r901飞锤加工组合机床设计说明书

1、飞锤4孔组合钻床设计的意义摘要本文首先通过分析比较，确定了4孔单工位组合钻床的配置型式及结构的最佳方案，遵循机械设计中标准化、通用化、系列化原则， 给出机床的总体设计，绘制出代表机床总体设计的被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡。由于在本台组合钻床上髓同时加工4个孔，孔多、间距小，采用常规方法排箱无法实现4孔的工序集中的加工方案。本钻床的主轴箱传动系统通过采用变位齿轮和滚针轴承等结构方面的创新设计，将常规方法下不能完成的排箱成为可能。本台组合钻床夹紧机构，采用了快速螺旋夹紧机构。减少了装卸零件所用时间，提高了生产效率。本文从企业实际需求出发。在全面分析被加工零件的结构特点

2、、尺寸精度、被加工孔相互之间位置精度、表面粗糙度和技术要求的基础上，指出采用现有设备不仅工人劳动强度大，生产率低，零件加工精度难以保证。根据实际需要，研制出了4孔单工位组合钻床。按上述设计方案制造出的4孔单工位组合钻床与原方案加工工件的实验结相比较，有以下几个突出的优点：1 提高了加工精度在普通钻床上加工，由于是采用多工步，各孔的位置精度不易保证，废品率一般在2：采用4孔组合钻床，因为在设计的每一个环节，都严格控制设计零件的精度，且是多刀同时加工，所加工出的零件位置精度均在要求范围内，废品率为0。通过实际运行结果证明：该4孔单工位组合钻床确实达到了“体积小，重量轻，结构简单，使用方便，效率高，

3、质量好”的要求。2.提高了生产率在本台组合钻床上加工该零件，由于是8把刀具同时加工，缩短了辅助时间，加工循环时间仅为27min，而在原普通钻床上加工此工件，加工循环时间平均需要15分钟，生产率提高了46倍。关键词： 组合钻床 主轴箱 夹具设计 传动设计The meaning of the designation of a combination drilling machine for R801flyweghtABSTRACT In view of the actual conditions of enterprises and on the basis of overall analyzin

4、g workpiece structure features，accuracy of size，surface roughness，accuracy of distance between drilled holes and other technical requirements，this article points out that the existing equipments used to manufacture workpieces may result in lower productivity，greater intensity of labor and worse work

5、ing accuracyTherefore，it is necessary to develop a new type of 4 hole single working position combination drilling machineThrough analysis and comparison，the article has determined the best project of the structure and the disposition of the 4 holes combination drilling machineAccording to the princ

6、iple of standardization，generalization and serialization in machine design，the article offers the master design of the drilling machine，the process drawing of workpiece，the working diagram，the connection dimensional drawing of the drilling machine and the calculating card of productivityIn some key

7、parts of the drilling machine，there are certain new designs on the structure of the spindle box and the fixtureWith 4 hole drilled simultaneously on the drilling machine，in addition to dispersive arrangement of hole position，the 4 holes drilling program cannot be completed in conventional wayIn the

8、transmission system of 4 hole drilling machine are used some new structural designs such as pin bearings and position-changeable gears，so that the arrangement of hole position，which cannot be finished in conventional way，can be accomplishedThe combination drilling machine is applied a fast spiral pi

9、nch machinery whose features are not only shortens the time consumed in loading and unloading workpiece but also enhances productivityAfter the experimental result of the new type of 4 hole combination drilling machine is compared with the one of the original working program，there are followingpromi

10、nent advantages：1Improving working accuracyThereject rate of workpiece cut on the general-purpose drilling machine usually reaches to 2 because of its multistep working procedure，so it is difficult to secure the spacing accuracy of every holeYet the 4 hole combination drilling machine may reach to 0

11、This is because the working accuracy of workpiece is strictly controlled at each design point and the spacing accuracy of workpiece cut by multitool is limited within thedesired scopeThe result checked through actual operation proves that the 4 hole combination drilling machine really meets the requ

12、irement of“small in volume，light in weight，simple in structure，convenient in use，high in efficiency and excellent in quality”This type of drilling machine reduces the labor strength largely and brings enterprises huge economic benefits，either2Enhancing productivityIf the workpiece is cut with 4 dril

13、ls on the combination drilling machine，the auxiliary time would be shortened and the working cycle time would be limited within 27minOn the other hand，if the workpiece is cut on the general-purpose drilling machine，its working cycle time would take 15min on an average，the productivity would increase

14、 by 46 timesKey Words：Combination drilling machine Design of transmission systemSpindle box Design of fixture36目录第一章 绪论211论文背景及研究意义212组合机床及发展概况3121组合机床的由来3122组合机床技术装备现状与发展趋势313本文研究的主要内容3第二章 组合钻床总体设计42.1 组合机床设计的步骤42、1、1 拟定方案阶段42、2 组合机床方案的制定42、2、1 影响组合机床方案制定的主要因素52、2、2 确定机床配置型式及结构方案62、3 确定切削用量及选择刀具62、

15、3、1 选择切削用量62、3、2 确定切削力、切削转矩、切削功率及刀具耐用度72、3、3 选择刀具结构82、4 组合机床总体设计三图一卡82、4、1 被加工零件工序图82、4、2 加工示意图92、4、3 机床联系尺寸图132、4、4 机床生产率计算卡16第三章 组合机床多轴箱设计183.1 多轴箱的设计步骤183、1、1 绘制多轴箱设计的原始设计图183、1、2 主轴结构型式的选择及动力计算193、1、3 传动系统的设计与计算193、1、4 多轴箱的坐标计算22第四章 夹具设计234、1 机床夹具的概述234、1、1 机床夹具的组成234、1、2 本机床的夹具有以下几个特点：244、2 定位支

16、承系统设计244、2、1 定位支承系统的设计原则244、2、2 定位支承元件及其布置244、3 导向装置设计254、3、1 导向装置的作用254、3、2 固定式导套的设计264、3、3 固定钻模板结构设计27第五章 组合机床经济性分析 28结论29致谢30参考文献31第一章 绪论11论文背景及研究意义目前， 我国中、小型企业的产品质量和生产效率都需要有一个新的提高。但是N-r手段却远远不能满足要求。有远见的企业家根据国情、厂情，都认为只有走技术改造的道路，按照实际情况对现有设备的技术状态进行改造，通过强化自身，以求自我发展，才是一条捷径。许多中小型企业都结合自己的实际，设计、改装适合

17、自身特点的机床以提高工作效率，降低设备占用率和人力占用率，降低工人劳动强度。衡量对机床进行技术改造是否合理，唯一的标准是看能否满足企业的实际需要。飞锤侧面上，需加工的孔数量有多个，且为了生产效率一次要转四个孔，还要保证同轴度，间距小，排列又分散。采用普通方法排箱无法完成对4孔同时加工。采用变位齿轮和滚针轴承等创新性的结构设计，把常规状况下不能完成的钻孔成为可能，使需在多工序完成的钻削加工在同一工步完成。飞锤大的使用量较大，一般机械中多处会用到飞锤，应用这台组合钻床不仅能提高生产效率和加工精度，降低设备占用率，减轻工人劳动强度，而且还会为厂家带来可观的经济效益。12组合机床及发展概况121组合机

18、床的由来组合机床是按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。组合机床是随着生产的发展，由万能机床和专用机床发展来的。它既有专用机床效率高结构简单的特点，又有万能机床能够重新调整，以适应新工件加工的特点。根据工件加工的需要，用这些通用部件配以部分专用部件就可组成机床，这就是组合机床。当加工对象改变了，用这些通用部件，只将部分专用部件改造，又可以组成加工新工件的机床。组合机床是按工序集中原则设计的，即在一台机床上可以同时完成许多同种工序或多种不同工序的加工。122组合机床技术装备现状与发展趋势组合机床及其自动线是集机电于体的综合自动化程度较高的制造技术

19、和成套工艺装备。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。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。由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测最、控制、诊断监控、清沈、装配和试漏等技术。随着市场竞争的加剧和对产品需求的提高，高精度、高生产率、柔性

20、化、多品种、短周期、数控组台机床及其自动线正在冲击着传统的组合机床行业企业，因此组合机床装备的发展思路必须是以提高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠性和组合机床技术的成套性为主攻方向。一方面，加强数控技术的应用，提高组合机床产品数控化率；另一方面，进一步发展新型部件，尤其是多坐标部件，使其模块化、柔性化，适应可调可变、多品种加工的市场需求。13本文研究的主要内容零件飞锤见附图l所示，有4个孔待加工，原来采用的加工方案是在普通钻床上逐孔加工，工人频繁忙于装夹工件、启动机床、进刀、退刀、停车及卸工件等，不仅工人劳动强度大，而且生产率也低，不利于保证产品加工精度。在对这4孔进行精度、相

21、互之间位置要求以及零件的装配要求分析的基础上， 重新制定出合理的机械加工工艺方案，将4个孔安排在一道工序上完成。由于在本台组合钻床上需同时加工4个孔，不仅孔多、间距小，而且要保证孔的相对位置精度，采用常规方案排箱无法实现4孔的工序集中。因此本钻床的主轴箱传动系统通过采用变位齿轮和滚针轴承，将常规情况下不能完成的排箱得以实现，从而使需在多工序完成的钻削加工在同一工步完成。底座、滑台、动力头等通用部件的合理选用：齿轮箱排箱结构紧凑：夹具部分定位合理可靠；工件装夹方便灵活；刀具更换简便；机械化程度高；减轻工人的劳动强度是本文研究的主要内容。第二章 组合钻床总体设计2.1 组合机床设计的步骤2、1、1

22、 拟定方案阶段1、 制定工艺方案制定工艺方案是设计组合机床最重要的一步。工艺方案制定正确与否，将决定机床能否达到“体积小，重量轻，结构简单，使用方便，效率高，质量好”的要求.2、确定机床配置型式及结构方案根据选定的工艺方案，确定机床的配置型式，并定出影响机床总体布局和技术性能的主要结构方案。既要考虑能实现工艺方案，以确保零件的加工精度、技术要求及生产率；又要考虑机床操作方便可靠，易于维修，且润滑、冷却、排泄情况良好。3、 总体设计三图一卡在选定工艺方案并确定机床配置型式、结构方案基础上，进行方案图纸的设计。这些图纸包括：被加工零件工序图、加工示意图、机床尺寸联系图和生产率计算卡，统称“三图一卡

23、”设计。2、1、2 技术设计阶段根据已定的工艺和结构方案，按照加工示意图和机床尺寸联系图等开展部件设计，绘制夹具、多轴箱等装配图。2、1、3 工作设计阶段编制机床说明书，制订机床精度检验、调整、试车规范等有关验收标准。2、2 组合机床方案的制定组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求，按照集中工序原则设计的一种高效率专用机床,制定组合钻床工艺方案是设计组合钻床最重要的内容之一。经确定，飞锤可以利用组合机床进行加工，那么，为使加工过程顺利进行并顺利达到要求的生产率，必须在掌握飞锤加工工艺资料基础上，统盘考虑影响制定飞锤加工工艺方案、机床配置型式、结构方案的各种因素及应注意的问题。2、2、1 影响

24、组合机床方案制定的主要因素1、被加工零件的加工精度和加工工序被加工零件飞锤在使用过程中是成对使用，加工时成对加工飞锤会大大提高飞锤的生产率，因此飞锤有四个孔待加工，给个孔之间相互位置精度要求为0.04mm。为确保相互之间的位置精，可以考虑将4孔集中在一个工位上。这样既可以满足被加工零件的表面粗糙度，也可以满足位置精度要。所以采用组合钻床比较适合。2、加工零件的特点被加工零件特点是指零件的材料、硬度、加工部位的结构形状、零件刚性、定位基准面的特点等。飞锤材料是ZG40Cr，工件刚度足够。由于飞锤要与其他零件进行装配，所以对飞锤钻孔时，需要从装配结合面钻起，孔的位置精度才能够得到有效保证。在钻孔过

25、程中，可能会出现中心线偏斜的情况，保证钻头进口处的位置精度比.定位基准及加压部位选择被加工件装配结合面作为设计平面，选用设计基准为主定位基准，这样减少了累积误差，使加工精度得到有利保证，同时，此平面最大，用它定位能使切削力均落在定位平面之内。选用16mm的己加工外圆表面和斜底座实现工件完全定位。通过分析被加工件的特点，在已经选择好工艺基面的同时，决定夹紧力作用点在16mm外圆附近处。因为多轴钻孔时产生很大的切削力，为使工件在加工过程中不产生位移和振动，必须将工件牢固夹住，并且有足够的加压刚度，这样可使加压合力落在定位平面之内，且接近定位平面的中心，使工件加压后定位稳定。3、孔间中心距的影响由于

26、主轴箱的主轴结构和设置导向的需要，以及加工精度和工作可靠性的要求，组合机床钻孔时，在确定组合机床完成工艺时对于通用的主轴箱，其主轴最小中心距为24mm，这时主轴能钻由l0mm以下的孔。图中空间距离为32mm，大于24mm。4、工件的生产方式由于被加工件属于大批量生产。将加工4孔工序集中于一台钻床，可提高组合机床的利用率。5、机床使用条件(1) 车间布置情况 当工件输送滚道穿过机床时，机床设计成通过式，且不能超过三面；同时，装卸工件只能推进拉出，机床不能安置中间导向。(2) 工艺间的联系 工件加工之前，飞锤毛坯必须达到一定要求，同时组合机床应考虑为下一道工序加工出定位基面。（3）使用厂的技术能力

27、和自然条件 如果使用厂没有相当能力的工具车间，制造、刃磨复杂的整体复合刀具有困难，则制定方案时，应避免采用此类刀具，必要时可增加机床工位，以便一般刀具分散加工。为使钻床在温度过高时工作性能稳定，而且由于被加工件不需多次进给，故选用机械通用部件配置钻床。2、2、2 确定机床配置型式及结构方案根据飞锤的结构特点、加工要求、工艺过程方案及生产率等，可大体确定采取哪种基本型式的组合机床。由于飞锤属于中小型零件，所以采用多工位组合机床。通常，飞锤安装在多工位工作台上，采用圆周式输送零件的方式。但由于工艺的安排、动力部件的不同配置、零件安装数目和工位数多少等不同，会产生多种配置方案。因此，确定机床配置型式

28、及结构方案，必须考虑下述问题：(1) 加工精度在选择组合钻床的结构方案时，首先毖须注意到能否保证稳定的加工精度。飞锤选择固定式夹具，这类机床可达到的加工精度最高。为保证飞锤钻孔时相关位置精度，通常采用固定式导向，能达到±0.2mm;当严格要求主轴与导向的同轴度，减少钻头与导套间的间隙导向装置靠近工件时，可达到±O15mm。当采用与夹具一定位销定位的活动钻模板时，精度可达到±0.2-o.25mm。(2)操作的方便性由于被加工件较小，装料高度可稍高些，具体情况具体情况在8501060mm之间选取。(3)夹具形式对机床方案的影响从工件形状看，似乎可采用立式机床加工，但是

29、立式钻床无法保证对面孔之间的位置精度，因而采用卧式加工方案。2、3 确定切削用量及选择刀具2、3、1 选择切削用量切削用量选择是否合理，对组合机床的加工精度、生产率、刀具耐用度、机床的布局型式及正常工作均有很大影响。必须从实际出发，根据加工精度、工件材料、工作条件、技术要求等进行分析，按照经济地满足加工要求的原则，合理地选择切削用量。一般常用查表法，参照生产现场同类工艺，通过工艺试验确定切削用量。综合被加工件的加工精度、加工材料、工作条件、刀具耐用度等因素，初选动力滑台的进给速度为60mmmin，初定切削速度1 5mmin，由计算公式：n= (21) 式中：n一为各主轴转速，单位rmin v为

30、主轴切削速度， 单位mmin，f为每转进给量，单位mmrd为各钻头直径，单位mm。表2-1各主轴转速和每转进给量各主轴转速n(rmin)各主轴刀具进给量f(mmr)备注8mm孔596.80.14初选切削速度15 mmin初选进给速度60 mmmin6mm孔795.70.082、3、2 确定切削力、切削转矩、切削功率及刀具耐用度根据选定的切削用量（主要指切削速度及进给量），确定切削力，作为选择动力部件及夹具设计的依据；确定切削转矩，用以确定主轴及其他传动件（齿轮、传动轴等）的尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电机（一般指动力箱电机）功率；确定刀具耐用度，用以验证所选刀具是否合理。切削力F、切削转

31、矩M、切削功率P、刀具耐用度T的计算高速钢钻头在灰铸铁上钻孔的计算公式为F= (22) M= (23) P= (24)T= (25)式中： F轴向切削力(N) D钻头直径(mm) f每转进给量(mmr) P切削功率(kw) M切削转矩(N.mm) HB零件的布氏硬度 本零件材料为ZG40Gr，取HB247270 v切削速度(mmin) T刀具耐用度(min) HB零件的布氏硬度值。通常给出一个范围，如HB180-220.对于公式（2.2）-（2.4）取最大值；对于公式（2.5）取最大硬度值减去硬度偏差值得1/3，此处HB=200表2-2各主轴切削力、切削扭矩、切削功率计算值钻头直径d(mm)轴

32、向切削力F(N)切削转矩M(Nm)切削功率P(kw)刀具耐用度(min)1036.52590.50.1581211019.91967.50.112335由上表，总切削力为： =9518.8N，总切削功率为： =1.476KW，总切削扭距= 21464.4N·m。当确定了刀具耐用度T后，可据此检验切削用量及刀具的选择是否合理。2、3、3 选择刀具结构根据工艺要求及加工精度的不同，组合机床采用的刀具有：简单刀具（标准刀具）、复合刀具及特种刀具。鉴于加工零件飞锤的4孔比较简单，此处采用标准刀具。2、4 组合机床总体设计三图一卡组合机床总体设计就是针对被加工零件，在选定的结构方案基础上，进行

33、方案图纸设计，这些图纸包括：被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、生产率计算卡。2、4、1 被加工零件工序图飞锤加工工序图是根据选定的工艺方案，表示一台组合机床或自动线完成的工艺内容、加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求、加工用定位基准、加压部位及飞锤的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或半成品情况的图纸。飞锤的机械加工工艺过程卡如下图所示。表2-3被咖工零件加工工艺过程卡机械加工工艺过程产品型号R801零件图号003产品名称飞锤零件名称飞锤共一页第一页材料牌号ZG40Gr毛坯种类铸件毛坯可制件数1备注序号工序工序内容设备工艺装备01铸造铸造毛坯件02清砂时效处理清砂时效处理0

34、3铣端面铣侧端面X6036铣床夹具04铣端面铣底端面X6036铣床夹具05钻孔钻侧端面四个通孔组合钻床专用夹具06绞孔绞侧端面四个通孔组合钻床专用夹具07检验检验零件是否合格它是组合机床设计的主要依据，也是制造、使用、检测和调整机床的重要技术文件。图2-1 飞锤加工工序图2、4、2 加工示意图1、 加工示意图的作用和内容飞锤加工的工艺方案通过示意图反应出来。飞锤加工示意图表示别加工零件在机床上的加工过程，刀具、辅具的布置情况以及工件、夹具、刀具等机床个部件间的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等。因此，加工示意图是组合机床设计的主要图纸之一，在总体设计中占重要地位。它是刀具、辅具、夹具、多

35、轴箱、液压电气装置设计及通用部件选择的主要原始资料，同时还是调整机床、刀具及试车的依据。其内容包括以下几方面：(1)刀具的选择根据飞锤4个孔的大小，结合飞锤加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生产率要求等因素，并要求飞锤长度保证加工钟了时，刀具螺旋槽尾端与导向套外端面有一定距离，选用5种规格的刀具如下表所示。表2-4 刀具名称，标准尺寸及数量刀具名称钻头直径钻刀悬伸长度数量备注刀具总长刀具悬伸长莫氏锥柄麻花钻1号6138574GBT 1438.1-1996莫氏锥柄麻花钻1号8156754GBT 1438.1-1996(2) 导向结构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、

36、位置精度主要取决于夹具导向。导向类型、型式和结构根据刀具导向线速度V=15mmin，小于20 mmin，故采用第一类（固定式）导向，刀具导向部分与夹具之间既有相对移动又有相对转动，这种导向方法精度好。导向数量和导向参数的确定报据工件形状、刀具刚度、加工精度及工作情况采用单导向。导套长度由经验公式 =(24)d，小直径时取大值，大直径时取小值。具体尺寸及配合见下表图2-2 固定导向装置的尺寸及配合表2-5导向装置的尺寸及配合参数d(F7)D(k6)L1815122022181222本组合机床上采用活动钻模板，需将导向装置单独做成活动钻模板并连接在多轴箱上。(3)导向到工件端面距离选为10mm。以

37、四个垫块保证间距，实现主定位，这样可以达到以不妨碍排屑为原则。(4)初定主轴直径及各主轴外伸长度和选择接杆主轴直径：d= B (26)式中： d轴的直径(mm)M主轴承受的转矩(N·mm)B系数，当材料的剪切弹性模量G=81×Nmm时，非刚性主轴取7.3，传动轴为6.2。为使轴的强度足够，主轴材料均采用合金钢，并参考资料组合机床设计得出主轴参数，如下表格所示：表2-6主轴参数轴号材料主轴直径主轴外伸尺寸备注L1440Gr20115刚性主轴5840Gr1585主轴箱各主轴的外伸长度为一定值，而且刀具长度也为一定值。因此，为保证主轴籍上各刀具能同时到达加工极限位置，就需要在主轴

38、与刀具之闻设置一中间可调环节刀具接杆。由于接杆上的尺寸D与主轴外伸长度上的内孔配合，可根据尺寸及刀具为莫氏l号。选用接杆T0635-01。(6)由多轴箱的所有刀具中找出影响联系尺寸的关键刀具确定加工示意图的联系尺寸多轴箱端面至工件端面之间的轴向距离是飞锤加工示意图上最重要的联系尺寸。图2-3加工示意图的联系尺寸计算图该尺寸为：L=+-B-(+) (27) 式中各符号意义：主轴外伸长度钻刀悬伸长度接杆伸出长度(可调)加工孔深刀具的切出值B螺母及垫圈厚度经计算调整后选择接杆标记如表27所示。表27与主轴刀具配合的接杆号刀具直径接杆号1-240 T0635-013-220 T0635-01(7) 确

39、定动力部件的工作循环及工作行程动力部件的循环是指：加工时动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置又放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。下面讨论工作行程长度的确定：工作进给长度L等于工件加工部位长度与刀具的切入长度与切出长度之和，即：=+ (2-8)如下图所示所示。图2-3 工作进给长度按被加工件孔深最大值(长20mm)来选取，切入长度应根据工件端面的误差情况选择，一般取为510mm，误差大时取最大值。 取d+(38)，据此，工进长度定为35mm。2 快速退回长度等于引进与工件进给长度之和快速退回长度：=+ (29)快速引进是指动力部件把多轴箱连同刀具从原始位置

40、送到工作进给开始位置，其长度是加工具体情况二定，取=25mm。3 动力部件总行程长度 除应保证要求的工作循环工作行程（快速引进+工件进给=快速退回）外，还要考虑装卸和调整刀具方便，即考虑前、后备量。因此，动力部件总行程为快退行程长度与前后备量之和。因为是固定式夹具钻孔的机床，动力头快退的行程，只要把所有刀具都退到导套内，不影响工件的装卸即可。此台组合钻床根据被加工件为浅孔，循环过程包括：快速引进、工作进给和快速退回。如下图所示图2-3工作循环图图2 飞锤加工示意图2、4、3 机床联系尺寸图1、联系尺寸图的作用一般来说，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、侧底座及中间底

41、座加上专用部件-多轴箱、刀、辅助系统、夹具、液、润滑、排屑系统组合装配而成。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。影响动力部件选择的主要因素有切削功率、进给力、进给速度、行程、多轴箱轮廓尺寸、动力滑台的精度和导轨材料。综合考虑上述因素，根据具体加工要求，正确合理地选择动力部件如下：（1）滑台的选用滑台渭台选用主要取决于驱动方式、所需进给力、进给速度、最大行程长度和加工精度等因素。A驱动方式的确定根据具体的加工要求、使用条件选用液压动力滑台。B确定轴向进给力由表2-2知总切削力为： =9518.8N，由于滑台工作时，除了克服各主轴的轴向力外，还要克服滑台移动时产生的摩擦阻力，

42、因而所选滑台的最大进给力应大于。C滑台进给速度的确定椐被加工件的实际要求，考虑刀具的耐用度，选滑台的进给速度为60mmmin。D确定滑台行程滑台行程除保证足够的工作行程外，还应留有前备量和后备量。前各量的作用是使动力部件有一定的向前移动的余地，以弥补机床的制造误差以及刀具磨损后能向前调整。前备量取为75mm。后备量的作用是使动力部件有一定的向后移动的余地，以方便装卸刀具，取为260mm工作行程为60mm，故滑台的总行程长度为400mm。结合以上因素：1 液压滑台的选用选用1HY32-IA液压滑台。其主要性能指标：台面宽320mm，长630mm，行程长400mm，滑台及滑座总高为280mm。允许

43、最大进给力12500N，工作进给速度范围20650mmmin，快速移动速度10mmin，机械滑台支承总长940mm。2 动力箱的选用动力箱主要依据主轴箱所需的电动机功率来选用。根据公式： =× (210)式中：-切削用总功率，由表2·2计算得1.476kw。-为多轴箱传动效率，加工黑色金属时0.80.9；有色金属时0.70.8，本系统加工铸刚，取0.8。所以=1.845kw。动力箱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，选用电动机型号为的I型动力箱，转速1430rmin，输出轴转速715rmin，动力箱与主轴箱结合面尺寸：长400mm，宽320mrn

44、，高320mm，动力箱输出轴至箱底面高度为125mm。3 配套通用部件滑台确定后，与之配套的支承部件选为ICC321-I侧底座。总长1180mm，高560mm，总宽520mm，滑台与侧底座之间用5mm的调整垫。3、 机床轮廓尺寸的确定组合机床专用夹具是保证零件加工精度的重要专用部件。这里所要确定的夹具轮廓尺寸主要是指夹具底座的长×宽×高.并虑到夹具底座与机床其他部件（如中间底座）连接、固定所需要的尺寸。4、机床装料高度H装料高度H指机床上工的定位基准面至机床底面的距离。在现阶段，设计组合机床时，装料高度可视具体情况H一般在8501060mm之间选取。选取装料高度H上的主要因

45、素是：应与车间里运输工件的滚到高度相适应，具体尺寸取决于最低主轴中心至主轴箱底面的高度，滑台与侧底座之间的调整垫，滑台高度，侧底座高度。即H=+十 (2-11)式中：1HY32-I液压滑台=280mm，ICC321-I侧底座高度=560mm。为求，需先确定主轴箱轮廓尺寸。确定主轴箱轮廓尺寸 标准通用多轴箱厚度是一定的，卧式325mm。因此，确定多轴箱，主要是确定多轴箱的宽度B和高度H及最低主轴高度B=b+2 （212）H=h+ （213）式中 b工件在宽度方向相距最远的两孔的距离 b=90mm最边缘主轴中心至箱体壁距离 >70100mm 取=100mmh工件在高度方向相距最远的两孔距离

46、h=32mm最低轴高度通常推荐：取=115mmB=100+2×90=280mm H=h+h1+b1=32+100+100=232mm查组合机床设计简明手册，并综合其与动力箱的配套规格选取多轴箱体规格尺寸400×320。所以装料高度H=280+560+115+5=960。5、 中间底座的轮廓尺寸中间底座的轮廓尺寸要满足夹具在其上面连接安装的需要，其长度方向尺寸要根据所选动力部件（滑台和滑座）及其配套部件（侧底座）的位置关系。要保证加工到终了位置时，工件端面至多轴箱前面的距离不小于加工示意图上要求的距离，其长度方向尺寸可按下式确定：L=(L1左+L1右+2L2+L3)-2(l1

47、+l2+l3) （214）式中：L1加工终了位置，多轴箱端面至工件端面的距离，本例取L1左=L1右=274mm。 L2多轴箱厚度，本例L2=325mm。 L3沿机床长度方向工件的尺寸，本例L3=70mm。 l1机床长度方向上，多轴箱与动力滑台的重合长度，本例l1=169mm。 l2加工终了位置，滑台前端至滑台前端面的距离，本例l2=40mm l3滑座前端面至侧底座前端面的距离，本例l3=110mm。取L=630mm。中间底座长度L确定后，必须根据夹具底座长度尺寸A及其在中间底座上的相对安装位置来检查尺寸a的大小是否合适，经验算本长度合适。图3 机床联系尺寸简图2、4、4 机床生产率计算卡1.

48、理想生产率理想生产率是指完成年生产纲领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，取K=2350h。=30（件/h）2.机床实际生产率QQ=（件/h）公式中： 生产一个零件所需时间（min）=+= 0.6+1.14=1.74min故Q=34.5（件/h）Q1<Q,满足理想生产率要求。3. 机床负荷率=0.87机床生产率计算卡被加工零件图号毛坯种类铸件名称R801飞锤毛坯重量材料ZG40Gr硬度HB245270工序名称钻飞锤上四个通孔工序号序号工布名称被加工零件数加工直径（mm）加工长度（mm）工作行程（mm）切削速度（m/min）每分钟转速（r/min）每转进给

49、量（mm/r）每分钟进给量（mm/min）工时（min）机动时间辅助时间共计1装入工件20.52工件定位夹紧150.013动力部件快进1200.064动力部件工进通孔6015596.80.107600.096015795.70.08600.095死档铁停留0.026动力部件快退2000.017松开工件200.0028卸下工件0.5备注本机床装卸工件时间为1min单间工时061.141,74机床实际生产率Q34.5（件/h） 机床的理想生产率Q130（件/h）机床负荷率0.87根据机床使用经验，最适宜的机床负荷率为075090，由生产率计算卡可见计算出的机床实际生产率能够满足理想生产率要求，故方

50、案制定的合理可行。第3章 组合机床多轴箱设计多轴箱是组合机床的重要组成部件，按专用要求进行设计，由通用零件组成。其主要作用是，根据被加工零件的加工要求，安排个主轴位置，并将动力和运动有电机或动力部件传给各工作主轴，使之得到要求的转速和转向。设计的本机床上需同时加工8个孔，孔呈多、间距小、排列分散的特点，常规方法排箱无法实现对8孔的工序集中。3.1 多轴箱的设计步骤多轴箱是组合机床的重要部件之一，它关系到整台组合机床质量的好坏。具体设计时，除了要熟悉多轴箱本身的一些设计规律和要求外，还需依据“三图一卡”仔细分析研究零件的加工部位，工艺要求，确定多轴箱与被加工零件、机床其它部分的相互关系。3、1、

51、1 绘制多轴箱设计的原始设计图多轴箱设计原始依据图，是根据“三图一卡”整理编绘出来的，其内容包括多轴箱设计的原始设计要求和已知条件。在编制此图时从“三图一卡”中已知：(1)主轴箱轮廓尺寸400×320mm。(2)工件轮廓尺寸及各孔位置尺寸。(3)工件与主轴箱相对位置尺寸。根据这些数据，同时由总体设计，编制出表3-1，并绘出主轴箱设计原始依据图。表3-1各主轴外伸尺寸及切削用量轴号主轴外伸尺寸切削用量L工序转速切削速度切削用量1-2115钻通孔596.8150.143-485钻通孔795.7150.083、1、2 主轴结构型式的选择及动力计算1、主轴结构型式的选择本组合机床主要用于钻孔，因此采用滚珠轴承主轴。2、 主轴直径和齿轮模数的初步确定初定主轴直径一般在编制“三图一卡”。初选模数可按下式估算：m=(3032) (3-1)式中：m估算齿轮