精镗6102箱盖凸轮轴孔专用组合机床的设计

敖林喆　曾庆伟

摘 要：本设计说明组合机床的开发流程，组合机床是根据国家标准零件，按照特殊的外形以及专门加工的方法所开发的特殊的部分以及夹紧道具，由这些零件构成了完全自动以及非完全自动的特殊的工作母机，和以前的工作母机比较，组合机床具有生产速度高、精确度高、价格低等优点。

关键词：组合机床；设计；过程；功能；夹具

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.003

本文主要内容包括四大部分：加工工件的特性、外形和特殊条件，完成工作母机总体结构的选型。找出了国家标准零件和一些专门的零件之间的联系，切削工具的方向导航，计算了这个工作母机的工作效率，找出了工作母机的各个部位尺寸之间的关系，并且画出了加工过程的大致图。进行了工作母机的各部件设计，具有合理的传动布局，轴和齿轮之间不影响各自工作，保证传动平稳精确。完成专用主轴的设计，选择合适的电机和轴承等。保证运动的平衡，循环和准确性，采用液压控制，并完成液压装置的设计。

1 组合机床的总体设计

（1）组合机床方案的制定。组合的工作母机的加工零件加工效果、工作效率以及工作母机的布置和加紧工具的形状设计是由零件加工工艺来决定的。仔细的观察所绘的零件图，自己本人去制造的地方观察我们需要制造的工件的制造要求以及制造特点，还有制造现场的施工环境和设施，这样我们才能够设计出一个符合要求的加工方法。

（2）选择组合工作母机的布置方式。制造机床方案的主要依据是被加工工件应在组合工作母机上组合机床上达成的工作顺序和需要确保的处理精确程度。镗孔组合机床的加工精度较高，适用于镗6102箱盖凸轮轴镗孔。为了加工出表面粗糙度为Ra1.6um的孔，机床采用尾置式齿轮动力装置，进给采用液压系统。利用了加强最初加工精确程度以及零件位置确定标准的精确程度来降低加紧以及挤压的形状的变化等多种方法。

2 镗孔专用机床夹具设计

（1）夹具运动方向的个数。为了保证镗孔的加工余量均匀。使用止动口以及面进行位置确定，这样就去掉了5个可移动方向，其余的可移动方向是由一个与之连接的销来对其进行位置确定。在对加工零件通过丝杆加紧之后，然后去掉之前用来定位的销，接着就能够对其处理。

（2）确定切削量和选择刀具。对这两个量的的确定需要根据其相应的技术设计手册来完成。根据相应的要求可以了解到在加工过程中相应设备的量的控制分别是切削速度、进给量以及滑台进给速度v（100-150）、f（0.5-1.5）、v（400-1000）考虑到在加工中零件的材料要求，其道具的制造材料为高速钢，再加工过程中刀具与工件的相对速度值为120，那么这时候液压滑台的运动速率为f×n，n的大小可由式求得大小为那么进动量是。

（3）夹紧力。在进行安装的时候需要用螺栓来对其部件进行紧固，紧固的时候使用的工具为手动的扳手，根据上面的设计要求，选择的的螺栓，使用的扳手不能太长也不能太短，太长会施加的力过于的大，太小就会导致在安装过程中难度加大。因此选择扳手的长度。经过计算符合设计要求。

3 主轴箱设计

（1）专用主轴箱设计。当标准的主轴箱不能够满足加工工艺的要求，或难以保证精度时，就应设计专用的主轴箱和专用头，在组合机床及自动线上。通过足够的事先考察，依据形象的事实例子，设计主轴箱箱体。对箱体可能会承受较大的力的部位要合适的增大其刚度，相反的，在受力较小的部位可以适当的减小箱体的厚度。此外主轴上承受的力应该以最快的速度传递到箱体。所以形成前部支撑且受沿轴方向的力和径向力的轴承，尽可能的使它位于主轴的前部。在另一方面为了缩短前轴承至镗刀（加工部位）的距离，对于刚性主轴箱来说可以不用前盖。

（2）电动机的选择。根据电源、工作条件和载荷特点，可以来选择电动机类型和结构形式。一般我们应选用交流电动机。Y系列的电动机是80年代的产品，具有高效、节能、振动小、噪声小和运行安全可靠的优点，电动机的功率等级和安装的尺寸应该符合国际标准，使它能够应用在不具有特定需求的各种不同机械设备。根据工作机容量的需要来确定电动机的容量。如果所选电机的容量过大，相应的成本会增大，若选用的电机容量不足，工作机的正常工作将不能得到保证，若电机长时间的处于过载运转状态发热量过大而过早损坏。

（3）齿轮的设计及参数的确定。机械传动中应用最普遍的一种传动是齿轮传动。齿轮传动主要优点是：传动的效率高，安全性好，寿命长，结构较为紧凑，传动比能保持在很精准的状态。齿轮传动的主要缺点为：齿轮在制造时，其精度要求高，费用昂贵，低精度时振动和噪声大，轴间距离较大的传动不适合使用。

（4）齿轮的设计。选择齿轮的材料，均选用45钢，齿轮精度取为8级，齿轮的轮齿表面粗糙度设置为。对于齿面较软的齿轮，在闭式空间进行传动的设计分析，由于齿面较软这种轮齿易出现表面区域腐蚀，在考虑表面区域腐蚀的同时也需要考虑其运动的平稳状态，设计时选取的齿数要多一些z=33，其对应的与之啮合的齿轮齿数等于选取齿数与传动比的乘积结果为68。

4 结论

本课题设计的组合机床，在设计过程中针对存在的问题进行了攻克，保证了被加工的孔的加工精度同时主要完成了以下工作：

（1）对加工工艺进行了分析研究，明确了加工的技术要求和工艺要点。（2）恰当地选择了机床的切削参数，动力头及液压滑台驱动机构的结构参数。（3）采用液压滑台驱动动力头和多轴箱实现进给，驱动工件实现两工位运动。制定了液压滑台的进给工作循环。经分析证明可以满足工艺要求。（4）設计了稳定可靠的多轴箱和钻模板，从而保证了被加工孔的精度要求。设计的镗孔专用机床，在保证了加工孔的生产质量同时，提高工效在3倍以上，加工成本大幅度下降，适应生产需要。

参考文献：

[1]甄秀仙，陈庆雪.精镗孔机床用快捷对刀仪[J].科技风，2014（17）

：17.

[2]王云，武美萍，左晓芳.TK69落地铣镗床滑枕热力学性能分析及实验研究[J].组合机床与自动化加工技术，2015（01）：34-37+41.

[3]程权.缸体曲轴孔和凸轮轴孔的加工方法[J].柴油机设计与制造，2014（04）：38-41.

[4]周有华，潘继超，洪达毅，郑泽鸿，周坚.轴承座球面孔镗床的改进设计[J].轴承，2015（03）：23-29.

[5]张改莲.双面单工液压传动组合机床的PLC控制改造[J].机电一体化，2015（03）：57-58+67.

[6]邹鹏举.轮毂精镗夹具改进[J].机械工程师，2015（05）：256-257.