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鉆削變速箱體S面8-M10-6H底孔組合機(jī)床
摘要：組合機(jī)床在機(jī)械制造工業(yè)中被廣泛地應(yīng)用，生產(chǎn)率較高，有利于保證產(chǎn)品加工精度，在汽車、拖拉機(jī)的氣缸體、氣缸蓋、變速箱、后橋等零件，能很好地滿足要求。
本畢業(yè)設(shè)計(jì)的是鉆削變速箱體S面8-M10-6H底孔組合機(jī)床，根據(jù)選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機(jī)床總體方案圖樣文件設(shè)計(jì)，繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡等主要圖形。并且在實(shí)踐中總結(jié)和開拓設(shè)計(jì)技巧，以達(dá)到合理、優(yōu)化的設(shè)計(jì)目的。
關(guān)鍵詞：組合機(jī)床 變速箱體 工序圖 加工示意圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖
1 前言
組合機(jī)床是用按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件和被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計(jì)的專用部件組成的專用機(jī)床。
組合機(jī)床是隨著生產(chǎn)的發(fā)展由萬能機(jī)床和專用機(jī)床發(fā)展而來的。多年來機(jī)械產(chǎn)品加工中廣泛的采用萬能機(jī)床，但隨著生產(chǎn)的發(fā)展，很多企業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)量越來越大，精度越來越高；如汽車、拖拉機(jī)行業(yè)的氣缸體、氣缸蓋、變速箱、后橋等零件采用萬能機(jī)床加工就不能很好地滿足要求，因?yàn)樵谀骋慌_(tái)機(jī)床上總是加工一種工件，使萬能機(jī)床的很多部件和機(jī)構(gòu)變得作用不大，工人整天忙于裝夾工件；啟動(dòng)機(jī)床；進(jìn)刀退刀；停車及裝卸工件等，不僅工人勞動(dòng)強(qiáng)度很大，而且生產(chǎn)效率也不高，不利于保證產(chǎn)品加工精度，專用機(jī)床的創(chuàng)造就是為了解決這一矛盾的，專用機(jī)床是專門用于加工一種工件的或一種工件的一定工序的機(jī)床，它可以同時(shí)用許多刀具進(jìn)行切削，機(jī)床的輔助動(dòng)作部分地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，機(jī)構(gòu)也比萬能機(jī)床簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率得到提高。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來分析、解決來自生產(chǎn)實(shí)踐問題的能力。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合地運(yùn)用有關(guān)課程已學(xué)到的知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決有關(guān)問題，初步掌握設(shè)計(jì)組合機(jī)床及其工藝裝備的一般方法；培養(yǎng)學(xué)生熟悉并綜合運(yùn)用各種有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算、編寫說明書等基本技能。
2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)
2.1 工藝方案的制定
2.1.1組合機(jī)床的工藝范圍
目前，組合機(jī)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、锪平面、車端面；孔加工包括鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋、锪沉孔等。隨著綜合自動(dòng)化的發(fā)展，其范圍正擴(kuò)大到車為、外圓、拉削、推削、拋光、沖壓等工序。此外，還可以完成焊接、熱處理、自動(dòng)裝配和檢測(cè)、清洗和零件分類及打印等非切削工作。
2.1.2 工藝方案的制訂
① 工件名稱：變速箱—鑄件；材料：HT150；硬度：148-222HBS；
；工序：鉆倒變速箱T.S面螺紋底孔。
② 制訂工藝
零件綜合工藝過程
0， 鑄造
1， 粗銑、精銑上蓋接合面。
2， 在上蓋接合面上鉆、鉸螺紋。
3， 在上蓋接合面上攻螺紋。
4， 粗銑前后端面。
5， 粗銑兩側(cè)窗口面及凸臺(tái)面。
6， 鉆前、后端面孔。
7， 工件在轉(zhuǎn)臺(tái)上回轉(zhuǎn)90度。
8， 鉆兩側(cè)窗口面螺紋底孔。
9， 粗銑倒檔孔內(nèi)端面，鉆加油孔。
10， 粗鏜前、后端面軸承孔。
11， 擴(kuò)倒檔孔。
12， 在取力窗口面上鉸孔。
13， 精鏜前、后端面軸承孔。
14， 鉸倒檔軸孔。
15， 精銑兩側(cè)窗口面。
16， 前，后端面攻螺紋。
17， 精銑倒檔孔內(nèi)端面，取力窗口側(cè)面攻加油螺孔。
18， 兩側(cè)窗口面上攻螺紋。
19， 精銑前，后端面。
20， 去毛刺。
21， 清洗。
22， 終檢。
2.2 組合機(jī)床配置型式的選擇
2.2.1機(jī)床配置型式和結(jié)構(gòu)方案影響的因數(shù)
①加工精度要求的影響
需根據(jù)加工精度的影響來選擇配置型式，機(jī)床可達(dá)到的精度應(yīng)符合加工精度。組合機(jī)床上影響加工精度的因數(shù)很多，一般分與切削負(fù)荷無關(guān)的誤差（如機(jī)床原始誤差，工件安裝誤差，夾具與刀具的誤差，其他偶然誤差）和與切削有關(guān)的誤差（如夾壓變形，熱變形，刀具磨損所引起的誤差）。組合機(jī)床加工精度通常是靠夾具來保證的。本機(jī)床選用固定式夾具可提高機(jī)床加工精度。
②機(jī)床生產(chǎn)率的影響
機(jī)床要求的生產(chǎn)率對(duì)機(jī)床配置型式和結(jié)構(gòu)方案有很大的影響，它是決定采用單工位機(jī)床、多工位或自動(dòng)線，還是按中小批生產(chǎn)所需組合機(jī)床的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的重要因素。本工序加工的零件采用流水線式生產(chǎn)，完全可以采用單工位固定夾具的機(jī)床型式。
③被加工零件的大小、形狀、加工部位特點(diǎn)的影響
這些特點(diǎn)在很大程度上決定了采取臥式、立式或者傾斜式機(jī)床。一般地講，臥式機(jī)床多用于加工孔中心線與定位基準(zhǔn)面平行，又需由一面或兩面同時(shí)加工的箱體件。本工序加工的正好是兩面同時(shí)加工的箱體，所以采用臥式雙面加工組合機(jī)床。
2.2.2 選擇機(jī)床配置型式
單面組合機(jī)床，對(duì)工件S面進(jìn)行鉆孔加工。
單工位組合機(jī)床通常用于加工一個(gè)或兩個(gè)工件，特別適用與大中箱體件的加工。根據(jù)配置動(dòng)力部件的數(shù)量，這類機(jī)床可以從單面或同時(shí)從幾個(gè)面對(duì)工件進(jìn)行加工。
工件安裝在機(jī)床的固定夾具里，夾具和工件固定不動(dòng)，動(dòng)力滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，滑臺(tái)上的動(dòng)力箱連同多軸箱實(shí)現(xiàn)切削主運(yùn)動(dòng)。
2.3 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)—三圖一卡
組合機(jī)床“三圖一卡”，就是針對(duì)具體的零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行組合機(jī)床總體方案圖樣文件設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括：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)算卡等。
2.3.1 被加工零件工序圖
2.3.1.1被加工零件工序圖的作用和內(nèi)容 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、硬度和在機(jī)床加工前加工余量，毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研制合同外，是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在變速箱體圖的基礎(chǔ)上突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的，其主要的內(nèi)容包括：
1）變速箱體的形狀和主要輪廓尺寸，機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部分結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，在攻螺紋時(shí)需要在多軸箱上攻螺紋靠模裝置，合理安排見位置及尺寸，以便檢查工件，夾具，刀具之間是否相互干涉。
2）鉆孔所選用的定位基準(zhǔn)（G面，H面）夾壓部分（H面）及夾緊方向（自F面向H面夾緊H面）以便據(jù)此進(jìn)行夾具的支撐，定位，夾緊和導(dǎo)向等機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
3）鉆孔加工表面的尺寸，精度，表面粗糙度，形位公差等技術(shù)要求以及上道工序的技術(shù)要求。
4）注明被加工零件的名稱，編號(hào)，材料，硬度以及加工部分的余量。
鉆削變速箱體S面底孔組合機(jī)床的被加工零件工序圖見所繪圖。
2.3.1.2 繪制被加工零件工序圖的規(guī)定及注意事項(xiàng)
1) 繪制被加工零件工序圖為了使被加工零件工序圖表達(dá)清晰明了，突出本工序（S面底孔）內(nèi)容，繪制時(shí)規(guī)定：按1：1的比例繪制足夠的視圖；本工序加工部分用粗實(shí)線表示，保證的加工部分及位置尺寸數(shù)值下方畫“-”粗實(shí)線，其余部分用細(xì)實(shí)線；且在圖中表示定位基準(zhǔn)符號(hào)用 “ ”并用下標(biāo)表明消除的自由度數(shù)量；而圖中夾壓位置符號(hào)用“ ”；具體的情況見視圖。
2）繪制被加工零件工序圖注意事項(xiàng) ：①本工序加工部分的位置尺寸與定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系。當(dāng)本工序定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不符合時(shí)，必須對(duì)加工部分的的位置精度進(jìn)行分析和換算，并把不對(duì)稱公差換算為對(duì)稱公差。②對(duì)工件毛坯應(yīng)有要求，對(duì)孔的加工余量要認(rèn)真的分析。③當(dāng)本工序有特殊的要求是必須注明。
2.3.2 加工示意圖
⑴加工示意圖的作用和內(nèi)容
加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的，是表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖，它是設(shè)計(jì)刀具、多軸箱以及選擇動(dòng)力部件繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對(duì)機(jī)床總體布局和性能要求；也是調(diào)整刀具和機(jī)床所必須的重要文件。
加工示意圖應(yīng)表達(dá)和標(biāo)注的內(nèi)容為：
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、刀具、多軸箱之間的相對(duì)位置及其聯(lián)系尺寸；
3）主軸結(jié)構(gòu)類型及尺寸，外伸長(zhǎng)度；
4）刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸（直徑和長(zhǎng)度）
5）決定機(jī)床動(dòng)力部件的工作行程及工作循環(huán)
⑵繪制加工示意圖的注意事項(xiàng)
加工示意圖應(yīng)繪制成展開圖，按比例用細(xì)實(shí)線畫出工件外形、加工部位、加工表面畫出實(shí)線（具體見圖）。必須使工件和加工方位與機(jī)床布局相吻合。為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，同一多軸箱上結(jié)構(gòu)完全相同的主軸只須畫一根，但必須在主軸上標(biāo)注與工件孔號(hào)相對(duì)應(yīng)的軸號(hào)。（在本次設(shè)計(jì)中，S面上的8個(gè)孔的尺寸要求均相同）。主軸應(yīng)從多軸箱前端面畫起，刀具在鉆削孔時(shí)應(yīng)畫在加工開始位置。采用標(biāo)準(zhǔn)通用件結(jié)構(gòu)只畫外輪廓，但必須注明規(guī)格代號(hào)。
當(dāng)軸數(shù)較多時(shí)，加工示意圖必須用細(xì)實(shí)線畫出加工部分分布情況簡(jiǎn)圖，并在孔旁注明響應(yīng)的號(hào)碼，以便設(shè)計(jì)和調(diào)整機(jī)床。多面多工位機(jī)床的加工示意圖一定要分工位，按每個(gè)加工內(nèi)容順序進(jìn)行繪制。
⑶刀具的選擇
在編制加工示意圖的過程中，首先遇到的是刀具的選擇，而一臺(tái)機(jī)床刀具選擇是否合理，直接影響到機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率和工作情況。為提高工序集中程度或滿足精度要求，選擇刀具應(yīng)考慮工件材質(zhì)、加工精度、表面粗糙度、排屑及生產(chǎn)率等因素。只要條件允許的情況下，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)刀具。對(duì)于本次鉆削孔工序，考慮其材質(zhì)為鑄鐵，硬度HT150，所以才用高速鋼鉆削，尺寸為M8.5，再經(jīng)濟(jì)方面考慮應(yīng)在此工序中使用普通直柄麻花鉆。
鉆倒φ8.5的孔用8.5×l1；TC60-1-73A。l1為公稱尺寸，根據(jù)加工孔深決定。尾柄尺寸選1＃莫氏錐度，此次加工深度為20mm
⑷導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇
在鉆小孔時(shí)，其導(dǎo)向部分直徑較小，旋轉(zhuǎn)線速度一般小于20m/min，通常采用固定式導(dǎo)向，刀具或刀桿在導(dǎo)套內(nèi)既轉(zhuǎn)動(dòng)又移動(dòng)，這種導(dǎo)向方法精度較好，但容易磨損，不利于持久保證精度。本導(dǎo)向結(jié)構(gòu)采用固定式導(dǎo)向，鉆套的選配與刀具相配。
導(dǎo)向的數(shù)量，通常鉆小孔時(shí)采用一個(gè)導(dǎo)向就可滿足要求。
導(dǎo)向的參數(shù)，導(dǎo)向至工件端面的距離選為15㎜，導(dǎo)向長(zhǎng)度據(jù)鉆套長(zhǎng)度決定，有46㎜，用于鉆φ8.5的孔用。但導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)保證刀具開始切削時(shí)，其導(dǎo)向部分進(jìn)入導(dǎo)套的長(zhǎng)度不小于一個(gè)導(dǎo)向直徑。
⑸接桿的選擇
在鉆、擴(kuò)、鉸、锪孔及倒角等加工小孔時(shí)，通常都采用接桿。因多軸箱各主軸的外伸長(zhǎng)度和刀具長(zhǎng)度都為定值，為保證多軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)終了位置，需采用軸向可調(diào)整的接桿來協(xié)調(diào)各軸的軸向長(zhǎng)度，以滿足同時(shí)加工完各孔的要求。為使工件端面至多軸箱端面為最小距離，首先應(yīng)按加工部位在外壁、加工孔深最淺、孔徑又最大的主軸選定接桿。
接桿已標(biāo)準(zhǔn)化，通用標(biāo)準(zhǔn)接桿號(hào)可根據(jù)刀具尾部機(jī)構(gòu)（莫氏號(hào)）和主軸頭部?jī)?nèi)孔直徑d1選取依次選取接桿型號(hào)：B20/1/25。
⑹確定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度
主軸類型主要依據(jù)工藝方法和刀桿與主軸聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。
按加工孔徑、接桿直徑、的順序來確定主軸直徑，逐步推定主軸直徑。
加工孔徑為φ8.5的孔，選擇接桿直徑φ20㎜，進(jìn)而選定主軸32/20㎜，外伸長(zhǎng)度為115㎜。
⑺確定主軸箱端面至工件外表面的聯(lián)系尺寸
此尺寸是加工終了的尺寸，分別由主軸外伸尺寸、接桿長(zhǎng)度、刀具尺寸組成。這個(gè)尺寸是首先要確定的，是決定其他尺寸的先決條件。為使所設(shè)計(jì)的機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)盡量縮小這一距離。
這一距離取決于兩方面：一是多軸箱上刀具、接桿、主軸等結(jié)構(gòu)和互相聯(lián)系所需的最小軸向尺寸；二是機(jī)床總布局所要求的聯(lián)系尺寸。這兩方面是互相制約的。
多軸箱端面到工件端面之間的距離，既要考慮刀具在加工終了時(shí)工件端面與鉆模前端面間的距離、鉆模導(dǎo)向長(zhǎng)度、接桿及主軸外伸長(zhǎng)度等所需最小尺寸，又要照顧到其他孔的需要以及滑臺(tái)處于前端位置時(shí)向前行程備量、多軸箱與夾具間排冷卻液、觀察和維修空間的需要。
首先從同一主軸箱上所有刀具中找出影響聯(lián)系尺寸的關(guān)鍵刀具，使其接桿最短，以獲得加工終了使多軸箱前端面到工件端面之間所需要的最小距離（當(dāng)然對(duì)于攻螺紋工序要獲得的使多軸箱前端面剛要加工尺寸的刀具頭最短距離），并確定全部刀具及工件之間的聯(lián)系尺寸。主軸箱端部須標(biāo)注外徑和孔徑（D/d）、外深長(zhǎng)度L；刀具結(jié)構(gòu)尺寸須標(biāo)直徑和長(zhǎng)度及工件至夾具之間的尺寸。
多軸箱前端面到絲錐端面之間的距離使加工示意圖上重要的聯(lián)系尺寸。這以距取決于兩個(gè)方面：一是多軸箱上刀具，主軸等結(jié)構(gòu)和相互聯(lián)系所需要的最小軸向尺寸；二是機(jī)床總體布局所要求的聯(lián)系尺寸。
標(biāo)注刀具用量：各主軸的切削用量硬標(biāo)注在相應(yīng)主軸的后端。因本次設(shè)計(jì)組合機(jī)床每個(gè)加工面上的主軸類型完全相同，所以在每一個(gè)面上只需要畫一個(gè)即可表示。其內(nèi)容包括：主軸轉(zhuǎn)速ni相應(yīng)刀具的切削速度、每裝進(jìn)給量fi、和每分鐘進(jìn)給量fm，具體的數(shù)值見所繪試圖。
⑻動(dòng)力部件工作循環(huán)及其行程的確定
動(dòng)力部件從原始位置開始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置，又返回到原位的動(dòng)作過程稱之為動(dòng)力部件的工作循環(huán)。包括快速引進(jìn)、工作進(jìn)給和快速退回等動(dòng)作。
Ⅰ、工作進(jìn)給長(zhǎng)度LI的確定
工作進(jìn)給長(zhǎng)度LI應(yīng)等于加工部位長(zhǎng)度L（多軸加工時(shí)按最長(zhǎng)孔計(jì)算）與刀具切入長(zhǎng)度L1和切出長(zhǎng)度L2之和，即LI= L1+ L2+L。
切入長(zhǎng)度一般誒5-10㎜。
切出長(zhǎng)度：鉆孔 1/3d+（3-8）㎜。
具體選擇：刀具的切入長(zhǎng)度L1=23mm 加工部分長(zhǎng)度L = 20 mm 切出長(zhǎng)度L2=5+L切=5+2=7mm 所以LI=23+7+20=50㎜
Ⅱ、快速引進(jìn)長(zhǎng)度的確定
動(dòng)力部件把刀具送到工件進(jìn)給位置為快速引進(jìn)長(zhǎng)度，其長(zhǎng)度按具體情況確定。根據(jù)本加工工序的情況，快速引進(jìn)長(zhǎng)度確定為100㎜。
Ⅲ、快速退回長(zhǎng)度的確定
快速退回的長(zhǎng)度等于快速引進(jìn)和工進(jìn)進(jìn)給長(zhǎng)度之和。在固定式夾具鉆孔的機(jī)床上，動(dòng)力部件快速退回的行程，只要把所有刀具都退回到導(dǎo)套內(nèi)，不影響工件的裝卸就行了。
可得快速退回長(zhǎng)度為150㎜。
Ⅳ、動(dòng)力部件總行程的確定
動(dòng)力部件的總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀具磨損或補(bǔ)償制造、安裝誤差，動(dòng)力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離（即前備量）和刀具裝卸以及刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出時(shí)，動(dòng)力部件需后退的距離（刀具退離夾具導(dǎo)套外端面的距離應(yīng)大于接桿插入主軸孔內(nèi)或刀具插入接桿孔內(nèi)的長(zhǎng)度，即后備量）。因此，動(dòng)力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。
取前備量30㎜，后備量220㎜，可得動(dòng)力部件的總行程為400㎜。
Ⅴ、死擋鐵停留
在加工端面或止口時(shí)，為了控制深度尺寸及保證加工精度，須采用死擋鐵停留。本加工工序采用復(fù)合刀具，在進(jìn)行倒角時(shí)，需死擋鐵停留。
⑼各軸的切削速度、進(jìn)給量、轉(zhuǎn)速的確定、轉(zhuǎn)矩、切削功率的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)矩的驗(yàn)算
。
Ⅰ、鉆3-M10螺紋低孔至φ8.5 通孔
切削速度 v=13.35m/min f0=0.14㎜/r
轉(zhuǎn)速 n= =1000×13.35/8.5π=500r/min
進(jìn)給速度 fN=n f0=500×0.14=70㎜/min
轉(zhuǎn)矩 T=10D1.9 f00.8HB0.6=10×8.51.9×0.140.8×2000.6 =2938N.㎜
進(jìn)給功率 P==2938×13.35÷9740π÷8.5=0.1508KW
三個(gè)孔總切削功率 3P=3×0.1508=0.4524KW
主軸直徑d=B（）0.25=0.25×（2.938）0.25=0.33㎜〈20㎜滿足要求。
⑽電動(dòng)機(jī)功率的選擇
P多軸箱=P切/η=2.9336/0.8=3.667KW
傳動(dòng)效率 加工黑色金屬η=0.8
選擇電動(dòng)機(jī)的功率為4KW 電機(jī)的型號(hào) Y112M-4
⑾加工示意圖的要求
Ⅰ、加工示意圖應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致，表示出工件安裝及主軸加工方法。
Ⅱ、圖中尺寸應(yīng)標(biāo)注完整，尤其是從多軸箱端面至刀尖的軸向尺寸鏈應(yīng)齊全，以便于檢查行程和調(diào)整機(jī)床。標(biāo)出機(jī)床動(dòng)力部件的工作循環(huán)及各行程長(zhǎng)度。
Ⅲ、有必要的說明，被加工零件的名稱、圖號(hào)、材料、硬度、加工余量、是否有冷卻液及其他特殊要求。
2.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖
①機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖的作用與內(nèi)容
機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體機(jī)構(gòu)而繪制的。是用來表示機(jī)床的配置型式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互聯(lián)系、運(yùn)動(dòng)關(guān)系和操作方位的總體布局圖。用以檢驗(yàn)各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求和通用部件是否合適；它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)；它可以看成是機(jī)床總體外觀簡(jiǎn)圖。由其輪廓尺寸、占地面積、操作方式等可以檢驗(yàn)是否應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境。
主要內(nèi)容有：表明機(jī)床的配置型式、完整齊全地反映各部件間的主要裝配關(guān)系和尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)極限位置及各滑臺(tái)工作循環(huán)總的工作行程和前后行程備量尺寸、主要通用部件的規(guī)格代號(hào)和電動(dòng)機(jī)的型號(hào)功率及轉(zhuǎn)速、機(jī)床分組編號(hào)及組件名稱。
②繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖之前應(yīng)確定的主要內(nèi)容
Ⅰ、選擇動(dòng)力部件
動(dòng)力部件的選擇主要是確定動(dòng)力箱和動(dòng)力滑臺(tái)。
動(dòng)力箱規(guī)格要與滑臺(tái)匹配，其驅(qū)動(dòng)功率主要依據(jù)多軸箱所要傳遞的切削功率選用。
據(jù)前面所選的電動(dòng)機(jī)功率選擇1TD32-Ⅱ型動(dòng)力箱，n驅(qū)=720r/min
根據(jù)選定的切削用量，計(jì)算總的進(jìn)給力
F8.5=26Df00.8HB0.6=26×8.5×0.140.8×2000.6=1114N
F=8F8.5=8912N
根據(jù)工作行程選定1HY32型液壓滑臺(tái)，以及相配套的側(cè)底座1CC401
Ⅱ、 確定機(jī)床裝料高度H
裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離，首先考慮到工人操作的方便性，其次是考慮機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸限制和剛度要求。
裝料高度取850-1060㎜之間。
夾具底座與支承的高度為250㎜，中間底座高度為560㎜，則裝料高度為900㎜。
Ⅲ、確定夾具輪廓尺寸
主要確定夾具底座得長(zhǎng)、寬、高尺寸，工件得輪廓尺寸和形狀是確定夾具底座得基本依據(jù)。
Ⅳ、確定中間底座尺寸
中間底座的輪廓尺寸，在長(zhǎng)度方向應(yīng)滿足夾具的安裝需要。它在加工方向的尺寸，實(shí)際已由加工示意圖所確定，機(jī)床在加工終了時(shí)工件端面至多軸箱端面的距離已定為560㎜。由此，根據(jù)選定的動(dòng)力箱、滑臺(tái)、側(cè)底座等標(biāo)準(zhǔn)的位置關(guān)系，并考慮到毛坯誤差和裝配偏移，中間底座支撐夾具的空余邊緣尺寸。本機(jī)床不使用冷卻液，取空余邊緣尺寸20㎜。由此便可得底座的加工方向的尺寸為800㎜。
Ⅴ、確定多軸箱輪廓尺寸
標(biāo)準(zhǔn)通用鉆多軸箱厚度是定的，臥式為325㎜，因此多軸箱尺寸主要是確定多軸箱的寬度B和高度H。
多軸箱的寬度B和高度H的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)。
B=b+b1 H=h+h1+b1
b--工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離
b1--最邊緣主軸中心至箱體外壁距離
h—工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔的距離
h1—最底主軸高度
b和h為已知尺寸。
為保證多軸箱內(nèi)有足夠安排齒輪的空間，取b1>70-100㎜。
H、B的計(jì)算如下：
由于變速箱體放置為臥式 所以 b 和 h 已知 b = 150mm h = 90mm
寬度 B = b + 2b1 =504mm
高度 H = h + h1 + b1 = 501mm
在此選用通用多軸箱標(biāo)準(zhǔn) 實(shí)取 B*H = 500*500mm
③繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖的要求
機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖應(yīng)按機(jī)床加工終了狀態(tài)繪制。圖中繪出各部件在長(zhǎng)、寬、高方向的相對(duì)位置聯(lián)系尺寸及動(dòng)力部件退至始位置尺寸；繪出動(dòng)力部件的總行程和工作循環(huán)圖；標(biāo)明通用部件的型號(hào)、規(guī)格和電動(dòng)機(jī)型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速；對(duì)機(jī)床各組成部分標(biāo)注分組編號(hào)。
④機(jī)床分組
為便于設(shè)計(jì)和組織生產(chǎn)，組合機(jī)床各部件和裝置按不同的功能劃分編組。組號(hào)劃分如下：
第10-19組 支承部件
第20-29組 夾具及輸送部件
第30-39組 電氣設(shè)備
第40-49組 傳動(dòng)裝置
第50-59組 液壓和氣動(dòng)裝置
第60-69組 刀具、工具、量具和輔助工具等
第70-79組 多軸箱及其附屬部件
⑤繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖注意事項(xiàng)
機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖按機(jī)床加工終了狀態(tài)繪制，圖中應(yīng)畫出機(jī)床各不見在長(zhǎng)寬高方向的相對(duì)位置聯(lián)系尺寸及動(dòng)力部件退至起始位置時(shí)；畫出動(dòng)力部件的總行程和工件的循環(huán)圖；注明通用部件的型號(hào)、規(guī)格和電動(dòng)機(jī)型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速；對(duì)機(jī)床各組成部分標(biāo)注分組編號(hào)；綜合完成后的尺寸鏈要封閉。例如，高度方向
H + h2 = h4 + h3 +0.5 + h1
880 +71.5 mm = 560 + 320 + 0.5 + 71 mm
具體的繪制標(biāo)注情況見尺寸聯(lián)系圖。
2.3.4 組合機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算
根據(jù)選定的機(jī)床工作循環(huán)所要選定的工作循環(huán)、工作行程及切削用量等，就可計(jì)算機(jī)床生產(chǎn)率，并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡反映出機(jī)床的加工過程和動(dòng)作時(shí)間、切削用量以及機(jī)床生產(chǎn)率與負(fù)荷率的關(guān)系等。
①理想生產(chǎn)率Q1
Q1=A/K(件/h)
=10000/2350=4.26
A-年生產(chǎn)綱領(lǐng)
K-全年工時(shí)總數(shù)
②實(shí)際生產(chǎn)率Q
指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。
Q=60/T單 (件/h)=5.3(件/h)
式中：T單—生產(chǎn)一個(gè)零件所需的時(shí)間〔min〕，計(jì)算得
T單 = t + t = (L1/ vf1 + t ) + (L快進(jìn)+ L快退/Vfk) + t移 + t裝卸 =11min
式中：
L1—為刀具第一工作進(jìn)給行程長(zhǎng)度〔㎜〕；
vf1—為刀具第一工作進(jìn)給量〔㎜〕；
t停—當(dāng)加工沉孔、止口，惚窩、倒角、光整表面時(shí)，動(dòng)力滑臺(tái)在死擋鐵上的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5～10r所需時(shí)間〔min〕；
L快進(jìn)、L快退—分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長(zhǎng)度〔㎜〕；
vfk—?jiǎng)恿Σ考焖傩谐趟俣取?
t移—直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換的時(shí)間，一般取0.1min
t裝卸—工件裝卸〔包括定位、夾壓及清除鐵屑等〕時(shí)間，取1.5min。
③機(jī)床負(fù)荷率η負(fù)
當(dāng)Q1
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