多轴箱设计项目说明指导书.doc

前言
1 绪论 1
1.1 机床在国民经济地位及其发展简史 1
1.3 组合机床设计目、内容、规定 6
1.3.1设计目 6
1.3.2 设计内容 6
1.3.3 设计规定 6
1.4 组合机床设计环节 7
1.4.1调查研究 7
1.4.2 拟定方案 7
1.4.3 工作图设计 7
2 零件分析 8
2.1 零件构造特点及其技术规定 8
2.1.1 零件构造特点 8
2.1.2 技术规定 8
2.2. 零件生产批量及其机床使用 9
2.2.1 零件生产批量 9
2.2.2 机床使用条件 9
2.3 零件工艺方案 9
1.3.1 生产工艺方案 9
3 组合机床总体设计 11
3.1 组合机床方案制定 11
3.1.1制定工艺方案 11
3.1.2 拟定组合机床配备形式和构造方案。 11
3.2 拟定切削用量及选取刀具 13
3.2.1 拟定工序间余量 13
3.2.2 选取切削用量 13
3.2.3 拟定切削力、切削扭矩、切削功率 14
3.2.4 选取刀具构造 15
3.3钻孔组合机床总设计“三图一卡”编制 15
3.3.1 被加工零件工序图 15
3.3.2 加工示意图 17
3.3.3 机床联系尺寸图 21
3.3.4 生产率计算卡 23
3.4 多轴箱设计 25

3.4.1 绘制多轴箱设计原始根据图 25
3.4.2 齿轮模数选取 27
3.4.3 多轴箱传动设计 27
3.4.4 绘制传动系统图 29
3.4.5 传动零件校核 30
2.5 拟定机械重块平衡机构 34

4 结论 40
参照文献 41
道谢 42

前 言

组合机床是以通用部件为基本，配以少量专用部件，对一种或若干中工件按预先拟定工序进行加工机床。它可以对工件进行多刃多轴多面多工位同步加工。在组合机床上可以完毕钻孔、扩孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及液压等工序，随着组合机床发展它能完毕工艺范畴将日益扩大。
组合机床所使用通用部件具备特定功能，按原则化、系列化、通用化原则设计制造组合机床基本部件，每种通用部件有合理规格尺寸系列，有合用技术参数和完善配套关系。
组合机床与通用机床、其他机床比较具备如下特点：
（1）组合机床上通用部件和特性零件越占所有机床零部件70%-80%，因而设计和制造周期短，经济效益好。
（2）用于组合机床采用多刀加工，机床自动化限度高，因而比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。
（3）组合机床通用部件是通过周密设计和长期生产实践考验，又有专门厂家成批生产，它与普通专用机床比较，其构造稳定，工作可靠，使用和维修容易。
（4）组合机床加工工件，采用专用夹具，组合刀具和导向装置等，产品加工质量靠工艺装备保证，对操作工人技术水平规定不高。
（5）当机床被加工产品更新时，专用机床大某些部件报废，组合机床通用部件是依照国家检查设计，并等效于国际检查，因而其通用部件可以重复使用，不必另行设计和制造。
（6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模和自动化生产需要。当前，国内组合机床以广泛用于大批量生产和使用，例如：汽车、拖拉机、柴油机等。

1 绪论
1.1 机床在国民经济地位及其发展简史
当代社会中，人们为了高效、经济地生产各种高质量产品，日益广泛使用各种机器、仪器和工具等技术设备与装备。为制造这些技术设备与装备，又必要具备各种加工金属零件设备，诸如锻造、锻造、焊接、冲压和切削加工设备等。由于机械零件形状精度、尺寸精度和表面粗糙度，当前重要靠切削加工办法来达到，特别是形状复杂、精度规定高和表面粗糙度规定小零件，往往需要在机床上通过几道甚至几十道切削加工工艺才干完毕。因而，机床是当代机械制造业中最重要加工设备。在普通机械制造厂中，机床所肩负加工工作量，约占机械制造总工作量40%～60%，机床技术性能直接影响机械产品质量及其制造经济性，进而决定着国民经济发展水平。可以这样说，如果没有机床发展，如果不具备今天这样品种繁多、构造完善和性能精良各种机床，当代社会当前所达到高度物质文明将是不可想象。
一种国家要繁华富强，必要实现工业、农业、国防和科学技术当代化，这就需要一种强大机械制造业为国民经济各部门提供当代化先进技术设备与装备，即各种机器、仪器和工具等。然而，一种当代化机械制造业必要要有一种当代化机床制造业做后盾。机床工业是机械制造业“装备部”、“总工艺师”，对国民经济发展起着重大作用。因而，许多国家都十分注重本国机床工业发展和机床技术水平提高，使本国国民经济发展建立在坚实可靠基本上。
机床是人类在长期生产实践中，不断改进生产工具基本上生产，并随着社会生产发展和科学技术进步而渐趋完善。最原始机床是木制，所有运动都是由人力或畜力驱动，重要用于加工木料、石料和陶瓷制品泥坯，它们事实上并不是一种完整机器。当代意义上用于加工金属机械零件机床，是在18世纪中叶才开始发展起来。当时，欧美某些工业最发达国家，开始了从工场手工业向资本主义机器大工业生产方式过度，需要越来越多各种机器，这就推动了机床迅速发展。为使蒸汽机创造付诸实用，1770年先后创制了镗削蒸汽机汽缸内孔用镗床。1797年创造了带有机动刀架车床，开创了用机械代替人手控制刀具运动先声，不但解放了人双手，并使机床加工精度和工效起了一种奔腾，初步形成了当代机床雏型。续车床之后，随着机械制造业发展，其她各种机床也陆续被创制出来。至19世纪末，车床、钻床、镗床、刨床、拉床、铣床、磨床、齿轮加工机床等基本类型机床已先后形成。
上世纪初以来，由于高速钢和硬质合金等新型刀具材料相继浮现，刀具切削性能不断提高，促使机床沿着提高主轴转速、加大驱动功率和增强构造刚度方向发展。与此同步，由于电动机、齿轮、轴承、电气和液压等技术有了很大发展，使机床转动、构造和控制等方面也得到相应改进，加工精度和生产率明显提高。此外，为了满足机械制造业日益辽阔各种使用规定，机床品种发展也与日俱增，例如，各种高效率自动化机床、重型机床、精密机床以及适应加工特殊形状和特殊材料需要特种加工机床相继问世。50年代，在综合应用电子技术、检测技术、计算技术、自动控制和机床设计等各个领域最新成就基本上发展起来数控机床，使机床自动化进入了一种崭新阶段，与初期发展仅合用于大批大量生产纯机械控制和继电器接触器控制自动化相比，它具备很高柔性，虽然在单件和小批生产中也能得到经济使用。
综观机床发展史，它总是随着机械工业扩大和科学技术进步而发展，并始终环绕着不断提高生产效率、加工精度、自动化限度和扩大产品品种而进行，当代机床总趋势依然是继续沿着这一方向发展。
国内机床工业是在1949年新中华人民共和国成立后才开始建立起来。解放前，由于长期封锁统治和19世纪中叶后来帝国主义侵略和掠夺，国内工农业生产非常落后，既没有独立机械制造业，更谈不上机床制造业。至解放前夕，全国只有少数都市某些规模很小机械厂，制造少量简朴皮带车间、牛头刨床和砂轮等；1949年全国机床产量仅1000多台，品种不到10个。

解放后，党和人民政府十分注重机床工业发展。在解放初期三年经济恢复时期，就把某些本来机械修配厂改建为专业厂；在随后开始几种五年筹划期间，又陆续扩建、新建了一系列机床厂。通过50近年建设，国内机床工业从无到有，从小到大，当前已经成门类比较齐全，具备一定实力机床工业体系，能生产5000各种机床通用品种，数控机床1500各种；不但装备了国内工业，并且每年尚有一定数量机床出口。
国内机床行业发展是迅速，成就是巨大。但由于起步晚、底子薄，与世界先进水平相比，尚有较大差距。为了适应国内工业、农业、国防和科学技术当代化需要，为了提高机床产品在国际市场上竞争能力，必要进一步开展机床基本理论研究，加强工艺实验研究，大力开发精密、重型和数控机床，使国内机床工业尽早跻身于世界先进行列。
1.3 组合机床设计目、内容、规定
1.3.1设计目
组合机床毕业设计，其目在于通过机床主运动机械变速传动系统构造设计，使咱们在拟定传动和变速构造方案过程中，得到设计构思、方案分析、构造工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文献和查阅资料等方面综合训练，树立对的设计思想，掌握基本设计办法，培养基本设计办法，并培养了自己具备初步构造分析、构造设计和计算能力。
1.3.2 设计内容
(1)运动设计 依照给定被加工零件，拟定机床切削用量，通过度析比较拟定传动方案和传动系统图，拟定传动副传动比及齿轮齿数，并计算主轴实际转速与原则相对误差。
(2)动力设计 依照给定工件，初算传动轴直径、齿轮模数；拟定动力箱；计算多轴箱尺寸及设计传动路线。完毕装配草图后，要验算传动轴直径，齿轮模数否在容许范畴内。还要验算主轴主件静刚度。
(3)构造设计 进行主运动传动轴系、变速机构、主轴主件、箱体、润滑与密封等布置和机构设计。即绘制装配图和零件工作图。
(4)编写设计阐明书
1.3.3 设计规定
评价机床性能优劣，重要是依照技术—经济指标来鉴定。技术先进合理，亦即“质优价廉”才会受到顾客欢迎，在国内和国际市场上才有竞争力。机床设计技术—经济指标可以从满足性能规定、经济效益和人机关系等方面进行分析。

1.4 组合机床设计环节
1.4.1调查研究
研究市场和顾客对设计组合机床规定，然后检索关于资料。其中涉及情报、预测、实验研究成果、发展趋势、新技术应用以及相应图纸资料等。甚至还可以通过网络检索技术查阅先进国家关于资料和专利等。通过对上述资料分析研究，拟订恰当方案，以保证机床质量和提高生产率，使顾客有较好经济效益。
1.4.2 拟定方案
普通可以拟定出几种方案进行分析比较。每个方案涉及内容有：工艺分析、重要技术参数、总布局、传动系统、液压系统、控制操作系统、电系统、重要部件构造草图、实验成果及技术经济分析等。
在制定方案时应注意如下几种方面：
（1） 当使用和制造浮现矛盾时，应先满足使用规定，另一方面才是尽量便于制造。要尽量用先进工艺和创新构造；
（2） 设计必要以生产实践和科学实验为根据，凡是未经实践考验方案，必要通过实验证明可靠后才干用于设计；
（3） 继承与创造相结合，尽量采用先进工艺，迅速提高生产力，为实现四个当代化服务。注意吸取前人和国外先进经验，并在此基本上有所创造和发展。
1.4.3 工作图设计
一方面，在选定工艺方案并拟定机床配备形式、构造方案基本上，进行方案图纸设计。这些图子涉及：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，统称“三图一卡”设计。并初定出主轴箱轮廓尺寸，才干拟定机床各部件间互有关系。
另一方面，绘制机床总装图、某些部件装配图、液压系统图、PLC接线图和梯形图。
然后，整顿机床关于部件与重要零件设计计算书，编制各类零件明细表，编写机床阐明书等技术文献。
最后，对关于图纸进行工艺审查和原则化审查。
2零件工艺规程
2.1.1零件分析
零件类箱体是机器式部件基本零件，它把关于零件联结成一种整体，使这些零件对的相对位置，因而能协调工作，因而箱体零件制造精度将直接影响机器装配质量，进而影响机器使用性能和寿命，因而箱体具备较高技术规定。
题目所给零件是蜗杆减速器上机盖，机盖与机座相连接，使传动某些密封，且具备良好润滑性。
2.1.2零件工艺分析
1 以6-M6-7H为中心加工表面。这一组加工表面涉及机盖上端面和M66个螺纹孔。
2 以φ160为中心加工表面。这一组表面涉及以机座相联接结合面，粗糙度为1.6，尺寸为φ184个孔，并且锪平φ35凸台，尚有2个φ10圆销孔，4个φ17孔。
3 如下底面为加工表面，加工机盖φ1602端面，以机座配合加工尺寸为φ140孔并倒角，φ126个螺纹孔并攻丝。
2.1.3拟定毛坯制造形式
由于铸铁容易成型，切削性能好，价格低廉，且抗震性和耐磨性也较好，因而该机盖材料选用是牌号HT200，由于零件年销量较多，达到大批量生产，采用金属机器造型，这对提高生产率，保证加工质量也是有利。
2..1.4基准选取
定位基准有粗基准和精基准之分，普通先拟定粗基准，然后拟定精基准。
a)粗基准选取
粗基准选取重要影响不加工表面与加工表面互相位置精度，以及加工表面余量分派。选取粗基准时必要注意如下几种问题：
1. 如果必要一方面保证工件上加工表面与不加工表面之间位置精度规定，应以不加工表面作为粗基准。如果工件上由诸多不需加工表面，则应以其中与加工表面位置精度规定较高表面作为粗基准。
2. 必要一方面保证工件上某种要表面加工余量均匀，则应选取该表面作为粗基准。
3. 选作粗基准表面应尽量平整光洁，不应有飞边、浇口、冒口等缺陷。
4. 粗基准普通只能使用一次。
对于普通轴类零件而言，以外圆做为粗基准，是完全合理。但对本零件来说，以机盖下底面作为粗基准
b) 精基准选取
精基准选取应重保证零件加工精度，特别是加工表面互相位置精度来考虑，同步也要考虑到装夹以便，夹具构造以便。选取精基准应遵循下列原则：
1.“基准重叠”原则 即应尽量选用设计基准作为精基准。这样可以避免由于基准不重叠而引起误差。
2.“基准统一”原则 即应尽量选取加工工件各种表面时都能使用一组定位基准作为精基准。这样就便于保证各加工表面互相位置精度，避免基准变换说产生误差，并能简化夹具设计制造。
3.“互为基准”原则 当两个表面互相位置精度以及她们自身尺寸与形状精度都规定很高时，可以采用互为基准原则，重复多次进行加工。
4.自为基准”原则 有些精加工或光整加工工序规定加工余量小而均匀，再加工时就应尽量选取加工表面自身作为精基准，而该表面与其她表面之间位置精度则有先行工序保证。
精基准选取重要应当考虑基准重叠问题，当设计基准与工序基准不重叠时，应当进行尺寸换算
2.1.5制定工艺路线
拟定机械加工工序，要依照“先粗后精，先主后次，先面后孔”加工箱体零件原则。必要热解决，检查等辅导工序安排在各加工段之间。
加工工序方案如（表1.1）

机械加工工艺过程卡片
产品型号

零件图号

姓名：
产品名称

零件名称

共
1
页
第
1
页
材 料 牌 号
HT200
毛 坯 种 类
铸件
毛坯外形尺寸

每毛坯件数
1
每 台 件 数
1
备 注

工
序
号
工序名称
工序内容
设 备
工 艺 装 备
工 时
准 终
单 件
Ⅰ
锻造、清砂、热解决、涂漆
毛坯铸成形；清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等；人工时效解决；非加工面涂防锈漆

Ⅱ
粗铣、精铣顶面
以底面及孔为定位，按线找正，装夹工件，铣面留余量0.5--0.8mm

立式铣床

Ⅲ
粗铣、半精铣、精铣底面
以顶面为定位并用钻用液压装置夹紧，分三部铣底面

立式铣床

Ⅳ
粗铣、精铣φ160两端面
铣φ160两端面，分为粗铣和精铣两某些

立式铣床

Ⅴ
钻、攻6-M6-7H
钻攻6-M6-7H

组合机床

Ⅵ
钻
钻4×φ17孔

组合机床

Ⅶ
钻
钻4×φ18孔

组合机床

Ⅷ
锪
锪平φ35凸台

组合机床

Ⅸ
钻、攻
钻圆销孔φ10、攻丝M16-7H

组合机床

Ⅹ
钻、攻
钻孔6-φ12孔、攻丝6×M12

组合机床

Ⅺ
粗镗、精镗
粗镗φ140孔

Ⅻ
倒角
倒角2×45°

表1.1

2.3机械加工余量及工序尺寸拟定
依照上述原始资料及加工工艺，分析拟定各加工表面机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
2.3.1毛坯外廓尺寸拟定
考虑其加工外廓尺寸为500×290×185mm，铸件材料为HT200。依照《机械加工工艺手册》中查得公差级别CT,机械加工余量RMA。
由公式 得
毛坯长：
宽：
高：
则毛坯外轮廓尺寸为：
2.3.2重要平面加工工序尺寸及加工余量
为了保证加工后工件尺寸，在铣削工面时，工序4和工序7铣削深度为3mm工序9铣削深度为3.85mm
2.3.3加工工序尺寸及加工余量
1．攻钻6-M6-7H孔
钻孔6 2Z=6
攻丝M6
2. 钻孔锪平4*孔
钻孔 2Z=17
锪平 2Z=35
3. 钻孔锪平4*孔
钻孔 2Z=
锪平 2Z=
4. 攻钻6-M12-7H孔
钻孔 2Z=
攻丝M12
2.4拟定切削用量及基本工时
2.4.1工序Ⅱ
铣上端面
（1）加工条件
工件材料：灰铸铁
加工条件：粗铣机盖上端面，保证尺寸
刀具：采用高速钢镶齿三面铣刀，，齿数，则
量具：卡尺
（2）计算铣削用量
拟定进给量：
依照《机械加工工艺手册》，拟定
切削速度：
参照关于手册，拟定，即27，采用X63卧式铣床，依照机
床使用阐明书（见《工艺手册》）取
故实际切削速度为

当时，工作台每分钟进给量应为：

在机床阐明书中刚好有，故直接选用该值。
由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必通过整个工件，用作图法，可得行程
故机动工时为：
=540s
辅助时间为：

其她时间计算：

故工序时间：

2.4.2工序Ⅲ
铣结合面
（1）加工条件
工件材料：灰铸铁
加工条件：粗铣机盖底面，保证尺寸505mm
刀具：采用高速钢镶齿三面铣刀，，齿数，则
量具：卡尺
（2）计算铣削用量
拟定进给量：
依照《机械加工工艺手册》，拟定
切削速度：
参照关于手册，拟定，即27，采用X63卧式铣床，依照机
床使用阐明书（见《工艺手册》）取
故实际切削速度为

当时，工作台每分钟进给量应为：

在机床阐明书中刚好有，故直接选用该值。
由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必通过整个工件，用作图法，可得行程
故机动工时为：
=798s
辅助时间为：

其她时间计算：

故工序时间：

2.4.3工序Ⅳ
铣机盖两端面
（1）加工条件
工件材料：灰铸铁
加工条件：粗铣机盖上端面，保证尺寸
刀具：采用高速钢镶齿三面铣刀，，齿数，则
量具：卡尺
（2）计算铣削用量
拟定进给量：
依照《机械加工工艺手册》，拟定
切削速度：
参照关于手册，拟定，即27，采用X63卧式铣床，依照机
床使用阐明书（见《工艺手册》）取
故实际切削速度为

当时，工作台每分钟进给量应为：

在机床阐明书中刚好有，故直接选用该值。
由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必通过整个工件，用作图法，可得行程
故机动工时为：
=125s
辅助时间为：

其她时间计算：

故工序时间：

2.4.4工序Ⅴ
钻攻螺纹6-M6-7H
工件材料：灰铸铁
加工规定：攻钻6个公制螺纹M6mm，攻钻6×M6mm孔
机床：组合机床 刀具：Φ5mm麻花钻，M6丝锥
a)钻6-Φ6mm孔：

依照《切削手册》，查得切削速度为

故
依照机床阐明书取
故实际切削速度为

=37s
辅助时间为：

其她时间计算：

故单件时间：

b)攻6-M6mm 孔

按机床选用，则
运用作图法得，，

辅助时间为：

其她时间计算：

故单件时间：

故总时间T=69.5+45=114.5s
2.4.5工序Ⅶ
钻4*孔
工件材料：灰铸铁
加工规定：钻4个直径为18mm孔
机床：组合机床
刀具：采用Φ13-Φ18mm麻花钻头走刀两次，
扩孔钻Φ18mm走一次
量具：内径百分表
拟定进给量：
依照切削手册，由于本零件在加工低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则：

依照钻床阐明书现取

依照《切削手册》，查得切削速度为

故
依照机床阐明书取
故实际切削速度为

由于，，，故

以上为钻一孔加工时间，故
机动工时为：

辅助时间为：

其她时间计算：

故单件时间：

2.4.6工序Ⅷ
锪平φ35凸台
（1）加工条件
工件材料：灰铸铁
加工规定：用带有锥度90度锪钻锪轴承孔内边沿，倒角4—45度
机床：组合机床
刀具：φ32-φ35锪刀
（2）计算钻削用量
为了缩短辅助时间，取倒角时主轴转速与钻孔时相似， =195r/min
拟定进给量：
f=0.25mm/r（《工艺手册》）
故机动加工时间：依照《切削手册》查得切削速度为

因此
故实际切削速度为

由于 ，，
机动工时：

辅助时间为：
=0.15tm=0.15×4.2=0.6s
其她时间计算：
+ =6%×(4.2+0.6)=0.3s
由于要锪4个凸台，故单件生产时间：
=4×（+ + ） =4×（4.2+0.6+0.3）=20.4s
2.4.7工序Ⅸ
钻圆销孔
工件材料：灰铸铁
加工规定：钻2个直径为11mm孔
机床：组合机床
刀具：采用Φ10mm麻花钻头走刀两次
量具：内径百分表
拟定进给量：依照《切削手册》

依照《切削手册》查得切削速度为

因此
故实际切削速度为

由于 ，，
故
以上为钻一孔加工时间，故
机动工时为：

辅助时间为：

其她时间计算：

故单件时间：

钻攻螺纹4-M16-7H
工件材料：灰铸铁
加工规定：攻钻4个公制螺纹M16mm
（1） 攻钻6×M16mm孔
机床：组合机床
刀具：Φ15mm麻花钻
M16丝锥
a) 钻4-Φ16mm孔：
拟定进给量：
依照《切削手册》

依照《切削手册》，查得切削速度为

故
依照机床阐明书取

故实际切削速度为

由于 ，，

以上为钻一孔加工时间，故
机动工时为;

辅助时间为：

其她时间计算：

故单件时间：

b)攻6-M16mm 孔

按机床选用，则
运用作图法得
，，

辅助时间为：

其她时间计算：

故单件时间：

故工序总时间：
T=372+2.8+12.1+20.4=407s
2.4.8工序Ⅹ
钻攻螺纹6-M12
工件材料：灰铸铁
加工规定：钻6个直径为12mm孔
机床：组合机床
刀具：Φ12麻花钻头，M6丝锥
量具：内径百分表
a)钻6-Φ12mm孔
拟定进给量：
依照《机械加工工艺手册》，拟定

依照《切削手册》，查得切削速度为

故
依照机床阐明书取

故实际切削速度为

由于，，
故

以上为钻一孔加工时间，故
机动工时为：
=49.7s
辅助时间为：

其她时间计算：

故单件时间：

b)攻6-M12mm 孔

按机床选用
，则
运用作图法得
，，

辅助时间为：

其她时间计算：

故单件时间：

故工序总时间：
T=1.8+60.6=62.4s
2.4.9工序Ⅺ
粗镗
（1）加工条件
工件材料：灰铸铁
加工规定：粗镗φ140mm轴孔，留加工余量0.5mm，加工2mm
机床：加工中心
刀具：YT30镗刀
量具：内径百分表
（2）计算镗削用量
粗镗孔至139.5mm单边余量Z=0.5mm，切削深度，走刀长度分别为l=140mm。
拟定进给量f：
依照《工艺手册》拟定

参照关于手册，拟定

依照资料，取
故加工轴孔
机动时间为：

辅助时间为：

其她时间计算：

则单件时间为：

精镗
（1）加工条件
工件材料：灰铸铁
加工规定：粗镗φ140mm轴孔，留加工余量0.5mm，加工2mm
机床：加工中心
刀具：YT30镗刀
量具：塞规
（2）计算镗削用量
粗镗孔至140mm，切削深度，走刀长度分别为l=140mm。
拟定进给量f：
依照《工艺手册》拟定

参照关于手册，拟定

依照资料，取
故加工轴孔
机动时间为：

辅助时间为：

其她时间计算：

则单件总时间为：

故工序总时间：
T=0.146+4.39=4.536min
3 组合机床总体设计
3.1 组合机床方案制定
3.1.1制定工艺方案
零件加工工艺将决定组合机床加工质量、生产率、总体布局和夹具构造等。因此，在制定工艺方案时，必要计算分析被加工零件图，并进一步现场理解零件形状、大小、材料、硬度、刚度，加工部位构造特点加工精度，表面粗糙度，以及定位，夹紧办法，工艺过程，所采用刀具及切削用量，生产率规定，现场合采用环境和条件等等。并收集国内外关于技术资料，制定出合理工艺方案。变化
依照被加工被零件（机盖）零件图，加工4个前端面Ф17通孔工艺过程。
(1) 加工孔重要技术规定。
加工4个Ф17孔。
工件材料为HT200
(2) 工艺分析
加工该孔时，孔表面粗糙度为Ra50
依照组合机床用工艺办法及能达到经济精度，可采用如下加工方案。
一次性加工孔，孔径为Φ17。
(3) 定位基准及夹紧点选取
加工此机盖Φ17孔，以底面和两端面限制六个自由度。
在保证加工精度状况下，提高生产效率减轻工人劳动量，而工件也是大批量生产，由于夹具在本设计中没有考虑，因而在设计时就以为是人工夹紧。
3.1.2 拟定组合机床配备形式和构造方案。
(1)被加工零件加工精度
被加工零件需要在组合机床上完毕加工工序及应保证加工精度，是制造机床 方案重要根据。机盖加工孔精度规定不高，可采用钻孔组合机床，工件各孔间位置精度为0.1mm,它位置精度规定不是很高，安排加工时可以在下一种安装工位上对所有孔进行最后精加工。为了加工出表面粗糙度为 Ra50um孔。采用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办法就可以了。
(2) 被加工零件特点
这重要指零件材料、硬度加工部位构造形状，工件刚度定位基准面特点，它们对机床工艺方案制度有着重要影响。此减速器箱体材料是HT200、孔在顶面呈矩形分布，孔直径为Φ17mm。采用多孔同步加工，零件刚度足够，工件受力不大，振动，及发热变形对工件影响可以不计。
普通来说，孔中心线与定位基准面平行且需由一面或几面加工箱体宜用卧式机床，立式机床适当加工定基准面是水平且被加工孔与基准面垂直工件，而不适当加工安装不以便或高度较大细长工件。对大型箱体件采用单工位机床加工较适当，而中小型零件则多采用多工位机床加工。
此零件加工特点是中心线与定位基准平面是垂直，并且定位基准面是水平。孔分布范畴是直线形状，工件比较长，一次钻完，多轴箱体积较大，采用两工位以减小多轴箱体积，使整个钻床瘦身，因而适合选取立式多工位钻床。
(3) 零件生产批量
零件生产批量是决定采用单工位、多工位、自动线或按中小批量生产特点设计组合机床重要因素。按设计规定生产大纲为年生产量为10万件，从工件外形及轮廓尺寸，为了减少加工时间，采用多轴头，为了减少机床台数，此工序尽量在一台机床上完毕，以提高运用率。
(4) 机床使用条件
使用组合机床对对车间布置状况、工序间联系、使用厂技术能力和自然条件等一定规定。在依照使顾客实际状况来选取什么样组合机床。
综合以上所述：通过对机盖零件构造特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术规定、定位、夹紧方式、工艺办法，并定出影响机床总体布局和技术性能等方面考虑，最后决定设计四轴头多工位同步钻床。

3.2 拟定切削用量及选取刀具
3.2.1 拟定工序间余量
为使加工过程顺利进行并稳定保证加工精度，必要合理地拟定工序余量。生产中惯用查表给出组合机床对孔加工工序余量，由于在本钻床上钻孔后重新安装或在其她多工位机床上加工下道工序应恰当加大余量，以消除转、定位误差影响。Φ17mm孔在钻孔后，直径上工序间余量0～0.25mm。
3.2.2 选取切削用量
拟定了在组合机床上完毕工艺内容了，就可以着手选取切削用量了。由于所设计组合机床为多轴同步加工在大多数状况下，所选切削用量，依照经验比普通通用机床单刀加工低30%左右．多轴主轴箱上所有刀具共用一种进给系统，普通为原则动力滑台，工作时，规定所有刀具每分钟进给量相似，且等于动力滑台每分钟进给量（mm/min）应是适合有刀具平均值。因而，同一主轴箱上刀具主轴可设计成不同转速和不同每转进给量（mm/r）与其适应。以满足不同直径加需要，即：·=·=…=·=
式中：… ——各主轴转速（r/min）
… ——各主轴进给量（mm/r）
——动力滑台每分钟进给量（mm/min）
由于减速器顶面孔加工精度、工件材料、工作条件、技术规定都是相似。按照经济地选取满足加工规定原则，采用查表办法查得：钻头直径D=17mm,铸铁HT200、进给量f=0.2mm/r、切削速度v=10m/min.
3.2.3 拟定切削力、切削扭矩、切削功率
依照选定切削用量（重要指切削速度v及进给量f）拟定切削力，作为选取动力部件（滑台）及夹具设计根据；拟定切削扭矩，用以拟定主轴及其他传动件（齿轮，传动轴等）尺寸；拟定切削功率，用以选取主传动电动（普通指动力箱）功率，通过查表计算如下：
布氏硬度：HB =HBmin－(HBmax－HBmin)
=170－(241－170)
=146.33
切削力：=26
=26×17××
=2429.11N
切削扭矩：=10
=10×××
=11964.02N·mm
切削功率：=
=2452.26×15/(9740×3.14×17)
=0.23kw
式中：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)
V——切削速度（m/min）
P——切削功率(kw)
3.2.4 选取刀具构造
机盖材料HT200，孔径D为17mm，刀具材料选取高速钢钻头（W18Cr4V），为了使工作可靠、构造简朴、刃磨简朴，选取原则Φ17麻花钻。孔加工刀具长度应保证加工终了时刀具螺旋槽尾端与导向套之间有30～50mm距离，以便排出切屑和刀具磨损后有一定向前调节量。

3.3钻孔组合机床总设计“三图一卡”编制
前面对四轴头多工位同步钻床工艺方案及配备型式、构造方案拟定关于问题，它是钻床总体设计重要内容。下面就以钻床加工箱盖总体设计另一种问题，既总体设计方案图纸表达形式——“三图一卡”设计，其内容涉及：
绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、编制生产率卡。
3.3.1 被加工零件工序图
1、被加工零件工序图作用及内容
被加工零件工序图是依照选定工艺方案，表达一台组合机床完毕工艺内容，加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技术规定，加工用定位基准、夹具部位及被加工零件材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或成品状况图纸，它不能用顾客提供图纸代替，而是在原零件图基本上，突出本机床加工内容，加上必要阐明绘制成。它是组合机床设计重要根据，也是制造、使用、检查和调节机床重要技术文献。
图上重要内容：
（1）被加工零件形状，重要外廓尺寸和本机床要加工部位尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技术规定，以及对上道工序技术规定等。
（2）本工序所选定定位基准、夹紧部位及夹紧方向。
（3）加工时如需要中间向导，应表达出工件与中间向导关于部位构造和尺寸，以便检查工件、夹具、刀具之间与否互相干涉。
（4）被加工零件名称、编号、材料、硬度及被加工部位加上余量等。
2、绘制被加工零件工序图注意事项
（1）为了使被加工零件工序图清晰明了，一定要图出被本机床加工内容。绘制时，应按一定比例，选取足够视图及剖视图，突出加工部位（用粗实线），并把零件轮廓及与机床、夹具设计关于部位（用细实线）表清晰，凡本道工序保证尺寸、角度等，均应在尺寸数值下方面用粗实线标记。
（2）加工部位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系标出，而不采用极坐标，但有时因所选定位基准与设计基准不重叠，则须对加工部位规定位置尺寸精度进行分析换算。
3.3.2 加工示意图

图2－3加工示意图
1、加工示意图作用和内容
加工示意图是被加工零件工艺方案在图样上反映，表达被加工零件在机床上加工过程，刀具布置以及工件、夹具、刀具相对位置关系，机床工作行程及工作循环等，是刀具、夹具、多轴箱、电气和液压系统设计选取动力部件重要根据，是整台组合机床布局形式原始规定，也是调节机床和刀具所必须重要文献。图为机盖上4孔立式钻床加工示意图。
在图上应标注内容：
（1）机床加工办法，切削用量，工作循环和工作行程。
（2）工件、夹具、刀具及多轴箱端面之间距离等。
（3）主轴构造类型，尺寸及外伸长度；刀具类型，数量和构造尺寸、接杆、导向装置构造尺寸；刀具与导向置配合，刀具、接杆、主轴之间连接方式，刀具应按加工终了位置绘制。
2、绘制加工示意图之前关于计算
（1）刀具选取 刀具选取考虑加工尺寸精度、表面