机电液控制指导书11..

1、1 概 述11.1 控制训练的目的11.2 控制训练的要求11.3训练的内容和步骤21.4训练成绩考核42 机械部分设计42.1概述42.2 组合机床总体方案设计72.2.1 被加工零件工序图72.2.2 加工示意图92.2.3 动力部件的选择182.3 机床联系尺寸图252.3.1 联系尺寸图的作用和内容252.3.2 联系尺寸图中主要尺寸的确定253 液压系统设计与计算293.1 液压原理图的设计293.1.1 确定机床动作循环293.1.2 设计液压原理图293.2 液压系统计算403.2.1 根据滑台确定油缸的参数403.2.2 计算液压泵的流量并选择液压泵413.2.3 计算油缸工作

2、压力423.2.4 计算油泵工作压力423.2.5 驱动油泵电机功率计算443.2.6 根据油泵工作压力、流量确定阀的规格（管子通径）443.2.7 确定油箱容量V443.2.8 确定压力阀的调定压力（在动作元件一览表备注中标明）443.3 实例453.3.2 计算并选择电机483.3.3 阀类元件的选择483.3.4 计算并确定油箱容量V493.3.5 计算并确定压力阀的压力493.3.6 其他元件的选择493.3.7 滤油器的选择494 电气控制PLC系统设计514.1 PLC控制系统设计概括514.1.1 PLC控制系统设计的基本原则和内容514.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤51

3、63 1 概 述1.1 控制训练的目的 机电液控制训练是在学完机械制造技术基础、液压传动、电气控制技术课程之后，进行的一个重要的实践教学环节。学生通过控制训练学会综合运用所学课程进行机床液压、电气控制设计的基本能力，为以后学习机械制造装备设计、做好毕业设计、走上工作岗位打下良好基础，要求学生综合运用所学课程的理论，对专用机床液压和电气控制系统设计。主要目的：1）掌握机床液压系统设计方法、2）掌握专用机床PLC控制系统软、硬件的设计步骤和方法，3）掌握机床、液压、电气之间的内在联系，为以后设计或改造机床及机械装 备打下基础；4）培养学生熟悉并运用有关手册、图表、等技术资料的能力。5）进一步加强学

4、生识图、制图、计算和编写技术文件等基本能。1.2 控制训练的要求 机电液控制训练的题目定为：××零件单面（双面、立卧复合等）钻孔（攻丝、镗孔等）机床控制系统设计。 零件图样、生产纲领、每日班次是本次训练的主要原始资料，由指导教师以任务书的形式下达给学生。生产纲领为中批或大批生产，控制系统复杂程度以中等为宜。 本次训练要求设计专用机床联系尺寸图、中等复合程度的液压控制系统和电气控制系统（PLC控制），并撰写设计说明书。具体要求完成以下任务：1）机床联系尺寸图 1张2）液压原理图 1张3）电气原理图 1张4）I/O端子接线图 1张5）梯形图 1张6）控制训练设计说明书（56千字

5、） 1份训练题目由指导教师选定，经教研室主任审查签字后发给学生。训练时间一般为45周，其进度大致分配如下：1）分析被加工零件，绘制机床联系尺寸图 约占82）设计液压原理图 约占203）液压计算 约占154）PLC硬件设计 约占155）PLC软件设计 约占206）编写设计说明书 约占147）答辩 约占81.3训练的内容和步骤 本设计的内容分为机床配置型式设计、机床液压控制系统设计与计算、机床电气控制三大部分，设计步骤如下。一、分析被加工零件，绘制机床联系尺寸图 学生接受训练题目后首先对被加工零件进行结构分析和加工方法分析，其主要内容包括：1）读懂被加工零件图纸； 2）弄清本工序加工的内容，分析加

6、工表面的形状、尺寸、精度、表面粗糙以及设计基准，确定机床配置型式； 3）明确被加工零件的材料、热处理及零件图纸上的技术要求，确定加工方法，进行切削计算；4）动力部件的选择；5）绘制机床联系尺寸图。 绘制机床联系尺寸图的目的了解机床的组成，各部件的轮廓尺寸及相互联系关系。明确各移动部件相互联系和运动过程，通过以后的液压和电气控制设计进一步掌握机床、电气、液压的内在联系，为以后设计机床和进行设备选型、改造打下良好基础。 二、机床液压系统设计 机床液压系统设计是专用机床设计的一项重要工作，是机械工程师必须具备的知识和技能，学生应该十分重视，认真训练。设计机床液压系统的步骤如下：1、绘制机床动作循环图

7、 在分析机床加工方法和机床动作要求的的基础上，绘制机床动作循环图，确定机床定位、夹紧、移动部件运动和运动转换，并将有关发令元件绘制在相应的位置上。2、设计液压原理图 根据机床动作循环图，设计机床液压系统，绘制出采用叠加阀控制的液压原理图和电磁铁动作表。3、液压系统计算 液压系统设计完成后，要求进行计算，选择有关液压元件。主要有：液压滑台负载计算、油缸有效面积计算、油泵油量计算、油缸工作压力计算、油泵电机功率及油箱容积计算等。三、机床电气控制系统设计 液压系统设计完成后，根据机床动作循环图和电磁铁动作表，设计电气控制系统。其主要内容有：1、 选择PLC根据机床动作循环图和电磁铁动作表选择输入设备

8、和输出设备，考虑留有一定的备量，选择PLC的输入和输出点数，确定PLC的型号；分配I/O端子。2、 硬件设计设计机床主电路和控制电路，设计外部电源。3、 软件设计绘制端子分配图，根据机床动作循环图、电磁铁动作表和端子分配图设计梯形图。 四、编写设计说明书 学生在完成上述工作任务后，按照所做工作的先后顺序编写设计任务书一份。说明书统一按A4纸书写或打印，并装订成册。设计说明书是该训练的总结性文件，是本次训练工作的一个重要组成部分。通过编写说明书，培养学生总结、表达和分析问题的能力，进一步巩固、加深在设计过程中所获得的知识。说明书应对设计的全貌进行概括的介绍，对各部分的设计内容应作重点说明和分析论

9、证，并作必要的计算。说明书编写要求系统、条理清楚、语言简练、文理通顺、字迹工整、图文并茂，尽量用自已的语言表达，避免抄书和互相抄袭。学生从训练一开始应随时记录各个设计内容、计算过程和计算结果、分析内容、有关资料来源和最后结论等。每一设计阶段结束后，可立即整理归纳、编写有关部分的说明书，全部设计工作完成后，稍加整理，便可组成完整的设计说明书。说明书包括的内容如下：1） 目录2） 训练任务书3） 序言一、机械部分（1）零件的工艺分析（2）加工方法的确定（3）定位基准的选择、夹紧点的确定（4）切削用量的选择、切削力计算（5）主轴直径确定（6）动力部件的选择（7）机床联系尺寸图的绘制二、液压系统设计

10、(1)三、电气控制系统设计 1PLC的选择 （1）根据液压电磁铁动作表和机床动作循环图选择输入设备和输出设备 （2）选择PLC （3）分配I/O端子，绘制I/O端子接线图 2硬件电路设计 3软件设计1.4训练成绩考核 学生在完成任务书规定的全部任务后，方可参加答辩。 教师根据学生设计图纸、PLC软件和说明书的质量，答辩时回答问题的情况，以及平时工作态度、独立工作能力等方面，综合评定学生的成绩。训练成绩分为优秀、良好、中等、及格和不及格五等。不及格学生根据教务部安排时间补做。2 机械部分设计2.1概述一、制定工艺方案 这是组合机床设计最重要的一步，工艺方案决定机床能否到达“体积小、重量轻结构简单

11、、使用方便、效率高、质量好”的要求。制定工艺方案，必须从认真分析零件图纸开始，深入现场全貌调查了解被加工零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、粗糙度和技术要求，定位与夹紧方式、加工方法与工艺过程及所采用刀具、切削用量和生产率等情况，分析其优缺点，最后确定被加工零件在组合机床上完成的工序内容及方法，使用刀具的种类、型式、数量及切削用量等。二、确定机床的配置型式 根据制定的工艺方案，确定机床的配置型式。其配置型式几要考虑能实现工艺方案，保证被加工零件的加工精度、技术条件和生产率要求，又要考虑机床操作方便、易于维修和排屑。 以上两个内容对对机床总体设计是十分重要的，同一个零件的加工，会有各种不同的工艺

12、方案和采用不同的机床配置方案，最终采取哪种方案，一定要全面综合分析各方面因素，进行多种方案比较后得出。 大型组合机床的配置型式分两大类：1.单工位（固定式夹具）组合机床单工位组合机床的特点是，夹具和工作台都是固定不动的。动力滑台实现移动，滑台上的动力箱驱动主轴箱实现切削运动。根据动力箱与主轴箱的安装位置不同，单工位组合机床配置型式有以下几种。如图21所示。1）卧式组合机床2）立式组合机床3）倾斜式组合机床4）复合式组合机床图21单工位组合机床 在以上四种配置型式的组合机床中，每一种可以从单面或几个方面再安置动力部件进行加工，可组成双面或多面组合机床。2多工位（具有移动式夹具）组合机床 这类机床

13、工序集中程度高，适用大批大量生产。其特点是，夹具和工件安装在直线移动或回转运动的工作台上，并按照一定的节拍时间做间歇移动或转动，使工位得到转换。这类机床有以下几种配置型式。 1）移动工作台式组合机床 如图22所示，这种机床的夹具和工件随工作台作直线往复运动。2）回转工作台式组合机床 如图23所示，这种机床工作台可绕垂直轴旋转，夹具和工件安装在回转工作台上，工作台每个工位通常都装有工件。 图22 移动工作台的组合机床 图23回转工作台组合机床3） 回转鼓轮式组合机床 这种机床一般为卧式单面或双面的，机床的夹具和工件随鼓轮绕水平轴回转。如图24所示图24 回转鼓轮式组合机床4） 中央立柱式组合机床

14、 这种机床通常为复合式机床，如图25所示。机床具有台面较大的圆形回转工作台，在工作台中央装一立柱，动力部件分散安装在立柱上，在工作台的周围也可安装动力部件，夹具和工件装在工作台上，有利于工序集中程度及提高生产率。 图25 中央立柱式组合机床三、组合机床的通用零部件通用部件是组合机床发展的标志，我国已制定出组合机床通用部件系列标准，用来协调组合机床通用部件的系列参数和互换尺寸。表11为组合机床通用部件品种、规格及配套表，具体参数、联系尺寸和结构见有关标准。四、总体设计 总体设计就是针对某个被加工零件，在选定工艺方案和机床配置型式的基础上，进行方案图纸设计。方案图纸包括：被加工零件工序图，加工示意

15、图，机床联系尺寸图和生产率计算卡片。 五、部件及零件设计根据已确定的工艺方案，按照加工示意图和机床联系尺寸图等进行部件设计，然后作零件图纸设计。2.2 组合机床总体方案设计组合机床总体设计，就是针对被加工零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行方案图纸设计。这些图纸包括：被加工零件工序图，加工示意图，生产率计算卡片，机床联系尺寸图等。2.2.1 被加工零件工序图1被加工零件工序图的作用和内容被加工零件的工序图是根据选定的工艺方案，表示在一台组合机床上或一条自动线上完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、技术要求，加工用的定位精度、夹压部位、被加工零件的材料、硬度、重量以及在本机床加工前毛坯情况

16、的图纸。它是在原有工件图的基础上，以突出本机床或自动线加工内容，加上必要的说明绘制的。它是组合机床设计的主要依据，也是制造、使用时调整机床、检验机床精度的重要技术文件。图纸上应包括以下内容：1) 被加工零件的形状，尤其是要设置中间导向时 应表示出零件内部筋的布置和结构尺寸，以便检查装工件时是否与夹具的中间导向相碰，以及刀具通过的可能性。 2）表示出加工用的工艺基准和夹压部位及方向，以便据此进行夹具的支承、定位和夹紧系统的设计。 3）应表示加工部位的尺寸、精度、粗糙度、位置尺寸及精度、技术要求（包括对上道工序的要求和本机床保证的部分）。4）应注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度、重量及被加工部

17、位的余量。 2绘制被加工零件工序图 1）工序图一定要突出本机床的加工内容。绘制时，按一定比例，先用细实线画出被加工零件轮廓及与机床、夹具有关的部位，再用粗实线画出在本机床加工的部位，凡本工序保证的尺寸、角度，均在尺寸数据下面画粗实线表示，如图26中孔1的尺寸2100.2。 2）加工部位的尺寸应由定位基准面标注。为了便于加工和检查，尺寸尽量采用直角坐标系标注，如图16中的标注方法。当设计基准与定位基准不重合时，必须对加工位置的位置尺寸进行分析和计算，另外把不对称公差尺寸转换为对称公差尺寸，如尺寸12001换算成120.05±0.05，以便进行夹具和主轴箱设计时，确定夹具导向孔和主轴孔的

18、位置尺寸。有时在设计基准和定位基准不重合时，可将某一主要孔从定位基准标注，其余孔均以此主要孔为基准标注，避免尺寸链计算的影响，保证加工精度。 3）标注加工用定位基准、夹紧部位、和夹紧方向及粗糙度等。加工定位基准符号用 ，夹紧位置和方向用符号 和 ，辅助支承用符号 表示。 4）注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度、重量及被加工部位的余量和零件加工对机床的某些特殊要求。图26被加工零件工序图 图26为柴油机气缸体双面钻孔组合机床的被加工零件的工序图2.2.2 加工示意图1加工示意图的作用和内容 加工零件反映被加工零件在机床上的加工过程和方法；刀具布置情况以及工件、刀具、夹具和机床各部件间的相对位

19、置；机床的工作循环等。因此，它是组合机床设计的重要图纸之一。加工示意图是刀具、夹具、辅具、主轴箱、液压、电气控制系统以及选择机床动力部件的主要资料，也是调整机床、刀具和试车的依据。其主要内容为：1) 反映机床的加工过程及方法；2) 根据加工要求，确定刀具的种类、数量、直径和长度（包括确定镗杆的 直径和长度）3）选择接杆、浮动夹头、导向装置、攻丝靠模装置、刀具托架等的结构、尺寸和参数；4）确定主轴的结构型式、尺寸及外伸长度； 5）标注主轴、接杆（夹头）、夹具（导向）与工件之间的联系尺寸、配合精度； 6）合理选择并注明各主轴的切削用量； 7）确定动力部件的工作循环及工作行程； 8）加工部位的向视图

20、及加工孔的编号。下面，结合图27的加工示意图进行讨论。2加工示意图的绘制方法及注意事项 1）加工示意图应绘制成展开图。其绘制顺序是：首先按比例绘出工件加工部位和局部结构的展开图。为简化设计，同一主轴箱上结构尺寸相同的主轴只画一根（指同一规格的孔加工时，所用刀具、接杆、主轴、导向等结构、规格和精度完全相同），但必须在主轴上标注轴号（与工件孔相对应），如图17中的1、2、3、4轴。图中主轴可以不按实际距离画，但当工件上某些孔距离很近时，相邻两根主轴必须严格按比例绘制，以便检查相邻主轴、导向、刀具、辅具是否干涉。当主轴数目较多时，用缩小比例画出工件加工部位的向示图，向示图用细实线画，加工部位用粗实线

21、画并标注孔号。 2）根据加工要求和工艺方法，绘制刀具、导向装置，并标注尺寸。 （1）刀具的选择：机床刀具选择是否合理，直接影响到机床的加工精度和生产率，正确选择刀具是一项重要工作，关于刀具选择的一般原则，这里不再叙述。其直径和长度与加工部位的尺寸有关。对于钻孔（扩孔）刀具直径与加工孔径相等，为了便于排削，刀具长度要保证钻头加工终了时，钻头螺旋槽尾端与导向套外端面距离不小于3050mm，如图17所示。（2）导向的选择：在组合机床上加工孔，除采用刚性主轴外，工件的尺寸和位置尺寸主要取决于夹具导向。因此，必须正确的选择导向的结构、确定导向的类型、参数和精度 （a）选择导向类型、型式：导向的类型通常分

22、两类，一类是固定导向，即刀具的导向部分与导套既有相对移动又有相对转动；另一类是刀具的导向部分与导套之间只有相对移动而无相对转动，又称旋转导向。刀具导向部分的直径旋转线速度小于20m/mim时，通常采用固定式导向；当刀具导向部分线速度大于20m/mim时，为了防止刀杆（刀具）与导向摩擦发热变形，产生“别劲”现象，应选择旋转导向。有些情况，固定导向线速度可以稍大于20m/min，例如，采用钢键导向或减少导向接触面，其线速度可达24m/min。导向线速度V可用下面公式计算： Vwdn/1000 （21） 式中 d刀具导向部分直径 n刀具转速 （b）确定导向的数量、选择导向的参数：导向数量的确定，应根

23、据工件的形状、内部结构、刀具刚性及加工精度情况决定，通常钻、扩、铰单层壁小孔或悬伸量不大的镗杆镗、扩、铰深度不大的大孔时，采用一个导向；对在工件上铸造孔扩孔时，为加强刀具的导向刚度，采用双导向；当刀杆悬伸较长或扩、铰孔位置精度要求较高时，有时采用长导向、双导向或多导向；精镗2级和1级孔，选择速度和精度要求都比较高，应选择精密滚珠轴承的旋转导向；粗镗孔时转速较高，但精度要求较低，可选择滚锥轴承的旋转导向。本例为钻孔，选择单个固定式导向。 图27柴油机气缸体双面钻孔加工示意图 （c）导向参数的确定：导向参数通常包括导套的直径及其公差配合，导套的长度及导套到工件的距离等。这些参数根据已确定的导向形式

24、，工件的形状，加工精度及刀具刚性确定。 导向的长度和导向至工件端面的距离可查阅表22、表23及图28。在确定导向长度时必须注意，应保证刀具开始切削时，其导向部分进入导套的长度不小于一个导向直径。 图 27中导向套的长度取35mm。旋转导向其导向套的长度应取导向部分直径的23倍。导向的公差配合可参考表24和表2-2固定式导套的布置确定。表22 固定式导套的布置 表23 钻孔时L1和L2同d的关系式L1 ld时 (0.51.8)dL2d时(1.22)dL2钻钢(0.71.5)d钻铸铁(0.30.6)d表中：l-钻孔的长度表2-4固定式导套的选择图28根据d选择L2的图表（3）初定主轴类型、直径、外

25、伸长度及选择接杆 主轴的型式主要取决进给抗力和主轴刀具系统结构上的需要。主轴直径应根据选定的切削用量计算出切削扭矩，由切削扭矩表15、表16初定主轴直径，并综合考虑加工精度和具体工作条件，再根据表27、表28最后确定主轴直径和外伸长度等参数。本例钻6.7孔主轴直径为20 ，主轴头部的内径 外径分别为20和30，外伸长度为115mm；根据主轴内径及钻头锥柄部莫氏锥度可选择配套的刀具接杆。本例选接杆尾部D20×2mm，前端装刀具部分为2号莫氏园锥的A型接杆。对精镗类机床主轴，镗孔直径尺寸虽然较大，但切削余量很小，计算出的切削扭矩不大，如按此扭矩确定主轴直径，则会造成主轴刚性不足，为了提高

26、加工精度，需要尽量加粗主轴直径。加工螺纹时，在主轴和丝锥之间有攻丝靠模和攻丝夹头，在钻、扩、铰、忽孔及倒角时，通常采用接杆，标准的通用接杆和丝锥夹头的规格和主要尺寸，参见组合机床参考图册和有关标准。选择接杆时，应尽量避免采用直径为15mm的主轴，只有当孔间距离受限制时，不得已时才采用。表25轴能承受的扭矩表26攻丝主轴直径的确定 表27通用钻削类主轴的系列参数 表28 通用攻丝主轴的系列参数（4）确定所有刀具 、导向、接杆（夹头）、刀具托架及工件之间的联系尺寸主轴箱端面至工件加工表面之间的距离是加工示意图上最重要的联系尺寸，要求这一距离越小越好，以缩短刀具悬伸与工作行程的长度。画加工示意图时，

27、所有刀具都从加工终了位置画起，从这些刀具中找出影响联系尺寸的关键刀具，即所有刀具中最长的一把刀具。根据这把刀具及主轴、接杆（夹头）等的结构和相互连接关系，选取接杆最小轴向尺寸，确定出主轴箱端面至工件端面的距离（同时要考虑机床总体布局要求的联系尺寸，二者相互制约）。其它刀具接杆的长度可根据已确定的主轴箱与工件端面距离来确定。加工示意图上应标注的尺寸：主轴部直径D/d，主轴外伸长度，刀具直径及长度，导向直径、导向长度及配合，工件至导套端面的距离，工件至主轴箱端面尺寸，工件与接杆的端面的尺寸等。如有刀具托架，还需标注刀具托架与夹具之间的尺寸，工件本身及加工部位的尺寸和精度。（5）选择各（主轴）刀具切

28、削用量，并标注在各主轴一侧 组合机床有多把刀具同时加工，为使机床不经常停车换刀，获得较高的生产率，因此选取切削用量通常比一般万能机床单刀加工要低一些。但并不是说，在组合机床上尽量选择低一些的切削用量，而是在多轴加工时不宜采用最大的切削速度和进给量。确定切削用量时要注意以下几个问题。（a）选择的切削用量要尽量达到合理的利用同一主轴箱上的所有刀具，充分发挥各把刀具的性能。但由于多种刀具共同用同一个动力部件，其每分钟进给量是相同的，要使各刀具有合理的切削用量是比较困难的，通常用拼凑法来解决。就是按各刀具选择合理的转速n（转/分）和每转进给量s转（毫米/转），然后进行适当的调整，使各种刀具的每分进给量

29、（n×s）均等于动力部件的每分钟进给量s分。这种方法是取各种刀具的中间切削用量，各类刀具都不按最合理的切削用量工作。目前，组合机床切削用量的选择，大都根据现场生产经验和一些数据选择。 （b）各类刀具切削用量选择的特点。复合刀具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。如钻铰复合刀具，进给量按钻头选择，切削速度按铰刀选择；扩铰复合刀具的进给量按扩孔钻选择，切削速度按铰刀选择。钻孔时要求较高的切削速度和较小的每转进给量；铰孔时要求低的切削速度和大的每转进给量；刮端面要求比钻孔更小的进给量。当一台机床除有钻、镗外，还有刮端面工序时，应将刮端面安排在机床钻、镗后面进行，在

30、二次进给时采用小的进给量加工，合理的使用刀具。 (6)动力部件的工作循环和工作行程 动力部件的工作循环和工作行程是根据加工工艺的需要确定的，它是指动力部件从原位位置开始，到加工终了又回到原始位置的动作过程。一般包括快速引进、工作进给和快速退回等。如图27所示，本例工件端面需要倒角，动力部件在工件进给终了时，通过死挡铁和压力继电器停留数秒钟，再快退回原位。有时工作循环还有1工进、2工进、多次往复进给、跳跃进给等。 工作行程长度的确定： （a） 工作进给长度：工作进给长度等于被加工零件加工部位的长度L（多轴加工时按最长孔深度计算）与刀具切入长度L2之和，如图29所示。切入长度根据端面误差确定，通常

31、在510毫米之间选择，误差大时取大值。切出长度参考表29选取。图27柴油机气缸体双面钻孔机床工作进给长度： L2=L+L1=27+9=36毫米 图29 工作进给长度 表29 切出长度的确定工序名称切出长度L2(毫米)钻孔1/3d+(38)扩孔1015绞孔1015攻丝5+L切镗孔510注：表中d为刀具直径（毫米）（b）快速引进长度：快速引进是动力部件把刀具从原始位置快速送到工作进给开始的位置，其长度根据加工具体情况确定。柴油机气缸体双面钻孔机床快速引进长度为103毫米。 (c)快速退回长度：快速退回长度等于快速引进与工作进给长度之和。一般在固定夹具的钻、扩、铰机床上，快速退回长度必须保证所有刀具

32、都退进夹具导向套内，不影响装卸工件即可。对于夹具需要回转和移动的机床，快速退回长度必须把刀具、托架、活动钻模板以及定位销等都退离夹具运动时可能碰到的范围以外，或不影响装卸工件的距离。本例快速退回长度为： 10336139 mm（d）动力部件总行程长度：动力部件总行程长度除必须保证机床工作循环工作行程要求外，还应满足调整和装卸刀具的需要，即考虑前备量和后备量。前备量是指刀具磨损或补偿安装制造误差，动力部件可以向前调整的距离；后备量是指刀具连同接杆一起从主轴取出时，保证刀具退离导套以外的距离大于接杆插入主轴孔内（或刀具从接杆中取出时，大于刀具插入接杆孔内）的长度。图17中动力部件总行程长度为：13

33、920241400（mm）式中：前备量20mm，后备量241mm. 3、绘制加工示意图其它注意事项 1）加工示意图上应有足够的说明。如被加工零件的图号、材料、硬度、加工余量、重量以及其它必要的说明（工件是否有让刀、机床是否采用冷却等） 2）相邻两孔中心距小的主轴，在展开图上必须按比例画在一起，以便检查主轴轴承、接杆、导向等是否相碰。 3）加工示意图按加工终了状态绘出。2.2.3 动力部件的选择 组合机床动力部件（动力滑台）作用是实现刀具的旋转和进给运动，它们是组合机床最主要的通用部件。 各种动力部件的传动方式、结构特点、联系尺寸、性能参数及应用场合详见组合机床通用零部标准和图册。 动力部件应根

34、据具体加工零件的加工工艺、机床的配置型式、使用条件等因素考虑，这里主要介绍动力箱和动力滑台的选择。选择动力部件时，应考虑以下问题：（1）切削功率：组合机床主运动由单独电动机通过动力箱和各类切削头来驱动，动力箱的功率可按下例公式计算： （千瓦）式中 N动动力箱的电动机功率 N切切削功率，按表2-10各刀具选用的切削用量，由组合机床切削公式25公式29或组合机床功率计算图求出。表2-10 用高速钢钻头加工铸铁的切削用量加工直径（毫米）HB=160206HB=200241HB=300400切削用量V（米/分）S转速（毫米/转）V（米/分）S转速（毫米/转）V（米/分）S转速（毫米/转）1616240

35、.070.1210180.050.105120.030.086120.120.200.100.180.080.1512220.200.400.180.250.150.2022500.400.800.250.400.200.30注：当用硬质合金钻头加工铸铁时，切削用量一般为2030米/分表2-11 用高速钢钻头加工钢件的切削用量加工直径（毫米）b=5270（公斤/毫米²）（钢35、45）b=7090（公斤/毫米²）（15Gr、20Gr）b=100110（公斤/毫米²）（合金钢）切削用量V（米/分）S转速（毫米/转）V（米/分）S转速（毫米/转）V（米/分）S转速（毫

36、米/转）1618250.050.1012200.050.108150.030.086120.100.200.100.200.080.1512220.200.300.200.300.150.2522500.300.600.300.450.250.35在钻深孔时，表2-10和表2-11中所列数值应进行修正，表中所列的V应该除以Kv，表中所列的S应乘以Ks表2-12用高速钢钻头在铸铁上钻深孔时，Kv=1，Ks如下：钻孔深度L/孔径D34455668810Ks0.90.80.80.70.70.650.650.60.60.5表2-13用高速度在钢件上钻深孔或用硬质合金钢钻头在铸铁上加工深孔时，Kv、KS

37、如下：钻孔深度L/孔径D34455668810Kv10.850.850.750.750.630.670.630.630.55Ks10.950.950.900.850.800.850.800.800.75表2-14 用高速度钻头加工铝及铝合金的切削用量加工直径（毫米）切削速度V（米/分）每转进给量S转（毫米/转）铝铝合金（长切削）铝合金（短切削）3820500.020.200.050.250.030.108250.060.500.100.600.050.1525500.150.800.201.000.080.36表2-15用高速钢钻头加工黄铜及青铜的切削用量加工直径（毫米）黄铜、青铜硬青铜切削用

38、量V（米/分）S转（毫米/转）V（米/分）S转（毫米/转）3860800.060.1528450.050.158250.150.300.120.2525500.300.750.250.50表2-16用高速钢铰刀铰孔的切削用量加工直径（毫米）铸铁钢、合金钢铝、铜及合金钢切削用量V（米/分）S转（毫米/转）V（米/分）S转（毫米/转）V（米/分）S转（毫米/转）610260.300.501.250.300.408120.300.5010150.501.000.400.500.501.0015400.801.500.400.600.801.5040601.201.800.500.601.502.00

39、表2-17用高速钢扩孔钻扩孔的切削用量加工直径（毫米）铸铁钢、铸钢铝、铜扩通孔锪沉孔扩通孔锪沉孔扩通孔锪沉孔切削用量V（米/分）S转（毫米/转）V（米/分）S转（毫米/转）V（米/分）S转（毫米/转）V（米/分）S转（毫米/转）V（米/分）S转（毫米/转）V（米/分）S转（毫米/转）101510180.150.208120.150.2012200.120.208140.080.1030400.150.2020300.150.2015250.200.250.150.300.200.300.100.150.200.2525400.250.300.300.400.150.200.250.304060

40、0.300.400.400.500.300.40601000.400.600.500.600.400.80表2-18镗孔的切削用量工序刀具材料铸铁钢铝及铝合金V（米/分）S转（毫米/转）V（米/分）S转（毫米/转）V（米/分）S转（毫米/转）粗镗高速钢20250.250.8015200.150.401001500.51.5硬质合金35500.401.5050700.350.70半精镗高速钢20350.100.3015500.100.301002000.20.5硬质合金50700.150.45901350.150.45精镗硬质合金70901001500.120.151504000.050.1D(

41、R0.120.15)表2-19用硬质合金端铣刀铣削的切削用量加工材料工序铣削深度（毫米）铣削速度每齿进给量V（米/分）S齿（毫米/齿）钢b=5270（公斤/毫米²）粗24801200.200.40精0.511001800.050.20钢b=7090（公斤/毫米²）粗24601000.200.40精0.51901500.050.15钢b=100110（公斤/毫米²）粗2440700.100.20精0.51601000.050.10铸铁粗2550800.200.40精0.51801300.050.20铝及铝合金粗253007000.100.40精0.515001500

42、0.050.30注：铣前切削用量的选择与被加工零件的粗糙度有关，当要求粗糙度较高时，铣前速度用高一些，没齿进给量应小一些。表2-20攻丝的切削速度 加 工 材 料铸 铁钢及合金钢铝及铝合金切削速度V（米/分） 2.5 5 1.5 5 5 15表2-21孔加工常用工序间余量加工工序加工直径工序特点在直径上的工序间余量 （毫米） 扩 孔10 20钻孔后扩孔 1.5 2.0 粗扩后精扩 0.5 1.0 20 50 钻孔后扩孔 2.0 2.5 粗扩后精扩1.0 1.5 铰 孔 10 20 0.10 0.20 20 30 0.15 0.25 30 50 0.20 0.30 50 80 0.25 0.35

43、 80 100 0.30 0.40半精镗 20 80 0.70 1.2080 1501.00 1.50 精 镗 30 0.20 0.25 30 130 0.25 0.40 130 0.35 0.50组合机床加工切削功率N、轴向力P、扭矩的计算公式1. 低速钢钻头铸铁计算公式： M=D1.9S0.8HB0.8 N=MV716.2 D1.36 P=2.6D·S0.8HB0.82. 硬质合金钻头钻铸铁计算公式： M=0.263D2.4S HB0.8 N=MV716.2 D1.36 P=7.1 D0.75 S0.85HB0.6 式 中 V切削速度（米/秒） M扭矩（公斤·毫米） S

44、每转进给量（毫米/转） 圆周率 N切削功率（千瓦） P轴向力（公斤） HB布氏硬度 D钻头直径（毫米） 3.低速钢钻头铣钢计算公式：（1） S最大=0.2 毫米/转 时 M=0.000165 D2 S0.8b 0.7 N=MV0.7162 D1.36P=3.3 D S0.7b 0.75式中 ： b抗拉强度（公斤/毫米2）（2） 0.2毫米/转 S 0.8毫米/转 时M=1.65 D2 S0.8 b 0.7N=MV716.2 D1.36P=3.3 D S0.7b 0.754.高速钢钻头钻铁时计算公式：P=34.5a0.367a=S2 cos31=0.4285M=pSDn8P=PaD716200

45、(轴向力代用公式)V=D31000式中 ： S每转进给量（毫米/转） P轴向力（公斤） N切削功率（马力） a平均切削厚度（毫米） V切削速度（米/分） D钻头直径（毫米） M扭转（公斤·毫米） p单位面积切削力（公斤/毫米2） n转速（转/分） 圆周率5.硬质合金扩孔钻加工铸铁计算公式：M=1.2×6.72 D0.83 S0.08 t0.79·HB0.6P=0.3MD2N=MV716.2 D1.366.硬质合金镗刀加工铸铁计算公式：V=165.5T0.2 t0.13 S0.2HB2001.755 ×Kv3Kv2Kv4Kv5Kv6Kv7T=165.5v

46、t0.13S0.2 HB2001.75 ×Kv3Kv2Kv4Kv5Kv6Kv7 Px=0.05·t1.2 S0.85 HB1.1 KPx2Pz=5.14 t S0.75 HB0.55 KPz2 KPz3N=PzV60×102式中 ： V切削速度（米/分） S每转进给将（毫米/转） Px轴向力（公斤） T刀具耐用度 t切削深度（毫米） Pz圆周力（公斤） N切削功率（千克） HB布氏硬度 表2-23 V 、T的修正常数布氏硬度HB140160170190210220230240250270Kv12.211.751.591.291.081.000.930.860.80

47、0.70KT14116.48.63.561.481.000.680.470.330.17镗刀截面B*B(毫米)10×1012×1216×1620×20KV20.930.950.970.98KV20.690.770.860.9主偏角30°45°60°90°KV31.21.00.880.73KT32.510.530.21镗孔直径D（毫米）7576 50151 250251KV40.80.90.951.0KT40.330.590.771.0刀尖圆角半径r（毫米）123KV50.9211.05KT50.6611.27被加工表面状况无外皮有一定外皮KV61HB160160HB200HB2000.70.80.9KT610.180.330.59加工情况用YG8刀具粗镗用YG6刀具粗镗KV711.1KT711.6 传动效率，当主轴少于15根时，0.9，主轴多于15根时，0.8.（2）进给力：每一种规格的动力部件都有其最大允许进给力，选用时根据已确定的切削用量计算出各主轴的轴向力，进而求出总的轴向切削力，以总的切削合力选择动力部件的型号和规格，动力部件的最大允许进给力要大于计算出总的轴向切削合力。（3）进给速度：每种动力部件都有快速行程和最小进给量的规定，所选择切削用量中的快速引进速度要大于所选择