组合机床论文35057

1、摘 要：组合机床的特点是，设计制造周期短，加工效率高，成本低，加工质量好，自动化程度高，在大批大量生产中广泛运用。 本课题先对零件进行工艺分析，确定其工艺路线，然后针对变速箱壳体端面上280孔镗削这一特定工序而设计的一台专用双面镗卧式组合机床。设计中，在充分数据计算出切削用量的基础上对标准通用部件做了仔细选择，设计出组合机床的总体结构，并依据被加工零件的结构特点，加工部位的尺寸精度，表面粗糙度要求，选择合适的定位夹紧方式，设计了结构合理的夹具。关键词：组合机床,箱体零件，镗削头,夹具abstract：machine tool is characterized by design and man

2、ufacturing cycle is short, processing efficiency, low cost, good processing quality, high degree of automation in a large number of widely used in mass production.first on the parts of the project process analysis to determine their process route, and then for the gearbox housing end surface 2 80 ho

3、le boring process designed this particular special two-sided a horizontal boring machine tool. design, calculated in the full data on the basis of cutting parts made of standard universal carefully selected to design the overall structure of machine tool, and based on structural features of the part

4、 to be machined, machining parts of the dimensional accuracy, surface roughness,select the appropriate positioning clamp method was designed structured fixture.keyword: machine tool, box parts, boring head, fixture1 引 言1.1 组合机床概述组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。组合机床是当前机械制造业实现产品更新

5、，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件。生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。1.2 组合机床发展组合机床自1911年在美国研制成功后便广泛的应用于大批量生产的汽车工业中，并且随着汽车工业的发展而逐步完善。组合机床是根据被加工件的工艺要求，按照工序高度集中的原则而设计的，并以系列化，标准化得通用部件为基础，配以少量专用部件而组成的专用设备，并配以专用夹具，采用

6、多把刀具同时进行加工。组合机床的辅助工作实现了自动化，具有专用，高效，自动化和易于保证加工精度。当被加工的零件尺寸结构有所改进时，组合机床的通用零部件还可以重新被利用组成新的组合机床，且具有一定的柔性度。在数控设备还没有普及和推广的几十年里，它对于提高加工效率，降低对操作者得技术要求起到了很大的作用，尤其是组合铣床和专用钻床。近几年来，由于国家加大基础设施的投入，工程机械需求呈现了强劲的增长势头，部分生产厂家呈现一年翻一番的发展形势，虽然国家因出现局部经济过热而采取对钢材，建材，电解铝等行业进行调控，但很多重点工程都陆续开工上马，工程机械虽不会出现过热现象，但今后几年仍然会维持较大程度的增长态

7、势。国内工程机械同进口产品相比，其特点是价位低，产品稳定性差，可靠性差，零件加工手段落后。随着国家对世贸承诺的逐步实现，价格的竞争优势也逐渐减少。随着技术的不断进步，一种新型的组合机床柔性组合机床越来越受人们的亲睐，它应用多为主轴箱，可换主轴箱，编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（plc），数字控制（nc）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多种加工的可调可变的组合机床。另外，今年来组合机床加工中心，数控组合机床，机床辅机等在组合机床中所占份额也越来越大。 从80年代来，国外组合机床在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合成套和具备柔性的方向发展，组合机床的加工精度

8、，多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性进展，实现了机床工作程序软件化，工序高度集中，高效接配和过功能知道监控。1.3 机床设计的目的、内容、要求1.3.1设计的目的本毕业设计，其目的在于通过设计双面镗组合机床及夹具，使我们在本次设计过程中，得到设计构思、方案的分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养基本的设计方法，并培养了自己具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。1.3.2 设计内容与要求1、翻译外文文献资料，译出汉字不少于5千； 2、完成零件图的二维绘制；3、完成零件的工艺分析和工艺综合卡

9、绘制；4、完成组合机床总体结构设计（工序图、加工示意图、尺寸联系图）；5、完成夹具的二维三维设计； 6、编写设计说明书，字数不少于1.2万。2 组合机床的总体设计2.1整个零件的工艺分析 工艺分析是设计组合机床最重要的一步，必须认真分析被加工零件的工艺过程。深入现场全面了解被加工零件的结构特点，加工部位，夹紧方式，工艺方法和加工过程所用的刀具，切削用量及生产率等。零件工艺分析如下：1）该零件为减速器箱体，材料要求为铸铁，即ht200的灰铸铁，故选用铸造件为毛坯件。根据加工工艺手册铸铁件机械加工余量要求，在各项加工尺寸的情况下考虑到各加工表面以及孔的的加工余量，可确定铸造件的各项尺寸为，前后面距

10、离264mm，左右面距离237mm,上下面距离289mm，台阶高度53.5mm, 700+0.030mm的底孔为67， 800+0.035mm的底孔为77mm，94mm及84mm的底孔为81mm。2）由于铸铁并不能完全符合零件性能要求，故对铸造件进行热处理使其满足零件各项要求和加工性能。3）在大批量生产中，铸造完的毛坯件并不能马上加工，所以要对其进行表面处理，涂防锈漆。4）由于后续各项加工绝大部分以底面和底面上两销孔，既一面两销定位的，所以要先粗精铣底平面，以便为后续加工作为基准。由于底面为定位基准面，需要较高的精度要求，所以要粗精铣，已达到定位基准的精度要求。底面加工时，以顶面为粗基准进行加

11、工。根据加工工艺手册考虑到上表面的加工余量，根据推荐值，粗铣的切削深度为ap=3mm，一次走刀以提高生产率，进给量为f=1.6mm/r，刀具转速n=600r/min所选刀具为yg6、200mm端面铣刀, 根据切削速度公式（1-1）可得 ： （1-1） 。精加工时根据手册推荐值，选取切削深度为0.5mm，进给量为0.3mm/r，主轴转速n=750r/min，根据切削速度公式（1-1）可得：。5）随后以底面与一侧面为基准加工定位锥销孔，首先用15mm的yg8麻花钻钻一底孔，机床主轴转速为n=750r/min,进给量为f=0.4mm/r，根据切削速度公式（1-1）可得：。而锥孔的加工采用手动加工铰锥

12、孔。6）上平面的表面粗糙度要求为3.2，而加工余量为3.5mm，故采用与上表面相似的加工方法，以底平面为定位基准，粗铣的切削深度为ap=3mm，一次走刀以提高生产率，进给量为f=1.2mm/r，刀具转速n=600r/min，所选刀具为yg8、100mm端面铣刀,根据切削速度公式（1-1）可得： 。精加工时根据手册推荐值，选取切削深度为ap=0.5mm，进给量为f=0.8mm/r，主轴转速n=750r/min，根据切削速度公式（1-1）可得：。7)侧面的表面粗糙度要求均为3.2，且上面要进行螺纹孔的加工，所以要先粗铣，再精铣，左右侧面的加工余量为1.5mm，故粗铣时切削深度为ap=1mm，进给量

13、为f=1.6mm，主轴转速选为n=300r/min,选取刀具为yg6、160mm端面铣刀，根据切削速度公式（1-1）可得：。8)前后侧面与左右侧面加工方法与刀具、切削用量等完全相同，即故粗铣时切削深度为ap=1mm，进给量为f=1.6mm，主轴转速选为n=300r/min, 选取刀具为yg6、160mm端面铣刀，根据切削速度公式（1-1）可得：。9) 台阶面只有高度尺寸要求，无精度要求你，粗铣便可达到要求，台阶面加工余量为2mm，一次切削即可切削完成，即切削深度为ap=2mm，进给量为f=1.2mm，主轴转速300r/min，选取刀具为yg6、100mm端面铣刀，根据切削速度公式（1-1）可得

14、：。10) 镗700+0.030mm的孔，该孔内表面粗糙度要求为1.6，且该孔轴线与94mm的孔轴线有垂直度要求，所以该孔要粗镗、半精镗、精镗。本工序只进行粗镗与半精镗的加工，该孔加工余量为1.5mm，故粗镗时的切削深度为ap=1mm，进给量为f=0.4mm，主轴转速n=200r/min，选取yg6硬质合金刀具，根据切削速度公式（1-1）可得：。半精镗切削深度选为ap=0.3mm，进给量为f=0.3mm，主轴转速选为n=250r/min，选取yg6硬质合金刀具，根据切削速度公式（1-1）可得：。根据选定的切削用量（主要指切削速度v及进给量f）确定切削力，作为选择动力部件（滑台）及夹具设计的依据

15、；确定切削扭矩，用以确定主轴及其它传动件（齿轮，传动轴等）的尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电动（一般指动力箱）功率，通过查表计算如下：布氏硬度：hb =hbmax(hbmaxhbmin) （1-2） =210(210160) =193 圆周力： （1-3） =51.4110.751930.55 = 921n轴向切削力： （1-4） =0.5111.210.651931.5 =1336n切削扭矩： （1-5） =25.769110.751930.55 =32.1n.m切削功率： （1-6） =9211.8.4/62100 =1.61kw 式中：hb布氏硬度 轴向切削力（n） 圆周力（n） d

16、钻头直径（mm） 每转进给量（mm/r） t切削扭矩(nm) v切削速度（m/min） p切削功率(kw) 11) 该工序是本设计所要加工的工序，故所有的计算在下文。12)镗孔锪端面，即采用组合刀具对孔与端面一次性加工完成，可在保证加工精度的前提下大大提高加工效率。本工序内有垂直度要求的基准孔及端面圆跳动的基准面，精度要求较高，所以要进行粗加工，半精加工及精加工。本次同样只进行粗及半精加工。刀具选用硬质合金组合刀具，切削深度选为ap=1mm，进给量为f=1mm，主轴转速选为n=500r/min，根据切削速度公式（1-1）可得：镗大孔：；镗小孔：；锪端面：。半精加工时切削深度选为ap=0.3mm

17、，进给量为f=0.35mm，主轴转速选为n=600r/min，根据切削速度公式（1-1）可得：镗大孔：；镗小孔：。13)由于侧面加工精度要求很高，且表面要进行孔的钻削加工，所以进行左右侧面的精加工，切削深度选为ap=0.5mm，进给量为f=0.3mm，主轴转速选为n=750r/min，选取刀具为yg6、160mm端面铣刀，根据切削速度公式（1-1）可得：。14)前后侧面与左右侧面加工情况完全相同，即切削深度选为ap=0.5mm，进给量为f=0.3mm，主轴转速选为n=750r/min，选取刀具为yg6、160mm端面铣刀，根据切削速度公式（1-1）可得：。15)精镗700+0.030的孔，由于

18、孔的精度要求较高，所以前面工序留有加工余量较小，即ap=0.2mm，选取进给量为f=0.15mm，主轴转速选为n=750r/min，选取刀具为yg6硬质合金刀具，根据切削速度公式（1-1）可得：。16) 精镗800+0.035的孔，由于孔的精度要求较高，所以前面工序留有加工余量较小，即ap=0.2mm，选取进给量为f=0.15mm，主轴转速选为n=750r/min，选取刀具为yg6硬质合金刀具，根据切削速度公式（1-1）可得：。17)组合刀具钻扩锪阶梯孔本道工序所加工的孔无较高精度要求，所以可以一次性加工完成，刀具选取高速钢复合刀具，选取进给量为f=0.3mm，主轴转速选为n=350r/min

19、，根据切削速度公式（1-1）可得：14mm的孔：;20mm的孔：18)用组合机床在左右侧面钻削8个m10的螺纹底孔，底孔为9mm，选取yg8硬质合金麻花钻，ap=4.5mm，选取进给量为f=0.25mm，主轴转速选为n=850r/min，根据切削速度公式（1-1）可得：。19) 用组合机床在前后面钻削6个m10的螺纹底孔，底孔为9mm，选取yg8硬质合金麻花钻，ap=4.5mm，选取进给量为f=0.25mm，主轴转速选为n=850r/min，根据切削速度公式（1-1）可得：。20) 用组合机床在上平面钻削4个m10的螺纹底孔，底孔为9mm，选取yg8硬质合金麻花钻，ap=4.5mm，选取进给量

20、为f=0.25mm，主轴转速选为n=850r/min，根据切削速度公式（1-1）可得：。21) 用组合机床在底平面钻削3个m10的螺纹底孔，底孔为9mm，选取yg8硬质合金麻花钻，ap=4.5mm，选取进给量为f=0.25mm，主轴转速选为n=850r/min，根据切削速度公式（1-1）可得：。22) 用组合机床对左右侧面的螺纹底孔攻丝，刀具选用矾钢机动丝锥进给量为f=1mm，主轴转速选为n=40r/min，根据切削速度公式（1-1）可得：。23) 用组合机床对前后面的螺纹底孔攻丝，刀具选用矾钢机动丝锥进给量为f=1mm，主轴转速选为n=40r/min，根据切削速度公式（1-1）可得：。24)

21、 用组合机床对上平面的螺纹底孔攻丝，刀具选用矾钢机动丝锥进给量为f=1mm，主轴转速选为n=40r/min，根据切削速度公式（1-1）可得：。25) 用组合机床对底面的螺纹底孔攻丝，刀具选用矾钢机动丝锥进给量为f=1mm，主轴转速选为n=40r/min，根据切削速度公式（1-1）可得：。26)所有机加工均已完成后，要对零件进行检查，去毛刺等处理，合合格后为成品零件。以上零件的工艺分析，所查的数据级所取定的各项加工条件、加工要求等，均以大批量生产为为前提进行的，所查的数据来至机械加工工艺手册的推荐值及经验值，所以所得的各项数据均满足实际生产要求。本课题主要针对前后面6个螺纹底孔的钻削加工进行的组

22、合机床的设计工作，经考证，各项加工数据均满足加工精度要求及加工经济精度要求，符合实际生产加工。减速器箱体零件加工工艺路线见表2-1.表2-1 零件加工路线表工序号工序安装（工位）工步工序说明1铸造铸造毛坯件，前后面距离264mm，左右面距离237mm,上下面距离289mm，台阶高度40.5mm, 700+0.030 mm的底孔为67，800+0.035 mm的底孔为77mm，94mm及84mm的底孔为81mm。2热处理铸件正火处理3表面处理清砂，去边刺，涂防锈漆4铣底平面安装1粗铣底平面铣削至距顶面264mm精铣底平面铣削至顶面263.5mm5锥孔加工安装1钻锥孔钻15的孔安装2绞锥孔用专用铰

23、刀加工成20锥孔6铣上平面安装1粗铣上平面铣削至底面282.5mm精铣上平面铣削至底面282mm7粗铣左右侧面安装1铣削至左右面距离235mm8粗铣前后侧面安装1铣削至前后面距离261mm9粗铣台阶面安装1铣削至台阶高为35mm10镗70的孔安装1粗镗700+0.030的孔粗镗孔至69半精镗700+0.030的孔半精镗至69.611镗80的孔安装1粗镗800+0.035的孔粗镗至79mm半精镗800+0.035的孔半精镗至79.6mm12镗孔，鍃端面安装1粗镗阶梯孔，鍃150平面粗镗孔至大孔93mm，深88mm, 小孔83mm，鍃平面至150mm，深3mm半精镗阶梯孔及孔内阶梯面半精镗之大孔9

24、3.6mm，深89mm，小孔83.6mm13精铣左右侧面安装1精铣左右面至尺寸234mm14精铣前后侧面安装1精铣前后面至尺寸260mm15精镗的孔安装1精镗至700+0.030mm16精镗的孔安装1精镗至800+0.035mm17精镗阶梯孔及孔内阶梯面安装1精镗至大孔940+0.035，深90mm，小孔8418钻扩锪6个阶梯孔安装1复合刀具加工，至孔径为14、2019钻左右面8个螺纹底孔安装1钻至920钻前后面6个螺纹底孔安装1钻至921钻上平面 4个螺纹底孔安装1钻至922钻顶面3个螺纹底孔安装1钻至923攻丝8孔m10安装1攻丝至m1024攻丝6孔m10安装1攻丝至m1025攻丝5孔m1

25、0安装1攻丝至m1026去毛刺27检验2.2 组合机床方案的制定2.2.1制定工艺方案零件加工工艺将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。所以，在制定工艺方案时，必须计算分析被加工零件图，并深入现场了解零件的形状、大小、材料、硬度、刚度，加工部位的结构特点加工精度，表面粗糙度，以及定位，夹紧方法，工艺过程，所采用的刀具及切削用量，生产率要求，现场所采用的环境和条件等等。并收集国内外有关技术资料，制定出合理的工艺方案。根据被加工被零件（箱体）的零件图（图1），双面镗两个孔的工艺过程。图1(1) 加工孔的主要技术要求。粗镗两个对称的孔，至79；孔离底面的高度为1640.1，离侧面的

26、距离为100；工件材料为ht200，hb160210； (2) 工艺分析加工该孔时，孔的位置公差为0.2mm，两个孔刚好是对称的，所以可以用双面对称加工当被加工孔直径在40mm以上时，组合机床上多采用镗削方法加工，而加工的孔的直径7940,所以用镗削的加工方法组合机床上镗孔可达21级精度，光洁度在6级左右，孔间的位置精度能达到0.0250.05mm，用一根镗杆镗削几层孔时，孔的不同轴度可以保证在0.0150.02mm范围内，当分别用两根镗杆从两端加工时，孔的不同轴度可以达到0.030.05mm，孔的同轴度要求不高，且只需要加工两个孔，所以用两根镗杆加工孔毛坯是铸造出来的，一般第一步加工都是粗镗

27、的加工方法 (3) 定位基准及夹紧点的选择箱体零件是机械制造业中加工工序多，劳动量大，精度要求搞的关键零件，这类工件一般都有精度高的孔要加工，又常常要在几次安装下进行。“一面两孔”是这类箱体零件在组合机床上加工时常用的典型定位方法，其特点如下：1“一面两孔”的定位方法很简便的清除工件的六个自由度，使工件获得稳定的固定位置。2“一面两孔”的定位方法，有同事加工五个面的可能，既能高度的集中加工工序，又有利于提高各个面上孔的位置精度。3“一面两孔”的定位方法可以作为从粗加工到精加工的全部工序加工的基准，使整个工艺过程实现基准统一。4“一面两孔”的定位方法使夹紧方便，夹紧机构简单。容易使夹紧力对准支承

28、，消除夹紧力引起工件变形对加工精度的影响。5“一面两孔”的定位方法易于实现自动化定位，并有利于防止切落入基面。为了保证箱体零件的加工精度及技术要求，工艺基面必须规定相应的公差。定位孔直径不宜太小，太小时，定位销很细，加工中易受力长生较大的变形，甚至装卸工件时亦易碰坏。根据箱体零件的大小，定位销孔径一般应在1225mm的范围内，按工件重量的大小参考下列数值 表2-1工件重量（kg）100定位销孔直径（mm）12162025由于工件大体重量为70kg，所以选用20的孔。在镗孔时，已经加工好了一个面和两个锥孔，可以用一面两孔的定位方案，且此时的孔用20锥孔，下底面作为定位的基准面。销孔的精度一般为2

29、级，两销孔中心距（l）远一些较好，其公差一般为0.030.01mm，定位平面力求大一些，理想的是使切削力均能落在定位平面之内，定位平面的光洁度一般为56，不平直度为0.050.1mm。因为是箱体，夹紧点的选择简单，这里选择中间点。2.2.2确定工序间余量为使加工过程顺利进行并稳定的保证加工精度，必须合理地确定工序余量。该零件需要成批大量生产，且一般箱体都是用砂型机器造型的铸造方法，按照机械加工工艺手册可以查到，其机械加工余量等级9g，对于箱体零件80的孔来说，其每一侧加工余量数值为1.5mm。一般在工厂中对零件的粗加工都是尽量一步到位，这样可以减少加工成本，提高加工效率。此次粗镗所加工的深度为

30、1mm，运用的量具是最常见的游标卡尺（游标卡尺最大规格，可测量1000mm），用tg6的硬质合金钢刀具来加工。查组合机床设计简明手册得，铸件粗镗孔加工用量，刀具一般用的是硬质合金yg6，v 在3550m/min范围内，在0.41.5mm/r范围内，取v=45m/min， =1mm/r根据公式 （2-1） 式中n机床的转速；d加工孔的直径。得n=181r/min 通过查机械加工工艺手册中机床的转速得，n取200r/min根据公式 （2-2）得v=48.72m/min满足在3550m/min范围内。基本时间t是直接用于改变工件的尺寸、形状和表面质量所需要的时间，包括刀具的趋近、切入、切削和切出等时

31、间。辅助时间用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，装卸工件时间和有关工步辅助时间，有关工步辅助时间是指启动和停止机床、改变切削用量、对刀、试切和测量工件等各种有关工步辅助动作所消耗的时间。根据公式 （2-3） 式中 刀具工进的距离工作进给长度的确定，工作进给长度（见上图），应等于加工部位长度l(多轴加工时按最长孔计算)与刀具切入长度和切出长度 之和。即，切入长度一般为510mm，根据工件端面的误差情况确定。切出长度参见表如下表2-2 切出长度工序名称钻孔扩孔绞孔镗孔攻螺纹切出长度101510155105+由工件零件分析可得到，l为30，为5，为10。由公式得为45，由公式

32、3可得到，t=0.23min。计算辅助时间查表可得下面的数据表2-3辅助时间项目t68项目t68首项末项常量部分开车0.03变量部分进退工作台0.100.70停车0.03游标卡尺测量0.150.40装卸刀具0.15清理铁屑0.200.20且查镗床的装卸工件时间，因为工件是装在镗模夹具上的，工件太重，一般用天车来吊运、工件最大的外形尺寸为360mm，无需找正，的装卸工件时间为5min。综上可得，为6.36min。2.2.3确定切削力、切削扭矩、切削功率根据选定的切削用量（主要指切削速度v及进给量f）确定切削力，作为选择动力部件（滑台）及夹具设计的依据；确定切削扭矩，用以确定主轴及其它传动件（齿轮

33、，传动轴等）的尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电动（一般指动力箱）功率，通过查表计算如下：布氏硬度：hb =hbmax(hbmaxhbmin) （2-4） =210(210160) =193圆周力： （2-5） =51.4110.751930.55 = 921n.轴向切削力： （2-6） =0.5111.210.651931.5 =1336n切削扭矩： （2-7） =25.779110.751930.55 =32.7n.m切削功率： （2-8） =92148.7/62100 =0.74kw 式中：hb布氏硬度 轴向切削力（n） 圆周力（n） d钻头直径（mm） 每转进给量（mm/r） t切削

34、扭矩(nm) v切削速度（m/min） p切削功率(kw) 2.3 确定机床的配置形式通常根据工件的结构特点，加工要求，生产率和工艺过程方案等，大体上就可以确定应采用哪种基本形式的组合机床。但在基本形式的基础上，由于工艺的组织，动力头的不同配置方法，零件安装数目和工位数多少等具体安排不同，而具有多种配置方案。它们对机床的结构复杂程度，通用化程度，结构工艺性能，重新调整的可能性以及经济效果，还有维修操作是否方便等，都具有不同的影响。另外，还必须看到，就是在有些情况下，对于工艺过程方案做不大的更改或重新安排，往往会使机床简单，工作可靠，结构紧凑，更符合多快好省的要求。因此，在最后决定机床配置形式和

35、结构方案时，必须注意下面一些问题：a加工精度要求的影响；b机床生产率的影响；c被加工零件的大小，形状加工部位特点的影响；d车间布置情况的影响；e工艺间联系情况的影响；f使用厂的技术后方和自然条件的影响。被加工零件的特点在很大程度上决定了机床的配置形式。2.3.1 不同配置形式组合机床的特点及适应性单工位组合机床通常是用于加工一个或两个工件，特别适用于大中型箱体件的加工。根据配置动力部件的数量，这类机床可以从单面或同时从几个方面对工件进行加工。各种形式的单工位组合机床具有固定的夹具。通常可以安装一个工件特别适合于大中型零件的加工。本设计的零件较大，需要加工的孔径较多，基于这点考虑，本设计采用单工

36、位组合机床是合适的。多工位组合机床主要适用于中小型零件。2.3.2 不同配置形式组合机床的加工精度在组合机床上影响加工精度的因素很多，一般分为与切削负荷无关的误差（如机床原始误差，工件安装误差，夹具与刀具的误差，其它偶然性误差等）和与切削负荷有关的误差（如夹压变形，热变形，刀具磨损所引起的误差和其他偶然性误差）。组合机床加工精度通常是靠夹具来保证的，我们也可以把影响加工精度的因素分为加工误差和夹具误差两大类。那么现在的问题在于确定夹具误差和加工误差的比例，这个问题的解决通常是根据经验数据来进行机床配置形式的选择。一般从固定式夹具组合机床的加工精度和移动式夹具组合机床的加工精度来考虑。固定式夹具

37、单工位组合机床加工精度最高。这种机床由于零件采用固定导向的位置度可以达到0.2mm。可见这种形式的组合机床加工此零件能稳定的保证加工精度。2.3.3 选择机床配置形式应注意的问题a 适当提高工序集中程度在确定机床的配置形式和结构方案时，要合理解决工序集中程度的问题。在一个动力头上安装多轴，同时加工多孔来集中工序，是组合机床最基本的方法，在一台机床主轴数量有达200根左右的。但是，也不应无限制地增加主轴数量，要考虑到动力头及主轴箱的性能和尺寸，并保证调整和更换刀具的方便性。这些在以后的设计中药得以解决。b 注意排屑和操作使用的方便性排除切屑和操作使用的方便性对机床方案也有影响。c 夹具形式对机床

38、配置形式的影响选择机床配置形式时要注意考虑夹具结构的实现可能性和工作的可靠性，在决定加工一个工件的成套流水线上个机床的型式时，还应注意的是机床与夹具的型式尽量一致，尤其是粗加工机床。这样不仅有利于保证加工精度，而且便于设计，制造和维修，也提高了机床之间的通用化程度。d 另外还应具有一定的成产批量3 双面镗组合机床总设计“三图一卡”的编制前面对双面镗组合机床工艺方案及配置型式、结构方案确定的有关问题，它是双面镗组合机床总体设计的重要内容。下面就以镗床加工箱体总体设计的另一个问题，既总体设计方案的图纸表达形式“三图一卡”设计，其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、编制生产率

39、卡。3.1被加工零件工序图1、被加工零件工序图的作用及内容被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台组合机床完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹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状况的图纸，它不能用用户提供的图纸代替，而是在原零件图基础上，突出本机床的加工的内容，加上必要的说明绘制成的。它是组合机床设计的主要依据，也是制造、使用、检验和调整机床的重要技术文件。图上主要内容：（1）被加工零件的形状，主要外廓尺寸和本机床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技术要求，以及对上道工序的技术要求等。（2）本工序所选定

40、的定位基准、夹紧部位及夹紧方向。（3）加工时如需要中间向导，应表示出工件与中间向导有关部位结构和尺寸，以便检查工件、夹具、刀具之间是否相互干涉。（4）被加工零件的名称、编号、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。2、绘制被加工零件工序图的注意事项（1）为了使被加工零件工序图清晰明了，一定要图出被本机床的加工内容。绘制时，应按一定的比例，选择足够的视图及剖视图，突出加工部位（用粗实线），并把零件轮廓及与机床、夹具设计有关部位（用细实线）表清楚，凡本道工序保证的尺寸、角度等，均应在尺寸数值下方面用粗实线标记。（2）加工部位的位置尺寸应由定位基准注起，为便于加工及检查，尺寸应采用直角坐标系标出，而不采

41、用极坐标，但有时因所选定位基准与设计基准不重合，则须对加工部位要求位置尺寸精度进行分析换算。3.2 加工示意图1、加工示意图的作用和内容加工示意图是被加工零件工艺方案在图样上的反映，表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具的布置以及工件、夹具、刀具的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等，是刀具、夹具、多轴箱、电气和液压系统设计选择动力部件的主要依据，是整台组合机床布局形式的原始要求，也是调整机床和刀具所必需的重要文件。图23为箱盖上4孔立式钻床加工示意图。在图上应标注的内容：（1）机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程。（2）工件、夹具、刀具及多轴箱端面之间的距离等。（3）主轴的结构类

42、型，尺寸及外伸长度；刀具类型，数量和结构尺寸、接杆、导向装置的结构尺寸；刀具与导向置的配合，刀具、接杆、主轴之间的连接方式，刀具应按加工终了位置绘制。2、绘制加工示意图之前的有关计算（1）刀具的选择 刀具选择考虑加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生产率要求等因素。刀具的选择前已述及，此处就不在追述了。（2）导向套的选择 在组合机床上加工孔，除用刚性主轴的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取决于夹具导向。因此正确选择导向装置的类型，合理确定其尺寸、精度，是设计组合机床的重要内容，也是绘制加工示意图时必须解决的内容。1）选择导向类型 根据刀具导向部分直径d=79mm和刀具导向的线速度v=48.7

43、m/min，参考组合机床设计简明手册选择固定式的。2）导向套的参数 根据刀具的直径选择固定导向装置（3）初定主轴类型、尺寸、外伸长度 因为我们选的是非刚性主轴，所以=1/2,得b=6.2根据刚性条件计算主轴的直径为：db （3-1）=6.2=27.5mm式中：d轴直径（mm）t轴所承受的转矩（nm）b系数本设计中所有主轴直径皆取d=30mm,主轴外伸长度为：l=75mm，d/为50/36（4）选择刀具接杆 由以上可知，为了提高加工精度、减少主轴位置误差和主轴振摆对加工精度的影响，在采用长导向或双导向和多导向进行镗时，一般孔的位置精度靠夹具保证。为避免主轴与夹具导套不同轴而引起的刀杆“别劲”现象

44、影响加工精度，均可采用浮动卡头， 连接杆上的尺寸d与主轴外伸长度的内孔d配合，因此，根据接杆直径d选择刀具浮动卡头参数如表24所示：表3-1 浮动卡头的尺寸（mm）d(h6)dpdd1ll1l236tr36322482108575（5）标注联系尺寸首先从同一多轴箱上所有刀具中找出影响联系尺寸的关键刀具，使其接杆最短，以获得加工终了时多轴箱前端面到工件端面之间所需的最小距离，并据此确定全部刀具、卡头、导向托架及工件之间的联系尺寸。主轴端部须标注外径和孔径（d/d）、外伸长度l；刀具结构尺寸须标注直径和长度；导向结构尺寸应标注直径、长度、配合；工件至夹具之间的尺寸须标注工件离导套端面的距离；还须标

45、注托架与夹具之间的尺寸、工件本身以及加工部件的尺寸和精度等。（6）标注切削用量 各主轴的切削用量应标注在相应主轴后面，其内同包括：主轴转速n、相应刀具的切削速度v、进给量f （7）动力部件工作循环及行程的确定 动力部件的工作循环是指加工时，动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置，又返回到原位的工作过程。一般包括快速引进、工作进给和快速退回等动作。有时还有中间停止、多次往复进给、跳跃进给、死挡铁停留等。1）工作进给长度的确定，这个在前面已经计算出了。2）快进长度的确定 快速引进是指动力部件把刀具送到工作进给位置，其长度按具体情况确定。在加工双层或多层壁孔径相同的同轴孔系时，可采用跳跃进给循环进

46、行加工，即在加工完一层壁后，动力部件再次快速引进到位，在加工第二层壁孔，以缩短循环时间。这里取快速进给长度90mm3）快速退回长度的确定快速退回的长度等于快速引进和工作进给长度之和。一般在固定式夹具钻，扩，镗孔的机床上，动力部件快速退回的行程，只要把所有刀具都退至导套内，不影响工作的装卸就行了。这里取快退进给长度为快进长度加上工进长度，即90+45=135mm 4)动力部件总行程的确定动力部件的总行程除了满足工作循环向前和向后所需的行程外，还要考虑因刀具磨损或补偿制造、安装误差，动力部件能够向前调节的距离（即前备量）和刀具装卸以及刀具从接杆中或接杆连同刀具一起从主轴孔中取出时，动力部件需后退的

47、距离（刀具退离夹具导套外端面的距离应大于接杆插入主轴孔内或刀具插入接杆孔内的长度，即后备量）。因此，动力部件的总行程为快退行程与前后备量之量。 3.3 机床联系尺寸图1、联系尺寸图的作用和内容一般来说，组合机床是由标准的通用部件动力箱、动力滑台、立柱、立柱底座加上专用部件多轴箱、刀、辅具系统、夹具、液、电、冷却、润滑、排屑系统组合而成。联系尺寸图用来表示机床各组成部件的相互装配和运动关系，以检验机床各部件的相对位置及尺寸联系是否满足要求，通用部件的选择是否合适，并为进一步开展主轴箱、夹具等专用部件、零件的设计提供依据。联系尺寸图也可以看成是简化的机床总图，它表示机床的配置型式及总体布局。如图2

48、8所示，机床联系尺寸图的内容包括机床的布局形式，通用部件的型号、规格、动力部件的运动尺寸和所用电动机的主要参数、工件与各部件间的主要联系尺寸，专用部件的轮廓尺寸等。2、选用动力部件动力部件的选择主要是确定动力箱（或各种工艺切削头）和动力滑台，选用动力部件主要选择型号、规格合适的动力滑台。（1）滑台的选用 通常，根据滑台的驱动方式、所需进给力、进给速度、最大行程长度和加工精度等因素来选用合适的滑台。1）驱动形式的确定 根据对液压滑台和机械滑台的性能特点比较，并结合具体的加工要求，使用条件选择hy系列液压滑台。2）确定轴向进给力 滑台所需的进给力= （3-2）=11336=1336n 式中：各主轴

49、加工时所产生的轴向力由于滑台工作时，除了克服各主轴的轴的向力外，还要克服滑台移动时所产生的摩擦力。因而选择滑台的最大进给力应大于20kn。3）确定进给速度 液压滑台的工作进给速度规定一定范围内无级调速，对液压滑台确定切削用量时所规定的工作进给速度应大于滑台最小工作进给速度的0.51倍;液压进给系统中采用应力继电器时，实际进给速度应更大一些。本系统中进给速度=nf=2001=200mm/min。所以选择1hy40液压滑台，工作进给速度范围12.5500mm/min，快速速度8m/min。4）确定滑台行程 滑台的行程除保证足够的工作行程外，还应留有前备量和后备量。前备量的作用是动力部件有一定的向前

50、移动的余地，以弥补机床的制造误差以及刀具磨损后能向前调整。本系统前备量为30mm，后备量的作用是使动力部件有一定的向后移动的余地，为方便装卸刀具，这是取220mm,所以滑台总行程应大于工作行程，前备量，后备量之和。即：行程l=135+30+235=306mm，取l400mm。综合上述条件，确定液压动力滑台型号1hy40。（2）由下式估镗削头的选用 镗削头主要依据刀具所需的电动机功率来选用，可算 （3-3）0.720.850.85kw式中：镗削头的传动效率，本系统加工ht21-40 jb307-62，取0.85镗削头的电动机功率应大于计算功率，并结合主轴要求的转速大小选择。因此，选用电动机功率为1.1kw的1ta16镗削头，主轴前轴承轴径为55mm。其技术参数入下表：表3-2 1ta16的技术参数1ta16皮带顶置尾置手柄型号转速型号转速型号转速型号转速1ng16100040001ngb161005001nge162501250因为n=200r/min,所以选择顶置的，即1ngb16（3）y轴液压滑台的选用用proe软件对零件的绘制和测量得v=0.95m3 查资料可得=7.2103kg/m3 m = v （3-4）=7.21030.95 =68kg3、配套支承部件的选用组合机床的支承部件往往是通用和专用两部分的组合。例如：卧式组合机床的床身是由通用的侧底座和专用的中间底座组合而成。