基于PROE平台的立式双轴缸孔半精镗机床总体及刀具设计【全套CAD图纸+毕业答辩论文】

买文档就送全套 纸 扣扣交流 414951605 含全套 纸和论文 答辩精 品 目录 1 前言 1 2 组合机床总体设计 3 体方案的确定 3 合机床工艺方案的制定 3 位基准的选择 3 床配置型式的选择 4 台型式的选择 4 间底座的选择 4 削用量及刀具的选择 5 择切削用量 5 削扭矩及切削功率的计算 6 具结构的选择 8 . 被加 工零件工序图 9 工示意图 10 床联系尺寸图 11 床生产率计算卡 12 3. 组合镗刀设计 15 具设计概述 金属切削刀具的发展 刀具使用和设计中需注意的问题 合镗刀工作原理 工作原理 杆与滑块的工作原理 推杆与滑块的设计原因 工作原理 刀设计 结论 献资料 谢 录 流 14951605 基于 台的立式双轴缸孔半精镗机床总体及刀具设计 2 买文档就送全套 纸 扣扣交流 414951605 含全套 纸和论文 答辩精 品 基于 台的立式双轴缸孔半精镗机床总体及刀具设计 4 1 前言 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买文档就送全套 纸 扣扣交流 414951605 含全套 纸和论文 答辩精 品 的一种高效的专用机床。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法，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已标准化和系列化，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，并可用来组成自动生产线。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用 ,因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制 ,它的加工对象主 要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件 (近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额 ),完成钻孔、扩孔、铰孔 ,加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台 ,在孔内镗各种形状槽 ,以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多 ,有大型组合机床和小型组合机床 ,有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式 ,还有多工位回转台式组合机床等 ;随着技术的不断进步 ,一种新型的组合机床 柔性组合机床越来越受到人们的青睐 ,它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换 ,配以可编程序控制器 ( )、数字控制( )等 ,能任 意改变工作循环控制和驱动系统 ,并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外 ,近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机 (清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线 )等在组合机床行业中所占份额也越来越大。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。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。 国内组合机 床近几年取得了长足的进步，但是与发达国家相比，在产业结构、产品水平、开发能力、产业规模、制造技术水平、劳动生产率、国内外市场占有率等诸多方面尚存在不少差距。在组合机床方面，总体水平不高，国际竞争力不强，不能充分满足国内建设需要，关键技术过分依赖国外，自主发展能力薄弱，高技能人才的比较优势有弱化的危险，产品质量不稳定，用户服务水平差距较大。 本次设计的课题是基于 立式双轴缸孔半精镗机床总体及刀具设计。该课题来源于江淮动力集团。本次设计分总体设计、夹具设计、镗削头设计、刀具设计三个部分。我主要负责刀具部 分的设计，总体设计由我和另外三位同学共同完成。在设计组合机床过程中，组合机床刀具的设计是组合机床设计工作的重要部分之一。刀具要满足成批量加工的要求，因此，就需要对刀具的强度、刀具材料进行计算校核，它要满足同时加工几个孔的要求，但由于中间孔的孔径大于两端的孔径，给设计带来了很大的难度，具体设计方案在后面讲予以介绍。 设计该组合机床思路如下：仔细分析零件的特点，以确定零件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，选择加工的定位基准及夹压方案等），确定工序间加工余量，选择合适的切削用量，确定 组合机床的配制形式；根据被加工零件的工艺要求确定刀具，再由刀具直径计算切削力，切削扭矩，切削功率，然后选择各通用部件，最后按装配关系组装成组合机床。 基于 台的立式双轴缸孔半精镗机床总体及刀具设计 6 本说明书以设计立式双轴缸孔半精镗组合机床为主线，阐述了刀具的选择、镗削头和夹具设计的过程。在第 2 章中着重介绍了组合机床的总体设计。在总体设计中，首先是被加工零件的工艺分析，然后是总体方案的论证，在比较了许多方案之后，结合本道工序加工的特点最终选择卧式三面的机床配置型式。再结合本道工序的特点选择刀具。根据选择的切削用量，计算刀具的切削力、切削扭矩、切削功率等，再 确定刀具的大小和型式。在确定这些设计计算后，然后是绘制组合机床的“三图一卡” 被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡。在第 3章中，主要介绍了刀具的设计。 组合机床刀具，虽然从它的作用和对它的基本要求上看，与通用机床上用的刀具基本一样，但是由于组合机床的特殊条件，也给组合机床刀具带来了一些与一般刀具不同的特点。因此，要使组合机床能很好的工作，就必须了解这些特点。 组合机床刀具要求有较高的耐用度和可靠性，并便于装卸和调整。由于组合机床是高生产率的专用机床，它的循环时间较短，而在每一循环中，刀 具不工作的时间很短。同时在大多数情况下，组合机床又是多刀加工，刀具数量较多，更换调整刀具较费时间。这样，如换刀次数较多，势必占用大量时间，降低生产率。所以就要求组合机床刀具具有如下性能：结构可靠；刀具材料和几何参数选取合理，并创造合适的切削条件以及选取比一般通用机床稍低的切削用量，以使刀具有较高的耐用度；便于装卸。 买文档就送全套 纸 扣扣交流 414951605 含全套 纸和论文 答辩精 品 2 组合机床总体设计 该组合机床的加工对象是汽车变速箱箱体，材料是 度为 构复杂。 合机床总体设计 合机床工艺方案的制定 该加工零件为 油机机体。材料 硬度为 251，在本工序之前各主要表面、主要孔已加工完毕。 此次设计的组合机床 是完成 油机机体上的 4 个缸孔的加工 ，其具体的加工工艺路线如下 : 1、粗铣底面； 2、粗铣左、右端面； 3、粗铣前、后端面； 4、半精铣底面； 5、半精铣左、右端面； 6、半精铣前、后端面； 7、粗镗孔； 8、半精镗孔 ; 9、精镗孔； 10、钻左、右、后面的孔； 11、攻丝。 本道加工工序是第 8 道工序，其加工内容是： 半精镗 孔 ,深 10，表面粗糙度为 3.2 m 孔 ,深 面粗糙度为 3.2 m 115 孔 ,深 124 倒角 ,深 精镗 ,深 面粗糙度为 3.2 m 位基准的选择 组合机床是针对某种零件或零件某道工序设计的。正确选择定位基准，是确保加工精度的重要条件，同时也有利于实现最大限度的集中工序。 “一面双孔”的定位方法，其特点是： 工件获得稳定可靠 定位。 能高度集中工序，又有利于提高各 面上孔的位置精度。 基于 台的立式双轴缸孔半精镗机床总体及刀具设计 8 C.“一面双孔”可作为零件从粗加工到精加工全部工序的定位基准，使零件整个工艺过程基准统一，从而减少由基准转换带来的累积误差，有利于保证零件的加工精度。同时，使机床各个工序（工位）的许多部件实现通用化，有利于缩短设计、制造周期，降低成本。 紧，并有利于防止切削落于定位基面上。 本机床加工时采用的是 一面两销 的定位方式。即一面是缸体底面，限制了三个方向的自由度；圆柱销限制了两个方向的自由度 ；菱形销限制了一个方向的自由度。 通过一个平面和两个定位销限制其六个自由度， 这样工件的 6 个自由度被完全约束了也就得到了完全的定位。 此，夹具也通过液压来驱动，能达到集中控制的要求，对被加工零件的四个角进行加紧，有效的保证了加工精度。 床配置型式的选择 根据选定的工艺方案确定机床的配置型式，并定出影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。既要考虑能实现工艺方案，以确保零件的精度、技术要求及生产率，又要考虑机床操作方便可靠，易于维修，且润滑、冷却、排屑情况良好。对同一 个零件的加工，可能会有各种不同的工艺方案和机床配置方案，在最后决定采取哪种方案时，绝不能草率，要全面地看问题，综合分析各方面的情况，进行多种方案的对比，从中选择最佳方案。 各种形式的单工位组合机床，具有固定式夹具，通常可安装一个工件，特别适用于大、中型箱体类零件的加工。根据配置动力部件的型式和数量，这种机床可分为单面、多面复合式。利用多轴箱同时从几个方面对工件进行加工。但其机动时间不能与辅助时间重合，因而生产率比多工位机床低。 机床的配置型式主要有卧式和立式两种。卧式组合机床床身由滑座、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，无漏油现象；同时，安装、调试与运输也都比较方便；而且，机床重心较低，有利于减小振动。其缺点是削弱了床身的刚性，占地面积大。立式组合机床床身由滑座、立柱及立柱底座组成。其优点是占地面积小，自由度大，操作方便。其缺点是机床重心高，振动大。 在认真分析了被加工零件的结构特点及所选择的加工工艺方案，又由组合机床的特点及适应性，确定设计的组合机床的配置型式为多工位立式半精镗组合机床。 台型式的选择 本组合机床采用的是液压滑台。与机械滑台相比较，液压滑台具有如下优点：零件 损失小，使用寿命长，在相当大的范围内进给量可以无级调速；可 以获得较大的进给力；工艺上要求多次进给时，通过液压换向阀，很容易实现；过载保护简单可靠；由行程调速阀来控制滑台的快进转工进，转换精度高，工作可靠。 本课题的 油机机体上的 4 个缸孔的加工 ， 位置精度和尺寸精度要求较高，刚度高、热变形小、进给稳定性高，因此采用液压滑台。 买文档就送全套 纸 扣扣交流 414951605 含全套 纸和论文 答辩精 品 间底座的选择 中间底座其顶面安装夹具或输送部件，侧面可与侧底座相连接，并通过断面键或定位销定位。根据机床配置形式不同，中间底座有多种形式，。总之而言，中间底座的结构 、尺寸需要根据工件的大小、形状以及组合机床的配置形式来确定。因此，中间底座一般按专用部件进行设计，但为了不致使组合机床的外廓尺寸过分繁多中间底座可参照表 2 表 2间底座主要尺寸 （ 中间底座长 中间底座宽 800 500 560 630 710 800 900 _ 1000 _ _ 630 710 800 900 1000 1250 _ _ _ 710 800 900 1000 1250 _ _ _ 710 800 900 1000 削用量及选择刀具的确定 择切削用量 对于半精镗 5 个被加工孔，采用查表法选择切削用量，从文献 1 6孔深度较大时，由于冷却排屑条件都较差，使刀具寿命有所降低。降低切削速度主要是为了提高刀具寿命，并使加工较深孔时镗刀的的寿命与加工其他浅孔时镗刀的寿命比较接近。 复合刀具切削用量选择应考虑刀具的使用寿命。保证刀具应有的使用寿命，进给量按复合刀具最小直径选择，切削速度按复合刀具最大直径选择。对整体的 复合刀具，往往强度较低，故切削用量应选对稍低些。 另外，选择切削用量时还要保证生产批量要求，也要保证刀具一定的耐用度。组合机床切削用量选择通常要求刀具耐用度不低于一个工作班，最少不低于 4h。 确定切削用量时，还需考虑所选动力滑台的性能。使用液压滑台时，选择每分钟进给量应比该滑台最小工进速度大 50%，否则会受温度和其他原因导致进给不稳定。 切削用量选择是否合理，对组合机床的加工精度、生产率、刀具耐用度、机床的布局形式及正常工作均有很大影响。组合机床多轴箱上所有的刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台。查文献 1得硬度 速钢钻头的切削用量如表 2于 台的立式双轴缸孔半精镗机床总体及刀具设计 10 表 2镗孔切削用量 工序 刀具材料 铸铁 )1)( 1 半精镗 高速钢 20 硬质合金 705 先以刀具来选择较合理的转速 n 和每转进给量 f ，选择合理的切削速度。切削速度 1000（ 1 A. 1、 3缸孔的切削用量选择如下： a) 半精镗 孔 ,深 10 由 15080 d ，硬度大于 187251选择 070 ，又 ，初选 ， 则由式 )11( 得： b) 半精镗 孔 ,深 10.3 c) 半精镗 115 孔 ,深 124 d) 倒角 ,深 5.6 e) 半精镗 ,深 21.4 B. 2、 4缸孔的切削用量选择如上 削力、切削扭矩及切削功率的计算 根据选定的切削用量（主要指切削速度 v 及进给量 f），确定进给力，作为选择动力滑台及夹具设计的依 据；确定切削转矩，用以确定主轴及其他传动件的尺寸；确定切削功率，用作选择主传动电机功率；确定刀具耐用度，用以验证所选用量或刀具是否合理。 根据文献 1 买文档就送全套 纸 扣扣交流 414951605 含全套 纸和论文 答辩精 品 （ 2 （ 2 p （ 2 61200 2 f 式中， 圆周力（） 轴向切削力（） T 切削转矩（ ） P切削功率（ m ( 削速度 )/( 给量 )( 工直径 )(p 切削深度 氏 硬 度 ， )(m i nm a a x ， 本 设 计 中 ，230,187,251 m i nm a x A. 由以上公式可得， 半精镗 孔 ,深 10 vF z 2 0 0 4 76 1 2 0 0 B. 半精镗 孔 ,深 1 5 23 5 79 vF z C. 半精镗 115 孔 ,深 124 2 基于 台的立式双轴缸孔半精镗机床总体及刀具设计 12 p vF z 2 0 0 D. 倒角 ,深 1 p vF z E. 半精镗 ,深 6 4 p 48 5 46 vF z 2 0 0 具结构的选择 A. 正确选择刀具结构，对保证组合机 床正常工作极为重要。根据工艺要求和加工精度不同，常用刀具有一般刀具、复合刀具及特种刀具等。 B. 为了提高工序集中程度或保证加工精度，采用先后加工或同时加工两个或两个以上便面的复合刀具。但应采用组装式结构，就是装几把镗刀的镗杆。整体式复合刀具制造刃磨较为困难，刀体不能重复使用，成本高。 C. 采用镗刀的原则：除孔面不连续，镗削时容易产生振动，影响孔的圆度；在机床上对刀不方便；加工孔径小于 40 要求较高的同心孔系外，应优先选用 镗削工艺。镗刀制造刃磨简便，特别对不通孔、高精度孔、孔中心线直线度和位置度要求较严格的孔，采用精密镗削比较重要。 组合机床大多采用装在镗杆上的硬质合金镗刀头（块）进行镗孔。镗杆直径和镗刀头界面尺寸一般根据镗孔直径按表 2 买文档就送全套 纸 扣扣交流 414951605 含全套 纸和论文 答辩精 品 表 2镗孔、镗杆直径和镗刀截面 （ 镗孔直径 D 302000杆直径 d 200005刀方截面 0260刀圆截面直径d 80288据加工精度、工件材料、工件条件、技术要求等进行分析，按照经济地满足加工要求的原则，合理地选择刀具。只要所选工艺方案可以采用刚性较好的镗杆，还是采用镗削方法，这是因为镗刀制造简单，刃磨方便。 当被加工孔直径在 40合机床上多采用镗削加工，其加工精度可高达 1 直径小于 40用钻削方法，钻头选用高速钢修磨棱带及横刃钻头。 由于本道工序所要加工的孔的直径均大于 100选用镗削方法，刀具采用复合刀具，刀片材料为硬质合金，刀杆材料为 40 图一卡设计 绘制组合机床“三图一卡”，就是针对具体零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行组合机床的总体方案文件设计。其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和编制生产率计算卡等。 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，表示所设计的组合机床（或自动线）上完成的工艺内容，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、硬度和在本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。 制被加工零件工序图时的注意事项 ： A. 加工部位的轮廓用粗实线突出应且加工部位尺寸应加方框标注； B. 加工部位的位置尺寸应与定位基准直接发生关系； C. 镗阶梯孔时，其大孔单边余量应小于相邻两空半径之差，以便镗刀能够通过。 本组合机床以柴油机机体为加工 对象进行设计，对工序图简要说明及与本机床设计有关的技术指标如下： a) 定位方法：采用的是“一面两销”定位法； 图中符号 b) 图中符号： 夹紧点 定位基面 c) 名称及编号：柴油机机体缸孔 d) 零件材料： 基于 台的立式双轴缸孔半精镗机床总体及刀具设计 14 e) 零件硬度： 251187 f) 本机床需要保证的加工尺寸有： 半精镗 孔 ,深 10； 孔 ,深 115 孔 ,深 124 倒角 ,深 精镗 ,深 加工示意图 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。 本道工序的加工顺序为：镗刀杆快进 40达工作位置，然后工进 22下面一把刀镗 孔，工进完成后镗刀杆快进 42扫镗刀和倒角刀到达工作位置，镗刀杆工进 115扫内腔，工进 9止口刀工作，在扫内腔的同时镗孔刀工作。死挡板停留时倒角刀工作。 A. 导向结构的选择 由于采用刚性主轴 (镗杆 )，故不选用导向机构。 B. 确定主轴、尺寸、外伸尺寸 在该课题中，主轴用于镗孔 ，镗孔选用圆柱滚子轴承主轴。 根据由选定的切削用量计算得到的切削转矩 T，由文献 12表 44 10 （ 2 式中 d 轴的直径（）； T 轴所传递的转矩（ N m）； B 系数，本课题中镗孔主轴为刚性主轴，取 B= 由公式可得： 0 根据主轴类型及初定的主轴轴径，文献 12的 44页表 3接杆莫氏圆锥号。滚锥主轴轴径 d=40时，主轴外伸尺寸为： D/7/48,L=75。滚锥主轴轴径 d=60时，主轴外伸尺寸为： D/0/60,L=75。 C. 选择接杆、浮动卡头 由于采用刚性主轴，因此不选用接杆和浮动卡头。 D. 动力部件工作循环及行程的确定 a） 工作进给长度工工作进给长度工L，应等于加工部位长度 L（多轴加工时按最长孔计算）与刀具切入长度 1L 和切出长度 2L 之和。即 321 工（ 2 由于采用复合刀具，根据工件端面的误差情况，取切入长度为 出长度取 0 切入长度 出长度为 0以 1进工L=22 115 孔时切入长度 出长 度为 0以买文档就送全套 纸 扣扣交流 414951605 含全套 纸和论文 答辩精 品 2进工L=9+106+0=115 进长度的确定：镗 切入长度 出长度为 0以3进工L=1+8+0=9 b） 快速进给长度的确定 快速进给是指动力部件把刀具送到工作进给位置。选定刀具的快速进给长度分别为 402 c） 快速退回长度的确定 快速退回长度等于快速进给和工作进给长度之和。由已确定的快速进给和工作进给长度可知，快速退回长度为 228。 d） 动力部 件总行程的确定 动力部件的总行程除了满足工作循环向前和向后所需的行程外，还要考虑因刀具磨损或补偿制造、安装误差，动力部件能够向前调节的距离（即前备量）和刀具装卸以及刀具从主轴孔中取出时，动力部件需后退的距离（即后备量）。因此，动力部件的总行程为快退行程与前后备量之和。 根据本组合机床和加工零件的特点，确定前后备量分别为 2052 动力部件的总行程为 400 加工示意图见附图。 床联系尺寸图 A. 选择动力部件 a) 动力滑台型号的选择 根据选定的切削用量计算得到的主轴的进给力。 实际上 ,为克服滑台移动引起的摩擦阻力，动力滑台的进给力应大于进给力。又考虑到所需的最小进给速度、切削功率、行程、主轴箱轮廓尺寸等因素，为了保证工作的稳定性，由文献 12表 5用液压滑台 1面宽 500面长1000许最大进给力为 32000N；其相应的侧底座型号分为 1 11用移位滑台 1面宽 500面长 1000许最大进给力为32000N；其相应的侧底座型号分为 1 1 1 b) 确定机床装料高度 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。综合各方面因素，该组合机床装料高度取 H=1195。 c) 确定夹具轮廓尺寸 夹具是用于定位和夹紧工件的，所以工件轮廓尺寸和形状是确定夹具轮廓尺寸的依据，由于加工示意图中对工件和靠模杆的距离，以及导套尺寸都作了规定，掌握了以上尺寸后，确定夹具总长尺寸 A， A=710 具底座高度应视夹具大小而定，既要求保证有足够的刚性，又要考虑工件的装料高度，一般夹具底座高度不小于240据具体情况，本夹具底座取高度为 300 d) 确 定中间底座尺寸 基于 台的立式双轴缸孔半精镗机床总体及刀具设计 16 中间底座的轮廓尺寸，在长宽方向应满足夹具的安装需要。它在加工方向的尺寸，实际已由加工示意图所确定，图中已规定了机床在加工终了时工件端面至镗削头下端面的距离。由此，根据选定的动力箱、滑台、侧底座等标准的位置关系，并考虑滑台的前备量，通过尺寸链就可以计算确定中间底座加工方向的尺寸。算出的长度通常应圆整，并按 加工终了时，镗削头与夹具体轮廓间应有足够的距离，以便于调整和维修，并留有一定的前备量 (20 确定中间底座的高度方向尺寸时，应注意机床的刚性要求、冷却排屑系统要求以 及侧底座连接尺寸要求。 综上所述，选定中间底座尺寸 1680 宽： 970 高： 420 机床联系尺寸总图见附图。 B. 动力箱型号的选择 由切削用量计算得到的各主轴的切削功率的总和切削P，根据文献 12的 47页公式计算： 切削镗削头 （ 2 式中 切削P 消耗于各主轴的切削功率的总和（ ； 多轴箱的传动效率 ,加工黑色金属时取 轴数多、传动复杂时取小值，反之取大值。本课题中，被加工零件材料为灰铸铁，属黑色金属，故取 5。 切削P= 切削镗削头根据液压滑台的配套要求，滑台额定功 率应大于电机功率的原则，查文献 12表 5见表 2 表 2力箱及电动机的型号 动力箱型号 电动机型号 电动机功率(电动机转速(r/输出轴转速(r/镗削头 1132) 10 480 C. 配套通用部件的选择 侧底座 1高度 H=560度 B=600度 L=1350 床生产率计算卡 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。 A. 理想生产率 Q（件 /h） 理想生产率是指完成年生产纲领（包括备品及废品率）所要求的机床生产率。 用组合机床设计简明手册 式 买文档就送全套 纸 扣扣交流 414951605 含全套 纸和论文 答辩精 品 （ 2 计算，式中， N 年生产纲领（件），本课题中 N=40000 件； 全年工时总数，本课题以两班制计算，则 600则 k / 0 04 0 0 0 0 件B. 实际生产率 /h） 实际生产率是指所设计的机床每小时实际可生产的零件数量。即公式 101 （ 2 式中， 生产一个零件所需时间（ 则 单 C. 机床负荷率负机床负荷率为理性乡生产率与实际生产率之比。即公式 1（ 2 则 % 产率计算卡见表 2 基于 台的立式双轴缸孔半精镗机床总体及刀具设计 18 表 2产率计算卡 被加工零件 图号 坯种类 铸件 名称 柴油机机体 毛坯重量 材料 度 187 251序名称 半精镗缸孔 工序号 序号 工步 名称 被加工零件数量 加工直径(加工长度 (工作行程 (切削速度 (m/每分钟转速 (r/ 进给量 (mm/r) 进给速度 (工时 (机 加工 时间 辅助 时间 共计 1 装卸工件 1 滑台快进 40 40 轴箱工进 （镗孔 1) 0 22 0 轴箱工进 (镗孔 2) 0 滑台快进 42 42 轴箱工进 (镗孔 3) 115 124 115 0 轴箱工进 （镗孔 4） 0 多轴箱 工进（倒角） 0 走刀 台快退 228 228 台移位 120 120 重复以上工序 2 注 装卸工件时间取决于操作者熟练程度 ,本机床计算时取 计 件工时 床生产率 h 机床负荷率 84% 买文档就送全套 纸 扣扣交流 414951605 含全套 纸和论文 答辩精 品 3. 组合镗刀设计 具设计概述 属切削刀具的发展 机械制造业在国民经济中占有十分重要的地位，是国民经济的支柱产业之一。金属切削加工是机械制造业中运用最广泛的一种加工方法，占机械制造总工作量的50%以上，而金属切削刀具则是其中不可缺少的重要工具之一。 实践证明，刀具的更新可以成倍、数十倍地提高生产率。因此，我们必须随时的研究设计更好的刀具，在此基础之上，研究新型的刀具材料成了整个刀具设计的重中之重，不断采用新工艺、新技术、新材料是机械制造业发 展的基础，这里要特别指出，刀具材料的研制，新型刀具材料，新型刀具结构及新的加工方法，对切削加工技术，尤其对金属切削刀具的发展起着决定性的作用。 具使用和设计中需注意的问题 屑、刚度的关系 合镗刀工作原理 基于 台的立式双轴缸孔半精镗机床总体及刀具设计 20 图 工作原理：由上图可知，由液压驱动装置带动组合镗刀箱下快速移动，当最 下面的刀片接触到工件时，进行工进切削加工，向下切削到 27杆 9向下移动，齿块 5与推杆 9通过齿的啮合，从而带动滑块的径向移动，刀具扫 115 内腔，当扫内腔刀具切削深度达到 62工孔 的刀具进行切削，刀具主轴继续工进，加工深度达到 ，加工 孔刀具工作，加工深度 10有要求达成，为了保证加工表面的加工精度，刀具在该位置旋转 5，然后再由液压控制装置 控制主轴的回升。 图 买文档就送全套 纸 扣扣交流 414951605 含全套 纸和论文 答辩精 品 杆与滑块的工作原理 杆与滑块的设计原因 从 缸体工序图可以看出，其中有一部分的切削加工不同于其他普通的阶梯孔加工，它的孔径不是一次增大，而要进行扫内腔和倒角的工作，一般的普通组合镗刀是很难满足该要求的。因此，设计一把合理的刀具成了这次设计的主要任务，而内部的径向进给机构的设计成了该设计的难点。经过一定的理论论证，决定采用推杆与滑块机构来实现该运动。 作原理 图 作原理图 推杆在液压驱动装置的控 制向下移动，从而带动齿块的径向移动，齿块与滑块相配合，再带动滑块的径向移动，当推杆向下运动刀时，滑块径向移动 于刀具使用螺钉与滑块相联接，所以刀具此时开始进行扫内腔，推杆继续运动，行程到达 ，滑块回至原位，然后推杆运动 块径向移动 行倒角工作。 图 作位置图 基于 台的立式双轴缸孔半精镗机床总体及刀具设计 22 刀设计 刀杆的设计 A. 镗刀杆时组合镗刀的主体部分，在它上面可以装夹多把刀片，为了保证加工表面粗糙度，所以把在镗刀杆的单侧安装刀片。选择刀杆的材料为 40 的总长为 260被加工零件工序图可知，需要一次加工五个孔，因此，在该镗刀杆上装由五把刀片，刀片的选择在下面讲的内容进一步介绍。 B. 由于镗刀杆要与镗削头相连接，因此，我们必须考虑到它们之间的定位、夹紧。在该刀杆的设计中，我们主要采用了一销一孔的定位方式，孔限制了它们的坐标轴方向的移动，销主要限制了它的旋转。在镗削头与镗刀的连接上，主要通过六个螺钉进行连接。 C. 考虑到刀具的排屑因素，所以在每个安装刀具的旁边开了一个角度为 45 度的切槽，同时也能够使刀具与工件能更好的接触。 D. 另外，镗杆中还有一个 比较特殊的部分，也是这把刀具的设计中最繁琐的部分，也就是镗杆与滑块的配合部分，在次设计中把它的宽度、高度分别定位 51与滑块配合，配合面精度要求比较高，故把它的表面粗糙度定为 E. 表面热处理达到 化处理。 图 刀杆 买文档就送全套 纸 扣扣交流 414951605 含全套 纸和论文 答辩精 品 杆设计 a. 推杆是实现扫内腔的主要零件，它与齿块配合，它的上端主要与镗削头配合。 与镗刀杆的配合面精度要求较高，一般可去 b. 推杆和件五的配合面主要是以齿的形式 ，加工要求：证与齿块的配合良好。 c. 加工齿的时候由于它的齿顶线很难找准，所以在它的表面加工一个直径为2作为加工齿顶线时用的。 d. 为了保证它和齿块能够有很好的润滑，故在的法向加工一个 2 的孔，以便润滑油能通过油杯流进齿的接触面。 图 杆 块设计 齿块与推杆属于一体的，在它的表面也带有与推杆相同的齿型，除了与推杆配合外，还与滑块和调整垫都有着很重要的配合关系，它的齿沟线通过滑块 35 的中心，它的加工要求与推杆一样。 基于 台的立式双轴缸孔半精镗机床总体及刀具设计 24 图 块 块设计 A. 滑块的特点 滑块与齿块配合要求较高，是推杆的轴向移动带动齿块的径向移动，再带动滑块的移动。在滑块的两侧装有扫内腔刀具和倒角刀，因此，齿块与滑块的配合精度要求较高。 B. 滑块长 95 56 36两侧设计出两个螺钉孔，用来装夹刀具，并且轴线倾斜 200 。 图 块 买文档就送全套 纸 扣扣交流 414951605 含全套 纸和论文 答辩精 品 合镗刀三维造型图 图 维造型 片的选择 A. 刀片夹固结构的选择 考虑到加工是在立式镗床上进行，且属于连续加工，参照文献 13表 1型刀片夹固结构简图和特点，采用螺钉压紧夹固结构。 B. 刀片材料的选择 参照文献 12表 6于加工材料为铸铁，且加工方式为半精加工，故刀片材料选硬质合金（6 C. 镗刀合理角度的选择 根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到镗刀几何角度的形成特点，参照文献 10表 222取 如下四个主要角度： 倒角刀： a）前角 0 10b）后角 0 8c）主偏角 75 d）刃倾角 s 6转位镗刀： a）前角 0 10b）后角 0 8c）主偏角 75 d）刃倾角 s 6基于 台的立式双轴缸孔半精镗机床总体及刀具设计 26 扫镗刀： a）前角 0 10b）后角 0 8c）主偏角 75 d）刃倾角 s 6止口刀： a）前角 0 10b）后