机械制造第三章-组合机床设计课件.pptx





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1、第三章第三章 组合机床设计组合机床设计时间:34学时教学内容导 读第一节 组合机床的组成、设计特点及步骤(2学时)第二节 组合机床通用部件及选择(4学时)第三节 组合机床总体设计(12学时)第四节 组合机床多轴箱设计(12学时)第五节 组合机床设计常用资料的使用(4学时)复习思考题导读导读本章主要介绍了组合机床的组成、设计特点及步骤,组合机床通用部件及选择、总体设计、多轴箱设计、以及组合机床设计常用资料的使用等内容。本章涉及的知识多,如金属切削机床、夹具、刀具、机械加工工艺等,学习时需要养成一个整体、全局意识。重点掌握组合机床设计步骤、组合机床总体设计和多轴箱设计的方法,同时通过通用部件及组合
2、机床设计常用资料的学习与使用,对组合机床的设计有一个总体的认识。第一节第一节 组合机床的组成、设计特点组合机床的组成、设计特点及及步骤步骤主要内容主要内容一一、组合机床的组成及特点、组合机床的组成及特点二、组合机床的工艺范围及配置形式二、组合机床的工艺范围及配置形式三、组合机床自动线的组成和分类三、组合机床自动线的组成和分类四、组合机床设计步骤四、组合机床设计步骤一、组合机床的组成及特点一、组合机床的组成及特点1.定义定义组合机床是根据工件加工的需要,以独立的通用部 件为基础,配以部分专用部件的专用机床。组合机床的各部件都设计成独立存在的,具有高度 的系列化、标准化和通用化。组合机床按自动循环
3、方式工作。2.用途用途用于大批大量生产企业加工量大的大、中型箱体和 箱体类工件,完成钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹孔、镗孔、车端面和凸台、孔内切槽以及铣削平面和成 形面等。一、组合机床的组成及特点一、组合机床的组成及特点3.组成组成图3-1 双面复合式组合机床1-侧底座 2-滑台 3-镗削头 4-夹具 5-多轴箱 6-动力箱 7-立柱 8-垫铁9-立柱底座 10-中间底座 11-刀具和工具 12-液压装置 13-电气控制设备支承部件主运动部件进给运动部件夹具部件刀具部件防护罩冷却系统控制系统一、组合机床的组成及特点一、组合机床的组成及特点4.特点特点1)主要用于箱体类零件和复杂件的孔、面加工2)生产
4、率高3)加工精度稳定4)研制周期短,便于设计、制造和使用、维护,成本低5)自动化程度高,劳动强度低6)配置灵活二、组合机床的工艺范围及配置形式二、组合机床的工艺范围及配置形式1.组合机床的工艺组合机床的工艺范围范围非非切削加工切削加工平面加工孔加工其它加工包括铣平面、锪(刮)平面、车端面包括钻、扩、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹、锪沉孔、滚压孔等包括车外圆、行星铣削、拉削、推削、磨削、珩磨、抛光及冲压等焊接、热处理、自动装配和检测、清洗和零件分类及打印等。切削切削加工加工l从加工工序看二、组合机床的工艺范围及配置形式二、组合机床的工艺范围及配置形式1.组合机床的工艺范围组合机床的工艺范围大量生
5、产行业中小批量生产行业汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工及缝纫机、自行车机床、机车、工程机械等气缸盖、气缸体、变速箱体、电机座及仪表壳等零件;轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全部工序的加工。l从适应行业看l从加工零件类型看二、组合机床的工艺范围及配置形式二、组合机床的工艺范围及配置形式2.组合机床的配置形式组合机床的配置形式大型组合机床小型组合机床常用两个以上实现主运动和进给运动的小型动力头分散布置、组合加工。动力头有套筒式、滑台式,横向尺寸小,配置灵活性大,操作使用方便,易于调整和改装分单工位和多工位两大类,而每类中又有多种配置形式二、组合机床的工艺范围及配置形式二、组合机
6、床的工艺范围及配置形式 二、组合机床的工艺范围及配置形式二、组合机床的工艺范围及配置形式 二、组合机床的工艺范围及配置形式二、组合机床的工艺范围及配置形式 二、组合机床的工艺范围及配置形式二、组合机床的工艺范围及配置形式 二、组合机床的工艺范围及配置形式二、组合机床的工艺范围及配置形式 (a)跨挡式立柱中增设卧式动力部件 (b)鼓轮式组合机床上增设辐射安装动力部件(c)鼓轮式组合机床上赠设后动力部件(d)倒挂工作台式图3-2 工序高度集中的组合机床配置形式二、组合机床的工艺范围及配置形式二、组合机床的工艺范围及配置形式 用于大批量生产的组合机床配置(a)水平两次安装 (b)水平三次安装 (c)
7、垂直两次安装 (d)回转工作台或鼓轮上两次安装图3-3 采用多次不同安装对工件不同表面进行加工的示意图二、组合机床的工艺范围及配置形式二、组合机床的工艺范围及配置形式 图3-4 转塔头式及转塔动力箱式组合机床示意图(a)单面卧式转塔头式 (b)单面倾斜转塔头式 (c)单面转塔动力箱式 (d)多面复合式二、组合机床的工艺范围及配置形式二、组合机床的工艺范围及配置形式 图3-5 小型组合机床的配置形式二、组合机床的工艺范围及配置形式二、组合机床的工艺范围及配置形式 图3-5 小型组合机床的配置形式三、组合机床自动生产线的组成和分类三、组合机床自动生产线的组成和分类组合机床自动生产线将几台组合机床按
8、照合理的工艺路线布置成流水线形式,如果把流水线中各台组合机床实现单机自动化,并把它们和各种辅助设备通过工件自动传送装置联系起来,统一控制,机床和所有机构按照规定的动作顺序和节奏自动进行工作。三、组合机床自动生产线的组成和分类三、组合机床自动生产线的组成和分类 组合机床(少量专机)零件输送装置转位装置排屑装置电气控制系统液压控制系统1.组合组合机床自动机床自动生产线的组成生产线的组成图3-6 组合机床自动线的组成示意图1-中央操纵台 2-翻转鼓轮 3-排屑装置 4-液压站 5-转位台 6-工件输送装置三、组合机床自动生产线的组成和分类三、组合机床自动生产线的组成和分类 2.组合组合机床自动机床自
9、动生产线的分类生产线的分类(按零件的输送方式分)直接输送的组合机床自动生产线间接输送的组合机床自动生产线通过式输送自动生产线外移式输送自动生产线水平返回上方返回下方返回三、组合机床自动生产线的组成和分类三、组合机床自动生产线的组成和分类 1-棘爪式输送带 2-摆杆式输送带 3-抬起式输送带 4-吊起式输送带图3-7 直接输送的组合机床自动线的分类三、组合机床自动生产线的组成和分类三、组合机床自动生产线的组成和分类 图3-8 间接输送的组合机床自动生产线(a)水平返回(b)上方返回(c)下方返回四、组合机床设计步骤四、组合机床设计步骤组合机床设计是根据设计、制造合同进行的。合同规定了具体的加工对
10、象(工件)、加工内容、加工精度、生产率要求、交货期及价格等设计原始数据。设计设计力求力求做到做到:l采用先进的工艺方案和合理的机床结构方案l正确选择组合机床通用部件及机床布局型式l保证加工精度和生产率以及操作使用的方便性l设计出技术先进、经济合理、工作可靠的组合机床四、组合机床设计步骤四、组合机床设计步骤 调查研究总体方案设计技术设计工作设计l阅读、研究零件图样l深入到组合机床使用和制造单位l研究、分析合同要求l制订工艺方案l确定机床配置形式l制订主要部件的结构方案l编制“三图一卡”l根据“三图一卡”,设计专用部件总图l设计液压和电气控制原理图l必要的计算、验算以及数据、结构等的调整或修改。l
11、绘制专用部件的施工图样(审查后进行)l编制各部件零件明细表第二节第二节 组合机床通用部件及其选用组合机床通用部件及其选用 主要内容主要内容一、通用部件的类型及标准一、通用部件的类型及标准二、常用通用部件及性能特点二、常用通用部件及性能特点三、通用部件的选用三、通用部件的选用一、通用部件的类型及标准一、通用部件的类型及标准 1通用部件的分类通用部件的分类动力部件支承部件输送部件控制部件辅助部件提供主运动和进给运动,包括动力滑台、动力箱、动力头等用于安装动力部件、输送部件等,包括侧底座、中间底座、立柱、立柱底座、支架等具有定位和夹紧装置、用于安装工件并运送到预定工位。包括回转、移动工作台和回转鼓轮
12、等用来控制具有运动动作的各个部件,保证实现组合机床工作循环。包括PLC、液压传动装置、分级进给机构、自动检测装置及操纵台电气柜等包括定位、夹紧、润滑、冷却、排屑以及自动生产线的清洗机等各种辅助装置一、通用部件的类型及标准一、通用部件的类型及标准 2通用部件的标准、型号、规格及其配套的关系通用部件的标准、型号、规格及其配套的关系(1)以滑台为基础的通用部件型号编制方法一、通用部件的类型及标准一、通用部件的类型及标准 滑台适用范围液压机械风动液压机械液压短台面型HYHJHQHU长台面型HYAHJAHQAHUA十字滑台小型组合机床HYSHJS-HUS动力箱短台面型TD长台面型TDA转塔型TDZ主轴部
13、件(切削头)适用范围铣削头镗削头偏心镗削头精镗头镗车头可调动力头钻削头攻螺纹头单轴多轴单轴多轴短台面型TXTATAPTJTCTKTZTZDTGTGD长台面型TXATAA-TCATKATZA-动力头滑套式机械箱体式转塔式自动更换式机械液压风动风动液压机械液压机械液压LHJLHYLHFLHQLXJLZJLZYLGJLGY支承部件适用范围侧底座立柱落地式有导轨立柱有导轨立柱立柱底座中间底座支架短台面型CCCLCLCCLLCDCDCJ长台面型CECLA-CLHCZY,CZDCJY,CJDCJK,CJF表3-2 组合机床通用部件分类字头一、通用部件的类型及标准一、通用部件的类型及标准 部件名称标准名义尺
14、寸(mm)250320400500630800液压滑台GB3668.419831HY251HY321HY401HY501HY631HY80机械滑台1HJ251HJ321HJ401HJ501HJ631HJ80动力箱GB3668.519831TD251TD321TD401TD501TD631TD80侧底座GB3668.619831CC2511CC3211CC4011CC5011CC6311CC801立柱GB3668.719831CL251CL321CL401CL501CL63-铣削头GB3668.919831TX251TX321TX40lTX501TX631TX80钻削头1TZ251TZ321TZ
15、40-镗削头与车端面头1TA251TA321TA401TA501TA63-表3-3 “1字头”系列通用部件的型号、规格及配套关系注:l.机械滑台型号中,1HJ型使用滚珠丝杠传动;lHJb型使用铜螺母,普通丝杠传动。2.侧底座型号中,ICCl型高度为560mm,1CC2型高度为630mm。二、常用通用部件二、常用通用部件 1动力滑台动力滑台l定义:动力滑台是由滑座、滑鞍和驱动装置等组成而实 现直线进给运动的动力部件。l用途:根据零件的工艺要求,在滑鞍上安装动力箱(用 以配多轴箱)或切削头(如钻削头、镗削头、铣 削头、攻螺纹头等),完成钻、扩、铰、镗孔、倒 角、刮端面、铣削及攻螺纹等工序。台面宽3
16、20mm以下的滑台配有分级进给装置,可 完成深孔加工。可当作移动工件台使用,装上检测装置也可完成 自动检测等工序。l安装方式:安装在侧底座上、立柱上或倾斜的底座上,配置成卧式、立式或倾斜式等形式的组合机床。二、常用通用部件二、常用通用部件 l分类液压滑台机械滑台数控滑台二、常用通用部件二、常用通用部件(1)液压滑台)液压滑台图3-9 1HY液压滑台结构图1-滑座 2-滑鞍 3-液压缸 4-活塞杆 5-支架 6-单向阀1)结构特点)结构特点l采用双矩型导轨结构型式,以单导轨两侧面导向,导向的长宽比较大,导向性好。l滑座体为箱形框架结构,滑座底面中间增加了接合面,结构刚度高。l导轨淬火,硬度高,寿
17、命长 l液压缸活塞和后盖上分别装有双向单向阀和缓冲装置,可减轻滑台换向和退至终点时的冲击。l滑台分普通级、精密级和高精度级三个精度等级,可按要求选用,提高经济性。二、常用通用部件二、常用通用部件 2)液压滑台的典型工作循环及其)液压滑台的典型工作循环及其应用应用图3-10 液压滑台典型工作循环(a)一次工作进给(b)二次工作进给(c)超越进给(d)反向进给(e)分级进给二、常用通用部件二、常用通用部件 3)液压滑台的主要技术性能及其配套关系)液压滑台的主要技术性能及其配套关系 滑台型号主要性能1HY251HY321HY401HY501HY631HY80台面宽度(mm)2503204005006
18、30800台面长度(mm)500630800100012501600行程(mm)型250型400型400型630型400型630型1000型400型630型1000型630型1000型630型1000最大进给力(N)80001250020000320005000080000工进速度(mm/min)328002065012.5500103506.52504250快移动速度(mm/min)121086.354表3-21 1HY系列液压滑台的主要技术性能二、常用通用部件二、常用通用部件 配套部件滑台型号行程(mm)二级进给及压力继电器装置导轨防护装置分级进给装置滑台侧底座立柱立柱侧底座1HY25A/
19、B2501HY25-F511HY25-F811HY25-F911CC2511CC2521CL251CD2511CD252A/B4001HY32A/B4001HY32-F511HY32-F811HY32-F911CC3211CC3221CL321CD3211CD322A/B6301HY40A/B4001HY40-F511HY40-F81-1CC4011CC4021CL401CD4011CD402A/B630A/B10001HY50A/B4001HY50-F511HY50-F81-1CC5011CC5021CL501CD5011CD502A/B630A/B10001HY63A/B6301HY63-
20、F511HY63-F81-1CC6311CC6321CL631CD6311CD632A/B10001HY63A/B6301HY80-F511HY80-F81-1CC8011CC8021CL801CD8011CD802A/B1000表3-22 1HY系列液压滑台与附属部件、支承部件配套表“A”铸铁导轨,“B”镶钢导轨二、常用通用部件二、常用通用部件 表3-23 1HY系列液压滑台卧式配置时的联系尺寸型号1HY251HY321HY401HY501HY631HY80型式ABABABABABABABABABABABABABABB250320400500630800B125032040050063080
21、0B210310396969696B375.565.560.555.550.540.5B4200260330420530680B5556585105135170b1220280355450580740L2504004006304006301000400630100063010006301000L1790940107013001240147018401440167020401920229022702640L2500630800100012501600L31042541553857730767795190560105370110110l8015585160100180110190125205140
22、220e115401154012090120401254512540H1250280320360400450H2200220245265290320n1356275386811119m21003033031003d0M12M16M20以上为液压滑台尺寸,滑台侧底座尺寸省略。二、常用通用部件二、常用通用部件 表3-24 1HY系列液压滑台立式配置时的联系尺寸液压滑台型号1HY251HY321HY401HY501HY63型式ABABA/BABABABA/BA/BB250320400500630L250400400400630400630630H1最大800650650860630860630580
23、最小450H2最大107012801230最小72087011008701100H350063080010001250H41042541557730795190105N1250280320360400N2200220245265290立柱型号1CL251CL321CL401CL501CL63B1320400500630800H5275325410435460H619002000242025202620N3860970109012201330N4580660740830900立柱底座N56307108009001000N6800900100011201250B25206007008301000二
24、、常用通用部件二、常用通用部件(2)机械)机械滑台滑台 机械滑台有1HJ、1HJb、1HJc三个系列。其中1HJ、1HJb两个系列机械滑台都有普通级、精密级两个精度等级,其刚度高、热变形小、进给稳定性高,常用于粗加工及半精加工;1HJc系列为高精度级机械滑台,适用于精加工。HJ结构为蜂腰形滑鞍和u形滑座双封闭、双导轨单导轨导向结构双封闭、三导轨、中间导轨导向结构二、常用通用部件二、常用通用部件 1)机械滑台的结构机械滑台由滑座、滑鞍、丝杠副及传动装置等组成.图3-11 机械滑台结构比较图1HJ 滚珠丝杠传动1HJb普通丝杠(铜螺母)传动1HJc滚珠丝杠传动、三矩形导轨导向及塑料导轨板导轨:双矩
25、形、单导轨 两侧面导向结构二、常用通用部件二、常用通用部件 2)机械滑台的传动系统和工作循环图3-12 机械滑台的传动系统1-制动器 2-快进电动机 3-工作进给电动机 4-杠杆机构典型典型工作循环工作循环一次工作进给超越进给反向进给分级进给二、常用通用部件二、常用通用部件 液压滑台机械滑台优点1进给速度无级调速范围大2可以获得较大的进给力3由于液压驱动,零件磨损小,使用寿命长4工艺上要求多次进给时,通过液压换向阀,很容易实现5过载保护简单可靠6由行程调整阀来控制滑台的快进转工进,转换精度高,工作可靠1进给量稳定,慢速无爬行,高速无振动,可以降低加工工件的表面粗糙度2具有较好的抗冲击能力,断续
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