機蓋鉆孔組合機床設計

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1、機蓋鉆孔組合機床設計 摘 要 隨著生產的發(fā)展，組合機床的應用越來越廣泛，不僅大大提高了企業(yè)產品的產量，而且滿足了越來越高的加工精度的要求。本次設計加工機蓋的4個孔。通過對加工工件的材料、外型等的分析，確定工件的定位基準。根據孔加工直徑的技術要求選取刀具、動力箱、動力滑臺及其附件等等,確定夾具的相關數據。根據上述數據進行三圖一卡的繪制和編寫。然后進行多軸箱的設計。由于本次設計的工序為加工同一面上的4個孔，所以采用的多軸箱的主軸數目為4。 關鍵詞：組合機床 動力箱 動力滑臺 定位基準 多軸箱

2、 ABSTRACT With the development of production, the application of modular machine tools is more and more extensive, which not only greatly improves the output of enterprise products, but also meets the requirements of higher and higher processing precision. This design processes 4 holes of th

3、e machine cover. Through the analysis of the material and appearance of the processed workpiece, the positioning reference of the workpiece is determined. According to the technical requirements of hole diameter, tools, power box, power sliding table and its accessories are selected to determine t

4、he relevant data of the fixture. According to the above-mentioned data, draw and write the "Three Figures and One Card". Then design the multi-axle box. Since the process of this design is to process 4 holes on the same surface, the number of spindles of the multi-spindle box is 4. Keywords: agg

5、regate machine-tool power blockhouse power slipway orientating basic standard multiple spindle blockhouse 目錄 緒 論 1 第一章 組合機床總體設計方案 3 1.1 被加工零件分析 3 1.2 工藝分析 3 1.3 確定機床的配置形式 4 1.4 確定切削用量及刀具的選擇 5 第二章 組合機床的總體設計 8 2.1 被加工零件工序圖的繪制 8 2.2 機蓋的加工示意圖繪制 9 第三章 組合機床多軸箱設計

6、 22 3.1 組合機床主軸箱設計內容簡介 22 3.2 主軸箱設計原始依據圖 24 總 結 33 參考文獻 34 致 謝 35 3 緒 論 1.研究目的及意義 目 前 ， 組 合 機 床 的 需 求 量 很 大 ， 國 家 鼓 勵 其 出 口 。 而 國 內 汽 車 工 業(yè) 的 迅 速 發(fā) 展 也 勢 必 導 致 各 類 零 部 件 加 工 量 的 增 大 。 因 此 ， 組 合 機 床 可 多 刀 、 多 軸 、 多 面 、 多 工 位 加 工 的 優(yōu)

7、 點 就 顯 得 猶 為 突 出 。 本 設 計 就 是 在 攻 絲 組 合 機 床 的 設 計 基 礎 上 ， 將 P L C 控 制 技 術 和 液 壓 控 制 技 術 應 用 到 其 中 ， 以 便 進 一 步 提 高 組 合 機 床 的 自 動 化 程 度 。 2.國內外同類研究概況 (1)國外研究狀況 1 9 5 2 年 美 國 生 產 出 了 第 一 臺 數 控 機 床 ， 此 后 ， 日 本 、 德 國 、 意 大 利 等 國 家 的 一 些 木 工 機 床 的 制 造 廠 家 應 用 機 電 體 化 技 術 ， 相 繼 推 出 了 各 種 先 進 的 機 床 。 目 前

8、， 螺 紋 加 工 機 床 已 經 與 液 壓 系 統(tǒng) , 氣 壓 系 統(tǒng) 和 數 控 系 統(tǒng) 結 合 生 產 出 了 很 多 先 進 的 攻 絲 機 ， 例 如 : 西 班 牙 的 才 C M A 攻 絲 機 系 列 等 等 。 (2)國內研究狀況 我 國 自 改 革 開 放 以 來 ， 雖 然 機 床 加 工 機 械 的 技 術 水 平 及 產 品 質 量 有 著 顯 著 的 提 高 ， 但 與 先 進 的 發(fā) 達 國 家 相 比 差 距 較 大 ， 主 要 存 在 的 問 題 有 : 水 平 低 、 仿 制 多 、 品 種 少 、 自 動 化 積 庶 不 立 外 觀 質 量 不

9、 立 機 床 機 械 合 格 率 低 . 遠 低 干 同 米 機 械 產 品 的 平 均 合 格 率 。 螺 紋 加 工 機 床 和 其 他 機 床 - 樣 發(fā) 展 緩 慢 。 國 內 生 產 的 中 檔 普 及 型 數 控 機 床 的 功 能 、 性 能 和 可 靠 性 方 面 已 具 有 較 強 的 市 場 競 力 。 但 在 中 、 高 檔 數 控 機 床 方 面 ， 與 國 外 - 些 先 進 產 品 相 比 ， 仍 存 在 較 大 差 距 。 3.發(fā)展趨勢 在 我 國 ， 組 合 機 床 發(fā) 展 已 有 2 8 年 的 歷 史 ， 其 科 研 和 生 產 都 具 有 相 當 的

10、基 礎 ， 應 用 也 已 深 入 到 很 多 行 業(yè) 。 是 當 前 機 械 制 造 業(yè) 實 現 產 品 更 新 ， 進 行 技 術 改 造 ， 提 高 生 產 效 率 和 高 速 發(fā) 展 必 不 可 少 的 設 備 之 一 。 組 合 機 床 及 其 自 動 線 是 集 機 電 于 一 體 的 綜 合 自 動 化 程 度 較 高 的 制 造 技 術 和 成 套 工 藝 裝 備 。 它 的 特 征 是 高 效 、 高 質 、 經 濟 實 用 ， 因 而 被 廣 泛 應 用 于 工 程 機 械 、 交 通 、 能 源 、 軍 工 、 輕 工 、 家 電 等 行 業(yè) 。 我 國 傳 統(tǒng) 的 組

11、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 批 量 比 較 大 的 大 中 型 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 鏜 各 種 形 狀 槽 ， 以 及 銑 削 平 面 和 成 形 面 等 。 組 合 機 床 的 分 類 繁 多 ， 有 大 型 組 合 機 床 和 小 型

12、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 臺 式 組 合 機 床 等 。 37 第一章 組合機床總體設計方案 1.1 被加工零件分析 被加工工件：機蓋 加工要求 ：鉆機蓋孔：（4—mm） 深度：9mm 材 料：HT200 生產綱領 ：4萬件/年 （單班） 1 被加工工件的技術要求。 保 證 孔 對 基 準 中 心 的 位 置 度 。 保 證 被 加 工 孔 的 尺 寸 公 差 和 粗 糙 度 滿 足 要 求 。

13、 2 結構方案分析和定位方案的選擇 在 設 計 前 應 對 被 加 工 零 件 的 結 構 進 行 認 真 的 分 析 ， 選 擇 最 合 理 的 定 位 基 準 ， 確 保 達 到 加 工 精 度 的 要 求 。 同 時 使 集 中 工 序 達 到 最 大 限 度 ， 使 機 床 達 到 最 高 效 。 減 少 生 產 成 本 。 3 選擇定位基準的原則以及注意事項 （1） 選 擇 零 件 設 計 依 據 作 為 組 合 機 床 的 定 位 基 準 。 防 止 因 基 準 選 擇 不 當 而 產 生 誤 差 ， 保 證 工 件 加 工 精 度 。 對 于 特 殊 工 件 ， 基 準 的

14、 選 擇 視 工 件 情 況 而 定 。 （2） 定 位 基 準 的 選 擇 務 必 使 工 件 定 位 穩(wěn) 定 。 盡 可 能 使 用 已 加 工 過 的 較 大 平 面 為 定 位 基 準 ， 這 點 對 于 工 件 加 工 尤 為 重 要 。 （3） 統(tǒng) 一 定 位 基 準 的 原 則 。 即 盡 可 能 選 擇 加 工 工 件 多 個 表 面 時 都 能 使 用 的 定 位 基 準 作 為 精 基 準 。 這 樣 便 于 保 證 各 加 工 面 的 相 互 位 置 精 度 。 這 對 工 序 多 的 箱 體 類 零 件 加 工 尤 為 重 要 。 4 確定夾壓位置應注意的問題

15、在 選 擇 定 位 基 準 面 同 時 ， 也 要 選 擇 出 合 理 的 夾 壓 位 置 的 基 準 面 。 應 注 意 如 下 問 題 ： （1） 確 保 夾 壓 后 零 件 的 定 位 穩(wěn) 定 。 為 了 使 工 件 加 工 過 程 中 不 產 生 震 動 或 移 動 ， 夾 壓 力 要 足 夠 ， 夾 壓 點 應 均 勻 分 布 定 位 平 面 上 ， 并 且 夾 壓 合 力 也 應 落 在 該 平 面 上 。 （2） 盡 可 能 避 免 夾 壓 力 過 大 而 造 成 工 件 夾 壓 后 產 生 變 形 。 盡 量 消 除 其 對 加 工 精 度 的 影 響 。 1.2

16、工藝分析 1 工 藝 分 析 是 設 計 組 合 機 床 最 重 要 的 一 部 分 ， 因 此 加 工 工 件 的 過 程 必 須 仔 細 分 析 。 全 方 面 的 了 解 被 加 工 零 件 的 結 構 特 征 、 定 位 基 準 、 夾 緊 方 式 方 法 、 加 工 位 置 、 工 藝 方 法 以 及 加 工 時 所 需 要 的 刀 具 、 切 削 用 量 及 生 產 效 率 等 。 加工精度的要求 由 于 加 工 孔 之 間 的 軸 線 具 有 更 高 的 平 行 度 ， 因 此 采 用 單 工 位 方 法 ， 進 行 一 次 定 位 ， 這 樣 可 以 有 效 的 減

17、少 誤 差 。 加工零件尺寸形狀特征，加工零件要求。 根 據 以 上 特 點 要 求 可 采 用 采 用 臥 式 機 床 、 立 式 或 傾 斜 式 機 床 。 通 常 來 講 ， 加 工 孔 的 中 心 線 與 定 位 基 面 平 行 且 需 要 由 一 面 或 幾 面 加 工 箱 體 件 宜 采 用 臥 式 機 床 。 因 此 本 次 組 合 機 床 設 計 采 用 臥 式 機 床 。 此 次 設 計 機 蓋 鉆 孔 組 合 機 床 是 加 工 軸 箱 體 工 件 的 最 后 一 道 工 序 。 鉆 4 — Ф 9 的 孔 、 表 面 粗 糙 度 為 3 . 2 u m 、 四 個

18、孔 之 間 的 位 置 度 為 Ф 1 0 0 、 所 以 可 采 用 固 定 式 鉆 模 板 。 本 道 工 藝 的 夾 緊 也 非 常 方 便 ， 采 用 一 端 面 和 一 個 短 銷 定 位 、 另 一 端 面 夾 緊 。 可 使 工 件 定 位 可 靠 、 夾 緊 方 便 、 裝 卸 方 便 和 工 藝 裝 備 簡 單 。 2 根 據 被 加 工 零 件 的 結 構 特 點 、 工 藝 要 求 、 工 藝 過 程 以 及 生 產 率 ， 可 以 確 定 機 床 的 配 置 是 單 工 位 臥 式 單 面 組 合 機 床 ， 其 優(yōu) 點 是 加 工 精 度 高 ， 對 于 精 加 工

19、 機 床 的 夾 具 公 差 ，通常加工零件的，對于粗加工機床采用固定式導向，一般能達到。 1.3 確定機床的配置形式 根 據 上 述 被 加 工 工 件 的 結 構 特 點 、 加 工 要 求 、 工 藝 流 程 及 生 產 率 等 ， 確 定 組 合 機 床 的 配 置 型 式 。 通 常 來 說 ， 定 位 基 準 是 保 持 水 平 的 ， 并 且 被 加 工 工 件 與 定 位 基 準 保 持 平 行 采 用 的 是 臥 式 組 合 機 床 ； 垂 直 時 應 采 用 立 式 組 合 機 床 。 以 便 排 屑 的 順 暢 、 操 作 簡 便 ， 易 于 上 手 。 根 據 加

20、工 部 位 的 特 點 ， 孔 的 直 徑 相 同 且 在 同 一 加 工 面 內 位 置 度 要 求 降 低 ， 并 且 使 其 設 計 的 組 合 機 床 完 全 可 以 滿 足 其 要 求 。 由 于 軸 箱 體 的 結 構 不 是 十 分 復 雜 。 而 且 又 是 單 面 加 工 。 所 以 采 用 單 工 位 臥 式 組 合 機 床 可 完 全 達 到 本 道 工 序 加 工 的 技 術 要 求 。 臥 式 組 合 機 床 優(yōu) 點 是 加 工 和 裝 備 配 置 的 工 藝 性 好 ， 安 裝 調 整 與 運 輸 比 較 方 便 ； 其 缺 點 是 削 弱 了 床 身 剛 性 。

21、 但 是 這 個 弊 端 通 常 可 利 用 加 強 部 件 的 相 連 處 的 剛 度 來 補 償 。 對 于 多 種 的 工 藝 安 排 ， 由 于 動 力 部 件 的 配 置 不 同 有 可 能 會 產 生 多 樣 配 置 方 案 ， 但 是 不 同 的 配 置 方 案 將 對 機 床 的 加 工 精 度 產 品 質 量 等 產 生 影 響 。 1 不同配置型式組合機床的特點及適應性 (1) 單 工 位 組 合 機 床 各 種 型 式 的 單 工 位 組 合 機 床 ， 適 用 于 大 、 中 型 箱 體 類 零 件 的 加 工 。 該 種 機 床 可 分 為 單 面 、 多 面 及

22、 復 合 式 。 可 進 行 多 個 方 向 （ 面 ） 對 工 件 進 行 加 工 。 但 是 機 動 時 間 不 能 與 輔 助 時 間 重 疊 。 為 達 到 本 次 設 計 的 要 求 ， 應 選 用 單 工 位 組 合 機 床 。 (2) 多 工 位 組 合 機 床 主 要 適 用 于 中 、 小 零 件 加 工 。 2 選擇組合機床配置型式時應注意的問題 (1) 在 確 定 機 床 配 置 型 式 ， 要 考 慮 到 工 序 集 中 程 度 問 題 。 組 合 機 床 基 本 的 加 工 采 用 一 個 動 力 部 件 上 配 置 多 軸 箱 加 工 多 孔 來 集 中

23、 工 序 的 方 法 。 應 注 意 動 力 部 件 及 多 軸 箱 的 性 能 和 尺 寸 問 題 ， 還 要 使 換 刀 和 機 床 的 調 整 簡 便 。 (2) 應 注 意 排 切 屑 的 方 便 性 。 臥 式 加 工 是 較 好 的 方 案 。 在 多 工 位 機 床 上 應 注 意 到 前 道 工 序 存 留 下 的 切 屑 對 后 面 加 工 精 度 造 成 的 影 響 。 在 有 些 情 況 下 ， 將 孔 鉆 、 擴 得 深 一 些 ， 保 證 加 工 精 度 并 減 小 對 刀 具 壽 命 的 影 響 。 (3) 應 考 慮 夾 具 結 構 實 現 的 可 能 性 及

24、 工 作 的 可 靠 性 。 當 確 定 流 水 線 上 的 機 床 型 式 時 ， 盡 可 能 的 使 機 床 和 夾 具 型 式 保 持 一 致 ， 這 可 保 證 被 加 工 工 件 加 工 精 度 ， 通 用 化 程 度 也 可 提 高 ， 有 益 于 設 計 、 制 造 、 維 修 等 。 (4) 通 常 組 合 機 床 主 批 量 生 產 較 大 。 然 而 有 些 情 況 ， 如 為 了 保 證 主 要 工 序 的 加 工 精 度 穩(wěn) 定 又 要 減 少 周 期 ， 制 造 批 量 不 大 的 工 件 ， 同 樣 也 可 采 用 組 合 機 床 。 3 組合機床部件的選擇

25、本 次 設 計 的 組 合 機 床 采 用 臥 式 床 身 。 在 側 底 座 上 安 裝 滑 座 ， 用 螺 釘 將 底 座 和 中 間 底 座 連 接 并 聯 為 一 體 ， 滑 座 與 側 底 之 間 留 有 一 個 5 m m 厚 的 調 整 墊 。 用 來 方 便 機 床 的 制 造 和 維 修 。 因 為 當 滑 座 導 軌 面 磨 損 或 重 新 組 裝 時 ， 必 須 取 下 滑 座 導 軌 面 重 新 修 刮 并 更 換 調 整 組 。 使 之 恢 復 應 有 高 度 即 可 。 1.4 確定切削用量及刀具的選擇 1 通 常 組 合 機 床 為 多 軸 、 多 刀

26、、 多 面 同 時 加 工 ， 所 以 切 削 用 量 通 常 要 比 萬 能 機 床 單 刀 加 工 的 切 削 用 量 低 3 0 % 左 右 。 2 組 合 機 床 的 多 軸 箱 上 所 有 刀 具 共 同 一 個 進 給 系 統(tǒng) ， 通 常 為 標 準 滑 臺 。 所 有 刀 具 的 每 分 鐘 進 給 量 相 同 ， 并 且 與 標 準 滑 臺 的 每 分 鐘 進 給 量 相 等 。 每 分 鐘 進 給 量 還 要 適 用 于 所 有 刀 具 的 平 均 值 。 即 1122

27、（1—1） 式中： ——各主軸轉速； ——各主軸進給量； ——滑臺每分進給量 。 3 確定切削用量時應注意的問題 (1) 盡 量 使 所 有 刀 具 充 分 發(fā) 揮 其 性 能 ， 鉆 孔 時 要 求 每 分 鐘 進 給 量 小 切 削 速 度 高 。 (2) 注 意 零 件 批 量 生 產 對 切 削 用 量 的 影 響 ， 生 產 率 要 求 不 高 時 不 用 將 切 削 用 量 選 的 太 高 ， 提 高 刀 具 的 使 用 壽 命 。 (3) 對 于 復 雜 的 刀 具 切 削 用 量 應 考 慮 刀 具 的 耐 久 度 ； 進 給 量 按 照 刀 具

28、最 小 直 徑 進 行 選 擇 ； 切 削 速 度 按 照 最 大 直 徑 進 行 選 擇 。 (4) 切 削 用 量 的 選 擇 應 該 便 于 多 軸 箱 的 設 計 ， 同 時 還 要 考 慮 動 力 滑 臺 性 能 。 4 組合機床切削用量選擇及計算 (1) 確定切削力 根據《組合機床設計》P60頁表（3-8）查`高速鋼鉆頭在HT200工件上鉆的孔。 ——切削軸向力(N); ——鉆頭直徑(mm); ——每轉進給量(mm/r); ——切削轉矩(N.mm); ——切削功率(KW); ——刀具

29、耐用度(min); ——切削速度(m/min) HB=190-220 由此可計算出： （1—2） （1—3） （1—4） （1—5） ==40.26=10.4 KW 電機功率 取

30、 （1—6） KW N 16 . 1 9 . 0 10.4 . = > \ 電 總軸向力 由此可初步定義主軸直徑，由《組合機床設計》頁表（3-19）中公式 （1—7） 式中：——軸的直徑(); ——軸所傳遞的轉矩(); B——系數。B與扭轉角[]有關，當為剛性主軸時， 則

31、B=7.3 d=7.317.8 由《組合機床設計》頁表（3-22）查取主軸直徑為。 (2) 初定主軸轉速 )