托辊管体止口镗削组合机床多轴箱设计

山西大同大学工学院本科毕业设计说明书

短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据；通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。

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2 组合机床设计 2.1 托辊管体毛坯的选择

钢管材料分无缝钢管和焊接钢管（有缝管）两大类。无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拔制成；焊接钢管也叫焊管是用钢板或钢带经过弯曲成型，然后经焊接制成。按焊缝形式分为直缝焊管和螺旋焊管。因为无缝钢管材料表面较光滑，而且能承受更大的压力，具有良好的抗振动性能。 查世界金属材料手册得托辊管体的材料为：

Q235—A·F—159H×5H×6000—GB/T13792—92热轧无缝钢管。 由 MT73-92 查得托辊直径133mm 、159mm 托辊长度670mm 、1000mm、 2000mm

由 MT/T1019-2006 查得 毛坯壁厚5mm，加工止口深度8mm. 2.2 组合机床配置设计

组合机床设计主要是通过工件分析等掌握机床设计的依据，画出详细的加工零件工序图。通过工艺分析画出加工示意图；然后进行总体布局，画出机床尺寸联系图。它的工艺范围较窄，并且工艺方案一旦确定，也就确定了总体布局。总体设计的内容和步骤如下： 2.2.1 制定工艺方案

工艺方案的拟订是组合机床设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此，应根据工件的加工要求和特点，按一定的原则、结合机床常用工艺方法、充分考虑各种影响因素，并经技术经济分析后拟订出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。

1 按一般原则拟订工艺方案时的一些限制 （1）孔间中心距的限制

根据切削扭矩计算要求，主轴轴颈和轴承外径有一最小许用尺寸，对于螺孔加工还要考虑相应攻螺纹靠模的径向尺寸限制；对于镗孔，要考虑浮动卡头和导向尺寸或刚性主轴结构尺寸限制。所以近距离孔能否在同一多轴箱上同一工位进行加工，要受各类主轴允许的最小中心距限制。当孔间距小于相应主轴轴间距许用值时，如果孔系相互位置精度要求不甚严格，则可将近距孔分散在几个工位或几台机床上分别加工。

（2）工件结构工艺性不好的限制

有些工件结构工艺性不好，如箱体多层壁上的同轴线的孔径中间大两头小时，则进刀困难。当孔径大于?50mm时，可采用让刀(镗杆削扁允许让刀)的办法加工，如

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主轴处于定位刀具定向状态，抬起工件或刀杆径向移动，以便轴向进退刀。否则不适宜在组合机床上加工。又如多层壁同轴孔，为便于布置个间导向装置，孔中心离箱体侧壁间距离也应足够。

2 其他注意的问题

（1）精镗孔时应注意孔表面是否允许留有退刀刀痕。这对机床的工作循坏、多轴箱和夹具结构部有影响。如果允许有螺旋形刀痕时，刀具可不停转退刀；若只允许有直线形刀痕时．刀具必须停转后退刀；如不准留有刀痕时，刀具必须先停转、定位并位刀具或工件让刀后方可退刀。当生产率许可时，刀具可按工进速度退回，这样既不留刀痕，又利于提高加工精度。

（2）对互相结合的两壳体零件，均应分别从结合面加工联接孔o这样能更好地保证联结孔的位置精度，便于装配。

（3）钻阶梯孔时，应先钻大孔后钻小孔o这样可缩短钻小孔的长度，提高生产串和减少小钻头钻孔时折断的事故。

（4）平面一般采用铣削加工。但孔口端面常对孔有垂直度要求而加工尺寸较小时，常用钻钩或扩钩复合刀具加工；加工尺寸较大时常采用镗孔车端面的方法，一次加工出孔和端面。工件内端面可用径向走刀的方法加工。

（5） 在制订加工一个工件的几台成套机床或流水线的工艺方案时尽可能使所有精加工集中在所有粗加工之后，以减少内应力变形影响，有利于保证加工精度攻螺纹工序应尽量放在最后进行，以减少油腻污垢对基面的影响。

图2-1托辊管体零件图 3 工艺基面的分析和工序安排

工艺基面和夹压部位是制定工艺方案极其重要的问题，工艺基面选择正确将实现

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最大限度的工序集中，也是保证加工精度的重要条件。一般情况下，在大批量生产或零件加工精度要求较高时，应将粗，精加工工序分开，以利于保证加工精度和机床的工作精度；在生产批量不大时，在能保证加工质量的前提下也可将粗，精加工集中在同一个机床上进行，以利于减少机床台数，提高经济效益。

如上图2-1所示。这次的加工工件毛坯为Q235无缝钢管，选择外圆柱表面为工艺基面，采用双短V形块定位，既能满足粗精基准的不同定位，也可满足不同管体长度的调节。虽然该工件批量较大，但其结构简单，加工部位精度要求较低。固只需对其进行粗镗工序。

2.2.2 确定机床的配制形式和结构方案

通常，在确定工艺方案的同时，也就大体上确定了组合机床的配置形式和结构方案。但还是要考虑以下因素的影响

1 加工精度的影响

工件的加工精度要求，往往影响组合机床的配置形式和结构方案，如：加工精度要求高时，应采用固定夹具的单工位组合机床；加工精度要求低时应采用有移动夹具的多工位组合机床；工件各孔间的位置精度要求高时，应采用在同一个工位上对各孔同时精加工的方法；工件各孔间同轴度要求较高时，用单独进行蒋加工等

2 工件结构状况的影响

工件的形状大小和加工部位的结构特点，对机床的结构方案也有一定的影响。例如，对于外形尺寸和重量大的工件，一般采用固定夹具的单工位组合机床，对于多工序的中小型零件，则宜采用移动夹具的多工位组合机床；对于大直径的深孔加工，宜采用有刚性主轴的立式组合机床等

3 生产率的影响

生产率往往是决定采用单工位组合机床多工位组合机床还是组合机床自动线的重要因素。例如，从其它因素考虑采用单工位组合机床，但由于不满足生产率的要求，就不得不采用多工位组合机床，甚至自动线来进行加工。而在选择多工位组合机床时，还要考虑：工位数不超过2～3个，并且能满足生产率的要求，应选用移动工作台组合机床，工位数超过4个时才选用回转工作台或鼓轮式组合机床。

4 现场条件的影响

使用单位的气候炎热，车间温度过高，使用液压传动机床不够稳定，则宜采用机械传动的结构形式；使用单位刃磨刀具维修调整能力以及车间布置的情况也将影响组

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