组合机床方案的制定

组合机床方案的制定

影响组合机架设计的主要因素如下：一是机械零件的加工精度和加工顺序；其次，加工产品的特点；第三，加工产品的批量量。第四，使用条件；第五，应在制定工艺方案时考虑的问题。一、两端同时加工的机床如果本机床的被加工零件加工的均为6级精度孔,且孔径较大,表面粗糙度较小,因此采用镗孔加工较为合适,并且应采用粗精镗分开进行两次切削,因此机床应设计成两工位的形式;又由于其中一孔孔深较深,如果孔的长径比比较大,为缩短加工时间,提高机床的生产率,因此采用两面同时加工的方式。所以决定机床采用双面两工位的形式。二、零件加工机床的设计一般来说,孔中心线与定位基准平行且需由一面或几面加工的箱体宜采用卧式机床;立式机床适宜加工定位基准面水平且加工孔与基准相垂直的工件,而不适宜加工安装不方便或高度较大的细长工件。对大型箱体件,采用单工位机床加工较适宜;而中小型零件多采用多工位机床加工。如果加工的零件为铸铁件,牌号为HT200,且其壁厚较小,属薄壁零件。零件的两个加工孔与主要基准面平行,因此,将零件孔水平放置较为妥当,所以机床设计成卧式较为合适;因为零件属薄壁零件,所以在设计夹具时选择刚性好的部位,并且应控制好夹紧力,因此,采用液压加紧,这样既装夹方便,又可以有效地控制夹紧力。三、零件的生产成本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。四、减少了机床占地面积,减轻了机床成本由于车间场地限制,应尽量缩小机床占地面积,因此在夹具设计时将工件倾斜安装,这样大大缩短了移动工作台的行程,从而减小了机床占地面积,另外还减少了动力头的数量,大大减少了机床的投资成本。五、粗、精铣孔组合机床设计(一)组合机床常用工艺方法能达到的精度及表面粗糙度。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,设计组合机床必须采用不同的工艺方法和工艺过程。孔的精度所对应的加工工艺按表1选择。对于镗孔工艺,一般适应被加工孔径Φ40毫米以上(有时也镗Φ40毫米以下孔)。镗孔分为两类:刚性主轴(不带导向)加工,一般多用于大直径深孔(短孔也有用)。而非刚性主轴(带导向)加工,适应中等直径单层壁或多层壁孔。精镗可达精度IT7,表面粗造度Ra1.6微米。所以本设计采用刚性主轴、精密夹具。(二)确定工艺方案的原则及注意问题。1.粗、精加工工序的安排。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。一般在大批量生产中,确定工艺流程宜粗、精分开进行,其优点:一是工件能得到较好的冷却,有利于减少热变形的影响,对精度要求较高的零件,更需如此安排。二是可避免粗加工的振动对加工精度、表面粗糙度的影响。三是有利于精加工机床保持持久的精度。四是使机床结构简单,便于维修、调整。在能够保证加工精度的前提下,本设计采取粗,精加工合并在同一台组合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。工件实现一次安装,通过移动工作台分别对工件进行粗、精镗孔。2.工序集中与分散的处理。工序集中是机械加工发展的方向之一。组合机床也正是基于工序集中的工艺原则发展起来的。本设计多种不同刀具,采用双面、两工位的方法在组合机床上进行粗、精镗孔。镗孔组合机床,应注意精加工后孔的表面是否允许退刀痕迹,所以在主轴(刀具)停止转动时,利用夹具的让刀机构,将工件已加工表面移离刀尖一段距离后退刀,也可使刀具以工进速度退回,这样不仅不会留下刀痕,且有利于提高加工精度。确定组合机床工艺方案应注意的问题:第一,按一定原则拟订工艺方案时的一些限制。一是孔间中心距的限制。根据切削扭矩计算要求,主轴轴颈和轴承外径有一最小许用尺寸;对于螺孔加工还要考虑相应攻螺纹靠模的径向尺寸限制;对于镗孔,要考虑浮动卡头和导向尺寸或刚性主轴结构尺寸限制。所以近距离孔能否在同一多轴箱上同一工位进行加工,要受各类主轴允许的最小中心距限制。当孔间距小于相应主轴间距许用值时,如果孔系相互位置精度要求不甚严格,则可将近距孔分散在几个工位或几台机床上分别加工。二是工件结构工艺性不好的限制。有些工件结构工艺性不好,如箱体多层壁上的同轴线的孔径中间大两头小时,则进刀困难。当孔径大于φ50mm时,可采用让刀(镗杆削扁允许让刀)的办法加工,如主轴处于定位刀具定向状态,抬起工件或刀杆径向移动,以便轴向进退刀。否则不适宜在组合机床上加工。第二,拟订组合机床工艺方案的步骤。在制订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及其结构特点,加工部位及其精度、表面粗糙度、技术要求及生产纲领。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、刀具及切削用量、生产率情况及工作条件等方面的现行工艺资料,以便制订出切合实际的合理工艺方案。(三)定位基准及夹压点选择。箱体类零件一般要在几次安装下进行,通常选择“一面两孔”的定位方式。但由于本设计是不需要多次安装的且不具备“一面两孔”定位基准,所以采用“三平面”的定位方式,其主要定位面为箱体的设计基准,即箱体在机器中的主要安装面。选择定位基准的原则:应尽量选择零件设计基准作为组合机床加工的定位基准,这样可减少基准不符的误差,保证加工精度。第一,选择定位基准应确保工件稳定定位。尽量采用已加工的较大基准为定位基准,这对于精加工尤为必要。第二,统一基面原则。第三,当被加工零件不具备理想的定位基准(如定位面小而切削大)时,或则工件刚性