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【工装夹具类】梳棉机箱体加工工艺及组合机床设计【7张图纸-3A0】【优秀】,工装,夹具,梳棉机,箱体,加工,工艺,组合,机床,设计,图纸,a0,优秀,优良

内容简介：

I 无锡 太湖学院 信 机 系 机械工程及自动化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 1、 题目 梳棉机箱体加工工艺及组合机床设计 2、专题 二、课题来源及选题依据 在工艺制定过程中，通过生产批量的分析确定梳棉机箱体结合件的加工方案，并寻求最佳的工艺方案，借此说明了工艺在生产过程中的重要性；在组合钻孔工序的工装设计过程中，结合实例，介绍了夹具设计方法，特别是对孔的加工精度进行了探讨； 在组合机床设计过程中，结合具体实例和设计经验 , 阐述了通用件 (如液压滑台，动力箱等 )的选取及专用部件（如多轴箱）的设计计算。 三、本设计应达到的要求： （ 1）通过生产批量的分析确定梳棉机箱体结合件的加工方案，并寻求最佳的工艺方案； （ 2）结合组合钻孔工序，进行工装夹具设计； （ 3）组合机床设计，并绘制相应的二维图纸； （ 4）绘制相应的二维装配图。 、接受任务学生： 机械 91 班 姓名 管星宇 五、开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师 签名 签名 签名 教研室主任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2012 年 11 月 12 日 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 开 题 报 告 题目： 梳棉机箱体加工工艺 及组合机床设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 学生姓名： 指导教师： 尤 （职称： 副教授 ） （职称： ） 2012年 11月 25日 课题来源 在工艺制定过程中，通过生产批量的分析确定梳棉机箱体结合件的加工方案，并寻求最佳的工艺 方案，借此说明了工艺在生产过程中的重要性；在组合钻孔工序的工装设计过程中，结合实例，介绍了夹具设计方法，特别是对孔的加工精度进行了探讨；在液压控制系统设计过程中， 以 双 面钻孔组合机床为对象，依据液压系统设计的基本原理，拟出合理的液压系统图。通过系统主要参数的计算确定了液压元件的规格 ；在组合机床设计过程中， 结合具体实例和设计经验 , 阐述了通用件 (如液压滑台，动力箱等 )的选取及专用部件（如主轴箱）的设计计算。 科学依据 （包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等） 梳棉机是棉纺工艺流程 中的关键性机台，一直被称为纺纱工艺的 “心脏 ”设备，可见梳棉机在纺纱过程中占有极为重要的位置 ， 而我国的梳棉机研制已有五十余年的历史，并且于五十年代后期就曾经达到过世界先进水平。 建国后，我国自行研制了 1181 型弹性针布 梳棉机 (英制 )，性能良好、质量稳定、台时产量达 5公制后定型为 梳棉机。随着生产技术的发展，制成以金属针布替代弹性针布的 梳棉机，台时产量为 15此基础上，采取提高刺辘与锡林速度、 加大卷装筹措施，使台时产量又提高到 15定型为 梳棉机。之后在对传动机构、锯条和针布规格以及部分零件的改进基础上，生产了 梳锦机 。随后又在对吸尘装置以及主要部件和精板加固的基础上，生产了 棉机，该机可加工棉、棉型化纤和中长纤维。为了提高国产梳棉机水平，在 梳棉饥基础上，吸取了部分引进设备的特点，又试制 梳棉机。近年来，又先后研制了 梳棉机 、 用抬高锡林中心位置、增加工作盖板根数、锡林前后加装固定盖板、刺辘下安装分梳板取代小漏底以及使用新疆针布等项技术措施，使台时产量达到 2 国产梳棉机的发展主要体现在以下几个方面： （一）速度与产量不断提高 产量由最初的 46kg/h 到现在的 4585kg/h，国外有的机型可达成 100140kg/h。 （二）适纺范围不 断扩大，新型梳棉机的适纺范围在 2276能加工棉，棉型化纤，还可以加工中长化纤。 （三）主要机件、支撑件的刚度和加工精度不断提高，从而改善了梳棉机的稳定性。 （四）扩大分梳区域，改进附加分梳元件和采用新型针布，使分梳质量和除杂效果大大提高。 （五）采用吸尘机构及密封机壳，以降低工人劳动强度，改善生产环境。 （六）采用自调匀整机构，进一步提高生条质量。 国外新型梳棉机有骑士立达公司的 、 ，德国特吕茨勒公司的国克洛斯洛尔公司的 的 机均 具特点，且自动化程度很高。 国外各公司先后推出了具有国际先进水平的梳棉机 超高产梳棉机，产量 为 50国外又推出了 60 超高产梳棉机 本文针对组合机床在梳棉机制造过程中的应用现状，以梳棉机箱体结合件的加工为例，阐述了工艺、工装、组合机床的设计过程及其与经济效益之间的关系。 并 以梳棉机箱体结合件为例进行了工艺技术及加工设备、装夹设备的简单设计。 研究 内容 应用组合机床加工大批量零件，快捷高效，生产效率高是机械加工的发展方向。本次设计任务是制定梳棉机箱体结合件的加工工艺、组合钻孔工序的工装设计、组合机床设计。在工艺制定过程中，通过生产批量的分析确定梳棉机箱体结合件的加工方案，并寻求最佳的工艺方案；结合组合钻孔工序，进行工装夹具设计；最后设计出钻孔的组合机床。 简单 阐述了工艺、工装、组合机床的设计过程及其与经济效益之间的关系。简要说明了现代制造工艺和制造设备与梳棉机的关系 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 (1) 通过生产批量的分析确定梳棉机箱 体结合件的加工方案，并寻求最佳的工艺方案； (2) 结合组合钻孔工序，进行工装夹具设计； (3) 以 双 面钻孔组合机床为对象 ， 组合机床设计，并绘制相应的二维图纸； （ 4） 绘制相应的二维装配图 研究计划及预期成果 由本文的论述，我们了解到，通过对梳棉机箱体结合件加工设备及工艺的研究与应用，在机床、夹具、刀具、工艺流程等方面进行合理设计和选择，有效提高了加工效率和产品质量，扩大了加工适应范围，提高了可靠性，具备一定的先进性，取得了良好的经济效益和社会效益，为解决此类多孔同时加工问题举了一件实例。 本成果设计制造的机床为六轴钻孔 双面卧式组合机床。我们将钻削主轴设为机械传动，而进给系统为液压控制，使在满足使用要求的前提下降低了成本。作为关键部件的液压滑台采用国产通用部件。以比较简单的方式完成旋转运动和直线运动的同步进行，非常实用。 本机床所用夹具的通用性强，工件采用液压定位夹紧，快速方便。定位采用两面一销的定位方式，夹紧采用液压加紧，采用这种方式完全能够满足精度要求。而且简易方便，制造成本低，通用性好。 在刀具方面，由于所加工孔的尺寸精度和表面粗糙度要求都不算高，采用麻花钻。这种钻头采购比较方便，而且价格比深孔钻头也要便宜。 在刀具的几何角度方面，麻花钻头的螺旋角即是其轴向前角。当加工工件时，切削力和切削热随钻头螺旋角的增大而减小 (减 少 )，切削轻快，刀具耐用度高。为此，我们选取钻头螺旋角为 32，在保证强度的前提下，有效降低了切削力和切削温度，提高了刀具使用寿命和生产效率。 通过本成果的实施，进排气摇臂的深孔加工质量和生产效率得到较大幅度提高，经济和社会效益显著。而且加工精度也完全能够满足设计要求。则在直接经济效益方面，节省了大量加工工时。 特色或创新之处 任何一个较为复杂的机械零件，都有不同的加工工艺方案，特别是一个新产品， 从开发设计，试制，小批量投产到产品发展和成熟时期的大批量生产，都要经历不同的生产批量过程。作为组成这一产品的机械零件必须根据生产批量来确定其工艺方案，现以梳棉机箱体结合件为例，说明在不同生产批量情况下，如何合理选择定位基准，采用适宜的生产设备和工艺手段，以保证加工质量可靠，满足市场的需求。达到生产批量的能力，同时投资小，见效快，成本低，从而获得企业的最大经济效益。 已具备的条件和尚需解决的问题 已具备的条件： 背景资料 尚需解决的问题： 对一些结构设计部分的具体设计，以及三维软件的高级运用技巧。 指导教师意见 指导教师（签名）： 年 月 日 系主任（签名）： 年 月 日 编 号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 梳棉机箱体加工工艺 及组合机床设计 信机 系 机械设计 专业 学 号： 0923034 学生姓名： 管 星 宇 指导教师： 尤丽华 （职称： 副教授 ） （职称： ） 2013年 5月 25日 无锡 太湖学院本科毕业设计 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计 梳棉机箱体加工工 艺及组合机床设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 91 学 号： 0923034 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 要 应用组合机床加工大批量零件，快捷高效，生产效率高是机械加工的发展方向。本次设计任务是制定梳棉机箱体结合件的加工工艺、组合钻孔工序的工装设计、组合机床设计。 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。多轴箱 是组合机床的核心部件。它是选用通用零件，按专用要求进行设计的，在组合机床设计的过程中，是工作量较大的部件之一。它是根据工序图和加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置，切削用量和主轴类型设计的传递各主轴运动的动力部件。其动力来自通用的动力箱，与动力箱一起安装于进给滑台，可完成钻，绞等加工序。 在工艺制定过程中，通过生产批量的分析确定梳棉机箱体结合件的加工方案，并寻求最佳的工艺方案，借此说明了工艺在生产过程中的重要性；在组合钻孔工序的工装设计过程中，结合实例，介绍了夹具设计方法，特别是对孔的加工精度进行 了探讨；在组合机床设计过程中，结合具体实例和设计经验 , 阐述了通用件 (如液压滑台，动力箱等 )的选取及专用部件（如主轴箱）的设计计算。 关键词 ：组合机床 ；多轴箱； 工艺 ；钻夹具 of is of is to a of is as a by or or to to to s on to in s is of It is to in to so on in of to of in in of in of as as of of V 目 录 摘 要 . . 绪论 . 1 内及国外研究现状 . 2 课题应达到的要求 . 2 2 工艺方案的拟定 . 3 棉机箱体结合件零件的工艺技术分析 . 3 位分析、基准选取及制定工艺路线 . 4 择精基准： . 4 要工序分析： . 4 艺路线： . 5 3 组合机床总体设计 . 6 加工零件工序图 . 6 加工零件工序图的作用与内容 . 6 制被加工零件图的规定及注意事项： . 6 工示意图 . 7 工示意图的作用和内容： . 7 择刀具、导向及有关计算 . 7 机床联系尺寸图 . 8 床分组 . 9 合机床生产率计算卡 . 10 4 钻夹具设计 . 14 棉机箱体结合件钻孔组合机床夹具分析 . 14 据工件不同的生产条件，可以有各种不同的安装方法： . 14 紧力“两要素”，方向与作用点： . 14 位夹紧方案的确定 . 14 具选择及切削用量的选取 . 14 具体设计： . 16 5 多轴箱设计 . 19 言 . 19 制多轴箱设计原始依据图 . 19 轴、齿轮的确定及动力运算 . 20 轴箱传动设计 . 22 6 结论和展望 . 27 致 谢 . 28 无锡太湖学院学士学位论文 考文献 . 29 梳棉机箱体加工工艺及组合机床设计 1 1 绪论 图 棉机实物图 梳棉机是棉纺工艺流程中的关键性机台，一直被称为纺纱工艺的“心脏”设备，可见梳棉机在纺纱过程中占有极为重要的位置，而我国的梳棉机研制已有五十余年的历史，并且于五十年代后期就曾经达到过世界先进水平。建国后，我国自行研制了 1181 型弹性针布梳棉机 (英制 )，性能良好、质量稳定、台时产量达 5公制后定型为 梳棉机。随着生产技术的发展，制成以金属针布替代弹性针布 的 梳棉机，台时产量为15此基础上，采取提高刺辘与锡林速度、加大卷装筹措施，使台时产量又提高到15定型为 梳棉机。之后在对传动机构、锯条和针布规格以及部分零件的改进基础上，生产了 梳锦机 。随后又在对吸尘装置以及主要部件和精板加固的基础上，生产了 棉机，该机可加工棉、棉型化纤和中长纤维。为了提高国产梳棉机水平，在 梳棉饥 基础上，吸取了部分引进设备的特点，又试制 梳棉机。近年来，又先后研制了 梳棉机 、 等多种型号的梳锦机。采用抬高锡林中心位置、增加工作盖板根数、锡林前后加装固定盖板、刺辘下安装分梳板取代小漏底以及使用新疆针布等项技术措施，使台时产量达到 20 国产梳棉机的发展主要体现在以下几个方面： （一）速度与产量不断提高 产量由最初的 46kg/h 到现在的 4585kg/h，国外有的机型可达成 100140kg/h。 （二）适纺范围不断扩大，新型梳棉机的适纺范围在 2276能加工棉，棉型化纤，还可以加工中长化纤。 （三）主要机件、支撑件的刚度和加工精度不断提高，从而改善了梳棉机的稳定性。 （四）扩大分梳区域，改进附加分梳元件和采用新型针布，使分梳质量和除杂效果大大提 （五）采用吸尘机构及密封机壳，以降低工人劳动强度，改善生产环境。 无锡太湖学院学士学位论文 2 （六）采用自调匀整机构，进一步提高生条质量。 内及国外研究现状 国内曾有过以下记载 :(1)青岛纺机厂宫业全 1984 年 主编的梳棉机现状及发展前景一书介绍了八十年代以前国内外梳棉机的概况、现状及其发展趋势 ;(2)由山东纺织工程学会1987 年编写的高产梳棉机研制工作组三十周年纪念专刊介绍了工作组部分人员的一些研究体会和经验总结 ;(3) 2003 年青岛纺机厂编写的梳棉技术发展与创新文献汇编收录了关于梳理技术方面的较有价值的文章近 30 篇。其中资料 (1)和 (2)都是针对某一特定时期内情况进行编写的，而且主要介绍的是高产梳棉机试验工作组的研究情况，内容也主要局限于梳棉机的工艺技术理论方面，而对梳棉机加工设备的发展现状没有系 统的总结。本文结合前有文章，以梳棉机箱体结合件为例进行了工艺技术及加工设备、装夹设备的简单设计。 国外新型梳棉机有骑士立达公司的 、 ，德国特吕茨勒公司的 、，英国克洛斯洛尔公司的 以及意大利马佐利公司的 等。各机均 具特点，且自动化程度很高。国外各公司先后推出了具有国际先进水平的梳棉机 超高产梳棉机，产量为 50国外又推出了 60 超高 产梳棉机 课题应达到的要求 本 文从五个方面即梳棉机箱体结合件的加工工艺、组合钻孔工序的工装设计、组合机床设计对梳棉机箱体结合件的制造做了详细的阐述，简要说明了现代制造工艺和制造设备与梳棉机的关系 。 梳棉机箱体加工工艺及组合机床设计 3 2 工艺方案的拟定 棉机箱体结合件零件的工艺技术分析 梳棉机箱体结合件零件如图 图 棉机箱体结合件图 主 要技术参数如下 ： ： (1）上下两平面的光洁度 （ 2）两侧面、两端面及结合面的粗糙度 ： （ 1）粗糙度：轴向中心孔、横向孔及其余 （ 2）平行度 ： （ 3）同轴度 纹孔 ： 6 位置度 ： 一般公差为 即可 。 术要求 ： （ 1） 时效处理 （ 2） 涂防锈漆 通过对图上众多标准及要求分析，可找出此工件上重要的加工表面和孔：底面 B、结合面 F、端面 M、轴向孔 52、横向孔 47、 62、 90，这样在分析选取时就以保证这无锡太湖学院学士学位论文 4 些部位的技术要求为前提 。 位分析、基准选取及制定工艺路线 根据生产纲领，该零件属于大批大量生产，因此采用砂型铸造的方法来进行毛坯生产。该零件的各个表面均为毛坯面，为加工需要，先加工一基准面为后备工序做准备。该箱体结合件分为箱体和箱盖两部分，箱体外形面有侧面 A、端面 M、底面 B，依据便于装夹的原则及利于后续加工的原则，确定箱体底面 B 作为多道工序加工的基准面。 有以上分析： 基准的选择 ： 图 基准 以 F 面为粗基准，定位装夹简单可靠。 择精基准： 从各个表面的精度位置进 行分析： 图 基准 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。 要工序分析： （ 1）箱体结合面 F 的粗糙度为 B 面和 A 面及端面为定位基准，进行加工。 （ 2）主轴孔 52 的定位：该孔有同轴度和平行度要求，因此，定位时以基准面 B 为主定位面，侧面 A 为副定位面，为防止轴向窜动在端部加一定位销。 (3) 孔 47、 62、 90 的定位：此三孔中， 62、 90 有严格的位置要求，这两梳棉机箱体加工工艺及组合机床设计 5 孔的加工应以 B 面为主定位面，端面为辅助定位面，采用卧式组合镗床进行加工。 47加工方法类似。 （ 4） 工序前后分配的注意事项：在大批大量生产过程中，粗精加工应分开进行，这样工件能得到较好的冷却，减少热应变及内应力变形的影响，有利于保证加工精度。同时可以避免粗加工产生振动等不利因素，也有利于精加工机床精度的保持。 艺路线： 基于以上分析，工艺路线制定如下： 0# 铸造 5# 时效处理 10# 漆底漆 15# 划线 20# 粗铣箱体底面 25# 粗、精铣 箱体结合面 30# 粗、精铣箱盖结合面 35# 钻 孔，铰制两销孔 40# 钻 孔，攻制 6 螺钉 纹孔 45# 粗、精铣两侧面 50# 粗、精铣两端面 55# 粗、半精、精镗 52 孔，刮环槽 55 60# 粗、半精、精镗 62、 90 孔 65# 粗、半精、精镗 47 孔，刮环槽 0# 钻两端面 6，攻制 6纹孔 75# 钻、攻制箱体底面螺纹孔 80# 钻、铰 6孔 85# 锪 20 孔，钻、攻制 纹孔 90# 锪 25 孔，钻、攻制 纹孔 95# 钻、攻制侧面 纹孔 100# 清洗去毛刺 105# 检验 110# 涂防锈漆 注： (1)工艺路线中， 45#、 50#两工序采用双面复合式多工位铣刀，一次加工完成。 （ 2）钻孔和攻制螺纹孔的工序建议采用组合机床，可以大大提高加工效率。 （ 3）镗孔工序采用多工位镗刀，一次完成加工。 无锡太湖学院学士学位论文 6 3 组合机床总体设计 机床的总体设计就是绘制组合机床“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，进行组合机床总体方案图样设计。其内容包括：绘 制加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和绘制生产功率计算卡等。 加工零件工序图 加工零件工序图的作用与内容 被加工零件工序图是在被加工零件图基础上，突出本机床或自动线的加工内容，并作必要说明而绘制的。其主要内容包括如下： 被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本机床设计有关部位结构形状和尺寸。 本工序选用的定位基准、夹紧部位及方向。 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上道工序的技术要求。 注明加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量。 钻 梳棉机箱体结合件两端面孔的被加工零件工序图如图 示 . 加工零件工序图 制被加工零件图的规定及注意事项： （ 1）绘制被加工零件工序图的规定 为使被加工零件工序图表达清晰明了，突出本工序内容，绘制时规定；应按一定比例，绘制足够的视图以剖面；本工序加工部位用粗实线表示，其余部位用细实线表示；定位基准符号用 ，并下标数表明消除自由度量。 （ 2）绘制被加工零件工序图注意事项： 本工序加工部位的位置尺寸应与定位基准直接发生关系。 对工件毛坯应有要求，对孔的加工余量应认真分析。 当本工序有特殊要求时必须注明。 梳棉机箱体加工工艺及组合机床设计 7 工示意图 工示意图的作用和内容： 加工示意图是在工艺方案和机床整体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。它是绘制机床联系尺寸图的主要依据；是对机床总 体布局和性能的原始要求；也是调整机床和刀具所必需的重要技术文件。 择刀具、导向及有关计算 （ 1）刀具的选择： 工件材料为 孔加工，选用锥柄麻花钻。 （ 2）导向结构的选择： 夹具选用可换钻套，轴采用刚性轴来保证孔的位置精度。 （ 3）确定主轴类型、尺寸、外伸长度（见主轴箱设计） （ 4）选择接杆 除刚性主轴外，组合机床主轴与刀具间常用接杆连接。根据选用原则选取特长可调接杆。 （ 5）标注联系尺寸 （ 6）标注切削用量： 各主轴的切削用量应标注在相应主轴后端。其内容包括：主轴转速、 相应刀具的切削速度、每转进给量。 （ 7）动力部件工作循环及行程的确定 动力部件的工作循环是指加工时，动力部件从原始位置开始运动到终了位置，又返回到原位的动作过程。 工作进给长度 L 工 的确定 12= + 1 8L L L L m m工=18L 工 ：工作进给长度 入长度 L ：加工长度 出长度 快速引进长度的确定：快速引进是指动力 部件把刀具送到工作进给位置，其长度由具体情况确定。本工序选取快速引进长度为 30 快速退回长度的确定：快速退回长度是快速引进长度和工作进给长度之和。本工序为 48 动力部件总行程的确定：动力部件总行程为快退行程和前后备量之和。总行程为225备量为 30备量为 147 无锡太湖学院学士学位论文 8 图 加工示意图 机床联系 尺寸图 床联系尺寸图作用和内容： 机床联系尺寸图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并按初步选定的主要通用部件以及确定专用部件的总体结构而绘制的。是用来表示机床的配置形式、主要构成及各部件安装位置、相互关系、运动关系和操作方位的总体布局图。 机床联系尺寸总图表示的内容： （ 1）表示机床的配置形式和总布局。 （ 2）完整齐全的反映各部件之间的主要装配关系和联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、运动部件的运动极限位置及滑台工作循环总的工作行程和前后备量尺寸。 （ 3）标注主要通用部件的规格 代号和电动机型号、功率及转速，并标出机床分组编号及组件名称，全部组件应包括机床全部通用及专用零部件。 （ 4）标明机床验收标准及安装规程。 制机床尺寸联系总图之前应确定的内容： （ 1）选择动力部件 动力部件的选择主要是确定动力箱和动力滑台。根据已定的工艺方案和机床配置形式并结合使用及修理因素，确定机床为卧式单工位液压传动组合机床，选用配套的动力箱驱动多轴箱钻孔。 动力箱规格与滑台要匹配，其驱动功率主要依据是根据多轴箱所传递的且学功率来选用。本机床左右多轴箱均采用 动力箱（ 785r/动机选 ，功率为 据选定的切削用量，计算总的进给力，根据所需的最小进给速度、工作行程、结合多轴箱轮廓尺寸，考虑工作稳定性，选用 液压滑台，以及相配套的侧底座（ 1）。查组合机床简明设计手册 5鞍宽度： w=250鞍长度： 00 程： S=250座长度： 90 度： H=250进速度： 32棉机箱体加工工艺及组合机床设计 9 快 进速度： 12m/ 2）确定机床装料高度 H 装料高度是指工件安装基面至地面的垂直距离。考虑上述刚度结构功能和使用要求等因素选取计算： 侧底座高度： 560台高度： 250 主轴箱的最低主轴高度为： 275件最低孔中心距底面距离： =560+250+ 3）确定夹具轮廓尺寸 参照夹具设计。 （ 4）确定中间底座尺寸 中间底座尺寸在长度和宽度上满足夹具的安装要求。他在加工方向上的尺寸，实际已由加工示意图确定。由此根据选定的动力箱、滑台、侧底座等标准的位置关系计算长度为 974料高度和夹具底座高度确定后，中间底座高度已确定为 560 （ 5）确定多轴箱轮廓尺寸 标准通用钻类多轴箱厚度是一定的、卧式 325此，确定多轴箱，主要是确定多轴箱的宽度和高度及最低主轴高度。如图 示 图 轴箱轮廓尺寸确定 被加工零件轮廓以点化线表示，多轴箱轮廓以粗实线表示。查组合机床简明设计手册， 7取多轴箱体规格尺寸 400*400. 床分组 为了便于设计和组织生产，组合机床各部件和装置按不同功能划分编 组。本机床编组如下： （ 1）第 10 组 左侧床身 （ 2）第 20 组 夹具 （ 3）第 11 组 右侧床身 （ 4）第 12 组 中间底座 （ 5）第 30 组 电气装置 （ 6）第 40 组 传动装置 （ 7）第 50 组 润滑装置 无锡太湖学院学士学位论文 10 （ 8）第 60 组 刀具 （ 9）第 61 组 工具 （ 10）第 71 组 左多主轴箱 （ 11）第 72 组 右多主轴箱 工作行程工作行程总行程快进工进快退后备量 前备量 前备量后备量快退工进快进总行程第 7 1 组 左 多 主 轴 箱第 3 0 组 电 气 装 置第 6 0 组 刀 具 第 2 0 组 夹 具 第 6 1 组 工 具第 7 2 组 右 多 主 轴 箱 第 4 0 组 传 动 装 置第 3 0 组 电 气 装 置第 9 0 组 挡 铁 第 1 0 组 滑 台 侧 底 座 第 1 2 组 中 间 底 座 第 8 0 组 润 滑 装 置 第 1 1 组 右 滑 台 侧 底 座 第 5 0 组 液 压 装 置电 动 机 2 . 2 电 动 机 2 . 2图 床联系尺寸图 合机床生产率计算卡 根据选定的机床工作循环所要求的工作行程长度、切削用量、动力部件的快进及工进速度等，就 可以计算机床的生产率并编制生产率计算卡，生产率计算卡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。 (1)理想生产率 Q 理想生产率 Q（单位为件 /h)是指完成年生产纲领 A 件（包括备品及废品率）所要求的机床生产率，它与全年工时总数 关，一般情况下，单班制 2350h，两班制 4600h。则 (2)实际生产率 际生产率 位为件 /h）是指所设计的 机床每小时实际可生产的零件数量。即 160 单 梳棉机箱体加工工艺及组合机床设计 11 式中 按下式计算： ）（）（ 装、卸移快退快进停工进辅切单 T 式中 1L 、 2L 分别为刀具的第 I、第 作进给长度，单位 为 1 18L 为刀具第 I、第 作进给量，单位为 mm/ =13mm/ 停t 当加工沉孔、止孔、倒角、光整表面时，滑台在死挡铁上的 停留时间，通常指刀具在加工终了是无进给状态下旋转 5 10 转 所需要的时间，单位为 ； 快进L 快进长度， L 快进 =30 快退L 快退长度， 快退L =48 动力部件快速行程 速度。用液压动力部件取 3 10m/ 这里选择 =3m/ 移t 直线移动或回转工作台进行一次工位转换消耗的时间， 移t = 装、卸t 工件装卸（包括定位或撤消定位、夹紧或松开、清 理基面或 切屑及吊运工件等）时间。它取决于装卸自动化程度、工件 重量大小、装卸是否方便及工人的熟练程度。 装、卸t = 综上所述，零件的单件工时 单T 为： ）（）（ 装、卸移快退快进停工进辅切单 T 时件单 /328 5 0 (3)机床负荷率 负 无锡太湖学院学士学位论文 12 当 1Q Q 时，机床负荷率为二者之比。即 %4032 负 组合机床的负荷率一般为 动线负荷率为 型的钻、镗、攻螺纹类组合机床 ，按其复杂程度参照 3定；对于精密度较高、自动化程度高或加工多品种组合机床，宜适当降低负荷率。 表 3组合机床允许最大负荷率 机床复杂度 单面或双面加工 主轴数 15 16 40 41 80 负荷率 负 3合机床生产率计算卡 被加工零件 图号 毛坯种类 铸件 名称 梳棉机箱体 毛坯重量 材料 度 190序名称 两面钻三个螺纹孔 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 数 （ r/ 进 给 量 （ mm/r） 进 给 速 度 （ mm/ 工 时（ 机加工时间 辅 助 时 间 共 计 梳棉机箱体加工工艺及组合机床设计 13 续表 3 装卸工件 1 孔 18 12 732 滑台快进 30 退 48 留 动 注 装卸工件时间取于操作者的熟练程度，本机床计算时取 总 计 件工时 床生产率 32 件 /h 机床负荷率 40% 无锡太湖学院学士学位论文 14 4 钻夹具设计 棉机箱体 结合件钻孔组合机床夹具分析 据工件不同的生产条件，可以有各种不同的安装方法： a)找正安装法 b)夹具安装法 本定位原理分析 ： 这 里讨论 6 点定位中， 6 个自由度的消除，以便找出较合适的定位夹紧方案一个物体在空间可以有 6 个独立的运动，即沿 X、 y、 Z 轴的平移运动，分别记为 。 X、 y、 Z 轴的转动，记为 x 、 y 、 z ，习惯上，把上述 6 个独立运动称作 6 个自由度如果采用一定的约束措施，消除物体的 6 个自由度，则物体被完全定位例如讨论长方体工件时，可以 在底面布置 3 个不共线的约束点，在侧面布置 2 个约束点，在端面布置一个约束点，则底面约束点可以限制 个自由度，侧面约束点限制 自由度，端面约束点限制 y。这个自由度，就完全限制了长方体工件 6 个自由度。 紧力“两要素”，方向与作用点 ： 夹紧力方向应朝向定位元件，并使所需的夹紧力最小确定夹紧力作用点的位置时应不破坏定位夹紧力作用点的位置应尽可能靠近加工部位，以减小切削力绕夹紧力作用点的力矩，防止工件在加工过程中产生转动或震动应保证夹紧变形不影响加工精度夹紧力作 用点数目应使工件在整个接触面上受力均匀，接触变形小。 位夹紧方案的确定 此元件属于箱体类元件。一般的定位方法有：一面两销定位法和两面一销定位法。通过比较分析决定采用两面一销定位法。在钻孔加工时，底面和侧面采用定位板进行定位，端面采用定位钉来限制工件自由度。通过分析发现，该工件被完全定位 。 具选择及切削用量的选取 术分析： 孔的类型：螺纹孔 精度等级： 6H 材 料：灰铸铁 硬 度： 端面加工深度 L=10端面加 工深度 L=15 刀具选择： 一般的钻头类型决定于加工性质，被加工孔的位置，工件材料，生产批量及经济性等。此工序中的螺纹孔无特别加工要求，属于直径小、深度浅、生产批量大、材料为常用铸铁。参考组合机床设计 述，推荐使用标准高速锥柄麻花钻。但采用这种钻头，由于其倒锥度大，钻头与钻套间隙也较大，股组合机床上的位置精度较低，大约 右。若想提高精度，可采用以下几项措施： （ 1）适当选取导向套到工件表面距离及导套长度。 梳棉机箱体加工工艺及组合机床设计 15 （ 2）减少导向套和钻头间隙。 （ 3）减少钻头的制造公差和倒锥度。 削用量的选取： 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。总体上说：在采用多轴加工的组合机床的切削用量和切削速度要低一些。根据现有组合机床使用情况，多轴加工的切削用量比通用机床单刀加工的切削用量约 30%左右 。 查阅组合机床设计 加工直径： d=削速度： v=12m/ n=732r/给量： f=r 钻头的实际参数，查阅金属机械加工工艺人员手册 10： 作行程的确定和钻模板的设计 （ 1）钻模板设计： 钻模是用来保证工件孔系的位置精度的。他应有足够的强度和刚度，避免因变形而影响钻套的导向精度。在组合机床孔加工工序中，除采用刚性主轴加工方法外，多数情况下多数情况下都让切削刀具在导向装置中工作。在本道孔加工工序中因主轴为非刚性主轴，故采用钻模导向装置，其作用是： 保证刀具对工件的正确位置。 保证各刀具相互间的正确位置。 提高刀具系统的支承刚度。 已知钻头直径 d=照组合机床设计 3择钻模板厚度为L=22模板形式为固定式钻模板，钻套采用可换式钻套，这样便于磨损后可以快速更换。钻套、衬套、钻套螺钉其具体参数具体参数机床夹具设计手册 换钻套 图 2d=6差带 =10差带 348：钻套用衬套 图 2 径 :d=10外径： D=15350：钻套用螺钉 图 26 钻模板与被加工零件之间的距离不宜过大，取 4 (3)工作行程的确定： 在本道工序加工过程中，采用组合机床进行加工，各动力头工作情况一样，故其工作循环也一样： 由于被加工孔无特殊要求，故采用图示工作循环方式： 无锡太湖学院学士学位论文 16 图 作行程图 设计过程中注意的因素： 工件为大批大量生产，加工效率要求很高，要求每次加工耗时少，因此。快进距离不宜过长。 钻孔过程中，无需考虑孔内壁是否有直线痕或螺旋痕。 每次钻孔前至少在加工 表面前 3开始工进。 从而确定： 工进距离 1 5 3 1 8L m m 工 考虑到大批量生产、导向原因等因素取 30L 快退距离 48L 轴尺寸类型及接杆选择： 主轴尺寸详见主轴箱设计。 接杆：查组合机床简明设计手册 8用特长可调接杆。 具体设计： 定位支撑的选择： 根据前面所述，本工序采用两面一销的定 位方式，即底面限制三个自由度；侧面为一窄长平面限制两个自由度；端面为一定位销限制一个自由度。 结合实际生产情况：批量大，生产率高。这样的话，加工过程中，会频繁的移动工件位置，对定位表面产生摩擦，定位精度减低，夹具体使用寿命减低。基于这种情况，在实际过程中，采用面支撑板代替底面定位支撑。这样更换较方便，成本较低，同样侧面用以支撑板代替，端面仍是用定位销定位。 选用支撑板及销的情况如下图： （见下页） 梳棉机箱体加工工艺及组合机床设计 17 图 定位元件 支撑板的选用参照机床夹具设计手册 2撑钉的选用参照 机床夹具设计手册 2 夹具结构设计及尺寸确定： （ 1）设计原则： 由于此工件为大批大量生产，需满足以下几点要求： 安装方便，夹紧迅速可靠 结构刚度好 夹具设计误差小最好采用一体结构。 （ 2）方案确定 图 孔工序的定位与夹紧示意图 基于以下设计原则及定位夹紧情况，结合实际生产活动中所使用的组合夹具情况，采无锡太湖学院学士学位论文 18 用箱式夹具体结构，并采用液压夹紧机构： 结构特点： （ 1） 各定位面之间的位置精度好 : 由于夹具采用箱体式结构，个面之间的精度要求可通过后期加工来保证，可消除分散机构因装配产生的装配误差。 （ 2） 结构简单： 采用这种结构，钻模板可以直接安装在箱壁上；液压压紧装置置于顶部，向下压紧工件，操作方便。 （ 3）尺寸的确定： 由上述可知，箱体侧壁与工件加工表面之间的距离为 4体结构如下： 向图 具结构图 箱体壁厚：经验值推荐 25于箱体顶部承受工件压紧力反作用力，选用 25侧厚度根据钻模板类型选取 25厚，被保证其强度要求采用加强肋板结构 梳棉机箱体加工工艺及组合机床设计 19 5 多轴箱设计 言 多 轴箱是组合机床的重要专用部件。他是根据加工示意图所确定的工件加工孔数和位置、切削用量和主轴类型设计的传动各主轴运动的动力部件。其动力来自通用的动力箱，与动力箱一起安装于进给滑台，可完成钻、扩、铰、镗孔等加工工序。 多轴箱一般具有多根主轴同时对一 列孔进行加工。但也有单独的，用于镗孔居多。 多轴箱的通用箱体材料为 、后、侧盖等材料为 轴箱体基本尺寸系列标准（ 83）规定， 9 种名义尺寸用相应滑台的滑鞍宽度表示。目前，多轴设计有一般设计法和电子计算机辅助设计法两种。 制多轴箱设计原始依据图 多轴箱设计原始依据图是根据“三图一卡”绘制的。其主要内容及注意事项如下： 图 主轴位置关系尺寸图 （ 1）根据机床联系尺寸图，绘制多轴箱外形图，并标