1、第三章第三章 组合机床总体设计组合机床总体设计 组合机床总体设计，通常是根据与用户签订的合同和技术协议书，针对具体加工零件拟定工艺和结构方案拟定工艺和结构方案，并进行方案图样和有关技术文进行方案图样和有关技术文件的设计件的设计。第一节第一节 组合机床工艺方案的拟定组合机床工艺方案的拟定 工艺方案的拟定工艺方案的拟定是组合机床设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此，应根据工件的加工要求和特点，按一定的原则、结合组合机床常用工艺方法、充分考虑各种影响因素，并经技术经济分析后拟定出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。一一 确定组合机床工艺方案的基本原则及注意的
2、问题确定组合机床工艺方案的基本原则及注意的问题（一）确定组合机床工艺方案的基本原则（一）确定组合机床工艺方案的基本原则 粗、精加工分开原则 工序集中原则 同一台多工位机床（如回转工作台式机床）上粗、精加工工序分开在相隔工位数较多的两个位置上进行.粗、精加工分开在自动线或流水线相隔机床数（工序数）较多的两台机床上进行 适当考虑相同类型工序的集中 有相对位置精度要求的工序应集中加工 1.集中攻螺纹 2.集中深孔加 3.集中镗孔 4.集中一般的钻、铰（二）确定组合机床工艺方案应注意的问题（二）确定组合机床工艺方案应注意的问题按一般原则拟订工艺按一般原则拟订工艺方案时的一些限制方案时的一些限制 1 孔
3、间中心距的限制孔间中心距的限制 2 工件结构工艺性的工件结构工艺性的 限制限制 其它应注意的问题1 1 精镗孔注意孔表面精镗孔注意孔表面。2 2 对互相结合的两壳体零件，均应对互相结合的两壳体零件，均应3 3 钻阶梯孔先钻大孔后钻小孔。钻阶梯孔先钻大孔后钻小孔。4 4 平面一般采用铣削加工。平面一般采用铣削加工。5 5 制订加工一个工件的几台成套机床或流水线的工艺方制订加工一个工件的几台成套机床或流水线的工艺方案时，应尽可能案时，应尽可能，以减少内应力变形影响，有利于保证加工精度。以减少内应力变形影响，有利于保证加工精度。二二 组合机床工艺方案的拟订组合机床工艺方案的拟订拟订组合机床工艺方案的
4、 如被加工零件的用途及其结构特点零件的用途及其结构特点，加工部位及其精度加工部位及其精度、表面粗糙度表面粗糙度、技术要求技术要求及生产纲领生产纲领。深入现场调查分析零件的的现行工艺资料，以便制订出切合实际的合理工艺方案。1 分析、研究加工要求和现场工艺分析、研究加工要求和现场工艺2 定位基准和夹压部件的选择定位基准和夹压部件的选择 定定位基准选择“一面双孔一面双孔”是最常用的方法。1 消除工件的六个自由度使其获得稳定可靠的定位。2 加工零件五个表面时能高度集中工序和提高各面上孔的位置精度。3 使零件整个工艺过程基准统一和机床各工序（工位）的许多部件（如夹具）实现通用化。4 易于实现自动化定位、
5、夹紧，并有利于防止切屑落于定位基面上。特点特点1 1）箱体类零件定位基准的选择）箱体类零件定位基准的选择 一面双孔（最常用一面双孔（最常用 ）作为定位基准定位基准的平面和销孔的一般要求：尺寸精度、表面粗糙度及位置精度。销孔 H7级精度 二销孔中心距L公差 0.03 0.1 mm（工件轮廓尺寸大时取大值）平面 平面度公差 0.05 0.1 mm 表面粗糙度 Ra=16 8 m 。根据箱体零件的大小及重量，销孔直径可能参考下表选取 定位销孔推荐直径 有的箱体零件不具备“一面双孔”定位基准，可采用“三平面三平面”定位。应当注意，不管是“一面双孔”还是“三平面”定位，其主要定位面最好采用箱箱体设计基准
6、体设计基准，即箱体在机器中的主要安装面箱体在机器中的主要安装面。工件重量（kg）100 定位销孔直径 12 16 20 25 2 2）非箱体类零件定位基准的选择）非箱体类零件定位基准的选择（1）对曲轴、连杆、转向器壳、半轴、拨叉等零件，应采用以V形铁为主要定位元件的定位方法。提高定位精度，应对V形铁定位圆提出精度要求；V形铁角度一般取90 120。（2）对“法兰”类零件，常采用一个孔（或外圆）及一个平面的定位方法。当需要限制零件的六个自由度时，可再用一个孔（或一个筋或凸台）来限制零件圆周方向的转动。3 3）选择定位基准的原则）选择定位基准的原则定位基准定位基准基准重合原则基准重合原则 确保工件
7、确保工件稳定定位稳定定位 基准统一原则基准统一原则 被加工零件不被加工零件不具备理想的定具备理想的定位基准或工件位基准或工件刚性不足，可刚性不足，可在机床上设置在机床上设置辅助支承，以辅助支承，以增加定位稳定增加定位稳定性和承受较大性和承受较大的切削力。的切削力。4 4）夹压点位置确定）夹压点位置确定在选择定位基面的同时，要相应决定夹压位置。此时应注意的问题是：（1）确保零件夹压后定位稳定确保零件夹压后定位稳定。为使工件在加工过程中不产生振动和位移，夹压力要足够，夹压点布置应使夹压合力落在定位平面内，力求接近定位平面的中心。(2）尽量减少和避免工件夹压后的变形，消除其对加工精度减少和避免工件夹
8、压后的变形，消除其对加工精度的不利影响的不利影响。为此，应避免把夹压点放在工件加工孔的上方和容易引起变形之处。例如，加工刚性差的零件应适当增加辅助支承或采用多点夹压方法，以使夹压分力布均匀，减少夹压变形，提高加工精度。3 组合机床常用工艺方法能达到的精度及表面粗糙度组合机床常用工艺方法能达到的精度及表面粗糙度 由于被加工零件的精度要求、由于被加工零件的精度要求、加工部位尺寸、加工部位尺寸、形状、形状、结构特点、结构特点、材料、材料、生产率要求不同，生产率要求不同，设计组合机床必须采用不同的设计组合机床必须采用不同的工艺方法和和工艺过程。不同配置型式组合机床采取的常用工艺方法及所能达到的经济精度
9、及表面粗糙度见表32至表35。表表33 铸铁件不同精度孔所采用的典型工艺方法铸铁件不同精度孔所采用的典型工艺方法加工精度 孔 径 40以下（无底孔）40以上（有铸孔）H6 扩（粗镗）、扩（半精镗）、精镗、细镗H7 加工直径到16 mm钻、铰或钻、扩、铰加工直径大于16 mm钻、扩、铰或钻、扩、粗铰、精铰 扩、半精镗、精镗扩、扩、粗铰、精铰粗镗、半精镗、精镗H8 加工直径到20 mm钻、扩、铰或钻铰复合加工直径大于20 mm钻、扩、铰或钻镗复合 粗镗、精镗（单刀）粗镗、精镗（双刀）扩、铰挤复合 H8H10 加工直径到25 mm钻、扩或钻、铰加工直径大于25 mm钻、镗或钻、扩铰复合 扩、扩扩、铰
10、粗镗、精镗 H11 加工直径到30 mm钻加工直径大于30 mm钻、扩或钻铰复合 扩粗镗粗镗、半精镗 表35 螺纹孔的典型工艺过程螺纹孔类型 工 艺 过 程 一般紧固螺纹孔 钻底孔、（倒角）、攻丝 较高精度螺纹孔 钻孔、扩至底尺寸、（倒角）攻丝（或用挤压丝锥加工）注：1、螺纹孔加工应根据不同直径及加工精度，采取不同工步数；2、攻丝前最好在孔口倒角，以确保攻丝精度；3、中小零件，可在多工位机床上采用一个工位倒角，有时也可 采用钻倒角复合刀具在一个工位上进行；4、螺纹孔一般采用一个工步一次攻至所需深度。当螺纹孔较深时，为防止丝锥折断，可利用二次进给攻丝，即第一次攻到一段距离后丝锥反转退回，但不全部
11、退出工件孔，第二次攻至全深。4、影响工艺方案的主要因素、影响工艺方案的主要因素1）加工工序内容和加工精度 2）被加工零件的特点 3）零件的生产批量 4）厂后方车间制造能力 制订组合机床工艺方案的主要依据 等，对组合机床工艺方案的制订都有着重要影响 零件的生产批量大时，工序安排一般趋向分散，而且粗加工、半精及精加工也宜分开 工具制造能力。若使用厂没有制造、刃磨复杂刀具或特殊刀具的能力，制订工艺方案时就应尽可能采用简单或标准刀具 三三 确定组合机床配置型式及结构方案应考虑的问题确定组合机床配置型式及结构方案应考虑的问题 1 不同配置型式和结构方案对加工精度的影响不同配置型式和结构方案对加工精度的影
12、响影响加工精度的主要因素有夹具误差夹具误差和加工误差加工误差两个方面。固定式夹具单工位组合机床固定式夹具单工位组合机床 的加工精度最高；移动（回转）式夹具多工位组合机床移动（回转）式夹具多工位组合机床，比固定式夹具低。不同夹具型式的组合机床所能达到的加工位置精度见表36。一般精加工的夹具公差为零件公差的1/3 1/5；粗加工时，夹具精度可略低，但不能太低。夹具型式也有影响。2 其他应注意的问题其他应注意的问题 要注意排屑通畅 注意相关联的机床夹具结构的统一性 应注意机床使用条件四、组合机床方案分析比较的主要指标四、组合机床方案分析比较的主要指标1 1、机床加工精度和生产率、机床加工精度和生产率
13、 分析比较机床保证加工精度的持久性和机床负荷率。加工精度应有储备量。机床负荷率一般为70%90%，复杂机床、多品种加工机床负荷率不能偏高（控制在60%左右）2 2、机床使用方便性和自动化程度、机床使用方便性和自动化程度 分析比较时一定要与生产率相适应，不应过分求机床的自动化程度。生产率高、节拍短，则要求自动化程度高、刀具耐磨且更换调整方便，这样使用才有方便性 3 3、经济性与可靠性、经济性与可靠性 1）根据加工精度的需要选择相当精度等级的通用部件；2）应根据生产率要求合理安排工艺流程，均衡负荷，使机床数量少，机床利用率最高（机床负荷率不应低于50%），以取得好的经济效果。第二节第二节 确定切削
14、用量及选择刀具确定切削用量及选择刀具 在组合机床工艺方案确定过程中，工艺方案和关键工序的切削用量选择十分重要。切削用量选择是否合理，对组合机床的加工精度、生产率、刀具耐用度、机床的结构型式及工作可靠性均有较大的影响。为使加工过程顺利进行并可靠地保证加工质量，必须合理确定工序间余量。组合机床孔加工常用工序间余量参见表37，其他工艺方法的工序间余量可参考有关工艺设计资料。一一 确定工序间余量确定工序间余量二二 切削用量的选择切削用量的选择1 1）为尽量减少换刀时间和刀具的消耗，保证机床的生产率及经济效果，选用的切削用量应比通用机床单刀加工时低30%左右。2 2）因此，同一滑台带动的主轴箱上所有刀具
15、（除丝锥外）的每分钟进给量相同，即等于滑台的工进速度。组合机床通常用动力滑台来带动刀具进给。组合机床常采用多刀多刃同时切削，1 1 组合机床切削用量选择的特点组合机床切削用量选择的特点2 切削用量选择方法及注意问题切削用量选择方法及注意问题 1 1）尽量做到合理使用所有刀具，充分发挥其性能。2 2）复合刀具切削用量选择应考虑刀具的使用寿命。3 3）多轴镗孔主轴刀头均需定向快速进退时各镗轴转速应相等或成整数倍。4 4）选择切削用量时要注意既要保证生产批量要求，又要保证刀具一定的耐用度要求。5 5）切削用量选择应有利于主轴箱设计。6 6）确定切削用量时，还须考虑所选动力滑台的性能。必须从实际出发，
16、根据加工精度、工件材料、工作条件、技术要求等进行分析，按照经济地满足加工要求的原则，合理地选择切削用合理地选择切削用量量。一般常用查表法，参照生产现场同类工艺通过工艺试验确定切削用量。根据生产经验，在组合机床上进行孔加工、平面加工、螺纹加工的切削用量，推荐按表38至表314选取。3 3 组合机床切削用量的选择方法组合机床切削用量的选择方法三三 确定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度确定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度 1 1 根据选定的切削用量（主要指切削速度及进给量）根据选定的切削用量（主要指切削速度及进给量）表315列出了不同刀具对不同工件材料完成不同工序（如钻孔、镗孔和攻螺纹等
17、）时切削力、切削扭矩及切削功率的计算公式，可供设计时使用，刀具耐用度计算参考有关手册。确定进给力，作为选择动力滑台及设计夹具的依据；确定切削扭矩，用以确定主轴及其他传动件（齿轮、传动轴等）的尺寸；确定切削功率，用作选择主传动电动机（一般指动力箱电动机）的功率；确定刀具耐用度，用以验证所选切削用量或刀具是否合理。四四 选择刀具结构选择刀具结构 根据工艺要求及加工精度不同，组合机床采用的刀具有组合机床采用的刀具有：一般简单刀具（标准刀具）、复合刀具及特种刀具。选择刀具结构应注意下述主要问题注意下述主要问题：条件允许，为使工作可靠，结构简单，刃磨容易，尽量选择标准刀具和 简单刀具。为提高工序集中程度
18、或保证加工精度，可采用先后加工或同时加工两个或 两个以上表面的复合刀具。选用镗刀和铰刀的原则。镗杆直径和镗刀头截面尺寸一般可根据镗孔直径按表316选取。选择刀具结构时，必须认真分析被加工零件材料特点 在生产率要求较高的孔的精加工场合，应采用铰铰削而不采用镗刀镗 削。对工艺上有特殊要求时，如孔的加工表面不允许留下退刀痕迹，则要用具有让刀动作的镗刀镗削。在组合机床上，为了某种特殊目的（如精锪止口、锪孔及内切槽等），需选用和设计特殊刀具时，可参考组合机床设计的有关资料。第三节第三节 组合机床总体设计组合机床总体设计“三图一卡三图一卡”设计设计 绘制组合机床“三图一卡”就是针对具体零件，在选定的工艺和
19、结构方案的基础上，进行组合机床总体方案图样文件设计。其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和编制生产率计算卡等。一一 被加工零件工序图被加工零件工序图 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，表示所设计的组合机床或自动线上完成的工艺内容、加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用定位基准、夹压部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图样。组合机床或主动线设计的具体依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要技术文件。被加工零件工序图不能用用户提供的产品图纸代替，而须在原零件图的基础上，突出本机床或自动线的加工内
20、容，加上必要的说明而绘制的。1 1 被加工零件工序图的作用与内容被加工零件工序图的作用与内容被加工零件工序图的内容主要包括：1 1）被加工零件的形状和轮廓尺寸与本机床设计有关的部位的结构形状及尺寸。2 2）本工序所选用的定位基准、夹压部位及夹压方向。3）本工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技术要求以及对上道工序的技术要求（主要指定位基准）。4 4）注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。2 绘制被加工零件工序图的规定及注意事项绘制被加工零件工序图的规定及注意事项 1）绘制被加工零件工序图的规定）绘制被加工零件工序图的规定 2 2）绘制被加工零件工序图的注意
21、事项）绘制被加工零件工序图的注意事项（1）应按一定的比例，绘制足够的视图以及剖面。（2）加工部位的位置尺寸应由定位基准注起，为便于加工及检查，尺寸应采用直角坐标标注，而不采用极坐标系。（1）本工序加工部位的位置应与定位基准直接发生关系。（2）对工件毛坯应有要求，对孔的加工余量要认真分析。（3）本工序有特殊要求时必须注明 二二 加工示意图加工示意图 加工示意图是在工艺方案和机床总体方案初步确定的基础上绘制的。是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图。表达被加工零件在机床上的加工过程，刀具、辅具的布置状况以及工件、夹具、刀具等机床各部件间的相对位置关系，机床的工作循环等。加工示意图是组合机床设计的主
22、要图纸之一。是刀具、辅具、夹具、主轴箱、液压电气装置设计及通用部件选择的主要原始资料，也是整台组合机床布局和性能的原始要求，同时还是调整机床刀具及试车所必须的重要技术文件。1 1 加工示意图的作用和内容加工示意图的作用和内容加工示意图的内容内容为：1 1）应反映机床的加工方法、加工条件及加工过程。2 2）根据加工部位特点及加工要求，决定刀具类型、数量、结构、尺寸（直径和长度），包括镗削加工时决定镗杆直径和长度。3 3）决定主轴的结构类型、规格尺寸及外伸长度。4 4）选择标准或设计专用的接杆、浮动卡头、导向装置、攻丝靠模装置、刀杆托架等，并决定它们的结构、参数及尺寸。5 5）标明主轴、接杆（卡头
23、）、夹具（导向）与工件之间的联系尺寸、配合及精度。6 6）根据机床要求的生产率及刀具、材料的特点等，合理确定并标注各主轴的切削用量。7 7）决定机床动力部件的工作行程及工作循环。2 加工示意图的画法及注意事项加工示意图的画法及注意事项1）加工示意图的绘制顺序是：先按比例用细实线绘出工件加工部位和局部结构的展开图（加工表面用粗实线画）。为简化设计，相同加工部位的加工示意图（指对同一规格的孔加工，所及刀具、导向、主轴、接杆等的规格尺寸、精度完全相同）允许只表示其中之一，亦即同一主轴箱上结构尺寸相同的主轴只画一根。但必须在主轴上标注轴号（与工件孔号相对应）。当轴数较多时，可采用缩小比例，用细实线画出
24、工件加工部位简图（向视图）并标注孔号，以便设计和调整机床。2）一般情况下，在加工示意图上，主轴分布可不按真实距离绘制。3）主轴应从主轴箱端面画起。（1）选择导向类型、型式和结构）选择导向类型、型式和结构 导向通常分为两类：第一类导向 固定式导向，刀具导向部分与夹具导套之间既有相对移动又有相对转动，允许线速度 20米/分，一般用于孔径毫米以上的孔加工，尤以大直径镗孔应用较多。3 3 选择导向及有关计算选择导向及有关计算1 1）导向结构选择）导向结构选择（2）确定导向数量、选择导向参数）确定导向数量、选择导向参数导向数量 应根据工件形状工件形状、内部结构内部结构、刀具刚性刀具刚性、加工精度加工精度
25、及具体加工情况具体加工情况决定。导向的主要参数主要参数包括：导套的直径及公差配合导套的直径及公差配合，导套长度导套长度、导套离工件端面的距离导套离工件端面的距离等。通常钻、扩、铰单壁小孔或用悬伸量不大的镗杆镗、扩、铰深度不大的大孔时，选取单个导向加工。当在工件铸孔上扩孔时，为加强刀具导向刚性，通常采取双导向加工；当由于工件内部结构限制而使刀杆悬伸较长或扩、铰长孔且位置精度要求较高时，也应考虑布置单个长导向或双导向加工。当镗削大孔或工件多层壁一系列同轴孔时，须根据工件具体结构形状布置双导向或多导向加工。采用多导向加工时，位于进给方向前面者为前导向，反之为后导向，两者之间称为中间导向。2）确定主轴
26、类型、尺寸、外伸长度）确定主轴类型、尺寸、外伸长度 主轴类型主要依据工艺方案和刀杆与主轴的联接结构进行确定。主轴轴颈尺寸主要取决于进给抗力和主轴刀具系统结构。主轴轴颈尺寸规格根据选定的切削用量计算出切削扭矩T，查表316和表 317初定主轴直径，并考虑便于生产管理，适当简化规格。综合考虑加工精度和具体工作条件，按表318和表319选定主轴外伸长度L、外径D和内径d1及配套的刀具接杆莫氏锥度号或攻螺纹靠模规格代号等。对于精镗类主轴，因其切削转矩T较小，如按T来确定主轴直径则刚度不足。因此，应按加工孔径镗杆直径浮动卡头规格主轴直径的顺序逐次步推定主轴直径。选择接杆、浮动卡头 1)除刚性主轴外，组合
27、机床主轴与刀具间常用接杆（称刚性连接）和浮动卡头连接（称浮动连接）。2)在钻、扩、锪孔及倒大角等加工时，通常都采用接杆 3)为提高加工精度、减少主轴位置误差和主轴振摆对加工精度的影响，在采用长导向或双导向和多导向进行镗、扩、铰孔时，一般孔的位置精度靠夹具保证。4)加工螺纹时，常采用攻螺纹靠模装置和攻螺纹卡头及相配套的攻螺纹接杆，丝锥用相应的弹簧夹头装在攻螺纹接杆上。3 3）选择接杆、浮动卡头）选择接杆、浮动卡头4）标注联系尺寸）标注联系尺寸 首先从同一主轴箱上所有刀具中找出影响联系尺寸的关键刀具，使其接杆最短，以获得加工终了时主轴箱前端面到工件端面之间所需的最小距离，并据此确定全部刀具、接杆（
28、或卡头）、导向托架及工件之间的联系尺寸。主轴端部须标注外径D1和孔径（D/d1）、外伸长度L；刀具结构尺寸须标注直径和长度；导向结构尺寸应标注直径、长度、配合；工件至夹具之间的尺寸须标注工件离导套端面的距离；标注托架与夹具之间的尺寸、工件本身以及加工部位的尺寸和精度等。主轴箱端面至工件之间的距离主轴箱端面至工件之间的距离是加工示意图上最重要的联系尺寸。为使所设计的机床结构紧凑，应尽量缩小这一距离。这一距离取决于两个方面：这两个方面是相互制约的。主轴箱上刀具、接杆（卡头主轴等结构和互相联系所需的最小轴向尺寸机床总布局所要求的联系尺寸5）标注切削用量）标注切削用量 各主轴的切削用量应标注在相应主轴
29、后端。其内容包括：主轴转速主轴转速、相应刀具的切削速度相应刀具的切削速度、每转进给量每转进给量和每分进给量每分进给量。同一主轴箱上各主轴的每分进给量是相等的，等于动力滑台的工进速度。6）动力部件工作循环及行程的确定）动力部件工作循环及行程的确定动力部件的工作循环动力部件的工作循环是指加工时，动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置，又返回到原始位置的动作过程。一般包括快速引进、工作进给和快速退回等动作。有时还有中间停止、多次往复进给、跳跃进给、死挡铁停留等 特殊要求。（1）工作进给长度）工作进给长度L工工的确定的确定 工作进给行程长度工作进给行程长度L工工应等于加工部位长度L（多轴加工时应按最
30、长孔计算）与刀具切入长度L1和切出长度L2之和。即 L工工=L1+L+L2 切入长度切入长度L1一般为5 10 mm，根据工件端面的误差情况确定，误差大时取大值。切出长度切出长度L2，在采用一般刀具时，可参考表320推荐值选取。而在采用复合刀具时，应根据具体情况决定。（2）快速引进行程长度的确定）快速引进行程长度的确定 快速引进行程是指动力部件把主轴箱连同刀具从原始位置送进到工作进给开始位置，其长度按加工具体情况确定。（3 3）快速退回行程长度的确定）快速退回行程长度的确定 快速退回行程长度等于快速引进行程长度和工作进给行程长度之和。在加工双层或多层壁孔径相同的同轴孔系时，可采用跳跃进给循环进
31、行加工，即在加工完一层壁后，动力部件再快速引起到位，再加工第二层壁孔，以缩短循环时间。一般在固定式夹具钻孔或扩孔的机床上，动力部件快速退回的行程，只要把所有刀具都退至导套内，不影响工作的装卸就可以了。但对于夹具需要回转或移动的机床，动力部件快速退回行程必须的刀具、托架、活动钻模板及定位销都退 离运动可能碰到的范围之外。（4）动力部件总行程的确定）动力部件总行程的确定 动力部件的总行程除了满足工作循环向前和向后所需的行程（快速引进+工作进给=快速退回）外，还要考虑装卸和调整刀具方便，即考虑前、后备量。动力部件的总行程为快退行程与前、后备量之和。依此作为选择动力滑台或设计专用动力部件的依据。前备量
32、前备量是指因刀具磨损或补偿制造、安装误差，动力部件能够向前调节的距离。后备量后备量是指考虑刀具从接杆中或接杆连同刀具一起从主轴孔中取出时，动力部件需后退的距离。理想情况是刀具退离夹具导套外端面的距离应大于接杆插入主轴孔内或刀具插入接杆孔内的长度。（1 1）加工示意图应于机床实际加工状态一致。（2 2）图中尺寸应标注完整，以便于检查行程和调整机床。（3 3）加工示意图应有必要的文字说明.（4 4）对多面、多工位机床，还应按各工位加工内容，用缩小比例画出加工部件示意图并标注孔号（与主轴编号相对应）；对于回转工作台和鼓轮式机床，应画出加工时工件在其上面的位置示意图，以便清楚地表示出工件与主轴箱上主轴
33、的排列位置。（5 5）加工示意图上应有表示加工过程的工作循环图及各行程长度。7 7）其它应注意的问题）其它应注意的问题三、机床联系尺寸图三、机床联系尺寸图1 机床联系尺寸图的作用和内容机床联系尺寸图的作用和内容组合机床联系尺寸图组合机床联系尺寸图 以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并按初步选定的主要通用部件以及确定的专用部件的总体结构而绘制的。用来表示机床的配置型式、主要构成及各部件安装位置、相互联系、运动关系和操作方位的总体布局图。用以检验各部件相对位置及尺寸联系能否满足加工要求和通用部件选择是否合理。它为主轴箱、夹具等专用部件设计提供重要依据。它可以看成是机床总体外观简图。由其轮廓尺寸
34、、占地面积、操作方式等可以检验是否适应用户现场使用环境。组合机床联系尺寸图也可看成是简化的机床总图。机床联系尺寸图机床联系尺寸图表示的内容如下：表示的内容如下：1）表明机床的配置和总布局 2）完整齐全地反映各部件间的主要装配关系和联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、运动部件的运动极限位置及各滑台工作循环总的工作行程和前后备量尺寸。3）标注主要通用部件的规格代号和电动机的型号、功率及转速，并标出机床分组编号及组件名称，全部组件应包括机床全部通用及专用零部件 4）标明机床验收标准及安装规程 2 绘制机床联系尺寸图之前应确定的主要内容绘制机床联系尺寸图之前应确定的主要内容1）选择动力部件）选择动力部件
35、 组合机床的动力部件是配置组合机床的基础。它主要包括用以实现刀具主轴旋转主运动的动力箱（或各种工艺切削头）和实现进给运动的动力滑台。动力箱规格要与动力滑台匹配，其驱动功率主要依据主轴箱所需传递的切削功率来选用。在不需要精确计算主轴箱功率或主轴箱尚未设计出来之前，可按下列简化公式进行估算：式中：P切削切削消耗于各主轴的切削功率的总和，单位为kW；主轴箱的传动效率，加工黑色金属时取0.8 0.9，加工有色金属 时取0.7 0.8，主轴数多、传动复杂取小值，反之取大值。根据选定的切削用量，计算总的进给力P，并根据P 70 100 mm。主轴箱最低主轴高度h1必须考虑与工件最低孔位置h2、机床装料高度
36、H、滑台高h3、侧底座高度h4等尺寸之间的关系而确定。对于卧式组合机床，要保证润滑油不致于从主轴衬套处泄漏到箱外，推荐 h1 85 140 mm。H、B的计算如下：h h1 1=h=h2 2+H-+H-（0.5+h0.5+h3 3+h+h4 4）H=hH=h1 1+h+b+h+b1 13 机床联系尺寸图的的画法与步骤机床联系尺寸图的的画法与步骤1）画主视图画主视图主袖图的图形布置应与实际机床工作位置一致，并应选择适当的比例。2）画左（或右）视图画左（或右）视图重点在于表示清楚组合机床各部件在宽度方向的轮廓尺寸及相关位置，配合主视图完成联系尺寸图所要表达的内容。3）联系尺寸图应注明的状态与尺寸联
37、系尺寸图应注明的状态与尺寸 （1）完整、恰当地标注机床各主要组成部件的轮廓尺寸及相关联系尺寸，应使机床在长、宽、高三个方向的尺寸链封闭；（2）应表示清楚运动部件的原位、终点状态及运动过程情况（可用工作循环图表示），以确定机床最大轮廓尺寸；（3）应注明工件、夹具、动力部件、中间底座对称中心线间的位置关系。（4）应注明电动机的型号、功率、转速及所选通用部件的型号规格和其主要轮廓尺寸，并对组成机床的所有部件进行分组编号，作为部件和零件设计的原始依据。4 机床部件分组机床部件分组 为便于设计和组织生产，组合机床各部件和装置按不同的功能划分编组。组号划分规定如下：第10 19组支承部件。一般由通用的侧底
38、座、立柱及其底座和专用中间底座等组成。第20 29组夹具及输送设备。夹具是组合机床主要的专用部件，常编为20组，包含工件定位夹紧及固定导向部分。对一些独立性强的活动钻模板、攻螺纹模板、自动夹压机构、自动上下料装置等常单独编。移动工作台、回转工作台等输送设备，如果属通用部件，则可纳入夹具组，明细表中列出通用部件型号即可，如果专用则单独成组编号。第30 39组电气设备。电气设备常编为30组，包括原理图、接线图和安装图等设计，专用操纵台、控制柜等则另编组号。第40 49组传动装置。包括机床中所有动力部件如动力滑台、动力箱等通用部件，编号40组，其余须修改部分内容或专用的传动设备则单独编组。第50 5
39、9组液压和气动装置。第60 69组刀具、工具、量具和辅助工具等。第70 79组主轴箱及其附属部件。第80 89组冷却、排屑及润滑装置。第90 99组电气、液压、气动等各种控制挡铁。四、生产率计算卡四、生产率计算卡1、生产率计算卡的作用 根据选定的机床工作循环所要求的工作行程长度、切削用量、动力部件的快速及工进速度等，就可以计算机床的生产率并编制生产率计算卡用以反映机床的加工过程、完成每一动作所需的时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率，同时反映所设计组合机床的自动化程度。通过生产率计算卡的编制可以分析所制定的机床方案是否满足生产要求及使用是否全理。作用：2、生产率和负荷率的计算方法、生产率和负
40、荷率的计算方法 1）理想生产率）理想生产率Q 它与全年工时总数K有关，一般情况下，单班制生产K取2350 h，两班制生产K取4600 h，则 2）实际生产率）实际生产率Q1 1 式中：T单生产一个零件所需的时间（min），它可根据下式计算：Q=A/K Q=A/K （件/h）指完成生产纲领A（包括备品率及废品率在内）所要求的机床生产率。指所设计机床每小时实际可以生产的零件数量。Q Q1 1=60/T=60/T单单 （件/h）式中 L1、L2分别为刀具第、第工作进给行程长度（mm）；f1、f2分别为刀 具第、第工作进给量（mm/min）；t停停当加工沉孔、止口、锪窝、倒角、光整表面时，动力滑台在死
41、挡铁上的停留时 间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转510转所需时间（min）；L快进快进、L快退快退分别为动力部件快进、快退行程长度（mm）；fk动力部件快速行程速度。采用机械动力部件取5 6 m/min；液压动力部件取 310 m/min；t移移直线移动或回转工作台进行一次工位转换的时间，一般可取0.1 min；t装卸装卸工件装、卸（包括定位、夹压及清除铁屑等）时间，它取决于工件重量大 小、装卸是否方便及工人的熟练程度。根据各类组合机床的统计，一般取0.5 1.5 min。如果计算出的机床实际生产率不能满足理想生产率要求，即Q1 Q时，计算二者的比值即为机床负荷率 根据组合机床的使用经验，适宜的机床负荷率为负=0.75 0.90，设计时，可按机床复杂程度参照表321确定。负负 =Q/Q=Q/Q1 13、机床生产率计算卡的一般格式、机床生产率计算卡的一般格式 机床生产率计算卡是按一定格式要求编制的反映零件在机床上的加工过程加工过程、工工作时间作时间、机床生产率机床生产率、机床负荷率机床负荷率的简明表格。其一般格式见表322。
