毕业设计(论文)-1P68F上箱体双面钻专机总体及夹具设计

1、毕业设计(论文)-1P68F上箱体双面钻专机总体及夹具设计 本科毕业设计说明书（论文） 第? 1?页 共? 32?页 1 前言 组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成 的一种高效率专用机床，在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工及缝纫机、 自行车等轻工行业大批大量生产中已经获得广泛的应用。 组合机床最适宜于加工各种大中型箱体类零件，如箱盖、箱体、变速箱体、电机 座及仪表壳等零件；也可用来完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全 部工序的加工 1 。 本设计以提高生产率和保证加工精度为目的，以较充足的专业课知识为基础，结 合毕业设计任务书，在收集和参

2、考大量资料的前提下独立完成。设计基本上做到：图 纸绘制基本符合国家标准，做到布局合理，图纸也基本能够正确、完整、清晰的表达 出零件的形状及尺寸。计算说明书的条理较清晰，语言通顺流畅，图表和公式的编辑 也基本符合毕业论文撰写规范。 在设计过程中，尽量采用通用部件，为组合机床的生产提供便利条件。其中主轴 箱的设计是重点，也是难点。主轴箱设计应充分考虑被加工零件的形状及加工要求， 合理布置传动及齿轮的位置。尤其在齿轮设计上，更要反复验算转速，努力作出最合 理的设计方案。 在这次设计中，老师给予了我们很大的帮助。在他的指导下，一个又一个的难题 被攻克，我们的设计水平有了很大的提高。 由于本人的水平十分

3、有限，缺少实践经验，设计中难免有错误和不当之处，恳请 各位老师批评指正。 本研究课题是以 1P68F 发动机下箱体为设计对象，目的是对箱体结合面与非结合 面进行钻孔加工。集科工贸及金融与大专院校于一体的由 60 多个成员单位组成的跨 行业、跨地区的大型企业集团，企业始建于 1956 年，具有五十年研制和生产小型动 力及配套机械的历史，有专业生产线和柔性生产线组成的国内一流的生产制造系统， 有达到国家一级计量水平的计量检测系统，有动力试验中心和 CAD 开发中心组成的研 究开发系统等，具备了强大的产品开发能力。企业主要生产摩托车、摩托车发动机、 特种车辆、小型汽油机、小型汽油发电机组、林业机械、

4、消防机械等七大类 100 多种 规格的产品。 本次设计将根据企业的自身要求，以现有的加工设备为基础，为 1P68F 发动机下本科毕业设计说明书（论文） 第? 2?页 共? 32?页 箱体结合面和非结合面的双面钻加工设计专用的组合机床及夹具，在满足生产要求的 基础上提高生产率，并尽量节约成本。 同时通过本次设计，培养学生综合运用所学基础理论、专业知识和各项技能，着重培 养设计、计算、分析问题和解决问题的能力，进而总结、归纳和获得合理结论，进行 较为系统的工程训练，初步锻炼科研能力，提高论文撰写和技术表达能力，为实际工 作奠定基础。 2 组合机床及其特点本科毕业设计说明书（论文） 第? 3?页 共

5、? 32?页 组合机床使用系列化、标准化的通用部件和少量的专用部件组成的多轴、多刀、 多工序、多面或多工位同时加工的高校专用机床，其生产率比通用机床高几倍至几十 倍，可进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削等切削加工。组合机床的通用部件和标准 件约占70-80%,这些部件是系列化的,可以进行成批生产.其余20-30%的专用部件是由 被加工零件的形状,轮廓尺寸,工艺和工序来决定,如夹具,主轴箱,刀具和工具等. 在批量生产中为了提高生产率，必须要缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使 辅助时间和加工时间重合，使每个工位装夹多个工件同时进行多刀加工，实行工序高 度集中，因而广泛采用组合机床。 由参考文献2

6、4-5 得 一般的组合机床主要有六部分通用部件及两部分专用部件组成。以复合立式三面 钻孔组合机床，它由侧底座、力主底座、力主、动力箱、滑台及中间底座等通用部件 及多轴箱、夹具等专用部件组成。组合机床的专用 部件往往也是由大量的通用零件和标准件组成。 组合机床按主轴箱和动力箱的安置方式不同可分为以下几种型式： （1） 卧式组合机床（动力箱水平安装）。 （2） 立式组合机床（动力箱垂直安装）。 （3） 侧斜式组合机床（动力箱倾斜安装）。 （4） 复合式组合机床（动力箱具有上述两种以上的安装状态）。 在以上四种配置型式的组合机床中，如果每一种之中再安置一个或几个动力部件 时，还可以组成双面或多面组合

7、钻床。 由组合机床组成可以明显地了解其特点，与通用机床及其它的专用机床比较，具 有如下特点： （1） 要用于加工箱体类零件和杂件的平面和孔。 （2） 生产率高。因为工序集中，可多面、多轴、多刀同时自动加工。 （3） 加工精度稳定。因为工序固定，可选用成熟的通用部件、精密夹具合作的 工作循环来保证加工精度的一致性。 （4） 研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本低。因为通用化、系列化、 标准化程度高，而且通用部件可组织批量生产。 （5） 自动化程度高，劳动强度低。 （6） 配置灵活。因为结构模块化、组合化、可按工件或工序要求，用大量通用本科毕业设计说明书（论文） 第? 4?页 共? 32?页

8、 部件和少量专用部件灵活组成各种类型的组合机床及自动线。机床易于改装，产品或 工艺变化时，通用部件一般还可以重复利用。 2.1 组合机床工艺范围及加工精度 目前，组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。平面加工包括铣平面、锪 （刮）平面、车端面；孔加工包括钻、阔、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹、锪沉 孔、滚压孔等。随着综合自动化的发展，其工艺范围正扩大到车外圆、行星铣削、拉 削、推削、磨削、珩磨及抛光、冲压等工序。此外，还可以完成焊接、热处理、自动 装配和建材、清洗和零件分类及打印等非切削工作。 由参考文献6 5-5 得 组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工、缝纫机和自行车等

9、 工业领域的大批、大量生产中已获得广泛应用，一些中小批量生产的企业，如机床、 机车、工程机械?制造业中也亦推广应用。组合机床最适宜加工各种大中型箱体类零 件，如气缸盖、气缸体、变速箱体、电机座及仪表壳等零件，也可以用来完成轴套类、 轮盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全部工序的加工。 组合机床的加工精度简述如下： 采用铰孔或精镗孔时，孔的精度可达 H6 级，表明粗糙度为? 1.6?a?R m m ，孔的圆 度在孔径尺寸公差一半范围内。加工有色金属时，采用精密夹具，经过 34 次加工， 精度可以稳定地达 H6级，表面粗糙度可达? 0.8 0.4?a?R m m 。 当从两面多轴加工时，孔的同轴度一

10、般为0.05mm .当从一面进行精镗孔，并且采 用固定式夹具， 镗刀杆两端都有精密导向装置， 夹具在精度良好的条件下， 在1000mm?长度内，被加工零件几个孔的同轴度可保证在 0.015 0.03mm以内。当分别从两面对 同一轴线上的孔进行单轴加工时，在有中间精密导向装置条件下，其同轴度亦可保证 在0.015 0.03mm。 在组合机床上加工，孔与孔相互之间的平行度以及孔对加工基面的平行度，在?1000mm长度内可达0.02 0.05mm。 孔的位置精度与夹具、机床的型式和精度有很大的关系。在固定式夹具的机床上 镗孔，孔间距离和孔的轴线与定位基面的位置精度可稳定地达到? 0.025 0.05

11、mm ± ± 。 在多工位机床上，由于回转工作台会回转鼓轮存在定位误差，则加工精度不高。如果 在同一工位上，若有悬挂式活动钻模板，对孔进行精加工时，其位置精度可达到。本科毕业设计说明书（论文） 第? 5?页 共? 32?页 在组合机床及其自动线上常用铣削、刮削、车削（端面）和拉削等方法加工平面。 一般采用铣削头、滑台和滑座等通用部件，根据被加工工件的工艺要求组成单面、双 面以及立式、回转台式等多种型式的组合铣床。当加工大型的箱体类工件时，一般采 用铣削头固定、工件安装在工作台上移动的布局型式。这样的机床结构较简单，刚性 较好，加工精度较高。在加工中小型工件时，通常将铣削头组

12、成鼓轮式组合铣床或立 式连续回转台式组合铣床，这类机床生产效率高，加工精度较低。 在组合机床上加工平面的平直度可以达到在1000毫米长度内偏差0.020.05毫 米，表面粗糙度? 3.2?a?R? 微米。对定位基面的平行度可以保证在 0.05 毫米以内，到定位 基面的距离（一般在 500 毫米以内）尺寸公差可以保证在 0.05 毫米以内。 多轴加工，采用动力滑台在死挡铁上停留的方法，其加工精度能达到 0.150.25 毫米；单轴加工，采用特殊结构，加工到终点使挡块顶在被加工工件的表面，一般精 度可以达到 0.080.10 毫米。条件良好时，精度可以保证在 0.020.045 毫米以内。 2.2

13、 采用组合机床的经济分析 组合机床是一种高效率专用机床，有特定的使用条件，不是在任何情况下都能收 到良好的经济效益。在确定设计组合机床前，应该进行具体的技术经济分析。 由参考文献49-5 得 根据设计任务，要在 1P68F 上箱体两面钻孔，孔的种类较多，总数也较多。若采 用普通机床加工需反复进行，加工耗时较多，且不容易保证孔与孔间的位置精度。根 据零件的形状及加工要求选取采用卧式双面组合钻床，同时进行双面多孔加工。这样 可以保证孔与孔之间的位置精度，且加工所需的时间大大缩短。除此之外采用组合机 床对工人的要求很低，节约了劳动成本。 综上所述，对于在 1P68F 上箱体两面钻孔采用组合机床，可以

14、取得良好的经济 性。 2.3 组合机床的发展趋势 衡量通用部件技术水平的主要标准是：品种规格齐全，动、静态性能参数先进， 工艺性好，精度高和精度保持性好。 机械驱动的动力部件具有性能稳定，工作可靠等优点。目前，机械驱动的动力部 件应用了交流变频调速电机和直流伺服电机等，使机械驱动的动力部件增添了新的竞 争力。本科毕业设计说明书（论文） 第? 6?页 共? 32?页 动力部件采用镶钢导轨（英度可达 HEC5860）、滚珠丝杠、静压导轨、静压轴承、 迟形皮带等较新的结构。支承部件采用焊接结构等。由于提高了部件的精度和动、静 态性能，因而使被加工的工件精度明显提高，表面粗糙度减小。 在机械制造工业中

15、，中小批量生产约占 80%。在某些中批量生产的企业中，如机 床、阀门行业中、其关键工序采用组合机床。其中机床厂用组合机床加工主轴变速箱 孔系，产品质量稳定，生产效率高，技术经济效果显著。发展具有可调、快调、装配 灵活、适应多品种加工特点的组合机床十分迫切。 由参考文献5 2-7 得 组合机床的自动检测通常作为一个工位出现。自动检测包括对毛坯尺寸和工件硬 度的检查、钻孔深度、刀具折断、精加工尺寸和几何形状的检查等。检查方法分为主 动检查与被动检查。主动检查是将不合格的工件剔出，使之不往下个工位输送。被动 检查则是发现不合格的工件时发现停机信号。目前主动检查应用的日趋广泛。由于电 子元件迅速发展，

16、集成控制器、微机处理的应用，使自动检测技术更加可靠。自动检 测工位要进行数据处理，统计计算以及打印出有关数据或作为数字显示。自动监测技 术的发展可以把被加工零件的实际尺寸控制在比规定公差更小的范围之内。还可以把 加工后的工件按公差进行分组，以便按分组的公差带装配。实际表明，采用分组装配 法提高产品的精度要比用单纯提高设备精度更为经济。 3 绘制“三图一卡”本科毕业设计说明书（论文） 第? 7?页 共? 32?页 绘制组合机床”三图一卡”,就是针对具体零件,在选定的工艺和结构法案的基 础上,进行组合机床总体法案图样文件设计。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

17、计算卡”。 本专机加工内容是加工工件的结合面上的 6 个孔与非结合面上的 9 个孔共计 15 个孔。 3.1 加工工序图 3.1.1 被加工零件工序图的作用和要求 被加工零件工序图是根据制定的工序方案,表示所设计的组合机床上完成的工序 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,夹压部位以 及被加工零件的材料,硬度和在本机床加工前加工余量,毛坯或半成平情况的图样,除 了设计研制合同外,它是组合机床设计的具体依据。也是制造、验收和调整机床的重 要技术条件。 3.1.2 被加工零件工序图的内容 1 被加工零件的形状和主要轮廓尺寸及本工作设计有关部位结构形状和尺寸。 2 本工

18、序所选用的定位基准,夹紧部位及夹紧方向。 3 本工序加工表面的尺寸,精度,表面粗糙度,形位公差等级,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,硬度以及加工部位的余量。 3.1.3 编制被加工零件工序图的注意事项 1 本机床加工部分的位置尺寸由定位基面标起，尤其在本机床加工，所选用的 定位基面与设计基面不一致时，还必须对各孔要求的位置精度进行分析和换算，即把 不对称公差的尺寸换算成对称公差尺寸。以便在进行夹具钻孔设计和主轴箱设计时， 确定钻孔尺寸及主轴位置尺寸，并把各孔位置尺寸改为从定位基面标注。 2 对孔的加工余量要认真分析，在其大直径孔的单边余量应小于相邻两

19、孔半 径之差，以便钻头能通过。在加工毛坯孔时，不仅要弄清楚加工余量，还需要注意孔 的铸造偏心及铸造毛刺大小，保证加工能正常进行。 为了使被加工零件工序图清晰明了，能突出本机床加工内容，绘制时对本机床加 工部件用粗实线表示，其尺寸打上方框，其余部位用细实线表示，定位基准符号用 “ ”，”表示，夹压位置符号用 ? ? 表示。本科毕业设计说明书（论文） 第? 8?页 共? 32?页 3.1.4 零件工序简图 设计要求设计一台双面钻专用机床来加工 1P68F 上箱体左主轴箱结合面的上的 6 个6. 7，其中 3、4、5、6 为通孔，1、2 的孔深为 23。非结合面上的 2、3、6、7 号孔为5mm 的

20、通孔，1、4、5、8、9号孔为5mm 的盲孔。详细加工内容可见上箱体 加工工序图，被加工零件其材料为 ADC12，硬度大于 90HB。年产量为 5 万件/年。零 件的加工精度要求不高，加工量较大，故可采用一次装夹双面多孔同时加工的双面钻 专机进行大批量生产。 被加工零件以结合面作为定位基准配以支撑板、开口垫圈等夹紧被加工零件，用 一个圆柱销和一个菱形销以达到完全定位。 零件工序图如图 3.1 所示。 深 深 深 通孔2 3 深231 2 通孔3 4 5 6 通孔 图 3.1 上箱体工序图 3.2 加工示意图 3.2.1 被加工零件示意图的作用 加工示意图是在工艺方案和机床总方案初步确定的基础上

21、绘制的。是表达工艺方 案、具体的机床工艺方案图。它是设计刀具夹具多轴箱和液压、电气系统以及选择动 力部件。绘制机床总配合尺寸图的主要依据，是对机床总体布局和性能的原始要求， 也是调整机床刀具所必须的重要技术文件。 3.2.2 被加工零件示意图的内容 （1） 机床的加工方法、切削用量、工作循环和工作行程。 （2） 工件、刀具及导向、托架及多轴箱之间的相对位置及其联系尺寸。本科毕业设计说明书（论文） 第? 9?页 共? 32?页 （3） 主轴结构类型、尺寸及外伸长度。 （4） 刀具类型、数量和结构尺寸、直径和长度、接杆、导向装置、攻螺纹靠模 装置等结构尺寸。 （5） 刀具、导向套间的配合,刀具、接

22、杆主轴之间的连接方式及配合尺寸等。 （6） 加工部位结构尺寸、精度及分布情况。 （7） 工件名称、材料、加工余量、切削液及是否需要让刀等。 （8） 工件加工部位向视图，并在向视图上编出孔号。 3.2.3 选择刀具、导向及有关计算 （1） 选择刀具 选择刀具应考虑工件材质、加工精度、表面粗糙度、排泄及生产率等要求。只要 条件允许，应尽量选用标准刀具。孔加工刀具（钻、扩、绞等）的直径应与加工部位 尺寸、精度相适应，其长度应保证加工终了时刀具螺旋槽尾端离导向套外端面 30-50mm，以利排泄和刀具磨损后有一定的向前调整量。 本工序为钻 6个6.7 的孔和 9个5的孔。工件材料为：ADC12。初选刀具

23、为硬 质合金扩孔钻。 查阅组合机床设计简明手册p47 表 2-7 初选切削用量： 加工直径 d6.7mm 切削速度 v40m/min 进给量 f0.2mm/r 得 主轴转速?min?/?1901?7?.?6?14?.?3?40?1000?1000?n? r?D?v ? ? p （2） 导向套的选择 导向套的类型通常分为两类，一类是固定式导向套，即刀具导向套部分与导套之 间既有相对移动又有相对转动；另一类是旋转式导向套，刀具导向部分与导套之间只 有相对移动而无相对转动。 相对转动线速度小于 20m/min 时， 通常采用固定式导向套； 大于 20m/min 时，为避免刀杆与导向套摩擦发热变形，产

24、生“别劲”现象，应选用旋 转导向。 导向套的数量应根据工件形状、内部结构、刀具刚性及加工精度等情况决定。通本科毕业设计说明书（论文） 第? 10?页 共? 32?页 常钻、扩、绞单层壁小孔，或镗、扩、绞深度不大的大孔时，采用单个导向套；在工 件铸孔上有扩孔时，为加强刀具导向刚性，采用双向导套当刀杆悬伸较长或扩、绞孔 位置精度要求较高时，有时需要采用长导向套，双导向套或多导向套加工。 导向套的主要参数通常指：导套的直径及公差配合，导套的长度及导套到工件端 面距离。这些参数根据已确定的导向套类型、工件形状、公差精度及刀具刚性等确定。 固定式导向套的长度取刀具导向部分直径的 24 倍，导向套直径大者

25、取小值，直径 小时取大值。旋转导向导向套的长度应取导向部分直径的 23倍。 在本设计中，导向套应选用单个旋转式，导向套的长度取 40mm。 （3） 确定导向套离工件端面的距离 导向套离工件端面的距离一般按 h0.30.7d 取值，加工铸铁时取小值，加工 钢件时取大值。 所以导向套离工件端面的距离取 h30mm。 （4） 确定主轴类型、尺寸、外伸长度 主轴轴径尺寸规格应根据选定的切削用量计算出切削转矩 T?0.83 0.68 0.79 0.6?1?1?1.2 6.72?1.2 6.72 12.019 0.416 1 24.7 853 . 8.39 .?1.2 6.72 16.8 0.416 1

26、24.7 1392 . 13.64 .?T D f t HB?T kg mm N m?T kg mm N m ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 查组合机床设计简明手册表 3-4 初定主轴轴径?4?4?1?4?1?10?10 22.09?10 24.95?d B T?d B T mm?d B T mm 考虑便于生产管理，适当简化规格。综合考虑加工精度和具体工件条件，查资料 组合机床设计简明手册，按表 3-6 和表 4-1 选定主轴外伸长度 L、外径 D和内径? 1?d?及配套的刀具接杆莫氏锥度号或攻螺纹靠模规格代号等。 主轴轴径? mm?30?d ，主轴外伸尺寸 L115，外伸端? 1

27、?/?D d?为 50/36，接杆莫氏圆锥 号为 1。 （5） 确定连杆的规格和主要尺寸 根据主轴端部的内径或莫氏锥度，在刀杆的设计标准中选出刀杆的规格和主要尺 寸，其中包括刀杆长度的推荐范围。 主轴选用的连杆： L260mm。本科毕业设计说明书（论文） 第? 11?页 共? 32?页 （6） 工作行程长度的确定。 （a） 工作进给长度 l?工进 。 工作进给长度等于被加工部位的长度与刀具切入长度 和切出长度之和，切出长度应取5 0.3 ?d + mm，d为钻头直径；切入长度可根据工件端 面误差确定，一般为 510mm，在本设计中工作进给长度为 90mm。 （b） 快速退回长度。 一般在固定式

28、夹具的钻、扩、绞孔机床上，快速推回长度 必须保证所有道具都退进夹具导向套内，不影响装卸工作即可。对于夹具需要回转和 移动的机床，快速退回长度必须把道具、托架、活动钻模板以及定位销等都退离到夹 具运动时可能碰到的范围以外，或不影响装卸工件的距离, 所以快速退回长度取 200mm。 （c）快速引进长度。快速引进是动力部件把刀具快速送到工作进给开式的位置， 本设计中应等于快退长度减去工进长度，取其为 110mm。 （d） 动力部件总行程长度。 动力部件总行程长度除必须满足工作循环刚做行程 要求外，还要考虑调整和装卸刀具的要求，即考虑前备量和后备量。前备量是指刀具 磨损和补偿安装制造误差，动力部件可以

29、喜爱那个前调整的距离。后备量是指刀具连 同接杆一起从主轴上取出时，保证刀具退离导套外的距离大于接杆插入主轴孔内的长 度， 取前备量 30mm,后备量 180mm。 （7） 其它应注意的问题。 （a） 加工示意图上应有足够的联系尺寸，并标注恰当，如主轴端部尺寸、刀具 结构尺寸、导向尺寸、工件至夹具的尺寸，工件本身以及加工部件的尺寸等。 （b） 应有足够的说明，如被加工零件的图号、材料、硬度、加工余量、工件是 否有让刀运动，以及是否采用冷却。 （c） 加工部位的示意图，需要将工件各面的形状和加工孔的位置用缩小比例画 出，并标注孔号。 （d） 相邻两孔中心距小的主轴，须在展开图上按照比例画出，以便检

30、查主轴、 接杆、导向及浮动头是否相碰。 （e） 加工示意图是按照加工终了状态绘制。 3.2.4 加工示意图简图 零件加工示意图如图 3. 2 所示。本科毕业设计说明书（论文） 第? 12?页 共? 32?页 1 2 3 4 5 6 图 3.2 加工示意图 3.3 机床联系尺寸图 3.3.1 被加工零件联系尺寸图的作用 （1） 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。 （2） 按初步选定的主要通用部件以及确定的主要部件的总体结构而绘制的。 （3） 可用来表示机床的配置型式、主要构成及各部件安装位置、相互联系运动 关系能否满足加工要求和通用部件选择是否合适。 （4） 为多轴箱、夹具等

31、专用部件设计提供重要依据，它可以看成是机床总体外 观简图。 3.3.2 被加工零件联系尺寸图的内容 （1） 表明机床的配置型式与总布局。适当数量的视图，用同一比例画出主要部 件的外廓形状和相关位置，表明机床基本型式及操作位置等。 （2） 完整齐全的反应各部件间的主要装配关系和联系尺寸，专用部件的主要联 系尺寸、运动部件的机械极限位置、及各滑台工作循环总的工作行程和前后行程备量 尺寸。 3.3.3 动力部件的选择 动力部件的选择主要是确定动力箱和动力滑台。 由加工示意图得： D19.8mm 轴向力：本科毕业设计说明书（论文） 第? 13?页 共? 32?页? min?1?2?1?3?0.3 30

32、.56?2?0.3 33.24?2?HB HB HB HB?M?F kg?D?M?F kg?D - - 切削功率?1?2?0.246?3060?0.48?3060?Tv?p KW?D?Tv?p KW?D p p 总轴向力?1 2?2 30.56 2 33.24 97.04?F F F kg + + ? 总 总切削功率?1 2? 0.246 2 0.48 1.206?P P P KW + + ? 总 由组合机床设计简明手册得： 左右多轴箱选 1TD25-型动力箱 驱动轴转速，n900r/min；电动机选 Y100L?1?-4 型，功率为 2.2kw；选滑台型号为 1HYT32,滑台台面宽为 32

33、0mm,滑台台面长为 630mm,最大行程为 200mm,最大进给力为 12500N，最大行程 200mm，滑台台面宽度为 B250mm；快速进给速度为 8m/min。 由表 5-2 选滑台附件，导轨防护装置为 1HJ25-F81,滑台侧底座为 1CC252M。 3.3.4 组合机床其它尺寸的确定 （1） 确定机床装料高度 H 装料高度一般是指工件安装基面至地面的垂直距离。 据国家标准，装料高度取 H895mm 2 确定中间底座尺寸 中间底座的轮廓尺寸，在长宽方向应满足夹具的安装需要。这里选 500×800× 560JB1529-79。 3 确定多轴箱轮廓尺寸 标准通用钻床

34、类多轴箱的厚度是一定的,卧式为 325mm，因此确定多轴箱尺寸，主本科毕业设计说明书（论文） 第? 14?页 共? 32?页 要是确定多轴箱的宽度 B和高度 H及最低主轴高度 h1。 Bb+2b1 Hh+h1+b1 其中 b?工件在宽度方向相距最远的两孔距离 b1?最边缘主轴中心至箱体外壁距离（为保证多轴箱内有足够空间安排 齿轮，这里取 100mm） h?工件在高度方向相距最远的两孔距离 h1?最低主轴高度 多轴箱最低主轴高度 h1 必须考虑工件最低孔位置 h2，机床装料高度 H、滑台总 高 h3、底座高度 h4等尺寸确定 h240mm H895mm h3250mm h4560mm h1、H、

35、B的计算如下： h1h2+H-0.5+h3+h4 40+895-0.5+250+560 124.5mm 滑台与底座之间有 h55mm 的调整垫 故 h1h2+H-0.5+h3+h4+h5 40+895-0.5+250+560+5 119.5mm Hh1+h+b1 119.5+40+100 259.5mm Bb+b1 402+2×100 602mm 按通用多轴箱箱体系列尺寸标准，选定多轴箱轮廓尺寸 B×H600*300 4 绘制机床联系尺寸总图本科毕业设计说明书（论文） 第? 15?页 共? 32?页 其中长、宽方向的尺寸链要封闭 长度方向 从工件中心到夹具、多轴箱、滑台、再

36、由滑台返回到滑台前端、侧底座、中间底 座、工件中心 封闭：230+113+12171194+48+318 高度方向 从中心底座、夹具底座、支承块、最低主轴高度到主轴箱、滑台、调整垫、侧底 座 封闭：560+275+60+40120+250+5+560 3.3.5 机床联系尺寸图简图 机床联系尺寸图如图 3. 3 所示。 图 3. 3 机床联系尺寸图 3.4 生产率计算卡 机床理想生产率是指机床在百分百负荷情况下每小时的生产能力。这里仅考虑加 工一个工件所需的机动时间 （ 机?t? ） 和辅助时间 （ 辅?t? ）。 辅助时间是指机床空运行程 （动 力头快进和快退、工作台的回转或移动、电气和液压

37、元件的转换动作等）和工件的装 卸、定位、夹压以及清楚定位面上切屑所需的时间。机床理想生产率 Q可按下列公式 计算： 小时） （件 单?/?T?60?Q （分） 辅 机 单? t?t?T + 式中 单?T? ?单件工作时。本科毕业设计说明书（论文） 第? 16?页 共? 32?页 可按下列公式确定： 和 辅 机? t?t?1?2?2?1?1? t?s?L?s?L?t + + 分 分 机 装卸 移 快 快退 快进 装卸 移 快 辅? t?t?L?L?t?t?t?t + + + + + ?v?经查表得?min?/?2?.?380?/?2?.?0?min?/?1901?nf?min?/?mm?840?

38、S?2?1?mm?r?mm?r?S ? 分 分?m?L? 75?.?0 快进? .2m?1 快退?L? m/min?8?V 快?s?t? 5 移? min?1?t 装卸 ? min?29?.?0?60?5?80.2?3?45?840?75?t?s?L?s?L?t? 1?2?2?1?1 + + + + 分 分 机?33?.?1?1?60?5?8?.2?1?5?.7?0?t?t?L?L?t?t?t?t + + + + + + + + 装卸 移 快 快退 快进 装卸 移 快 辅? v?min ? min?62?.?1?33?.?1?29?.?0?t?t?T + + 辅 机 单 小时 件 年产量 小时

39、 件 单?/?25?2000?50000?2300?Q1?/?7?3?62?.?1?60?T?60?Q ?68%?Q?Q?1 负 机床负荷率：h本科毕业设计说明书（论文） 第? 17?页 共? 32?页 4 组合机床总体设计 组合机床是用已经系列化， 标准化的通用部件和少量专用部件组成的多轴， 多刀， 多工序，多面或多工位同时加工的高效专用机床。在批量生产正为了提高生产率，缩 短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合，使每个工位装夹多 个工件，同时进行多刀加工，实行工序高度集中，必须广泛采用组合机床。 4.1 组合机床方案设计 组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集

40、中工序的原则设计的一 种高效率的专用机床。设计组合机床前，首先应根据组合机床完成工艺的一些现状及 组合机床各种工艺方案能达到的加工精度、表面粗糙度及技术要求，解决零件是否可 以利用组合机床加工以及采用组合机床价格是否合理的问题。 4.1.1 加工方案制定阶段 拟定方案阶段包括制定工艺方案，确定机床的配置型式机结构方案，最后在此基 础上进行图纸的设计。 根据 1P68F 上箱体的毛坯尺寸、加工要求和生产批量大小,相应的加工方式也有 所区别,我们共设计了两种供选择的方案，并根据方案的优劣选择适合企业年生产纲 领要求，并且相对加工效率最高，成本最低的方案。两种加工方案分别为：立式升降 台钻床、1P6

41、8F 上箱体双面钻。 方案 1：立式钻床 立式钻床的主轴是垂直布置的。钻头可以根据加工需要在垂直方向内进给。主轴 随同主轴套筒能在主轴相中上下移动，可实现手动快速升降、手动进给和接通、断开 机动进给。工件直接或通过夹具安装在工作台上。工作台和主轴箱都安装在方形立柱 的垂直导轨上，可以上下调整其位置，以适应不同高度工件的加工需要。立式钻床一 般只有单面配置一种形式。 方案 2：卧式双面钻床 卧式双面钻床的刀具主轴水平布置，动力部件沿水平方向进给，两个主轴箱上可 同时安装多个刀具，一次可同时在同一工件的左右两个不同面上加工多个孔。对于要 求双面加工的零件更具有加工的针对性。 2 加工方案选择 方案

42、 1中，采用立式钻床，优点是操作要求低，床身占用空间小，加工精度较高，本科毕业设计说明书（论文） 第? 18?页 共? 32?页 能够基本保证加工要求，且由于其通用性，故通常企业内都有大量的此类设备，原始 资源充足。但此种加工方案造成零件在加工过程中需要在工作台上同时安装两个工 件，夹具设计较为困难且装夹稳定性差，工件换向装夹操作较为繁琐，容易使工人产 生混乱而导致操作失误，无形中大大增加了加工所需的时间，提高了生产成本。 方案 2中，采用卧式双面钻床设计，最直接的特点是有两面多个刀具，可同时实 现双面多孔加工，节约了多次装卸工件的时间，操作比较简单，稳定性较好，减少了 装夹时产生的误差，简化

43、了加工工序，大大缩短了加工时间，降低了劳动成本，并且 对工人的操作要求也不高。缺点是机床占用空间较大，加工精度较低，加工方式单一， 通用性差。 综上，本设计选择方案 2中卧式双面钻床设计，该方案既可以满足零件加工的技 术要求，又符合企业年生产纲领的要求，提高了生产率，节约了生产成本。 4.1.2 技术设计阶段 根据已确定的工艺和结构方案，按照加工示意图和机床联系尺寸图展开部件设 计，绘制夹具、机床等的装配图。 4.1.3 工作设计阶段 绘制有关图纸，编制机床说明书。详细过程见下列步骤和所绘图纸。 箱体是发动机上的主要基础零件，结构复杂，加工精度要求高，加工工艺路线长。 本次加工的 1P68F

44、箱体由 ADC12 压铸而成，硬度大于 90HB。 4.2 绘制机床总图本科毕业设计说明书（论文） 第? 19?页 共? 32?页 机床装配图如图 4.1 所示。 图 4.1 机床零件装配图 4.3 机床液压滑台的工作特性 由参考文献11 2-5 得 液压传动的工作原理液压泵由电动机带动，从油箱中吸油，然后将具有压力能的 油液输送到管路，油液通过节流阀和管路流 至换向阀，换向阀的阀芯有不同的工作 位置，因此通路情况不同，当阀芯处于中间位置时，阀口 pa、bt 互不相通通 向液压缸的油路被堵死，液压缸不通压力油，所以工作台停止不动；若将阀芯向右推, 这时阀口 p和 a，b和 t相通，压力油经 p

45、口流人换向阀，经 a口流入液压缸的左腔， 活塞在液压缸左腔压力油的推动下带动工作台向右移动；液压缸右腔的油液通过换向 阀的 b 口流入到换向阀，又经回油口 t 流回油箱；若将换向阀的阀芯向左推左端工 作位置，活塞带动工作台向左移动；因此换向阀 6 的工作位置不同的，就能不断改 变压力油的通路，使液 压缸不断换向，以实现工作台所需要的往复运动。本科毕业设计说明书（论文） 第? 20?页 共? 32?页 滑台联系尺寸图如图 4.2 所示。 图 4.2 滑台联系尺寸图 滑台型号为1HYT32,滑台台面宽为320mm,滑台台面长为630mm,最大行程为200mm, 最大进给力为12500N。L1取 630mm,L2取 1300mm,L5取 150mm,L6取 300mm,L13250mm。 相关的型号和参数如下图。 型号剪辑图如图 4.3 所示 图 4.3 型号剪辑图 滑台技术参数剪辑图如图 4.4 所示。 图 4.4 滑台技术参数剪辑图 液压滑台、垫板与机床采用螺钉 M12×47 连接，用锥销 A10×45 定位，动力箱与 滑台采用M12×47连接， 用锥销A10×45定位。 选滑台附件， 导轨防护装置为1HJ25-F81, 滑台侧底座为 1CC252M，夹具底座跟床身用螺钉 M12×47 连接，用锥销 A10×45