精鏜6102箱蓋凸輪軸孔專用組合機(jī)床的設(shè)計(jì)

敖林喆　曾慶偉

摘 要：本設(shè)計(jì)說明組合機(jī)床的開發(fā)流程，組合機(jī)床是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)零件，按照特殊的外形以及專門加工的方法所開發(fā)的特殊的部分以及夾緊道具，由這些零件構(gòu)成了完全自動以及非完全自動的特殊的工作母機(jī)，和以前的工作母機(jī)比較，組合機(jī)床具有生產(chǎn)速度高、精確度高、價格低等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；設(shè)計(jì)；過程；功能；夾具

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.003

本文主要內(nèi)容包括四大部分：加工工件的特性、外形和特殊條件，完成工作母機(jī)總體結(jié)構(gòu)的選型。找出了國家標(biāo)準(zhǔn)零件和一些專門的零件之間的聯(lián)系，切削工具的方向?qū)Ш剑?jì)算了這個工作母機(jī)的工作效率，找出了工作母機(jī)的各個部位尺寸之間的關(guān)系，并且畫出了加工過程的大致圖。進(jìn)行了工作母機(jī)的各部件設(shè)計(jì)，具有合理的傳動布局，軸和齒輪之間不影響各自工作，保證傳動平穩(wěn)精確。完成專用主軸的設(shè)計(jì)，選擇合適的電機(jī)和軸承等。保證運(yùn)動的平衡，循環(huán)和準(zhǔn)確性，采用液壓控制，并完成液壓裝置的設(shè)計(jì)。

1 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)

（1）組合機(jī)床方案的制定。組合的工作母機(jī)的加工零件加工效果、工作效率以及工作母機(jī)的布置和加緊工具的形狀設(shè)計(jì)是由零件加工工藝來決定的。仔細(xì)的觀察所繪的零件圖，自己本人去制造的地方觀察我們需要制造的工件的制造要求以及制造特點(diǎn)，還有制造現(xiàn)場的施工環(huán)境和設(shè)施，這樣我們才能夠設(shè)計(jì)出一個符合要求的加工方法。

（2）選擇組合工作母機(jī)的布置方式。制造機(jī)床方案的主要依據(jù)是被加工工件應(yīng)在組合工作母機(jī)上組合機(jī)床上達(dá)成的工作順序和需要確保的處理精確程度。鏜孔組合機(jī)床的加工精度較高，適用于鏜6102箱蓋凸輪軸鏜孔。為了加工出表面粗糙度為Ra1.6um的孔，機(jī)床采用尾置式齒輪動力裝置，進(jìn)給采用液壓系統(tǒng)。利用了加強(qiáng)最初加工精確程度以及零件位置確定標(biāo)準(zhǔn)的精確程度來降低加緊以及擠壓的形狀的變化等多種方法。

2 鏜孔專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)

（1）夾具運(yùn)動方向的個數(shù)。為了保證鏜孔的加工余量均勻。使用止動口以及面進(jìn)行位置確定，這樣就去掉了5個可移動方向，其余的可移動方向是由一個與之連接的銷來對其進(jìn)行位置確定。在對加工零件通過絲桿加緊之后，然后去掉之前用來定位的銷，接著就能夠?qū)ζ涮幚怼?/p>

（2）確定切削量和選擇刀具。對這兩個量的的確定需要根據(jù)其相應(yīng)的技術(shù)設(shè)計(jì)手冊來完成。根據(jù)相應(yīng)的要求可以了解到在加工過程中相應(yīng)設(shè)備的量的控制分別是切削速度、進(jìn)給量以及滑臺進(jìn)給速度v（100-150）、f（0.5-1.5）、v（400-1000）考慮到在加工中零件的材料要求，其道具的制造材料為高速鋼，再加工過程中刀具與工件的相對速度值為120，那么這時候液壓滑臺的運(yùn)動速率為f×n，n的大小可由式求得大小為那么進(jìn)動量是。

（3）夾緊力。在進(jìn)行安裝的時候需要用螺栓來對其部件進(jìn)行緊固，緊固的時候使用的工具為手動的扳手，根據(jù)上面的設(shè)計(jì)要求，選擇的的螺栓，使用的扳手不能太長也不能太短，太長會施加的力過于的大，太小就會導(dǎo)致在安裝過程中難度加大。因此選擇扳手的長度。經(jīng)過計(jì)算符合設(shè)計(jì)要求。

3 主軸箱設(shè)計(jì)

（1）專用主軸箱設(shè)計(jì)。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的主軸箱不能夠滿足加工工藝的要求，或難以保證精度時，就應(yīng)設(shè)計(jì)專用的主軸箱和專用頭，在組合機(jī)床及自動線上。通過足夠的事先考察，依據(jù)形象的事實(shí)例子，設(shè)計(jì)主軸箱箱體。對箱體可能會承受較大的力的部位要合適的增大其剛度，相反的，在受力較小的部位可以適當(dāng)?shù)臏p小箱體的厚度。此外主軸上承受的力應(yīng)該以最快的速度傳遞到箱體。所以形成前部支撐且受沿軸方向的力和徑向力的軸承，盡可能的使它位于主軸的前部。在另一方面為了縮短前軸承至鏜刀（加工部位）的距離，對于剛性主軸箱來說可以不用前蓋。

（2）電動機(jī)的選擇。根據(jù)電源、工作條件和載荷特點(diǎn)，可以來選擇電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式。一般我們應(yīng)選用交流電動機(jī)。Y系列的電動機(jī)是80年代的產(chǎn)品，具有高效、節(jié)能、振動小、噪聲小和運(yùn)行安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，電動機(jī)的功率等級和安裝的尺寸應(yīng)該符合國際標(biāo)準(zhǔn)，使它能夠應(yīng)用在不具有特定需求的各種不同機(jī)械設(shè)備。根據(jù)工作機(jī)容量的需要來確定電動機(jī)的容量。如果所選電機(jī)的容量過大，相應(yīng)的成本會增大，若選用的電機(jī)容量不足，工作機(jī)的正常工作將不能得到保證，若電機(jī)長時間的處于過載運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)發(fā)熱量過大而過早損壞。

（3）齒輪的設(shè)計(jì)及參數(shù)的確定。機(jī)械傳動中應(yīng)用最普遍的一種傳動是齒輪傳動。齒輪傳動主要優(yōu)點(diǎn)是：傳動的效率高，安全性好，壽命長，結(jié)構(gòu)較為緊湊，傳動比能保持在很精準(zhǔn)的狀態(tài)。齒輪傳動的主要缺點(diǎn)為：齒輪在制造時，其精度要求高，費(fèi)用昂貴，低精度時振動和噪聲大，軸間距離較大的傳動不適合使用。

（4）齒輪的設(shè)計(jì)。選擇齒輪的材料，均選用45鋼，齒輪精度取為8級，齒輪的輪齒表面粗糙度設(shè)置為。對于齒面較軟的齒輪，在閉式空間進(jìn)行傳動的設(shè)計(jì)分析，由于齒面較軟這種輪齒易出現(xiàn)表面區(qū)域腐蝕，在考慮表面區(qū)域腐蝕的同時也需要考慮其運(yùn)動的平穩(wěn)狀態(tài)，設(shè)計(jì)時選取的齒數(shù)要多一些z=33，其對應(yīng)的與之嚙合的齒輪齒數(shù)等于選取齒數(shù)與傳動比的乘積結(jié)果為68。

4 結(jié)論

本課題設(shè)計(jì)的組合機(jī)床，在設(shè)計(jì)過程中針對存在的問題進(jìn)行了攻克，保證了被加工的孔的加工精度同時主要完成了以下工作：

（1）對加工工藝進(jìn)行了分析研究，明確了加工的技術(shù)要求和工藝要點(diǎn)。（2）恰當(dāng)?shù)剡x擇了機(jī)床的切削參數(shù)，動力頭及液壓滑臺驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。（3）采用液壓滑臺驅(qū)動動力頭和多軸箱實(shí)現(xiàn)進(jìn)給，驅(qū)動工件實(shí)現(xiàn)兩工位運(yùn)動。制定了液壓滑臺的進(jìn)給工作循環(huán)。經(jīng)分析證明可以滿足工藝要求。（4）設(shè)計(jì)了穩(wěn)定可靠的多軸箱和鉆模板，從而保證了被加工孔的精度要求。設(shè)計(jì)的鏜孔專用機(jī)床，在保證了加工孔的生產(chǎn)質(zhì)量同時，提高工效在3倍以上，加工成本大幅度下降，適應(yīng)生產(chǎn)需要。

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