汽车变速箱体钻孔组合机床设计

1、 摘要 我的设计题目是：汽车变速箱体钻孔组合机床设计。 本设计包括总设计方案的拟订，被加工工件的工序图、加工示意图，机械联系尺寸图、夹具图 和生产率计算卡等。首先对被加工零件进行了工艺分析，了解被加工零件的特点，确定被加工零件的精度，确定机床的配置型式，制定了总体设计方案。根据被加工零件的特点，本设计采用一面两销定位。采用液压驱动伸缩式定位销，它用油缸经过推杆和一系列杠杆实现定位销的插入和拔出，调整左右挡圈的位置来确定插销和拔销的位置，从而确定定位方式。由于夹紧力较大，故采用液压夹紧，它操作简便，动作迅速，维持刚性较高。根据总功率和主轴轴向切削力，选择了1TD32-4型动力箱和1HY32-IA

2、型动力滑台。 关键词： 组合机床 、工艺分析、 夹具、切削力 AbstractMy design title is that the automobile gearbox body modular machine tool of drill hole design. This design includes total design scheme draw up , the processing and process chart that has been processed workpiece sketch, mechanical connection size picture, the

3、picture of clamping apparatus and productivity calculation card wait. At first, as processing element with having carried out technology analysis.understanding determines to have established overall design scheme by the precision of processing element and the disposition type of definite machine is

4、made by the characteristic of processing element. Basis is designed . characteristic of processing element with one side is sold position .driven with hydraulic pressure telescopic location that is selled . it passes ejector pin and a series of lever with oil cylinder realize location that sells ins

5、ert enter and pull out , adjust control the location of back-up ring determine bolt with pull out sell location, so determine location is a way. Since clamping force is greater , so with hydraulic pressure, clips , it is simple and convenient that it operate , it is higher that movement maintain rig

6、idity promptly . cut force according to general power and the axial of main shaft, have selected 2-4 1 TD3 type headstock and 1 HY3 2s - the power slide unit of IA model. keyword: modular machine tool, technology analysis and clamping apparatus , cut force 目录摘要- 1第一章 拟定机床总体设计方案- 41.1、零件分析- 41.2 制定工艺

7、方案应考虑的问题- 41.3、工艺分析- 61.4 确定机床的配置形式- 61.5 确定切削用量及刀具的选择- 8 1.6 组合机床切削用量选择及计算- 9第二章 加工零件工序图 - 112.1、被加工零件工序图的作用和要求- 112.2、绘制被加工零件工序图的注意事项- 12第三章 被加工零件加工示意图 - 133.1 加工示意图的作用和内容- 133.2 加工示意图的画法及注意事项- 133.3 选择刀具、工具、导向装置- 133.4 初定主轴类型、尺寸、外伸长度和选择接杆- 15第四章 机床联系尺寸图 - 174.1、动力部件的选择- 184.2 具体动力部件的选择- 19第五章 编写生

8、产率计算卡- 21第六章 夹具设计 - 236.1 定位方式的选择 - 23 6.2 夹紧机构- 246.3 夹紧力大小的计算- 25第七章 心得与体会- 26参考文献- 27第一章 拟定机床总体设计方案组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求 ，按高度集中工序原则设计的一种高效率的专用机床，是以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床。设计组合机床前，首先应根据组合机床完成工艺的一些限制及组合机床各种工艺方法能达到的加工精度、表面粗糙度及技术要求，解决零件是否可以利用组合机床加工以及采用组合机床加工是否合理的问题。如果确定零件可以利用组合机床加工，那

9、么，为使加工过程顺利进行，并达到要求的生产率，必须在掌握大量的零件加工工艺资料基础上，统盘考虑影响制定零件工艺方案、机床配置型式、结构方案的各种因素及应注意的问题。经过分析比较，以确定零件在组合机床上合理可行的加工方法（包括安排工序及工艺流程，确定工序中的工步数，选择加工的定位基准及夹紧方案等）、确定工序（或工步）间加工余量、选择合适的切削用量、相应的刀具结构、确定机床配置型式等，这些便是组合机床方案制定的主要内容：1.1、零件分析 被加工零件：汽车变速箱壳体 工件材料：HT200 190241 HBS生产纲领：12万件/年 （两班制）1.1.1、零件的工艺分析本零件为一铸件，加工八个孔，各孔

10、位置如图所示，采用卧式钻床同时加工，靠专用夹具，可以完成加工孔工序的要求。1、2孔深为30mm ， 3、4、6、7、8孔深为24mm ，5孔深为15mm。所以承受的切削力也不大，由于八个孔分布比较对称，这样使力的分布对称，加工精度高一些。 1.1.2、被加工零件的加工精度： 在本道工序所要完成的是钻工件的是钻工件的八个孔，要达到的加工精度为Ra=12.5um。1.1.3、被加工零件的特点； 汽车变速箱壳体为铸件，其硬度为HB190241 ，加工部位为左端面八个孔，两个工艺孔已加工完毕，再加上底面可作为定位基准，属于“一面两孔“定位。1.1.4、零件的生产批量 汽车变速箱壳体的年生产量为12万件

11、/年，两班制，零件的生产批量是决定采用单工件，多工位或自动线，还是按中、小批量生产特点设计组合机床的重要因素。1.2 制定工艺方案应考虑的问题1.2.1、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。根据对我国使用的组合机床的调查，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，可供制定时参考。孔的尺寸精度 钻孔 加工孔径在40mm以下，一般为实心铸件扩、铰工序之前钻削底孔或螺纹底孔，精度可达IT10IT11，表面粗糙度6.312.5m。见组合机床设计P50表3-2。1

12、.2.2、确定工艺方案的原则及注意问题1.2.3、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，合理解决加工工序的安排。不要不分具体情况而一律粗、精加工分开或粗、精加工工序合并的做法。1.2.4、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。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，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。1.2.5、制定工艺方案时孔中心距的问题在确定组合机床完成工艺时，要考虑可同时加工最小孔间

13、中心距。由于主轴箱的主轴结构和设置导向的需求，以及保证必须的加工精度和工作可靠的要求，组合机床钻钻孔对于通用的主轴箱，其最小中心距为24mm。1.2.6、定位基准及夹压点选择组合机床是针对某种零件或零件某道工序而设计的。正确选择加工用定位基准，是确保加工精度的重要条件，同时也有利于实现最大限度的集中工序，从而收到减少机床台数的效果。 1.2.7、选择定位基准的原则及应注意的问题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。但在某些情况下，却必须该用其它面作定位基准，如组合机床经常加工的各种发动机汽缸体，其顶面为主要安装基准，即设计基准。选择定位基准应

14、确保工件定位稳定。尽量采用已加工的较大平面为定位基准，这对于精加工尤为必要。在不得已的情况下，才选那些与加工表面有一定关系的、经过仔细清理平整的毛面作为定位基准。切记，定位基准不可选在铸铁或铸件的分型面上，也不要选在有铸孔的部位，否则将影响定位精度。统一基面原则。即在各台机床上采取共同的定位基面来加工零件不同表面上的孔或对同一表面是上的孔完成不同的工序，这对工序多的箱体类零件尤为重要。当被加工零件不具备理想的定位基准，或者工件刚性不足时，为防止加工时工件变形，振动而影响加工精度，可在机床上设置辅助支撑，以增加定位稳定性和承受较大的切削力。1.2.8、确定夹压位置应注意的问题在选择定位基面同时，

15、要相应决定夹压位置。此时应注意的问题是：保证零件夹压后定位稳定；尽量减少和避免零件夹压后的变形，消除其对加工精度的影响。1.3、工艺分析 工艺分析是设计组合机床最重要的一步，必须认真分析被加工零件的工艺过程。深入现场全面了解被加工零件的结构特点，加工部位、夹紧方式、工艺方法和加工过程所用的刀具、切削用量及生产率等。选择工艺基准和夹紧部位是制定工艺方案极其重要的问题，正确选择加工定位基准是确保加工精度的重要条件，同时也有利于实现最大限度的集中工序，从而收到减少机床台数的效果。对于本工件加工，采用一面两孔定位方法，一面即汽车变速箱壳体底面，在前道工序中已经完成，两孔即为两个工艺孔，事先已加工完毕，

16、削边销限制一个自由度，圆柱销限制二个自由度，再加上平面限制的三个自由度，共六个自由度。本道工序采用两点夹紧，由于采用的是双面钻卧式钻床，且夹紧力的方向和钻削时轴向力的方向垂直。因此夹紧位置选在工件上最高点，能保证零件夹压后定位稳定，变形较小，能消除对加工精度的不利影响。本设计才用单工组合机床，具有固定式夹具，这类组合机床可达到很高的精度，钻孔位置精度指孔与孔，或孔与基面间的相关位置尺寸精度。采用固定式导向能达0.02mm，在组合机床上加工孔，其孔中心线对基面垂直度通常可达0.02um/11.4 确定机床的配置形式根据被加工件的结构特点、加工要求、工艺工程方案及生产率等，可大体上就可以确定应采取

17、哪种基本形式的组合机床。但在基本型式的基础上，由于工艺的组织，动力头的不同配置方法，零件安装数目和工位数多少等具体安排不同，而具有多种配置方案。它们对机床的结构复杂程度，通用化程度，结构工艺性能，重新调整的可能性以及经济效果，还有维修操作是否方便等，都具有不同的影响。另外，还必须看到，就是在有些情况下，对工艺过程方案作不大的更改或重新安排，往往会使机床简单，工作可靠，结构紧凑，更符合多快好省的要求。因此，在最后决定机床配置型式和结构方案时，必须注意下面一些问题：1.加工精度要求的影响2.机床生产率的影响3.被加工零件的大小、形状、加工部位特点的影响4.车间布置情况的影响5.工艺间联系情况的影响

18、6.使用厂的技术后方和自然条件的影响被加工零件的特点很大程度上决定了机床的配置形式。一般来说，定位基准是水平的，且被加工与基准垂直应采用卧式组合机床，其排屑和操作以及其具体因素都方便、简单。根据加工部位的特点、孔直径相同是在同一加工面内位置度要求降低，组合机床完成全可以满足其要求。由于轴箱盖的结构不是十分复杂。以所采用单工位卧式组合机床完成本道工序的加工。卧式组合机床优点是加工和装配的工艺性能好，安装调整与运输比较方便、其缺点是削弱了床身的刚性。这个弊病通常是利用加强部件的联接部分的刚度来被补偿的。不同的工艺安排，动力部件的不同配置会不会产生多种配置方案，而不同的配置方案，又对机床的复杂程度，

19、通用化程度，结构工艺性加工精度，经济效果等有不同影响。1.4.1 不同配置型式组合机床的特点及适应性：单工位组合机床通常是用于加工一个或两个工件，特别适用于大中型箱体件的加工。根据配置动力部件的数量，这类机床可以从单面或同时从几个方面对工件进行加工。各种形式的单工位组合机床具有固定的夹具。通常可以安装一个工件特别适合于大中型零件的加工。本设计的零件较大，需要加工的孔径较大，且与轴箱配合安装，基于这点考虑，本设计采用单工位组合机床是合适的。多工位组合机床主要适用于中小型零件。1.4.2 不同配置型式组合机床的加工精度：在组合机床上影响加工精度的因素很多，一般分为切削负荷无关的误差（如机床原始误差

20、，工件安装误差，夹具与刀具的误差，其它偶然性误差等）和与切削负荷有关的误差（如夹压变形，热变形，刀具磨损所引起的误差和其它偶然性误差）。组合机床加工精度通常是靠夹具来保证的，我们也可以把影响加工精度的因素分为加工误差和夹具误差两大类。那么现在的问题在于确定夹具误差和加工误差之间应构成怎样的比例，夹具公差应取被加工工件公差的百分之几，各种不同结构的夹具又能达到怎样的加工精度。要解决这个问题，想从理论上进行计算，不仅计算复杂，劳动量大，也没有什么实际价值。通常是根据经验数据来进行机床配置型式的选择。一般从固定式夹具组合机床的加工精度和带移动式夹具组合机床的加工精度来考虑。固定式夹具单工位组合机床加

21、工精度最高。这种机床由于零件采用固定导向的位置度可达到0.2mm。而工件要求的位置度为0.5mm。可见，这种型式的组合机床加工此零件能稳定的保证加工精度。1.4.3 选择机床配置型式应注意的问题：1.4.4 适当提高工序集中程度在确定机床的配置型式和结构方案时， 要合理解决工序集中程度的问题。在一个动力头上安装多轴，同时加工多孔来集中工序，是组合机床最基本的方法，在一台机床主轴数量有达150根左右的。但是，也不应无限制地增加主轴数量，要考虑到动力头及主轴箱的性能和尺寸，并保证调整和更换刀具的方便性。这些在以后的设计中要得以解决。1.4.5 注意排除切屑和操作使用的方便性排除切屑和操作使用的方便

22、性对机床方案也有影响。对于需用前后导向进行精加工的机床，较好的方案是采用卧式加工。因为立式机床加工时，切削易落入下导向，影响机床加工精度，并加速导向的磨损。考虑到这些因素，选用卧式机床。1.4.6 夹具形式对机床配置形式的影响选择机床配置型式时要考虑夹具结构的实现可能性和工作的可靠性，在决定加工一个工件的成套流水线上各机床的型式时，还应当注意，使机床与夹具的型式尽量一致，尤其是粗精加工机床。这样不仅有利于保证加工精度，而且便于设计、制造和维修，也提高了机床之间的通用化程度。1.4.7 另外还应具有一定的生产批量以上要求将在三图一卡，夹具设计中得到满足和实现。1.5 确定切削用量及刀具的选择组合

23、机床的正常工作与合理地选用切削用量，即确定合理的切削速度和工作进给量，有很大关系。切削用量选用得恰当，能使组合机床以最少的停车损失，最高的生产率，最长的刀具寿命和最好的加工质量，也就是多快好省的进行生产。组合机床切削用量的选择，主要是参照现场采用的切削用量的情况，并根据多年来积累的一些经验数据来进行。由于组合机床有大量刀具同时工作，为了使机床能正常工作，不经常组合机床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、机床的布置型式及正常的工作均有很大的影响。1.5.1组合机床切削用量的选择特点在大多数情况下，组合机床为多轴、多刀、多面同时加工。因此，所选切削用量，根据经验应比一般

24、万能机床单刀加工低30%左右 。组合机床多轴箱上所有刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台。工作时，要求所有刀具每分钟进给量相同，且等于动力滑台的每分钟进给量。这个每分钟进给量（mm/min）应是适合于所有刀具的平均值。因此，同一多轴箱上的刀具主轴可设计成不同转速和选择不同的每转进给量（mm/r）与其相适应，以满足不同直径工件的加工需要，即 （1-1）为滑台每分钟进给量（）。1.5.2 确定切削用量应注意的问题 尽量做到合理利用所有刀具，充分发挥其性能。由于连接于动力部件的多轴箱上同时工作的刀具种类不同且直径大小不等，因此其切削用量选择也各有特点。如钻孔要求切削速度高而每转进给量小。而同一多

25、轴箱上的刀具每分钟进给量是同样的，要使每把刀具均能有合适的切削用量是困难的。一般情况下，可先按各类各类刀具选择较合理的主轴转速和每转进给量，然后进行适当调整，使各个刀具的每分钟进给量相同，皆等于动力滑台的每分钟进给量。这样，各类刀具都不是按最合理的切削用量而是按一个中间切削用量工作。假如确实需要，也可按多数刀具选用一个统一的每分钟进给量，对少数刀具采用附加(增、减速)机构，使之按各自需要的合理进给量工作，以达到合理使用刀具的目的。1.5.3 复合刀具切削用量的选择，应考虑刀具的使用寿命。进给量通常按复合刀具最小直径选择，切削速度按复合刀具的最大直径选择。1.5.4 选择切削用量时，应注意零件生

26、产批量的影响。生产率要求不高时，就没有必要将切削用量选得过高，以免降低刀具耐用度。对于要求生产率高的大批大量生产用组合机床，要首先保证那些耐用度低，刃磨困难，造价高的所谓“限制性”工序刀具的合理切削用量。但需注意不能影响加工精度，也不能使刀具耐用度降低。对于“非限制性”刀具，应采取不使刀具耐用度降低的某一极限值，这样可减少切削功率。组合机床通常要求切削用量的选择使刀具耐用度不低于一个工作班，最少不低于4h。1.5.5 切削用量选择应有利于多轴箱设计。若能做到相邻主轴转速接近相等，则可使多轴箱传动链简单。某些刀具带导向加工，若不便冷却润滑，则应适当降低切削速度。1.5.6 选择切削用量时，还必须

27、考虑所选动力滑台的性能。尤其是当采用液压动力滑台时，所选择的每分钟进给量一般应比动力滑台可实现的最小进给量大50%。否则，会由于温度和其他原因导致进给量不稳定，影响加工精度，甚至造成机床不能正常工作。1.6 组合机床切削用量选择及计算 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。选择的切削用量如下：要钻的孔：材料HT200 190241 HBS ，查表3-7选V=13m/minf=0.13mm/r, 由此 5.3.2 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

28、，作为选择动刀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 、切削转矩M、切削功率P、刀具耐用度T的计算： 式中：F切削轴向力（N）； D钻头直径（mm）； f 每转进给量（mm/r）； M切削转矩（N.mm）； P切削功率（KW）； T刀具耐用度（min）； v切削速度（m/min ）; HB零件的布氏硬度值。钻头直径，铸件 HBS=190241 孔深 ，孔深 孔深 查表 314 得 速度修正系数 则 =刚性主轴 = ； B =7.3 （由表3

29、-19查得）=取 所以 取2 加工零件工序图 2.1、被加工零件工序图的作用和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生产线上完成的工艺内容、加工部位的尺寸及精度、技术要求、加工用定位基准、夹压部位、已及被加工零件的材料、硬度和在机床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内容，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。被加工零件工序图包括以下内容：1、在图上应表示出被加工零件的形状，尤其是要设置中间导向时，应表示工件内部筋的布置和尺寸，以便检查工件装进夹具是否相碰，以及刀具通过

30、的可能性。2、在图上应表示出加工用基准、夹紧部位及夹压方向。以便依次进行夹具的定位支承、限位、夹紧、导向装置的设计。3、在图上应表示出加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形状位置尺寸精度及技术要求，还包括本道工序对前道工序提出的要求。4、图上还应有必要的文字说明。如被加工零件的名称、编号、材料、硬度、重量及被加工部位的余量。 汽车变速箱壳体的工序图如图所示：2.2、绘制被加工零件工序图的注意事项2.2.1、为了使被加工零件工序图清晰明了，一定要突出本机床的加工内容，绘制时，应按一定比例，选择足够视图及剖视，突出加工部位用粗实线表示，并把零件轮廓及与机床、夹具设计有关的部位用细实线表示清楚。凡本道

31、工序保证的尺寸、角度等，均在尺寸数值下方面粗实线标记，与加工有关的尺寸打上方框。2.2.2、本机床加工部位的位置尺寸应由定位基准注起，有的定位基准与设计基准不一至时应换算成为对称公差尺寸。有时也可以将工件的某一孔的位置尺寸从定位基面标注，其余各孔的位置尺寸以次孔为基准进行标注，以免由于尺寸链的影响，而不能保证要求的精度。2.2.3、应注明零件加工对机床提出的某些特殊要求。如对多层壁同轴线等直径孔加工，若要求孔表面不留退刀痕迹，则图纸上应注明要求“机床主轴定位，工件让刀”。3 被加工零件加工示意图 3.1 加工示意图的作用和内容零件加工的工艺方案要通过示意图反映出来。加工示意图表示被加工零件在机

32、床上的加工过程，刀具、辅助的布置状况以及工件、夹具、刀具等机床名部件的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等。加工示意图是组合机床设计的主要的图之一，在总设计中占很重要的地位。它是刀具、辅具、夹具、多轴箱、液压电气装置设计及通用不见选择的原始要求，同时还是调整机床、刀具的依据。其内容为：3.1.1 应反映机床的加工方法、加工条件及加工过程。3.1.2 根据加工部位特点及加工要求，决定刀具类型、数量、结构、尺寸（直径和长度），它包括镗削加工时镗杆直径和长度。3.1.3 决定主轴的结构类型、规格尺寸及外伸长度。3.1.4 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、刀杆托架等，并

33、决定它们的结构、参数及尺寸。3.1 .5 标明主轴、接杆（卡头）、夹具（导向）与工件之间的联系尺寸、配合及精度。3.1.6 根据机床要求的生产率及刀具、材料特点等，合理确定并标注各主轴的切削用量。3.1.7 决定机床动力部件的工作循环及工作行程。3.2 加工示意图的画法及注意事项3.2.1 加工示意图的绘制顺序是：先按比例用细实现绘出工件的加工部位和局部结构的展开图。加工表面用粗实线画。为简化设计，相同加工部位的加工示意图（指对同一规格的孔加工，所用的刀具、导向、主轴、接杆等规格的尺寸、精度完全相同），允许只表示其中之一，亦即同意多轴箱上结构尺寸相同的主轴只画一根。但必须在主轴上标注轴号（与工

34、件的孔号相对应）。3.2.2、 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。当被加工的孔间距很小或需设置径向结构尺寸较大的导向装置时，相邻主轴必须按严格比例绘制，并检查相互是否干涉。3.2.3、 主轴应从多轴箱端面画起。刀具加工终了位置。标准的通用结构只画外行轮廓，并必须加注规格代号。对一些专用结构，为显示其结构而必须剖视，并标注尺寸、精度及配合。3.3 选择刀具、工具、导向装置3.3.1 刀具的选择 刀具的选择要考虑工件加工尺寸精度、表面粗糙度 、切屑的排除及生产率要求等因素。一般孔加工刀具（钻、扩、饺等），其直径选择应与加工部位尺寸、精度像适应，其长度要保证加工终了时，刀具螺旋

35、槽尾端与导向套外端面有一定的距离（一般为3050）。3.3.2 选择导向类型、型式和结构 导向通常分为两类：一类是刀具导向部分与夹具导套之间具有相对移动又有相对转动的第一类导向，或称固定导向。其相对转动部分通常以各种型式设置在刀杆上则称内滚动式旋转导向；若相对转动部分设置在夹具上则称外滚动式旋转导向。 通常依据刀具导向部分直径d和刀具转速n折算出导向的线速度（v=dn/1000 m/min，）在结合加工部位尺寸精度、工艺方法及刀具的具体工作条件来选择导向类型、型式和结构。第一类导向（固定式导向）的允许线速度v20m/min。一般用于孔径25mm以上的孔加工，尤以大直径的镗孔应用较多。3.3.3

36、 确定导向数量、选择导向参数 导向数量应根据工件形状、内部结构、刀具韧性、加工精度具体加工情况来确定。对本工序而言，由于加工的孔深度不大，选择单个导向加工。导向的主要参数包括：导套的直径及公差配合，导套的长度、导套离工件端面的距离等。对导向的主要参数的选择见下图 ： 3.4 初定主轴类型、尺寸、外伸长度和选择接杆 选择型式主要取决于进给抗力 和主轴刀具系统结构上的需要，主轴外伸规格应根据选定的切削用量计算出切削转矩M，查表3-19和表3-20 初定主轴直径，再综合考虑加工精度和具体工作条件，根据表3-22决定主轴外伸部分尺寸（直径,长度L）及配套的刀具接杆莫氏锥号 。刚性主轴 = ； B =7

37、.3 （由表3-19查得）=取 选择主轴配置型式：查表322有：长主轴： 前支承为推力球轴承和同心球轴承；后支承为向心球轴承或圆锥滚子轴承。查得D/=30/20 L=115mm （主轴外伸尺寸） 接杆莫式圆锥号 ：13.5 确定动力部件的工作循环行程：动力部件的工作循环是指：加工是动力部件从原始位置开始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，有时还有中间停止、多次反复进给、跳跃进给、死挡铁停留等特殊要求，这是根据具体情况而确定的。工作行程长度的确定长度应等于工件加工部位长度L与刀具切入长度和切出长度之和，见图所示。切入长度应根据工件端面误差情况在5

38、10mm间选择。取，切出长度 而L=30mm 所以 快速退回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多轴箱连同刀具从原始位置送进到开始位置，其长度按加工具体情况确定。动力部件总行程长度 除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。后备量是指宽阔了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轴向距离。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内的长度。因此，动力部件的总行程长度为快退行程长度与前备量之和。依此作为选择标准动力滑台或设计专用动力部件

39、的依据。根据上面内容确定刀具的切入长度为7m,切出长度为8mm，而加工部位长度为30，则确定工作进给长度为45，为了满足退刀及换刀的需求确定快进为155mm, 快退为200mm 。据数据画出工作循环图，如图示：根据前面所选用的刀具及导向装置工作行程等绘制出零件的加工示示意图： 3.6 其它应该注意的问题(1).加工示意图上应有足够的联系尺寸，并标注恰当。尤其是从多轴箱端面到刀尖的轴向尺寸应齐全，以备检查行程和调整机床使用。图上应标注各主轴的切削用量及必要说明。(2).加工示意图应按加工终了状态绘制。(3).加工示意图上应有表示加工过程的工作循环图及各行程长度。第四章 机床联系尺寸图 机床联系尺

40、寸图是决定各部件的轮廓尺寸及相互间联系关系的，是开展各专用部件设计和确定机床最大占地面积的指导图纸。组合机床是由一些通用部件和专用部件组成的。为了使所设计的组合机床即能满足预期的性能要求，又能做到配置上匀称合理，符合多快好省的精神，必须对所设计的组合机床各个部件间的关系进行全面的分析研究。这是通过绘制机床联系尺寸图来达到的。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（动力部件及其配套的滑座、床身或立柱等），以及确定的专用部件的结构原理而绘制的。联系尺寸图的主要内容如下：1.以适当数量的视图（一般为主、左、右视图）按同一比例画出机床各主要组成部件的外形轮廓

41、及相关位置，表明机床的配置型式及总体布局、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线条及尺寸。但反映各部件的联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、运动部件的极限位置及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.为便于开展部件设计，联系尺寸图上应标注通用部件的规格代号，电动机型号、功率及转速并注明机床部件的分组情况及总行程。4.1、动力部件的选择组合机床的动力部件是配置组合机床的基础。它主要包括用以实现刀具主轴旋转主运动的动力箱、各种工艺切削用头及实现进给运动的动力滑台。在一台组合机床或自动线上究竟选用哪种动力部件，应当根据具体加工工艺及机床

42、配置型式要求、制造及使用条件等因素全面考虑，以使所设计机床即具有合理先进的技术水平，又有良好的经济效益。影响动力部件选择的主要因素为：1. 切削功率载荷附加功率损耗，作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，应根据多轴箱传动系统设计要求，并使多轴箱传动链和设计简单来选用。2.进给力 每种规格的动力滑台有其最大进给力的限制。选用时，可根据确定的切削用量计算出各主轴的轴向切削合力，以来确定动力滑台的型号和规格。3.进给速度各种规格的动力滑台都有规定的快速行程速度及最小进给量限制。所

43、选择的快速行程速度应小于动力滑台规定的快速行程速度。所选用切削用量的每分钟工作进给速度应大于动力滑台额定的最小进给量。4.行程选用动力滑台时，必须考虑其允许最大行程。目前设计的动力滑台有、三种行程。设计时，所确定的动力部件总行程应小于所选用动力滑台的最大行程。5.多轴箱轮廓尺寸为使加工过程中动力部件有良好的稳定性，不同规格的动力滑台与何种规格的动力箱配套使用，其上能安装多大轮廓尺寸的多轴箱是有一定限制的。设计时可查组合机床通用部件相应标准的推荐值。6.动力滑台的精度和导轨材料轨材料有两种，A型为铸铁导轨，B型为镶钢导轨，两种材料导轨皆经淬火，硬度可达G4248，故导轨寿命高。可根据加工精度要求

44、，经济合理地选用动力滑台。综合考虑上述因素，根据具体加工要求，正确合理选择动力部件动力滑台和动力箱，并以其为基础进行通用部件配套。4.2 具体动力部件的选择：、4.2.1、选择动力箱总功率=8N=8=1.04KW 由查组合机床设计表2-15 1TD321TD80动力箱性能 选择动力箱1TD32-4，电动机型号为Y132S-4,功率为,电动机转速为1440，动力箱输出轴转速为720。4.2.2、选择动力滑台 切削力 F =1128N ， 所以主轴轴向切削力 依据 ， 所以选择 1HY32-IA， 滑台台面宽320mm，台面长630 mm，行程400 mm，导轨为铸铁材料，滑台及滑座总高为280

45、mm，滑座总长为1070 mm，允许最大进给力 ，快速行程速度为10m/min，工进速度20650mm/min 。动力箱与动力滑台结合尺寸，长400 mm ，宽250 mm，动力箱与多轴箱结合尺寸；宽320 mm，高250 mm，动力箱输出轴距箱底面高度：125 mm，4.2.3、 通套通用部件：侧底座1CC321 ，高度H=560 mm，宽度B=520 mm，长度L=1180 mm，4.2.4、夹具轮廓尺寸的确定：组合机床夹具是保证零件加工精度的重要专用部件。根据零件的形状、轮廓、尺寸及具体结构，确定夹具的长、宽、高。这些尺寸的确定，除了首先必须考虑工件的形状、轮廓尺寸、具体结构外，还必须考

46、虑能够布置下保证加工要求的定位、限位、夹紧机构、导向系统，并要考虑夹具底座与机床其他部件连接、固定所需要的尺寸。本夹具的长是760mm,宽是520mm,高是1275mm。4.2.5、装料高度是指机床上工件定位基准面到地面的垂直距离，选取装料高度H考虑的主要因素是：应与车间里运送工件的滚道高度向适应，工件定位基面到最低孔的距离为h1=70mm, 最低主轴距主轴箱箱底为h2=114.5mm，主轴箱与液压滑台之间有0.5mm的间隙。和选用通用部件、中间底座、夹具等部件高度尺寸的限制选用滑台与滑座总高度h3=280mm，侧底座高度h4= 560mm, 中间底座高度h=5560mm,滑座与侧底座之间调整

47、高度 h6=5mm,综合上述因素，本机床的装料高度取H=890mm。4.2.6、中间底座轮廓尺寸： 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，照顾各部件联系尺寸的合理性来确定。非常重要的是，一定要保证加工终了位置时，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。同时，要考虑动力部件处于加工终了位置时，多轴箱与夹具外轮廓间应有便于机床调整、维修的距离。为便于切屑及冷却液的回收，中间底座周边需有足够宽度的沟槽。本设计中，中间底座长968mm,宽为520mm,高为560mm。4.2.7、多轴箱的轮廓尺

48、寸多轴箱宽度B、高度H的大小主要与被加工零件孔的分布位置有关，可按下式确定： 式中： b工件的宽度方向相距最远两孔距离（mm）； 最边缘主轴中心距箱外壁的距离（mm）； h工件在高度方向相距最远两孔的距离（mm）；最低主轴高度（mm）。有图已知 b=120mm,h=233mm,取=140mm, =124mm=120+2140=400mm=233+124+140=497mm根据上述计算值，按多轴箱轮廓尺寸系列标准，最后确定多轴箱轮廓尺寸为 。 第五章 编写生产率计算卡 根据选定的机床工作循环所要求的工作行程长度、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

49、加工过程、完成每一动作所需的时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率等。 5.1、理想生产率指完成年生产率纲领A(包括备品及废品率在内)所要求的机床生产率。它与全年工时总数有关，一般情况下，两班制生产K取4600h，则5.2、实际生产率指实际设计机床每小时实际可以生产的零件数量。式中:生产一个零件所需的时间，它可根据下式计算： 式中:、分别为刀具第、第工作进给行程长度； 、分别为刀具第、第工作进给量；当加工沉孔、止口，锪窝、倒角、光整表面时，动力滑 台在死挡铁上的停留时间，通常指刀具在加工终了时无 进给状态下旋转所需时间； 、分别为动力部件快进、快退行程长度； 动力部件快速行程速度。采用机械动力

50、部件取；液压动力部件取； 直线移动或回转工作工作台进行一次工位转换时间，一般可取； 工件装卸(包括定位、夹压及清除铁屑等)时间，它取决于工年重量大小、装卸是否方便及工人的熟练程度。根据各类组合机床的统计，一般取。如果计算出的机床实际生产率不能满足理想生产率要求，即，则必须重新选择切削用量或修改机床设计方案。 =45/56.98+0.02+（155+200）/5000+1.1 =0.79+0.02+0.071+1.1 =1.981 Q=60/1.981=30.295.3、机床负荷率当时，计算二者的比值即为负率。 Q=Q1/Q=26/30.29=0.858根据组合机床的使用经验，适宜机床负荷率为，

51、设计时，可按机床复杂程度参照组合机床设计页表确定。5.4、编制生产率计算卡 生产率计算卡是按一定格式要求编制的反映零件在机床上的加工过程、工作时间、机床生产率、机床负荷率的简明表格。具体内容如下页表所示： 第六章 夹具设计 夹具是组合机床的重要组成部件，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备定位，夹压，刀具的导向，以及装卸工件时的限位等作用的。组合机床夹具和一般夹具所起的作用看起来好象很接近，但其结构和设计要求却有着很显著的甚至是根本的区别。组合机床夹具的结构和性能，对组合机床配置方案的选择，有很大的影响。(a). 一般的组合机床夹具是作为机床的辅助机构

52、设计的，而组合机床夹具是机床的主要组成部分，其设计工作是整个组合机床设计的重要部分之一。(b).组合机床夹具和机床其它部件有极其密切的联系：如回转或移动工作台，回转鼓轮，主轴箱，刀具和辅具，钻模板和托架，以及支承部件等。正确地解决它们之间的关系，是保证组合机床的工作可靠和使用性能良好的重要条件之一。而且夹具的结构也要按这些部件的具体要求来确定。(c).由于组合机床常常是多刀、多面和多工序同时加工，会产生很大的切削力和振动。因此组合机床夹具必须具有很好的刚性和足够的夹压力，以保证在整个加工过程中工件不产生任何位移。同时，也不是工件产生不容许的变形。(d).组合机床夹具是保证加工精度（尺寸精度、几

53、何精度和位置精度等）的关键部件，其设计、制造和调整都必须有严格的要求，使其能持久地保持精度。(e).组合机床夹具应便于实现定位和夹压的自动化，并有动作完成的检查信号；保证切屑从加工空间自动排除；便于观察和检查，以及在不从机床上拆下夹具的情况下，能够更换易损件和维护调整。此外，不要把组合机床夹具和一般的组合机床夹具混淆起来。组合夹具是在万能机床上为了完成某一道工序的加工，用一些标准的和通用的元件组装成的定位夹压装置。用完后，可用这些元件重新组装成新的夹压装置。而组合机床夹具则是以部分的通用元件加上专用件组成的专用夹具，它不便于改装。此外，不要把组合机床夹具和一般的组合机床夹具混淆起来。组合夹具是在万能