变速箱箱体双面复合式单工位组合机床设计文档格式.docx
- 文档编号:22266604
- 上传时间:2023-02-03
- 格式:DOCX
- 页数:35
- 大小:338.90KB
变速箱箱体双面复合式单工位组合机床设计文档格式.docx
《变速箱箱体双面复合式单工位组合机床设计文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《变速箱箱体双面复合式单工位组合机床设计文档格式.docx(35页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
攻螺纹6-M18x2.5;
右动力头
攻螺纹12-M10x1.5,
攻螺纹M8x1.25。
10.中间检查。
11.第二条自动线粗铣取力箱联接平面。
12.钻取力箱紧固用螺纹孔,钻放油螺纹孔。
13.钻刹车器联接螺纹孔及注油孔。
14.盲孔探测。
15.攻螺纹11-M10x1.5。
16.放油孔攻丝,刹车器连接螺纹孔攻丝。
17.第三条自动线钻联接上盖用紧固螺纹孔,铰定位环孔。
18.盲孔探测。
19.对联接上盖用紧固螺纹孔攻丝。
20.粗铣倒车轴孔端面。
21.精铣倒车轴孔端面。
22.半精镗轴承孔。
23.精镗轴承孔。
24.精铣前后端面。
25.精铣取力箱联接平面。
设计的此机床是加工变速箱上盖紧固用的螺纹孔直径为
8.376mm,并要求孔口倒角120
至
10.5,表面粗糙度Ra6.3;
保证其中十二个螺纹孔深为25.5mm,另外四个钻通;
保证18个
8.376mm孔的位置度
0.4mm。
定位环孔尺寸为
12.96~
12.997,表面粗糙度Ra3.2。
保证孔深5mm。
保证
13mm孔位置度为
0.1mm。
被加工零件的特点:
加工材料为HT
300,毛坯种类为铸造,毛坯硬度为HBS217-241,毛重为41.5Kg。
根据组合机床的典型工序所能达到的加工精度,确定出螺纹孔为钻孔,定位环孔为铰孔。
1.2机床配置形式
根据被加工零件的结构特点、加工要求、工艺过程方案及生产率等,可大体确定采取哪种基本形式的组合机床。
但由于工艺的安排、动力部件的不同配置、零件安装数目和工位数多少等不同,而会产生多种配置方案。
不同配置方案对机床的复杂程度、通用化程度、结构工艺性、加工精度、机床重新调整可能性及经济效果等,具有不同的影响。
因此,确定机床配置型式及结构方案,必须考虑下述问题:
1.不同配置型组合机床的特点及适应性
(1)单工位组合机床各种型式的单工位组合机床,具有固定式夹具,通常可安装一个工件,特别适用于大、中型箱体类零件的加工。
(2)多工位组合机床主要适用于中小零件加工。
2.不同配置型式组合机床的加工零件
在确定组合机床配置型式和结构方案时,首先必须注意零件加工精度能否稳定地得到保证。
影响组合机床加工精度的因素是多方面的,一般分为加工误差和夹具误差两方面。
3.选择多工位组合机床方案应注意的问题
(1)确定机床配置型式和结构方案时,要合理解决工序集中程度问题。
(2)要注意排屑和操作使用方便性。
(3)选择机床配置型式要考虑夹具结构实现的可能性及工作可靠性。
(4)组合机床主要用于批量较大的生产。
由于此机床是用来加工汽车变速箱上盖结合面上的孔,且这些孔在同一个平面上,综合考虑上述各方面的因素,选用单面卧式加工机床。
1.3被加工零件工序图
被加工零件工序图是根据选定的工艺方案,表示一台组合机床或自动线完成的工艺内容、加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求、加工用定位基准、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半成品情况的图纸。
它不能用用户提供的产品图纸代替,而须在原零件图基础上,突出本机床或自动线的加工内容,加上必要的说明而绘制的。
它是组合机床设计的主要依据,也是制造、使用、检查和调整机床的重要技术文件。
图上应表示出:
(1)被加工零件的形状和轮廓尺寸及与本机床设计有关的部件的结果形状及尺寸。
(2)加工用定位基准、夹紧部位及夹压方向。
(3)本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形状位置尺寸精度及技术要求,还包括本道工序对前道工序提出的要求(主要指定位基准)。
(4)必要的文字说明。
1.3.1工序余量的确定
为了使加工过程顺利进行并稳定保证加工精度,必须合理的确定工序间余量。
根据《组合机床设计》中表3-6及本道工序的特点,确定加工余量为:
钻孔为1.5mm
铰孔的余量为0.1mm
1.3.2切削用量的确定
切削用量选择是否合理,对组合机床的加工精度、生产率、刀具耐用度、机床的布局型式以及正常工作均有很大的影响。
一、组合机床切削用量选择的特点、方法及注意问题
1.组合机床切削用量选择的特点
1)组合机床常采用多刀多刃同时切削,为尽量减少换刀时间和刀具的消耗,保证机床的生产率及经济效果,选用的切削用量应比通用机床单刀加工时低30%左右。
2)组合机床通常用动力滑台来带动刀具进给。
因此,同一滑台带动的多轴箱上所有刀具(除丝锥外)的每分钟进给量相同,即等于滑台的工进速度。
2.组合机床切削用量选择方法及应注意的问题
目前常用查表法,参照生产现场同类工艺,必要时经工艺试验确定切削用量。
组合机床加工孔、平面及螺纹的常用切削用量详见表6—11~表6—19。
确定切削用量时应注意以下问题:
1)应尽量做到合理使用所有刀具,充分发挥其使用性能。
由于多轴箱上同时工作的刀具种类不同且直径大小不等,其切削用量也各有特点。
如钻孔要求高的切削速度和较小的进给量;
铰孔则与之相反;
锪端面则要求切削速度低而进给量比钻孔还小等。
但同一多铀箱上各刀具每分钟进给量必须相等并等于滑台的工进速度
单位为(mm/min),所以要求同一多轴箱上各刀具均有较合理的切削用量是困难的。
因此,一般先按各刀具选择较合理的转速n(单位为r/min)和每转进给量f(单位为mm/r),再根据其中工作时间最长、负荷最重、刃磨较困难的所谓“限制性刀具”来确定并调整每转进给量和转速,通常用“试凑法”来满足每分钟进给量相同的要求。
必要时可对少数难以协调的刀具采用附加(增或减速)机构加以解决。
当同一多轴箱上有锪端面工序,应将施端面安排在沿台工进的最后,以便于采用二次工进时选用所需的进给量。
2)复合刀具切削用量选择应考虑刀具的使用寿命。
保证刀具应有的使用寿命,进给量按复合刀具最小直径选择,切削速度按复合刀具最大直径选择。
3)多轴镗孔主轴刀头均需定向快速进退时(刀头处于同一角度位置进入或退出工件孔),各镗轴转速应相等或成整数倍。
4)选择切削用量时要注意既要保证生产批量要求,又要保证刀具一定的耐用度。
5)确定切削用量时,还须考虑所选动力滑台的性能。
如采用液压滑台时,选择每分钟进给量
应比该滑台最小工进速度大50%,否则会受温度和其他原因导致进给不稳定。
由于此机床的钻头和铰刀共用一个进给系统,采用一个标准动力滑台。
综合考虑了钻头和铰刀及动力滑台的性能后,选定切削用量为(参考《组合机床设计》表3-7,3-10)
钻孔:
s=0.1mm/rn=500r/minv=16.49m/min
扩孔:
s=0.4mm/rn=125/minv=5.1m/min
滑台进给速度50mm/min
1.3.3确定切削力P、切削扭矩M、切削功率N
式中:
P—切削轴向力(牛)
D—钻头直径(毫米)
f—每转进给量(毫米/转)
M—切削扭矩(牛/毫米)
N—切削功率(千瓦)
v—切削速度(米/分)
HB—零件的布氏硬度值
计算得:
P(钻)=806.76牛
M(钻)=2100.7牛/毫米
P(铰)=13314.2牛
M(铰)=2699.1牛/毫米
1.3.4选择刀具结构
正确选择刀具结构,对保证组合机床正常工作极为重要。
根据工艺要求和加工精度不同,常用刀具有—般刀具(标准)、复合刀具及特种刀具等。
选择刀具结构应注意以下问题:
1)只要条件许可,应尽量选用标准刀具和一般简单刀具。
2)为提高工序集中程度或保证加工精度,可采用先后加工或同时加工两个或两个以上表面的复合刀具。
但应尽量采用组装式结构,如装几把镗刀的镗杆;
几把扩孔钻或铰刀的刀杆,同时加工孔及端面的镗刀头等。
整体式复合刀具制造刃磨较困难,刀体不能重复使用,成本高,只有为了节省工位或机床台数和为保证加工精度所须时才能采用。
选择和设计复合刀具,应注意刀具加工行程和导向位置的变化;
刀具制造、刃磨和排屑是否方便;
还应使复合刀具备切削部分的耐用度大致相同。
3)采用镗刀和铰刀的原则:
由于大直径铰刀不易制成,一般铰刀使用直径在
100mm以内(常在
40mm以内)。
4)选择刀具结构必须考虑工件材料特点。
综合考虑上述各方面因素,在钻孔中要保证孔口倒角120
10.5mm,采用阶梯钻。
有因加工比较容易,所以所有刀具都采用高速钢刀具的标准刀具。
1.4加工示意图的设计
零件加工的工艺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、辅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,在总体设计中占据重要地位。
它是刀具、辅具、夹具、主轴箱、液压电气装置的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。
其内容为:
(1)应反映机床的加工方法、加工条件及加工过程。
(2)根据加工部位特点及加工要求,决定刀具类型、数量、结构、尺寸,包括镗削加工时决定镗杆直径和长度。
(3)决定主轴的结构类型、规格尺寸及外伸长度。
(4)选择标准或设计专用的接杆、浮动卡头、导向装置、攻丝靠模装置,刀杆托架等,并决定他们的结构、参数及尺寸。
(5)标明主轴、接杆(卡头)、夹具(导向)与工件之间的联系尺寸、配合及精度。
(6)根据机床要求的生产率及刀具、材料特点等、合理确定并标注各主轴的切削用量。
(7)决定机床动力部件的工作行程及工作循环。
1.4.1选择刀具,工具,导向装置并确定其尺寸
(1)刀具选择考虑到加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生产率要求的因素,钻头和铰刀的直径与加工部位尺寸、精度相适应,其长度要保证加工终了时,刀具螺旋槽尾端与导向套外端面有(30~50mm),所以刀具的长度不采用标准长度,但结构可采用,具体尺寸见加工示意图。
(2)导向结构的选择正确的选择导向结构,确定导向类型、参数、精度,不但是绘制加工示意图必须解决的问题,也是设计组合机床不可忽视的重要内容。
(a)选择导向类型、型式和结构
导向通常分为两类:
一类是刀具导向部分与夹具导套之间既有相对移动又有相对转动的第一类导向,或称固定式导向。
另一类是刀具导向部分与夹具之间只有相对移动而无相对转动的第二类导向,或称旋转式导向。
通常依据刀具导向部分直径d和刀具转速n折算出导向的线速度v(
),在结合加工部位尺寸精度、工艺方法及刀具的具体工作条件来选择导向类型、型式和结构。
都小于20米/分,并且由于孔径10.5和13为小孔,所以都选用固定式导向。
(b)确定导向数量、选择导向参数导向数量应根据工件形状、内部结构、刀具刚性、加工精度及具体加工情况决定。
本道工序中钻孔和铰孔的深度都不是很大,所以选用单个导向加工。
导向的主要参数包括:
导套的直径及公差配合,导套的长度、导套离工件端面的距离等。
根据参考资料中表3—17选出其中的参数,详见加工示意图。
1.4.2初定主轴类型尺寸、外伸长度和选择接杆
主轴型式主要取决于进给力和主轴—刀具系统结构上的需要。
主轴尺寸规格根据选定的切削量计算出切削扭矩,前面已经计算出
根据表3—19,
其中B为系数,由表可查出,把前面计算出的切削扭矩代入,
选钻头主轴直径为d=20mm,
铰刀主轴直径为d=25mm
由于本机床加工方式简单,且采用单导向,故主轴与刀具之间采用刚性连接,由于主轴与刀具之间采用刚性连接(接杆连接),主轴采用长主轴,主轴规格由表3—6中选出,
具体尺寸可见加工示意图。
1.4.3主轴箱端面至工件端面之间的轴向距离的确定
主轴箱端面至工件端面之间的轴向距离是加工示意图上最重要的联系尺寸。
为了缩短刀具旋伸长度与工件行程长度,要求这一距离尺寸越小越好。
它取决于两个方面,一是主轴上刀具、接杆、主轴等由于结构和相互连接所需要的最小轴向尺寸,二是机床总布局所要求的联系尺寸,这两个方面是相互制约的。
在综合考虑了上述因素后,确定主轴箱端面至工件端面之间的轴向距离为300mm。
1.4.4确定动力部件的工作循环及工作行程
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有返回到原始的动作过程。
此工序中包括快速引进、工作进给、快速退回三个动作。
(1)工作行程长度的决定
工作进给长度L1应等于工件加工部位长度L与刀具切入长度L1和切出长度L2之和。
(2)快速退回长度等于快速引进与工作进给长度之和
快速引进是指动力部件把主轴箱连同刀具从原始位置送到工作进给开始位置,其长度按加工具体情况确定。
综合考虑以上各条,确定动力部件的工作循环如下图所示:
(3)动力部件总行程长度
动力部件的总行程除应保证要求的工作循环工作行程(快速引进+工作进给=快速退回)外,还要考虑装卸和调整刀具方便,即考虑前、后备量。
其具体尺寸见机床尺寸联系图上所示。
1.5机床联系尺寸图
一般来说,组合机床是由标准的通用部件——动力滑台,动力箱,各种工艺切削头,侧底座,立柱,立柱底座及中间底座加上专用部件——主轴箱,刀,辅具系统,夹具,液、电、冷却、润滑系统组合装配而成。
联系尺寸图用来表示机床各组成部件的相互装配联系和运动关系,以检验机床各部件相对位置及尺寸联系是否满足加工要求;
通用部件选择的是否合适;
并为进一步展开主轴箱、夹具等专用部件、零件的设计提供依据。
联系尺寸图也可看成是简化的机床总图,它表示机床的配置型式及总体布局。
联系尺寸图的主要内容如下:
(1)以适当数量的视图按同一比例画出机床各主要组成部件的外形轮廓及相关位置,表明机床的配置型式及总体布局、主视图的选择应与机床实际加工状态一致。
(2)图上应尽量减少不必要的线条及尺寸。
但反映各部件的联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、运动部件的极限位置及行程尺寸,必须完整齐全。
至于各部件的详细结构不必画出,留在具体设计部件时完成。
(3)为便于开展部件设计,联系尺寸图上应标注通用部件的规格代号,电动机型号、功率及转速,并注明机床部件的分组情况及总行程。
1.5.1选择动力部件
组合机床的动力部件是配置组合机床的基础。
它主要包括用以实现刀具主轴旋转主运动的动力箱、各种工艺切削用头及实现进给运动的动力滑台。
在一台组合机床或自动线上究竟选用哪种动力部件,应根据具体加工工艺及机床配置型式要求、制造及使用条件等因素全面考虑,以使设计机床既具有合理先进的工艺技术水平,又有良好的经济效益。
影响动力部件选择的主要因素为:
切削功率,进给力,进给速度,行程,主轴箱轮廓尺寸,动力滑台导轨型式。
所以:
(1)1HY40型液压滑台,台面宽400毫米,台面长800毫米,行程长400毫米,滑台和滑台座总高320,滑座长1240毫米,允许最大进给力
20000N,快速进给速度6米/分,工进速度12.5~500毫米/分。
(2)齿轮传动动力箱1TD40I
电动机为
Y132S-4,功率为5.5KW,动力箱输出轴转速为720转/分,动力箱和动力滑台结合面尺寸:
长500毫米,宽400毫米;
动力箱与主轴箱结合面尺寸:
宽500毫米,高390毫米;
动力箱输出轴距箱底面高度为220毫米。
(4)配套通用部件
侧底座1CC401,其高度为H=560毫米,宽度为B=600毫米,长度为L=1350毫米。
1.5.2联系尺寸图中的几个重要尺寸的确定
(1)夹具体轮廓尺寸的确定
组合机床夹具是保证零件加工精度的重要专用部件。
考虑到工件的轮廓尺寸、形状、具体的结构、加工要求的定位、限位、夹紧机构,导向系统等因素,具体尺寸见机床联系尺寸图
(2)机床装料高度H
装料高度是指机床上工作的定位基准到地面的垂直距离。
在现阶段设计组合机床时的装料高度可在H=850~1060mm之间选取。
选取装料高度H应考虑的主要因素是,应与车间里运送的滚道高度相适应,工件最低孔位置,主轴箱最低主轴高度和所选用通用部件、中间底座、夹具等高度尺寸的限制,综合上述因素,此机床装料高度取H=960mm。
(3)中间底座轮廓尺寸
中间底座的轮廓尺寸要满足夹具在其上面安装连接的需要。
其长度方向尺寸要根据所选动力部件(滑台和滑座)及其配套部件(侧底座)的位置关系,照顾各部件联系尺寸的合理性来确定。
非常重要的是,一定要保证加工终了位置时,工件端面至主轴箱端面的距离不小于加工示意图上要求的距离。
同时,要考虑动力部件处于加工终了位置时,主轴箱与夹具外轮廓间应有便于机床调整、维修的距离。
为了便于切屑及冷却液收回,中间底座周边须有足够宽度的沟槽。
中间底座宽、高方向尺寸,除考虑上述一些有关的因素外,要注意不削弱机床的刚性。
(4)主轴箱轮廓尺寸
标准的通用钻、镗类主轴箱的厚度有两种尺寸规格,卧式为325毫米,立式为340毫米。
绘制机床联系尺寸图时,着重要确定的尺寸是主轴箱的宽度B和高度H及最低主轴高度
。
如图所示,被加工零件轮廓以点划线、主轴箱轮廓尺寸用粗实线表示。
主轴箱宽度B、高度H、的大小主要与被加工零件孔的分布位置有关,可按下式确定:
b——工件在宽度方向相距最远的两孔距离(毫米);
——最边缘主轴中心距箱外壁的距离(毫米);
h——工件在高度方向相距最远的两孔距离(毫米);
——最低主轴高度(毫米)。
b和h为已知尺寸。
为保证主轴箱有排布齿轮的足够空间,推荐
>
70~100毫米。
主轴箱最低主轴高度
须考虑到与工件最低孔位置(此加工的零件
=30毫米)、机床装料高度(H=960毫米)、滑台滑座总高(
=320毫米)、侧底座高度(
=560毫米)、滑座与侧底座之间调整垫高度(
=5毫米)等尺寸之间的关系而确定。
对卧式组合机床,
要保证润滑油不致从主轴衬套处泄漏箱外,通常推荐:
80~140毫米
计算如下:
根据上述计算值,按主轴箱轮廓尺寸系列标准,最后确定主轴箱轮廓尺寸为B×
H=630X500毫米。
1.5.3联系尺寸图的画法和步骤
(1)画主视图主视图的图形布置应与实际机床的工作位置一致,并应选择适当的比例。
先用双点划线或细实线画出被加工零件的长×
高轮廓。
以工作两端面及工件最低孔中心线
分别为长度与高度方向上的基准,根据已确定的机床各组成部件轮廓尺寸及主要相关尺寸按下列顺序进行
以工件左端面为基准,根据前面已经确定的工件至主轴箱前端面的最小距离为300毫米确定机床主轴箱端面的轴向位置。
再根据主轴箱最低主轴高度位置尺寸
=104.5毫米及主轴箱轮廓尺寸长×
宽×
高=630×
500×
325毫米画出主轴箱轮廓尺寸。
主轴箱以其后盖与动力箱定位连接,根据已选择的TD40I型动力箱的安装连接尺寸画出动力箱轮廓。
动力箱以其底面与动力滑台定位连接,在机床长度方向上,通常动力箱后端面应与滑台后端面平齐安装,动力滑台与滑座在机床长度方向的相对位置,由加工终了时滑台前端面到滑座前端面的距离
决定。
是在机床长度方向上各部件联系尺寸的可调环节。
对于通用的标准动力滑台,
尺寸的最大范围为75~85毫米。
是动力滑台、滑座本身结构决定的滑台前端面到滑座前端面的最小距离与前备量二者之和。
前者通常不应小于15~20毫米,此机床选20毫米;
后者用以补偿刀具重磨后轴向可前调的尺寸并用于弥补机床制造和安装误差,此机床前备量也取为20毫米,则
=20+20=40毫米
为了便于机床的调整和维修,滑座与侧底座之间需加5毫米厚的调整垫。
而滑座与侧底座在机床长度方向上的相对位置由滑座前端面到侧底座前端面的距离
(2)画右视图重点在于表示清楚组合机床各部件在宽度方向的轮廓尺寸及相对位置,配合主视图完成联系尺寸图所要求表达的内容。
(3)联系尺寸图应注明的状态和尺寸
<
1>
完整、恰当地标注机床各主要部件的轮廓尺寸及相对联系尺寸,应使机床在长、宽、高三个方向的尺寸链封闭。
2>
应表示清楚运动部件的原位、终点状态及运动过程情况,以确定机床最大轮廓尺寸。
3>
应注明工件、夹具、动力部件、中间底座对称中心线间的位置关系。
特别是当工件加工部位对工件中心不对称和有某些具体要求时,动力部件相对夹具,夹具相对中间底座也就不对称,此时应注明它们相互间偏置的尺寸。
4>
应注明电动机的型号、功率、转速及所选用标准通用部件的型号规格和其主要轮廓尺寸,并对组成机床的所有部件进行分组编号,作为部件和零件设计的原始依据。
1.6机床生产率计算卡
根据选定的机床工作循环所要求的工作行程长度、切削用量、动力部件的快速及工进速度等,就可以计算机床的生产率并编制生产率计算卡,用以反映机床的加工过程、完成每一动作所需的时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率等。
1理想生产率Q
指完成年生产纲领A(包括备品及废品率在内)所要求的机床生产率。
它与全年工时总数K有关,一般情况下,单班制生产K取2350小时,两班制生产K取4600小时,此机床选用两班制。
则
2实际生产率
指所设计机床每小时实际可以生产的零件数量。
——生产一个零件所需的时间(分),它可根据下式计算:
、
——分别为刀具第I、第II工作进给行程长度(毫米);
——分别为刀具第I、第II工作进给量(毫米/分);
——当加工沉孔、止口、锪窝、倒角、光整表面时,动力滑台在死挡铁上的停留时间,通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转5~10转所需时间(分);
——分别为动力部件快进、快退行程长度(毫米);
——动力部件快速行程速度。
——直线移动或回转工作台进行一次工位转换的时间,一般取0.1分;
——工件装、卸(包括定位、夹压及清除铁屑)时间,它取决于工件重量大小、装卸是否方便及工人的熟练程度。
根据各类组合机床的统计,一般取0.5~1.5分。
计算如下:
=2.0113分
3机床负荷率
当
Q时,计算二者的比值即为负荷率
4生产率计算卡
它是按一定格式要求编制的反映零件在机床上的加工过程、工作时
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 变速箱 箱体 双面 复合 式单工位 组合 机床 设计