后橋減速器殼鉆孔組合機床設(shè)計
2019-12-6 來源： 中國電子系統(tǒng)工程第四建設(shè)有限公司 作者：朱傳年
摘 要：組合機床主要采用常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)化部件，在設(shè)計和構(gòu)造時，輔以特定外形工件、夾具。設(shè)計師構(gòu)思巧妙，充分發(fā)揮組合機床的“四多”特點明顯多軸、多刀、多工序、多工位，由于其“四多”特點，生產(chǎn)效率遠遠超越普通機床。組合機床組裝配置的靈巧性和靈活度，兼有物美價廉、低價高效的生產(chǎn)應(yīng)用優(yōu)勢。本文對后橋減速器殼孔的加工工藝進行了詳細的分析，提出了“一次裝夾，多工位加工，達到精度要求”的設(shè)計思路。
關(guān)鍵詞：組合機床；鉆孔；多軸箱；主軸
1、引言
目前，組合機床水平較高，各國各地的裝備發(fā)展均呈現(xiàn)較好的面貌。良莠不齊被齊頭并進取代，優(yōu)勝劣汰競爭加劇，如何提高組合機床加工精度、增加組合機床的柔性，成為設(shè)計工程師的主攻方向，通過巧妙的設(shè)計和完備的裝配，進而保證組合機床工作可靠性。組合機床技術(shù)屬于傳統(tǒng)工業(yè)范疇，但其裝備高速度、高精度、柔性化又沖破了傳統(tǒng)的局限，讓生產(chǎn)變得可調(diào)可變，靈活滿足客戶任意加工需求，以及目前嘗試加入通信技術(shù)的應(yīng)用，都會改變傳統(tǒng)組合機床技術(shù)的發(fā)展命運。
2、本文的主要內(nèi)容和設(shè)計要求
本次設(shè)計的主要任務(wù)是后橋減速器殼鉆孔組合機床設(shè)計。
擬采用立式組合機床為主要部件，在后橋減速器鉆孔上配合液壓傳動。眾所周知，組合機床是大量通用部件的整合體，在特殊部位和關(guān)節(jié)，使用少量專用部件，如果設(shè)計精準(zhǔn)，可使加工精度穩(wěn)定。另一方面，采用專用夾具液壓夾緊，省力省時，減少機床加工的輔助時間。
被加工零件為一后橋減速器殼體，所謂“巧婦難為無米之炊”，配件的加工精度和加工工序，是設(shè)計師制定機床方案的主要依據(jù)。本實驗中，我們要加工的零件后橋減速器殼，擬設(shè)計工序為鉆 12 個孔，本著成本節(jié)約原則，孔的位置精度要求可以為低度，在實際生產(chǎn)中鉆12 孔的加工工序可以考慮一道工步，簡化步驟降低成本。此后橋減速器殼體零件年生產(chǎn)綱領(lǐng)為 6 萬 / 年。
2.1 制定工藝方案
2.1.1 加工孔設(shè)計和工藝分析
（1）技術(shù)要求：擬在實驗中加工 12 個同質(zhì) Φ9 孔；位置度公差保持在 0.30mm 左右，務(wù)必與 Φ20 孔同心。
（2）工藝分析：鉆擴或鉆鉸按照基準(zhǔn)孔徑，Φ9 為宜，不偏不破。
（3）定位基準(zhǔn)精確：后橋減速器殼的孔的加工工藝，要將支承點限制在底面的兩個平面點位上，心軸起到了很好的定位作用。
2.1.2 確定組合機床核心結(jié)構(gòu)
（1）零件的加工精度。利用鉆孔組合機床，加工低精度后橋減速器殼加工孔，為保證標(biāo)準(zhǔn)化，本著低價高效的原則，可以在安裝工位上對所有孔進行最終精加工，一以貫之。打造粗糙度為 Ra25um 的孔，將原始制造精度磨合到最高，工藝設(shè)計中注意減少夾壓變形，進給采用液壓系統(tǒng)，可考慮人工夾緊方式。
2.2 確定切削用量及選擇刀具
2.2.1 選擇切削用量
經(jīng)驗法則，組合機床單刀加工低 30% 左右。一個標(biāo)準(zhǔn)動力滑臺，將所有多軸主軸箱上刀具并排共用，有效降低成本和操作難度，對所有刀具的進給量設(shè)計為相同，且等于動力滑臺的平均值，既可以有效提高刀具的使用壽命，又可降低操作難度，協(xié)調(diào)統(tǒng)一便于管理。但是，為突出和配合各種生產(chǎn)模式，同一主軸箱上的刀具主軸應(yīng)根據(jù)不用的生產(chǎn)要求和匹配度，設(shè)計成不同轉(zhuǎn)速和不同的每轉(zhuǎn)進給量（mm/r）。充分發(fā)揮刀具精度、動力滑臺、進給量的特色，以滿足不同后橋減速器直徑的加工需要。
在生產(chǎn)中，由于后橋減速器殼孔的加工精度可以設(shè)計為相同模式，工件材料可以采購?fù)|(zhì)同料降低復(fù)雜程度，讓工作條件、技術(shù)要求更容易接近，簡化操作流程和操作難度。由于此部分操作較為簡單，不必通過設(shè)計或測算，直接通過采用查表法可得：鉆頭直徑 D=9mm, 鑄鐵 HB175 ～ 255、進給量 f=0.1mm/r、切削速度 v=15m/min。
2.2.2 刀具選擇
為保證質(zhì)量，建議布氏硬度定格在 HB170 ～ 241 為宜，孔徑 D定為 9mm 即可，重點要考慮刀具的材料選擇，好馬配好鞍，后橋減速器要想發(fā)揮更好的作用，采用高速鋼鉆頭、麻花鉆。在具體操作時，特別注意孔加工刀具的長度，按照“三五原則”，確保加工終了時，刻意保持刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有 30 ～ 50mm 的合理距離。
2.3 鉆孔組合機床總設(shè)計“三圖一卡”的編制
具體操作時要考慮以鉆床加工箱蓋的另一個問題，也是本文的主要問題，在設(shè)計中應(yīng)花費大力氣，“三圖一卡”設(shè)計，雖然在此處淺略帶過，但其在設(shè)計中十分重要，包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率卡。
2.4 夾緊元件精度分析計算
該道工序是鉆 φ9 孔，通常安排中批量生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中往往具有切削力較小的特點，在此不再贅述，力求簡單。成大事者不拘小節(jié)，鉆孔用螺栓夾緊及一個壓環(huán)夾緊，盡可能的低成本生產(chǎn)，減少設(shè)計思路。
鉆孔是成熟工藝，夾具精度計算是重要的工藝，它起到的是檢驗作用，能直接導(dǎo)致夾具是否合乎零件加工要求。為了使夾具能加工出合格的工件，不浪費人力物力，一定要把握誤差偏度，各項誤差的總和應(yīng)不超過工序尺寸（或位置要求）的公差 Δk。即：
Δdw+Δa+Δt+Δg〈Δk
在 實 驗 中 : 工 件 在 夾 具 中 的 定 位 誤 差 Δdw=0.07mm， 夾 具 的安 裝 誤 差 Δa=0.005mm， 刀 具 位 置 誤 差 Δt=0.07mm, 加 工 方 法 誤 差Δg=0.62=0.3m 按概率法相加得：經(jīng)計算則這個定位方式可行，滿足精度要求。
3、結(jié)論
本文研究的鉆孔組合機床，設(shè)計思路主要用于加工后橋減速器殼的十二個孔。經(jīng)實驗，在鉆床的設(shè)計上采取了一系列的措施，保證了被加工孔的加工精度。對后橋減速器殼的十二個孔的加工工藝，進行了粗略簡要的分析，淺顯的提出了十二個孔加工的技術(shù)要求，粗中有細的點明工藝要點，不足之處還待改進。Z 軸液壓滑臺驅(qū)動動力頭的設(shè)計理念，嘗試多軸箱實現(xiàn)進給的思路，將 Y 軸驅(qū)動工件的穩(wěn)定單工位運動成為可能。
后橋減速器殼鉆孔組合機床研究和實驗是一個值得不斷完善和改進的過程，例如：裝夾、定位單純由人工完成，是否會影響效率浪費資源；自動化程度可否通過改進工藝、創(chuàng)新思路得以提高等問題。這些問題通過現(xiàn)場的不斷實踐、和后輩不斷汲取總結(jié)，必將會得到提高。
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