机械加工生产线设计

机械制造装备设计主讲人：李爱芝4.3.4.1工件工序图

4.3.4.2加工示意图（刀具布置图）

4.3.4.3机床联系尺寸图（外观图）

4.3.4.4机床生产率计算卡

4.3.4组合机床总体设计

4.3.4.1工件工序图

根据选定的工艺方案，表示在一台专用机床（组合机床）或自动线上完成的工艺内容；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；被加工工件的材料、硬度、重量和在本机床加工前的毛坯情况的图纸。1．功用

⑴专用机床或组合机床设计和验收的依据；⑵制造、使用时检验和调整机床的重要技术文件。2．内容：

⑴加工部位及其尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差及技术要求；⑵加工前工件的形状、主要尺寸和已达到的技术要求；⑶标出加工用定位基准、夹压部位和方向；⑷标出工件的名称、编号、材料、硬度、质量、加工余量、毛坯种类和精度。P391图7-2：被加工零件工序图

3．绘制：突出本机床的加工内容。⑴用细实线画出工件的形状和轮廓尺寸，设置中间导向时，应画出工件内部筋的布置和尺寸，以便检查工件、夹具、刀具是否发生干涉及刀具通过的可能性；⑵用粗实线画出加工部位，并标出加工表面尺寸、精度、表面粗糙度、位置尺寸。⑶生产线的工件工序图按全线或工段来绘制，并表示出与输送装置有关的图形、尺寸及精度要求。⑷注明工件加工对机床提出的特殊要求，用必要文字加以说明。①位置尺寸标注由定位基准标起，用直角坐标系标注→加工和检查。当选用的定位基准和设计基准不重合时→尺寸链进行换算。②不对称位置尺寸公差换算成对称尺寸公差→进行夹具、主轴箱设计时确定导向孔和主轴孔的位置坐标尺寸。

对精镗机床必须注明是否允许留有退刀痕迹及允许退刀槽的形状（直线或螺旋线），要求孔表面不留螺旋刀痕且加工时由于引刀需要，应注明要求“主轴定位或工件（夹具）让刀”；

孔的加工余量要求：阶梯孔加工，大孔单边余量应小于相邻两孔的半径差→镗刀通过；

对毛坯精度要求。汽车变速器上盖工件工序图本工序加工要求:底面六个孔：上面五个孔：返回4.3.4.2加工示意图（刀具布置图）：根据工艺流程绘制。

1．作用⑴反映工件的加工工艺方案，表示零件在机床上的加工过程；⑵是刀具、辅具布置图；⑶是刀具、辅具、夹具、电气、液压、主轴箱等部件设计的重要依据；⑷是机床布局和机床性能的原始要求，是机床试车前对刀和调整的技术资料。2．内容图7-4：加工示意图实例⑴加工部位结构尺寸、精度及分布情况；⑵采用刀具类型、数量、结构、尺寸；⑶主轴的结构类型、规格尺寸及外伸长度(与刀具或接杆连接部分结构);⑷选用标准或设计专用接杆、浮动卡头（或万向节）、导向装置、攻丝靠模装置、刀杆托架（如大镗杆的托架）；⑸标明主轴、接杆（卡头）、夹具（导向）与工件之间的联系尺寸、配合及精度；⑹切削用量：根据机床要求的生产率及刀具、材料特点等，合理标注各主轴的切削用量；⑺机床的工作循环和工作行程（机床动力部件）；⑻工件的名称、编号、材料、硬度、质量、加工余量、冷却润滑、是否需要让刀等；⑼工件加工部位向视图，并在向视图上编出孔号。加工示意图3．绘制方法⑴按比例绘出工件加工部位和局部结构的展开图，工件的非加工部位用细实线，加工部位用粗实线。工件在图中允许只画加工部位；⑵刀具在图中是加工终了位置；⑶同一个主轴箱上结构尺寸相同的主轴可以只画一根，但必须在主轴上标出轴号。⑷一般情况下，在加工示意图上主轴分布可不按真实距离绘制。⑸标准的通用结构，只画出轮廓，并需标注规格代号。专用结构，应画剖视图，并标出尺寸、精度及配合。⑹生产线的加工示意图，一般每台机床绘制一张，较短的线可以全线绘制一张。⑺工位和加工方位与机床布局想吻合。当轴数较多时，可采用缩小比例，用细实线画出工件加工部位向视图（加工表面用粗实线画），并在向视图上标注孔号。多孔同时加工时对相邻距离很近的孔或需要设置径向结构尺寸较大导向装置时需严格按比例绘制，以便检查相邻轴承、主轴、导向、辅具是否干涉。如接杆、浮动卡头、攻丝靠模及丝锥卡头、主轴箱的标准钻、镗主轴外伸部分等。如导向、刀杆托架、专用接杆等。返回4.3.4.3机床联系尺寸寸图（外观图图）表示机床的配配置形式、机机床各部件之之间相对位置置关系和运动动关系的总体布局局图。1．作用：表明了机床的的配置形式和和布局；规定各部件的的轮廓尺寸及及相互间的装装配关系和运运动关系；是开展各部件件设计的依据据。2．内容⑴机床的配置置形式和总体体布局形式；；⑵通用部件的的型号和规格格；⑶专用部件的的轮廓尺寸；；⑷工件和各部部件间的主要要联系尺寸及及反映部件运运动尺寸（运运动部件极限限位置）；⑸机床部件的的分组情况及及行程；⑹电动机型号号、功率、转转速。3．动力部件选选择——组合机床动力部件是用用于传递动力力实现工作运运动的通用部部件，是配置置组合机床的基基础部件，包包括：动力箱箱、切削头（（单轴头）、、动力滑台（机机械滑台、液液压滑台）。。主要指选择型型号合适的滑滑台和动力箱箱（动力头））根据零件的加加工工艺、机机床配置形式式、使用条件件等因素选择择。应考虑主要问问题：◆切削功率：：根据切削用量量进行计算，，考虑传动效效率或空载功功率损耗（空空运转损耗）和载载荷附加功率率损耗（摩擦擦损耗），作作为选择组合合机床传动用动力箱型号规规格的依据。◆进给力：每种规格的动动力滑台有其其最大进给力力的的限制。选用用时，应根据确定的的切削用量计计算出各主轴轴的轴向切削削合力，，确定定动动力力滑滑台台的的型型号号和和规规格格应应满满足足：：→考考虑虑进进给给电电机机进进给给功功率率的的大大小小。。◆进进给给速速度度：：每种种动动力力部部件件（（滑滑台台））都都有有快快速速行行程程速速度度和和最最小小进进给给量量的的规规定定。。→快快速速进进给给速速度度应应小小于于动动力力滑滑台台规规定定的的快快速速行行程程速速度度；；→工工作作进进给给速速度度应应大大于于所所选选动动力力滑滑台台的的最最小小进进给给速速度度。。◆最最大大行行程程：：选用用动动力力部部件件时时，，必必须须考考虑虑其其最最大大允允许许行行程程，，动力力部部件件的的行行程程→→大大于于确确定定的的总总行行程程，，否否则则对对于于液液压压动动力力部部件，，必必须须加加长长油油缸缸或或滑滑座座来来满满足足总总行行程程要要求求。。◆加加工工精精度度影影响响：：→→动动力力滑滑台台的的导导轨轨形形式式动力力部部件件的的导导轨轨主主要要有有矩矩形形和和矩矩形形、、矩矩形形和和三三角角（（山山））形形结结合合两两种种形形式式。。矩形形和和矩矩形形：：用用于于一一般般带带导导向向引引导导刀刀具具进进行行加加工工的的机机床床和和粗粗加加工工机机床床；；矩形形和和三三角角形形：：刚刚性性主主轴轴加加工工或或精精加加工工机机床床。。4．机机床床配配置置形形式式：：单工工位位、、多多工工位位组合合机机床床生生产产线线→多台台单单工工位位机机床床组组成成，，单单工工位位机机床床常常见见配配置置形形式式：：

单单面面卧卧式式

双双面面卧卧式式

单单面面立立式式

三三面面卧卧式式

立立卧卧复复合合式式

双双面面倾倾斜斜式式5．主主要要联联系系尺尺寸寸确确定定：：（1）装装料料高高度度尺尺寸寸H：机床床上上工工件件安安装装基基面面到到机机床床底底面面的的距距离离。。根据据工工件件大大小小和和输输送送线线高高度度确确定定：：一般般卧卧式式机机床床、、组组合合机机床床、、专专用用机机床床：：（2）夹具轮廓尺尺寸（夹具底座的的长、宽、高高尺寸）

依据：工件的轮廓形形状和结构；；夹具定位装置置、夹紧机构构、导向装置置的布局空间间；夹具底座与其其它部件连接接所需要尺寸寸。

夹具底座高高度一般≥240mm（3）中间底座轮轮廓尺寸：

长、宽方向尺尺寸：中间底座上安安装夹具底座座后四周应留留有70～100mm宽切削液回收收凹槽。

高度方向尺寸寸：考虑切屑储存存及排除，切切削液的储存存。切削液池的容容量≥5～15mm冷却泵的流量量，一般中间间底座高度540～630mm。（4）主轴箱轮廓廓尺寸：动力滑台、动动力箱、主轴轴箱应配套使使用→主轴箱尺寸寸有一定限制制。

一般钻、镗类类组合机床主主轴箱的厚度度：卧式→325mm；立式→340mm。

确定主轴箱轮轮廓尺寸→宽宽度、高度和和最低主轴高高度：据工件需要加加工孔的分布布，安置齿轮轮要求的最小小距离确定。。主轴箱宽度→→主轴箱高度→→最低主轴中心心至主轴箱底底平面的距离离→主轴箱轮廓尺尺寸确定图机床联系尺寸寸图返回4.3.4.4生产率计算卡卡1．作用：反映机床生产产率和负荷率率情况的表格格，表明机床床工作循环过过程及每一个过程程所用时间、、切削过程所所选择的切削削用量等。根据加工示意意图上所选定定工作循环要要求的工作行行程、切削用用量动力部件的快快速和工进速速度，计算机机床的生产率率并编制生产产率计算卡。2．生产率和负负荷率的计算算方法⑴单件作业时时间：机床加工一个个工件所消耗耗的机动时间间和辅助时间间之和，是直接用于制造造产品或零、、部件所消耗耗的时间：L1、L2、L3—工进、快进、、快退行程（（mm）；Vf1、Vf2、Vf3—工进、快进、、快退速度；；t1—空行程时间（（快退和快进进时间）；t2—死挡铁停留时时间；t3—工作台转位时时间，一般取取0.1min左右；t4—装卸工件时间间，一般取0.5～1.5min。◆对于多动力力头机床，以以机动时间与与辅助时间最最长的动力头头为计算基础础，同时考虑虑各动力头不不重叠的工作作时间。⑵机床理想