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个人收集整理仅供参考学习目录1 概述 11.1组合机床地特 点 1 b5E 2RGbCAP1.2组合 机床 地分类 和 组成 1p1EanqFDP w1.3组合机床地发 展史 2DXDiTa9E3d1.4组合机床地 CAD发 展概况 2RTCrpUDGiT2 组 合机床总 体设计 4 5PCzVD7HxA2.1制定 组合 机床工 艺 方案 4jLB HrnAILg2.2选择 刀具 及切削 用 量 4 xHAQX74J0X2.3切削力、切削 功率 地确 定 5LDAYtRyKfE2.4组合机床地总 体分 析 三 图一卡 6Zzz6ZB2Ltk2.4.1被 加工 零件工序 图 6 dvzfvk wMI 12.4.2加 工示 意图 7 rqyn14ZNXI2.4.3组 合机 床联系尺 寸图 11Em xvxOtOco2.4.4生 产率 计算卡 14 SixE2yXPq53 组合 机床 多轴 箱设 计 16 6ewMyirQFL3.1主轴 箱设 计地原 始 依据 16 kavU42VRUs3.2主轴结构型式 地选 择 17y6v3ALoS893.3多轴箱传动设 计 18 M2ub6vSTnP3.3.1对 多轴 箱传动系 统地 一般 要求 180YujCfm UCw3.3.2传 动系 统拟定 18 eUts8ZQVRd3.3.3多 轴箱 坐标计算 、绘 制坐 标检查图 22 sQsAEJkW 5T3.4绘制 多轴 箱总图 24 GMsIasNXkA结 论 25TIrRGchYzg参 考文 献 267EqZcW LZNX0/28个人收集整理仅供参考学习1 概述1.1组合机床地特点组合机床是由大量地通用部件和少量专用部件组成地工序集中地高效率专用机床.它能够对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工. 在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等工序，生产效率比通用机床高几倍至几十倍，且加工精度十 分稳 定 . lzq7IGf 02E组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状地零件.加工时，工件一般不旋转，由刀具地旋转运动和刀具与工件地相对进给运动，来实现. 有地组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件 ( 如飞轮、 汽车 后桥 半轴等 ) 地 外圆和端 面加 工 . zvpgeqJ1hk组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点：1）组合机床上地通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量地7080% ，因 此设计和 制造 地周 期短，投 资少 ，高效率，经 济效 果好 . NrpoJac3v12）由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低.3）组合机床地通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验地，又有厂成批制造 ，因 此结 构稳定、 工作 可靠 ，使用和 维修 方便 . 1nowfTG4KI4）在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量 靠工 艺装备保证， 对操 作工 人水平要 求不 高 . fjnFLDa5Zo5）当被加工产品更新时，采用其他类型地专用机床时，其大部分件要报废.用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造 . tfnNhnE 6e56）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模地生产需要. 组合机床常用地通用部件有：机身、底座、立柱、动力箱、动力滑台，各种工艺切削头等. 对于一些按循序加工地多工位组合机床，还具有移动工作台或回转工作台.动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动地动力部件. 其中还有能同时完成切削主运动和进给运动地动力头. 机身、立柱、中间底座等是组合机床地支承部件，起着机床地基础骨架作用 . 组合机床地刚度和部件 之间 地精 度保持性 ，主 要是 由这些部 件保 证 . Hbm VN777sL1.2 组合机床地分类和组成组合机床地通用部件分大型和小型两大类.大型通用部件是指电机功率为 1.5-30 千瓦地动力部件及其配套部件.这类动力部件多为箱体移动地结构形式.小型通用部件是指电机功率为 1.1-2.2 千瓦地动力部件及其配套部件.这类动力部件多为套筒移动地结构形式.用大型通用部件组成地机床称为大型组合机床.用小型通用部件组成地机床称为小型组合机床.按设计地要求本次设计地机床为大型通用机床. 组合机床除分为大型和小型外，按配置形式又分为单工为和多工位机床两大类. 单工位机床又有单面、双面、三面和四面几种，多工位机床则1/28m ZkklkzaaP个人收集整理仅供参考学习有移动工作台式、回转工作台式、中央立柱式和回转鼓轮式等配置形式. 本次设计地机 床为 单工 位双面钻 床 . V7l 4jRB8Hs组合机床部件分类通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类.动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动地部件. 主要有动力箱、切削头和动力滑台.支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构地切削头或夹具等地部件，有侧底 座、 中间 底座、支 架、 可调 支架、立 柱和 立柱 底座等 . 83lcPA59W 9输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位地部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等.控制部件是用以控制机床地自动工作循环地部件，有液压站、电气柜和操纵台等 . 辅 助部 件有 润滑装置 、冷 却装 置和排屑装置 等 . AVktR43bpw1.3组合机床地发展史组合机床是随着汽车工业地兴起而发展起来地.在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床.最早地组合机床是1911 年在美国制成地，用于加工汽车零件.初期，各机床制造厂都有各自地通用部件标准.为了提高不同制造厂地通用部件地互换性，便于用户使用和维修，1953 年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化地原则，即严格规定各部件间地联系尺寸，但对部件结构未作规 定 . ORjBnOwcEd二十世纪 70 年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术地发展，组合机床地加工精度也有所提高.铣削平面地平面度可达 0.05 毫米1000 毫米，表面粗糙度可低达 2.50.63 微米；镗孔精度可达 IT7 6 级， 孔 距精 度可达 0.03 0.02 微米 .2MiJTy0dTT组合机床未来地发展将更多地采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺 可调 性； 以及纳入 柔性 制造 系统等 . gIiSpiue7A1.4组合机床地CAD 发展 概况计算机辅助设计简称 CAD ，即利用电子计算机及其外部设备进行工程设计计算 .国外组合机床 CAD 技术研究开始比较早.70 年代初，一些工业发达国家首先多轴箱 CAD 方面开始研究.尤其是进入 90 年代以来，计算机技术发展，交互式绘图和数据库管理系统等发展和应用，使组合机床 CAD 技术日益实用且使用范围不断扩大，发达国家组合机床设计中已普遍采用了 CAD 技术.目前，正向 CAD/CAM 集 成系 统发 展 . uEh0U1Yfm h近 年来 ，美国 几个主要机床 厂家 (BURGMAST、KINGSBURYLAMB 、 CINCINNATI、 MILACRON、 CROSS 等 公司 )， 其 CAD应用.其中最引人注目是 INGERSOLL公司具有 50 个交互式 CAD、INGERSOLL技术已到普遍工作站组成软、硬件环 境， 使其 实现了几 乎百 分之 百 CAD 化 .IAg9qLsgB X 2/28W wghW vVhPE个人收集整理仅供参考学习国内对组合机床设计采用 CAD 认识也比较早.70 年代初，大连组合机床研究所就开始了这方面研究工作.1978 年国家把组合机床 CAD 列为机械工业重点项目，并责成上海交通大学、大连组合机床研究所、机械部自动化研究所负责，大连理工大学、清华大学、北京工业大学、上海机电产品研究院等单位参加，对钻孔组合机床 CAD 进行了研究，从此揭开了我国组合机床 CAD 技术序幕 .3/28个人收集整理仅供参考学习2 组合机床总体设计2.1 制定组 合机床 工艺方案1被加工零件特点被加工零件是一气缸体. 该零件外形复杂，尺寸较大. 本工序所要加工孔地数量较多，而且是不同位置处地不同形状地孔. 同时，各孔又有一定地位置度要求 . 但 各孔 没有 尺 寸精度要求 ，孔 内 表面粗 糙度 要 求为 Ra6.3 、 Rz50 . 因 此， 直接钻孔 即可 满足 次精度要 求 . asfpsfpi 4k该零件材料为铜铬钼合金铸铁 25-47 ，其硬度为 212285HBS ，其质量为 15kg ， 其生 产类型为 中型 零件 大量生产 （生 产纲 领： 70000 件 / 年 ） . ooeyYZTjj12确定工件地定位基准加工时，工件以底面（限制三个自由度）、H 面（限制二个自由度）和 L 面（限 制一 个自由度 ）定 位； 并以顶面上地 四点 夹压（见 工序 图） . BkeGuInk xI 3本工序内容从 工序 图中可以看出 ：在 顶面上钻 6 个 8.7mm 孔 (图 上编 号为 12-17) ， 在底面上 钻 2 个 6.7mm 孔 (图 上编 号为 1-2) 、钻 2 个 8.2mm 通孔 (图 上编号为 3-4) 、钻 3 个 5mm 孔 ( 图上 编号为 5-7) 和 钻 4 个 5mm 通孔 ( 图上 编号 为 8-11) . 各孔 没有尺寸 精度 要求 ，但相对 2 个 基准面有 一定 地位 置度要求 . PgdO0sRl Mo根据以上工艺特点，若选用普通机床加工，难以保证各孔地位置度，同时效率也不高.因此，选用单工位地双面卧式组合钻床进行加工. 这样不仅提高了加工效率，而且多个孔一次走刀即加工成形，能够较好地保证其位置精度. 此外，在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺 装备 保证 ，对操作 工人 水平 要求也不 高 . 3cdXwckm 152.2 选择刀 具及切削用量本工序加工所需刀具为钻头.选择刀具首先是选择刀具材料，对于钻头来说，常见材料有高速钢和硬质合金两种.高速钢钻头主要用于切削硬度在 250-280HBS 地部分结构钢和铸铁；硬质合金钻头则主要用于加工硬度较高地钢件. 被加工零件地材料为铸铁，硬度为 212-285HBS. 所以，选用高速钢钻头. 查机械加工工艺手册( GB/T6135.3-1996) 选择刀具类型为锥柄麻花钻，同时查组合机床设计简明手册表 6-11 选择切削用量并计算主轴转速进给速度，汇总于 表 2-1 . h8c52W OngMn11000100012.3 r / min450r / mind8.7n21000100010.1 r / min480r / mind6.7n31000100011.6 r / min450r / mind8.24/28个人收集整理仅供参考学习n410001000 9.42 r / min600r / mind5vn1 f1n2 f 2 n3 f 3 n4 f 4480 0.100mm / min 48mm/ min表 2-1刀具类型切削速度进 给量主轴转速进给速度刀具标准f(mm/r )n(r/min )vf (mm/min )v(m/min )6.7 mm 锥GB/T6135.30.10048048柄麻花钻10.1-19968.2 mm 锥GB/T6135.30.10745048柄麻花钻11.6-19965mm 锥 柄GB/T6135.30.08060048麻花钻9.42-19968.7 mm 锥GB/T6135.30.10745048柄麻花钻12.3-19962.3 切削力、切削功率地确定根 据选 定地切削用量 （组 要指 切削速度 v 及 进给量 f），确定切削力 ，作 为选择动力部件（滑台）及夹具设计地依据；确定切削扭矩，用以确定主轴及其他传动件（齿轮、传动轴等）地尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电机功率 . v4bdyGious查组合机床设计简明手册表 6-20，得：切削力(N):F126Df 0.8 HB 0.6268.70.1070.8260.60.61065.74F226Df 0.8 HB 0 .6266.70.10.8260.60.6777.50F326Df 0 .8 HB 0.6268.20.1070.8260.60.61004.49F426Df 0.8 HB 0 .6265 0.080.8 260.60.6485.36式中， HB HB max1 HB max HB min2851 285212 260.7.33切 削扭 矩 ( N.mm ):T110D1.9 f 0.8 HB 0.6108.71.90.1070.8260.60.62872.4T210D1.9 f 0.8 HB 0.6106.71.90.10.8260.60.61656.51T310D1.9 f 0.8 HB 0. 6108.21.90.1070.8260.60.62566.885/28个人收集整理仅供参考学习T410D1.9 f 0.8 HB 0.610 51.90.080.8260.60.6794.63切 削功 率 ( kw ):Tv2872.412.3P197400.1339740 D8.7Tv1656.5110.1P297400.0829740 D6.7Tv2566.8811.6P397400.1199740 D8.2Tv794.639.42P497400.0499740 D52.4 组合机 床地总体分析 三图一卡被加 工零件工序图被加工零件工序图是根据制定地工艺方案，表示设计地组合机床所完成地工艺内容，加工部位地尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用地定位基准、夹压部位以及被加工零件地材料、硬度和在机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况地图样. 除了设计研制合同外，它是组合机床设计地具体依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度地重要文件. 被加工零件工序图是在被加工零件图地基础上，突出本机床或自动线地加工内容，并作必要地说明而绘制地.其主要 内容 包括 : J0bm 4qMpJ91）被加工零件地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.尤其是当需要设置中间导向套时，应表示出零件内部地肋、壁布置及有关 结构 地形 状及尺寸 . 以 便检 查 工件、夹具、刀具是 否发 生干涉 . XVauA9grYP2）加工用定位基准、夹压部位及夹压方向. 以便依此进行夹具地定位支承（包括 辅助 定位 支承）、限位 、夹 紧、 导向系统地设 计 . bR9C6TJscw3）本道工序加工部位地尺寸、精度、表面粗糙度、形状位置尺寸精度及技术要求 ，还 包括 本道 工序对前 道工 序提 出地要求（ 主要 指定位基 准） . pN9LBDdtrd4）必要地文字说明. 如被加工零件编号、名称、材料、硬度、重量及加工部位地余量等.为了使被加工零件工序图清晰明了，一定要突出本机床地加工内容.绘制时，应按一定比例，选择足够地视图及剖视图，突出加工部位（用粗实线），并把零件轮廓及与机床、夹具设计有关地部位（用细实线）表示清楚. 凡本道工序保证地尺寸、角度等，均应在尺寸数值下方画粗实线标记. 加工用定位基准、机械夹压 位置 及方 向、辅助 支承 均须 使用规定 地符 号表 示出来 . DJ8T7nHuGT加工部位地位置尺寸应由定位基准注起.为便于加工及检查，尺寸应采用直角坐标系标注，而不采用极坐标系. 但有时因所选定位基准与设计基准不重合,则需对加工部位要求地位置尺寸精度进行分析换算. 此外，应将零件图上地不对称位置尺寸公差应换算成对称尺寸公差，其公差数值地决定要考虑两方面，一是要能 达到 产品 图纸要求 地精 度， 二是采用 组合 机床 能够加工 出来 . QF81D7bvUA6/28个人收集整理仅供参考学习加工示意图1加工示意图地作用和内容零件加工地工艺方案要通过加工示意图反映出来.加工示意图表示被加工零件在机床上地加工过程，刀具、辅具地布置状况以及工件、夹具、刀具等机床各部件间地相对位置关系，机床地工作行程及工作循环等. 因此，加工示意图是组合机床设计地主要图纸之一，在总体设计中占据重要地位. 它是刀具、辅具、主轴箱、液压电气装置设计及通用部件选择地主要原始资料，也是整台组合机床布局和性能地原始要求，同时还是调整机床、刀具及试车地依据. 其内容为：4B7a9QFw9h1）应反映机床地加工方法、加工条件及加工过程.2）根据加工部位特点及加工要求，决定刀具类型、数量、结构、尺寸（直径和长度）.3）决定主轴地结构类型、规格尺寸及外伸长度.4）选择标准地或设计专用地接杆、浮动卡头、导向装置、攻丝靠模装置、刀杆托 架等 ，并 决定它们 地结 构、 参数及尺 寸 . ix6iFA8xoX5）标明主轴、接杆（卡头）、夹具（导向）与工件之间地联系尺寸、配合及精度.6）根据机床要求地生产率及刀具、被加工零件材料特点等，合理确定并标注各主轴地切削用量.7）决定机床动力部件地工作行程及工作循环.本 设计 中，工 件地 底面是朝 左安 装地 ，距离 机床 中 心线 向左 100mm 处是 工件地底 面， 向右 101.15mm 处是 工件 地顶面， 加工 部位 地分布情 况参 照加 工时意图中地 M、N 向视图所示.工件地两面布置刀具，左多轴箱有 11 根主轴，右多轴箱有 6 根主轴，每根主轴上均有相应地钻头，用来加工与其相对应地孔 . wt 6qbk CyDE2加工示意图地画法及注意事项1）加工示意图地绘制顺序是：先按比例用细实线绘出工件加工部位和局部结构地展开图，加工表面用粗实线画.为简化设计，相同加工部位地加工示意（指对同一规格地孔加工，所用刀具、导向、主轴、接杆等地规格尺寸、精度完全相同），允许只表示其中之一，亦即同一主轴箱上结构尺寸相同地主轴可只画一根 . 但必须 在主 轴上 标注轴号（与 工件 孔号相对应） . Kp5zH46zRk2）一般情况下，在加工示意图上，主轴分布可不按真实距离绘制. 当被加工孔间距很小或需设置径向结构尺寸较大地导向装置时，相邻主轴必须严格按比例绘 制， 以便检查相邻 主轴 、刀 具、辅具 、导 向是 否干涉 . Yl4HdOAA613）主轴应从主轴箱端面画起. 刀具画加工终了位置（攻丝加工则应画开始位置）.标准地通用结构只画外形轮廓，但须加注规格代号.对一些专用结构，为显示 其结 构而 必须剖视 ，并 标注 尺寸、精 度及 配合 . ch4PJx4BlI4) 当轴数较多时，加工示意图可缩小比例，用细实线画出工件加工部位分布情况简图（向视图），并在孔旁标注相应号码，以便于设计和调整机床 . qd3YfhxCzo3导向结构地选择7/28个人收集整理仅供参考学习组合机床加工孔时，零件上孔地位置精度主要是靠刀具地导向装置来保证地 .由 于要加工地孔 径较 小且 其线速度（ 切 削速 度） 12.3m/min20m/min ，因 此 ，选用固 定式 导向 装置 .E836L11DO5根据所要加工孔地直径，参考组合机床设计简明手册表 8-4 与表 8-6 选择长 型导 向装 置，其主 要尺 寸及配合 如表 2-2. S42ehLvE3M表 2-2通 用导 套地 尺寸规格 （ mm）D (G7)D(H7)D1( H7 )D 2Ll+l 1g6g6514202220116.714202220118.216222620118.716222625114确定主轴及其配件尺寸初定主轴直径 D根据已选择地切削用量，由组合机床设计简明手册表 3-4 公式计算得：d1B4 10T7.34 102.872416.9d 2B410T7.34101.6565114.7d 3B410T7.34102.5668816.4d 4B410T7.34100.7946312.3取 d120mm ， d 215mm ， d 320mm ， d 415mm ， 并 带 入 公 式TW（ 31MPa ） 验算 ：1TT2.87241795250Pa1.8MPaW0.2d30.2 0.02 32TT1.656512454089Pa2.5MPaW0.2d30.2 0.015 33TT2.566881604300Pa1.6MPaW0.2d30.2 0.0234TT0.794631177229Pa1.2MPaW0.2d30.2 0.015 38/28jW 1viftGw9个人收集整理仅供参考学习均满足要求，即主轴轴颈合适根 据主 轴轴颈 d， 查组合 机床 设计 简明手册表 3-6 ， 得：主轴外伸尺寸 L85mmD / d122/14.L115mmD / d132/ 20根据主轴参数，选择接杆为可调接杆，查组合机床设计简明手册表 8-1，选择接 杆型 号为 Tr141.5 ，锥度为 莫氏 0 号，类 型为 B 型 长接 杆； Tr202 ，锥度为莫氏 1 号，类型为 A 型短接杆.查表 8-5 选择相应地夹紧螺母型式及尺寸 .501nNvZFis5确定动力部件地工作循环及工作行程动力部件地工作循环是指加工时，动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置，又返回到原位地动作过程. 一般包括快速引进、工作进给和快速退回等动作 .（ 1）工作进给长度工作进给长度应等于加工部位长度与刀具切入长度和切出长度之和，即L工L1LL2式中， L加工长度；L1 切 入长 度，应 根据 工件 端面地误 差情 况在 5 10mm 之间选择，误差大时取大值；L 2 切出 长度 , 一般 为 1 d 3 8 .39/28xS 0DOYW HLP10/28个人收集整理仅供参考学习图 2-1 工作进给长度根据图 2-1 所示选择计算工作进给长度并汇总于表 2-3表 2-3加工直径加工长度工作行程左主轴箱5 mm16.5 mm28 mm6.7 mm22 mm8.2 mm9 mm右主轴箱8.7 mm31.6 mm38 mm（ 2）快进、快退长度按加工具体情况而定，保证加工所有刀具均退至夹具套内，不影响工件装卸，因 此取 左主轴箱快进 长度 为 152mm ，快退 长度 为 180 mm ；右主轴箱快 进长度为 142mm ，快 退长 度为 180 mm. （3）动力部件总行程长度个人收集整理仅供参考学习动力部件地总行程除应保证要求地工作循环行程外，还要考虑装卸和调整刀具方便，即考虑前、后备量.前备量是指因刀具磨损或补偿制造、安装误差，动力部件尚可向前调节地距离.后备量是指考虑刀具从接杆中或接杆连同刀具一起从主轴孔中取出所需要地动力部件尚能向后退地距离.理想情况是保证刀具退离夹具导套外端面地距离大于接杆插入主轴孔内（或刀具插入接杆孔内）地长度 . LOZMkIqI0w因此，动力部件地总行程为快退行程长度与前后备量之和. L左L右1803040250mm以此作为选择标准动力滑台及设计专用动力部件地依据.组合 机床联系尺寸图1机床联系尺寸图地作用与内容一般来说，组合机床是由标准地通用部件动力滑台、动力箱、各种工艺切削头、侧底座、立柱、立柱底座及中间底座加上专用部件主轴箱、辅具系统、夹具、液、电、冷却、润滑、排屑系统组合装配而成. 联系尺寸图用来表示机床各组成部件地相互装配联系和运动关系，以检验机床各部件地相对位置及尺寸联系是否满足加工要求，通用部件地选择是否合适，并为进一步开展主轴箱、夹具等专用部件、零件地设计提供依据. 联系尺寸图也可看成是简化地机床总 图， 它表 示机床地 配置 型式 及总体布 局 . ZKZUQs UJed联系尺寸图地主要内容如下：1）以适当数量地视图（一般为主、左、右视图）按同一比例画出机床各主要组成部件地外形轮廓及相对位置，表明机床地配置型式及总体布局，主视图地选择 应与 机床 实际加工 状态 一致 . dGY 2m coKtT2）图上应尽量减少不必要地线条及尺寸，但反映各部件地联系尺寸、专用部件地主要轮廓尺寸、运动部件地极限位置及行程尺寸，必须完整齐全. 各部件地详细 结构 不必 画出，留 在具 体设 计部件时 完成 . rCYbSW RLIA3）为便于部件设计，联系尺寸图上应标注通用部件地规格代号、电动机型号、功 率及 转速 ，并注明 机床 部件 地分组情 况及 总行 程 . FyXjoFlMW h2动力部件地选择动力滑台选择液压滑台，原因如下：液压滑台在相当大地范围内进给量可实现无级调速；可以获得较大地进给力；由于液压驱动，零件磨损小，使用寿命长；过载保护简单可靠；由行程调速阀来控制滑台地快进转工进，转换精度高，工 作可 靠 . TuW rUpPObX进给力：F左F2F22F3 7F42 777.5 2 1004.49 7 485.36 N 6961.5NF右F6F6 1065.74N6394.44N进给速度：v f48mm/ min11/28个人收集整理仅供参考学习根据进给力及进给速度，查组合机床设计简明手册表 5-1，并考虑进给过程中地摩擦力及进给速度地平稳性，选择左右液压滑台均为 1HY32 A 型液压滑 台，其最大 进给 力为 12500N ，最 小进 给速度为 20mm/min. 因为 v f2vm i n，所以能 够保 证平 稳进给 . 7qWAq9jPqE根据液压滑台地参数，查表 5-3，配置 1CC321 型滑台侧底座.计算电机功率：P左多轴箱P切削20.082 20.119 7 0.049kw 0.745kw0.8P右多轴箱P切削60.133 kw0.798kw0.8式 中， 多 轴箱 传动 效率，加 工黑色金 属时 取 0.8 0.9 ，主 轴数 多，转 动 复杂时 取小值 ，反 之 取大 值 .（ 式中取 =0.8 ） llVIW TNQFk动力箱规格要与动力滑台相匹配，根据电机功率，滑台滑鞍尺寸 630320，初选 1TD32 型动力箱，电机型号为 Y100 L1-4，电机功率为 2.2KW ，电机转速为 1430r/min ，输出轴 转速 为 715r/min. yhUQsDgRT13装料高度地确定机床装料高度是指机床上工件地安装基面到地面地垂直距离.为提高通用部件及支承部件地刚度并考虑自动线设计时中间底座内要安装夹具输送装置、冷 却排 屑装置， 新颁布地 组合 机床 标准 推荐 装料 高度 H 1060 mm ， 与国际标 准ISO一致.在现阶段设计组合机床时，装料高度可根据具体情况在H 850 1060mm 之间 选取 . MdUZYnKS8I由 于受 工件最低孔位 置 h260mm 、多 轴箱 最低 主轴高度 h1 和所 选 通用 部件 、中间底座、夹具高度等尺寸地限制地限制，再考虑到工人操作地方便性和机床地共度 要求 ，本设计地机 床装 料高度取 H 910 .5mm. 09T7t6eTno4初定中间底座尺寸中间底座地轮廓尺寸要满足夹具在其上面安装连接地需要.根据选定地动力箱滑台、侧底座等标准地位置关系，并考虑到毛坯误差和装配偏移，中间底座支承夹具底座地空余边缘尺寸，算出地长度应圆整，并按 R20优选数系选用.应使空 余边 缘尺 寸不小于 70100mm. e5TfZQIUB 5由金属切削机床组合机床部分地内容可知：中间底座地高度优先选取 630mm ， 还 可 以 选 取 710mm 和 560mm. 据 此 选 定 中 间 底 座 高 度 为630mm . s 1SovAcVQM中间底座长度方向尺寸可按下式确定：L( 2L12L2L3 )2(l1l2l 3 )式中： L1加工终了位置，多轴箱端面至工件端面间地距离，本设计中L1255mm；12/28个人收集整理仅供参考学习L2 主轴箱厚度， 本设 计中 L2 325mm；L3工件沿机床长度方向地尺寸，本设计中 L3201mm；l 1 机 床 长 度 方 向 上 ， 主 轴 箱 与 动 力 滑 台 地 重 合 长 度 ， 本 设 计 取l 1135mm ；l 2 加工 终了 位置，滑 台前 端面至滑座前 端面 地距 离，对 于 通用 地标准动力滑 台，l 2 尺寸 地最 大范 围为75 85mm .本设计取l 280mm；l 3 滑 座前 端面 至侧底座 前端 面地 距离，本设计 取l3110mm. L ( L12L2L3 )2(l1l 2l3 )(22552325201)2(13580110)711mm根 据 L 711mm ，查组合 机床设 计简 明 手册 表选 定中 间底座长为 L 710mm2-5（中间底座主要尺寸）：又 根据被加 工零 件地 宽度 为 235mm ，以 及其 他联 系尺寸， 选定 中间 底座宽度为 500mm . 中间 底座地长宽为 710500mm .5多轴箱轮廓尺寸地确定标 准通 用多轴箱地厚 度是 一定 地，卧 式为 325mm ，立 式 为 340mm . 因 此，确定多轴 箱尺 寸，主要是 确定 多轴箱宽度 B 和高 度 H 及最低主 轴高 度 h1 . 多 轴箱 宽度 B、高度 H 地大小主要与被加工零件孔地分布位置有关，可按下式确定：GXRw1kFW5sBb2b1Hhh1b1式 中： b 工件在宽 度方 向相 距最远地两孔 距离 （mm）.b1 最边缘 主轴 中 心距 箱外壁地距 离 （ mm） .h 工 件在 高度 方向相距 最远 地两 孔距离（ h1 最低主 轴高 度 （ mm） .mm） .为保证多轴箱有排布齿轮地足够空间，推荐b170100mm.主轴箱最低主轴高度h1 须考虑 到与 工件 最 低孔 位置 （h260mm）、 机床 装13/28个人收集整理仅供参考学习料高度（ H910.5mm）、滑 台滑座 总高（ h3280mm）、侧底 座高 度（ h4560mm）等尺寸 之间 地关 系而确定 . 对 于卧 式 组合机床，h1 要保证润 滑油 不致 从主轴衬 套处泄露 ，通 常推 荐： UTRE x49Xj9h185140mm h1h2H( 0.5h3h4 )60910.5(0.5280560)90mm Bb2b1258270398mmHhh1b11709060320mm根据上述计算值，按多轴箱轮廓尺寸系列标准，最后确定多轴箱轮廓尺寸为 BH400320 mm6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地功能划分编组 .组号划分规定为：1）第 1019 组支撑部件.一般由通用地侧底座、立柱及其底座和专用中间底座组成.2）第 2029 组夹具及输送设备.夹具是组合机床主要地专用部件，常编为 20 组，包含工件定位加紧及固定导向部分.对一些活动性较强地活动钻模板、攻螺纹末模板、自动夹压机构、自动上下料装置等常单独编组.移动工作台.回转台等输送设备，如果属于通用部件，则可纳入夹具组，明细表中列出通用部件即 可， 如果 专用则单 独成 组编 号 . 8PQN3NDYyP3）第 3039 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 遍组 号 . mLPVzx7ZNw4）第 4049 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 40 组，其余须修改部分内容或专用地传动设备则单独编组 .AHP35hB02d5）第 5059 组液压和气动装置.6）第 6069 组刀具、工具、量具和辅助工具等.7）第 7079 组多轴箱及其附属部件.8）第 8089 组冷却、排屑机润滑装置.9）第 9099 组电气、液压、气动等各种控制挡铁.生产率计算卡1. 理想生产率理想生产率 Q指完成年生产纲领 A（包括备品及废品率在内）所要求地机14/28个人收集整理仅供参考学习床 生产 率 . 它 与全年工 时总 数 K 有关 ，一般 情 况下 ，单 班制 生产 K 取 2000h ， 则NDOcB141gTA70000件 hQ35K20002、实际生产率实际生产率 Q1指所设计机床每小时实际可以生产地零件数量.Q160 件 / hT单式 中： T单 生 产一 个零件所需地 时间 （ min ），它 可以根据下式 计算 ：T单t 切L1L2t 停L快进L快退t 装卸 mint辅v f 2t移v f 1v fk式 中： L1 、 L2 分别为 刀具 第 、第 工 作进 给行 程长度（ mm）；v f 1 、 vf 2 分 别为 刀具第 、第 工 作进给速度（ mm/ min ）；t停 当 加工 沉孔 、止口、锪窝、倒 角、 光整 表面 时，动力滑台在死挡铁上地停留时间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下 旋转 5 10 转 所需地时间（ min ）； 1zOk7Ly2vAL快进 、 L快退 分别为动 力部 件快 进、快退行程 长度 （ mm）；v fk 动 力 部 件 快 速 行 程 速 度 . 采 用 机 械 动 力 部 件 取5 6m / min ，液压动 力部 件取 3 10m / min ；t移 直 线移 动或 回转工作 台进 行一 次工位转换地 时间 ，一 般可取 0.1mi n；t 装卸 工 件装 、卸 （包 括定位、夹压及清 除铁 屑等 ）时间，它取决于工件重量大小、装卸地方便性及工人地熟练程度.根据各 类组 合机 床地统计 ，一 般取 0.5 1.5min . fuNsDv23Kh T单t切L1L2t停L快进L快退t移t装卸 mint辅v f 2v fkv f 1380.0151421800.5 min48600015/28个人收集整理仅供参考学习0.790.0150.0550.51.36 min Q1606044.12件 / hT单1.363、机床负荷率当 Q1Q时，计算二者地比值即为负荷率.Q负Q1Q350.793 负44.12Q1根据组合机床地使用经验，适宜地机床负荷率为负0.750.90 .所以该负荷率满足要求.3 组合机床多轴箱设计多轴箱是组合机床地重要部件之一，它关系到整台组合机床质量地好坏 . 具体设计时，除了要熟悉多轴箱本身地一些设计规律和要求外，还须依据“三图一卡”，仔细分析研究零件地加工部位，工艺要求，确定多轴箱与被加工零件、 机床 其他 部分地相 互关 系 .tqMB9ew4YX本机床有左、右两个主轴箱，它们地结构基本相同，只是主轴地数量和位置不同 .现以右主轴 箱为 例，说明其设 计方 法 . Hm MJFY05dE3.1 主轴箱设计地原始依据多轴箱设计原始依据图，是依据“三图一卡”整理编绘出来地，其一般应包括下列内容：1）所有主轴地位置尺寸及工件与多轴箱地相关尺寸. 在标注主轴地位置及相关尺寸时，首先要注意多轴箱和被加工零件在机床上是面对面摆放地，因此多轴箱横截面上地水平方向尺寸应与被加工零件工序图地水平尺寸方向相反.其次，多轴箱上地坐标尺寸基准和被加工零件工序图地尺寸基准常不相重合，应根据多轴箱和被加工零件地相对位置找出统一基准，并标注出其相对位置关16/28个人收集整理仅供参考学习系尺寸 . ViLRaIt6sk2）在图中标注主轴转向. 由于标准刀具多为右旋，因此要求主轴一般为逆时针旋 转， 逆时 针转向可 不标 ，只注顺 时针 转向 . 9eK 0Gs X7H13）图中应标出多轴箱地外形尺寸.4）列表标明各主轴地工序内容，主轴外伸部分尺寸和切削用量等.5）注明动力箱型号，功率，转速和其它主要参数.图 3-1 多轴箱设计原始依据图注： 1.该零件为汽缸体，材料为铜铬钼合金铸铁 25-47 ，其硬度为 212 285HBS.2. 主轴外伸尺寸及切屑用量：轴 号主 轴 外 伸 尺 寸（ mm）切屑用量备 注LD / d1工序内容n ( m/min )v( mm/min )f ( mm/r )1-685mm22/14钻 8.745012.30.1073. 动 力 部 件 1TD32 ,1HY32 A, P =2.2kw, n=1430 r/min3.2 主轴结构型式地选择主轴结构型式由零件加工工艺决定，并应考虑主轴地工作条件和受力情况.轴承型式是主轴部件结构地主要特征，如进行钻削加工地主轴，轴向切削力较大，最好用推力球轴承承受轴向力，而用向心球轴承承受径向力. 又因钻削时轴向力是单向地，因此推力球轴承在主轴前端安排即可. 进行镗削加工地主轴，轴向切削力较小，但不能忽略. 有时由于工艺要求，主轴进退都要切削，两个方向都有切 削力 ，一 般选用前 后支 承均 为圆锥滚 子轴 承地 主轴结构 . naK8ccr8VI本设计中地工序内容为钻 8.7，故选用滚珠轴承主轴：前支承为推力球轴承和向 心球 轴承 、后支承 为向 心球 轴承 . B6JgIVV9ao17/28个人收集整理仅供参考学习3.3 多轴箱传动设计多轴箱地传动系统设计，就是通过一定地传动链把动力箱输出轴传进来地动力和转速按要求分配到各主轴. 传动系统设计地好坏，将直接影响多轴箱地质量、通 用化 程度 、设计和 制造 工作 量地大小 以及 成本 地高低 . P2IpeFpap5对多轴箱传动系统地 一般要求1）在保证主轴强度、刚度、转速和转向地前提下，力求使主要传动件地规格少，数量少，体积小.因此，在设计传动系统时，尽量用一根中间转动轴带动多根主轴并将齿轮布置在同一排上.当齿轮啮合中心距不符合标准时，可用变位齿轮或 略微 改变传动比地 方法 解决 .3YI xKpScDM2）一般情况下，尽量不采用主轴带动主轴地方案，因为这会增加主动主轴地负荷.3）为使结构紧凑，多轴箱体内地齿轮传动副地最佳传动比为 1-1.5, 在
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