矿山掘进机组合机床设计毕业设计1.doc

毕业设计 箱体加工用组合机床设计 摘 要：箱体加工用组合机床现广泛运用于生产制造中，本文以矿山掘进机箱体为加工对象，分析了零件的加工工艺过程，并对其中多轴箱、钻孔工艺进行了组合机床设计，主要内容包括：方案制定、组合机床总体设计、多轴箱设计。绘制了组合机床“三图一卡”，其内容包括：绘制加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和绘制生产功率计算卡等。 关键词：组合机床;齿轮;多轴箱;The Design of Case Processing In Modular Machine Tool Abstract：Case processing in combination machine tools are widely used in manufacturing, based on the mining machine cabinet as processing object, parts machining process are analyzed, and the spindle box for the modular machine tool design, drilling technology, the main contents include: plan formulation, overall design, modular machine tool spindle box design. Figure 1 is constructed combination machine tools of the "three CARDS", its content includes: drawing machining parts process diagram, schematic diagram, machine tool touch power calculation size chart and map production card, etc. Key words: Combination machine tools;Gear;Spindle box;1 前言1.1 课题的来源 本课题箱体加工用组合机床设计来源于生产实践过程中。由于工厂生产时大批量的生产，为了保证加工数量和效率，组合机床使生产效率大大提高。 本人大学期间学习的专业是机械设计制造及其自动化，毕业设计题目是箱体加工用组合机床设计，老师为了让我们为即将步入社会和工作做好准备，进一步巩固所学专业知识。 箱体加工用组合机床设计矿山掘进机箱体组合机床设计来源于本人在网跟图书馆查找资料，自己自主设计的一个毕业设计方案。 矿山掘进机箱体组合机床设计让我更好的了解机械设计方面的知识，熟练掌握CAD制图的操作。 我国是拥有上百万台机床的国家，要在短时间内实现机床多方位加工和高效率、高精密、设备的更新，国情上讲全面更新是不大可能的，组合机床的设计就以成为一个重要的研究方向。因此组合机床的设计加以自动化将会使得我们的国家的制造业迅速发展。在组合机床设计中引入了微机，不但技术上具有先进性，同时应用上也比传统的机床有了较大的通用性和可用性。1.2 指导思想 组合机床是以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床。它能对工件进行多刀、多轴、多面、多工位、同时加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序，随着组合机床技术的发展，它能完成的工艺范围日益扩大。组合机床所使用的通用部件是具有特定功能、按标准化、系列化原则设计、制造的组合机床基础部件。每种通用部件有合理的规格尺寸系列，有适用的技术参数和完善的配套关系。组合机床设计应根据机床的性能要求配套液压、气压和电控等系统。本文主要是对矿山掘进机箱体结合件的加工的组合机床设计。制定了机床联系尺寸图，主轴箱图及其主轴箱主要零部件图，并就组合机床的传动方案加以探讨和分析。2 组合机床总体设计方案2.1 设计组合机床的步骤2.1.1 组合机床的特点 组合机床是以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床。它能够对工件进行多刀、多孔等同时加工。 在组合机床自动生产线上可以完成一系列的切削加工工序。 组合机床及其自动生产线所使的通用部件是具有特定功能，按标准化、系列化通用化原则设计、制造的组合机床基础设计部件。每种通用部件有合理的规格尺寸系列，有适用的技术参数和完善的配套关系。组合机床以其独特的特点在现代化的生产中占有重要的地位，其特点如下： （1）组合机床上的通用部件和标准部件占全部机床零部件总重量的70 80，因此设计周期短，经济效益好。 （2）由于组合机床上采用多刀加工，机床自动化程度高，因此生产率高，产品质量稳定，劳动强度低。 （3）组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门厂家成批生产，它与一般专用机床比较，其结构稳定，工作可靠，使用和维修方便。 （4）组合机床加工零件，由于采用专用夹具、组合刀具和导向装置等，产品加工质量靠工艺装备保证，对操作工人的技术水平要求不高。 （5）当机床被加工的产品更新时，专用机床的大部分部件要报销。组合机床的通用部件是根据国家标准设计的，并等效于国家标准，因此其通用部件可以重复使用，不必另行设计和制造。 （6）组合机床易于联成组合机床自动线，适用于大规模和自动化生产需要。 本次设计的主要是为了使我们通过对组合机床的设计，对其结构及工作原理有个初步了解。同时经过设计完成组合机床达到加工工件的目的。在设计过程中需要查阅多种设计手册，对各种设计手册也有了一定了解，对以后走上工作岗位有很大的帮助，对以往所学的理论知识也是一个巩固，把所学与实践相结合起来。本文主要是对矿山掘进机箱体结合件的加工的组合机床设计。制定了机床联系尺寸图，主轴箱图及其主轴箱主要零部件图，并就组合机床的传动方案加以探讨和分析。2.1.2 拟定方案阶段 （1）制定工艺方案，制定工艺方案是设计组合机床最重要的一步。工艺方案制定得是否正确，将决定机床能否达到“体积小，重量轻，结构简单，效率高，质量好”的要求。为了使工艺方案制定的合理、先进必须认真分析被加工零件的图纸，全面了解被加工件的结构特点加工部位尺寸精度表面粗糙度和技术要求，定位夹紧方式，工艺方法和加工过程所采用的刀具、辅具，切削用量情况及生产率要求等，分析其优缺点，总结设计、制造、使用单位和操作者丰富的实践经验，以求理论联系实际，从而确定零件在组合机床上的工艺内容及方法，决定刀具种类、结构形式、数量及切削用量等。 （2）确定机床的工艺方案，确定机床的配置型式，并定出影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。既要考虑能实现工艺方案，以确保零件加工精度，技术要求及生产率；又要考虑机床操作方便可靠，易于维修，且润滑冷却排屑情况良好。 （3）总体设计三图一卡,在本设计选定工艺方案并确定机床配置型式、结构方案后，进行方案图纸设计。这些图纸包括：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。在总设计过程中，应先设计机床的夹具方案，画出夹具方案草图，然后确定多轴箱的轮廓尺寸，从而确定了机床各部分间的尺寸。2.1.3 技术设计阶段 本设计要求只绘制多轴箱装备图，根据已确定的工艺和结构方案，按照加工示意图和机床联系尺寸图的尺寸和主轴、传动轴的分布形式的设计及通用部件的选择，绘制多轴箱等装配图。2.1.4 工作设计阶段本设计要求绘制被加工零件的工序图加工示意图机床联系尺寸图及多轴箱装配图。还要求编制机床设计说明书。2.2 组合机床方案的制定 组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集中工序原则设计的一种高效率专用机床。设计组合机床前，首先应根据组合机床完成工艺的一些限制及组合机床各种工艺方法能达到的加工精度、表面粗糙度及技术要求，解决零件是否可以利用组合机床加工及采用组合机床加工是否合理。如果确定零件可以利用组合机床加工，那么，为使加工过程顺利进行，并达到要求的生产率，必须在掌握大量的零件加工工艺资料基础上，统盘考虑影响制定零件工艺方案、机床配置型式结构方安的各种因素及应注意的问题。经过分析比较，以确定零件在组合机床上合理可以的加工方法、确定工序间加工余量选择合适的切削用量相应的刀具结构确定机床配置型式等，这些便是组合机床方安的主要内容。2.2.1 影响组合机床方案制定的主要因素 被加工零件的加工精度和加工工序，被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度，是制定机床方案的主要依据。采用刚性主轴结构方案时，必须根据被加工零件的材料加工部位的特点及加工精度要求来选择主轴结构型式及数据参数，以使主轴有足够的刚性及抗振性。还必须布置好刀具位置，以减少切削径向力在加工过程中产生的振动。2.2.2 制定工艺方案工艺应考虑的问题 （1）组合机床常用工艺方法能达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、形状特点、材料、生产率要求不同，设计组合机床必须采用不同的工艺方法和工艺过程。 根据对我国使用的组合机床的调查，加工铸铁件的某些主要工序所能达到的精度和表面粗糙度如下述，可供制定时参考。 （2）确定工艺方案的原则及注意问题:粗、精加工工序的安排 必须根据零件的生产批量、加工精度、技术要求进行全面分析，按照经济地满足加工要求的原则，合理解决加工工序的安排。不要不分具体情况而一律粗、精加工分开或粗、精加工工序的做法。由于本次设计只有一道工序，为粗加工工序，不用考虑工序的安排问题。 （3）制定工艺方案时孔中心距的问题:在确定组合机床完成工艺时，要考虑可同时加工最小孔间中心距。由于主轴箱的主轴结构和设置导向的要求，以及保证必须的加工精度和工作可靠的要求，组合机床钻孔对于通用的主轴箱，其最小中心距为24mm。本次设计的中心距为55mm，所以主轴箱为通用主轴箱。 （4）定位基准及夹紧点选择:组合机床是针对某种零件或零件某道工序而设计的。正确选择加工用的定位基准，是确保加工精度的重要条件，同时也有利于实现最大规模的集中工序，从而收到减少机床台数的效果。 （5）选择定位基准的原则及应注意的问题:应尽量选择零件设计基准作为组合机床加工的定位基准，这样可减少基准不符的误差，保证加工精度。但在某些情况下，却必须该用其它面作定位基准，如组合机床经常加工的各种发动机汽缸体，其顶面为主要安装基准，即设计基准。选择定位基准应确保工件定位稳定。尽量采用以加工的较大平面为定位基准，这对于精加工尤为重要。在不得以的情况下，才选那些与加工表面有一定关系的、经过仔细清理平整的毛面作为定位基准。切记，定位基准不可选在铸铁或铸件的分型面上，也不要选在有铸孔的部位，否则将影响定位精度。 （6）统一基面原则:即在各台机床上采用共同的定位基面来加工零件不同表面上的孔或对同一表面上的孔完成不同的工序，这对工序多的箱体类零件尤为重要。当被加工零件不具备理想的定位基准，或者工件刚性不足时，为防止加工时工件变形，振动而影响加工精度，可在机床上设置辅助支撑，以增加定位稳定性和承受较大的切削力。 （7）确定夹压位置应注意的问题:在选择定位基面同时，要相应决定夹压位置。此时应注意的问题是：保证零件夹压后定位稳定；尽量减少和避免零件夹压后变形，消除其对加工的影响。2.2.3 确定机床配置型式及结构方案应考虑的问题 根据被加工零件的结构特点、加工要求、工艺过程方案及生产率等，可大体确定采用哪种基本型式的组合机床。但由于工艺的安排动力部件的不同配置零件安装数目和工位数多少不同，而会产生多种配置方案。不同的配置方案对机床的复杂程度、通用化程度、结构工艺性、加工精度、机床从新调整可能性及经济性等，具有不同的影响。因此，确定机床配置型式及结构方案时，必须考虑下述问题： （1）组合机床的特点及适用性，单工位组合机床的工作特点是，加工过程中位置固定不变，由动力部件移动来完成各种加工。这类机床能保证较高的相互位置精度，它特别适合于大中型箱体类零件的加工。单工位组合机床根据工件加工表面的分布情况不同，其配置型式有卧式、立式、倾斜式和复合式等。根据本设计的被加工件的特点，正适合采用单工位组合机床。 （2）组合机床的加工精度，组合机床可完成的工艺范围及所能达到的加工精度已有叙述。这里着重要说明的是组合机床不同的配置型式对加工精度的影响。在确定机床配置型式和结构方案时，首先必须注意零件加工精度能否稳定的得到保证。影响组合机床加工精度的因素是多方面的，一般分为加工误差和夹具误差两方面。 被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本机床设计有关部位结构形状和尺寸，本工序选用的定位基准、夹紧部位及方向，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上道工序的技术要求，注明加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量。本设计要求达到的精度正好在上述范围内，所以组合机床钻孔的位置精度能达到本零件的要求。 （3）其它应注意的问题，在确定机床配置型式和结构方案时，要合理解决工序集中问题。在一个动力部件上配置多轴箱加工多孔来集中工序是组合机床基本的加工方法。但主轴数量的多少，既要考虑动力部件及多轴箱的性能和尺寸，又要调整机床和更换刀具方便。要注意排屑和操作使用方便性。由于本设计是用前后导向进行加工的机床，所以采用的方案是卧式加工。有时候，可将孔钻的深一些，以避免由于孔内积存切屑而折损刀具或破坏加工精度。选择机床配置型式要考虑夹具结构实现的可能性及工作可靠性。确定成套机床或流水线上的各机床型式时，应注意使机床和夹具型式尽量一致，着不仅有利于保证加工精度，也可提高通用化程度，便于设计、制造、维修。组合机床主要用于批量较大的生产。但有的情况下，如为了保证关键工序稳定的加工精度又要缩短设计制造周期，虽然工件批量不大，也采用组合机床。2.3 确定切削用量及选择刀具2.3.1 切削用量的选择 确定了组合机床上完成的工艺内容之后，就可以着手选择切削用量。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、机床的布局型式及正常工作有很大影响。 （1）组合机床切削用量选择的特点，在大多数情况下，组合机床为多轴、多刀、多面同时加工。因此，所选切削用量，根据经验应比一班万能机床单刀加工低30左右。 组合机床多轴箱上所有刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台的每分钟进给量。 （2）确定切削用量应注意的问题，尽量做到合理利用所有刀具，充分发挥其性能。所以本设计选用锥柄麻花钻。选择切削用量时，应注意零件生产批量的影响。生产率要求不高时，就没必要将切削用量选得过高，以免降低刀具耐用度。对于要求生产率高的大批大量生产用组合机床，要首先保证那些耐用度低，刃磨困难，造价高的所谓“限制性”工序刀具的合理切削用量，但须注意不能够影响加工精度，也不能使刀具耐用度降低。切削用量的选择应有利于多轴箱设计。本设计主轴转速相等，可使多轴箱传动链简单。刀具带导向加工，由于不便冷却润滑，应适当降低切削速度。选择切削用量，还必须考虑所选动力滑台的性能。本设计采用液压动力滑台，所选择的每分钟进给量应比动力滑可实现的最小进给量大50。这样能避免由于温度和其他原因导致进给量不稳定，影响加工精度，甚至造成机床不能工作。 （3）组合机床切削用量的选择方法，必须从实际出发，根据加工精度工件材料技术要求等进行分析，按照经济地满足加工要求的原则，合理地选择切削用量。一般常用查表法，参考生产现场同类工艺，通过工艺实验确定切削用量。2.3.2 选择刀具、导向及有关计算由于组合机床有大量刀具同时工作，为了使机床正常工作，不经常停车换刀，而达到较高的生产率。所选择的切削用量比一般通用机床的切削用量要低一些。总体上说：在采用多轴加工的组合机床的切削用量和切削速度要低一些。根据现有组合机床使用情况，多轴加工的切削用量比通用机床单刀加工的切削用量约30%左右。 加工直径：d=5.2mm 切削速度：v=12m/min n=732r/min 进给量： f=0.1mm/r2.3.3 刀具结构的选择根据工艺要求及加工精度的不同，组合机床采用的刀具有：简单刀具、复合刀具及特种刀具。选择刀具结构应注意以下几个问题：只要条件允许，为使工件可靠、结构简单、刃磨容易，应尽量选择标准刀具或简单刀具。选择刀具结构时，还必须认真分析被加工零件材料特点。基于以上问题和对被加工零件的分析，本设计中选择的刀具为锥柄麻花钻。2.3.4 动力部件工作循环及行程的确定动力部件的工作循环是指加工时，动力部件从原始位置开始运动到终了位置，又返回到原位的动作过程。 （1）工作进给长度的确定 =18mm （1）：工作进给长度 ：切入长度 ：加工长度 ：切出长度 （2）快速引进长度的确定：快速引进是指动力部件把刀具送到工作进给位置，其长度由具体情况确定。本工序选取快速引进长度为30mm。 （3）快速退回长度的确定：快速退回长度是快速引进长度和工作进给长度之和。本工序为48mm。 （4）动力部件总行程的确定：动力部件总行程为快退行程和前后备量之和。总行程为215mm前备量为30mm，后备量为137mm。3 三图一卡的设计 此处省略 NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过答辩3.1.3 绘制矿山掘进机箱体两端面孔的被加工零件工序图根据以上所述分析确定零件的加工工序图。对零件进行总体分析，绘制了矿山掘进机箱体两端面孔的被加工零件工序图。 图1 被加工零件工序图 Fig. 1 Processed parts process diagram3.2 被加工零件加工示意图 加工示意图是组合机床设计的重要图纸之一，在机床总设计中占有重要 位置。它是设计刀具、夹具、主轴箱以及选择动力部件的主要资料，同时也是调整机床和刀具的依据。加工示意图，要反映机床的加工过程和加工方法，并决定接杆的尺寸，钻杆长度，刀具种类数量，刀具长度及加工尺寸，主轴尺寸及伸出长度，主轴、刀具、导向与工件的联系尺寸等。 加工示意图应绘制成展开图，其绘制顺序是，首先按比例绘制工件的外形及加工部位的展开图。特别是注意那些距离很近的孔严格按比例相邻绘制，以便清晰地看见相邻刀具、导向及工具、主轴等是否想撞。然后，根据工件加工要求几次选定的加工方法绘制刀具，并确定导向形式、位置及尺寸，选定主轴和接杆。从这些刀具中找出影响其联系尺寸的关键刀具，按其中最长的一根刀具，从主轴箱到工件之间的最小距离来确定全部刀具，导向及工件之间的尺寸联系。 加工示意图还要绘制出工件加工部位的图形。在轴数多时，必须在空旁边标上号码，以便设计和调整机床。3.2.2 加工示意图的画法及注意事项 （1）加工示意图的绘制顺序是：先按比例用细实线绘出工件的加工部位和局部结构的展开图。加工表面用粗实线。以简化设计，相同加工部位的加工示意图（指对同一规格的孔加工，所用的的刀具、导向、主轴、接杆等规格的尺寸、精度完全相同），允许只表示其中之一，亦即同一多轴箱上结构尺寸相同的主轴只画一根。但必须在主轴上标注轴号（与工件的孔号相对应）。 （2）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，当被加工件的孔间距很小或需设置径向结构尺寸较大的导向装置时，相临主轴必须按严格比例绘制，并检查相互是否干涉。 （3）主轴应从多轴箱端面画起。刀具加工终了位置。标准的通用结构只画外形轮廓，并必须加注规格代号。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。根据前面所选的刀具及导向装置工作行程等绘制出零件的加工示意图：如图2所示 图2 加工示意图 Fig. 2 Processing schematic drawing3.3 机床联系尺寸链图3.3.1 联系尺寸链的作用及内容 一般来说，组合机床是由标准的通用部件动力滑台、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多轴箱、刀、辅助系统，夹具，液、电、冷却、润滑、排屑系统组合装配而成。联系尺寸图来表示机床各组成部件的相互装配联系和运动关系，以检验机床各个部分相对位置及尺寸联系是否满足加工要求；通用部件的选择是否合理；并为进一步开展多轴箱、夹具等专用部件、零件的设计提供依据。联系尺寸图也可以看成是简化的机械总图，他表示机床的配置型式及总体布局。联系尺寸图的主要内容如下 （1）以适应数量的视图（一般为主、左视图）按同一比例画出机床各主要组成部件的外形轮廓及相关位置，表明机床的配置型式及总体布局、主视图的选择应与机床实际加工状况一致。 （2）图中应尽量减少不必要的线条及尺寸。担反映各部分的联系尺寸、专用部件的轮廓尺寸、运动部件的极限位置及行程尺寸，必须完整齐全。至于各部分的详细结构不画出，留在具体设计部件时完成。 （3）为便于开展部件设计，联系尺寸图上应表注通用部件的规格代号，电动机型号、功率及转速，并注明机床部件的分组情况及总行程。3.2.2 选择动力部件动力部件的选择主要是确定动力箱和动力滑台。根据已定的工艺方案和机床配置形式并结合使用及修理因素，确定机床为卧式单工位液压传动组合机床，选用配套的动力箱驱动多轴箱钻孔。 影响动力部件选择的主要因素 ： （1）切削速度：根据各刀具主轴的切削用量，计算出总切削功率，再考虑传动效率或空载功率损耗及载荷附加功率损耗，作为选择组合机床主传动用动力箱型事情规格的依据。每种型号的动力箱皆可以配用两种规格的电动机，这两种电机除功率大小不同外，转速也不同。因此动力箱输出转速也有高低两种，应根据多轴箱传动系统设施设计要求，并使多轴传动链短和设计简单来选用。 （2）进给力：每种规格的动力滑台有最大进给力F进的限制。选用时，可根据确定的切削用量计算出主轴的轴向切削力合力F，以F来确定动力滑台的型号和规格。 （3）进给速度：各种规格的动力滑台都有规定的快速行程速度及最小进给限制。所选择的快速行程速度应大于动力滑台额定的最小进给量。 （4）行程：选用动力滑台时，必须考虑其允许最大行程。目前设计的动力滑台有三种行程。设计时，所确定的动力部件总行程应小于所选动力滑台的最大行程。 （5）多轴箱轮廓尺寸：为使加工过程中动力部件有良好的稳定性，不同规格的动力滑台与何种规格的动力箱配套使用，其上能安装多大轮廓尺寸的多轴箱是有一定限制的。设计时可查组合机床通用部件相应标准的推荐值。 （6）动力滑台的精度和导轨材料：新标准动力滑台均采用单导轨两侧导向，增加了导向的长度比，提到了导向精度。导向材料有两种，A型为铸铁导轨，B型为镶铁导轨，两种材料导轨皆经淬火，硬度达G4248，故导轨寿命高。动力滑台共有3个精度等级，“M”表示精密级，“G”表示高精度级，型号尾部无符号为普通精度级，如1HY25M，1HY25G，1HY25。可根据加工精度，经济合理地选用动力滑台。综合考虑上述因素，根据具体加工要求，正确合理的选择动力部件动力滑台和动力箱，并以其为基础进行通用部件配套。在此设计中，根据对加工零件的分析及相关尺寸的计算决定选用HY25B-I型液压滑台，台面宽250mm，台长500mm,行程长250mm,导轨为铸铁材料，滑台及滑座总高250mm，滑座长790mm，允许最大进给力F进=8000N，快速行程速度为12m/min，工进速度32-800mm/min。选取1TD25-A型号的动力箱,电动机型号为Y90L-6,其电动机功率不小于2.2kW,电动机时转速为1420r/min,动力箱与动力滑台结合面尺寸,长500mm,宽250mm,动力箱与多轴箱结合面尺寸,宽250mm,高992.5mm,动力箱输出轴距箱底面高度烛250mm。3.3.3 联系尺寸图应考虑的主要问题 绘制联系尺寸图，一般是在以画出加工零件的工序图、加工示意图，并初选用动力部件及与其配套的通用部件之后进行的 。对于机床的某些重要尺寸也应在画联系尺寸图之前的方案设计阶段初步确定，如机床的装卸高度H，多轴箱的轮廓尺寸及夹具轮廓尺寸等。尤其对于加工精度要求比较复杂的组合机床，往往需要预先画出夹具方安的详细草图，以确定其主要轮廓尺寸。所以，总体设计更确切地说是包括夹具方案在内的四图一卡的设计。于矿山掘进机箱体加工组合机床的联系尺寸图的确定。 （1）夹具轮廓尺寸的确定：组合机床夹具是保证零件加工精度的重要专用部件。这里所确定的夹具轮廓尺寸是指夹具底座的长、宽、高。这些尺寸的确定，除了首先必须考虑工件的形状、轮廓尺寸、具体结构外，还必须考虑能够布置下保证加工要求的定位、限位、夹紧机构、导向系统，并要考虑夹具底座与机床其他部件连接、固定所需要的尺寸。满足要求后即可绘制出夹具图。 （2）机床的装料高度H：装料高度是指机床上工件的定位基准到地面的垂直距离，我国过去的设计组合机床一般H=850mm。为提高通用部件及支撑部件的刚度并考虑自动线设计时中间底座内要安装夹具输送、冷屑、排屑装置，新颁布的组合机床标准推荐可视具体情况在H=8501060mm之间选取。选取装料高度装料高度H考虑的主要因素是：应与车间里运送工件的滚道高度相适应，工件定位的孔到最低主轴的距离为h1=94.5mm, 最低主轴距主轴箱箱底为h2=10mm，主轴与液压滑台之间的有0.5mm的间隙。和选用通用部件、中间底座、夹具等部件高度尺寸的限制选用滑台与滑座总高度h3=250mm，底座高度h4=560mm,中间底座高度h5=240mm,滑座与侧底座之间调整高度h6=560mm,综合上述因素，本机床的装料高度取H=900 mm。（3）中间底座轮廓尺寸：中间底座的轮廓尺寸要满足夹具在其上面连接安装的需要。其长度方向尺寸要根据所选动力部件（滑台和滑座）及配套部件的位置关系，照顾各部件联系尺寸的合理性来确定。非常重要的是，一定要保证加工终了位置时，工件端面至多轴箱的距离不小于加工示意要求的距离。同时要考虑动力部件处。被加工零件的轮廓以点划线、多轴箱轮廓尺寸用粗实线表示。多轴箱的宽度B和高度大小主要与被加工零件孔的分布有关，可按下式确定： B=b+2b1 H=2h +h1+b2 （2） 式中b工件的宽度方向相距最远两孔的距离（mm） b2最边缘主轴中心距箱外壁的距离（mm） h工件在高度方向相距最远两孔的距离（mm） h1最低主轴高度（mm） b和h为以知尺寸。为保证多轴箱排布齿轮有足够的空间，推荐b>70100mm。 多轴箱最低主轴高度h1须考虑到与工件最低孔位置、机床装料高度、滑台滑座总高度、侧底座高度、滑座与侧底座之间的调整高度（5mm）等之间的关系确定。对于卧式组合机床，h1要保证润滑油不至于从主轴衬套泄出箱外，通常用：h1>85140mm对于本次设计的组合机床h1=h2+H（0.5+h3+h6+h4） =10+900（0.52505560）=94.5 （3）若取b1=150mm,则可求出多轴箱轮廓尺寸为：B=b+2b1 B=152+2×100=352（mm） H=2h+ h1+ b2=2×99+94.5+100=392.5(mm) （4）根据上诉计算值，按主轴箱轮廓尺寸系列标准，最后确定多轴箱轮廓尺寸为B×H=400×400mm。3.3.4 联系尺寸图的画法及步骤 （1）画主视图 主视图的图形布置位置应与实际位置一致，并应选择适当比例。先用双点划线或细实线画出被加工零件的长×高轮廓。以工件两端及最低孔中心OO1分别为长度与宽度的定位基准，根据以确定的机床各组成部件轮廓尺寸及主要相关尺寸按下列顺序进行。 以工件的下表面为基准，根据前面已经确定的工件前端面至多轴箱外轮廓。多轴箱以其后盖与动力箱定位连接，根据选择的ITD25型动力箱的安装连接尺寸画出动力箱的轮廓。动力箱以其底面与动力滑台定位连接，再机床长度方向上，通常动力箱后端面应与滑台后端面平齐安装。动力滑台与滑座在机床长度方向的相对位置，由加工终了时滑台前端到滑座前端面L2决定，L2是机床长度方向上各部分联系尺寸的可调环节。对于标准的动力滑台，L2尺寸的最大范围7585mm。L2是动力滑台、滑座本身结构决定的滑台前端面到滑座前端面的最小与前备量二者之和。前者不应小于1520mm,对于这次设计来说取20mm,则L2=60+20=80mm。 为便于机床的调整和维修，滑座与底座之间需加5mm厚的调整垫片批。而滑座与侧底座在机床长度方向上的相对位置由滑座前端面到侧底座前端面的距离L3决定。若采用的侧底座为标准型，则L3可由组合机床通用部件联系尺寸标准中查的：L3=180。中间底座长度尺寸L确定后，必须根据夹具长度尺寸A及中间底座的相对安装位置来检查尺寸a的大小是否合适。通常，当机机床不采用切削液时，a尺寸最小可取10-15mm，当机床采用切削液时，要考虑中间底座周边应有一定宽度的回收冷却液及排屑沟槽，a一般不小于70-100mm。如果计算出的L值不能满足A和a尺寸要求，可采取改变加区终了位置时多轴箱端面至于工件端的距离L1尺寸进行调节，此时必须同时修改加工示意图，以达到相关尺寸，但必须保证滑台有足够的前备量15-20mm。若计算出中间底座尺寸L过大而造成a尺寸过大时，一般可通过增加L2尺寸或侧底座与中间底座之间加垫铁的办法,使L尺寸减小,a尺寸减小。但必须注意，增加12的尺寸，不要超过动力滑台关于尺寸的最大调节范围。综上所述可以看出中间轮廓尺寸（尤其是沿机床长度方向的尺寸L）的决定比较灵活，即要照顾到与其他部件之间联系尺寸的合理性，又要尽量使机床布局匀均节省材料。 （2）画右视图在于重点表示清楚机床各部件在宽度方向轮廓尺寸及相关的位置，配合主视图完成联系尺寸图所需要表达的内容。 （3）联系尺寸图应标注机床各主要组成部件轮廓尺寸及相关尺寸，应使机床在长、宽、高三方向的尺寸链闭。 完整、恰当的标注机床各主要组成部件的轮廓尺寸及相关尺寸，应使机床在长、宽、高三方向的尺寸链封闭。应表示清楚运动部件的原位、终点状态及运动过程情况（可用工作循环图表示），以确定机床最大轮廓尺寸。应注明工件、夹具、动力部件、中间底座对称中心线的位置关系。一般注明电动机的型号、功率、转速及所选标准通用部件的型号规格和主要轮廓尺寸，并对组合机床所有部件进行分组编号、作为部件和零件设计的原始依据。 根据设计要求，经过计算绘制出组合机床的联系尺寸如图3所示。 图3 机床联系尺寸图 Fig. 3 Machine contact size chart3.4 生产率计算卡根据选定的机床工作循环所要求的工作行程长度、切削用量、动力部件的快速及工进速度等，就可以计算机床的生产率计算卡，用以反映机床的加工过程、完成每个动作所须的时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率等。3.4.1 理想生产率Q1 Q1=A/K（件/h） A年生产纲领 6万件 K单班制取2350h所以 Q1=60000/2350=25.53件/h （5）3.4.2 实际生产率QQ=60/T单（件/h） T单生产一个零件所需的时间（min）T单=t切+ t辅=L1 L2分别为刀具第1,第2工作进给行程长度(mm);Vf1 vf2分别为刀具第1,第2工作进给量(mm/min)；t停当加工沉孔止口,光整表面,动力滑台在死挡铁上的停留时间,通常指刀具在加工终了时,无进给状态下旋转5-10r所需时间(min);L快进, L快退分别为动力部件快进快退行程长度(mm)；vfk机械比肩取6-8m/min;液压取4-12m/mm；t移一般取0.1min；t装卸一般取0.5-1.5min；T单= t移+ t移=(L1/vf1+ L2/vf2+t停)+(L快进+L快退)/vfk+t移+t装卸=22/70+128/4000+150/4000+1.4=1.984Q=60/1.984=30.24(件/h) （6）3.4.3 机床负荷率 当Q1Q2=25.53/30.24=0.844根据组合机床的使用经验,适宜的机床负荷率为负=0.75-0.90,设计时,可按机床复杂程度参照下面表1确定。 表1 组合机床允许的最大负荷率 Table 1 Combination machine tools allow maximum load rate机 床主轴数负荷率负单面或双面1509016-40090-08641-84086-0804 多轴箱右主轴箱设计4.1 右主轴箱设计步骤 4.1.1 组合机床主轴箱的用途及分类多轴箱是组合机床的主要部件之一，按专用要求进行设计，由通用零件组成。其主要作用是，根据被加工零件的加工要求，安排各主轴的位置，并将动力和运动由电机或动力部件传给各工作主轴，使之得到要求的转速和转向。多轴箱按其结构大小，可分为大型主轴箱和小型主轴箱两大类。大型又分为通用主轴箱和专用主轴箱两种。专用主轴箱根据加工特点及加工工艺要求进行设计，由大量的专用零件组成，其结构与设计方法与通用机床类似，由于本设计工件较大。所以本设计说明书着重介绍大型通用主轴箱的设计的有关问题。4.1.2 右主轴箱设计步骤 多轴箱是组合机床的重要专用部件。他是根据加工示意图所确定的工件加工孔数和位置、切削用量和主轴类型设计的传动各主轴运动的动力部件。其动力来自通用的动力箱，与动力箱一起安装于进给滑台，可完成钻、扩、铰、镗孔等加工工