花键磨床说明书

1、长春大学光华学院 毕业设计（论文）专用纸中文摘要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。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，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。为了提高生产效率，满足加工要求，本课题设计了连杆螺栓孔钻扩铰组合机床。根据被加工零件确定加工孔的数量、位置和切削用量，进行组合机床的总体的设计：拟订了组合机床的总体方案，应用最优化方法选择刀具，接杆，进行中间底座等相关辅助件的尺寸计算。根据要加工的孔零件尺寸进行组合机床通用

2、多轴箱的设计：绘制主轴箱原始依据图，确定主轴和齿轮模数，确定出传动系统，计算出主轴和传动轴的坐标。通过以上设计，实现了连杆螺栓孔的加工，较好的达到了设计要求。 关键词 组合机床 钻床 主轴箱英文摘要Combination Machine is based on common components, supported by the workpiece specific shape and design of dedicated processing technology and fixture parts, components for the semi-automatic or automa

3、tic machine. The general composition of multi-axis machine tools, multi-tool,multi-process,multi-faceted or more workers in the processing at the same time, production of high-efficient than GM machine several times to 10 times. As GM has standardized components and series, based on the need for fle

4、xible configuration, can shorten the design and manufacturing cycle. In order to improve production efficiency to meet the processing requirements, this topic was designed link bolt hole drilling machine combination of expansion joints. According to be processed-processing components determine the n

5、umber, location and amount of cutting, a combination of the overall design machine: the machine developed a combination of the overall plan, the choice of optimization tools, then-, intermediate support base, and other related pieces of the size Calculated. According to the processing of the hole co

6、mbination of machine tool parts size of the common multi-axle box design: Drawing Headstock based on the original plans, identify spindle and gear module, identified transmission system, calculate the coordinates of the spindle and drive shaft. Through the above design, to achieve a link bolt hole o

7、f the processing, and better meet the design requirements.keyword Combination Machine riller adstock 目录中文摘要1英文摘要2目录3第1章 绪 论51.1、概 述51.2、组合机床的发展现状、趋势与发展任务7第2章 组合机床方案设计102.1、设计题目主要技术参数及要求102.2、组合机床工艺方案的拟订102.2.1 确定组合机床工艺方案的基本原则102.2.2 定位基准和夹压部件的选择112.2.3 确定组合机床配置形式及结构方案122.2.4 确定切削用量及选择刀具132.2.5 确定切削力

8、、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度14第3章 组合机床总体设计“三图一卡”设计183.1、被加工零件工序图183.1.1 被加工零件工序图的作用与内容183.1.2 绘制被加工零件工序图的规定及注意事项183.2、加工示意图193.2.1 加工示意图的作用和内容193.2.2 相关结构参数的选择203.2.3 绘制加工示意图223.3、机床联系尺寸图233.3.1 机床联系尺寸图的作用和内容233.3.2 选择相关结构参数233.3.3 绘制机床联系尺寸图253.4、生产率计算卡26第4章 组合机床主轴箱设计284.1、概 述284.2、主轴箱设计的原始依据294.3、主轴、齿轮的确定及动力计算

9、294.4、主轴箱传动设计304.4.1传动系统设计的一般要求314.4.2主轴箱传动路线路图324.5 拟定主轴箱传动系统324.5.1 钻孔主轴箱传动系统324.5.2 扩孔主轴箱传动系统344.5.3 铰孔主轴箱传动系统364.6、主轴箱总图设计38第5章 组合机床控制系统设计39总结41致谢42参考文案43第1章 绪 论1.1、概 述合机床是以系列化和标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件对一种或多种工件按预先确定的工序进行切削加工的机床。兼有万能机床和专用机床的优点。通用零部件通常占整个机床零部件的 70 90，只需要根据被加工零件的形状及工艺改变极少量的专用部件就可以部分或全部进

10、行改装，从而组成适应新的加工要求的设备。由于在组合机床上可以同时从几上方向采用多把刀具对一个或数个工件进行加工，所以可减少物料的搬运和占地面积，实现工序集中，改善劳动条件，提高生产效率和降低成本。组合机床广泛应用于需大批量生产的零部件，如汽车等行业中的箱体等。另外在中小批量生产中也可应用成组技术将结构和工艺相似的零件归并在一起，以便集中在组合机床上进行加工。组合机床是一种专用高效自动化技术装备，目前，由于它仍是大批量机械产品实现高效、高质量和经济性生产的关键装备，因而被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域。其中，特别是汽车工业，是组合机床和自动线最大的用户。如德国大众汽车厂

11、发动机工厂，90年代初所采用的金属切削机床主要是自动线(60%)、组合机床(20%)和加工中心(20%)。显然，在大批量生产的机械工业部门，大量采用的设备是组合机床和自动线。因此，组合机床及其自动线的技术性能和综合自动化水平，在很大程度上决定了这些工业部品的生产效率、产品质量和企业生产组织的结构，也在很大程度上决定了企业产品的竞争力。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，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

12、线。组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。最早的组合机床于1911年在美国制成，用于加工汽车零件。1953年，美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则。1973年，国际标准化组织（ISO）公布了第一批组合机床通用部件标准。1975年，中国第一机械工业部颁布了中国的第一批组合

13、机床通用部件标准。组合机床的通用部件按功能分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件5类。动力部件为机床提供主运动和进给运动，主要有动力箱（将电动机的旋转运动传递给主轴箱）、切削头（装在各个主轴上，用于各单一工序的加工）、动力滑台（用于安装动力箱或切削头，以实现进给运动）；支承部件用以安装动力滑台，包括各种底座和支架；输运部件用以输送工件或主轴箱至加工工位；控制部件用以控制机床的自动工作循环；辅助部件包括润滑、冷却和排屑装置等。根据配置型式，组合机床可分为单工位和多工位两大类。其中单工位组合机床按被加工面的数量又有单面、双面、三面和四面4种，通常只能对各个加工部位同时进行一次加工；多

14、工位组合机床则有回转工作台式、往复工作台式、中长立柱式和回转鼓轮式4种，能对加工部位进行多次加工。在组合机床这类专用机床中，回转式多工位组合机床占有很重要的地位。因为这类机床可以把工件的许多加工工序分配到多个加工工位上，并同时能从多个方向对工件的几个面进行加工，此外，还可以通过转位夹具实现工件的五面加工或全部加工，因而具有很高的自动化程度和生产效率，被汽车、摩托车和压缩机等工业部门所采用。根据有关统计资料，德国在19901992年期间，回转式多工位组合机床和自动线的产量约各占组合机床总数的50%左右。二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合

15、机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达0.05毫米1000毫米，表面粗糙度可低达2.50.63微米；镗孔精度可达IT76级，孔距精度可达O.03O.02微米。组合机床与通用机床及其他专用机床比较，具有以下特点：（1）设计、制造周期短，成本低。因通用零、部件占70 90，通用件可组织专业化批量生产或外购。（2）生产率高。因为工序集中，可多刀、多工位、多轴同时自动加工。（3）自动化程度高，劳动强度低。（4）组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门厂家成批制造，因此结构稳定，工作可靠，使用和维修方便。（5）在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工

16、质量靠工艺装备保证，对操作工人的技术水平要求不高。（6）当产品或工艺变化时，其通用部件和标准件可以重复利用，不必另行设计和制造。（7）组合机床易于连成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。 1.2、组合机床的发展现状、趋势与发展任务我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的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（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合

17、式，还有多工位回转台式组合机床等。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。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到人们的青睐，它应用多位主轴箱、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，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在组合机床行业中所占份额也越来越大。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生

18、产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。虽然近两年组合机床技术发展势头良好，但同时也存在着一些问题，主要原因是传统的组合机床产品不能满足用户柔性化、高精度、短周期的市场需求，同时组合机床行业一些企业存在现代化管理水平低、人才流失严重、科研成果不能迅速转化为生产力等缺陷。针对这些问题，应着重从以下一些方面入手解决。首先，提高现代化管理水平。中国加入WTO后，迫切要求企业提高现代化管理水平，进一步深化企业内部改革，建立健全适应市场经济的运行机制，“建立企业的科学的管理体制，做到集权有道、分权有序、授权有章、用权有度的责权利内在统一的有机结合，是

19、提高企业控制力所必须的。”要彻底改变落后的体制，必须树立全球化经营理念，提高国际市场竞争能力，建立市场快速反应机制，以适应日趋发展的市场需求。其次，亟待提高企业创新能力。企业的生存，关键在于产品的生命力。已步入电子时代的今天，传统的组合机床已经不能适应高速发展的国内外市场需要，这就要求企业必须适应科学技术的飞速发展，建立技术创新体系，推进企业的技术进步，加速向柔性化、数控化、高精度、短周期方向发展，提高组合机床适用范围和市场覆盖面；同时实施名牌战略，争创世界品牌, 加速我国组合机床的发展进程，使我国组合机床行业企业在世界制造领域里立于不败之地。另外，企业发展、技术创新和管理水平的提高都需要高技

20、术人才。在全球化经济格局不断明朗的今天，人才争夺战已渗透到各个领域，组合机床行业应适时把握国际大环境，广招高技术人才、高技能工人。现在企业尤其缺少高技能工人，专家指出，目前我国企业产品平均合格率仅为7成，不良产品每年损失近27000亿元，而其中50%以上系由工人技能不高所致。因此，建立强大的技术生力军，不断更新知识，更新观念，依靠优秀的高技术人才、高技能工人，加快企业信息化建设，是企业发展的必由之路。总之，组合机床行业企业一要开展科技攻关，攻克当前行业企业技术发展上的难题，二要加强与国外的合资合作，利用和学习国外的先进技术，提高企业的现代化管理水平和技术水平，三要通过对引进技术的消化吸收进行再

21、创新，发展自己的产品。通过我们的努力，为把我国建成真正的现代化制造强国提供强有力的技术支持。第2章 组合机床方案设计2.1、设计题目主要技术参数及要求1加工连杆上两个螺栓孔，孔径，粗糙度Ra6.3m。2工件材料：55钢，硬度为HBS226271。3生产纲领：年产量25万件，两班制生产。2.2、组合机床工艺方案的拟订工艺方案的拟订是组合机床设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能，因此，应根据工件的加工要求和特点，按一定的原则，结合组合机床常用工艺方法，充分考虑各种影响因素，并经技术经济分析后拟订出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。2.2.1 确定组合机床工艺方

22、案的基本原则1. 粗、精加工分开原则粗加工时切削力大，切削产生的热变形大，夹紧力大，这些都会引起工件产生较大变形以及切削振动，从而对精加工工序产生不利影响，影响加工尺寸精度和表面粗糙度。因此，在拟定工艺方案时，应选择粗、精加工工序分开的原则。2. 工序集中原则组合机床正是基于这一原则发展起来的，即运用多刀（相同或不同刀具）集中在一台机床上完成一个或几个工件的不同表面的复杂工艺过程，从而有效地提高生产率。适当提高工序集中程度，可以减少机床台数、占地面积和节省人力，取得更好的效益。但是，如果工序过于集中，会使机床结构太复杂，增加机床设计和制造难度，甚至影响机床使用性能，反而降低机床的生产效率。因此

23、，必须综合考虑多方面因素，合理确定工序集中程度。考虑的一般原则如下：（1）适当考虑相同类型工序的集中。在条件许可的情况下，把相同工序集中在一台机床或同一工位上加工，能简化工作循环和工装结构。（2）有相同位置精度要求的工序应集中加工。鉴于被加工零件的加工要求，并依据零件的工艺要求和需要达到的技术指标，并保证其加工精度和尺寸的大小以及相应的表面粗糙度，确定采用卧式组合机床，分三个工位对零件进行加工，这样即保证了加工的工艺性要求，又在一定的程度上提高劳动强度以及提高生产效率。根据以上这些原则，最终确定在一台组合机床上，通过钻扩铰三道加工工序，完成连杆螺栓孔的加工。2.2.2 定位基准和夹压部件的选择

24、组合机床一般为工序集中的多刀加工，不但切削负荷大，而且工件受力方向变化大。因此，正确选择定位基准和夹紧部位是保证加工精度的重要条件。1. 零件定位基准的选择选择定位基准的原则：（1）基准重合原则。应尽量选择零件的设计基准作为组合机床加工的定位基准，这样可以减少基准不符产生的定位误差，保证加工精度。（2）基准统一原则。即在各台机床上采取共同的定位基准来加工零件不同表面上的孔或对同一表面上的孔完成不同的工序。这样对工序较多的箱体类零件尤为重要。（3）选择定位基准应确保工件稳定定位。尽量采用已加工的较大平面作为定位基准，这对于精加工尤为必要。当被加工零件不具备理想的定位基准（如定位面小而切削力大）时

25、，或者工件刚性不足时，为防止加工时工件变形，振动而影响加工精度，可以在机床上设置辅助支撑，以增加定位稳定性和承受较大的切削力。本次加工连杆螺纹孔，分析零件结构，选择连杆下表面作为一个定位基准限制三个自由度，选择小端孔作为一个定位基准可以用定位销限制另外两个自由度，最后选择连杆的一个侧面作为一个定位基准限制最后一个自由度，至此，零件的六个自由度都被限制，达到完全定位，从而满足了加工的要求。2夹压点位置的选择在选择定位基面的同时，要相应决定夹压位置，此时应注意以下几个问题：（1）确保零件夹压后定位稳定。为使工件在加工过程中不产生振动和位移，夹压力要足够，夹压点布置应使夹压合力落在定位平面内，力求接

26、近定位平面的中心。（2）尽量减少和避免工件夹紧后的变形，消除其对加工精度的不利影响。为此，应避免把夹压点放在工件加工孔的上方和容易引起变形之处。例如，加工刚性差的零件，应适当增加辅助支承或采用多点夹压方法，以使夹压力分布均匀，减少夹压变形，提高加工精度。考虑到所加工零件的特点，本次设计选择连杆上表面靠近大端处作为夹压点,由于本机床所加工的连杆螺栓孔需要连杆体和连杆盖配对加工，所以分别在连杆体和连杆盖各安排一个夹压点，夹压力的方向向下,保证工件与定位面保持接触，使定位可靠。本设计定位基准和夹压点的具体位置如图2.1所示。图 2.1 定位、夹紧位置示意图2.2.3 确定组合机床配置形式及结构方案根

27、据工件的结构特点、工艺要求、生产率要求及工艺方案等，可大体确定采用哪种基本配置的机床，满足同样要求，可有多种配置方案。配置方案不同，对机床的复杂程度、通用化程度、结构工艺性、加工精度、机床重新调整的可能性以及经济性等都有不同的影响。因此，确定机床配置形式和结构方案对加工精度有影响。本设计决定采用卧式组合机床，用回转工作台在三个工位上分别进行钻扩铰加工，回转工作台上另设一个工位用于装卸零件。这样的配置形式有利于降低机床的复杂程度，提高生产效率，保证加工质量。2.2.4 确定切削用量及选择刀具在组合机床工艺方案确定过程中，工艺方法和关键工序的切削用量选择十分重要。切削用量选择是否合理，对组合机床的

28、加工精度、生产率、刀具耐用度、机床的结构型式及工作可靠性均有较大的影响。1. 确定工序间余量为使加工过程顺利进行并可靠地保证加工质量，必须合理确定工序间余量。本工序所加工的孔最终尺寸为12.22，查组合机床设计表3-7，选取铰孔的加工余量为0.15mm，扩孔加工余量为1.5mm，. 则钻孔直径为10.57mm。2切削用量的选择目前组合机床切削用量的选择常用查表法，参照生产现场同类工艺，经必要的工艺试验确定切削用量。组合机床切削用量选择时应注意以下问题。（1）尽量做到合理使用所有刀具，充分发挥其性能。（2）负荷刀具切削用量选择应考虑刀具的使用寿命。（3）多轴镗孔主轴刀头均需定向快速进退时，各镗轴

29、转速应相等或成整数倍（4）选择切削用量时要注意既要保证生产批量要求，又要保证刀具一定的耐用度要求。（5）切削用量选择应有利于主轴箱设计。（6）确定切削用量时，还必须考虑所选动力滑台的性能。根据以上这些原则，选择本次设计组合机床的切削用量。工件连杆的毛坯材料为55钢，硬度为HBS260，。选择用高速钢刀具进行钻孔扩孔及铰孔加工。查组合机床设计表3-9、3-10及3-11知：用高速钢钻头钻612mm孔时，切削速度v1825m/min，进给速度f=0.100.20mm/r用高速钢扩孔钻扩1015mm孔时，切削速度v1220m/min，进给速度f=0.120.20mm/r用高速钢铰刀铰1015mm孔时

30、，切削速度v1.25.0m/min进给速度f=0.400.50mm/r选取钻孔时v18m/min，进给速度=0.20mm/r； 扩孔时v18m/min，进给速度=0.15mm/r； 铰孔时v5m/min，进给速度=0.50mm/r。计算各工序切削用量下的各轴转速，根据公式 (2.1)得 (2.2)由此得 钻孔时主轴转速543r/min 扩孔时主轴转速475r/min 铰孔时主轴转速131 r/min3选择刀具结构根据工艺要求及加工精度不同，组合机床采用的刀具有：一般简单刀具（标准刀具）、复合刀具及特种刀具。只要条件允许，为使工作可靠，结构简单，刃磨容易，应尽量选择标准刀具（如标准麻花钻、扩空钻

31、、铰刀等）和简单刀具。由于本设计所要完成的钻扩铰加工都较简单，没有必要采用复合刀具，所以决定采用标准刀具，分别选用10.57锥柄麻花钻，12.07锥柄扩孔钻，12.22锥柄绞刀。2.2.5 确定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度查组合机床设计表3-15知高速钢刀具钻孔时切削扭矩、切削功率、切削力、刀具耐用度的计算公式如下： (2.3) (2.4) (2.5) (2.6)公式中： t刀具耐用度（分） 抗拉强度（MPa） T切削转矩（Nmm）；D加工直径（mm）；f进给量（mmr）；P切削功率（kW）；V切削速度（mmin）；带入数据得，钻孔时，=14386.16N用高速钢刀具扩孔时的切削扭矩

32、、切削功率、切削力和刀具耐用度的计算公式如下： (2.7) (2.8) (2.9) (2.10)其中：切削深度（mm）带入数据得，扩孔时，1261.32手册上并没有给出铰孔的相关计算公式，但是铰孔作为精加工的加工方式，其切削力、切削扭矩和切削功率与钻扩相比都要小的多，所以可以用扩孔的相关参数类比，这样完全可以满足加工要求。第3章 组合机床总体设计“三图一卡”设计组合机床总体就是针对具体零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行组合机床总体方案图样文件设计。其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和编制生产率计算卡等。3.1、被加工零件工序图3.1.1 被加工零件工序图的作用

33、与内容被加工工件工序图是根据制定的工艺方案，表示在所设计的组合机床上完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度和技术要求，加工用的定位基准、夹压部位以及被加工零件的材料、硬度以及本机床加工前的加工余量、毛胚或半成品情况的图样。它不能以用户提供的产品图纸代替。而须在原零件图的基础上，突出本机床或自动线的加工内容，加上必要的说明而绘制的，图上应表示出：（1）被加工零件和主要轮廓尺寸以及与本工序机床设计有关部位结构形状和尺寸。当需要设置中间导向时，应将设置中间导向临近的工件内部肋、壁布置及有关结构形状和尺寸表示清楚，以便检查工件、夹具、刀具之间是否干涉。（2）本工序所选用的定位标准、夹压部位及

34、夹紧方向。以便借此进行夹具的支撑、定位、夹紧和导向等机构的设计。（3）本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技术要求以及对上道工序的技术要求。（4）注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位余量。3.1.2 绘制被加工零件工序图的规定及注意事项1绘制被加工零件工序图的规定为使被加工零件工序图表达清晰明了，突出本工序内容，绘制工序图时规定：（1）应按一定的比例绘制足够的视图以及剖面（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标注，而不采用极坐标系。2绘制被加工零件工序图的注意事项（1）本工序加工部位的位置应与定位基准直接发生关系。当本工序定位

35、基准与设计基准不符时，必须对加工部位的位置精度进行分析和换算，并把不对称公差换算成对称公差。（2）对工件毛坯应有要求，对孔的加工余量要认真分析。（3）本工序有特殊要求时必须注明。如图3.1所示，是本次设计的被加工零件工序图。图 3.1 连杆螺栓孔加工工序图3.2、加工示意图3.2.1 加工示意图的作用和内容加工示意图是在工艺方案和机床总体方案初步确定的基础上绘制的，是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图。它是设计刀具、辅具、夹具、主轴箱、液压电气系统以及选择通用部件的原始依据，也是整台组合机床布局和性能的原始要求，同时还是调整机床、刀具及试车所必需的重要技术文件。其表达的内容为：（1）反映机床

36、的加工方法、加工条件和加工过程。（2）确定刀具类型数量、结构、尺寸，包括镗削加工时决定镗杆长度和直径。（3）决定主轴的结构类型、规格尺寸以及外伸长度。（4）选择标准或设计专用的接杆、浮动夹头、导向装置、攻丝靠模装置刀、杆托架等，并决定他们的结构、尺寸和参数。（5）标明主轴、接杆、夹具和工件之间的联系尺寸、配合及精度。（6）合理确定并标注各主轴的切削用量。（7）决定机床动力部件的工作行程及工作循环。加工示意图的绘制顺序是：先按比例用细实线绘出工件加工部位和局部结构的展开图（加工表面用粗实线画）。在主轴上标注轴号（与工件孔号相对应）。一般情况下，在加工示意图上，主轴分布可不按真是距离绘制。主轴应从

37、主轴箱端面画起，刀具画加工终了位置标准的通用结构只画外轮廓，并须加注规格代号。对一些专用结构，为显示其结构而必须剖视，并标注尺寸、精度及配合。3.2.2 相关结构参数的选择1导向结构选择组合机床加工孔时，除采用刚性主轴加工方案外，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的导向装置来保证。因此，正确选择导向结构和确定导向类型、参数、精度等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问题。导向通常分为两类：一类是刀具导向部分与夹具导套之间既有相对移动又有相对转动的第一类导向或称固定式导向；另一类是刀具导向部分与夹具之间只有相对移动而无相对转动的第二类导向，或称旋转式导向。第一类导向的允许线速度v

38、20m/min，第二类导向的允许线速度v20m/min。因为本次钻孔和扩孔的线速度为18m/min，铰孔的线速度为5m/min，符合第一类导向的要求，所以选择第一类导向。2确定导向数量，选择导向参数导向数量应根据工件形状、内部结构、刀具刚性、加工精度及具体加工情况决定。导向的主要参数包括：导套的直径及公差配合，导套长度、导套离工件端面的距离等。查组合机床设计手册确定导向的参数如图3.2所示。图 3.2 导向示意图3确定主轴类型、尺寸、外伸长度和接杆类型主轴轴径尺寸规格根据选定的切削用量计算出切削扭矩T，查表初定主轴直径，并考虑便于生产管理，适当简化规格。由前面计算可知，本设计中扭矩为T=46.

39、9Nm，查表3-17初定主轴直径为30mm。根据主轴轴径查表3-20选定主轴外伸部分直径为50mm /36mm，外伸长度为115mm。具体规格见图3.4。除刚性主轴外，组合机床主轴与刀具间常用接杆连接。查组合机床设计表3-23，选择13LT063541型接杆。4确定动力部件工作循环及行程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，又返回到原始位置的动作过程。一般包括快速引进，工作进给和快速退回等动作。工作进给行程长度应等于加工部位长度与刀具切入长度和切出长度之和，即L工L1 + L + L2 (3.1)则可得，钻孔时，L工8+52+10.57/3+670mm 扩孔时，

40、L工6+52+1270mm 铰孔时，L工8+52+1070mm快速引进行程长度取为100mm。另外，考虑到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，确定前备量为30mm；考虑到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距离，确定后备量为430mm。因此动力部件的总行程为L总L工 L快 + L前 + L后70+100+30+430630mm (3.2)图 3.3 工作循环及行程3.2.3 绘制加工示意图由所得到的以上这些参数，可以绘制出加工示意图，如图3.4分别表示的是钻扩铰三个工位的加工示意图。图 3.4 加工示意图3.3、机床联系尺寸图3.3.1 机床联

41、系尺寸图的作用和内容组合机床联系尺寸图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并被初步选定的主要通用部件以及确定的专用部件的总体结构而绘制的。它可以看成是机床总体外观简图。由于其轮廓尺寸、占地面积、操作方式等可以检验是否适应用户现场使用环境，组合机床联系尺寸图也可看成是简化的机床总图，其表示的内容如下：（1）表明机床的配置和总布局。以适当数量的视图，表明机床的基本形式及操作位置等。（2）完整齐全地反映各部件间的主要装配关系和联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、运动部件的运动极限位置及各滑台工作循环总的工作行程和前后备量尺寸。（3）标注主要通用部件的规格代号和电动机的型号、功率及转速，并标出机床分

42、组编号及组件名称，全部组件应包括机床全部通用及专用零部件。（4）标明机床验收标准及安装规程。3.3.2 选择相关结构参数1选择动力部件组合机床的动力部件包括用以实现刀具主轴旋转主运动的动力箱和实现进给运动的动力滑台。动力箱规格要与动力滑台匹配，其驱动功率主要依据主轴箱所需传递的切削功率来选用。可按下面的公式进行估算：P主轴箱P切削/ (3.3)式中 P切削消耗于各主轴的切削功率的总和，单位为kW主轴箱的传动效率，加工黑色金属时取0.80.9，加工有色金属时取0.70.8，主轴数多、传动复杂取小值，反之取大值。由以上计算知，钻孔时的切削功率为2.6kW，则钻削时主轴切削功率的总和P切削22.65

43、.2kWP主轴箱5.2/0.885.9kW切削总的进给力P总214.3kW28.6kW根据总功率和总切削力以及所需的最小进给速度工作行程，并结合多轴向轮廓尺寸查组合机床设计简明手册表5-1、表5-39选择1TD40型动力箱，Y132M-4型电动机，功率7.5kW，电动机转速1440r/min，动力箱输出轴转速720r/min，选择1HY50型液压滑台，最大进给力3.2kN，由选定的滑台进而确定侧底座，查表选取为 1CC501。2确定机床装料高度H装料高度一般是指机床上工件的安装基面至地面的垂直距离。在确定机床装料高度时，首先要考虑工人操作的方便性，其次要考虑机床内部结构尺寸的限制和刚度要求，考

44、虑上述刚度、结构功率和使用要求等因素，新颁布的国家标准装料高度为1060mm，与国际标准ISO一致，实际设计时常在850mm1060mm之间选取。本设计中机床装料高度选为950mm。3确定夹具轮廓尺寸夹具实用于定位和夹紧工件的，所以工件的轮廓尺寸和形状是确定夹具轮廓尺寸的依据。在加工示意图中对工件和钻模板间的距离，以及道套的尺寸，都有了规定。所以确定夹具长度尺寸时，主要在于合理地选取钻模厚度。在指导工件的总体轮廓尺寸后就可以确定夹具的大体轮廓，对于夹具体高度的确定影视夹具大小来定，既要保证其足够的刚性，又要考虑工件的装料高度。选定钻模的厚度为32mm。4确定中间底座尺寸中间底座的轮廓尺寸在长、

45、宽方向应满足夹具的安装需要。它在加工方向的尺寸，实际已由加工示意图所确定，图中已规定了机床在加工终了时工件端面至主轴箱端面的距离。再由相关的结构尺寸就可以确定中间底座的尺寸。本设计中间底座长为1220mm，高为560mm。5确定主轴箱轮廓尺寸通用钻、镗类主轴箱的厚度是一定的，卧式为325mm，立式为340mm。因此，确定主轴箱尺寸主要是确定主轴箱的宽度B和高度H及最低主轴高度h1。可按下式计算：B = b + 2b1 (3.4)H = h + h1 + b1 (3.5)h1 = h2 + H (0.5 + h3 + h4 ) (3.6)式中 b工件在宽度方向上相距最远的两孔距离，单位为mm；

46、b1最边缘主轴中心至箱体外壁距离，单位为mm； h工件在高度方向相距最远的两孔距离，单位为mm； h2工件最低孔位置，单位为mm； h3滑台总高，单位为mm； h4侧底座高度，单位为mm。代入数据计算得：B = 81+ 2150381h132.59500.5200560222H222100322根据系列标准选定主轴箱轮廓尺寸为400mm320mm325mm。3.3.3 绘制机床联系尺寸图联系尺寸图的画法和步骤:（1）画主视图 主轴图的图形布置应与实际机床工作位置一致,并应选择适当比例,本设计选1：5.5。（2）画左视图 重点底座轮廓尺寸的决定比较灵活，既要照顾到与其他部件间联系尺寸的合理性,又

47、要尽量使机床布局匀称,接生材料。（3）联系尺寸图应注明的状态和尺寸：1）完整、恰当地标注机床各主要组成部件的轮廓尺寸及相联系尺寸,应使机床在长、宽、高三个方向的尺寸链封闭。2）应表示清楚运动部件的原位、终点状态及运动过程情况(可用循环图表示)，以确定机床最大轮廓尺寸。3）应注明工件、夹具、动力部件、中间底座、对称中心线的位置关系。4）应注明电动机的型号、功率、转速及所选标准通用部件的型号规格和其主要轮廓尺寸,并对组成机床的所有部件分组编号,作为部件设计的原始依据。在机床各组成部件的设计完成之后,以联系尺寸图为基础进行细化、填加必要的电气、液压控制装置、润滑、冷却、排屑装置等.并加注技术要求等文

48、字说明,使成为机床总图。3.4、生产率计算卡根据选定的机床工作循环所要求的工作行程长度、切削用量、动力部件的快速及工进速度等,就可以计算机床的生产率并绘制生产率计算卡。用以反映机床的加工过程。完成每一个动作所需的时间，切削用量、机床生产率及机床负荷率等。1理想生产率Q指完成年生产纲领A（包括备品及废品率在内）所要求的机床生产率，它与全年工时总数K有关。单班制K取2350小时，两班制K取4600小时。（件/小时） (3.7)对本设计=43.5件/小时2实际生产率Q1指所设计机床每小时可以生产的零件数量，即（件/小时） (3.8)式中 T单生产一个零件所需的时间（分），它可根据下式计算： (3.9

49、)式中 L1、L2分别为刀具第、第工作进给行程长度（mm）分别为刀具第、第工作进给量（mm/min）t停当加工沉孔、倒角等时，动力滑台在死挡铁上的时间，通常指在加工终了时无进给状态下旋转510转所需时间（分）。分别为动件快进、快退行程长度（mm）；-动力部件快速行程速度，本设计液压动力取3-10m/min；一次工位转换的时间，一般为0.1分；一般取0.51.5分。钻孔时，min扩孔时，min铰孔时， min因为加工过程中这三个工步同时进行，所以实际生产率取决于工时最长的工步，则（件/小时）负荷率 （3.10）表31 组合机床生产率计算卡零件图号毛坯种类锻件零件名称连杆毛坯重量8kg材料55钢硬

50、度HBS260工序名称钻扩铰螺栓孔工序号序号工步名称被加工零件数加工直径加工长度工作行程切削速度每分钟转速每转进给量每分进给量工时（min）机动时间辅助时间共计1钻孔110.575270185430.21080.750.170.922扩孔112.075270184750.15710.990.171.163铰孔112.22527051310.565.51.060.171.23备注单件总工时1.060.171.23机床实际生产率48.8机床理想生产率43.5负荷率0.89第4章 组合机床主轴箱设计4.1、概 述主轴箱是组合机床的重要组成部件。它是选用通用零件，按专用要求进行设计的，在组合机床设计过

51、程中，是工作量较大的部件之一。主轴箱的用途：主轴箱用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的，它通过按一定速比排部传动齿轮，把动力部件动力头、动力箱、电动机等，传递给各工作主轴，使之获得所要求的转速和转向。主轴箱的通用零件包括：（1）通用箱体，铸铁的通用主轴箱体材料为HT20-40,前盖和后盖材料均HT15-33。根据主轴与传动轴的设计要求选用主轴箱体的厚度选用180mm，后盖的厚度为90mm。（2）通用主轴和传动轴 通用主轴按其用途不同，分钻削类主轴和攻丝主轴两大类。（3）通用齿轮 主轴箱用的通用齿轮，有传动齿轮、动力箱齿轮和电动机齿轮三种。三种齿轮的材料均为45号钢，齿轮进行高频淬

52、火。本设计选用：箱体：尺寸为400320325，材料为HT200；前盖：尺寸为40032055，材料为HT150；后盖：尺寸为40032090，材料为HT150；主轴：球轴承主轴，型号为： 1T0722-41； 圆锥滚子轴承主轴，型号为：1T0721-41；传动轴：圆锥滚子轴承传动轴，型号为： 1T0731-41；齿轮：型号为：1T0741-42；轴套：型号为： 1T0721-51；叶片油泵：R12-1A；分油器：型号为：ZIR31-2；注油杯：型号为：ZIR75-8-91；排油塞：型号为：ZIS85-2；通用油盘：型号为：ZIG65-4；防油套：型号为： 1T0721-83；动力箱齿轮：型号为： 1T0