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图3.2 工作进给长度
切入长度L1应根据工件端面的误差情况在5~10mm之间选择,误差大时取大值。切出长度L2,在采取一般刀具时可参考下表
表3.1 切出长度L2的确定
工序名称 切出长度L2 钻孔 1/3d+(3~8) 扩孔 10~15 铰孔 10~15 镗孔 5~10 攻丝 5+L锥
(2) 快速退回长度等于快速引进与工件进给长度之和。快速引进是指动力部件把动力箱连同刀具从原始位置送到工件进给开始位置,其长度按加工具体情况确定。 (3) 动力部件总行程长度应保证要求的工作循环工作行程外,还要考虑装卸和调整刀具方便,即考虑前后备量。
表3.2 动力部件行程
孔
φ8孔
Φ9孔
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前备量(mm) 8 后备量(mm) 工作行程(mm) 总行程(mm)
0 19 27
8 9 22 39
根据上述的分析和计算得到的有关数据,画出加工示意图3.5:
图3.5 加工刀具图 3.3 机床联系尺寸图
3.3.1 联系尺寸图的作用及内容
一般来说,组合机床是由标准的通用的部件—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—多轴箱、刀、辅助系统,夹具,液、电、冷却、润滑、排屑系统组合装配而成。联系尺寸图用来表示机床各组成部件的相互装配联系的运用关系,以及检验机床各部件相对位置及尺寸联系是否满足加工要求;通用部件的选择是否合适;并为进一步开展多轴箱、夹具等专用部件、零件的设计提供依据。联系尺寸图也可以看成是简化的机床总图,它表示机床的配置形式及总体布局。
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联系尺寸图的主要内容如下:
(1) 适当数量的视图(一般为主、左、右视图)按同一比例画出机床各主要组成部件的外行轮廓及相关位置,表明机床的配置形式及总体布局、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。但反映各部件的联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、运动部位的极限位置及行程的尺寸,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) 为了方便开展部件设计,联系尺寸图上应注明通用部件的规格代号,电动机类型、功率及转速,并标明机床部件的分组情况及总行程。
3.3.2 选择动力部件
组合机床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。
根据切削用量计算出切削功率在考虑传动效率或空载功率损耗,附加功率损耗,作为动力箱型号规格的依据。初选TD25B 滑台的选用
液压动力滑台型号为HY40A,查表得滑台长800mm,台面宽度为400mm,行程400mm,滑座长度1240mm,本次设计两个方向的行程分别为27mm和39mm,所以选用型号是符合的。
3.3.3 选择通用部件配套
滑台侧底座选用型号1CC25,其长度为890mm,宽度为450mm,高度为560mm,滑座与侧底座之间有5mm间隙。
立柱选用CL32型,高度为2000mm;立柱侧底座型号为CD25,长800mm,宽500mm,高560mm。
中间底座高560mm,宽1390mm。
机床装料高度1060mm(国际标准ISO),夹具底座高500mm。
3.3.4 联系尺寸图的画法与步骤
(1) 画主视图 主视图的图形布局一致,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*宽轮廓,以工件两端面及工件最低孔中心线O1—O1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
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廓尺寸及主要相关尺寸按顺序进行画图。
以一机床左面为例,以工件左端面为基准,根据前面已经确定的工件端面到多轴箱前端面的最小距离为325mm,确定机床左面多轴箱前端面的轴向位置。再根据多轴箱最低主轴高度位置尺寸100mm及多轴箱轮廓尺寸画出多轴箱外廓。多轴箱以其后盖与动力箱定位连接,根据已选择的TD25B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到滑台前端面的距离决定。
为了便于机床的调整和维修,滑座与侧底座之间须加5mm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决定。 (2) 画左视图 重点在于表示清楚组合机床各部件在宽度方向上的轮廓尺寸及相关位置,配合主视图完成联系尺寸图所要求表达的内容。
(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作中心不对称和有某些具体条件时,动力部件相对夹具,夹具相对中间底座也就不对称,此时应表明它们相互间偏置的尺寸。
(4) 应标注电机的型号、功率、转速及所选标准通用部件的型号规格和主要轮廓尺寸,并对组合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。
机床联系尺寸图如图3.6所示:
(a) A向旋转视图 (b) 主视图 图3.6 机床联系尺寸图
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3.4 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。
3.4.1 理想生产率Q1
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。它与全年总数K有关,一般情况下,单班制生产K取2350h,两班制生产K取4600h,则
Q1=A/K (件每小时) 式(3.1) 本次实际中K=2350h,生产纲领10万台。 所以Q=42.553 (件每小时)
3.4.2 实际生产率Q
指所设计机床每小时实际可以生产的零件数量。
Q=60/T单(件每小时) 式(3.2) 式中:T单—生产一个零件所需要的时间(min),它可以根据下式计算:
T单=T切+T辅=(L1/Vf1+L2/Vf2+t停)+L快进+L快退/Vfk+t移+t装卸(min) 式(3.3) 式中:L1,L2—分别为刀具的第I、第II工作进给行程长度(mm); Vf1,vf2—分别为刀具的第I、第II工作进给量(mm/min);
t停—当加工沉孔、止口、倒角、光整表面时,动力滑台在死挡铁上停留的时间,通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转5r~10r所需时间(min); L快进+L快退—分别为动力部件快进、快退行程长度(mm);
Vfk—动力部件快速行程速度。采用机械动力部件取6m/min~8m/min;液压动力部件取4m/min~12m/min;
t移—直线移动或回转工作台进行一次工位转移的时间,一般可取0.1min; t装卸—工件装卸(包括定位、夹压以及清除铁屑等)时间,它取决于工作重量大小、装卸是否方便及工人的熟练的程度。根据各类组合机床的统计,一般取0.5min~1.5min。
根据计算T=1.187min,所以得到Q=50.55(件每小时),Q>Q1,所以符合条件。