机械机床毕业设计203箱体三面粗镗刮断面专机三图一卡及夹具设计.doc
机械机床毕业设计203箱体三面粗镗刮断面专机三图一卡及夹具设计
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机械毕业设计论文
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机械机床毕业设计203箱体三面粗镗刮断面专机三图一卡及夹具设计,机械毕业设计论文
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I 摘 要 本次设计是根据年产量 100000件 钻井液搅拌机减速器 箱体的工作要求而进行 设计 的， 该文 是对整个设计过程的综合记述和全面说明。 本次设计旨在为机械制 造箱体提供完整的理论依据以方便生产的有效进行，并在其过程中全面地 阐述标准设计选用资料的方法及原则。 通过对钻井液搅拌机减速器 箱体 图样的分析，选择毛坯，确定加工余量，制定工艺路线，（其中包括粗精基准的选择、加工方法的选择、以及加工设备、夹具、量具的选择）。 减速器 箱体 零件图样上的 4 个轴承孔采用组合机床加工，通过分析，确定单边加工余量，定位加紧方式，计算出单件工 作时间以及辅助时间，并绘制 “ 三图一卡 ” ，其中 “ 三图一卡 ” 包括 减速器 箱体 零件加工工序图、减速 器 箱体 零件加工示意图、机床联系尺寸总图和机床生产率计算卡，最后绘制出 镗孔组合机床的总装配图。 本设计所采用的加工设备，均在保证加工质量的前提下，提高 了 生产效率 ,本设计所参考的资料、文件都与最新国家标准相接轨。 关键字： 箱体零件加工路线；机加工工艺；组合镗床 。 nts II Abstract The design is based on the annual00000 mechanics box requirements for the work, and that it is the whole process of designing an integrated and comprehensive records shows. The design aims to provide machinery box complete theoretical basis to facilitate the effective production, and in the course of comprehensive exposition of the standard design information on the selection methods and principles. By spraying machine base components thereof analysis, rough determine allowance, the development process line, (including coarse and fine benchmark of choice, the choice of processing methods, and processing equipment, fixture, the selection of measuring tools). Cradle spraying machine parts drawings on the four bearing hole machining using portfolio through analysis. Positioning intensified manner, the calculated single pieces of work time and support, and the mapping of the three plans a card including spraying machine parts processes map, spraying machine parts processing matrix, Contact machine size map and machine productivity calculation cards, the final draw Precision Boring Machine of the total portfolio assembly. The design of the processing equipment, both in the quality assurance process, under the premise of improving the efficiency of production and The reference design information, documents with the latest national standards compatible. Keywords : Box parts processing line; Machining Technology; Boring Portfolio nts 目录 摘 要 . I Abstract . II 目录 . i 1 绪论 . 1 1.1 机械工业在现代化建设中的作用 . 1 1.2 总体方案设计 . 3 2 钻井 液搅拌机减速器箱体的机加工工艺 . 4 2.1 计算生产纲领确定生产类型 . 4 2.2 搅拌机减速器箱体的作用与结构工艺分析 . 5 2.3 确 定毛坯 . 7 2.4 工艺规程设计 . 7 2.5 选择加工设备和工艺设备 . 13 2.6 确定工序尺寸 . 14 2.7 确定切削用量 . 17 3 三面多工位粗镗专机总体设计 . 20 3.1 组合机床概述 . 20 3.2 制定工艺方案 . 21 3.3确定组合机床的配置形式和方案布局 . 23 3.4 粗镗专机“三图一卡”的编制 . 27 4 经济性技术分析 . 45 5 结论 . 47 6 参考书目录 . 49 nts ii 7 致谢 . 49 附录 . 错误 !未定义书签。 nts 1 1 绪论 1.1 机械工业在现代化建设中的作用 机械制造工厂一般都是从其它工厂取得制造机械所需要的原材料和半成品的，从原材料或半成品进入一直到把成品制造出来的各有关劳动过程的总和称为工厂的 生产过程 。 在生产过程中凡直接改变生产对象的尺寸、形状、性能 (包括物理性能、化学性能、机械性能等 )以及相 对位置关系的过程，统称为 工艺过程 。工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、装配等工艺过程，本门课程只研究机械加工工艺过程和装配工艺过程；铸造、锻造、冲压、焊接、热处理等工艺过程是 材料成型技术 把合理工艺过程的有关内容写在工艺文件中，用以指导生产，这些工艺文件统称为 工艺规程 。 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专用机床，目前，组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序，本次床头箱体的加工工艺及组合机床设计主要内容包括以下几个方 面： 1.1.1 调查研究 1）认真阅读被加工零件图样，研究其尺寸，形状，材料，硬度，加工部位的结构及加工精度和表面粗糙度要求等内容。通过对产品装配图样和有关工艺资料的分析，充分认识被加工零件在产品中的地位和作用。 2） 深入到组合机床使用和制造单位，全面细致的调查使用单位车间的面积，机床的布置，毛坯和制品的流向，工人的技术水平，刀具制造能力，设备维修能力，动力和起重设备等条件。 装订线 nts 2 本此设计的钻井液搅拌机减速器箱体零件实图如下： nts 3 1.2 总体方案设计 总体方案的设计主要包括制定工艺方案 (确定零件在组 合机床上完成的工艺内容及加工方法，选择定位基准和夹紧部位，决定工步和刀具种类及其结构形式，选择切削用量等 )确定机床配置形式，制定影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。总体方案的拟订是设计组合机床最关键的一步。方案制定的正确与否，将直接影响机床能否达到合理要求，保证加工精度和生产率，并且成本较低，结构简单和使用方便。 总体方案设计的具体工作是编制“三图一卡”，即绘制被加工零件的工序图，加工示意图，机床尺寸联系图，编制生产率计算卡。 1.2.1 技术设计 技术设计就是根据总体设计已经确定的“三图一卡”， 设计机床各专用部件正式总图，如设计夹具，多轴箱等装配图以及根据运动部件有关参数和机床循环要求等。 nts 4 1.2.2 工作设计 当技术设计通过审查后即可开展工作设计，即绘制各个专用部件的施工图样，编制各部件零件明细表。 2 钻井液搅拌机减速器箱体的机加工工艺 2.1 计算生产纲领确定生产类型 2.1.1 原始资料 （ 1）年产机 100000 台 , （ 2）山东金岳智信能源科技有限公司提供的钻井液搅拌机减速器箱体零件图一张。 （ 3）零件的备品率为 5%，机械加工废品率为 1%。每日一班。 2.1.2 设计步骤： 确 定生产类型： 已知零件的年生产纲领 100000 件，查文献 【 5】 ，查表 1-4，可确定其生产类型为大批 量 生产。故初步确定工艺安排的基本倾向为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以专用设备为主；大量采用专用工装。nts 5 这样生产准备工作及投资较少，投产快，生产率较高，转产容易。 生产纲领是企业根据市场需求和自身的生产能力决定的、在计划生产期内应当生产的产品的产量和进度计划。计划期为一年的生产纲领。零件的年生产纲领计算式为： )1( QnN （ 2-1） 式中： N- 零件的年生产纲领，件 /年 Q-产品的年产量，台 /年 n-每台产品中该零件的件数，件 /台 -该零件的备品率 -该零件的废品率 由公式（ 2-1）得 N =100000 1（ 1+1%+5%） 得 N=1060000 台 /年 查表 生产类型为大批量生产。 2.2 搅拌机减速器 箱体 的作用与结构工艺分 析 2.2.1 搅拌机减速器箱体的功用及结构特点 搅拌机减速器箱体其内部装有轴、齿轮、轴套及蜗轮等零件。通过搅拌液减速器箱体的装配基准，将整个部件装在其他部件上。搅拌液减速器箱体既要按照一定的要求传递动力和运动，又要保证主轴回转精度、主轴回转轴心线与机床导轨间的位置精度、传动轴间的位置精度。 搅拌液减速器箱体的尺寸大小和结构形式随搅拌液体的不同而异，但都有许多共同的特点，如它们的外部有许多平面和孔，内部呈腔状，结构nts 6 复杂，壁厚不均，刚度较低。而且加工精度要求较高，特别是主轴孔和装配基准的精度要求较高。 2.2.2 搅拌机减速器的工艺分析 搅拌液减速器箱体图样的视图、尺寸、公差和技术要求齐全、正确，零件选用材料为 HT200，（查文献 【 6】 ）。 主要特性：具有中等的强度，耐磨性和耐热性，良好的减振性 ;较好的铸造性能。 该零件主要的加工表面及技术要求如下： 1、轴承孔的尺寸与形状精度 所有轴承孔的尺寸公差等级为 IT7，圆度公差为 0.04。轴承孔的形状精度在未作特殊规定时，均限制在尺寸公差范围内。 2、轴承孔间及轴承孔与端面的位置精度 所有轴承孔的同轴度公差等级为 0.04（查文献 【 4】 表 1.5-7）， 所有轴孔端面对轴心线垂直度公差等级为 0.06 由文献 【 4】 查表 1.5-4。 3、 平面的形状和位置精度 搅拌液减速器箱体的底面 B 和 150IT7 孔轴线必须相互垂直，由文献【 4】 垂直度为 0.06 查表 1.56 4、 轴承孔对搅拌液减速器箱体装配基面的位置精度 搅拌液减速器箱体主轴轴承孔对搅拌液减速器箱体装配基面 B 和150IT7 轴心线尺寸精度分别影响主轴轴心线与尾座套筒轴心线的等高性与同轴度。而主轴轴心线对装配基面 B 的平行度误差影响主轴轴心线对导轨面的平行度，故规定主轴轴心线对装配基准面 B 的平行度公差为 600/0.1，在垂直面内和水平面内分别只允许主轴前端向上偏和向前偏。 nts 7 5、 搅拌液减速器箱体轴承孔与平面的表面粗糙度 所有轴承孔表面粗糙度要求均为 Ra=1.6m,镗孔端面表面粗糙度 Ra为3.2m，其他表面粗糙度 Ra 为 6.3m。 2.3 确定毛坯 根据零件材料 HT200，确定为铸件。并依其结构形状、尺寸大小和生产类型，毛坯的铸造方法选用金属模机器造型。由文献 【 4】 表 2.3-11 确定铸件尺寸公差等级采用 CT9 级。 2.4 工艺规程设计 2.4.1 定位基准的选择 1、选择精基准 箱体上孔与孔、孔与平面及平面与 平面之间都有较高的尺寸精度和相互位置精度要求，这些要求的保证与精基准的选择有很大的关系，为此，通常优先考虑“基准统一原则”，使 具有相互位置精度要求的大部分加工表面的大部分工序，尽可能用同一 基准定位，以避免因基准转换过多而带来的误差 积累 ，有利于保证箱体主要表面的相互位置精度；并且，由于多道工序采用同一基准，使所用的夹具具有相似的结构形式，可减少夹具设计与制造的工作量，对加速生产准备工作，降低成本也是有益的。 对于减速器箱体精基准的选择有以下两种： 方案：以装配基面为精基准 减速器箱体的底面和导右端面是主轴 轴承孔的设计基准，也是减速器箱部件安装时 的装配基准，它与箱体各主要孔、端面、侧面均有直接的位置关系。以底 面和右端面为统一的定位基准加工上述表面时，不仅符合设计基准与工艺基准重合的原则，消除了基准不重合的误差，有利于保证各nts 8 表面间的位置精度，而且在加工各孔时，箱口向上，便于刀具的安装与调整，更换导向套、孔径尺寸测量、观察加工情况和加注切削液等。 但是，当箱体中间隔壁上有较高精度的孔时，在其内部的相应部位往往设置吊架式中间导向支撑，以提高镗杆刚度，保证孔的加工精度。而这种吊架刚性极差，安装误差较大，难于保证箱体孔 系的加工精度。而且，工件与吊架的装卸也不方便，生产率低，故本方案适用于中小批量生产。 方案：以一面两孔作为基准。 在大批量生产时，床头箱体通常顶面和与该面垂直的两定位销孔作为精基准。这样中间导向支承可固定在夹具体上，夹具结构简单，增强了刚性，工件安装方便。 但是，此方案由于设计基准与工艺基准不重合，不可避免将产生基准不重合误差。为保证箱体加工精度，必须进行工艺换算，将设计尺寸换算到工艺尺寸上来。并且，提高定位基面（顶面）和两定位销孔的加工精度，故在大批大量生产中需要车削床头箱体的顶面，以严格控制顶面的尺寸 精度与平行度，以及顶面的平面度，并将两定位销孔经钻 、扩、铰等工序，使其精度达到 IT7 级。 2、 粗基准的选择 选择粗基准时，必须保证床头箱体的各轴承孔有足够的均匀的加工余量和加工面与非加工面的相互位置精度，故在生产中一般都选择主轴轴承孔的毛坯面和距该孔距离较远的轴轴承孔的毛坯而作为粗基准。通常应满足以下几点要求：第一，在保证各加工面均有加工余量的前提下，应使重要孔的加工余量尽可能均匀；第二，装入箱体内的旋转零件应与箱体内壁有足够的间隙；第三，注意保持箱体必要的外形尺寸。 为了满足要求，一般宜选箱体重要孔的毛 坯孔作为粗基准， 床头箱 中nts 9 以主轴孔和距主轴孔较远的轴孔为粗基准先加工顶面。大批大量生产时，毛坯的精度较高，可直接以主轴孔和轴孔在夹具上定位。 2.4.2 加工方法的选择 （ 1）平面的加工方法 减速器箱体的主要平面的粗糙度 Ra3.2，宜采用粗铣（车） 精铣（车） 刮。 根据各表面加工要求和各种加工方法所能达到的经济精度，查文献【 4】 ，表 2.2-24 和表 2.2-25 选择零件主要表面的加工方法与方案如下： （ 2） 端 面的加工方法： 底面 B（由于底面 B 为精基准），表面粗糙度为 Ra3.2， 采用粗车（表面粗糙度为 6.3m） 精车（ 3.2m）。 右端面 采用粗铣（表面粗糙度为 6.3m） 半精铣（ 3.2m） 孔 90IT7、 150IT7、 297IT7 端面 宜采用刮端面（在保证粗糙度要求的前提下，提高加工效率） （ 2）孔系的加工方法：各种加工方法可达到的公差等级，由文献 【 3】， 表 2-16 查得。 加工中 直径大于 40的孔，采用粗镗 精镗 的工序 。 加工中 直径小于 40的孔，采用钻。 2.4.3 确定加工工艺路线 （ 1）拟订方案 由于各表面加工方法及粗精基准已基本确定，现按照“先粗后精”、“先主后次 ”、“先面后孔”、“基准先行”的原则，初步拟定两种工艺过程方案。如表 2-2： nts 10 方案 表 2-2 大批量生产搅拌机减速器箱体加工工艺过程 1 序号 工序内容 备注 定位基准 10 铸造 20 时效 30 车底面及端面 立式车床 顶面铸孔 297IT7 40 钻底面安装孔及定位孔 摇臂钻床 钻模 50 三面粗镗 及刮端面 组合镗床 底面、定位孔 60 三面精镗 组合镗床 底面、定位孔 70 钻 12-M10 底孔、 M14x1.5 透气底孔及2-M16 起吊螺纹孔底孔 组合钻床 底面、定位孔 80 对钻 8-M10 螺纹底孔及 8-M8 螺纹底孔 组合钻床 底面孔 150IT7 90 对钻 6-M10 螺纹孔 组合钻床 蜗杆孔 90IT7 100 12-M10、 M14x1.5 及 2-M16 起吊螺纹孔 组合钻床 底面、定位孔 110 对攻 8-M10 螺纹孔及 8-M8 螺纹孔 组合钻床 底面孔 150IT7 nts 11 120 对攻 6-M10 螺纹孔 组合钻床 蜗杆孔 90IT7IT7 130 铣 M14x1.5 出油孔端面 M27x1.5 窥 油孔端面 卧式铣床 底面、定位孔 140 钻 M14x1.5 出油孔 M27x1.5 窥油孔 摇臂钻床 钻模 150 攻 M14x1.5 出油孔 M27x1.5 窥油孔 摇臂钻床 钻模 160 去毛刺 170 打压 180 酸洗 190 检查 200 涂油入库 表 2-3 方案 大批量生产搅拌机减速器箱体加工工艺过程 2 序号 工序内容 备注 定位基准 10 铸造 20 时效 30 车底面及端面 立式车床 顶面铸孔 nts 12 297IT7 40 铣右端面（基准面） 卧式铣床 底面 50 三面粗镗 及刮端面 组合镗床 底面、右端面 60 三面精镗 组合镗床 底面、右端面 70 铣两小端面（即铣蜗杆孔两端面） 组合铣床 底面、右端面 80 钻 12-M10 底孔、 M14x1.5 透气底孔 及 2- M16 起吊螺纹孔底孔 组合钻床 底面、右端面 90 对钻 8xM10 螺纹底孔及 8xM8 螺纹底孔 组合钻床 底面孔 150IT7 100 12-M10、 M14x1.5 及 2-M16 起吊螺纹孔 组合钻床 底面、右端面 110 对攻 8-M10 螺纹孔及 8-M8 螺纹孔 组合钻床 底面孔 150IT7 120 对攻 6-M10 螺纹孔 组合钻床 蜗杆孔 90IT7 130 铣 M14x1.5 出油孔端面 M27x1.5 窥油孔端面 卧式铣床 底面、右端面 140 钻 M14x1.5 出油孔 M27x1.5 窥油孔 摇臂钻床 钻模 150 攻 M14x1.5 出油孔 M27x1.5 窥油孔 摇臂钻床 钻模 160 钻底面安装孔及定位孔 摇臂钻床 钻模 170 去毛刺 nts 13 180 打压 190 酸洗 200 检查 210 涂油入库 （ 2）方案论证 两种方案的区别主要在工序 30以后 方案的优点在于：粗精加工划分为明确的加工阶段，各表面加工互不影响，精度逐渐提高，有利于保证表面加工质量，一面两销定位有利于选用合适的切削用量。 方案该方案的明显弊端是工序 50、 60 其内部的相应部位孔加工精度要求高，难于保证箱体孔系的加工精度。 2.5 选择加工设备和工艺设备 2.5.1 选择机床 考虑到大批生产，尽量选高效机床 （ 1）、工序 30为底面 B的加工，特点是为下面的定位加工出定位平面，用立式车床加工很方便，用内嵌式在 297IT7铸孔定位。 （ 2）、工序 40、 70、 80、 90、 100、 110、 120、 140、 160 为各种螺栓孔的加工，以底面 B为定位基准，用摇臂钻床和组合钻床，工序 40为工艺孔 4- 22 的加工四个工艺孔为以下的加工作为定位，用摇臂钻床配以钻模加工出。 （ 3）、工序 130 为 M14x1.5 出油孔端面 M27x1.5 窥油孔端面的加工，以底面 B 及底面 150IT7 孔为定位基准，由于平面为小面积的加工，所以用普通铣床即可。 nts 14 （ 4）、工序 50、 60 为各主轴孔、横向孔的加工，由于是大批孔的加工，所以采用组合镗床。 2.5.2 选择夹具 工序 40、 50、 60、 70、 80、 90、 100、 110、 120、 130、 140、 150 采用专用夹具，工序 30 采用三爪卡盘。 2.5.3 选择刀具 （ 1）、在卧式铣床、组合铣床上加工的工序，均选用由文献 【 4】 P1067 GB1129-85 选择镶齿套式面铣刀（端铣刀） B 类 200 L： 45 d： 50 齿数为 20，材料选择： YG6 硬质合金。 （ 2）、在摇臂钻床、组合钻床上，由于孔系采用钻，螺纹孔采用钻、攻丝，所以选用由文献 【 4】 P1031 表 GB10946-89 和 GB1438-85 锥柄麻花钻硬质合金锥柄麻花钻，选用各种钻头，由文献 【 4】 P1101 表 4.6-4，细柄机用手攻丝锥选用各种螺纹刀。 （ 3）、在组合镗床上由文献 【 4】 表 4.3-63 镗刀系列，选择镗通孔 f= 10镗刀。 2.5.4 选择量具 按计量器具的不确定度选择量具：镗孔、刮端面、钻孔，均可用分度值 0.02mm的游标卡尺。 2.6 确定工序尺寸 2.6.1 径向工序尺寸 径向各圆柱表面加工时的工艺基准与设计基准重合。前面根据资料已初定工件各面的总加工余量，现依据文献【 5】，表 2-7 孔的基本偏差数值确定等级，下偏差为 0；由文献【 5】，表 2-4 标准公差数值确定公差；由文nts 15 献【 4】第二篇机械 加工工艺，确定表面加工余量，见表 2-4。 表 2-4 加工表面 加工内容 加工余量mm 精度等级 工序尺寸 表面粗糙 Ra （ m） 工序余量 最小 最大 90IT7 铸件 4 CT9 86 1.1 精镗 0.15 IT7 900+0.03 1.6 0.03 0.18 粗镗 3.85 IT10 89.850+0.12 6.3 2.75 5.07 150IT7 铸件 4 CT9 146 1.1 精镗 0.15 IT7 1500+0.04 1.6 0.03 0.19 粗镗 3.85 IT10 149.850+0.12 6.3 2.75 5.07 297IT7 铸件 4 CT9 293 1.1 精镗 0.15 IT7 2970+0.05 1.6 0.03 0.20 粗镗 3.85 IT10 296.850+0.12 6.3 2.75 5.07 8-M8 攻丝 1.353 IT7 80+0.015 钻 6.647 IT10 6.6470+0.09 6.3 1.344 1.368 2-M16 攻丝 2.165 160+0.018 钻 13.835 IT10 13.8350+0.11 6.3 2.055 2.183 nts 16 8-M10 攻丝 1.624 100+0.015 钻 8.376 IT10 8.3760+0.09 6.3 1.534 1.639 12-M10 攻丝 1.624 100+0.015 钻 8.376 IT10 8.3760+0.09 6.3 1.534 1.639 6-M10 攻丝 1.624 100+0.015 钻 8.376 IT10 8.3760+0.09 6.3 1.534 1.639 M27x1.5 攻丝 4.119 270+0.015 钻 22.881 IT10 22.8810+0.09 6.3 4.110 4.134 M14x1.5 攻丝 2.234 140+0.015 钻 11.766 IT10 11.7660+0.09 6.3 2.225 2.249 2.6.2 轴向工序尺寸 轴向各端面加工，由于 没有尺寸、位置 相互限制，所以没有复杂的尺寸链。加工工序尺寸的制定见附表 2-5。 表 2-5 工序号 工序内容 基本余量 mm 经济精度 工序尺寸 mm 表面粗糙Ra （ m） 工序余量 最小 最大 铸件 4 CT9 29 0.9 nts 17 30 4 CT9 232.5 1.8 半精车 1.5 IT8 228.5 0.036 3.2 1.367 1.631 粗车 4 IT10 25 0.042 6.3 3.985 4.942 2.5 IT10 230 0.095 6.3 0.601 4.395 50 铸件 4 CT9 317.5 1.8 3 CT9 347 0.2 刮 90 3 IT8 341 0.045 3.2 2.755 3.245 刮 150 4 IT8 155 0.03 3.2 2.17 5.83 刮 297 4 IT8 20 0.015 3.2 2.185 5.815 130 铸件 2 CT9 15 0.9 2 CT9 15 0.9 粗铣 2 IT8 13 0.013 3.2 1.087 2.913 2 IT8 13 0.013 3.2 1.087 2.913 2.7 确定切削用量 2.7.1 工序 50 粗 镗各径向直径 40 的孔，切削用量及时间定额 1.本工序选用组合镗床，专用夹具装夹，分八个工步，加工后表面粗糙度 Ra 3.2m 。 （ 1）、选用刀具 nts 18 选用组装式复合镗刀，由文献 【 4】 由精加工，选择 YN类硬质合金，代表牌号 YN05和 YN10，选用 YN10. 选刀杆由文献 【 2】表 4-5镗孔镗杆直径与镗杆截面选择主偏角 =4550；副偏角 1=5 10；前角 =0 5；刃倾角 =0 3；主后角 =8 12；副后角 =8；刀尖圆角半径 =1.5 2mm。在刚性不足时， 增大镗刀主偏角，减小刀尖圆角半径 r，这样可以减小径向力，但是增加了刀具的振动，当主偏角加大至 85 90，刀尖圆角半径 r 减少至约 0.2mm，就基本消除了振动。 刀具的安装一般用螺钉压紧，在镗刀后面没有调整螺钉（内四方螺钉，为了调整镗刀方便） 确定镗杆直径时，既要保证镗杆有足够的强度，又要考虑镗杆与工件孔间有足够的空间。 镗孔直径和镗刀的直径以及截面数据见表 2-6 （ 2）、确定进给量 f 因加工时多刀加工，在组合镗床上粗 镗铸铁件，由文献【】 P132表 6-15镗孔切削用量。 由刀具材料为硬质合金，工件为铸铁 切削速度 v=35 50m/min 取 v=45m/min 进给量 f=0.4 1.5mm/r 取 f=1.0mm/r （ 3）、选择刀具磨钝标准及寿命 由文献【 4】 表 2.4-1，车刀的磨钝标准，粗 镗 4 8mm,后刀面最大磨损量取 8mm，刀具寿命最大为 3600s 即刀具寿命为 60min。 （ 4） 、确定切削速度 nts 19 当用 TN10硬质合金镗刀加工硬度为 148 222HBS的灰铸铁， ap 6mm,f 1.5mm/r时， v=45m/min，则实际切削速度为： 镗孔 90IT7 时： n=dv1000=90451000=159r/min 镗孔 150IT7 时： n=dv1000=150451000 =99.5r/min 镗孔 297IT7 时： n=dv1000=297451000=48r/min （ 5）确定背吃刀量 由于粗 镗，背吃刀量选择 ap=1.925,都可一次进给完见表 2-8 表 2-6 轴号 孔径 mm 镗杆直径 mm 镗刀截面 mm 镗 90IT7 65 16-16 镗 150IT7 100 20-20 297IT7 100 20-20 表 2-8 轴号 孔径 mm 背吃刀量 mm 最大背吃刀量 mm 镗 90IT7 1.925 2.535 镗 150IT7 1.925 2.535 nts 20 297IT7 1.925 2.535 3 三面多工位粗 镗专机总体设计 3.1 组合机床概述 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专用机床。 3.1.1 组合机床具有以下特点 1）、 主要用于棱体类零件和杂件的孔面加工。 2）、生产效率高。因为工序集中，可多面、多工位、多轴、多刀同时自动加工和自动工作循环来保证加工精度的一致性。 3）、加工精度稳定。因为工序固定，可选用成熟的通用部件、精密夹具和自动工作循环来保证加工精度的一致性。 4）、研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本低。因为通用化、系列化、标准化程度高，通用零部件占 70% 90%，通用件可组织批量生产进行预制或外购。 5）、自动化程度高，劳动强度低。 6）、配置灵活。因为结构模块化、组合化。可按工件或工序要求，用大量通用部件 和少量专用部件灵活组成各种类型的组合机床及自动线；机nts 21 床易于改装；产品或工艺变化时，通用部件一般还可以重复利用。 3.1.2 组合机床的工艺范围 目前，组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。平面加工包括铣平面、锪平面、车端面；孔加工包括钻、扩、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹、滚压孔等。 此外，还可以完成焊接、热处理、自动装配和检测、清洗和零件分类及打印等非切削工作。 组合机床最适宜于加工各种大中型箱体类零件，如气缸盖、气缸体、变速箱体、电机座及仪表壳等零件，也可用来完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件的 部分或全部工序的加工。 3.1.3 组合机床的配置形式 组合机床的通用部件分大型和小型两大类。用大型通用部件组成的机床称为大型组合机床。用小型通用部件组成的机床称为小型组合机床。大、小型在结构和配置形式等方面有较大的差别。 大型组合机床的配置形式可分为单工位和多工位两大类。按照工序集中程度和不同批量生产的需要还有其他集中配置型式： 1）、工序高度集中的组合机床 2）、用于大批 量生产的组合机床 3）、转塔头式及转塔动力箱式组合机床 3.2 制定工艺方案 根据设计任务书的要求，首先需要认真研究被加工零件图，并通过 毕业实习和调查研究，了解市场和用户对该设备的设计要求，以及对新设计设备进行功能分析。 nts 22 工件加工工艺方案将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具的结构等。所以，在制定工艺方案时，必须认真分析工件图，并深入现场了解工件的形状、大小、材料、硬度、刚性、加工部件的结构特点、加工精度、表面粗糙度，以及现场所采用的定位、夹紧方法，工艺过程，所采用的刀具及切削用量，生产率要求，现场的环境和条件等等。如果条件允许，还应广泛收集国内外有关技术资料，制定出合理的工艺方案。制定工艺方案时，还要考虑以下几点基本原则： （ 1） 选 择 合适、可靠的工艺方法 根据工件的材料，加工部位的尺寸、形状、结构特点，加工精度、表面粗糙度以及生产率要求等，结合组合机床的工艺范围及所能达到的加工精度，选择合适、可靠的工艺方法，以保证机床有稳定的加工质量和高的生产率。 （ 2） 粗、 精加工要合理安排 一般情况下，在大批大量生产或工件加工精度要求较高时，应将粗、精加工工序分开进行，以利于保证加工精度和保持精加工机床的工作精度；生产批量不大时，在能够保证加工质量的前提下，也可将粗、精加工集中在同一机床上进行，以利于减少机床台数，提高经济效益。 （ 3） 工序集中的原则 为了提高机 床生产率，减少机床台数，要求尽量贯彻工序集中的原则。但是，工序集中程度过高会使机床结构复杂，调整使用不便，可靠性下降，并有可能由于切削负荷过大而引起工件变形，降低加工精度。因此，应使工序合理集中。 （ 4）定位基准及加紧点的选择原则 组合机床一般采用多刀、多面加工，因此选择定位基准和加紧部位时，nts 23 应使工件有较多的敞开面，以利于加工。同时，应充分注意到组合机床加工时切削力大、工件受力方向经常改变的特点，结合工件、夹具刚度的因素，慎重地选择加紧点。 3.3 确定组合机床的配置形式和方案布局 3.3.1 确定组合机床的配 置形式 通常，在确定工艺方案的同时，也就大体上确定了组合机床的配置形式和结构方案。但是还要考虑以下因素的影响。 （ 1）加工精度的影响 加工精度要求较高时，应采用固定夹具的单工位组合机床：加工精度要求较低时，可采用移动夹具的多工位组合机床；工件各孔间的位置精度要求较高时，应采用在同一工位上对各孔同时精加工的方法；工件各孔间同轴度要求较高时，应在单面进行精加工等等。 （ 2）工件结构形状的影响 对于外形尺寸和重量较大的工件，一般应采用固定夹具的单工位组合机床；对多工序的中小型零件，则宜采用移动夹具的多工位组合机床 ；对于大直径的深孔加工，宜采用具有刚性主轴的立式组合机床等。 （ 3）生产率的影响 生产率往往是决定采用单工位组合机床、多工位组合机床还是组合机床自动线的重要因素。例如，根据其他因素考虑应采用单工位组合机床，但由于生产率满足不了要求，就不得不采用多工位组合机床，甚至自动线来进行加工。 （ 4）现场条件的影响 使用组合机床的现场条件对组合机床的结构方案也有一定影响。例如，nts 24 使用单位所在地气候炎热，车间温度过高，使用液压传动，机床运动不够稳定，则宜采用机械传动的形式。使用单位刃磨刀具，维修、调整机床能力以及车间布置的 情况，都将影响组合机床的结构方案。 3.3.2 方案布局 该减速器箱的加工流程共设计了加工镗四个孔，由简单到复杂暂定三种机床布局。 方案（一）：单面镗（四卧） 简单的卧式镗四个孔及刮端面，加工这四个孔由四台卧式镗床分四道工序分别完成，该加工方案完全能够满足加工要求，但是这样加工生产率较低并且造成机床浪费。 方案（二）：单面镗、对铣（两卧镗、两卧铣） 该方案需两道工序完成，即工序一由一镗杆完成两孔的镗削（从一孔镗入，另一孔镗出），工 序二由一镗杆完成两孔的镗削，由于孔的端面有粗糙度要求，而工序一和工序二都无法同时完成两个端面的加工。这样加工孔nts 25 的端面又成为另两道工序，可用对铣来加工两个端面。 方案（三）：两面镗（四卧） 该方案需两道工序完成，即工序一：对镗卧杆孔及刮孔端面，工序二：对镗另两孔及刮端面。本方案完全能达到加工要求。 nts 26 方案（四）：三面镗（ 三 卧） 该方案只需一道工序即可完成孔及刮端面，即由两台卧式镗床对镗卧杆孔及刮端面，一立式镗床加工其他两孔及刮端面。本方案完全可达到加工要求。 总体来看，以上四种方案，方案（四）最佳，该方案完全可达到加工精度要求，生产率高，节拍短，机床数量少，机床利用率高，可取得较好的经济效果。 nts 27 3.4 粗 镗专机 “三图一卡”的编制 编制“三图一卡”的工作内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图，编制生产率计算卡。“三图一卡”是组合机床总体方 案在图样上的具体体现。 3.4.1 被加工零件工序图 被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表明工件的形状、尺寸、材料、硬度以及在所设计的组合机床上完成的工艺内容和采用的定位基准、夹压点的图样。它是组合机床设计的主要依据，也是制造、验收和调整组合机床的重要技术文件。 1、在被加工零件工序图上应标注的内容 1）被加工零件的形状、主要外廓尺寸和本机床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技术要求，以及对上道工序的技术要求等。 2）本工序所选用的定位基准、夹紧部位及夹紧方向。 3）加工时如需要中间导向， 应表示出工件与中间导向间有关部位结构和尺寸，以便检查工件、夹具、刀具之间是否相互干涉。 4）工件的名称、编号、材料、硬度及被加工部位的余量等。 2、绘制被加工零件工序图的一些规定 1）本工序的加工部位用粗实线绘制，其余部位用细实线绘制。 2）本工序要在需保证的尺寸 下面加一横线；选用的定位基准、夹紧部位、夹紧方向等需用符号表示清楚。 3）加工部件的位置尺寸应由定位基准算起，但有时也可将工件某一主要孔的位置尺寸从定位基准算起，其余各孔的位置尺寸再从该孔算起。当定位基准与设计基准不重合时，其位置尺寸要进行换算。位 置尺寸公差不对称nts 28 时，要换算成对称公差尺寸。 4）应注明工件对机床加工提出的某些特殊要求，如对精镗 孔机床应注明是否允许留有退刀痕迹。 5）对简单的零件，可直接在零件图上作必要的说明，而不必另行绘制被加工零件工序图。 3、工艺分析 （ 1）定位基准的选择 a、 粗基准的选择： A 面为粗基准，定位加紧简单可靠。 b、 精基准的选择： 从各个表面的精度位置进行分析： nts 29 以 B 面作为精基准。 这样在后续加工过中，装夹方便可靠，又能满足加工要求。其它各面的加工精度虽然比基准面要高，但与基准面无特殊的形位公差，因此只需一次粗加工即可。 （ 2）镗孔工艺路线的确立 根据先粗后精、先基准面后其它表面、先主要表面后次要表面的机械加工工序安排的设计原则，对钻井液搅拌机减速器机箱体孔的工艺路线如下设计： nts 30 组合机床设计为三面镗，同时完成三个面 90IT7、 150 IT7、 297IT7的镗孔及刮端面，用时短，时效高。 3.4.2 加工示意图的设计 加工示意图是已确定的工件工艺方案在图纸上的反映，是刀具、夹具、多轴箱
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