卧式组合钻床毕业设计.docx
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毕 业 设 计 说 明 书
设计题目 卧式组合钻床设计
学生姓名
指导老师
目 录
一、 前言 1
二、设计任务及组合机床介绍
1、加工内容及要求„„„„„„„„„„„„„„„ 2
2、工作循环„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2
3、夹具设计方案„„„„„„„„„„„„„„„„ 2
4、确定切削用量及刀具„„„„„„„„„„„„„ 2
5、确定切削力扭矩、功率及刀具耐用度„„„„„„ 3
6、初定主轴直径„„„„„„„„„„„„„„„„ 4
7、主轴箱所需动力„„„„„„„„„„„„„„„ 5
三、组合机床总体设计„„„„„„„„„„„„„„ 6
Ⅰ、三图一卡设计„„„„„„„„„„„„„„„„ 6
Ⅱ、主轴箱轮廓尺寸„„„„„„„„„„„„„„„ 9
Ⅲ、传动装置润滑„„„„„„„„„„„„„„„„ 10
Ⅳ、机床技术特性„„„„„„„„„„„„„„„„ 10
Ⅴ、计算生产率„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10
四、组合机床主轴箱设计„„„„„„„„„„„„„ 12
1、原始依据图„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 12
2、主轴结构形式及动力计算„„„„„„„„„„„„ 13
3、传动方案。
„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 14
4、主轴箱的坐标计算„„„„„„„„„„„„„„„ 19
5、主轴箱的润滑及手柄轴位置„„„„„„„„„„„ 20
6、绘制装配图主轴箱„„„„„„„„„„„„„„„ 21
五、总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 30
六、参考资料„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 31
前 言
毕业设计是完成工程技术人员基本训练的最后一个重要环节，目的是培养学生综合运用所学专业和基础知识、独立解决本专业一般工程技术问题的能力。
在设计方案的选定、设计资料的收集、手册和国家标准、规范的运用，设计方案的应用、零件图及总装图的绘制等方面有一定较全面的锻炼，并使每个学生树立起正确的设计思路和良好的工作风。
一个零件的同一面上，往往有多个孔，如果在普通机床上加工。
通常要一个一个孔的钻，生产率低下，同时，各加工孔的形状和它的位置公差以及尺寸精度都难以保证，工人劳动强度大。
特别是大批大量生产的工艺，更是大大地增加了生产周期，而且成本也很高。
为了克服多孔零件普通机床加工不利的一面，行之有效的方案就是在普通机床的主轴上装上多头轴，但是对于大型箱体零件，采用变种方案也不行，而采用组合钻床才是最佳方案。
组合机床是按系列化、标准化设计的通用部件与按被加工零件的形状及加工工艺要设计的专用部件所组成的专用机床。
二 设计任务及组合机床介绍
1、加工内容及要求
要求设计一台组合钻床，加工175－Ⅱ型柴油机一面上的六个孔（详见加工工序图）。
被加零件其材料为
HT200，硬度HB170－220。
毛坯为铸件机械性能GB5675
－85中有关于HB200的规定，年产量为5万件/年。
2、本台机床为卧式单面组合钻床，工作循环为：
切入
快进
工进
快退
3、夹具设计方案
全生产线采用通过式滚道输送带，根据被加工零件的特定结构以及考虑便于输送和装夹方便，从提高零件的加工精度出发，生产线采用随行夹具。
随行夹具以两个销孔和随行夹具体6的基面在机床固定夹具上定位。
工件与机脚面和机脚面上的两孔在随行夹具上，由于工件定位平面不连续，因此随行夹具的关部位必具有硬度和高耐磨性。
考虑该机床工件加工面的不同，要从夹具的两个垂直方向输送工件。
帮夹具采用敞开式四立柱结构，随行夹具输送方向的两侧固定夹具上设置定位板，而在
输送导板上设置
输送方向上的限位装置，使随行夹具上定位准确，插销顺利，随行夹具以其底面在两块等定位块所构成的平面上，并以两销孔（一个贺柱销和一个锥销定位）实现一面两销方式夹紧装置采用浮动压块直接压在工件上。
采用一面两销定位消除了六个自由度， 一个圆柱销消除
2个自由度x、z，削边销消除y、自由度，一面消除三y、x、
z个自由度。
4、确定切削用具量及选择刀
根据本道工序的要求，刀具选择Φ6.7和Φ8.5的麻花钻头，材料为高速钢，钢号为W6Mn5Cr4V2
查《组合机床设计》，确定切削用量：
工序
V（m/min）
S（mm/r）
N（r/min）
钻Φ6.7
16
0.13
760
钻Φ8.5
17.6
0.15
659
5、确定切削用量、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度p=26·D·f0.8•HB0.6 m=10•D•fo.8•HB0.6N=m•v/（9740·∏·D）
式中
p—切削轴向力
d—钻头直径
f—每转进给量
m—切削扭矩
N—切削功率
V—切削速度。
通常根据钻孔深度考虑修正系数,v=
B公称·KV
HB—布氏钻φ6.7孔时
P=26×6.7×0.130.8×2000.6=818.1NM=10×6.71.9×0130.8×2000.6=1743N·mm
L/p=16/6.7=2.388 取KV=1
V=1·61=16m/minN=1743×16÷9740∏÷6.7=0.136kwT=（9600×6.70.25×16÷0.130.55÷2001.3）8=7003
钻φ8.5孔时
P=26×8.5×0.150.8×2000.6=1164N
M=10×8.51.9×0.13×2000.6=3072MmmL/D=28÷8.5=3.8 KV=0.9
N=3072×17.60.9÷9740÷8.5÷∏=0.21KwT=（9600×8.50.25÷17.60.55÷2001.3=2802min
6初定主轴直径：
查《毕业设计指导书》p36公式
d=0.1B4√m
钻6.7时即1、2轴
d=0.624√1743
取d1、2=15
钻时即3、4、5、6轴
d=0.624√3072=18.6mm
由于便于统一，取d3.4.5.6=20mm，使传动轴和主轴都取d=20
便于选取轴承。
7、主轴箱所需动力W＝N·n=2×0.136+4×0.208=1.104KwP=2818+41164=6292KN
η=0.9
N动=N主+N进 N进=1.2Kw
N动=2.5kw
选取JT4033机械动力头，驱动转速转/分，动力滑台选3号液压滑台HY32B，电机功率N＝3Kw。
三、 组合机床总体设计Ⅰ、三图一卡的设计
1）工零件工序图是组合机床的主要依据。
细实线表示与本道工序加工无关的部分，粗实线表示被加工部位精度、粗糙度、位置精度定位及夹压方向。
《组合机设计》P61
2）加工示意图
标记出夹具、刀具、工件的相互位置关系。
《组合机床设计》P63－P73
3）联系尺寸图
4）生产计算卡
A、绘制被加工零件工序图
被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台组合机床上完成的工艺内容，加工部位的尺寸精度、技术要求、定位基准、夹压部位。
以及被加工零件的材料、硬度和本机床加工毛坯情况的图纸。
它是在原有工件图的基础上，以突出本机床或自动线加工内容。
工序图是组合机床设计的主要依据，也是制造、调试机床、检查精度的重要技术资料。
内容主要包括：
a、两个视图反映被加工零件形状。
b、表示出以箱体随行夹具的底面和底面上两孔作为定位方式，以随行夹具两侧凸台上平面作为夹紧用四爪夹压。
c、表示出加部位尺寸、位置精度及技术要求。
d、表示出需加工孔的深度、箱体材料以上所述详见加工工序图。
B、绘制加工示意图
它是刀具的布置图，是刀具辅具、电气液压、主轴箱等设计的重要依据。
绘制所注意以下内容：
a、导向装置的布置与参数做选择《组合机床设计》表3－17
b、导向装置配合 表3－17
c、主轴系列到参数 表3－22
d、连接杆选择 表3－23
以上所述详见附图加工示意图
C、绘制机床联系尺寸图
它是用来表示机床组成部件的相互装配联系以检验机床各部件相对位置及尺寸联是否满足加工要求,通用部件的选择是否合适,并进一步为主轴箱、夹具等专用部件,零件的设计提供依据，联系尺寸图也可看成简化的机床总图,它表示机床的配置形式及总体布局。
a、动力部件的选择
由前面计算N动＝2.5kw,根据《组合机床设计》表2－6
取N动＝3kw选电动机功率选动力箱 TD32A
公称尺寸 B=320mm 动力箱长度L=400mm
动力箱宽度B1=400mm 动力箱高度H=320mm
驱动轴距动力箱底面高度h0=125mm
驱动轴直径d=30mm 驱动轴外伸长度L=45mm
驱动轴转速：
推荐驱动与电机传动比为I=1/2，取n驱=710转/分。
b、行程：
所确定的中部件的总行程应小于所选择动力滑的最大行程,要求刀具长与工件行程越小越好。
c、主轴箱端面至工件端面之间的轴向寸是加工示意图上最重要的联系寸。
d、动力滑台导轨形式采用“矩—山”型
e、工作行程.
L工进=L1+L加工长度+L2
取L1=5mm L2=2mm
L工进=5+28+20+35mm
L快进=L工作行程=L工进+L快退
L快进=155mm L工进=35+155=190mm
动力部总行程
L总≧L工作行程+L前备+L后备
=190+20+130=340mm
Ⅱ、主轴箱轮廓尺寸
主轴箱宽度B，高度H的大小主要与被加工零件孔的分布信置有关可按下式确定：
B=b2+2b1
H=h+h1+h2
式中
B—主轴箱宽度
H—主轴箱高度
b1—最边缘主轴中心
b2—工件上要加工的宽度方向上相隔最远的两孔距离
h—工件上要加工高度方向上相隔远的两孔距离
h1—最低主轴中心至主轴箱底平面距离
h2—最高主轴中心至主轴箱底平面距离。
根据被加工零件工序图得
b2=134 h=153
最h2=72.5 b1=125 h1=174.5B=b2+2b1=384
H=h+h1+h2=400
取1号主轴箱，其外廓尺寸为。
厚度T=325mm
夹具轮廓尺寸：
388×220×95
机床装料高度H=890mm 《组合机床设》P25Ⅲ、传动装置的润滑
采用自润滑,主轴箱内有叶片油泵，将油供应至齿轮传动和动力箱、滑台导轨上。
Ⅳ机技术特性
1、滑台工作面尺寸：
630×320（mm2）
2、动力箱滑台快进速度：
V快=5m/min
Ⅴ计算生产率（表格见下一页）
件
材料
HT200
硬度
HB170~200
工序名称
单面钻孔并倒角
工序号
序
名
称
号
被
加工零直径数1
加
工长度mm
工
作行程mm
切
削速度
m/m
进给量
工时min
工
步
加
工直径mm
转速r/min
R/minmm/mi机n
动时间
辅
助时
间
共
计
装卸工件
动力部件滑台快进155mm
钻4个Φ8.5
孔并倒1×60
○角
钻2个Φ6.7
孔并倒1×60
○角
滑台快退
190mm
1.5
1.5
0.031
0.031
85
28
35
17.6
659
0.15
98.8
0.355
0.355
6.7
16
35
16
760
0.13
98.8
0.355
0.355
0.038
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