1、 卧式组合机床设计 学院名称： 江苏大学京江学院 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导老师姓名： 2014 年 6 月前 言 摘要 关键词： 组合机床 多轴 箱 工艺流程 钻削 Abstract Key word： Combination of machine tools multi-axle box process, drilling 目录 第一章 绪论 1 1.1 机床在国民经济的地位及其发展简史 1 1.2 组合机床的国内、外现状 2 1.2.1 国内组合机床现状 3 1.2.2 国外组合机床现状 4 1.3 机床设计的目的、内容、要求 5 1.3.1 设计的目的 5 1.3.2 设
2、计内容 6 1.3.3 设计要求 6 1.4 机床的设计步骤 6 1.4.1 调查研究 6 1.4.2 拟定方案 6 1.4.3 工作图设计 7 第二章 零件分析 8 2.1 组合机床方案的制定 8 2.1.1 制定工艺方案 8 2.1.2 确定组合机床的配置形式和结构方案 9 2.2 确定切削用量及选择刀具 9 2.2.1 零件的生产批量 9 2.2.2 机床的使用条件 9 2.3 零件工艺方案 10 第三章 组合机床的总体设计 11 3.1 被加工零件的工序图 12 3.2 加工示意 13 3.2.1 加工示意图的画法及注意事项 13 3.2.2 选择刀具，工具，导向装置并标注其相关位置及
3、尺寸 14 3.2.3 确定动力部件的工作循环及工作行程 15 3.2.4 其它注意问题 16 3.3 机床联系尺寸总图 17 3.3.1 动力部件的选择 17 3.3.2 夹具轮廓尺寸的确定 18 3.3.3 机床的装料高度 18 3.3.4 中间底座的轮廓尺寸 18 3.3.5 多轴箱轮廓尺寸 18 3.3.6 绘制机床联系尺寸总图的注意事项 19 3.4生产率计算卡 20 第四章 组合机床多轴箱设计 22 4.1 通用多轴箱组合 22 4.2 多轴箱设计步骤和内容 22 4.2.1 多轴箱设计原始依据 22 4.2.2 主轴结构的选择及计算 22 4.2.3 主轴分布类型及传动系统设计
4、23 4.2.4 绘制多轴箱设计原始依据图 24 4.3 传动系统的设计计算 24 第五章 夹具设计 25 5.1 机床夹具的概述 25 5.1.1 机床夹具的组成 25 5.1.2 机床夹具的类 26 5.2 夹紧方案和夹紧元件的设计 26 5.3 夹具体的设计 26 结 论 28 致 谢 29 参考文献 30 1 第一章 绪论 1.3 机床设计的目的、内容、要求 1.3.1 设计的目的 机床设计毕业设计，其目的在于通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案的分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅资料等方面的综合训练
5、，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养基本的设计方法，并培养了自己具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。 1.3.2 设计内容 (1)运动设计 根据给定的被加工零件，确定机床的切削用量 ，通过分析比较拟定传动方案和传动系统图，确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际转速与标准的相对误差。 (2)动力设计 根据给定的工件，初算传动轴的直径、齿轮的模数；确定动力箱；计算多轴箱尺寸及设计传动路线。完成装配草图后，要验算传动轴的直径，齿轮模数否在允许范围内。还要验算主轴主件的静刚度。 (3)结构设计 进行主运动传动轴系、变速机构、主轴主件、箱体、润滑与密封等的布置和机构设计。即绘制装
6、配图和零件工作图。 (4)编写设计说明书 1.3.3 设计要求 评价机床性能的优劣，主要是根据技术 经 济指标来判定的。技术先进合理，亦即“质优价廉”才会受到用户的欢迎，在国内和国际市场上才有竞争力。机床设计的技术 经济指标可以从满足性能要求、经济效益和人机关系等方面进行分析。 2 1.4 机床的设计步骤 1.4.3 工作图设计 在选定工艺方案并确定机床配置形式、结构方案基础上，进行方案图纸的设计。这些图子包括：被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡，统称“三图一卡”设计。并初定出主轴箱轮廓尺寸，才能确定机床各部件间的相互关系。 第二章 组合机床的总体设计 2.1 组合机床
7、方案的制 定 2.1.1 制定工艺方案 零件加工工艺将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。所以，在制定工艺方案时，必须计算分析被加工零件图，并深入现场了解零件的形状、大小、材料、硬度、刚度，加工部位的结构特点加工精度，表面粗糙度，以及定位，夹紧方法，工艺过程，所采用的刀具及切削用量，生产率要求，现场所采用的环境和条件等等。并收集国内外有关技术资料，制定出合理的工艺方案。 根据被加工被零件（气缸体）的零件图，加工左端面 6个 M12 的螺纹底孔 的工艺过程。 (1) 加工孔的主要技术要求。 加工左端面 6 个 M12螺纹底 孔。 工件材料为 HT150， HB150 200。
8、要求生产纲领为（考虑废品及备品率）年产量 10 万件。 (2) 工艺分析 根据组合机床用的工艺方法及能达到的经济精度，可采用如下的加工方案，一次性加工孔，孔径为 10.5。 (3) 定位基准及夹紧点的选择 加工此气缸体的孔，以底面的两个定位孔（一面两销）限制六个自由度。 在保证加工精度的情况下，提高生产效率减轻工人劳动量，而工件也是大批3 量生产，由于夹具在本设计考虑气缸夹紧。 2.2 确定切削用量及选择刀具 2.2.1 确定工序间余量 为使加工过程顺利 进行并稳定的保证加工精度，必须合理地确定工序余量。生产中常用查表给出的组合机床对孔加工的工序余量，以消除转、定位误差的影响。 10.5mm的
9、孔在钻孔时，直径上工序间余量均为 0.2mm。 2.2.2 选择切削用量 确定了在组合机床上完成的工艺内容了，就可以着手选择切削用量了。因为所设计的组合机床为多轴同步加工在大多数情况下，所选切削用量，根据经验比一般通用机床单刀加工低 30%左右多轴主轴箱上所有刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台，工作时，要求所有刀具的每分钟进给量相同，且等于动力滑台的每分钟进给量（ min/mm ）应是适合有刀具的平均值。因此，同一主轴箱上的刀具主轴可设计成同转速和同的每转 进给量（ rmm/ ）与其适应。以满足直径的加需要，即： fii vfnfnfn 2211 式中： 1n 、 2n 、 in 各主轴
10、转速（ min/r ） 321 , fff 各主轴进给量（ rmm/ ） fv 动力滑台每分钟进给量（ min/mm ） 由于气缸体顶面孔的加工精度、工件材料、工作条件、技术要求都是相同的。按照经济地选择满足加工要求的原则，采用查 表 6-11（用高速钢钻头加工铸件的切削用量） 得： M12 螺纹底孔的 钻头直径 D=10.5mm ,铸铁 HB150 200，取HB=160 进给量 f=0.16 rmm/ 、切削速度 v=20 min/m 。 2.3 组合机床切削用量选择及计算 切削力 F，切削转矩 M，切削功率 P，刀具耐用度 T的计算公式 由组合机床设计表 6-20，可知计算公式如下： 6
11、.08.026 HBDfF 6.08.09.110 HBfDM 4 DMvP 9740 83.155.025.0 )9600(HBfv DT 式中： F 切削轴向力（ N ）； D 钻头直径（ mm ）； P 切削功率（ kw ）； T 刀具耐用度（ min ）； v 切削速度（ min/m ）； HB 零件的布氏硬度值，通常给出一个范围。 f 每转进给量（ rmm/ ）； M 切削转矩（ mmN ）； 由公式得 NF 13.1 3 2 41 6 016.05.1026 6.08.0 由公式得 mmNM .96.4 2 2 61 6 016.05.1010 6.08.09.1 由公式得 kwP
12、 2 6 3.05.109 7 4 0 2096.4 2 2 6 由公式得 m in1 1 7 8 5)16016.020 5.109600( 83.155.025.0 T kwP 5 7 8.12 6 3.06 电机功率 kwPP )9725.17532.1( 电（ 9.08.0 ） 初定主轴转速 mmrvn /6 0 614.35.10 201 0 0 0181 0 0 0 滑台每分钟进给量的计算 由组合机床设计 fvfn 式中： n 主轴转速（ min/r ） f 主轴进给量（ rmm/ ） fv 滑台每分钟进给量（ min/mm ） m in/96.9616.0606 mmfnv f 主轴直径的确定 由组合机床设计表 3-4轴能承受的扭矩计算：
