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 1
0.1 本课题提出的背景和意义 1
0.2 国内研究现状 1
第一章 钻夹具设计 2
1.1 梳棉机箱体结合件钻孔组合机床夹具分析 2
1.1.1 安装方法 2
1.1.2 基本定位原理分析 2
1.1.3 夹紧力“两要素”，方向与作用点 2
1.2 定位夹紧方案的确定 2
1.3 夹具体设计 2
1.3.1定位支撑的选择 2
1.3.2 夹具结构设计及尺寸确定 3
第二章 组合机床总体设计 6
2.1 被加工零件工序图 6
2.1.1 被加工零件工序图的作用与内容 6
2.1.2 绘制被加工零件图的规定及注意事项： 6
2.2 加工示意图 7
2.2.1 加工示意图的作用和内容 7
2.2.2选择刀具、导向及有关计算 7
2.3机床联系尺寸图 8
2.3.1 机床联系尺寸图作用和内容 8
2.3.2 绘制机床尺寸联系总图之前应确定的内容 9
2.4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
 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。进入九十年代，我国的梳棉机主要是在吸收国外先进技术的基础上进行研制，国内梳棉机的科研力量比较薄弱，国外各公司先后推出了具有国际先进水平的梳棉机C50, C51, DK760, DK788, DK803, DK903, CX400, MK5等超高产梳棉机，产量为50-120kgtho 2004年国外又推出了TC03, C60, MK6等超高产梳棉机。在消化吸收并结合我国研究高产梳棉机的经验基础上，2004年中国纺机集团清梳机械事业部推出了JFW1201, 202型高产梳棉机，可以被认为是我国的第四代梳棉机，主要满足国产清梳联的要求。
 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
 国内 曾 有 过以下记载:(1)青岛纺机厂宫业全1984年主编的《梳棉机现状及发展前景》一书介绍了八十年代以前国内外梳棉机的概况、现状及其发展趋势;(2)由山东纺织工程学会1987年编写的《高产梳棉机研制工作组三十周年纪念专刊》介绍了工作组部分人员的一些研究体会和经验总结;(3) 2003年青岛纺机厂编写的《梳棉技术发展与创新文献汇编》收录了关于梳理技术方面的较有价值的文章近30篇。其中 资 料 (1)和(2)都是针对某一特定时期内情况进行编写的，而且主要介绍的是高产梳棉机试验工作组的研究情况，内容也主要局限于梳棉机的工艺技术理论方面，而对梳棉机加工设备的发展现状没有系统的总结。本文结合前有文章，以梳棉机箱体结合件为例进行了工艺技术及加工设备、装夹设备的简单设计。
 

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。
1.1.2 基本定位原理分析
 这里讨论6点定位中，6个自由度的消除，以便找出较合适的定位夹紧方案．一个物体在空间可以有6个独立的运动，即沿X、y、Z轴的平移运动，分别记为 。X1、Y1、Z1；绕X、y、Z轴的转动，记为x 、y 、z ，习惯上，把上述6个独立运动称作6个自由度．如果采用一定的约束措施，消除物体的6个自由度，则物体被完全定位．例如讨论长方体工件时，可以在底面布置3个不共线的约束点，在侧面布置2个约束点，在端面布置一个约束点，则底面约束点可以限制X2、Y2 、Z2 3个自由度，侧面约束点限制X1、Z12个自由度，端面约束点限制y。这个自由度，就完全限制了长方体工件6个自由度。
1.1.3 夹紧力“两要素”，方向与作用点
 夹紧力方向应朝向定位元件，并使所需的夹紧力最小。确定夹紧力作用点的位置时应不破坏定位。夹紧力作用点的位置应尽可能靠近加工部位，以减小切削力绕夹紧力作用点的力矩，防止工件在加工过程中产生转动或震动。应保证夹紧变形不影响加工精度。夹紧力作用点数目应使工件在整个接触面上受力均匀，接触变形小。
1.2 定位夹紧方案的确定
 一般的定位方法有：一面两销定位法和两面一销定位法。通过比较分析决定采用两面一销定位法。在钻孔加工时，底面和侧面采用定位板进行定位，端面采用定位钉来限制工件自由度。通过分析发现，该工件被完全定位。
1.3 夹具体设计
1.3.1定位支撑的选择
 根据前面所述，本工序采用两面一销的定位方式，即底面限制三个自由度；侧面为一窄长平面限制两个自由度；端面为一定位销限制一个自由度。
 结合实际生产情况：批量大，生产率高。这样的话，加工过程中，会频繁的移动工件位置，对定位表面产生摩擦，定位精度减低，夹具体使用寿命减低。基于这种情况，在实际过程中，采用面支撑板代替底面定位支撑。这样更换较方便，成本较低，同样侧面用以支撑板代替，端面仍是用定位销定位。
 选用支撑板及销的情况如下图：

 图1-1定位元件
 支撑板的选用参照《机床夹具设计手册》P272图2-1-10
 支撑钉的选用参照《机床夹具设计手册》P271图2-1-9
1.3.2 夹具结构设计及尺寸确定
 （1）设计原则：
 由于此工件为大批大量生产，需满足以下几点要求：
 1）安装方便，夹紧迅速可靠
 2）结构刚度好
 3）夹具设计误差小最好采用一体结构。
 （2）方案确定

 图 1-2 钻孔工序的定位与夹紧示意图
 基于以下设计原则及定位夹紧情况，结合实际生产活动中所使用的组合夹具情况，采用箱式夹具体结

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