组合机床总体设计.docx
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组合机床总体设计
第一章引言…………………………………………………………………6
1.1本课题提出的背景及意义…………………………………………………6
1.2国内研究现状………………………………………………………………6
1.3本论文的主要内容…………………………………………………………6
第二章工艺方案的拟定……………………………………………………7
2.1梳棉机箱体结合件零件的工艺技术分析…………………………………7
2.2定位分析、基准选取及制定工艺路线……………………………………8
第三章钻夹具设计…………………………………………………………11
3.1梳棉机箱体结合件钻孔组合机床夹具分析………………………………11
3.2定位夹紧方案的确定………………………………………………………11
3.3刀具选择及切削用量的选取………………………………………………11
3.4夹具体设计…………………………………………………………………13
第四章组合机床总体设计…………………………………………………17
4.1被加工零件工序图……………………………………………………………17
4.2加工示意图……………………………………………………………………18
4.3机床联系尺寸图………………………………………………………………
4.4机床分组………………………………………………………………………
第五章液压系统设计………………………………………………………
5.1液压压紧系统设计……………………………………………………………
5.2钻削进给液压系统设计………………………………………………………
第六章多轴箱——右主轴箱设计…………………………………………
6.1引言…………………………………………………………………………
6.2绘制多轴箱设计原始依据图……………………………………………………
第七章经济性分析………………………………………………………………
7.1箱体结合件加工工艺的制定：
……………………………………………………
7.2夹具定位加紧分析：
……………………………………………………………
7.3组合机床应用分析：
………………………………………………………………
第八章结论和展望………………………………………………………………
参考文献………………………………………………………………………………致谢……………………………………………………………………………………
附件……………………………………………………………………………………
主要符号表
符号
单位
意义
M
牛.米
弯矩
F
牛
力
n
转每分
转速
Z
齿数
m
模数
d
毫米
直径
v
米每秒
速度
S
转每毫米
进给量
L
毫米
长度
P
千瓦
功率
T
牛.米
扭矩
q
升每分
流量
p
帕
压力
t
秒
时间
第一章引言
1.1本课题提出的背景和意义
梳棉机是棉纺工艺流程中的关键性机台,被称为纺纱工艺的“心脏”设备。
进入九十年代，我国的梳棉机主要是在吸收国外先进技术的基础上进行研制，国内梳棉机的科研力量比较薄弱，国外各公司先后推出了具有国际先进水平的梳棉机C50,C51,DK760,DK788,DK803,DK903,CX400,MK5等超高产梳棉机，产量为50-120kgtho2004年国外又推出了TC03,C60,MK6等超高产梳棉机。
在消化吸收并结合我国研究高产梳棉机的经验基础上，2004年中国纺机集团清梳机械事业部推出了JFW1201,202型高产梳棉机，可以被认为是我国的第四代梳棉机，主要满足国产清梳联的要求。
在第四代梳棉机生产过程中，先进的生产工艺和生产设备被引入。
本文针对组合机床在梳棉机制造过程中的应用现状，以梳棉机箱体结合件的加工为例，阐述了工艺、工装、组合机床的设计过程及其与经济效益之间的关系。
1.2国内研究现状
国内曾有过以下记载:
（1）青岛纺机厂宫业全1984年主编的《梳棉机现状及发展前景》一书介绍了八十年代以前国内外梳棉机的概况、现状及其发展趋势;
（2）由山东纺织工程学会1987年编写的《高产梳棉机研制工作组三十周年纪念专刊》介绍了工作组部分人员的一些研究体会和经验总结;（3）2003年青岛纺机厂编写的《梳棉技术发展与创新文献汇编》收录了关于梳理技术方面的较有价值的文章近30篇。
其中资料
（1）和
（2）都是针对某一特定时期内情况进行编写的，而且主要介绍的是高产梳棉机试验工作组的研究情况，内容也主要局限于梳棉机的工艺技术理论方面，而对梳棉机加工设备的发展现状没有系统的总结。
本文结合前有文章，以梳棉机箱体结合件为例进行了工艺技术及加工设备、装夹设备的简单设计。
1.3本论文的主要内容
本文从五个方面即梳棉机箱体结合件的加工工艺、组合钻孔工序的工装设计、液压控制系统设计、组合机床设计对梳棉机箱体结合件的制造做了详细的阐述，简要说明了现代制造工艺和制造设备与梳棉机的关系。
第二章工艺方案的拟定
2.1梳棉机箱体结合件零件的工艺技术分析
梳棉机箱体结合件零件如图1-1：
图2-l梳棉机箱体结合件图
主要技术参数如下：
2.1.1面：
（1）上下两平面的光洁度
（2）两侧面、两端面及结合面的光洁度
2.1.2孔：
（1）光洁度：
轴向中心孔、横向孔及其余
（2）平行度：
（3）同轴度
（4）垂直度
2.1.3螺纹孔：
6-M6-6HM10-6HM12X1.25-6HM12-6H
2.1.4位置度：
一般公差为即可。
2.1.5技术要求：
1）时效处理2）涂防锈漆
通过对图上众多标准及要求分析，可找出此工件上重要的加工表面和孔：
底面B、结合面F、端面M、轴向孔φ52、横向孔φ47、φ62、φ90，这样在分析选取时就以保证这些部位的技术要求为前提。
2.2定位分析、基准选取及制定工艺路线
根据生产纲领，该零件属于大批大量生产，因此采用砂型铸造的方法来进行毛坯生产。
该零件的各个表面均为毛坯面，为加工需要，先加工一基准面为后备工序做准备。
该箱体结合件分为箱体和箱盖两部分，箱体外形面有侧面A、端面M、底面B，依据便于装夹的原则及利于后续加工的原则，确定箱体底面B作为多道工序加工的基准面。
有以上分析：
2.2.1粗基准的选择：
以F面为粗基准，定位装夹简单可靠。
2.2.2选择精基准：
从各个表面的精度位置进行分析：
以B面作为精基准。
这样在后续加工过中，装夹方便可靠，又能满足加工要求。
其它各面的加工精度虽然比基准面要高，但与基准面无特殊的形位公差，因此只需一次粗加工即可。
2.2.3重要工序分析：
（1）箱体结合面F的粗糙度为3.2，以B面和A面及端面为定位基准，进行加工。
（2）主轴孔φ52的定位：
该孔有同轴度和平行度要求，因此，定位时以基准面B为主定位面，侧面A为副定位面，为防止轴向窜动在端部加一定位销。
（3）孔φ47、φ62、φ90的定位：
此三孔中，φ62、φ90有严格的位置要求，这两孔的加工应以B面为主定位面，端面为辅助定位面，采用卧式组合镗床进行加工。
φ47加工方法类似。
（4）工序前后分配的注意事项：
在大批大量生产过程中，粗精加工应分开进行，这样工件能得到较好的冷却，减少热应变及内应力变形的影响，有利于保证加工精度。
同时可以避免粗加工产生振动等不利因素，也有利于精加工机床精度的保持。
2.2.4工艺路线：
基于以上分析，工艺路线制定如下：
0#铸造
5#时效处理
10#漆底漆
15#划线
20#粗铣箱体底面
25#粗、精铣箱体结合面
30#粗、精铣箱盖结合面
35#钻φ5.2光孔，铰制两销孔
40#钻φ5.2光孔，攻制6螺钉M6X30螺纹孔
45#粗、精铣两侧面
50#粗、精铣两端面
55#粗、半精、精镗φ52孔，刮环槽φ55
60#粗、半精、精镗φ62、φ90孔
65#粗、半精、精镗φ47孔，刮环槽φ49.5
70#钻两端面6Xφ5.2孔，攻制6-M6-6H螺纹孔
75#钻、攻制箱体底面螺纹孔
80#钻、铰φ6H12通孔
85#锪φ20孔，钻、攻制M10螺纹孔
90#锪φ25孔，钻、攻制M12螺纹孔
95#钻、攻制侧面M12螺纹孔
100#清洗去毛刺
105#检验
110#涂防锈漆
注：
（1）工艺路线中，45#、50#两工序采用双面复合式多工位铣刀，一次加工完成。
（2）钻孔和攻制螺纹孔的工序建议采用组合机床，可以大大提高加工效率。
（3）镗孔工序采用多工位镗刀，一次完成加工。
第三章钻夹具设计
3.1梳棉机箱体结合件钻孔组合机床夹具分析
3.1.1根据工件不同的生产条件，可以有各种不同的安装方法：
a）找正安装法．b）夹具安装法．
3.1.2基本定位原理分析：
这里讨论6点定位中，6个自由度的消除，以便找出较合适的定位夹紧方案．一个物体在空间可以有6个独立的运动，即沿X、y、Z轴的平移运动，分别记为。
X1、Y1、Z1；绕X、y、Z轴的转动，记为x、y、z，习惯上，把上述6个独立运动称作6个自由度．如果采用一定的约束措施，消除物体的6个自由度，则物体被完全定位．例如讨论长方体工件时，可以在底面布置3个不共线的约束点，在侧面布置2个约束点，在端面布置一个约束点，则底面约束点可以限制X2、Y2、Z23个自由度，侧面约束点限制X1、Z12个自由度，端面约束点限制y。
这个自由度，就完全限制了长方体工件6个自由度．
3.1.3夹紧力“两要素”，方向与作用点：
夹紧力方向应朝向定位元件，并使所需的夹紧力最小．确定夹紧力作用点的位置时应不破坏定位．夹紧力作用点的位置应尽可能靠近加工部位，以减小切削力绕夹紧力作用点的力矩，防止工件在加工过程中产生转动或震动．应保证夹紧变形不影响加工精度．夹紧力作用点数目应使工件在整个接触面上受力均匀，接触变形小．
3.2定位夹紧方案的确定
如图1-1所示，此元件属于箱体类元件。
一般的定位方法有：
一面两销定位法和两面一销定位法。
通过比较分析决定采用两面一销定位法。
在钻孔加工时，底面和侧面采用定位板进行定位，端面采用定位钉来限制工件自由度。
通过分析发现，该工件被完全定位。
3.3刀具选择及切削用量的选取
3.3.1技术分析：
孔的类型：
螺纹孔M6精度等级：
6H
材料：
灰铸铁硬度：
HB190
左端面为通孔加工深度L=10mm
右端面为盲孔加工深度L=15mm
3.3.2刀具选择：
一般的钻头类型决定于加工性质，被加工孔的位置，工件材料，生产批量及经济性等。
此工序中的螺纹孔无特别加工要求，属于直径小、深度浅、生产批量大、材料为常用铸铁。
参考《组合机床设计》P500所述，推荐使用标准高速锥柄麻花钻。
但采用这种钻头，由于其倒锥度大，钻头与钻套间隙也较大，股组合机床上的位置精度较低，大约0.2左右。
若想提高精度，可采用以下几项措施：
（1）适当选取导向套到工件表面距离及导套长度。
（2）减少导向套和钻头间隙。
（3）减少钻头的制造公差和倒锥度。
此外，还可采用硬质合金锥柄锪直柄麻花钻，这可提高钻头的耐用度，但其切削速度要提高，走刀量也比高速钢钻头低。
3.3.3切削用量的选取：
由于组合机床有大量刀具同时工作，为了使机床正常工作，不经常停车换刀，而达到较高的生产率。
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