多工位飞锤钻孔专用机床设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)

多工位飞锤钻孔专用机床设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

表 21各主轴转速和每转进给量 各主轴转速 n(r／ min) 各主轴刀具进给量 f(mm∕ r) 备注 Ф 8mm孔 初选切削速度 15 m／ min 初选进给速度 60 mm／ min Ф 6mm孔 2． 3． 2确定切削力 F、切削转矩 M、切削功率 P 根据选择的切削用量，确定切削力，作为选择动力部件及夹具设计的依据：确 定切削转矩，用以确定主轴及其他传动件 (齿轮、传动轴等 )的尺寸：确定切削功 率，用以选择动力箱电机功率。 高速钢钻头在灰铸铁上钻孔的计算公式为： F= HBfD  (2． 2) M= HBfD  (2． 3) P= DvM 9740 (2． 3) T= 8    HBfv D (2． 3) 式中： F————— 轴向切削力 (N) D————— 钻头直径 (mm) f————— 每转进给量 (mm／ r) P————— 切削功率 (kw) M————— 切削转矩 () HB————— 零件的布氏硬度 本零件材料为 ZG40Gr，取 HB247~270 v————— 切削速度 (m／ min) T————— 刀具耐用度 (min) 表 22各主轴切削力、切削扭矩、切削功率计算值 钻头直径 d(mm) 轴向切削力 F(N) 切削转矩 M(Nm) 切削功率 P(kw) 刀具耐用度 (min) 8 , 185 6 335 由上表，总切削力为： 总F =，总切削功率为： 总P =，总切削扭距 总M = m 2． 4组合机床总体设计 组合机床总体设计就是针对被加工零件，在选定的结构方案基础上，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。 生产率计算卡。 2． 4． 1被加工零件工序图 根据被加工零件的机械加工工艺过程卡如表 23所示，制定出被加工零件工序 图。 此图是根据选定的工艺方案，表示在本台机床上完成的工序内容、加工部位的尺寸精度、技术要求、定位基准、夹紧部位、以及被加工零件的材料、硬度和本机床加工前毛坯情况。 是机床设计的主要依据，也是调整机床、检验精度的重要技术文件。 表 23被咖工零件加工工艺过程卡 机械加工工艺过程 产品型号 R801 零件图号 003 产品名称 飞锤 零件名称 飞锤 共一页 第一页 材料牌号 ZG40Gr 毛坯种类 铸件 毛坯可制件数 1 备注 序号 工序 工序内容 设备 工艺装备 01 铸造 铸造毛坯件 02 清砂时效处理 清砂时效处理 03 铣端面 铣侧端面 X6036 铣床夹具 04 铣端面 铣底端面 X6036 铣床夹具 05 钻孔 钻侧端面四个通孔 组合钻床 专用夹具 06 绞孔 绞侧端面四个通孔 组合钻床 专用夹具 07 检验 检验零件是否合格 2． 4． 2加工示意图的设计 零件的加工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 床上的加工过程，刀具、辋具的布置状况以及工件、夹具、刀具等机床各部件间的相对位置关系、机床的工作行程及工作循环等。 因此，加工示意图是组合机床设计的主要图纸之一，它是刀具、辅具、夹具、主轴箱、电气装置设计及通用部件选择的主要原始资料，也是整台组合机床布局和性能的原始要求，同时还是调整机床、刀具及试车的依据。 其内容包括以下几方面： (1)刀具的选择 根据被加工工件 4个孔的大小，选用 5种规格的刀具如下表所示。 表 24 刀具名称，标准尺寸及数量 刀具名称 钻头直径 钻刀悬伸长 度 数量 备注 刀具总长0l 刀具悬伸长 2l 莫氏锥柄麻花钻 1号 6 138 57 4 GB∕ T 莫氏锥柄麻花钻 1号 8 156 75 4 GB∕ T (2)导向结构的选择 ①导向类型的确定 根据刀具导向线速度 V=15m／ min，小于 20 m／ min，故采用固定式导向，刀具在导套内既转动又移动，这种导向方法精度好。 ②导向数量的确定 报据工件形状、刀具刚度及工 作情况采用单导向。 ③导向参数的确定 导套长度 1L 由经验公式 1L =(2～ 4)d，小直径时取大值，大直径时取小值。 具体尺寸及配合见下表 图 21 固 定导向装置的尺寸及配合 表 25导向装置的尺寸及配合参数 d(F7) D(k6) 1D 2D L 1L m 配合螺钉 GB∕ 数量 22..  18 15 12 20 M6 4   22 18 12 22 7 M6 4 (3)导向到工件端面距离 以不妨碍排屑为原则，选为 10mm。 以四个垫块保证间距，实现主定位。 (4)确定主轴直径及各主轴外伸长度 主轴直径： d= B4100M (2． 6) 式中： d—— 轴的直径 (mm) M——— 主轴承受的转矩 (N mm) B—— 系数，当材料的剪切弹性模量 G=8． 1 410 N／ mm时， 非刚性主轴取，传动轴为。 为使轴的强度足够，主轴材料均采用合金钢。 表 26主轴参数 轴号 材料 主轴直径 主轴外伸尺寸 备注 1dD L 1~4 40Gr 20 2030 115 刚性主轴 5~8 40Gr 15 1422 85 (5)接杆的选择； 主轴箱各主轴的外伸长度为一定值，而且刀具长度也为一定值。 因此，为保证主轴籍上各刀具能同时到达加工极限位置 ，就需要在主轴与刀具之闻设置一中间可调环节 —— 刀具接杆。 由于接杆上的尺寸 D与主轴外伸长度上的内孔 1d 配合，可根据 1d 尺寸及刀具为莫氏 l号。 选用接杆 T063501。 由于各主轴均 d=20mm，故均用 3号接杆、 A型、长度范围 215～ 500mm (6)确定加工示意图的联系尺寸 最重要的尺寸是主辅箱端丽到工件端面之间的距离。 如图 22所示。 图 22加工示意图的联系尺寸计算图 该尺寸为： L= 1L + 2L + 3L B( 4L + 5L ) (2— 7) 式中各符号意义： 1L —————— 主轴外伸长度 2L —————— 钻刀悬伸长度 3L —————— 接杆伸出长度 (可调 ) 4L —————— 加工孔深 5L —————— 刀具的切出值 B—————— 螺母及垫圈厚度 经计算调整后．选择接杆标记如表 2． 7所示。 表 2— 7与主轴刀具配 合的接杆号 刀具直径 接杆号 6 1245 T063501 8 1223 T063501 (7)动力头工作循环及其行程的确定 此台组合钻床根据被加工件为浅孔，循环过程包括：快速引进、工作进给和快速退回。 如图 23所示 图 23工作循环图 ①工作进给长度的确定 工进长度 L，等于被加工孔深 4L 与刀具的切入长 度 6L 与切出长度 5L 之和。 如图24所示。 图 24工作进给长度 即： 7L = 4L + 5L + 6L (28) 4L 按被加工件孔深最大值 (长 20mm)来选取， 6L 一般取为 5～ 10mm， 5L 取 31 d+(3～ 8)，据此，工进长度 7L 定为 35mm。 ②快速引进长度 8L 的确定 快速引进是动力头把刀具送到工作进给的位置，其长度按具体情况定为 8L =25mm。 ③快速退回长度 9L 其为工进与快进之和。 即： 9L = 7L + 8L (2． 9) 因为是固定 式夹具钻孔的机床，动力头快退的行程，只要把所有刀具都退到导 套内，不影响工件的装卸即可。 根据以上分析计算确定的数据，绘制的加工示意图如图 24所示。 图 24刀具加工示意图 2． 4． 3机床联系尺寸图的绘制 机床联系尺寸图是用来表示机床的配置型式、机床各部件之间相对位置关系和运动关系的总体布局图。 它是进行主轴箱、夹具等专用部件设计的重要依据。 (1)选用动力部件 主要指选择型号、规格合适的滑台和动力箱。 ①滑台的选用 滑台渭台选用主要取决于驱动方式、所需进给力、进给速度、最大行程长度和加工精度等因素。 A．驱动方式的确定 根据具体的加工要求、使用条件．选用机械滑台。 B．确定轴向进给力 由表 22知总切削力为： 总F =，由于滑台工作时，除了克服各主轴的轴 向力外，还要克服滑台移动时产生的摩擦阻力，因而所选滑台的最大进给力应大 于 总F。 C．滑台进给速度的确定 椐被加工件的实际要求，考虑刀具的耐用度，选滑台的进给速度为 60mm／ min。 D．确定滑台行程 滑台行程除保证足够的工作行程外，还应留有前备量和后备量。 前各量的作用 是使动力部件有一定的向前移动的余地，以弥补机床的制造误差以及刀具磨损后能向前调整。 前备量取为 75mm。 后备量的作用是使动力部件有一定的向后移动的余地，以方便装卸刀具，取为 260mm．工作行程为 60mm，故滑台的总行程长度为400mm。 E．精度的选择 根据加工要求，选用普通精度级。 结合以上因素，选用 1HY32IA液压滑台。 其主要性能指标：台面宽 320mm，长 630mm，行程长 400mm，滑台及滑座总高为 280mm。 允许最大进给力 12500N，工作进给速度范围 20～ 650mm／ min，快速移动速度 10m／ min，机械滑台支承总长 940mm。 滑台确定后，与之配套的支承部件选为 ICC321I侧底座。 总长 1180mm，高560mm。 总宽 520mm。 滑台与侧底座之间用调整垫，这样可以保证最低主轴中心与最低被加工孔在垂直方向上等高。 同时二进给及压力及电器装置取 1HY32F51,导轨防护装置取 1HY32F81，分级进给装置取 1HY32F91，立柱取 1CL32，立柱侧底座取 1CD321. ②动力箱的选用 动力 箱主要依据主轴箱所需的电动机功率来选用。 根据公式： 主p = 切p ／  (2— 10) 式中： 切p 为切削用总功率，由表 2 2计算得。 η为多轴箱传动效率，加工黑色金属时η＝ ～ ；有色金属时η＝～ ，本系统加工铸刚，取η＝。 所以 主p = 动力箱的电动机功率应大于计算功率，并结合主轴要求的转速大小选择。 因此，选用电动机型号为 4100 1 LY 的 321TD I型动力箱，转速 1430r／ min，输出轴转速715r／ min， 动力箱与主轴箱结合面尺寸：长 400mm，宽 320mrn，高 320mm， 动力箱输出轴至箱底面高度为 125mm。 (2)确定装料高度 H 装料高度 H指工件安装基面至机床底面的距离。 一般在 850～ 1060mm之间选取。 具体尺寸取决于最低主轴中心至主轴箱底面的高度 1h ，滑台与侧底座之间的调 整垫 2h ，滑台高度 3h ，侧底座高度 4h。 即 H=1h + 2h + 3h 十 4h (211) 式中： 1HY32I液压滑台 3h =280mm， ICC321I侧底座高度 4h =560mm。 为求 1h ，需先确定主轴箱轮廓尺寸。 ①确定主轴箱轮廓尺寸 标准通用多轴箱厚度是一定的，卧式 325mm。 因此，确定多轴箱，主要是确定多轴箱的宽度 B和高度 H及最低主轴高度 1h B=b+2 1b H=h+ 11 bh 式中 b—— 工件在宽度方向相距最远的两孔的距离 b=100mm 1b —— 最边缘主轴中心至箱体壁距离 1b 70~100mm 取 1b =100mm h—— 工件在高度方向相距最远的两孔距离 h=32mm 1h —— 最低轴高度 通常推荐： mm～h 140851  取 1h =100mm B100+。