機械畢業(yè)設計（論文）-168臥式雙面切槽精鏜搖臂軸孔組合機床總體設計.doc

目 錄中文摘要、關鍵字1英文摘要、關鍵字2引言 3第1章 組合機床總體設計緒論41.1 課題的背景和意義41.2 組合機床的組成及其特點41.3 組合機床的現狀51.4 論文的主要內容6第2章 組合機床工藝方案的制定72.1 被加工零件的特點及工藝分析72.1.1 零件技術參數72.1.2 技術要求92.1 3 生產綱領分析狀92.1.4 初步擬定工藝方案92.2 選擇定位基面，確定定位、夾緊方式102.2.1 選擇定位基面，確定定位、夾緊方式102.2.2 基準重合問題102.2.3 工件定位基面和定位方法的選擇102.2.4 夾緊力問題112.3 殼體加工工藝方案的分析及制定112.4 確定切削用量及刀具122.4.1 刀具的選擇132.4.2 切削用量的確定及切削力，功率的計算132.5 組合機床配置型式的選擇162.6 組合機床的機床布局及結構說明16第3章 組合機床動力部件的選擇18第4章 被加工零件工序圖20第5章 組合機床加工示意圖215.1 加工示意圖的作用215.2 加工示意圖的內容215.3 加工示意圖的畫法及注意事項225.4 導向結構的選擇225.5 確定主軸尺寸及外伸長度235.6 選擇接桿235.7 確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程245.7.1 工作進給長度的確定245.7.2 快速引進長度的確定255.7.3 快速退回長度的確定255.7.4 確定動力部件總行程的長度25第6章 組合機床聯系尺寸圖276.1 機床聯系尺寸圖作用276.2 機床聯系尺寸圖的內容276.3 繪制機床尺寸聯系總圖應考慮的主要問題276.3.1 機床裝料高度的確定276.3.2 夾具輪廓尺寸的確定276.3.3 中間底座尺寸的確定286.3.4 機床分組 28第7章 組合機床生產率計算卡29結論31致謝32參考文獻33附錄1：生產率計算卡 34臥式雙面切槽精鏜搖臂軸孔組合機床總體設計摘要：本機床所加工零件為水泵殼體，其主要特點為殼體表面孔比較多且加工精度要求較高，形狀結構復雜。為了滿足加工技術要求，進行本組合機床總體設計。本文詳述臥式雙面切槽精鏜搖臂軸孔組合機床的總體設計的方法步驟，包括殼體待加工孔、槽的工藝性和技術性分析，根據分析采用一面兩銷（端面和兩定位孔）定位方式，液壓夾緊方式并進行位基準的分析；殼體加工工藝路線采用先鏜孔，后切槽的方式；配置型式設計為臥式雙面，布局結構為左端鏜孔，右端切槽；根據切削力的計算選擇西德標準DSS鏜削頭，SEHY400，SEME400型號滑臺；兩側底座選用STH400（高560）型號，中間底座和夾具部分為專用設計；本組合機床“三圖一卡”的繪制。本機床總體設計結果和結論：該組合機床的設計，滿足殼體三個孔一個槽的加工精度要求；其加工總時間約為3.3分鐘，滿足4.5分鐘的要求，節(jié)約加工時間，為大規(guī)模的實際生產奠定了基礎。關鍵詞：組合機床 臥式 雙面 精鏜 切槽 總體設計Overall Design of Horizontal Two-side Grooving and Fine Boring Rocker Arm Axle Hole Modular Machine ToolAbstract：The processing parts of the machine are pump castings,.the main features are the more shell holes,higher machining precision,complex shapes.To meet the requirements of the technology,the modular machine tool is designed.It describes the steps of the overall design of horizontal two-side grooving and fine boring rocker arm axle hole modular machine tool,including the machined shell hole,grove technology and technical analysis,based on an analysis,we adopted the side of two-pin(face and two positioning holes) positioning method,hydraulic clamping means and positioning benchmarking analysis;the case processing line using the way of boring firstly,and notching secondly;configuration type designed for horizontal two-side ,boring layout structure for the left hole,right side notch;according to the calculation of cutting force,we choice DSS boring head ,SEHY400,SEME400 type slide,at the standard West Germany;both sides of the base used STH400(high 560)models,the middle part of the base ang dedicated fixture design belong to special design;the combination of machine tool “3 Figure 1 Card” draw.The results and conclusions of the overall design of this machine :The design of the modular machine meets the three holes of a tank shell processing accuracy;its total processing time is about 3.3 minutes,which meet the 4.5minutes requirements,save processing time and make a great basis on the actual production.Key words：Mdular Machine Tool; Horizontal; Two-side; Fine Boring; Grooving; Overall Designing 引 言畢業(yè)設計是高等學校工科專業(yè)教學中的一個主要組成部分，是立足該專業(yè)，面向生產實踐環(huán)節(jié)的學習過程中最后一個主要的教學環(huán)節(jié)，是完成學生基本業(yè)務素質訓練的重要組成部分，是培養(yǎng)學生獨立發(fā)現問題、分析問題進而解決問題的能力以及科學的工作、思考方法一個過程。畢業(yè)設計的目的在于培養(yǎng)學生綜合運用所學知識和技能，分析和解決機械工程實際問題的能力，使學生熟習生產技術的工作的一般方法；培養(yǎng)樹立工程技術必須的整體觀點，生產觀點和經濟性觀點；樹立正確的，嚴肅認真的工作態(tài)度；培養(yǎng)學生研究調查，查閱技術文獻資料，手冊進行工程運籌，圖樣的繪制及編寫技術文件的獨立工作能力。本次畢業(yè)設計，為了按照技術要求進行殼體加工，我通過分析殼體的孔，槽的加工精度要求，設計生產所需工藝路線，計算切削力，選擇所需刀具、定位面、定位方法、定位基準，選擇滑臺、側底座等通用部件，設計中間底座尺寸、夾具體尺寸，并進行工序圖，加工示意圖，機床尺寸聯系總圖，生產效率卡的繪制，最終設計出臥式雙面切槽精鏜搖臂軸孔組合機床，滿足加工技術要求,少于預期時間，提高了效率。最后在朱老師的指導下基本完成了設計任務，并編寫了設計說明書。就個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應訓練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的技術工作打下一個良好的基礎。由于書本知識的局限性，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。第1章 組合機床總體設計緒論組合機床是根據工件加工需要，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機床，一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經標準化和系列化，可根據需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，廣泛應用于汽車，拖拉機，內燃機和壓縮機等許多工業(yè)生產領域。1.1 課題的背景和意義組合機床是一種高效率的加工機床，它不僅是機械制造工業(yè)高速發(fā)展中必不可少的設備之一，而且還可以和工件輸送設備，按被加工零件的工藝過程組成機床自動生產線。組合機床的投資小，收效快，經濟效益好的優(yōu)點也促進其在當今工業(yè)社會越來越快的發(fā)展。因此，對于組合機床的研究，不僅從經濟上可以推進工業(yè)化的發(fā)展，而且，其在科技戰(zhàn)略上的意義也非同一般。1.2 組合機床的組成及其特點組合機床能夠對一個或幾個零件進行多刀、多面 、多軸、多工位加工，在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、鏜孔、攻絲、車削 、銑削 、磨削及滾壓等工序，生產效率高，加工精度穩(wěn)定。組合機床常用的通用部件有，床身（側底座）、底座（包括中間底座和立柱底座）立柱、動力箱、動力滑臺、各種工藝切削頭等。動力箱、各種工藝切削頭和動力滑臺是組合機床完成切削主運動或進給運動的動力部件，是組合機床通用部件中最基本的部件。其中還有能同時完成切削主運動和進給運動的動力頭，而只能完成進給運動的動力部件稱為動力滑臺。固定在動力箱上的主軸箱是用來布置切削主軸,并把動力箱輸出軸的旋轉運動傳遞給各主軸的切削刀具，由于各主軸的位置與具體被加工零件有關，因此主軸箱必須根據被加工零件進行設計，不能制造成完全通用的部件。但其中很多零件（如主軸、中間軸、齒輪和箱體等）是通用的，床身、立柱、中間底座等是組合機床的支承部件,起著機床的基礎骨架作用。組合機床的剛度和部件之間的精度保持性，主要是由這些部件保證。 除了上述主要部件之外，組合機床還有各種控制部件，主要是控制機床按順序動作，以保證機床按照規(guī)定的程序進行工作。組合機床的通用部件，絕大多數已由原機械工業(yè)部頒布成國家標準，并按標準所規(guī)定的名義尺寸、主參數、互換尺寸等定型，各種通用部件之間有配套關系。這樣，用戶可根據被加工零件的尺寸、形狀和技術要求等，選用通用部件，組成不同型式的組合機床，以滿足生產的需要。組合機床與通用機床及其他專用機床比較，具有以下特點：1、設計、制造周期短、成本低。因通用零部件占70%80%，通用件可組織專業(yè)化批量生產或外購。2、生產率高。因為工序集中可多刀、多工位、多軸同時自動加工。3、自動化程度高，勞動強度低。4、組合機床的通用部件是經過周密設計和長期生產實踐考驗的，又有專門廠家成批制造，因此結構穩(wěn)定、工作可靠，使用和維修方便。5、在組合機床上加工零件時，由于采用專用夾具、刀具和導向裝置等，加工質量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術水平要求不高。6、當產品或工藝變化時，其通用部件和標準件可以重復利用，不必另行設計和制造。7、組合機床易于連成組合機床自動線，以適應大規(guī)模的生產需要。1.3 組合機床的現狀組合機床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時,工件一般不旋轉，由刀具的旋轉運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉，由刀具作進給運動，也可實現某些回轉體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。近20年來，組合機床技術取得了飛躍發(fā)展，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，表面粗糙度可低達2.50.63微米；鏜孔精度可達IT76級,孔距精度可達0.030.02微米。其自動線在加工精度、生產效率、利用率、柔性化和綜合自動化等方面的巨大進步，標志著組合機床自動線技術發(fā)展達到的高水平。自動線的技術發(fā)展,刀具、控制和其它相關技術的進步以及用戶需求變化起著重要的推動作用，其中，特別是CNC控制技術對自動線結構的變革及其柔性化起著決定性作用。 盡管組合機床現在已經日趨成熟，不可避免，它存在的一些缺點已經成為其自身發(fā)展的瓶頸。由于組合機床由通用模塊和專用模塊組裝而成，當出現故障的時候，對于機器的檢修人員就有了更高的要求，組合機床的發(fā)展需要時間的磨合與技術的融合。1.4 論文的主要內容1、研究被加工零件圖，確定零件的加工內容和精度并充分了解用戶的要求，確定：（1）機床的加工方式。（2）機床的整體形式。（3）被加工零件的定位、夾緊方式。2、按照組合機床的設計規(guī)范要求，通過對切削用量的選擇，切削力的計算等過程，繪制機床的三圖一卡，即（1）被加工零件工序圖：0002（2）被加工零件加工示意圖：003（3）機床總圖：0001（4）生產率計算卡：000434第2章 組合機床工藝方案的制定工藝方案的擬定是組合機床設計的關鍵一步。因為工藝方案在很大程度上決定了組合機床的結構配置和使用性能。因此，應根據工件的加工要求和特點，按一定的原則、結合組合機床常用的工藝方法，充分考慮各種影響，并經技術經濟分析后擬定出先進、合理、經濟、可靠的工藝方案。為了保證正確的工藝方案的制定，首先分析影響機床工藝方案制定的主要因素。主要有以下幾點：（1）被加工零件加工的工序和加工精度的要求；（2）被加工零件的特點；（3）被加工零件的生產方式；（4）被加工零件的其他要求；（5）制定該零件的廠方技術能力。2.1 被加工零件的特點及工藝分析在制定組合機床工藝方案時，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其結構特點，被加工的部位及其精度、表面粗糙度、技術要求及生產綱領，并找出對零件加工技術要求較高，需要采用特殊加工方法才能完成的部位和表面作為制定工藝路線和組合機床設計時著重考慮的因素。零件的技術要求是保證零件表面精度、表面粗糙度，制定工藝路線和設計組合機床最基本的原始依據，因此在組合機床的設計時，必須對零件的技術要求做深入分析。2.1.1 零件技術參數零件材料技術參數見表2.1。表2.1 QT500-7材料分析牌號基體力學性能（不小于）用途舉例HBSQT500-7F+P5003505-147-241殼體曲軸水泵殼體的零件圖如圖2.1所示：圖2.1 殼體零件展開圖本工序要求保證的主要技術參數如下：1、鏜1孔并保證孔1直徑，內壁粗糙度達到6.3，平行度要求為0.08。2、切槽并保證槽大直徑為，內壁粗糙度達到6.3，平行度為0.08。3、鏜2孔并保證孔2直徑為，內壁粗糙度達到6.3。4、切槽倒角半徑最大為1。5、槽寬3.3，槽內壁粗糙度6.3。6、槽深度和位置關系分別為12.4和7，槽內壁粗糙度6.3。7、鏜3孔并保證孔3直徑，同軸度，面垂直度0.12，表面粗糙度3.2。8、保證尺寸，內壁粗糙度為3.2。2.1.2 技術要求1、本道工序加工余量孔1-1.5mm（直徑）。2、其余的尺寸及形位公差，表面粗糙度由本機床前序保。3、生產節(jié)拍：4.5分鐘/件。4、大流量冷卻，整體高防護設計，PLC控制。2.1.3 生產綱領分析生產綱領是指一個產品或一個工件（包括商品和廢品在內）的年產量。分析生產綱領有助于優(yōu)化設計，達到高效的目的。在大量生產中，產品的生產綱領和組合機床生產率常會構成一對需要妥善解決的矛盾。在實際的生產過程中，由于生產綱領與機床的負荷率的這一性質，人們會合理的選擇這兩個參數。機床負荷率按下式計算： (2-1)式中：N產品的生產綱領； T1臺機床加工1件的時間,min； 4600按兩班制，每天15h計，每年的總工作時間，單位h；由于在工作過程中的換刀、調整、修理以及操作工人的自然需要，根據組合機床的使用經驗：=0.75-0.90。由于對于此臥式雙面切槽精鏜搖臂軸孔組合機床的T=4.5min/件,取=0.80，以上式可以計算此鏜孔組合機床的年生產綱領：= =49066件 (2-2)2.1.4 初步擬定工藝方案根據以上工藝特點，若選用普通機床加工，難以保證各孔的位置度，同時效率也不高。因此，選用單工位的組合機床進行加工。這樣有利于工序集中原則，運用多刀集中在一臺機床上完成一個工件不同位置的復雜工藝工程。不僅提高了加工效率，而且多個孔一次走刀即加工成形，能夠較好的保證其位置精度。此外，在組合機床上加工零件時，由于采用專用夾具、刀具和導向裝置等，加工質量靠工藝裝備保證，對操作工人水平要求也不高。2.2 選擇定位基面，確定定位、夾緊方式要進行工件的正確加工，首先應該使其達到正確的位置。為保證其正確加工位置,故分析工件的定位，夾緊。組合機床夾具的設計同樣需要用六點定位，基準、基面選擇，尺寸鏈換算，誤差分析與計算等一些常用方法。但是,組合機床夾具還有下列特點：（1）由于切削速度較大，故切削力比較大；（2）自動化程度高，要求定位、夾緊需要機械化或自動化；（3）在自動化線上的夾具需要自動運輸的要求。因此在設計本殼體加工組合機床時，應將以下問題納入考慮范圍。2.2.1 基準統(tǒng)一問題基準統(tǒng)一問題決定機床的加工精度，因此在決定精基準時，應該盡可能考慮統(tǒng)一基準的原則，以減少定位誤差。當定位基準與設計基準不重合時，根據定位加工方法及相關原理，考慮實際加工的定位基準及可能達到的精度，依照尺寸鏈原理進行工序尺寸換算，對零件圖上加工部位的定位尺寸進行調整。本機床為單工位雙面加工，且前序加工基準和本序加工相同，故不考慮該問題。2.2.2 基準重合問題加工時要考慮基準重合的原則可以保證加工精度，因此采用設計基準或裝配基準作為加工的精基準?？紤]到本水泵殼體的結構特點，以及工件的性質，本組合機床加工時，以零件中部已加工的兩孔為加工基準，其與另一定位面上的孔中心線有同軸度保證，而定位面與孔中心線有垂直度保證，在加工時這樣既可以保證零件的上所需零件孔的位置精度，也可保證所加工孔的形狀精度，使其滿足符合加工技術要求。2.2.3 工件定位基面和定位方法的選擇選擇定位基面時，在考慮工件的裝卸、夾緊及自動化運輸等問題的同時，還要考慮定位支承，導向，運輸以及夾具上各元件的干涉問題等，所以本臥式雙面組合機床的定位基面及定位方法選擇如下：從零件工序圖上分析，由于被加工孔與面有垂直度要求，鏜孔對該面有深度要求，故采用一面兩銷定位方法：以零件端面為定位基準面，可限制一個自由度；一端面上的兩個已加工的孔為定位基準孔，在前序加工中，孔的形狀位置精度已經得到保證，保證工件在組合機床上具有確定的位置，一個銷釘可以限制兩個方向上的位移，再加一個銷釘可以限制三個方向上的旋轉自由度，這樣共計五個自由度。如此，一面兩銷定位共限制六個自由度，被加工零件被固定。由于是鏜削加工，切削力可能較大，夾具要用液壓夾緊裝置較為可靠。壓力使殼體與夾具間產生靜摩擦力，以保證殼體在組合機床加工時的位置，保證加工尺寸和形位精度的要求，滿足殼體在加工中能承受切削力、重力等而保證形狀位置精度不變的要求。其定位、夾緊如圖2.2所示：圖2.2 殼體的定位夾緊示意圖2.2.4 夾緊力問題一般情況下，組合機床加工的切削力較大，切削速度較快，為此，常因切削力而產生相當大的顛覆力矩和扭矩，使切削加工時產生振動，從而影響加工的精度的尺寸要求。故要求通過定位面盡可能大，夾緊力足夠大，夾緊穩(wěn)定牢固來保證定位的精確性；但又不致使工件變形，影響加工精度。具體夾緊力大小需在夾具總體設計時進行計算。2.3 殼體加工工藝方案的分析及制定任何一個工件的加工都需要按照工藝方案嚴格執(zhí)行，良好的工藝方案可以保證工件的加工質量，節(jié)約設備的維護和投資，降低零件生產成本。因此在設計組合機床之前，首先要擬定工藝方案。擬定工藝方案時所需要遵循的原則有以下幾點：1、粗、精加工分開技術要求。2、工序合理的集中。3、先粗后精、先面后孔的加工順序。4、采用易于保證技術要求的工藝方法和先進工藝。5、其他工序的安排原則即熱處理工序的安排原則、檢驗工序的安排原則、輔助工序的安排原則。根據所加工的殼體的技術要求和參數，對本次設計加工殼體進行工藝路線的分析與制定如下：1、根據所需加工的孔和槽的基本尺寸及加工技術要求，用鏜刀和成行銑刀分別進行加工，保證其所需要求。由于余量較小，可以考慮在此組合機床上一次加工完成，所以此組合機床采用復合刀具加工，并且安排三把鏜刀同時進行，前鏜刀進行保證基本尺寸為44.6的孔1，中間的鏜刀保證基本尺寸為58.6的孔2，后鏜刀保證基本尺寸為76.1的孔3。2、孔的同軸度由鏜桿的安裝精度保證，在刀具設計中具體考慮。3、孔內端面粗糙度由刀具保證，在刀具設計中應具體考慮。4、倒圓角半徑最大不超過R1，由切槽刀具保證。5、依據加工要求，對其槽的加工采用成形銑刀進行加工，保證其形狀尺寸要求。6、本工序精鏜孔加工中不允許留有退刀痕，這對機床的工作循環(huán)有影響：工進完成后，應先主軸定位，在使移動工作臺失壓讓刀，然后才能快退，即要有讓刀動作。7、根據所需加工孔的技術要求，設計合理的檢具、驗具，在工件加工完成后，進行工件的檢驗。由上分析得具體加工工藝路線，即：三把鏜刀同時精鏜加工，完成所需尺寸要求，后用成形銑刀加工內孔面，切槽使其滿足要求，加工完畢，檢驗零件是否滿足加工要求。2.4 確定切削用量及刀具正確選擇刀具及其結構，對保證組合機床正常工作及其重要。組合機床通用部件的選擇依據是切削過程中所需的切削力、切削功率，待選定后再校驗切削扭矩是否合理。要計算切削力、切削功率及切削扭矩，就得確定加工過程中的切削用量。2.4.1 刀具的選擇 此處省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說明書和設計圖紙等.請聯系扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機械畢業(yè)設計下載！該論文已經通過答辯刀具的選擇主要取決于加工工序所采用的加工方法，加工表面的尺寸，工件的材料，所需要的精度以及表面粗糙度，生產率及生產經濟型等。在選擇時應盡可能采用標準刀具，必要時可采用復合刀具和其他專用刀具。鏜刀制造刃磨簡便，特別是對不通孔、高精度孔、孔中心線直線度和位置度要求嚴格的孔采用鏜削工藝特別有利，因此本工序采用鏜刀進行孔加工。本工序中要加工三個不同直徑的同軸孔的內壁，為提高工序集中程度并且保證加工精度，可采用同時加工兩個以上表面得復合刀具，但是因為整體式復合刀具制造刃磨較困難，刀體不能重復使用，成本高，所以采用組裝式結構，即裝三把鏜刀的鏜桿。此處要注意應使復合刀具各切削部分的耐用度大致相同。鏜刀頭采用硬質合金刀頭，鏜桿直徑和鏜刀頭截面尺寸根據鏜孔直徑選取，按組合機床設計簡明手冊表3-2選取，由于三鏜刀在同一鏜桿上，故直接桿最大直徑76.1選取鏜桿為60mm，按三孔的直徑分別為44.6，58.6，76.1，選取鏜刀的截面BB為1010，1212，1616，圓截面直徑d1分別為10，12，18，單位mm。又知該鏜削加工為精加工，故切屑較少，不會產生切屑纏繞鏜桿的問題，故可采用單刀鏜削，以利于提高加工的精度和表面粗糙度。本組合機床選擇刀具為鏜刀和切槽刀，鏜刀刀體采用SANDVIKG公司的所產系列，依照圖紙進行補充加工；切槽刀選用成形刀具，材料為726。具體刀具圖形尺寸在刀具圖61組。2.4.2 切削用量的確定及切削力，功率的計算組合機床上使用的切削用量，主要是切削速度v（m/min）、背吃刀量 (mm)和每轉進給量f（mm/r），這些參數選擇得是否合適，對生產率與加工質量有很大的影響。當切削用量選擇的大時，加工一個工件所需的機動時間就少，單件生產率高。但是,如果切削用量選擇的太大，所需的切削力就大，在切削過程中產生的熱變形和振動就大，會使加工精度和表面粗糙度降低，同時,刀具的耐用度也隨之降低。由于組合機床通常采用多刀同時加工，刀具的刃磨、裝卸、調整都很費事。如果刀具的耐用度過低，就會因刀具的裝卸、刃磨而使機床的生產率降低。由此可見，組合機床切削用量的合理選擇是比較復雜的。總的說來，組合機床要求刀具的耐用度比通用機床的高。由于組合機床有大量刀具同時工作，為了使機床正常工作，不經常停車換刀，而達到較高的生產率，所選擇的切削用量比一般通用機床的切削用量要低一些。并且本機床鏜削加工為三孔同時鏜削，所以切削用量要綜合考慮。1、精鏜44.6mm孔、58.6孔、76.1孔，同時加工。（1）確定切屑用量。由被加工零件的技術參數知背吃刀量為1.2mm。查組合機床設計簡明手冊表6-15，知v取70至90m/mim,f取0.12至0.15mm/r。因為是三把鏜刀同時加工，故切削用量取小一點，試取0.12mm/r。由于三把鏜刀同時加工，故主軸轉速n相同，則有 （2-1）其中,.由于v在70至90m/min，試取n=450r/min,則由（2-1）可求得：63.02m/min,82.8 m/min,107.53 m/min,基本滿足要求。則進給速度為 （2-2）表2.2 鏜刀切削用量切削速度v（m/min）進給量f（mm/r）主軸轉速n（r/min）進給速度（mm/min）背吃刀量（mm）孔163.02012450541.2孔282.8012450541.2孔3107.53012450541.2（2）計算切削力查組合機床設計簡明手冊表6-20，鏜削圓周里計算公式為 （2-3）按三把鏜刀同時加工計算F=3Fz=1357.707N（3）計算切削扭矩查組合機床設計簡明手冊表6-20，鏜削切削扭矩計算公式為 （2-4）帶入公式可得5171.85N/mm,6795.31N/mm,8824.63N/mm，則總扭矩為T=20.79N/m。（4）計算切削功率查組合機床設計簡明手冊表6-20，切削功率的計算公式為 （2-5）將數據帶入公式，可得P1=0.466kw，P2=0.612kw，P3=0.795kw，總功率P=1.873kw。由于考慮切削力不穩(wěn)定因素，選用電機功率為3kw，額定轉速為710r/min。（5）鏜削基本時間的確定：鏜削工進速度為54mm/min,由工作循環(huán)圖知工進距離62mm,鏜削時間為=69s （2-6）（6）其他說明根據已經定下的刀具，對照被加工零件圖分析可知，復合刀具加工三個孔時并不是同時鏜削的，而是三號刀先鏜削，完成后一號刀和二號刀才開始加工，并且有單獨加工的時間也有同時加工的時間，故以上計算中按三刀同時加工計算出的結果比實際情況更大，以此選擇的通用部件有更多的富余量。2、切槽加工，切槽直徑51.5mm。（1）切削深度為3.45mm。（2）切槽采取成形刀加工，刀具根據切槽形狀專門加工。到達加工部位后，刀盤橫向進給4mm完成加工。刀具采取硬質合金，切槽電動機選用3kw，額定轉速710r/min。查機械制造技術基礎課程設計指南選取進給量f=0.05mm/r。（3）切削速度的確定：根據機械加工工藝師手冊選取主軸轉速選取n=300r/min，切削速度為=48.538m/min。（4）查組合機床設計簡明手冊表6-20，鏜削圓周力由（2-2）計算得909.75N。（5）基本時間的確定：由刀具工作循環(huán)圖知刀具快進265mm，緩進5mm，到達加工部位后刀具加工，刀具橫向進給4mm完成加工。切槽刀橫向工進速度為15mm/min,由公式計算得加工時間為16s。刀具切削時間共計69+16=85s，再加上其他空轉進給的時間，整個加工過程完全可以控制在4min以內。2.5 組合機床配置型式的選擇配置方案的不同對機床的復雜程度，通用化程度，結構工藝性，加工精度，機床重新調整的可能性以及經濟性等都有不同程度的影響。因此，確定機床配置型式和結構方案則顯得十分重要。組合機床有大型和小型兩種，大型組合機床主要有單工位組合機床和多工位組合機床兩大類。單工位組合機床適用于大、中型零件的加工，特別適用于箱體零件以及被加工零件的特點，所以本機床選用單工位組合機床。但是在選用單工序組合機床時應注意：1、單工位組合機床大多采用固定式夾具（工件移動的銑床除外），通常安裝一個工件。2、單工位組合機床通常對工件上一個部位只加工一次，因此為了對同一個部位進行多項加工，需要幾臺機床順序進行或采用復合刀具。3、在單工位組合機床加工中，輔助時間不能和機動時間重疊。因此縮短輔助時間和機動時間成為提高生產率的關鍵，必要時采用提高生產率的先進工藝來解決。分析本工序,知本機床由于加工內容比較簡單，此組合機床采用臥式雙面單工位組合機床形式，并且采用夾具保證加工精度，以及復合刀具、成形銑刀對殼體上的三個孔和成形槽進行加工。2.6 組合機床的機床布局及結構說明組合機床布局安排是根據被加工零件的部位、種類及現場要求，設計被加工部位的加工工序圖，加工示意圖，設計出組合機床的機床合理布局及結構說明。本機床擬采取的布局安排如下：1、機床左側為單獨動力鏜刀主軸，單獨動力滑臺，側底座，臥式布置；2、右側為銑刀主軸結構，右側底座，單獨動力滑臺，溜板，臥式布置；3、中間部分為夾具體，移動工作臺，夾具采用螺栓連接布置在滑臺上；4、工件采用液壓夾緊，滑臺采用液壓滑臺和機械滑臺；5、機床床身盡可能縮短；6、機床底座的高度盡可能降低；7、濕式加工，注意排水，導軌應加防護。本組合機床布局如圖2.5所示：圖2.3 機床布局1-電動機 2-夾具部分 3-滑臺及動力部件 4-左側縱向滑臺 5-中間底座 6-右側縱向滑臺關于機床結構的說明：1、布局采用臥式布置，以避免切屑擠入前導向;2、在滿足加工需求的前提下，機床避免復雜的刀具，力求簡單和較高的通用化程度，這樣可以降低成本，提高工作可靠性；3、在一個工位上進行鏜孔和切槽兩個工序，工序集中，效率高，精度易于保證；4、夾具固定在移動工作臺上，對加工精度有一定的影響，查組合機床設計簡明手冊表3-3可知該類型的配置精度可達+-0.05mm，滿足了零件的加工工藝要求。5、本組合機床的移動工作臺裝配方向與機床主軸方向垂直，并且向機床的另一側傾斜，在機床的另一側則布置磁性排屑裝置和積屑車，這樣的配置很有利于排屑。第3章 組合機床動力部件的選擇工序內容本身決定了組合機床采用的動力部件的內容。對于鉆、擴、鏜孔等工序一般采用機械動力頭配多軸箱，或者采用動力箱、多軸箱和動力滑臺（機械或液壓）。后一種配置形式在應用上更為靈活，通用化程度更高一些。對于鏜孔工序還可以采用鏜孔車端面頭加動力滑臺，或者是專用的鏜孔多軸箱加動力滑臺。鏜孔車端面頭常用于工件只有一個孔及端面需要加工的情況。動力滑臺分為機械動力滑臺和液壓動力滑臺，液壓動力滑臺能在相當大的范圍內實現無級調速，在工作過程中可以方便的隨時調速，可獲得較大的進給力，過載保護簡單可靠，便于自動化控制，但是液壓油粘度受溫度的影響，容易漏油，進給量由于載荷的變化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定，維修比較麻煩且技術要求高；機械動力滑臺及機械動力頭進給穩(wěn)定，慢速無爬行，高速無振動，可降低加工工件的表面粗糙度，且易發(fā)現故障，維修技術要求較液壓動力滑臺的低。由于本組合機床要精鏜三個孔，切削力較大，并且需要保證深度；切槽加工余量較小，所以對于加工此殼體的組合機床采用雙面臥式加工結構，滑臺選擇機械動力滑臺和液壓動力滑臺并用，左側精鏜加工配置機械動力滑臺，右側切槽配置液壓動力滑臺。選用西德標準的DSS鏜削頭，SEME400、SEHY400滑臺，并配其他通用部件，如鑒于本加工鏜削頭速度較高，采用RTR100皮帶傳動裝置。選取依據如表3.1，表3.2所示：表3.1 滑臺參數 參數型號最大行程（mm）工進速度(mm/min)快進速度(m/min)工作電機功率轉速(kw.rpm)快進電機功率轉速(kw.rpm)最大進給力(KN)外形尺寸（長*寬*高）(mm)SEME40040014.2-3945.80.7513901.51400201885*699*3206302115*699*3202.23SEHY40063020-3006-19.381626*630*320所選用鏜削頭功率7.5kwP=1.873kw,扭矩600NmT=20.79Nm,滿足切削力和切削功率要求；配套滑臺、傳動裝置轉速也符合要求。表3.2 DSS鏜削頭參數鏜削頭型號主軸外伸長(mm)主軸端號(mm)主軸軸承軸徑(mm)最大扭矩(N.M)最大功率(KW)配套傳動裝置組成鏜車頭時的配套部件型號轉速范圍（R/min）車端面刀盤橫進給油缸前直徑后直徑型號最大直徑型號最大行程DSS100FK806(106.375)100806007.5RTR100280-3150PK250/50-6A50ZPL100*8080M160L250ZTR100100-650注：1、RTR為皮帶傳動裝置；ZTR為齒輪傳動裝置。2、DSS鏜削頭K表示短型；M表示標準型；L表示長型。 第4章 被加工零件工序圖被加工零件工序圖是根據制定的工藝方案，表示設計的組合機床所完成的工藝內容，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、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在機床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設計研制合同外，它是組合機床設計的具體依據，也是制造、使用、調整和檢驗機床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件圖的基礎上，突出本機床或自動線的加工內容，并作必要的說明而繪制的。其主要內容包括:1、被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸，以及與本工序機床設計有關部位的結構形狀和尺寸；2、加工用定位基準，夾壓部位及其方向已標出，以便以此進行夾具的定位支撐（包括輔助定位支撐）限位，夾緊，導向系統(tǒng)的設計；3、本道工序加工部位在圖中用粗實線畫出，要保證的加工部位尺寸的數值的下方畫有粗實線，表面粗糙度和同軸度要求也已表明；4、在備注中有被加工零件編號，名稱，材料，硬度及加工余量等信息；5、本工序加工為精鏜，不允許留有退刀痕跡。被加工零件工序圖詳見圖2.1。第5章 組合機床加工示意圖加工示意圖是在工藝方案初步確定的基礎上繪制的。是表達工藝方案具體內容的機床工藝方案圖，它是組合機床總體設計的主要圖紙之一，在組合機床總體及自動化線設計中占有相當重要地位。5.1 加工示意圖的作用加工示意圖直接表示出實現工藝的具體措施，是幫助我們進一步分析工藝方案和車床是否可行的基礎，零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件在機床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機床各部件間的相對位置關系，機床的工作行程及工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是組合機床設計的主要圖紙之一，在總體設計中占據重要地位。它是刀具、輔具、主軸箱、液壓電氣裝置設計及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺組合機床布局和性能的原始要求，同時還是調整機床、刀具及試車的依據。5.2 加工示意圖的內容加工示意圖應繪制成展開圖。先根據工藝要求按比例繪制工件的外形及加工部位的展開圖，對于那些距離很近而且需要加工的孔，要按嚴格的比例相鄰的展開畫出，使人能清楚地看出相鄰刀具、導向機構、專用工具及主軸等是否相撞，然后按工件加工要求擬定工藝方案和選用刀具、主軸、連桿及專用工具、切削用量、工序余量等進行繪制。因此加工示意圖應包含的內容有：1、應反映機床的加工方法、加工條件及加工過程。2、根據加工部位特點及加工要求，決定刀具類型、數量、結構、尺寸（直徑和長度）。3、決定主軸的結構類型、規(guī)格尺寸及外伸長度。4、選擇標準的或設計專用的接桿、浮動卡頭、導向裝置、攻絲靠模裝置、刀桿托架等，并決定它們的結構、參數及尺寸。5、標明主軸、接桿（卡頭）、夾具（導向）與工件之間的聯系尺寸、配合及精度。6、根據機床要求的生產率及刀具、被加工零件材料特點等，合理確定并標注各主軸的切削用量。7、決定機床動力部件的工作行程及工作循環(huán)。在本組合機床設計中，工件的定位基準面是朝左的，被加工部位的尺寸形狀可參照零件工序圖的k-k剖視圖。工件的左邊布置三把鏜刀裝在一根鏜桿上的復合刀具，一次進給即可鏜削三孔，右邊布置的是成形刀，用于切槽。5.3 加工示意圖的畫法及注意事項1、加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細實線繪出工件加工部位和局部結構的展開圖，加工表面用粗實線畫。為簡化設計，相同加工部位的加工示意（指對同一規(guī)格的孔加工，所用刀具、導向、主軸、接桿等的規(guī)格尺寸、精度完全相同），允許只表示其中之一，亦即同一主軸箱上結構尺寸相同的主軸可只畫一根。但必須在主軸上標注軸號（與工件孔號相對應）。2、一般情況下，在加工示意圖上，主軸分布可不按真實距離繪制。當被加工孔間距很小或需設置徑向結構尺寸較大的導向裝置時，相鄰主軸必須嚴格按比例繪制，以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導向是否干涉。3、主軸應從鏜削頭端面畫起。刀具畫加工終了位置（攻絲加工則應畫開始位置）。標準的通用結構只畫外形輪廓，但須加注規(guī)格代號。對一些專用結構，如成形刀，為顯示其結構而必須剖視，并標注尺寸、精度及配合。5.4 導向結構的選擇組合機床加工孔時，除采用剛性主軸加工方案外，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導向裝置來保證的。導向裝置還可以保證各刀具相互間的正確位置，提高刀具系統(tǒng)的支撐剛性。因此，正確的選擇導向結構和確定導向類型、參數、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問題。因為個鏜刀的線速度都超過了20m/min,且各鏜刀的直徑都在25mm以上，所以使用旋轉式導向裝置。表5.1 內滾式旋轉導向裝置加工要求導向長度L軸承形式軸承精度導向配合精加工180mm向心推力球軸承CDd1d2鏜桿導向部分外徑H6k6j5h5選用內滾式導向裝置結構，查組