第四章_组合机床设计(1).ppt
机械制造装备设计PPT课件-第四章_组合机床设计(1)
（4）通用部件的标示方式 如：1HY32MⅠB （经过一次重大改进的液压滑台，其台面宽度 为320mm，精密级，Ⅰ型的镶钢导轨。）
教材表4-1列出了“1字头”系列通用部件的型号、规格及其配 套关系
第四章组合机床设计
第一节 概述
结束
第一节 概 述
2.机械加工生产线的基本组成
机械加工生产线
加工装备 工艺装备 输送装备
辅助装备 控制系统
夹刀 辅 具具 具
工转储上
件位料下
输装装料
送置置装
装
置
置
清 排其 洗 屑它 装 装装 置 置置
全信 线号 控装 制置 与 操 纵 装 置
第一节 概 述
3.生产线专用机床的总体设计
生产线上的加工装备既有通用机床、数控机床、也有专用机床。 这些加工装备可分为以下几大类：
控制部件 控制机床按预定的加 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， 如：动力箱、多轴箱、侧底座、立柱等部件。
1）通用的自动机床和半自动机床，配置送料和装卸料机构。
2）经自动化改造的通用机床 即对通用机床进行机械和电气系 统改造，实现加工过程的自动化机床。
3）专用机床 是针对加工某种零件的特定工序设计的，并充分 考虑成组加工工艺的要求，相似零件族的典型零件的工艺要求进行 设计的。
第四章组合机床设计资料
向力造成的振动。
② 当缸孔孔间距及平行度要求高（±0.02~0.03mm），缸孔
对定位基准位置精度要求高于±0.05mm时，通常采用由单个精
镗头组成的多轴机床结构方案，使各精镗头可单独调整位置。还 需配置高精度动力滑台，来提高机床工作的平稳性。
二、工艺方案的拟订
③ 同样精度的孔，因材料、硬度的不同，其工艺方案也不 同，如加工钢件一般比加工铸铁件的工步数多。 ④ 加工薄壁易振动的工件或刚性不足的工件，安排工序不
机械制造装备设计
第四章 组合机床设计
2019年1月1日
第四章 组合机床设计 第二节 组合机床总体设计
一、 组合机床设计步骤 二、 工艺方案的拟订 三、 确定切削用量及切削力 四、 组合机床三图一卡设计
一、组合机床设计步骤
组合机床设计是根据被加工零件的加工内容、加工精度、生
产率要求、成本价格等原始数据，进行总体设计、传动系设计、 夹具设计。 设计步骤： ♦ 调查研究， ♦ 总体方案设计， ♦ 技术设计， ♦ 工作设计。
二、工艺方案的拟订
3.合理实施工序集中
工序集中 运用多种刀具，采用多面、多工位和复合刀具加 工方法，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。
4.工作设计
绘制多轴箱、夹具等专用零部件的施工图纸、编制零部件明 细表；编写机床说明书，制订机床检验、试机等验收标准。
二、工艺方案的拟订
（一）工艺方案的制定内容
分析被加工零件图纸 ①根据组合机床各工艺方法能达到的
(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。
机床设计-(1)PPT课件
1.3 金属切削机床的分类和型号编制
1.3.2 机床型号的编制方法
（5）机床主参数和设计顺序号 机床主参数代表机床规格的大小，用折算值（主参数乘以折算系数， 通常折算系数取为1、1/10或1/100）表示，位于系代号之后。当折算值 大于1时，则取整数，前面不加“0”；当折算值小于1时，则取小数点 后第一位数，并在前面加“0”。常用机床型号中主参数有规定的表示 方法，各类主要机床的主参数和折算系数如表1-5所示，表1-4中列出了 车床第6组各系别的主参数。 某些通用机床，当无法用一个主参数表示时，则在型号中用设计顺序 号表示。设计顺序号由1开始，当设计顺序号小于10时，由01开始编号。
1.3.2 机床型号的编制方法
（△） ○ （○）△ △ △ （×△）（○） / （） 2021/3/12
其他特性代号 重大改进顺序号 主轴数或第二主参数 主参数或设计顺序号 系代号 组代号 通用特性、结构特性代号 类代号 分类代号
1.3 金属切削机床的分类和型号编制
1.3.2 机床型号的编制方法
例：
•1920-1950年，机械制造技术进入了半自动化时期，液压和电气元件在 机床和其他机械上逐渐得到了应用。
•1950年开始，由于数控、群控机床和自动线的出现，机床的发展进入自 动化时期。
•1980年以来，自动化、精密化、高效化和多样化成为机床发展的新特征。
2021/3/12
1.3 金属切削机床的分类和型号编制
1.3.1 机床的分类
➢ 按其加工性质和所用的刀具进行分类：
——11大类（车、钻、镗、磨、齿轮加工、螺纹 加工、铣、刨插、拉、锯和其他机床）
——若干组（工艺特点、布局形式、结构不同） ——若干系（列）
6.2 组合机床设计_总体设计1
第二节 组合机床总体设计
③ 如果箱体件的同一轴线上几个孔的同轴度要求较高（如误
差≤0.05mm），其最后精加工应从一面进行。 ④ 当加工精度为H6、Ra0.4μm 的孔时，除采取提高机床原始
制造精度和工件定位基准精度并减少夹压变形等一系列措施外，机
床须采取主轴高速、低进给量（ f ≤0.01mm/r )的加工方法，以尽量 减小切削力和消除主轴振动。 为此，机床通常采用皮带转动的精镗头，主轴设有卸载装置， 进給采用液压增稳系统。
第二节 组合机床总体设计
二、确定组合机床的配置形式和结构方案
在确定工艺方案的基础上，确定机床的配置形式。影响机床的 配置形式的因素有加工精度、工件结构及机床使用条件等。
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。
在一台（多工位）或少数几台机床上加工。
（4）组合机床的工艺范围所能达到的加工精度
组合机床加工铸铁或钢件的主要工序能达到的精度和表面粗糙 度可查阅设计手册。
第二节 组合机床总体设计
2.合理安排粗、精加工
首先分析零件的生产批量、加工精度、技术要求，再合理安排 粗、精加工工序。 （1）零件批量大或加工精度较高，粗、精工序应分开
《机械制造装备设计》
李益兵
Mail：ahlyb@
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
第二节 组合机床总体设计 组合机床设计的步骤
一、组合机床工艺方案的制定 二、组合机床配置型式及结构方案的确定 三、组合机床总体设计——三图一卡
免费组合数控机床设计（一）.doc
免费组合数控机床设计(一)组合数控机床设计内容提要：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。
关键词：组合机床；多轴箱；工艺；钻夹具；液压传动目录引言10.1 本课题提出的背景和意义10.2 国内研究现状1第一章钻夹具设计 21.1 梳棉机箱体结合件钻孔组合机床夹具分析21.1.1 安装方法21.1.3 夹紧力“两要素”，方向与作用点21.3 夹具体设计21.3.1定位支撑的选择2第二章组合机床总体设计 62.1 被加工零件工序图62.1.1 被加工零件工序图的作用与内容62.2 加工示意图72.2.1 加工示意图的作用和内容72.2.2选择刀具、导向及有关计算72.3机床联系尺寸图82.3.1 机床联系尺寸图作用和内容82.3.2 绘制机床尺寸联系总图之前应确定的内容92.4机床分组10结论12致谢13引言0.1 本课题提出的背景和意义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。
0.2 国内研究现状第一章钻夹具设计1.1 梳棉机箱体结合件钻孔组合机床夹具分析1.1.1 安装方法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。
第四章组合机床
被 加 工 零 件 工 序 图
在被加工零件工序图上应标注的内容
1）加工零件的形状、主要外廓尺寸和本机床要加工部 位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技术要求， 以及对上道工序的技术要求等。 2）本工序所选定的定位基准、夹紧部位及夹紧方向。 3）加工时如需要中间向导，应表示出工件与中间向导 间有关部位的结构和尺寸，以便检查工件、夹具、刀 具之间是否相互干涉。 4）被加工零件的名称、编号、材料、硬度及被加工部 位的加工余量等。
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
第四章 组合机床设计
主 编：李庆余 孟广耀 副主编：张 佳 董 锋
目录
第一节 概述 第二节 组合机床总体设计 第三节 通用多轴箱设计
第一节 概述
组合机床是根据工件加工需要，以大 量系列化、标准化的通用部件为基础， 配以少量专用部件，对一种或数种工件 按预先确定的工序进行加工的高效专用 机床。
在每一工位上可以同时加工一个或几个工件，其上 的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的回转工作台 上，并随其作周期转动以实现工位的变换。由于这 种机床适宜于对中小型工件进行多面、多工序加工， 具有专门的装卸工位，使装卸工件的辅助时间和机 动时间重合，所以能获得较高的生产率。
多工位组合机床
3.中央立柱式组合机床
（3）主轴的结构类型、尺寸及外伸长度；刀具类型、 数量和结构尺寸；接杆（包括镗杆）、浮动卡头、 导向装置、攻丝靠模装置的结构尺寸；刀具与导向 装置的配合，刀具、接杆、主轴之间的连接方式。 刀具应按加工终了位置绘制。
2．绘制加工示意图的有关计算
加工示意图绘制时，应进行刀具、导向装置的 选择及切削用量、转矩、进给力、功率和有关联系 尺寸的计算。
三、组合机床的通用部件
组合机床设计步骤1
多轴选择
立式的宽度为340毫米。卧式宽度为325毫 米。
齿轮排列到箱壁距离
70~100毫米 长度与宽度 600毫米×499.5毫米 动力箱法兰尺寸 800毫米×630毫米
装料高度
装料高度指工件安装基面至机床底面的垂 直距离，在过去设计组合机床时，装料高 度可视具体情况在H＝850~1060mm之间选 取，在组合机床生产线中装料高度的统一 有利于多工序的加工利于工件的运输，使 机床与机床交流顺畅，所以选择1060毫米。 装料高度为下面箱体轴的排布作了准备。
第三部分
三图一卡 被加工零件工序图 加工示意图 机床联系尺寸图 生产率计算卡
被加工零件工序图
突出加工部位（用粗实线） （1）被加工零件的形状，主要外廓尺寸和本机床要加工部位的尺寸、 精度、表面粗糙度、形位精度等技术要求，以及对上道工序的技术 要求等。 （2）本工序所选定的定位基准、夹紧部位及夹紧方向。
动力箱参数
动力箱性能
型号 1TD50
型式 Ⅰ
电动机型号 Y132M-4
电动机功率 （ kw） 7.5
长度 435毫米
电动机转速 r/min-1 1440
输出轴速度 （ r·min-1 ） 720
选择中间底座
中间底座的轮廓尺寸要满足夹具在上面安 装的需要。长度方向上尺寸要根据所选动 力部件滑台和底座及其配套部件（侧底座） 的位置关系，并照顾各部件联系尺寸的合 理性来确定。但要保证加工终了位置工件 端面至主轴箱前端面的距离不小于加工示 意图上要求的距离。
0.25 8 0.25 0.55 1.3 0.55
=477min 1.3
8
检验刀具寿命
组合机床讲义
• 钻孔的加工精度 • ①钻孔轴线所能达到的位置精度 • ② 钻孔轴线对基准面的平行度和垂直度为100
：0.1 • ③ 钻孔轴线对其它孔轴线的平行度为100：
0.2 • ④ 钻孔时孔本身的精度：多轴加工L2=1.5d，
F7中等进给量，只能钻出H11，粗糙度12.5 • 进给量下降1/2-1/3时，钻头刃磨情况好，H11
2020/3/23
• ⑧ 在卧式加工时，主轴箱和工件很大的情况下加附加导套（接杆处）间 隙（0.03-0.05）
• ⑨ 动力滑台退回原位时，最好不要退出钻套 • ⑩ 钻孔可以采用短钻头，不用导套，提高线速度 • ⑾ 钢件（铝件）断屑要考虑：磨制断屑钻头、动力滑台断续进给、用断
屑导套 • ⑿ 钢（铝）件用乳化液10%冷却 • ⒀ V、S比通用机床降低10-30%，提高刀具耐用度 • ⒁ 钻深孔：对于钢加工深度L>6d；对于铸铁加工深度L>10d；对于铝加
组合机床总体方案设计
2020/3/23
许兴旺
江苏恒力组合机床有限公司 2011.9.20
• 什么是组合机床方案设计？
• 组合机床总体设计： • 是根据与用户签订的合同和技术协议，针对具体加
工零件拟定工艺和结构方案，是对加工工艺、检测 、物流、控制等的总体规划，而进行的方案图样和 有关技术文件的设计。
L4
单 (3导 4) 向d
双 (1导 2) 向d
（0.5～ 10～15 5～10
1.5） （切出长 （切入长度
d
度）
）
1,大直径 直径小 刀具出口 加工表面取
4.2铰孔的加工精度
序
项目
号
1 孔的精度等级
2
表面
粗糙度Ra
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。