柴油机机体气缸盖面钻四孔专机总体设计及ZYB液压静力沉桩液机.doc

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1、 柴油机机体气缸盖面钻四孔专机总体设计及液压系统设计中 文 摘 要 应用组合机床加工大批量零件，快捷高效，生产效率高是机械加工的发展方向。本次设计任务是制定柴油机机体气缸盖面钻孔的加工工艺、钻孔夹具的设计、组合机床设计、液压控制系统设计。 在工艺制定过程中，通过生产批量的分析确定钻孔加工的加工方案，并寻求最佳的工艺方案，借此说明了工艺在生产过程中的重要性；在组合钻孔工序的工装设计过程中，结合实例，介绍了夹具设计方法，特别是对孔的加工精度进行了探讨；在液压控制系统设计过程中，以钻孔组合机床为对象，依据液压系统设计的基本原理，拟出合理的液压系统图。通过系统主要参数的计算确定了液压元件的规格；在组合

2、机床设计过程中，结合具体实例和设计经验, 阐述了通用件(如液压滑台，动力箱等)的选取及专用部件（如主轴箱）的设计计算。关键词：组合机床；主轴箱；工艺；钻孔夹具；液压传动The Design of Drilling Four holes on the Diesel Engine Cylinder Cover of Combination Machine and the Desing of Hydralic Pressure SystemAbstractThis paper introduces the drill combination machine working multiludinous

3、 spares，which is widely used for its high efficiency. This design task includes four parts: working out processing technology of drilling on the face of cylinder head, design and assemble of drilling jig, design combination machine tool and design hydraulic control parts. During process planning, de

4、fine the productive process of drilling and find out the best process plan by analyzing production lot, which show process planning is very important in product process; this paper introduces experiences of attachment design by using a practical exampleIt focuses on discussing how to improve the pre

5、cision of hole position; using a single bore modular machine tool as an object, according to the basic principle of the hydraulic system design, formulates the reasonable schematic diagram, the hydraulic pressure part specification through computation of the system main parameters is determined; Som

6、e designing examples are analyzed in this paper, and the considerations are discussed for designing composite tools for machining holes during designing combination machine tool, such as general parts (hydraulic slippery platform, driving force box, etc) selection and special use components (main sp

7、indle box) design .Key words: combination machine tool;axle boxes; handicraft;drills clamp;hydraulic transmission 目录1 前 言62 组合机床概述62.1 组合机床具有以下特点62.2 组合机床的发展趋势72.3组合机床分类102.4 组合机床设计步骤123 工艺方案的拟定124 组合机床参数设计154.1 选择切削用量154.2 确定切削扭矩和切削功率155 组合机床总体设计165.1被加工零件工序图165.2 加工示意图175.2.1 加工示意图的作用和内容175.2.2 绘制

8、加工示意图的注意事项185.2.3选择刀具、夹具及有关计算185.3机床联系尺寸总图205.3.1具体步骤如下205.4 机床生产率计算卡245.5机床分组276 液压系统的设计2761 液压系统的设计步骤和内容276.1.1液压系统的工况分析276.1.2拟定液压系统原理图286.1.3液压系统的计算和液压元件的选择286.1.4对液压系统进行验算286.1.5绘制正式工作图和编制技术文件286.2组合机床液压系统的设计296.2.1工况分析296.2.2拟定液压系统原理图316.3 液压系统的计算和选择液压元件336.3.1 液压缸主要尺寸的确定336.3.2 活塞杆稳定性较核346.3.

9、3 计算在各阶段液压缸所需的流量346.3.4 确定液压泵的流量、压力和选择泵规格346.3.4 液压阀的的选择366.3.5确定管道尺寸376.3.6液压油箱的确定376.4液压系统的性能验算386.5系统温升的验算427 PLC程序编制437.1 PLC的基本组成437.2 PLC的编程程语言438 结论和展望45参考文献46附录471 前 言毕业设计是我们在学校的最后一次设计，也是最综合的教学设计，具有及其重要的意义。在设计过程中的各个环节广泛运用到我们所学过的理论知识，也可以说这次毕业设计是对大学所学的专业理论知识的系统的回顾。本次设计也培养起系统设计、计算、综合分析问题和解决问题的能

10、力以及创造性设计的工作作风，为以后的实践工作打下了坚实的基础。“柴油机机体气缸盖面钻孔（4孔）组合机床（卧式）总体设计及液压系统设计”是我本次设计题目，本说明书主要介绍了设计的过程和方案的设定，是设计的重要组成部分。本说明书分六章介绍了单工位单面钻孔组合机床及液压系统的设计步骤。第二章和第三章介绍了组合机床的特点以及对工件进行分析，并制定出了合理的机械加工工艺的方法；第四章到第五章主要结绍了机床主传动系统的设计过程，包括参数设定、传动设计、结构设计以及零件工序图、加工示意图、尺寸联系图的绘制等；第六章简要介绍了液压系统的设计。本说明书的专业术语、单位及符号均采用国家标准（GB）和法定计量单位和

11、国际标准化协会（ISO）的标准。本书编制过程中，得到了张老师及同组同学的支持和热情帮助，在此对所有给予我支持和帮助的朋友，致以衷心的感谢！限于编者水平所限，误漏欠妥之处在所难免，欢迎批评指正2 组合机床概述组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。平面加工包括铣平面、锪平面、车端面；孔加工包括钻、扩、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹、锪沉孔滚压孔等。随着综合自动化的发展。其工艺范围正扩大到车外圆、行星铣削、拉削、推削、磨削及抛光、冲压的工序。此外，还可以完成焊接、热处理、自动装配和检测、清洗和零件分类及打印

12、等非切削工作。组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工及缝纫机、自行车等轻工业大批量生产中已获得广泛的应用；一些中小批量生产的机床、机车、工程机械的制造业中也已推广应用。组合机床最适宜加工各种大中型箱体类零件，如汽缸盖、气缸体、变速箱体、电机座及仪表壳等零件；也可用来完成轴套件、轮盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全部工序的加工。2.1 组合机床具有以下特点1、主要用于棱体类零件及杂件的孔面加工。2、生产率高。因为工序集中，可多面、多工位、多轴、多刀同时自动加工。3、加工精度稳定。因为工序固定，可选择成熟的通用部件、精密夹具和自动工作循环来保证加工精度的一致性。4、研制周期短，便于设

13、计、制造和使用维护，成本低。因为通用化、系列化、 标准化程度高，通用部件占70%90%，通用件可组织批量生产进行预制或外购。5、自动化程度高，劳动强度低。6、配置灵活。因为结构模板化、组合化。可按工件或工序要求，用大量通用件和少量专用件灵活组成各种类型的组合机床及自动线；机床易于改装:产品或工艺变化时,通用部件一般还可以重复利用。2.2 组合机床的发展趋势组合机床和组合机床自动线是一种专用高效自动化技术装备，目前，由于它仍是大批量机械产品实现高效、 高质量和经济性生产的关键装备，因而被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域。其中 ，特别是汽车工业，是组合机床和自动线最大的用户

14、。如德国大众汽车厂在Salzgitter的发动机工厂，90年代初 所采用的金属切削机床主要是自动线(60%)、组合机床(20%)和加工中心(20%)。显然，在大批量生产的机械工业 部门，大量采用的设备是组合机床和自动线。因此，组合机床及其自动线的技术性能和综合自动化水平，在很大 程度上决定了这些工业部门产品的生产效率、产品质量和企业生产组织的结构，也在很大程度上决定了企业产品 的竞争力。以系列化和标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件对一种或多种工件按预先确定的工序进行切削加工的机床。兼有万能机床和专用机床的优点。通用零部件通常占整个机床零部件的7090，只需要根据被加工零件的形状及工艺改变

15、极少量的专用部件就可以部分或全部进行改装，从而组成适应新的加工要求的设备。由于在组合机床上可以同时从几上方向采用多把刀具对一个或数个工件进行加工，所以可减少物料的搬运和占地面积，实现工序集中，改善劳动条件，提高生产效率和降低成本。将多台组合机床联在一起，就成为自动生产线。组合机床广泛应用于需大批量生产的零部件，如汽车等行业中的箱体等。另外在中小批量生产中也可应用成组技术将结构和工艺相似的零件归并在一起，以便集中在组合机床上进行加工。现代组合机床和自动线作为机电一体化产品，它是控制、驱动、测量、监控、刀具和机械组件等技术的综合 反映。近20年来，这些技术有长足进步，同时作为组合机床主要用户的汽车

16、和内燃机等行业也有很大的变化，其 产品市场寿命不断缩短，品种日益增多且质量不断提高。这些因素有力地推动和激励了组合机床和自动线技术的 不断发展。 1. 组合机床品种的发展重点在组合机床这类专用机床中，回转式多工位组合机床和自动线占有很重要的地位。因为这 两类机床可以把工件的许多加工工序分配到多个加工工位上，并同时能从多个方向对工件的几个面进行加工，此 外，还可以通过转位夹具(在回转工作台机床上)或通过转位、翻转装置(在自动线上)实现工件的五面加工或全部 加工，因而具有很高的自动化程度和生产效率，被汽车、摩托车和压缩机等工业部门所采用。 根据有关统计资料，德国在19901992年期间，回转式多工

17、位组合机床和自动线的产量约各占组合机床总数 的50%左右。 应指出，回转式多工位组合机床实际上是一种特殊型式的小型自动线，适合于加工轮廓尺寸250mm的中小 件。与自动线相比，在加工同一种工件的情况下，回转式多工位组合机床所占作业面积要比自动线约小2/3。 2. 自动线节拍时间进一步缩短 目前，以大批量生产为特征的轿车和轻型载货车，其发动机的年产量通常为60万台左右，实现这样大的批量 生产，回转式多工位组合机床和自动线在三班运行的情况下，其节拍时间一般为2030秒，当零件生产批量更大 时，机床的节拍时间还要更短些。在70年代，自动线要实现这样短的节拍，往往要采用并列的双工位或设 置双线的办法，

18、即对决定自动线节拍的、工序时间最长的加工工序要通过并联两个相同的加工工位，如果限制性 工序较多时，则通过采用两条相同的自动线来平衡自动线系统的加工节拍。显然，这样就要增加设备投资和作业 面积。自动线的短节拍，主要是通过缩短基本时间和辅助时间来实现的。 缩短基本时间的主要途径是采用新的刀具材料和新颖刀具，以通过提高切削速度和进给速度来缩短基本时间。 例如，德国大众汽车厂在加工铝合金缸盖燃烧室侧面时，采用PCD铣刀，铣削速度高达3075m/min，进给速度达 3600mm/min；又如，在镗削灰铸铁缸体的缸孔时，采用装有三个可转位CBN刀片的新颖镗刀头，切削速度达 800m/min，进给速度为15

19、00mm/min，加工深度为146mm的缸孔，其实际加工时间仅为5.8s，比传统加工工艺可缩 短2/3的加工时间。 缩短辅助时间主要是缩短包括工件输送、加工模块快速引进以及加工模块由快进转换为工进后至刀具切入工件 所花的时间。为缩短这部分空行程时间，普遍采用提高工件(工件直接输送)或随行夹具的输送速度和加工模块的 快速移动速度。目前，随行夹具的输送速度可达60m/min或更高些，加工模块快速移动速度达40m/min。 目前，随行夹具高速输送装置常用的有电液比例阀控制的或摆线驱动的输送装置。 70年代末，Honsberg公司在其加工变速箱体的自动线上就采用了电液比例阀控制的输送装置。该自动线长

20、18.2m，有12个加工工位，输送步距为1400mm，输送重量为7000kg，输送速度45.6m/min，一个步距的输送时间 仅为2.5s。为该输送装置的运动特性曲线。由于电液比例阀控制系统具有良好的启动和制动性能，且系统结 构简单，至今，这种输送装置仍被许多自动线所采用。 3. 组合机床柔性化进展迅速十多年来，作为组合机床重要用户的汽车工业，为迎合人们个性化需求，汽车变型品种日益增多，以多 品种展开竞争已成为汽车市场竞争的特点之一，这使组合机床制造业面临着变型多品种生产的挑战。为适应多品 种生产，传统以加工单一品种的刚性组合机床和自动线必须提高其柔性。在70年代，数控系统的可靠性有了很大 的

21、提高，故到70年代末和80年代初，像Alfing、Hller-Hille 和Ex-cell-o等公司相继开发出数控加工模块和柔性自动线(FTL)，从此数控组合机床和柔性自动线逐年增多。在 1988年至1992年间，日本组合机床和自动线(包括部分其它形式的专用机床)产量的数控化率已达32%39%，产值 数控比率达35%51%；德国组合机床和自动线产量的数控化率为18%62%，产值数控化率达45%66%(表2)。这 些数字表明，近十年来，床的数控化发展是十分迅速的。应指出，进入90年代以来，汽车市场竞争更趋激 烈，产品市场寿命进一步缩短，新车型的开发周期日益缩短(目前一般为35个月)，汽车品种不断

22、增多，因而汽车 工业对柔性自动化技术装备的需求量日益增多。如日本丰田汽车公司，在本世纪末的目标是公司下属工厂的柔性 化加工系统的普及率达到100%。很显然，组合机床及其自动线在保持其高生产效率的条件下，进一步提高其柔性 就愈来愈具有重要意义。 组合机床的柔性化主要是通过采用数控技术来实现的。开发柔性组合机床和柔性自动线的重要前提是开发 数控加工模块，而有着较长发展历史的加工中心技术为开发数控加工模块提供了成熟的经验。由数控加工模块组 成的柔性组合机床和柔性自动线，可通过应用和改变数控程序来实现自动换刀、自动更换多轴箱和改变加工行程 、工作循环、切削参数以及加工位置等，以适应变型品种的加工。 柔

23、性组合机床和柔性自动线用的数控加工模块，按其数控坐标(轴)数，主要有单坐标(Z)、双坐标(X-Z、Y-Z、 Z-U和Z-B等)和三坐标(X-Y-Z)加工模块；按其主轴数，有单轴和多轴加工模块，也有单轴和多轴复合加工模块。 单坐标加工模块由数控滑台和主轴部件(或多轴箱，包括可换多轴箱)组成。双坐标加工模块由数控十字滑台和 主轴部件组成，例如数控双坐标铣削模块。 立柱移动式数控三坐标加工模块，其刀具能在三个坐标上实现运动，可根据加工工件的品种和加工任务 配备刀库、换刀机械手以及所需的刀具，具有很高的柔性。这种加工模块是柔性自动线实现多品种加工最重要的 模块之一。 立柱移动式CNC三坐标加工模块可利

24、用X轴和Y轴的联动来实现周边铣削工艺，特别是在铣削象变速箱体这类刚 性较差的工件时，可采用较小直径的铣刀，实现高速(切削速度达2500m/min)周边铣削，由此减小加工时的切削 力和工件的变形。这比采用双坐标铣削加工模块用大直径铣刀进行铣削要优越得多。 多轴加工模块是又一种重要模块，主要用于加工箱体和盘类工件的柔性组合机床和柔性自动线。这类模块有多 种不同的结构形式，但基本上可分为自动换箱式多轴加工模块、转塔式多轴加工模块和回转工作台式 多轴加工模块。自动换箱式模块由于可在专门设置的多轴箱库中储存较多的多轴箱，故可用来加工较多不 同品种的工件。而转塔式和回转工作台式多轴加工模块，由于在转塔头和

25、回转工作台上允许装的多轴箱数量有限 (一般为46个)，所以这种加工模块只能实现有限品种的加工。 在自动线上采用CNC三坐标加工模块和转塔式多轴加工模块，不仅可实现不同品种工件的加工，而且在自动线 节拍时间内(如果节拍时间允许的话)，这类加工模块还可以在同一个加工工位上通过其自动换刀或换箱，依次实 现多道加工工序(粗镗、半精镗和精镗；钻孔、扩孔和攻丝)，从而减少自动线的加工工位数，缩短自动线的长度 。 单轴和多轴复合加工模块是一种三坐标数控加工模块，可通过自动换刀或自动更换多轴箱而实现单轴加工或多轴加工。值得提及的是，在80年代中期德国Honsberg公司推出的CNCMACH模块化系统是很有特色

26、的一种模块化系统，该系统充分应用模块化结构原理，在作为系统基础模块的 CNC三坐标模块上，通过增减各种不同的功能模块，拼装成各种不同坐标或不用工艺用途的加工模块。具体地说 ，从坐标看，除三坐标外，还可组成双坐标和单坐标加工模块；从刀库看，可装设刀具库和多轴箱库，可单独实 现刀具或多轴箱的自动更换，也可依次实现刀具和多轴箱的更换。 CNC MACH系统，不仅在机械结构方面，而且在控制和软件等方面也是模块化的。因此，利用该系统模块，可以 很方便地拼装成柔性自动线(FTL)、柔性加工单元(FMC)或柔性制造系统(FMS)。 除上述各种CNC加工模块外，机器人和伺服驱动的夹具也是柔性组合机床和柔性自动

27、线的重要部件。特别在柔 性自动线上，目前已较普遍地采用龙门式空架机器人进行工件的自动上下料，用于工件的转位或翻转。为搬运不 同的工件，可在自动线旁设置手爪库，以实现手爪的自动更换。夹具配备伺服驱动装置，以适应工件族内不同工 件的自动夹紧。1、提高通用部件水平；2、提高组合机床加工柔性；3、提高数控化程度；4、采用新刀具；5、发展自动检测技术；6、扩大工艺范围。2.3组合机床分类组合机床有大型组合机床与小型组合机床两大类,他们不仅在体积和功率上有大小之别,而且在结构和配置形式等方面也有很大差异。大型组合机床的配置型式可分为三大类:1.具有固定式夹具的单位组合机床这类组合机床夹具和工作抬都固定不动

28、。动力滑台实现进给运动,滑台上的动力箱(连主轴箱)实现切削主运动.根据动力箱和主轴箱的饿安置方式不同,这类机床的配置有以下几种: (1) 卧式组合机床(动力箱水平安装).(2) 立式组合机床(动力箱垂直安装).(3) 倾斜式组合机床(动力箱倾斜安装).(4) 复合式组合机床(动力箱具有上述两种以上的安装状态).2.具有移动式夹具的(多工位)组合机床这类组合机床的夹具安装在直线移动工作台或回转运动工作台上,并按照一定的节拍时间间歇移动或转动,使工位得到转换.这类机床的配置型式,常见的有以下四种。(1) 具有移动工作台的机床.(2) 具有回转工作台的机床.(3) 鼓轮式机床.(4) 中央立式机床.

29、3.转塔主轴箱式组合机床转塔主轴箱式组合机床分为两类:单轴转塔动力头式组合机床和多轴转塔头式组合机床 图1 组合机床2.4 组合机床设计步骤组合机床设计是一项技术性很强的工作，对系统分析要求较高。必须根据加工对象的要求和工厂的实际情况，力争设计出技术上先进，经济上合理和工作上可靠的组合机床。其一般过程如下：1、调查研究被加工零件，制定合理的加工工艺；2、制定总体布局方案，确定主要技术参数；3、组合机床总体设计；4、主轴箱传动系统设计；5、专用夹具设计。3 工艺方案的拟定工艺方案的拟定是组合机床设计的关键的一步，在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此，应根据工件的加工要求和特点，按

30、一定的原则并结合组合机床常用工艺方案、考虑各种影响因素，在经济分析后拟定出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。又我们所需加工的零件为箱体类零件，在气缸盖面加工螺纹底孔，底孔大小由资料3表3-1（）查得：，表面粗糙度要求：。因为是箱体类零件，且零件加工工序为钻孔，采用一面两销定位方法不合理。该工序处于整个机体设计的中间环节，钻孔前已对定位面进行了粗、精加工，所以可以底面、大孔面两点及气缸盖面一点定位，夹紧上面，钻气缸盖面四孔。遵循基准先行、先主后次、先粗后精、先面后孔的原则，拟定的工艺路线如下：工艺路线如下1：工序1 粗铣上、下面；工序2 粗铣两侧面；工序3 精铣上、下面；工序4 精铣两侧面；工序

31、5 粗铣前后面；工序6 精铣前后面；工序7 粗镗各孔；工序8 半精镗各孔；工序9 精镗各孔；工序10 钻长油孔；工序11 钻挺柱孔；工序12 扩挺柱孔；工序13 铰挺柱孔；工序14 钻气缸盖面上四螺纹底孔（M16）14.4及齿轮室盖面、主轴承盖面钻孔；工序15 中间检查；工序16 底面、上面、后面三面钻孔；工序17 气缸盖面、齿轮室盖面、主轴承盖面攻丝；工序18 底面、上面、后面三面攻丝；工序19 刮卡簧槽；工序20 刮机油滤网、螺孔内平面；工序21 铰2-5N7孔；工序22 钻水道孔；工序23 检查；工艺路线如下2：工序1 粗铣上、下面；工序2 粗铣前后面；工序3 粗铣两侧面；工序4 精铣上

32、下后面；工序5 精铣前后面；工序6 精铣两侧面；工序7 粗镗各孔；工序8 半精镗各孔；工序9 精镗各孔；工序10 钻长油孔；工序11 钻挺柱孔；工序12 扩挺柱孔；工序13 铰挺柱孔；工序14 钻气缸盖面上四螺纹底孔（M16）14.4及齿轮室盖面、主轴承盖面钻孔；工序15 中间检查；工序16 底面、上面、后面三面钻孔；工序17 气缸盖面、齿轮室盖面、主轴承盖面攻丝；工序18 底面、上面、后面三面攻丝；工序19 刮卡簧槽；工序20 刮机油滤网、螺孔内平面；工序21 铰2-5N7孔；工序22 钻水道孔；工序23 检查；通过分析研究两种工艺路线，考虑其零件的加工特点和加工的方便性，选用工艺路线一。详

33、细加工工艺参数及设备见机械加工工艺过程综合卡片4 组合机床参数设计首先选择机床的类型，本设计选择固定式夹具的单工位卧式组合机床。 4.1 选择切削用量确定了在组合机床上完成的工艺内容后，就可以选择切削用量。组合机床切削用量的选择：钻孔直径及深度：d=14.4mm l=32mm；工件材料：灰铸铁170241HBS；刀具型式及材料：锥柄加长麻花钻 高速钢查表资料1 611，612(、)得: f =0.2-0.4mm/r V=16-24m/min ；取V=20m/min f=0.3mm/r。又因为孔深l=2d 则切削速度为v、进给量为f，由资料2表3-14查得：。则最终： V=0.920=18m/m

34、in f=0.3mm/r4.2 确定切削扭矩和切削功率根据所选的切削用量，确定切削力，作为选择动力部件及夹具设计的依据；计算出切削扭矩，就可以确定主轴及其它传动件的尺寸；确定切削功率，才能选出电机。由资料1表6-20（）查得:1、 扭矩：1、 切削功率: 2、切削力: 则:5 组合机床总体设计组合机床的总体设计就是针对具体零件，在选定的工艺和结构方案的基础上进行组合机床总体方案图样文件设计。其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图等。5.1被加工零件工序图被加工零件工序图是根据制定的工艺方案，表示所设计的组合机床上完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，

35、加工用的定位基准、夹紧部位以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图样。被加工零件加工工序图是在被加工零件图基础上，突出本机床的加工内容，作必要的说明而绘制的。其主要内容包括：1）被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本工序机床设计有关的部位结构形状和尺寸。2）本工序所选用的定位、夹紧部件及夹紧方向。3)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对上道工序的技术要求。4）注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量。具体见零件工序图图2。图2 零件加工工序图5.2 加工示意图5.2.1 加工示意图的作用和内容 加工示意图是在工艺方案和机

36、床总体方案初步确定的基础上绘制的。是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图。它是设计刀具、辅具、夹具、多轴箱和液压、电气系统以及选择动力部件、绘制机床总联系尺寸图的主要依据；是对机床总体布局和性能的原始要求；也是调整机床和刀具所必需的重要技术文件。加工示意图应表达和标注的内容有：机床的加工方法，切屑用量，工作循环和工作行程；工件、刀具及导向、托架及多轴箱之间的相对位置及其联系尺寸；主轴结构类型、尺寸及外伸长度；刀具类型、数量和结构尺寸（直径和长度）；接杆（包括镗杆）、浮动卡头、导向装置、攻螺纹靠模装置等结构尺寸；刀具、导向套间的配合，刀具、接杆、主轴之间的连接方式及配合尺寸等。5.2.2 绘制加

37、工示意图的注意事项加工示意图应绘制成展开图。按比例用细实线画出工件外形。必须使工件和加工方位与机床布局相吻合。采用标准通用结构只画外轮廓但须加注规格代号。 5.2.3选择刀具、夹具及有关计算5.2.3.1 刀具的选择 考虑到工件材质、加工精度、表面粗糙度、排屑等要求，并尽量选用标准刀具。本例选用锥柄加长麻花钻。5.3.3.2 导向结构的选择组合机床加工孔时，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的导向装置来保证的。本例中所加工4个14.4孔选用固定式钻套。5.2.3.3 确定主轴类型、尺寸、外伸长度主轴类型主要依据工艺方法和刀杆与主轴的联系结构进行确定。主轴轴颈及轴端尺寸主要取决于进给力和主轴刀具系统

38、结构。查资料1 表34（）初定主轴直径d，计算如下：D=B 式中d轴的直径（mm） T轴所传递的转矩（Nm） B系数,通常,主轴允许最大扭转角度为1/2,则B=6.2.则可取d=25或30mm,通用主轴的最小间距的限制，只能选d25。由资料2表3-22查得其外伸长度为115（卧式），主轴类型选用圆锥滚子轴承的主轴。又由主轴外伸端直径及刀具的莫氏锥度选取接杆号为7-L T0635-41，由资料2表3-23查得。5.2.3.4 标注联系尺寸 多轴箱端面到工件端面的距离是加工示意图上最重要的联系尺寸。为使所设计的机床结构紧凑，应尽量缩小这一距离。主要取决于：一是多轴箱上刀具、接杆、主轴等结构和相互联

39、系所需的最小轴向尺寸；二是机床总布局所要求的联系尺寸。5.2.3.5 标注切削用量各主轴的切削用量应标注在相应的主轴后端。其内容包括：主轴转速ni、相应刀具的切削速度v i、每转进给量f i、和每分钟进给量。主轴转速 刀具的切削速度 v i=18m/min每转进给量 f i=0.3mm/r每分钟进给量 =0.3398=119mm/min5.2.3.6 动力部件的工作循环及行程确定 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加工终了位置，又返回原位置的动作过程。一般包括快速引进工作进给和快速退回等动作。首先确定工作进给长度L工，应等于加工部位长度L(多轴箱加工时按最长孔设计)与刀

40、具切入长度L1和切出长度L2之和。本次工序所加工的孔为盲孔,即 L工L1L切入长度一般为510mm，本设计选L18mm，则 ：L工83240mm还需要确定快速引进长度和快速退回长度 快速引进是指动力部件把刀具送到工作进给位置，其长度按具体情况确定。本设计中选快进长度为120mm。而快速退回的长度等于快速引进和工进长度之和。一般在本设计这样的固定式夹具钻孔的机床上，动力部件快速退回的行程，只要把所有刀具都退至导套外，不影响工件的装卸就行了。所以可以选取快速退回长度为160mm。一般情况还需要确定动力部件的总行程。动力部件的总行程除了满足工作循环向前和向后的行程外，还要考虑因刀具磨损或补偿制造安装

41、误差，动力部件能够向前调节的距离（即前备量）和刀具装卸以及从接杆中或接杆连同刀具一起从主轴孔中取出时，动力部件需后退的距离（刀具退离夹具导套外端面的距离应该大于接杆插入主轴孔内或刀具插入接杆孔内的长度，即后备量）。其加工示意图如图3所示：图4 加工示意图5.2.3.7 其它应注意的问题图中尺寸应该标注完整，尤其是从多轴箱端面至刀尖的轴向尺寸链应齐全，以便于检查行程行程和调整机床。图中应表示出表示出机床动力部件的工作循环图及各行程长度。且加工示意图应有必要的说明。如被加工零件的名称、图号、材料、硬度、加工余量、毛坯要求、是否加冷却液及其他特殊的工艺要求等。5.3机床联系尺寸总图机床联系尺寸总图是

42、以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并按初步选定的主要通用部件以及确定的专用部件的总体结构而绘制的。是用来表示机床的配置型式、主要构成及各部件安装位置、相互联系、运动关系和操作方位的总体布局图。用以检验各部件的相对位置及尺寸联系能否满足加工要求和通用部件选择是否合适；它为多轴箱、夹具等专用部件设计提供重要依据；它可以看成是机床总体外观简图。由轮廓尺寸、占地面积、操作方式等可以检验是否适应用户现场使用环境。5.3.1具体步骤如下5.3.1.1 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。已确定机床为立式单工位液压传动组合机床，液压滑台实现工作进给运动，选择配套的动力箱驱动多轴箱钻孔主

43、轴。动力箱的规格要与滑台匹配，其驱动功率主要依据多轴箱所要传递的功率来选用。在不需要精确计算多轴箱功率或多轴箱尚未设计出来之前，可按下列简化公式进行估算： P多轴箱P切削/式中 P切削消耗于各主轴的切削功率的总和。单位为KW；多轴箱的传动功率，加工黑色金属时取0.80.9，加工有色金属时取0.70.8；主轴数多、传动复杂时取小值，反之取大值。P多轴箱P切削/=本设计多轴箱选用1TD40-A动力箱驱动，驱动轴转速480r/min,资料2附表1(),电动机型号为Y132S-4，电动机功率为5.5KW。资料1表5-39（）根据选定的切削用量计算出总的进给力（）并据所需要的最小进给速度，工作行程再结合

44、多轴箱轮廓尺寸并考虑其工作稳定性，选用1HY40-A液压动力滑台以及配套的侧底座1CC401,立柱1CL40,立柱侧底座1CD401。资料1 表5-2（）。5.3.1.2确定机床装料高度H 装料高度一般是指工件安装基面至地面的垂直距离。在确定机床装料高度时，首先要考虑工人的方便性；对于流水线要考虑车间运送工件的滚道高度；对于自动线要考虑中间底座的足够高度，以便允许内腔通过随行夹具返回系统或冷却排屑系统。其次是机床内部结构尺寸的限制和刚性要求。新颁国家标准装料高度为1060mm，与国际标准ISO一致。实际设计时机床装料高度H常在8501060之间选取。根据我国具体情况，为便于操作和省力，对于一般

45、卧式组合机床，装料高度定为900mm，所以本机床也取900mm。5.31.3确定夹具轮廓尺寸 主要确定夹具底座的长、宽、高尺寸。工件的轮廓尺寸和形状是确定夹具底座轮廓尺寸的基本依据。具体要考虑能够布置工件的定位、限位、夹紧机构、刀具导向装置（靠模、导向套等）以及夹具底座排屑和安装等方面的空间和面积需要。对精加工机床，不应过分追求尺寸大小，一定要确保夹具具有足够的刚性。加工示意图中已确定了一个或多个加工方向的工件与导向间距离以及导向套的尺寸。这里主要是合理确定设置导向的钻模架体尺寸，它在加工方向的尺寸一般不小于导向长度；至于宽度尺寸可据导向分布尺寸及工件限位元件安置需要尺寸。上述尺寸确定之后，夹

46、具底座的上方支架面积就可初步确定。夹具轮廓尺寸可按下面的公式计算:夹具在机床长度方向上的尺寸夹具的高度一般大于等于240mm，本例取240mm。又工件 的宽度为300mm，夹具底座的高度尺寸，一方面要保证其有足够的刚度，同时要考虑机床的装料高度、中间底座的刚度、排屑的方便性和便于设置定位、夹紧机构。所以综合考虑则可取夹具长宽高为：。5.3.1.4确定中间底座的尺寸 中间底座的轮廓尺寸，在长宽方向应满足夹具的安装需要。它在加工方向尺寸，实际已由加工示意图所确定，图中已规定了机床在加工终了时工件端面至多轴箱前端面的距离。由此，根据选定的动力箱、滑台、侧底座等标准的位置关系，并考虑滑台的前备量，通过尺寸链就可以计算确定中间底座加工方向的尺寸。算出的长度通常应圆整，并按R20优选数系选用。应注意，考虑到毛坯误差和装配偏移，中间底座支承夹具底座的空余边缘尺寸。当机床不用冷却液时不要小于1015mm；使用冷却液时不小于70100mm。还须注意：当加工终了时，多轴箱与夹具体轮廓间应有足够的距离，