组合机床设计 第1册 机械部分PDF电子书下载

1. 什么叫组合机床 1

第一章 组合机床设计概述 1

2. 组合机床的特点 3

3. 组合机床的分类和组成 3

4. 组合机床的工艺范围及发展方向 6

5. 组合机床的设计步骤 7

第二章 组合机床总体设计 10

2-1 组合机床工艺方案的制定 10

1. 箱体零件工艺基面的选择 11

一、工艺基面的分析 11

2. 非箱体零件工艺基面的选择 13

3. 选择工艺基面的原则及注意问题 15

4. 确定夹压位置应注意的问题 16

二、加工工艺的分析 16

(一) 组合机床的工艺范围 17

1. 平面铣削 17

2. 钻孔 19

4. 铰孔 24

3. 扩孔 24

5. 镗孔 25

6. 止口加工 25

7. 沟槽及成形面加工 27

8. 大直径深孔加工 27

9. 阶梯孔及外圆加工 32

10. 大台阶端面加工 32

11. 螺纹加工 34

(二) 组合机床常用加工方法 34

1. 常用工艺过程 35

2. 工序间余量的确定 37

3. 刀具结构的选择 38

4. 某些新颖工艺方法在组合机床上的应用 39

三、确定组合机床工艺方案时应注意的问题 41

(一) 确定组合机床完成工艺时常遇到的一些限制 41

1. 孔间中心距离的限制 41

1. 粗、精加工工序的安排 42

(二) 确定工艺过程时应考虑的原则和问题 42

2. 工件加工工艺性不好的限制 42

2. 工序集中原则 44

3. 其它应注意的问题 46

四、组合机床切削用量的选择 46

1. 钻孔切削用量 47

2. 扩孔、铰孔切削用量 49

3. 镗孔切削用量 50

4. 铣削切削用量 50

6. 在确定切削用量时应注意的问题 51

5. 攻丝切削速度 51

2-1 组合机床配置型式的选择 52

一、组合机床的配置型式 52

(一) 单工位组合机床 52

1. 卧式单面组合机床 53

2. 立式单工位组合机床 53

3. 卧式双面组合机床 53

6. 复合式三面组合机床 54

5. 卧式三面组合机床 54

4. 复合式双面组合机床 54

7. 卧式四面组合机床 55

8. 复合式四面组合机床 55

(二) 多工位组合机床 55

1. 固定式多工位夹具组合机床 56

2. 移动工作台组合机床 57

3. 回转工作台组合机床 60

4. 回转鼓轮组合机床 63

2. 带移动式夹具组合机床的加工精度 65

二、各种配置型式组合机床的加工精度 65

1. 固定式夹具组合机床的加工精度 65

三、中小批生产用组合机床的特点 66

(一) 多品种加工组合机床 66

1. 多品种成组加工组合机床 66

2. 多品种加工可调整组合机床 67

3. 多品种可调整混合加工组合机床 71

(二) “多工序”加工组合机床 73

1. 换装工件完成多工序加工的组合机床 73

2. 顺序多次加工完成多工序的组合机床 76

3. 完成更多工序的组合机床 77

4. 拟订“多工序”机床方案时应注意的问题 79

(三) 中小批生产用组合机床的新发展 79

1. 带可换主轴箱的组合机床 80

2. 自动换刀的组合机床 83

四、选择机床配置型式和结构方案的一些问题 87

(一) 被加工零件的特点对配置型式和结构方案的影响 87

1. 加工精度要求的影响 87

2. 机床生产率的影响 89

3. 被加工零件的大小、形状、加工部位特点的影响 91

(二) 机床使用条件的影响 98

1. 车间布置情况 98

2. 工艺间的联系情况 98

3. 使用厂的技术后方和自然条件 98

(三) 选择多工位机床方案应注意的问题 98

1. 用攻丝动力头攻丝 100

2. 用攻丝装置进行攻丝 100

(四) 攻丝机床结构方案的选择 100

3. 用攻线模板进行攻丝 103

4. 用机械动力头进行攻丝 103

5. 设计攻丝机床时应注意的问题 103

(五) 选择主轴定位方案的几种情况 104

(六) 选择机床配置型式和结构方案应注意的其它问题 105

1. 适当提高工序集中程度 105

2. 注意排除切屑和操作使用的方便性 105

五、组合机床不同方案分析比较的主要指标 106

3. 夹具形式对机床方案的影响 106

2-3 组合机床的总体设计 107

一、被加工零件工序图 107

1. 被加工零件工序图的作用和要求 107

2. 编制被加工零件工序图的注意事项 108

二、加工示意图 108

(一) 加工示意图的编制方法 110

1. 刀具的选择 110

2. 工序间余量的确定 110

3. 导向结构的选择 110

4. 浮动卡头及接杆的选择 112

6. 动力头工作循环及其行程的确定 113

5. 切削用量的确定 113

7. 其它应注意的问题 114

(二) 加工示意图的实例 114

1. 采用导向引导刀具加工一般孔的加工示意图实例 114

2. 采用刚性主轴镗大直径深孔的加工示意图实例 128

3. 采用分级进给钻小直径深孔的加工示意图实例 129

4. 镗孔车端面加工示意图实例 130

5. 攻丝加工示意图实例 134

6. 铣削加工示意图实例 134

7. 小型组合机床加工示意图实例 135

三、动力部件的选择 136

1. 电动机功率的确定 136

2. 进给力的选择 136

5. 主轴箱最大轮廓尺寸的影响 137

6. 加工精度的影响 137

3. 进给速度的选择 137

4. 最大行程的确定 137

四、组合机床生产率的计算 138

1. 机床生产率的计算 138

2. 机床最大允许负荷率的确定 138

3. 机床生产率的计算实例 139

五、机床联系尺寸图的绘制 141

(一) 绘制机床联系尽寸图应考虑的主要问题 141

1. 机床装料高度的确定 141

3. 中间底座尺寸的确定 142

2. 夹具轮廓尺寸的确定 142

4. 主轴箱轮廓尺寸的确定 143

(二) 机床联系尺寸图的实例 144

2-4 组合机床部件及零件设计 149

一、组合机床床身设计 151

1. 床身通用部件的选择 152

2. 专用床身的设计 154

二、传动装置及其润滑 154

(一) 传动装置的设计 154

1. 导轨润滑的常用供油装置 155

(二) 传动装置的润滑 155

2. 润滑油槽及润滑管路 158

3. 操纵润滑指示图的绘制 159

三、组合机床的冷却装置 161

1. 机床冷却液的选择及流量的确定 161

2. 组合机床的冷却装置 162

四、组合机床的控制与互锁 165

(一) 组合机床常用工作循环及其控制挡铁 165

1. 加工一般通孔的工作循环 166

2. 加工不通孔和阶梯孔的工作循环 167

3. 加工多层壁同心孔系的常用工作循环 169

4. 分级进给的工作循环 170

5. 带横向进给的工作循环 177

(二) 组合机床部件间的联系和互锁 178

1. 单工位机床部件间的互锁 179

2. 多工位机床部件间的互锁 180

2-5 小型组合机床设计 182

(一) 单工位小型组合机床 183

一、小型组合机床的配置型式 183

(二) 多工位小型组合机床 185

二、小型组合机床工艺方案制订的特点 194

1. 被加工零件结构对工艺方案的影响 194

2. 小型组合机床的工艺范围及加工精度 195

3. 确定在机床上完成工序时应注意的问题 195

三、小型组合机床结构方案确定时应注意的问题 196

四、小型组合机床生产率的计算 199

3-1 组合机床夹具概述 200

第三章 组合机床夹具 200

3-2 定位支承系统 201

一、概述 201

二、定位支承元件及其布置 202

三、辅助支承 205

四、定位销及其操纵机构 208

1. 伸缩式定位销 208

2. 固定式定位销 210

3. 定位销的精度选择及提高定位精度的措施 211

1. V形铁定位方法及机构 214

五、其它定位方法及定位机构 214

2. 自动定心机构 215

3-3 导向装置 218

一、导向装置概述 218

二、固定式导套 220

(一) 通用导套 221

1. 压套螺钉(T0249-41) 221

1. 钻孔 222

(三) 固定式导套的使用 222

(二) 固定式导套的布置及其主要参数的确定 222

3. 中间套(T0249-43) 222

2. 可换导套(T0249-42) 222

2. 扩孔及铰孔 227

3. 镗孔或套车外圆 228

三、第二类导向中的“外滚式” 导向 232

(一) “外滚式”导向参数的选择 232

(二) 常用“外滚式”导向的结构 236

1. 精加工导向装置的结构 239

(三) 精加工导向及其对镗孔精度的影响 239

2. “外滚式”导向装置对镗孔精度的影响 240

(四) 具有引刀槽的“外滚式”导向 243

(五) 用于特殊加工方式的导向装置 248

四、导向装置设计中应注意的其它问题 250

3-4 夹紧机构 253

一、概述 253

二、夹紧动力 254

(一) 气动夹紧 255

1. 气动管路的组成 256

2. 夹紧气缸 266

(二) 液压夹紧 272

1. 通用夹紧油缸 272

2. 液压分配器 272

3. 液压夹紧油路 279

(三) 自动扳手 279

1. 机械扳手 280

2. 气动扳手 285

3. 液压扳手 294

三、组合机床夹具常用夹紧机构 296

(一) 夹紧元件 296

1. 平压板 296

2. 钩形压板 296

3. 浮动压板 299

(二) 直接夹紧机构 300

1. 直接夹紧机构的实例 302

1. 螺旋夹紧机构 309

2. 采用直接夹紧机构时应注意的问题 309

(三) 自锁夹紧机构 309

2. 偏心夹紧机构 318

3. 锲铁夹紧机构 326

(四) 铰链杠杆夹紧机构 332

(五) 联动压板夹紧机构 332

1. 联动夹紧机构实例 335

2. 采用联动夹紧机构时应注意的一些问题 343

1. 概述 344

(六) 塑料夹紧机构 344

2. 设计时应注意的问题 346

四、夹紧力的确定 348

(一) 概述 348

1. 夹紧力的作用点 348

2. 夹紧力的方向 348

3. 夹紧力的大小 349

(二) 确定夹紧力时应当注意的几个问题 349

1. 螺旋夹紧机构的夹紧力计算 350

(三) 典型夹紧机构的夹紧力计算 350

2. 楔铁夹紧机构的夹紧力计算 353

3. 圆偏心夹紧机构的夹紧力计算 356

4. 铰链杠杆夹紧机构的夹紧力计算 357

5. 其它夹紧方式的夹紧力计算 359

(四) 组合机床典型夹压情况的特点及其所需夹紧力的确定 361

1. 确定夹紧力时应考虑的计算系数 361

2. 典型夹压情况的特点及所需夹紧力的确定 362

二、活动钻模板的典型结构 372

3-5 活动钻模板与托架 372

一、概述 372

1. 立式回转工作台机床上采用的活动钻模板 373

2. 用于加工内壁孔的活动钻模板 373

3. 用于可调主轴箱的活动钻模板 377

4. 与工作直接定位的活动钻模板 377

5. 刚性钻模板 377

6. 特殊结构的活动钻模板 381

2. 钻模板用导杆(T0246) 383

1. 钻模板用定位销和支承块(T0244) 383

三、活动钻模板的通用零件及其导杆的结构形式 383

3. 导杆用弹簧销(T0247) 384

4. 导杆用夹紧套 384

5. 活动钻模板导杆的结构形式 384

四、设计活动钻模板时应注意的问题 388

五、小型组合机床的活动钻模板 389

六、托架 396

(一) 托架的结构实例 396

(二) 设计托架时应注意的问题 400

3-6 攻丝装置与活动攻丝模板 404

一、概述 404

二、攻丝靠模机构 406

(一) 第Ⅰ类攻丝靠模(T0281) 407

(二) 第Ⅱ类攻丝靠模(T0282) 409

1. 通用攻丝靠模机构介绍 409

2. 靠模杆在主轴孔内最大重合长度(L1)的确定 411

3. 计算例题 417

(三) 拉簧攻丝靠模 418

三、攻丝装置 421

四、活动攻丝模板 430

3-7 组合机床典型夹具 435

一、单工位夹具 435

二、多工位夹具 448

(一) 移动工作台夹具 448

(二) 手动主轴定位 456

(二) 回转工作台夹具 458

1. 回转鼓轮夹具的分度机构 466

(三) 回转鼓轮夹具 466

2. 鼓轮夹具的定位机构 473

3. 鼓轮夹具的其它问题 475

三、一些特殊结构的夹具 482

3-8 组合机床夹具设计应注意的其它问题 488

1. 提高夹具的通用化程度 488

2. 提高夹具的刚性 488

3. 装卸工件的方便性 489

4. 排屑和润滑问题 494

5. 操作使用和维修的方便性 494

6. 改善加工和装配的工艺性 495

7. 提高多品种加工用夹具的调整方便性 496

8. 提高夹具精度，拟订装配技术要求 496

4-1 组合机床刀具的特点 499

4-2 钻头、扩孔钻、铰刀等常用刀具在组合机床上的使用 499

(一) 组合机床上用钻头 499

第四章 组合机床刀具及工具 499

1. 一般钻头 500

2. 深孔钻和套料钻 502

(二) 组合机床上用扩孔钻 507

1. 加工铸铁的扩孔钻 507

2. 加工钢件的扩孔钻 509

(三) 组合机床上用铰刀 512

1. 加工铸铁的铰刀 512

2. 加工钢和铝的铰刀、锥铰刀和可涨铰刀 515

(四) 组合机床上用镗刀 516

1. 镗刀在镗杆上的安装 518

2. 镗刀和镗杆 519

3. 镗孔导向系统结构的设计 520

4. 镗孔导向系统精度的选取 520

5. 镗刀的调整和微调镗刀 524

(五) 组合机床上用螺纹刀具 525

1. 加工铸铁件的丝锥 526

2. 加工钢件的丝锥 526

3. 攻丝系统对攻丝的影响 530

4. 内螺纹切头 532

(六) 组合机床上用平面铣刀 535

(七) 滚压在组合机床上的应用 535

4-3 复合刀具 536

(一) 概述 536

1. 复合钻 539

(二) 同类工艺的复合刀具 539

2. 复合扩孔钻 540

3. 复合铰刀 549

4. 复合镗刀 550

5. 复合铣刀 551

(三) 不同工艺的复合刀具 554

1. 钻--扩复合刀具 554

2. 钻--铰复合刀具 554

3. 钻--镗复合刀具 554

4. 扩--铰复合刀具 558

5. 扩--镗复合刀具 561

6. 镗--挤压复合刀具 562

4-4 刀具的导向和其它工具 564

(一) 组合机床刀具导向形式和选用 564

1. 第一类导向的刀杆部分 564

2. 第二类导向中的“内滚式”导向 565

(二) 各种卡头和接杆 567

1. 卡头 567

2. 接杆 571

4-5 特种工具 572

(一) 斜面传动的特种工具 572

(二) 齿轮传动的特种工具 578

(三) 曲线槽传动的特种工具 581

(四) 铰链杠杆传动的特种工具 581

(五) 偏心螺旋传动的特种工具 585

(六) 与镗孔车端面动力头配合使用的特种工具 587

(七) 其它特种工具 588

(八) 设计特种工具应注意的问题 590

第五章 组合机床主轴箱 593

5-1 概述 593

一、主轴箱的用途 593

二、主轴箱的种类及结构 593

1. 大型标准主轴箱 594

2. 小型标准主轴箱 595

1. 主轴箱通用零件的编号 598

3. 专用主轴箱 598

(一) 大型标准主轴箱的通用零件 598

三、主轴箱的通用零件 598

2. 通用箱体 599

3. 通用主轴和传动轴 600

4. 通用齿轮 604

(二) 小型标准主轴箱的通用零件 605

1. 小型通用主轴和传动轴 605

2. 小型通用传动齿轮 605

四、主轴箱的通用部件 606

5-2 主轴箱的设计程序和方法 606

一、主轴箱设计的原始依据 606

二、主轴的型式与直径的确定和主轴箱所需动力的计算 607

三、传动系统的设计与计算 609

(一) 传动系统设计的一般要求 609

(二) 主轴分布类型及传动系统设计方法 610

1. 主轴分布类型 610

2. 传动系统设计方法 610

(三) 主轴箱的润滑、变速和手柄轴的设置 621

3. 手柄轴的设置 621

1. 润滑 621

2. 变速 621

(四) 传动轴直径的确定和齿轮强度的验算 622

四、主轴箱坐标计算 622

1. 主轴箱坐标系原点的确定 623

2. 坐标计算的顺序 623

3. 主轴坐标的计算 623

4. 传动轴坐标的计算 623

五、检查图的绘制 627

六、总图和零件的设计 628

(一) 大型标准主轴箱总图的设计 628

(二) 大型标准主轴箱零件的设计 628

1. 补充加工图和修改模型及补充加工图 628

2. 变位齿轮 629

(三) 标准主轴箱的通用技术要求 633

1. 大型标准主轴箱的通用技术要求 633

2. 小型标准主轴箱的通用技术要求 635

一、大型标准主轴箱的设计 637

(一) 大型标准钻削类主轴箱的设计 637

5-3 标准主轴箱的设计 637

(二) 大型标准攻丝主轴箱的设计 657

1. 攻丝主轴直径的确定 657

2. 攻丝电机的选择 657

3. 攻丝主轴--靠模系统的制动 659

4. 攻丝行程的控制 659

5. 攻丝主轴箱的润滑 664

(三) 大型钻攻复合主轴箱的设计 664

二、小型标准主轴箱的设计 664

5-4 专用主轴箱和专用头设计 666

一、刚性主轴设计 666

(一) 主轴参数 667

1. 主轴的主要参数 667

2. 主要参数的确定 667

3. 主轴刚度的验算 669

1. 主轴常用的轴承种类 670

(二) 主轴支承系统的设计 670

2. 轴承的刚度分析和选择 671

3. 轴承精度等级的选择 677

4. 对影响支承精度的零件的要求 678

5. 轴承的安装和调整 679

6. 轴承的润滑和密封 681

(三) 两种刚性主轴结构分析 682

二、刚性镗削主轴箱和精镗头 683

(一) 刚性镗削主轴箱 683

1. 主轴箱箱体 683

2. 传动系统、轴、轴承和齿轮 684

3. 主轴与刀杆的连接 684

4. 润滑和密封 684

5. 刚性镗削主轴实例介绍 684

(二) 精镗头 689

三、铣削主轴箱和专用铣头 691

(一) 铣削主轴箱 691

(二) 专用铣头 694

1. 让刀机构 694

2. 主轴的调位机构 695

3. 主轴的夹紧机构 695

4. 飞轮 696

5. 主轴与铲刀的连接 696

(三) 几种铣削主轴箱和专用铣头结构 697

四、镗孔车端面头 702

五、可调主轴箱 708

1. 支架式可调主轴箱 708

2. 模板式可调主轴箱 710

3. 传动方式 710

4. 可回转调整的主轴头 713

5. 几种可调主轴箱结构 714

六、回转主轴头 714

七、行星铣头和行星车螺纹动力头 720

(一) 行星铣头 720

(二) 行星车螺纹动力头 722

八、单轴头 726

九、连挂头 728

十、几种特殊结构的主轴箱 732

(一) 辐射式传动主轴箱 732

(二) 反向进给主轴箱 734

(三) 桥式主轴箱 736

(四) 主轴可伸缩主轴箱 736

(五) 曲拐传动主轴箱 737

5-5 主轴箱常用的附加机构 739

一、主轴定位器 739

(一) 自动主轴定位 740

1. 机械减速定位 740

2. 电气减速定位 747

3. 电气减速磁感应定位 751

4. 电气减速机械定位 752

5. 液压(或气动)定位 755

(三) 定位主轴箱设计注意事项 757

二、主轴加(减)速进给机构 760

(一) 大型主轴箱的主轴加(减)速进给机构 760

(二) 小型主轴箱的主轴加长行程机构 766

1. 单轴加长行程机构 766

2. 多轴加长行程机构 767

三、主轴分组传动机构 768

第六章 组合机床自动线 771

6-1 组合机床自动线的配置型式 771

一、直接输送的组合机床自动线 771

(一) 通过式直接输送的组合机床自动线 771

(二) 非通过式直接输送的组合机床自动线 776

(三) 带抬起输送带的组合机床自动线 779

二、间接输送的组合机床自动线 780

(一) 随行夹具水平返回的自动线 780

(二) 随行夹具垂直上方返回的自动线 781

(三) 随行夹具垂直下方返回的自动线 782

(五) 封闭框形随行夹具自动线 783

(四) 随行夹具复合式返回的自动线 783

三、悬挂输送式自动线 784

6-2 组合机床自动线设计 785

一、组合机床自动线方案的制定 785

(一) 影响自动线工艺和结构方案的主要因素 785

1. 被加工零件的几何形状及外形尺寸 785

(二) 工件工艺基面和输送基面的确定 786

6. 装料高度 786

5. 车间平面布置 786

4. 要求的生产率 786

3. 被加工零件的材料 786

2. 被加工零件的工艺及精度要求 786

(三) 组合机床自动线工艺流程的拟定 788

(四) 组合机床自动线配置型式和结构方案的选择 790

1. 自动线工段和工区的划分 790

2. 提高自动线生产率和利用率的措施 791

3. 采用随行夹具自动线的一些问题 793

4. 自动线其它设备的安排 794

(二) 组合机床自动线总联系尺寸图的绘制 795

(一) 被加工零件工序图和加工示意图的绘制 795

二、组合机床自动线的总体设计 795

1. 装料高度的确定 796

2. 机床间距离尺寸的确定 796

3. 输送带步距t的确定 797

4. 辅助装置联系尺寸的确定 797

5. 辅助装置与机床间联系尺寸的确定 798

(三) 组合机床自动线循环周期表的绘制 799

1. 自动线机动时间、辅助时间的计算 799

2. 循环周期表的绘制 801

3. 自动线循环周期表实例 802

4. 自动线各主要机构动作的互锁要求 803

三、组合机床自动线的部件设计 804

(一) 组合机床自动线的夹具 804

1. 自动线固定夹具的设计 804

2. 自动线随行夹具的设计 813

(二) 组合机床自动线的辅助装置 829

1. 组合机床自动线的工件输送带 830

2. 输送带的传动装置 834

3. 自动线随行夹具返回装置 838

4. 自动线的转位装置 846

5. 自动线的排屑装置 849

6-3 组合机床自动线的自动化机构 857

(一) 自动装卸料机构 858

(二) 自动装配机构 862

(三) 中间贮料库 863

1. 毛坯尺寸检查夹具 870

(四) 自动检测装置 870

2. 孔深检查装置 872

3. 精加工孔的自动测量 874

4. 合理组织刀具的更换和调整 878

6-4 组合机床自动线实例 882

(一) 01型加工气缸盖组合机床自动线 883

1. 自动线的主要技术数据 883

2. 自动线的配置型式 883

3. 自动线的工序安排 883

4. 自动线的工作循环 885

5. 自动线的机床夹具 901

(二) 490型加工气缸体组合机床自动线 904

1. 自动线的主要技术数据 904

2. 自动线的配置型式 904

3. 自动线的工序安排 906

(三) UX20型加工制动缸体组合机床自动线 907

2. 自动线的配置型式 908

3. 自动线的工序安排 908

1. 自动线的主要技术数据 908

4. 自动线的工作循环 912

(四) UX13型加工汽车传动叉耳环自动线 912

1. 自动线的主要技术数据 912

2. 自动线的工艺流程及工作循环 914

3. 自动线主要部件介绍 916

(五) 加工阀体组合机床自动线 919

1. 自动线的主要技术数据 919

2. 自动线的配置型式 919

3. 自动线的工序安排 920

1. 自动线的主要技术数据 922

2. 自动线的配置型式 922

(六) XSC07小型组合机床自动线 922

3. 自动线的工序安排 924

4. 自动线固定夹具 926

5. 自动线的特点 926

1. 自动线的主要技术数据 927

2. 自动线的配置型式 927

(七) UX16型加工电机座组合机床自动线 927

3. 自动线的工序安排 930

(八) 加工电机座组合机床自动线 930

1. 自动线的主要技术数据 930

2. 自动线的配置型式 933

3. 自动线的工序安排 934

附录 935

Ⅰ 组合机床说明书的编制 935

Ⅱ 组合机床精度标准及检验项目 942

Ⅲ 组合机床合格证明书 946