毕业设计（论文）-卧式单工位双面车方组合机床的整体设计【全套图纸】.doc

前 言全套图纸，加153893706毕业设计是对本科阶段教学环节的一次综合检验，是高等院校机械类专业学校教学计划的一个重要组成部分，其实践性和综合性是其它教学环节所不能代替的。通过毕业设计使学生获得综合训练，有利于培养学生独立工作能力，巩固和提高所学知识，全面提高毕业生的素质，使之能较快的适合工程实践，对培养学生的实际工作能力具有十分重要的作用。本次设计是根据实际工程中的需要，完成卧式单工位双面车方组合机床的整体设计。组合机床就是用按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。它能从多面、多工位、多轴对一个或几个工件同时加工，和一般万能机床相比，具有设计制造周期短、成本低、自动化程度高、加工效率高、加工质量稳定，减轻工人劳动强度等优点。而我们设计的车方机床，就是用曲率半径很大的椭圆短半轴曲线代替直线切削方形工件。在机床中间底座上装有固定夹具,用于安装工件。机床工作时,装两把车刀的车头主轴由单独电机驱动作回转主运动,同时车头由侧底座上的液压滑台带动作进给运动。一次装夹,一个工步完成了4 个平面的切削。与一般铣削相比，减少了工件的二次装夹和调整分度的时间，提高了生产率，减轻了劳动强度，降低了生产成本。 在设计过程中，遇到了一系列的困难和问题，一方面我们自己不断查阅相关资料尽力去解决，另一方面还得到了指导老师的大力支持与帮助，使我能够顺利完成本次设计任务。在此向指导老师表示衷心的感谢。由于本人设计能力有限，难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。1.组合机床设计概述1.1组合机床及其特点组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它能够对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点：（1）组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总重的70%80%，因此设计和制造的周期短，投资少。经济效果好。（2）由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。（3）组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践的，又有专门厂成批制造，因此结构稳定，工作可靠，使用和维修方便。（4）在组合机床加工零件时，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。（5）当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部分部件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。（6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。1.2组合机床设计步骤 （1）制定工艺方案 要深入现场，了解被加工零件的加工特点、精度和技术要求、定位夹压情况以及生产率的要求等。确定在组合机床上完成的工艺内容及其加工方法。（2）机床结构方案的分析确定 根据工艺方案确定机床的型式和总体布局。在选择机床配置型式时，既要要考虑实现工艺方案，保证加工精度、技术要求以及生产率；又要考虑机床操作、维护、修理是否方便，排屑情况是否良好；还要注意被加工零件的生产批量，以便使设计的组合机床符合多快好省的要求。 （3）组合机床总体设计 这里要确定机床各部件间的相互关系，选择通用部件和刀具的导向，计算切削用量及机床生产率。绘制机床的总联系尺寸图等。 （4）组合机床部件的设计和施工设计 制定组合机床流水线的方案时，与一般单个的组合机床方案有所不同。在流水线上由于工序的组合不同，机床的型式和数量都会有较大的变化。因此，这时应按流水线进行全面考虑。而不应将某一台或几台机床分裂开来设计。 2.组合机床的总体设计2.1设计任务 设计任务：卧式单工位双面车方组合机车 工件名称：小型拖拉机操纵轴 生产批量：中批生产材料：45钢产品图如下 2.2组合机床总体设计的依据2.2.1概述 机床设计，是设计人员根据使用部门的要求和制造部门的可能，运用有关的科学技术知识，所进行的创造性劳动。而机床设计的第一步，就是整体方案的确定。即在调查和分析的基础上，提出所设计机床的工艺方法、运动和布局、传动和控制、结构和性能等的初步方案。总体方案是部件和零件的设计依据，对整个机床设计的影响较大。因此，在拟定总体方案的过程中，必须综合地考虑，使所定方案技术上先进，经济效果好。确定机床的总体方案，包括下列内容：（1）调查研究 包括调查和分析工件、了解使用要求和制造条件、调查研究现有同类型机床等。（2）工艺分析 包括确定机床上的工艺方法、运动等。（3）机床总体布局 一般包括：分配运动、选择传动形式和支承形式、安排手柄等操作件的位置、拟定从布局上改善机床性能和技术经济指标的措施等。最后，绘制机床的总联系尺寸图，以表达所采用的总体布局，规定联系尺寸，并确定主要技术参数。另外，当机床的传动和控制较复杂时，须拟定机床传动系统的草图。对于不同类型的机床，拟定总体方案的侧重点也是不同的。通用机床的工艺比较定型，一般是侧重于机床的系列化工作、对现有同类型机床的调查分析以及新技术、新结构的应用。2.2.2组合机床的总体布局 机床的总体布局是指确定机床的组成部件，以及各个部件和操纵、控制机构在整台机床中的配置。合理的总体布局的基本要求是：（1）保证工艺方法所要求的工件和刀具的相对位置和相对运动。（2）保证机床具有与所要求的加工精度相适应的刚度和抗振性。（3）便于操作、调整、修理机床；便于输送、装卸工件、排除切屑。（4）经济效果好，如节省材料、减少机床占地面积等。（5）造型美观。机床总体布局设计的一般步骤是，首先根据工艺分析分配机床部件的运动，选择传动形式和支承形式；然后安排操作部位，并拟定在布局上改善机床性能和技术经济指标的措施。上述步骤之间有着密切联系，必要时可互相穿插或并进。此次毕业设计所设计的机床为一台单工位双面组合机床，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专用机床。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，全面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反应注意的问题。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，选择加工的定位基难及夹压方案等)、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等，这些便是组合机床方案制定的主要内容。2.2.3.工件及工艺分析工件是组合机床的工作对象，是组合机床总体方案设计的依据。因此，必须明确工件的特点和加工要求，诸如：被加工面的尺寸精度、相互位置精度、表面光洁度以及对生产率的要求等。选择典型工件进行分析：如图2-1 图2-1加工拖拉机操纵轴方头(见图1-1) ，原工序为在已加工了外圆后,用铣床铣削方头,由于需要分度转位,辅助工时较长。改为专用卧式组合机床车削方头,在机床中间底座上装有固定夹具,用于安装工件。机床工作时,装两把车刀的车头主轴由单独电机驱动作回转主运动,同时车头由侧底座上的液压滑台带动作进给运动。一次装夹,一个工步完成了4 个平面的切削,提高了生产效率。 零件材料为45号钢，零件工作中受力不很大，可以在车削之后做淬火处理，以提高起刚度强度，延长使用寿命。 此生产类型为中批生产，应尽量提高生产率，降低生产成本，采用专用机床生产比较合理。 2.3工件加工原理车方机床由车头行星轮系机构产生刀尖的椭圆曲线轨迹。 图2-2车方原理见图2-2 ,齿轮与的传动比为12 ,当刀尖安装在比齿轮 的分度圆小的圆周上时,则刀尖的运动轨迹为椭圆。证明如下:设齿轮 的分度圆半径为OA =R , O点为齿轮的分度圆中心,刀尖在分度圆内定点a处,且Oa/ OA = 。当的分度圆在上作纯滚动时,圆心O点运动到O,齿轮上a点运动至a点( 坐标为x,y) ,而Oa = Oa,由图2 可知:x = Pb + ca= POcos+ Oacos = Rcos+Oa cos = Rcos+Rcos = R (1 +) cos （1)y = Ob - Oc = POsin- Oasin = Rsin- Oasin =Rsin- Rsin = R (1 - ) sin (2)由式(1) 得 =由式(2) 得=则/ (1 +) 2 +/(1 - ) 2 = + = 1 (3) 式(3) 为椭圆方程,所以a 点的运动轨迹为椭圆。同理可以证明,和a 点对称于中心O 点的另一刀尖的运动轨迹也是一个椭圆。若接近于1 时,椭圆短半径处曲率半径很大,接近于直线。设计适当的行星轮 的分度圆半径,可以控制用椭圆曲线代替直线所引起的直线度误差,满足加工一般方头的精度要求。 2.4行星轮计算及原理误差分析车方机床的车头行星轮系如图2-3 所示。 图2-31.行星轮分度圆直径D3 的设计计算图1.2 所示的E 点与F 点的y 坐标值之差为计算直线度误差的初始值。根据工件精度要求,给出初始直线度公差0.1mm。由零件简图1 的方头边长 = 26.91 0.1和初始线度公差值,我们可以计算出图2 中E点和F点的坐标在E点，零件的直线度误差大到最大值则： =2 6.91 2=13.45在F点，零件的直线度误差达到最小值，则：=26.91 2-0.1=13.35所以 E 点坐标为 (0 ,13.45) , F 点坐标为(13.35 ,13.35) ,显然刀尖在E 点时,( OPO) = 90。但必须注意的是,在F 点时,夹角不等于45。将E 点 = 90和y = 13.45代入式(2) 中,得R (1 - ) = 13.45 (4)将F 点坐标代入式(1) 和(2) 中,得R (1 +) cos = 13.35 (5)R (1 - ) sin = 13.35 (6) 联立式(4) 、(5) 和(6) 解得R =641.5754mm ,圆整取R =61mm。 分度圆直径 = 123mm。将R = 61.5mm 代入式(4) 中得 = 0.78132.曲线近似直线的车方原理直线度误差的分析计算由于工件上有的圆角,椭圆曲线近似直线段的长度小于GF ,近似直线段的车方原理直线度误差值小于计算给出的初始值。一个椭圆曲线与圆有4 个交点,相邻两点在x 方向上的距离为近似直线段的长度。交点I 的y 值与中点E 的y值之差即为原理直线度误差。椭圆方程： +=1圆的方程： + = 联立解之得4 个交点,其中第一象限的交点I 的坐标值为= （7）= (8)由变换为,工件倒圆直径的基本尺寸d = 29.65mm ,半径基本尺寸r = 14.825mm ,将R =61.5mm , = 0.7813 , r = 14.825mm代入式(7) 和(8) 得 = 13.43mm, = 6.28mm近似直线段的长度L= 2= 2 6.28 = 12.56mm。令PE = h ,按图1 计算的直线段长度为L = 2 = 2 = 12.46mm两者之差L = L- L = 12.56 12.46= 0.1mm ,符合零件图纸的要求。近似直线段的车方原理的直线度误差计算值=h-= 13.45 13.43= 0.02mm ,即直线段的车方原理直线度误差是0.02mm ,比初始值小的多,完全可以满足一般方头的精度要求。3.动力部件的选择3.1切削力的计算及刀具的选择车方机床的主轴上对称安装了两把车刀,但由图2 可知,两把刀不会同时切削,切削深度从F 点= 0 逐渐增大至E 点 = 1.5mm ,再逐渐减小至G 点= 0 。其它3 个面的切削深度也依次作同样改变。所以最大切深度 = 1.5mm ,根据零件表面粗糙度的要求,选f =0.2mm/ r。由= 可以计算滑台速度。 刀具材料选用YT15（适合加工钢料及断续切削）。为了保证一定的刀具耐用度,选v = 120m/ min = 2m/ s。零件材料45 钢,加工时的材料硬度为187HB ,查机械加工工艺手册,得:单位切削力p = 1 962N/ mm2 ;切削力Fz = p f = 1 962 1.5 0.2 = 588.6N ;切削功率P = v = 588.62=1.18kW;取机床总效率= 0.75 ,则电机功率= P/ = 1.18/ 0.75 = 1.57kW。考虑到机床可能调整加工其它尺寸，材料的方头或六方头工件，取电机功率为2kw3.2电动机的选择1. 电动机选择时要考虑的问题：（1）由于一般生产单位多采用三相交流电源，故无特殊要求时均应选用三相交流电动机。其中以三相异步带能动机应用最多，常用为Y系列三相异步电动机。（2）电动机的功率选择是否合适，对电动机的正常工作和经济性都有影响。功率选的过小不能保证工作机的正常工作，或使电动机因超载而过早损坏；功率选的过大则电动机的价格高，能力又得不到充分的发挥，而且由于电动机经常不在满载下运转，其效率和功率因数都较低而造成能源的浪费。 （3）电动机的同步转速愈高，磁极对数愈少，外廓尺寸愈小，价格愈低。但是电动机转速相对于工作机转速过高势必使总传动比加大，致使传动装置结构复杂，外廓尺寸增加，制造成本提高。而选用较低转速的电动机，其优缺点刚好相反。因此，在确定电动机的转速时，应进行分析比较，权衡利弊，按最佳方案选择。2. 电动机功率的选择考虑到减速器的降速比不宜过大，所以初步选择电动机的转速 再根据所须电动机功率为。查简明机械课程设计简明手册P303选用封闭式三相异步电动机，型号为Y112M-6，其输出功率P=2.2kw。其主要性能参数如表3-1所示。表3-1 电动机主要性能参数电动机的功率P2.2 kw额定电流5.0A额定转距2.0电动机满载转速n940 r/min堵转转矩 / 额定转矩2.0电动机的效率0.805电动机的重量45kg3. 电动机的安装型式选用基本结构型式，机座不带底脚，端盖有凸缘。安装结构型式为B5，中心高为80225。其示意图如图3-1所示： 图3-1 电动机的安装示意图主要安装型式尺寸如表3-2所示。表3-2 电动机主要安装尺寸电动机轴伸直径D28mm电动机轴伸长度E60mm轴伸上键槽的尺寸10mm8mm电动机法兰外径尺寸250mm电动机法兰内径尺寸215mm电动机法兰螺栓孔均不圆直径240mm法兰螺栓孔的数量和直径415电动机的总高度L940mm4.组合机床配置型式的选择4.1组合机床的配置型式 组合机床有大型组合机床和小型组合机床两大类，它们不仅在体积和功率上有大小之别，而且在结构和配置型式等方面也有很大差异。大型的组合机床的配置型式可分为三大类：（1）具有固定式夹具的单工位组合机床 这类组合机床夹具的工作台都固定不动。动力滑台实现进给运动，滑台上的动力箱（连主轴箱）实现切削主运动。（2）具有移动式夹具的（多工位）组合机床 这类组合机床的夹具安装在直线移动工作台或回转运动工作台上，并按照一定的节拍时间作间歇移动或转动，使工位得到转换。（3）转塔主轴箱式组合机床 它分为两类：单轴转塔动力头式组合机床和多轴转塔式组合机床。前者转塔头的结合面可安装一个刚性主轴。后者转塔头的每个结合面可安装一个主轴箱。 通过根据工件的结构特点、加工要求、生产率和工艺过程方案等，大体上就可以确定应采用那种基本型式的组合机床。但是在基本形式的基础上，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。他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，多工艺过程方案不大的更改或重新安排，往往会使机车简单，工作可靠，结构紧凑，更符合实际生产的要求。因此，在最后决定机床配置形式结构方案时，必须注意下面一些问题。 （1）加工精度的要求影响 固定式夹具组合机床能达到的加工精度最高，带移动式加具机床精度相对较差。 （2）机床生产率的影响 机床要求的生产率对机床配置形式结构方案有很大影响，它是决定采单工位机床，多工位机床或自动线，还是按中小批生产所需组合机床的特点进行设计的重要因素。有时从工件外形及轮廓尺寸来看，完全可以采用单工位固定夹具的机床形式。但由于生产率要求很高，就不得不采用多工位的方案，使装卸时间和机动时间相重合。 （3）被加工零件的大小、形状、加工部位特点的影响 这些特点很大程度上决定了采取卧式、立式或是倾斜式机床。一般来说，卧式机床多用于加工孔中心线与定位基准面平行，又需要由一面或是几面同时加工的箱体。一些在立式机床上安装不方便或者受到高度限制的细长工件，也适宜采用卧式机床加工。立式机床则适于加工定基面是水平的，而加工面的孔与基面相垂直的工件。 总之，在拟订机床配置形式结构方案时，必须认真分析工件形状及加工原理，由分析可知本次设计的机床宜采用卧式形式（带一固定式夹具）。如图41所示： 图414.2组合机床的支承部件4.2.1组合机床支承部件的作用支承部件主要用来安装其他工作部件。因此，支承部件要求具有足够的刚性，以保证各部件之间能长期保持其正确的相对位置。它是决定机床能否长期保持精度的重要条件之一。组合机床床身采用组合方式，例如卧式床身系有滑座、侧底座及中间底座组合而成。其优点是加工和装配工艺性好；同时安装调试与运输也都比较方便。其缺点是削弱了床身的刚性，这一弊病通常是用加强部件之间连接部位的刚度来补偿。支承件主要是床身、底座、立柱、横梁、刀架及工作台等。这些支承件，或单独使用，或组合使用。机床上的其他零件可以固定在支承件上或者工作时在支承件的导轨上运动。支承件应满足的基本要求：1.应具有足够的刚度和较高的刚度质量比。2.应具有较好的动态特性，包括较大的位移阻抗和阻尼，整机的低阶频较高，若阶频不致引起结构共振，不会因薄壁振动而产生噪声。3.热稳定性好，热变形对机床加工精度的影响较小。排屑畅通，吊运安全，并具有良好的结构工艺性。4.2.2支承件的结构设计支承件是机床的一部分，因此设计支承件时，应首先考虑所属机床的类型、布局及常用支承件形状。在满足机床工作性能的前提下，综合考虑其工艺性。还要根据其使用要求，进行受力和变形分析，再根据所受的力和其他要求进行结构设计，初步决定其形状和尺寸。1、支承件的形状支承件的形状基本上可以分为三类：（1）箱体类 支承件在三个方向的尺寸上都相差不多，如各类箱体、底座等。（2）板块类 支承件在两个方向的尺寸上比第三个方向大的多，如工作台。（3）梁类 支承件在一个方向的尺寸比另两个方向大的多，如立柱 、床身等。2、支承件的截面形状和选择支承件结构的合理设计是应在最小质量条件下，具有最大静刚度。静刚度主要包括弯曲刚度和扭转刚度均与截面惯性矩成正比。支承件截面形状不同，即使同一材料、相等的截面积，其抗弯和抗扭惯性矩也不同。（1） 无论是方形、圆形，空心截面的刚度都比实心的大，而且同样的断面形状和相同大小的面积，外形尺寸大而壁薄的截面，比外形尺寸小而壁厚的截面的抗弯刚度的扭转刚度都高。所以为提高支承件的刚度，支承件的截面应是中空形状，尽可能加大截面尺寸，在工艺可能的前提下壁厚尽量薄一些。当然壁厚不能太薄以免出现壁薄振动。（2） 圆（环）形截面的抗扭刚度比方形好，而抗弯强度比方形低。因此以承受弯矩为主的支承件的截面形状应取矩形，并以其高度方向为受弯方向；以承受转矩为主的支承件的截面形状应取圆（环）形。（3） 封闭截面的刚度远远大于开口截面的刚度，特别是抗扭刚度。设计时应尽可能把支承件的截面作成封闭形状。但是有时为了排屑方便，不能作成全封闭的形状。图4为机床床身断面图，均为空心矩形截面。床身采用铸铁件（材料是HT30-45号灰铸铁）。截面形状如图42。 图4机床床身截面图、选择支承件的壁厚为减小机床的质量，支承件的壁厚应根据工艺上的可能选择得薄些。铸铁支承件的外壁厚可根据当量尺寸来选择。当量尺寸由下式确定：（）式中，、分别为支承件的长、宽、高（m）根据算出的值按表4选择最小的壁厚t。 表4-1 铸铁件的推荐壁厚当量尺寸（m）0.751.01.51.82.02.533.54.5外壁厚（mm）81012141618202225隔板或筋厚（mm）68101212141618204.2.3组合机床卧式床身设计 机床床身可安装液压动力滑台及机械动力滑台。滑座安装在底座上，侧底座与中间底座用螺钉及销子联结成一体。滑座与侧底座有一个5毫米厚的调整垫。采用调整垫对机床的制造和维修都方便。因为当滑座导轨磨损后，或重新组装机床时，只须取下滑座将导轨面重新修刮，并更换（或修磨）调整垫，使之恢复应有的高度即可。而且滑座可以使用较好的材料（一般导轨面应用耐磨性较好的铸铁），而侧底座则可使用较次的材料。床身的规格与相应滑台规格配套使用。由上面的电动机的功率为.kw可以查手册选用的液压滑台，与其相配套的组合机床的品种如表42： 表42组合机床通用部件品种及规格配套表液压滑台齿轮传动动力箱侧底座铣削头HY32TD32CC32TX32侧底座的顶面除具有与滑台结合的平面外，周围有收集冷却液或润滑油的槽，用管子将油液引回储存箱中，侧底座的另一侧有电气壁龛，以供安装电器元件用。一般电器壁龛与冷却液储存箱不应靠近，以防电气元件潮湿。4.3机床联系尺寸图4.3.1机床联系尺寸图的绘制机床联系尺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、排屑系统组合装配而成。为了使所设计的组合机床既能满足预期的性能要求，又能做到配置上的匀称合理，符合多快好省的精神，必须对所设计的组合机床各个部件之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。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。4.3.2 绘制机床联系尺寸图应考虑的问题整体图如图43所示 图43 机床主要联系尺寸图1、机床装料高度的确定在确定机床装料高度H4时，要考虑车间运送工件的滚道高度、工件最底孔的位置主轴箱最底主轴高度和通用部件高度尺寸的限制。根据我国具体情况，为便于操作和省力，对于一般卧式组合机床、流水线和自动线，装料高度定为850毫米。对于加工中小工件的自动线，考虑自动排屑，特别是一些要从机床垂直下方返回随行夹具的自动线，装料高度可采用1000毫米。鼓轮机床的装料高度一般取12001300毫米。 2、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，并要考虑夹具底座与机床其它部件（如中间底座）连接、固定所需要的尺寸。夹具是用于定位和夹紧工件的，所以工件的轮廓尺寸和形状是确定夹具轮廓尺寸的依据。夹具底座高度的确定。夹具底座的高度应视夹具大小而定，既要保证有足够的刚性，又要考虑工件的装料高度。为了便于布置定位元件，一般夹具底座的高度不小于240毫米。3、中间底座尺寸的确定在已确定了工件端面至主轴箱端面再加工终了时的距离，如图23中的L1。根据选定的动力部件及其配套部件（滑座、床身等）的位置关系，并考虑动力头的向前备量等因素，就可以确定中间底座长度尺寸（L）：L=2（L1+L2+L3/2）- 2（l1+l2+l3）式中的l1是动力头支承凸台尺寸；l3是滑座前端面到床身前端面的距离，它们都可以从动力部件的联系尺寸中查的（见“组合机床通用部件图册”）；l2为动力头支承凸台端面都滑座端面加工完了时的距离，它由动力头支承凸台端面到滑座端面的最小尺寸的动力头的向前备量组成，并具有一定的调节范围（在7585毫米）。当算出L值后，还必须检查尺寸a是否合适。当机床无冷却液时，a=1015毫米，有冷却液时，a=70100毫米。当L值不能满足夹具底座宽度A及尺寸a的需要时，应改变工件端面到主轴箱端面在加工终了时的距离尺寸L1，或者改变l2，以便获得合适的中间底座的长度。在确定中间底座高度尺寸时，应考虑铁屑的储存及排除，电气接线盒的安排，以及冷却液的储存，其容量应不小于35分钟冷却泵的流量，对于加工铸铁件的机床，为了使冷却液有足够的沉淀时间，容量还应大一些，有时取1015分钟冷却泵的时间。当装料高度取850毫米时，床身和中间底座之间结合面的高度，无论哪一型号的床身都是统一的，定为40毫米，所以中间底座的高度一般总是大于540毫米。4、主轴箱轮廓尺寸的确定标准主轴箱的厚度由主轴箱体、前盖和后盖三层尺寸构成。主轴箱体厚为180毫米。前盖有两种尺寸，卧式厚为55毫米；立式厚为70毫米。后盖厚有90毫米和50毫米两种尺寸，通常采用90毫米的后盖。因此，主轴箱总厚度卧式主轴箱通常为325毫米；立式主轴箱通常为340毫米。在确定主轴箱的轮廓尺寸时，应力求小巧紧凑，节省金属。当主轴箱上的多数主轴是群聚状态分布，而只有边缘上少数主轴离群分散时，则可按群居主轴的分布确定主轴箱的尺寸；边缘上的少数主轴，可采用附加小箱体的方案，以便缩小整个主轴箱的外形尺寸。在机床联系尺寸图上应标明工件、夹具及动力头的中心线之间的关系。特别当工件上加工部位对于工件中心线不对称时，动力部件对于夹具和中间底座也就不对称，这时应注明动力头中心线相对夹具中心线的偏移距离。机床联系尺寸图绘制后，在进行机床各部件的具体设计过程中，可能发现某些尺寸定得不合理，甚至不能实现，则可按需要返回来修改联系尺寸图，加以调整。这时机床联系尺寸图就成了调整各部件相互之间正确尺寸联系的依据。机床联系尺寸图，主要应针对各部件之间的联系尺寸进行标注，各部件只画出必要的轮廓形状即可，尽量减少不必要的线条和尺寸。 5.液压滑台的设计5.1液压滑台系统概述5.1.1 液压滑台的结构组合机床动力滑台是组合机床实现进给运动的通用部件。根据被加工零件的工艺要求，可以在滑台上安装动力箱、多轴箱、铣削头、镗孔车端面头等各种部件，以完成对工件的铣削、车端面攻丝等工序。滑台可以安装在侧底座、倾斜式底座、立柱及其它支承件部件上，用来组成卧式、倾斜式、立式等各种形式的组合机床。液压滑台由两部分组成：液压滑台部分和液压传动装置部分。液压滑台主要包括滑台、滑座、液压缸以及控制挡铁等。油缸固定在滑座上，活塞杆则固定在滑台下面。当压力油进入油缸的前腔或后腔时，便可实现滑台沿滑座的导轨向前或向后移动。液压传动装置部分主要包括液压泵、油箱、阀以及管路等。（1）液压缸的安装形式采用活塞杆推滑台体移动、液压缸套装在滑座尾部的结构形式。这种安装形式的主要优点是：在维修液压缸或更换易损件时拆卸比较方便，只要拧下活塞杆前端的螺母，拧下后端法兰盘处的螺钉，就可以将油缸从滑座体后端拉出。另外，活塞杆在滑座体内所占空间比较小，在滑座体的结构设计上，采用活塞杆移动，可以提高滑座体的刚性。（2）导轨的形式滑台有两种导轨形式。一种是双矩形导轨，采用两根导轨的外侧面来导向，用斜镶条从前后两端来调整导轨的间隙，用平压板压紧。这种导轨制造工艺简单，导向刚度好，使用于各种用途。另一种是一山一矩组合形导轨，山形导轨的位置，从滑台前面（有死挡铁的一端）看，布置在右边，这样在正常切削受力后，滑台体的力压向山形导轨面，以提高导向精度。依靠山形导轨的两斜面导向，导轨磨损后，滑台体的对中性好，导向精度比较高，使用于刚性主轴的精加工。（3）控制挡铁形式液压滑台的控制方式主要有两种，一种是纯电气开关控制；另一种是电气开关和液压行程调速阀联合控制，即快速进给转换为工作进给用液压行程阀实现，其它转换用电气开关实现。纯电气开关控制，在快进转换成工进时，常因开关失灵造成刀具和机床的损害。电气和液压行程调速阀联合控制，在液压阀台快进中，装在阀台体上的挡铁压下行程调速阀，使压力油通过节流阀，滑台立即由快进转换为工作进给。在工作进给中，液压挡铁始终压在行程调速阀的滚子上。当工进完毕，安装在滑台体另一侧的电气挡铁压下行程开关，发出滑台快退讯号；也可以使滑台体顶在滑座前端的死挡铁上，液压系统油压升高，压力继电器发出讯号，使滑台快退。但是，如果滑台体和刀具等碰到阻碍，滑台还未达到终点位置，压力继电器就会发出误发讯号，造成误动作，所以需要压力继电器和终点行程开关同时发出讯号，电磁换向阀才换向，使液压系统油路改变，滑台快速后退。电气挡铁压下原位开关，滑台在原位停止。这种联合控制装置的特点是：动作平稳，快进转工进时，转换可靠；转换精度高，一般在1mm以内。由于行程调速阀直接安装在滑座上，压力油通过节流阀只需经过很短的管路就进入液压缸，泄漏比较少。（4）液压缸上不加缓冲装置组合机床在正常使用过程中，滑台往往不退回到最后位置，有时只需刀具退出工件，一般情况下滑台都留有后备量，供更换刀具时用。如果每次工作循环都退回到最后位置，会增加机床辅助时间。因此，现在的液压滑台液压缸不在带缓冲装置。5.1.2液压滑台系统的特点（1）滑台的主要负载是切削力、摩擦力和启动、制动过程的惯性力，最大负荷一般10kN。为保证运动平稳性和工作可靠性，一般都采取中低压系统，压力在6MPa以下。液压系统的流量是根据滑台快速进退的速度确定的，一般24-5动导轨铸铁铸铁铸铁淬硬铸铁有色金属塑料支撑导轨铸铁淬硬铸铁淬硬钢淬硬钢铸铁铸铁导轨常用材料搭配见表52。除铸铁外，其余导轨都是镶装的。 （2）铸铁铸铁是一种成本低，有良好减振性和耐磨性，易于铸造和切削加工的金属材料。导轨常用的铸铁有灰铸铁、孕育铸铁和耐磨铸铁等。 灰铸铁府用最多的牌号是HT200。在较好的润滑与防护条件下，具有一定的耐磨性。适用于需手工刮研的导轨；润滑和防护条件好、轻载荷的机床导轨；不经常工作的导轨(包括移置导轨)；对精度要求不高的次要导轨等。常用的孕育铸铁牌号足HT300。耐磨性高于灰铸铁，但较脆硬，不易刮研，且成本较高。常用于较精密的机床导轨。 为了提高铸铁导轨的硬度，以增强抗磨粒磨损的能力和防止撕伤，铸铁导轨经常采用高频淬火、小频淬火及电接触自冷淬火等表面淬火方法。 （3)钢 在耐磨性要求较高的机休上，可采用淬硬钢制成的镶钢导轨。淬火钢的耐磨性比普通铸铁高5-10倍。 镶钢导轨通常采用45钢或45cr等材料，表面淬硬或全淬透，硬度达到HRc5258；或者采用20Cr，20CrMn等渗碳淬硬至HRc5662。镶钢导轨工艺复杂，成本高，目前国内主要用于数控机床的滚动导轨上。 （4)有色金属 有色金属镶装导轨常用于重型机床的动导轨上，与铸铁的支承导轨搭配，以防止咬合磨损，保证运动平稳性和提高运动精度。常用的材料有锡青铜ZQSn663，铝青铜ZQAl94和锌铝铜合金ZZnAL10一5等。 （5)塑料 塑料导轨具有良好的耐磨性能，落在导轨表面上的硬粒可挤入导轨内部，避免了磨粒磨损和撕伤。常用的塑料材料有环氧树脂耐磨涂料和聚四氟乙烯基滑动导轨软带等。适用于中、小型精密机床和数控机床的导轨，用于竖直导轨更可显示其优点。 这里我选用铸铁导轨。2.导轨的结构 1）截面形状 滑动导轨可分为凸形和凹形两大类。对于水平布置的机床，凸形导轨不易积存切屑，但难以保存润滑油，因此只适用于低速运动；凹形导轨润滑性能良好适用于高速运动，但为防止落入切屑等必须配备良好的防护装置。 直线运动导轨截面的基本形状见图52。 A b c d 图 52 三角形导轨，见图a。支承导轨为凸形时，称为山形导轨；支承导轨为凹形时，称为V形导轨。三角形导轨依靠二角形的两个斜面导向，磨损后能自动补偿，不影响导向精度。但水平和垂直两个方向上的误差相万影响，给制造和检修带来困难。导向精度随顶角。的增加而降低；承载面积随的增加而增加。当两导轨面上受力不对称且相差较大时，可采用不对称三角形导轨，以保证导轨面压力分布均匀。通常取=。对于受力较大的大型或重型机床，可取-；对于精密机床，常取=。 支承导轨为V形时，不易积存放大的切屑，也不易存留润滑油，适用于不易防护、速度较低的进结运动导轨。支承导轨为V形时，由于能得到较充足的润滑，除用于精密和大型机床的进给导轨外，还可用于主运动导轨，如龙门刨床床身导轨。但是必须很好地防护，以防止落人切屑和尘土。 矩形导轨，见图b。矩形导轨制造简单，刚度高，承载能力大，具有水平和垂直两个方向的导轨面而且两个导轨面的误差不会相互影响，便于安装调整。但侧面磨损后不能自动补偿，需要有间隙调整装置，因此导向件较差。适用于载荷较大而导向性要求不高的机床。根据导向