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



刀具的寿命为477分钟，加工一个零件时间 t=L/v ， L为加工长度20毫米， v为工进的速度为0.25mm/r×353.6r/min= 88毫米/分钟。 一次刀磨后可以加工2100个工件，可以使 用6到7个工作日。完全符合要求。
加工直径 （毫米） 12~22 HB160~200 切削用量v （米 /分） 16~24 f（毫米/转） 0.20~0.40
为了保证生产并根据组合机 床结构，选择v=20m/min， f=0.25mm/r，对应的转速
刀具参量
锥柄麻花钻
锥柄麻花钻参量
直径（ mm） 18.00
全长 （ mm） 228
机床型式
单工位双面组合钻床
确定切削用量


确定工序间余量（扩孔、铰孔） 要保证不同转速与进给量之间共用同一个 进给系统。必须各个主轴转速与进给量等 于动力滑台每分钟进给量。 由于8个孔的直径相同，且只要钻孔一道工 序，所以不需考虑以上情况。
高速钢钻头加工铸件的切削用量
硬质合金钻头， 硬度高，耐磨 损，效率高， 但是韧性稍差, 因此对机床刚 性和主轴的跳 动和转速都有 要求。 含钴高速钢包 括普通高速钢, 韧性较好。
步骤4



确定快速退回长度，包括快速引进与工作 进给长度之和。 图中快退为120毫米，快进为80毫米。 确定导向套的公差配合，导套的长度等主 要参数。 在图上标出转速、进给速度等。
机床联系尺寸图
（1）联系尺寸图的作用 表示机床的配置形式、总体布局、各部件 的相互装配联系和运动关系。 检验机床各部件相对位置及尺寸联系是否 满足加工要求、通用部件的选择是否合适； 也作为多轴箱、夹具设计的依据。
步骤2

根据直径确定外伸长度。 主轴外伸长度L=115毫米，主轴外伸直径 D/d=50/36
步骤3
1.根据莫氏锥柄号2号，再根据主轴的内径与 外径选择A型接杆接杆长度为265毫米。 2.确定工作进给长度。
分析


作进给长度L工应等于工件加工部位长度L与 刀具切入长度L1与切出长度L2之和。 切入长应L1应根据工件端面误差情况在5～ 10mm之间选择，误差大时取大值，因此取 L1=8mm，切出长度L2=1/3d+(3～8)=6 +6 =12mm,所以L工=20+8+12=40mm.

组合机床处于专用于通用机床中间，通常 有立式和卧式、倾斜和复合式。 可以根据夹具分为固定式、或具有移动夹 具的多工位组合机床。 转塔式组合机床 小型组合机床
立柱
多轴箱
动力箱
动力滑台 立柱底座 夹具 侧底座 中间底座
第二部分
工艺分析与计算工艺分析常规钻孔的尺寸精度：加工孔径在直径40 毫米以下，一般为实心铸件扩、铰工序之 前，钻削底孔或螺纹孔，精度可达IT10IT11，表面粗糙度达Ra12.5微米。所以确 定使用钻孔组合机床对阀体一次性加工完 全满足要求。
加工示意图
绘制步骤
1.选取主轴直径
根据公式 d= B 4
M
100
【 φ】（度 /米）
1/4 7.3
1/2 6.2
1 5.2
M ≤ [τ ] WP
B
d——轴的直径（mm） ， M——轴所传递的扭矩（N·mm） ， Wp ——轴的抗扭截面模数（mm3 ） ， [τ]——许用剪切力（N/mm2 ）可有常用表查得， B——系数不同扭转角系数。 已知 M 主=19802N· mm 以 40Cr 为材料，在扭转角度为 0.25 度 /米度的情况下 d 大于 27.38mm 所以主轴直径选常用的 30mm。
◆ 确定进给速度 每种动力滑台有规定的快速行程速度及最小进给量的限制。所选 择的实际快速行程速度和进给量应符合：
v快（刀具）< v’ 快 (滑台)， v工（刀具）> v’滑台额定min
部件选择

根据对液压滑台和机械滑台的性能特点比 较，并结合具体的加工要求，使用条件选 择HY系列液压滑台。

确定轴向进给力 滑台所需的进给力 ∑Fi=8×3819N=30552N Fi——各主轴加工时所产生的轴向力
滑台参数

∑F < F进选择1HY50液压滑台，其参数如表 所示
滑 台 型号 台面宽 台面长 最大进 工进速度 快速移动 速度 （ m·min-1） 6.3 行程 （ mm） 400 度（mm） 度（mm） 给力（N） （ mm·min-1） 500 1000 32000 10~350
1HY50

组合机床定义
组合机床的用途和特点

用途 组合机床广泛用 于大批量生产的 行业，主要用于、 阀体、汽车、拖 拉机等加工箱体 类零件。
特点

组合机床与一般的专 用机床一样，是针对 特定工序加工要求而 设计的。因此，组合 机床具有专用、高效、 自动化和易于保证加 工精度等优点。
组合机床的组成分类


1.9 f 0.8 D T 切削扭矩： =10 HB 0.6
=10× 181.9 × 0.25 0.8 × 2100.6 =19802N·mm
切削功率与刀具耐用度

V——切削速度 （m/min）
切削功率： P = TV/9740πD =19802×20 ÷ (9740×3.14×18)
P——切削功率(kw) =0.719kw Td——刀具耐用度（min） 9600 ⋅ D 9600 ×18 T = = 在计算切削力F、切削功 d v ⋅ f ⋅ HB 20 × 0.25 ⋅ 200 率P、切削扭矩T时硬度 取最大值，在计算刀具 耐用度时取最大值减去 硬度偏差值的三分之一
刀刃长 （ mm） 130
莫氏锥 柄号 2
确定切削力、切削扭矩

HB——布氏硬度 F——切削力（N） D——钻头直径（mm） f——每转进给量（ mm/r） T——切削扭矩(N•mm)
0.8 f HB 0.6 F D 切削力： =26
=26×18× 0.250.8 × 2100.6 =3819N
联系尺寸图应注明的状态和尺寸
1. 标注机床各组成部件的轮廓尺寸及相关联系尺寸。 2. 表示运动部件的原位、终点状态及运动过程情况， 以确定机床最大轮廓尺寸。 3. 注明工件、夹具、动力部件、中间底座对中心线 的位置关系 4. 注明电动机型号、功率及转速，通用部件的型号和 主要轮廓尺寸。
5.对机床所有的部件分组编号。
根据滑台选择附属部件
选择 ⅠA型号 1CC501型滑台，高度为560毫米
选择动力箱



已知滑台型号为50系列，选择动力箱型号 为1TD50。 动力箱主要依据多轴箱所需的电动机功率 来选用，首先计算8个主轴的总功率。 ∑p=8×0.719kw=5.752kw 考虑到滑台摩擦因数，根据经验需要的功 率P需=（P+0.8）/η=（5.752+0.8） /0.9=7.28kw


机床联系尺寸图内容


组合机床是由标准的通用部件——动力箱、 动力滑台、侧底座加上专用部件——多轴 箱、刀、辅具系统、夹具、液、电、冷却、 润滑、排屑系统组合而成。 图中应完整地反映各部件的联系尺寸、专 用部件的轮廓尺寸、运动部件的极限位置 及行程尺寸。应标注通用部件的规格代号， 电动机型号、功率及转速。注明机床部件 的分组及总行程。以便后续部件的设计。
组合机床-
主轴箱体设计
设计对象-衬胶隔膜阀
设计尺寸
设计任务
1 2 3 4
• 组合机床设计计算 • 绘制联系尺寸图 • 主轴箱的详细设计计算 • 绘制主轴箱总装图 • 部分零件图 • 虚拟装配 • 对虚拟装配进行探讨和研究
阀体技术要求


两侧各8-Φ18通孔，Ra为25微米。 阀体的材料为HT200，硬度HB180~210。 加工面的自由尺寸的允许误差按GB159-59 的8级（GB/T 1800.1-2009，IT14精度，公 差数值为430微米）制造。 要求生产纲领为年产量7.5万件，单班制生 产。
整体介绍
组合机床总体设计
联系尺寸图的设计 1 选择动力部件
① 选择滑台 ◆ 确定进给运动的驱动方式 可选机械滑台或液压滑台。 ◆ 确定轴向进给力 每种动力滑台都有最大进给力 F 进 的限制，设计时，可根据 切削用量计算出各主轴轴向切削合力 ∑F。 以 ∑F < F进 来确定动力滑台的型号和规格。
要求的进给速度为88毫米/转，所以滑台满 足要求。
滑台介绍
动力滑台导轨型式的组合有“矩-矩”和“矩-山”两种型式。设计中选 用“矩-山”式，因为它导向好，精度高，主要用于不带导向的刚性主 轴加工以及其他精加工机床，在现代组合机床中使用很广泛。
确定滑台行程

滑台的行程除保证足够的工作行程外，还 应留有前备量和后备量。前备量的作用是 动力部件有一定的向前移动的余地，以弥 补机床的制造误差以及刀具磨损后能向前 调整。本系统前备量为50mm，后备量的作 用是使动力部件有一定的向后移动的余地， 为方便装卸刀具，这是取230mm,所以滑台 总行程应等于或大于工作行程、前备量、 后备量的和。本机床的工作行程为120mm。
中间底座计算
中间底座L=（L1左+L1右+2L2+L3）-2（l1+l2+l3）。 L1 — 加工终了位置，主轴箱端面至工件端面间的距离，其中L1左=L1右=388 毫米； L2 —主轴箱厚度，其中L2=325毫米； L3 —工件沿机床长度方向的尺寸，其中L3为392毫米； l1 —机床长度方向上，主轴箱与动力滑台的重合长度，其中l1=325毫米； l2 —加工终了位置，滑台前端面到滑座前端面的距离，其中l2=50毫米； l3 —滑座的前端面到侧底座前端面的距离，其中l3=91毫米。 L=（ L1左+L1右+2L2+L3） -2（l1+l2+l3） =388+388+2×325+392-2×（325+50+91） =886毫米 根据 GB3668.7-1983组合机床通用部件（中间底座和立柱尺寸）选择长度 800毫米，宽度710 mm，高度710mm的中间底座。 则