以求理论联系实际,从而确定零件在组合机床上的工艺内容及方法,决定刀具种类、结构形式、数量及切削用量等[2]。
(2)确定机床的工艺方案,确定机床的配置型式,并定出影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。既要考虑能实现工艺方案,以确保零件加工精度,技术要求及生产率;又要考虑机床操作方便可靠,易于维修,且润滑冷却排屑情况良好。
(3)总体设计——三图一卡,在本设计选定工艺方案并确定机床配置型式、结构方案后,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,机床联系尺寸图和生产率计算卡,统称“三图一卡”设计。在总设计过程中,应先设计机床的夹具方案,画出夹具方案草图,然后确定多轴箱的轮廓尺寸,从而确定了机床各部分间的尺寸。 2.1.3 技术设计阶段
本设计要求只绘制多轴箱装备图,根据已确定的工艺和结构方案,按照加工示意图和机床联系尺寸图的尺寸和主轴、传动轴的分布形式的设计及通用部件的选择,绘制多轴箱等装配图。 2.1.4 工作设计阶段
本设计要求绘制被加工零件的工序图加工示意图机床联系尺寸图及多轴箱装配图。还要求编制机床设计说明书。
2.2 组合机床方案的制定
组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求,按高度集中工序原则设计的一种高效率专用机床。设计组合机床前,首先应根据组合机床完成工艺的一些限制及组合机床各种工艺方法能达到的加工精度、表面粗糙度及技术要求,解决零件是否可以利用组合机床加工及采用组合机床加工是否合理。如果确定零件可以利用组合机床加工,那么,为使加工过程顺利进行,并达到要求的生产率,必须在掌握大量的零件加工工艺资料基础上,统盘考虑影响制定零件工艺方案、机床配置型式结构方安的各种因素及应注意的问题。经过分析比较,以确定零件在组合机床上合理可以的加工方法、确定工序间加工余量选择合适的切削用量相应的刀具结构确定机床配置型式等,这些便是组合机床方安的主要内容。 2.2.1 影响组合机床方案制定的主要因素
被加工零件的加工精度和加工工序,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,是制定机床方案的主要依据。采用刚性主轴结构方
案时,必须根据被加工零件的材料加工部位的特点及加工精度要求来选择主轴结构型式及数据参数,以使主轴有足够的刚性及抗振性。还必须布置好刀具位置,以减少切削径向力在加工过程中产生的振动[3]。 2.2.2 制定工艺方案工艺应考虑的问题
(1)组合机床常用工艺方法能达到的精度及表面粗糙度:由于被加工零件的精度要求加工部位尺寸、形状特点、材料、生产率要求不同,设计组合机床必须采用不同的工艺方法和工艺过程。
根据对我国使用的组合机床的调查,加工铸铁件的某些主要工序所能达到的精度和表面粗糙度如下述,可供制定时参考。
(2)确定工艺方案的原则及注意问题:粗、精加工工序的安排 必须根据零件的生产批量、加工精度、技术要求进行全面分析,按照经济地满足加工要求的原则,合理解决加工工序的安排。不要不分具体情况而一律粗、精加工分开或粗、精加工工序的做法。由于本次设计只有一道工序,为粗加工工序,不用考虑工序的安排问题。
(3)制定工艺方案时孔中心距的问题:在确定组合机床完成工艺时,要考虑可同时加工最小孔间中心距。由于主轴箱的主轴结构和设置导向的要求,以及保证必须的加工精度和工作可靠的要求,组合机床钻孔对于通用的主轴箱,其最小中心距为24mm。本次设计的中心距为55mm,所以主轴箱为通用主轴箱。 (4)定位基准及夹紧点选择:组合机床是针对某种零件或零件某道工序而设计的。正确选择加工用的定位基准,是确保加工精度的重要条件,同时也有利于实现最大规模的集中工序,从而收到减少机床台数的效果。
(5)选择定位基准的原则及应注意的问题:应尽量选择零件设计基准作为组合机床加工的定位基准,这样可减少基准不符的误差,保证加工精度。但在某些情况下,却必须该用其它面作定位基准,如组合机床经常加工的各种发动机汽缸体,其顶面为主要安装基准,即设计基准。选择定位基准应确保工件定位稳定。尽量采用以加工的较大平面为定位基准,这对于精加工尤为重要。在不得以的情况下,才选那些与加工表面有一定关系的、经过仔细清理平整的毛面作为定位基准。切记,定位基准不可选在铸铁或铸件的分型面上,也不要选在有铸孔的部位,否则将影响定位精度。
(6)统一基面原则:即在各台机床上采用共同的定位基面来加工零件不同表面上的孔或对同一表面上的孔完成不同的工序,这对工序多的箱体类零件尤为重
要。当被加工零件不具备理想的定位基准,或者工件刚性不足时,为防止加工时工件变形,振动而影响加工精度,可在机床上设置辅助支撑,以增加定位稳定性和承受较大的切削力。
(7)确定夹压位置应注意的问题:在选择定位基面同时,要相应决定夹压位置。此时应注意的问题是:保证零件夹压后定位稳定;尽量减少和避免零件夹压后变形,消除其对加工的影响[4]。
2.2.3 确定机床配置型式及结构方案应考虑的问题
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,可大体确定采用哪种基本型式的组合机床。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不同,而会产生多种配置方案。不同的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、机床从新调整可能性及经济性等,具有不同的影响。因此,确定机床配置型式及结构方案时,必须考虑下述问题:
(1)组合机床的特点及适用性,单工位组合机床的工作特点是,加工过程中位置固定不变,由动力部件移动来完成各种加工。这类机床能保证较高的相互位置精度,它特别适合于大中型箱体类零件的加工。单工位组合机床根据工件加工表面的分布情况不同,其配置型式有卧式、立式、倾斜式和复合式等。根据本设计的被加工件的特点,正适合采用单工位组合机床。
(2)组合机床的加工精度,组合机床可完成的工艺范围及所能达到的加工精度已有叙述。这里着重要说明的是组合机床不同的配置型式对加工精度的影响。在确定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的得到保证。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。
被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本机床设计有关部位结构形状和尺寸,本工序选用的定位基准、夹紧部位及方向,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上道工序的技术要求,注明加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量。本设计要求达到的精度正好在上述范围内,所以组合机床钻孔的位置精度能达到本零件的要求。
(3)其它应注意的问题,在确定机床配置型式和结构方案时,要合理解决工序集中问题。在一个动力部件上配置多轴箱加工多孔来集中工序是组合机床基本的加工方法。但主轴数量的多少,既要考虑动力部件及多轴箱的性能和尺寸,
[5]又要调整机床和更换刀具方便。
要注意排屑和操作使用方便性。由于本设计是用前后导向进行加工的机床,所以采用的方案是卧式加工。有时候,可将孔钻的深一些,以避免由于孔内积存切屑而折损刀具或破坏加工精度。
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。确定成套机床或流水线上的各机床型式时,应注意使机床和夹具型式尽量一致,着不仅有利于保证加工精度,也可提高通用化程度,便于设计、制造、维修。
组合机床主要用于批量较大的生产。但有的情况下,如为了保证关键工序稳定的加工精度又要缩短设计制造周期,虽然工件批量不大,也采用组合机床。
2.3 确定切削用量及选择刀具
2.3.1 切削用量的选择
确定了组合机床上完成的工艺内容之后,就可以着手选择切削用量。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、机床的布局型式及正常工作有很大影响[6]。
(1)组合机床切削用量选择的特点,在大多数情况下,组合机床为多轴、多刀、多面同时加工。因此,所选切削用量,根据经验应比一班万能机床单刀加工低30%左右。
组合机床多轴箱上所有刀具共用一个进给系统,通常为标准动力滑台的每分钟进给量。
(2)确定切削用量应注意的问题,尽量做到合理利用所有刀具,充分发挥其性能。所以本设计选用锥柄麻花钻。选择切削用量时,应注意零件生产批量的影响。生产率要求不高时,就没必要将切削用量选得过高,以免降低刀具耐用度。对于要求生产率高的大批大量生产用组合机床,要首先保证那些耐用度低,刃磨困难,造价高的所谓“限制性”工序刀具的合理切削用量,但须注意不能够影响加工精度,也不能使刀具耐用度降低。切削用量的选择应有利于多轴箱设计。本设计主轴转速相等,可使多轴箱传动链简单。刀具带导向加工,由于不便冷却润滑,应适当降低切削速度。选择切削用量,还必须考虑所选动力滑台的性能。本设计采用液压动力滑台,所选择的每分钟进给量应比动力滑可实现的最小进给量大50%。这样能避免由于温度和其他原因导致进给量不稳定,影响加工精度,甚至造成机床不能工作。
(3)组合机床切削用量的选择方法,必须从实际出发,根据加工精度工件
材料技术要求等进行分析,按照经济地满足加工要求的原则,合理地选择切削用量。一般常用查表法,参考生产现场同类工艺,通过工艺实验确定切削用量。 2.3.2 选择刀具、导向及有关计算
此处省略 NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系 扣扣:九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载!该论文已经通过答辩
2.3.4 动力部件工作循环及行程的确定
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终了位置,又返回到原位的动作过程。 (1)工作进给长度L工的确定 L工=L1+L?L2=18mm (1)
L工:工作进给长度 L1:切入长度 L:加工长度 L2:切出长度
(2)快速引进长度的确定:快速引进是指动力部件把刀具送到工作进给位置,其长度由具体情况确定。本工序选取快速引进长度为30mm。
(3)快速退回长度的确定:快速退回长度是快速引进长度和工作进给长度之和。本工序为48mm。
(4)动力部件总行程的确定:动力部件总行程为快退行程和前后备量之和。总行程为215mm前备量为30mm,后备量为137mm。
3 三图一卡的设计
3.1 加工零件工序图
3.1.1 被加工零件工序图的作用和要求
被加工零件工序图是根据选定的工艺方案,表示在一台机床上或一条自动生产线完成的工艺内容、加工部位的尺寸及精度、技术要求、加工用定位基准、夹压部位、以及被加工零件的材料、硬度和在机床加工前毛坯情况的图纸。它是在原有的工件图基础上,以突出本机床或自动线加工内容,加上必要的说明绘制的。