2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  東方職教集團(tuán)</b></p><p><b>  畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))</b></p><p>  論文題目: 組合鉆床設(shè)計(jì) </p><p>  姓 名: </p><p>  班 級(jí):

2、 903 </p><p>  指導(dǎo)老師: </p><p><b>  2013.12</b></p><p><b>  1 緒論</b></p><p>  1.1 機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)的地位及其發(fā)展簡史</p><p&

3、gt;  現(xiàn)代社會(huì)中,人們?yōu)榱烁咝?、?jīng)濟(jì)地生產(chǎn)各種高質(zhì)量產(chǎn)品,日益廣泛的使用各種機(jī)器、儀器和工具等技術(shù)設(shè)備與裝備。為制造這些技術(shù)設(shè)備與裝備,又必須具備各種加工金屬零件的設(shè)備,諸如鑄造、鍛造、焊接、沖壓和切削加工設(shè)備等。由于機(jī)械零件的形狀精度、尺寸精度和表面粗糙度,目前主要靠切削加工的方法來達(dá)到,特別是形狀復(fù)雜、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件,往往需要在機(jī)床上經(jīng)過幾道甚至幾十道切削加工工藝才能完成。因此,機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中最重要的

4、加工設(shè)備。在一般機(jī)械制造廠中,機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量,約占機(jī)械制造總工作量的40%~60%,機(jī)床的技術(shù)性能直接影響機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造的經(jīng)濟(jì)性,進(jìn)而決定著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。可以這樣說,如果沒有機(jī)床的發(fā)展,如果不具備今天這樣品種繁多、結(jié)構(gòu)完善和性能精良的各種機(jī)床,現(xiàn)代社會(huì)目前所達(dá)到的高度物質(zhì)文明將是不可想象的。</p><p>  一個(gè)國家要繁榮富強(qiáng),必須實(shí)現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化,這就需要一個(gè)強(qiáng)大

5、的機(jī)械制造業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備與裝備,即各種機(jī)器、儀器和工具等。然而,一個(gè)現(xiàn)代化的機(jī)械制造業(yè)必須要有一個(gè)現(xiàn)代化的機(jī)床制造業(yè)做后盾。機(jī)床工業(yè)是機(jī)械制造業(yè)的“裝備部”、“總工藝師”,對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重大作用。因此,許多國家都十分重視本國機(jī)床工業(yè)的發(fā)展和機(jī)床技術(shù)水平的提高,使本國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建立在堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)上。</p><p>  機(jī)床是人類在長期生產(chǎn)實(shí)踐中,不斷改進(jìn)生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的

6、,并隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而漸趨完善。最原始的機(jī)床是木制的,所有運(yùn)動(dòng)都是由人力或畜力驅(qū)動(dòng),主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯,它們實(shí)際上并不是一種完整的機(jī)器。現(xiàn)代意義上的用于加工金屬機(jī)械零件的機(jī)床,是在18世紀(jì)中葉才開始發(fā)展起來的。當(dāng)時(shí),歐美一些工業(yè)最發(fā)達(dá)的國家,開始了從工場(chǎng)手工業(yè)向資本主義機(jī)器大工業(yè)生產(chǎn)方式的過度,需要越來越多的各種機(jī)器,這就推動(dòng)了機(jī)床的迅速發(fā)展。為使蒸汽機(jī)的發(fā)明付諸實(shí)用,1770年前后創(chuàng)制了鏜削蒸汽機(jī)

7、汽缸內(nèi)孔用的鏜床。1797年發(fā)明了帶有機(jī)動(dòng)刀架的車床,開創(chuàng)了用機(jī)械代替人手控制刀具運(yùn)動(dòng)的先聲,不僅解放了人的雙手,并使機(jī)床的加工精度和工效起了一個(gè)飛躍,初步形成了現(xiàn)代機(jī)床的雛型。續(xù)車床之后,隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展,其他各種機(jī)床也陸續(xù)被創(chuàng)制出來。至19世紀(jì)末,車床、鉆床、鏜床、刨床、拉床、銑床、磨床、齒輪加工機(jī)床等基本類型的機(jī)床已先后形成。</p><p>  上世紀(jì)初以來,由于高速鋼和硬質(zhì)合金等新型刀具材料相繼出現(xiàn)

8、,刀具切削性能不斷提高,促使機(jī)床沿著提高主軸轉(zhuǎn)速、加大驅(qū)動(dòng)功率和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度的方向發(fā)展。與此同時(shí),由于電動(dòng)機(jī)、齒輪、軸承、電氣和液壓等技術(shù)有了很大的發(fā)展,使機(jī)床的轉(zhuǎn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)和控制等方面也得到相應(yīng)的改進(jìn),加工精度和生產(chǎn)率顯著提高。此外,為了滿足機(jī)械制造業(yè)日益廣闊的各種使用要求,機(jī)床品種的發(fā)展也與日俱增,例如,各種高效率自動(dòng)化機(jī)床、重型機(jī)床、精密機(jī)床以及適應(yīng)加工特殊形狀和特殊材料需要的特種加工機(jī)床相繼問世。50年代,在綜合應(yīng)用電子技術(shù)、檢測(cè)

9、技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、自動(dòng)控制和機(jī)床設(shè)計(jì)等各個(gè)領(lǐng)域最新成就的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)控機(jī)床,使機(jī)床自動(dòng)化進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段,與早期發(fā)展的僅適用于大批大量生產(chǎn)的純機(jī)械控制和繼電器接觸器控制的自動(dòng)化相比,它具有很高柔性,即使在單件和小批生產(chǎn)中也能得到經(jīng)濟(jì)的使用。</p><p>  綜觀機(jī)床的發(fā)展史,它總是隨著機(jī)械工業(yè)的擴(kuò)大和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展,并始終圍繞著不斷提高生產(chǎn)效率、加工精度、自動(dòng)化程度和擴(kuò)大產(chǎn)品品種而進(jìn)行的,現(xiàn)代機(jī)

10、床總的趨勢(shì)仍然是繼續(xù)沿著這一方向發(fā)展。</p><p>  我國的機(jī)床工業(yè)是在1949年新中國成立后才開始建立起來的。解放前,由于長期的封鎖統(tǒng)治和19世紀(jì)中葉以后帝國主義的侵略和掠奪,我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常落后,既沒有獨(dú)立的機(jī)械制造業(yè),更談不上機(jī)床制造業(yè)。至解放前夕,全國只有少數(shù)城市的一些規(guī)模很小的機(jī)械廠,制造少量簡單的皮帶車間、牛頭刨床和砂輪等;1949年全國機(jī)床產(chǎn)量僅1000多臺(tái),品種不到10個(gè)。</p&

11、gt;<p>  解放后,黨和人民政府十分重視機(jī)床工業(yè)的發(fā)展。在解放初期的三年經(jīng)濟(jì)恢復(fù)時(shí)期,就把一些原來的機(jī)械修配廠改建為專業(yè)廠;在隨后開始的幾個(gè)五年計(jì)劃期間,又陸續(xù)擴(kuò)建、新建了一系列機(jī)床廠。經(jīng)過50多年的建設(shè),我國機(jī)床工業(yè)從無到有,從小到大,現(xiàn)在已經(jīng)成門類比較齊全,具有一定實(shí)力的機(jī)床工業(yè)體系,能生產(chǎn)5000多種機(jī)床通用品種,數(shù)控機(jī)床1500多種;不僅裝備了國內(nèi)的工業(yè),而且每年還有一定數(shù)量的機(jī)床出口。</p>

12、<p>  我國機(jī)床行業(yè)的發(fā)展是迅速的,成就是巨大的。但由于起步晚、底子薄,與世界先進(jìn)水平相比,還有較大差距。為了適應(yīng)我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的需要,為了提高機(jī)床產(chǎn)品在國際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力,必須深入開展機(jī)床基礎(chǔ)理論研究,加強(qiáng)工藝試驗(yàn)研究,大力開發(fā)精密、重型和數(shù)控機(jī)床,使我國的機(jī)床工業(yè)盡早躋身于世界先進(jìn)行列。</p><p>  1.2 組合機(jī)床的國內(nèi)、外現(xiàn)狀</p><

13、;p>  世界上第一臺(tái)組合機(jī)床于1908年在美國問世,30年代后組合機(jī)床在世界各國得到迅速發(fā)展。至今,它已成為現(xiàn)代制造工程(尤其是箱體零件加工)的關(guān)鍵設(shè)備之一。</p><p>  現(xiàn)代制造工程從各個(gè)角度對(duì)組合機(jī)床提出了愈來愈高的要求,而組合機(jī)床也在不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展。</p><p>  1.2.1 國內(nèi)組合機(jī)床現(xiàn)狀</p><p>  我國加

14、入WTO以后,制造業(yè)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存、組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)適時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略,采取了積極的應(yīng)對(duì)策略,出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢(shì)頭,截至2005年4月份,組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)僅組合機(jī)床一項(xiàng),據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量已達(dá)1000余臺(tái),產(chǎn)值達(dá)3.9個(gè)億以上,較2004年同比增長了10%以上,另外組合機(jī)床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交費(fèi)值等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有不同程度的增長,新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年年均有大幅度提高,可見行業(yè)企業(yè)運(yùn)營狀況良好。</p>

15、;<p>  (1)行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化</p><p>  組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)主要針對(duì)汽車、摩托車、內(nèi)燃機(jī)、農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械、化工機(jī)械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備,隨著我國加入WTO后與世界機(jī)床進(jìn)一步接軌,組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年是企業(yè)生產(chǎn)情況來看,數(shù)控機(jī)床與加工中心的市場(chǎng)需求量在上升,而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機(jī)床則有下降趨勢(shì),中國機(jī)床工具工業(yè)學(xué)會(huì)的《機(jī)床工具

16、行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)報(bào)表》是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,僅從幾個(gè)全國大型重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)情況看,2003年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床890臺(tái),產(chǎn)值16187萬元,生產(chǎn)加工中心148臺(tái),產(chǎn)值5770萬元;2004年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床985臺(tái),產(chǎn)值25838萬元,生產(chǎn)加工中心159臺(tái),產(chǎn)值7099萬元;而2005年,截至4月份,數(shù)控機(jī)床、加工中心、產(chǎn)值已接近2003年全年水平,故市場(chǎng)在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。</p><p> ?。?

17、)行業(yè)企業(yè)的快速轉(zhuǎn)變</p><p>  “九五”后期,在組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)的50多家組合機(jī)床分會(huì)會(huì)員中,僅有兩家企業(yè)實(shí)行了股份改造,一家企業(yè)退出國有轉(zhuǎn)為民營,其余的都是國有企業(yè)。而從2001至2002年,不到兩年的時(shí)間,就先后有十幾家企業(yè)實(shí)行股份制改造,一些小廠幾乎全部退出國有轉(zhuǎn)為民營,現(xiàn)在一些國家重點(diǎn)國有企業(yè)也在醞釀股份制改造,轉(zhuǎn)制已勢(shì)不可檔,“民營經(jīng)濟(jì)在經(jīng)歷了從被歧視,被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視4個(gè)階段后

18、,煥發(fā)勃勃生機(jī)。”組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營化等多種形式快速發(fā)展。</p><p>  (3)組合機(jī)床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)</p><p>  組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體是綜合自動(dòng)化度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用,因而被廣泛應(yīng)用與工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。我國的傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制,它的

19、加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型的箱體類和軸類零件(近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額),完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔,加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái),在孔內(nèi)鏜各種形狀槽,以及銑削平面和成型面等。組合機(jī)床的分類繁多,有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床,有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式,還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)組合機(jī)床等;隨著技術(shù)的不斷是進(jìn)步,一種新型的組合機(jī)床——柔性組合機(jī)床越來越受人們是親昧,它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編

20、碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換,配以可編程序控制器(PLC)、數(shù)字控制(NC)等,能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),并能靈活適應(yīng)多種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外,近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來越大。</p><p>  由于組合機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品,是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的,它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏

21、等技術(shù)。我國組合機(jī)床及其組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國家相對(duì)落后,國內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大,并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此,市場(chǎng)要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝、研制新產(chǎn)品,由過去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu),向“柔性”化方向發(fā)展,滿足用戶需要,真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。</p><p>  1.2.2 國外組合機(jī)床現(xiàn)狀</p><

22、;p>  80年代以來,國外組合機(jī)床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上,正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。組合機(jī)床的加工精度、多品種加工的柔性以及機(jī)床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進(jìn)展,實(shí)現(xiàn)了機(jī)床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控。組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是:</p><p> ?。?)廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù)</p><p>  國外主要的組合機(jī)床生產(chǎn)廠家都有自己的系

23、列化完整的數(shù)控組合機(jī)床通用部件,在組合機(jī)床上不僅一般動(dòng)力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù),而且夾具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的自動(dòng)分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù),從而進(jìn)一步提高了組合機(jī)床的工作可靠性和加工精度。廣州標(biāo)致汽車公司由法國雷諾公司購置的缸蓋加工生產(chǎn)線,就是由三臺(tái)自動(dòng)換箱組合機(jī)床組成的,其全部動(dòng)作均為數(shù)控,包括自動(dòng)上下料的交換工作臺(tái)、環(huán)形主軸箱庫、動(dòng)力部件和夾具的運(yùn)動(dòng),其節(jié)拍時(shí)間為58秒。</p><p><b>  

24、(2)發(fā)展柔性技術(shù)</b></p><p>  80年代以來,國外對(duì)中大批量生產(chǎn),多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào)、可變、可換措施,使加工裝備具有了一定的柔性。如先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動(dòng)力頭、可換主軸箱等組成的組合機(jī)床;同時(shí)根據(jù)加工中心的發(fā)展,開發(fā)了二坐標(biāo)、三坐標(biāo)模塊化的加工單元,并以此為基礎(chǔ)組成了柔性加工自動(dòng)線(FTL)。這種結(jié)構(gòu)的變化,既可以實(shí)現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏,又可以使機(jī)床配置更加靈活多

25、樣。</p><p>  (3)發(fā)展綜合自動(dòng)化技術(shù)</p><p>  汽車工業(yè)的大發(fā)展,對(duì)自動(dòng)化制造技術(shù)提出了許多新的需求,大批量生產(chǎn)的高效率,要求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機(jī)械加工工序,而且能完成零件從毛坯進(jìn)線到成品下線的全部工序,以及下線后的自動(dòng)碼垛、裝箱等。德國大眾汽車公司KASSEL變速箱廠1987年投入使用的造價(jià)9000萬馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線,就是這種綜合自動(dòng)化制造系統(tǒng)的

26、典范。該系統(tǒng)由兩條相似對(duì)稱布置的自動(dòng)線組成,三班制工作,每條線日產(chǎn)2000件,節(jié)拍時(shí)間為40秒。全線由12臺(tái)雙面組合機(jī)床、18臺(tái)三坐標(biāo)加工單元、空架機(jī)器人、線兩端的毛坯庫和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)組成,可實(shí)現(xiàn)3種零件的加工??占軝C(jī)器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗(yàn)、檢測(cè)、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家,進(jìn)一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。</p><p>  (4)進(jìn)一步提高工序集中

27、程度</p><p>  國外為了減少機(jī)床數(shù)量,節(jié)省占地面積,對(duì)組合機(jī)床這種工序集中程度高的產(chǎn)品,繼續(xù)采取各種措施,進(jìn)一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺(tái)、多坐標(biāo)通用部件、移動(dòng)主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機(jī)床或在夾具部位設(shè)置刀庫,通過換刀加工實(shí)現(xiàn)工序集中,從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能,獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>  1.3 機(jī)床設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求</p>

28、<p>  1.3.1設(shè)計(jì)的目的</p><p>  機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì),其目的在于通過機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使我們?cè)跀M定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中,得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案的分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練,樹立正確的設(shè)計(jì)思想,掌握基本的設(shè)計(jì)方法,培養(yǎng)基本的設(shè)計(jì)方法,并培養(yǎng)了自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。</p><

29、p>  1.3.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>  (1)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的被加工零件,確定機(jī)床的切削用量,通過分析比較擬定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖,確定傳動(dòng)副的傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù),并計(jì)算主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)誤差。</p><p>  (2)動(dòng)力設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的工件,初算傳動(dòng)軸的直徑、齒輪的模數(shù);確定動(dòng)力箱;計(jì)算多軸箱尺寸及設(shè)計(jì)傳動(dòng)路線。完成裝配草圖后,要驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑,齒

30、輪模數(shù)否在允許范圍內(nèi)。還要驗(yàn)算主軸主件的靜剛度。</p><p>  (3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 進(jìn)行主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)軸系、變速機(jī)構(gòu)、主軸主件、箱體、潤滑與密封等的布置和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。即繪制裝配圖和零件工作圖。</p><p>  (4)編寫設(shè)計(jì)說明書</p><p>  1.3.3 設(shè)計(jì)要求</p><p>  評(píng)價(jià)機(jī)床性能的優(yōu)劣,主要是根據(jù)技術(shù)—經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來

31、判定的。技術(shù)先進(jìn)合理,亦即“質(zhì)優(yōu)價(jià)廉”才會(huì)受到用戶的歡迎,在國內(nèi)和國際市場(chǎng)上才有競(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)床設(shè)計(jì)的技術(shù)—經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以從滿足性能要求、經(jīng)濟(jì)效益和人機(jī)關(guān)系等方面進(jìn)行分析。</p><p>  1.4 機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟</p><p><b>  1.4.1調(diào)查研究</b></p><p>  研究市場(chǎng)和用戶對(duì)設(shè)計(jì)機(jī)床的要求,然后檢索有關(guān)資料。其中包

32、括情報(bào)、預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)研究成果、發(fā)展趨勢(shì)、新技術(shù)應(yīng)用以及相應(yīng)的圖紙資料等。甚至還可以通過網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)查閱先進(jìn)國家的有關(guān)資料和專利等。通過對(duì)上述資料的分析研究,擬訂適當(dāng)?shù)姆桨?,以保證機(jī)床的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率,使用戶有較好的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>  1.4.2 擬定方案</p><p>  通??梢詳M定出幾個(gè)方案進(jìn)行分析比較。每個(gè)方案包括的內(nèi)容有:工藝分析、主要技術(shù)參數(shù)、總布局、傳動(dòng)系統(tǒng)、液

33、壓系統(tǒng)、控制操作系統(tǒng)、電系統(tǒng)、主要部件的結(jié)構(gòu)草圖、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等。</p><p>  在制定方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:</p><p> ?。?) 當(dāng)使用和制造出現(xiàn)矛盾時(shí),應(yīng)先滿足使用要求,其次才是盡可能便于制造。要盡量用先進(jìn)的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu);</p><p>  (2) 設(shè)計(jì)必須以生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)為依據(jù),凡是未經(jīng)實(shí)踐考驗(yàn)的方案,必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明

34、可靠后才能用于設(shè)計(jì);</p><p> ?。?) 繼承與創(chuàng)造相結(jié)合,盡量采用先進(jìn)工藝,迅速提高生產(chǎn)力,為實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化服務(wù)。注意吸取前人和國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)造和發(fā)展。</p><p>  1.4.3 工作圖設(shè)計(jì)</p><p>  首先,在選定工藝方案并確定機(jī)床配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上,進(jìn)行方案圖紙的設(shè)計(jì)。這些圖子包括:被加工零件工序圖、加工示意

35、圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡,統(tǒng)稱“三圖一卡”設(shè)計(jì)。并初定出主軸箱輪廓尺寸,才能確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系。</p><p>  其次,繪制機(jī)床的總裝圖、部分部件裝配圖、液壓系統(tǒng)圖、PLC接線圖和梯形圖。</p><p>  然后,整理機(jī)床有關(guān)部件與主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算書,編制各類零件明細(xì)表,編寫機(jī)床說明書等技術(shù)文件。</p><p>  最后,對(duì)有關(guān)圖紙進(jìn)行工藝

36、審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查。</p><p>  2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)</p><p>  2.1 組合機(jī)床方案的制定</p><p>  2.1.1制定工藝方案</p><p>  零件加工工藝將決定組合機(jī)床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。所以,在制定工藝方案時(shí),必須計(jì)算分析被加工零件圖,并深入現(xiàn)場(chǎng)了解零件的形狀、大小、材料、硬度、剛

37、度,加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)加工精度,表面粗糙度,以及定位,夾緊方法,工藝過程,所采用的刀具及切削用量,生產(chǎn)率要求,現(xiàn)場(chǎng)所采用的環(huán)境和條件等等。并收集國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料,制定出合理的工藝方案。</p><p>  根據(jù)被加工被零件(減速箱箱蓋)的零件圖(圖2-1),加工八個(gè)螺栓孔的工藝過程。</p><p>  (1) 加工孔的主要技術(shù)要求。</p><p>  加工4個(gè)

38、M8螺紋底孔的孔。</p><p>  孔的位置度公差為Φ0.1mm,與Φ12孔同心。</p><p>  工件材料為HT21-40,HB170~241</p><p>  要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為(考慮廢品及備品率)年產(chǎn)量6萬件,單班制生產(chǎn)</p><p><b>  (2) 工藝分析</b></p><p&

39、gt;  加工該孔時(shí),孔的位置度公差為0.1mm</p><p>  根據(jù)組合機(jī)床用的工藝方法及能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度,可采用如下的加工方案。</p><p>  一次性加工螺紋底孔,孔徑為Φ6.5</p><p>  (3) 定位基準(zhǔn)及夾緊點(diǎn)的選擇</p><p>  加工此離合器壓蓋的孔,以底面的兩個(gè)支承點(diǎn)限制、和、四個(gè)自由度,位于中間的心軸起

40、到了很好的定位作用。</p><p>  在保證加工精度的情況下,提高生產(chǎn)效率減輕工人勞動(dòng)量,而工件也是大批量生產(chǎn),由于夾具在本設(shè)計(jì)中沒有考慮,因此在設(shè)計(jì)時(shí)就認(rèn)為是人工夾緊。</p><p>  2.1.2 確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。</p><p>  (1)被加工零件的加工精度</p><p>  被加工零件需要在組合機(jī)床上完成

41、的加工工序及應(yīng)保證的加工精度,是制造機(jī)床方案的主要依據(jù)。離合器壓盤加工孔的精度要求不高,可采用鉆孔組合機(jī) </p><p>  床,工件各孔間的位置精度為0.1mm,它的位置精度要求不是很高,安排加工時(shí)</p><p>  可以在下一個(gè)安裝工位上對(duì)所有孔進(jìn)行最終精加工。為了加工出表面粗糙度為</p><p>  圖2-1 被加工零件圖</p>

42、<p>  Ra3.2um的孔。采取提高機(jī)床原始制造精度和工件定位基準(zhǔn)精度并減少夾壓變形等措施就可以了。為此,機(jī)床通常采用尾置式齒輪動(dòng)力裝置,進(jìn)給采用液壓系統(tǒng),人工夾緊。被加工零件圖如圖2-1所示。</p><p>  (2) 被加工零件的特點(diǎn)</p><p>  這主要指零件的材料、硬度加工部位的結(jié)構(gòu)形狀,工件剛度定位基準(zhǔn)面的特點(diǎn),它們對(duì)機(jī)床工藝方案制度有著重要的影響。此離合器

43、壓盤的材料是HT21-40、硬度HB170-241、孔在整個(gè)壓盤上呈90度均度分配,孔的直徑為Φ6.5mm。采用多孔同步加工,零件的剛度足夠,工件受力不大,振動(dòng),及發(fā)熱變形對(duì)工件影響可以不計(jì)。</p><p>  一般來說,孔中心線與定位基準(zhǔn)面平行且需由一面或幾面加工的箱體宜用臥式機(jī)床,立式機(jī)床適宜加工定基準(zhǔn)面是水平的且被加工孔與基準(zhǔn)面垂直的工件,而不適宜加工安裝不方便或高度較大的細(xì)長工件。對(duì)大型箱體件采用單工位

44、機(jī)床加工較適宜,而中小型零件則多采用多工位機(jī)床加工。</p><p>  此零件的加工特點(diǎn)是中心線與定位基準(zhǔn)平面是垂直的,并且定位基準(zhǔn)面是水平的。孔的分布范圍是直線形狀,工件比較長,一次鉆完,多軸箱體積較大,采用兩工位以減小多軸箱的體積,使整個(gè)鉆床瘦身,因而適合選擇立式多工位鉆床。</p><p>  (3) 零件的生產(chǎn)批量</p><p>  零件的生產(chǎn)批量是決定

45、采用單工位、多工位、自動(dòng)線或按中小批量生產(chǎn)特點(diǎn)設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要因素。按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年生產(chǎn)量為6萬件,從工件外形及輪廓尺寸,為了減少加工時(shí)間,采用多軸頭,為了減少機(jī)床臺(tái)數(shù),此工序盡量在一臺(tái)機(jī)床上完成,以提高利用率。</p><p>  (4) 機(jī)床使用條件</p><p>  使用組合機(jī)床對(duì)對(duì)車間布置情況、工序間的聯(lián)系、使用廠的技術(shù)能力和自然條件等一定的要求。在根據(jù)使用戶實(shí)際情況來選

46、擇什么樣的組合機(jī)床。</p><p>  綜合以上所述:通過對(duì)箱蓋零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求、定位、夾緊方式、工藝方法,并定出影響機(jī)床的總體布局和技術(shù)性能等方面的考慮,最終決定設(shè)計(jì)四軸頭多工位同步鉆床。</p><p>  2.2 確定切削用量及選擇刀具</p><p>  2.2.1 確定工序間余量</p><

47、p>  為使加工過程順利進(jìn)行并穩(wěn)定的保證加工精度,必須合理地確定工序余量。生產(chǎn)中常用查表給出的組合機(jī)床對(duì)孔加工的工序余量,由于在本鉆床上鉆孔后重新安裝或在其他多工位機(jī)床上加工下道工序,應(yīng)適當(dāng)加大余量,以消除轉(zhuǎn)、定位誤差的影響。Φ6.5mm的孔在鉆孔后擴(kuò)孔,直徑上工序間余量0.5~1mm。</p><p>  2.2.2 選擇切削用量</p><p>  確定了在組合機(jī)床上完成的工藝

48、內(nèi)容了,就可以著手選擇切削用量了。因?yàn)樗O(shè)計(jì)的組合機(jī)床為多軸同步加工在大多數(shù)情況下,所選切削用量,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)比一般通用機(jī)床單刀加工低30%左右.多軸主軸箱上所有刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng),通常為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái),工作時(shí),要求所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同,且等于動(dòng)力滑臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量(mm/min)應(yīng)是適合有刀具的平均值。因此,同一主軸箱上的刀具主軸可設(shè)計(jì)成不同轉(zhuǎn)速和不同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(mm/r)與其適應(yīng)。以滿足不同直徑的加需要,即:·=

49、83;=…=·=</p><p>  式中:… ——各主軸轉(zhuǎn)速(r/min)</p><p>  … ——各主軸進(jìn)給量(mm/r)</p><p>  ——?jiǎng)恿_(tái)每分鐘進(jìn)給量(mm/min)</p><p>  由于離合器壓盤孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求都是相同的。按照經(jīng)濟(jì)地選擇滿足加工要求的原則,采用查表的方法查得

50、:鉆頭直徑D=6.5mm,鑄鐵HB175~255、進(jìn)給量f=0.1mm/r、切削速度v=15m/min.</p><p>  2.2.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率</p><p>  根據(jù)選定的切削用量(主要指切削速度v及進(jìn)給量f)確定切削力,作為選擇動(dòng)力部件(滑臺(tái))及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù);確定切削扭矩,用以確定主軸及其它傳動(dòng)件(齒輪,傳動(dòng)軸等)的尺寸;確定切削功率,用以選擇主傳動(dòng)電動(dòng)(

51、一般指動(dòng)力箱)功率,通過查表計(jì)算如下:</p><p>  布氏硬度:HB =HBmin-(HBmax-HBmin)</p><p>  =170-(241-170)</p><p><b>  =146.33</b></p><p><b>  切削力:=26</b></p><

52、;p><b>  =26×6.5××</b></p><p><b>  =535.16 N</b></p><p><b>  切削扭矩:=10</b></p><p><b>  =10×××</b></

53、p><p>  =2452.26N·mm</p><p><b>  切削功率:=</b></p><p>  =2452.26×15/(9740×3.14×10)</p><p><b>  =0.123 kw</b></p><p> 

54、 式中:HB——布氏硬度</p><p><b>  F——切削力(N)</b></p><p>  D——鉆頭直徑(mm)</p><p>  f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(mm/r)</p><p>  T——切削扭矩(N·mm)</p><p>  V——切削速度(m/min)</p&g

55、t;<p>  P——切削功率(kw)</p><p>  2.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu)</p><p>  離合器壓盤的布氏硬度在HB170~241,孔徑D為6.5mm,刀具的材料選擇高速鋼鉆頭(W18Cr4V),為了使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、刃磨簡單,選擇標(biāo)準(zhǔn)Φ6.5的麻花鉆??准庸さ毒叩拈L度應(yīng)保證加工終了時(shí)刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有30~50mm的距離,以便排出切屑和刀具磨

56、損后有一定的向前的調(diào)整量。</p><p>  2.3鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡”的編制</p><p>  前面對(duì)四軸頭多工位同步鉆床工藝方案及配置型式、結(jié)構(gòu)方案確定的有關(guān)問題,它是鉆床總體設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。下面就以鉆床加工箱蓋總體設(shè)計(jì)的另一個(gè)問題,既總體設(shè)計(jì)方案的圖紙表達(dá)形式——“三圖一卡”設(shè)計(jì),其內(nèi)容包括:</p><p>  繪制被加工零件工序圖、加工示意圖

57、、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率卡。</p><p>  2.3.1 被加工零件工序圖</p><p>  1、被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容</p><p>  被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案,表示一臺(tái)組合機(jī)床完成的工藝內(nèi)容,加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求,加工用的定位基準(zhǔn)、夾具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成品狀況的圖紙

58、,它不能用用戶提供的圖紙代替,而是在原零件圖基礎(chǔ)上,突出本機(jī)床的加工的內(nèi)容,加上必要的說明繪制成的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù),也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。離合器壓盤用鉆孔組合機(jī)床的被加工零件工序圖如2-2所示。</p><p><b>  圖上主要內(nèi)容:</b></p><p>  (1)被加工零件的形狀,主要外廓尺寸和本機(jī)床要加工部位的尺寸、精度

59、、表面粗糙度、形位精度等技術(shù)要求,以及對(duì)上道工序的技術(shù)要求等。</p><p>  (2)本工序所選定的定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向。</p><p> ?。?)加工時(shí)如需要中間向?qū)?,?yīng)表示出工件與中間向?qū)в嘘P(guān)部位結(jié)構(gòu)和尺寸,以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。</p><p> ?。?)被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。</p

60、><p>  2、繪制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng)</p><p>  (1)為了使被加工零件工序圖清晰明了,一定要圖出被本機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時(shí),應(yīng)按一定的比例,選擇足夠的視圖及剖視圖,突出加工部位(用粗實(shí)線),并把零件輪廓及與機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)有關(guān)部位(用細(xì)實(shí)線)表清楚,凡本道工序保證的尺寸、角度等,均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方面用粗實(shí)線標(biāo)記。如圖2-2中4-Φ</p><p> 

61、 12加工用定位基準(zhǔn),機(jī)械夾壓位置及方向,輔助支承均須用規(guī)定的符號(hào)表示出來。</p><p>  圖2-2 被加工零件工序圖</p><p>  附注:1.被加工零件名稱及編號(hào):離合器壓盤;</p><p>  2.材料及硬度:灰鑄鐵HT21-40 JB307-62 HB175~255;</p><p> ?。?)加工部位的位置尺寸應(yīng)由

62、定位基準(zhǔn)注起,為便于加工及檢查,尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)出,而不采用極坐標(biāo),但有時(shí)因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合,則須對(duì)加工部位要求位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。</p><p>  2.3.2 加工示意圖</p><p><b>  圖2-3加工示意圖</b></p><p>  1、加工示意圖的作用和內(nèi)容</p><p>

63、;  加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上的反映,表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程,刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對(duì)位置關(guān)系,機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等,是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇動(dòng)力部件的主要依據(jù),是整臺(tái)組合機(jī)床布局形式的原始要求,也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要文件。圖2-3為箱蓋上4孔立式鉆床加工示意圖。</p><p>  在圖上應(yīng)標(biāo)注的內(nèi)容:</p><p>

64、; ?。?)機(jī)床的加工方法,切削用量,工作循環(huán)和工作行程。</p><p> ?。?)工件、夾具、刀具及多軸箱端面之間的距離等。</p><p> ?。?)主軸的結(jié)構(gòu)類型,尺寸及外伸長度;刀具類型,數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、接桿、導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸;刀具與導(dǎo)向置的配合,刀具、接桿、主軸之間的連接方式,刀具應(yīng)按加工終了位置繪制。</p><p>  2、繪制加工示意圖之前的有關(guān)

65、計(jì)算</p><p> ?。?)刀具的選擇 刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素。刀具的選擇前已述及,此處就不在追述了。</p><p> ?。?)導(dǎo)向套的選擇 在組合機(jī)床上加工孔,除用剛性主軸的方案外,工件的尺寸、位置精度主要取決于夾具導(dǎo)向。因此正確選擇導(dǎo)向裝置的類型,合理確定其尺寸、精度,是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要內(nèi)容,也是繪制加工示意圖時(shí)必須解決的內(nèi)容

66、。</p><p>  1)選擇導(dǎo)向類型 根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑d=10mm和刀具導(dǎo)向的線速度v=15m/min,選擇固定式導(dǎo)向。</p><p>  2)導(dǎo)向套的參數(shù) 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置,如圖2-4所示:</p><p>  圖2-4 固定導(dǎo)向裝置</p><p>  固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下表:</p>

67、<p>  表2-1 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺</p><p>  固定裝置的配合如下表:</p><p>  表2-2 固定裝置的配合</p><p>  固定導(dǎo)向裝置的布置如圖2-5所示</p><p>  導(dǎo)向裝置的布置如表2-3所示:</p><p>  表2-3 導(dǎo)向裝置的參數(shù)(mm)</

68、p><p>  圖2-5 固定導(dǎo)向裝置的布置</p><p> ?。?)初定主軸類型、尺寸、外伸長度</p><p>  因?yàn)檩S的材料為40Cr,剪切彈性模量G=81.0GPa,剛性主軸取ψ=1/4(0)/m,所以B取2.316,</p><p>  根據(jù)剛性條件計(jì)算主軸的直徑為:</p><p>  dB=2.316&

69、#215;=17.52mm</p><p>  式中:d——軸直徑(mm)</p><p>  T——軸所承受的轉(zhuǎn)矩(N·mm)</p><p><b>  B——系數(shù)</b></p><p>  本設(shè)計(jì)中所有主軸直徑皆取d=20mm,主軸外伸長度為:L=115mm,D/為32/20,內(nèi)孔長度為:l1 =77m

70、m.</p><p> ?。?)選擇刀具接桿 由以上可知,多軸箱各主軸的外伸長度為一定值,而刀具的長度也是一定值,因此,為保證多軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了位置,就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié),這個(gè)可調(diào)節(jié)在組合機(jī)床上是通過可調(diào)整的刀具接桿來解決的,連接桿如圖2-6所示,</p><p>  圖2-6 可調(diào)連接桿</p><p>  連接桿上的尺寸d與主

71、軸外伸長度的內(nèi)孔D配合,因此,根據(jù)接桿直徑d選擇刀具接桿參數(shù)如表2-4所示:</p><p>  表2-4 可調(diào)接桿的尺寸</p><p> ?。?)確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸</p><p>  從保證加工終了時(shí)主軸箱端面到工件端面間距離最小來確定全部聯(lián)系尺寸,加工示意圖聯(lián)系尺寸的標(biāo)注如圖2-3所示。其中最重要的聯(lián)系尺寸即工件端面到多軸箱端面之間的距離(圖中的尺

72、寸333mm),它等于刀具懸伸長度、螺母厚度、主軸外伸長度與接桿伸出長度(可調(diào))之和,再減去加工孔深度和切出值。</p><p> ?。?)工作進(jìn)給長度的確定 如圖2-7工作進(jìn)給長度應(yīng)等于工件加工部位長度L與刀具切入長度和切出長度之和。切入長應(yīng)應(yīng)根據(jù)工件端面誤差情況在5~10mm之間選擇,誤差大時(shí)取大值,因此取=7mm,切出長度=1/3d+(3~8)=+8 9mm,所以=10+7+9=26mm.</p&

73、gt;<p>  (7)快進(jìn)長度的確定 考慮實(shí)際加工情況,在未加工之前,保證工件表面與刀尖之間有足夠的工作空間,也就是快速退回行程須保證所有刀具均退至夾具導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝卸。這里取快速退回行程為156mm,快退長度等于快速引進(jìn)與工作工進(jìn)之和,因此快進(jìn)長度156-26=130mm.</p><p>  圖2-7 工作進(jìn)給長度</p><p>  2.3.3 機(jī)床聯(lián)系

74、尺寸圖</p><p>  圖2-8 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖</p><p>  1、聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容</p><p>  一般來說,組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件——?jiǎng)恿ο?、?dòng)力滑臺(tái)、立柱、立柱底座加上專用部件——多軸箱、刀、輔具系統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤滑、排屑系統(tǒng)組合而成。聯(lián)系尺寸圖用來表示機(jī)床各組成部件的相互裝配和運(yùn)動(dòng)關(guān)</p><p&g

75、t;  系,以檢驗(yàn)機(jī)床各部件的相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足要求,通用部件的選擇是否合適,并為進(jìn)一步開展主軸箱、夾具等專用部件、零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可以看成是簡化的機(jī)床總圖,它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。</p><p>  如圖2-8所示,機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容包括機(jī)床的布局形式,通用部件的型號(hào)、規(guī)格、動(dòng)力部件的運(yùn)動(dòng)尺寸和所用電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)、工件與各部件間的主要聯(lián)系尺寸,專用部件的輪廓尺寸等。<

76、/p><p><b>  2、選用動(dòng)力部件</b></p><p>  選用動(dòng)力部件主要選擇型號(hào)、規(guī)格合適的動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng)力箱。</p><p>  (1)滑臺(tái)的選用 通常,根據(jù)滑臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方式、所需進(jìn)給力、進(jìn)給速度、最大行程長度和加工精度等因素來選用合適的滑臺(tái)。</p><p>  1)驅(qū)動(dòng)形式的確定 根據(jù)對(duì)液壓滑臺(tái)和

77、機(jī)械滑臺(tái)的性能特點(diǎn)比較,并結(jié)合具體的加工要求,使用條件選擇HY系列液壓滑臺(tái)。</p><p>  2)確定軸向進(jìn)給力 滑臺(tái)所需的進(jìn)給力</p><p>  =∑=4×1071.79=4287.16N</p><p>  式中:——各主軸加工時(shí)所產(chǎn)生的軸向力</p><p>  由于滑臺(tái)工作時(shí),除了克服各主軸的軸的向力外,還要克服

78、滑臺(tái)移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力。因而選擇滑臺(tái)的最大進(jìn)給力應(yīng)大于=4.29KN。</p><p>  3)確定進(jìn)給速度 液壓滑臺(tái)的工作進(jìn)給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)速,對(duì)液壓滑臺(tái)確定切削用量時(shí)所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺(tái)最小工作進(jìn)給速度的0.5~1倍;液壓進(jìn)給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時(shí),實(shí)際進(jìn)給速度應(yīng)更大一些。本系統(tǒng)中進(jìn)給速度=n·f=47.8mm/min。所以選擇HY25IA液壓滑臺(tái),工作進(jìn)給速度范圍32~8

79、00mm/min,快速速度12m/min。</p><p>  4)確定滑臺(tái)行程 滑臺(tái)的行程除保證足夠的工作行程外,還應(yīng)留有前備量和后備量。前備量的作用是動(dòng)力部件有一定的向前移動(dòng)的余地,以彌補(bǔ)機(jī)床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調(diào)整。本系統(tǒng)前備量為20mm,后備量的作用是使動(dòng)力部件有一定的向后移動(dòng)的余地,為方便裝卸刀具,這是取40mm,所以滑臺(tái)總行程應(yīng)大于工作行程,前備量,后備量之和。</p>&

80、lt;p>  即:行程L>156+20+40=236mm,取L=250mm。綜合上述條件,確定液壓動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)HY25IA。</p><p>  (2)由下式估動(dòng)力箱的選用 動(dòng)力箱主要依據(jù)多軸所需的電動(dòng)機(jī)功率來選用,在多軸箱沒有設(shè)計(jì)之前,可算</p><p><b> ?。剑?lt;/b></p><p>  =4×0.123/

81、0.8</p><p><b>  =0.615KW</b></p><p>  式中:η——多軸箱傳動(dòng)效率,加工黑色金屬時(shí)η=0.8~0.9;有色金屬時(shí)η=0.7~0.8,本系統(tǒng)加工HT21-40 JB307-62,取η=0.8.</p><p>  動(dòng)力箱的電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大于計(jì)算功率,并結(jié)合主軸要求的轉(zhuǎn)速大小選擇。因此,選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y1

82、00L—6B5的1TD25IA型動(dòng)力箱,動(dòng)力箱輸出軸至箱底面高度為125mm。主要技術(shù)參數(shù)如下表:</p><p> ?。?)Y軸液壓滑臺(tái)的選用</p><p>  工件質(zhì)量計(jì)算 V=420×240×10+(2×160+2×340)×10×30</p><p>  =1.308×10-3m3&l

83、t;/p><p>  m = ρv=7.0×103×1.308×10-3</p><p><b>  =9.156kg</b></p><p>  磨擦系數(shù):f=0.07~0.12取f=0.1</p><p>  F=f·N=0.1mg=0.1×9.156×10=9

84、.156N</p><p>  2、配套支承部件的選用</p><p>  立柱1CL25型,立柱底座1CD25</p><p><b>  3、確定裝料高度</b></p><p>  裝料高度指工件安裝基面至機(jī)床底面的垂直距離,在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí),裝料高度可視具體情況在H=580~1060mm之間選取,本系統(tǒng)取裝

85、料高度為976mm。</p><p>  4、中間底座輪廓尺寸</p><p>  中間底座的輪廓尺寸要滿足Y軸滑臺(tái)在其上面聯(lián)接安裝的需要,又考慮到與立柱底座相連接。因此,中間底座采用側(cè)底座1CC32。</p><p>  5、確定多軸箱輪廓尺寸</p><p>  本機(jī)床配置的多軸箱總厚度為301mm,寬度和高度按標(biāo)準(zhǔn)尺寸中選取。計(jì)算時(shí),多

86、軸箱的寬度B和高度H可確定為:B=500 H=500</p><p>  根據(jù)上述計(jì)算值,按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn),最后確定主軸箱輪廓尺寸B×H=500X500mm。</p><p>  2.3.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡</p><p>  生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映所設(shè)計(jì)機(jī)床的工作循環(huán)過程、動(dòng)作時(shí)間、切削用量、生產(chǎn)率、負(fù)荷率等技術(shù)文件,通過生產(chǎn)率計(jì)算卡,可以分析擬定

87、的方案是否滿足用戶對(duì)生產(chǎn)率及負(fù)荷率的要求。計(jì)算如下:</p><p>  切削時(shí)間: T切= L/vf+t停</p><p>  = 2×26/47.8+2×15/478</p><p>  =1.151 min</p><p>  式中:T切——機(jī)加工時(shí)間(min)</p><p>  L——工

88、進(jìn)行程長度(mm)</p><p>  vf—— 刀具進(jìn)給量(mm/min)</p><p>  t停——死擋鐵停留時(shí)間。一般為在動(dòng)力部件進(jìn)給停止?fàn)顟B(tài)下,刀具旋轉(zhuǎn)5~15 r所需要時(shí)間。這里取15r</p><p>  輔助時(shí)間 T輔 = +t移+t裝</p><p>  = (150+176)×2/12000+0.1+1.5<

89、;/p><p>  = 1.654min</p><p>  式中:L3、L4 ——分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退長度(mm)</p><p>  vfk ——快速移動(dòng)速度(mm/min)</p><p>  t移 ——工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)間(min),一般為0.05~0.13min,取0.1 min</p><p>  t裝 ——裝卸

90、工件時(shí)間(min)一般為0.5~1.5min,取1.5min</p><p>  機(jī)床生產(chǎn)率 Q1 = 60/T單</p><p>  = 60/(T切+T輔)</p><p>  =60/(1.151+1.654)</p><p>  =21.39 件/h</p><p>  機(jī)床負(fù)荷率按下式計(jì)算 η= Q1

91、/Q×100%</p><p>  = Q1tk/A×100%</p><p>  =21.39×1950/60000×100%</p><p><b>  =70%</b></p><p>  式中:Q——機(jī)床的理想生產(chǎn)率(件/h)</p><p>  A

92、——年生產(chǎn)綱領(lǐng)(件)</p><p>  tk——年工作時(shí)間,單班制工作時(shí)間tk =1950h</p><p>  表2-5 生產(chǎn)率計(jì)算卡</p><p>  2.4 多軸箱的設(shè)計(jì)</p><p>  2.4.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖</p><p>  多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的如圖2-

93、9所示:</p><p>  如圖2-9 鉆孔組合機(jī)床多軸箱原始依據(jù)圖</p><p>  圖中多軸箱的兩定位銷孔中心連線為橫坐標(biāo),工件加工孔對(duì)稱,選擇箱體中垂線為縱坐標(biāo),在建立的坐標(biāo)系中標(biāo)注輪廓尺寸及動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)位置尺寸。主軸部為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(面對(duì)主軸看)。</p><p>  主軸的工序內(nèi)容,切削用量及主軸尺寸及動(dòng)力部件的型號(hào)和性能參數(shù)如表 2-6所示:&

94、lt;/p><p>  表2-6 主軸外尺寸及切削用量</p><p>  注:1.被加工零件編號(hào)及名稱:箱蓋;材料:HT21-40 JB297-62;硬度: HB170-241</p><p>  2.動(dòng)力部件型號(hào):1TD25IA動(dòng)力箱,電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y100L-6;功率P=1.5kw。</p><p>  2.4.2 齒輪模數(shù)選擇</

95、p><p>  本組合機(jī)床主要用于鉆孔,因此采用滾珠軸承主軸。</p><p>  齒輪模數(shù)m可按下式估算:</p><p>  m=(30~32)=32×=1.76</p><p>  式中:m——估算齒輪模數(shù)</p><p>  P——齒輪所傳遞率(kw)</p><p>  Z——對(duì)

96、嚙合齒中的小齒輪數(shù)</p><p>  N——小齒輪的轉(zhuǎn)速(r/min)</p><p>  多軸箱輸入齒輪模數(shù)取m1=3,其余齒輪模數(shù)取m2=2。</p><p>  2.4.3 多軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p> ?。?)根據(jù)原始依據(jù)圖(圖2-9),畫出驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)位置。如下表:</p><p>  表2—7

97、 驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)值</p><p>  (2)確定傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù)</p><p>  圖2-10 齒輪的最小壁厚</p><p><b>  1)最小齒數(shù)的確定</b></p><p>  為保證齒輪齒根強(qiáng)度,應(yīng)使齒根到孔壁或鍵槽的厚度a2m,驅(qū)動(dòng)軸的直徑為d=30mm,有《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》知,如圖2-10

98、所示齒輪t=33.3mm,當(dāng)m1=3時(shí)。驅(qū)動(dòng)軸上最小齒輪齒數(shù)為:</p><p>  2(t/m1+2+1.25)-d0/m1</p><p>  =2×(33.3/3+2+1.25)-30/3</p><p><b>  =18.9</b></p><p>  所以驅(qū)動(dòng)軸齒數(shù)要大于等于19。</p>

99、;<p>  為減小傳動(dòng)軸的種類,所有傳動(dòng)軸的直徑取30mm.</p><p>  當(dāng)m2=2,d=20時(shí),齒輪t=23.3mm。主軸上最小齒輪齒數(shù)為:</p><p>  2(t/m2+2+1.25)-d0/m2</p><p>  =2×(23.3/2+2+1.25)-20/2</p><p><b> 

100、 =19.8</b></p><p>  所以主軸齒數(shù)要大于等于20。</p><p>  2)傳動(dòng)軸11為主軸1,2,3 ,4都各自在同一同心圓上。</p><p>  多軸箱的齒輪模數(shù)按驅(qū)動(dòng)軸出輪估算</p><p><b>  m≥</b></p><p>  多軸箱輸入出輪模數(shù)

101、取m1=3,其余齒輪模數(shù)取m2=2。主軸1,2,3要求的轉(zhuǎn)速一致且較高,所以采用升速傳動(dòng)。主軸齒數(shù)選取Z=45,傳動(dòng)齒輪采用z=45齒的齒輪,變位系數(shù)。傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為:</p><p>  由于前面選取了主軸直徑為30,顯然傳動(dòng)軸直徑都選取20,這樣為了減少傳動(dòng)軸種類和設(shè)計(jì)題目需要由于傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速是,則驅(qū)動(dòng)軸至傳動(dòng)軸的傳動(dòng)比為:</p><p>  所以選擇兩級(jí)傳動(dòng),且傳動(dòng)比分配為:一級(jí)為1

102、.2×1.2;二級(jí)為1.4×1.0。</p><p>  驅(qū)動(dòng)軸的直徑為30mm,由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得知:t=33.3mm,當(dāng)m=3時(shí),驅(qū)動(dòng)軸上的齒數(shù)為:</p><p><b>  Zmin≥</b></p><p>  去驅(qū)動(dòng)齒輪齒數(shù)Z=45。</p><p>  通用的齒輪有三種,即傳動(dòng)齒

103、輪、動(dòng)力箱齒輪和電機(jī)齒輪。材料均為45鋼,熱處理為齒部高頻淬火G54。本機(jī)床齒輪的選用按照下表選用</p><p><b>  計(jì)算各主軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>  使各主軸轉(zhuǎn)速的相對(duì)轉(zhuǎn)速損失在5%以內(nèi)。由公式:V= 知:</p><p>  2.44 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖</p><p>  傳動(dòng)系統(tǒng)圖是表示傳動(dòng)關(guān)系

104、是示意圖,即用以確定的傳動(dòng)軸將驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連接起來,繪制在多軸箱輪廓內(nèi)的傳動(dòng)示意圖,如圖2-11所示</p><p>  圖2-11 箱蓋鉆孔多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖</p><p>  圖中多軸箱箱體內(nèi)只排放一排37mm寬的齒輪,離箱體前壁4.5mm,離箱體后壁9.5mm,傳動(dòng)軸齒輪和驅(qū)動(dòng)軸齒輪為第Ⅱ排。在圖中標(biāo)出齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、變位系數(shù),以校核驅(qū)動(dòng)軸是否正確。另外,應(yīng)檢查同排的非嚙合齒輪

105、是否齒頂干涉;還畫出主軸直徑和軸套直徑,以避免齒輪和相鄰的主軸軸套相碰。</p><p>  2.4.5 傳動(dòng)零件的校核</p><p> ?。?)驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑</p><p>  校核傳動(dòng)軸以承受的總扭矩最大傳動(dòng)軸11,由它驅(qū)動(dòng)的有主軸1、4和液壓泵軸7。</p><p>  主軸扭矩:T1=T4=3274.45N·mm&l

106、t;/p><p>  液壓泵軸的扭矩:查得R12-1A液壓泵的最高壓力為0.3MPa、排量為5.88ml/r。假設(shè)在理想無泄漏狀態(tài),</p><p><b>  即:P·q=T·ω</b></p><p>  式中:P——液壓泵的壓力N/㎡</p><p>  q——液壓泵的排量m3/s</p>

107、;<p>  T——輸入扭矩N·m</p><p>  ω——輸入角速度rad/s</p><p>  單位換算:P=0.3MPa=0.3×106Pa</p><p>  n =655.338r/min=10.9223r/s</p><p>  q=5.88×10.9223=64.22ml/r=64

108、.22×10-6m3/s</p><p>  ω=2πn/60=2×3.14×655.338/60</p><p>  =68.56rad/s</p><p>  代入公式:P·q=T·ω</p><p>  64.22×10-6×0.3×106=68.56T7&

109、lt;/p><p>  解得:T7=280N·mm</p><p>  T5=T1/i5-1+T4/i5-4+T7/i5-7</p><p>  =2×3274.45/0.914+280/0.667</p><p>  =7584.89N·mm</p><p>  根據(jù) d=B=2.316&#

110、215;=21.6mm<30mm</p><p>  因此傳動(dòng)軸1、2、3、4是符合要求的。</p><p> ?。?)齒輪模數(shù)的驗(yàn)算</p><p>  對(duì)多軸箱中承受載荷最大、最薄弱的軸5上的齒輪進(jìn)行接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算。</p><p>  齒輪的材料為45鋼,表面淬火,布氏硬度HB=229~286,平均值240HB。

111、設(shè)使用壽命10年。齒輪Z5=30、Z1=28、寬度B=37mm,傳動(dòng)比i5-1=0.914,工作時(shí)間比1.088/2.804=0.39。</p><p>  注:在校核計(jì)算的過程中所要見的表和圖在《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書中,邱宣懷等編著,2003年高等教育出版社。</p><p><b>  校核計(jì)算:</b></p><p>  接觸疲勞極限бHli

112、m 由圖12.17c得 бHlim =410MPa</p><p>  齒輪5的圓周速度v5 v5===1.37m/s</p><p>  精度等級(jí) 選9級(jí)精度</p><p>  使用系數(shù)KA 由表12.9 KA=1.1</p><p>  動(dòng)載系數(shù)KV 由圖12.9 KV

113、=1.24</p><p>  齒間載荷分配系數(shù)KHα 由表12.10先求</p><p>  Ft=2T5/d5=2×7584.89/60=252.83N</p><p>  KAFt/b=1.1×252.83/37=7.52N/mm<100N/mm</p><p>  εα=[1.88-3.2×

114、(+)]cosβ (β=0)</p><p>  =1.88-3.2×(+)</p><p><b>  =1.67</b></p><p><b>  Zε===0.88</b></p><p>  由此得KHα===1.29</p><p>  齒向載荷分布

115、系數(shù)KHβ 由表12.11知</p><p>  KBβ=A+B[1+0.6·()·2]()·2+C·10-3b</p><p>  =1.17+0.16×[1+0.6×(37/60)×2] ×(37/60)×2+0.61×10-3×37</p><p&g

116、t;<b>  =1.28</b></p><p>  載荷系數(shù)K K=KAKVKHαKHβ</p><p>  =1.1×1.24×1.29×1.28</p><p><b>  =2.25</b></p><p>  彈性系數(shù)Z

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