2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p><b>  1.前言</b></p><p>  1.1.課題名稱及其具體要求</p><p>  1.1.1.課題名稱</p><p>  車(chē)床主軸箱箱體左側(cè)8-M8螺紋攻絲機(jī)設(shè)計(jì)</p><p>  1.1.2.題目?jī)?nèi)容及要求</p><p>  本題目的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)一臺(tái)能

2、加工的通孔,總共八個(gè)孔的右側(cè)面螺紋攻絲機(jī),機(jī)床類(lèi)型為臥式單面,液壓驅(qū)動(dòng),由PLC控制,一臺(tái)機(jī)床年產(chǎn)量為3-6萬(wàn)件。其余設(shè)計(jì)內(nèi)容均自定。</p><p>  1.1.3.實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)及圖紙要求</p><p>  本設(shè)計(jì)完成后必須包括被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖、組合機(jī)床多軸箱圖、夾具裝配總圖、液壓系統(tǒng)原理圖、控制系統(tǒng)原理圖各一張,折合A0圖紙共4張。</p>

3、<p>  此外,設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)需1.5萬(wàn)字。</p><p>  1.2.研究目的及意義</p><p>  目前,組合機(jī)床的需求量很大,國(guó)家鼓勵(lì)其出口。而國(guó)內(nèi)汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展也勢(shì)必導(dǎo)致各類(lèi)零部件加工量的增大。因此,組合機(jī)床可多刀、多軸、多面、多工位加工的優(yōu)點(diǎn)就顯得猶為突出。本設(shè)計(jì)就是在攻絲組合機(jī)床的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,將PLC控制技術(shù)和液壓控制技術(shù)應(yīng)用到其中,以便進(jìn)一步提高組合機(jī)床的自

4、動(dòng)化程度。</p><p>  1.3.國(guó)內(nèi)外同類(lèi)研究概況</p><p><b>  國(guó)外研究狀況</b></p><p>  1952年美國(guó)生產(chǎn)出了第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床,此后,日本、德國(guó)、意大利等國(guó)家的一些木工機(jī)床的制造廠家應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù),相繼推出了各種先進(jìn)的機(jī)床。目前,螺紋加工機(jī)床已經(jīng)與液壓系統(tǒng),氣壓系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)結(jié)合生產(chǎn)出了很多先進(jìn)的攻絲

5、機(jī),例如:西班牙的才CMA攻絲機(jī)系列,等等。</p><p>  目前,機(jī)床加工正在向復(fù)合化,高速化,精密化,高效能化,智能化,環(huán)?;较虬l(fā)展而螺紋加工正在向高效率,高自有度,高生產(chǎn)率,高自動(dòng)化,高定位速度和高切削速度,低成本方向發(fā)展。</p><p><b>  國(guó)內(nèi)研究狀況</b></p><p>  我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái),雖然機(jī)床加工機(jī)械的

6、技術(shù)水平及產(chǎn)品質(zhì)量有著顯著的提高,但與先進(jìn)的發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大,主要存在的問(wèn)題有:水平低、仿制多、品種少、自動(dòng)化程度不高,外觀質(zhì)量不高,機(jī)床機(jī)械合格率低,遠(yuǎn)低于同類(lèi)機(jī)械產(chǎn)品的平均合格率。螺紋加工機(jī)床和其他機(jī)床一樣發(fā)展緩慢。</p><p>  國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的中檔普及型數(shù)控機(jī)床的功能、性能和可靠性方面已具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)力。</p><p>  但在中、高檔數(shù)控機(jī)床方面,與國(guó)外一些先進(jìn)產(chǎn)品相比,

7、仍存在較大差距。螺紋加工的數(shù)控化程度也很低。雖然我國(guó)現(xiàn)在的水平很低不過(guò)我們有很好的發(fā)展前景:首先,我國(guó)的政策調(diào)整有利于車(chē)床行業(yè)的發(fā)展;第二,產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移給車(chē)床行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇;第三,下游行業(yè)成長(zhǎng)較快;第四,數(shù)控車(chē)床消費(fèi)增長(zhǎng)較快。而螺紋加工的攻絲機(jī)只是車(chē)床中的一個(gè)部分,當(dāng)然也具有很好的發(fā)展前景。目前國(guó)內(nèi)有很多的組合機(jī)床仍然采用繼電器控制,使用不便,且較為落后。而國(guó)外同行業(yè)則較多采用PLC先進(jìn)技術(shù)集成控制來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化,已形成一系列自動(dòng)化

8、程度較高的生產(chǎn)流水線,大大提高了生產(chǎn)效率和節(jié)省了成本。</p><p><b>  2.組合機(jī)床概述</b></p><p>  2.1.組合機(jī)床及其特點(diǎn)</p><p>  組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量專(zhuān)用部件組成的工序集中的高效率專(zhuān)用機(jī)床。它能夠?qū)σ环N(或幾種)零件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、

9、鏜孔、攻絲、車(chē)削、銑削、磨削及滾壓等工序,生產(chǎn)效率高,加工質(zhì)量穩(wěn)定。</p><p>  組合機(jī)床與通用機(jī)床,其他專(zhuān)用機(jī)床比較,具有以下特點(diǎn):</p><p> ?。?)組合機(jī)床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件約占全部機(jī)床零、部件總量的,因此設(shè)計(jì)和制造的周期短,投資少,經(jīng)濟(jì)效果好。</p><p>  (2)由于組合機(jī)床用多刀加工,并且自動(dòng)化程度高,因而比通用機(jī)床生產(chǎn)效率高,

10、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,勞動(dòng)強(qiáng)度低。</p><p> ?。?)組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過(guò)周密設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的,又有專(zhuān)門(mén)廠成批制造,因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,工作可靠,使用和維修方便。</p><p> ?。?)在組合機(jī)床上加工零件時(shí),由于采用專(zhuān)用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置,加工質(zhì)量靠工藝裝備保證,對(duì)操作工人的技術(shù)水平要求不高。</p><p> ?。?)當(dāng)被加工產(chǎn)品更新時(shí),采用其他類(lèi)型

11、的專(zhuān)門(mén)機(jī)床時(shí),其大部分部件要報(bào)廢。用組合機(jī)床時(shí),其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件可以重復(fù)利用,不必另行設(shè)計(jì)和制造。</p><p> ?。?)組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動(dòng)線,以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。</p><p>  圖2-1表示由通用部件和少量專(zhuān)用部件組成的臥式組合機(jī)床。</p><p>  圖2-1 臥式組合機(jī)床及其組成部件</p><p>  

12、1—中間底座;2—夾具;3—主軸箱;4—?jiǎng)恿ο?lt;/p><p>  5—滑臺(tái);6—滑座;7—床身(側(cè)底座)</p><p>  組合機(jī)床常用的通用部件有:動(dòng)力部件、輸送部件、支承部件、控制部件和輔助部件。其中動(dòng)力部件有4種:(1)主運(yùn)動(dòng)動(dòng)力部件—?jiǎng)恿ο?、多軸箱、單軸頭;(2) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件—液壓滑臺(tái)、機(jī)械滑臺(tái); (3) 既能實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)又能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件—?jiǎng)恿︻^;為單軸頭變化主軸轉(zhuǎn)速的跨

13、系列通用部件。</p><p>  動(dòng)力箱、各種工藝切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床完成切削主運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。其中還有能同時(shí)完成切削主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力頭。而只能完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件稱為動(dòng)力滑臺(tái)。固定在動(dòng)力箱上的主軸箱是用來(lái)布置切削主軸,并把動(dòng)力箱輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給各主軸的切削刀具,由于各主軸的位置與具體被加工零件有關(guān),因此主軸箱必須根據(jù)被加工零件設(shè)計(jì),不能制造成完全通用的部件,但其中有很多零件(例如

14、:主軸、傳動(dòng)軸、齒輪和箱體等)是通用的。</p><p>  床身、立柱、中間底座等是組合機(jī)床的支承部件,起著機(jī)床的基礎(chǔ)骨架作用。組合機(jī)床的剛度和部件之間的精度保持性,主要是由這些部件保證。移動(dòng)的或回轉(zhuǎn)的工作臺(tái)的重復(fù)定位精度直接影響組合機(jī)床的加工精度。</p><p>  除了上述主要部件之外,組合機(jī)床還有各種控制部件,主要是控制機(jī)床按順序動(dòng)作,以保證機(jī)床按規(guī)定的程序進(jìn)行工作。</p

15、><p>  組合機(jī)床的通用部件,絕大多數(shù)已頒布成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),并按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的名義尺寸、主參數(shù)、互換尺寸等定型,各通用部件之間有配套關(guān)系。</p><p>  因此,在進(jìn)行本設(shè)計(jì)時(shí),主要根據(jù)被加工零件的尺寸、形狀和技術(shù)要求等來(lái)完成組合機(jī)床的整體設(shè)計(jì)。</p><p>  2.2.攻絲組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案</p><p>  通用機(jī)床加工螺紋的特點(diǎn)是主運(yùn)

16、動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間保持嚴(yán)格的傳動(dòng)比關(guān)系,即內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)。攻絲組合機(jī)床也不例外,根據(jù)實(shí)現(xiàn)內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)系統(tǒng)所選用的機(jī)構(gòu)不同,攻絲組合機(jī)床可以分為下列兩大類(lèi):</p><p>  1)采用攻絲動(dòng)力頭的攻絲組合機(jī)床</p><p>  攻絲動(dòng)力頭用于同一方向單純攻絲工序。利用絲杠進(jìn)給,攻絲行程較大,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,傳動(dòng)誤差大,所以加工螺紋精度較低(一般低于7H級(jí)),因此未能得到廣泛的應(yīng)用。</p>

17、;<p>  2)采用攻絲靠模裝置的組合機(jī)床</p><p>  用攻絲靠模裝置加工內(nèi)螺紋的特點(diǎn)是,攻絲主軸系統(tǒng)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由攻絲靠模機(jī)構(gòu)得到。靠模機(jī)構(gòu)由靠模螺桿和靠模螺母組成,其螺距應(yīng)等于被加工螺孔的螺距,當(dāng)靠模螺桿每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí),則帶動(dòng)絲錐向前進(jìn)給一個(gè)螺距,要求盡量接近。</p><p>  攻絲靠模應(yīng)用于攻絲裝置中的情況如圖2-2所示。從圖中可見(jiàn),電機(jī)傳動(dòng)主軸通過(guò)靠模螺桿帶動(dòng)

18、絲錐回轉(zhuǎn),靠模螺桿5通過(guò)攻絲卡頭6與絲錐連接,攻絲卡頭6是攻絲主軸靠模系統(tǒng)進(jìn)給量與絲錐自行引進(jìn)量的補(bǔ)償環(huán)節(jié)。</p><p>  當(dāng)主軸及靠模螺桿5正轉(zhuǎn)時(shí),由于靠模螺</p><p>  母4的作用,使靠模螺桿按螺母的螺距帶動(dòng)絲</p><p>  錐進(jìn)給,攻絲結(jié)束后,主軸反轉(zhuǎn),絲錐退回。</p><p>  由于攻絲過(guò)程中,只是靠模螺桿5帶

19、動(dòng)絲 圖2-2 攻絲裝置原理圖</p><p>  錐軸向移動(dòng),因此主軸與靠模螺桿連接處軸向 1—電機(jī);2—多軸箱;3—主軸;</p><p>  可以相對(duì)滑動(dòng),一般用滑鍵連接,滑動(dòng)的最大 4—靠模螺母;5—靠模螺桿;6—攻絲卡頭</p><p>  距離即攻絲的最大行程,一般不超過(guò)。</p><p&

20、gt;  此種攻絲方法,靠??梢越?jīng)磨制得到較準(zhǔn)確的螺距,由于靠模螺桿帶動(dòng)絲錐進(jìn)給比較輕巧,同時(shí)又有攻絲接桿補(bǔ)償攻絲主軸靠模系統(tǒng)與絲錐自行引進(jìn)的進(jìn)給差,因而攻絲時(shí)可得到較高的精度。該靠模裝置除了具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本較低的特點(diǎn)外,還由于每根靠模螺桿都各自具有自己的螺距數(shù)值,因此可用一個(gè)攻絲裝置方便地加工出不同尺寸規(guī)格的螺紋,且可各自選用合理的切削用量,目前應(yīng)用很廣泛。</p><p>  綜上所述,可知攻絲工序的工

21、作循環(huán)如下:</p><p>  2.3.組合機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)</p><p>  一、提高通用部件的技術(shù)水平;</p><p>  二、發(fā)展適應(yīng)中、小批生產(chǎn)的組合機(jī)床;</p><p><b>  三、采用新刀具;</b></p><p>  四、發(fā)展自動(dòng)檢測(cè)技術(shù);</p><p

22、><b>  五、擴(kuò)大工藝范圍。</b></p><p>  3.組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)</p><p>  3.1.組合機(jī)床方案確定</p><p>  3.1.1.被加工零件特點(diǎn)</p><p>  被加工零件在攻絲機(jī)體左側(cè),材料為,硬度為,攻絲孔徑為的通孔8個(gè),個(gè)孔在3個(gè)圓上規(guī)律分布。</p><

23、;p>  被加工零件的外形如圖3-1所示。</p><p>  圖3-1 被加工零件外形圖</p><p>  3.1.2.機(jī)床布局確定</p><p>  工件底面為主要定位面。因?yàn)榈酌嬗?個(gè)腳所以用3個(gè)支承塊支撐,用短銷(xiāo)和支承釘定位。裝夾方便、平穩(wěn),故可采用臥式機(jī)床。</p><p>  3.1.3.工件定位基準(zhǔn)的確定</p

24、><p>  由于工件采用底面為定位面,根據(jù)該零件的特點(diǎn),可采用孔和2面定位。</p><p>  3.1.4.夾壓表面及夾緊方式</p><p>  由于要加工的工件是箱體而且上表面是空的,為了確保工件夾壓穩(wěn)定,為了保證定位基準(zhǔn)和定位面的良好接觸,采用開(kāi)口長(zhǎng)壓板作定位夾緊。</p><p>  3.2.確定切削用量</p><

25、;p>  3.2.1.選擇切削用量</p><p>  由于攻絲孔徑只有一種,所以可以采用同樣的主軸和刀具使得所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同。</p><p>  根據(jù)《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-18查得:</p><p>  高速鋼絲錐攻絲切削速度</p><p>  查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》得:</p><p>&l

26、t;b>  螺紋間距, </b></p><p><b>  選</b></p><p><b>  切削速度:</b></p><p><b>  ∴</b></p><p><b>  ∴滿足要求</b></p><

27、;p><b>  每分鐘進(jìn)給量</b></p><p>  式中:——主軸系統(tǒng)的進(jìn)給量();</p><p>  ——絲錐每分鐘自行引進(jìn)量();</p><p>  ——絲錐每分鐘轉(zhuǎn)速();</p><p>  ——絲錐的螺距,多頭螺紋為導(dǎo)程()。</p><p><b>  ∴&

28、lt;/b></p><p>  3.2.2.確定F.P.T</p><p><b>  1)切削扭矩的計(jì)算</b></p><p>  根據(jù)《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-24查得:</p><p>  式中:——工件螺距();</p><p><b>  ——加工直徑()。</

29、b></p><p><b>  ∴</b></p><p><b>  2)切削力的計(jì)算</b></p><p><b>  ∴</b></p><p><b>  ∴總切削力</b></p><p><b>  

30、3)切削功率的計(jì)算</b></p><p>  根據(jù)《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-24查得:</p><p><b>  ∴</b></p><p><b>  ∴總功率</b></p><p><b>  考慮到功率損失,∴</b></p><p&

31、gt;  3.3.組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)——三圖一卡</p><p>  三圖一卡的內(nèi)容主要包括:被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。</p><p>  3.3.1.被加工零件工序圖</p><p>  一、被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容</p><p>  被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案,表示一臺(tái)組合機(jī)床或自動(dòng)

32、線完成的工藝內(nèi)容,加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及被加工零件的材料、硬度、重量和本道工序加工前毛坯或半成品狀況的圖紙。因此,它是在原零件圖基礎(chǔ)上,突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容,加上必要的說(shuō)明繪制成的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù),也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。圖上應(yīng)表示出:</p><p>  1)被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺

33、寸。尤其是當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向套時(shí),應(yīng)表示出零件內(nèi)部的肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀及尺寸。以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。</p><p>  2)加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾壓方向。以便依此進(jìn)行夾具的定位支承(包括輔助定位支承)、限位、夾緊、導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p><p>  3)本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求,還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊?/p>

34、(主要指定位基準(zhǔn))。</p><p>  4)必要的文字說(shuō)明。如被加工零件編號(hào)、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。</p><p>  二、繪制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng)</p><p>  1)為了使被加工零件工序圖清晰明了,一定要突出本機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時(shí),應(yīng)按一定比例,選擇足夠的視圖及剖視圖,突出加工部位(用粗實(shí)線),并把零件輪廓及與機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)有

35、關(guān)的部位(用細(xì)實(shí)線)表示清楚。凡本道工序保證的尺寸、角度等,均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方畫(huà)粗實(shí)線標(biāo)記。加工用定位基準(zhǔn)、機(jī)械夾壓位置及方向、輔助支承均須使用規(guī)定的符號(hào)表示出來(lái)。</p><p>  2)加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起。為便于加工及檢查,尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)注,而不采用極坐標(biāo)系。但有時(shí)因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合,則需對(duì)加工部位要求的位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。此外,應(yīng)將零件圖上的不對(duì)稱位置尺寸公差應(yīng)換算

36、成對(duì)稱尺寸公差,其公差數(shù)值的決定要考慮兩方面,一是要能達(dá)到產(chǎn)品圖紙要求的精度,二是采用組合機(jī)床能夠加工出來(lái)。</p><p>  3)應(yīng)注明零件加工對(duì)機(jī)床提出的某些特殊要求。</p><p>  3.3.2.加工示意圖</p><p>  一、加工示意圖的作用和內(nèi)容</p><p>  零件加工的工藝方案要通過(guò)加工示意圖反映出來(lái)。加工示意圖表

37、示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程,刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系,機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。因此,加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖紙之一,在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位。它是刀具、輔具、主軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始資料,也是整臺(tái)組合機(jī)床布局和性能的原始要求,同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試車(chē)的依據(jù)。其內(nèi)容為:</p><p>  1)應(yīng)反映機(jī)床的加工方法、加工條件及加

38、工過(guò)程。</p><p>  2)根據(jù)加工部位特點(diǎn)及加工要求,決定刀具類(lèi)型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸(直徑和長(zhǎng)度)。</p><p>  3)決定主軸的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度。</p><p>  4)選擇標(biāo)準(zhǔn)的或設(shè)計(jì)專(zhuān)用的接桿、浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置、攻絲靠模裝置、刀桿托架等,并決定它們的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸。</p><p>  5)標(biāo)明主軸、接桿

39、(卡頭)、夾具(導(dǎo)向)與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。</p><p>  6)根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具、被加工零件材料特點(diǎn)等,合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量。</p><p>  7)決定機(jī)床動(dòng)力部件的工作行程及工作循環(huán)。</p><p>  二、加工示意圖的畫(huà)法及注意事項(xiàng)</p><p>  1)加工示意圖的繪制順序是:先按比例用細(xì)實(shí)

40、線繪出工件加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開(kāi)圖,加工表面用粗實(shí)線畫(huà)。為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),相同加工部位的加工示意(指對(duì)同一規(guī)格的孔加工,所用刀具、導(dǎo)向、主軸、接桿等的規(guī)格尺寸、精度完全相同),允許只表示其中之一,亦即同一主軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸可只畫(huà)一根。但必須在主軸上標(biāo)注軸號(hào)(與工件孔號(hào)相對(duì)應(yīng))。當(dāng)軸數(shù)較多時(shí),可縮小比例,用細(xì)實(shí)線畫(huà)出工件加工部位的外形簡(jiǎn)圖,并在孔旁標(biāo)注孔號(hào),以便設(shè)計(jì)和調(diào)整機(jī)床。</p><p>  2)一般情況

41、下,在加工示意圖上,主軸分布可不按真實(shí)距離繪制。當(dāng)被加工孔間距很小或需設(shè)置徑向結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時(shí),相鄰主軸必須嚴(yán)格按比例繪制,以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向是否干涉。</p><p>  3)主軸應(yīng)從主軸箱端面畫(huà)起。刀具畫(huà)加工終了位置(攻絲加工則應(yīng)畫(huà)開(kāi)始位置)。標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)只畫(huà)外形輪廓,但須加注規(guī)格代號(hào)。對(duì)一些專(zhuān)用結(jié)構(gòu),為顯示其結(jié)構(gòu)而必須剖視,并標(biāo)注尺寸、精度及配合。</p><p

42、><b>  三、刀具選擇</b></p><p>  根據(jù)攻絲孔的深度及直徑大小,并結(jié)合加工條件及要求,根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》,選擇的刀具為絲錐,其直徑分別為。</p><p>  絲錐的具體結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3-2所示:</p><p>  圖3-2 絲錐外形圖</p><p>  四、初定主軸類(lèi)型、尺寸和外伸

43、長(zhǎng)度</p><p>  根據(jù)《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-29(攻螺紋主軸直徑的確定)查得:</p><p>  當(dāng)螺紋為,扭矩時(shí),主軸直徑</p><p>  再查表7-30(通用攻絲主軸的系列參數(shù)),確定主軸類(lèi)型為:</p><p>  前后支承均為圓錐滾子軸承的主軸</p><p><b>  確定主軸直

44、徑:</b></p><p>  攻絲靠模規(guī)格代號(hào):2</p><p>  具體結(jié)構(gòu)如圖3-3所示:</p><p>  圖3-3 主軸外伸圖</p><p><b>  五、選擇攻絲卡頭</b></p><p>  攻絲卡頭用于連接絲錐和攻絲主軸(或靠模裝置),其主要作用是:<

45、;/p><p>  保證絲錐與被加工的螺紋底孔自動(dòng)對(duì)中,并保證絲錐順利引進(jìn)。</p><p>  補(bǔ)償絲錐每分鐘引進(jìn)量與攻絲主軸(或靠模裝置)每分鐘進(jìn)給量之差值,保證絲錐引進(jìn)與攻絲裝置進(jìn)給同步。</p><p>  因此,要求攻絲卡頭有很好的定心性及補(bǔ)償靈活性,徑向尺寸應(yīng)較小,以適應(yīng)中心距小的螺孔加工。攻絲卡頭的主要形式有:①絲錐“超前”進(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭;②主軸或

46、攻絲靠?!俺啊边M(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭。</p><p>  在此,可選用主軸“超前”進(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭。主軸“超前”進(jìn)給是指攻絲主軸每分鐘進(jìn)給量大于絲錐每分鐘的引進(jìn)量,其差值由攻絲卡頭中的壓力彈簧來(lái)補(bǔ)償。彈簧的預(yù)壓力,最好稍大于絲錐開(kāi)始切入被加工螺紋底孔所需的軸向力,而小于絲錐的進(jìn)給拉力。</p><p>  其具體結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。</p><p>  圖

47、3-4 主軸“超前”進(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭</p><p>  1—卡頭芯桿;2—銷(xiāo);3—套罩;4—卡頭體;5—壓力彈簧</p><p><b>  六、攻絲靠模裝置</b></p><p>  攻絲靠模裝置的原理是“自引法”攻絲。這種攻絲裝置的進(jìn)給運(yùn)動(dòng),直接由靠模螺桿、螺母得到。</p><p>  常用的攻絲靠模裝

48、置有型和型。型攻絲靠模通常由攻絲靠模機(jī)構(gòu)和攻絲卡頭配合組成攻絲裝置,并由攻絲裝置配置成攻絲組合機(jī)床。型主要用于組成活動(dòng)攻絲模板和鉆攻復(fù)合模板。</p><p>  根據(jù),查得《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-42(第Ⅰ、第Ⅱ類(lèi)攻絲靠模規(guī)格):選用型號(hào)為的攻絲靠模裝置</p><p><b>  其具體參數(shù)為:</b></p><p><b>

49、  ,</b></p><p><b>  ,,</b></p><p>  這類(lèi)靠模用于組成固定式攻螺紋裝置時(shí),有較好的敞開(kāi)性,裝卸和調(diào)整較為方便。松開(kāi)壓板后,整套靠模就可以很方便地從靠模頭前端抽出,利用攻螺紋卡頭上的調(diào)整</p><p>  螺母,能方便地調(diào)整絲錐的軸向位置。缺點(diǎn)是軸向尺寸很大。</p><p

50、>  其具體結(jié)構(gòu)如圖3-5所示。</p><p>  七、確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程</p><p>  動(dòng)力部件的工作循環(huán)是指:加工時(shí)動(dòng)力部件從原始位</p><p>  置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置又返回到原始位置的動(dòng)作過(guò)程。</p><p>  一般包括快速引進(jìn)、工作進(jìn)給、快速退回等動(dòng)作。</p><p>

51、;  1.工作行程長(zhǎng)度的確定</p><p>  工作進(jìn)給長(zhǎng)度應(yīng)等于工件加工部位長(zhǎng)度(多軸加</p><p>  工時(shí)應(yīng)按最長(zhǎng)孔計(jì)算)與刀具切入長(zhǎng)度和切出長(zhǎng)度之</p><p>  和。如圖3-6所示。</p><p>  圖3-6 工作進(jìn)給長(zhǎng)度</p><p>  切入長(zhǎng)度L1應(yīng)根據(jù)工件端面的誤差情況在之</

52、p><p>  間選擇,誤差大時(shí)取大值。切出長(zhǎng)度根據(jù)《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)</p><p>  備設(shè)計(jì)》表7-32查得:</p><p>  式中:——絲錐前端錐部的長(zhǎng)度。</p><p>  由于加工深度一定,選擇。</p><p><b>  2.快進(jìn)、快退長(zhǎng)度</b></p><p&g

53、t;  按加工具體情況而定,保證加工所有刀具均退至夾具</p><p>  套內(nèi),不影響工件裝卸,因此取快進(jìn)長(zhǎng)度為。</p><p>  3.動(dòng)力部件總行程長(zhǎng)度</p><p>  動(dòng)力部件的總行程除應(yīng)保證要求的工作循環(huán)行程外, 圖3-5 第Ⅰ類(lèi)攻絲靠模</p><p>  還要考慮裝卸和調(diào)整刀具方便,即考慮前、后備量。

54、 1—靠模桿;2—套筒;3—壓板</p><p>  前備量是指因刀具磨損或補(bǔ)償制造、安裝誤差,動(dòng)力 4—襯套:5—彈簧;6—結(jié)合子</p><p>  部件尚可向前調(diào)節(jié)的距離。后備量是指考慮刀具從接桿中 7—靠模螺母;8—攻絲卡頭</p><p>  或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出所需要的動(dòng)力部件尚能向后退的距離。理想情況是保證刀具退

55、離夾具導(dǎo)套外端面的距離大于接桿插入主軸孔內(nèi)(或刀具插入接桿孔內(nèi))的長(zhǎng)度。</p><p>  因此,動(dòng)力部件的總行程為快退行程長(zhǎng)度與前后備量之和。</p><p><b>  ∴</b></p><p>  依此作為選擇標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)或設(shè)計(jì)專(zhuān)用動(dòng)力部件的依據(jù)。</p><p>  3.3.3.機(jī)床聯(lián)系尺寸圖</p&g

56、t;<p>  一、聯(lián)系尺寸圖的作用及內(nèi)容</p><p>  一般來(lái)說(shuō),組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件——?jiǎng)恿_(tái)、動(dòng)力箱、各種工藝切削頭、側(cè)底座、立柱、立柱底座及中間底座加上專(zhuān)用部件——主軸箱、輔具系統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤(rùn)滑、排屑系統(tǒng)組合裝配而成。聯(lián)系尺寸圖用來(lái)表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系,以檢驗(yàn)機(jī)床各部件的相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求,通用部件的選擇是否合適,并為進(jìn)一步開(kāi)展

57、主軸箱、夾具等專(zhuān)用部件、零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖,它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。</p><p>  聯(lián)系尺寸圖的主要內(nèi)容如下:</p><p>  以適當(dāng)數(shù)量的視圖(一般為主、左、右視圖)按同一比例畫(huà)出機(jī)床各主要組成部件的外形輪廓及相對(duì)位置,表明機(jī)床的配置型式及總體布局,主視圖的選擇應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致。</p><p>  圖

58、上應(yīng)盡量減少不必要的線條及尺寸,但反映各部件的聯(lián)系尺寸、專(zhuān)用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的極限位置及行程尺寸,必須完整齊全。各部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)不必畫(huà)出,留在具體設(shè)計(jì)部件時(shí)完成。</p><p>  為便于部件設(shè)計(jì),聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格代號(hào)、電動(dòng)機(jī)型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速,并注明機(jī)床部件的分組情況及總行程。</p><p><b>  二、選擇動(dòng)力箱</b></

59、p><p>  確定攻絲電機(jī)功率時(shí),應(yīng)考慮到絲錐鈍化的影響,一般按計(jì)算功率的倍選取。根據(jù)前面計(jì)算功率,即,且考慮到攻絲時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)速要求較低,如果選用的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高,將導(dǎo)致傳動(dòng)比較大,使機(jī)床結(jié)構(gòu)龐大,不利于成本的降低,一般采用同步轉(zhuǎn)速為左右的電動(dòng)機(jī)。</p><p>  根據(jù)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5-38選用動(dòng)力箱型號(hào)為,電動(dòng)機(jī)型號(hào)為,電動(dòng)機(jī)的功率為,(為電動(dòng)機(jī)安裝端面至罩殼后面間的軸向長(zhǎng)度)

60、。</p><p>  根據(jù)前面計(jì)算的行程,選擇動(dòng)力滑臺(tái)為型,滑臺(tái)側(cè)底座為型,行程為。二級(jí)進(jìn)給及壓力繼電器型號(hào)為。導(dǎo)軌防護(hù)裝置型號(hào)為。分級(jí)進(jìn)給裝置型號(hào)為。</p><p>  由于攻絲時(shí),工作行程不是很長(zhǎng),液壓滑臺(tái)可固定在滑軌上,由固定塊受力。所以當(dāng)進(jìn)給力大于滑臺(tái)所受最大進(jìn)給力時(shí),仍可使用該滑臺(tái)滑軌。</p><p>  根據(jù)選定的動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)為,其臥式配置時(shí)具體聯(lián)

61、系尺寸如圖3-7所示。</p><p>  圖3-7 型液壓滑臺(tái)臥式配置時(shí)聯(lián)系尺寸</p><p>  三、夾具輪廓尺寸確定</p><p>  綜合考慮工件的輪廓尺寸形狀、結(jié)構(gòu)以及夾具底座與機(jī)床其他部件連接固定尺寸,初步定夾具長(zhǎng)寬高為。</p><p><b>  四、機(jī)床裝料高度</b></p>&l

62、t;p>  機(jī)床裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。為提高通用部件及支承部件的剛度并考慮自動(dòng)線設(shè)計(jì)時(shí)中間底座內(nèi)要安裝夾具輸送裝置、冷卻排屑裝置,新頒布的組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)推薦裝料高度,與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)一致。在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí),裝料高度可根據(jù)具體情況在之間選取。</p><p>  由于受工件最低孔位置、多軸箱最低主軸高度和所選通用部件、中間底座、夾具高度等尺寸的限制(滑臺(tái)與滑座總高,側(cè)底座高度,夾具

63、底座高度,中間底座高度),本設(shè)計(jì)的機(jī)床裝料高度。</p><p>  五、中間底座輪廓尺寸</p><p>  中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝連接的需要。根據(jù)選定的動(dòng)力箱滑臺(tái)、側(cè)底座等標(biāo)準(zhǔn)的位置關(guān)系,并考慮到毛坯誤差和裝配偏移,中間底座支承夾具底座的空余邊緣尺寸,算出的長(zhǎng)度應(yīng)圓整,并按優(yōu)選數(shù)系選用。攻絲時(shí)需要使用冷卻液,應(yīng)使空余邊緣尺寸不小于。</p><p&

64、gt;  中間底座外形圖如圖3-8所示。</p><p>  圖3-8 中間底座外形圖</p><p>  中間底座長(zhǎng)度方向尺寸可按下式確定:</p><p>  式中:——加工終了位置,主軸箱端面至工件端面間的距離,本設(shè)計(jì)中;</p><p>  ——主軸箱厚度,本設(shè)計(jì);</p><p>  ——工件沿機(jī)床長(zhǎng)度方向

65、的尺寸,本設(shè)計(jì);</p><p>  ——機(jī)床長(zhǎng)度方向上,主軸箱與動(dòng)力滑臺(tái)的重合長(zhǎng)度,本設(shè)計(jì);</p><p>  ——加工終了位置,滑臺(tái)前端面至滑座前端面的距離,對(duì)于通用的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái),尺寸的最大范圍為。本設(shè)計(jì);</p><p>  ——滑座前端面至側(cè)底座前端面的距離,本設(shè)計(jì)。</p><p><b>  ∴</b>&

66、lt;/p><p>  根據(jù),查《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-10(中間底座主要尺寸):</p><p><b>  選定中間底座長(zhǎng)為</b></p><p>  又根據(jù)被加工零件的寬度為,夾具底座寬度為,以及其他聯(lián)系尺寸,選定中間底座寬度為。</p><p>  ∴中間底座的長(zhǎng)寬為。</p><p> 

67、 六、確定多軸箱輪廓尺寸</p><p>  標(biāo)準(zhǔn)通用多軸箱的厚度是一定的,臥式為。因此,確定多軸箱尺寸,主要是確定多軸箱寬度和高度及最低主軸高度。如圖3-9所示,被加工零件輪廓以點(diǎn)劃線、多軸箱輪廓用粗實(shí)線表示。多軸箱寬度、高度的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān),可按下式確定:</p><p>  式中:——工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離()。</p><p>

68、;  ——最邊緣主軸中心距箱外壁的距離()。</p><p>  ——工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離()。</p><p>  ——最低主軸高度()。</p><p>  圖3-9 多軸箱輪廓尺寸的確定</p><p>  為保證多軸箱有排布齒輪的足夠空間,推薦,取。</p><p>  主軸箱最低主軸高度須考慮到

69、與工件最低孔位置()、機(jī)床裝料高度()、滑臺(tái)滑座總高()、側(cè)底座高度()、滑座與側(cè)底座之間調(diào)整墊高度()等尺寸之間的關(guān)系而確定。對(duì)于臥式組合機(jī)床,要保證潤(rùn)滑油不致從主軸襯套處泄露,通常推薦:</p><p><b>  ∴</b></p><p><b>  ∴</b></p><p>  根據(jù)上述計(jì)算值,按多軸箱輪廓尺寸

70、系列標(biāo)準(zhǔn),最后確定多軸箱輪廓尺寸為</p><p>  七、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖繪制注意事項(xiàng)</p><p>  1)畫(huà)主視圖時(shí),主視圖的圖形布置應(yīng)與實(shí)際機(jī)床工作布置一致,并選擇合適比例。為便于機(jī)床的調(diào)整和維修,滑座與側(cè)底座之間需加厚的調(diào)整墊。</p><p>  2)機(jī)床各主要組成部件的輪廓尺寸及相關(guān)聯(lián)系尺寸必須標(biāo)注的完整、恰當(dāng),應(yīng)使機(jī)床在長(zhǎng)、寬、高三個(gè)方向的尺寸鏈封閉

71、。</p><p>  3)應(yīng)注明工件、夾具、動(dòng)力部件、中間底座對(duì)稱中心線間的位置關(guān)系。</p><p>  4)應(yīng)注明電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功率、轉(zhuǎn)速及所選標(biāo)準(zhǔn)通用部件的型號(hào)規(guī)格和其主要輪廓尺寸,并對(duì)組成機(jī)床的所有部件進(jìn)行分組編號(hào),作為部件和零件設(shè)計(jì)的原始依據(jù)。</p><p>  3.3.4.機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡</p><p>  根據(jù)選定的機(jī)床工

72、作循環(huán)所要求的工作行程長(zhǎng)度、切削用量、動(dòng)力部件的快進(jìn)及工進(jìn)速度等,就可以計(jì)算機(jī)床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡,用以反映機(jī)床的加工過(guò)程,完成每一動(dòng)作所需的時(shí)間、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床的負(fù)荷率等。</p><p><b>  一、理想生產(chǎn)率</b></p><p>  指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)(包括備品及廢品率在內(nèi))所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù)有關(guān),一般情況下,單班制生

73、產(chǎn)取,則</p><p><b>  件/h</b></p><p><b>  二、實(shí)際生產(chǎn)率</b></p><p>  指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。</p><p><b>  件/h</b></p><p>  式中:——生產(chǎn)一個(gè)零

74、件所需的時(shí)間(),它可以根據(jù)下式計(jì)算:</p><p>  式中:、——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進(jìn)給行程長(zhǎng)度();</p><p>  、——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進(jìn)給速度();</p><p>  ——當(dāng)加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時(shí),動(dòng)力滑臺(tái)在死擋鐵上的停留時(shí)間,通常指刀具在加工終了時(shí)無(wú)進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)所需的時(shí)間();</p><p

75、>  、——分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長(zhǎng)度();</p><p>  ——?jiǎng)恿Σ考焖傩谐趟俣?。采用機(jī)械動(dòng)力部件取,液壓動(dòng)力部件??;</p><p>  ——直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換的時(shí)間,一般可??;</p><p>  ——工件裝、卸(包括定位、夾壓及清除鐵屑等)時(shí)間,它取決于工件重量大小、裝卸的方便性及工人的熟練程度。根據(jù)各類(lèi)組合機(jī)床的統(tǒng)計(jì),

76、一般取。</p><p><b>  ∴取為</b></p><p><b>  ∴</b></p><p><b>  ∴ 件/h</b></p><p><b>  三、機(jī)床負(fù)荷率</b></p><p>  當(dāng)時(shí),計(jì)算二者的

77、比值即為負(fù)荷率。</p><p><b>  ∴</b></p><p>  根據(jù)組合機(jī)床的使用經(jīng)驗(yàn),適宜的機(jī)床負(fù)荷率為。</p><p>  所以該負(fù)荷率滿足要求。</p><p><b>  四、生產(chǎn)率計(jì)算卡</b></p><p>  生產(chǎn)率計(jì)算卡是按一定格式要求編制的

78、反映零件在機(jī)床上的加工過(guò)程、生產(chǎn)節(jié)拍、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率和機(jī)床負(fù)荷率的簡(jiǎn)明表格,它是用戶驗(yàn)收機(jī)床的重要依據(jù)之一。</p><p><b>  具體情況見(jiàn)附錄二。</b></p><p>  4.組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)</p><p>  4.1.機(jī)床夾具的用途及使用優(yōu)點(diǎn)</p><p><b>  一、保證產(chǎn)品質(zhì)量

79、;</b></p><p>  二、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率;</p><p>  三、擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍,解決復(fù)雜或困難的工藝問(wèn)題;</p><p>  四、改變?cè)瓩C(jī)床的用途,擴(kuò)大機(jī)床使用范圍;</p><p>  五、減輕操作的勞動(dòng)強(qiáng)度,做到安全生產(chǎn)。</p><p>  4.2.定位支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p&g

80、t;<p>  4.2.1.定位六法及定位面</p><p>  工件采用三面定位,以底面為主要定位面,后面為導(dǎo)向面,左側(cè)面為止推面。采用此方法限制了六個(gè)自由度,為完全定位。</p><p>  4.2.2.定位支承元件及布置</p><p>  選擇常用定位元件支承板,使用兩塊。為便于排屑,沿縱向用倒角并設(shè)溝槽。為提高支承板耐磨性,采用鋼制造。<

81、;/p><p>  導(dǎo)向面使用一個(gè)導(dǎo)向板(限位板),止推面使用一個(gè)支承釘。</p><p>  4.2.3.夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>  一、夾緊動(dòng)力</b></p><p>  夾緊動(dòng)力選用螺紋螺栓配合的機(jī)械力進(jìn)行夾緊。</p><p><b>  二、夾緊力確定</b&

82、gt;</p><p><b>  1)確定摩擦系數(shù)</b></p><p>  根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》,取工件與支承壓板之間摩擦系數(shù):</p><p><b>  2)安全系數(shù)</b></p><p>  由于刀具鈍化等原因,準(zhǔn)確地確定夾緊力較困難。</p><p>  

83、根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得,總安全系數(shù)</p><p>  式中:——基本安全系數(shù),</p><p>  ——加工表面光潔度系數(shù),毛面,光面;</p><p>  ——刀具磨鈍系數(shù),;</p><p>  ——斷續(xù)切削系數(shù),;</p><p>  ——疲勞系數(shù),(人力操縱),(動(dòng)力操縱)。</p>&l

84、t;p><b>  ∴取,,,,</b></p><p><b>  ∴</b></p><p><b>  ∴滿足要求。</b></p><p><b>  3)夾緊力計(jì)算</b></p><p>  根據(jù)夾緊力所需,選擇前法蘭式液壓夾緊油缸。&l

85、t;/p><p>  油缸內(nèi)活塞桿,行程。</p><p>  4.3.組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)</p><p>  因被加工零件為箱體零件,機(jī)床為臥式,刀具選用絲錐,本夾具為壓板夾緊工件從一側(cè)推入,然后定位夾緊。</p><p>  4.3.1.夾具體設(shè)計(jì)</p><p>  夾具體是夾具的基礎(chǔ)件,夾具上的各種裝置和元件通過(guò)夾具

86、體連接成一個(gè)整體。夾具體要有足夠的強(qiáng)度和剛度,只有這樣,在加工過(guò)程中,夾具體在切削力、夾緊力的作用下,才不會(huì)產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)。此外,在保證強(qiáng)度和剛度的前提下,夾具體應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于制造、裝配和檢驗(yàn);體積小、重量輕以便于操作。 </p><p>  考慮到加工的零件是一個(gè)箱體而且上表面是空的,為了使其受力比較好所以采用兩邊開(kāi)闊的常壓辦對(duì)加工的零件進(jìn)行夾緊。夾緊的零件采用雙頭螺栓,螺母夾緊方式。支撐面采用3個(gè)

87、小的支撐塊支撐。用一個(gè)空和一個(gè)面定位。</p><p>  4.3.2.角鐵的選擇</p><p>  考慮到被加工零件尺寸較大,選擇標(biāo)準(zhǔn)的角鐵滿足不了本設(shè)計(jì)要求,故在標(biāo)準(zhǔn)角鐵的尺寸基礎(chǔ)上,適當(dāng)增大以滿足要求。角鐵所選用的材料均為,毛坯要經(jīng)時(shí)效處理。本設(shè)計(jì)中角鐵使用數(shù)量為3個(gè),其中加工孔部位角鐵需留出空間以方便加工。</p><p>  其具體尺寸和結(jié)構(gòu)如圖4-2、

88、4-3、4-4所示。</p><p>  圖4-2 角鐵一 </p><p>  4.4.夾具總裝配圖技術(shù)要求制定</p><p>  4.4.1.精度等級(jí)</p><p>  同軸度、平行度和垂直度一般為被加工零件精度1/3左右。</p><p>

89、;  4.4.2.定位精度要求</p><p>  工件以定位支承塊定位,定位面應(yīng)在同一平面內(nèi),允差0.02,支承塊在一次安裝下加工到所要精度。</p><p>  4.4.3.總裝配圖繪制要求</p><p>  一、被加工零件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面用雙點(diǎn)劃線繪制在各個(gè)視圖的合適位置上。</p><p>  二、各零件要進(jìn)

90、行編號(hào),并填寫(xiě)零件明細(xì)表和標(biāo)題欄。</p><p>  三、標(biāo)注必要的尺寸、公差配合及技術(shù)要求。</p><p><b>  5. 多軸箱的設(shè)計(jì)</b></p><p>  多軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一,它關(guān)系到整臺(tái)組合機(jī)床質(zhì)量的好壞。</p><p>  具體設(shè)計(jì)時(shí),除了要熟悉多軸箱本身的一些設(shè)計(jì)規(guī)律和要求外,還須依

91、據(jù)“三圖一卡”,仔細(xì)分析研究零件的加工部位,工藝要求,確定多軸箱與被加工零件、機(jī)床其他部分的相互關(guān)系。</p><p>  5.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖</p><p>  多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖,是依據(jù)“三圖一卡”整理編繪出來(lái)的,其一般應(yīng)包括下列內(nèi)容:</p><p>  所有主軸的位置尺寸及工件與多軸箱的相關(guān)尺寸。在標(biāo)注主軸的位置及相關(guān)尺寸時(shí),首先要注意多軸箱

92、和被加工零件在機(jī)床上是面對(duì)面擺放的,因此多軸箱橫截面上的水平方向尺寸應(yīng)與被加工零件工序圖的水平尺寸方向相反。其次,多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和被加工零件工序圖的尺寸基準(zhǔn)常不相重合,應(yīng)根據(jù)多軸箱和被加工零件的相對(duì)位置找出統(tǒng)一基準(zhǔn),并標(biāo)注出其相對(duì)位置關(guān)系尺寸。</p><p>  在圖中標(biāo)注主軸轉(zhuǎn)向。由于標(biāo)準(zhǔn)刀具多為右旋,因此要求主軸一般為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),逆時(shí)針轉(zhuǎn)向可標(biāo)注,只注順時(shí)針轉(zhuǎn)向。</p><p&

93、gt;  圖中應(yīng)標(biāo)出多軸箱的外形尺寸。</p><p>  列表標(biāo)明工件材料,加工表面要求,并標(biāo)出各主軸的工序內(nèi)容,主軸外伸部分尺寸和切削用量等。</p><p>  注明動(dòng)力箱型號(hào),功率,轉(zhuǎn)速和其它主要參數(shù)。</p><p>  5.2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇</p><p>  5.2.1 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇</p><p

94、>  主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝決定,并應(yīng)考慮主軸的工作條件和受力情況。軸承型式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征,如進(jìn)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,而用向心球軸承承受徑向力。又因鉆削時(shí)軸向力是單向的,因此推力球軸承在主軸前端安排即可。進(jìn)行鏜削加工的主軸,軸向切削力較小,但不能忽略。有時(shí)由于工藝要求,主軸進(jìn)退都要切削,兩個(gè)方向都有切削力,一般選用前后支承均為圓錐滾子軸承的主軸結(jié)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中我選用推力球軸承。

95、主軸的直徑在前面已經(jīng)算過(guò)了這邊就不說(shuō)了。</p><p>  5.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>  多軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),就是通過(guò)一定的傳動(dòng)鏈把動(dòng)力箱輸出軸傳進(jìn)來(lái)的動(dòng)力和轉(zhuǎn)速按要求分配到各主軸。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞,將直接影響多軸箱的質(zhì)量、通用化程度、設(shè)計(jì)和制造工作量的大小以及成本的高低。</p><p>  5.3.1 對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求</p&

96、gt;<p>  設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng),應(yīng)在保證主軸強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下,力求使主要傳動(dòng)件的規(guī)格少,數(shù)量少,體積?。灰虼?,在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),要注意下面幾點(diǎn):</p><p>  盡量用一根中間轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸。當(dāng)齒輪嚙合中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí),可用變位齒輪或略變傳動(dòng)比的方法解決。</p><p>  一般情況下,盡量不采用主軸帶動(dòng)主軸的方案,因?yàn)檫@會(huì)增加主動(dòng)主軸的負(fù)荷。<

97、;/p><p>  為使結(jié)構(gòu)緊湊,多軸箱體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)副的最佳傳動(dòng)比為1-1.5,在多軸箱后蓋內(nèi)的第4排齒輪,根據(jù)需要,其傳動(dòng)比可以取大些,但一般不超過(guò)3-3.5。</p><p>  根據(jù)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩成反比的道理,一般情況下如驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較高時(shí),可采用逐步降速傳動(dòng);如驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較低時(shí)可先使速度升高一點(diǎn)再降速;這樣可使傳動(dòng)鏈前面幾根軸、齒輪等在比較高轉(zhuǎn)速下工作,結(jié)構(gòu)可小些。組合機(jī)床多軸箱的傳動(dòng)和結(jié)

98、構(gòu)與普通機(jī)床差異較大,其一是由于傳動(dòng)鏈較短,難分前后,另外,經(jīng)常是一中間傳動(dòng)軸帶多根主軸。所以,合理安排結(jié)構(gòu)往往成為設(shè)計(jì)的主要矛盾。如為了使主軸上的齒輪不過(guò)大,最后一級(jí)經(jīng)常采用升速傳動(dòng)。</p><p>  粗加工切削力大,主軸上的齒輪應(yīng)盡量安排靠近前支承,以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。</p><p>  齒輪排數(shù)可按下面方法安排</p><p>  不同軸上齒輪不相碰,

99、可放在箱體內(nèi)同一排上。</p><p>  不同軸上齒輪與軸或軸套不相碰,可放在箱體內(nèi)不同排上。</p><p>  齒輪與軸相碰,可放在后蓋內(nèi)。</p><p>  5.3.2 主軸分布類(lèi)型及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>  1)已知各主軸轉(zhuǎn)速及驅(qū)動(dòng)軸到主軸之間的傳動(dòng)比。</p><p>  一層二層的齒輪的,三層的

100、齒輪的</p><p>  多軸箱的具體布置如下圖所示</p><p>  6.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>  6.1.可編程控制器概述</p><p>  6.1.1.可編程控制器的定義和特點(diǎn)</p><p>  可編程控制器(PLC)是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì),它采用一類(lèi)可編程

101、的存貯器,用于其內(nèi)部存貯程序,執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過(guò)數(shù)字式或模擬式輸入輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。世界上第一臺(tái)可編程控制器產(chǎn)生于1969年。</p><p>  PLC的特點(diǎn)主要有以下四點(diǎn):</p><p>  一、 通用性強(qiáng)。PLC這種控制裝置硬件是標(biāo)準(zhǔn)化的,要改變控制功能只需改變程序即可。同一臺(tái)PLC可以用于不同的控制對(duì)象。</

102、p><p>  二、硬件設(shè)計(jì)和接線簡(jiǎn)單。由于PLC的接口按工業(yè)控制的要求設(shè)計(jì),輸出接口的驅(qū)動(dòng)功率強(qiáng),能直接驅(qū)動(dòng)接觸器、電磁閥等線圈,可免除二次開(kāi)發(fā)的困難,因而,用戶在硬件方面的設(shè)計(jì)工作只是確定PLC的硬件配置和外部接線而已。對(duì)于接線,只需將提供輸入信息的按鈕、限位開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)等接入PLC的輸入端子;把電磁鐵、電磁閥、接觸器等線圈接到PLC的輸出端子并配上對(duì)應(yīng)的負(fù)載電源和保護(hù)裝置,即完成了全部接線任務(wù)。&

103、lt;/p><p>  三、可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)??煽啃允强刂蒲b置的生命。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施,能適應(yīng)有各種強(qiáng)烈干擾的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),并具有故障自診斷能力。</p><p>  四、體積小、功耗小、性能價(jià)格比高。由于體積小,PLC很容易裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。</p><p>  6.1.2.基本結(jié)構(gòu)</p><

104、;p>  PLC的主體由微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入模塊、輸出模塊、電源以及編程器等組件構(gòu)成。</p><p>  電源是將交流電轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部所需的直流電,電源組件具有高的抗干擾能力,適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用,供電穩(wěn)定、安全可靠。電源組件內(nèi)還裝有備用電池,以保證在斷電時(shí),存放在存儲(chǔ)器(RAM)中的信息仍能保持。</p><p>  PLC的存儲(chǔ)器包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)和讀寫(xiě)存儲(chǔ)器(

105、RAM),前者用來(lái)存放系統(tǒng)程序,后者用來(lái)存放用戶程序,它通過(guò)外接的專(zhuān)用編程器寫(xiě)入。</p><p>  輸入模塊主要包括光電耦合器輸入接口,輸入狀態(tài)寄存器和輸入數(shù)據(jù)寄存器。輸入端子接受各種有觸點(diǎn)的和無(wú)觸點(diǎn)的開(kāi)關(guān)是信號(hào)或連續(xù)變化的模擬量(經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換),輸入到輸入狀態(tài)寄存器或輸入數(shù)據(jù)寄存器中。</p><p>  輸出模塊包括輸出狀態(tài)寄存器,輸出鎖存器,光電耦合器和功率放大器等部分。PLC提

106、供三種類(lèi)型的輸出:機(jī)械觸頭繼電器、無(wú)觸點(diǎn)型交流開(kāi)關(guān)和無(wú)觸點(diǎn)型直流開(kāi)關(guān)。</p><p>  CPU是PLC的控制中樞,它包括運(yùn)算器和控制器。PLC的控制器比微機(jī)簡(jiǎn)單的原因是它采用循環(huán)處理方式工作,且對(duì)于小型PLC,指令類(lèi)型比較少。PLC的運(yùn)算器具有很強(qiáng)的邏輯運(yùn)算功能,但其他運(yùn)算功能就比較少。</p><p>  編程器主要是用來(lái)輸入和編輯用戶程序,但也可用來(lái)監(jiān)視PLC工作時(shí)各種編程元件的工

107、作狀態(tài)。</p><p>  6.1.3.PLC的工作方式</p><p>  PLC是通過(guò)一種周期工作方式來(lái)完成控制的,每個(gè)周期包括輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段。</p><p>  一、輸入采樣階段。當(dāng)PLC開(kāi)始周期工作時(shí),控制器首先以掃描方式順序讀入所有的輸入端的信號(hào)狀態(tài)(1或0),并逐一存入輸入狀態(tài)寄存器。輸入狀態(tài)寄存器的位數(shù)與輸入端子的數(shù)目相對(duì)應(yīng),

108、因而輸入狀態(tài)寄存器又可稱為輸入映象寄存器。輸入采樣結(jié)束后轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行期間,即使輸入狀態(tài)變化,輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變。這些變化只能在下一個(gè)工作周期的輸入采樣階段才被讀入。</p><p>  二、程序執(zhí)行階段。PLC的用戶程序決定了輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間的具體關(guān)系。組成程序的每條指令都有順序號(hào),指令按步序號(hào)依次存入存儲(chǔ)單元。程序執(zhí)行期間,在無(wú)跳轉(zhuǎn)指令時(shí),地址計(jì)數(shù)器順序?qū)ぶ?,依次指向每個(gè)存儲(chǔ)單

109、元,控制器順序執(zhí)行這些指令。執(zhí)行指令時(shí)先讀入輸入狀態(tài)寄存器的狀態(tài),然后進(jìn)行邏輯運(yùn)算,運(yùn)算結(jié)果存入輸出狀態(tài)寄存器。</p><p>  三、輸出刷新階段。在所有的指令執(zhí)行完畢后,輸出狀態(tài)寄存器中的狀態(tài)在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器鎖存,驅(qū)動(dòng)輸出線圈,形成PLC的實(shí)際輸出。</p><p>  在一個(gè)周期執(zhí)行完后,地址計(jì)數(shù)器恢復(fù)到初始值,重復(fù)執(zhí)行由以上三個(gè)階段構(gòu)成的工作周期。</p>

110、;<p>  6.1.4.PLC的發(fā)展</p><p>  自1969年世界上第一臺(tái)可編程控制器問(wèn)世以來(lái),PLC的發(fā)展十分迅猛。目前,已有許多國(guó)家的著名企業(yè),如日本三菱、美國(guó)通用電氣、德國(guó)西門(mén)子等,都相繼開(kāi)發(fā)出了適合他們國(guó)家的產(chǎn)品類(lèi)型,并廣泛推廣應(yīng)用。正是由于這些公司的激烈競(jìng)爭(zhēng),PLC的更新?lián)Q代非常快,周期一般為3~5年。</p><p>  為了適應(yīng)不同層次的需要,進(jìn)一步擴(kuò)

111、大PLC在自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用,PLC正朝著以下兩個(gè)方向發(fā)展。</p><p>  一、低檔PLC向微型、簡(jiǎn)易、價(jià)廉方向發(fā)展,使之能更廣泛地成為繼電器的替代物。在傳統(tǒng)制造業(yè)市場(chǎng)上小型PLC是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的理想選擇。</p><p>  二、高檔PLC向大容量、高速、高性能方向發(fā)展。不斷增強(qiáng)過(guò)程控制功能,使大型PLC具有個(gè)人計(jì)算機(jī)功能,使之能取代工業(yè)控制微機(jī)的部分功能,對(duì)大規(guī)模、復(fù)雜控制系統(tǒng)進(jìn)行

112、綜合控制。</p><p>  PLC控制技術(shù)將成為今后工業(yè)自動(dòng)化的主要手段。它的發(fā)展必將愈來(lái)愈快速。</p><p><b>  6.2.動(dòng)作循環(huán)圖</b></p><p>  攻絲組合機(jī)床的行程特點(diǎn)與其他機(jī)床相比有很大的不同,因此在設(shè)計(jì)動(dòng)作循環(huán)圖時(shí)必須充分考慮到這一特點(diǎn)。根據(jù)第一章所闡述的攻絲組合機(jī)床結(jié)構(gòu)原理,并結(jié)合本設(shè)計(jì)特點(diǎn),現(xiàn)擬定攻絲機(jī)

113、床動(dòng)作循環(huán)圖如圖6-1所示。</p><p>  圖6-1 動(dòng)作循環(huán)圖</p><p><b>  6.3.端子分配圖</b></p><p>  6.3.1.PLC的選型</p><p>  選擇PLC的型號(hào),應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮:</p><p><b>  一、結(jié)構(gòu)形式及檔次&l

114、t;/b></p><p>  按照物理結(jié)構(gòu),PLC可分為整體式和模塊式。整體式的每一I/O點(diǎn)的價(jià)格較低。對(duì)于單臺(tái)僅需開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)備,一般選小型整體式PLC就可滿足要求。</p><p><b>  二、容量</b></p><p>  PC的容量指用戶存儲(chǔ)器容量和I/O點(diǎn)數(shù)兩方面的含義。</p><p>  選

115、擇存儲(chǔ)器容量可按25%留裕量。I/O點(diǎn)數(shù)可按10%~15%考慮裕量。</p><p>  三、開(kāi)關(guān)量I/O模塊的選擇</p><p>  輸入模塊有交流輸入和直流輸入兩種類(lèi)型。交流輸入方式接觸可靠,適合有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。直流輸入的延遲時(shí)間短,還可以與接近開(kāi)關(guān),光電開(kāi)關(guān)等電子輸入開(kāi)關(guān)連接。</p><p>  輸出模塊中,繼電器輸出的價(jià)格便宜,適用的電壓范

116、圍較寬,承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng),對(duì)于不頻繁通斷的負(fù)載應(yīng)優(yōu)先選用。對(duì)于頻繁通斷的負(fù)載,應(yīng)采用無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出,即選用晶體管輸出或雙向晶閘管輸出。</p><p>  在選用輸入、輸出模塊時(shí)還應(yīng)考慮同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù),一般來(lái)講,同時(shí)接通的輸入或輸出點(diǎn)數(shù)不要超過(guò)輸入或輸出點(diǎn)數(shù)的60%。</p><p>  6.3.2.端子分配圖</p><p>  根據(jù)上一小節(jié)中所闡

117、述的PLC選型規(guī)則,以及考慮到本設(shè)計(jì)的實(shí)際需要,現(xiàn)選用的PLC型號(hào)為日本三菱公司生產(chǎn)的FX0S-30MR。該型號(hào)PLC體積小、容量大、價(jià)格適中,十分適合本設(shè)計(jì)要求。</p><p>  本設(shè)計(jì)所要用到的FX0S-30MR型號(hào)PLC的編程元件如下:</p><p>  一、輸入繼電器(X)</p><p>  輸入繼電器是專(zhuān)門(mén)用來(lái)接收從外部開(kāi)關(guān)或敏感元件發(fā)來(lái)的信號(hào)的,

118、它有輸入端子相連,只能由外部信號(hào)所驅(qū)動(dòng),不能在內(nèi)部由程序指令來(lái)驅(qū)動(dòng)。輸入繼電器可提供無(wú)數(shù)對(duì)常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部使用。</p><p>  本設(shè)計(jì)中所要用到的輸入繼電器編號(hào)為:X0~X7,X10~X13共12點(diǎn)輸入。</p><p>  二、輸出繼電器(Y)</p><p>  輸出繼電器專(zhuān)門(mén)用來(lái)將輸出信號(hào)傳送給外部負(fù)載。</p><p>  

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