也可以做周期轉(zhuǎn)位） ，轉(zhuǎn)塔式主軸箱安裝在滑臺上并隨滑臺作進給運動。轉(zhuǎn)塔式組合機床可以完成一個工件的多工序加工，因而可以減少機床臺數(shù)和占地面積，適宜于中，小批量生產(chǎn)。1.3 組合機床工藝范圍及加工精度1.3.1 組合機床的工藝范圍目前，組合機床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。平面加工包括銑平面、锪（刮）平面、車端面；孔加工包括鉆、擴、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋、锪沉孔、滾壓孔等。隨著綜合自動化的發(fā)展，其工藝范圍正擴大到車外圓、銑削、拉削、磨削、珩磨及拋光、沖壓等工序。此外，還可以完成焊接、熱處理、自動裝配和建材、清洗和零件分類及打印等非切削工作。組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器儀表、軍工、縫紉機和自行車等工業(yè)領域的大批、大量生產(chǎn)中已獲得廣泛應用，一些中小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機床、機車、工程機械制造業(yè)中也亦推廣應用。組河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文6合機床最適宜加工各種大中型箱體類零件，如氣缸蓋、氣缸體、變速箱體、電機座及儀表殼等零件，也可以用來完成軸套類、輪盤類、叉架類和蓋板類零件的部分或全部工序的加工。1.3.2 組合機床的加工精度組合機床的加工精度簡述如下：(1).孔加工⒈孔的尺寸精度采用鉸孔或精鏜孔時，孔的精度可達 H6 級，表明粗糙度為，孔的圓度在孔徑尺寸公差一半范圍內(nèi)。加工有色金屬時，1.6aRm??采用精密夾具，經(jīng)過 3~4 次加工，精度可以穩(wěn)定地達 H6 級，表面粗糙度可達 。0.8~4a⒉孔的同軸度當從兩面多軸加工時，孔的同軸度一般為 .當從一面進行精0.5m鏜孔，并且采用固定式夾具，鏜刀桿兩端都有精密導向裝置，夾具在精度良好的條件下，在 長度內(nèi)，被加工零件幾個孔的同軸度可保10m證在 以內(nèi)。當分別從兩面對同一軸線上的孔進行單軸加0.15~.3工時，在有中間精密導向裝置條件下，其同軸度亦可保證在。..⒊孔的平行度在組合機床上加工，孔與孔相互之間的平行度以及孔對加工基面的平行度，在 長度內(nèi)可達 。10m0.2~.5m⒋孔的位置精度孔的位置精度與夾具、機床的型式和精度有很大的關系。在固定式夾具的機床上鏜孔，孔間距離和孔的軸線與定位基面的位置精度可穩(wěn)定河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文7地達到 。在多工位機床上，由于回轉(zhuǎn)工作臺會回轉(zhuǎn)鼓0.25~.m?輪存在定位誤差，則加工精度不高。如果在同一工位上，若有懸掛式活動鉆模板，對孔進行精加工時，其位置精度可達到 。0.5m?(2).平面加工在組合機床及其自動線上常用銑削、刮削、車削（端面）和拉削等方法加工平面。一般采用銑削頭、滑臺和滑座等通用部件，根據(jù)被加工工件的工藝要求組成單面、雙面以及立式、回轉(zhuǎn)臺式等多種型式的組合銑床。當加工大型的箱體類工件時，一般采用銑削頭固定、工件安裝在工作臺上移動的布局型式。這樣的機床結(jié)構較簡單，剛性較好，加工精度較高。在加工中小型工件時，通常將銑削頭組成鼓輪式組合銑床或立式連續(xù)回轉(zhuǎn)臺式組合銑床，這類機床生產(chǎn)效率高，加工精度較低。在組合機床上加工平面的平直度可以達到在 1000 毫米長度內(nèi)偏差0.02～0.05 毫米，表面粗糙度 微米。對定位基面的平行度可以保3.2aR證在 0.05 毫米以內(nèi)，到定位基面的距離（一般在 500 毫米以內(nèi)）尺寸公差可以保證在 0.05 毫米以內(nèi)。組合機床是一種高效率專用機床，有特定的使用條件，不是在任何情況下都能收到良好的經(jīng)濟效益。在確定設計組合機床前，應該進行具體的技術經(jīng)濟分析。根據(jù)設計任務，要在驅(qū)動橋殼體上三面鉆孔，孔的種類較多，總數(shù)也較多。若采用普通機床加工需反復進行，加工耗時較多，且不容易保證孔與孔間的位置精度。根據(jù)零件的形狀及加工要求選取采用臥式雙面組合鉆床，同時進行雙面多孔加工。這樣可以保證孔與孔之間的位置精度，且加工所需的時間大大縮短。除此之外采用組合機床對工人的要求很低，節(jié)約了勞動成本。綜上所述，對于在驅(qū)動橋殼體上三面鉆孔采用組合機床，可以取得河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文8良好的經(jīng)濟性。1.4 組合機床的發(fā)展趨勢1.4.1 提高通用部件的水平衡量通用部件技術水平的主要標準是：品種規(guī)格齊全，動、靜態(tài)性能參數(shù)先進，工藝性好，精度高和精度保持性好。機械驅(qū)動的動力部件具有性能穩(wěn)定，工作可靠等優(yōu)點。目前，機械驅(qū)動的動力部件應用了交流變頻調(diào)速電機和直流伺服電機等，使機械驅(qū)動的動力部件增添了新的競爭力。動力部件采用鑲鋼導軌（硬度可達 HEC58~60） 、滾珠絲杠、靜壓導軌、靜壓軸承、遲形皮帶等較新的結(jié)構。支承部件采用焊接結(jié)構等。由于提高了部件的精度和動、靜態(tài)性能，因而使被加工的工件精度明顯提高，表面粗糙度減小。1.4.2 發(fā)展適應中、小批生產(chǎn)的組合機床在機械制造工業(yè)中，中小批量生產(chǎn)約占 80%。在某些中批量生產(chǎn)的企業(yè)中，如機床、閥門行業(yè)中、其關鍵工序采用組合機床。其中機床廠用組合機床加工主軸變速箱孔系，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，技術經(jīng)濟效果顯著。發(fā)展具有可調(diào)、快調(diào)、裝配靈活、適應多品種加工特點的組合機床十分迫切。轉(zhuǎn)塔主軸箱式組合機床，可換主軸箱式組合機床以及自動換刀式數(shù)控組合機床可用于中、小批生產(chǎn)，但這類機床結(jié)構復雜，成本較高。帶轉(zhuǎn)塔式主軸箱的組合機床，由于轉(zhuǎn)塔不能制造的太大，安裝的主軸箱數(shù)量有限，因此只適應工序不多，形狀不太復雜的零件加工。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文91.4.3 采用新刀具近年來出現(xiàn)了多種新刀具，如具有鍍層的硬質(zhì)合金刀片、立方氮化鵬刀具、金剛石刀具、各種可轉(zhuǎn)位的密赤銑刀，噴吸鉆頭，鑲有可轉(zhuǎn)位刀片的“短鉆頭”等。一般情況下，采用先進刀具的工時為原工時的。由于提高了刀具的耐用度，大大縮短了多刀組合機床停機換1/2~4刀時間，提高了組合機床的經(jīng)濟效益。1.4.4 發(fā)展自動監(jiān)測技術組合機床的自動檢測通常作為一個工位出現(xiàn)。自動檢測包括對毛坯尺寸和工件硬度的檢查、鉆孔深度、刀具折斷、精加工尺寸和幾何形狀的檢查等。檢查方法分為主動檢查與被動檢查。主動檢查是將不合格的工件剔出，使之不往下個工位輸送。被動檢查則是發(fā)現(xiàn)不合格的工件時發(fā)現(xiàn)停機信號。目前主動檢查應用的日趨廣泛。由于電子元件迅速發(fā)展，集成控制器、微機處理的應用，使自動檢測技術更加可靠。自動檢測工位要進行數(shù)據(jù)處理，統(tǒng)計計算以及打印出有關數(shù)據(jù)或作為數(shù)字顯示。自動監(jiān)測技術的發(fā)展可以把被加工零件的實際尺寸控制在比規(guī)定公差更小的范圍之內(nèi)。還可以把加工后的工件按公差進行分組，以便按分組的公差帶裝配。實際表明，采用分組裝配法提高產(chǎn)品的精度要比用單純提高設備精度更為經(jīng)濟。1.4.5 擴大工藝范圍組合機床出完成切削加工等工序外，還在逐步設計制造用于焊接、熱處理、自動裝配、自動打印、性能試驗以及清洗和包裝等用途的組合機床。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文102 組合機床通用部件及其選用通用部件是組合機床的基礎。部件通用化程度的高低標志著組合機床的技術水平。在組合機床設計中，選擇通用部件是重要內(nèi)容之一。2.1 通用部件的類型2.1.1 通用部件的分類按通用部件在組合機床上的作用，可分為下列幾類：（1）.動力部件 動力部件是組合機床的主要部件，它為刀具提供主運動和進給運動。動力部件包括動力滑臺及其相配套的動力箱和各種單軸頭，如銑削頭、鉆削頭、鏜孔車端面頭等，其它部件均以選定的動力部件為依據(jù)來配套選用。（2）.支撐部件 支撐部件是組合機床的基礎部件，它包括側(cè)底座、立柱、立柱底座和中間底座等，用于支撐和安裝各種部件。組合機床各種部件之間的相對位置精度、機床的剛度要求主要由支撐部件保證。（3）.輸送部分 輸送部件用于帶動夾具和工件的移動和轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)工位的變換，因此，要求較高的定位精度。輸送部件主要有移動工作臺和回轉(zhuǎn)工作臺。（4）.控制部件 控制部件用于控制組合機床按預定的加工程序進行循環(huán)工作，它包括可編程控制器（PLC） 、各種液壓元件、操縱板、控制擋鐵和按鈕臺等。（5）.輔助部件 輔助部件包括用于實現(xiàn)自動夾緊工件的液壓或氣動裝置、機械扳手、冷卻和潤滑裝置、排銷裝置以及上下料的機械手等。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文112.1.2 通用部件的型號、規(guī)格及配套關系按通用部件標準，動力滑臺的主參數(shù)為其工作臺面寬度，其它通用部件的主參數(shù)取與其配套的滑臺主參數(shù)來表示。例如，1HY32M1B 表示臺面寬度為 320mm，經(jīng)過一次重大改進，采用鑲鋼導軌的精密液壓滑臺；TX40A 表示于臺面寬度為 400mm 的滑臺配套，主軸徑向軸承采用短圓柱滾子軸承，用于精加工的銑削頭。等效采用國際標準設計的“1 字頭”通用部件，按精度分為：普通級、精密級和高精度級三種精度等級。 “1 字頭”滑臺采用雙矩形閉式導軌，縱向用雙矩形的外側(cè)導向，斜鑲條調(diào)整導軌間隙；壓板與支承導軌組成輔助導軌副，防止傾覆力矩過大導致滑鞍（動導軌）與滑座（支承導軌）分離。這種導軌制造工藝簡單，導向精度高，剛度好?；鶎к壊牧嫌袃煞N，分別在型號后面加 A、B 以區(qū)別，A 表示滑座導軌材料為HT300，高頻淬火，淬火硬度為 42～48HRC；B 表示滑座為鑲鋼導軌，淬火硬度為 48HRC 以上。數(shù)控機械滑臺是 1HJ 系列機械滑臺的派生產(chǎn)品，采用了大連組合機床研究所研制的 ZHS-ACO4D 交流伺服系統(tǒng)，能自動變換進給速度和工作循環(huán)，在較大的范圍內(nèi)實現(xiàn)自動調(diào)速、位置控制、程序控制。適合多種小批量柔性生產(chǎn)。帶光電編碼器的交流伺服電動機采用 SPWM 控制技術，750～2400r/min 為恒功率調(diào)速；運動通過一級定比齒輪減速驅(qū)動滾珠絲杠，驅(qū)動滑鞍移動，開環(huán)系統(tǒng)伺服電動機的轉(zhuǎn)角誤差為±0.072°，由光柵尺組成的全閉環(huán)系統(tǒng)，滑鞍位置精度可達±2μm 。2.2 常用通用部件常用的通用部件有動力滑臺、主軸部件、主運動驅(qū)動裝置、工作臺、支承部件等其他通用部件。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文12（1）.動力滑臺 動力滑臺是有滑座、滑鞍和驅(qū)動裝置等組成、實現(xiàn)直線進給運動的動力部件。根據(jù)驅(qū)動和控制方式不同，滑臺可分為液壓滑臺、機械滑臺和數(shù)控滑臺三種類型。本設計中選用液壓滑臺。（2）.主軸部件 主軸部件又稱單軸頭或工藝切削頭，其端部安裝刀具，尾部連接傳動裝置即可進行切削。如進行銑削、鏜削、鉆削及攻螺紋等單軸加工工序。每種主軸部件均采用剛性主軸結(jié)構。在加工時，刀桿（或刀具）一般不需要導向裝置，加工精度主要由主軸部件本身以及滑臺的精度保證。（3）.主運動驅(qū)動裝置 主運動驅(qū)動裝置主要有兩大類：一類是與通用主軸部件配套使用的主運動傳動裝置；另一類是與主軸箱（專用部件）相配的動力箱。（4）.工作臺 工作臺是多工位組合機床的輸送部件，它用來將被加工工件轉(zhuǎn)換到另一個工位。工作臺按運動方式的不同可分為分度回轉(zhuǎn)工作臺和多工位移動工作臺；按傳動方式的不同可分為機械傳動、液壓傳動及氣壓傳動等多種型式。（5）.支承部件 組合機床的支承部件往往是通用和專用兩部分的組合。有中間底座、側(cè)底座和立柱及立柱側(cè)底座三種。（6）.自動線通用部件 組合機床自動線是由組合機床及工件輸送裝置、轉(zhuǎn)位裝置、排屑裝置等輔助設備和檢測裝置、電氣、液壓控制設備等組成。2.3 通用部件的選用2.3.1 通用部件選用的方法和原則 選用的基本方法是：根據(jù)所需的功率、進給力、進給速度等要求，河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文13選擇動力部件及其配套部件。選用原則如下：（1）切削功率應滿足加工所需的計算功率。（2）進給部件應滿足加工所需的最大計算進給力、進給速度和工作行程及工作循環(huán)的要求，同時還需考慮裝刀、調(diào)刀的方便性。（3）動力箱與多軸箱尺寸應相適應和匹配。（4）應滿足加工精度的要求。（5）盡量按通用部件的匹配關系選用有關通用部件。2.3.2 通用部件的選用（1）動力部件品種的確定。（2）動力部件規(guī)格的確定。對于支承部件如側(cè)底座、立柱等通用部件，可選與動力滑臺規(guī)格相配套的相應規(guī)格。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文143 組合機床總體設計組合機床是用已經(jīng)系列化，標準化的通用部件和少量專用部件組成的多軸，多刀，多工序，多面或多工位同時加工的高效專用機床。在批量生產(chǎn)正為了提高生產(chǎn)率，縮短加工時間和輔助時間，而且盡可能使輔助時間和加工時間重合，使每個工位裝夾多個工件，同時進行多刀加工，實行工序高度集中，必須廣泛采用組合機床。設計組合機床首先要分析零件，制定工藝規(guī)程，根據(jù)所加工的工序繪制“三圖一卡”設計出本工序加工的多軸箱。以下是本次畢業(yè)設計組合機床的全過程.3.1 組合機床方案設計組合機床是針對被加工零件的特點及工藝要求，按高度集中工序的原則設計的一種高效率的專用機床。設計組合機床前，首先應根據(jù)組合機床完成工藝的一些現(xiàn)狀及組合機床各種工藝方案能達到的加工精度、表面粗糙度及技術要求，解決零件是否可以利用組合機床加工以及采用組合機床價格是否合理的問題。3.1.1 擬定方案階段擬定方案階段包括制定工藝方案，確定機床的配置型式機結(jié)構方案，最后在此基礎上進行圖紙的設計。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；（2） 設計必須以生產(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計；河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文15（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。注意吸取前人和國外的先進經(jīng)驗，并在此基礎上有所創(chuàng)造和發(fā)展。本設計中選用雙面臥式鉆床為設計方案。3.1.2 技術設計階段根據(jù)已確定的工藝和結(jié)構方案，按照加工示意圖和機床聯(lián)系尺寸圖展開部件設計，繪制夾具、主軸箱等的裝配圖。3.1.3 工作設計階段繪制有關圖紙，編制機床說明書。詳細過程見下列步驟和所繪圖紙。工作階段的設計的步驟如下：1. 進行零件的分析；2. 繪制“三圖一卡”：先繪制加工工序圖，再繪制加工示意圖，接著繪制加工聯(lián)系圖，最后再填寫生產(chǎn)率計算卡。3.2 零件分析3.2.1 氣缸體的功用和結(jié)構特點缸體是發(fā)動機上的主要基礎零件，結(jié)構復雜，加工精度要求高，加工工藝路線長。一般發(fā)動機的汽缸體與曲軸箱合為一體，又稱為機體，它又缸體，曲軸箱，機座，主軸軸承蓋等零件組成。氣缸體的功用是：1、支撐發(fā)動機上的運動件，并保證活塞，連桿，曲軸等各運動部件的準確位置。2、缸體上加工的出氣蓋，水道，油道，以保證發(fā)動機換氣，冷卻和潤滑的需要。3、提供使發(fā)動機形成完整動力裝置所必須的各種輔助河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文16設施的安裝基準面。由此可見，以滿足發(fā)動機的功能要求，就必須使其個表面之間有非常準確的相互位置精度和運動關系。本次加工的 468Q 缸體由特種合金鑄造成，硬度 210-241HB。如圖3-1 所示。圖 3-1 468Q 缸體3.2.2 基準的選擇（1）粗基準的選擇根據(jù)粗基準選擇原則，要保證主要加工表面的余量均勻及保證將來運動件（連桿，曲軸等）與氣缸體各表面之間具有必要的間隙， 。氣缸體的主要加工表面有：主軸軸承座孔，缸套孔，凸輪軸軸承孔等，要保證它們的加工余量均勻，就應該選取主軸軸承座孔和氣缸孔組為氣缸體加工的粗基準。氣缸體是鑄件，有鑄造誤差，表面粗糙不平，如果直接用所選的粗基準定位加工大平面（即后續(xù)工序的定位精基準） ，即產(chǎn)生的切削力大，所需夾緊力也大，易使工件變形。同時粗基準表面粗糙不平，也易使工河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文17件在加工中松動。所以在加工中采用面積較小距離較遠的幾個凸臺作為過度基準，即首先以粗基準定位加工出過度基準然后用過度基準加工出精基準來。（2）精基準的選擇同其他箱體零件一致，氣缸體加工中一般都選用底面及其上的兩個工藝孔作為精基準。這樣做的優(yōu)點是：1. 地面面積大，工件安裝可靠，平穩(wěn)，能簡單可靠的約束工件的六個自由度2. 后續(xù)工序基本上均以一面兩孔定位，符合基準統(tǒng)一原則，減少了由于基準轉(zhuǎn)換帶來的加工誤差。能保證各表面間的相互位置精度，例如，缸套筒與底面的垂直度，主軸中心孔中心線與凸輪軸之間的平行度。3. 由于基準統(tǒng)一，可以簡化夾具的設計和制造周期，使用維修方便，成本降低，減少了工件的翻轉(zhuǎn)次數(shù)，減輕了工人的勞動強度，易實現(xiàn)自動線加工。4.加工主軸支撐座孔和凸輪軸軸承時，便于在夾具上設置鏜桿的支撐導套，可以保證加工質(zhì)量和切削用量。3.2.3 加工階段的劃分（1）基準加工在前面幾道工序中把基準加工出來，即“基準先行” 。（2）平面加工按照先面后孔的原則將各平面加工出來。（3）主要孔的粗加工將主要孔的粗加工安排在各面加工完成后進行?？梢员M早暴露工件上的缺陷：河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文18粗加工中切去大部分余量后，內(nèi)應力重新分布，使工件有較長時間充分變形，使進精加工能得到比較穩(wěn)定的加工精度。粗加工中切削力大，所需夾緊力也大，將粗加工放在前面，精粗加工分開，可以減少夾緊變形對精加工的影響。 次要工序加工：例如螺紋孔，油孔，倒角等，在各階段中穿插進行。（4）主要孔的精加工包括半精鏜，精鏜缸套孔和主軸軸承座孔；軸承蓋裝配后，進行半精鏜，精鏜及研磨主軸軸承座孔給予只有相互位置精度要求的加工表面。這些是氣缸體加工的關鍵程序。把主要孔的精加工作為最后的加工階段，除上述原因之外，還可以防止這些表面加工過程中遭到破壞。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文194 繪制“三圖一卡”繪制組合機床“三圖一卡”,就是針對具體零件,在選定的工藝和結(jié)構法案的基礎上,進行組合機床總體法案圖樣文件設計。內(nèi)容包括:繪制被加工零件工序圖,加工示意圖,機床聯(lián)系尺寸圖和編制生產(chǎn)率計算卡” 。本次設計工序是鉆兩側(cè)面的孔。4.1 加工工序圖4.1.1 被加工零件工序圖的作用和要求被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工序方案,表示所設計的組合機床上完成的工序內(nèi)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,硬度和在本機床加工前加工余量,毛坯或半成平情況的圖樣,除了設計研制合同外,它是組合機床設計的具體依據(jù),也的也是制造,使用,調(diào)速和檢驗機床精度的重要文件。4.1.2 被加工零件工序圖的內(nèi)容 1、被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸及本工作設計有關部位結(jié)構形狀和尺寸。2、本工序所選用的定位基準,夾緊部位及夾緊方向。3、本工序加工表面的尺寸,精度,表面粗糙度,形位公差等級,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。4.1.3 編制被加工零件工序圖的注意事項1、本機床加工部分的位置尺寸由定位基面標起，尤其在本機床加工，所選用的定位基面與設計基面不一致時，還必須對各孔要求的位置精度進行分析和換算，即把不對稱公差的尺寸換算成對稱公差尺寸。以河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文20便在進行夾具鏜?？自O計和主軸箱設計時，確定鏜?？壮叽缂爸鬏S位置尺寸，并把各孔位置尺寸改為從定位基面標注。2、對孔的加工余量要認真分析，在鏜階梯孔時，其大直徑孔的單邊余量應小于相鄰兩孔半徑之差，以便鏜刀能通過。在加工毛坯孔時，不僅要弄清楚加工余量，還需要注意孔德鑄造偏心及鑄造毛刺大小，以便設計相應尺寸的鏜桿，保證加工能正常進行。3、對精鏜機床必須注明是否允許有刀痕，以及允許退刀痕的形狀。為了使被加工零件工序圖清晰明了，能突出本機床加工內(nèi)容，繪制時對本機床加工部件用粗實線表示，其尺寸打上方框，其余部位用細實線表示，定位基準符號用“ ”表示（如圖 4-1 所示） ，夾壓位置符號用↓表示（如圖 4-2 所示） 。圖 4-1 加工零件工序圖中的定位基準河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文21圖 4-2 加工零件工序圖中的夾壓位置4.2 加工示意圖4.2.1 被加工零件示意圖的作用加工示意圖是在工藝方案和機床總方案初步確定的基礎上繪制的。是表達工藝方案、具體的機床工藝方案圖。它是設計刀具夾具多軸箱和液壓、電氣系統(tǒng)以及選擇動力部件。繪制機床總配合尺寸圖的主要依據(jù)，是對機床總體布局和性能的原始要求，也是調(diào)整機床刀具所必須的重要技術文件。如圖 4-3 所示，其中 L 向是左視圖，R 向是右視圖。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文22圖 4-3 加工零件示意圖4.2.2 被加工零件示意圖的內(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、刀具及導向、托架及多軸箱之間的相對位置及其聯(lián)系尺寸。3、主軸結(jié)構類型、尺寸及外伸長度。4、刀具類型、數(shù)量和結(jié)構尺寸、直徑和長度、接桿、浮動卡頭、導向裝置、攻螺紋靠模裝置等結(jié)構尺寸。5、刀具、導向套間的配合,刀具、接桿主軸之間的連接方式及配合尺寸等。6、加工部位結(jié)構尺寸、精度及分布情況。7、工件名稱、材料、加工余量、切削液及是否需要讓刀等。8、工件加工部位向視圖，并在向視圖上編出孔號。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文234.2.3 選擇刀具、導向及有關計算1.選擇刀具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與加工部位尺寸，精度相適應，其長度要保證加工終了時，刀具螺旋槽尾端與導向外套端面有一定距離（一般 30~50mm） 。查《組合機床設計簡明手冊》莫氏錐柄麻花鉆的直徑系列 由 D=18mm 選取麻花鉆類型為錐柄麻花鉆（如圖 4-4 所示） ，參數(shù)如下：L=220mm l=130 mm頂角 2φ= 后角 α=?18?14螺旋角 β= 錐度號為 2?9圖 4-4 莫氏錐柄麻花鉆2.導向套的選擇導向套的類型通常分為兩類，一類是固定式導向套，即刀具導向套部分與導套之間既有相對移動又有相對轉(zhuǎn)動；另一類是旋轉(zhuǎn)式導向套，刀具導向部分與導套之間只有相對移動而無相對轉(zhuǎn)動。相對轉(zhuǎn)動線速度小于 20m/min 時，通常采用固定式導向套；大于 20m/min 時，為避免河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文24刀桿與導向套摩擦發(fā)熱變形，產(chǎn)生“別勁”現(xiàn)象，應選用旋轉(zhuǎn)導向。導向套的主要參數(shù)通常指：導套的直徑及公差配合，導套的長度及導套到工件端面距離。這些參數(shù)根據(jù)已確定的導向套類型、工件形狀、公差精度及刀具剛性等確定。固定式導向套的長度取刀具導向部分直徑的 2～4 倍，導向套直徑大者取小值，直徑小時取大值。旋轉(zhuǎn)導向?qū)蛱椎拈L度應取導向部分直徑的 2～3 倍。 在本設計中，導向套應選用單個固定式，導向套的長度取 40mm。如圖 4-5 所示。圖 4-5 導向套3.確定導向套離工件端面的距離導向套離工件端面的距離一般按 h=(0.3～0.7)d 取值，加工鑄鐵時取小值，加工鋼件時取大值。所以導向套離工件端面的距離取 h=30mm。4.確定主軸類型、尺寸、外伸長度主軸軸徑尺寸規(guī)格應根據(jù)選定的切削用量計算出切削轉(zhuǎn)矩 T：河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文250.83.6079.61.271412.853.9.. 9164TDftHBkgmN????A查《組合機床設計簡明手冊》表 3-4 初定主軸軸徑41402.95dBTm?考慮便于生產(chǎn)管理，適當簡化規(guī)格。綜合考慮加工精度和具體工件條件，查資料《組合機床設計簡明手冊》 ，按表 3-6 和表 4-1 選定主軸外伸長度 L、外徑 D 和內(nèi)徑 及配套的刀具接桿莫氏錐度號或攻螺紋靠模1d規(guī)格代號等。選定主軸