[精品]组合机床毕业论文设计正文(3)

2019-05-18 12:33

⑶固定式导向套一般由衬套、可换导向套和压套螺栓组成。衬套的作用是在导向套磨损后,可以较为方便地更换,并不会破坏钻模体上的孔,有利于保持导向精度。

根据《组合机床设计简明手册》表8-5“导向装置的布置与应用范围”查得:

导向长度l1: l1≈2.5d=2.5×8.5=21.25mm 导向套与工件端面的长度l2: l2≈d=8.5mm ;

但是根据零件的实际情况,要保证零件在夹具中转过90°,导套与工件端面的长度:

L2≈ 40.59

为了使工件转过90°时,避免与导套发生干涉。所以:

L2=45mm 。 查表《组合机床设计简明手册》表8-4“通用导套的尺寸规格” P175 得:

D=15mm, D1=22mm, D2=26mm, L=16mm, l=8mm, l1=3mm

4.确定主轴的类型、尺寸、外伸长度

主轴类型主要依据工艺方法和刀杆与主轴的联接结构进行确定。主轴轴颈及轴端尺寸主要取决于切削转矩和主轴—刀具系统结构。与刀杆刚性联接时,主轴轴颈的尺寸规格按选定的切削用量计算出切削转矩T。

由前计算可知:F=884.4N P=0.122kW F=2334.4N.mm

查《组合机床设计简明手册》表3-4“轴能承受的转矩”得到: (B取6.2)

d=B410T=14.3mm

由于切削转矩T较小,如按T值来确定主轴直径,则刚性不足。因此,应按加工孔径→镗杆直径→浮动卡头规格→主轴直径的顺序,逐步推定主轴直径,故有表中数据,选取d为20mm,允许扭转角Ф为11°m。

查《组合机床设计简明手册》表3-6“通用主轴的系列参数”得到:

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选择(用于与刀具刚性连接的钻孔工序的)长主轴。 主轴类型: 滚珠轴承主轴 主轴外伸尺寸(mm): Dd1=3220(mm) L=115mm 接杆莫氏锥号: 1号 5.接杆的选择

由于采用非刚性主轴,组合机床主轴与刀具间采用接杆连接。因多轴箱各主轴的外伸长度都为定值,为了使工件端面至多轴箱端面为最小距离,通常按最小长度选取接杆。接杆是标准件,用标准接杆通过其尾部结构和主轴头部内孔直径d1相配。 根据《组合机床设计》表3-33“组合机床用接杆”,选出接杆为215-T0635-01其具体尺寸如下表:

表 2-2 大型组合机床用接杆 接杆D×t 莫氏圆锥号 号 2 T20×1 2 类型 A D1 18 D2 30 B 12 B1 1 L 215 l 110 表 2-3接杆零件表

序号 名称 数量 材料 接杆号2 1 接杆 1 45 2-L-T0635-41 2 螺母 2 45 零件编号 30 T0641-41 3 垫圈 1 45 29 T0654-41 4 平键 1 6×GB1096-72 25

5.标注联系尺寸

首先从同一多轴箱上所有刀具中找出影响联系尺寸的关键刀具,使其接杆最短,以获得加工终了时多轴箱前端面到工件端面的最小距离,并据此确定全部刀具、接杆、导向托架及工件之间的联系尺寸。主轴颈部需标注外径和孔径尺寸(Dd)、外伸长度L;刀具结构尺寸及标注直径和长度;导向结构尺寸应标注直径、长度、配合;工件至夹具之间的尺寸于标注工件离导套端面的距离;还须标注托架与夹具之间的尺寸、工件本身及加工部位的尺寸和精度等。 6.标注切削用量

各主轴的切削用量应标在相应主轴后端。其内容包括;主轴转速ni ,每转进给量fm.同一多轴箱上个主轴的每分钟进给量是相等的,等于动力滑台的工作速度vf,即

fm=vf.

7.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到加工终了位置,又返回到原位的动作过程。一般包括快速引进、工作进给和快速退回等动作。有时还有中间停止、多次往返进给、跳跃进给、死挡铁停留等特殊要求。

1) 工作进给长度Lx的确定 组合机床上有第一工作进给和第二工作进给之分。前者用于钻、扩、铰和镗孔等工序;后者常用于钻或扩孔之后需要进行锪平面、倒大角等工序。工作进给长度L工(见图2-9),应等于加工部位长度L(多轴加工时按长孔计算)与刀具切入长度L1和切出长度L2之和。即: L工?L1?L?L2

式中: L1=5~10 mm L2=13d+(3~8) 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,其长度按具体情况确定。在加工双层或多层壁孔径相同的同轴孔系时,可采用跳跃进给循环进行加工,即在加工第一壁孔后,动力部件再快速引进到位,再加工第二层壁孔,以缩短循环时间。

3) 快速退回长度的确定 快速退回的长度等于快速引进和工作进给长度之和。一般在固定式夹具钻孔或扩孔的机床上,动力部件快速退回的行程,只要把所有刀具都退至导套内,不影响工件的装卸就行了,但对于夹具需要回转或移动的机床,动力部件快速退回行程必须把刀具、托架、活动钻模及定位销都退离到夹具运动可能碰到的范围之外。

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4) 动力部件总行程的确定 动力部件的总行程除了满足工作循环向前和向后 所需的行程外,还要考虑因刀具磨损或补偿制造、安装误差,动力部件能够向前调节的距离(即前备量)和刀具装卸以及刀具从接杆同刀具一起从主轴孔中取出时,动力部件需后退的距离(刀具退离夹具导套外端面的距离应大于接杆插入主轴孔或刀具插入接杆孔内的长度,即后备量)。因此,动力部件的总行程为快退行程和前、后备量之和。 8.其它应注意的问题

1) 加工示意图应与机床实际加工状态一致。表示出工件安装状态及主轴加工方法。

2) 图中尺寸应标注完整,尤其是从多轴箱端面至刀尖的轴向尺寸链应齐全,以便于检查行程和调整机床。图中应表示出机床动力部件的工作循环图及各行程长度。确定钻-攻螺纹复合工序动力部件工作循环时,要注意攻螺纹循环(包括攻进和退出)提前完成丝锥退出工件后,动力部件才能开始退回。

3) 加工示意图应有必要的说明。如被加工零件的名称、图号、材料、硬度、加工余量、毛坯要求、是否加冷却液及其他特殊的工艺要求等。

2.3.3机床联系尺寸总图

1.机床联系尺寸图的作用和内容

机床联系尺寸图是以加工零件工序图和加工示意图为依据,并按初步选定的主要通用部件以及确定的专用部件的总体结构而绘制的。是用来表示机床的配置形式、主要构相对位置及尺寸联系能否满足加工要求和通用部件选择是否合适;它为多轴箱、夹具等专用部件设计提供重要依据;它可以看成是机床总体外观简图。由其轮廓尺寸、占地面积、操作方式等可以检验是否适应用户现场使用环境。 机床联系尺寸总图表示的内容:

1) 表明机床的配置式和总布局。以适当数量的视图(一般至少两个视图,主视图应选择机床实际加工状态),用同一比例画出各主要部件的外廓形状和相关位置。表明机床基本型式(卧式、立式或复合式、单面或多面加工、单工位或多工位)及操作者位置等。

2) 完整齐全地反映各部件间的主要装配关系和联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、运动部件的运动极限位置及各滑台工作循环总的工作行程和前、后备量尺寸。

3) 标注主要通用部件的规格代号和电动机的型号、功率及转速,并标出机床分组编号及组件名称,全部组件应包括机床全部通用及专用部件,不得遗漏。

4) 标明机床验收标准及安装规程。

2.绘制机床联系尺寸总图之前应确定的内容

(1) 选择动力部件 动力部件的选择主要是确定动力箱(或各种工艺切削头)和动力滑台。实例是根据已定的工艺方案和机床配置型式并结合使用及修理等因素,确定机床为卧式双面单工位机械传动组合机床,机械滑台实现工作进给运动,选用配套的动力箱驱动多轴箱钻孔主轴。

动力箱规格要与滑台匹配,其驱动功率主要依据多轴箱所需传递的切削功率来选用。在不需要精确计算多轴箱功率或多轴箱尚未设计出来之前,可按下列公式进行估算: P多轴箱?P切削?=0.64kw

实例中左右多轴箱均选用1TD25-IA型动力箱驱动(n驱=520rmin;电动机选Y100L-6型,功率为1.6kW)。

根据选定的切削用量,计算总的进给力,并根据所需的最小进给速度、工作行程、

结合多轴箱轮廓尺寸,考虑工作稳定性,选用1HJ25I型机械滑台,以及相配套的侧底座(1CC251型)。

(2) 确定机床装料高度H 装料高度一般是指工件安装基面至地面的垂直距离。在确定机床装料高度时,首先要考虑工人操作的方便性;对于流水线要考虑车间运送工件的滚道高度;对于自动线要考虑中间底座有足够高度,以便于允许内腔通过随行夹具返回系统或冷却排屑系统。其次是机床内部结构尺寸限制和刚度要求,如工件最低孔位置出h2、多轴箱允许的最低主轴高度h1和通用部件、中间底座及夹具底座基本尺寸的限制等。考虑上述刚度、结构功能和使用等因素,新颁布国家标准装料高度为1060mm,与国际标准ISO一致。实际设计时常在850~1060mm之间选取。本设计为单机使用的机床,工件最低孔位置h2=107.5mm,滑台高度为250mm,侧底座高度为560mm。取装料高度为H=860mm。

(3) 确定夹具轮廓尺寸 主要确定夹具底座的长、宽、高尺寸。工件的轮廓尺寸和形状是确定夹具底座轮廓尺寸的基本依据。具体要考虑布置工件的定位、限位、夹紧机构、刀具导向装置以及夹具底座排屑和安装等方面的空间和面积需要。

加工示意图中已确定了一个或几个加工方向的工件与导向间距离以及导向套的尺寸。这里主要是合理确定设置导向的钻模架体尺寸,它在加工方向的尺寸一般不小于导向长度,通常取150~300mm,本设计取300mm;至于宽度尺寸可据导向分布尺寸及工件限位元件安置需要确定。上述尺寸确定以后,夹具底座的上部支架面积就可初步确定。

夹具底座的高度尺寸,一方面要保证其有足够的刚度,同时要考虑机床的装料高度、中间底座的刚度、排屑的方便性和便于设置定位、夹紧机构。一般不小于240mm(本设计为300mm)。

(4) 确定中间底座尺寸 中间底座的轮廓尺寸,在长宽方向应满足夹具的安装需要。它在加工方向的尺寸,实际已由加工示意图所确定,图中已规定机床在加工终了时工件端面至多轴箱前端面的距离本设计中左右均取230mm)。由此,根据选定的动力箱、滑台、侧底座等标准的位置关系,并考虑滑台的前备量,通过尺寸链就可以确定中间底座加工方向的尺寸(本设计中前备量取30mm,计算长度为915mm)。算出的长度通常应圆整,并按R20优先系数选用。应注意,考虑到毛坯误差和装配偏移,中间底座支承夹具底座的空余边缘尺寸。当机床不用冷却液时不要小于10~15mm;使用冷却液时不小于70~100mm。还须注意:当加工终了时,多轴箱与夹具轮廓间应有足够的距离,以便于调整和维修,并应留有一定的前备量(一般不小于15~20mm)。

确定中间底座的高度方向尺寸时,应注意机床的刚性要求、冷却排屑系统要求以及侧底座连接尺寸要求。装料高度和夹具底座高度(含支承块)确定后,中间底座高度就已确定(本设计高度为560mm)。

(5) 确定多轴箱轮廓尺寸 标准通用钻、镗类多轴箱的厚度是一定的、卧式为325mm,立式为340mm。因此,确定多轴箱尺寸,主要是确定多轴箱的宽度B和高度H及最低主轴高度h1。如图3-5所示,被加工零件轮廓以点划线表示,多轴箱轮廓尺寸用粗实线表式。多轴箱宽度B、高度H的大小,主要与被加工零件孔分布位置有关,可按下式确定:

B?b?2bH?h?h1?b1

式中 b——工件在宽度方向相距最远的两孔距离,单位为mm; b1——最边缘主轴中心至箱体外壁距离,单位为mm;

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