吉林大學(xué)機械制造裝備設(shè)計2015第4章.ppt

1,Design of Mechanical Manufacturing Machining,機械制造裝備設(shè)計,2,第四章 組合機床設(shè)計,第一節(jié) 概 述,組合機床是根據(jù)工件加工需要，以大量系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件，對一種或幾種工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的高效專用機床。 組合機床能夠?qū)ぜM(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位同時加工，可完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、銑削、車孔端面等工序。,3,組合機床在汽車、拖拉機、柴油機和機床等大批大量生產(chǎn)企業(yè)中已獲得廣泛的應(yīng)用。組合機床最適宜加工各種大中型箱體類零件，也可用來完成軸套類、輪盤類、叉桿類和蓋板類零件的加工。目前，組合機床正向著高效、高精度的柔性化方向發(fā)展。 組合機床具有如下特點：主要用于箱體類零件和雜件的孔面加工；生產(chǎn)率高；加工質(zhì)量穩(wěn)定；設(shè)計周期短，便于制造和維護(hù)，成本低；自動化程度高，勞動強度低；配置靈活。,4,圖4-1所示為一臺單工位雙面復(fù)合組合機床。,一、組合機床的組成,圖4-1 單工位雙面復(fù)合組合機床 1-滑臺 2-鏜削頭 3-夾具 4-多軸箱 5-動力箱 6-立柱 7-中間底座 8-側(cè)底座 9-立柱底座,5,附圖 單工位復(fù)合式三面組合機床,6,根據(jù)所選用的通用部件的規(guī)格大小以及結(jié)構(gòu)和配置型式等方面的差異，可將組合機床分為大型組合機床和小型組合機床兩大類。習(xí)慣上滑臺臺面寬度B250mm的為大型組合機床， B250mm的為小型組合機床。 根據(jù)大型組合機床的配置型式，可將其分為具有固定夾具的單工位組合機床、具有移動夾具的多工位組合機床和轉(zhuǎn)塔式組合機床三類。,二、組合機床的類型,7,1. 具有固定夾具的單工位組合機床 單工位組合機床特別適用于加工大中型箱體類零件，能保證較高的位置精度。在整個加工循環(huán)中，夾具和工件固定不動，通過動力部件使刀具從單面、雙面或多面對工件進(jìn)行加工。 按照組成部件的配置型式以及動力部件的進(jìn)給運動方向，單工位組合機床又分為臥式、立式、傾斜式和復(fù)合式等四種類型。,8,1）臥式組合機床 動力箱水平安裝 2）立式組合機床 動力箱垂直安裝 3）傾斜式組合機床 動力箱傾斜安裝 4）復(fù)合式組合機床,圖4-2 具有固定夾具的 單工位組合機床,圖4-2 具有固定夾具的 單工位組合機床,9,2. 具有移動夾具的多工位組合機床 多工位組合機床有兩個或兩個以上的加工工位，工件可依次在各個工位上完成相應(yīng)的工藝過程，生產(chǎn)率比單工位組合機床高。但由于存在移位或轉(zhuǎn)位的定位誤差，所以加工精度較單工位組合機床略低。這種機床的價格也較高。多工位組合機床適用于大批、大量生產(chǎn)中加工較復(fù)雜的中小型零件。 多工位組合機床按照夾具和工件的輸送方式不同，可分為以下四種類型。,10,1）移動工作臺的組合機床 2）回轉(zhuǎn)工作臺的組合機床 3）中央立柱式組合機床 4）鼓輪式組合機床,圖4-3 多工位組合機床,11,3. 轉(zhuǎn)塔式組合機床 轉(zhuǎn)塔式組合機床的特點是幾個多軸箱安裝在轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)工作臺上，各個多軸箱依次轉(zhuǎn)到加工位置對工件進(jìn)行加工。,圖4-4 轉(zhuǎn)塔式組合機床,12,組合機床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。平面加工包括銑平面、锪（刮）平面、車端面；孔加工包括鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋、锪沉孔、滾壓孔等。 隨著綜合自動化的發(fā)展，其工藝范圍正擴(kuò)大到車外圓、行星銑削、拉削、推削、摩削、珩磨及拋光、沖壓等工序。此外，還可以完成焊接、熱處理、自動裝配和檢測、清洗和零件分類及打印等非切削加工工作。,三、組合機床的工藝范圍,13,1.發(fā)展適應(yīng)中、小批量生產(chǎn)的組合機床 在機械制造工業(yè)中中、小批量生產(chǎn)約占80%。在某些中批量生產(chǎn)的企業(yè)（如機床、閥門行業(yè)等）中。其關(guān)鍵工序采用組合機床因此產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高技術(shù)效果顯著。所以發(fā)展具有可調(diào)、快調(diào)、裝配靈活、適應(yīng)多品種加工特點的組合機床十分迫切。轉(zhuǎn)塔主軸箱式組合機床、可換主軸箱式組合機床以及自動換刀式數(shù)控組合機床可適用于中、小批量生產(chǎn)。但這類機床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。,四、組合機床的發(fā)展趨勢,14,帶轉(zhuǎn)塔主軸箱的組合機床，轉(zhuǎn)塔不能制造得太大，安裝的主軸數(shù)量有限，只適應(yīng)工序不多、形狀不太復(fù)雜的零件加工。 可換主軸箱式組合機床設(shè)有專用的貯存和更換主軸箱的裝置按被加工工件工藝規(guī)程的程序從機床上卸下已用過的主軸箱，將需要的主軸箱用機械手自動裝到機床的動力箱上，并使主軸箱自動定位和夾緊。這種組合機床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只有用適于成組加工零件才有良好經(jīng)濟(jì)效果。 自動換刀式數(shù)控組合機床的貯刀庫安裝在轉(zhuǎn)塔刀架上方，用機械手自動更換刀具，這種組合機床一般用單刀加工加工精度較高，但生產(chǎn)率較低。,15,2.采用新型刀具 近年來出現(xiàn)了多種新型刀具如具有鍍層的硬質(zhì)合金刀片、立方氯化硼刀具、金剛石刀具、各種可轉(zhuǎn)位的密齒銑刀、噴吸鉆頭、鑲有可轉(zhuǎn)位刀片的“短鉆頭”等。由于提高了刀具的耐用度，大大縮短了多刀組合機床停機換刀時間，提高了組合機床的經(jīng)濟(jì)效益。 3.發(fā)展自動檢測技術(shù) 自動檢測包括對毛坯尺寸和工件硬度、鉆孔深度、刀具折斷、精加工尺寸和幾何形狀的檢查等。檢查方法分為主動檢查與被動檢查。,16,主動檢查是將不合格的工件剔除，使之不往下一個工位輸送。被動檢查則是發(fā)現(xiàn)不合格的工件時發(fā)出停機信號。目前主動檢查應(yīng)用日趨廣泛。由于電子元件迅速發(fā)展，集成控制器、微處理機的應(yīng)用使自動檢測技術(shù)更加可靠。 自動檢測技術(shù)的發(fā)展可以把被加工零件的實際尺寸控制在比規(guī)定公差更小的范圍之內(nèi)。還可以把加工后的工件按會差大小進(jìn)行分組，以便按分組的公差帶裝配。實踐表明采用分組裝配法提高產(chǎn)品的精度要比采用單純提高設(shè)備精度的方法更為經(jīng)濟(jì)。,17,4.提高通用部件的水平 應(yīng)開發(fā)適應(yīng)強力銑削的大功率動力滑臺、高精度鏜削頭和高精度滑臺。機械驅(qū)動的動力部件應(yīng)采用交流變頻調(diào)速電機和直流伺服電機等。 采用鑲鋼導(dǎo)軌、滾珠絲杠、靜壓導(dǎo)軌、靜壓軸承等新結(jié)構(gòu)，提高部件的精度和動、靜態(tài)性能，因而使被加工工件的精度明顯提高，表面粗糙度減小。 5.擴(kuò)大工藝范圍 逐步設(shè)計制造用于焊接、熱處理、自動裝配、自動打印、性能試驗以及清洗和包裝等用途的組合機床。,18,通用部件是組合機床的基礎(chǔ)，是根據(jù)各自的功能要求，按標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的原則設(shè)計和制造的獨立部件。這些部件在組成各種組合機床時，能互相通用。在組合機床設(shè)計中，選擇通用部件是重要內(nèi)容之一。 1.通用部件的特點 (1)全面貫徹了國際、國家和機電部通用部件互換尺寸標(biāo)準(zhǔn)，有利于打入國際市場。,五、組合機床的通用部件,19,(2)全面貫徹了國家機械制圖標(biāo)準(zhǔn)及公差配合、形位公差、表面粗糙度、螺紋、齒輪及花鍵六項基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。 (3)精度分為普通級、精密級和高精度級三種精度等級。 (4)剛度好、噪音低、振動小、壽命長，且便于使用和維修。 (5)品種規(guī)格齊全 2. 通用部件的編制方法 機械工業(yè)部頒布通用標(biāo)準(zhǔn)及其型號表示方法。,20,1HY32M-I B，表示經(jīng)過第一次改進(jìn)設(shè)計，臺面寬為320mm的精密級液壓滑臺，滑臺行程控長度為短行程（I型），滑座體導(dǎo)軌為鑲鋼導(dǎo)軌,21,22,3. 通用部件的分類 根據(jù)其功能，通用部件可分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件等五類。 （1）動力部件 動力部件是組合機床的主要部件，它包括主運動部件及進(jìn)給運動部件。動力部件的工作性能基本上決定了組合機床的工作性能。其他部件都以動力部件為基礎(chǔ)進(jìn)行配置。 主運動部件主要包括動力箱和各種切削頭（如銑削頭、鉆削頭、攻螺紋頭和鏜孔車端面頭等）。,23,進(jìn)給運動部件主要指各種動力滑臺。 （2）支承部件 支承部件包括立柱、立柱底座、側(cè)底座、中間底座等，是組合機床的基礎(chǔ)部件。支承部件的結(jié)構(gòu)和剛度對組合機床的精度和壽命有較大的影響。 （3）輸送部件 輸送部件包括各種工作臺，如回轉(zhuǎn)工作臺和直線移動工作臺等。輸送部件在轉(zhuǎn)位或移位后的定位精度，直接影響多工位組合機床的加工精度。,24,（4）控制部件 控制部件用于控制組合機床按預(yù)定的加工程序進(jìn)行循環(huán)工作，它包括可編程序控制器（PLC）、各種液壓元件、氣壓元件、操縱板、控制擋鐵和各種電器元件等，它是組合機床的中樞神經(jīng)。 （5）輔助部件 輔助部件包括用于實現(xiàn)自動夾緊工件的液壓或氣動裝置、機械扳手、冷卻、潤滑、排屑等裝置。,25,4. 典型通用部件 （1）“1字頭”動力滑臺 動力滑臺上安裝動力箱和單軸工藝頭，實現(xiàn)組合機床的直線進(jìn)給運動。在組合機床自動線中，動力滑臺也作為輸送部件使用。 “1字頭”動力滑臺分為1HY液壓滑臺、1HJT機械滑臺和NC1HJT交流伺服數(shù)控機械滑臺三個系列。 常用動力滑臺由滑座、滑枕和驅(qū)動部件等組成，其結(jié)構(gòu)如附圖所示。,26,附圖 液壓滑臺的結(jié)構(gòu),27,附圖 機械滑臺的結(jié)構(gòu),28,圖4-5 1HJT機械滑臺傳動系統(tǒng)圖,29,（2）1TD系列動力箱（頭）,動力箱是為主軸箱的刀具提供切削主運動的驅(qū)動裝置。它與動力滑臺和主軸箱配套使用，由動力滑臺實現(xiàn)進(jìn)給運動，動力箱上安裝主軸箱實現(xiàn)切削主運動，用以組成帶導(dǎo)向裝置加工的臥式或立式組合機床。 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了動力箱的兩種結(jié)構(gòu)型式，即齒輪傳動的動力箱和聯(lián)軸節(jié)傳動的動力箱。 齒輪傳動動力箱結(jié)構(gòu)比較簡單，運動從電機經(jīng)一對降速齒輪傳到驅(qū)動軸。為了提高動力箱的剛度，規(guī)定動力箱與主軸箱結(jié)合面的高度等于動力箱與滑臺結(jié)合面的寬度。,30,聯(lián)軸節(jié)傳動的動力箱通過聯(lián)軸節(jié)與電機直連，可以吸收振動，使傳動平穩(wěn)。采用聯(lián)軸節(jié)傳動，動力箱不需潤滑，這樣就可避免主軸箱與動力箱之間的漏油。,圖4-6 1TD動力箱結(jié)構(gòu)示意圖,31,（3）1TX系列銑削頭,銑削頭主要用于鋼、鑄鐵及有色金屬工件的平面銑削和銑槽、銑扁工藝。其型銑削頭結(jié)構(gòu)如圖4-7所示。,圖4-7 1TX型銑削頭結(jié)構(gòu)示意圖,32,（4）1TA系列鏜削頭,鏜削頭與同規(guī)格的動力滑臺組合，對鋼、鑄鐵及有色金屬工件進(jìn)行鏜孔。如圖4-8所示為鏜削頭結(jié)構(gòu)。,圖4-8 1TA鏜削頭結(jié)構(gòu)示意圖,33,5、通用部件選用的原則 通用部件的選用是組合機床設(shè)計的主要內(nèi)容之一。選用的基本方法是：根據(jù)所需的功率、進(jìn)給力、進(jìn)給速度等要求，選擇動力部件及其配套部件。選用原則如下： (1)切削功率應(yīng)滿足所需的計算功率。 (2)進(jìn)給部件應(yīng)滿足加工所需的最大進(jìn)給力、進(jìn)給速度和工作行程及工作循環(huán)的要求，同時還需考慮裝刀、調(diào)刀的方便性。 (3)動力箱與主軸箱尺寸應(yīng)相適應(yīng)和匹配。,34,(4)應(yīng)滿足加工精度的要求。 (5)盡可能按通用部件的配套關(guān)系選用有關(guān)通用部件。 6、通用部件的選用 （1）動力部件的選用 選用動力部件主要是確定動力部件的品種和規(guī)格。 1)動力部件品種的確定 在設(shè)計組合機床時，究竟選用哪種動力部件，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的加工要求、機床的配置型式、制造及使用條件等確定。,35,對于完成主運動的動力部件，如鉆削頭、銑削頭、鏜削頭等，通常是根據(jù)進(jìn)給速度的穩(wěn)定性、進(jìn)給量的可調(diào)性、工作循環(huán)等要求來確定。 還要注意用戶所在地區(qū)氣溫條件及用戶使用的方便性。例如，設(shè)計的組合機床要求進(jìn)給速度穩(wěn)定、工作循環(huán)不太復(fù)雜、進(jìn)給量不需要無級調(diào)速時，一般可選用機械滑臺；不太炎熱的地區(qū)可選用液壓滑臺；對自動線和流水線各臺機床一般選用同一傳動方式的滑臺，以便設(shè)計制造和維護(hù)；批量不大的多品種柔性化生產(chǎn)，應(yīng)考慮用數(shù)控滑臺。,36,2)動力部件規(guī)格的確定 影響動力部件規(guī)格的因素有功率、進(jìn)給力、進(jìn)給速度、最大行程及主軸箱外形尺寸等。在確定動力部件規(guī)格時，一般先進(jìn)行功率和進(jìn)給力計算，再根據(jù)選用的原則，綜合地、全面地考慮其他因素來確定其規(guī)格。當(dāng)遇到動力部件的功率或進(jìn)給力不能滿足要求，但又相差不太大時，不要輕易地選用大一規(guī)格的動力部件，而應(yīng)適當(dāng)調(diào)整切削用量或改變工藝方法，如將同一面部分通孔順序鉆削，刮削端面改為車端面等，但必須以不影響加工精度和生產(chǎn)率要求為前提。,37,（2）其他通用部件的確定 對于支承部件，如側(cè)底座、立柱等，可選與動力滑臺規(guī)格相配套的相應(yīng)規(guī)格。 對于輸送部件，可按所需工作臺的運動形式、工作臺臺面尺寸、工位數(shù)、驅(qū)動方式及定位精度來選用。通常根據(jù)運動形式及驅(qū)動方式等要求，確定輸送部件的品種。根據(jù)所需工作臺臺面的大小、I位數(shù)及行程等要求，確定輸送部件的規(guī)格。 選擇通用部件時，還應(yīng)根據(jù)加工精度要求、制造成本等確定通用部件精度等級。,38,第二節(jié) 組合機床總體設(shè)計,組合機床一般都是根據(jù)與用戶簽訂的設(shè)計、制造合同中主要的設(shè)計原始數(shù)據(jù)，按照生產(chǎn)線工藝方案設(shè)計提出的組合機床設(shè)計任務(wù)書來進(jìn)行設(shè)計的。組合機床總體設(shè)計主要是針對具體的零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機床總體方案圖樣的文件設(shè)計。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計算卡，即完成“三圖一卡”的設(shè)計工作。,39,（一）確定組合機床工藝方案的基本原則 零件加工工藝方案將決定組合機床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。工藝方案時需考慮四點基本原則 1. 選擇合適、可靠的工藝方法 根據(jù)被加工零件的材料，加工部位的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)特點、加工精度、表面粗糙度及生產(chǎn)率方面的要求等等，結(jié)合組合機床的工藝范圍及所能達(dá)到的加工精度，選擇合適、可靠的工藝方法，以保證機床具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。,一、制定工藝方案,40,2. 粗、精加工要合理安排 一般情況下，在大批量生產(chǎn)或零件加工精度要求較高時，應(yīng)將粗、精加工工序分開，以利于保證加工精度和保持精加工機床的工作精度；生產(chǎn)批量不大時，也可將粗、精加工集中在同一機床上，利于減少機床臺數(shù)，提高經(jīng)濟(jì)效益。 粗加工時的切削負(fù)荷較大，切削產(chǎn)生的熱變形、較大的夾壓力引起的工件變形以及切削振動等對精加工工序十分不利影響加工尺寸精度和表面粗糙度。因此在擬定工件一個連續(xù)的多工序工藝過程時，應(yīng)選擇粗、精加工工序分開的原則。粗、精加工分開原則有兩種含義。,41,(l)在同一臺多工位機床（如回轉(zhuǎn)工作臺式機床）上，粗、精加工工序分開在相隔工位數(shù)較多的兩個位置上進(jìn)行，使粗加工切削熱有足夠的冷卻時間，避免或減輕對精加工的影響。同時粗、精加工夾具要分別考慮注意避免或減輕粗加工夾壓變形對精加工的影響。 (2)粗、精加工分開在自動線或流水線相隔機床數(shù)（工序數(shù)）較多的兩臺機床上進(jìn)行，同樣可使工件粗加工后有足夠的冷卻時問又避免了粗加工時的振動和夾壓變形對精加工的影響，機床較為簡單可靠。,42,3工序集中原則 工序集中是近代機械加工的主要發(fā)展方向之一。組合機床正是基于這一原則發(fā)展起來的即運用多刀（相同或不同刀具）集中在一臺機床上完成一個或幾個工件的不同表面的復(fù)雜工藝過程，從而有效地提高生產(chǎn)率。因此，擬定工藝方案時，在保證加工質(zhì)量和操作維修方便的前提下，應(yīng)適當(dāng)提高工序集中程度，以便減少機床臺數(shù)、占地面積和節(jié)省人力，取得理想的效益。但是，工序過于集中會使機床結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，增加機床設(shè)計和制造難度，機床使用調(diào)整不便，甚至影響機床使用性能。,43,4. 定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇原則 組合機床一般為工序集中的多刀加工，不但切削負(fù)荷大，而且工件受力方向變化大。因此正確選擇定位基準(zhǔn)和夾壓部位是保證加工精度的重要條件。 （1）箱體類零件定位基準(zhǔn)的選擇 箱體類零件是機械加工中工序多、精度要求高的零件，如汽車、拖拉機、柴油機等行業(yè)的氣缸體、氣缸蓋、變速箱、減速器、離合器本體等。這類零件一般有較高精度的孔需要加工又常常要在幾次哥裝下進(jìn)行。因此，定位基準(zhǔn)選擇“一面雙孔”是最常用的方法。它的特點是：,44,1)可以簡便地消除工件的6個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠的定位。 2)有同時加工零件五個表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度。 3)“一面雙孔”可作為零件從粗加工到精加工全邵工序的定位基準(zhǔn)使零件整個工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的累積誤差有利于保證零件加工精度。同時，使機床各工序（工位）的許多部件（如夾具）實現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計、制造周期降低成本。,45,4)易于實現(xiàn)自動化定位、夾緊，并有利于防止切屑落于定位基面上。 為了保證加工精度及技術(shù)要求，作為定位基準(zhǔn)的平面和銷孔必須規(guī)定相應(yīng)的尺寸精度、表面粗糙度及位置精度等。 不可選擇零件上直徑太小的孔作為定位銷孔，固定位銷過細(xì)，易受力變形，甚至因裝卸工件碰撞而破壞定位。根據(jù)箱體零件的大小及重量，選取銷孔直徑。 有的箱體零件不具備“一面雙孔”定位基準(zhǔn)，可采用“三平面”定位。,46,應(yīng)當(dāng)注意，不論是“一面雙孔”還是“三平面”定位，其主要定位面最好采用箱體設(shè)計基準(zhǔn)，即箱體在機器中的主要安裝面。 還有一些箱體零件沒有良好的定位基準(zhǔn)，在不影響零件使用性能的前提下，可采取增設(shè)定位用工藝銷孔的辦法來獲得合理的定位基準(zhǔn)。 （2）非箱體類零件定位基準(zhǔn)的選擇 l)對曲軸、連桿、轉(zhuǎn)向器殼、半軸、撥又等零件，應(yīng)采用以V形鐵為主要定位元件的定位方法。為提高定位精度，應(yīng)對V形鐵定位圓提出精度要求：V形鐵角度一般取90-120。,47,2)對“法蘭”類零件，常采用一個孔（或外圈）及一個平面的定位方法。當(dāng)需要限制零件的6個自由度時，可再用一個孔（或一個筋或凸臺）來限制零件圓周方向的轉(zhuǎn)動。 （3）選擇定位基準(zhǔn)的原則 l)基準(zhǔn)重合原則。應(yīng)盡量選擇零件的設(shè)計基準(zhǔn)作為組合機床加工的定位基準(zhǔn)，這樣可以減少基準(zhǔn)不符產(chǎn)生的定位誤差，保證加工精度。 2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，即在各臺機床上采取共同的定位基準(zhǔn)來加工零件不同表面上的孔或?qū)ν槐砻嫔系目淄瓿刹煌墓ば?。這對工序較多的箱體類零件尤為重要。,48,3)選擇定位基準(zhǔn)應(yīng)確保工件穩(wěn)定定位。盡量采用已加工的較大平面為定位基準(zhǔn)尤為必要。 4)當(dāng)被加工零件不具備理想的定位基準(zhǔn)（如定位面小而切削力大）時，或者工件剛性不足，為防止加工時工件變形、振動而影響加工精度，可在機床上設(shè)置輔助支承，以增加定位穩(wěn)定性和承受較大的切削力。 （4）夾壓點位置確定 在選擇定位基面的同時，要相應(yīng)決定夾壓位置，此時應(yīng)注意兩個問題。,49,l)確保零件夾壓后定位穩(wěn)定。為使工件在加工過程中不產(chǎn)生振動和位移，夾壓力要足夠夾壓點布置應(yīng)使夾壓舍力落在定位平面內(nèi)，力求接近定位平面的中心。 2)盡量減少和避免工件夾壓后的變形，消除其對加工精度的不利影響。為此，應(yīng)避免把夾壓點放在工件加工孔的上方和容易引起變形之處。例如，加工剛性差的零件應(yīng)適當(dāng)增加輔助支承或采用多點夾壓方法，以使夾壓力分布均勻，減少夾壓變形，提高加工精度。,50,（二）確定組合機床工藝方案應(yīng)注意的問題 1按一般原則擬訂工藝方案時的一些限制 (1)孔間中心距的限制 根據(jù)切削扭矩計算要求，主軸軸徑和軸承外徑有一最小許用尺寸；對于螺紋孔加工還要考慮相應(yīng)攻螺紋靠模的徑向尺寸限制；對于鏜孔加工，要考慮浮動卡頭和導(dǎo)向尺寸或剛性主軸結(jié)構(gòu)尺寸限制。所以，近距離孔能否在同一主軸箱上的同一工位進(jìn)行加工，要受各類主軸允許的最小中心距限制。,51,當(dāng)孔間距小于相應(yīng)主軸軸問距許用值時，如果孔系相互位置精度要求不嚴(yán)格，則可將近距孔分散在幾個工位或幾臺機床上分別加工。 (2)工件結(jié)構(gòu)工藝性的限制 有些工件結(jié)構(gòu)工藝性不好，如箱體多層壁上的同軸線的孔徑中間大、兩頭小時，則進(jìn)刀困難。當(dāng)孔徑大于1Omm，可采用讓刀的辦法加工；如主軸處于定位刀具定向狀態(tài)，抬起工件或刀桿徑向移動，以便軸向進(jìn)退刀，否則不適宜在組合機床上加工。又如多層壁同軸孔，為便于布置中間導(dǎo)向裝置，孔中心離箱體側(cè)壁間距離也應(yīng)足夠。,52,（三）組合機床常用工藝能達(dá)到的精度及表面粗糙度 由于被加工零件的精度要求、加工部位尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)特點，材料、生產(chǎn)率要求不同，設(shè)計組合機床須采用不同的工藝方法和工藝過程。,53,（四）影響工藝方案的主要因素 1加工的工序內(nèi)容和加工精度 這是制定組合機床工藝方案的主要依據(jù)。顯然，面加工和孔加工、不同尺寸的平面和孔徑加工以及不同的加工精度要求，直接影響著工藝方萊的選擇和工步數(shù)及工藝路線的確定。 2被加工零件的特點 工件的材料及硬度、加工部位的結(jié)構(gòu)形狀、工件剛性、定位基面的特點等，對組合機床工藝方案的制訂都有著重要影響。,54,3零件的生產(chǎn)批量 零件的生產(chǎn)批量大時，工序安排一般趨向分散，而且粗加工、半精及精加工也宜分開。這樣機床數(shù)雖增多，但對提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量穩(wěn)定有利。在小批量生產(chǎn)時，工序安排應(yīng)盡量集中，減少機床臺數(shù)，提高機床利用率。 4使用廠后方車間的制造能力 如工具制造能力。若使用廠沒有制造、刃磨復(fù)雜刀具或特殊刀具的能力，制訂工藝方案時就應(yīng)盡可能采用簡單或標(biāo)準(zhǔn)刀具。,55,根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點、工藝要求、生產(chǎn)率要求及工藝方案等，可大體確定采用哪種基本配置的機床。滿足同樣要求，可有多種配置方案。配置方案的不同，對機床的復(fù)雜程度、通用化程度、結(jié)構(gòu)工藝性、加工精度、機床重新調(diào)整的可能性以及經(jīng)濟(jì)性等都有不同的影響。因此，確定機床配置型式和結(jié)構(gòu)方案對加工精度有影響。,二、確定組合機床配置型式及結(jié)構(gòu)方案應(yīng)考慮的問題,56,（一）不同配置型式和結(jié)構(gòu)方案對加工精度的影響 在確定機床配置型式和結(jié)構(gòu)方案時，首先要考慮如何穩(wěn)定地保證零件的加工精度。影響加工精度的主要因素有夾具誤差和加工誤差兩個方面。 夾具誤差：一般精加工的夾具公差為零件公差的1/3-1/5；粗加工時，夾具精度不能太低。夾具型式也有影響。 加工誤差：固定式夾具單工位組合機床可達(dá)到的加工精度最高；移動（或回轉(zhuǎn)）式夾具多工位組合機床，因存在移（轉(zhuǎn)）位定位誤差，其加工精度一般比固定式夾具低。不同夾具型式的組合機床所能達(dá)到的精度見附表,57,58,（二）其他需要注意的問題 1要注意排屑通暢 如采用前后導(dǎo)向進(jìn)行加工的機床最好臥式布置，以免切屑擠入前后導(dǎo)向。對多工位機床應(yīng)特別注意前道工序存留在孔中的切屑。條件允許也可將孔鉆深一些，以防孔內(nèi)積屑折損刀具或破壞加工精度。 2注意相關(guān)聯(lián)的機床夾具結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性 確定成套或流水線上的機床型式時，應(yīng)盡量使機床和夾具型式一致，以利于保證加工精度提高通用化程度，便于設(shè)計、制造和維修。,59,3應(yīng)注意機床使用條件 應(yīng)考慮車間的布置情況，毛坯或在制品的堆放和流向，裝卸方位和操作方便性以及使用單位的后方車間的技術(shù)水平和維修能力等。 三、組合機床方案分析比較的主要指標(biāo) （一）機床加工精度和生產(chǎn)率 主要分析比較機床保證加工精度的持久性和機床負(fù)荷率。加工精度應(yīng)有儲備量。機床負(fù)荷率一般為70% -90%復(fù)雜機床、多品種加工機床負(fù)荷率不能偏高（控制在60%左右）。,60,（二）機床使用方便性和自動化程度 分析比較時一定要與生產(chǎn)率相適應(yīng)，不應(yīng)過分要求機床的自動化程度。生產(chǎn)率高、節(jié)拍短，則要求自動化程度高、刀具耐磨且更換調(diào)整方便，這樣使用起來才方便。 （三）經(jīng)濟(jì)性與可靠性 在滿足加工要求的前提下，機床應(yīng)避免復(fù)雜刀具，力求簡單和較高的通用化程度，以降低成本，提高可靠性。 (l)根據(jù)加工精度的需要選擇相當(dāng)精度等級的通用部件。 (2)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)率要求合理哥排工藝流程，均衡負(fù)荷，使機床數(shù)量少，機床利用率最高，以取得好的經(jīng)濟(jì)效果。,61,繪制組合機床“三圖一卡”就是針對具體零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方萊的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機床總體方案圖樣文件設(shè)計。其內(nèi)容包括繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖和編制生產(chǎn)率計算卡等。 繪圖時要考慮圖的作用和內(nèi)容，以及繪制相關(guān)圖時的規(guī)定和注意事項。,四、“三圖一卡”的編制,62,（一）被加工零件工序圖 1. 被加工零件工序圖的作用與內(nèi)容 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示所設(shè)計的組合機床或自動線上完成的工藝內(nèi)容、加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本機床加工前的加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。它是組合機床或主動線設(shè)計的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗機床精度的重要技術(shù)文件。,63,被加工零件工序圖不能用用戶提供的產(chǎn)品圖紙代替，而必須是在原零件圖的基礎(chǔ)上，突出本機床或自動線的加工內(nèi)容，加上必要的說明而繪制的。 (l)被加工零件的形狀和輪廓尺寸與本機床設(shè)計有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向時，則應(yīng)表示出零件內(nèi)部的筋、壁布置有關(guān)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。 (2)本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾壓方向。以便據(jù)此進(jìn)行夾具的支承、定位、夾緊和導(dǎo)向等機構(gòu)設(shè)計。,64,(3)本工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對上道工序的技術(shù)要求(主要指定位基準(zhǔn)) (4)注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。 （二）繪制被加工零件工序圖的規(guī)定及注意事項 1. 繪制被加工零件工序圖的規(guī)定 (l)應(yīng)按一定的比例，繪制足夠的視圖以及剖面。本工序加工部位用粗實線表示,保證的加工部位尺寸及位置尺寸數(shù)值下方畫粗實線標(biāo)記,其余部位用細(xì)實線表示；要注意定位基準(zhǔn)、夾壓位置符號、輔助支承符號的表示方法。,65,(2)加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起，為便于加工及檢查，尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)標(biāo)注，而不采用極坐標(biāo)系。 2繪制被加工零件工序圖的注意事項 (l)本工序加工部位的位置應(yīng)與定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系。當(dāng)本工序定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不符時，必須對加工部位位置精度進(jìn)行分析和換算，并把不對稱公差換算為對稱公差。 (2)對工件毛坯應(yīng)有要求，對孔的加工余量要認(rèn)真分析。在鏜階梯孔時其大孔單邊余量應(yīng)小于相鄰兩孔半徑之差，以便鏜刀能通過。,66,(3)本工序有特殊要求時必須注明。如精鏜時，當(dāng)不允許有退刀痕跡或只允許有某種形狀的刀痕時越須注明；又如壁薄或孔底部壁薄，加工螺孔時螺紋底孔深度及能否鉆通等。 二、加工示意圖 （一）加工示意圖的作用和內(nèi)容 加工示意圖是在工藝方案和機床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的，是表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機床工藝方案圖。它能表達(dá)被加工零件在機床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機床各部件間的相對位置關(guān)系，機床的工作循環(huán)等。,67,因此，加工示意圖是組合機床設(shè)計的主要圖紙之一。它是刀具、輔具、夾具、主軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計及通用邵件選擇的主要原始資料，也是整臺組合機床布局和性能的原始要求同時還是調(diào)整機床刀具及試車所必須的重要技術(shù)文件。其內(nèi)容為： (l)應(yīng)反映機床的加工方法、加工條件及加工過程。 (2)根據(jù)加工部位特點及加工要求，決定刀具類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸（直徑和長度），包括鏜削加工時決定鏜桿直徑和長度。,68,(3)決定主軸的結(jié)構(gòu)類型、規(guī)格尺寸及外伸長度。 (4)選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計專用的接桿、浮動卡頭、導(dǎo)向裝置、攻絲靠模裝置、刀桿托架等，并決定它們的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸。 (5)標(biāo)明主軸、接桿（卡頭）、夾具（導(dǎo)向）與工件之問的聯(lián)系尺寸、配合及精度。 (6)根據(jù)機床要求的生產(chǎn)率及刀具、材料的特點等，合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量。 (7)決定機床動力部件的工作行程及工作循環(huán)。,69,（二）加工示意圖的畫法及注意事項 (l)加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細(xì)實線繪出工件加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開圖（加工表面用粗實線畫）。為簡化設(shè)計，相同加工部位的加工示意圖（指對同一規(guī)格的孔加工，所及刀具、導(dǎo)向、主軸、接桿等的規(guī)格尺寸、精度完全相同）允許只表示其中之一，亦即同一主軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸只畫一根。但必須在主軸上標(biāo)注軸號（與工件孔號相對應(yīng)）。當(dāng)軸數(shù)較多時，可采用縮小比例，用細(xì)實線畫出工件加工部位簡圖（向視圖）并標(biāo)注孔，以便設(shè)計和調(diào)整機床。,70,(2)-般情況下，在加工示意圖上主軸分布可不按真實距離繪制。當(dāng)被加工孔間距很小或需要徑向結(jié)構(gòu)尺寸較大的裝置時，相鄰主軸必須嚴(yán)格按比例繪制，以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向等是否干涉。 (3)主軸應(yīng)從主軸箱端面畫起。刀具畫加工終了位置(攻絲加工則應(yīng)畫開始位置)。標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)(如接桿、浮動卡頭、攻絲靠模及攻絲卡頭、通用主軸箱的標(biāo)準(zhǔn)鉆鏜主軸外伸部分等)只畫外輪廓，并須加注規(guī)格代號。對一些專用結(jié)構(gòu)(如導(dǎo)向、刀桿托架、專用接桿或浮動卡頭等)，為顯示其結(jié)構(gòu)而必須剖視，并標(biāo)注尺寸、精度及配合。,71,（三）選擇導(dǎo)向及有關(guān)計算 1導(dǎo)向結(jié)構(gòu)選擇 組合機床加工孔時,除采用剛性主軸加工方案外，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證。因此，正確選擇導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和確定導(dǎo)向類型、參數(shù)、精度等是設(shè)計組合機床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時必須解決的問題。 1)選擇導(dǎo)向類型、型式和結(jié)構(gòu) 導(dǎo)向通常分為兩類：一類是刀具導(dǎo)向部分與夾具導(dǎo)套之間既有相對移動又有相對轉(zhuǎn)動的第一類導(dǎo)向。,72,另一類是刀具導(dǎo)向部分與夾具之間只有相對移動而無相對轉(zhuǎn)動的第二類導(dǎo)向，或稱旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向。若相對轉(zhuǎn)動部分以各種形式設(shè)置在刀桿上，則稱內(nèi)滾式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向；若相對轉(zhuǎn)動部分設(shè)置在夾具上，別稱外滾式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向。 通常，依據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑和刀具轉(zhuǎn)速折算出導(dǎo)向的線速度，再結(jié)合加工部位尺寸精度、工藝方法及刀具的具體工作條件來選擇導(dǎo)向類型、型式和結(jié)構(gòu)。 第一類導(dǎo)向很少用于大直徑孔加工。第二類導(dǎo)向一般用于孔徑25mm以上的孔加工尤以大直徑鏜孔應(yīng)用較多。,73,2)確定導(dǎo)向數(shù)量，選擇導(dǎo)向參數(shù) 導(dǎo)向數(shù)量應(yīng)根據(jù)工件形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、刀具剛性、加工精度及具體加工情況決定。 通常，鉆、擴(kuò)、鉸單壁小孔或用懸伸量不大的鏜桿鏜、擴(kuò)、鉸深度不大的大孔時，選取單個導(dǎo)向加工。當(dāng)在工件鑄孔上擴(kuò)孔時，為加強刀具導(dǎo)向剛性，通常采取雙導(dǎo)向加工。當(dāng)鏜削大孔或工件多層壁一系列同軸孔時，應(yīng)根據(jù)工件具體結(jié)構(gòu)形狀來布置雙導(dǎo)向或多導(dǎo)向加工。 導(dǎo)向的主要參數(shù)包括：導(dǎo)套的直徑及公差配合，導(dǎo)套長度、導(dǎo)套離工件端面的距離等。,74,2確定主軸類型、尺寸、外伸長度 主軸類型主要依據(jù)工藝方案和刀桿與主軸的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。主軸軸徑尺寸主要取決于進(jìn)給抗力和主軸刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如與刀桿有浮動連接或剛性連接，主軸則有短懸伸鏜孔主軸和長懸伸鉆孔主軸。 主軸軸徑尺寸規(guī)格根據(jù)選定的切削用量計算出切削扭矩丁，查表初定主軸直徑，并考慮便于生產(chǎn)管理，適當(dāng)簡化規(guī)格。,75,3. 選擇接桿、浮動卡頭 除剛性主軸外，組合機床主軸與刀具間常用接桿（稱剛性連接）和浮動卡頭連接（稱浮動連接）。 在鉆、擴(kuò)、锪孔及倒大角等加工時，通常都采用接桿。因主軸箱各主軸的外伸長度和刀具長度都為定值，為保證主軸箱上各刀具能同時到達(dá)加工終了位置應(yīng)采用軸向可調(diào)整的接桿來協(xié)調(diào)各軸的軸向長度，以滿足同時加工完各孔的要求。為使工件端面至主軸箱端面為最小距離，首先應(yīng)按加工邵位在外壁、加工孔最深、孔徑又最大的主軸選定接桿（通常先按最小長度選?。?，由此選用其他接桿。,76,為提高加工精度，減少主軸位置誤差和主軸振擺對加工精度的影響，在采用長導(dǎo)向或雙導(dǎo)向和多導(dǎo)向進(jìn)行鏜、擴(kuò)、鉸孔時，一般孔的位置精度靠夾具保證。為避免固主軸與夾具導(dǎo)套不同軸而引起的刀桿“別勁”現(xiàn)象影響加工精度，均可采用浮動卡頭連接。 加工螺紋時，常采用攻螺紋靠模裝置和攻螺紋卡頭及相配套的攻螺紋接桿，絲錐用相應(yīng)的彈簧夾頭裝在攻螺紋接桿上。,77,4標(biāo)注聯(lián)系尺寸 首先從同一主軸箱上所有刀具中找出影響聯(lián)系尺寸的關(guān)鍵刀具，使其接桿最短，以獲得加工終了時主軸箱前端面到工件端面之間所需的最小距離，并據(jù)此確定全鄙刀具、接桿（或卡頭）、導(dǎo)向托架及工件之間的聯(lián)系尺寸。主軸端部必須標(biāo)注外徑D1和孔徑(D1d)、外伸長度L；刀具結(jié)構(gòu)尺寸必須標(biāo)注直徑和長度；導(dǎo)向結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)標(biāo)注直徑、長度、配合；工件至夾具之間的尺寸必須標(biāo)注工件離導(dǎo)套端面的距離；還必須標(biāo)注托架與夾具之間的尺寸、工件本身以及加工部位的尺寸和精度等。,78,主軸箱端面至工件之問的距離是加工示意圖上最重要的聯(lián)系尺寸。為使所設(shè)計的機床結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)盡量縮小這一距離。這一距離取決于兩個方面：一是主軸箱上的刀具、接桿；二是機床總布局所要求的聯(lián)系尺寸。這兩個方面是相互制約的。 5.標(biāo)注切削用量 各主軸的切削用量應(yīng)標(biāo)注在相應(yīng)主軸后端。其內(nèi)容包括：主軸轉(zhuǎn)速、相應(yīng)刀具的切削速度、每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和每分進(jìn)給量。同一主軸箱上各主軸的每分進(jìn)給量是相等的，等于動力滑臺的工進(jìn)速度。,79,6.動力部件工作循環(huán)及行程的確定 動力部件的工作循環(huán)是指加工時，動力部件從原始位置開始運動到加工終了位置，又返回剄原始位置的動作過程。一般包括快速引進(jìn)、工作進(jìn)給和快速退回等動作。有時還有中間停止、多次往復(fù)進(jìn)給、跳躍進(jìn)給、死擋鐵停留等特殊要求。 1)工作進(jìn)給長度L的確定 組合機床上有第一工作進(jìn)給和第二工作進(jìn)給之分。前者用于鉆、擴(kuò)、鉸和鏜孔等工序；后者常用于鉆孔之后需要锪平面、倒大角等工序。工作進(jìn)給行程長度應(yīng)等于加工部位長度與刀具切八長度和切出長度之和。,80,2)快速引進(jìn)行程長度的確定 快速引進(jìn)行程是指動力部件把主軸箱連同刀具從原始位置送進(jìn)到工作進(jìn)給開始位置，其長度按加工具體情況確定。在加工雙層或多層壁孔徑相同的同軸孔系時，可采用跳躍進(jìn)給循環(huán)進(jìn)行加工，即在加工完一層壁后，動力邵件再快速引進(jìn)到位，再加工第二層壁孔，以縮短循環(huán)時間。 3)快速退回行程長度的確定 快速退回行程長度等于快速引進(jìn)行程長度和工作進(jìn)給行程長度之和。,81,一般在固定式夾具鉆孔或擴(kuò)孔的機床上，動力部件快速退回的行程，只要把所有刀具都退至導(dǎo)套內(nèi)不影響工作的裝卸就可以了。但對于夾具需要回轉(zhuǎn)或移動的機床，動力部件快速退回行程必須將刀具、托架、活動鉆模板及定位銷都退離運動到可能碰到的范圍之外。 4)動力部件總行程的確定 動力部件的總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程(快速引進(jìn)+工作進(jìn)給一快速退回)外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具方便，即考慮前、后備量。前備量是指因刀具磨損或補償制造、哥裝誤差動力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離。,82,后備量是指考慮刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出時，動力部件需后退的距離。理想情況是刀具退離夾具導(dǎo)套外端面的距離應(yīng)大于接桿插入主軸孔內(nèi)或刀具插入接桿孔內(nèi)的長度。 因此，動為部件的總行程為快退行程與前、后備量之和，依此作為選擇動力滑臺或設(shè)計專用動力部件的依據(jù)。 7. 其他應(yīng)注意的問題 (l)加工示意圖應(yīng)與機床實際加工狀態(tài)一致。 (2)圖中尺寸應(yīng)標(biāo)注完整，尤其是從主軸箱端面至刀尖的軸向尺寸鏈應(yīng)齊全，以便于檢查行程和調(diào)整機床。,83,(3)加工示意圖應(yīng)有必要的文字說明，如被加工零件的名稱、圖號、材料、硬度、加工余量、毛坯要求、是否加冷卻液及其他特殊的工藝要求等。 (4)對多面、多工位機床,還應(yīng)按各工位加工內(nèi)容,采用縮小比例畫出加工部件示意圖并標(biāo)注孔號；對于回轉(zhuǎn)工作臺和鼓輪式機床,應(yīng)畫出加工時工件在其上面的位置示意圖,以便清楚地表示出工件與主軸箱上主軸的排列位置。 (5)加工示意圖上應(yīng)有表示加工過程的工作循環(huán)圖及各行程長度。確定鉆攻絲復(fù)合工序動力邵件工作循環(huán)時,要注意攻絲循環(huán)（包括攻進(jìn)和絲錐退出）提前完成后,動力部件才能開始退回。,84,三、機床聯(lián)系尺寸圖 （一）機床聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容 組合機床聯(lián)系尺寸圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。是用來表示機床的配置型式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互聯(lián)系、運動關(guān)系和操作方位的總體布局圖。用以檢驗各部件相對位置及尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求以及通用部件選擇是否合理。它為主軸箱、夾具等專用部件設(shè)計提供了重要依據(jù)。,85,它可以看成是機床總體外觀簡圖。由于其輪廓尺寸、占地面積、操作方式等可以檢驗是否適應(yīng)用尸現(xiàn)場使用環(huán)境，組合機床聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡化的機床總圖,其主要表示四部分內(nèi)容： (1)表明機床的配置和總布局。以適當(dāng)數(shù)量的視圖（一般至少兩個視圖主視圖應(yīng)選擇機床實際加工狀態(tài)),采用同一比例畫出各主要部件的外廓形狀和相關(guān)位置，表明機床基本型式（臥式、立式或復(fù)合式、單面或多面加工、單工位或多工位）及操作者位置等。,86,(2)完整齊全地反映各部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運動部件的運動極限位置及各滑臺工作循環(huán)總的工作行程和前后備量尺寸。 (3)標(biāo)注主要通用部件的規(guī)格代號和電動機的型號、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機床分組犏號及組件名稱，全部組件應(yīng)包括機床全邵通用及專用零部件，不得遺漏。 (4)標(biāo)明機床驗收標(biāo)準(zhǔn)及安裝規(guī)程。,87,（二）繪制機床聯(lián)系尺寸圖之前應(yīng)確定的主要內(nèi)容 1選擇動力部件 組合機床的動力部件是配置組合機床的基礎(chǔ)。它主要包括用以實現(xiàn)刀具主軸旋轉(zhuǎn)主運動的動力葙（或各種工藝切削頭）和實現(xiàn)進(jìn)給運動的動力滑臺。 動力箱規(guī)格要與動力滑臺匹配，其驅(qū)動功率主要依據(jù)主軸箱所需傳遞的切削功率來選用。 根據(jù)選定的切削用量，計算總的進(jìn)給力，然后確定最小進(jìn)給速度、工作行程，結(jié)合主軸箱輪廓尺寸，考慮工作穩(wěn)定性，選用動力滑臺及相配套的側(cè)底座的型號和規(guī)格。,88,須注意：當(dāng)某一規(guī)格的動力部件的功率或進(jìn)給力不能滿足要求，但又相差不大時，不要輕易選用大一個規(guī)格的動力部件而應(yīng)以不影響加工精度和效率為前提，適當(dāng)降低關(guān)鍵性刀具的切削用量或?qū)⒌毒咤e開順序加工，以降低功率和進(jìn)給力。為保證機床加工過程中進(jìn)給的穩(wěn)定性，選擇動力部件還應(yīng)考慮各刀具的舍力作用點應(yīng)在主軸箱與動力箱的結(jié)合面內(nèi)，并盡可能縮小合力作用線與滑臺（或絲杠）垂直中心面之間的距離，以減少顛覆力矩。,89,2確定機床裝料高度H 裝料高度一般是指機床上工件的簧裝基面至地面的垂直距離。在確定機床裝料高度時，首先要考慮工人操作的方便性，對于流水線要考慮車問運送工件的滾道高度，對于自動線要考慮中間底座的強度足夠，以便允許內(nèi)腔通過隨行夾具返回系統(tǒng)或冷卻排屑系統(tǒng)：其次要考慮機床內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸的限制和剛度要求，如工件最低孔位置、主軸箱允許的最低主軸高度和通用部件、中間底座及夾具底座基本尺寸的限制等。,90,考慮上述剛度、結(jié)構(gòu)功率和使用要求等因素，新頒布國家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為l060mm，與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO一致。實際設(shè)計時常在850-1060mm之間選取。對于自動線，裝料高度較高，一般取lOOOmm左右；對于回轉(zhuǎn)鼓輪式組合機床，裝料高度一般為1200 1400mm，但常增加操作者腳踏板。 3確定夾具輪廓尺寸 主要確定夾具底座的長、寬、高尺寸。工件的輪廓尺寸和開頭是確定夾具底座輪廓尺寸的基本依據(jù)。具體要考慮布置工件的定位、限位、夾緊機構(gòu)、刀具導(dǎo)向裝置以及夾具底座排屑和安裝等方面的空間和面積需要。,91,由此，根據(jù)選定的動力箱、滑臺、側(cè)底座等標(biāo)準(zhǔn)的位置關(guān)系，并考慮滑臺的前備量，通過尺寸鏈就可以計算確定中間底座加工方向的尺寸，算出的長度通常應(yīng)圓整。應(yīng)注意考慮到毛坯誤差和裝配偏移。中間底座支承夾具底座的空余邊緣尺寸當(dāng)機床不用冷卻液時不要小于l0-l5mm;使用冷卻液時不小于70-lOOmm。 確定中間底座的高度尺寸時，應(yīng)注意機床的剛性要求、冷卻排屑系統(tǒng)要求以及側(cè)底座連接尺寸要求。裝料高度和夾具底座高度（含支承塊）確定后，中間底座高度就已確定。,92,（三）機床聯(lián)系尺寸圖的畫法與步驟 1畫主視圖 主視圖的圖形布置應(yīng)與實際機床工作位置一致，并應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)谋壤?先用點劃線或細(xì)實線畫出被加工零件的長高輪廓。以工件兩端面及工件最低孔中心線分別為長度與高度方向的基準(zhǔn)，根據(jù)已確定的機床各組成邵件輪廓尺寸及主要相關(guān)尺寸按下列順序進(jìn)行（為簡化說明，以機床左面為例）。,93,以工件左端面為基準(zhǔn)，根據(jù)前面已經(jīng)確定的工件端面至主軸箱前端面的最小距離確定機床左面主軸箱前端面的軸向位置；再根據(jù)主軸箱最低主軸高度位置尺寸及主軸箱輪廓尺寸BHL.。畫出左主軸箱外廓。主軸箱以其后蓋與動力箱連接，根據(jù)已選擇的動力箱的簧裝連接尺寸畫出動力箱輪廓尺寸。動力箱以其底面與動力滑臺定位連接，在機床長度方向上，通常動力箱后端面應(yīng)與動力滑臺后端面平齊安裝。動力滑臺與滑座在機床長度方向的相對位置，由加工終了時滑臺前端面到滑座前端面的距離決定。,94,為便于機床的調(diào)整和維修，滑座與側(cè)底座之問需加5mm厚的調(diào)整墊。而滑座與側(cè)底座在機床長度方向上的相對位置由滑座前端面到側(cè)底座前端面的距離f決定。若所采用的側(cè)底座為標(biāo)準(zhǔn)型，則f可由組合機床通用部件聯(lián)系尺寸標(biāo)準(zhǔn)中查得；若不能采用標(biāo)準(zhǔn)型，則可根據(jù)具體情況確定。 通常，當(dāng)機床不采用冷卻液時，尺寸最小可取為10-15mm;當(dāng)機床采用冷卻液時，要考慮中間底座周邊應(yīng)有一定寬度的回收冷卻液及排屑溝槽，尺寸一般不應(yīng)小于70-lOOmm。對一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的組合機床，為調(diào)整、維修和對刀方便，尺寸還須根據(jù)具體情況加大。,95,對于較復(fù)雜的夾具，繪制組合機床聯(lián)系尺寸圖之前應(yīng)繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖，以便于確定夾具的主要技術(shù)參數(shù)、基本結(jié)構(gòu)方案及其外形控制尺寸。因此，總體設(shè)計也稱為“四圖一卡”設(shè)計。 4確定中間底座尺寸 中間底座的輪廓尺寸在長、寬方向應(yīng)滿足夾具的簧裝需要。它在加工方向的尺寸，實際已由加工示意圖所確定，圖中已規(guī)定了機床在加工終了時工件端面至主軸箱前端面的距離。,96,四、生產(chǎn)率計算卡 （一）生產(chǎn)率計算卡的作用 根據(jù)選定的機床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快速及工進(jìn)速度等，就可以計算機床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計算卡，用以反映機床的加工過程、完成每一動作所需的時間、切削用量、機床生產(chǎn)率及機床負(fù)荷率，同時反映所設(shè)計組合機床的自動化程度。通過生產(chǎn)率計算卡的編制可以分析所制定的機床方萊是否滿足生產(chǎn)要求及使用是否合理。,97,第三節(jié) 通用多軸箱設(shè)計,多軸箱是組合機床的重要專用部件。根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔數(shù)及配置、切削用量和主軸類型設(shè)計，由通用零件和少量專用零件組成。它將動力箱的動力傳遞給主軸，使之按要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)切削主運動。 多軸箱與動力頭一起安裝在動力滑臺上，可完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔等加工工序。,一、多軸箱的功用及分類,98,多軸箱分為專用多軸箱和通用多軸箱兩大類。專用多軸箱根據(jù)被加工工件的特點及其加工工藝要求進(jìn)行設(shè)計，基本上由專用零件組成，采用剛性主軸來保證被加工孔的位置精度要求。本節(jié)只介紹通用多軸箱的設(shè)計。,二、通用多軸箱的組成,通用多軸箱主要由箱體類零件、主軸、傳動軸、齒輪以及潤滑和防油元件等組成。如圖4-14所示為表示通用多軸箱基本結(jié)構(gòu)的向視圖和展開圖。,99,圖4-14 通用多軸箱基本結(jié)構(gòu) 15-主軸 6-傳動軸 7-手柄軸 8-傳動軸 9-油泵軸 10-防油套 11-齒輪 12-潤滑油泵 13-齒輪 14-側(cè)蓋 15-后蓋 16-分油器 17-箱體 18-上蓋 19-分油盤 20-前蓋 21-排油塞 22-注油杯,100,三、多軸箱的通用零件,1. 通用箱體類零件 2. 通用軸類零件 （1）通用主軸鉆削類主軸和攻螺紋類主軸。 （2）通用傳動軸 3. 通用齒輪動力箱齒輪、電動機齒輪和傳動齒輪。 4. 潤滑油泵 5. 其他通用零件隔套、鍵套、防油套、油杯、定位銷以及鎖緊螺母、防松墊圈等，都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化或通用化。,101,1. 通用箱體類零件 主軸箱的通用箱體類零件采用灰鑄鐵材料，箱體材料為HT200，前蓋、后蓋、側(cè)蓋等材料為HT15O。 主軸箱體及各蓋體都有規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)厚度，主軸箱基本尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)(GB3668. 1-83)規(guī)定。 2. 通用軸類零件 （1）通用主軸：鉆削類主軸和攻螺紋類主軸 1）鉆削類主軸采用兩端定位方式，按支承形式可分為圓錐滾子軸承主軸、深溝球軸承主軸和滾針軸承主軸三種。,102,圓錐滾子軸承主軸。前后支承均為圓錐滾子軸承。這種史承可承受較大的徑向和軸向力，且結(jié)構(gòu)簡單、裝配調(diào)整方便，廣泛用于擴(kuò)、鏜、鉸孔和攻螺紋等加工；當(dāng)主軸進(jìn)退兩個方向都有軸向切削力時常用此種結(jié)構(gòu)。 球軸承主軸。前支承為推力球軸承和向心球軸承，后支承為向心球軸承或圓錐滾子軸承。因推力球軸承設(shè)置在前端，能承受單方向的軸向力，適用于鉆孔主軸。 滾針軸承主軸。前后支承均為無內(nèi)環(huán)滾針軸承和推力球軸承。當(dāng)主軸間距較小時采用。,103,2）攻螺紋類主軸 按支承型式分為以下兩種： 前后支承均為圓錐滾子軸承主