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1、l 1 1 前言前言 根据工件加工的需要 以独立的通用部件为基础 配以部分专用部件组成的 专用机床 称之为组合机床 它适用于小批 大批 大量生产企业 多用于加工 量大的大 中型箱体和箱体类工件 完成钻孔 扩孔 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 通用部件是组成组合机床的基础 用来实现机床切削和进给运动的通用部件 如单轴工艺切削头 传动装置 动力箱 进给滑台等为动力部件 用以安装动力 部件的通用部件如侧底座 立柱 立柱底座等称为支承部件 组合机床的特点 a 组合机床由 70 90 的通用部件组成 可以缩短设计和制造周期 而且在 需要的时候 还可以部分或全部进行改装 以组成适
2、应新加工要求的新设备 这 就是说组合机床有重新改造的优越性 其通用部件可以多次重复利用 b 组合机床是按具体加工对象专门设计的 可以按最佳工艺方案进行加工 c 在组合机床上可以同时从几个方向采用多把刀具对几个工件进行加工 是实 现集中工序 提高生产效率的最好途径 d 组合机床是在工件一次装夹下用多轴实现多孔同时加工 有利于保证各孔 相互之间的精度要求 提高产品质量 减少了工件工序间的搬运 改善了劳动条 件 减少了占地面积 e 由于组合机床大多数零 部件是同类的通用部件 简化了机床的维护和修 理 f 组合机床的通用部件可以组织专门工厂集中生产 有利于提高产品质量和 技术水平 降低制造成本 随着电
3、子技术的飞速发展 根据大批量生产多样化 中小批量多品种生产高 效化的要求 以及产品更新加速的特点 70 年代以来发展了新型组合机床 柔 性组合机床 它是应用多位主轴箱 可换主轴箱 编码随行夹具 刀具的自动更 换 配以可编程序控制器 PC 数字控制 NC 等 能任意改变工作循环控制和 驱动系统 能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床 在我国 组合机床发展已有 28 年的历史 其科研和生产都具有相当的基础 应用也已深入到很多行业 是当前机械制造业实现产品更新 进行技术改造 提 高生产效率和高速发展必不可少的设备之一 机床夹具是在机床上加工零件时所使用的一种工艺设备 用它来准确地定位 工件与刀具之
4、间的相对位置 即实现工件的定位与夹紧 以完成加工所学要的准 确相对运动 由于夹具能有效地保证加工精度和提高劳动生产率 故已成为机械加工中不 可缺少的工艺装备 为了适应机械制造业中产品更新快 品种多 中小批生产的 柴油机气缸体顶底面粗铣组合机床总体及夹具设计 2 要求 近些年来夹具设计的发展表现在以下几个方面 a 通用夹具朝高精度 高效率 大范围方向发展 b 专用夹具的发展不仅注重高精度与高效率 而且朝标准化与规格化方向发 展 c 大力发展可调整夹具与组合夹具 b 发展能扩大机床使用范围和性能的夹具 e 夹具的设计与制造采用新工艺 新结构 新材料 所有下载了本文的注意 本论文附有 所有下载了本文
5、的注意 本论文附有 CAD 图纸和完整版图纸和完整版 word 版说明书 凡下载了本版说明书 凡下载了本 文的读者请加文的读者请加 QQ 83753222 或留下你的联系方式 或留下你的联系方式 QQ 邮箱 最后 希望此文能够帮到你 邮箱 最后 希望此文能够帮到你 l 2 2 机床总体设计机床总体设计 2 1 被加工零件分析 被加工零件 柴油机气缸体 材料 HT250 硬度 HB180 240 年产量 65000 件 加工部位 顶底面 加工要求 气缸体表面粗糙度被加工到 6 3 顶底面尺寸至 427 0 3mm m 2 2 机床结构的确定 根据被加工零件加工要求 顶底面两面粗铣 选择双面铣组合
6、机床 被加工零件置于移动工作台上 两边分别设两把铣刀 以两个电动机驱动 另外还应有部件包含 两个侧底座 一个中间底座 两个铣削头 及两个主轴 箱及夹具 2 3 本组合机床的特点 a 结构牢固 b 刚性好 c 尺寸调整范围大 d 单位工作效率高 e 精确度好 f 操作简便 g 可对铸件进行大行程走刀 h 强力铣削 2 4 切削用量的确定 在组合机床工艺方案确定过程中 工艺方法和关键工序的切削用量选择是十分 重要 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 床的结构形式及工作可靠性均有较大的影响 2 4 1 切削用量选择的特点 a 组合机床长采用多刀多刃同时切削 为尽量减少
7、换刀时间和刀具的消耗 保证机床的生产率及经济效果 选用的切削用量比普通机床单刀加工时低 30 左右 柴油机气缸体顶底面粗铣组合机床总体及夹具设计 4 b 组合机床通常用动力滑台来带动刀具进给 因此 同一滑台带动的多轴箱 上所有刀具的每分钟进给两相同 即等于滑台的工进速度 2 4 2 切削用量选择的方法 a 应尽量作到合理使用所有刀具 充分发挥其使用性能 b 复合刀具切削用量选择应考虑刀具的使用寿命 c 多轴镗孔主轴刀头均需定向快速进退时 各镗轴转速应相等或成整数倍 2 4 3 刀具的选择 根据被加工平面 250 250mm 和 330 330mm 为大平面 以及被加工零件材 料为 HT250
8、故选择硬质合金端铣刀 文献资料 8 P54 规格 400 齿数 20 2 4 4 铣削用量的确定 根据 a 铣刀种类 硬质合金端铣刀 b 被加工零件材料 HT250 c 工序 粗铣 查得 a 铣削深度 2 5mm 取 4mm b 铣削速度 v 50 80m mm 取 80 m mm 大平面尽量取大原则 c 每齿走刀量 0 2 0 4mm z 取 0 2 mm z 大平面尽量取小原则 文献资料 9 P132 P133 转速 n v 1000 D 80 1000 3 14 400 93 69r min 圆整为 n 64 r min 实际切削速度 V n D 1000 80 4m minc 每分钟进
9、给量 V f n 20 0 2 60 240mm min f 2 4 5 计算切削功率 根据 每分钟进给量 V 240mm min 铣削深度 180 f 铣削深度 a 4mm 铣削宽度 a 580mm pe 每齿进给量 f 0 2mm z z 查表得 P 7 8kw 根据文献资料 9 P105 c 由于功率损耗 取 0 85 P 9 1kw 电机 7 8 0 85 C P l 2 5 各部件的选型 2 5 1 选择电动机 根据 P 9 1kw 电机 选择电动机 Y160L 6 根据文献资料 9 P115 参数 表 2 1 电动机参数 P电机L3电机转速输出轴转速动力箱型号 11kw535146
10、07301TD63 2 5 2 选择铣削头 根据电动机功率 P 9 1kw 以及刀盘直径 400mm 电机 选取铣削头 1TX40 有滑套 根据文献资料 9 P104 参数 如图 图 2 1 铣削头 表 2 2 铣削头尺寸参数 b1L1 d L2b2d1 h L3 400500128 57 160355M1620080 柴油机气缸体顶底面粗铣组合机床总体及夹具设计 6 图 2 2 铣削头联系尺寸 再根据铣削头查得尾置式齿轮传动铣削头联系尺寸 根据文献资料 9 表 2 3 铣削头联系尺寸 B B1B2 L L1L2L3 H H1H2 400355400630160380535200275 165
11、0 H3 cd 41012518 2 5 3 选择工作台 根据被加工要求 即同时铣气缸体的两面 铣刀在加工过程中不移动 故选择 移动工作台 由移动工作台在加工过程中 实现快进和工进 根据被加工零件尺寸 被加工平面 250 250mm 和 330 330mm 顶底面距离为 427mm 移动工作台的宽度 W 800mm 铣削宽度 a 580mm 夹具底座宽 1140mm e 移动工作台的最小行程为 1150mm 选移动工作台 型号 1AYU80IV 根据文献资料 9 P119 参数 如图 l 图 2 3 移动工作台 表 2 4 移动工作台尺寸 WHS L1 L2L3 L4L5 8002801150
12、12502440232232230 2 5 4 选择侧底座 侧底座用于卧式组合机床 其上面安装滑台 主轴箱 铣削台等部件 侧面与 中间底座相连接时用键或锥销定位 侧底座的长度应与滑台相适应 因为该机床无滑台 所以侧底座尺寸根据铣削头和主轴箱尺寸定 由 L 630mm L 380mm 根据文献资料 9 P27 2 选择 1CC 系列侧底座 侧底座长定为 1100mm 宽取 810mm 高取 630m 2 5 5 选择中间底座 中间底座其顶面安装夹具或输送部件 侧面与侧底座或立柱底座相连接 并通 过端面键或定位销定位 根据机床配置形式不同 中间底座有多种形式 如 双面 卧式组合机床的中间底座 两侧
13、面都安装侧底座 三面卧式组合机床的中间底座为 三面安装侧底座 立式回状工作台式组合机床 除了安装立柱外 还需安装回转工 作台 总之 中间底座的结构 尺寸需根据工件的大小 形状以及组合机床的配置 形式等来确定 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 中间底座的主要尺寸应符合国家标准规定 根据多工位移动工作台尺寸 宽 W 800mm 长 L 2800mm 根据文献资料 9 P26 27 中间底座尺寸选为 宽 900mm 长 2800mm 高 65mm 2 5 6 机床分组 为了便于设计和组织生产 组合机床各部件和装置按不同的功能划分编组 组 号划分如下 第
14、10 19 组 支承部件 一般由通用的侧底座 立柱及其底座和专用中间 底座等组成 第 20 29 组 夹具及输送设备 夹具是组合机床主要的专用部件 常编为 20 组 包含工件定位夹紧及固定导向部分 第 30 39 组 电气设备 电气设计常编为 30 组 包括原理图 接线图和安 装图等设计 专用操纵台 控制柜等则另编组号 第 40 49 组 传动装置 包括机床中所有动力部件如动力滑台 动力箱等 通用部件 编号为 40 组 其余需修改部分内容或专用的传动设备则单独编组 第 50 59 组 液压和气动装置 柴油机气缸体顶底面粗铣组合机床总体及夹具设计 8 第 60 69 组 刀具 工具 量具和辅助工
15、具等 第 70 79 组 主轴箱及其附属部件 第 80 99 组 冷却 排屑及润滑装置 第 90 99 组 电气 液压 气动等各种控制挡铁 2 6 绘制 三图一卡 绘制组合机床 三图一卡 就是针对具体零件 在选定的工艺个结构方案的 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 机床联系尺寸总图和编制生产率计算卡等 2 6 1 被加工零件工序图 图 2 4 工序图 说明 a 在此道工序前 上一道工序为粗铣该图中的上下两表面 b 在此工序中 把图中下表面做为定位基准面 上表面有四个对称的加紧点 下表面用两个支承板支承 并在下表面上的两个孔中装两个定位销
16、即采用一面两 销定位 为防止过定位 两个销采用一个圆柱销和一个削边销的组合 c 本工序把顶底面尺寸加工至 427 0 3mm 表面粗糙度被加工到 6 3 2 6 2 加工示意图 l 图 2 5 加工示意图 说明 a 切削功率 P 7 8kw b 切削速度 V 80mm min c 铣削深度 a 4mm d 每分钟进给量 V 240mm min e 转速 n 64r min 2 6 3 机床联系尺寸总图 柴油机气缸体顶底面粗铣组合机床总体及夹具设计 10 图 2 6 机床联系尺寸图 说明 a 铣削动力由左右两个电动机提供 b 被加工零件的快进和工进由移动工作台提供 c 机床装料高度为 650mm 国家标准为 850mm 1060mm 但该机床由于被加工 零件尺寸较大 且工人需在零件上表面实行对零件的手动夹紧 手动夹紧高度为 1300mm 而装料过程相对容易 故降低了装料高度 2 6 4 机床生产率计算卡 根据加工示意图所确定的工作循环及切削用量等 就可以计算机床生产率并编 制生产率计算卡 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 生产纲领及负载率等关系的技术文件
