FQ閥腔立式組合鉆床設(shè)計(jì)【鉆10-M12螺紋孔底孔】
FQ閥腔立式組合鉆床設(shè)計(jì)【鉆10-M12螺紋孔底孔】,鉆10-M12螺紋孔底孔,fq,立式,組合,鉆床,設(shè)計(jì),10,m12,螺紋,羅紋,底孔
機(jī)械加工工藝過程卡片零件編號零件名稱閥腔工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備夾具刀具量具工時(shí)/s名稱型號名稱規(guī)格名稱規(guī)格名稱規(guī)格鑄造毛坯回火處理粗銑粗銑底面立式銑床X54K通用夾具硬質(zhì)合金端銑刀d=200mm,L=45mm,齒數(shù)20游標(biāo)卡尺57粗銑粗銑上端面立式銑床X54K通用夾具硬質(zhì)合金端銑刀d=200mm,L=45mm,齒數(shù)20游標(biāo)卡尺48鉆孔鉆、擴(kuò)418mm孔,锪平28mm立式鉆床Z525專用夾具直柄麻花鉆鉆頭直徑18mm,l=25mm,l1=4mm游標(biāo)卡茨17粗鏜粗鏜76,100,110,65,85臥式鏜床T611B四爪卡盤硬質(zhì)合金鏜刀主偏角45、直徑20mm的圓形鏜刀游標(biāo)卡尺65精銑精銑底面立式銑床X52K四爪卡盤硬質(zhì)合金端銑刀d=200mm,L=45mm齒數(shù)20游標(biāo)卡尺68精鏜精鏜100761001106585孔臥式鏜床T611B四爪卡盤硬質(zhì)合金鏜刀主偏角45、直徑20mm的圓形鏜刀游標(biāo)卡尺48鉆孔鉆、擴(kuò)、絞2*20mm孔立式鉆床Z525專用夾具直柄麻花鉆鉸刀直徑20mm,l=228mm,l1=25mm游標(biāo)卡尺85鉆孔攻螺紋鉆孔攻螺紋10M12mm立式鉆床Z525專用夾具直柄麻花鉆機(jī)用絲錐鉆頭直徑11mm,l=142mm,l=94mm游標(biāo)卡尺1014終檢按零件圖樣要求全面檢查千分尺 共1頁 第1頁本 科 畢 業(yè) 論 文 閥腔立式組合鉆床設(shè)計(jì)學(xué)院名稱: 專業(yè)班級: 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師姓名: 指導(dǎo)教師職稱: 2012年 6月目 錄第一章 緒論41.1組合機(jī)床的概論41.2組合機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢41.3機(jī)床設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求51.3.1 設(shè)計(jì)的目的51.3.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容51.3.3 設(shè)計(jì)要求61.4機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟61.4.1 調(diào)查研究61.4.2 擬定方案61.4.3 工作圖設(shè)計(jì)7第二章 零件分析2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其技術(shù)要求72.1.1零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)72.1.2技術(shù)要求82.2零件的生產(chǎn)批量及其機(jī)床的使用92.2.1零件的生產(chǎn)批量 92.2.2機(jī)床的使用條件 92.3 零件工藝方案92.3.1 生產(chǎn)工藝方案 9第三章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 103.1組合機(jī)床方案的制定103.1.1制定工藝方案103.1.2確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案113.2確定切削用量及選擇刀具 123.2.1確定工序間余量 123.2.2選擇切削用量123.2.3確定切削力、切削扭矩、切削功率123.2.4選擇刀具結(jié)構(gòu)133.3鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡”的編制143.3.1被加工零件工序圖153.3.2加工示意圖163.3.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖193.3.4生產(chǎn)率計(jì)算卡213.4 多軸箱的設(shè)計(jì)233.4.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 233.4.2 多軸箱的傳動設(shè)計(jì) 243.4.3 繪制傳動系統(tǒng)圖263.4.4 傳動零件的校核26第四章 夾具設(shè)計(jì)314.1 機(jī)床夾具的概述 314.1.1機(jī)床夾具的組成314.1.2機(jī)床夾具的類型314.2夾緊方案和夾緊元件的設(shè)計(jì)314.3夾具的性能及優(yōu)點(diǎn)324.4夾具體的設(shè)計(jì)324.5夾具精度分析計(jì)算334.6 夾具操作的簡要說明34結(jié)論 34參考文獻(xiàn)35致謝 36 組合機(jī)床行業(yè)歷史與發(fā)展思考Present State and Development of Modular Machine Tool Industry 摘要 綜述了國內(nèi)組合機(jī)床技術(shù)裝備的現(xiàn)狀和行業(yè)的發(fā)展方向,并提出了作者的一些觀點(diǎn)。關(guān)鍵詞: 組合機(jī)床制造技術(shù)成套工藝裝備發(fā)展思路技術(shù)創(chuàng)新 ABSTRACT Present state and development di2rection of modular machine tool technology and equipment at home and abroad are summarized. Some concept s of the author are set forth.Keywords : Modular machine Manufacturing technology Set of technical equipment and tooling Development thinking Technological innovation1.前言 組合機(jī)床是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ),配以少量的專用部件組成的專用機(jī)床。它適宜于在大批、大量生產(chǎn)中對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進(jìn)行加工。這種機(jī)床既有專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)率和自動程度較高的特點(diǎn),又具有一定的重新調(diào)整能力,以適應(yīng)工件變化的需要。1組合機(jī)床廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的行業(yè),如;汽車、拖拉機(jī)、電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、閥門、縫紉機(jī)等制造業(yè)。2 2.組合機(jī)床發(fā)展歷史 1908年,美國福持汽車公司率先制造出第一臺組合機(jī)床,用于汽車零件的加工。1928年,前蘇聯(lián)開始生產(chǎn)組合機(jī)床。我國的組合機(jī)床制造技術(shù)是從“一五”計(jì)劃期間,“汽”、洛拖引進(jìn)組合機(jī)床開始的。1956年3月,當(dāng)時(shí)的第一機(jī)械工業(yè)部第二機(jī)器管理局批準(zhǔn)成立了第一專業(yè)設(shè)計(jì)處(即現(xiàn)大連組合機(jī)床研究所的前身),全面引進(jìn)了前蘇聯(lián)的組合機(jī)床通用部件和設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料,開始了我國組合機(jī)床的創(chuàng)業(yè)階段。并于同年在大連機(jī)床廠制造出我國的第一臺組合機(jī)床、1961年,又制造出我國第一條組合機(jī)床自動線。組合機(jī)床設(shè)計(jì)制造從“一所一廠”起步已發(fā)展到如今個(gè)獨(dú)立的配套齊全的行業(yè)。3 我國組合機(jī)床制造技術(shù)的發(fā)展大體經(jīng)歷以下四個(gè)階段: (1).引進(jìn)消化,開創(chuàng)我國組合機(jī)床技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系 (2).普及組合機(jī)床技術(shù),發(fā)展形成行業(yè) (3).組織科技攻關(guān),努力擔(dān)高組合機(jī)床技術(shù)水平 (4).柔性制造技術(shù)的發(fā)展,推動了組合機(jī)床傳統(tǒng)制造技術(shù)的轉(zhuǎn)變 3.組合機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 近十多年來,組合機(jī)床及其自動線在高效、高生產(chǎn)率, 柔性化以及采用并行(同步)工程制訂更為合理、更為節(jié)省的方案方面取得了不小的進(jìn)展。尤其是汽車工業(yè), 為了提高汽車的性能,對零件的加工精度提出了一些新的要求, 因此對機(jī)床性能的要求也更高了。4 近年來隨著數(shù)控技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展,組合機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)也發(fā)生了巨大變化。5組合機(jī)床有了以下的發(fā)展:1、數(shù)控化數(shù)控組合機(jī)床的出現(xiàn),不僅完全改變了過去那種由繼電器電路組成的組合機(jī)床的控制系統(tǒng),而目也使組合機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)乃至通用部件標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了或正在發(fā)生著巨大的變化。2、模塊化數(shù)控加1二模塊化極大地豐富了組合機(jī)床的通用件,它必將引起組合機(jī)床通用件發(fā)生根本性變化。3、高速化由于高速加工可大大降低零件表面粗糙度及切削力,大大減小切削溫度,提高生產(chǎn)效率,故機(jī)床的高速化研究方興未艾,特別是數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動速度已達(dá)到了驚人高速。如美國生產(chǎn)的加工中心,主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)15 00060 000rmin,工作臺快進(jìn)速度高達(dá)90120mmin 。順應(yīng)機(jī)床高速化的潮流,組合機(jī)床的速度也 越來越高。例如德國大眾汽車廠在加工鋁金缸蓋燃燒室側(cè)面時(shí),采用PCD銑刀, 銑削速度高達(dá)3 075mmin,進(jìn)給速度達(dá)3 600mmmin,而采用安裝有CBN刀片的新穎鏜刀加工灰鑄鐵時(shí), 切削速度達(dá)800mmin,進(jìn)給速度達(dá)I 500 mmmin。64、精密化由于機(jī)床實(shí)現(xiàn)了數(shù)控化,因而機(jī)床的加工精度越來越高,使一些過去看來難以達(dá)到的加工精度今天也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。5、全防護(hù)化全封閉是現(xiàn)在機(jī)床的一大特點(diǎn),不論是單機(jī)還是機(jī)床生產(chǎn)線,均采用全封閉的外罩, 電器、液壓全部采用空中走線。全封閉防護(hù),不但使機(jī)床及其生產(chǎn)線外形美觀而且也提高了安全性、可靠性和維修的便利性。 4.組合機(jī)床行業(yè)的發(fā)展思考近兩年雖然組合機(jī)床行業(yè)產(chǎn)銷呈現(xiàn)上升趨勢,但行業(yè)內(nèi)一些企業(yè)同樣存在負(fù)債經(jīng)營的情況,主要原因是傳統(tǒng)的組合機(jī)床產(chǎn)品不能滿足用戶柔性化、高精度、短周期的市場需求,同時(shí)組合機(jī)床行業(yè)一些企業(yè)存在現(xiàn)代化管理水平低、人才流失嚴(yán)重、科研成果不能迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力等缺陷。為此提出如下建議。(1) 提高現(xiàn)代化管理水平。中國加入WTO 后,迫切要求企業(yè)提高現(xiàn)代化管理水平,進(jìn)一步深化企業(yè)內(nèi)部改革,建立健全適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行機(jī)制,“建立企業(yè)的科學(xué)的管理體制,做到集權(quán)有道、分權(quán)有序、授權(quán)有章、用權(quán)有度的責(zé)權(quán)利內(nèi)在統(tǒng)一的有機(jī)結(jié)合,是提高企業(yè)控制力所必須的?!币獜氐赘淖兟浜蟮捏w制,必須樹立全球化經(jīng)營理念,提高國際市場競爭能力,建立市場快速反應(yīng)機(jī)制,以適應(yīng)日趨發(fā)展的市場需求。(2) 亟待提高企業(yè)創(chuàng)新能力。企業(yè)的生存,關(guān)鍵在于產(chǎn)品的生命力。已步入電子時(shí)代的今天,傳統(tǒng)的組合機(jī)床已經(jīng)不能適應(yīng)高速發(fā)展的國內(nèi)外市場需要,這就要求企業(yè)必須適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,建立技術(shù)創(chuàng)新體系,推進(jìn)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,加速向柔性化、數(shù)控化、高精度、短周期方向發(fā)展,提高組合機(jī)床適用范圍和市場覆蓋面;同時(shí)實(shí)施名牌戰(zhàn)略,爭創(chuàng)世界品牌, 加速我國組合機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程,使我國組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)在世界制造領(lǐng)域里立于不敗之地。(3) 企業(yè)發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新和管理水平的提高都需要高技術(shù)人才。在全球化經(jīng)濟(jì)格局不斷明朗的今天,人才爭奪戰(zhàn)已滲透到各個(gè)領(lǐng)域,組合機(jī)床行業(yè)應(yīng)適時(shí)把握國際大環(huán)境,廣招高技術(shù)人才、高技能工人。現(xiàn)在企業(yè)尤其缺少高技能工人,專家指出,目前我國企業(yè)產(chǎn)品平均合格率僅為7 成,不良產(chǎn)品每年損失近2 000 億元,而其中50 %以上系由工人技能不高所致。因此,建立強(qiáng)大的技術(shù)生力軍,不斷更新知識,更新觀念,依靠優(yōu)秀的高技術(shù)人才、高技能工人,加快企業(yè)信息化建設(shè),是企業(yè)發(fā)展的必由之路。綜上所述,組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)一要開展科技攻關(guān),攻克當(dāng)前行業(yè)企業(yè)技術(shù)發(fā)展上的難題;二要加強(qiáng)與國外的合資合作,利用和學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)技術(shù),提高企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平和技術(shù)水平;三要通過對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收進(jìn)行再創(chuàng)新,發(fā)展自己的產(chǎn)品。通過我們的努力,使我國真正由制造大國變成制造強(qiáng)國。75.結(jié)語 組合機(jī)床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組合機(jī)床加工精度、組合機(jī)床柔性、組合機(jī)床工作可靠性和組合機(jī)床技術(shù)的成套性為主攻方向。一方面,加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,提高組合機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率;另一方面,進(jìn)一步發(fā)展新型部件,尤其是多坐標(biāo)部件,使其模塊化、柔性化,適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場需求。 參考文獻(xiàn)1黃奇葵、鐘華珍、張福潤.機(jī)械制造基礎(chǔ) 2李慶余、張佳.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版 3佟璞瑋. 中國組合機(jī)床市場.1999中國機(jī)電產(chǎn)品市場展望. 4裘愉. 從幾個(gè)側(cè)面看組合機(jī)床的發(fā)展動向.組合機(jī)床與自動化加工技術(shù) 1994年第11期.5李明、王合增、張應(yīng)午. 組合機(jī)床的發(fā)展趨勢及企業(yè)的對策 機(jī)械產(chǎn)品與科技 2002年第1期. 6 李如松組合機(jī)床和自動線的技術(shù)發(fā)展組合機(jī)床與自動化加工技術(shù),1999(1):510 7于珍. 貫徹“三個(gè)代表”思想積極推進(jìn)國企改革. 中國機(jī)械企業(yè)管理,2002 , (9) :611本 科 畢 業(yè) 論 文 閥腔立式組合鉆床設(shè)計(jì)學(xué)院名稱: 專業(yè)班級: 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師姓名: 指導(dǎo)教師職稱: 年 6月目 錄第一章 緒論41.1組合機(jī)床的概論41.2組合機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢41.3機(jī)床設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求51.3.1 設(shè)計(jì)的目的51.3.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容51.3.3 設(shè)計(jì)要求61.4機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟61.4.1 調(diào)查研究61.4.2 擬定方案61.4.3 工作圖設(shè)計(jì)7第二章 零件分析2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其技術(shù)要求72.1.1零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)72.1.2技術(shù)要求82.2零件的生產(chǎn)批量及其機(jī)床的使用92.2.1零件的生產(chǎn)批量 92.2.2機(jī)床的使用條件 92.3 零件工藝方案92.3.1 生產(chǎn)工藝方案 9第三章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 103.1組合機(jī)床方案的制定103.1.1制定工藝方案103.1.2確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案113.2確定切削用量及選擇刀具 123.2.1確定工序間余量 123.2.2選擇切削用量123.2.3確定切削力、切削扭矩、切削功率123.2.4選擇刀具結(jié)構(gòu)133.3鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡”的編制143.3.1被加工零件工序圖153.3.2加工示意圖163.3.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖193.3.4生產(chǎn)率計(jì)算卡213.4 多軸箱的設(shè)計(jì)233.4.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 233.4.2 多軸箱的傳動設(shè)計(jì) 243.4.3 繪制傳動系統(tǒng)圖263.4.4 傳動零件的校核26第四章 夾具設(shè)計(jì)314.1 機(jī)床夾具的概述 314.1.1機(jī)床夾具的組成314.1.2機(jī)床夾具的類型314.2夾緊方案和夾緊元件的設(shè)計(jì)314.3夾具的性能及優(yōu)點(diǎn)324.4夾具體的設(shè)計(jì)324.5夾具精度分析計(jì)算334.6 夾具操作的簡要說明34結(jié)論 34參考文獻(xiàn)35致謝 361 緒論1.1 組合機(jī)床的概論組合機(jī)床是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ),配以少量的專用部件組成的專用機(jī)床。它適宜于在大批、大量生產(chǎn)中對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進(jìn)行加工。這種機(jī)床既有專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)率和自動程度較高的特點(diǎn),又具有一定的重新調(diào)整能力,以適應(yīng)工件變化的需要。組合機(jī)床廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的行業(yè),如;汽車、拖拉機(jī)、電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、閥門、縫紉機(jī)等制造業(yè)。1.2 組合機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢世界上第一臺組合機(jī)床于1908年在美國問世,30年代后組合機(jī)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。 近年來,隨著數(shù)控技術(shù),電子技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,組合機(jī)床的服務(wù)對象已經(jīng)由過去的農(nóng)用機(jī)械,載貨汽車向以轎車工業(yè)為重點(diǎn)的轉(zhuǎn)移,組合機(jī)床行業(yè)開展了針對轎車零件關(guān)鍵工藝研究開發(fā)的科研攻關(guān),采取引進(jìn)技術(shù),合作生產(chǎn)和自行開發(fā)相結(jié)合;組合機(jī)床也由過去的剛性組合機(jī)床向具有一定柔性,可實(shí)現(xiàn)多品種加工方向的變化,同時(shí)又應(yīng)用數(shù)控技術(shù)發(fā)展了三坐標(biāo)加工單元等數(shù)控組合機(jī)床,把純剛性的設(shè)備變?yōu)榭勺兛烧{(diào)的裝備;組合機(jī)床的加工精度由半精加工向精加工方向轉(zhuǎn)化,還開發(fā)了針對汽車發(fā)動機(jī)五大件加工的關(guān)鍵工藝設(shè)備,使行業(yè)在精加工機(jī)床的品種上有了較大擴(kuò)充,為提供成套設(shè)備創(chuàng)造了條件;組合機(jī)床制造技術(shù)由過去的以機(jī)加工為主的單機(jī)及自動化向綜合成套方向轉(zhuǎn)換,加強(qiáng)了相應(yīng)配套技術(shù)與產(chǎn)品的研究開發(fā);組合機(jī)床的控制技術(shù)由傳統(tǒng)的程序控制技術(shù)向數(shù)控,計(jì)算機(jī)管理與監(jiān)控方向發(fā)展;組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的組合機(jī)床的控制技術(shù),已完成了由接觸繼電器控制向可編程控制的轉(zhuǎn)變,大大的提高了組合機(jī)床的可靠性,故障率大為降低;組合機(jī)床的開發(fā)已經(jīng)又過去的人工設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),大力推行CAD,為提高設(shè)計(jì)速度,保證設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短供貨周期創(chuàng)造了有利的條件。 現(xiàn)代制造工程從各個(gè)角度對組合機(jī)床提出了愈來愈高的要求,而組合機(jī)床也在不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展。 (1) 高速化:由于機(jī)構(gòu)各組件分工的專業(yè)化,在專業(yè)主軸廠的開發(fā)下,主軸高速化日益普及。過去只用于汽車工業(yè)高速化的機(jī)種(每分鐘1.5萬轉(zhuǎn)以上的機(jī)種),現(xiàn)在已成為必備的機(jī)械產(chǎn)品要件。 (2) 精密化:由于各組件加工的精密化,微米的誤差已不是問題。以電腦輔助生產(chǎn)(CAM)系統(tǒng)的發(fā)展帶動數(shù)控控制器的功能越來越多。 (3) 高效能:對機(jī)床高速及精密化要求的提高導(dǎo)致了對加工工件制造速度的要求提高。同時(shí),由于產(chǎn)品競爭激烈,產(chǎn)品生命周期縮短,模具的快速加工已成為縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間所必須具備的條件。對制造速度的要求致使加工模具的機(jī)床向著高效能專業(yè)化機(jī)種發(fā)展。 (4) 系統(tǒng)化:機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品。現(xiàn)在可以用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè),不但可縮短產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間,還可以提高產(chǎn)品的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。 (5) 復(fù)合化:產(chǎn)品外觀曲線的復(fù)雜化致使模具加工技術(shù)必須不斷升級,機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及,機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。1.3 機(jī)床設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求1.3.1設(shè)計(jì)的目的機(jī)床工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)特別是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ),在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的戰(zhàn)略地位。機(jī)床工業(yè)與一個(gè)國家的工業(yè)競爭力、制造業(yè)發(fā)展水平緊密相關(guān),本國的機(jī)床工業(yè)水平越高,工業(yè)和制造業(yè)競爭力越強(qiáng)。對我國而言,機(jī)床工業(yè)不僅僅具有重要的經(jīng)濟(jì)意義,而且還具有重要的國防戰(zhàn)略意義。研究機(jī)床工業(yè)的特點(diǎn),有助于我們了解機(jī)床工業(yè)的特殊規(guī)律,從而找到適合我國國情的機(jī)床工業(yè)發(fā)展之路。我國工業(yè)競爭力和制造業(yè)發(fā)展水平不高,一定程度上是與我國機(jī)床工業(yè)發(fā)展水平不高相聯(lián)系的,加快我國機(jī)床工業(yè)的發(fā)展,提高我國機(jī)床工業(yè)技術(shù)和管理水平,將有利于我國工業(yè)和制造業(yè)發(fā)展。所以對機(jī)床的研究設(shè)計(jì)意義是極其重大的。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等教育體系中非常重要的環(huán)節(jié),它可以檢驗(yàn)自己對專業(yè)知識理解與掌握的程度,也可以提高自己綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力,也能在分析問題和解決問題的過程中學(xué)到更多新的知識。 1.3.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)運(yùn)動設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的被加工零件,確定機(jī)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(jì)算主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)的相對誤差。(2)動力設(shè)計(jì) 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(jì)算多軸箱尺寸及設(shè)計(jì)傳動路線。完成裝配草圖后,要驗(yàn)算傳動軸的直徑,齒輪模數(shù)否在允許范圍內(nèi)。還要驗(yàn)算主軸主件的靜剛度。(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 進(jìn)行主運(yùn)動傳動軸系、變速機(jī)構(gòu)、主軸主件、箱體、潤滑與密封等的布置和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。即繪制裝配圖和零件工作圖。(4)編寫設(shè)計(jì)說明書1.3.3 設(shè)計(jì)要求評價(jià)機(jī)床性能的優(yōu)劣,主要是根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來判定的。技術(shù)先進(jìn)合理,亦即“質(zhì)優(yōu)價(jià)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(jī)床設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以從滿足性能要求、經(jīng)濟(jì)效益和人機(jī)關(guān)系等方面進(jìn)行分析。1.4 機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟1.4.1調(diào)查研究研究市場和用戶對設(shè)計(jì)機(jī)床的要求,然后檢索有關(guān)資料。其中包括情報(bào)、預(yù)測、實(shí)驗(yàn)研究成果、發(fā)展趨勢、新技術(shù)應(yīng)用以及相應(yīng)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(jìn)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(dāng)?shù)姆桨?,以保證機(jī)床的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率,使用戶有較好的經(jīng)濟(jì)效益。1.4.2 擬定方案通常可以擬定出幾個(gè)方案進(jìn)行分析比較。每個(gè)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)主要部件的結(jié)構(gòu)草圖等。在制定方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:(1) 當(dāng)使用和制造出現(xiàn)矛盾時(shí),應(yīng)先滿足使用要求,其次才是盡可能便于制造。要盡量用先進(jìn)的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu);(2) 設(shè)計(jì)必須以生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)為依據(jù),凡是未經(jīng)實(shí)踐考驗(yàn)的方案,必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明可靠后才能用于設(shè)計(jì);(3) 繼承與創(chuàng)造相結(jié)合,盡量采用先進(jìn)工藝,迅速提高生產(chǎn)力,為實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化服務(wù)。注意吸取前人和國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)造和發(fā)展。1.4.3 工作圖設(shè)計(jì)首先,在選定工藝方案并確定機(jī)床配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上,進(jìn)行方案圖紙的設(shè)計(jì)。這些圖紙包括:被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡,統(tǒng)稱“三圖一卡”設(shè)計(jì)。并初定出主軸箱輪廓尺寸,才能確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系。其次,繪制機(jī)床的總裝圖、部分部件裝配圖。然后,整理機(jī)床有關(guān)部件與主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算書,編制各類零件明細(xì)表,編寫機(jī)床說明書等技術(shù)文件。最后,對有關(guān)圖紙進(jìn)行工藝審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查。2 零件分析2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其技術(shù)要求2.1.1 零件分析設(shè)計(jì)中所給定的閥腔是普通油閥中的閥腔,從零件圖上分析,大體作用為:通過閥腔做為油的分油岔口,將液壓油輸送到閥體,其中100mm的內(nèi)孔與閥體結(jié)合,100mm的內(nèi)孔有110mm的凹槽,用于墊密封膠圈,閥腔底部孔65mm外圓有寬73mm深3.5mm的凹槽與閥座配合,用于墊密封橡膠圈,保證密封性,防止漏油。設(shè)計(jì)“閥腔”零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝設(shè)備 通過零件工序圖的繪制(圖1)分析、研究。該零件的結(jié)構(gòu)要求合理,符合工藝要求。從零件圖上可以看出,閥腔零件還算比較規(guī)則,屬于箱體零件,上、下端面通過粗銑、精銑即可達(dá)到所需表面粗糙度。100H8mm孔、65mm孔、76mm孔通過銑削加工可以達(dá)到所需技術(shù)要求,與76mm孔端面有平行度要求,加工精度要求較高。6M12-6H的螺紋孔相對100mmH8孔的軸線互成60分布,其徑向設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為110H11mm孔的軸線,軸向設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是100mmH8孔外圓的左端面,220mm孔分布于100mmH8孔兩側(cè),加工要求在閥腔的對稱中心線上。圖(1)2.1.2 技術(shù)要求根據(jù)本次加工零件的零件圖,技術(shù)要求有以下幾點(diǎn):1):鑄件應(yīng)符合JB9140-1999容積式壓縮機(jī)球墨鑄鐵技術(shù)條件的規(guī)定;2): 殼體鑄成后,應(yīng)清理并進(jìn)行時(shí)效處理,消除內(nèi)應(yīng)力;3):未注明的鑄造圓角半徑為38mm;4):鑄件需進(jìn)行回火處理;5):零件的材料為QT450-10。零件的材料為QT450-10,力學(xué)性能b450,硬度:160210HBS,基本組織碳素體,能承受沖擊、振動。從提高生產(chǎn)效率和保證加工精度方面考慮,由于零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),零件的輪廓不大,選用砂型鑄造,采用機(jī)器造型,鑄造精度2級,鑄件應(yīng)符合JB9140-1999容積式壓縮機(jī)球墨鑄鐵技術(shù)條件的規(guī)定,能夠保證鑄件的尺寸要求,由于鑄件的主要缺點(diǎn)是力學(xué)性能差,閥體在控制液壓油時(shí),在閥腔內(nèi)壁會產(chǎn)生壓力,故鑄件需進(jìn)行回火處理。2.2. 零件的生產(chǎn)批量及其機(jī)床的使用2.2.1 零件的生產(chǎn)批量 本次課題要求,零件的生產(chǎn)批量以年產(chǎn)1-5萬件計(jì)。2.2.2 機(jī)床的使用條件本次課題要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn)1-5萬件,而機(jī)床的使用設(shè)備為:大部分工藝采用通用機(jī)床,部分采用專用機(jī)床,機(jī)床按流水線生產(chǎn)布置,也可以廣泛使用專用夾具,采用部分專用刀具,部分采用專用量具.2.3 零件工藝方案2.3.1 生產(chǎn)工藝方案序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)1鑄造毛坯2回火處理3粗銑下端面4粗銑上端面5鉆,擴(kuò)4-18底面6粗鏜100,110,65,85和76孔一面?zhèn)z銷7精銑底面一面?zhèn)z銷8擴(kuò)2*20孔一面?zhèn)z銷9鉆頂面10-M12螺紋孔一面?zhèn)z銷10攻絲螺紋孔一面?zhèn)z銷11清洗,去毛刺,倒角12檢驗(yàn)13入庫3 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)3.1 組合機(jī)床方案的制定3.1.1制定工藝方案零件加工工藝將決定組合機(jī)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(shí),必須計(jì)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(diǎn)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)被加工被零件的零件圖,加工10個(gè)頂面M12螺紋孔的工藝過程。(1) 加工孔的主要技術(shù)要求。加工10個(gè)M12孔。工件材料為QT450-10要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為(考慮廢品及備品率)年產(chǎn)量5萬件,單班制生產(chǎn)(2) 工藝分析加工該孔時(shí),孔的表面粗糙度為Ra6.3根據(jù)組合機(jī)床用的工藝方法及能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度,可采用如下的加工方案。一次性加工孔,孔徑為10.2,然后攻絲M12。(3) 定位基準(zhǔn)的選擇加工此箱體的孔時(shí),通過以底平面和2個(gè)18孔來定位并通過夾具壓緊來限制六個(gè)自由度。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,而工件也是大批量生產(chǎn),夾具的具體設(shè)計(jì)見裝配圖。3.1.2 確定組合機(jī)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(jī)床上完成的加工工序及應(yīng)保證的加工精度,是制造機(jī)床 方案的主要依據(jù)。箱體頂面加工孔的精度要求不高,可采用鉆孔組合機(jī)床,它的位置精度要求不是很高,安排加工時(shí)可以直接通過夾具定位、夾緊,并對所有孔進(jìn)行最終精加工。為了加工出表面粗糙度為Ra6.3um的孔。采取提高機(jī)床原始制造精度和工件定位基準(zhǔn)精度并減少夾壓變形等措施就可以了。(2) 被加工零件的特點(diǎn)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(zhǔn)面的特點(diǎn),它們對機(jī)床工藝方案制度有著重要的影響。此箱體的材料是QT450-10、孔在頂面上的分布有一定的規(guī)律,螺紋孔為M12。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(jì)。一般來說,孔中心線與定位基準(zhǔn)面平行且需由一面或幾面加工的工件宜用臥式機(jī)床,立式機(jī)床適宜加工定基準(zhǔn)面是水平的且被加工孔與基準(zhǔn)面垂直的工件,而不適宜加工安裝不方便或高度較大的細(xì)長工件。對大型工件采用單工位機(jī)床加工較適宜,而中小型零件則多采用多工位機(jī)床加工。此零件的加工特點(diǎn)是中心線與定位基準(zhǔn)平面是垂直的,并且定位基準(zhǔn)面是水平的??椎姆植挤秶欠侵本€形狀,工件比較長,只能一次鉆完,多軸箱體積較大,因而適合選擇立式單工位鉆床。(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(diǎn)設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要因素。按設(shè)計(jì)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(shí)間,采用多軸頭,為了減少機(jī)床臺數(shù),此工序盡量在一臺機(jī)床上完成,以提高利用率。(4) 機(jī)床使用條件使用組合機(jī)床對對車間布置情況、工序間的聯(lián)系、使用廠的技術(shù)能力和自然條件等一定的要求。在根據(jù)使用戶實(shí)際情況來選擇什么樣的組合機(jī)床。綜合以上所述:通過對零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、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(jī)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(jì)三軸頭單工位同步鉆床。3.2 確定切削用量及選擇刀具3.2.1 確定工序間余量為使加工過程順利進(jìn)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(jī)床對孔加工的工序余量,以消除轉(zhuǎn)、定位誤差的影響。但箱體頂面上10-M12mm的螺紋孔為最后一道工序,不會影響到其他工序的加工,M12的底孔為10.2,孔徑較小,因此可以一次性鉆孔到位,然后攻絲。3.2.2 選擇切削用量確定了在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容了,就可以著手選擇切削用量了。因?yàn)樗O(shè)計(jì)的組合機(jī)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(yàn)比一般通用機(jī)床單刀加工要低30%左右多軸主軸箱上所有刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng),通常為標(biāo)準(zhǔn)動力滑臺,工作時(shí),要求所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同,且等于動力滑臺的每分鐘進(jìn)給量(mm/min)應(yīng)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(jì)成不同轉(zhuǎn)速和不同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(mm/r)與其適應(yīng)。以滿足不同直徑的加需要,即:=式中: 各主軸轉(zhuǎn)速(r/min) 各主軸進(jìn)給量(mm/r) 動力滑臺每分鐘進(jìn)給量(mm/min)由于箱體頂面孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求都是相同的。按照經(jīng)濟(jì)地選擇滿足加工要求的原則,采用查表的方法查得:鉆頭直徑D=10.2mm,QT450-10 HB160210、進(jìn)給量f=0.15mm/r、切削速度v=16m/min.3.2.3 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(jìn)給量f)確定切削力,作為選擇動力部件(滑臺)及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù);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(jì)算如下:布氏硬度:HB =HBmin(HBmaxHBmin) =160(210160) =143.3切削力:=26 =2610.2143.3 =1143.6N切削扭矩:=10 =10143.3 =3556Nmm切削功率:= =355616/(97403.1410.2) =0.18kw 式中:HB布氏硬度 F切削力(N) D鉆頭直徑(mm) f每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(mm/r) T切削扭矩(Nmm) V切削速度(m/min) P切削功率(kw)3.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu)閥腔的布氏硬度在HB160210,孔徑D為10.2mm,刀具的材料選擇高速鋼鉆頭(W18Cr4V),為了使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、刃磨簡單,選擇標(biāo)準(zhǔn)10.2的麻花鉆??准庸さ毒叩拈L度應(yīng)保證加工終了時(shí)刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有3050mm的距離,以便排出切屑和刀具磨損后有一定的向前的調(diào)整量。3.3鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡”的編制前面對三軸頭單工位同步鉆床工藝方案及配置型式、結(jié)構(gòu)方案確定的有關(guān)問題,它是鉆床總體設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。下面就以鉆床加工變速箱體總體設(shè)計(jì)的另一個(gè)問題,既總體設(shè)計(jì)方案的圖紙表達(dá)形式“三圖一卡”設(shè)計(jì),其內(nèi)容包括:繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率卡。3.3.1 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(jī)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(zhǔn)、夾具部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或成品狀況的圖紙,它不能用用戶提供的圖紙代替,而是在原零件圖基礎(chǔ)上,突出本機(jī)床的加工的內(nèi)容,加上必要的說明繪制成的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù),也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。殼體用鉆孔組合機(jī)床的被加工零件工序圖如22所示。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(jī)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(zhǔn)、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(xiàng)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。圖22 被加工零件工序圖附注:1.被加工零件:閥腔; 2.材料及硬度:QT450-10 HB160210;3.3.2 加工示意圖圖23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(jī)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(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)選擇動力部件的主要依據(jù),是整臺組合機(jī)床布局形式的原始要求,也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要文件。圖23為閥腔上10個(gè)孔立式鉆床加工示意圖。在圖上應(yīng)標(biāo)注的內(nèi)容:(1)機(jī)床的加工方法,切削用量,工作循環(huán)和工作行程。(2)工件、夾具、刀具及多軸箱端面之間的距離等。(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、接桿的結(jié)構(gòu)尺寸;刀具、接桿、主軸之間的連接方式,刀具應(yīng)按加工終了位置繪制。2、繪制加工示意圖之前的有關(guān)計(jì)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。(2)初定主軸類型、尺寸、外伸長度因?yàn)檩S的材料為40Cr,剪切彈性模量G=81.0GPa,剛性主軸取14(0)m,所以B取2.316,根據(jù)剛性條件計(jì)算主軸的直徑為:dB=2.316=17.8mm式中:d軸直徑(mm) T軸所承受的轉(zhuǎn)矩(Nmm) B系數(shù)本設(shè)計(jì)中所有主軸直徑皆取d=20mm,主軸外伸長度為:L=115mm,D/為30/10.2,(3)選擇刀具接桿 由以上可知,多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,為保證多軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)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(gè)可調(diào)節(jié)在組合機(jī)床上是通過可調(diào)整的刀具接桿來解決的,連接桿如圖3-3所示圖3-3 可調(diào)連接桿連接桿上的尺寸d與主軸外伸長度的內(nèi)孔D配合,因此,根據(jù)接桿直徑d選擇刀具接桿參數(shù)如表24所示:表24 可調(diào)接桿的尺寸d(h6)D1(h6)d2d3Ll1l2l3螺母厚度20Tr206莫氏1號12 20186464010012(4)確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸從保證加工終了時(shí)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(biāo)注如圖3-3所示。其中最重要的聯(lián)系尺寸即工件端面到多軸箱端面之間的距離,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。(5)工作進(jìn)給長度的確定 如圖3-4工作進(jìn)給長度應(yīng)等于工件加工部位長度L與刀具切入長度和切出長度之和。切入長應(yīng)應(yīng)根據(jù)工件端面誤差情況在510mm之間選擇,誤差大時(shí)取大值,因此取=5mm,切出長度=1/3d+(38)=+8 8mm,所以=19.8+5+8=32.8mm.(6)快進(jìn)長度的確定 考慮實(shí)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(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝卸。這里取快速退回行程為160mm,快退長度等于快速引進(jìn)與工作工進(jìn)之和,因此快進(jìn)長度16032.8=127.2mm. 3.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 圖2-8機(jī)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(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件動力箱、動力滑臺、立柱、立柱底座加上專用部件多軸箱、刀、輔具系統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤滑、排屑系統(tǒng)組合而成。聯(lián)系尺寸圖用來表示機(jī)床各組成部件的相互裝配和運(yùn)動關(guān)系,以檢驗(yàn)機(jī)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(jìn)一步開展主軸箱、夾具等專用部件、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化的機(jī)床總圖,它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。如圖28所示,機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容包括機(jī)床的布局形式,通用部件的型號、規(guī)格、動力部件的運(yùn)動尺寸和所用電動機(jī)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(jìn)給力、進(jìn)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(jī)械滑臺的性能特點(diǎn)比較,并結(jié)合具體的加工要求,使用條件選擇HY系列液壓滑臺。2)確定軸向進(jìn)給力 滑臺所需的進(jìn)給力=61143.6=8KN 式中:各主軸加工時(shí)所產(chǎn)生的軸向力由于滑臺工作時(shí),除了克服各主軸的軸的向力外,還要克服滑臺移動時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力。因而選擇滑臺的最大進(jìn)給力應(yīng)大于8KN。3)確定進(jìn)給速度 液壓滑臺的工作進(jìn)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(shí)所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺最小工作進(jìn)給速度的0.51倍;液壓進(jìn)給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時(shí),實(shí)際進(jìn)給速度應(yīng)更大一些。本系統(tǒng)中進(jìn)給速度=nf=37.5mm/min。所以選擇HY25IA液壓滑臺,工作進(jìn)給速度范圍32800mm/min,快速速度12m/min。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(yīng)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(bǔ)機(jī)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20mm,后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40mm,所以滑臺總行程應(yīng)大于工作行程,前、后備量,后備量之和。即:行程L160+20+40=220mm,取L250mm。綜合上述條件,確定液壓動力滑臺型號HY25IA。(2)由下式估動力箱的選用 動力箱主要依據(jù)多軸所需的電動機(jī)功率來選用,在多軸箱沒有設(shè)計(jì)之前,可算100.210.73.0KW式中:多軸箱傳動效率,加工黑色金屬時(shí)0.80.9;有色金屬時(shí)0.70.8,本系統(tǒng)加工ZL102 JB307-62,取0.7動力箱的電動機(jī)功率應(yīng)大于計(jì)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(jī)型號為Y100L6B5的1TD32A型動力箱,動力箱輸出軸至箱底面高度為125mm。3、確定裝料高度裝料高度指工件安裝基面至機(jī)床底面的垂直距離,在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí),裝料高度可視具體情況在H5801060mm之間選取,本系統(tǒng)取裝料高度為850m。4、中間底座輪廓尺寸中間底座的輪廓尺寸要滿足Y軸滑臺在其上面聯(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1CC32。5、確定多軸箱輪廓尺寸本機(jī)床配置的多軸箱總厚度為340mm,寬度和高度按標(biāo)準(zhǔn)尺寸中選取。計(jì)算時(shí),多軸箱的寬度B和高度H可確定為:B=500 H=500根據(jù)上述計(jì)算值,按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn),最后確定主軸箱輪廓尺寸BH=500X500mm。3.3.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映所設(shè)計(jì)機(jī)床的工作循環(huán)過程、動作時(shí)間、切削用量、生產(chǎn)率、負(fù)荷率等技術(shù)文件,通過生產(chǎn)率計(jì)算卡,可以分析擬定的方案是否滿足用戶對生產(chǎn)率及負(fù)荷率的要求。計(jì)算如下:切削時(shí)間: T切= L/vf+t停 = 32.8/37.5215/250=0.8750.12 =0.995 min式中:T切機(jī)加工時(shí)間(min) L工進(jìn)行程長度(mm) vf 刀具進(jìn)給量(mm/min) t停死擋鐵停留時(shí)間。一般為在動力部件進(jìn)給停止?fàn)顟B(tài)下,刀具旋轉(zhuǎn)515 r所需要時(shí)間。這里取15r 輔助時(shí)間 T輔 = +t移+t裝 = (127.2160)2/12000+0.1+1.5 = 1.65min 式中:L3、L4 分別為動力部件快進(jìn)、快退長度(mm) vfk 快速移動速度(mm/min) t移 工作臺移動時(shí)間(min),一般為0.050.13min,取0.1 min t裝 裝卸工件時(shí)間(min)一般為0.51.5min,取1.5min機(jī)床生產(chǎn)率 Q1 = 60/T單 = 60/(T切+T輔) =60/(0.995+1.65) =23件/h機(jī)床負(fù)荷率按下式計(jì)算 = Q1/Q100% = A/ Q1tk100% =20000/201950100% =51.3% 式中:Q機(jī)床的理想生產(chǎn)率(件/h) A年生產(chǎn)綱領(lǐng)(件) tk年工作時(shí)間,單班制工作時(shí)間tk =1950h 表25 生產(chǎn)率計(jì)算卡被加工零件圖號毛坯種類鑄件名稱閥腔毛坯重量材料QT450-10硬度HB160210工序名稱閥腔鉆孔10-M12工序號工時(shí)/min序號工步名稱工作行程/mm切速/(rmin-1)進(jìn)給量/(mmr-1)進(jìn)給量/(mmmin-1)工進(jìn)時(shí)間輔助時(shí)間1按裝工件0.52工件定位夾緊0.253Z軸快下127.2120000.0094Z軸工進(jìn)32.82500.1537.50.9955Z軸暫停0.1196Z軸快上160120000.0137Z軸暫停0.1198工件松開0.259卸下工件0.5備注1、主軸轉(zhuǎn)速500r/min 2、一次安裝加工完一個(gè)工件累計(jì)0.9951.76單件總工時(shí)2.755機(jī)床生產(chǎn)率23 件/h理論生產(chǎn)率20件/h負(fù)荷率51.3%3.4 多軸箱的設(shè)計(jì)3.4.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的如圖29所示:如圖29 鉆孔組合機(jī)床多軸箱原始依據(jù)圖3.4.2 多軸箱的傳動設(shè)計(jì)(1)根據(jù)原始依據(jù)圖(圖29),畫出驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)位置。如下表:表27 驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)值坐標(biāo)驅(qū)動軸O主軸1主軸2主軸3主軸4主軸5X03535-70-3535Y169.54343104164164坐標(biāo)主軸6主軸7主軸8主軸9主軸10X70-3535-3535Y104225225324324(2)確定各軸位置及齒輪齒數(shù)1)主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定主軸的型式和直徑,主要取決于工藝方法、刀具主軸聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)、刀具的進(jìn)給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。鉆孔采用滾珠軸承主軸。主軸直徑按加工示意圖所示主軸類型及外伸尺寸可初步確定。傳動軸的直徑也可參考主軸直徑大小初步選定。 齒輪模數(shù)m(單位為mm)按下列公式估算: 2(t/m1+2+1.25)d0/m1 =2(33.3/3+2+1.25)30/3 =18.9所以驅(qū)動軸齒數(shù)要大于等于19。為減小傳動軸的種類,所有傳動軸的直徑取22mm.2)傳動軸11為主軸1,2,3 ,4,5,6都各自在同一同心圓上。計(jì)算如下: 驅(qū)動軸O-傳動軸11取m=3 A=66 u=1Z驅(qū) + Z11 =2A/m= 266/3=44 取Z驅(qū) =22 Z11=22d驅(qū)=66mm d11=66mmn驅(qū)=720r/min n11=720r/min 傳動軸11-主軸1取m=2 A=70 u=0.69Z11 + Z1 =2A/m= 270/2=70 取Z11 =41 Z1=29d驅(qū)=82mm d11=58mmn11=720r/min n1=500r/min主軸2,3,4,5,6和主軸1相同,由傳動軸11帶動 傳動軸13-手柄軸14取m=3 A=66 u=1Z13 + Z14 =2A/m= 266/3=44 取Z13 =22 Z14=22D13=66mm d14=66mmn13=720r/min n14=720r/min 手柄軸14-油泵15取m=3 A=66 u=1Z14 + Z油泵 =2A/m= 266/3=44 取Z14 =22 Z油泵=22d14=66mm d油泵=66mmn14=720r/min n油泵=720r/min 油泵15-傳動軸12取m=3 A=66 u=1Z油泵+ Z12 =2A/m= 266/3=44 取Z油泵 =22 Z12=22D油泵=66mm d12=66mmN油泵=720r/min n12=720r/min 傳動軸12-主軸7取m=2 A=70 u=0.69Z12 + Z7 =2A/m= 270/2=70 取Z12=41 Z7=29d12=82mm d17=58mmn12=720r/min n7=500r/min主軸8,9,10和主軸7相同,由傳動軸12帶動本機(jī)床齒輪的選用按照下表選用齒輪種類寬度(mm)齒 數(shù)模數(shù)(mm)孔徑(mm)驅(qū)動軸齒輪24321650連續(xù)16702、2.5、32、2.5、3、415、20、30、35、4025、30、35、40、50傳動軸齒輪44(B型)45225、30、40、50輸出軸齒輪3237318、22、28、32、363.4.3 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,繪制在多軸箱輪廓內(nèi)的傳動示意圖(見多軸箱裝配圖) 3.4.4 傳動零件的校核(1)驗(yàn)算傳動軸的直徑校核傳動軸以承受的總扭矩最大傳動軸12,由它驅(qū)動的有主軸7、8、9、10和油泵軸15。主軸扭矩:T7=T8=T9= T10 =T油泵 =3556Nmm液壓泵軸的扭矩:查得R12-1A液壓泵的最高壓力為0.3MPa、排量為5.88ml/r。假設(shè)在理想無泄漏狀態(tài),即:Pq=T式中:P液壓泵的壓力N/ q液壓泵的排量m3/s T輸入扭矩Nm 輸入角速度rad/s單位換算:P=0.3MPa=0.3106Pa n =720r/min=12r/s q=5.8812=70.56ml/r=70.5610-6m3/s =2n/60=23.14720/60 =75.4rad/s代入公式:Pq=T 70.5610-60.3106=68.56T7 解得:T7=308.8NmmT5=T1/i5-1+T4/i5-4+T7/i5-7=23274.45/0.914+308.8/0.667=7628Nmm根據(jù) d=B=2.316=21.6mm22mm因此傳動軸11,12,13,14,15是符合要求的。(2)齒輪模數(shù)的驗(yàn)算對多軸箱中承受載荷最大、最薄弱的軸12上的齒輪進(jìn)行接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算。齒輪的材料為45鋼,表面淬火,布氏硬度HB=229286,平均值240HB。設(shè)使用壽命10年。齒輪Z12=23、Z14=23、寬度B=37mm,傳動比i5-1=1,工作時(shí)間比1.088/2.804=0.39。注:在校核計(jì)算的過程中所要見的表和圖在機(jī)械設(shè)計(jì)一書中,邱宣懷等編著,2003年高等教育出版社。校核計(jì)算:接觸疲勞極限Hlim 由圖12.17c得 Hlim =410MPa齒輪5的圓周速度v5 v12=1.37m/s精度等級 選9級精度使用系數(shù)KA 由表12.9 KA=1.1動載系數(shù)KV 由圖12.9 KV=1.24齒間載荷分配系數(shù)KH 由表12.10先求 Ft=2T5/d5=27584.89/60=252.83N KAFt/b=1.1252.83/37=7.52N/mm100N/mm =1.883.2(+)cos (=0) =1.883.2(+) =1.67 Z=0.88由此得KH=1.29齒向載荷分布系數(shù)KH 由表12.11知 KB=A+B1+0.6()2()2+C10-3b =1.17+0.161+0.6(37/60)2 (37/60)2+0.6110-337 =1.28載荷系數(shù)K K=KAKVKHKH =1.11.241.291.28 =2.25彈性系數(shù)ZE 由表12.12 ZE=189.8節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH 由圖12.16 (X1X2)/(Z1Z2)=0.005 ZH=2.62接觸最小安全系數(shù)SHmin 由表12.14 SHmin=1.25總工作時(shí)間th th=1036580.39=11481.6h應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL1=60n5th = 603436.89211481.6 =9.03108 NL2=60n1th =60147811481.6 =3.2108接觸壽命系數(shù)ZN 由圖12.18 ZN1=1.14 ZN2=1.24許用接觸應(yīng)力H H1= =373.92MPa H2= =406.7MPa驗(yàn)算 H=ZEZHZ =189.82.620.88 =301.95MPa373.92 MPa計(jì)算表明:接觸疲勞強(qiáng)度是合適是,齒輪尺寸無須調(diào)整。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重合度系數(shù)Y Y= 0.25+0.75/=0.25+0.75/1.67=0.7齒間載荷分配系數(shù)KF 由表12.10 KF=1/Y=1/0.7=1.43齒向載荷分配系數(shù)KF b/h=37/(2.252)=8.22 由圖12.14 KF =1.2載荷系數(shù)K K=KAKVKFKF =1.11.241.431.2 =2.34齒形系數(shù)YF 由圖12.21 YF1=2.37 YF2=2.56應(yīng)力修正系數(shù)YS 由圖12.22 YS1=1.68 YS2=1.62彎曲疲勞極限Flim 由圖12.23c Flim=380MPa彎曲最小安全系數(shù)SFmin 由表12.14 SFmin=1.25應(yīng)力循環(huán)系數(shù)NL NL1=60n5th=9.03108 NL2=60n1th =3.2108彎曲壽命系數(shù)YN 由圖12.24 YN1=0.98 YN2=1.0尺寸系數(shù)Yx 由圖12.25 Yx=0.85許用彎曲應(yīng)力F F1 =3800.980.85/1.25=253.25MPa F2= =38010.85/1.25 =258.4MPa驗(yàn)算 f1=YF1 YS1Y =2.371.630.7 =21.62MPaf1 f2=f1 =21.62 =22.52MPaf2傳動無嚴(yán)重過載,故不做靜強(qiáng)度校核。 4 夾具設(shè)計(jì) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在組合機(jī)床設(shè)計(jì)中占有重要的地位。它的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度。本夾具主要是用來鉆閥腔箱體上端十個(gè)M12螺紋孔底孔,整個(gè)需要加工的孔的位置尺寸用機(jī)床和夾具就能直接保證。因此,在本道工序加工時(shí),主要應(yīng)考慮如何保證垂直度要求的前題下,提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強(qiáng)度。為了很好利用工廠實(shí)際設(shè)備和提高生產(chǎn)率,設(shè)計(jì)專用夾具進(jìn)行加工。4.1 機(jī)床夾具的概述4.1.1機(jī)床夾具的組成(1)定位元件和定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置,如V形塊,定位銷,凡是夾具都有定位元件,它是實(shí)現(xiàn)夾具基本功能的元件。(2)夾緊元件和夾緊裝置 用于固定工件以獲得的正確位置的元件或裝置。工件在夾具定位之后引進(jìn)加工之前必須將工件夾緊,使其在加工時(shí)在切削力的作用下不離開已獲得的定位,有時(shí)同一個(gè)元件既能定位,也具有夾緊的雙重功效。(3)導(dǎo)向元件 確定刀具的位置并引導(dǎo)刀具的元件,它也可以供鉆鏜
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