按被加工面的数量又有单面双面三面和四面种,通常只能对各个加工部位同时进行次加工多工位组合机床则有回转工作台式往复工作台式中长立柱式和回转鼓轮式种,能对加工部位进行多次加工。
本小组的课题是柴油机机体三面钻削组合机床设计。
为了达到加工要求,在机床的精度性能等方面有以下的要求机床要求运转平稳,结构简单,工作可靠,装卸方便,维修及调整便利加工精度应符合零件图要求主轴箱能满足机床总体方案的要求。
由于该课题比较大,且难度深,总体设计由我们四人合作完成,我主要负责右主轴箱的设计。
整个设计,首先,要有丰富的实践经验,仅靠些参考资料是远远不够的,这样设计出来的组合机床只是结构完美,外形美观,但实用性差,因此,在设计工作开始前,指导老师特地带我们到江淮动力集团盐城恒力机床厂等企业进行了实地参观考察,积累了些宝贵的实践经验。
其次,运用四年来所学的专业知识,针对现实中遇到的实际情况,做到举反三。
整个设计过程不仅涉及到以前所学的知识,还涉及到些新的概念,这就要求我们面巩固以前的知识,面还要学习新的知识。
最好,通过自身的努力,理论联系实际,从合理性经济性前言组合机床是用按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。
组合机床是由万能机床和专用机床发展来的,它既有专用机床结构简单的特点,又有万能机床能够重新调整,能适应新工件加工的特性。
组合机床是集机电于体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。
它的基本组成是以大量通用部件为基础,配以少量专用部件组成的种高效专用机床。
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。
组成组合机床的通用部件有如下几类动力部件动力头动力滑台和动力箱工件运送部件回转工作台移动工作台和回转鼓轮支承部件立柱床身底座和滑座等。
控制系统有通用的液压传动装置电气柜操纵台等。
组合机床的通用部件按功能分为动力部件支承部件输送部件控制部件和辅助部件类。
动力部件为机床提供主运动和进给运动,主要有动力箱将电动机的旋转运动传递给主轴箱切削头装在各个主轴上,用于各单工序的加工动力滑台用于安装动力箱或切削头,以实现进给运动支承部件用以安装动力滑台,包括各种底座和支架输运部件用以输送工件或主轴箱工艺性实用性及对被加工零件的具体要求对现有机床进行研究和分析,找出可以进行改进的地方,通过反复推敲对比,拟订合理的三面钻削组合机床的总体方案。
在设计过程中,在指导老师和同学的帮助下和通过自身的努力,理论联系实际,从合理性经济性工艺性实用性及对被加工零件的具体要求对现有机床进行研究和分析,找出可以进行改进的地方,通过反复推敲对比,确定了设计方案,并最终完成本课题的设计。
主轴箱设计是该次设计中个重要的传动部分的设计。
首先在完成对组合机床的总体设计并绘制出“三图卡”的基础上,绘制主轴箱设计的原始依据图接着确定主轴结构轴径以齿轮模数然后根据被加工孔的位置,拟定传动系统,应注意轴与轴的最小间距应符合规定要求,避免产生干涉,这步是主轴箱设计的核心部分然后是计算主轴传动轴坐标绘制坐标检查图最后绘制多轴箱总图,零定位基准的选择组合机床是针对个零件或个零件的道工序而设计的。
正确选择定位基准,是保证加工精度的重要条件,同时也有利于实现最大限度的工序集中。
定位方案般有两种,“面两销”和“三平面”定位方法。
本机床加工时采用的定位方式是“三平面”定位。
“三平面”定位可以简便地消除工件的六个自由度,使工件获得稳定可靠定位而且有同时加工零件两个表面的可能,能高度集中工序。
滑台型式的选择与机械滑台相比较,液压滑台的进给量可以无级调速可以获得较大的进给力零件磨损小,使用寿命长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工作可靠。
为了提高加工效率,降低生产成本,所以本课题选用了液压滑台。
.切削用量的确定及刀具选择切削用量选择对于个被加工孔,采用查表法选择切削用量,从文献表中选取。
由于钻孔的切削用量与钻孔深度有关,随孔深的增加而逐渐递减,其递减值按文献表选取。
选择切削用量时要注意既要保证生产批量要求件图及编制组件明细表组合机床总体设计.总体方案论证组合机床是按高度集中工序原则,针对被加工零件的特点及工艺要求设计的种高效率专用机床。
针对柴油机机体,在确定加工工艺的基础上进行总体方案对比论证。
设计组合机床“三图卡”,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总图和编制生产率计算卡等。
加工对象工艺性的分析被加工零件材料是,硬度,共计有个孔需要加工,钻左右及后面共计个孔,由本组合机床完成,具体加工内容及加工精度如下钻机体左面钻钻钻,表面粗糙度.,各孔位置度公差为.。
钻机体右面钻钻,表面粗糙度.,各孔位置度公差为.。
钻机体后面钻钻,表面粗糙度.,各孔位置度公差为.。
机床配置型式的选择机床的配置型式有立式和卧式两种。
立式机床的优点是占地面积小,自由度大,操作方便,其缺点是机床重心高,振动大。
卧式机床的优点是加工和装配工艺性好,排屑通畅,振动小,运动平稳,机床重心较低其缺点是削弱了床身的刚性,占地面积大。
机床的配置型式在很大程度上取决于被加工零件的大小形状及加工部位等因素。
根据被加工工件和两种组合机床的特点比较可知型柴油机汽缸体的结构为卧式长方体,从装夹的角度来看,卧式平放比较方便,也减轻了工人的劳动强度。
通过以上的比较,考虑到卧式振动小,装夹方便等因素,选用卧式组合机床。
,又要保证刀具定得耐用度。
.对左面个孔的切削用量选择钻孔轴孔加工材料为铸铁,由,硬度为,选择取.,.,则由文献的公式得.钻孔轴孔加工材料为铸铁,由,硬度为,选择取.,.,得.钻孔轴孔加工材料为铸铁,由,硬度为,选择取.,.,得对右侧面上个孔的切削用量的选择钻孔,轴孔加工材料为铸铁,由,硬度为,选择取.,.,得.钻孔轴孔加工材料为铸铁,由,硬度为,选择取.,.,得对后面上个孔的切削用量的选择钻孔轴通孔加工材料为铸铁,由,硬度为,选择取.,.,得.钻孔,轴通孔加工材料为铸铁,由,硬度为,选择取.,.,得.切削力切削扭矩及切削功率的计算根据文献表中公式计算钻孔其中中切削力切削转矩•切削功率切削速度进给量加工直径布氏硬度,得。
则根据上述公式可得.左面钻孔轴钻孔轴钻孔轴.右面钻孔,轴钻孔轴.后面钻孔轴钻孔,轴.组合机床总体设计三图卡被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重要依据,也是制造使用调整和检验机床精度的重要文件。
被加工零件工序图是在被加工零件的基础上,突出本机床或自动线的加工内容,并作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主要轮廓尺寸以及与本工序机床设计有关部位结构形状和尺寸。
当需要设置中间导向时,则应把设置中间导向临近的工件内部肋壁布置及有关结构形状和尺寸表示清楚,以便检查工件夹具刀具之间是否相互干涉。
.取定轴.取定根据主轴类型及初定的主轴轴径,文献表可得到主轴外伸尺寸及接杆莫氏圆锥号。
滚珠长主轴轴径时,主轴外伸尺寸为,接杆莫氏圆锥号为。
滚珠长主轴轴径时,主轴外伸尺寸为,接杆莫氏圆锥号为。
.标注联系尺寸主轴端部须标注外径和孔径外伸长度刀具结构尺寸须标注直径和长度配合工件至夹具之间的尺寸须标注工件离导套断面的距离还须标注托架与夹具之间的尺寸工件本身以及加工部位的尺寸和精度等。
.动力部件工作循环及行程的确定工作进给长度的确定工作进给长度,应等于加工部位长度多轴加工时按最长孔计算与刀具切入长度和切出长度之和,即。
切入长度般为,根据工件端面的误差情况确定。
切出长度钻孔为。
左主轴箱工进长度右主轴箱工进长度后主轴箱工进长度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,其长度按具体情况确定。
初步选定三个主轴箱上刀具的快速进给长度分别为。
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,三面快速退回长度分别为。
动力部件总行程的确定动力部件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和刀具装卸以及刀具从接杆中或接杆连同刀具起从主轴孔中拿出时,动力部件需要后退的距离。
因此,动力部件的总行程为快退行程与前后备量之和。
三面的前备量取,后备量取,则总行程为。
图为被加工零件的加工示意图。
图加工示意图机床尺寸联系总图机床联系尺寸总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的专用部件的总体结构而绘制的。
绘制机床联系尺寸总图之前应确定的主要内容.选择动力部件动力箱规格要与滑台匹配,其驱动功率主要依据多轴箱所需传递的切削功率来选用。
由切削用量计算得到的各主轴的切削功率的总和,根据文献公式本工序所选用的定位基准夹压部位及夹紧方向。
以便据此进行夹具的支承定位夹紧和导向等机构设计。
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对上道工序的技术要求。
注明被加工零件的名称编号材料硬度以及加工部位的余量。
图所示为被加工零件工序图。
图被加工零件工序图加工示意图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。
是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图。
加工示意图应表达和标注的内容有机床的加工方法,切削用量,工作循环和工作行程工件刀具及导向托架及多轴箱之间的相对位置及其联系尺寸主轴结构类型尺寸及外伸长度刀具类型数量和结构尺寸直径和长度接杆浮动卡头导向装置攻螺纹靠模装置等结构尺寸刀具导向套之间的配合,刀具接杆主轴之间的连接方式和配合尺寸等。
.刀具的选择选择刀具应考虑工件材质加工精度表面粗糙度排屑及生产率等要求。
只要条件允许,应尽量选用标准刀具。
.导向结构的选择组合机床钻孔时,零件上孔的位置精度主要是靠刀具的导向装置来保证的。
导向装置的作用是保证刀具相对工件的正确位置保证刀具相互间的正确位置提高刀具系统的支承刚性。
.确定主轴尺寸外伸尺寸在本课题中,主轴是用于钻孔的,钻孔选用滚珠轴承主轴。
根据由选定的切削用量计算得到的切削转矩,由文献页公式式中,表示轴的直径表示轴所传递的转矩•表示系数,本课题中钻孔主轴为非刚性主轴,取.。
由公式可得左面轴取定轴取定轴取定右面轴.取定轴.取定后面轴.取定轴式中,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
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