立式八轴钻床总体及主轴箱设计(编辑修改稿)

立式八轴钻床总体及主轴箱设计(编辑修改稿)内容摘要：

0x t作 所以 t单 =t作 （ 1+100x ） 式中 x=36。 因为第 50、 55序的加工是本次设计的重点，因此计算这两序的工序单件时间，其它工序单件时间的计算类比此例即可在这不再一一计算。 单件工时就是完成工件加工所需要的所有工序工时的累加。 第 50、 55 序可以一次装夹同时加工。 钻上座盖 4162。 21  时： 钻头转速 n=303r/min 进给量 f=则 t基 =Lnf= 41303 = 辅助时间 t辅 现场测得大约为 1 分钟。 t单 =t作 （ 1+100x ） =（ 1+ 5100 ） = 取 x=5 河南科技大学毕业 设计（ 论文 ） 10 与钻 4M20 螺纹孔至尺寸 162。 ： 钻头转速 n=328r/min 进给量 f=则 t基 =Lnf= 38328 = 辅助时间 t辅 现场测得大约为 1 分钟。 t单 =t作 （ 1+100x ） =（ 1+ 5100 ） = 取 x=5 取较大的，因此 第 50、 55 序的 t单 =。 河南科技大学毕业 设计（ 论文 ） 11 第 3 章 机床总体设计 机床总体 设计就是针对具体的被加工零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行方案图纸的设计。 具体工作是编制“三图一卡”，即绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、绘制生产率计算卡。 167。 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，加工用的定位基准、夹压部位以及被加工零件的材料、硬度和本机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图样。 除了设计研制合同外，它是组合机床设计的具体依据，也是制造、使用、调整和检验机床 精度的重要文件。 被加工零件工序图是在被加工零件图基础上，突出本机床或自动线的加工内容，并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 部位结构形状和尺寸。 2） 本工序的所选用的定位基准、夹压部位以及夹紧方向。 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。 本次设计的工序图详见加工工序图。 167。 加工示意图 加 工示意图是工艺方案和机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、电器系统以及选择动力部件、绘制机床总联系尺寸图和主要依据；河南科技大学毕业 设计（ 论文 ） 12 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。 加工示意图应表达的内容有：机床的加工方法，切削用量，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；接杆、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。 此次设计的加工示意图如图 41 所示： 图 41 加工示意图 167。 动力部件的确定（动力箱） 河南科技大学毕业 设计（ 论文 ） 13 动力部件 的选择主要确定动 力箱（ 各种工艺切 削头）和动 力滑台。 由 多轴箱P = P 切削 可求， （ 切削p —— 消 耗于各 主轴的切削 功率总和，单位 kw） (η —— 多轴箱的传动功率，加工黑色金属时取 ～ ，加工有色金属取 ～ ；主轴数多时、传动复杂时 取小值，反之取大值。 ) 根据加工要求以及主轴箱所需动力计算结果，主轴箱所需动力为P=,由《组合机床设计简明手册》表 72 知，主轴箱选用 1000 630 型通用多轴箱 ； 根据 表 53 540，选择 动力箱为： 1TD50 型动力箱； 电机型号为： Y160M6, 功率为 P=。 输出轴转速为： n=485r/min. 液压滑台为： 1HY50 型液压滑台 167。 机床联系尺寸图 机床联系尺寸总图是以被加工零件 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成的。 是用来表示机床的配置型式、主要构成以及各部件安装位置、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。 由其轮廓尺寸、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。 机床联系尺寸总图表示的内容有： 1）表 明机床的配置型式和总布局。 2）完整齐全地反映各部间的主要装配关系和联系尺寸、运动部件 的运动极限位置及各滑台工作循环总的工作行程和前后行程备量尺寸。 3）标注主要通用部件的规格代号和电动机的型号、功率及转速， 河南科技大学毕业 设计（ 论文 ） 14 4）标明机床验收标准及安装规程。 料高度的确定 在确定机 床装料高度时，要 考虑车间运送工件 的滚道高度，工件最低孔的位置 ，主轴箱最低主轴 高度和通用部件高 度尺寸的限制。 根据我国具体情况，为方便于操作和省力，对于一般立 式组合机床，流水线和 自动线，装料高度 定位 1060，实际设 计时常取 850～ 1 060之间选取。 本 次 设计 中， 底座高度为 5 60mm， 回转工作 台高度为 250mm,夹 具底座高度为 40mm ，故 装料高度 为 850mm，见 《机床设计手册 》）。 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。 本 次 设计 中根据加工示意图 中已确定的工件与 导向间距 离、导向套的尺 寸以及 夹具底座高 度尺寸，考虑到要 有足够的刚度，并 考虑机床的装料高度、中间底座高度、排屑的方便性和便于设置定位、夹紧机构。 本 次 设计中 夹具 总高度为 210mm， 长 度 为 250mm。 立柱及 侧 底座的确定 根据主轴 箱、动力箱、装料 高度及加工行程要 求，由 《组 合机床设计简明手册》表 54 可选 立柱： 1CL50 型； 侧底座： 1CD501 型 本次设计 机床联系尺寸总图如图 42 所示： 河南科技大学毕业 设计（ 论文 ） 15 图 42 机床联系尺寸总图 167。 机床生产率的计算 根据 加工 示意图所确定的工 作循环及切削用量 等，就可以 计算机床生产率。 它是反映机床生 产节拍或实际生产 率和切削用量、动作时间 、生产纲领及负荷 率等关系的重要依 据。 1）机床理想生产率 Q 理想生产率 Q （单位为件 /h）是指 完成生产纲领 A（包括备品及废品率）所要求的机床生产率。 它与全年工时总数 kt 有关，一般情况下，单班制 kt 取2350h，两班制 kt 取 4600h，则 : Q = kAt 河南科技大学毕业 设计（ 论文 ） 16 2）机床实际生产率 1Q 实际生产率 1Q （单位为件 /h）是指 所设计机床每小时实际可生产的零件数。 即： 1 60Q T 单 3）机床负 荷率 负 当 1Q Q 时，机床负荷率为二者之比。 即 负 =1 组合机床负荷率一般为 — ，自动线负荷率为 — 典型的钻、镗、攻螺纹类组合机床可查阅《组合机床设计简明手册》 P52 页 表 38 组合机床允许最 大负荷率。 根据 上述公式计算本次设计的机床生产率： 零件年产量为 150000 件，两班制，则 Q = kAt = 1500004600 = 件 /h 1 60Q T 单  = 件 /h 负 =1 = = 符合组合机床负荷率 （ — ） 的要求。 河南科技大学毕业 设计（ 论文 ） 17 第 4 章 主轴箱设计 167。 主轴箱设计的原始依据 多轴箱是组合机床的重要专用部件。 它是根据加工示意图所确定的工件的加工孔的数量和位置、切削用量和主轴类型设计的传递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、镗孔等工序。 多轴箱设计原始依据图 是根据“三图一卡”绘制的。 其主要内容及注意事 项如下： 1）根据机床联系尺寸图，绘制多轴箱外形图，并标注轮廓尺寸及 动力箱驱动轴的相对位置尺寸。 2）根据联系尺寸图和加工示意图，标注所有主轴位置尺寸及工件 与主轴、主轴与驱动轴的相关位置尺寸。 在绘制主轴位置时，要特别的注意：主轴和被加工零件在机床上是面对面安放的，因此，多轴箱主视图上的水平方向尺寸与零件工序图上的水平方向尺寸正好相反；其次，多轴箱上的坐标尺寸基准和零件工序图上的基准经常不重合，应根据多轴箱与加工零件的相对位置找出统一基准，并标出其相对位置关系尺寸，然后根据零件工序图各孔位置尺寸，算出多轴 箱上各主轴坐标值。 3）根据加工示意图标注各主轴转速及转向主轴逆时针转向（面对主轴看）可不标，只注顺时针转向。 4）列表标明各主轴的工序内容、切削用量及主轴外伸尺寸等。 5）标明动力部件型号及其性能参数等。 图 51 为立式钻孔组合机床多轴箱设计原始依据图： 河南科技大学毕业 设计（ 论文 ） 18 图 51 多轴箱设计原始依据图 注：被加工零件名称：拖拉机后挂犁左支架。 材料及硬度：铸钢， 156217HBS。 表 51 主轴外伸尺寸及切削 用量 : 轴 号 主轴外伸尺寸 切削用量 D(mm) L(mm) 工序内容 n )min( 1r )min( 1mv )( 1rmmf 4 50/36 115 钻 孔 303 20 8 38/26 115 钻 孔 328 18 167。 主轴的型式与直径的确定 167。 主轴型式的确定 通用 钻削类主轴按支承方式可分为三种： 1）滚锥轴承主轴：前 后支承均为圆锥滚子轴承。 这种支承可承受 河南科技大学毕业 设计（ 论文 ） 19 较大的径向力，且结构简单、装配调整方便，广泛用于扩、镗、铰孔 和攻螺纹等加工；当主轴进退两个方向都有轴向切削力时常用此结 构。 2） 滚珠轴承主轴：前支承为推力球轴承和向心球轴承、后支承 向 心球轴承或圆锥滚子轴承。 因推力轴承设置在前端，能承受单方向的 轴向力，适用于钻孔主轴。 3）滚针轴承主轴：前后支承均为无内环滚针轴承和推力球轴承。 当主轴间距较小时采用。 主轴的型式和直径，主要取决于工艺方法、刀具主轴联接结构、刀具的进给抗力和切削转矩。 本次设计 均 选用单列 圆锥滚子轴承主轴。 （详见主轴箱装配图）。 167。 主轴直径的确定 主轴直径按加工示意图所示主轴类型及外伸尺寸可初步确定， 传动轴的直径也可参考主轴直径大小初步选定。 1）钻 4 个 162。 21 孔时： v=20m/min。 f=。 n=303r/min。 由加工要求知， HB=217. 根据计算公式： M= 则： M = 217 ≈ 3132 公斤 毫米， 根据《组合机床设计》表 510 可查， d=30mm, 主轴外伸直径为： 50/36。