1．引言

　　組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)脾飘，按照工件特定外形和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具組成的半自動(dòng)或全自動(dòng)專用機(jī)床跪但。一般采用多軸凉当、多刀夯到、多工序嚷缭、多面或多工位同時(shí)加工，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍甚至幾十倍耍贾。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化阅爽，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期荐开，組合機(jī)床兼有成本低和高效率的優(yōu)點(diǎn)付翁，在大批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可以組成自動(dòng)生產(chǎn)線晃听，提高企業(yè)效益百侧。組合機(jī)床主要用于平面加工和：~L,Dii工。平面加工包括銑呛米、車平面加工惕仪；孔加工包括鉆、擴(kuò)、鉸掸阶、鏜孔及倒角凳贰，切槽，攻螺紋窟著，滾壓孔等哗励。隨著綜合自動(dòng)化的發(fā)展，其工藝范圍正擴(kuò)大到車外圓危暇、拉削界橱、推削、磨削及拋光托祖、沖壓等工序丛君。

　　本文以減速器箱體為例進(jìn)行減速器箱體雙面銑組合機(jī)床設(shè)計(jì)。

　　2．減速器箱體機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

　　根據(jù)零件工藝要求進(jìn)行組合機(jī)床設(shè)計(jì)舟肉。工藝規(guī)程的擬定是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步修噪，因?yàn)楣に嚪桨负艽蟪潭葲Q定了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。

　　2．1分析路媚、研究加工要求和現(xiàn)場(chǎng)工藝

　　2．2定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇

　　正確選擇定位基準(zhǔn)和夾壓部位是保證加工精度的重要條件黄琼。而對(duì)于本機(jī)床定位基準(zhǔn)采用“一面兩銷”定位原則。

　　2．3影響工藝方案的主要因素

　　加工的工序內(nèi)容和加工精度整慎，這是制定機(jī)床工藝方案的主要依據(jù)脏款。加工零件的特點(diǎn)，如工件的材料及硬度裤园、加工部位的結(jié)構(gòu)形狀撤师、工件剛性、定位基準(zhǔn)面的特點(diǎn)等拧揽，對(duì)組合機(jī)床工藝方案的擬定都有重要的影響剃盾。

　　2．4工序間余量的確定

　　為可靠地保證加工余量，必須合理確定工序間余量强法。確定工序間余量應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　(1)工件經(jīng)重新安裝或多工位機(jī)床加工万俗，定位誤差較大時(shí)，余量應(yīng)適當(dāng)加大梭唆。當(dāng)工件一次安裝下半精加工和精加時(shí)，精加工余量可小些蟋真。

　　(2)考慮零件加工精度及表面粗糙度要求銑削加工需要分為粗銑和精銑踱陡，粗銑的切削用量和精銑的切削用量可參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》。

　　3．組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)

　　3．1切削用量的確定

　　在組合機(jī)床工藝方案確定的過(guò)程中酷它，工藝方法和關(guān)鍵工序的切削用量的選擇十分重要荸跃。切削用量選擇是否合理，對(duì)機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率柄露、刀具耐用度乏乔、機(jī)床結(jié)構(gòu)型式及工作可靠性均有較大影響。

　　3．2銑削切削用量的確定

　　銑削切削用量的選擇與要求的加工表面粗糙度及其效率有關(guān)系窒汤。當(dāng)銑削表面粗糙度數(shù)值要求較低時(shí)蜂镇，銑削速度應(yīng)高一些，每齒走刀量應(yīng)小一些杉硅。若生產(chǎn)率要求不高给酥，可以取很小的每齒走刀量，一次銑削4mm~5 iTl／n的余量達(dá)到Ra1．61J m的表面粗糙度杏死。這時(shí)每齒的進(jìn)給量一般為0．02mm~0．03ram泵肄。根據(jù)選定的切削速度(主要指切削速度V及進(jìn)給量f)，確定進(jìn)給力淑翼，作為選擇動(dòng)力滑臺(tái)及設(shè)計(jì)夾具的依據(jù)腐巢；確定切削轉(zhuǎn)矩，用以確定主軸及其他傳動(dòng)件的尺寸玄括；確定切削功率冯丙，用于選擇主傳動(dòng)電機(jī)(一般指動(dòng)力箱電機(jī))功率；確定刀具耐用度惠豺，用以驗(yàn)證所選用量或刀具是否合理银还。

　　3．3組合機(jī)床“三圖一卡”

　　‘繪制組合機(jī)床“三圖一卡”，就是針對(duì)具體零件洁墙，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上蛹疯，進(jìn)行組合機(jī)床總體方案圖樣文件設(shè)計(jì)。其內(nèi)容包括：零件工序圖热监、加工示意圖捺弦、機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖和生產(chǎn)率卡等。

　　3．4被加工零件工序圖

　　被加工零件工序圖是根據(jù)制訂的工藝方案悬占，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床(或自動(dòng)線)上完成的工藝內(nèi)容脂槽，加工部位的尺寸、精度邓秕、表面粗糙度及技術(shù)要求现碰，加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位以及被加工零件的材料轻江、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量现辑、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研制合同外挤帕，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)扳耘，也是制造焰哮、使用、調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件液茧。被加工零件工序圖是在被加工零件基礎(chǔ)上仆加，突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容，并作必要的說(shuō)明而繪制的缚庐。其主要內(nèi)容包括：

　　(1)被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸唁奢。當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向時(shí)，則應(yīng)把設(shè)置中間導(dǎo)向臨近的工件內(nèi)部肋畸写、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸表示清楚驮瞧，以便檢查工件、夾具枯芬、刀具之間是否相互干涉论笔。

　　(2)本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向千所。以便據(jù)此進(jìn)行夾具的支承狂魔、定位、夾緊和導(dǎo)向等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)淫痰。

　　(3)本工序加工表面的尺寸最楷、精度、表面粗糙度待错、形位公差等技術(shù)要求以及對(duì)上道工序的技術(shù)要求籽孙。

　　(4)注明被加工零件的名稱、編號(hào)火俄、材料犯建、硬度及加工部位的余量。

　　3．5加工示意圖

　　加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的娇歹。它是設(shè)計(jì)刀具张相、輔具、夾具劣屑、多軸箱和液壓蝗腻、電氣系統(tǒng)以及選擇動(dòng)力部件、繪制機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)涮凡；是對(duì)機(jī)床總體布局和性能的原始要求拓币；也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必須的重要技術(shù)文件。在加工示意圖中表達(dá)和標(biāo)注的內(nèi)容有：機(jī)床的加工方法肤侍，切削用量翁凳，工作循環(huán)和工作行程；工件咪轩、刀具類型县趴、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸；銑刀刀頭涉粘、銑夾頭锭汛、主軸之間的連接方式及配合尺寸等。

　　(1)盡量縮小銑削頭到工件端面之間的距離袭蝗。

　　(2)標(biāo)注切削用量：軸的切削用量應(yīng)標(biāo)注在相

　　應(yīng)的主軸后端唤殴。其內(nèi)容包括：主軸轉(zhuǎn)速I1 、相應(yīng)刀具的切削速度vi到腥、每轉(zhuǎn)進(jìn)給量￡和每分鐘進(jìn)給量fM朵逝。主軸的每分鐘進(jìn)給量是等于動(dòng)力滑臺(tái)的工進(jìn)速度vf，即fM=Vf乡范。

　　(3)動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定：動(dòng)力部件的工作循環(huán)是指加工時(shí)配名，動(dòng)力部件從原來(lái)位置開始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置，又返回到原位的動(dòng)作過(guò)程晋辆。一般包括快速進(jìn)給渠脉、工作進(jìn)給和快速退回等動(dòng)作。有時(shí)還有中間停止瓶佳、多次往復(fù)進(jìn)給芋膘、跳躍進(jìn)給死擋鐵停留等特殊問(wèn)題。

　　(4)快速退回長(zhǎng)度的確定：快速退回長(zhǎng)度等于快速引進(jìn)和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和霸饲。動(dòng)力部件快速退回行程必須把刀具退回到夾具運(yùn)動(dòng)可能碰到的范圍之外凡矿，初步選為110ram。

　　(5)動(dòng)力部件總行程的確定：動(dòng)力部件的總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外置芋，還要考慮因刀具磨損或補(bǔ)償制造紊竹、安裝誤差，前備量和后備量暖麻。因此碑甘，動(dòng)力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。銑床銑削頭總行程為：L=I 1 0+20+270=400(mm)瘾手。

　　3．6機(jī)床尺寸聯(lián)系圖

　　機(jī)床尺寸聯(lián)系圖是以被加工零件工序圖和工示意圖為依據(jù)销顷，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件結(jié)構(gòu)繪制的。是用來(lái)表示機(jī)床配置形式光拥、主要構(gòu)成及各部件安裝位置灼烫、相互聯(lián)系、運(yùn)動(dòng)關(guān)系和操作方位的總體布局圖厨摔。用以檢查各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適窄忱；它為夾具等專用部件設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)；它可以看成機(jī)床總體外觀簡(jiǎn)圖脓杉。由其輪廓尺寸糟秘、占地面積简逮、操作方法等可以檢驗(yàn)是否適應(yīng)用戶現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境。

　　3．6．1動(dòng)力部件的選擇

　　繪制機(jī)床尺寸聯(lián)系圖前確定動(dòng)力部件的選擇尿赚。主要是確定銑削頭和動(dòng)力滑臺(tái)散庶。已經(jīng)確定機(jī)床為臥式雙面單工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床，液壓滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)凌净，選用配套的銑削頭進(jìn)行銑平面悲龟。銑削頭規(guī)格要與滑臺(tái)匹配，其驅(qū)動(dòng)功率主要根據(jù)切削功率及所需的最小進(jìn)給速度冰寻、工作行程须教、考慮工作的穩(wěn)定性及來(lái)選用。

　　3．6．2繪制機(jī)床尺寸聯(lián)系圖需要注意的問(wèn)題

　　當(dāng)某一規(guī)格的動(dòng)力部件的功率或進(jìn)給力不能滿足要求斩芭，但又相差不大時(shí)轻腺，不能選用大一規(guī)格的。 ‘當(dāng)工件上加工部位對(duì)工件中心線不對(duì)稱時(shí)秒旋，應(yīng)注明動(dòng)力部件中心線同夾具中心線的偏移量约计。對(duì)機(jī)床單獨(dú)安裝的液壓站和電氣控制框及控制臺(tái)等設(shè)備也應(yīng)確定安裝位置。繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖時(shí)援丐，各部件應(yīng)嚴(yán)格按照同一比例繪制善簸，并仔細(xì)檢查長(zhǎng)、寬苇给、高三個(gè)作標(biāo)方向的尺寸鏈均要封閉呛产。本設(shè)計(jì)中高度方向尺寸鏈應(yīng)封閉，即工件安裝后其最低孔中心線與地面的距離(等于裝料高度H和工件最低孔與夾具安裝基面問(wèn)距之和)北淘，必須與多軸箱相應(yīng)的最低主軸線與地面問(wèn)的距離相等治勒，即應(yīng)滿足下列等式：

　　H+h=h4+h3+0．5+hl 、

　　(880+192．5)mm=(560+320+0．5+192．5)mlyl

　　同樣玷源，機(jī)床加工方向從工件中心到夾具路倔、銑削頭、滑臺(tái)攀驶、再由滑臺(tái)返回到滑座前端逮赋、側(cè)底座、中間底座镰对、工件中心的尺寸鏈也應(yīng)封閉卓奄。
4組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)

　　4．1定位裝置設(shè)計(jì)

　　定位方法和定位元件的選擇，包括定位元件的結(jié)構(gòu)止毕、形狀模蜡、尺寸及布置形式等，主要決定于工件加工要求扁凛、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用狀況等因素忍疾。根據(jù)零件尺寸及結(jié)構(gòu)要求闯传，依據(jù)“六點(diǎn)定位原理”采用“一面兩銷”定位較為合理∠ダィ“一面”定位限制了零件三個(gè)自由度：x方向丸边、Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)、z方向的移動(dòng)荚孵，定位元件采用支撐板，采用兩個(gè)以上支撐板定位時(shí)纬朝，裝配后應(yīng)磨平工作面收叶，以保證等高性；“兩銷”分別為圓柱銷和削邊銷共苛，因?yàn)楣ぜ砸幻婕皟蓚€(gè)圓柱孔實(shí)現(xiàn)組合表面定位時(shí)判没，為補(bǔ)償工件兩定位孔直徑和中心距誤差及夾具兩定位銷直徑和中心距誤差，夾具兩定位銷應(yīng)采用一圓柱銷和一削邊銷氢莫。圓柱銷限制了x方向的移動(dòng)和Y方向的移動(dòng)钳生，削邊銷和圓柱銷組合使用限制了零件z方向的移動(dòng)。

　　4．2夾緊裝置設(shè)計(jì)

　　4．2．1夾緊機(jī)構(gòu)概述

　　在組合機(jī)床上加工時(shí)邦擎，工件依靠夾具上的定位支承系統(tǒng)孕称，獲得對(duì)于刀具及其導(dǎo)向的正確位置，還需要依靠夾具上的加緊機(jī)構(gòu)僧逞，來(lái)消除工件因受到切削力或工件自重的作用而產(chǎn)生的位移或振動(dòng)酝遇，使工件在加工中能繼續(xù)保持定位所得的正確位置。夾緊機(jī)構(gòu)通常由三部分組成：夾緊動(dòng)力部分杏蟋，中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾緊元件驳芙。這三部分起著不同的作用，夾緊動(dòng)力部分用于產(chǎn)生力源震崎，并將作用力傳動(dòng)中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)掰闯；中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能改變作用力的方向和大小，即作為增力機(jī)構(gòu)汉锡，同時(shí)能產(chǎn)生自鎖作用的钞，以保證在加工過(guò)程中，但力源消失時(shí)工件在切削力或振動(dòng)的作用下仍然能可靠壓緊丸升；夾緊元件則用以承受由中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞的夾緊力铆农，并與工件直接接觸而執(zhí)行夾緊作用。

　　4．2．2夾緊力的計(jì)算

　　計(jì)算夾緊力時(shí)狡耻，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)墩剖。根據(jù)工件收切削力、夾緊力作用情況夷狰，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)岭皂，按靜力平衡原理計(jì)算出夾緊力郊霎。我設(shè)計(jì)的銑床夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單爷绘，便于夾緊书劝，操作容易。

　　5．結(jié)論

　　綜上所述：組合機(jī)床具有生產(chǎn)率高土至、加工精度穩(wěn)定购对、研制周期短、自動(dòng)化程度高和配置靈活等優(yōu)點(diǎn)陶因，還可對(duì)廢棄機(jī)床進(jìn)行回收再利用协包，經(jīng)濟(jì)實(shí)效；隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展忠牛，組合機(jī)床已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到車間的生產(chǎn)中幔憋，為生產(chǎn)節(jié)約了大量的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間。

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