机械毕业设计（论文）-168卧式双面切槽精镗摇臂轴孔组合机床总体设计.doc

目 录中文摘要、关键字1英文摘要、关键字2引言 3第1章 组合机床总体设计绪论41.1 课题的背景和意义41.2 组合机床的组成及其特点41.3 组合机床的现状51.4 论文的主要内容6第2章 组合机床工艺方案的制定72.1 被加工零件的特点及工艺分析72.1.1 零件技术参数72.1.2 技术要求92.1 3 生产纲领分析状92.1.4 初步拟定工艺方案92.2 选择定位基面，确定定位、夹紧方式102.2.1 选择定位基面，确定定位、夹紧方式102.2.2 基准重合问题102.2.3 工件定位基面和定位方法的选择102.2.4 夹紧力问题112.3 壳体加工工艺方案的分析及制定112.4 确定切削用量及刀具122.4.1 刀具的选择132.4.2 切削用量的确定及切削力，功率的计算132.5 组合机床配置型式的选择162.6 组合机床的机床布局及结构说明16第3章 组合机床动力部件的选择18第4章 被加工零件工序图20第5章 组合机床加工示意图215.1 加工示意图的作用215.2 加工示意图的内容215.3 加工示意图的画法及注意事项225.4 导向结构的选择225.5 确定主轴尺寸及外伸长度235.6 选择接杆235.7 确定动力部件的工作循环及工作行程245.7.1 工作进给长度的确定245.7.2 快速引进长度的确定255.7.3 快速退回长度的确定255.7.4 确定动力部件总行程的长度25第6章 组合机床联系尺寸图276.1 机床联系尺寸图作用276.2 机床联系尺寸图的内容276.3 绘制机床尺寸联系总图应考虑的主要问题276.3.1 机床装料高度的确定276.3.2 夹具轮廓尺寸的确定276.3.3 中间底座尺寸的确定286.3.4 机床分组 28第7章 组合机床生产率计算卡29结论31致谢32参考文献33附录1：生产率计算卡 34卧式双面切槽精镗摇臂轴孔组合机床总体设计摘要：本机床所加工零件为水泵壳体，其主要特点为壳体表面孔比较多且加工精度要求较高，形状结构复杂。为了满足加工技术要求，进行本组合机床总体设计。本文详述卧式双面切槽精镗摇臂轴孔组合机床的总体设计的方法步骤，包括壳体待加工孔、槽的工艺性和技术性分析，根据分析采用一面两销（端面和两定位孔）定位方式，液压夹紧方式并进行位基准的分析；壳体加工工艺路线采用先镗孔，后切槽的方式；配置型式设计为卧式双面，布局结构为左端镗孔，右端切槽；根据切削力的计算选择西德标准DSS镗削头，SEHY400，SEME400型号滑台；两侧底座选用STH400（高560）型号，中间底座和夹具部分为专用设计；本组合机床“三图一卡”的绘制。本机床总体设计结果和结论：该组合机床的设计，满足壳体三个孔一个槽的加工精度要求；其加工总时间约为3.3分钟，满足4.5分钟的要求，节约加工时间，为大规模的实际生产奠定了基础。关键词：组合机床 卧式 双面 精镗 切槽 总体设计Overall Design of Horizontal Two-side Grooving and Fine Boring Rocker Arm Axle Hole Modular Machine ToolAbstract：The processing parts of the machine are pump castings,.the main features are the more shell holes,higher machining precision,complex shapes.To meet the requirements of the technology,the modular machine tool is designed.It describes the steps of the overall design of horizontal two-side grooving and fine boring rocker arm axle hole modular machine tool,including the machined shell hole,grove technology and technical analysis,based on an analysis,we adopted the side of two-pin(face and two positioning holes) positioning method,hydraulic clamping means and positioning benchmarking analysis;the case processing line using the way of boring firstly,and notching secondly;configuration type designed for horizontal two-side ,boring layout structure for the left hole,right side notch;according to the calculation of cutting force,we choice DSS boring head ,SEHY400,SEME400 type slide,at the standard West Germany;both sides of the base used STH400(high 560)models,the middle part of the base ang dedicated fixture design belong to special design;the combination of machine tool “3 Figure 1 Card” draw.The results and conclusions of the overall design of this machine :The design of the modular machine meets the three holes of a tank shell processing accuracy;its total processing time is about 3.3 minutes,which meet the 4.5minutes requirements,save processing time and make a great basis on the actual production.Key words：Mdular Machine Tool; Horizontal; Two-side; Fine Boring; Grooving; Overall Designing 引 言毕业设计是高等学校工科专业教学中的一个主要组成部分，是立足该专业，面向生产实践环节的学习过程中最后一个主要的教学环节，是完成学生基本业务素质训练的重要组成部分，是培养学生独立发现问题、分析问题进而解决问题的能力以及科学的工作、思考方法一个过程。毕业设计的目的在于培养学生综合运用所学知识和技能，分析和解决机械工程实际问题的能力，使学生熟习生产技术的工作的一般方法；培养树立工程技术必须的整体观点，生产观点和经济性观点；树立正确的，严肃认真的工作态度；培养学生研究调查，查阅技术文献资料，手册进行工程运筹，图样的绘制及编写技术文件的独立工作能力。本次毕业设计，为了按照技术要求进行壳体加工，我通过分析壳体的孔，槽的加工精度要求，设计生产所需工艺路线，计算切削力，选择所需刀具、定位面、定位方法、定位基准，选择滑台、侧底座等通用部件，设计中间底座尺寸、夹具体尺寸，并进行工序图，加工示意图，机床尺寸联系总图，生产效率卡的绘制，最终设计出卧式双面切槽精镗摇臂轴孔组合机床，满足加工技术要求,少于预期时间，提高了效率。最后在朱老师的指导下基本完成了设计任务，并编写了设计说明书。就个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的技术工作打下一个良好的基础。由于书本知识的局限性，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。第1章 组合机床总体设计绪论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，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，广泛应用于汽车，拖拉机，内燃机和压缩机等许多工业生产领域。1.1 课题的背景和意义组合机床是一种高效率的加工机床，它不仅是机械制造工业高速发展中必不可少的设备之一，而且还可以和工件输送设备，按被加工零件的工艺过程组成机床自动生产线。组合机床的投资小，收效快，经济效益好的优点也促进其在当今工业社会越来越快的发展。因此，对于组合机床的研究，不仅从经济上可以推进工业化的发展，而且，其在科技战略上的意义也非同一般。1.2 组合机床的组成及其特点组合机床能够对一个或几个零件进行多刀、多面 、多轴、多工位加工，在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、镗孔、攻丝、车削 、铣削 、磨削及滚压等工序，生产效率高，加工精度稳定。组合机床常用的通用部件有，床身（侧底座）、底座（包括中间底座和立柱底座）立柱、动力箱、动力滑台、各种工艺切削头等。动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动的动力部件，是组合机床通用部件中最基本的部件。其中还有能同时完成切削主运动和进给运动的动力头，而只能完成进给运动的动力部件称为动力滑台。固定在动力箱上的主轴箱是用来布置切削主轴,并把动力箱输出轴的旋转运动传递给各主轴的切削刀具，由于各主轴的位置与具体被加工零件有关，因此主轴箱必须根据被加工零件进行设计，不能制造成完全通用的部件。但其中很多零件（如主轴、中间轴、齿轮和箱体等）是通用的，床身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件,起着机床的基础骨架作用。组合机床的刚度和部件之间的精度保持性，主要是由这些部件保证。 除了上述主要部件之外，组合机床还有各种控制部件，主要是控制机床按顺序动作，以保证机床按照规定的程序进行工作。组合机床的通用部件，绝大多数已由原机械工业部颁布成国家标准，并按标准所规定的名义尺寸、主参数、互换尺寸等定型，各种通用部件之间有配套关系。这样，用户可根据被加工零件的尺寸、形状和技术要求等，选用通用部件，组成不同型式的组合机床，以满足生产的需要。组合机床与通用机床及其他专用机床比较，具有以下特点：1、设计、制造周期短、成本低。因通用零部件占70%80%，通用件可组织专业化批量生产或外购。2、生产率高。因为工序集中可多刀、多工位、多轴同时自动加工。3、自动化程度高，劳动强度低。4、组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门厂家成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。5、在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人的技术水平要求不高。6、当产品或工艺变化时，其通用部件和标准件可以重复利用，不必另行设计和制造。7、组合机床易于连成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。1.3 组合机床的现状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。近20年来，组合机床技术取得了飞跃发展，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，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0.030.02微米。其自动线在加工精度、生产效率、利用率、柔性化和综合自动化等方面的巨大进步，标志着组合机床自动线技术发展达到的高水平。自动线的技术发展,刀具、控制和其它相关技术的进步以及用户需求变化起着重要的推动作用，其中，特别是CNC控制技术对自动线结构的变革及其柔性化起着决定性作用。 尽管组合机床现在已经日趋成熟，不可避免，它存在的一些缺点已经成为其自身发展的瓶颈。由于组合机床由通用模块和专用模块组装而成，当出现故障的时候，对于机器的检修人员就有了更高的要求，组合机床的发展需要时间的磨合与技术的融合。1.4 论文的主要内容1、研究被加工零件图，确定零件的加工内容和精度并充分了解用户的要求，确定：（1）机床的加工方式。（2）机床的整体形式。（3）被加工零件的定位、夹紧方式。2、按照组合机床的设计规范要求，通过对切削用量的选择，切削力的计算等过程，绘制机床的三图一卡，即（1）被加工零件工序图：0002（2）被加工零件加工示意图：003（3）机床总图：0001（4）生产率计算卡：000434第2章 组合机床工艺方案的制定工艺方案的拟定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。因此，应根据工件的加工要求和特点，按一定的原则、结合组合机床常用的工艺方法，充分考虑各种影响，并经技术经济分析后拟定出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。为了保证正确的工艺方案的制定，首先分析影响机床工艺方案制定的主要因素。主要有以下几点：（1）被加工零件加工的工序和加工精度的要求；（2）被加工零件的特点；（3）被加工零件的生产方式；（4）被加工零件的其他要求；（5）制定该零件的厂方技术能力。2.1 被加工零件的特点及工艺分析在制定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，被加工的部位及其精度、表面粗糙度、技术要求及生产纲领，并找出对零件加工技术要求较高，需要采用特殊加工方法才能完成的部位和表面作为制定工艺路线和组合机床设计时着重考虑的因素。零件的技术要求是保证零件表面精度、表面粗糙度，制定工艺路线和设计组合机床最基本的原始依据，因此在组合机床的设计时，必须对零件的技术要求做深入分析。2.1.1 零件技术参数零件材料技术参数见表2.1。表2.1 QT500-7材料分析牌号基体力学性能（不小于）用途举例HBSQT500-7F+P5003505-147-241壳体曲轴水泵壳体的零件图如图2.1所示：图2.1 壳体零件展开图本工序要求保证的主要技术参数如下：1、镗1孔并保证孔1直径，内壁粗糙度达到6.3，平行度要求为0.08。2、切槽并保证槽大直径为，内壁粗糙度达到6.3，平行度为0.08。3、镗2孔并保证孔2直径为，内壁粗糙度达到6.3。4、切槽倒角半径最大为1。5、槽宽3.3，槽内壁粗糙度6.3。6、槽深度和位置关系分别为12.4和7，槽内壁粗糙度6.3。7、镗3孔并保证孔3直径，同轴度，面垂直度0.12，表面粗糙度3.2。8、保证尺寸，内壁粗糙度为3.2。2.1.2 技术要求1、本道工序加工余量孔1-1.5mm（直径）。2、其余的尺寸及形位公差，表面粗糙度由本机床前序保。3、生产节拍：4.5分钟/件。4、大流量冷却，整体高防护设计，PLC控制。2.1.3 生产纲领分析生产纲领是指一个产品或一个工件（包括商品和废品在内）的年产量。分析生产纲领有助于优化设计，达到高效的目的。在大量生产中，产品的生产纲领和组合机床生产率常会构成一对需要妥善解决的矛盾。在实际的生产过程中，由于生产纲领与机床的负荷率的这一性质，人们会合理的选择这两个参数。机床负荷率按下式计算： (2-1)式中：N产品的生产纲领； T1台机床加工1件的时间,min； 4600按两班制，每天15h计，每年的总工作时间，单位h；由于在工作过程中的换刀、调整、修理以及操作工人的自然需要，根据组合机床的使用经验：=0.75-0.90。由于对于此卧式双面切槽精镗摇臂轴孔组合机床的T=4.5min/件,取=0.80，以上式可以计算此镗孔组合机床的年生产纲领：= =49066件 (2-2)2.1.4 初步拟定工艺方案根据以上工艺特点，若选用普通机床加工，难以保证各孔的位置度，同时效率也不高。因此，选用单工位的组合机床进行加工。这样有利于工序集中原则，运用多刀集中在一台机床上完成一个工件不同位置的复杂工艺工程。不仅提高了加工效率，而且多个孔一次走刀即加工成形，能够较好的保证其位置精度。此外，在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平要求也不高。2.2 选择定位基面，确定定位、夹紧方式要进行工件的正确加工，首先应该使其达到正确的位置。为保证其正确加工位置,故分析工件的定位，夹紧。组合机床夹具的设计同样需要用六点定位，基准、基面选择，尺寸链换算，误差分析与计算等一些常用方法。但是,组合机床夹具还有下列特点：（1）由于切削速度较大，故切削力比较大；（2）自动化程度高，要求定位、夹紧需要机械化或自动化；（3）在自动化线上的夹具需要自动运输的要求。因此在设计本壳体加工组合机床时，应将以下问题纳入考虑范围。2.2.1 基准统一问题基准统一问题决定机床的加工精度，因此在决定精基准时，应该尽可能考虑统一基准的原则，以减少定位误差。当定位基准与设计基准不重合时，根据定位加工方法及相关原理，考虑实际加工的定位基准及可能达到的精度，依照尺寸链原理进行工序尺寸换算，对零件图上加工部位的定位尺寸进行调整。本机床为单工位双面加工，且前序加工基准和本序加工相同，故不考虑该问题。2.2.2 基准重合问题加工时要考虑基准重合的原则可以保证加工精度，因此采用设计基准或装配基准作为加工的精基准。考虑到本水泵壳体的结构特点，以及工件的性质，本组合机床加工时，以零件中部已加工的两孔为加工基准，其与另一定位面上的孔中心线有同轴度保证，而定位面与孔中心线有垂直度保证，在加工时这样既可以保证零件的上所需零件孔的位置精度，也可保证所加工孔的形状精度，使其满足符合加工技术要求。2.2.3 工件定位基面和定位方法的选择选择定位基面时，在考虑工件的装卸、夹紧及自动化运输等问题的同时，还要考虑定位支承，导向，运输以及夹具上各元件的干涉问题等，所以本卧式双面组合机床的定位基面及定位方法选择如下：从零件工序图上分析，由于被加工孔与面有垂直度要求，镗孔对该面有深度要求，故采用一面两销定位方法：以零件端面为定位基准面，可限制一个自由度；一端面上的两个已加工的孔为定位基准孔，在前序加工中，孔的形状位置精度已经得到保证，保证工件在组合机床上具有确定的位置，一个销钉可以限制两个方向上的位移，再加一个销钉可以限制三个方向上的旋转自由度，这样共计五个自由度。如此，一面两销定位共限制六个自由度，被加工零件被固定。由于是镗削加工，切削力可能较大，夹具要用液压夹紧装置较为可靠。压力使壳体与夹具间产生静摩擦力，以保证壳体在组合机床加工时的位置，保证加工尺寸和形位精度的要求，满足壳体在加工中能承受切削力、重力等而保证形状位置精度不变的要求。其定位、夹紧如图2.2所示：图2.2 壳体的定位夹紧示意图2.2.4 夹紧力问题一般情况下，组合机床加工的切削力较大，切削速度较快，为此，常因切削力而产生相当大的颠覆力矩和扭矩，使切削加工时产生振动，从而影响加工的精度的尺寸要求。故要求通过定位面尽可能大，夹紧力足够大，夹紧稳定牢固来保证定位的精确性；但又不致使工件变形，影响加工精度。具体夹紧力大小需在夹具总体设计时进行计算。2.3 壳体加工工艺方案的分析及制定任何一个工件的加工都需要按照工艺方案严格执行，良好的工艺方案可以保证工件的加工质量，节约设备的维护和投资，降低零件生产成本。因此在设计组合机床之前，首先要拟定工艺方案。拟定工艺方案时所需要遵循的原则有以下几点：1、粗、精加工分开技术要求。2、工序合理的集中。3、先粗后精、先面后孔的加工顺序。4、采用易于保证技术要求的工艺方法和先进工艺。5、其他工序的安排原则即热处理工序的安排原则、检验工序的安排原则、辅助工序的安排原则。根据所加工的壳体的技术要求和参数，对本次设计加工壳体进行工艺路线的分析与制定如下：1、根据所需加工的孔和槽的基本尺寸及加工技术要求，用镗刀和成行铣刀分别进行加工，保证其所需要求。由于余量较小，可以考虑在此组合机床上一次加工完成，所以此组合机床采用复合刀具加工，并且安排三把镗刀同时进行，前镗刀进行保证基本尺寸为44.6的孔1，中间的镗刀保证基本尺寸为58.6的孔2，后镗刀保证基本尺寸为76.1的孔3。2、孔的同轴度由镗杆的安装精度保证，在刀具设计中具体考虑。3、孔内端面粗糙度由刀具保证，在刀具设计中应具体考虑。4、倒圆角半径最大不超过R1，由切槽刀具保证。5、依据加工要求，对其槽的加工采用成形铣刀进行加工，保证其形状尺寸要求。6、本工序精镗孔加工中不允许留有退刀痕，这对机床的工作循环有影响：工进完成后，应先主轴定位，在使移动工作台失压让刀，然后才能快退，即要有让刀动作。7、根据所需加工孔的技术要求，设计合理的检具、验具，在工件加工完成后，进行工件的检验。由上分析得具体加工工艺路线，即：三把镗刀同时精镗加工，完成所需尺寸要求，后用成形铣刀加工内孔面，切槽使其满足要求，加工完毕，检验零件是否满足加工要求。2.4 确定切削用量及刀具正确选择刀具及其结构，对保证组合机床正常工作及其重要。组合机床通用部件的选择依据是切削过程中所需的切削力、切削功率，待选定后再校验切削扭矩是否合理。要计算切削力、切削功率及切削扭矩，就得确定加工过程中的切削用量。2.4.1 刀具的选择 此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过答辩刀具的选择主要取决于加工工序所采用的加工方法，加工表面的尺寸，工件的材料，所需要的精度以及表面粗糙度，生产率及生产经济型等。在选择时应尽可能采用标准刀具，必要时可采用复合刀具和其他专用刀具。镗刀制造刃磨简便，特别是对不通孔、高精度孔、孔中心线直线度和位置度要求严格的孔采用镗削工艺特别有利，因此本工序采用镗刀进行孔加工。本工序中要加工三个不同直径的同轴孔的内壁，为提高工序集中程度并且保证加工精度，可采用同时加工两个以上表面得复合刀具，但是因为整体式复合刀具制造刃磨较困难，刀体不能重复使用，成本高，所以采用组装式结构，即装三把镗刀的镗杆。此处要注意应使复合刀具各切削部分的耐用度大致相同。镗刀头采用硬质合金刀头，镗杆直径和镗刀头截面尺寸根据镗孔直径选取，按组合机床设计简明手册表3-2选取，由于三镗刀在同一镗杆上，故直接杆最大直径76.1选取镗杆为60mm，按三孔的直径分别为44.6，58.6，76.1，选取镗刀的截面BB为1010，1212，1616，圆截面直径d1分别为10，12，18，单位mm。又知该镗削加工为精加工，故切屑较少，不会产生切屑缠绕镗杆的问题，故可采用单刀镗削，以利于提高加工的精度和表面粗糙度。本组合机床选择刀具为镗刀和切槽刀，镗刀刀体采用SANDVIKG公司的所产系列，依照图纸进行补充加工；切槽刀选用成形刀具，材料为726。具体刀具图形尺寸在刀具图61组。2.4.2 切削用量的确定及切削力，功率的计算组合机床上使用的切削用量，主要是切削速度v（m/min）、背吃刀量 (mm)和每转进给量f（mm/r），这些参数选择得是否合适，对生产率与加工质量有很大的影响。当切削用量选择的大时，加工一个工件所需的机动时间就少，单件生产率高。但是,如果切削用量选择的太大，所需的切削力就大，在切削过程中产生的热变形和振动就大，会使加工精度和表面粗糙度降低，同时,刀具的耐用度也随之降低。由于组合机床通常采用多刀同时加工，刀具的刃磨、装卸、调整都很费事。如果刀具的耐用度过低，就会因刀具的装卸、刃磨而使机床的生产率降低。由此可见，组合机床切削用量的合理选择是比较复杂的。总的说来，组合机床要求刀具的耐用度比通用机床的高。由于组合机床有大量刀具同时工作，为了使机床正常工作，不经常停车换刀，而达到较高的生产率，所选择的切削用量比一般通用机床的切削用量要低一些。并且本机床镗削加工为三孔同时镗削，所以切削用量要综合考虑。1、精镗44.6mm孔、58.6孔、76.1孔，同时加工。（1）确定切屑用量。由被加工零件的技术参数知背吃刀量为1.2mm。查组合机床设计简明手册表6-15，知v取70至90m/mim,f取0.12至0.15mm/r。因为是三把镗刀同时加工，故切削用量取小一点，试取0.12mm/r。由于三把镗刀同时加工，故主轴转速n相同，则有 （2-1）其中,.由于v在70至90m/min，试取n=450r/min,则由（2-1）可求得：63.02m/min,82.8 m/min,107.53 m/min,基本满足要求。则进给速度为 （2-2）表2.2 镗刀切削用量切削速度v（m/min）进给量f（mm/r）主轴转速n（r/min）进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）孔163.02012450541.2孔282.8012450541.2孔3107.53012450541.2（2）计算切削力查组合机床设计简明手册表6-20，镗削圆周里计算公式为 （2-3）按三把镗刀同时加工计算F=3Fz=1357.707N（3）计算切削扭矩查组合机床设计简明手册表6-20，镗削切削扭矩计算公式为 （2-4）带入公式可得5171.85N/mm,6795.31N/mm,8824.63N/mm，则总扭矩为T=20.79N/m。（4）计算切削功率查组合机床设计简明手册表6-20，切削功率的计算公式为 （2-5）将数据带入公式，可得P1=0.466kw，P2=0.612kw，P3=0.795kw，总功率P=1.873kw。由于考虑切削力不稳定因素，选用电机功率为3kw，额定转速为710r/min。（5）镗削基本时间的确定：镗削工进速度为54mm/min,由工作循环图知工进距离62mm,镗削时间为=69s （2-6）（6）其他说明根据已经定下的刀具，对照被加工零件图分析可知，复合刀具加工三个孔时并不是同时镗削的，而是三号刀先镗削，完成后一号刀和二号刀才开始加工，并且有单独加工的时间也有同时加工的时间，故以上计算中按三刀同时加工计算出的结果比实际情况更大，以此选择的通用部件有更多的富余量。2、切槽加工，切槽直径51.5mm。（1）切削深度为3.45mm。（2）切槽采取成形刀加工，刀具根据切槽形状专门加工。到达加工部位后，刀盘横向进给4mm完成加工。刀具采取硬质合金，切槽电动机选用3kw，额定转速710r/min。查机械制造技术基础课程设计指南选取进给量f=0.05mm/r。（3）切削速度的确定：根据机械加工工艺师手册选取主轴转速选取n=300r/min，切削速度为=48.538m/min。（4）查组合机床设计简明手册表6-20，镗削圆周力由（2-2）计算得909.75N。（5）基本时间的确定：由刀具工作循环图知刀具快进265mm，缓进5mm，到达加工部位后刀具加工，刀具横向进给4mm完成加工。切槽刀横向工进速度为15mm/min,由公式计算得加工时间为16s。刀具切削时间共计69+16=85s，再加上其他空转进给的时间，整个加工过程完全可以控制在4min以内。2.5 组合机床配置型式的选择配置方案的不同对机床的复杂程度，通用化程度，结构工艺性，加工精度，机床重新调整的可能性以及经济性等都有不同程度的影响。因此，确定机床配置型式和结构方案则显得十分重要。组合机床有大型和小型两种，大型组合机床主要有单工位组合机床和多工位组合机床两大类。单工位组合机床适用于大、中型零件的加工，特别适用于箱体零件以及被加工零件的特点，所以本机床选用单工位组合机床。但是在选用单工序组合机床时应注意：1、单工位组合机床大多采用固定式夹具（工件移动的铣床除外），通常安装一个工件。2、单工位组合机床通常对工件上一个部位只加工一次，因此为了对同一个部位进行多项加工，需要几台机床顺序进行或采用复合刀具。3、在单工位组合机床加工中，辅助时间不能和机动时间重叠。因此缩短辅助时间和机动时间成为提高生产率的关键，必要时采用提高生产率的先进工艺来解决。分析本工序,知本机床由于加工内容比较简单，此组合机床采用卧式双面单工位组合机床形式，并且采用夹具保证加工精度，以及复合刀具、成形铣刀对壳体上的三个孔和成形槽进行加工。2.6 组合机床的机床布局及结构说明组合机床布局安排是根据被加工零件的部位、种类及现场要求，设计被加工部位的加工工序图，加工示意图，设计出组合机床的机床合理布局及结构说明。本机床拟采取的布局安排如下：1、机床左侧为单独动力镗刀主轴，单独动力滑台，侧底座，卧式布置；2、右侧为铣刀主轴结构，右侧底座，单独动力滑台，溜板，卧式布置；3、中间部分为夹具体，移动工作台，夹具采用螺栓连接布置在滑台上；4、工件采用液压夹紧，滑台采用液压滑台和机械滑台；5、机床床身尽可能缩短；6、机床底座的高度尽可能降低；7、湿式加工，注意排水，导轨应加防护。本组合机床布局如图2.5所示：图2.3 机床布局1-电动机 2-夹具部分 3-滑台及动力部件 4-左侧纵向滑台 5-中间底座 6-右侧纵向滑台关于机床结构的说明：1、布局采用卧式布置，以避免切屑挤入前导向;2、在满足加工需求的前提下，机床避免复杂的刀具，力求简单和较高的通用化程度，这样可以降低成本，提高工作可靠性；3、在一个工位上进行镗孔和切槽两个工序，工序集中，效率高，精度易于保证；4、夹具固定在移动工作台上，对加工精度有一定的影响，查组合机床设计简明手册表3-3可知该类型的配置精度可达+-0.05mm，满足了零件的加工工艺要求。5、本组合机床的移动工作台装配方向与机床主轴方向垂直，并且向机床的另一侧倾斜，在机床的另一侧则布置磁性排屑装置和积屑车，这样的配置很有利于排屑。第3章 组合机床动力部件的选择工序内容本身决定了组合机床采用的动力部件的内容。对于钻、扩、镗孔等工序一般采用机械动力头配多轴箱，或者采用动力箱、多轴箱和动力滑台（机械或液压）。后一种配置形式在应用上更为灵活，通用化程度更高一些。对于镗孔工序还可以采用镗孔车端面头加动力滑台，或者是专用的镗孔多轴箱加动力滑台。镗孔车端面头常用于工件只有一个孔及端面需要加工的情况。动力滑台分为机械动力滑台和液压动力滑台，液压动力滑台能在相当大的范围内实现无级调速，在工作过程中可以方便的随时调速，可获得较大的进给力，过载保护简单可靠，便于自动化控制，但是液压油粘度受温度的影响，容易漏油，进给量由于载荷的变化和温度的影响而不够稳定，维修比较麻烦且技术要求高；机械动力滑台及机械动力头进给稳定，慢速无爬行，高速无振动，可降低加工工件的表面粗糙度，且易发现故障，维修技术要求较液压动力滑台的低。由于本组合机床要精镗三个孔，切削力较大，并且需要保证深度；切槽加工余量较小，所以对于加工此壳体的组合机床采用双面卧式加工结构，滑台选择机械动力滑台和液压动力滑台并用，左侧精镗加工配置机械动力滑台，右侧切槽配置液压动力滑台。选用西德标准的DSS镗削头，SEME400、SEHY400滑台，并配其他通用部件，如鉴于本加工镗削头速度较高，采用RTR100皮带传动装置。选取依据如表3.1，表3.2所示：表3.1 滑台参数 参数型号最大行程（mm）工进速度(mm/min)快进速度(m/min)工作电机功率转速(kw.rpm)快进电机功率转速(kw.rpm)最大进给力(KN)外形尺寸（长*宽*高）(mm)SEME40040014.2-3945.80.7513901.51400201885*699*3206302115*699*3202.23SEHY40063020-3006-19.381626*630*320所选用镗削头功率7.5kwP=1.873kw,扭矩600NmT=20.79Nm,满足切削力和切削功率要求；配套滑台、传动装置转速也符合要求。表3.2 DSS镗削头参数镗削头型号主轴外伸长(mm)主轴端号(mm)主轴轴承轴径(mm)最大扭矩(N.M)最大功率(KW)配套传动装置组成镗车头时的配套部件型号转速范围（R/min）车端面刀盘横进给油缸前直径后直径型号最大直径型号最大行程DSS100FK806(106.375)100806007.5RTR100280-3150PK250/50-6A50ZPL100*8080M160L250ZTR100100-650注：1、RTR为皮带传动装置；ZTR为齿轮传动装置。2、DSS镗削头K表示短型；M表示标准型；L表示长型。 第4章 被加工零件工序图被加工零件工序图是根据制定的工艺方案，表示设计的组合机床所完成的工艺内容，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、夹压部位以及被加工零件的材料、硬度和在机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图样。除了设计研制合同外，它是组合机床设计的具体依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要文件。被加工零件工序图是在被加工零件图的基础上，突出本机床或自动线的加工内容，并作必要的说明而绘制的。其主要内容包括:1、被加工零件的形状和主要轮廓尺寸，以及与本工序机床设计有关部位的结构形状和尺寸；2、加工用定位基准，夹压部位及其方向已标出，以便以此进行夹具的定位支撑（包括辅助定位支撑）限位，夹紧，导向系统的设计；3、本道工序加工部位在图中用粗实线画出，要保证的加工部位尺寸的数值的下方画有粗实线，表面粗糙度和同轴度要求也已表明；4、在备注中有被加工零件编号，名称，材料，硬度及加工余量等信息；5、本工序加工为精镗，不允许留有退刀痕迹。被加工零件工序图详见图2.1。第5章 组合机床加工示意图加工示意图是在工艺方案初步确定的基础上绘制的。是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图，它是组合机床总体设计的主要图纸之一，在组合机床总体及自动化线设计中占有相当重要地位。5.1 加工示意图的作用加工示意图直接表示出实现工艺的具体措施，是帮助我们进一步分析工艺方案和车床是否可行的基础，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、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。5.2 加工示意图的内容加工示意图应绘制成展开图。先根据工艺要求按比例绘制工件的外形及加工部位的展开图，对于那些距离很近而且需要加工的孔，要按严格的比例相邻的展开画出，使人能清楚地看出相邻刀具、导向机构、专用工具及主轴等是否相撞，然后按工件加工要求拟定工艺方案和选用刀具、主轴、连杆及专用工具、切削用量、工序余量等进行绘制。因此加工示意图应包含的内容有：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。在本组合机床设计中，工件的定位基准面是朝左的，被加工部位的尺寸形状可参照零件工序图的k-k剖视图。工件的左边布置三把镗刀装在一根镗杆上的复合刀具，一次进给即可镗削三孔，右边布置的是成形刀，用于切槽。5.3 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：先按比例用细实线绘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）。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、导向是否干涉。3、主轴应从镗削头端面画起。刀具画加工终了位置（攻丝加工则应画开始位置）。标准的通用结构只画外形轮廓，但须加注规格代号。对一些专用结构，如成形刀，为显示其结构而必须剖视，并标注尺寸、精度及配合。5.4 导向结构的选择组合机床加工孔时，除采用刚性主轴加工方案外，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的导向装置来保证的。导向装置还可以保证各刀具相互间的正确位置，提高刀具系统的支撑刚性。因此，正确的选择导向结构和确定导向类型、参数、精度，是设计组合机床的重要内容，也是绘制加工示意图时必须解决的问题。因为个镗刀的线速度都超过了20m/min,且各镗刀的直径都在25mm以上，所以使用旋转式导向装置。表5.1 内滚式旋转导向装置加工要求导向长度L轴承形式轴承精度导向配合精加工180mm向心推力球轴承CDd1d2镗杆导向部分外径H6k6j5h5选用内滚式导向装置结构，查组