机械制造与自动化专业毕业论文-齿轮泵侧板卸荷孔加工专机及夹具设计

1、 毕业设计说明书 毕 业 设 计 题 目: 齿轮泵侧板卸荷孔加工专机及夹具设计 系 别 专 业 班 级: 学 生 姓 名： 性别： 指 导 教 师： 日职称： 摘 要组合机床是以系列化，标准化的通用部件为根底，配以少量专用部件组合成的专用机床。适合大批量生产，对一种或几种类似零件的一道或几道工序进行加工。组合机床既有专用机床的结构简单、生产率和自动化程度高的特点，又具有一定的重新调整功能，以适应工件变化的需要。组合机床能对工件进行多面、多主轴加工，且一般情况下可以进行半自动加工。由于组合机床的通用部件是由专门厂家生产的，并且有不同型号可供设计人员选择，这样对设计者来说非常方便，可以大为缩短设计

2、周期。 该机床是专门为齿轮泵侧板卸荷孔的钻、铣而设计的。该机床是立式回转工作台组合机床，其中立柱、主机底座、立柱侧、底座都选择了通用部件。多轴箱、活动钻模板、夹具都是专用部件。多轴箱安装在动力头上，由动力滑台的移动来完成进给运动。在本机床的设计过程中采用了可换机构，这样在加工不同工件时，只需要把活动钻模板、夹具、刀具等相应的部件换下，即可实现对系列化产品的加工，而不更换多轴箱，这样可以提高机床的适应性。关键词：回转工作台；动力滑台；多轴箱；夹具Abstract Modular machine is designed for some certain product making,based o

3、n serial and standard universial components,and with some special components. It is mostly used in single or serial operation of single type or serial types products in large production. Modular machine not only have simple structure,high auto-control level,and high production,but also have high adj

4、ustment . So it can adopt to the change of the products.modular machine can make in several position several faces.several spindles at the same time .Also in some occasion,it is half auto-control . Bucause of the universial components of modular machineare designed and made by special company and ha

5、ve different types can be selected,it makes designers much easy to design the modular machine and shorten the designing time .This modular machine is designed for gear pump side board drilling .its structure is vertial-rotarytable-drilling machine .the column and hneesis column base,side column base

6、 are universial component .the spindles box.moving drilling model jigard fixture sre special components.the spindles box fixed on the saddle,vertically feeding with the moving saddle by hydrolical power. Adopt the adjustablestructure in this modulsr machine design,it can make serial products by chan

7、ge moving drilling model ,jigard fixture and tools .so it has high adoption fixture.Key words：vertial-rotarytable-drilling;hydrolical power;目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc328581199 摘要 PAGEREF _Toc328581199 h I HYPERLINK l _Toc328581200 Abstract PAGEREF _Toc328581200 h II HYPERLINK l _Toc32858120

8、1 第1章绪论 PAGEREF _Toc328581201 h 1 HYPERLINK l _Toc328581202 1.1 设计题目 PAGEREF _Toc328581202 h 1 HYPERLINK l _Toc328581203 1.2 刀具的选择 PAGEREF _Toc328581203 h 1 HYPERLINK l _Toc328581204 1.3 机床的配置形式 PAGEREF _Toc328581204 h 1 HYPERLINK l _Toc328581205 1.4 机床部件简述 PAGEREF _Toc328581205 h 1 HYPERLINK l _Toc

9、328581206 1.4.1 动力部件 PAGEREF _Toc328581206 h 1 HYPERLINK l _Toc328581207 1.4.2 支承部件 PAGEREF _Toc328581207 h 2 HYPERLINK l _Toc328581208 1.4.3 控制部件 PAGEREF _Toc328581208 h 2 HYPERLINK l _Toc328581209 1.4.4 辅助部件 PAGEREF _Toc328581209 h 2 HYPERLINK l _Toc328581210 1.4.5 多轴箱 PAGEREF _Toc328581210 h 2 HY

10、PERLINK l _Toc328581211 1.4.6 夹具与钻模 PAGEREF _Toc328581211 h 2 HYPERLINK l _Toc328581212 1.5 组合机床的特点及开展趋势 PAGEREF _Toc328581212 h 2 HYPERLINK l _Toc328581213 第2章 零件的分析 PAGEREF _Toc328581213 h 4 HYPERLINK l _Toc328581214 2.1 加工部位的分析 PAGEREF _Toc328581214 h 4 HYPERLINK l _Toc328581215 第3章 总体方案的拟定 PAGER

11、EF _Toc328581215 h 5 HYPERLINK l _Toc328581216 3.1 工艺方案的拟定 PAGEREF _Toc328581216 h 5 HYPERLINK l _Toc328581217 3.1.1 定位基准的选择 PAGEREF _Toc328581217 h 5 HYPERLINK l _Toc328581218 3.1.2 工序内容 PAGEREF _Toc328581218 h 5 HYPERLINK l _Toc328581219 3.1.3 切削用量的选择 PAGEREF _Toc328581219 h 5 HYPERLINK l _Toc3285

12、81220 3.1.4 切削力、切削功率的计算 PAGEREF _Toc328581220 h 7 HYPERLINK l _Toc328581221 3.2 机床的配置形式选择 PAGEREF _Toc328581221 h 9 HYPERLINK l _Toc328581222 第4章 机床的总体设计 PAGEREF _Toc328581222 h 11 HYPERLINK l _Toc328581223 4.1 零件工序图 PAGEREF _Toc328581223 h 11 HYPERLINK l _Toc328581224 4.2 加工示意图 PAGEREF _Toc32858122

13、4 h 11 HYPERLINK l _Toc328581225 4.2.1 切削速度确实定 PAGEREF _Toc328581225 h 11 HYPERLINK l _Toc328581226 4.2.2 工作行程确实定 PAGEREF _Toc328581226 h 11 HYPERLINK l _Toc328581227 4.2.3 快退长度、快进长度及后备量 PAGEREF _Toc328581227 h 12 HYPERLINK l _Toc328581228 4.3 动力部件的选择 PAGEREF _Toc328581228 h 12 HYPERLINK l _Toc32858

14、1229 4.3.1 电机功率确实定 PAGEREF _Toc328581229 h 12 HYPERLINK l _Toc328581230 4.3.2 进给运动确实定 PAGEREF _Toc328581230 h 13 HYPERLINK l _Toc328581231 4.3.3 动力滑台的选择 PAGEREF _Toc328581231 h 13 HYPERLINK l _Toc328581232 4.4 机床联系尺寸图 PAGEREF _Toc328581232 h 14 HYPERLINK l _Toc328581233 4.4.1 夹具轮廓尺寸确实定 PAGEREF _Toc3

15、28581233 h 14 HYPERLINK l _Toc328581234 4.4.2 多轴箱轮廓尺寸确实定 PAGEREF _Toc328581234 h 15 HYPERLINK l _Toc328581235 4.4.3 回转工作台的选择 PAGEREF _Toc328581235 h 16 HYPERLINK l _Toc328581236 4.4.4 装料高度H PAGEREF _Toc328581236 h 16 HYPERLINK l _Toc328581237 4.5 机床生产率计算卡 PAGEREF _Toc328581237 h 17 HYPERLINK l _Toc3

16、28581238 4.5.1 理想生产率Q PAGEREF _Toc328581238 h 17 HYPERLINK l _Toc328581239 4.5.2 实际生产率Q PAGEREF _Toc328581239 h 17 HYPERLINK l _Toc328581240 4.5.3 机床负荷率 PAGEREF _Toc328581240 h 18 HYPERLINK l _Toc328581241 第5章 机床零部件的设计 PAGEREF _Toc328581241 h 20 HYPERLINK l _Toc328581242 5.1 床身通用部件的选择 PAGEREF _Toc32

17、8581242 h 20 HYPERLINK l _Toc328581243 5.2 动力及润滑 PAGEREF _Toc328581243 h 20 HYPERLINK l _Toc328581244 5.2.1 传动装置的设计 PAGEREF _Toc328581244 h 20 HYPERLINK l _Toc328581245 5.2.2 传动装置的润滑 PAGEREF _Toc328581245 h 20 HYPERLINK l _Toc328581246 5.3 组合机床的冷却装置 PAGEREF _Toc328581246 h 21 HYPERLINK l _Toc3285812

18、47 5.3.1 对于冷却系统的要求 PAGEREF _Toc328581247 h 21 HYPERLINK l _Toc328581248 5.3.2 机床冷却液的选择及流量确实定 PAGEREF _Toc328581248 h 21 HYPERLINK l _Toc328581249 5.3.3 组合机床的冷却装置 PAGEREF _Toc328581249 h 22 HYPERLINK l _Toc328581250 5.4 控制与互锁的设计 PAGEREF _Toc328581250 h 23 HYPERLINK l _Toc328581251 5.4.1 机床的工作循环 PAGER

19、EF _Toc328581251 h 24 HYPERLINK l _Toc328581252 5.4.2 总工作循环 PAGEREF _Toc328581252 h 24 HYPERLINK l _Toc328581253 5.5 夹具和钻模的设计 PAGEREF _Toc328581253 h 27 HYPERLINK l _Toc328581254 5.5.1 夹具的设计 PAGEREF _Toc328581254 h 27 HYPERLINK l _Toc328581255 5.5.2 定位误差的计算 PAGEREF _Toc328581255 h 27 HYPERLINK l _To

20、c328581256 5.5.3 钻模板设计 PAGEREF _Toc328581256 h 28 HYPERLINK l _Toc328581257 5.6 多轴箱的设计与计算 PAGEREF _Toc328581257 h 29 HYPERLINK l _Toc328581258 5.6.1 多轴箱设计的原始依据图 PAGEREF _Toc328581258 h 29 HYPERLINK l _Toc328581259 5.6.2 传动系统的设计 PAGEREF _Toc328581259 h 31 HYPERLINK l _Toc328581260 5.6.3 传动计算 PAGEREF

21、_Toc328581260 h 32 HYPERLINK l _Toc328581261 5.6.4 多轴箱主轴坐标的计算 PAGEREF _Toc328581261 h 35 HYPERLINK l _Toc328581262 5.6.5 验算 PAGEREF _Toc328581262 h 38 HYPERLINK l _Toc328581263 5.6.6 坐标换算 PAGEREF _Toc328581263 h 38 HYPERLINK l _Toc328581264 5.7 轴的强度校核 PAGEREF _Toc328581264 h 39 HYPERLINK l _Toc32858

22、1265 5.8 多轴箱总图设计 PAGEREF _Toc328581265 h 40 HYPERLINK l _Toc328581266 5.9 机床工作过程的简述 PAGEREF _Toc328581266 h 40 HYPERLINK l _Toc328581267 第6章 经济与技术分析 PAGEREF _Toc328581267 h 41 HYPERLINK l _Toc328581269 第7章 结论 PAGEREF _Toc328581269 h 42 HYPERLINK l _Toc328581270 致谢 PAGEREF _Toc328581270 h 43 HYPERLIN

23、K l _Toc328581271 参考文献 PAGEREF _Toc328581271 h 44 HYPERLINK l _Toc328581272 附录一：中文译文 HYPERLINK l _Toc328581273 附录二：外文原文齿轮泵侧板卸荷孔加工专机及夹具设计第1章绪论1.1 设计题目齿轮泵侧板卸荷孔加工专机及夹具设计1.2 刀具的选择高速钢锥柄麻花钻直径为高速钢锥柄立铣刀直径为1.3 机床的配置形式通过对零件加工内容的分析可知，本专机可以设计成立式四工位、回转工作台式组合机床。第个工位为装卸工位，第、工位分别加工两个6.2的孔，第工位加工17.3孔。1.4 机床部件简述 动力部件

24、选择ITD20-IA动力箱，电机型号为Y90L-6型，功率为1.1KW，驱动转速615r/min，电机转速为910r/min。滑台选择型号为1HY25-IA液压滑台，台面宽250mm，台面长500mm，行程250mm，导轨为铸铁材料，滑台及滑座总高250mm，滑座长为790mm，允许最大进给力F进=8000N，快速行程速度为12m/min，工进速度在32-800mm/min之间，动力箱与滑台结合面尺寸：长250mm，宽250mm；动力箱与多轴箱结合尺寸：宽250mm，高为200mm；动力箱轴出轴距箱底高度为100mm。1.4.2 支承部件选择1CL25立柱，1CD251侧板座及配套的中间底座。

25、1.4.3 控制部件控制部件只要用以完成控制机床的自开工作循环，例如行程挡铁等。1.4.4 辅助部件主要用于润滑、冷却、排屑等功能的部件。1 多轴箱考虑到泵体型号的不同，侧板上要加工的孔也不相同，为了适应系列化产品加工的目的，多轴箱的设计进行专门设计。箱体的主体局部外形尺寸：400320，厚度为340mm。当对不同型号产品加工时，只需换掉模板、夹具和刀具即可实现多种的加工。因此多轴箱的设计是本设计的重点。其具体结构形式见附图。1 夹具与钻模夹具是组合机床的重要部件，它是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而专门设计的。它是用于实现被加工零件的准确定位、夹压、刀具的导向以及装卸工件时的限位等。它与

26、回转工作台、主轴箱以及钻模板、刀具等都有联系，在设计时要很好地解决它们之间的关系。由于本机床是立式四工位回转工作台组合机床，各工位的加工工序不同，在机床工作过程中，要完成工序间的转换运动，如果将导向装置设在夹具上并和工件一起随工位的转换运动，那么同一个导向装置就不能适应各工位上的不同刀具的需要，因而要将导向装置做成活动钻模板并连在主轴箱上。1.5 组合机床的特点及开展趋势组合机床是以通用部件为根底，配以少量的专用部件，对一种或假设干种工件按预先确定的工序进行加工的机床。它能够对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工。组合机床的通用部件具有特定功能，按标准化、系列化、通用化原那么设计、制造的。

27、每种部件有合理的规格尺寸系列，有适用的技术参数和完善的配套关系。组合机床与通用机床、专用机床相比照拟具有以下特点：组合机床的通用部件标准件约占机床全部零部件的70%80%。采用多刀加工，自动化程度高，生产效率高，产品质量稳定。通用部件结构稳定，工作可靠，维修方便。采用专用夹具、刀具及导向装置，产品质量靠设备保证，对加工人员的技术水平要求不高。机床加工产品更新时，可以重复使用。易于形成自动化线，适应大规模和自动化生产的需要。组合机床及其自动化生产线是一种高效率、高自动化的设备。随着机械制造业的开展,多数制造企业的特点是：产品多样化、变形产品日益普及、产品更换周期缩短。因而组合机床柔性化是必然趋势

28、。柔性制造系统能适应多品种、小批量的生产需要，并且能实现不停车换加工品种。采用自动化检测和信息反应系统，产品精度有大幅度的提高，自动生产线的经济效益也得提高。组合机床的柔性化是指主要部件实现柔性化，机床进给系统采用数控滑台而实现柔性化，机床的主运动系统可以通过下面三种方式实现柔性化：自动换箱式组合机床，自动换刀式组合机床，手动换箱式组合机床。对于自动线输送装置，多采用拖盘滚道系统，或采用随行夹具装置。由数控加工中心为核心组成的柔性制造单元FMC，再与电子系统和材料存储系统以及刀具库有机结合，构成柔性制造系统FMS，它可以在技术经济范围内，自动地适应切削参数变化和生产批量变化。第2章 零件的分析

29、侧板是齿轮泵的重要部件，由于齿轮泵在工作时，齿轮和泵体两侧有摩擦和磨损，油压会产生液压冲击，液体压力发生急剧交替升降，出现峰值，这样就有可能损坏液压元件和管道，并且产生振动和噪音，影响齿轮传动的平稳性。为了消除上述不利因素的影响，在泵体内齿轮两侧专门设计了侧板零件。侧板的材料采用钢背铜合金，有吸振作用。在侧板上加工出卸荷孔，减少液压冲击，克服了一些不良影响，提到了齿轮泵工作性能。2.1 加工部位的分析所要设计的机床，其加工的是2-mm孔和mm孔。分析零件图可知，各孔之间的距离很小，同时在一个工位上加工是不可能的。因而要在不同工位上分别对三个孔进行加工。在工厂中，一般是先在台钻上加工6.2的两个

30、孔，然后在铣床上加工17.3的孔。这样占用了几台机床，要求加工的空间很大，同时，所需要的工人数量也很多，生产率也很低。而在组合机床上，可以利用其多刀、多工位的加工特点，在一台组合机床上同时加工，可以大大提高劳动生产率，也可以克服传统加工方法的缺乏。同时，由于组合机床加工时，对工人的技术水平要求不高，很容易保证加工质量。所要加工的孔在同一面上，都在钢背烧结铜合金的铜层面上，铜层厚为1mm，钻孔深为，铣孔深为，加工局部主要为钢外表，在加工设计时，应以强度大的刚外表计算切削力、切削功率等。在加工过程中，考虑到刀具的受力情况。钻头的直径较小，而且与铣的大孔有相交的局部。如果先铣大孔，后钻小孔，由于钻头

31、受力不均，很容易使钻头折断，降低刀具耐用度。而要是先钻小孔，后铣大孔，由于铣刀直径比拟大，对所钻的孔影响相对较小。这样在加工时，应该考虑先钻小孔，后铣大孔。第3章 总体方案的拟定3.1 工艺方案的拟定制定工艺方案时，应先保证该工艺方案能到达零件的精度要求。由于被加工零件的精度要求加工部位尺寸、形状、结构特点、材料、生产率要求不同，在组合机床的设计过程中必须根据不同要求，采用不同的工艺方法和工艺过程。对零件的加工部位进行分析可知，由于孔是用于卸荷的，对加工精度没有特殊的要求，因而可以对工件进行一般性加工，而不需要精加工。 定位基准的选择针对零件的加工部位以及工件形状，可以选择钢面和两个33mm的

32、孔作为定位基准。所以可采用“一面两销的定位方法，可以简便地消除6个自由度，使工件获得稳定可靠的定位。同时，“一面两销的定位方法使零件在整个工艺工程中基准统一，有利于保证零件加工精度。侧板钻孔属于薄壁加工。“一面两销定位使得钻削加工的钻削力位于支撑面内，可以消除夹紧力、切削力引起的变形误差。另外，该定位方法的另一个好处是不需要附加夹紧机构。由于采用立式组合机床，这样依靠钻削力以及重力作用，完全可以实现工件的夹紧。 工序内容工序集中是近代机械加工开展的方向之一。加工是在一台机床上一次装夹下完成的，因而可以使零件获得较好的定位精度，对大批量生产提供了便利条件。针对所要求加工的三个孔的中心距相当小，要

33、在同一工位同时加工不可能，但采用三个工位同时进行加工，就可以很容易地解决这个问题了。 切削用量的选择组合机床的正常工作与合理的选用切削用量，即确定合理的切削速度和工作进给量，有很大的关系。切削用量选得恰当，能使组合机床以最少的停车损失，最高的劳动生产率，最长的刀具使用寿命和最好的加工质量，也就是多快好省地进行生产。在实际上，最正确切削用量确实定比拟复杂，从理论上还没有简便可靠的方法。因而必须从实际出发，根据加工精度、工件材料、工件条件、技术要求等进行分析，按照经济满足要求的原那么，合理选择切削用量。一般采用查表法，参照现场同类工艺，通过工艺实验确定切削用量。但是选择的切削用量必须充分考虑刀具性

34、能的发挥。对于钻削应使切削速度高而切削用量小。而同一多轴箱上刀具的每分钟进给量相同。一般情况下，可先按各类刀具选择合理的主轴速度n和每分钟进给量f，然后进行调查，使各刀具的每分钟进给量相同，都等于动力滑台的每分钟进给量v，即v=nf=nf=。钻6.2孔 刀具：椎柄麻花钻；材料：高速钢；转速n=600r/min，f=/r。铣17.3孔 刀具：锥柄立铣刀；材料：硬质合金；转速 n=500r/min，S=/r每齿进给量，齿数Z=3。由于动力头的进给速度一定，因而各种刀具的进给速度应该相等且等于动力头的进给速度。nf=6000.15=90mm/minnf=5003=90mm/min动力头进给速度由液压

35、滑台的进给速度决定。其速度范围在32800mm/min之间，满足要求。nf=nf=v 切削力、切削功率的计算钻F=26DfHB=26700=1800N 该公式中HB取最大值M=10DfHB=10700m 该公式中HB取最大值v=/minP=0.18kW 该公式中HB取最大值铣F=26DfHB=26700=2412N 该公式中HB取最大值M=10DfHB=10700m 该公式中HB取最大值v=27.17 m/minP=0.51kW 该公式中HB取最大值 确定主轴直径由切削转矩M可以初定主轴直径及传动轴直径。计算公式为：dB，其中B是系数，根据主轴和传动轴在1m长度上允许最大扭转角。通常，主轴允许

36、最大扭转角1/2/m，那么B=0.35，传动轴允许最大扭转角可按1或1/m选取，那么B=0.29或B=0.26。允许的最大扭转角和对应的B的关系，可参照下表表3-1表3-1 最大扭转角对应表允许的最大扭转角/m1/41/21122Bd=考虑到轴上开键槽等各中因素，取d=20mm。d=取d=25mm。总扭矩M=2md=取d=30mm。F=21800+2412=6012NP=23.2 机床的配置形式选择根据拟定的工艺方案，以及零件的生产纲领是大批量生产，拟定两种机床的配置形式。方案：立式回转工作台机床采用立式回转工作台四工位加工组合机床，第个工位装夹零件，第、工位分别加工两个6.2的孔，第工位加工

37、17.3的孔。这样可以使机床的机动时间与辅助时间重合，减轻了工人的劳动强度，并且提高了生产效率。由于各工件上的加工工序内容不同，在加工过程中要完成的加工运动不同，如果导向装置固定在夹具上并和工作台一起做回转运动，那么，一个导向装置就不能适应各工位上不同直径刀具的需要。因此，在本方案中采用活动钻模板，使其与主轴箱一起运动。在立式钻床上，切削力与重力方向一致，而且由加工工艺可知，加工时所需要的夹紧力不大。因而，可采用活动钻模板直接压紧工件来完成夹紧。这样就可以简化夹具结构，可以很方便地装卸工件，大为减轻了工人的劳动强度。同时，在机床工作时，活动钻模板先压紧工件，接着刀具的加工，随着加工的进行，弹簧

38、变形增加，压力随之增大，加工至要求深度时，停留后钻模板随随滑台可以快速退后，工件随之被松开。方案：卧式回转鼓轮机床采用四工位回转鼓轮式机床，在鼓轮侧面进行加工，但工件需要夹紧，保证其获得固定的位置。导向装置可以固定在鼓轮侧面的支撑件上。两种方案的比拟：a.两种方案都采用了多工位回转加工方式，提高了生产效率，这是共同的优点。b.立式钻床采用活动钻模板进行导向，能到达的位置精度是；回转鼓轮式机床能到达的位置精度是。，在回转鼓轮式机床上可以到达。d.从方案设置中可以清晰地看到，立式回转工作台式组合机床的夹具结构简单，装卸方便；而鼓轮式机床的夹具相比照拟复杂，需要单独的夹紧机构。综合各种因素，采用第种

39、方案的配置形式，即：立式四工位回转工作台式组合机床。第4章 机床的总体设计组合机床的总体设计，就是针对具体的被加工零件，在选定的工艺和结构方案的根底上，进行方案图纸的设计。这些图纸包括：被加工零件工序图、加工示意图机床联系尺寸图、生产率计算卡等，统称“三图一卡设计。4.1 零件工序图被加工零件工序图是根据制定的工艺方案，表示一台组合机床完成的工艺内容、加工部位尺寸、精度、外表粗糙度及技术要求、加工定位基准、夹压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半成品情况的图纸。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。4.2 加工示意图加工示意图表示被加

40、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、刀具等机床各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、液压电气装置设计及通用部件选择的主要原始资料，也是整台组合组合机床布局和性能的原始要求，同时还是调整机床、刀具及试车的依据。在编制加工示意图时，一定要分出工位，按每工位的加工内容顺序进行绘制，同时要画出工件在回转工作台上的位置示意图。 切削速度确实定切削速度以在前面计算出来了，v=/min，v=/min。 工作行程确实定工作进给长度L应等于工件加工部位的长度L多轴加工时应按最

41、长孔计算与刀具切入长度L和切入长度L之和。切入长度L应该根据工件端面的误差情况在510mm之间选择，误差大时取大值。该零件的外表粗糙度较小，所以L选7mm。而该加工孔均为盲孔，无切出长度，L=7+2.4=，考虑到铣削孔深度为，所以工进长度尽量取大点，取25mm。 快退长度、快进长度及后备量快速退回长度等于快进长度与工进长度之和，该长度按加工具体情况而定，快速退回行程长度须保证所有刀具均退至夹具导套内而不影响工件装夹。本设计中快退长度选120mm，那么快进长度为95mm。除应保证要求的工作行程外，还要考虑装卸和调整刀具方便，即考虑前、后备量。4.3 动力部件的选择动力部件是实现切削刀具的旋转及进

42、给运动动力箱或只用于进给运动动力滑台，它属于组合机床的通用部件。组合机床的动力局部有多种结构形式和传动方式，就其传动方式来讲，主运动旋转运动一般采用机械传动，即由电机通过齿轮、皮带、蜗轮、蜗杆等元件传递动力；而进给运动那么采用机械传动凸轮机械、丝杠螺母、齿轮齿条等、液压传动、气压传动或气动液压传动等。 电机功率确实定每一种规格的动力箱都有一定的功率范围，根据所选的切削用量计算的切削功率和进给功率的需要，并适当考虑提高切削用量的可能性一般按30%考虑选用相适应的动力箱。由工艺可知：P=0.87kW，传动效率由P=0.97kW因此可以选择1TD20-A型动力箱，其配套形式为：电机型号为Y90L-6

43、，电机功率为1.1kW，电机转速为910r/min，驱动轴转速为615r/min。 进给运动确实定进给运动由液压动力滑台实现，采用专门油泵单独驱动，动力头全部功率用与切削加工。 动力滑台的选择根据计算的切削力查相关手册选定动力滑台，其型号为1HY25-A型液压滑台，主要性能参数如下：1HY25-A型液压滑台主要性能参数表4-1表4-1 液压滑台主要性能参数表台面宽台面长行程油缸直径最大进给力工进速度快移速度250mm500mm250mm50mm8000N32800mm/min12m/min1HY25-A型液压滑台配套的部件如下表4-2：表4-2 液压滑台配套部件表二进给及压力继电器装置1HY2

44、5-F51导轨防护装置1HY25-F81分级进给装置1HY25-F91立柱1CL25立柱侧底座1CD251滑台侧底座1CC251滑台采用双矩形导轨，采用两矩形导轨的外侧导向，用斜镶条调整导轨间隙，平板将滑鞍与滑座压紧，防止因颠覆力矩过大使滑鞍与滑座脱离。这种导轨制造工艺简单，导向刚度好。导轨材料为铸铁，HT300540，淬火硬度为G4248。4.4 机床联系尺寸图机床联系尺寸图用来表示机床各局部的互相装配关系和运动关系，以检验机床各部件相对位置及尺寸联系是否满足加工要求；通用部件的选择是否适宜；并为进一步开展多轴箱、夹具等专用部件、零件的设计提供依据。联系尺寸图可以看成是简化的机床总图，它表示

45、机床的配置型式及总体布局。机床联系尺寸图是在被加工零件工序图与加工示意图绘制之后，根据初步选定的主要通用部件动力部件及其配置的滑台、床身、立柱等以及确定的专用部件的结构尺寸而绘制的。 夹具轮廓尺寸确实定组合机床夹具是保证零件加工精度的重要专用部件，根据零件的布局、限位、导向装置以及机床回转工作台的连接固定，综合考虑。所加工的齿轮泵侧板体积较小，重量较轻，为了方便更换夹具，把四个工位的工件定位装置设置在一个夹具体上。大体布置见以下图4-1。工件的两个定位销一个是圆柱销，一个是削边销，公称尺寸为d是33，削的长度是42mm，四个公称尺寸为25的定位销与活动钻模板定位。四个光孔用作安装螺栓与回转工作

46、台连接。“一面两销中的圆柱销材料为35号钢，淬火硬度为HRC2838，削边销材料为T10A，淬火硬度为HRC5864，两孔的位置精度要满足要求。为了方便进行装卸，对定位销的高度应进行验算。在定位销装卸工件的极限位置时，工件与定位销不能相碰撞或卡死，而且压紧时定位销不能与压块相接触，即定位销不能高出工件外表。由零件图知，工件厚为，可取定位销高度为，垫块厚取40mm。图4-1 工件位置布置草图4 多轴箱轮廓尺寸确实定通用主轴箱主要由箱体、前盖、后盖三局部组成。主轴箱厚度为180mm，后盖厚有90mm和50mm厚两种，选90mm厚；前盖有两种尺寸，卧式为55mm，立式为70mm。因此主轴箱厚度340

47、mm。长、宽确实定从夹具布置图可以确定，长度方向最远的两个轴的轴间距为b=160-15.65-9.3=B= b+2bb70100mm B=135.05+2100=取B=400mm 宽度方向上两轴间最远距离h为：h=80-9.3+5.=取h= b=100mmH=h+h+b=76.3+100+100= 取H=320mm由此可得出多轴箱的轮廓尺寸为： 400320340 回转工作台的选择根据夹具轮廓尺寸、加工条件以及机床总体协调性选定分度回转工作台型号为1AHY50。表4-3 查相关手册知，回转工作台性能参数如下表4-3：表4-3 回转工作台参数表花 盘 直 径夹紧油缸直径花盘最大负载回转油缸直径高

48、 度500mm150mm1500kg50mm160mm 装料高度H装料高度是指机床上工件的定位基准面到地面的垂直距离。在线阶段，设计组合机床时，装料高度可视具体情况在850mm1060mm之间。本机床中，中间底座高度h=560mm，回转工作台高度h=160mm，夹具高度h=130mm, 那么装料高度H为： H= h+h+h =560+160+130 =850mm符合要求。4.5 机床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编制生产率计算卡，用以反映机床的加工过程、完成每一动作所需的时间、切削用量、机床生产率以及机床的

49、负荷率等。 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。本零件采用大批量生产，生产纲领确定为80000件/年，全年工时总数取为2350h，那么Q=34件/h 实际生产率Q指所设计机床每小时实际可以生产的零件数量。Q=件/hT是生产一个零件所需的时间min，它可以根据下式计算：T=t+t=min其中：L、L分别为刀具第、第工作进给行程长度mm； v、v分别为刀具第、第工作进给量mm/min； t为刀具在加工终了时无进给状态下旋转时间，一般取510r； L、L分别为动力部件快进、快退行程长度mm； v为动力部件快速行程速度，对与液压动力部件取412

50、m/min； t为直线移动或回转工作台进行一次工位转换的时间，一般可取0.1min； t为工件装卸时间包括定位、夹压、除屑等，一般取0.51.5min。那么有： T= =Q=42件/h，QQ所以，满足要求。 机床负荷率=80%根据组合机床的使用经验，适宜的机床负荷率在0.750.90之间。该满足要求，可以选用。第5章 机床零部件的设计在组合机床的设计中，拟定机床的工艺方案，确定机床的配置型式，以及进行机床的总体设计等是重要环节，它在很大程度上决定了机床是否重量轻、体积小、结构简单、效率高、使用方便、性能好，因此需要首先解决。但是，要设计出组合机床，还必须解决大量的图纸设计工作，就是要根据确定的

51、机床工艺和方案，按照加工示意图及机床联系尺寸图等，开展机床各部件设计，然后进行零件设计。5.1 床身通用部件的选择床身和立柱是用于固定动力部件的导轨滑座的，在动力部件的选择局部已经确定了立柱型号为1CL25，立柱底座为1CD251。立柱的的后部设有电器壁盒，用于安装电气配电板，以便往机床电气部件引线，如动力箱电机、按钮台、冷却泵及限位开关等。对立柱来说，随着动力箱行程及所处高度的变化，其死挡铁和油缸支架位置也不同，这必须在补充加工中说明。在设计立式组合机床床身选用立柱时，还需计算机床的平衡重。平衡重是用来平衡动力部件移动局部的重量的，以减少导轨及丝杠的磨损，同时消除立式机床调整时前倾问题。通过

52、立柱的装置由一个固定平衡重量和多块附加平衡重组成。参考类似机床，选择重量为1041公斤。5.2 动力及润滑 传动装置的设计传动装置的设计主要是选择机床所有的动力部件及传动机构等，在机床的总体设计阶段已对此项工作详细做过，在此不在阐述。 传动装置的润滑由于组合机床的动作比拟频繁，为了保证各运动部件的正常工作，更长的设备使用寿命，以及可靠地保证加工精度，需要设置导轨防护装置，正确地设计润滑系统。通用部件都有相应的润滑装置，在设计时只需要根据润滑油的来源情况进行适当是选择。本机床在设计过程中采用了由主轴箱上的配油器来供油，在导轨润滑管路上采用T8652型电磁润滑阀。这种润滑阀是利用电磁铁推动阀杆，使

53、润滑油经润滑管路到达各润滑部位。由于采用电气控制，可在操作台上用按钮进行定期润滑，亦可由动力箱的运动控制，进行自动润滑。在导轨外表有波浪式的油槽。油槽的主要作用是使摩擦外表通过它来贮存润滑油以供使用。5.3 组合机床的冷却装置由于组合机床是多刀加工，工序集中程度很高，正确的选择冷却液，并设计良好的冷却装置，以保证刀具获得充分的冷却，这对提高刀具寿命，减少因换刀造成的停车时间损失很重要。 对于冷却系统的要求冷却液要流分，确保刀具获得连续、充分的冷却。组合机床常常是多点冷却，其冷却管路是必须布置恰当，保证各冷却点都能充分冷却。当各冷却点对冷却液流量要求不同时，应在管路上设调节开关。组合机床冷却系统

54、在需要大流量的同时，还要求较高的压力，那么应采用齿轮泵，以便对刀具进行充分的冷却，并把加工铁屑排出。冷却液要保证在开始工作进给时就供应，并确保在整个加工过程中连续不断。配冷却液防护罩，以免冷却液飞溅。 机床冷却液的选择及流量确实定机床冷却液除对刀具和工件起到冷却作用外，还能在金属外表形成润滑膜，起到减少刀具和切屑间摩擦的润滑作用。因而选择冷却液时，应根据组合机床完成的工艺、加工方法、刀具材料以及被加工零件材料而确定。由于工件材料为钢背铜合金，不宜采用硫化液和苏打水溶液，以免对工件造成腐蚀。此外，所要求加工的孔深为和，比拟浅，冷却液除冷却外，主要是进行润滑和排屑，因而可以采用水溶液参加油性添加剂

55、，提高刀具的使用寿命。冷却液的流量应根据刀具的形式、直径大小、加工方法、切削用量等具体条件来确定。钻孔时属于外冷，流量为0.4D。6.2=/分6升/分，取6升/分。铣孔时，流量为多少可根据功率大小确定，每一千瓦铣削功率为8升/分。8=/分，那么铣削流量可以选为5升/分。这样管道流量可定为7升/分，管子直径为14mm。 组合机床的冷却装置冷却液由冷却泵站沿总管路通至分油器2，然后有管子引到各加工部位，对刀具进行冷却。冷却液及铁削均流到回转工作台的环形槽中。在工作台回转时，借助刮板4将铁削刮进贮屑槽中，冷却液那么流回到机床的贮液槽中，经过沉淀过滤，再次利用。在机床上采用了活动钻模板，可以把冷却局部

56、配件布置在活动钻模板上。如以下图5-1图5-1 冷却管路布置图5.4 控制与互锁的设计组合机床是由多个动力头按照严格的顺序和规定的工作循环，完成工件的多工序加工。机床的工作循环及各动力头之间有严格的程序，是借助于组合机床的自动控制系统来实现的。根据选用的机床配置型式及通用部件的驱动方式，组合机床的控制系统是由电气和机械、电气机械和液压、电气机械和气动等配合动作实现的。侧板加工组合机床，动力箱的工作循环还要与回转工作台的工作循环相配合，其配合是依靠程序控制挡铁来实现的。程序控制挡铁是组合机床通用部件之一，它分为液压操纵挡铁和电气操纵挡铁两种。对于液压动力部件来说，根据具体的工作循环，可以同时选用

57、这两种挡铁，而对于机械传动部件的工作循环只用电气操纵挡铁进行控制。组合机床程序控制挡铁，由控制元件挡铁、信号元件开关和液压换向阀执行元件组成。组合机床的工作循环，就是由不同的挡铁操纵相应的开关而实现的。根据动力箱要完成的工作循环，设计或选用具有相应数量的开关触头来操纵挡铁，并合理调节各挡铁位置，使动力箱能准确地进行动作转换。 机床的工作循环工序要求加工的三个孔均为盲孔，采用的工作循环为如图5-2： 图5-2 工作循环图这个工作循环的特点在于：动力头行程终了时，不是立即后退，而是旋转几下后，然后压力继电器开始动作，动力箱再开始快速退回。为了实现这个要求，在液压滑台上增加一个压力继电器YJ，其控制

58、过程为：动力箱进给在液压挡铁的作用下转换为工作进给，在加工完成时，顶住死挡铁，使液压升高，压力继电器动作，发出电信号，动力头快速退回到原位，停止。 总工作循环回转工作台抬起回转工作台回转回转工作台反靠回转工作台夹紧动力箱快进动力箱工进延时停留动力箱快退。主电路共有2台电动机，M为主电动机；M为液压泵电动机。启动和停止按钮控制电机M和M的起、停。按钮SB和SB用于单独起动主电动机M和液压泵电动机M。用于控制冷却泵电动机M，行程开关k是当动力箱工进时，润滑液回油箱阀关闭，润滑液供应，当动力箱快退时，该阀翻开，润滑液不供应，直接回油箱。液压回转工作台控制电路设计如图5-3回转工作台共有四个工位，其转

59、位动作如下：自锁锁销脱开及回转工作台抬起回转工作台转位及缓冲回转工作台稳定回转工作台夹紧。其工作原理及操作过程如下：按下回转按钮，假设各工位的动力部件都处于原位，回转工作台的驱动转位油缸也处于原位即行程开关4SQ被压下，电磁铁YA通电，电磁阀1换向，压力油进入花盘抬起油缸，花盘被抬起。：同时使离合器与转位齿轮啮合，由于花盘抬起，挡铁放开行程开关1SQ，1SQ接通电磁铁3YA，电磁液压阀2换向，使压力油进入驱动转位油腔，液压缸的活塞杆齿条经齿轮，带动回转工作台工作花盘正向转动。：回转工作台转动完毕，挡铁压下行程开关3SQ，接通延时继电器KT。：待工作台稳定后，延时继电器KT的触点接通电磁铁2YA

60、，液压滑阀1换向，压力油进入花盘夹紧腔，花盘落下、定位并夹紧。 ：由于花盘落下，使离合器6与转位齿轮脱开，同时挡铁放开行程开关1SQ，压下行程开关2SQ，电磁铁3YA被放下，4YA接通，液压滑阀2换向，压力油进入转位油缸的返回腔，推动活塞杆齿条复位，挡铁压下行程开关4SQ，为回转工作台的下一次动作循环作好准备。 动力箱控制油路设计动力箱动作如下：快进工进延时停留快退：动力箱原位停止时，限位开关由挡铁压住。：动力箱快进。液压油泵启动后，KM得电并闭合，电磁铁5YA得电，换向阀3左位工作，使液控阀4左位工作，接通工作油路，压力油经行程阀5进入进给液压缸大腔，小腔内的油经阀4、6、5进入液压缸大腔，