机械设计与制造专业精品毕业论文水泵连接座加工工艺规程编制及组合机床设计

目 录第一章 前 言3第二章 组合机床概述 4第三章 零件的分析及工艺规程编制53.1 零件的分析53.1.1 零件的作用53.1.2. 零件的工艺分析63.2 工艺规程设计63.2.1 确定毛坯的制造形式63.2.2.基面的选择73.2.3.制定工艺路线73.2.4.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 83.2.5. 确定切削用量及基本工时9第四章 组合机床设计274.1 “三图一卡”的设计274.1.1被加工零件工序图274.1.2加工示意图284.1.3 机床联系尺寸图304.1.4机床生产率计算卡374.2通用多轴箱的设计384.2.1绘制多轴箱设计的原始依据图384.2.2 主轴、齿轮的确定及动力计算394.2.3多轴箱传动设计424.2.4多轴箱总图绘制46第五章 结 论48第六章 致 谢 49第七章 参考文献 50摘 要组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。它具有高效率和设计生产周期短等优点。在组合机床的设计过程中，工艺方案的拟订是组合机床设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。在确定组合机床的工艺方案后，首要的工作就是组合机床的总体设计，也即是“三图一卡”的设计，其内容包括被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸总图和编制生产率计算卡。余下的工作就是多轴箱的设计和一些相关辅助设备的设计。关键词：组合机床 工艺卡 多轴箱第一章 前 言毕业设计是大学学习的最后一个环节，是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及所有专业课之后进行的，是对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，为以后我们进入工作岗位奠定了坚实的基础。在这次的毕业论文选题上我选择了组合机床这个课题，这是一个较为成熟的课题。组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效机床，对被加工零件特定工序进行加工的一种高效率机床。在组合机床加工时，一般工件不动，由切削刀具作主运动和进给运动，可保证最大的工艺可能性。同时可采用多刀从多面进行多工序加工，达到很高的工序集中程度。对许多大型工件和形状复杂的工件在一台机床上不能完成全部加工时，可采用若干台组合机床组成流水或自动线，依次地对工件进行加工，完成全部加工工序。组合机床大多用于加工大批大量生产中的箱体和箱盖类工件，我这次设计的组合机床就是8000件/年水泵连接座上的钻孔用的。与一般专业用机床相比，组合机床具有加工效率高、自动化程度高、通用化程度高、加工质量稳定、设计制造周期短、价格便宜、改装方便等一系列优点。就我个人而言，我希望通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为以后能够很好的走入工作岗位打下一个良好的基础。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。第二章 组合机床概述组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达0.05毫米1000毫米，表面粗糙度可低达2.50.63微米；镗孔精度可达IT76级，孔距精度可达O.03O.02微米。专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。第三章 零件的分析及工艺规程编制3.1 零件的分析3.1.1 零件的作用题目所给定的零件是离心式微电机水泵连接座（见零件图及三维造型图），它位于水泵壳和电动机座的中间部位，主要起连接作用。零件上有四个孔，左端125h6外圆与水泵泵壳连接，水泵叶轮在100H7的孔内，右端121h7外圆与电动机机座连接，40H6孔与轴承配合。3.1.2. 零件的工艺分析连接座共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求，现分述如下：以40mm孔为中心的加工表面这一组的加工表面包括：40+00.016mm的孔及其端面, 32mm的孔，17.5的孔。另一组加工表面包括：1250-0.025mm的外圆、端面和倒角，100+00.035mm的端面，厚度为8mm的台阶左端面，厚度为6mm的台阶右端面，1210-0.010mm的外圆、端面和倒角，6个7mm的光孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：厚度为8的台阶左端面和1250-0.025mm的端面对尺寸为40+00.016mm的孔的轴线圆跳动公差为0.05mm。尺寸为1250-0.025mm的外圆和尺寸为100+00.035mm孔对尺寸为40+00.016mm的孔的轴线圆跳动公差为0.05mm。厚度为6mm的台阶右端面对尺寸为40+00.016mm的孔的轴线圆跳动公差为0.05mm。尺寸为1210-0.010mm的外圆对尺寸为40+00.016mm的孔的轴线圆跳动公差为0.04mm。由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。3.2 工艺规程设计3.2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为HT200，零件在工作过程中只起到一个连接的作用，由于零件年产量为8000件，已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，因此选用铸造件。3.2.2.基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择：根据粗基准的选用原则（便于工件装夹的原则，为了保证定位准确、夹紧可靠，要求选用的粗基准尽可能平整、光洁和有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇冒口或其他缺陷），本零件的1250-0.025mm的端面面积较大，现选择这个端面作为粗基准。利用一个吸盘作为主要定位面，消除Z向的移动，X,Y向的转动，然后再利用T型螺栓，以消除Z向的转动，X，Y向的移动，达到完全定位。精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。3.2.3.制定工艺路线制定工艺路线的出发点应该是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。现经分析得出粗精加工工艺路线如下：工序I 扩40的孔，以125的端面为粗基准，选用Z5150立式钻床。工序II 锪钻32的孔，以125的端面为粗基准，选用Z5150立式钻床。工序III 钻17.5的孔，以125的端面为粗基准，选用Z5150立式钻床。工序IV 粗车125的端面、外圆，厚度为8的台阶左端面，121的端面、外圆，厚度为6的台阶右端面，粗车100孔的端面,以40的孔及端面定位，选用C620-1卧式车床。工序V 半精车125的端面、外圆，厚度为8的台阶左端面，121的端面、外圆，厚度为6的台阶右端面，并分别对125和121进行倒角，以40的孔及端面定位，选用C620-1卧式车床。工序VI 粗铣40孔的端面，以121的端面为基准,选用X5032立式铣床。 工序VII 钻6个7的孔，选用专用组合机床夹具加工，以40的孔及端面定位工序VIII 清洗，去毛刺。工序IX 终检。以上工艺过程详见附图“机械加工工艺过程综合卡片”。3.2.4.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“离心式微电机水泵连接座”零件材料为HT200，抗压强度为588-785Mpa,抗切强度为243Mpa,弹性模量为78-108Gpa，疲劳极限为88-108Mpa，生产类型为大批生产，采用铸造件进行铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：外圆表面（125及121）对于125的外圆加工长度为9，表面粗糙度值要求为Ra3.2较高，需要进行半精车，所以需预留一定的加工余量。现取外圆表面的直径为130。125表面为自由尺寸公差，此时直径余量2Z=5mm以能满足加工要求。同理，对于121的外圆我们取毛坯为126。外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差（125的端面、121的端面，厚度分别为8和6的台阶端面）查机械制造工艺手册（以下简称工艺手册）表2.2-4铸件机械加工余量，长度方向的余量值规定为2.0-2.5mm，现取2.0。这样各个尺寸分别为预留2mm。40的孔毛坯为预留孔，38孔的精度为IT6，参照工艺手册表2.3-9确定工序尺寸及余量为 扩钻： 40 2Z=217.5 钻孔： 12 2Z=12 钻孔： 17.5 2Z=5.5“离心式微电机水泵连接座”的铸件毛坯图见毛坯图。3.2.5. 确定切削用量及基本工时工序I 扩40的孔根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量及切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之间关系为：式中加工实心孔时的切削用量。现已知=0.56mm/r (加工工艺手册10.4-2)=19.25m/min (加工工艺手册10.4-9)并令 按机床选取 ns=61.3(r/min) 按机床选取nw=61r/min所以实际切削速度为 =7.66(m/min)切削工时=0.397(min)其中：切入=1.5mm, 切出=1mm, =16mm工序II 锪钻32的孔根据有关资料介绍，锪钻孔时的进给量及切削速度约为钻孔时的，故: =0.187mm/r 按机床取0.19mm/r =6.42m/min 按机床选取nw=64r/min,所以实际切削速度为切削工时 其中： 切入mm 切出mm mm工序III 钻17.5的孔 (见加工工艺表10.4-2) 按机床选取，所以实际切削速度为：切削工时 其中：切入=1.5mm, 切出=1mm, =5mm工序IV 粗车125的端面、外圆，厚度为8的台阶左端面，121的端面、外圆，厚度为6的台阶右端面, 100的端面。本工序采用计算法确定切削用量。1. 加工条件工件材料： HT200，时效处理，铸造。加工要求：粗车125的外圆及121的外圆，；粗车125的端面、厚度为8的台阶左端面、厚度为6的台阶右端面，；粗车121的端面，机床： C620-1卧式车床。刀具： 刀片材料YG6，刀杆尺寸2. 计算切削用量 粗车125的端面已知毛坯长度方向的加工余量为2，但实际上台阶处还有2mm的加工余量，故此时实际端面最大加工余量可按=4考虑，分两次加工，精加工预留1mm，粗加工进给量 根据切削用量简明手册（第3版）（以下简称简明手册）表1.4，当刀杆尺寸为16mm25mm，以及工件直径为100mm时 按C620-1车床说明书（见切削手册表1.30）取 计算切削速度按机械加工工艺手册表8.4-8，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min） 其中：所以 确定机床主轴转速 按机床说明书（见工艺手册表4.2-8）与210相近的机床转速为及，现取所以实际切削速度切削工时，按工艺手册表6.2-1 粗车厚度为8的台阶左端面毛坯长度方向最大加工余量，分为粗车和半精车两次完成，其中粗加工分两次加工，计，走刀两次。 进给量 根据切削用量简明手册（第3版）表1.4，当刀杆尺寸为，以及工件直径为149时 按C620-1车床说明书（见切削手册表1.30）取 计算切削速度按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）其中：所以 确定机床主轴转速 按机床说明书（见工艺手册表4.2-8）与191.5相近的机床转速为及，现取所以实际切削速度 切削工时，按工艺手册表6.2-1 粗车125的外圆，同时应校验机床功率及进给机构强度。 切削深度 单边余量Z=2mm，可一次切除。 进给量 根据切削手册表1.4，选用1.0mm/r。 计算切削速度 见切削手册表1.27其中：所以 确定机床主轴转速 按机床选取所以实际切削速度 检验机床功率 主切削力按切削手册表1.29所示公式计算 其中： 所以切削时消耗功率为 由切削手册表1.30中的C620-1机床说明书可知，C620-1主电机功率为7.8kW,当主轴转速为184r/min时，主轴传递的最大功率为5.9kW，所以机床功率足够，可以正常加工，完全满足需求。 校验机床进给系统强度 以知主切削力，径向切削力 按切削手册表1.29所示的公式计算 其中： 所以 而轴向切削力 其中： 轴向切削力为取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为（见切削手册表1.30），故机床进给系统可正常工作。切削工时其中 所以 粗车厚度为6的台阶右端面 毛坯长度方向最大加工余量，分为粗车和半精车两次完成，其中粗加工分两次加工，计，走刀两次。进给量 根据切削用量简明手册（第3版）表1.4，当刀杆尺寸为，以及工件直径为130时 按C620-1车床说明书（见切削手册表1.30）取 计算切削速度按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）其中：所以 确定机床主轴转速 按机床说明书（见工艺手册表4.2-8）与210相近的机床转速为及，现取所以实际切削速度 切削工时，按工艺手册表6.2-1 粗车121的端面已知毛坯长度方向的加工余量为2，但实际上台阶处还有2mm的加工余量，故此时实际端面最大加工余量可按=4考虑，分两次加工，精加工预留1mm，粗加工进给量 根据切削用量简明手册（第3版）（以下简称简明手册）表1.4，当刀杆尺寸为16mm25mm，以及工件直径为100mm时按C620-1车床说明书（见切削手册表1.30）取 计算切削速度按机械加工工艺手册表8.4-8，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min） 其中：所以 确定机床主轴转速 按机床说明书（见工艺手册表4.2-8）与210相近的机床转速为及，现取所以实际切削速度切削工时，按工艺手册表6.2-1 粗车121的外圆，同时应校验机床功率及进给机构强度。 切削深度 单边余量Z=2mm，可一次切除。 进给量 根据切削手册表1.4，选用1.0mm/r。 计算切削速度 见切削手册表1.27其中：所以 确定机床主轴转速 按机床选取所以实际切削速度 检验机床功率 主切削力按切削手册表1.29所示公式计算 其中： 所以 切削时消耗功率为 由切削手册表1.30中的C620-1机床说明书可知，C620-1主电机功率为7.8kW,当主轴转速为184r/min时，主轴传递的最大功率为5.9kW，所以机床功率足够，可以正常加工，完全满足需求。 校验机床进给系统强度 以知主切削力，径向切削按切削手册表1.29所示的公式计算 其中： 所以 而轴向切削力 其中： 轴向切削力 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为（见切削手册表1.30），故机床进给系统可正常工作。切削工时其中 所以 粗车100的端面已知毛坯长度方向的加工余量为5，分两次加工，粗加工进给量 根据切削用量简明手册（第3版）（以下简称简明手册）表1.4，当刀杆尺寸为16mm25mm，以及工件直径为100mm时 按C620-1车床说明书（见切削手册表1.30）取 计算切削速度按机械加工工艺手册表8.4-8，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min） 其中：所以 确定机床主轴转速 按机床说明书（见工艺手册表4.2-8）与210相近的机床转速为及，现取所以实际切削速度切削工时，按工艺手册表6.2-1 工序V 半精车125的端面、外圆，厚度为8的台阶左端面，121的端面、外圆，厚度为6的台阶右端面,并对125和121的外圆倒角。本工序采用计算法确定切削用量。 半精车125的端面已知精加工预留1mm，分两次加工。计算切削速度按机械加工工艺手册表8.4-8，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min） 其中：所以 确定机床主轴转速 按机床说明书（见工艺手册表4.2-8）所以实际切削速度切削工时，按工艺手册表6.2-1 半精车厚度为8的台阶左端面已知精加工的预留量为，计，走刀两次。计算切削速度按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）其中：所以 确定机床主轴转速 按机床说明书（见工艺手册表4.2-8）所以实际切削速度 切削工时，按工艺手册表6.2-1 半精车125的外圆。 切削深度 单边余量Z=0.5mm，走刀两次。 进给量 根据切削手册表1.4，选用0.4mm/r。 计算切削速度 见切削手册表1.27其中：所以 确定机床主轴转速 按机床选取所以实际切削速度切削工时其中 所以 125倒角根据手册和机床取进给量（见切削手册表1.8），当采用硬质合金刀具时取切削速度为，则按机床说明书取，则此时的切削速度为 切削工时 半精车厚度为6的台阶右端面已知精加工的预留量为，计，走刀两次。计算切削速度按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）其中：所以 确定机床主轴转速 按机床说明书（见工艺手册表4.2-8） 所以实际切削速度切削工时，按工艺手册表6.2-1 半精车121的端面精加工预留1mm， ，走刀两次。计算切削速度按机械加工工艺手册表8.4-8，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min） 其中：所以 确定机床主轴转速 按机床说明书（见工艺手册表4.2-8）所以实际切削速度切削工时，按工艺手册表6.2-1 半精车121的外圆。 切削深度 单边余量Z=0.5mm，走刀两次。 进给量 根据切削手册表1.4，选用0.4mm/r。 计算切削速度 见切削手册表1.27其中：所以 确定机床主轴转速 按机床选取所以实际切削速度切削工时其中 所以 121倒角根据手册和机床取进给量（见切削手册表1.8），当采用硬质合金刀具时取切削速度为，则按机床说明书取，则此时的切削速度为 切削工时 工序VI 粗铣40孔的端面工件尺寸为40的圆，加工余量为。选择刀具根据切削手册表1.2选YT15硬质合金刀片。再根据表3.1，铣削深度时，端铣刀直径为，为。但已知铣削宽度为，故应根据铣削宽度，还是选铣刀直径为。由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数（表3.13）。铣刀几何形状： 选择切削用量决定铣削深度：由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则。决定每齿进给量：根据表3.5，当使用YT15，铣床功率为（XA5032型立铣说明书表3.30）时，取。选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为。由于铣刀直径，故刀具寿命。决定切削速度和每分钟进给量：根据表3.27，当时 各修正系数为 故 根据XA5032型立铣说明书（表3.30）选择 故实际切削速度和每齿进给量为 计算基本工时：式中，其中,(表3.26)所以 工序VII 钻7的孔 (见加工工艺表10.4-2) 按机床选取，所以实际切削速度为：切削工时 其中：切入=1.5mm, 切出=1mm, =5mm最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一并填入机械加工工艺规程卡片，见卡片。第四章 组合机床设计组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件的一种高效专用机床。组合机床总体设计通常是根据与用户签定的合同和技术协议书，针对具体加工零件，拟订工艺和结构的方案，并进行方案图样和有关技术文件的设计。对于本次的毕业论文的组合机床的设计主要内容是绘制组合机床“三图一卡”（被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸总图、编制生产率卡），然后根据此内容绘制多轴箱总图。以下是设计过程：4.1 “三图一卡”的设计4.1.1被加工零件工序图1被加工零件工序图的作用及内容被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台组合机床或自动线完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求、加工用的定位基准、夹压部位及被加工的零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图纸。它不能用用户提供的产品图纸代替，而是在原零件图基础上，突出本机床或自动线的加工内容，加上必要的说明绘制成的。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。图上应表示出：1）被加工零件的形状和轮廓尺寸及本机床设计有关的部位结构形状及尺寸。尤其是当需要设置中间导向套时，应表示出零件内部的肋、壁布置及有关结构的形状尺寸。以便检查工件、夹具、刀具是否相互干涉。2）本工序所选用的定位基准、夹压部位及夹紧方向。以便依此进行夹具的支承、定位、夹紧和导向系统的设计。3）本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技术要求以及对上道工序的技术要求4）注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量。2绘制被加工零件工序图的注意事项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。2）加工部件的位置尺寸应由定位基准注起。3）应注明零件加工对机床提出的某些特殊要求。本论文的的被加工零件的工序图见图纸14.1.2加工示意图1、加工示意图的作用和内容 零件加工的工艺方案要通过加工示意图反映出来。加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具、辅具的布置状况以及工件、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设计的主要图纸之一，在总体设计中占据重要地位。它是刀具、辅具、夹具、主轴箱、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。其内容为： 1)应反映机床的加工方法、加工条件及加工过程。 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)。 3)决定主轴的结构类型、规格尺寸及外伸长度。 4)选择标准的或设计专用的接杆、浮动卡头、导向装置、攻丝靠模装置、刀杆托架等，并决定它们的结构、参数及尺寸。 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。 6)根据机床要求的生产率及刀具、被加工零件材料特点等，合理确定并标注各主轴的切削用量。 7)决定机床动力部件的工作行程及工作循环。 2、加工示意图的画法及注意事项 1)加工示意图的绘制顺序是:先按比例用细实线给出工件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(指对同一规格的孔加工，所用刀具、导向、主轴、接杆等的规格尺寸、精度完全相同)允许只表示其中之一，亦即同一主轴箱上结构尺寸相同的主轴可只画一根。但必须在主轴上标注轴号(与工件孔号相对应)。当轴数较多时，可缩小比例，用细实线画出工件加工部位的外形简图(向视图)，并在孔旁标注孔号，以便设计和调整机床。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，相邻主轴必须严格按比例绘制，以便检查相邻主轴、刀具、辅具、导向等是否干涉。 3)主轴应从主轴箱端面画起。刀具画加工终了位置(攻丝加工则应画开始位置)。标准的通用结构(如接杆、浮动卡头，攻丝靠模及丝锥卡头、通用主轴箱的标准钻镗主轴外伸部分等)只画外形轮廓，但须加注规格代号。对一些专用结构(如导向、刀杆托架、专用接杆或浮动卡头等)，为显示其结构而必须剖视，并标注尺寸、精度及配合。3、选择刀具、工具、导向装置并标注其相关位置尺寸 1)刀具选择 选择刀具应考虑工件材质、加工精度、表面粗糙度、排屑及生产率等要求、。一般孔加工刀具(钻、扩、铰等)的直径选择应与加工部位的尺寸、精度相适应，其长度要保证加工终了时刀具螺旋槽尾端离导向套外端面有一定距离(一般为30-50mm)。由于本零件的材料为HT200，所以刀具的材料选用高速钢。 2)导向结构的选择 在组合机床上加工孔，除用刚性主轴的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取决于夹具导向。因此，正确选择导向结构，确定导向类型、参数、精度，不但是绘制加工示意图必须解决的问题，也是设计组合机床不可忽视的重要内容。 4初定主轴类型、尺寸、外伸长度和选择接杆、浮动卡头 主轴类型主要依据工艺方法和刀杆与主轴的联结结构进行确定。主轴轴颈及轴端尺寸主要取决于进给抗力和主轴刀具系统结构上的需要。主轴尺寸规格应根据选定的切削用量计算出切削扭矩T，查表3-4（组合机床设计简明手册）初定主轴直径d，并考虑便于生产管理，适当简化规格。综合考虑加工精度和具体工作条件，根据表3-6和表4-1（组合机床设计简明手册）选定主轴外伸长L、外径D和内径及配套的刀具接杆莫氏锥度号。本论文零件的加工示意图见图纸24.1.3 机床联系尺寸图1.联系尺寸图的作用及内容一般来说，组合机床是由标准的通用部件动力滑台、动力箱、各种工艺切削头、侧底座、立柱、立柱底座及中间底座加上专用部件主轴箱、刀、辅助系统、夹具、液、电、冷却、润滑等组合装配而成。联系尺寸图用来表示机床各组成部件的相互装配联系和运动关系，以检验机床各部件的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合适，并为进一步开展主轴箱、夹具等专用部件、零件的设计提供依据。联系尺寸图也可看成是简化的机床总图，它表示机床的配置形式及总体布局。联系尺寸图的主要内容如下：1）以适当数量的视图按统一比例画出机床各主要组成部件的外形轮廓及相对位置，表明机床的配置形式及总体布局，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的线条尺寸，但反映个部件的联系尺寸、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。各部件的详细结构不必画出，留在具体设计部件时完成。3）为了便于机床设计，联系尺寸图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。2.选择动力部件影响动力部件选择的主要因素有：1） 切削功率 根据各刀具主轴的切削用量，计算出总切削功率，再考虑传动效率，作为选择组合机床主传动用动力箱型号规格的依据。2） 进给力 不同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，以合力小于进给力来确定动力滑台的型号和规格。3）进给速度 不同规格的动力滑台都有规定的快速行程和最小进给量限制。所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，所选切削用量中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，必须考虑其允许的最大行程。设计时，所确定的动力滑台部件总行程应小于所选用动力滑台的最大行程。5）主轴箱轮廓尺寸 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主轴箱都是有一定限制的。设计时可查组合机床通用部件的相应配套表。将本论文钻削“离心式微电机水泵连接座”底座上的六个孔，组合机床选用的动力部件及其配套通用部件的型号、规格及主要尺寸、性能介绍如下：液压动力滑台1HY25IB台面宽度250mm，台面长度500mm，行程250mm，滑台及滑座总高250mm，滑座长790mm，允许最大进给力=8000N，快速行程速度12m/min，工进速度32800mm/min动力箱1TD25IB电动机为型，功率，动力箱输出轴转速为785r/min；动力箱与动力滑台结合面尺寸：长320mm，宽250mm，动力箱与主轴箱结合面尺寸：宽320mm，高250mm；动力箱输出轴距箱底面高度为125mm。配套支承部件侧底座1CC251，其高度H=560mm，宽度B=450mm，长度L=900mm。3绘制联系尺寸图应考虑的主要问题绘制联系尺寸图，一般是在已画出被加工零件工序图、加工示意图，并初选动力部件及与其配套的通用部件之后进行的。对于机床的某些重要尺寸也应在画联系尺寸图之前的方案设计阶段初步确定，如机床的装料高度H，主轴箱轮廓尺寸及夹具轮廓尺寸等。尤其对于加工精度要求较高、比较复杂的组合机床，往往需要预先画出夹具方案的详细草图，以确定其主要轮廓尺寸。所以，总体设计更确切地说是包括夹具方案草图设计在内的四图一卡设计。 1)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。这里所要确定的夹具轮廓尺寸主要是指夹具底座的长宽高。这些尺寸的确定，除了首先必须考虑工件的轮廓尺寸、形状、具体结构外，还须考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(镗模、导向套等)，并要考虑夹具底座与机床其他部件(如中间底座)连接固定所需要的尺寸。对精加工机床，不应过分追求尺寸小，一定要确保夹具具有足够的刚度。 2)机床装料高度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。我国过去设计组合机床一般取装料高度H=850mm。为提高通用部件及支承部件的刚度并考虑自动线设计时中间底座内要安装夹具输送、冷却排屑装置，新颁布的组合机床标准推荐装料高度H=1060mm，与国际标准(ISO)一致。在现阶段设计组合机床时，装料高度可视具体情况在H=850-1060mm之间选取。选取装料高度H要考虑的主要因素是，应与车间里运送工件的滚道高度相适应，由于受工件最低孔位置(本论文)、主轴箱最低主轴高度(本论文)和所选通用部件、中间底座,夹具高度等尺寸的限制(本论文所选滑台与滑座总高，侧底座高度，夹具底座高度，中间底座高度)，本论文机床装料高度取H=900mm。3)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安装连接的需要。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，工件端面至主轴箱前端面的距离不小于加工示意图上要求的距离(本论文机床左面)。同时，要考虑动力部件处于加工终了位置时，主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回收，中间底座周边须有足够宽度的沟槽。 中间底座宽、高方向尺寸，除考虑上述一些有关因素外，要注意不削弱机床的刚度，尤其对精加工机床。 初定出中间底座的长、宽、高尺寸后，应在通用部件标准中优先选用尺寸与之相近的标准中间底座以简化设计。但往往由于机床装料高度和夹具轮廓尺寸已先根据加工情况及车间运送工件滚道具体条件定出，造成中间底座不能选择通用件，而须参考同类中间底座专门设计。 4)主轴箱轮廓尺寸 标准的通用钻、镗类主轴箱的厚度有两种尺寸规格，卧式为325mm，立式为340mm。绘制机床联系尺寸图时，着重要确定的尺寸是主轴箱的宽度和高度及最低主轴高度。如下图所示，被加工零件轮廓以点划线、主轴箱轮廓用粗实线表示。主轴箱宽度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 工件在宽度方向相距最远的两孔距离（mm）；最边缘主轴中心距箱外壁的距离（mm） ；工件在高度方向相距最远的两孔距离（mm）；最低主轴高度（mm）。 和为已知尺寸。为保证主轴箱有排布齿轮的足够空间 ，选取70100mm.主轴箱最低主轴高度须考虑到工件最低孔位置()、机床装料高度(H=900mm)、滑台滑座总高()、侧底座高度()、滑座与侧底座之间调整垫高度()等尺寸之间的关系而确定。对于卧式组合机床，要保证润滑油不致从主轴衬套处泄露到箱外，选取： 85140对于本论文 =7+900-(0.5+250+5+560)=若取，则可求出多轴箱轮廓尺寸为： 根据上述计算值，按主轴箱轮廓尺寸系列标准，确定主轴箱轮廓尺寸为BH=400400mm4联系尺寸图的画法和步骤1）画主视图 主视图的图形布置应与实际机床的工作布置一致，并应选择适当的比例。先用双点划线或细实线画出被加工零件的长高轮廓。以工件左端面为基准，根据前面已确定的工件端面至主轴箱前端面的最小距离是，确定机床主轴箱前端的轴向位置。再根据主轴箱最低主轴高度位置尺寸及主轴箱轮廓尺寸长宽厚=400400320mm。画出主轴箱以其后盖与动力箱定位连接，根据已选择的动力箱的安装连接尺寸画出动力箱的轮廓。动力箱以其底面与动力滑台定位连接，在机床长度方向上，通常动力箱后端面应与滑台后端面平齐安装。动力滑台与滑座在机床长度方向上的相对位置，由加工终了时滑台前端面到滑座前端面的距离决定。它是机床长度方向上各部件联系尺寸的可调环节，其最大范围在75-85mm之间。是动力滑台、滑座本身结构决定的滑台前端面到滑座前端面的最小距离与前备量二者之和。前者通常不应小于15-20mm,本论文取为20mm;后者用以补偿刀具重磨后轴向可前调的尺寸并用于弥补机床制造和安装误差，本论文前备量也取为20mm,则 为了便于机床的调整和维修，滑座与侧底座之间需加5mm的调整垫。而滑座与册底座在机床长度方向上的相对位置由滑座前端面到册底座前端面的距离决定 。若采用标准型，则可以在机床通用部件联系尺寸标准中查得；若不采用标准型，则根据具体情况而定，这里取=100mm中间底座轮廓长度方向尺寸的确定： 式中 加工终了位置，主轴箱端面至工件端面间的距离，主轴箱的厚度，工件沿机床长度方向上的尺寸，机床长度方向上，主轴箱和动力箱滑台的重合长度，加工终了位置，滑台前端面至滑座前端面的距离，滑座前端面至侧底座前端面的距离，则 =（325+325+69）-（180+40+100） =734mm2）画左视图 重点在于表示清楚组合机床各部件在宽度方向的轮廓尺寸及相关位置，配合主视图完成联系尺寸图所要求表达的内容。实践证明，机床联系尺寸图在整台组合机床设计工作完成之前，特别是部件的具体设计过程中。总会发现某些结构、尺寸定得不够合理，甚至不能满足设计与使用需要，而需对机床联系尺寸图进行修改，相应地变动和调整图上的尺寸，此时联系尺寸图又成为调整机床各个部件之间尺寸联系的依据。在机床各组成部件的设计完成之后，以联系尺寸图为基础进行细化，添加必要的电气、液压控制装置、润滑、冷却等装置，并加注技术要求等文字说明，便成为机床总图。本论文的机床联系尺寸图见图纸3。4.1.4机床生产率计算卡根据加工示意图所确定的工作循环及切削用量等，就可以计算机床生产率并编制生产率计算卡。生产率计算卡是反映机床生产节拍或实际生产率和切削用量、动作时间、生产纲领及负荷率等关系的技术文件。它是用户验收机床生产效率的重要依据。本论文的组合机床生产率计算卡见图纸4。4.2通用多轴箱的设计多轴箱是组合机床的重要专用部件。它是根据加工示意图所确定的工件加工的孔的数量和位置、切削用量、和主轴的类型设计的传递的个主轴运动的动力部件。其动力