第四章组合机床设计资料重点
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⑤ 加工精度为H6~H7、直径为Φ80~Φ150mm的气缸孔时， 气缸孔间距小，不便安装导向。立式加工，切屑容易落入下导向， 造成导向精度失效。因此，机床一般采用立式刚性主轴，不采用 带前、后导向且结构复杂的浮动主轴。
二、工艺方案的拟订
（2）考虑被加工零件材料、加工部位结构、加工精度、刚性 和定位基准面
（1）考虑零件的加工精度和加工工序
① 精度为H7的孔，所需工步数较多（通 常是3~4个）。对于不同尺寸的孔径，须采 用不同的工艺方法（精镗孔或铰孔）。
② 当工件某个表面的孔与孔之间有较高位置精度要求（如误差 ≤0.05mm）时，应考虑在一个安装工位上，对所有孔同时进行 最终精加工。
③ 当箱体零件的同一轴线上几个孔的同轴度要求较高（如误 差≤0.05mm）时，其最后精加工应从一面进行。
二、工艺方案的拟订
3.合理实施工序集中
工序集中 运用多种刀具，采用多面、多工位和复合刀具加 工方法，在一台机床上对一个或几个零件完成多个工序过程，以 提高生产率。
（1）注意工序集中带来的问题
♦ 导致机床结构复杂，刀具数量增加， 调整不方便，可靠性降低，影响生产率 的提高。
♦ 导致切削负荷加大，造成工件刚性 不足、工件变形而影响加工精度。
二、工艺方案的拟订
（2）合理考虑工序集中
① 将相同工艺内容的工序集中在同一台机床或同一工位上加工。 例如将箱体的大量螺孔攻丝工序集中在一台攻丝机床上，不与大 量钻、镗工序集中在一台机床上进行，使机床结构简单。
制定工艺方案 ①确定零件在组合机床上合理可行的加工方法 （安排工序及流程，选择加工定位基准及夹压方案），②确定工 序间加工余量，③确定刀具的结构型式、数量及切削用量等。
下面介绍 ●选择合适、可靠的工艺方法；●合理安排粗、精加 工；●合理实施工序集中；●合理选择定位基准及夹压点。
二、工艺方案的拟订
1.选择合适、可靠的工艺方法
（4）组合机床的工艺范围所能达到的加工精度 组合机床加工铸铁或钢件的主要工序能达到的精度和表面粗糙 度可查阅设计手册。
二、工艺方案的拟订
2.合理安排粗、精加工
首先分析零件的生产批量、加工精度、技术要求，再合理安排 粗、精加工工序。
（1）零件批量大或加工精度较高，粗、精工序应分开 ♦ 工件能得到较好的冷却，利于减少热变和内应变的影响。 ♦ 避免粗加工振动对加工精度、表面粗糙度的影响。 ♦ 利于精加工机床保持持久地精度。 ♦ 机床结构简单，便于维修、调整。 （2）零件批量不大，如能保证加工质量，粗、精加工可集中 零件的粗、精加工集中在一台机床上，可减少机床台数，提高 其负荷效率。但是最大切除余量和最后精加工工序应分开。
二、工艺方案的拟订
④ 加工精度为H6、Ra0.4μm 的孔时，应采取提高机床制造 精度、工件定位基准精度及减少夹压变形等措施，还需考虑：
♦ 机床须采取主轴高速、低进给量（f ≤0.01mm/r )的加工方 法，来减小切削力和消除主轴振动。
♦ 机床须采用皮带转动的精镗头，主轴设 有卸载装置。进给采用液压增稳系统。
机械制造装备设计
第四章 组合机床设计
2020年10月24日
第四章 组合机床设计
第二节 组合机床总体设计
一、 组合机床设计步骤 二、 工艺方案的拟订 三、 确定切削用量及切削力 四、 组合机床三图一卡设计
一、组合机床设计步骤
组合机床设计是根据被加工零件的加工内容、加工精度、生产 率要求、成本价格等原始数据，进行总体设计、传动系设计、夹 具设计。
二、工艺方案的拟订
③ 同样精度的孔，因材料、硬度的不同，其工艺方案也不同， 如加工钢件一般比加工铸铁件的工步数多。
④ 加工薄壁易振动的工件或刚性不足的工件，安排工序不能 过于集中，以避免加工表面多而造成工件受力大、共振及发热 变形影响加工精度。
⑤ 加工箱体多层壁同轴线的等直径孔，应在一根镗杆上安装 多个镗刀进行镗削，退刀时，要求工件（夹具）“让刀”，镗 刀头周向定位。
在总体设计中，还需画 出机床夹具方案草图；初 步定出多轴箱的轮廓尺寸； 确定机床各部件的相互关 系。
一、组合机床设计步骤
3.技术设计
根据已确定的工艺结构方案，按照加工示意图和机床联系尺寸 图，设计机床夹具和多轴箱总图，设计液压和电气控制原理图。
为方便开展设计和组 织生产，还需将机床各 部件和装置进行编组。
4.工作设计
绘制多轴箱、夹具等专用零部件的施工图纸、编制零部件明 细表；编写机床说明书，制订机床检验、试机等验收标准。
二、工艺方案的拟订
（一）工艺方案的制定内容
分析被加工零件图纸 ①根据组合机床各工艺方法能达到的加 工精度和技术要求，解决零件是否可合理利用组合机床加工。② 考虑影响制定零件工艺方案、机床配置型式的各种因素。
设计步骤： ♦ 调查研究， ♦ 总体方案设计， ♦ 技术设计， ♦ 工作设计。
一、组合机床设计步骤
1.调查研究
1）认真阅读被加工零件图纸； 2）深入调研组合机床的使用单位和制造单位; 3）搜集和分析国内外有关的技术资料。
一、 组合机床设计步骤
2. 总体方案设计
制定工艺方案，确定机床的配置形式，制定影响机床总体布 局和技术性能的主要部件的最佳结构方案。绘制“三图一卡” （被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率 卡）。
① 采用刚性镗主轴时，必须根据被加工零 件材料、加工部位特点及加工精度，选择合 理的主轴结构，使主轴具有足够的刚性及抗 振性。合理布置镗刀位置，来减少切削径向 力造成的振动。
② 当缸孔孔间距及平行度要求高（±0.02~0.03mm），缸孔对 定位基准位置精度要求高于±0.05mm时，通常采用由单个精镗头 组成的多轴机床结构方案，使各精镗头可单独调整位置。还需配 置高精度动力滑台，来提高机床工作的平稳性。
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二、工艺方案的拟订
（3）考虑被加工零件的生产批量及生产效率 零件的生产批量是决定按单工位、多工位、自动线，还是按中、 小批生产特点设计组合机床的重要因素。 ① 生产批量越大，工序安排一般趋于分散，且粗、半精、精加 工分别在不同机床上完成。
② 中、小批量生产，力求减少机床台数，尽量将工序集中在一 台（多工位）或少数几台机床上加工。
二、工艺方案的拟订
（2）考虑被加工零件材料、加工部位结构、加工精度、刚性 和定位基准面
（1）考虑零件的加工精度和加工工序
① 精度为H7的孔，所需工步数较多（通 常是3~4个）。对于不同尺寸的孔径，须采 用不同的工艺方法（精镗孔或铰孔）。
② 当工件某个表面的孔与孔之间有较高位置精度要求（如误差 ≤0.05mm）时，应考虑在一个安装工位上，对所有孔同时进行 最终精加工。
③ 当箱体零件的同一轴线上几个孔的同轴度要求较高（如误 差≤0.05mm）时，其最后精加工应从一面进行。
二、工艺方案的拟订
3.合理实施工序集中
工序集中 运用多种刀具，采用多面、多工位和复合刀具加 工方法，在一台机床上对一个或几个零件完成多个工序过程，以 提高生产率。
（1）注意工序集中带来的问题
♦ 导致机床结构复杂，刀具数量增加， 调整不方便，可靠性降低，影响生产率 的提高。
♦ 导致切削负荷加大，造成工件刚性 不足、工件变形而影响加工精度。
二、工艺方案的拟订
（2）合理考虑工序集中
① 将相同工艺内容的工序集中在同一台机床或同一工位上加工。 例如将箱体的大量螺孔攻丝工序集中在一台攻丝机床上，不与大 量钻、镗工序集中在一台机床上进行，使机床结构简单。
制定工艺方案 ①确定零件在组合机床上合理可行的加工方法 （安排工序及流程，选择加工定位基准及夹压方案），②确定工 序间加工余量，③确定刀具的结构型式、数量及切削用量等。
下面介绍 ●选择合适、可靠的工艺方法；●合理安排粗、精加 工；●合理实施工序集中；●合理选择定位基准及夹压点。
二、工艺方案的拟订
1.选择合适、可靠的工艺方法
（4）组合机床的工艺范围所能达到的加工精度 组合机床加工铸铁或钢件的主要工序能达到的精度和表面粗糙 度可查阅设计手册。
二、工艺方案的拟订
2.合理安排粗、精加工
首先分析零件的生产批量、加工精度、技术要求，再合理安排 粗、精加工工序。
（1）零件批量大或加工精度较高，粗、精工序应分开 ♦ 工件能得到较好的冷却，利于减少热变和内应变的影响。 ♦ 避免粗加工振动对加工精度、表面粗糙度的影响。 ♦ 利于精加工机床保持持久地精度。 ♦ 机床结构简单，便于维修、调整。 （2）零件批量不大，如能保证加工质量，粗、精加工可集中 零件的粗、精加工集中在一台机床上，可减少机床台数，提高 其负荷效率。但是最大切除余量和最后精加工工序应分开。
二、工艺方案的拟订
④ 加工精度为H6、Ra0.4μm 的孔时，应采取提高机床制造 精度、工件定位基准精度及减少夹压变形等措施，还需考虑：
♦ 机床须采取主轴高速、低进给量（f ≤0.01mm/r )的加工方 法，来减小切削力和消除主轴振动。
♦ 机床须采用皮带转动的精镗头，主轴设 有卸载装置。进给采用液压增稳系统。
机械制造装备设计
第四章 组合机床设计
2020年10月24日
第四章 组合机床设计
第二节 组合机床总体设计
一、 组合机床设计步骤 二、 工艺方案的拟订 三、 确定切削用量及切削力 四、 组合机床三图一卡设计
一、组合机床设计步骤
组合机床设计是根据被加工零件的加工内容、加工精度、生产 率要求、成本价格等原始数据，进行总体设计、传动系设计、夹 具设计。
二、工艺方案的拟订
③ 同样精度的孔，因材料、硬度的不同，其工艺方案也不同， 如加工钢件一般比加工铸铁件的工步数多。
④ 加工薄壁易振动的工件或刚性不足的工件，安排工序不能 过于集中，以避免加工表面多而造成工件受力大、共振及发热 变形影响加工精度。
⑤ 加工箱体多层壁同轴线的等直径孔，应在一根镗杆上安装 多个镗刀进行镗削，退刀时，要求工件（夹具）“让刀”，镗 刀头周向定位。
在总体设计中，还需画 出机床夹具方案草图；初 步定出多轴箱的轮廓尺寸； 确定机床各部件的相互关 系。
一、组合机床设计步骤
3.技术设计
根据已确定的工艺结构方案，按照加工示意图和机床联系尺寸 图，设计机床夹具和多轴箱总图，设计液压和电气控制原理图。
为方便开展设计和组 织生产，还需将机床各 部件和装置进行编组。
4.工作设计
绘制多轴箱、夹具等专用零部件的施工图纸、编制零部件明 细表；编写机床说明书，制订机床检验、试机等验收标准。
二、工艺方案的拟订
（一）工艺方案的制定内容
分析被加工零件图纸 ①根据组合机床各工艺方法能达到的加 工精度和技术要求，解决零件是否可合理利用组合机床加工。② 考虑影响制定零件工艺方案、机床配置型式的各种因素。
设计步骤： ♦ 调查研究， ♦ 总体方案设计， ♦ 技术设计， ♦ 工作设计。
一、组合机床设计步骤
1.调查研究
1）认真阅读被加工零件图纸； 2）深入调研组合机床的使用单位和制造单位; 3）搜集和分析国内外有关的技术资料。
一、 组合机床设计步骤
2. 总体方案设计
制定工艺方案，确定机床的配置形式，制定影响机床总体布 局和技术性能的主要部件的最佳结构方案。绘制“三图一卡” （被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率 卡）。
① 采用刚性镗主轴时，必须根据被加工零 件材料、加工部位特点及加工精度，选择合 理的主轴结构，使主轴具有足够的刚性及抗 振性。合理布置镗刀位置，来减少切削径向 力造成的振动。
② 当缸孔孔间距及平行度要求高（±0.02~0.03mm），缸孔对 定位基准位置精度要求高于±0.05mm时，通常采用由单个精镗头 组成的多轴机床结构方案，使各精镗头可单独调整位置。还需配 置高精度动力滑台，来提高机床工作的平稳性。
Байду номын сангаас
二、工艺方案的拟订
（3）考虑被加工零件的生产批量及生产效率 零件的生产批量是决定按单工位、多工位、自动线，还是按中、 小批生产特点设计组合机床的重要因素。 ① 生产批量越大，工序安排一般趋于分散，且粗、半精、精加 工分别在不同机床上完成。
② 中、小批量生产，力求减少机床台数，尽量将工序集中在一 台（多工位）或少数几台机床上加工。