壳体零件攻丝毕设说明书

1、 . . . 中文摘要本课题为设计单工位单面攻丝组合机床，用于加工翻斗车主传动壳体螺纹孔。在攻丝组合机床的设计上采取了一系列的措施，保证了被加工孔的加工精度。主要完成了对翻斗车主传动壳体的螺纹孔的加工工艺进行了分析研究，明确了各个孔加工的技术要求和工艺要点。恰当地选择了机床的切削参数，动力头与液压滑台驱动机构的结构参数。设计了稳定可靠的多轴箱，从而保证了被加工孔的精度要求。根据通用、经济的原则，选择了刀具，满足了工艺的需要。机床为四轴攻螺纹卧式组合机床。主轴设为机械传动，而进给系统为液压控制，使在满足使用要求的前提下降低了成本。作为关键部件的液压滑台采用通用部件。以比较简单的方式完成旋转运动和

2、直线运动的同步进行，非常实用。本课题详细的设计了主轴箱的结构和传动方案。设计的机床，保证了加工螺纹的生产质量，提高工效3倍以上，加工成本大幅下降。关键词：单工位单面、攻丝、组合机床、通用部件、卧式、主轴箱。42 / 48AbstractThis topic one-sided attacks the silk aggregate machine-tool for the design sheet location, useing in processing the tilting skip master drive shell threaded hole. In attacked in the

3、 silk aggregate machine-tool's design to take a series of measures, had guaranteed is processed the hole the working accuracy. Mainly completed has conducted the analytical study to the tilting skip master drive shell's threaded hole processing craft, has been clear about eachprocessing spec

4、ification and the craft main point. Has chosen engine bed's cutting parameter appropriately, the power head and the hydraulic pressure sliding table driving mechanism design parameter. Has designed the stable reliable multi-axle-boxes, thus had guaranteed is processed the hole the accuracy requi

5、rement. According to general, economical principle, has chosen the cutting tool, has met the craft needs. The engine bed is four axis tapping vertical aggregate machine-tool. The main axle supposes for the mechanical drive, but to feed system is the hydraulic control, caused in satisfies the operati

6、on requirements under the premise to reduce the cost. Uses the general part as key component's hydraulic pressure sliding table. Compares the simple way to complete the rotary motion and the translation synchronization carries on, is practical. This topic detailed design headstock's structur

7、e and transmission plan. The design engine bed, had guaranteed the processing thread's production quality, enhances above work efficiency 3 times, the processing cost drops largely.Key words: The single location one-sided, attacks the silk, the aggregate machine-tool, the general part, the horiz

8、ontal type, the headstock.目录第一章绪论11.1 本课题的研究背景与意义11.1.1 攻丝组合机床介绍11.1.2 组合机床的特点11.1.3 本课题国外研究概况21.2本论文的主要工作与结构4第二章总体方案设计62.1 工艺方案的拟定62.1.1 确定组合机床工艺方案的基本原则与注意问题62.1.2 组合机床工艺方案的拟定72.1.3 工件的定位和夹紧方案的设计102.2 组合机床的配置形式和结构方案102.3 “三图一卡”的编制112.3.1 被加工零件工序图122.3.2 加工示意图132.3.3 绘制加工示意图的有关计算132.3.4 机床联系尺寸图202.3

9、.5 生产率计算卡26第三章主轴箱设计303.1 主轴箱简介303.2 主轴箱设计方案313.3 主轴结构形式的选择与动力计算323.3.1 主轴箱的设计步骤和容323.3.2 主轴箱所需动力的计算323.4 传动系统的设计与计算333.4.1 传动系统设计343.4.2 轴的确定353.5 攻丝主轴箱设计特点363.5.1 组合机床上常用的攻丝方法363.5.2 攻丝卡头与攻丝靠模装置373.5.3 活动攻丝模板与钻孔复合模板383.5.4 设计多轴箱的其他问题38结论40致41参考文献42第一章 绪论1.1 本课题的研究背景与意义1.1.1 攻丝组合机床介绍组合机床是用按系列化标准化设计的

10、通用部件和按被加工零件的形状与加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。由于组合机床工序的高度集中，即在一台机床上可以完成一种或几种不同的工序加工，因此适应了产量大、精度高的生产要求，并克服了万能机床结构复杂、劳动轻度大、生产效率低、精度不易保证的缺点以与专用机床通用性差、不适应现代技术迅速发展、产品经常更新的要求。所以，组合机床与其自动线已被广泛应用，并显示出巨大的优越性。近年随着机械、农机、汽车与其零部件制造行业的快速发展和高精尖产品不断研究突破，壳体类零件的加工正在不断考研机床研究的能力，其中攻丝是加工过程中至关重要的一部分。更安全、更高效、高精度的要求都使得攻丝加工的难度不断加大，例如

11、汽车发动机、轮毂等的攻丝都在精度、结合性能等方面有很高的要求。万能机床和专用机床已经远远不能满足加工的需要，因此攻丝组合机床的研究对满足加工的要求变的至关重要。1.1.2 组合机床的特点组合机床是由7090%的通用零部件组成的，在需要的时候，它可以部分或全部的进行改装，以组成适应新的加工要求的新设备。它具有重新改造的优越性，零部件可以多系重复使用。组合机床是按具体加工对象专门设计的，因而可以按最合理的工艺过程进行加工。在组合机床上可以同时从几个方向采用多把刀对几个工件进行加工，大大提高了生产效率。组合机床常常是用多轴对箱体零件一个面上的许多孔同时进行加工孔之间的精度、质量更高，减少装夹搬运，改

12、善劳动条件，同时减少了机床占用面积。组合机床的零部件规格标准，可以组织专门工厂集中生产，同时简化机床的维护和修理，降低成。同样组合机床也有它的缺点：1）组合机床的可变性较万能机床低，重新改装时有部分零件不能重复使用。2）组合机床通用零部件不是为某一种机床设计的，而具有广泛的适应性，这样就使组合机床的机构较专用机床稍为复杂些。因此，本课题基于使设计出的机床结构简单、使用方便、效率高、质量好提出的要求，着重选择最佳的工艺方案，合适地确定机床工序集中程度，合理地选择组合机床的通用部件，恰当的组合机床的配置型式，合理地选择切削用量，以与设计高效率的夹具、工具、刀具与主轴箱就是本次设计主要容。具体的工作

13、就是要制定工艺方案，进行机床结构方案的分析和确定，进行组合机床总体设计，组合机床的部件设计和施工设计，使其具有工程意义，实现其在实际应用中的价值。1.1.3 本课题国外研究概况二十世纪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，组合机床的加工精度也有所提高。专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的，在专用机床中某些不见因重复使用逐步发展成通用机床，因而产生了组合机床。最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车的零件。初期，个机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用

14、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，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。近20年来，组合机床自动线技术取得长足进步，自动线在加工精度、生产效率、利用率、柔性化和综合自动化等方面的巨大进步，标志着组合机床自动线技术发展达到了高水平。自动线的技术发展，刀具、控制和其他相关技术的进步，特别是CNC控制技术发展对自动线结构的变革与其柔性化起着决定性的作用。随着市场需求的变化，柔性将愈来愈成为抉择设备的重要因素。因此，组合机床自动线将面临由高速加工中心组成的FMS的激烈竞争。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

15、和经济性生产的关键装备，因而被广泛应用于汽车、拖拉机、燃机和压缩机等许多工业生产领域。其中，特别是汽车工业，是组合机床最大的用户。如德国大众汽车厂在Salzgitter的发动机工厂，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。因此，组合机床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门产品的生产效率、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。现代组合机床和自动线作为机电一体化产品，它是控制、驱动、测量、监控、刀具和机械组件等技术的综合反映。近20年来，这些技术有长足进步，同时作为组合机床主要用户的汽车和燃机等行业也有很大的变化，其产品市场寿命不断

16、缩短，品种日益增多且质量不断提高。这些因素有力地推动和激励了组合机床的不断发展。组合机床是由大量的通用部件和少量的专用部件组成且工序集中的高效专用机床.由万能机床和专用机床发展而来.由于组合机床工序的高度集中，即在一台机床上可同时完成一种或几种不同工序加工，因此适应了产量大、精度高的生产要求，并且克服了万能机床结构复杂、劳动强度大、生产效率低、精度不易保证的缺点，以与专用机床通用性差、不适应现代技术迅速发展、产品经常更新的要求.所以，组合机床与其自动线已广泛应用到汽车、柴油机、电动机、仪器仪表以与军工产品等的生产上，并显示出巨大的优越性。我国自改革开放以来，虽然机床加工机械的技术水平与产品质量

17、有着显著的提高，但与先进的发达国家相比差距较大，主要存在的问题有：水平低、仿制多、品种少、自动化程度不高，外观质量不高，机床机械合格率低，远低于同类机械产品的平均合格率。螺纹加工机床和其他机床一样发展缓慢。国生产的中档普与型数控机床的功能、性能和可靠性方面已具有较强的市场竞力。但在中、高档数控机床方面，与国外一些先进产品相比，仍存在较大差距。螺纹加工的数控化程度也很低。虽然我国现在的水平很低不过我们有很好的发展前景：首先，我国的政策调整有利于车床行业的发展；第二，产业转移给车床行业的发展带来了机遇；第三，下游行业成长较快；第四，数控车床消费增长较快。而螺纹加工的攻丝机只是车床中的一个部分，当然

18、也具有很好的发展前景。目前国有很多的组合机床仍然采用继电器控制，使用不便，且较为落后。而国外同行业则较多采用PLC先进技术集成控制来实现生产自动化，已形成一系列自动化程度较高的生产流水线，大大提高了生产效率和节省了成本随着制造业高效、精度等的要求不断提高，组合机床也迎来了更巨大的发展空间：1、提高组合机床的加工精度提高工件加工精度的因素。提高测量仪器的精度等级，提高机床的精度等级，降低工件的装夹斜量，降低工件的定位与找正误差，降低温度差引起的热变形量，降低工艺系统由于自激振动与受迫振动产生的加工误差等。采用新的设计结构提高工件加工精度。采用超精密级滚动轴承，液压静压轴承，液体动压轴承，气压轴承

19、和磁浮轴承等采用新工艺以提高工件加工精度。采用带有镗刀磨损补偿装置的镗削头，在加工进行时可以自动检测，自动调整刀具位移提高精度。2、提高组合机床的柔性化程度。柔性化系统的优点：柔性生产系统适应企业多品种，小批量的生产要求；有利于提高产品质量，可以大大提高组合机床的经济效益；缩短生产周期，企业能迅速适应市场需求变化。组合机床柔性化途径：组合机床柔性化是指主要部件的柔性化，机床进给系统通过数控滑块实现柔性化。机床主要运动系统实现柔性化可以采用自动换箱、自动换刀等单元的方法。组合机床的研究是一个不断发展进步的课题，相信它会为制造行业带来辉煌的未来！1.2本论文的主要工作与结构本次设计工作将设计一台单

20、面卧式组合机床。因此，目的是使设计出的机床结构简单、使用方便、效率高、质量好。从而选择最佳的工艺方案，合适地确定机床工序集中程度，合理地选择组合机床的通用部件，恰当的组合机床的配置型式，合理地选择切削用量，以与设计高效率的工具、刀具与主轴箱就是本次设计主要容。具体的工作就是要制定工艺方案，进行机床结构方案的分析和确定，进行组合机床总体设计，组合机床的部件设计和施工设计。（1）明确本题目的设计参数，技术条件等；（2）“三图一卡”总体设计；根据零件图绘制工序图；绘制加工示意图；绘制机床联系尺寸图；制定机床生产率计算卡。（3）主轴箱结构设计；（4）专业外文资料译文（1篇）；（5）设计说明书（1份）。

21、零件图如图1.1所示翻斗车主传动轴。图1.1 翻斗车主传动壳体加工零件材料、要求、硬度如下：加工工序：螺纹孔M14 精度等级：7H材 料：HT200 硬 度：HB190加工深度：L=30mm 盲孔第二章 总体方案设计2.1 工艺方案的拟定2.1.1 确定组合机床工艺方案的基本原则与注意问题1. 粗、精加工工序的安排 必须根据零件的生产批量、加工精度、技术要求进行全面分析，按照经济地满足加工要求的原则，合理解决粗加工和精加工工序的安排。不要不分具体情况而一律粗、精加工工序合并的做法。一般在大批大量生产中，确定工艺流程宜、精工序分开进行，其优点是：（1）工件能得到较好的冷却，有利于减少热变形与应力

22、变形的影响，对精度要求高的零件，更需要如此安排。（2）可避免粗加工振动对于精度、表面粗糙度的影响。（3）有利于精加工机床保持持久的精度。（4）使机床机构简单，便于维修、调整。但是，粗、精加工工序分开，将使机床台数增多。当工件生产批量不大时，由于机床负荷率低，则经济性不好。因此，在能够保证加工精度前提下，有时也采取粗、精加工合并在同一台机床上进行的工艺方案。但须采取措施，尽量减少由此而带来的不利影响。例如使大量切除余量和有铸造黑皮的第一道工序与最后一道精加工工序不同的夹压力；若工件一次安装，也应使粗、精加工工序分别具有不同夹压力。2.工序集中与分散的处理工序集中是机械加工近代的主要发展方向之一。

23、组合机床也正是基于工序集中的工艺原则发展起来的，即运用多种不同刀具，采用多面、多工位和复合刀具等方法，在一台机床上对一个或几个零件完成复杂的工艺过程，从而有效地提高生产率，取得更好的技术经济效果。 但也应当看到，工序集中程度的提高也会带来下述一些问题：（1） 工序过分集中会使机床结构复杂，刀具数量增加，机床大而笨重，调整使用不便，可靠性降低，反而影响生产率的提高。（2） 工序过分集中导致切削负荷加大，往往由于工件刚性不足与变形等影响加工精度。因此，提高工序集中程度时，应注意：（1）适当考虑单一工序。即把一样工序容的工序集中在同一台机床或同一工位上加工。例如，通常把箱体零件上的大量螺孔攻丝工序集

24、中在一台攻丝机床上，而不与大量钻、镗工序集中在同一个多轴或同一台机床上进行，这样会使机床更为简单合理。（2）相互间有位置精度要求的工序应集中在同一个工位或同一台机床上加工。例如，箱体零件各面上的孔，相互间有位置精度要求时，其孔的精加工应集中在同一台机床上一次安装并完成加工。一般来说，对这些孔的粗加工也应集中在一台机床上进行，这可以使得精加工余量分布均匀，以利于保证加工精度（3）大量的钻、镗工序最好分开，不要集中在同一个多轴箱完成。这是因为，钻孔与镗孔直径不一样，主轴转速也就相差很大，导致多轴箱的传动链复杂和设计困难。同时，大量钻孔会产生很大轴向力，有可能使工件变形而影响镗孔精度；而且，粗镗孔振

25、动较大又会影响钻孔，甚至会造成小钻头的损坏和折断。（4）确定工序集中时，必须充分考虑零件是否会因刚性不足而较大的切削力、夹压力下变形对加工精度带来不利影响。（5）工序集中时，必须考虑前述粗、精加工工序的合理安排与由于多轴箱结构与设置导向的需要。主轴排列不宜过密，否则会造成机床、刀具调整不便、加工精度、可靠性与生产率低的不良后果。（6）攻丝机床都是借助电动机正转进行攻丝，加工完了电动机反转使丝锥退出工件。电动机的反向和停止是由攻丝行程控制机构来操纵的。为了确保攻丝电动机的可靠反向和停止，在电气控制系统设计上，除了一般动作控制信号外，还必须增设互锁保险开关。为了在丝锥退回原位电动机能与时停止，不因

26、惯性转动造成丝锥超程，破坏攻丝机构的原位状态，在电动机停转时，一般应采用刹车机构以制动。当一个主轴箱上攻丝主轴少于8根时可以不用。对特大的攻丝主轴箱有时还应设置两个或更多的刹车机构，以确保可靠的制动。本设计的主轴箱的主轴只有4根，所以不需要2.1.2 组合机床工艺方案的拟定拟定组合机床工艺方案的一般步骤如下。1.分析、研究加工要求和现场工艺在制定组合机床工艺方案时，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途与其结构特点，加工部位与其精度、表面粗糙度、技术要求与生产纲领。深入现场调查分析零件的加工工艺方法，定位和夹紧方式，所采用的设备、刀具与切削用量，生产率情况与工作条件等方面的现行工艺资料

27、，以便制定出切合实际的合理工艺方案。2.定位基准和夹压部位的选择组合机床一般为工序集中的多刀加工，不但切削负荷大，而且工件受力方向的变化。因此，正确选择定位基准个夹压部位是保证加工精度的重要条件。对于毛坯基准选择要考虑有关工序加工余量的均匀性；对于光面定位基准的选择要考虑基面与加工部位间位置尺寸关系，使它利于保证加工精度。定位夹压部位的选择应在有足够的夹紧力下工件产生的变形最小，并且夹具易于设置导向和通过刀具。组合机床常用工艺方法级所能获得的加工精度；表面粗糙度和形位精度推荐数据见参表2-1（组合机床简明设计手册第六章表6-1表6-9）。表2-1 螺孔加工工艺方案螺纹尺寸 螺纹精度螺 孔 类

28、型 工 艺 过 程螺纹加工方法M30以下螺孔（铸铁）7H一般紧固螺孔 钻底孔、倒角、攻丝丝锥攻制（每个丝锥带一个攻螺纹 ，由靠模实现进给）5H6H较高精度螺孔钻孔、扩至底孔尺寸、攻丝 根据对我国使用组合机床的调查，加工铸铁件的某些主要工序所能达到的精度和表面粗糙度如下述：组合机床利用攻丝靠模装置对螺孔进行加工，在良好润滑条件下，对铸铁可加工出H6H7级精度螺孔，表面粗糙度为3.2um。螺孔的位置精度，主要取决于螺纹底孔的位置精度，因受底孔原有位置误差与整个攻丝系统误差的影响，要比钻孔的低些。3.影响工艺方案的主要因素（1）加工的工序容和加工精度 这是制定机床工艺方案的主要依据。显然，面加工和孔

29、加工、不同尺寸的平面和孔径加工几句不同的加工精度要求，直接影响着工艺方法的选择和工步数与工艺路线的确定。（2）被加工零件特点被加工零件特点主要指零件的材料、硬度、加工部位的结构形状、零件刚性、定位基准面的特点等。他们对机床方案制定有着重要的影响。同样精度的孔，因材料、硬度的不同，其工艺方案也不同，如刚性一般的铸铁的加工工步数多。加工薄壁易振的工件，安排工序时，必须考虑防止共振。加工箱体零件多层壁同轴线等直径孔，通常在一根镗杆上安装多个镗刀头进行镗削，退刀进，要求工件（夹具）“让刀”，镗刀头周向定位。若工件刚性不足，安排工序就不能过于集中，以免因同时加工表面多造成工件受力大，振动与发热变形而影响

30、加工精度。还必须十分重视被加工零件在组合机床加工前所完成的工序与毛坯或半成品质量。对加工余量很大或铸造质量较差的零件应安排预加工工序。被加工零件的特点在很大程度上决定了机床采取的配置形式。一般来说，孔中心线与定位基面平行且需由一面或几面加工的箱体件宜采用卧式机床；立式机床适宜加工定位基面是水平的且被加工孔与基面垂直的工件，而不适宜加工安装不方便或高度圈套的细长工件。对大型箱体件，采用单工位加工较适宜；而中小型零件则多采用多工位机床加工。（3）被加工零件的生产批量零件的生产批量是决定采用单工位、多工位或自动线，还是按中小批生产特点设计组合机床的重要因素。有时从工件外形与轮廓尺寸看，本来可以采取单

31、工位固定式夹具的机床配置形式，但由于生产批量较大，就不得不采取多工位的机床方案以使装卸工件时间与机动时间重合。被加工零件的生产批量越大，工序安排一般趋于分散。而且，其粗、半精加工应分别在不同机床上完成。对于中小批量生产情况，则要力求减少机床台数，此时应将工序尽量集中在一台（多工位）或少数几台机床上加工，以提高机床利用率。（4）工序间余量的确定为可靠地保证加工质量，必须合理确定工序间余量。组合机床孔加工常用工序余量参见组合机床设计简明手册表3-1。（5）刀具结构的选择 根据工艺要求和加工精度不同，常用刀具有一般刀具（标准）、复合刀具与特种刀具等。1）只要条件允许，为使工作可靠，结构简单、应尽量选

32、择标准刀具和简单刀具。采用此类刀具的特点是加工一个零件所需要的工位数或机床台数多。2）为提高工序集中程度或保证加工精度，采用先后加工或同时加工两个或两个以上表面的复合刀具。2.1.3 工件的定位和夹紧方案的设计 根据翻斗车主传动壳体零件的特点，确定采用“一面两销”的定位方式。将顶面以与零件上的两个工艺孔作为定位基准，通称一面两销定位。顶平面限制了三个自由度，一个销是短的圆柱销，限制两个自由度，另一个是菱形销（或削扁销），限制一个自由度，实现了完全定位。工件在夹具中定位后一般应夹紧，使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，由于工件在加工的过程中受切削力，惯性力，夹紧力等的作用，会形成变形或位

33、移，从而影响工件的加工质量，所以工件的夹紧也是一个保证加工精度的一个十分重要的问题，为了获得良好的加工效果，一定要把工件在加工过程中的位移，变形等控制在加工精度所允许的围之。工件采用汽缸夹紧。2.2 组合机床的配置形式和结构方案零件加工工艺方案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。考虑到被加工的零件是钻4个M14螺孔，而且这4个螺孔对称分布，并针对零件的形状、大小、材料、硬度、刚性、加工部位的结构特点、加工精度、表面粗糙度以与定位、夹紧方法、工艺过程、所采用的刀具与切削用量、现场的环境和条件、生产率要求等。由于此设计是对4个孔攻丝，用一个工位完成。通常，在确定工艺方案的同时，

34、也就大体上确定了组合机床的配置形式和结构方案。但是还要考虑下列因素的影响。1加工精度的影响 工件的加工精度要求，往往影响组合机床的配置形式和结构方案，例如，加工精度要求高时，应采用固定夹具的单工位组合机床，加工精度要求低时，可采用移动夹具的多工位组合机床；工件各孔间的位置精度要求高时，应采用在同一工位上对各孔同时精加工的方法；工件各孔同轴度要求高时，应单独采用精加工等。2.工件结构状况影响工件的形状、大小和加工部位的结构特点，对机床的结构方案也有一定的影响。例如，对于外形尺寸和重量较大的工件，一般采用固定夹具的单工位组合机床，对多工序的中小型零件，则宜采用移动夹具的多工位组合机床；对于大直径的

35、深孔加工，宜采用具有刚性主轴的立式组合机床等。3.生产率的影响生产率往往是决定采用单工位组合机床、多工位组合机床还是组合机床自动线的重要因素。例如，从其他因素考虑应采用单工位组合机床，但由于满足不了生产率的要求，就不得不采用多工位组合机床，甚至自动线来进行加工。而在多工位组合机床时，还要考虑：工位数不超过23个，并能满足生产率要求时，应选用移动工作台式组合机床；工位数超过4个时才选用回转工作台或鼓轮式组合机床。4.现场条件的影响使用组合机床的现场条件对组合机床的结构方案也有一定的影响。例如使用单位的气候炎热，车间温度过高，使用液压传动机床不够稳定，则宜采用机械传动的结构形式；使用单位刃磨刀具、

36、维修、调整能力以与车间布置得情况，都将影响组合机床的结构方案。根据被加工零件翻斗车主传动壳体工件示意图，工件材料HT200。该零件主要是在工件单面进行多孔加工，属大批量的中、小零件加工，因为是只完成攻丝工序，所以选择单工位组合机床。工件安装在机床的固定夹具里，夹具和工件都固定不动。因为被加工零件直径较大，厚度却较小。所以选择立式机床。机床工作循环如下：上料工件夹紧滑台快进滑台锁紧主轴启动攻丝靠模带动丝锥工进主轴反转进给滑台快退丝锥后退滑台快退工件松开下料本设计是攻丝这一单一工序。采用M14丝锥。2.3 “三图一卡”的编制 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方案的基础

37、上，进行组合机床总体方案图样文件设计。其容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸总图和编制生产率计算卡等。“三图一卡”是组合机床总体方案的具体体现。2.3.1 被加工零件工序图被加工零件工序图具有直观的作用，此外，它还具有一些特定的要求。被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示在一台机床上或一条自动线上完成的工艺容，加工部位的尺寸与精度、技术要求、加工用定位基准、夹压部以与被加工零件的材料、硬度和在本机床上加工前毛坯情况的图纸。它是在原有的工件图基础上，以突出本机床或自动线加工容，加上必要的说明绘制的。它是组合机床设计的主要依据。也是制造使用时调整机床，检查精度的重要技术文件。

38、被加工零件图是根据制定的工艺方案，表示所设计的组合机床（或自动线）上完成的工艺容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度与技术要求，加工用的定位基准、加压部位以与被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图样。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、使用、调整和检验机床精度的重要文件。被加工零件工序图是在被加工零件图基础上，突出本机床或自动线的加工容，并作必要的说明而绘制的。 在被加工零件图上标注的容有：1.被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以与与本工序机床设计有关部位结构形状和尺寸。2.本工序所选定的定位基准，夹紧部位与夹紧方向。以便据此进行夹具的支承、定位、

39、加紧和导向等机构设计。3.本工序加工表面的的尺寸、精度 、表面粗糙度、形位公差等技术要求，以与对上道工序的技术等。4.注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度与被加工部位的加工余量等。遵循绘制被加工零件图的规定画出零件图见图2.1。图2.1被加工零件工序图2.3.2 加工示意图加工示意图的作用和容：零件加工的工艺方案要通过加工示意图反映出来。加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具、辅具的布置状况以与工件、夹具、刀具等机床各部件间的相对位置关系，机床的工作行程与工作循环等。因此，加工示意图是组合机床设计的主要图纸之一，在总体设计中占据重要地位。它是刀具、辅具、夹具、多轴箱、液压电气装置设

40、计与通用部件选择的主要资料，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、刀具与试车的依据。其容：1. 应反映机床的加工方法、加工条件与加工过程。2. 根据加工部位特点与加工要求，决定刀具类型、数量、结构、尺寸（直径和长度），包括镗削加工时决定镗杆直径和长度。3. 决定主轴的结构类型、规格尺寸与外伸长度。4. 选择标准或设计专用的接杆、浮动卡头、导向装置、攻丝靠模装置、刀杆拖架等。5. 标明主轴、接杆(卡头)、夹具(导向)与工件之间的联系尺寸、配合与精度。6. 根据机床要求的生产率与刀具、材料特点等,合理确定并标注个主轴的切削用量。2.3.3 绘制加工示意图的有关计算1.刀具的选择选

41、择刀具，应考虑工件材质、加工精度、表面粗糙度、排屑与生产率的要求。只要条件允许，应尽量选用标准刀具。为了提高工序集中程度或满足精度要求，可以采用复合刀具。孔加工刀具（钻、扩、铰等）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3050mm，以便于排出切削和刀具磨损后有一定的向前调整量。所以，根据零件要加工的孔是4个M14螺孔，参照以上要求，依据加工M14螺孔选择M14丝锥。2. 导向套的选择（1） 选择导向类型组合机床加工孔时，除采用刚性主轴加工方案外，零件上孔的位置精度主要靠刀具的导向装置来保证。因此，正确选择导向装置的类型，合理确定其尺寸、精度，是设

42、计组合机床的重要容，也是绘制加工示意图时必须解决的问题。导向装置的作用是：保证刀具相对工件的正确位置；保证各刀具相互间的正确位置；提高刀具系统的支承刚性。导向装置有两大类，即固定式导向和旋转式导向。在加工孔径不大于25mm或表面旋转线速度小于20m/min时，一般采用固定式导向，刀具或刀杆的导向部分，在导向套即转动又作轴向移动。固定导向装置一般由中间套、可换导套华人压套螺钉组成。中间套的作用是在可换导套磨损后，可较为方便的更换，不会破坏钻模体上的孔的精度。所以本设计选择固定式导向套。（2）确定导向数量、选择导向参数组合机床加工孔时，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

43、装置来保证的。因此，正确使用导向结构和确定导向类型、参数、精度，是设计组合机床的重要容，绘制加工示意图时必须解决的问题。 3.初定主轴类型、尺寸、外伸长度主轴类型主要依据工艺方法和刀杆与主轴的联结结构进行确定。主轴轴颈主要取决于进给抗力和主轴-刀具系统结构。主轴尺寸规格应根据选定的切削用量计算出切削转矩T，查表2-2（组合机床设计简明手册表3-4，3-5，3-6，4-2）。表2-2 通用攻丝主轴的系列参数主轴类型主 轴 直 径（mm）种数前后支承均为圆锥滚子轴承的主轴2025306前后支承均为推力球轴承和无圈滚之轴承的主轴15204D/24/1230/1438/2050/26攻丝靠模规格代号1

44、234根据公式：d=6.2可算出本设计中攻螺纹主轴的大致直径式中：d主轴直径（mm） T转矩（N·m） D螺距大径（mm） P螺距（mm）加工铸铁时T=0.195DP由于本设计中D=14mm，P=1.25mm，所以查9中表3-5攻螺纹主轴直径的确定，得螺纹M14的主轴直径d=20.16mm T=10.96N·m查9表3-6和4-2 主轴直径d=25mm外伸尺寸L=120mm。得：加工M14螺纹，被加工材料是铸铁时，攻丝主轴的直径是25mm，扭矩是22200，主轴类型为前后支承均为圆锥滚子轴承的主轴。攻丝靠模规格为3。主轴外伸选长主轴（用于与刀具刚性连接的钻、扩、铰、倒角、锪

45、平面等工序或攻螺纹工序）。D/d1=38/20, 主轴外伸长度L=115-15=120mm如图2.3.3所示，接杆莫氏圆锥号为2。图2.3.3 主轴外伸部分 注意：攻丝主轴采用攻丝靠模装置，用攻丝靠模装置加工螺纹的特点是，攻丝主轴系统的进给运动由攻丝靠模机构得到。靠模机构有靠模螺杆和靠模螺母组成，其螺距等于被加工螺孔的螺距，当靠模螺杆每转一转时，则带动丝锥向前进给一个螺距杆，要求P杆尺寸接进P。表2-3 攻丝轴系列参数靠模号名称切削螺纹直径dl卡头号1-14122841252016 2024406012-201433463023182430456523-26204460403225323855

46、7334.选择接杆、浮动卡头（1） 接杆连接 接杆已标准化，选择接杆主要是决定其号数，通用标准接杆号可根据刀具尾部结构（莫氏号）和主轴头部孔直径而定。根据主轴，D/d1=38/20，选取莫氏锥度为2、直径为20mm的攻螺纹接杆。按组合机床设计简明手册表8-2选取。（2） 攻丝卡头和攻丝靠模装置在组合机床上攻制螺纹多采用攻丝靠模装置。其原理仍然是“自引法”攻丝。这种攻丝装置的进给运动，直接由靠模螺杆、螺母得到。常用的靠模装置有：TO281型攻丝靠模装置和TO282型靠模装置。本设计中采用了通用的TO281型攻丝靠模装置加工螺纹时，常采用攻螺纹靠模装置和攻螺纹卡头与相配套的攻螺纹接杆，丝锥用相应的

47、弹簧夹头装在攻螺纹接杆上。图2-2攻丝靠模装置第I类攻丝靠模装置。这种装置易于调整。这种靠模装置有攻丝靠模和攻丝卡头配合组成，并由攻丝装置配置成攻丝组合机床。这种装置易于调整，只要松开压板，则可方便的将攻丝靠模取出，且在变动加工螺孔规格时，易装卸调换。图2-2 攻丝靠模装置如图2-2所示，攻丝靠模装置由靠模杆1、靠模螺母7与支承套筒2等元件组成。丝锥通过心杆和攻丝卡头8装在靠模杆1的前端。靠模杆的中部支承在衬套4上，并与靠模螺母7相啮合。靠模杆的尾部与攻螺纹主轴相连接。攻螺纹主轴借助双键将主运动传给靠模杆，靠模杆随着转动可在主轴孔移动一段距离，即攻螺纹靠模的工作行程。套筒装在靠模头前壁上，并用

48、两个压板3固定，两个压板之连的布置角度决定于多轴箱的主轴数和主轴的分布情况。靠模螺母借助结合子6与套筒相连接，当靠模杆回转时，因靠模螺母固定不动而迫使靠模杆向前进给，并推动丝锥切人工件。带丝锥遇故障使靠模杆不能前进时，转矩增大导致压板打滑靠模螺母跟随靠模杆同步回转而停止进给，避免机构或丝锥损坏。所以装配时压板的压力要适当。为了保证丝锥稳定可靠地攻入工件，又不干扰丝锥的自行引进，应使靠模杆每转进给量与丝锥的自行引进量一致，即保证靠模杆螺距与丝锥螺距名义尺寸一样。而靠模螺距和丝锥螺距的制造误差，可以通过套筒2压簧5和配用攻螺纹卡头的方法进行补偿。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

49、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盖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，接杆（或卡头）、导向托架与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；还须标注托架与夹具之间的尺寸、工件本身以与加工部位的尺寸和精度等。多轴箱端面到工件端面直接按的距离是加工示意图上最重要的联系尺寸。为使所设计的机床结构紧凑，应尽量缩小这一距离。这一距离取决于两个方面：一是多轴箱上刀具、接杆（卡头）、主轴等结构和互相联系所需的最小轴向尺寸；二是机

50、床总布局所要求的联系尺寸。这两个方面是互相制约的。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。其容包括：主轴转速、相应刀具的切削速度，每转进给量和每分钟进给量.同一多轴箱上各主轴的每分钟进给量是相等的，等于动力滑台的工进速度，即=。 初定切削用量查表2-4（见组合机床设计简明手册表6-19）：表2-4 高速钢丝锥攻螺纹切削速度加工材料铸铁钢与其合金铝与其合金切削速度（米/分）4846515因为加工材料是铸铁，所以初选v为6米/分。由 ，d=14mm，计算出=136.49各主轴转速（转/分） 各主轴进给量（毫米/转）丝锥每分进给量（毫米/分） 得到 =136.497.确定动力部件的工作

51、循环与工作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。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、快速退回等动作。工作进给长度应等于工件加工部位长度（多轴加工时应按最长孔计算）与刀具切入长度和切出长度之和。如图2-3所示。图2-3 工作进给长度工作进给长度应等于工件加工部位长度与刀具切人长度和切出长度之和。因为是盲孔，所以，=510=5,=30，再多加上一部分余量，得工件进给长度=35快退长度等于快速引进与工件进给长度之和。快速引进是指动力部件把主轴箱连同刀具从原始位置送进到工作

52、进给开始位置，其长度按加工具体情况确定。快退150=115+35动力部件的总行程除应保证要求的工作循环行程外，还要考虑装卸和调整刀具方便，即考虑前、后备量。前备量是指因刀具磨损或补偿制造、安装误差，动力部件尚可向前调节的距离。后备量是指考虑刀具从接杆中或接杆连同刀具一起从主轴孔中取出所需要的动力部件尚能向后退的距离。理想情况是保证刀具退离夹具导套外端面的距离大于接杆插入主轴孔（或刀具插入接杆孔）的长度。动力部件总行程长度除了应保证要求的工作循环工作行程外，还要考虑装卸和调整刀具方便，即前后备量。 总行程150+70=220根据上列数句画出加工示意图如下：图2-4 加工示意图2.3.4 机床联系

53、尺寸图1.联系尺寸图的作用与容一般来说，组合机床是由标准的通用部件动力滑台，动力箱，各种工艺切削头，侧底座，立柱，立柱底座与中间底座加上专用部件主轴箱，刀、辅具系统，夹具，液、电、冷却、润滑、排屑系统组合装配而成。联系尺寸图用来表示机床各组成不见的相互装配联系和运动关系，以检验机床间相对位置与尺寸联系是否满足加工要求；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。联系尺寸图也可看成是简化的机床总图，它表示机床的培植型式与总体布局。联系尺寸图的主要容如下：（1） 以适应数量的视图（一般为主、左、右视图）同一比例画出机床各主要部件的外形轮廓与相关位置，表明机床的

54、培植型式与总体布局、主视图的选择应与机床实际加工状态一致。（2） 图上应尽量减少不必要的线条与尺寸。但反映各不见的联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、运动部件的极限位置与行程尺寸，必须完整齐全。至于各部件的详细结构不必画出，留在具体设计部件时完成。（3） 为便于开展不见设计，联系尺寸图应标注通用部件的规格代号，电动机型号、功率与转速，并注明机床部件的分组情况与总行程。（4）标明机床验收标准与安装规程。2.选择动力部件组合机床的动力部件是配置组合机床的基础。它主要是确定实现刀具主轴旋转主运动的动力箱、各种工艺头与实现进给运动的动力滑台。在仪态组合机床或自动线上究竟选用哪种动力部件，应当根据具体加工

55、工艺与机床配置型式要求、制造与使用条件等因素全面考虑，以使所设计机床既具有合理先进的工艺技术水平，又有良好的经济效益。影响动力部件选择的主要因素为：（1） 切削功率 根据刀具主轴的切削用量，计算出总切削功率，再考虑传动效率或空载功率损耗与载荷附加功率损耗，做为选择组合机床主传动用动力箱型号规格的依据。每种型号的动力箱皆可配用两种规格的电动机，这两种电机除功率大小不同外，转速也不同。因此动力箱输出轴转速也有高低两种，应根据主轴箱传动系统设计要求，并要求主轴箱传动链短和设计简单来选用。动力箱规格要与滑台匹配，其驱动功率主要依据多轴箱所需传递的切削功率来选用。在不需要精确计算多轴箱功率或多轴箱功率尚

56、未设计出来之前，可按下列简化公式进行估算：式中消耗于各主轴的切削功率的总和，单位为kW；计算公式：切削功率转矩T查组合机床设计简明手册表3-5螺纹M14，T=22.2，主轴直径d=25mm；切削速度=6；加工直径D=14mm。得切削功率P=0.26kW。多轴箱的传动效率，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，传动复杂时取小值，反之取大值。查组合机床设计简明手册表5-38、表5-39，选择1TD25IA型动力箱。电动机型号Y100L-6，电动机功率1.5 ，电动机转速 940 ，驱动轴转速为 520，动力箱输出轴至箱底面高度为325mm.（2） 进给力 每种规格的动力滑台有其最大进给力F进的限制。选用时，可根据确定的切削用量计算出各主轴的轴向切削力F，以FF进来确定动力滑台的型号和规格。注意:当某一规格的动力部件的功率或进给力不能满足要求，但又相差不大时，不要轻易选用大一规格的动力部件，而应以不影响加工精度和效率为前提，适当降低关键性刀具的切削用量或将刀具错开顺序加工，以降低功率和进给力。为保证机床加工过程中进给的稳定性，选择动力部件还应考虑各刀具的合力作用点应在多轴箱与动力箱的结合面，并尽可能缩小合力作用线与滑台（或丝杠）垂直中心面之间的距离，以减少