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制动 板三大孔粗精镗 机床 总体 设计 电气控制 部分

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A2J-PK786前轴钻主削孔立式单面U钻组合机床总体设计常利娟（鹤壁职业技术学院 机电工程系 河南 鹤壁 458000）摘 要： 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。此设计是在充分理解组合机床的设计原理与步骤和吸收国内外先进技术的前提下进行的。被加工工件材料为42CrMo/GB3077，工件硬度为HB269-309，由此及被加工孔的位置，初步制定组合机床的方案，决定采用立式单面组合机床，由一面两销进行定位。由于被加工零件的生产批量大（年生产量690000件），所以工序的安排趋于分散，属于粗加工阶段，推荐切削用量为v1=15m/min，f=0.3mm/r，选择采用SECO刀具。最后为设计的关键点：三图一卡。即对被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、机床生产率计算卡的绘制与计算。关键词： 组合机床；三图一卡；工件材料；立式单面组合机床中图分类号：TH12 文献标识码：A 文章编号：16717597（2010）1210079011 组合机床组成、特点及总体要求产的特点设计组合机床的重要因素。被加工零件的生产批量越大，工序安排一般趋于分散。而且，其粗、半精、精加工应分别在不同机床上完成。从零1.1 组合机床的组成及其特点件的外型及轮廓尺寸看，可采用单工位固定式夹具的机床配置形式。由于被组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用加工零件的生产批量大（年生产量690000件），所以工序的安排趋于分散，部件组成的工序集中的高效专用机床。它能够对一个或几个零件进行多刀、属于粗加工阶段。四是机床使用条件。主要有：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 车间布置情况：工件输送滚道穿过机床，机床设计成通过式，且配丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序，生产效率高，加工精度稳定。组合机置不超过三面；同时，装卸工件只能推进拉出，机床不安置中间导向。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） 工艺间的联系：坯料尺寸合格，一次装夹。立柱、动力箱、动力滑台、各种工艺切削头等。组合机床与通用机床及其他 使用厂的能力：工具车间充足，可制造、刃磨刀具。专用机床比较，具有以下特点：3 确定切削用量及选择刀具 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。3.1 确定工序间余量 生产率高。因为工序集中可多刀、多工位、多轴同时自动加工。为使加工过程顺利进行别扭感稳定保证加工精度，必须合理地确定工序 自动化程度高，劳动强度低。间的余量。生产中常用的组合机床对孔加工的工序余量，见表1。在本机床上 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，又有加工后的余量由下表可确定为2.02.5mm。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。 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。 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。 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。1.2 组合机床总体要求1）设备概况设备名称：前轴钻主销孔立式单面U钻组合机床； 设备型号：A2J-PK786； 数量：一台。2）设备用途及技术要求 该设备用于加工前轴钻孔，在机床上一次装夹。该机床结构设计和布局应合理，便于维修，并具有足够的静态刚度和良好的稳定性。 该设备应采用先进技术，保证系统具有良好的动态品质，可靠性好、维修容易、造型美观。2 组合机床方案的制定组合机床方案的制定是设计组合机床最重要的一步。工艺方案的制定得正确与否，将决定机床是否能达到“体积小，重量轻，结构简单使用方便，效率高，质量好”的要求。组合机床方案制定的主要方面有：一是被加工零件的加工精度和加工工序。被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度，是制定机机床方案的主要依据。前轴在设计的组合机床上经过加工后需要达到的精度为R12.5，属于粗加工阶段。二是被加工零件特点。被加工的前轴的材料属于合金工具钢。硬度为HB269-309，工件刚性良好、定位采用一面两销式。由于被加工的零件是半成品故加工余量较大。从被加工孔的位置，可初步选定采用立式单面组合机床。三是零件的生产批量。零件是生产批量是决定用单工位、多工位或自动线，还是按中小批量生表1 组合机床孔加工常用工序间余量表3.2 选择切削用量由于厂方的技术协议上要求刀具使用SECO刀具，根据表2，推荐切削用量v=60.75m/min，f=0.13mm/r。3.3 确定切削力、切削扭矩、及切削功率根据选顶的切削用量（主要是指切削速度v及进给量），确定切削力，作为选择动力部件（滑台）及夹具设计的依据；确定切削扭矩，用以确定主轴及其它传动部件的尺寸，确定切削功率，用以选择主传动电机功率。4 组合机床总体设计“三图一卡”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，进行组合机床总体方案图样文件设计，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。4.1 被加工零件工序图的作用及内容被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，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，加工用定位基准、夹压部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本机床加工前的加工余量，毛坯或半成品情况的图样，它是组合机床或主动线设计的具体依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要技术文件。被加工零件工序图不能用用户提供的产品图纸代替，而必须是在原零件图的基础上，突出本机床或自动线的加工内容，加上必要的说明而绘制的。其主要内容包括： 被加工零件的形状和轮廓尺寸与本机床设计有关的部位的结构形状及尺寸。当需要设置中间导向时，则应表示出零件内部的筋、壁布置有关结1 79构形状和尺寸，以便检查工件、夹具、刀具是否发生干涉。简化的机床总图，其表示的内容如下：本工序所选用的定位基准、夹压部位及夹压方向。以便据此进行夹具 以适当数量的视图（一般为主、俯、左视图）按同一比例画出机床的支承、定位、夹紧和导向等机构设计。各主要组成部件的外形轮廓及相关位置，表明机床的配置型式及总体布局、 本工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技术要求主视图的选择应与机床实际加工状态一致。以及对上道工序的技术要求（主要指定位基准）。 完整齐全地反映各部件间的主要装配关系和联系尺寸。专用部件的 注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度、重量及加工部位的余主要轮廓尺寸，运动部件的运动极限位置及各滑台工作循环总的工作行程和量等。前后备量尺寸。4.2 加工示意图的作用和内容 标注主要通用部件的规格代号和电动机的型号、功率及转速，并标加工示意图是在工艺方案和机床总体方案初步确定的基础上绘制的，是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，表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图。它能表达被加工零件在机床上的不得遗漏。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 标明机床验收标准及安装规程。相对位置关系，机床的工作循环等。因此，加工示意图是组合机床设计的主4.4 生产率计算卡的作用要图纸之一，它是刀具、辅具、夹具、主轴箱、液压电气装置设计及通用部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，同时还的快速及工进速度等，就可以计算机床的生产率并编制生产率计算卡。用以是调整机床刀具及试车所必须的重要技术文件。其内容为：反映机床的加工过程。完成每一动作所需的时间、切削用量、机床生产率及 应反映机床的加工方法、加工条件及加工过程。 根据加工部位特机床负荷率。同时反映所设计组合机床的自动化程度。通过生产率计算卡的点及加工要求，决定刀具类型、数量、结构、尺寸、（直径和长度），包括编制可以分析所制定的机床方案是否满足生产要求及使用是否合理。镗削加工时决定镗杆直径和长度。 决定主轴的结构类型、规格尺寸及外伸长度。 标明主轴、接杆（卡头）、夹具（导向）与工件之间的联系尺寸、参考文献：配合及精度。 根据机床要求的生产率及刀具、材料的特点等，合理确定并1谢家赢，组合机床设计简明手册M.北京：机械工业出版社，1994.标注各主轴的切削用量。决定机床动力部件的工作行程及工作循环。2大连组合机床研究所编M组合机床设计参考图册，北京：机械工业出4.3 机床联系尺寸图的作用和内容版社，1975.组合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3沈阳工学院等主编，组合机床设计M.上海：上海科技出版社，1985.初步选定的主要通用部件以及确定的专用部件的总体结构而绘制的，是用来4谢家瀛，组合机床简明设计手册M.北京：机械工业出版社，1994.表示机床的配置型式、主要构成及各部件安装位置、相互联系、运动关系和操作方位的总体布局图，用以检验各部件相对位置及尺寸联系能否满足加工作者简介：要求以及通用部件选择是否合理，它为夹具等专用部件设计提供了重要依常利娟（1984-），女，河南安阳人，工学学士，鹤壁职业技术学院机电工程据。它可以看成是机床总体外观简图。由于其轮廓尺寸、占地面积、操作方系助教，研究方向：机械设计学；机械自动化。式等可以检验是否适应用户现场使用环境。组合机床联系尺寸图也可看成是在这种模式中，原来的功能模块其实并不存在了，只是保留下来作为从5）便于复杂流程的实现。表示层（网页）取得或显示数据的通道，便于与各种编程平台保持中立，实6）P/C模式使得大量的业务逻辑合成为一种基本逻辑，提高了代码重际上并不实现任何与业务逻辑相关的功能，因此称为虚拟功能模块。业务逻用，减少了代码量，系统更加健壮，更易维护与扩展。辑在图中虚线框中部分实现，功能/信件转换模块把各种功能操作转换为不同5 结束语种类的信件交给P/C管理模块，流程管理也在这一层，因为流程管理不仅地把作者通过总结实际开发OA系统的经验，提出了业务逻辑层内的一个支持功能转换为信件，而且还要控制P/C的路径。层的P/C模式，并将此模式运用到了后续的一些OA系统开发中，提高了系统的3 使用P/C模式的实现业务流程管理信息处理效率，简化了代码编写的工作，获得了用户的认可。在按结构化方法设计的OA中流程管理的设计很复杂，用P/C模式后，流作者认为P/C模式不仅可以应用于OA系统，还可以应用于其它一些具有程管理变得简单，总体的信息处理方式不变，只要引入一个流程管理对象来相似信息处理过程的管理信息系统。管理信件的P/C路径就可以了，具体的做法是由流程管理对象来管理信封，在信封上注明流程每一个步骤的发信人和收信人就可以了。而信件的投递只是按信封的指示进行，与这封信是不是一个流程中的信没有关系。4 应用P/C模式的OA系统的特点从以上的设计过程中，可以归纳出应用P/C模式进行OA系统设计具有如参考文献：下特点：1季久峰、李志，ASP.NET办公自动化系统开发实例导航M.北京：人民邮1）结构化的OA从功能出发，而P/C模式从信息节点出发，人员，部门，电出版社，2004.角色只是决定了信息节点的收发权限。2赵祖荫，电子商务网站建设教程M.北京：清华大学出版社，2008.2