PK855立式单面铣削组合机床总体设计

PK855立式单面铣削组合机床总体设计IPK855立式单面铣削组合机床总体设计目录摘要IABSTRACTII引言III第1章组合机床概述111组合机床特点112组合机床的工艺范围及加工精度213组合机床的发展趋向2第2章组合机床总体设计421影响组合机床方案制订的主要因素422机床总体方案设计的依据4221工件4222刀具523加工工艺的分析6231加工工艺方法的确定6232机床运动的确定724定位基准的选取725确定切削用量8PK855立式单面铣削组合机床总体设计II252确定铣削用量926确定铣削力、铣削功率和铣削扭矩10第3章编写“三图一卡”和配套的资料1231被加工零件工序图12311零件特点的分析12312零件的技术要求12313零件加工工序图的绘制1232零件加工示意图绘制14321加工示意图的作用和内容14322零件加工示意图的计算1433机床的联系尺寸总图16331机床联系尺寸总图的作用与内容16332计算需要绘制机床联系尺寸图的数据1634生产率计算卡18第4章工作台设计（进给传动设计）2141铣刀切削力的分解2142工作台的设计22421工作台T形槽的选用22422导轨设计2443滑动丝杠螺母机构27431移动部件重力计算27PK855立式单面铣削组合机床总体设计III432导轨所受力的分解与计算27433进给牵引力的计算28434传动丝杠直径设计28435传动丝杠结构设计30436传动丝杠螺母的结构3044进给传动设计32441确定丝杠转速32结论33致谢34参考文献35PK855立式单面铣削组合机床总体设计摘要组合机床是一种高效机床，它的设计要根据实际加工工件的需求由大量的PK855立式单面铣削组合机床总体设计IV通用部件和少量的专用部件构成。由于它具有自动化程度较高，加工质量稳定，工序高度集中等特点，因此广泛应用于大批量生产。本次设计主要完成对单面铣削组合机床及其工作台的设计，使其满足对连杆端面的铣削加工。首先要对加工的零件进行分析，确定机床的总体方案，以及总体布局和铣削力的大小。然后编写“三图一卡”及其配套资料。最后对工作台进行设计。在设计工作台时，根据工作台移动速度，确定丝杠转速，并确定进给变速箱传动方案。该设计大大提高了组合机床的效率，同时也可以随着技术的进步而不断创新和改造。关键词组合机床；铣削力；三图一卡；工作台；丝杠。PK855立式单面铣削组合机床总体设计VTHEOVERALLDESIGNOFPK855VERTICALSINGLESIDEDMILLINGCOMBINATIONMACHINETOOLSABSTRACTTHECOMBINATIONMACHINETOOLSHOULDTAKETHEACTUALWORKPIECEPROCESSINGASTHEFOUNDATION,HEISONEKINDOFHIGHEFFICIENCYMACHINETOOL,ITSCONSTITUTIONISBYALARGENUMBEROFCOMMONCOMPONENTSANDASMALLAMOUNTOFSPECIALCOMPONENTSBECAUSEOFITSHIGHDEGREEOFAUTOMATION,STABLEPROCESSINGQUALITY,HIGHCONCENTRATIONOFPROCESSESANDSOON,ITISWIDELYUSEDINMASSPRODUCTIONTHISDESIGNMAINLYCOMPLETESTHEDESIGNOFTHESINGLESIDEMILLINGCOMBINATIONMACHINETOOLSANDTHEWORKBENCH,MAKESITMEETTHEENDOFTHECONNECTINGRODMILLINGFIRSTACCORDINGTOTHENEEDTOPROCESSINGPARTS,OVERALLDESIGNWASCARRIEDOUTONTHEMACHINETOOL,DETERMINETHEOVERALLLAYOUTANDTHESIZEOFTHEMILLINGFORCEOFTHEMACHINETOOLTHENPREPARETHE“THREEFIGUREANDONECARD“ANDITSSUPPORTINGDATATHEFINALDESIGNWASCARRIEDOUTONTHEWORKBENCHWHENDESIGNINGWORKBENCH,ACCORDINGTOTHEWORKBENCHSMOVEMENTSPEED,DETERMINETHESCREWROTATIONSPEEDANDFEEDGEARBOXDRIVINGSCHEMETHEDESIGNGREATLYIMPROVESTHEEFFICIENCYOFCOMBINEDMACHINETOOL,ATTHESAMETIMEITALSOCANCONTINUETOINNOVATEANDREFORMWITHTHEPROGRESSOFTECHNOLOGYKEYWORDSCOMBINATIONMACHINETOOLSMILLINGFORCETHREEFIGUREANDACARDWORKBENCHSCREWPK855立式单面铣削组合机床总体设计VI引言1设计的目的和意义迄今的工业生产中，尤其在制造业大国中国，机床大批量的完成了很大部分机器的零部件的制造，在集成制造业中，组合机床的出现，生产力得到了很大的提高，在集成制造业中更是表现出色。组合机床是专用机床，它的设计包括系列化标准化的通用部件，还要满足被加工零件及加工工艺的要求。因为通用部件可以根据实际生产的需求灵活配置，所以在设计和制造的周期大大缩减，因此组合机床具有低成本高效率的特点，目前也可以组成自动生产线用于大批大量生产。现在的技术在日益提高，组合机床的实现成本得到了提高，数字化、软件化的支持也进一步提高了组合机床的实现，因此，组合机床的设计与研究具有十分长远的现实意义于现实意义。组合机床可以同时实现在同一台机床上完成多种不同的工序加工，这取决于其高度集中的工序，取代了万能机床的缺点，其结构简单、劳动强度小、生产率高、精度得到了保证，并且可以大批量生产也满足了产品生产要求经常更新的需求。目前，组合机床以及自动生产线已经运用在各个领域，包括仪器、仪表、柴油机、发动机、汽车、柴油机、电动机等各个领域，逐渐取代了普通单一机床。2研究内容主要有（1）工艺方案的制定；（2）加工参数的选择；（3）机床配置形式的确定；（4）支撑部件的选型；PK855立式单面铣削组合机床总体设计VII（5）夹具形式的确定；（6）三图一卡的设计被加工零件工序图，工件加工示意图，联系尺寸图以及生产率计算卡。PK855立式单面铣削组合机床总体设计1第1章组合机床概述11组合机床特点组合机床是一种高效机床，它的设计要根据实际加工工件的需求由大量的通用部件和少量的专用部件构成。每个部件都有其特定的独立的功能，因为其部件大多是已经标准化、系列化和通用化的。只有少数的专用部件，比如多轴箱和夹具，因为其要依据工艺要求和工件的形状尺寸设计，但是标准件和通用件在组合机床中占了很大一部分，比如夹床身、底座、立柱、传动件、动力滑台等。通用部件在很多国家都有自己的标准，规定其名义尺寸、主参数、互换尺寸等，也有其自己的配套关系，组合机床的构成离不开通用部件。为了达到实际生产的需求，往往选用不同的通用部件来组成不同形式的组合机床，目前通用部件主要包括立柱，动力箱，工艺切削头，动力滑台，床身，底座等，对于一些特殊的组合机床，如按工序加工的多工位机床，通用部件也包括移动工作台和回转工作台。组合机床要完成切削主运动和进给运动，这些需要动力部件来完成，其动力部件包括动力箱、工艺切削头、动力滑台。组合机床的构成也离不开支撑部件，没有支撑部件组合机床也不可能实现，支撑部件主要包括床身，立柱，中间底座等，这些部件保证了组合机床的基本性能，选用合适的支撑部件和动力部件可以保证组合机床的刚度和精度。为了保证组合机床能够按照规定的程序进行生产，控制部件必不可少，控制部件主要用于指挥组合机床按照顺序来完成动作。作为世界上数一数二的机床生产大国，最近几年里在消费和进口方面一直遥遥领先，在军工，工程机械，船舶，汽车，铁路机车，农机电力设备等行业服务表现的更为突出。组合机床特点PK855立式单面铣削组合机床总体设计21生产率高，因为可以同时完成多种机械加工，工序集中，所以生产率高。2设计制造时间短，组合机床由大量通用部件和少量专用部件构成，专用部件占有1030，通用部件占有7090，并且通用部件已经系列化、标准化，可以批量生产，减少制造周期。3工人劳动强度低，组合机床的操作不要求高技术人才，操作简单，自动化程度高，在一定方面减轻了工人的工作量，另一方面也降低了成本。4实用性强，组合机床的结构特殊，可根据生产需求组合成不同类型的机床以及生产线，通用部件可反复使用，改装简单方便，维修方便。5稳定性好，软件化的机床不用来回调试，精度稳定，工序固定。6用于箱体类零件加工和普通机床不能完成的复杂孔面加工。12组合机床的工艺范围及加工精度组合机床主要用于两类工序的加工，有平面加工和孔加工，平面的加工主要有车端面，利平面，铣平面，孔加工有钻扩铰，其中还有攻丝，倒角，切槽等。现在组合机床还能完成磨削，拉削，推销，车外圆滚压空，车锥面，车弧面，内外螺纹切削，抛光，珩磨等，随着自动化技术的成熟，组合机床还可以完成热处理，自动装配，自动检测，焊接，冲压，零件的分类和清洗等。组合机床平面加工的加工精度简述如下在平面的加工中，常用的方法是铣削，刮削，车削和拉削等。组合铣床可以分为单面，双面，立式，回旋式等，组合铣床的选定是根据实际工件的工艺要求，一般通用部件有铣削头、滑台和滑座等，不同的工件有不同的布局形式，可以分为大型箱体类工件和中小型工件两大类，固定铣削头、将工件安装在工作台上移动，一般用来加工大型箱体类工件，其特点是结构简单，刚性好，加工精度高。鼓轮式组合机床或立式连续回转台式组合机床，一般在中小型工件加工中使用，虽然这类的组合机床生产效率比较高，但其加工精度偏低。毕业设计论文代做平台580毕业设计网是专业代做团队也有大量毕业设计PK855立式单面铣削组合机床总体设计3成品提供参考WWWBYSJ580COMQQ3449649974组合机床精度包括加工平面的平直度，长度内偏差，表面粗糙度，定位基面的平行度，到定位基面的距离尺寸公差。其数据对应如下1000MM，002005MM，32M，005MM以内，005MM以内。AR13组合机床的发展趋向组合机床涉及到自动生产线，它涉及到加工工艺，刀具，测量，控制，试漏，诊断监控，装配，清洗等技术，这些都是依据实际生产的要求来设计的，这些说明了其是一种现代技术性能颇高的高技术专用机床。目前虽说我国是组合机床生产大国，但并未掌握核心技术，技术专业技能比较发达国家比较落后，一些高端组合机床都是从国外买来的。这就导致了投资变大，产品的生产成本得不到保障，拉低了我国经济发展速度。想要改善这些问题，必须培养新人才，不断开发研究、新工艺、研发新产品，从跟本上解决问题，由“刚性”向“柔性”发展。想要满足不同产品的加工要求，需要提高零部件的一体化，由于零部件数量的减少、工件逐渐复杂、高效率，这就要求机床要能够简单快速调整来满足加工工件的要求。现代通讯技术的出现进一步提高了机床的自动化，目前已经广泛运用在机床装备中，操作者不用在现场也可以通过网络对机床的程序进行修改，以及设备的维修和检查、售后服务等。不过这些方面的技术我国远远不及发达国家，因此想要提高我国组合机床装备的技术，还需要在这些方面来提高，主要包括高速度，高精度，任意加工性，通信技术，柔性化，模块化，可调可变等。PK855立式单面铣削组合机床总体设计4第2章组合机床总体设计21影响组合机床方案制订的主要因素1加工零件的加工精度以及加工工序加工工序的顺利进行以及加工精度的保证是组合机床制定的主要依据，本次设计的被加工零件是连杆，包括连杆体和连杆盖。本机床主要是对连杆端面进行铣削，粗糙度为125,加工精度不高。切削深度为15MM，可以单AR02工序完成加工。2被加工零件的特点零件的特点主要指零件的材料，硬度，加工部位的结构形状，工件刚性，定位基准面等，工艺方案制定都取决去零件的特点。在这次的设计中，连杆的PK855立式单面铣削组合机床总体设计5材料为42CR，硬度为HB234273。3零件的生产批量零件的生产一般都是批量，尤其是中小批的生产，一般采用单工位，多工位以及自动线。因为工件的生产都是批量，多工位与单工位相比较而言能够节省时间，装卸工件能与机动时间重合，单工位的机床夹具一般都是固定的，此次连杆的加工采用多工位加工。4机床的使用条件（1）车间布置情况；（2）工艺间的联系；（3）工厂的技术能力和自然条件。22机床总体方案设计的依据221工件要想能够顺利完成工作，必须要清楚了解工件，机床总体方案的设计要结合工件的特点和加工要求。本次毕业设计要求设计一台立式单面铣削组合机床，用于加工连杆的端面，工件材料为42CR，硬度为HB234273。加工部位的加工要求如图21和图22。图21连杆盖PK855立式单面铣削组合机床总体设计6图22连杆体（1）被加工表面的粗糙度均为125；AR（2）铣削深度均为MM。0215222刀具本次选用的刀具是硬质合金铣刀，铣刀盘直径为200MM，刀具齿数Z14。23加工工艺的分析231加工工艺方法的确定机床加工的工艺方可以分为以下几种（1）按加工工种分为车，车加工又分为车外圆、车端面、车槽、车球面等；铣，刨、钻、镗、磨、研磨、电加工、振动加工、激光加工等；（2）按加工精度各表面粗糙度分为粗加工、半精加工、光整加工等；（3）按工序集中程度可分为单刀、多刀、单工件、PK855立式单面铣削组合机床总体设计7多工件、单工位、多工位等；（4）按作业形式可分平行作业、顺序作业、平行顺序作业等。加工工艺的选取对组合机床的运动、传动、布局、结构、性能以及经济效果等方面有很大的影响，尤其是其结构和性能。此次的加工是连杆，属于壳类零件，分析有以下加工平面的方法车削、铣削、刨削。比较这三种加工方法（1）车削不易装夹，装夹稳定性不高；（2）刨削刨床两个运动；机床和刀具结构简单；工件快速，稳固移动；生产率低；不能满足本次设计的加工精度；（3）铣削能满足本次实际的加工精度要求；装夹快速、方便；生产率高。经过以上分析本次的设计选用铣削加工的方法。组合机床的出现逐渐取代了普通机床，普通机床生产率低，加工精度不稳定，研制周期长，不便于设计、制造和使用维护，成本高、自动化程度低、劳动强度高，配置不灵活等特点，因此，普通机床不能来完成此次连杆的加工，使用组合机床更合理。根据此次连杆的加工要求，采用一台组合铣床进行加工，如图23所示。图23工艺方案1电动机2主轴箱3夹具4动力滑台5立柱6导轨7床身PK855立式单面铣削组合机床总体设计8连杆固定在夹具上，夹具固定在机械滑台上，工件的切削加工有两个运动（1）旋转主运动，是有铣削动力头带动铣刀来完成旋转主运动；（2）纵向进给运动，这个运动由工作台来完成。这个方案的选取有以下优点（1）大批量生产（2）结构紧凑（3）刚性好（4）生产率高（5）加工质量稳定。232机床运动的确定本次设计属于用端铣刀加工且是一次完成，主要运动有工作台的纵向进给运动，单主轴的回转运动，主轴轴向调整运动，其中主轴轴向调整运动为辅助运动，这些运动的实现要确定机床运动的数目，运动类型以及运动的执行件。24定位基准的选取加工精度的保证，工序的集中，减少机床数，提高工作效率，这些都需要加工定位基准的正确选取，此次的设计使用的是专用夹具，这就保证了其精度，定位基准的选择应满足以下原则1机床加工的定位基准一般选区零件的设计基准。这样选择的基准可以减小误差，加工精度可以得到保证，但有时候需要考虑加工工件的实际情况来选择定位基准。2定位基准应选择要加工工件较大的平面为基准，这样能提高工件的稳定性。3统一基准原则，工件不同的平面和孔都需要选择一样的定位基面来完成不同的工序。本次毕业设计工件的定位基准见图24和图25。PK855立式单面铣削组合机床总体设计9图24连杆盖定位基准图25连杆体定位基准25确定切削用量251确定加工余量被加工零件为连杆，材料为42CR，硬度234274HB，大批量生产。查机械制造工艺设计简明手册表2321可知，选取的加工余量为15MM。252确定铣削用量查组合机床设计简明手册表616，来选取铣削的切削用量。正确选择铣削用量可以保证加工表面粗糙度值，提高生产率。每齿的走刀量选取由表面粗糙度数值和生产率来决定，当表面粗糙度值偏低时，可以选择高铣削速度，减小每一齿走刀量。当对生产率不严格时，每齿走刀量可以选择小些，选择一次铣削的余量为45M，这时的表面粗糙度可以达到16M，每齿的进给AR量可以取002003MM。本次的毕业设计要加工的工件的表面粗糙度很高，工件的材料是合金调质钢，查组合机床设计简明手册表616得铣削深度为24MM，铣削速度4070M/MIN，每齿走刀量CVPK855立式单面铣削组合机床总体设计100103MM/Z。ZF1被吃刀量背吃刀量平行于铣刀轴线测量的切削层最大尺寸。按照工序要求，加工余量为15MM，即15MM。PA2铣削速度铣削速度铣刀外缘处的线速度，取铣削速度60M/MIN。CV3进给量、F、ZFV（1）每齿进给量它是指铣刀每转一个刀齿时，工件与铣刀的相对位移。取015MM/Z。ZF（2）每转进给量它是指铣刀每转一转时，工件与铣刀的相对位移，FZ0151421MM/R。Z（3）进给速度它是指铣刀每分钟相对工件的移动距离。由铣削速度60M/MIN,求得的铣刀转速CV1060952CVNR/MIND则进给速度FN2195520055MM/MINFV4铣削宽度铣削宽度指垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸。铣削宽度等于工件的EA最大宽度，取463MM。EA26确定铣削力、铣削功率和铣削扭矩夹具和动力滑台的设计要依据铣削用量、铣削力；主传动电机（动力箱电PK855立式单面铣削组合机床总体设计11机）功率的确定是依据铣削功率；主轴和他传动件（齿轮、传动轴等）的尺寸大小需要计算铣削扭矩来确定。查组合机床设计参考图册图110，计算公式如下X/360B。D。1NVZSIAXS0245/P024/61SINBNPSAK分ATB式中X切削厚度系数B切削宽度（MM）每分钟进给量（MM/MIN）；S分Z铣刀齿数；V切削速度（M/MIN）；主偏角；铣削宽度包容角；N切削功率（KW）；铣刀超出工件最大尺寸（MM）；1BT切削深度（MM）；D铣刀直径（MM）；PK855立式单面铣削组合机床总体设计12A切削面积（）；2MN转速（R/MIN）；A平均切削厚度（MM）；P单位面积切削力（KG/）；2M每齿进给量（MM/齿）。ZS根据以上公式可得X048O360452N955R/MIN1002149552674（MM/MIN）S分A04802SIN0093（MM）75。P3998（KG/）024932MA154636945（）2N158KW0243986795112SINO由N得1580NCFVC506/对工件产生的转矩MD/2158002/2158NMCF铣刀转速N955R/MIN，若选取电机的转速N960R/MIN，则传动比1005，则电机所提供的转矩157NM9605IM电I1580PK855立式单面铣削组合机床总体设计13电机所提供的功率，由T，得，代入数据P158KW，即M电950PN所选电机的功率应大于158KW,取主轴电动机功率P55KW。第3章编写“三图一卡”和配套的资料根据实际工件，在现有选择的工艺和结构方案上进行图样文件设计，就是“三图一卡”“三图一卡”在实际加工生产中有着重要的实际意义，其中三图包括被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸总图，一卡是指编制生产率计算卡。31被加工零件工序图311零件特点的分析加工的零件连杆工件材料42CR硬度HB234273312零件的技术要求分析零件，针对其加工条件，加工精度，工作环境，工艺的性能进行分析，PK855立式单面铣削组合机床总体设计14来确定该零件需要达到以下技术要求1被加工表面的表面粗糙度为125；AR2加工余量为15MM。313零件加工工序图的绘制加工工序图的绘制，就是要表达出被加工零件的所有特性，根据已经制定的工艺方案来绘制完成，工序卡能够表达出零件在组合机床完成所有的工艺内容，加工工序图中应该能够清晰显示出要加工零件部位的尺寸大小、精度要求、表面粗糙度值和技术要求，还包括零件的特点材料、硬度、加工余量等。定位基准和夹紧部位也应该在工序图纸中表达出来。加工工序图的绘制是必不可少的，在后期的机床的使用，制造，调整和检验机床精度中起着重要的作用。加工零件图是绘制零件工序图的依据，两者结合能够更好地表达出机床要加工的内容，工序图的绘制应参考以下几点机床夹具以及一些部位的形状结构和尺寸大小应在图纸中标明，实际加工零件的轮廓、大小形状、等也应在图中标明。当出现特殊情况时，零件内部的特性也应在图中标明，包括零件内部肋、壁的轮廓形状和尺寸大小，这时应使用中间导向套，这样做的目的是为了能够检查刀具，工件，夹具，是否发生碰撞。1工序图中要标出被加工零件特性，包括加工余量、名称、重量、硬度、编号、材料等。2在工序图中应标明加工精度、加工表面的尺寸、加工形状位置、加工表面粗糙度、加工位置尺寸大小、和加工技术要求，也包括对上道工序的要求及本机床保证的部分。3工件需要在机床上进行定位、夹紧、支撑、限位、导向装置等，这就必PK855立式单面铣削组合机床总体设计15须在工序图中标明夹紧方向、定位基准、夹紧部位等。在工序图中应标明加工精度、加工表面的尺寸、加工形状位置、加工表面粗糙度、加工位置尺寸大小、和加工技术要求，也包括对上道工序的要求及本机床保证的部分。4机床夹具以及一些部位的形状结构和尺寸大小应在图纸中标明，实际加工零件的轮廓、大小形状、等也应在图中标明。当出现特殊情况时，零件内部的特性也应在图中标明，包括零件内部肋、壁的轮廓形状和尺寸大小，这时应使用中间导向套，这样做的目的是为了能够检查刀具，工件，夹具，是否发生碰撞。被加工零件的工序图如图31和图32。图31连杆盖加工工序图PK855立式单面铣削组合机床总体设计16图32连杆体加工工序图32零件加工示意图绘制321加工示意图的作用和内容加工示意图在组合机床加工零件中起着至关重要的作用，它的绘制主要根据工艺方案和机床总体方案。更简明的表达出零件的工艺方案是。它的绘制是以下零部件等的依据，主要包括机床总联系尺寸图的绘制、设计刀具、多轴箱和液压的设计选择、辅具的设计、动力部件的选择、夹具的设计、电气系统的设计等；机床总体布局和性能也是由加工示意图规定；对机床的调整和刀具有着至关重要的作用。加工示意图的绘制使机床更完美的运作，如何加工零件，各个零部件之间的相对位置和联系尺寸，刀具的选择刀具选择时必须与导向套配合，并在加工示意图中标明。主轴的特性包括其结构类型，尺寸，长度，工作循环以及工作循环的总行程。连杆是在机床中起着连接的作用，它与主轴和刀具需要配合，它们之间的关系和配合的尺寸应在加工示意图中表明，机床能否完美运行，达到加工要求，加工示意图的绘制必不可少。PK855立式单面铣削组合机床总体设计17322零件加工示意图的计算1选择刀具选择刀具应首先考虑标准刀具，但也要顾及被加工零件的实际特性，如零件材质、零件加工精度、零件的表面粗糙度和生产率等要求。本设计选用的铣刀为中齿套式面铣刀，刀片材料为YT14。2主轴类型、尺寸和外伸长度的确定主轴作为机床的主要部件，主轴的选取相当重要，主轴的选取是由工艺方法和刀具刀杆两者与主轴的连接结构来分析得出的。查阅有关表格，选主轴直径为80MM。外伸长度的有关尺寸见图34。3动力部件的工作循环和动力部件总行程在实际加工中，动力部件需要来回运动即工作循环，动力部件从开始的起点运动到加工终点，又回到运动部件起始位置，这就完成了运动部件的一个工作循环。运动部件的总行程包括工作循环向前向后的行程，和前备量以及后背量。前备量前备量是指运动部件向前调节的长度，之所以要有前备量是因为刀具磨损或补偿制造、安装误差造成的。后背量加工时装夹刀具以及当加工完成后需要拆卸刀具、接杆、从主轴孔中取出来时，动力部件需要向后倒退，后退的距离即后背量。因此，动力部件的总行程为工作行程和前、后备量之和。有关尺寸见图33。图33铣刀动作循环图4其他注意事项PK855立式单面铣削组合机床总体设计18（1）加工示意图应明确表达出工件的安装状态和主轴的加工方法，且应该和机床的实际加工状态一致。（2）加工示意图中应标出动力部件循环图和总行程长度，以及各个尺寸，更为重要的是主轴箱端面到端铣刀的尺寸链，这样的目的是方便后续机床的调整和行程检查。（3）加工示意图应标明零件特性加工注意事项等。图34连杆加工示意图33机床的联系尺寸总图331机床联系尺寸总图的作用与内容它的绘制在组合机床中起着至关重要的作用，它的绘制主要根据加工示意图、工序图、通用部件和专用部件的总体结构。其中表明了机床的总体布局，以及配置型式。各个部件的选择是否满足设计的要求，以及一部分专用部件的设计也离不开机床联系尺寸总图。机床联系尺寸总图表示的内容1机床如何配置以及机床总体布局。PK855立式单面铣削组合机床总体设计192各部件的装配关系、联系尺寸、轮廓尺寸，动力部件的总行程。3通用部件的特性，电动机参数，组件编号和名称。4机床安装注意事项和验收标准。332计算需要绘制机床联系尺寸图的数据1动力部件的选择动力部件在机床中一般是通用部件，其中最关键的是动力箱及动力滑台，两者为机床提供动力和运动必要的零部件，机床包括两大运动即主运动和进给运动，主运动的动力由电动机产生并通过特定部件传递，这种运动是机械运动，机械运动在主运动中是最常见的，进给运动的传动方式包括多种传动气动液压、机械、液压、气压等多种传动方式。根据具体的加工工艺、机床型式、使用条件、生产条件等来确定。多轴钻孔是可采用机械或液压动力头。选择正确的动力部件可以提高机床的总体性能。本次设计选用机械滑台。查组合机床设计简明手册表55的，得系列机械滑台参数如表31和表32所示。B1HJ表31机械滑台性能参数工作进给电动机滑台台面宽MM滑台型号滑台台面长度MM最大行程MM最大进给力N型号功率KW转速R/MIN工作进给速度范围M/MIN400B1HJ40800型63020000Y8024B507513901546814表32机械滑台性能参数快速进给电动机快速进给速度M/MIN制动器额定制动转矩NMPK855立式单面铣削组合机床总体设计20型号功率KW转速R/MINY90L4B51514006350由选用的机械滑台型号，查组合机床设计简明手册表56，得系B1HJ列机械滑台与附属部件、支撑部件配套表如表33所示。表33机械滑台部件配套表机械滑台型号行程MM过渡箱传动装置制动器导轨防护装置滑台侧底座立柱立柱侧底座B1HJ40630F401HJ40F411J40T3543F811HJ401CC4021C40BL1CD4023确定装料高度为了方便工人实际加工作业，提高工作效率，保证机床的安全性，对工件的安装高度有着严格的要求，工件安装高度就是工件在夹具上的安装基面到地面的高度。在最新颁布的有关文件中规定标准的装料高度为1060MM，与国际接轨。实际加工中装料高度常取8501060MM之间，考虑实际，在这次的设计中取装料高度1060MM。4夹具轮廓的尺寸夹具的设计要根据实际加工的零件特点来制造，零件的轮廓尺寸决定夹具的轮廓尺寸，夹具的设计主要包括长、宽、高尺寸的确定。本次设计夹具的长为400MM,宽为400MM,高为350MM。5中间底座轮廓的尺寸夹具和中间底座应该满足配合安装的要求，中间底座轮廓的尺寸在两者配PK855立式单面铣削组合机床总体设计21合中起着重要作用。根据所选动力部件（滑台、滑座）及配套部件（侧底座）的位置关系来选择底座的尺寸长度。中间底座长度L400MM。中间底座的高度按标准取为560MM。6机床分组1019组支撑部件。2029组夹具及输送设备。3039组电气设备。4049组传动装置。5059组液压与气动装置6069组刀具、量具和辅助工具等。7079组多轴箱及其附属部件。8089组冷却、排屑及润滑装置。9099组电气、液压、气动等各种控制挡铁。34生产率计算卡生产率计算卡的绘制在一定程度上提高了工作效率，节省了工人的加工时间，它的绘制的依据是循环总程、切削用量、动力部件的快进快退形式和工进速度等。它能够清晰地表明机床在实际加工中的工作过程，以及完成每一动作所需时间、切削用量大小、机床生产率及机床负荷率等。1理想生产率Q机床每年都有实际规定生产量即机床生产率也就是理想生产率Q单位Q为件/H。机床生产率与一年的工作时间总数有关，在理论状态下，单班制KT取2350H，两班制取4600H。KTKTPK855立式单面铣削组合机床总体设计22305KAQT2实际生产率1Q实际生产率单位为件/H是组合机床机床在单位时间内实际可生产的零1件数。451160QT3T是生产一个零需要的时间（MIN）3机床负荷率当时，机床负荷率为二者之比。即1Q1305684Q该机床的工作循环过程、动作时间、切削用量、生产率、负荷率等如表34表34生产率计算卡PK855立式单面铣削组合机床总体设计23图号毛坯种类锻件名称连杆毛坯重量1KG被加工零件材料42CR硬度234273HB工序名称铣削连杆端面工序号工时（MIN）序号工步名称工作行程（MM）切削速度（M/MIN）每转进给量（MM/R）每分钟进给量（MM/MIN）工进时间辅助时间1安装工件042滑台快进128630000023工件定位夹紧014滑台工进5972602129785死档铁停留0036滑台快退610630000977工件松开028卸下工件02累计29781029单件总工时4007/3133机床实际生产率1Q451机床理想生产率305备注1、一次安装加工3个工件连杆体和连杆盖2、机床装卸时间为1MIN负荷率068PK855立式单面铣削组合机床总体设计24第4章工作台设计（进给传动设计）41铣刀切削力的分解查金属切削原理与刀具第199页表154，可得各类铣刀切削力的分解及其比例关系，如图41所示。PK855立式单面铣削组合机床总体设计25图41铣削切削力的分解铣削条件为端铣时，对称端铣对应的比值如下0304/FCF085095/FN0500550/C式中轴向铣削力；0F水平进给力；F铣削力；C垂直进给力。FNF各力的方向如图41所示，由铣削用量的有关计算可知1580NCF则04041580632NFFC09509515801501NFNPK855立式单面铣削组合机床总体设计260550551580869N0FC42工作台的设计为了更好地完成零件的加工，此次组合机床选用的工作台为单独驱动，工作台下面为导轨面，直接与床身导轨相接触，起到定位和承受重力的作用。工作台材料HT200。421工作台T形槽的选用查中华人民共和国国家标准GB/T1581996，可以得到机床工作台T形槽和相应螺栓的有关参数。1槽及螺栓头部尺寸T形槽和相应螺栓头部尺寸应符合图42和表41规定。T形槽底部允许有空刀槽，其宽度为A，深度为12MM。决定T形槽宽度的两侧面的表面粗糙度RA按GB1031最大允许值基准槽为32固定槽为63。其余表M面的表面粗糙度RA最大允许值为125。图42T形槽尺寸PK855立式单面铣削组合机床总体设计27表41T形槽和螺栓头部配套表（单位MM）T形槽螺栓头部ABCHEFGDSK基本尺寸最小尺寸最大尺寸最小尺寸最大尺寸最小尺寸最大尺寸最大尺寸最大尺寸最大尺寸公称尺寸最大尺寸最大尺寸1830321214303516116M1628102T形槽间距T形槽间距应符合图43和表42的规定。图43T形槽间距尺寸表42T形槽宽度和间距关系表（单位MM）T形槽宽度AT形槽间距P18（63）80100125这里选P80MM。（3）T形槽用螺母尺寸T形槽用螺母型式如图44所示，其尺寸应符合表43规定。PK855立式单面铣削组合机床总体设计28图44螺母尺寸表43T形槽宽度与螺母配套表（单位MM）DABH1HFRT形槽宽度A公称尺寸基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差最大尺寸最大尺寸18M161803062304204210029_029200420422504422导轨设计运动部件需要在组合机床上完成指定动作，并有专门部件支撑，这就是导轨。运动轨迹的不同又可分为直线运动导轨、圆周运动导轨。导轨需要有导轨副，导轨有可细分为运动导轨和固定导轨，这是由两个相对运动部件配合面PK855立式单面铣削组合机床总体设计29决定。顾名思义运动导轨就是运动的配合面，固定导轨就是不动的配合面。在工作台和床身之间有一个自由度，其他运动部件的自由度（五个）有导轨副控制。1直线滑动导轨的截面形状直线滑动导轨一般由若干个平面组成，从制造、装配和检验来说，平面的数量应尽可能少，常用的有矩形、三角形、燕尾形及圆形截面。截面形状如图45。图45直线滑动导轨的截面形状矩形导轨（图45A）矩形导轨在机床中最常见，因为其容易制造，移动方便，性能好，在后期维修中简单快捷方便，但在使用过程中容易产生间隙且不能自动补偿，这就需要安装间隙调整装置。三角形导轨（图45B）三角形导轨能自动补偿在运动过程中产生的间隙。此外，当两导轨面上受力不对称、相差较大时，为使导轨面上压力分布均匀，可采用不对称导轨。三角形导轨的顶角一般取90度；重型机床上承受载荷较大，为增大承载面积，可取110120度，但导向精度变差；在精密机床上，采用小于90度的顶角以提高导向精度。毕业设计论文代做平台580毕业设计网是专业代做团队也有大量毕业设计成品提供参考WWWBYSJ580COMPK855立式单面铣削组合机床总体设计30QQ3449649974燕尾形导轨（图45C）燕尾形导轨在运动过程中需要安装镶条来补偿磨损产生的间隙。当承受的力的方向不同时工作面也不同，支撑平面主要是承受垂直作用力，两燕尾面主要承受倾斜力。燕尾面与底面夹角55度，燕尾形导轨结构复杂，导致其制造、检验和修理较复杂。圆柱形导轨（图45D）因为其结构特殊，内孔、外圆可完美配合。运动产生的间隙不易调整，扭矩力大时容易损坏导轨，但能很好的承受轴向力，一般在机械手，拉床，珩磨机等中使用较多。直线运动导轨的组合就相对运动部件而言，如果导轨面窄，便不能限制绕X轴方向转动，所以一般在实际机床设计制造中需要两条导轨完成工作，达到工作要求。在一些大型机床上，由于受到的力比较多，导轨的数量会更多（34条）。一般导轨的组合形式有四种（如图46）。图46导轨的组合型式双三角形组合（图46A）双三角形组合导轨接触面有四个，在运动过程PK855立式单面铣削组合机床总体设计31中能自动补偿磨损后的间隙，但在运动过程中产生热量导致床身运动部件变形，四个接触面不能同时接触，工艺性能差，双三角形组合导轨一般用于高精度车床、龙门刨床。双矩形组合图46B这种导轨主要承受与主支承面相垂直的作用力，承载能力大，但导向性差。双矩形组合导轨制造、调整简单，闭合导轨有压板面，用压板调整间隙，导向面用镶条调整间隙，用于普通精度机床。三角形平面导轨组合图46C这种导轨通常用于磨床、精密镗床和龙门刨床上。由于磨削力主要是向下的压力，精镗切削力很小，工作台实际上没有抬起的可能性。三角形矩形组合图46D这种导轨兼有导向性好、制造方便和刚度高的优点，应用最广泛。三角形导轨作主要导向面，具有双三角形的优点，但比双三角形制造方便，导向性比双矩形好。矩形导轨作主要承载面，承载能力较大。三角形导轨磨损后不能调整，对位置精度有影响。根据本次设计的要求，并通过对直线运动导轨组合型式的比较，选择双矩形导轨更为合理43滑动丝杠螺母机构滑动丝杠螺母是指螺纹的表面直接接触的丝杠螺母机构。滑动丝杠螺母机构的特点1降速比大；2运动平稳和传动精度高；3轴向牵引力大；4自锁性能好；5传动效率低；6刚度低。PK855立式单面铣削组合机床总体设计32431移动部件重力计算工作台质量为104KG1M整个连杆（包括连杆体和连杆盖）的质量为1KG，夹具上三个连杆共3KG。估算传动丝杠螺母部分的质量为65KG。估算夹具体各部分的总质量为90KG。则移动部件的质量为M104365902035KG即移动部件的重力GMG2035102035N432导轨所受力的分解与计算根据连杆和铣刀盘之间作用力与反作用力的关系，导轨所受分力的大小为632ZFFN089X15YFN式中导轨的纵向（长度方向）分力；ZF垂直于导轨的分力；X导轨的横向分力。Y433进给牵引力的计算根据机械制造装备设计表13，可得进给牵引力的公式ZXYQKFG式中进给牵引力（N）；QPK855立式单面铣削组合机床总体设计33移动部件重力（N）；G考虑倾覆力矩影响的系数；矩形导轨K1115；K当量摩擦系数；在正常润滑条件下，铸件矩形导轨副012013；导轨的纵向长度方向分力（N）；ZF垂直于导轨面的分力（N）；X导轨的横向分力（N）。Y代入数据，得12632012869150120351287NQ434传动丝杠直径设计丝杠工作时，主要承受扭矩、拉力或压力。丝杠螺母传动主要失效形式是磨损，因此应通过耐磨性计算来决定丝杠的直径。计算方法如下每一圈螺纹的工作面积为2FDH式中螺纹中径；2D螺纹的工作高度。H螺母全长上的螺纹圈数为LLKZTS式中螺距；T导程；S螺纹头数。KPK855立式单面铣削组合机床总体设计34螺纹全长上的工作面积为2KLFZDHS如果最大牵引力为（N），则平均单位面积压力为QPA6210QSPFZDHLK式中的、的单位均为毫米。2DHLS对于标准梯形螺纹，代入上式可得052T6210QPPDL许用单位压力值见表44。P表44许用单位压力P（PA）丝杠螺母材料应用范围不淬硬钢铸铁不淬硬钢青铜淬硬钢青铜精密传动丝杠62106310610一般传动丝杠55根据本次设计的要求，丝杠螺母材料选用不淬硬钢青铜，应用范围为一般传动丝杠，则许用单位压力（帕）。610P由工作台结构可知，螺母的长度为120MM。根据许用单位压力公式，可推导出传动丝杠直径按耐磨性设计公式MM6622187002QDLPPK855立式单面铣削组合机床总体设计35取中径MM。235D查简明机械设计手册第130页，由表410得梯形螺纹的基本尺寸如表45。表45梯形螺纹的基本尺寸螺距P外螺纹小径3D内、外螺纹中径、2DD内螺纹大径4D内螺纹小径1D10D11D5D1D10取螺距P10MM，公称直径2540DMM，则外螺纹小径3129DMM，内螺纹大径MM，内螺纹小径41DMM。0D435传动丝杠结构设计设计传动丝杠结构如图47所示。图47丝杠设计PK855立式单面铣削组合机床总体设计36436传动丝杠螺母的结构螺母结构形式很多，机床上常用的有单螺母、双螺母、半螺母和开合螺母等。1单螺母在普通车床小滑板的丝杠螺母结构中，一般使用单螺母，单螺母相对比较灵活，因为其安装方式是浮动安装，但刚度较低。另一种方式是将单螺母直接固定在移动部件上，刚度较高，但装配调整麻烦。这种结构适用于要求不高或不太重要的进给传动中。2双螺母主要用来消除丝杠和螺母之间的间隙，以保证机床正常工作和加工质量。3半螺母半螺母结构的优点是结构简单，装配方便，丝杠与螺母的间隙可借垫片调整。缺点是丝杠受单方向径向力，引起弯曲变形。与全螺母相比较，接触刚度低，所以，半螺母只适用于受力较小的地方。4开合螺母主要用于普通车床溜板箱中，接通和断开车螺纹传动链。通过分析和比较，选用单螺母更为合适。为了提高螺母的使用寿命，使用一铜螺母嵌入螺母底座内，并用一锁紧螺钉将其周向固定。螺母底座的结构如图48所示。PK855立式单面铣削组合机床总体设计37图48丝杠螺母底铜螺母结构如图49所示。PK855立式单面铣削组合机床总体设计38图49铜螺母44进给传动设计进给传动系统一般是由动力源、变速机构、换向机构、分配机构、安全机构、快速运动传动链、变回转运动为直线运动的转换机构、执行件等部分组成。进给传动的特点1进给传动速度低、受力小、消耗功率少；2进给传动中对传动链换接的要求比较多；3进给传动的载荷特点为恒扭矩工作。441确定丝杠转速加工连杆端面时，铣刀进给速度20055MM/MIN。由于在铣削加工中，FV进给运动是由工作台来完成的，则工作台的移动速度就是铣刀的进给速度。即工作台的移动速度为20055MM/MIN。则丝杠的转速应为20R/MIN2051NP结论本文是对PK855立式单面铣削组合机床的总体设计，并进行了总体的分析，通过此次设计PK855立式单面铣削组合机床总体设计391确定了机床总体方案设计和总体布局。根据被加工零件的加工要求进行工艺分析，本机床采用立式结