畢 業(yè) 論 文西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文任務書一、 題目：減速箱箱蓋專用組合機床設計二、 指導思想和目的要求：本論文從組合機床的設計方面著手，實現了快速高效的加工零件。三、 主要技術指標：本設計中，在充分數據計算的基礎上對標準通用零件做了仔細選擇，并依據被加工零件的結構特點，加工部位的尺寸精度，表面粗糙度要求，以及定位夾緊方式，工藝方法和加工過程中所采用的刀具，生產率，切削用量情況等設計了結構合理的多軸箱。四、 進度與要求：1 月 1 日參加動員會，與指導教師見面1 月 1 日-1 月 30 日 論文調研，確定題目，填寫任務書2 月 1 日-3 月 10 日論文寫作修改3 月 20 日 論文答辯五、 主要參考書及參考資料：1 左建民 . 組合機床在工程機械方面的發(fā)展 . 組合機床與自動化加工技術 .2005 年 07 期:65-672 多功能組合機床時代 . 汽車工藝與材料 2007 年 第 1 期:43-44學習中心： 074 常州班級：005309404專業(yè)：機械設計制造及其自動化學 生：吳文飛指導教師：諸偉新摘要現代社會中，人們?yōu)榱烁咝?、經濟地生產各種高質量產品，現代工廠中出現需要組合機床的場合越來越多。至今，它已成為現代制造工程（尤其是箱體零件加工）的關鍵設備之一。組合機床是以通用部件為基礎，配以工件特定外形和加工工藝設計的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機床。它一般采用多軸，多刀，多工序，多面或多工位同時加工的方式，生產效率相比于普通機床高出幾倍乃至幾十倍。因為通用部件已經標準化和系列化， 所以可以根據需要靈活配置， 能大大縮短設計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本、高效率和專用性強的優(yōu)點，在大批量生產中得到廣泛應用。本課題是針對在減速箱箱蓋上加工八個螺栓孔的工藝過程而設計一臺專用組合機床。本設計中，在充分數據計算的基礎上對通用零件做了仔細選擇，并跟據被加工零件的結構特點、加工部位的尺寸精度、表面粗糙度要求、 以及定位夾緊方式、工藝方法和加工過程中所采用的刀具，生產率，切削用量情況等設計了結構合理的多軸箱。關鍵詞：組合機床、多軸箱、組合鉆床。目錄摘要 ,I目錄 ,II第一章 緒論 ,11.1概述 ,11.2課題研究的目的和意義 ,11.3 組合機床的發(fā)展史 ,11.4 國內外組合機床研究技術現狀 ,21.5 方案制定 ,31.6 設計研究的內容 ,4第二章 組合機床總體設計 ,52. 1組合機床方案的制定 ,52.2 確定切削用量及選擇刀具 ,8第三章 組合鉆床總設計 ,113.1被加工零件工序圖 ,113.2生產率計算卡 ,203.3多軸箱輪廓尺寸 ,223.4 齒輪模數選擇 ,233.5.多軸箱的傳動設計 ,233.6.繪制傳動系統圖 ,26第四章 液壓系統設計 ,274.1Z 軸液壓泵的確定 ,274.2Y 軸液壓動力的確定 ,284.3擬定液壓系統圖 ,30結論 ,32參考文獻 ,33致謝 ,34西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文第一章 緒論1.1 概述組合機床是以系列化、 標準化的通用部件為基礎， 再配以少量專用部件而組成的專用機床，具有一般專用機床結構簡單，生產率及自動化程度高， 易保證加工精度的特點，又能適應工件的變化，具有一定的重新調整、重新組合的能力。它的特征是高效、高質、經濟實用。組合機床可以對工件采用多刀、多面及多方位加工，特別適于在大批、 大量生產中對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進行加工。組合機床可完成鉆、擴、鉸、鏜孔、攻螺紋、車、銑、磨削以及滾壓等工序。1.2 課題研究的目的和意義機床設計畢業(yè)設計， 其目的在于通過機床主運動機械變速傳動系統的結構設計，使我們在擬定傳動和變速的結構方案過程中，得到設計構思、方案的分析、結構工藝性、機械制圖、零件計算、編寫技術文件和查閱資料等方面的綜合訓練，樹立正確的設計思想，掌握基本的設計方法，培養(yǎng)基本的設計方法， 并培養(yǎng)了自己具有初步的結構分析、結構設計和計算能力。1.3 組合機床的發(fā)展史專用機床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機床中某些部件因重復使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產生了組合機床。世界上第一臺組合機床于1908 年在美國問世，用于加工汽車零件。初期，各機床制造廠都有各自的通用部件標準。為了提高不同制造廠的通用部件的互換1西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文性，便于用戶使用和維修，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商， 確定了組合機床通用部件標準化的原則，即嚴格規(guī)定各部件間的聯系尺寸，但對部件結構未作規(guī)定。二十世紀 70 年代以來，隨著可轉位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術的發(fā)展， 組合機床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達 0.05 毫米 1000 毫米，表面粗糙度可達2.5 0.63 微米；鏜孔精度可達IT7 6 級，孔距精度可達0.03 0.02 微米 。1.4 國內外組合機床研究技術現狀自 1908 年在美國研制組合機床成功后便廣泛應用于大批量生產的汽車工業(yè)中，并且隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而逐步完善。 組合機床是根據被加工件的工藝要求，按照工序高度集中的原則而設計的，并以系列化 、標準化的通用部件為基礎，配以少量專用部件而組成的專用設備， 并配以專用夾具， 采用多把刀具同時進行加工。組合機床的輔助動作實現了自動化，具有專用、高效、自動化和易于保證加工精度的特點。 當被加工的零件尺寸結構有所改進時， 合機床的通用零部件還可以重新利用從而組成新的組合機床， 且具有一定的柔性度。 在數控設備還沒有普及和推廣的幾十年里， 它對于提高加工效率， 降低對操作者的技術要求起到了很大的作用， 尤其是組合銑床和專用鉆床， 在殼體類零件的加工線中應用非常廣泛。近幾年來，由于國家加大基礎設施的投入， 工程機械需求呈現了強勁的增長勢頭。國內工程機械同進口產品相比，其特點是價位低、產品穩(wěn)定性、可靠性差、零件加工手段落后。 隨著國家對世貿承諾的逐步實現， 價格的競爭優(yōu)勢也逐漸減少，以裝載機為例： 目前大多數的主機生產廠及部件配套廠家對變速箱箱體、 變矩器殼體前車架、后車架、動臂、驅動橋等關鍵零件，大多采用通用設備加工，這種加工方式的缺點有： 生產能力難以擴大， 產品質量不穩(wěn)定， 在制品積壓嚴重，經濟效益不夠顯著。 值得慶幸的是國內比較大的裝載機生產廠家都已逐步認識到這一問題。在機構件方面，廈工、臨工、宜工、龍工紛紛采用組合機床對動臂、2西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文前車架、后車架，前后鉸接架的孔系進行加工，零件一次裝夾，多頭同時加工，比通用機床單孔逐個加工，效率提高了36 倍，而且避免了工件調頭而產生的二次定位誤差。運用組合機床加工結構件與通用機床相比各孔系坐標精度可以由 1mm提高到 0.2mm，同軸度 0 5mm提高到 008mm孔系平行度由0 7mm提高到 01 mm而且所有精度均靠機床本身的裝配精度保證，為提高整車的質量奠定了基礎。變速箱箱體是裝載機運動系統中的核心部件，零件本身的結構剛度較差，而加工精度相對要求較高，不采用特殊措施，使得與變速器結合面008mm的平面度以及各孔對此面的垂直度，各孔中心矩均難以保證。組合機床與通用機床組合生產線使適當的投資能迅速擴大生產規(guī)模，解決通用機床加工效率低，同一工序需要多臺機床加工的難題。在工程機械快速發(fā)展的今天，我們面臨的產品上規(guī)模、質量上臺階的難題，都可以運用組合機床加工得到有效的解決，組合機床在工程機械領域有著更大的發(fā)展空間。1.5 方案制定每個方案包括的內容有：工藝分析、主要技術參數、總布局、傳動系統、液壓系統、控制操作系統、電系統、主要部件的結構草圖、實驗結果及技術經濟分析等。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)新的結構；（2） 設計必須以生產實踐和科學實驗為依據， 凡是未經實踐考驗的方案，必須經過實驗證明可靠后才能用于設計；（3） 繼承與創(chuàng)造相結合，盡量采用先進工藝，迅速提高生產力，為實現四個現代化服務。 注意吸取前人和國外的先進經驗， 并在此基礎上有所創(chuàng)造和發(fā)展。3西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文1.6 設計研究的內容(1) 零件分析仔細閱讀所拿到的零件圖紙，分析零件的結構特點及技術要求。(2) 擬定零件工藝方案確定零件的材料，加工時的定位基準以及零件的加工工藝方案。(3) 總體方案設計確定機床的配置形式及總體結構方案。(4) 組合機床設計三圖一卡設計確定被加工零件的工序圖， 零件加工示意圖，繪制機床尺寸聯系圖，機床生產率計算卡。(5) 主軸箱設計繪制主軸箱草圖，選擇主軸結構形式及動力計算，設計主軸箱的傳動系統。4西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文第二章組合機床總體設計2.1組合機床方案的制定2.1.1 制定工藝方案零件加工工藝將決定組合機床的加工質量、生產率、總體布局和夾具結構等。所以，在制定工藝方案時， 必須計算分析被加工零件圖，并深入現場了解零件的形狀、大小、材料、硬度、剛度，加工部位的結構特點加工精度，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，生產率要求，現場所采用的環(huán)境和條件等等。 并收集國內外有關技術資料， 制定出合理的工藝方案。根據被加工被零件（減速箱箱蓋）的零件圖（圖2-1 ），加工八個螺栓孔的工藝過程。(1) 加工孔的主要技術要求。加工 4 個 M8螺紋底孔的孔。孔的位置度公差為 0.1mm，與 12 孔同心。工件材料為 HT21-40， HB170241要求生產綱領為（考慮廢品及備品率）年產量6 萬件，單班制生產(2) 工藝分析加工該孔時，孔的位置度公差為 0.1mm根據組合機床用的工藝方法及能達到的經濟精度，可采用如下的加工方案。一次性加工螺紋底孔，孔徑為 6.5(3) 定位基準及夾緊點的選擇加工此離合器壓蓋的孔，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， 提高生產效率減輕工人勞動量，而工件也是大批量生產，由于夾具在本設計中沒有考慮，因此在設計時就認為是人工夾緊。5西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文2.1.2確定組合機床的配置形式和結構方案。(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。離合器壓盤加工孔的精度要求不高，可采用鉆孔組合機床，工件各孔間的位置精度為0.1mm,它的位置精度要求不是很高，安排加工時可以在下一個安裝工位上對所有孔進行最終精加工。為了加工出表面粗糙度為 Ra3.2um的孔。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，人工夾緊。被加工零件圖如圖 2-1 所示。(2) 被加工零件的特點這主要指零件的材料、 硬度加工部位的結構形狀， 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。 此離合器壓盤的材料是 HT21-40、硬度 HB170-241、孔在整個壓盤上呈 90 度均度分配，孔的直徑為 6.5mm。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。6西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文? 22 凸臺 4個均置位布布2均 .00?1度孔確準孔 ?12 位置準確度 0.1圖 2 1被加工零件圖一般來說，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垂直的，并且定位基準面是水平的。孔的分布范圍是直線形狀，工件比較長，一次鉆完，多軸箱體積較大，采用兩工位以減小多軸箱的體積， 使整個鉆床瘦身，因而適合選擇立式多工位鉆床。(3) 零件的生產批量零件的生產批量是決定采用單工位、 多工位、自動線或按中小批量生產特點設計組合機床的重要因素。 按設計要求生產綱領為年生產量為 6 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，此工序盡量在一臺機床上完成，以提高利用率。(4) 機床使用條件使用組合機床對對車間布置情況、工序間的聯系、 使用廠的技術能力和自然條件等一定的要求。在根據使用戶實際情況來選擇什么樣的組合機床。7西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文綜合以上所述：通過對箱蓋零件的結構特點、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，并定出影響機床的總體布局和技術性能等方面的考慮，最終決定設計四軸頭多工位同步鉆床。2.2確定切削用量及選擇刀具2.2.1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。生產中常用查表給出的組合機床對孔加工的工序余量，由于在本鉆床上鉆孔后重新安裝或在其他多工位機床上加工下道工序，應適當加大余量，以消除轉、定位誤差的影響。 6.5mm的孔在鉆孔后擴孔，直徑上工序間余量0.5 1mm。2.2.2選擇切削用量確定了在組合機床上完成的工藝內容了， 就可以著手選擇切削用量了。 因為所設計的組合機床為多軸同步加工在大多數情況下， 所選切削用量， 根據經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，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/min）應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計成不同轉速和不同的每轉進給量（ mm/r）與其適應。以滿足不同直徑的加需要，即： n1 f 1 = n2 f 2 =, = ni f i =vf式中： n1 、n2 、, ni 各主軸轉速（ r/min ）f 1、 f 2、,f i 各主軸進給量（ mm/r）vf 動力滑臺每分鐘進給量（mm/min）由于離合器壓盤孔的加工精度、 工件材料、工作條件、技術要求都是相同的。按照經濟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=6.5mm,8西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文鑄鐵 HB175255、進給量 f=0.1mm/r 、切削速度 v=15m/min.2.2.3確定切削力、切削扭矩、切削功率根據選定的切削用量（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）及夾具設計的依據；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：1布氏硬度： HB =HBmin 3 (HBmax HBmin)1=170 3 (241 170)=146.33切削力： F =26 D f 0.8 HB 0.6=266.5 0.10 .8 146.330.6=535.16 N切削扭矩： T =10 D 1 .9 f0.8HB 0.6=10 6.51.9 0.10.8 146.33 0.6=2452.26Nmm切削功率： P =T v9740 D=2452.26 15/(9740 3.14 10)=0.123 kw式中： HB布氏硬度F切削力（ N）D鉆頭直徑（ mm）f每轉進給量（ mm/r）T切削扭矩 (Nmm)V切削速度（ m/min）9西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文P切削功率 (kw)2.2.4選擇刀具結構離合器壓盤的布氏硬度在HB170241，孔徑 D 為 6.5mm，刀具的材料選擇高速鋼鉆頭（ W18Cr4V），為了使工作可靠、結構簡單、刃磨簡單，選擇標準 6.5的麻花鉆?？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整量。10西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文第三章組合鉆床總設計組合機床總體設計， 就是針對具體的被加工零件，在選定的工藝和結構方案的基礎上，進行方案圖紙設計。 這些圖紙包括： 被加工零件工序圖， 加工示意圖，生產率計算卡，機床聯系尺寸圖。3.1 被加工零件工序圖1、被加工零件工序圖的作用及內容：被加工零件工序圖是根據選定的工藝方案， 表示一臺組合機床完成的工藝內容，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上， 突出本機床的加工的內容，加上必要的說明繪制成的。它是組合機床設計的主要依據，也是制造、使用、檢驗和調整機床的重要技術文件。圖上主要內容：（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、形位精度等技術要求，以及對上道工序的技術要求等。（2）本工序所選定的定位基準、夾緊部位及夾緊方向。（3）加工時如需要中間向導，應表示出工件與中間向導有關部位結構和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。（4）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、夾具設計有關部位（用細實線）表清楚，凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應在尺寸數值下方面用粗實線標記。如圖3-1 中 412加工用定位基準，機械夾壓位置及方向，輔助支承均須用規(guī)定的符號表示出來。11西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文?22 凸臺 4個均置位布布2均 .001度?孔 確準孔? 12 位置準確度 0.1圖 3-1被加工零件工序圖附注： 1.被加工零件名稱及編號：離合器壓盤；2.材料及硬度：灰鑄鐵HT21-40JB307-62HB175255 ；（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，尺寸應采用直角坐標系標出， 而不采用極坐標， 但有時因所選定位基準與設計基準不重合，則須對加工部位要求位置尺寸精度進行分析換算。3.1.1加工示意圖12西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文主軸圖 3-2 加工示意圖1、加工示意圖的作用和內容多軸箱端面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、刀具的相對位置關系，機床的工作行程及工作循環(huán)等，是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統設計選擇動力部件的主要依據， 是整臺組合機床布局形式的原始要求， 也是調整機床和刀具所必需的重要文件。圖 3-2 為箱蓋上 4 孔立式鉆床加工示意圖。在圖上應標注的內容：（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、刀具及多軸箱端面之間的距離等。（3）主軸的結構類型，尺寸及外伸長度；刀具類型，數量和結構尺寸、接桿、導向裝置的結構尺寸；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， 是設計組合機床的重要內容，也是繪制加工示意圖時必須解決的內容。1）選擇導向類型根據刀具導向部分直徑d=10mm和刀具導向的線速度13西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文v=15m/min，選擇固定式導向。2）導向套的參數根據刀具的直徑選擇固定導向裝置，如圖3-3 所示：圖 3-3固定導向裝置固定導向裝置的標準尺寸如下表：表 3 1固定導向裝置的標準尺dDD1D2Ll1mRd1d2l06.512223028381318M81616固定裝置的配合如下表：表 3 2固定裝置的配合導向工藝DDD1刀具導向類別方法部分外徑固定鉆孔G7（或 F8）H 7H 7g6導向g 6js6固定導向裝置的布置如圖3-4 所示導向裝置的布置如表33 所示：表 3 3導向裝置的參數 (mm)尺寸l 1l2l 3項目與直徑 d 的關系(23)d加工鑄鐵dd/3+(3 8)計算值3d=3025425.4/3+8=16.514西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文圖 3 4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 ，根據剛性條件計算主軸的直徑為：dB 4 T =2.316 4 3274.45 =17.52mm式中： d軸直徑（ mm）T 軸所承受的轉矩（ Nmm）B系數本設計中所有主軸直徑皆取d=20mm,主軸外伸長度為：L=115mm， D/ d1 為 32/20 ，內孔長度為： l1 =77mm.（4）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到達加工終了位置，就需要在主軸與刀具之間設置可調環(huán)節(jié)，這個可調節(jié)在組合機床上是通過可調整的刀具接桿來解決的 , 連接桿如圖 3-5 所示，圖 3-5可調連接桿15西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文連接桿上的尺寸d 與主軸外伸長度的內孔D配合，因此，根據接桿直徑 d 選擇刀具接桿參數如表34 所示：表 34可調接桿的尺寸d(h6)D(h6)ddLlll螺母123123厚度2Tr20莫氏 112.11441106號06178860002（5）確定加工示意圖的聯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系尺寸，加工示意圖聯系尺寸的標注如圖3-2 所示。其中最重要的聯系尺寸即工件端面到多軸箱端面之間的距離（圖中的尺寸333mm）, 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）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 3-6 工作進給長度 L工 應等于工件加工部位長度 L 與刀具切入長度 L1 和切出長度 L2 之和。切入長應 L1 應根據工件端面誤差情況在 5 10mm之間選擇，誤差大時取大值，因此取L1 =7mm，切出長度19mm,所以 L工 =10+7+9=26mm.L2 =1/3d+(3 8)= 3 10 +8（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而不影響工件裝卸。這里取快速退回行程為156mm，快退長度等于快速引進與工作工進之和，因此快進長度15626=130mm.圖 3-6工作進給長度16西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文3.1.2機床聯系尺寸圖57427量備上525006525程1程行行總02量A備下I5520Y2HD2T3152LC10.503004642110567910200CD25CC32560636006001303501820圖 3 7機床聯系尺寸圖1、聯系尺寸圖的作用和內容一般來說，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多軸箱、刀、輔具系統、夾具、液、電、冷卻、潤滑、排屑系統組合而成。聯系尺寸圖用來表示機床各組成部件的相互裝配和運動關系，以檢驗機床各部件的相對位置及尺寸聯系是否滿足要求，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、 零件的設計提供依據。聯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。如圖 3-7 所示，機床聯系尺寸圖的內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、工件與各部件間的主要聯系尺寸，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，根據滑臺的驅動方式、所需進給力、進給速度、17西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文最大行程長度和加工精度等因素來選用合適的滑臺。1）驅動形式的確定根據對液壓滑臺和機械滑臺的性能特點比較，并結合具體的加工要求，使用條件選擇HY系列液壓滑臺。2）確定軸向進給力滑臺所需的進給力F進 = Fi =4 1071.79=4287.16N式中： Fi 各主軸加工時所產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生的摩擦力。因而選擇滑臺的最大進給力應大于F進 4.29KN。3）確定進給速度液壓滑臺的工作進給速度規(guī)定一定范圍內無級調速，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 0.5 1 倍 ; 液壓進給系統中采用應力繼電器時，實際進給速度應更大一些。本系統中進給速度 vf =nf=47.8mm/min。所以選擇 HY25IA液壓滑臺，工作進給速度范圍 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整。本系統前備量為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,所以滑臺總行程應大于工作行程，前備量，后備量之和。即：行程 L 156+20+40=236mm，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多軸所需的電動機功率來選用，在多軸箱沒有設計之前，P主 可算P主 P切 4 0.123 0.8 0.615KW式中： 多軸箱傳動效率，加工黑色金屬時 0.8 0.9 ；有色金屬時 0.7 0.8 ，本系統加工HT21-40 JB307-62 ，取 0.8 18西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文動力箱的電動機功率應大于計算功率，并結合主軸要求的轉速大小選擇。因此，選用電動機型號為Y100L 6B5 的 1TD25IA 型動力箱，動力箱輸出軸至箱底面高度為 125mm。主要技術參數如下表：轉速范圍（ r/min ）主電機功率主電機傳動型號電機轉速輸出轉速（ kw ）配套主軸部件型號Y100L-6B514307061.51TA32、1TA32M、1TZ321TG32（3）Y 軸液壓滑臺的選用工件質量計算V=420 24010(2 160 2 340) 1030=1.30810-3m3m = v=7.0 1031.308 10-3=9.156kg磨擦系數： f=0.07 0.12 取 f=0.1F=f N=0.1mg=0.19.156 10=9.156N2、配套支承部件的選用立柱 1CL25型，立柱底座 1CD253、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，在現階段設計組合機床時，裝料高度可視具體情況在H 5801060mm之間選取，本系統取裝料高度為976mm。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，中間底座采用側底座1CC32。5、確定多軸箱輪廓尺寸本機床配置的多軸箱總厚度為301mm，寬度和高度按標準尺寸中選取。計算時，多軸箱的寬度B 和高度 H可確定為： B=500 H=500根據上述計算值， 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=500X500mm。19西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文3.2生產率計算卡生產率計算卡是反映所設計機床的工作循環(huán)過程、動作時間、切削用量、生產率、負荷率等技術文件， 通過生產率計算卡， 可以分析擬定的方案是否滿足用戶對生產率及負荷率的要求。計算如下：切削時間：T切= L/vf+t停= 2 26/47.8 215/478 =1.151 min式中： T 切機加工時間（ min）L 工進行程長度（ mm）vf 刀具進給量（ mm/min）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 515 r 所需要時間。這里取15rL3 L4輔助時間 T 輔 =vfk+t 移 +t 裝=（150176） 2/12000+0.1+1.5= 1.654min式中： L3、L4 分別為動力部件快進、快退長度（mm）vfk快速移動速度（ mm/min）t移 工作臺移動時間 （ min）, 一般為 0.05 0.13min,取 0.1 mint裝 裝卸工件時間（min）一般為0.5 1.5min, 取1.5min機床生產率Q1 = 60/T單= 60/（ T 切+T 輔）=60/（1.151+1.654 ）=21.39件/h機床負荷率按下式計算= Q1/Q100%= Q1tk/A100%20西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文=21.391950/60000 100%=70%式中： Q機床的理想生產率（件 /h ）A年生產綱領（件）tk年工作時間，單班制工作時間tk =1950h表 35生產率計算卡圖號1601A-093毛坯種類鑄件被加工名稱離合器壓盤毛坯重量零件HT21-40 JB297-62HB170-241材料硬度工序名稱鉆壓盤連接孔工序號工時 /min序工步工作行切速 /進給量 /進給量 /工進輔助號名稱程 /mm（ mmin -1 ） （ mm r-1 ） （mm min -1 ） 時間時間1按裝工件0.52工件定位夾緊0.253Z 軸快下150120000.0134Z 軸工進26320.147.80.5445Z 軸暫停0.036Z 軸快上176120000.0157Y 軸前進100100000. 018Y 軸暫停0.099Z 軸快下150120000.01310Z 軸工進2647.80.54411Z 軸暫停0.0312快退176120000.01513工件松開0.2514卸下工件0.5備1、主軸轉速 706r/min累計1.0881.716注2、一次安裝加工完一個工件21西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文3.3 多軸箱輪廓尺寸多軸箱設計原始依據圖是根據“三圖一卡”繪制的如圖3-8 所示 :如圖 3-8 鉆孔組合機床多軸箱原始依據圖圖中多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動軸的相對位置尺寸。主軸部為逆時針旋轉（面對主軸看） 。主軸的工序內容，切削用量及主軸尺寸及動力部件的型號和性能參數如表36 所示：表 3 6主軸外尺寸及切削用量主軸外伸尺寸工序切削用量軸號NVfV fLD/d內容（r/min ）(m/min)(mm/r)(mm/min)1、2、 20/12115鉆6.5478150.147.822西北工業(yè)大學網絡教育學院畢業(yè)論文3、 4注： 1被加工零件編號及名稱：箱蓋；材料：HT21-40JB297-62 ；硬度 : HB170-2412動力部件型號：1TD25IA 動力箱，電動機型號Y100L-6 ；功率 P 1.5kw 。3.4齒輪模數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 m可按下式估算：m=(30 32) 3 P /(ZN ) =32 3 1.5 /(19478) =1.76式中：m估算齒輪模數P齒輪所傳遞率（ kw）Z對嚙合齒中的小齒輪數N 小齒輪的轉速（ r/min ）多軸箱輸入齒輪模數取 m1=3，其余齒輪模數取 m2=2。3.5多軸箱的傳動設計（1）根據原始依據圖（圖3-7 ），畫出驅動軸、主軸坐標位置。如下表：表 3 7驅動軸、主軸坐標值坐標銷 O1驅動軸 O主軸 1主軸 2主軸 3主軸 4X175095959595Y094.51801808080（2）確定傳動軸位置及齒輪齒數23西北工業(yè)大學網絡教育學院