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      1. 減速箱體側面鉆孔組合機床設計加工8 X M8孔的臥式雙面 - 下載本文

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        3.4.3 機械負荷率η負

        當Q>Q1時,計算二者的比值即為負荷率

        η負=Q1/Q=42.553/50.547=84.19% 式(3.4) 表3.3 組合機床允許最大負荷率

        機床復雜程度

        主軸數

        負荷率η負

        單面或雙面 15 ≈0.90

        16~40 0.90~0.86 41~80 0.86~0.80

        三面或四面 15 ≈0.86

        16~40 0.86~0.80 41~80 0.80~0.75

        根據組合機床的使用經驗,適宜的機床負荷率為η負=0.75~0.90,設計時可按機床復雜程度參照上表確定。故所得機床負荷率合理。

        3.4.4 生產率計算卡

        它是按一定規格要求編制的反映零件在機床上的加工過程、工作時間、機床生產率、機床負荷率的簡明表格。

        4 夾具設計

        夾具是機床和工件之間的聯結裝置,可以使工件相對于機床或刀具獲得正確位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度,所以機床夾具設計是裝備設計中一項重要的工作,是加工過程中最活躍的因素之一。

        4.1 機床夾具的基本組成

        組合機床夾具的組成: (1) 定位元件及定位裝置

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        (2) 夾緊元件及夾緊裝置 (3) 導向元件

        (4) 對刀元件及定向元件 (5) 夾具體

        (6) 其他元件及裝置

        4.2 機床夾具的類型 4.2.1 按夾具的通用特性分

        (1) 通用夾具

        一般不需要調整就可以適用于相當廣泛的一類工件的加工,稱為通用夾具。例如車床上的卡盤,銑床上的平口鉗等。它們不僅廣泛應用于單件小批量生產中,在大批量生產中也常采用。 (2) 專用夾具

        這類夾具是指專為某個零件的某一道工序專門設計的。專用夾具的設計和制造, 工作量大,而且它的結構隨著產品的更新而更新,因此,是一項周期長、投資較大的生產準備工作。 (3) 可調夾具

        可調夾具是指通過調節或更換裝在通用夾具基礎件上的某些可調或可換元件,達到能適應加工若干不同種類工件的一類夾具。在中小批量生產中,使用可調夾具往往會獲得最佳的經濟效益。

        (4) 成組夾具

        成組夾具是根據成組加工工藝的原則,針對一組形狀相近、工藝相似的零件而設計。也是具有通用基礎件和可更換調整元件組成的夾具。 (5) 組合夾具

        這類夾具是由預先制造好的標準元件和部件,按照工序加工的要求組合裝配起來的。使用完成可拆卸存放,其元件和部件可以重復使用。適用于新產品試制或小批量生產。但尺寸過小或過大的工件還沒有相應的組合夾具標準件。位置精度要求過高的工作也不宜采用組合夾具。 (6) 隨行夾具

        這是一類在自動線和柔性制造系統中使用的夾具。它既要完成工件的定位和夾

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        夾具應在機床上準確地定位和可靠地夾緊。

        緊,又要作為運載工具將工件在機床間進行輸送,輸送到下一道工序的機床后,隨行

        4.2.2 按所使用的機床劃分

        機床夾具也可按使用的機床來劃分。如車床夾具、銑床夾具、鏜床夾具、磨床夾具和鉆床夾具等。

        4.3 工件的定位

        在制定工件的工藝規程時,已經初步考慮了加工工藝基準問題,有時還繪制了工序簡圖。設計夾具時原則上應該選擇該工藝基準為定位基準。無論是工藝基準還是定位基準,均符合六點定位原理。

        六點定位原理是采用六個按一定規則布置的約束點,限制工件的六個自由度,使工件實現完全定位。每個點都必須起到限制一個運動自由度的作用,而絕不能用一個以上的點來限制同一個自由度。因此,這六個點絕不能任意布置。

        在加工中,有時為了使定位元件幫助承受切削力、加勁力,為了保證一批工件進給長度一致,減少機床的調整和操作,常常會對無位置尺寸要求的自由度也加以限制,只要這種定位方案符合六點定位原理,是允許的,有時也是必要的。

        4.4 專用夾具設計步驟

        4.4.1 明確設計任務與搜集設計資料 4.4.2 擬訂夾具總體方案,繪制結構草圖

        (1) 確定工件的定位方案,計算定位誤差。 (2) 確定刀具的對刀或導向方式。 (3) 確定夾具的夾緊方案,計算夾緊力。 (4) 確定夾具其他部分的結構方案。 (5) 確定夾具體結構形式和夾具的總體結構。

        根據夾具設計原理,進行各部分和總體的結構方案設計,最后繪出夾具結構草圖。為了便于分析比較,應多考慮幾個總體結構方案,分別繪出結構草圖,從中選擇最佳方案。

        4.4.3 繪制夾具零件圖

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        4.5 夾具的具體設計

        設定本次課題夾具的鉆模板厚度為30mm,裝料高度為1060mm。本課題工件定位采用一面兩銷定位,限制6個自由度。右箱體的左側面已經經過銑床加工,可作為基準面,限制3個自由度,其作用是使工件減少平面度引起的誤差,方便清理切削,其他自由度由圓柱銷(限制2個自由度)和菱形銷(限制1個自由度)。菱形銷是為了補償工進的定位基準與夾具定位元件之間的實際尺寸誤差,消除過定位而采用的,其短銷只能限制一個自由度。

        5 組合機床多軸箱設計

        5.1 多軸箱的用途、分類及組成 5.1.1 組合機床多軸箱的用途及分類

        多軸箱是組合機床的重要部件之一,按專用要求進行設計,由通用零件組成。其主要作用是,根據被加工零件的加工要求,安排各主軸位置,并將動力和運動由電機或動力部件船給各個主軸,使之得到要求的轉速和轉向。

        5.1.2 多軸箱的組成

        通用多軸箱主要由箱體、主軸、傳動軸、齒輪、軸套的零件和通用(專用)的附加機構組成。

        5.2 主軸結構形式的選擇

        主軸結構形式由零件加工工藝決定,并應考慮主軸的工作條件和受力情況。軸承形式是主軸部件結構的主要特征,如進行鉆削加工的主軸,軸向切削力較大,最好用推力球軸承承受軸向力,而用向心推力軸承承受徑向力。又因鉆削時軸向力是單向的,因此推力球軸承在主軸前端安排即可。進行鏜削加工的主軸,軸向切削力小,但不能忽略。有時由于工藝要求,主軸進退都要切削,兩個方向都有切削力,一般選用前后支撐均為圓錐滾子軸承的主軸結構。這種軸承可承受較大的軸向力和徑向力,且結構簡單,軸承個數少,裝配調整很方便,廣泛用于擴孔、鏜孔、鉸孔等加工,上述兩種主軸結構的徑向尺寸較大,如主軸孔間距較小,只好用滾針軸承和推力球軸承組成前

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        后支承,此種結構無論架構剛度、軸承本身精度和裝配工藝性都較差,除非必要,一般最好不選用。主軸結構形式的選擇,除了軸承外,還應考慮軸頭結構。故本次設計采用了深溝球軸承和推力軸承。

        5.3 主軸直徑和齒輪模數的選擇

        初定主軸直徑一般在編制“三圖一卡”時進行的。初選模數可由下式估算,再通過類比確定:

        m≥(30~32)(p/z*n)1/3(mm) 式(5.1) 式中:P—齒輪傳遞功率(KW) Z—一對齒輪中小齒輪的齒數 N—小齒數的轉數(r/mm)

        目前大型組合機床通用多軸箱中常用的齒輪模數有2、2.5、3、3.5、4等幾種,為了方便組織生產,在同一多軸箱中齒輪模數最好不多于兩種。

        本次設計我取m=2和2.5

        5.4 多軸箱的動力計算及動力箱的選擇

        多軸箱所需的功率,應等于切削功率、空載消耗功率及負載成正比的附加功率之和,即:

        P主=P切+P空+P附 式(5.2) 式中:P主—多軸箱總功率

        P切—各主軸切削功率的總和 P空—各軸空載消耗功率的總和 P附—各軸附加功率的總和

        上式中P切已在切削用量計算中的到P切= 1.635kw,P空和P附的計算都須在傳動結構確定以后才能進行。

        傳動系統確定前可按下式初步估算多軸箱所需功率P主

        P主=P切/η 式(5.3) 式中:P切—各主軸切削功率的總和 Η—組合機床多軸箱傳動效率

        加工黑色金屬時取η=0.8~0.9;加工有色金屬時取η=0.7~0.8。當主軸軸數多,





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