机械制造装备设计之组合机床总体设计
组合机床总体设计
制订组合机床工艺方案的主要依据
工件的材料及硬度，加工部位的结构形状，工 件刚性，定位基面的特点等，对组合机床工艺 方案的制订都有着重要影响
不可选择零件上直径太小的孔作为定位销孔，因定位销过细，易受力变形，甚至 因装卸工件碰撞而破坏定位。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
工件重量（kg） 定位销孔直径
< 20 > Φ12
20 ~ 50 > Φ16
50 ~ 100 > Φ20
> 100 > Φ25
有的箱体零件不具备“一面双孔”定位基准，可采用“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
一 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
粗、精加工分开原则
①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. ②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
工序集中原则
适当考虑相同 类型工序的集 中
采用钻—倒角复合
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，但不全部退出工件孔，第二
次攻至全深。
4、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
螺纹孔类型
工艺过程
一般紧固螺纹孔 较高精度螺纹孔
钻底孔、（倒角）、攻丝 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；
6.3 组合机床设计_总体设计2
① 工作进给长度（通孔）L工：
等于工件加工部位长度L（多轴加
工按最长孔计算）与刀具切入长度 L1
和切出长度 L2 之和。
第二节
三图一卡——加工示意图
L1 根据工件端面误差在5~10mm 之间选择，误差大取大值。 L2 采用一般刀具时，为10mm左
右，根据加工方法查手册确定；采用
复合刀具时，按具体情况决定。 当组合机床有Ⅰ工进和Ⅱ工进时， 工作进给长度 L 工= L I 工 + L Ⅱ工 Ⅰ工进 用于钻、扩、铰、镗通孔等工序。 Ⅱ工进 用于钻、镗孔后需锪平面或倒大角等工序。
4）被加工零件的 编号、名称、材料、 硬度、重量及加工部 位的余量等。
第二节
三图一卡——被加工零件工序图
（3）工序图的绘制 1）突出本机床加工内容 ◆ 用足够视图和粗实 线突出加工部位。 ◆ 用细实线表示零件 轮廓以及与机床、夹具设 计有关的部位。 ◆ 凡本工序保证的尺 寸、角度，应在尺寸数值 下画粗实线标记。 ◆ 用符号表示定位基 准、夹压位置及方向、辅 助支承。
决定主轴外伸部分直径（D/d）、长度L、配套的刀具接杆莫氏锥号、
第二节
三图一卡——加工示意图
6）选择接杆、浮动卡头
多轴箱各主轴的外伸长度为一定值，刀具长度也为一定值，为 保证刀具能同时到达加工终了位置，需要在主轴和刀具之间设置可 调环节。接杆、浮动卡头 均是组合机床主轴与刀具之间的可调整 连接元件，用来保证多轴箱上的各刀具能同时到达加工终了位置。
机械制造装备设计第四章组合机床主轴箱设计
影响因素
主轴箱的设计受到机床类型、 加工要求、切削力、转速范 围等因素的影响。
主轴箱设计的目标和要求
1 高刚性
主轴箱应具有高刚性，以确保机床在高速运 行时的稳定性和加工精度。
2 合理布局
主轴箱的内部结构应合理布局，方便维修和 保养。
3 低振动
主轴箱应减小振动和噪音，提高机床的工作 环境。
4 可靠性
需求分析
明确主轴箱的功能和性能要求。
选型和计算
选择适合的材料和标准件，进行强度、 刚度等计算。
加工和装配
按照设计要求进行主轴箱的加工和装配。
主轴箱设计的优化方法
1 减少质量
通过优化结构设计和材料选择，减少主轴箱的质量。
2 提高刚性
通过改进支撑结构和加工工艺，提高主轴箱的刚性。
3 优化传动
选择合适的齿轮传动方案，提高主轴箱的传动效率。
主轴箱设计实例和案例研究
实例一
某机床工厂成功设计了一款高速主轴箱，提高了机 床的加工效率和产品质量。
实例二
一家机械研究院研发了一种新型主轴箱结构，减小 了机床的振动和噪音。
主轴箱应具有较高的可靠性，以保证机床的 长时间运行。
主轴箱设计的工作原理和结构
工作原理
主轴箱通过传动装置将电机的动力传导到主轴上， 实现转速调节和加工功能。
结构
常见的主轴箱结构包括箱体、主轴、轴承、齿轮传 动、变速箱等组成部分。
主轴箱设计的重要考虑因素
1 切削力
主轴箱要能承受切削力， 保持稳定运行。
2 加工精度
3 主轴高速旋转时会产生大 量热量，需要考虑散热和 冷却措施。
主轴箱设计步骤和流程
1
结构设计
2
确定主轴箱的内部结构和布局。
机械制造装备设计之组合机床总体设计
粗糙◇度孔、的位加置工尺余量寸要。求：阶梯孔加工，大孔单边余量应小于相 ⑶生产线的邻工两孔件的工半序径图差按→镗全刀线通或过工；段来绘制，并表示出与输送
装①置位◇有置对关尺毛的寸坯标图精注形度由要、定求尺位。寸基准及标精起度，要用求直角。坐标系标注→加工和检查。 ⑷注明工当选件用加的工定对位机基准床和提设出计的基特准不殊重要合求时，→用尺寸必链要进文行字换加算。以说明。
（3）中间底座轮廓尺寸： ◇长、宽方向尺寸：中间底座上安装夹具底座后四周应留有70 ～100mm宽切削液回收凹槽。 ◇高度方向尺寸：考虑切屑储存及排除，切削液的储存。 切削液池的容量≥5～15mm冷却泵的流量，一般中间底座高度 540～630mm。
（4）主轴箱轮廓尺寸： 动力滑台、动力箱、主轴箱应配套使用 →主轴箱尺寸有一定限制。 ◇一般钻、镗类组合机床主轴箱的厚度： 卧式→325mm；立式→340mm。
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。202 0年12 月20日 星期日1 2时41 分37秒S unday, December 20, 2020
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谢谢大家！
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⑴反映工件的加工工艺方案，表示零件在机床上的加工过程； ⑵是刀具、辅具布置图； ⑶是刀具、辅具、夹具、电气、液压、主轴箱等部件设计的重
要依据； ⑷是机床布局和机床性能的原始要求，是机床试车前对刀和调
整的技术资料。
2．内容
图7-4：加工示意图实例
⑴加工部位结构尺寸、精度及分布情况；
组合机床总体设计及液压夹具设计
组合机床总体设计及液压夹具设计中原工学院毕业设计（论文）应用组合机床加工大批量零件，快捷高效，生产效率高是机械加工的发展方向。
本次设计任务是制定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。
在工艺制定过程中，通过生产批量的分析确定梳棉机箱体结合件的加工方案，并寻求最佳的工艺方案，借此说明了工艺在生产过程中的重要性；在组合钻孔工序的工装设计过程中，结合实例，介绍了夹具设计方法，特别是对孔的加工精度进行了探讨；在液压控制系统设计过程中，以双面钻孔组合机床为对象，依据液压系统设计的基本原理，拟出合理的液压系统图。
通过系统主要参数的计算确定了液压元件的规格；在组合机床设计过程中，结合具体实例和设计经验, 阐述了通用件(如液压滑台，动力箱等)的选取及专用部件（如主轴箱）的设计计算。
：组合机床多轴箱工艺钻夹具液压传动1中原工学院毕业设计（论文）AbstractThis paper introduces the design of the box joint part of carding machinedrill combination machine，which is widely used for its high efficiency. Thisdesign task includes five parts: working out processing technologyof jointpart of carding machine, design and assemble of drilling jig, design andassemble of main spindle box, design hydraulic control parts, design combination machine tool.During process planning, define the productive process of joint part ofcarding machine and find out the best process plan by analyzing productionlot, which show process planning is very important in product process; thispaper introduces experiences of attachment design by using apracticalexample．It focuses on discussing how to improve the precision of holeposition; using two sides bore modular machine tool as an object, accordingto the basic principle of the hydraulic system design, formulates thereasonable schematic diagram, the hydraulic pressure part specificationthrough computation of the system main parameters is determined; Somedesigning examples are analyzed in this paper, and the considerations arediscussed for designing compo site tools for machining holes during designingcombination machine tool, such as general parts’ (hydraulic slipperyplatform, driving force box, etc) selection and special use components’ (mainspindle box) design .: combination machine tool hydraulic transmission axleboxes handicraft drills clamp2中原工学院毕业设计（论文）1、毕业设计（论文）选题审批表2、毕业设计（论文）任务书3、毕业设计（论文）评审表一4、毕业设计（论文）评审表二5、毕业设计（论文）评审表三6、毕业设计（论文）答辩记录文摘.......................................................................................... 1 英文文摘................................................................................. 2 主要符号表.............................................................................. 5 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 (19)4.4 机床分组.................................................................................21 第五章液压系统设计 (23)5.1液压压紧系统设计 (23)5.2 钻削进给液压系统设计...............................................................25 第六章多轴箱——右主轴箱设计 (30)6.1引言 (30)3中原工学院毕业设计（论文）6.2绘制多轴箱设计原始依据图............................................................30 第七章经济性分析........................................................................ 39 7.1箱体结合件加工工艺的制定： (39)7.2 夹具定位加紧分析： (39)7.3组合机床应用分析：........................................................................ 39 第八章结论和展望........................................................................ 41 参考文献..........................................................................................42 致谢................................................................................................ 43 附件 (44)4中原工学院毕业设计（论文）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5中原工学院毕业设计（论文）1.1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。
(完整版)组合机床总体设计
2009年5月23 日目录第一部分组合机床总体设计 (3)一、工艺方案的制定 (3)1.1零件工艺基面的选择 (3)1.2 加工工艺分析 (3)1.3 孔切削用量的选择 (3)二、机床配置型式和结构方案的确定 (4)三、组合机床方案图纸设计 (4)3.1被加工零件工序图 (4)3.2加工示意图 (5)3.2.1加工示意图的编制步骤 (6)3.3组合机床生产率的计算 (11)3.3.1生产率的计算和生产率计算卡的绘制 (11)3.4机床联系尺寸图的绘制 (13)3.4.1机床主要联系尺寸的确定 (14)第一部分组合机床总体设计一、工艺方案的制定1.1零件工艺基面的选择由于被加工零件（缝纫机体）是箱体类零件，所以我选择了“一面二孔”的定位方法。
该方法有以下特点：a、很简便的消除工件的六个自由读，使工件获得稳定的固定位置；b、有同时加工五个面的可能。
既能高度集中加工工序，又有利于提高各面上孔的位置精度；c、该方法可以作为从粗加工到精加工的全部工序加工的基准，使整个工艺过程实现基准统一；d、该方法使夹紧方便，夹紧机构简单。
容易使夹紧力对准支承，消除夹紧力引起工件变形对加工精度的影响。
为了保证零件的加工精度及技术要求，工艺基面必须规定相应的公差。
根据缝纫机体零件的大小，定位销孔径选择∅16，太小时，定位销很细，加工中易受力产生较大的变形。
销孔的精度为2级，两销孔中心距定为321毫米，其公差为±毫米。
0.061.2 加工工艺分析由于被加工零件只需要钻孔，所以该机床只有一个钻孔加工工艺。
而且钻孔深度不大，属于一般钻孔。
1.3 孔切削用量的选择由于该缝纫机体是铸铁件，而且硬度大概在200~241左右，根据下表选取切削用量。
表1用高速钢钻头加工铸铁件的切削用量二、机床配置型式和结构方案的确定由于被加工的缝纫机体是一个箱体件，一次只加工一个，生产率要求不是很高，所以我选择了单工位组合机床，而且该零件孔中心线与定位基准面平行，而且需要同时加工两个面，因此选择单工位组合机床中的卧式双面组合机床。
组合机床总体设计
变速器上盖组合机床总体设计摘要组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。
目前，组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。
而且其生产效率高，加工精度稳定，自动化程度高，使工人劳动强度降低。
由于本次加工的零件为变速器箱体，为大批量生产，而且所要加工的孔较多，本次设计的组合机床主要是对孔进行加工。
此设计绘制的是机床联系尺寸总图。
它是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并初步按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。
是用来表示机床的配置形式，主要构成及各部件安装位置，相互联系，运动关系的总体布局图。
由于组合机床进行加工能够进行多工位加工，提高自动化程度，缩短加工时间和辅助时间。
而且组合机床大部分都是由通用部件组成，研制周期较短，便于设计，制造和使用维护，成本低。
而且机床易于改造，产品和工艺变化时，通用部件还能重复利用，经济性较好。
所以组合机床在大批量生产中的应用十分广泛。
关键词：组合机床，机床总图，自动化The overall design of combination machine tools for the cover oftransmissionABSTRACTThe assembly machine processes is according to the requirement of work pieces , and it is made of a lot of general use parts and a little exclusive use parts and it is a kind of a efficiently production machine. The present, assembly machine tool primarily is used in making the plane surface and the apertures. And because of high production efficiency, the accuracy of process, the stability of it's result, the automation extent higher, and so it can debase the strength of the labour.Because this parts for processing is transmission box, there is a lot of apertures in the part , and want that the processed bore is more, so the main process is making the holes.The design draw's is a total diagram of size of contact of tool machine. It is with was process the spare parts work preface diagram and process sketch map is basis, and the first step press the total structure of the main and in general use parts and certain appropriation parts that make selection but draw of. Is to use to mean that the tool machine installs the form, main composing and each parts install the position, contacting mutually, exercise total layout diagram of relation.Because the assembly machine tool can process some parts together ,so it can boost to automate extent, and shorten the time of process，And that assembly machine tool is made of a lot of general use parts, short the time of design, and it is convenient for designing, fabrication , the cost is low. And the machine tool is apt to be reconstructed, When the technics route changes, the general parts can be reused again, so we use assemble machine tool is economical .So large numbers of assembly machine tools are applied in the machine industrial.KEY WORDS: assembled machine tool，two-sided，active boring board，total diagram of tool machine，automation目录第1章组合机床理论基础 (5)1.1机床在国民经济的地位 (5)1.2组合机床的组成及特点 (5)1.3 组合机床研究基本内容 (6)第2章组合机床方案的制定 (7)2.1 组合机床的工艺范围及配置形式 (7)2.1.1 组合机床工艺范围 (7)2.1.2 组合机床配置形式 (7)2.2 组合机床工艺方案的拟定 (8)2.2.1 确定工艺方案的基本原则 (8)2.2.2 确定工艺方案应注意的问题 (8)第3章组合机床总体设计 (10)3.1 被加工零件工序图 (10)3.1.1 被加工零件工序图的作用与内容 (10)3.1.2 加工零件要求 (10)3.2组合机床切削用量 (11)3.2.1 确定切削用量应注意的问题 (11)3.2.2 切削用量的计算 (12)第4章加工示意图 (14)4.1 加工示意图的作用和内容 (14)4.2刀具，工具，导向装置的选择 (15)4.2.1刀具的选择 (15)4.2.2接杆的选择 (15)4.2.3导向套的选择 (15)4.3初定主轴类型、尺寸和外伸长度 (16)4.4动力部件的工作循环及工作行程的确定 (16)第5章机床联系尺寸图及生产率计算卡 (18)5.1 机床动力部件的选择 (18)5.1.1 动力箱的选择 (18)5.1.2 动力滑台的选择及附属部件 (19)5.2 确定机床尺寸 (21)5.2.1 确定装料高度 (21)5.2.2 中间底座轮廓尺寸 (21)5.2.3 多轴箱轮廓尺寸 (22)5.2 确定机床尺寸 (23)5.3 机床生产率计算卡 (24)结论 (27)谢辞 (28)参考文献 (29)第1章组合机床理论基础1.1机床在国民经济的地位随着现代化工业技术的快速发展，特别是随着它在自动化领域内的快速发展，组合机床的研究已经成为当今机器制造界的一个重要方向，在现代工业运用中，大多数机器的设计和制造都是用机床大批量完成的。
毕业论文组合机床设计
毕业设计题目:两缸柴油机机体8-M8螺纹底孔组合钻床的总体设计及主轴箱设计学科部：___________________________________专业：____________________________________班级：____________________________________学号：____________________________________学生姓名：_________________________________指导教师：_________________________________起讫日期：_________________________________中文摘要本次设计是对卧式单面8 轴组合钻床的设计，设计的内容包括组合钻床的总体设计以及多轴箱的设计。
组合钻床的总体设计主要是“三图”的设计。
三图的设计包括：被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图。
多轴箱的设计关键是传动系统方案的确定。
再根据传动系统图确定手柄轴和油泵轴的位置安排，然后进行坐标计算，绘制多轴箱装配总图，箱体补充加工图，前盖补充加工图、最后根据上面的内容设计组合钻床。
关键子字：组合钻床、多轴箱、被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图。
外文摘要This design is to horizontal axis combination drilling machine of single anddesign, the design of content including combination drilling machine of the overall design and the design of the spindle box. Combination drilling machine of the overall design mainly is the "three figure" design. The design of the three figure includes: processing parts process diagram, processing schemes, machine tool contact size figure. The design of the spindle box is key to the scheme determination of transmission system. Again according to the transmission system graph determine the handle axis and oil pump shaft placement, and then coordinate calculation, draw spindle box of general assembly, the casing is added processing figure, the front cover added processing diagram, according to the content of the above design combination drilling machine.Key son word : combination drilling machine, spindle box, be processing parts process diagram, processing schemes, machine tool contact size figure.、尸■、亠前言组合机床是用按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。
机床设计概述机床总体设计
主讲人：李爱芝
讲授内容
1 机械制造及装备设计方法 2 金属切削机床设计 3 机床夹具设计
4 机械加工生产线总体设计
2 金属切削机床设计
2.1 概述 2.2 金属切削机床总体设计 2.3 机床主传动系统设计 2.4 机床进给传动系统设计 2.5 机床主轴部件设计 2.6 机床支承件设计 2.7 机床导轨设计 2.8 机床刀架和自动换刀装置设计 2.9 机床控制系统设计
（二）机床精度
机床本身精度
机
(空载条件下的精度)
床
精
度
工作精度(加工精度)
动态精度
几何精度 传动精度 运动精度 定位重复定位精度
（1）几何精度：最终影响机床工作精度的那些零部件的精度。
包括: 尺寸、形状和相互位置精度（直线度、平面度、垂直度、
平行度），是机床在静止或低速运动条件下进行测量——在空
2.1 概 述
2.1.1 机床设计应满足的基本要求 2.1.2 机床设计方法 2.1.3 机床设计步骤
2.1.1 机床设计应满足的基本要求
机床工艺范围 机床精度和精度保持性 机床生产率 自动化程度 机床宜人性 机床成本 柔性 机床性能指标
（一）工艺范围（用途） 与生产模式有关
机床适应不同生产要求的能力----机床的加工功能。 包括： 加工方法； 工件类型；材料、毛坯种类； 加工表面形状、尺寸范围。
Y—在静载荷作用下，机床或主要零部件的变形。
静载荷：不随时间变化或变化极为缓慢的力。 整机刚度：整台机床在静载荷作用下，各构件及结 合面抵抗变形综合能力。 机床刚度主要包括:
结构刚度—构件本身材料性质；抗弯、抗扭截 面的大小；壁厚；筋板布置；窗孔影响);
机械制造装备设计
1、选择题1、工艺装备是机械加工中所使用的刀具、模具、机床夹具、量具和刀具的总称。
2、公比ψ值小则相对转速损失小（大、小、不变）。
3、组合机床总体设计的“三图一卡”是指被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡。
4、进给运动消耗的功率远小于主传动功率（大、小、不变）。
5、转速图中“一点三线”。
一点指转速点，三线是指主轴转速线、传动轴线和传动线。
6、公比ψ值小，当变速范围一定时变速级数将增多。
（增多、减少、不变）7、机床精度包括几何精度、传动精度、运动精度、定位和重复定位精度、工作精度和精度保持性等。
8、拉刀的拉削方式可分为分层式、分块式和组合式三种。
2、选择题1、为防止爬行，在设计低速运动部件时，主要应采取下列那项措施。
[ D ]。
A. 提高传动精度B. 提高抗振能力C. 减少热变形D. 减少静、动摩擦系数之差2、下列哪一项不属于主变速传动系设计中扩大变速范围的方法。
[ D ]。
A.增加变速组B. 采用分支传动C.采用双公比传动系D. 采用交换齿轮3、设计机床主变速传动系时，为避免扩大传动误差，减少振动噪声，一般限制直齿圆柱齿轮的最大升速比 [ A ]。
4、最大相对转速损失率为21%的标准公比ψ是 [ B ]。
A. 1.12B. 1.26C. 1.41D. 1.585、下列哪一项属于主变速传动系设计中扩大变速范围最常用的方法。
[ C ]。
A.增加变速组B. 采用分支传动C.采用双公比传动系D. 采用交换齿轮3、简答题1、试述分级主轴变速箱设计的一般原则？答：（1）传动副前多后少的原则：主变速传动系统从电动机到主轴，通常为降速传动。
接近电动机传动件转速较高，根据公式可知，传动的转矩M较小，尺寸小些，因此，在拟定主变速系统时，尽可能将传动副较多的变速组安排在前面。
（2）传动顺序与扩大顺序相一致的原则：当各传动轴最高转速相同时，前密可使最低转速提高，从而减少传动件尺寸。
（3）变数组的降速要前慢后快，中间轴的转速不宜超过电动机的转速。
《机械制造装备设计》第八章组合机床设计
第二节 组合机床总体设计
④ 大量的钻、粗镗工序应分开 ◆ 钻孔、镗孔直径相差很大，会使主轴转速相差较大，导致 多轴箱传动链复杂。 ◆ 钻孔产生很大轴向力，会使工件变形而影响镗孔精度； ◆ 粗镗孔振动较大，影响钻孔加工，造成小钻头折断。 ⑤ 铰孔、镗孔工序应分开 铰孔是低速大进给量切削，镗孔是高速小进给量切削。会影响 切削用量的合理选择和多轴箱传动结构的简化。
机械设计制造及其自动化
机械制造装备设计
第八ห้องสมุดไป่ตู้8.4 组合机床总体设计
一、概述 二、工艺方案的制定 三、确定机床配置型式及结构方案 四、“三图一卡”设计
第二节 组合机床总体设计
一、制定工艺方案
分析被加工零件图纸，根据组合机床各种工艺方法能达到的加 工精度和技术要求，解决零件是否可以利用组合机床加工以及采用 组合机床加工是否合理等问题。综合考虑影响制定零件工艺方案、 机床配置型式、工艺装备的各种因素。完成如下内容：
第二节 组合机床总体设计
3.合理实施工序集中 工序集中 指运用多种刀具，采用多面、多工位和复 合刀具方法，在一台机床上对一个或几个零件完成多个工 序过程，以提高生产率。
（1）注意工序集中带来的问题
◆ 导致机床结构复杂，刀具数量增加，调整不方便，可靠性降 低，影响生产率的提高。
◆ 导致切削负荷加大，造成工件刚性不足、工件变形而影响加 工精度。
通常采用“一面两孔” 作定位基准。
第二节 组合机床总体设计
① “一面两孔”定位基准的优点
◆ 可消除工件的6个自由度，工件得到可靠的定位。 ◆ “一面两孔”可同时加工工 件5个表面，利于提高各面上孔的 位置精度。
第三章 组合机床总体的设计ppt课件
四 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：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：
平面 平面度公差 ± 0.05 ~ 0.1 mm 表面粗糙度 Ra = 16 ~ 8 μm
不可选择零件上直径太小的孔作为定位销孔，因定位销过细，易受力变形，甚至 因装卸工件碰撞而破坏定位。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
工件重量（kg） < 20
20 ~ 50
50 ~ 100
接孔。 3 钻阶梯孔先钻大孔后钻小孔。 4 平面一般采用铣削加工。 5 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，应尽可能使精加工集中在所有粗加工之后， 以减少内应力变形影响，有利于保证加工精度。
二 组合机床工艺方案的拟订
拟订组合机床工艺方案的
1 分析如、被研加究工加零工件要的求用和途现及场其工结艺构特点，加工部位及其精度、表面粗糙度、 技术要求及生产纲领。
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 刀具在一个工位上进行；
采用钻—倒角复合
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，但不全部退出工件孔，第二 次攻至全深。
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90º~ 120º 。
（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。
《机械制造装备设计》第八章组合机床设计
① 精度为H7的孔加工，工步数应设为3~4个，对于不同尺寸的 孔径，须采用不同的工艺方法（如镗孔或铰孔）。
② 当孔与孔间有较高位置精度要求（误差≤0.05mm）时，应 在一个安装工位对所有孔同时进行最终精加工。
③ 如果箱体件的同一轴线上几个孔的同轴度要求较高（同轴 度误差≤0.05mm），则最后精加工应从一面进行。
1. 加工精度的影响
（1）根据零件加工精度，考虑采用固定夹具的单工位还是移动 夹具的多工位组合机床。
（2）根据工件各孔的位置精度高低，考虑是否采用在同一工位 上，一次安装对工件各孔同时精加工。
第二节 组合机床总体设计
2. 工件结构的影响
工件结构的影响 指工件的形状、大小和加工部位特点等影响。
（1） 外形尺寸和重量较大的工件，一般应采用固定夹具的单 工位组合机床。
③ 工序集中要保证零件能在较大的切削力、夹紧力作用下不 变形，即在提高生产率的同时保证加工精度。
第二节 组合机床总体设计
④ 大量的钻、粗镗工序应分开 ◆ 钻孔、镗孔直径相差很大，会使主轴转速相差较大，导致 多轴箱传动链复杂。 ◆ 钻孔产生很大轴向力，会使工件变形而影响镗孔精度； ◆ 粗镗孔振动较大，影响钻孔加工，造成小钻头折断。 ⑤ 铰孔、镗孔工序应分开 铰孔是低速大进给量切削，镗孔是高速小进给量切削。会影响 切削用量的合理选择和多轴箱传动结构的简化。
（2）多工序的中、小型零件，一般应采用移动夹具的多工位组 合机床。
（3）箱体孔中心线与水平定位基面平行，且需由一面或几面加 工，应采用卧式组合机床。
（4）工件孔深且直径大，且孔中心线与水平定位基面垂直，应 采用立式组合机床。
第二节 组合机床总体设计
机械制造装备设计第四章 组合机床主轴箱设计
二、通用主轴箱的组成
1．主轴箱的组成 大型通用主轴箱在生产中应用甚广，常见的有：
1 钻削类主轴箱；
2 攻丝类主轴箱；
3 钻、攻复合主轴箱。
通用主轴箱由通用零件，如箱体、主轴、传动轴、
精选课件
传动齿轮、轴套和附加机构等组成。
其基本结构如图4—1所示。
图中主轴箱体17、前盖20、后盖15、上盖18、 侧盖14等为箱体类零件；
——零件顺序号 ——————顺 序 号 ————————小 组 号 —————————类 别 号 ———————————字 头 —————————————规 格
T07或1T07系指与TD或1TD系列动力箱配套的主 轴箱
通用零件。
精选课件
小组号： 1——主轴箱体类零件； 2——主轴类零件；
3——传动轴类零件； 4——齿轮类零件。
精选课件
主轴箱所需的进给力F主轴箱可按下式计算：
n
F主轴箱
Fi
i 1
式中： Fi——各主轴所需的轴向切削力，单位为N。
实际上，为克服滑台移动引起的摩擦阻力， 动力滑台的进给力应大于F主轴般要求
【1】在保证主轴的强度、刚度、转速和转向的条件下，力求使传动轴和齿 轮的规格、数量为最少。 【2】尽量不用主轴带动主轴的方案，以免增加主轴负荷，影响加工质量。 【3】为使结构紧凑，主轴箱内齿轮副的传动比一般要大于1∶2（最佳传动 比为1 ~ 1∶1.5），后盖内齿轮传动比允许取至1∶3 ~ 1∶3.5 ；尽量避 免用升速传动。 【4】用于粗加工主轴的齿轮，应尽可能设置在第Ⅰ排，以减少主轴的扭转 变形；精加工主轴上的齿轮，应设置在第Ⅲ排，以减少主轴端的弯曲变形。 【5】主轴箱内具有粗精加工主轴时，最好从动力箱驱动轴齿轮传动开始就 分两条传动路线，以免影响加工精度。 【6】刚性镗孔主轴上的齿轮，其分度圆直径要尽可能大于被加工孔的孔径， 以减少振动，提高运动平稳性。 【7】驱动轴直接带动的转动轴数不能超过两根，以免给装配带来困难。
机床总体设计
2014.08.20
1章 金属切削机床的总体设计
10
1.2 机床的设计步骤 1.2.1 总体设计
工艺分析、总体布局和确定主要技术参数。 1.2.2 技术设计
绘制传动系统图，部件装配图；绘制电气系统安装接线图，液压系统和控制操作系统装 配图。
修改完善机床联系尺寸图，绘制总装配图及部件装配图
1.2.3 零件设计及资料编写 绘制机床的全部零件图。整理编写零件明细表，设计说明书，制定机床的检验方法和
力。
措施：（自学） 2、减小热变形
机床工作时受到外部热源和内部热源的影响，导致机床各部分不同的温升，使机床产生热变 形。
据统计机床热变形导致加工误差最大值约占全部误差的70%。 措施：隔离热源；改善环境温度；强制冷却；采用热源相对对称结构；改善排屑状态等。
3、降低噪声 齿轮振动影响传动的平稳性，是机床主要的噪声源。 措施：（自学）
机床的主色调是绿色。 实践证明：绿色有助于提高劳动生产率；紫色和蓝色则会降低劳动生产率。
机床的色彩应适应不同的使用环境。
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1章 金属切削机床的总体设计
18
1.4 机床主要参数的确定
1.4.1 尺寸参数 是指影响机床加工性能的一些尺寸。
1、主参数 代表机床规格的大小，是最重要的尺寸参数 对各种类型机床，15375—94标准统一规定了主参数的内容。 工件回转的机床，主参数通常都以机床的最大加工尺寸来表示； 工件移动的机床，主参数是工作台面的最大宽度； 主运动为直线运动的机床，主参数是主运动最大的位移
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1章 金属切削机床的总体设计
9
1.1.2 人机关系 使机床符合人的生理和心理特征，实现人机环境高度协调统一，为操作者创造一个安全、舒 适、可靠、高效的工作条件；能减轻操作者精神紧张和身体疲劳。
———组合机床设计方案
图2-1卧式组合机床及其组成部件
1—中间底座；2—夹具；3—主轴箱；4—动力箱
5—滑台；6—滑座；7—床身（侧底座）
组合机床常用的通用部件有：动力部件、输送部件、支承部件、控制部件和辅助部件。其中动力部件有4种：（1）主运动动力部件—动力箱、多轴箱、单轴头；（2）进给运动部件—液压滑台、机械滑台；（3）既能实现主运动又能实现进给运动的部件—动力头；为单轴头变化主轴转速的跨系列通用部件。
由于攻丝过程中，只是靠模螺杆5带动丝图2-2攻丝装置原理图
锥轴向移动，因此主轴与靠模螺杆连接处轴向1—电机；2—多轴箱；3—主轴；
可以相对滑动，一般用滑键连接，滑动的最大4—靠模螺母；5—靠模螺杆；6—攻丝卡头
距离即攻丝的最大行程，一般不超过 。
此种攻丝方法，靠模可以经磨制得到较准确的螺距，由于靠模螺杆带动丝锥进给比较轻巧，同时又有攻丝接杆补偿攻丝主轴靠模系统与丝锥自行引进的进给差，因而攻丝时可得到较高的精度。该靠模装置除了具有结构简单、制造成本较低的特点外，还由于每根靠模螺杆都各自具有自己的螺距数值，因此可用一个攻丝装置方便地加工出不同尺寸规格的螺纹，且可各自选用合理的切削用量，目前应用很广泛。
被加工零件的外形如图3-1所示。
图3-1被加工零件外形图
3.1.2．机床布局确定
工件底面为主要定位面。因为底面有3个脚所以用3个支承块支撑，用短销和支承钉定位。装夹方便、平稳，故可采用卧式机床。
3.1.3．工件定位基准的确定
由于工件采用底面为定位面，根据该零件的特点，可采用孔和2面定位。
3.1.4．夹压表面及夹紧方式
3）应注明零件加工对机床提出的某些特殊要求。
3.3.2．加工示意图
组合机床设计
工程序进行循环工作。包括可编程控
制器、液压元件、操纵板、控制挡铁 和按钮台。
辅助部件 用于实现工件自动定位和夹紧的液压或气动装置、 自动上下料机械手、冷却和润滑装置、排屑装置。
第一节 概 述
2.通用部件的型号、规格和配套关系
（1）动力滑台的主参数 以工作台面宽度B为依据。
（2）其它通用部件的主参数 采取与其配套的滑台主参数表示，
第四章 组合机床设计
本 章 讲 授 内 容
第一节 第二节
第三节
概述 组合机床总体设计
通用多轴箱设计
第一节 概 述
何谓组合机床？ 组合机床 是采用模块化原理设计的，以通用部件为基础，配以
少量专用部件，对一种或若干种工件按已确定的工序进行加工的高
效专用机床。 广泛应用于大批量生产行业，如：汽车、内燃机、电动机、阀 门的机械加工生产线上。 功用和运动特点 功用 能对工件进行多刀、多面、多工位同时加工；完成钻孔、 扩孔、镗孔、攻丝、铣削、车端面等切削工序和焊接、热处理、测
第二节 组合机床总体设计
1.选择合适、可靠的工艺方法 （1）考虑被加工零件的加工精度和加工工序
① 精度为H7的孔加工，工步数应设为3~4个，对于不同尺寸的 孔径，须采用不同的工艺方法（如镗孔或铰孔）。 ② 当孔与孔间有较高位置精度要求（误差≤0.05mm）时，应 在一个安装工位对所有孔同时进行最终精加工。 ③ 如果箱体件的同一轴线上几个孔的同轴度要求较高（同轴 度误差≤0.05mm），则最后精加工应从一面进行。
零件设计以顶面A为 设计基准。为方便加工曲
轴孔、凸轮轴孔需安装中
间导向，常改用底面C 作 为加工基准。
第二节 组合机床总体设计
② 基准统一原则——尽量在各加工机床上采取共同
组合机床设计总体设计
电子和家电制造
组合机床可以用于加工各种电 子元器件和家用电器零部件。
02 组合机床设计流程
CHAPTER
设计准备
明确设计任务
01
确定组合机床的加工要求、生产能力、工艺方案等，为后续设
计提供指导。
收集资料
02
收集相关标准、技术资料、市场需求等信息，为设计提供依据
和支持。
制定设计计划
03
根据设计任务和收集的资料，制定详细的设计计划，包括时间
继电器和接触器
用于实现电气控制回路，保证设备的安全运行。
控制程序设计
输入程序设计
根据加工需求，设计输入界面，方便用户输入加工参数和操作指 令。
输出程序设计
根据加工过程和控制需求，设计输出界面，实时显示加工状态和 结果。
控制算法设计
根据加工特点和要求，设计控制算法，实现高效、稳定的加工过 程。
控制精度与可靠性设计
物流分析
优化物料流动路径，减少物料搬运距 离和时间。
设备选型与配置
根据工艺需求合理选择设备型号，并 优化设备配置。
环境与安全考虑
确保作业环境符合安全和环保要求， 提供必要的防护措施。
04 组合机床传动系统设计
CHAPTER
传动系统类型
机械传动
液压传动
利用机械方式传递动力和运动，包括齿轮 、带、链等传动方式。
根据切屑的形状、大小和排出要求，选择合适的排屑方式， 如刮板式、螺旋式等。
排屑装置的结构设计
排屑装置应具备结构简单、排屑效果好、安全可靠的特点。
安全防护装置设计
01
安全防护装置的作用
安全防护装置用于保护操作者和机床设备的安全，防止意外事故的发生。
组合机床的总体设计
组合机床的总体设计组合机床总体设计内容和步骤与普通机床相同，但由于组合机床只加工一种或数种工件的特定工序，工艺范围窄，主要技术参数已知；且工艺方案一旦确定，也就确定了结构布局；因而总体设计的侧重点不同，主要是通过工件分析等掌握机床设计的依据，画出详细的加工零件工序图；通过工艺分析，画出加工示意图；然后今昔功能总体布局，画出机床尺寸联系图。
一、制订工艺方案1、选择合适，可靠的工艺方法2、粗、精加工要合理安排3、工序集中的原则4、定位基准及夹紧点的选用原则此步骤已经完成。
二、确定组合机床的配置形式和结构方案通常，在确定工艺方案的同时，也就大体上确定了组合机床的配置形式和结构方案。
但是还要考虑下列因素的影响。
1. 加工精度的影响工件的加工精度要求，往往影响组合机床的配置形式和结构方案。
例如，加工精度要求高时，应采用固定夹具的单工位组合机床，加工精度要求较低时，可采用移动夹具的多工位组合机床；工位各孔间的位置精度要求高时，应采用在同一工位上对各孔同时精加工的方法；工件各孔间同轴度要求较高时，应单独进行精加工等等。
本次加工的零件各孔间的位置精度要求较高，所以采用在同一工位上对各孔同时精加工的方法。
2. 工件结构状况的影响工件的形状、大小和加工部位的结构特点，对机床的结构方案也有一定的影响。
例如，对于外形尺寸和重量较大的工件，一般采用固定夹具的单工位组合机床，对多工序的中小型零件，则宜采用移动夹具的多工位组合机床；对于大直径的深孔加工，宜采用具有刚性主轴的立式组合机床等等。
本次加工的零件外形尺寸和重量较大，采用固定夹具的单工位组合机床，因为要加工深120mm的孔，所以采用立式的组合钻床。
3. 生产率的影响生产率往往是决定采用单工位组合机床、多工位组合机床还是组合机床自动线的重要因素。
例如，从其他因素考虑应采用单工位组合机床，但由于满足不了生产率的要求，就不得不采用多工位组合机床，甚至自动线来进行加工。
4. 现场条件的影响使用组合机床的现场条件对组合机床的结构方案也有一定的影响。
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，
确定动力滑台的型号和规格应满足：
→考虑进给电机进给功率的大小。
◆进给速度： 每种动力部件（滑台）都有快速行程速度和最小进给量的规定。 →快速进给速度应小于动力滑台规定的快速行程速度； →工作进给速度应大于所选动力滑台的最小进给速度。
◆最大行程： 选用动力部件时，必须考虑其最大允许行程， 动力部件的行程→大于确定的总行程，否则对于液压动力部 件，必须加长油缸或滑座来满足总行程要求。
加工示意图
3．绘制方法
⑴按比例绘出工件加工部位和局部结构的展开图，工件的非加工部位用 细实线，加工部位用粗实线。工件在图中允许只画加工部位；
⑵刀具在图中是加工终了位置；
⑶同一个主轴箱上结构尺寸相同的主轴可以只画一根，但必须在主轴上 标出轴号。
⑷一般情况下当，轴在数加较工多示时意，图可上采主用轴缩分小布比可例不，按用真细实实距线离绘制。 ⑸标准的通用画结出构工，件只加画工出部轮位廓向，视并图需（标加注工规表格面代用号粗。实
机械制造装备设计
4.3.4 组合机床总体设计
4.3.4.1 工件工序图 4.3.4.2 加工示意图（刀具布置图） 4.3.4.3 机床联系尺寸图（外观图） 4.3.4.4 机床生产率计算卡
4.3.4.1 工件工序图
根据选定的工艺方案，表示在一台专用机床（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 糙度和技术要求；加工用的定位基准、夹压部位；被加工工 件的材料、硬度、重量和在本机床加工前的毛坯情况的图纸。 1．功用 ⑴专用机床或组合机床设计和验收的依据； ⑵制造、使用时检验和调整机床的重要技术文件。
专如用接结杆构、，线浮应画动画）卡剖，头视并、图在攻，向丝并视靠标多需图模出孔要上及尺同设标丝寸时置注锥、加径孔卡精工向号头度时结。、及对构主配相尺轴合邻寸箱。距较的离大标很导准近向钻的装、孔置镗或时主 ⑹如生制导产轴一向线外张、的伸。刀加部杆工分托示等架意。、图专，用一接般杆每需 主等台严轴。机格、床按导绘比向制例、一绘辅张制具，，是较以否短便干的检涉线查。可相以邻全轴线承绘、
⑺工位和加工方位与机床布局想吻合。
返回
4.3.4.3 机床联系尺寸图（外观图）
表示机床的配置形式、机床各部件之间相对位置关系和运动关 系的总体布局图。 1．作用： 表明了机床的配置形式和布局； 规定各部件的轮廓尺寸及相互间的装配关系和运动关系； 是开展各部件设计的依据。
2．内容 ⑴机床的配置形式和总体布局形式； ⑵通用部件的型号和规格； ⑶专用部件的轮廓尺寸； ⑷工件和各部件间的主要联系尺寸及反映部件运动尺寸（运
⑸标明主轴、接杆（卡头）、夹具（导向）与工件之间的联系尺寸、配 合及精度；
⑹切削用量：根据机床要求的生产率及刀具、材料特点等，合理标注各 主轴的切削用量；
⑺机床的工作循环和工作行程（机床动力部件）；
⑻工件的名称、编号、材料、硬度、质量、加工余量、冷却润滑、是否 需要让刀等；
⑼工件加工部位向视图，并在向视图上编出孔号。
◆加工精度影响：→动力滑台的导轨形式 动力部件的导轨主要有矩形和矩形、矩形和三角（山）形 结合两种形式。
②不对称位置尺寸公差换算成对称尺寸公差→进行夹具、主轴箱设 计时确定导向孔和主轴孔的位置坐标尺寸。
汽车变速器上盖工件工序图 本工序加工要求: 底面六个孔：
4 8.5
上面五个孔：
4 6.7,深20 7,深10
返回
4.3.4.2 加工示意图（刀具布置图）：根据工艺流程绘制。 1．作用
⑴反映工件的加工工艺方案，表示零件在机床上的加工过程； ⑵是刀具、辅具布置图； ⑶是刀具、辅具、夹具、电气、液压、主轴箱等部件设计的重
让刀”；
粗糙◇度孔、的位加置工尺余量寸要。求：阶梯孔加工，大孔单边余量应小于相 ⑶生产线的邻工两孔件的工半序径图差按→镗全刀线通或过工；段来绘制，并表示出与输送
装①置位◇有置对关尺毛的寸坯标图精注形度由要、定求尺位。寸基准及标精起度，要用求直角。坐标系标注→加工和检查。 ⑷注明工当选件用加的工定对位机基准床和提设出计的基特准不殊重要合求时，→用尺寸必链要进文行字换加算。以说明。
◆切削功率：
根据切削用量进行计算，考虑传动效率或空载功率损耗（空运
转损耗）和载荷附加功率损耗（摩擦损耗），作为选择组合机
床传动用动力箱型号规格的依据。
PE
Pm
KW
0.75 ~ 0.85
Pm
Fz vc 103 60
KW
◆进给力：
每种规格的动力滑台有其最大进给力 Ff 的限制。选用时，
应根据确定的切削用量计算出各主轴的轴向切削合力
要依据； ⑷是机床布局和机床性能的原始要求，是机床试车前对刀和调
整的技术资料。
2．内容
图7-4：加工示意图实例
⑴加工部位结构尺寸、精度及分布情况；
⑵采用刀具类型、数量、结构、尺寸；
⑶主轴的结构类型、规格尺寸及外伸长度(与刀具或接杆连接部分结构);
⑷选用标准或设计专用接杆、浮动卡头（或万向节）、导向装置、攻丝 靠模装置、刀杆托架（如大镗杆的托架）；
动部件极限位置）； ⑸机床部件的分组情况及行程； ⑹电动机型号、功率、转速。
3．动力部件选择——组合机床 动力部件是用于传递动力实现工作运动的通用部件，是配置 组合机床的基础部件，包括：动力箱、切削头（单轴头）、 动力滑台（机械滑台、液压滑台）。
主要指选择型号合适的滑台和动力箱（动力头）
根据零件的加工工艺、机床配置形式、使用条件等因素选择。 应考虑主要问题：
⑴用细实线画出工件的形状和轮廓尺寸，设置中间导向时，应
画出工件内部筋的布置和尺寸，以便检查工件、夹具、刀具 是否◇发对生的精形干镗状涉机（及床直必刀线须具或注螺通明旋过是线的否）允可，许能要留求性有孔；退表刀面痕不迹留及螺允旋许刀退痕刀且槽加 ⑵用粗实线工画时由出于加引工刀部需位要，，应并注标明出要加求“工主表轴面定尺位寸或工、件精（度夹、具表） 面
2．内容： ⑴加工部位及其尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差及技术要求； ⑵加工前工件的形状、主要尺寸和已达到的技术要求； ⑶标出加工用定位基准、夹压部位和方向； ⑷标出工件的名称、编号、材料、硬度、质量、加工余量、毛坯
种类和精度。
P391图7-2：被加工零件工序图
3．绘制：突出本机床的加工内容。