q3壳体4-ф9孔组合钻床设计毕业设计说明书(编辑修改稿)

q3壳体4-ф9孔组合钻床设计毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

件加工工艺将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。 所以，在制定工艺方案时，必须计算分析被加工零件图，并深入现场了解零件的形 状、大小、材料、硬度、刚度，加工部位的结构特点加工精度，表面粗糙度，以及定位，夹紧方法，工艺过程，所采用的刀具及切削用量，生产率要求，现场所采用的环境 和条件等等。 并收集国内外有关技术资料，制定出合理的工艺方案。 根据被加工被零件（ Q3 壳体）的零件图，加工一端面四 个 Ф 9 通孔的工艺过程。 (1) 加工孔的主要技术要求。 加工 4 个 Ф 9孔。 工件材料为 铸 铝合金 ， HB190～ 220,合金代号 ZL106 要求生产纲领为（考虑废品及备品率）年产量 20 万件，两 班制生产 (2) 工艺分析 加工该孔时，孔的表面粗糙度为 根据组合机床用的工艺方法及能达到的经济精度，可采用如下的加工方案。 一次性加工孔，孔径为 Φ9。 (3) 定位基准及夹紧点的选择 加工此壳 体的孔， 定位基准为上一道工序完成后的 Φ 17 外孔面及其孔 内壁，距两孔之间泵外壳（ Φ 39 ）中间部位进行夹紧 确定组合机床的配置形式和结构方案。 (1)被加工零件的加工精度 被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度，是制造机床 方案的主要依据。 Q3 壳 体的加工孔的精度要求不高，可采用钻孔组合机 床，工件各孔间的位置精度为 ,它的位置精度要求不是很高，安排加工时 可以 在下一个安装工位上对所有孔进行最终精加工。 为了加工出表面粗糙度为 被加工零件图 的孔。 采取提高机床原始制造精度和工件定位基准精度并减少夹压变形等措施就可以了。 为此，机床通常采用尾置式齿轮动力装置，进给采用液压系统，人工夹紧。 被加工零件图如图所示。 (2) 被加工零件的特点 这主要指零件的材料、硬度加工部位的结构形状，工件刚度定位基准面的特点，它 们对机床工艺方案制度有着重要的影响。 此壳 体的材料是 铸 铝合金 、硬度HB1902孔在顶面呈矩形分布，孔的直径为 Φ9mm。 采用多孔同步加工，零件的刚度足够，工件受力不大，振动，及发热变形对工件影响可以不计。 一般来说，孔中心线与定位基准面平行 且需由一面或几面加工的壳 体宜用卧式机床，立式机床适宜加工定基准面是水平的且被加工孔与基准面垂直的工件，而不适宜加工安装不方便或高度较大的细长工件。 对大型箱体件采用单工位机床加工较适宜，而中小型零件则多采用多工位机床加工。 此零件的加工特点是中心线与定位基准平面是平行 的，并且定位基准面是水平的。 孔的分布范围是直线形状，工件比 较长，一次钻完，多轴箱体积较大，采用一 工位以减小多轴箱的体积，使整个钻床瘦身，因而适合选择卧 式多工位钻床。 (3) 零件的生产批量 零件的生产批量是决定采用单工位、多工位、自动线或按中小批 量生产特点设计组合机床的重要因素。 按设计要求生产纲领为年生产量为 6 万件，从工件外形及轮廓尺寸，为了减少加工时间，采用多轴头，为了减少机床台数，此工序尽量在一台机床上完成，以提高利用率。 (4) 机床使用条件 使用组合机床对对车间布置情况、工序间的联系、使用厂的技术能力和自然条件等一定的要求。 在根据使用户实际情况来选择什么样的组合机床。 综合以上所述：通过对壳体 零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求、定位、夹紧方式、工艺方法，并定出影响机床的总体布局和技术性能等方面的考虑，最终决定设计四轴头 多工位同步钻床。 确定切削用量及选择刀具 确定工序间余量 为使加工过程顺利进行并稳定的保证加工精度，必须合理地确定工序余量。 生产中常用查表给出的组合机床对孔加工的工序余量，由于在本钻床上钻孔后重新安装或在其他多工位机床上加工下道工序，应适当加大余量，以消除转、定位误差的影响。 选择切削用量 确定了在组合机床上完成的工艺内容了，就可以着手选择切削用量了。 因为所设计的组合机床为多轴同步加工在大多数情况下，所选切削用量，根据经验比一般通用机床单刀加工低 30%左右．多轴主轴箱 上所有刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台，工作时，要求所有刀具的每分钟进给量相同，且等于动力滑台的每分钟进给量（ mm/min）应是适合有刀具的平均值。 因此，同一主轴箱上的刀具主轴可设计成不同转速和不同的每转进给量（ mm/r）与其适应。 以满足不同直径的加需要，即： n1 f1=n2 f2= „ = ni fi=vf 式中： n1 、 n2 、 „ ni —— 各主轴转速（ r/min） ； f f „ fi—— 各主轴进给量（ mm/r） ； vf —— 动力滑台每分钟进给量（ mm/min）。 由于 Q3壳体φ 9面孔的加工精度、工件材料、工作条件、技术要求都是相同的。 按照经济地选择满足加工要求的原则，采用查表的方法查得：钻头直径 D=9mm,铸 铝HB190～ 2进给量 f=、切削速度 v=20m/min. 确定切削力、切削扭矩、切削功率 及刀具耐用度 根据选定的切削用量（主要指切削速度 v 及进给量 f）确定切削力，作为选择动力部件（滑台）及夹具设计的依据；确定切削扭矩，用以确定主轴及其它传动件（齿轮，传动轴等）的尺寸；确定 切削功率，用以选择主传动电动（一般指动力箱）功；确定刀具耐用度，用以验证所选刀具是否合理。 通过查表计算如下： 布氏硬度： HB =HBmin－ 31 (HBmax－ HBmin) =190－ 31 (220－ 190) =180 切削力： F =26D =26 9 = （公式中 HB 零件布氏选取最大值） 切削扭矩： M =10 =10 = mm （公式中 HB 选取最大值） 切削功率： P= D9740vM  = 20/(9740 9) = 刀具耐用度 ： T=( 9600∙𝐷𝑣∙𝑓∙𝐻𝐵)8 = (公式中 HB 取最大硬度值减去硬度偏差的三分之一 ) 式中 ： HB—— 布氏硬度 F—— 切削力 （ N） D—— 钻头直径（ mm） f—— 每转进给量（ mm/r） M—— 切削扭矩 (N mm) v—— 切削速度 （ m/min） P—— 切削功率 (kw) T—— 刀具耐用度 （ min） 选择刀具结构 Q3 壳体 布氏硬度在 HB190～ 220，孔径 D 为 9mm，刀具的材料选择高速钢钻头（ W18Cr4V），为了使工作可靠、结构简单、刃磨简单，选择标准Φ 9 的麻花钻。 孔加工刀具的长度应保证加工终了时刀具螺旋槽尾端与导向套之间有 30～ 50mm 的距离，以便排出切屑和刀具磨损后有一定的向前的调整量。 “三图一卡”的编制 前面对四轴头多工位同步钻床工艺方案及配置型式、结构方案 确定的有关问题，它是钻床总体设计的重要内容。 下面就以钻床加工 Q3 壳体 总体设计的另一个问题，既总体设计方案的图纸表达形式 —— “三图一卡” 进行 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、编制生产率 计算 卡。 被加工零件工序图 被加工零件工序图的作用及内容 被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台组合机床完成的工艺内容，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 部位及被加工零件的材料、硬度 、重量和在本道工序加工前毛坯或成品状况的图纸，它不能用用户提供的图纸代替，而是在原零件图基础上，突出本机床的加工的内容，加上必要的说明绘制成的。 它是组合机床设计的主 要依据，也是制造、使用、检验和调整机床的重要技术文件。 Q3 壳体 用 钻孔组合机床 的被加工零件工序图如 2－ 2 所 示。 图上主要内容： （ 1）被加工零件的形状，主要外廓尺寸和本机床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技术要求，以及对上道工序的技术要求等。 （ 2）本工序所选定的定位基准、夹紧部位及夹紧方向。 （ 3）加工时如需要中间向导，应表示出工件与中间向导有关部位结构和尺寸，以便检查工件、夹具、刀具之间是否相互干涉。 （ 4）被加工零件的名称、编号、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。 绘制被加工零件工序图的注意事项 （ 1）为了使被加工零件工序图清晰明了，一定要突出 被本机床的加工内容。 绘制时，应按一定的比例，选择足够的视图及剖视图，突出加工部位（用粗实线），并把零件轮廓及与机 床、夹具设计有关部位（用细实线）表清楚，凡本道工序保证的尺寸、角 度等，均应在尺寸数值下方面用粗实线标记。 如图 2－ 2 中 4－Φ 9 加工用定 位基准，机械夹压位置及方向，辅助支承均须用规定的符号表示出来。 (2) 加工部位的位置尺寸应由定位基准注起。 为便于加工和检查，尺寸应采用直角坐标系标注，而不采用及坐标系。 但有时因所选定位基准与设计基准不重合，则需对加工部位要求的位置尺寸精度进行分析计算。 此外，应将零件图上的不对称位置尺寸公差换算成对称尺寸公差，其公差数值的决定 要考虑两方面，一是要能达到产品图纸要求的精度，二是采用组合机床能够加工出来。 被加工零件工序图 附注： ： Q3 壳体 ； ：铸铝 HB190~220； 加工示意图 加工示意图 加工示意图的作用和内容 加工示意图是被加工零件工艺方案在图样上的反映，表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具的布置以及工件、夹具、刀具的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等，是刀具、夹具、多轴箱、电气和液压系统设计选择动力部件的主要依据，是整台组合机床布局形式的原始要求，也是调整机床和刀具所必需的重要文件。 图 2－ 3为壳体 上 4 孔卧 式钻床加工示意图。 在图上应标注的内容： （ 1）机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程。 （ 2）工件、夹具、刀具及多轴箱端面之间的距离等。