组合机床总体设计

中原工学院毕业设计（论文）1目录第一章引言…………………………………………………………………61.1本课题提出的背景及意义…………………………………………………61.2国内研究现状………………………………………………………………61.3本论文的主要内容…………………………………………………………6第二章工艺方案的拟定……………………………………………………72.1梳棉机箱体结合件零件的工艺技术分析…………………………………72.2定位分析、基准选取及制定工艺路线……………………………………8第三章钻夹具设计…………………………………………………………113.1梳棉机箱体结合件钻孔组合机床夹具分析………………………………113.2定位夹紧方案的确定………………………………………………………113.3刀具选择及切削用量的选取………………………………………………113.4夹具体设计…………………………………………………………………13第四章组合机床总体设计…………………………………………………174.1被加工零件工序图……………………………………………………………174.2加工示意图……………………………………………………………………184.3机床联系尺寸图………………………………………………………………4.4机床分组………………………………………………………………………第五章液压系统设计………………………………………………………5.1液压压紧系统设计……………………………………………………………5.2钻削进给液压系统设计………………………………………………………第六章多轴箱——右主轴箱设计…………………………………………6.1引言…………………………………………………………………………6.2绘制多轴箱设计原始依据图……………………………………………………第七章经济性分析………………………………………………………………7.1箱体结合件加工工艺的制定：……………………………………………………7.2夹具定位加紧分析：……………………………………………………………7.3组合机床应用分析：………………………………………………………………第八章结论和展望………………………………………………………………参考文献………………………………………………………………………………致谢……………………………………………………………………………………附件……………………………………………………………………………………中原工学院毕业设计（论文）2主要符号表符号单位意义M牛.米弯矩F牛力n转每分转速Z齿数m模数d毫米直径v米每秒速度S转每毫米进给量L毫米长度P千瓦功率T牛.米扭矩q升每分流量p帕压力t秒时间中原工学院毕业设计（论文）3第一章引言1.1本课题提出的背景和意义梳棉机是棉纺工艺流程中的关键性机台,被称为纺纱工艺的“心脏”设备。进入九十年代，我国的梳棉机主要是在吸收国外先进技术的基础上进行研制，国内梳棉机的科研力量比较薄弱，国外各公司先后推出了具有国际先进水平的梳棉机C50,C51,DK760,DK788,DK803,DK903,CX400,MK5等超高产梳棉机，产量为50-120kgtho2004年国外又推出了TC03,C60,MK6等超高产梳棉机。在消化吸收并结合我国研究高产梳棉机的经验基础上，2004年中国纺机集团清梳机械事业部推出了JFW1201,202型高产梳棉机，可以被认为是我国的第四代梳棉机，主要满足国产清梳联的要求。在第四代梳棉机生产过程中，先进的生产工艺和生产设备被引入。本文针对组合机床在梳棉机制造过程中的应用现状，以梳棉机箱体结合件的加工为例，阐述了工艺、工装、组合机床的设计过程及其与经济效益之间的关系。1.2国内研究现状国内曾有过以下记载:(1)青岛纺机厂宫业全1984年主编的《梳棉机现状及发展前景》一书介绍了八十年代以前国内外梳棉机的概况、现状及其发展趋势;(2)由山东纺织工程学会1987年编写的《高产梳棉机研制工作组三十周年纪念专刊》介绍了工作组部分人员的一些研究体会和经验总结;(3)2003年青岛纺机厂编写的《梳棉技术发展与创新文献汇编》收录了关于梳理技术方面的较有价值的文章近30篇。其中资料(1)和(2)都是针对某一特定时期内情况进行编写的，而且主要介绍的是高产梳棉机试验工作组的研究情况，内容也主要局限于梳棉机的工艺技术理论方面，而对梳棉机加工设备的发展现状没有系统的总结。本文结合前有文章，以梳棉机箱体结合件为例进行了工艺技术及加工设备、装夹设备的简单设计。1.3本论文的主要内容本文从五个方面即梳棉机箱体结合件的加工工艺、组合钻孔工序的工装设计、液压控制系统设计、组合机床设计对梳棉机箱体结合件的制造做了详细的阐述，简要说明了现代制造工艺和制造设备与梳棉机的关系。中原工学院毕业设计（论文）4第二章工艺方案的拟定2.1梳棉机箱体结合件零件的工艺技术分析梳棉机箱体结合件零件如图1-1：图2-l梳棉机箱体结合件图主要技术参数如下：2.1.1面：（1）上下两平面的光洁度（2）两侧面、两端面及结合面的光洁度2.1.2孔：（1）光洁度：轴向中心孔、横向孔及其余（2）平行度：（3）同轴度（4）垂直度2.1.3螺纹孔：6-M6-6HM10-6HM12X1.25-6HM12-6H2.1.4位置度：一般公差为0.5即可。2.1.5技术要求：1）时效处理2）涂防锈漆通过对图上众多标准及要求分析，可找出此工件上重要的加工表面和孔：底面B、结合面F、端面M、轴向孔φ52、横向孔φ47、φ62、φ90，这样在分析选取时就中原工学院毕业设计（论文）5以保证这些部位的技术要求为前提。2.2定位分析、基准选取及制定工艺路线根据生产纲领，该零件属于大批大量生产，因此采用砂型铸造的方法来进行毛坯生产。该零件的各个表面均为毛坯面，为加工需要，先加工一基准面为后备工序做准备。该箱体结合件分为箱体和箱盖两部分，箱体外形面有侧面A、端面M、底面B，依据便于装夹的原则及利于后续加工的原则，确定箱体底面B作为多道工序加工的基准面。有以上分析：2.2.1粗基准的选择：以F面为粗基准，定位装夹简单可靠。2.2.2选择精基准：从各个表面的精度位置进行分析：以B面作为精基准。这样在后续加工过中，装夹方便可靠，又能满足加工要求。其它各面的加工精中原工学院毕业设计（论文）6度虽然比基准面要高，但与基准面无特殊的形位公差，因此只需一次粗加工即可。2.2.3重要工序分析：（1）箱体结合面F的粗糙度为3.2，以B面和A面及端面为定位基准，进行加工。（2）主轴孔φ52的定位：该孔有同轴度和平行度要求，因此，定位时以基准面B为主定位面，侧面A为副定位面，为防止轴向窜动在端部加一定位销。(3)孔φ47、φ62、φ90的定位：此三孔中，φ62、φ90有严格的位置要求，这两孔的加工应以B面为主定位面，端面为辅助定位面，采用卧式组合镗床进行加工。φ47加工方法类似。（4）工序前后分配的注意事项：在大批大量生产过程中，粗精加工应分开进行，这样工件能得到较好的冷却，减少热应变及内应力变形的影响，有利于保证加工精度。同时可以避免粗加工产生振动等不利因素，也有利于精加工机床精度的保持。2.2.4工艺路线：基于以上分析，工艺路线制定如下：0#铸造5#时效处理10#漆底漆15#划线20#粗铣箱体底面25#粗、精铣箱体结合面30#粗、精铣箱盖结合面35#钻φ5.2光孔，铰制两销孔40#钻φ5.2光孔，攻制6螺钉M6X30螺纹孔45#粗、精铣两侧面50#粗、精铣两端面55#粗、半精、精镗φ52孔，刮环槽φ5560#粗、半精、精镗φ62、φ90孔65#粗、半精、精镗φ47孔，刮环槽φ49.570#钻两端面6Xφ5.2孔，攻制6-M6-6H螺纹孔75#钻、攻制箱体底面螺纹孔80#钻、铰φ6H12通孔85#锪φ20孔，钻、攻制M10螺纹孔中原工学院毕业设计（论文）790#锪φ25孔，钻、攻制M12螺纹孔95#钻、攻制侧面M12螺纹孔100#清洗去毛刺105#检验110#涂防锈漆注：(1)工艺路线中，45#、50#两工序采用双面复合式多工位铣刀，一次加工完成。（2）钻孔和攻制螺纹孔的工序建议采用组合机床，可以大大提高加工效率。（3）镗孔工序采用多工位镗刀，一次完成加工。中原工学院毕业设计（论文）8第三章钻夹具设计3.1梳棉机箱体结合件钻孔组合机床夹具分析3.1.1根据工件不同的生产条件，可以有各种不同的安装方法：a)找正安装法．b)夹具安装法．3.1.2基本定位原理分析：这里讨论6点定位中，6个自由度的消除，以便找出较合适的定位夹紧方案．一个物体在空间可以有6个独立的运动，即沿X、y、Z轴的平移运动，分别记为。X1、Y1、Z1；绕X、y、Z轴的转动，记为x、y、z，习惯上，把上述6个独立运动称作6个自由度．如果采用一定的约束措施，消除物体的6个自由度，则物体被完全定位．例如讨论长方体工件时，可以在底面布置3个不共线的约束点，在侧面布置2个约束点，在端面布置一个约束点，则底面约束点可以限制X2、Y2、Z23个自由度，侧面约束点限制X1、Z12个自由度，端面约束点限制y。这个自由度，就完全限制了长方体工件6个自由度．3.1.3夹紧力“两要素”，方向与作用点：夹紧力方向应朝向定位元件，并使所需的夹紧力最小．确定夹紧力作用点的位置时应不破坏定位．夹紧力作用点的位置应尽可能靠近加工部位，以减小切削力绕夹紧力作用点的力矩，防止工件在加工过程中产生转动或震动．应保证夹紧变形不影响加工精度．夹紧力作用点数目应使工件在整个接触面上受力均匀，接触变形小．3.2定位夹紧方案的确定如图1-1所示，此元件属于箱体类元件。一般的定位方法有：一面两销定位法和两面一销定位法。通过比较分析决定采用两面一销定位法。在钻孔加工时，底面和侧面采用定位板进行定位，端面采用定位钉来限制工件自由度。通过分析发现，该工件被完全定位。3.3刀具选择及切削用量的选取3.3.1技术分析：孔的类型：螺纹孔M6精度等级：6H材料：灰铸铁硬度：HB190左端面为通孔加工深度L=10mm右端面为盲孔加工深度L=15mm3.3.2刀具选择：一般的钻头类型决定于加工性质，被加工孔的位置，工件材料，生产批量及经济性等。此工序中的螺纹孔无特别加工要求，属于直径小、深度浅、生产批量大、中原工学院毕业设计（论文）9材料为常用铸铁。参考《组合机床设计》P500所述，推荐使用标准高速锥柄麻花钻。但采用这种钻头，由于其倒锥度大，钻头与钻套间隙也较大，股组合机床上的位置精度较低，大约0.2左右。若想提高精度，可采用以下几项措施：（1）适当选取导向套到工件表面距离及导套长度。（2）减少导向套和钻头间隙。（3）减少钻头的制造公差和倒锥度。此外，还可采用硬质合金锥柄锪直柄麻花钻，这可提高钻头的耐用度，但其切削速度要提高，走刀量也比高速钢钻头低。3.3.3切削用量的选取：由于组合机床有大量刀具同时工作，为了使机床正常工作，不经常停车换刀，而达到较高的生产率。所选择的切削用量比一般通用机床的切削用量要低一些。总体上说：在采用多轴加工的组合机床的切削用量和切削速度要低一些。根据现有组合机床使用情况，多轴加工的切削用量比通用机床单刀加工的切削用量约30%左右。查阅《组合机床设计》P47表2-7加工直径：d=5.2mm切削速度：v=12m/minn=732r/min进给量：f=0.1mm/r钻头的实际参数，查阅《金属机械加工工艺人员手册》P838表10-22续：3.3.4工作行程的确定和钻模板的设计（1）钻模板设计：钻模是用来保证工件孔系的位置精度的。他应有足够的强度和刚度，避免因变形而影响钻套的导向精度。在组合机床孔加工工序中，除采用刚性主轴加工方法外，多数情况下多数情况下都让切削刀具在导向装置中工作。在本道孔加工工序中因主轴为非刚性主轴，故采用钻模导向装置，其作用是：1）保证刀具对工件的正确位置。2）保证各刀具相互间的正确位置。3）提高刀具系统的支承刚度。已知钻头直径d=5.2mm，参照《组合机床设计