气缸盖钻孔组合机床(3)

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根据选定的切削用量计算出切削转矩M由教材《组合机床设计》表3—19查得，主轴外伸部分尺寸：

初定主轴直径 d=Φ20mm

由表3—22查得主轴外伸部分尺寸：D/d1=30/20 L=115mm （2）接杆的选择

选择接杆主要决于其参数，应根据刀具尾部结构和主轴外伸部分的内孔直径d1

而定。因此选取锥号为1号，主轴外伸部分的内孔直径d1=20mm,所以由表3—23选择杆号为2号，类型为A,取总长L=260mm。

主轴箱端面至工件端面之间的轴间距离是加工示意图上最重要的联系尺寸，为了缩短刀具悬伸长度与工作行程长度，要求这一距离越短越好。

2.2.4 确定动力部件的工作循环

工作循环是指加工时动力部件从原始位置的动作过程。包括快速进给、工作进给、快速退刀等动作。 (1)工作进给长度的确定

工作长度l工等于工件加工部位长度l（多轴加工时应按最长计算）与刀具切入长度l1和切出长度l2之和。

切入长度l1根据本工件端面误差情况分析选取l1?14mm；

d9因为本机床是专用钻孔机床，切出长度l2??(3?8)??5?8

33? l工?l1?l2?l?14?8?18?40mm 具体如下2-2图所示：

图2-2

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(2)快退长度的确定

快速退刀长度等于快进和工进长度之和。快退长度必须保证刀具在钻孔完毕 后，必须回到初始位置，而不影响工件装卸；快速进给是指动力部件把主轴连同刀具以原始位置送入到工作位置，其长度按具体情况而定。

所以 快退长度?快进长度?工进长度?120?40?160mm (3)动力部件的总行程长度

动力部件的总行程除应保证要求的工作循环和工作行程外，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的距离。所以根据加工要求选择前备量为20mm；后备量是指刀具从接杆或接杆连同刀具一起从主轴孔中所需的轴向距离。所以根据加工要求选择后备为110mm。

? l总?l快退?l前?l后?120?20?110?250mm

2.3 机床总联系尺寸图的绘制

机床总联系尺寸图清楚地表明了机床的型式和布局，规定各部件的轮廓尺寸及相互间的装配关系和运动关系，以检验机床各部件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，并为进一步开展主轴箱、夹具等设计提供依据。联系尺寸图也可看成是简化的机床总图。它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) 以适当数量的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态一致。

(2) 图上应尽量减少不必要的线条及尺寸。但反映各部件的联系尺寸、专用部件

的主要轮廓尺寸、运动部件的极限位置及行程尺寸，必须完整齐全。至于各部件的详细结构不必画出，留在具体设计部件时完成。

(3) 为便于开展部件设计，联系尺寸图上应标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。

2.3.1 动力部件的选择

组合机床的动力部件是配置组合机床的基础。组合机床动力部件包括实现刀具主轴旋转的主运动的动力箱，各种工艺切削头及实现进给运动的动力滑台，具体选择如下：

(1)选择动力箱

N动?N主?N进 （N进进给功率）

由《组合机床设计》P24表(2?15)选择动力箱为ITD32-II。电动机型号

Y10025L，功率N电?3.0km，电机转速为1430r2?4min，动力箱输出轴转速

720rmin；动力箱与动力滑台结合面尺寸：多轴箱的厚度为325mm、高度为

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500mm、宽度为500mm。动力箱输出轴距箱底面高度为125mm。 (2)选择动力滑台

计算得出?F?8022N查《组合机床设计》P16页表(2?4)，可知1HY32-1型滑台总行程为400mm，其具体性能如下：

台面宽320mm，台面长630mm，行程长400mm，滑座长790mm，允许最大

0，快速行程速度为10mmin，工进速度范围为进给力为F进?1250N20~650mmmin。

本次设计的组合机床选用双矩形导轨，采用双矩形导轨的外侧面导向，用斜镶条调整导轨间隙，平压板将滑鞍与滑座脱离，此种导轨制造工艺简单，导向刚度好，经过改进设计后的各种滑台，淘汰了山形导轨。 （3）配套通用部件

侧底座1CC321、其高度H?560mm、宽度为B?520mm、长度L?1180mm 绘制联系尺寸图应考虑的主要问题

绘制联系尺寸图，一般是在已画出被加工零件工序图、加工示意图，并初选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，如机床的装料高度H，多轴箱轮廓尺寸及夹具轮廓尺寸等。尤其对于加工精度要求较高，比较复杂的组合机床，往往需要预先画出夹具方案的详细草图以确定其主要轮廓尺寸。

2.3.2 夹具轮廓尺寸的确定

夹具轮廓尺寸的确定主要是指夹具底座和长?宽?高，根据工件的尺寸、形状、具体结构及考虑布置下保证加工要求的定位、限位、夹紧机构、导向系统及与其它部件的联系尺寸最后确定。关于夹具的详细资料将在夹具的具体方案设计中体现出来。

2.3.3 机床的装料高度

机床的装料高度是指机床上工件的定位基准面到地面的垂直距离。设计组合机床时装料高度H应考虑的主要因素是：应与车间运送工件的滚道相适应，工件最低孔位置，主轴最低高度和选用通用部件、中间底座、夹具等高度限制。由于本次设计受四个孔的位置影响。即四个孔的中心线，装料高度选取了H?965mm。此时工人操作时可加脚踏板以便操作者装卸工件和调整机床、刀具方便。

2.3.4 中间底座轮廓尺寸

中间底座轮廓尺寸要满足夹具在其上面安装过程的需要，所选长度方向尺寸要依据动力部件(滑台和滑座以及其配套部件侧底座)的位置关系。照顾各部件联系尺寸的合理性来确定。非常重要的一定要保证加工终了位置时，工件端面至主轴箱端面的距离不小于加工示意图的要求。本次设计这一距离为800mm，同时考虑动力部件处于加工终了位置时，主轴箱与夹具外轮廓间应有利于机床调整和维修的距离，为了便于切屑和冷却液回收。

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由L?2(L1?L2?L3)?2(l1?l2?l3)可确定中间底座长度L 2 L1为加工终了时主轴箱端面到工件端面的距离 L2为多轴箱厚度

L3为沿机床长度方向工件的尺寸

l1为机床方向上，多轴箱与滑台的重合长度

l2为加工终了位置，滑台前端面至滑座前端面的距离 l3为滑座前端面至侧底座端面的距离 所以

L3)?2(l1?l2?l3) 238 ?2?(386?325?)?2?(230?40?70)?758mm

2L?2(L1?L2?为提高中间底座的通用性，应选取优先数列的数，因此，取L=800mm 综上所述：

中间底座长800mm， 高560mm。 中间底座轮廓尺寸为800?520?560 可参考机床联系图

2.3.5 主轴箱轮廓尺寸的确定

绘制主轴箱时，着重确定的尺寸就是主轴箱的宽度B和高度H及最底主轴高度h1。具体内容可按以下公式确定。

B?2b1?b H?h?h1?b1

式中： h1——最低主轴高度

h ——工件在高度方向上相距最远的两孔距离

b1——最边缘主轴中心距外箱壁的距离

——工件在宽度方向相距最远的两孔距离 b

B?2b1?b?2?90?276?456mm H?h?h1?b1?276?115?90?481mm

据《机床设计手册》选取主轴箱轮廓尺寸为：B?H?500?500

2.4 编制生产率计算卡

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并编制生产率计算卡，用以反映机床的加工过程、完成每一动作所需要的时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率等。

1.理想生产率Q1

指完成年生产率纲领A(包括各种品及废品率在内)所要求的机床生产率。它与全年工时总数K有关，两班制生产K取1750h，则

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Q1?A50000??21.3(件)

hK23502.实际生产率Q

指实际设计机床每小时实际可以生产的零件数量。 Q?60件() hT单式中： T单——生产一个零件所需的时间(min)，它可根据下式计算： T单?t切?t辅?L1??L快进?L快退?L2??????t停??t移?t装卸?(min) ?v???vfk?f1vf2???式中：L1、L2——分别为刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作进给行程长度(mm)；

vf1、vf2——分别为刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作进给量(mmmin)；

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——动力部件快速行程速度。采用机械动力部件取6~8(mmin)液

压动力部件取4~12(mmin)；

t移——直线移动或回转工作台进行一次工位转换时间，一般可取

0.1min；

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、装卸是否方便及工人的熟练程度。根据各类组合机床的统计，一般取0.5~1.5min。

T单?t切?t辅?L1??L快进?L快退?L2??????t停??t移?t装卸? ?v???vfk?f1vf2??? ? = Q??40??120?160??0.02?0.1?1.5? ?????75??8000?2.188min

6060??27.4(件)

小时T单2.1732.4.1 机床负荷率

当Q1?Q时，计算二者的比值即为负率。 ?负?Q121.3??77.7% Q27.415

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