變速箱殼體多孔鉆專機(jī)設(shè)計(jì)（三圖一卡及多軸箱設(shè)計(jì)） 機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文

《變速箱殼體多孔鉆專機(jī)設(shè)計(jì)（三圖一卡及多軸箱設(shè)計(jì)） 機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《變速箱殼體多孔鉆專機(jī)設(shè)計(jì)（三圖一卡及多軸箱設(shè)計(jì)） 機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文（28頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、畢業(yè)論文中文摘要 變速箱殼體多孔鉆專機(jī)設(shè)計(jì)〔三圖一卡及多軸箱設(shè)計(jì)〕 摘要： 隨著自動(dòng)化生產(chǎn)能力的提高，現(xiàn)代工廠中出現(xiàn)需要組合機(jī)床的場合越來越多，組合機(jī)床是以通用部件為根底，配以工件特定外形和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具，組成的半自動(dòng)或自動(dòng)專用機(jī)床。它一般采用多軸，多刀，多工序，多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化合系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低本錢和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。 本課題針對變速箱殼體端面上12Xφ18孔鉆削這一特定工序而設(shè)計(jì)的一臺(tái)專用立式組合

2、機(jī)床。 本設(shè)計(jì)中，在充分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算的根底上對標(biāo)準(zhǔn)通用零件做了仔細(xì)選擇，并依據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工部位的尺寸精度，外表粗糙度要求，以及定位夾緊方式，工藝方法和加工過程中所采用的刀具，生產(chǎn)率，切削用量情況等設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)合理的多軸箱。 關(guān)鍵詞： 組合機(jī)床，多軸箱，工藝流程，鉆削 目 次 1 引言 1 組合機(jī)床概述 1 該課題研究的目的和意義 1 組合機(jī)床開展史 1 國內(nèi)外該研究技術(shù)現(xiàn)狀 2 開展趨勢 3 本課題研究的根本內(nèi)容 3 本課題主要研究解決的難點(diǎn)問題和擬采用的方法 3 2 多孔鉆組合機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)〔三圖一卡〕 5 2.1 零件分析 5

3、 工藝分析 6 確定機(jī)床的配置形式 7 組合機(jī)床切削用量 8 組合機(jī)床切削用量選擇及計(jì)算 9 3 組合鉆床總體方案設(shè)計(jì)〔三圖一卡〕 11 被加工零件工序圖 11 3.2 加工示意圖 12 其它注意問題 15 3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 16 ．生產(chǎn)率計(jì)算卡 18 4 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì) 19 通用多軸箱的組成 19 多軸箱設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容 20 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 21 結(jié)論 25 參考文獻(xiàn) 26 致謝 27 1 引言 概述 組合機(jī)床是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為根底，再配以少量專用部件而組成的專用機(jī)床，具有一般專用機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)率及自動(dòng)化程

4、度高，易保證加工精度的特點(diǎn)，又能適應(yīng)工件的變化，具有一定的重新調(diào)整、重新組合的能力。組合機(jī)床可以對工件采用多刀、多面及多方位加工，特別適于在大批、大量生產(chǎn)中對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進(jìn)行加工。組合機(jī)床可完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔、攻螺紋、車、銑、磨削以及滾壓等工序。 傳統(tǒng)機(jī)床只能對一種零件進(jìn)行單刀，單工位，單軸，單面加工，成產(chǎn)效率低且加工精度不穩(wěn)定，組合機(jī)床能夠?qū)σ环N〔或幾種〕零件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、銑削磨削等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。本課題針對變速箱殼體設(shè)計(jì)專用多孔鉆機(jī)，有利于提高大批量生產(chǎn)的變速箱的生產(chǎn)效率，提高加工精度穩(wěn)定性，

5、節(jié)約社會(huì)資源。 組合機(jī)床開展史 專用機(jī)床是隨著汽車工業(yè)的興起而開展起來的。在專用機(jī)床中某些部件因重復(fù)使用，逐步開展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機(jī)床。 最早的組合機(jī)床是1911年在美國制成的，用于加工汽車零件。初期，各機(jī)床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修，1953年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機(jī)床制造廠協(xié)商，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原那么，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。 二十世紀(jì)70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動(dòng)檢測和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的開展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。銑

6、削平面的平面度可達(dá)0.05毫米／1000毫米，外表粗糙度可低達(dá)2.5～0.63微米；鏜孔精度可達(dá)IT7～6級，孔距精度可達(dá)0.03～0.02微米 。 組合機(jī)床自1911年在美國研制成功后便廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的汽車工業(yè)中，并且隨著汽車工業(yè)的開展而逐步完善。組合機(jī)床是根據(jù)被加工件的工藝要求，按照工序高度集中的原那么而設(shè)計(jì)的，并以系列化 、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為根底，配以少量專用部件而組成的專用設(shè)備，并配以專用夾具，采用多把刀具同時(shí)進(jìn)行加工。組合機(jī)床的輔助動(dòng)作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，具有專用、高效、自動(dòng)化和易于保證加工精度。當(dāng)被加工的零件尺寸結(jié)構(gòu)有所改良時(shí)，合機(jī)床的通用零部件還可以重新被利用組成新的組合機(jī)

7、床，且具有一定的柔性度。在數(shù)控設(shè)備還沒有普及和推廣的幾十年里，它對于提高加工效率，降低對操作者的技術(shù)要求起到了很大的作用，尤其是組合銑床和專用鉆床，在殼體類零件的加工線中應(yīng)用非常廣泛。 近幾年來，由于國家加大根底設(shè)施的投入，工程機(jī)械需求呈現(xiàn)了強(qiáng)勁的增長勢頭，局部生產(chǎn)廠家呈現(xiàn)出一年翻一番的開展形勢，雖然國家因出現(xiàn)局部經(jīng)濟(jì)過熱而采取對鋼材、建材、電解鋁等行業(yè)進(jìn)行調(diào)控，但許多重點(diǎn)工程都陸續(xù)開工上馬，工程機(jī)械雖不會(huì)出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，但今后幾年仍然會(huì)維持較大程度的增長態(tài)勢。國內(nèi)工程機(jī)械同進(jìn)口產(chǎn)品相比，其特點(diǎn)是價(jià)位低、產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性差、零件加工手段落后。隨著國家對世貿(mào)承諾的逐步實(shí)現(xiàn)，價(jià)格的競爭優(yōu)勢也逐漸

8、減少，以裝載機(jī)為例：目前大多數(shù)的主機(jī)生產(chǎn)廠及部件配套廠家對變速箱箱體、變矩器殼體前車架、后車架、動(dòng)臂、驅(qū)動(dòng)橋等關(guān)鍵零件，大多采用通用設(shè)備加工，這種加工方式的缺點(diǎn)有：生產(chǎn)能力難以擴(kuò)大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，在制品積壓嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)效益不夠顯著。值得慶幸的是國內(nèi)比擬大的裝載機(jī)生產(chǎn)廠家都已逐步認(rèn)識(shí)到這一問題。在機(jī)構(gòu)件方面，廈工、臨工、宜工、龍工紛紛采用組合機(jī)床對動(dòng)臂、前車架、后車架，前后鉸接架的孔系進(jìn)行加工，零件一次裝夾，多頭同時(shí)加工，比通用機(jī)床單孔逐個(gè)加工，效率提高了3—6倍，而且防止了工件調(diào)頭而產(chǎn)生的二次定位誤差。運(yùn)用組合機(jī)床加工結(jié)構(gòu)件與通用機(jī)床相比各孔系坐標(biāo)精度可以由±1mm提高到±0.2mm，，同軸度

9、0．5mm提高到±0．08mm孔系平行度由0．7mm提高到±0．1 mm 而且所有精度均靠機(jī)床本身的裝配精度保證，為提高整車的質(zhì)量奠定了根底。變速箱箱體是裝載機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的核心部件， 零件本身的結(jié)構(gòu)剛度較差，而加工精度相對要求較高，不采用特殊措施，使得與變速器結(jié)合面0．08mm的平面度以及各孔對此面的垂直度，各孔中心矩均難以保證。組合機(jī)床與通用機(jī)床組合生產(chǎn)線使適當(dāng)?shù)耐顿Y能迅速擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，解決通用機(jī)床加工效率低，同一工序需要多臺(tái)機(jī)床加工的難題。在工程機(jī)械快速開展的今天，我們面臨的產(chǎn)品上規(guī)模，質(zhì)量上臺(tái)階的難題，都可以運(yùn)用組合機(jī)床加工得到有效的解決，組合機(jī)床在工程機(jī)械領(lǐng)域有著更大的開展空間。

10、 現(xiàn)階段組合機(jī)床主要應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中，隨著組合機(jī)床加工的開展與各種生產(chǎn)管理技術(shù)的開展與完善，組合機(jī)床在中小批量生產(chǎn)中也將得到廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺(tái)組合機(jī)床上加工，以提高機(jī)床的利用率。這類機(jī)床常見的有兩種，可換主軸箱式組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床。 組合機(jī)床未來的開展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。 (1)零件分析 仔細(xì)閱讀所拿到的零件圖紙，分析零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求。 (2)擬定零件工藝方案 確定零件的材料，加工時(shí)的定位基準(zhǔn)以

11、及零件的加工工藝方案。 (3)總體方案設(shè)計(jì) 確定機(jī)床的配置形式及總體結(jié)構(gòu)方案。 (4)組合機(jī)床設(shè)計(jì)——三圖一卡設(shè)計(jì) 確定被加工零件的工序圖，零件加工示意圖，繪制機(jī)床尺寸聯(lián)系圖，機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡。 (5)主軸箱設(shè)計(jì) 繪制主軸箱草圖，選擇主軸結(jié)構(gòu)形式及動(dòng)力計(jì)算，設(shè)計(jì)主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)。 1.7本課題主要研究解決的難點(diǎn)問題和擬采用的方法 (1) 多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 根據(jù)查閱各種資料，以及參閱多孔鉆相關(guān)案例，擬采用多軸鉆動(dòng)力頭的形式，將輸出軸按所要加工孔的位置尺寸分布，動(dòng)力從主軸輸出后經(jīng)傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞給各個(gè)輸出軸分布形式如圖1-1所示 圖1-1 多孔鉆動(dòng)力軸傳動(dòng)系統(tǒng)示

12、意圖 (2) 組合機(jī)床的配置形式 為了方便加工，擬采用傳統(tǒng)的立式鉆床形式，，改造主軸箱及增加多軸箱改造形式如圖1-2所示 圖1-2 組合機(jī)床的配置示意圖 2 多孔鉆組合機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)〔三圖一卡〕 2.1 零件分析 被加工零件：多軸箱殼體 工件材料： HT200 零件的技術(shù)要求 a 保證12Xφ18孔對基準(zhǔn)中心的位置度 b 水平方向孔中心到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的位置度要求 c 垂直方向孔中心到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的位置度要求 結(jié)構(gòu)方案分析和定方案的選擇 本課題是針對變速箱殼體端面上12個(gè)孔鉆削這一特定工序而設(shè)計(jì)的一臺(tái)專用組合機(jī)床。正確選擇加工用定

13、位基準(zhǔn)是確保加工精度的重要條件，同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)最大限度的集中工序，從而實(shí)現(xiàn)減少機(jī)床臺(tái)數(shù)的效果。由于采用專用夾具，對其精度要求完全可以到達(dá)。 選擇定位基準(zhǔn)的原那么及應(yīng)注意的問題 a 應(yīng)盡量選擇零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為組合機(jī)床加工的定位基準(zhǔn)。這樣可以減少基準(zhǔn)不符的誤差，以保證加工精度，但在某些情況下，卻必須選用其他作為定位基準(zhǔn)。 b 選擇定位基準(zhǔn)應(yīng)確定工件定位穩(wěn)定。盡量采用已加工較大平面作為定位基準(zhǔn)，這對于加工尤為重要。 c 統(tǒng)一基準(zhǔn)原那么。即在各臺(tái)機(jī)床上采取共同的定位基面來加工零件不同外表的孔或?qū)ν煌獗砩系目淄瓿刹煌墓ば?。這對工序多的箱體類尤為重要。 確定夾壓位置應(yīng)注意

14、的問題 在選擇定位基面時(shí)，要相應(yīng)決定夾壓位置。此時(shí)應(yīng)注意的問題是： a保證零件夾壓后定位穩(wěn)定。為使工件在加工過程中不產(chǎn)生振動(dòng)移動(dòng)，夾壓力要足夠，夾壓點(diǎn)布置加壓合力落在定位平面內(nèi)。 b盡量減少防止零件夾壓后得變形，消除其對加工精度的影響。 工藝分析是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最重要的一步，必須認(rèn)真分析被加工零件的工藝過程。深入現(xiàn)場全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工部位，夾緊方式，工藝方法和加工過程所用的刀具，切削用量及生產(chǎn)率等。 選擇單工位，單面組合機(jī)床，使機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，工件可靠，更符合多，快，好，省的要求。 a 加工精度的要求 由于加工孔相對于中心的位置度要

15、求比擬高，因此采用單工位方法一次定位，可以減少定位誤差。 b 被加工零件大小形狀特點(diǎn)，加工部位特點(diǎn)要求。 這些特點(diǎn)在很大的程度上決定采用立式機(jī)床。一般來說，孔中心線與定位基面垂直宜采用立式機(jī)床。故本加工工序采用立式機(jī)床。該組合機(jī)床是鉆12Xφ18，外表粗糙度為12.5，兩孔之間同軸度為0.5，因此采用移動(dòng)式鉆模板。 本道工序的夾緊也非常方便，可以利用上一道工序的加工特點(diǎn)?？锥ㄎ?，端面定位，端夾緊，定位可靠，夾緊方便，裝卸方便，工藝裝備簡單。根據(jù)上述被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工要求，工藝過程及生產(chǎn)率，可以確定機(jī)床配置形式為立式組合機(jī)床，這種配置形式可到達(dá)較高的加工精度，對于精加工機(jī)床

16、的夾具公差，一般加工零件的三分之一至五分之一，對于粗加工機(jī)床采用固定式導(dǎo)向，能到達(dá)±0.2mm。 通常根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工要求，生產(chǎn)率和工藝過程方案等，大體上就可以確定應(yīng)采用哪種根本形式的組合機(jī)床。但在根本形式的根底上，由于工藝的組織，動(dòng)力頭的不同配置方法，零件安裝數(shù)目和工位數(shù)多少等具體安排不同，而具有多種配置方案。它們對機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，通用化程度，結(jié)構(gòu)工藝性能，重新調(diào)整的可能性以及經(jīng)濟(jì)效果，還有維修操作是否方便等，都具有不同的影響。另外，還必須看到，就是在有些情況下，對于工藝過程方案做不大的更改或重新安排，往往會(huì)使機(jī)床簡單，工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，更符合多快好省的要求。因此，在最后

17、決定機(jī)床配置形式和結(jié)構(gòu)方案時(shí)，必須注意下面一些問題： A加工精度要求的影響 B機(jī)床生產(chǎn)率的影響 C被加工零件的大小，形狀加工部位特點(diǎn)的影響 D車間布置情況的影響 E工藝間聯(lián)系情況的影響 F使用廠的技術(shù)前方和自然條件的影響 被加工零件的特點(diǎn)在很大程度上決定了機(jī)床的配置形式。 不同配置形式組合機(jī)床的特點(diǎn)及適應(yīng)性 單工位組合機(jī)床通常是用于加工一個(gè)或兩個(gè)工件，特別適用于大中型箱體件的加工。根據(jù)配置動(dòng)力部件的數(shù)量，這類機(jī)床可以從單面或同時(shí)從幾個(gè)方面對工件進(jìn)行加工。各種形式的單工位組合機(jī)床具有固定的夾具。通常可以安裝一個(gè)工件特別適合于大中型零件的加工。本設(shè)計(jì)的零件較大，需要加工的

18、孔徑較大，且與軸箱配合安裝，基于這點(diǎn)考慮，本設(shè)計(jì)采用單工位組合機(jī)床是適宜的。多工位組合機(jī)床主要適用于中小型零件。 不同配置形式組合機(jī)床的加工精度 在組合機(jī)床上影響加工精度的因素很多，一般分為與切削負(fù)荷無關(guān)的誤差〔如機(jī)床原始誤差，工件安裝誤差，夾具與刀具的誤差，其它偶然性誤差等〕和與切削負(fù)荷有關(guān)的誤差〔如夾壓變形，熱變形，刀具磨損所引起的誤差和其他偶然性誤差〕。組合機(jī)床加工精度通常是靠夾具來保證的，我們也可以把影響加工精度的因素分為加工誤差和夾具誤差兩大類。那么現(xiàn)在的問題在于確定夾具誤差和加工誤差的比例，這個(gè)問題的解決通常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來進(jìn)行機(jī)床配置形式的選擇。一般從固定式夾具組合機(jī)床的加工

19、精度和移動(dòng)式夾具組合機(jī)床的加工精度來考慮。固定式夾具單工位組合機(jī)床加工精度最高。這種機(jī)床由于零件采用固定導(dǎo)向的位置度可以到達(dá)0.2mm?？梢娺@種形式的組合機(jī)床加工此零件能穩(wěn)定的保證加工精度。 選擇機(jī)床配置形式應(yīng)注意的問題 A適當(dāng)提高工序集中程度 在確定機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案時(shí)，要合理解決工序集中程度的問題。在一個(gè)動(dòng)力頭上安裝多軸，同時(shí)加工多孔來集中工序，是組合機(jī)床最根本的方法，在一臺(tái)機(jī)床主軸數(shù)量有達(dá)200根左右的。但是，也不應(yīng)無限制地增加主軸數(shù)量，要考慮到動(dòng)力頭及主軸箱的性能和尺寸，并保證調(diào)整和更換刀具的方便性。這些在以后的設(shè)計(jì)中藥得以解決。 B注意排屑和操作使用的方便性 排除切屑

20、和操作使用的方便性隊(duì)機(jī)床方案也有影響。 C夾具形式對機(jī)床配置形式的影響 選擇機(jī)床配置形式時(shí)要注意考慮夾具結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)可能性和工作的可靠性，在決定加工一個(gè)工件的成套流水線上個(gè)機(jī)床的型式時(shí)，還應(yīng)注意，是機(jī)床與夾具的型式盡量一致，尤其是粗加工機(jī)床。這樣不僅有利于保證加工精度，而且便于設(shè)計(jì)，制造和維修，也提高了機(jī)床之間的通用化程度。 D另外還應(yīng)具有一定的成產(chǎn)批量 選擇切削用量是否合理對組合機(jī)床的加工精度，生產(chǎn)線，刀具耐用度，機(jī)床的形式及工作穩(wěn)定性都有很大的影響。 組合機(jī)床切削用量的選擇特點(diǎn) a在大多數(shù)情況下，組合機(jī)床為多軸，多刀，多面同時(shí)加工。因此，所選用的切削用量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)比

21、一般萬能機(jī)床單刀加工低30%左右。 b組合機(jī)床多軸箱上所有刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)。工作時(shí)要求所有刀具每分鐘進(jìn)給量相同，且等于動(dòng)力滑臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量。這個(gè)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)是適合于所有刀具的平均值。因此，同一多軸箱上的刀具主軸可設(shè)計(jì)成不同轉(zhuǎn)速和選擇不同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量與其相適應(yīng)，以滿足不同直徑的加工需要。 確定切削用量應(yīng)注意的問題 （1） 盡量做到合理利用所有刀具，充分發(fā)揮其性能。由于本設(shè)計(jì)所加工孔工藝要求相同，所以選擇同一數(shù)據(jù)即可。 （2） 復(fù)合刀具切削用量的選擇，應(yīng)考慮刀具的使用壽命。進(jìn)給量通常按復(fù)合刀具最小直徑選擇，切削速度按復(fù)合刀具的最大直徑選擇。 （3） 選

22、擇切削用量時(shí)，應(yīng)注意零件生產(chǎn)批量的影響。 （4） 切削用量選擇應(yīng)有利于多軸箱設(shè)計(jì)。 （5） 選擇切削用量時(shí)，還應(yīng)考慮所選動(dòng)力滑臺(tái)的性能尤其是當(dāng)采用液壓動(dòng)力滑臺(tái)時(shí)，所選擇的每分鐘進(jìn)給量一般應(yīng)比動(dòng)力滑臺(tái)可實(shí)現(xiàn)的最小進(jìn)給量大50%左右。否那么，會(huì)由于溫度和其他原因?qū)е逻M(jìn)給量不穩(wěn)定，影響加工精度，甚至造成機(jī)床不能正常工作。 A切削力F，切削轉(zhuǎn)矩M，切削功率P，刀具耐用度T的計(jì)算公式 由?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?可知計(jì)算公式如下： 〔2-1〕 〔2-2〕

23、 〔2-3〕 〔2-4〕 式中：F—切削軸向力〔N〕； D—鉆頭直徑〔mm〕； f—每轉(zhuǎn)進(jìn)給量〔mm／r〕； M—切削轉(zhuǎn)矩〔N.mm〕； P—切削功率〔KW〕； T—刀具耐用度〔min〕； v—切削速度〔m／min〕； HB—零件的布氏硬度值，通常給出一個(gè)范圍。 對于公式〔2-1〕~〔2-3〕取

24、最大值，對于〔2-4〕取最大值減去硬度偏差值的三分之一。 用直徑D=18mm的高速鋼鉆頭鉆40mm深的孔，根據(jù)刀具直徑和工件，刀具材料，由表3-8〔用高速鋼鉆頭加工鑄件的切削用量〕 D=18mm， v=16m／min，f=／r。 硬度HB 180 ~ 220 計(jì)算硬度 HB=220—1／3〔220-180〕=207 由公式2-1得 由公式2-3得 由公式2-4得 由公式2-5得 電機(jī)功率 〔〕 總軸向力： B初定主軸轉(zhuǎn)速 C滑臺(tái)每分鐘進(jìn)給量的計(jì)算 由?組合機(jī)床設(shè)計(jì)? 式中：n—主軸轉(zhuǎn)速〔r／min〕

25、 f—主軸進(jìn)給量〔mm／r〕 —滑臺(tái)每分鐘進(jìn)給量〔mm／min〕 D主軸直徑確實(shí)定 由?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?表3-19軸能承受的扭矩計(jì)算： 式中：d—軸的直徑〔mm〕； M—軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩〔N.mm〕； B—系數(shù)。B與扭矩角[φ 取d=30mm 3 組合鉆床總體方案設(shè)計(jì)〔三圖一卡〕 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)，就是針對具體的被加工零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的根底上，進(jìn)行方案圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。這些圖紙包括：被加工零件工序圖，加工示意圖，生產(chǎn)率計(jì)算卡，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案

26、，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸，精度，外表粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)，加緊部位以及被加工零件材料，硬度和在本機(jī)床加工前的加工余量等情況的圖樣。是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造使用時(shí)調(diào)整機(jī)床，檢查精度的重要技術(shù)文件。被加工零件工序圖應(yīng)包括以下內(nèi)容： A.在圖紙上應(yīng)表示出被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。尤其是當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向套時(shí)，應(yīng)表示出零件內(nèi)部的肋，壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀及尺寸，以便檢查工件，夾具，刀具是否發(fā)生干預(yù)。 B.在圖上應(yīng)表示出加工用定位基準(zhǔn)，夾緊部位及夾壓方向，以便依次進(jìn)行定為支撐，限位，夾緊，

27、導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)。 C.在圖上應(yīng)表示出加工外表的尺寸，精度，外表粗糙度，形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求〔包括對上道工序的要求及本機(jī)床保證的局部〕。 D.圖中還應(yīng)注明被加工零件的名稱，編號(hào)，硬度，材料，重量以及被加工部位的余量等。 繪制被加工零件工序圖的考前須知： A.為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要突出該機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時(shí)，應(yīng)按一定比例，選擇足夠視圖及剖視，突出加工部位〔用粗實(shí)線〕，并把零件輪廓及與機(jī)床，夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的部位〔用細(xì)實(shí)線〕表示清楚。凡本道工序保證的尺寸，角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方畫粗實(shí)線標(biāo)記，另外還要用專門符號(hào)表示出加工用定位基準(zhǔn)夾壓位置，方向

28、以及輔助支撐。 B.加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起。為方便加工及檢查，尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)注，而不采用極坐標(biāo)系標(biāo)注。 C.應(yīng)注明零件加工對機(jī)床提出的某些特殊要求。 被加工零件工序圖如3.1圖所示。 圖3-1 加工工序圖 3.2 加工示意圖 加工示意圖的畫法及考前須知 加工示意圖是表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖。是設(shè)計(jì)刀具，輔具，夾具，多軸箱和液壓，電氣系統(tǒng)以及選擇動(dòng)力部件，繪制機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)。 在繪制加工示意圖時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 加工示意圖繪制成展開圖。按比例用細(xì)實(shí)線畫出工件外形。加工部位、加工外表畫粗

29、實(shí)線。必須使工件和加工方位與機(jī)床布局相吻合。為簡化設(shè)計(jì),同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的主軸只畫一根,但必須在主軸上標(biāo)注與工件孔號(hào)相對應(yīng)的軸號(hào)。一般主軸的分布不受真實(shí)距離的限制。當(dāng)主軸彼此間很近或需設(shè)置結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時(shí),必須以實(shí)際中心距嚴(yán)格按比例畫,以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向等是否相互干預(yù)。主軸應(yīng)從多軸箱端面畫起；刀具畫加工終了位置。對采用浮動(dòng)卡頭的鏜刀刀桿,為防止刀桿退出導(dǎo)向時(shí)下垂,常選用托架支撐推出的刀桿。這時(shí)必須畫出拖架并標(biāo)出聯(lián)系尺寸。采用標(biāo)準(zhǔn)通用結(jié)構(gòu)時(shí)只畫外輪廓,但須加注規(guī)格代號(hào)。 加工示意圖的繪制為夾具力的計(jì)算和夾具體各局部尺寸確實(shí)定提供了根底。 選擇刀具

30、，工具，導(dǎo)向裝置并標(biāo)注其相關(guān)位置及尺寸 〔1〕刀具選擇 刀具選擇要考慮工件加工尺寸精度，外表粗糙度，切屑的排除及生產(chǎn)率要求等因素。一般孔加工刀具其直徑選擇應(yīng)與加工部位尺寸，精度相適應(yīng)，其長度要保證加工終了時(shí)，刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向外套端面有一定距離〔一般30~50mm〕。查?組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊?莫氏錐柄麻花鉆的直徑系列 由D=18mm選取麻花鉆類型為錐柄麻花鉆，參數(shù)如下： L=220mm l=130 mm 頂角2φ= 后角α= 螺旋角β= 錐度號(hào)為2 圖3-2刀具示意圖 （2） 接桿選擇

31、 由?組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊?表3-6主軸外伸尺寸L=115mm 查?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?圖4-104可得，接桿參數(shù) 接桿號(hào)11 D=36 mm D1=30mm D2=50 L1=110mm L2=30mm 〔3〕導(dǎo)向選擇 選用可換鉆套 圖3-3可換鉆套 可換鉆套尺寸：導(dǎo)向長度〔16~32〕mm，選取鉆套用A型襯套：導(dǎo)向至工作端面鉆鑄件時(shí)l2=8mm 確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程 動(dòng)力部件的工作循環(huán)是指：加工時(shí)動(dòng)力部件從原始位置開始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置又返回原始位置的動(dòng)作過程。一般包括快速引進(jìn)

32、，工作進(jìn)給，快速退回等動(dòng)作。有時(shí)還有中間停止，屢次往復(fù)進(jìn)給，跳躍進(jìn)給，死擋鐵停留等特殊要求，這是根據(jù)具體的加工工藝需要確定的。 圖3-4工作行程示意圖 （1） 快速進(jìn)給長度應(yīng)等于工件加工部位長度與刀具切入長度L1和切出長度L2之和，切入長度應(yīng)根據(jù)工件端面的誤差情況在5-10mm之間選擇 （2） 快速退回長度等于快速引進(jìn)與工作進(jìn)給長度之和?？焖龠M(jìn)給是指動(dòng)力部件把多軸箱連同刀具從原始位置送進(jìn)到工作進(jìn)給開始位置，其長度按加工具體情況確定。 圖3-5工作循環(huán)圖 詳見尺寸聯(lián)系圖。 其它注意問題 （1） 加工示意圖上應(yīng)有足夠的聯(lián)系尺寸，

33、并標(biāo)注恰當(dāng)。尤其是從多軸箱端面到刀尖的軸向尺寸應(yīng)齊全，以備檢查行程和調(diào)整機(jī)床使用。圖上應(yīng)標(biāo)注各主軸的切削用量及必要說明。 （2） 加工示意圖應(yīng)按加工終了狀態(tài)繪制。 （3） 加工示意圖上應(yīng)有表示加工過程的工作循環(huán)圖及各行程長度。 圖3-6 加工示意圖 3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。是用來表示機(jī)床的配置型式，主要構(gòu)成級各部件安裝位置，相互聯(lián)系，運(yùn)動(dòng)關(guān)系和操作方位的總體布局圖。 動(dòng)力部件的選擇

34、 組合機(jī)床的動(dòng)力部件是配置組合機(jī)床的根底。它主要包括用以實(shí)現(xiàn)刀具主軸旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力箱，各種工藝切削用頭及實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力滑臺(tái)。 影響動(dòng)力部件選擇的主要因素為： （1） 切削功率 （2） 進(jìn)給力 （3） 進(jìn)給速度 （4） 行程 （5） 多軸箱輪廓尺寸 （6） 動(dòng)力滑臺(tái)的精度和導(dǎo)軌材料 具體動(dòng)力部件的選擇： （1） 選擇動(dòng)力箱 由 查?組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊?表5-40選擇動(dòng)力箱為1TD80，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y180L-6,功率為15KW，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為970r／min，動(dòng)力箱輸出轉(zhuǎn)速為485r／min。 （2） 選擇動(dòng)力滑臺(tái) 由?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?表2-3

35、液壓滑臺(tái)與附屬部件，支撐部件配套表 可知1HY63型液壓動(dòng)力滑臺(tái)總行程630，其臺(tái)面寬度630mm，長度1250mm，工進(jìn)速度為6.5~250mm／min，快進(jìn)速度5m／min，最大進(jìn)給力50000N。 夾具輪廓尺寸確實(shí)定 組合機(jī)床夾具是保證零件加工精度的重要部件，是用于定位和夾緊工件的，所以工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據(jù)。夾具輪廓尺寸確實(shí)定詳見顧國良同學(xué)夾具設(shè)計(jì)。 機(jī)床的裝料高度 裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到底面的垂直距離。選取機(jī)床裝料高度應(yīng)與車間工件輸送軌道高度相適應(yīng)，還應(yīng)考慮通用部件，中間底座，夾具等部件高度尺寸的限制等，綜合考慮本機(jī)床的裝料高度

36、為 680mm。 中間底座的輪廓尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其面上面連接安裝的需要。其長度方向尺寸要根據(jù)所選動(dòng)力部件及配套部件的位置關(guān)系，照顧各部件聯(lián)系尺寸的合理性來確定。本設(shè)計(jì)中，中間底座長3000mm，寬1250mm，高560mm。 多軸箱輪廓尺寸 根據(jù)被加工零件上孔德位置以及通用多軸箱尺寸，本設(shè)計(jì)選取多軸箱尺寸為800X800〔mm〕。 圖3-7 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 3.4．生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)選定的工作循環(huán)所要求的工作行程長度，切削用量，動(dòng)力部件的快速及工進(jìn)速度等，可以編制生產(chǎn)率計(jì)算卡，生產(chǎn)率計(jì)算卡反映機(jī)床加工過程，完成每一動(dòng)作所需時(shí)間，切

37、削用量，機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)荷率等。 表3-1組合機(jī)床成產(chǎn)率計(jì)算卡 被加工零件 圖號(hào) 毛坯種類 鑄件 名稱 變速箱殼體 毛坯重量 材料 HT200 硬度 180~220HBS 工序名稱 右端面鉆孔 工序號(hào) 工時(shí)(min) 序號(hào) 工步名稱 加工零件數(shù) 加 工 直徑〔mm〕 加工 長度 〔mm〕 工作 行程 〔mm〕 切削速度 〔m/min〕 轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給量 (mm/r) 進(jìn)給速度 (mm/min) 機(jī)加工時(shí)間 輔助時(shí)間 共計(jì) 1 裝卸工件

38、 1 2 滑臺(tái)快進(jìn) 3 多軸箱工進(jìn) 40 100 16 1700 30 4 滑臺(tái)快退 備注 總計(jì) 單件工時(shí) 機(jī)床生產(chǎn)率 20件/小時(shí) 機(jī)床負(fù)荷率 80% 4 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì) 通用多軸箱主要由箱體，主軸，傳動(dòng)軸，齒輪，軸套等零件和通用附加機(jī)構(gòu)組成。 多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù) 1） 多軸箱輪廓尺寸800X800mm。工件輪廓尺寸及所加工孔位置。 2） 多軸

39、箱也工件相對位置尺寸。 3） 被加工零件。 4） 動(dòng)力部件 動(dòng)力箱型號(hào)為1TD80，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y180L-6,功率為15KW，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為970r／min，動(dòng)力箱輸出轉(zhuǎn)速為485r／min。 主軸結(jié)構(gòu)的選擇及計(jì)算 （1） 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇 主軸結(jié)構(gòu)形式由零件加工工藝決定，并考慮主軸的工作條件和受力情況。軸承形式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征，加工過程中軸向力較大，最好用推理球軸承承受軸向力，而用向心球軸承承受徑向力。 （2） 主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定 根據(jù)前期設(shè)計(jì)計(jì)算初步選定主軸軸徑為30mm，初選齒輪模數(shù)為m=3 主軸分布類型及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) （1） 主軸分布類型

40、 組合機(jī)床加工的零件時(shí)多種多樣的，結(jié)構(gòu)也是各不相同，零件上孔的分布可分為4類： 1） 同心圓分布 2） 直線分布 3） 圓周和直線混合分布 4） 任意分布 本設(shè)計(jì)中采用同心圓分布。 （2） 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1） 將主軸同心分布，用一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸。 2） 確定驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向及位置。 3） 用最少的齒輪和中間傳動(dòng)軸把主軸和驅(qū)動(dòng)軸連接起來。 4） 設(shè)計(jì)手柄軸手動(dòng)調(diào)節(jié)裝配。 5） 潤滑油泵安排。 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 圖4-1多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 根據(jù)各軸的中心距確定個(gè)齒輪齒數(shù)，按照多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖安排齒輪位置。 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 齒頂圓直

41、徑 齒根圓直徑 分度圓直徑 （1） 軸0齒輪： z=21 m=4 d=84 （2） 軸1齒輪： z=21 m=4 d=84 z=25 m=3 d=75 (3〕軸2齒輪： z=16 m=3 d=48 z=32 m=3 d=96 (4)軸3-4齒輪：z=32 m=3 d=96 (5)軸5-10齒輪：z=25 m=3 d=75 (6)軸11-22齒輪：z=30 m=3 d=90 (7)軸23齒輪：z=16 m=3 d=48 鍵的選定 根據(jù)?機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊?287頁

42、鍵槽標(biāo)準(zhǔn)選取各個(gè)連接鍵。 選取軸承 Φ30軸選取30206圓錐滾子軸承，6206深溝球軸承，51206推力球軸承 Φ35軸選取32007圓錐滾子軸承 Φ50軸選取30210圓錐滾子軸承 以上軸承均滿足要求。 校核中間傳動(dòng)軸 只需按扭轉(zhuǎn)程度條件計(jì)算 代入數(shù)據(jù)： 查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表15-3，45的 =25~45，所以滿足要求。 套筒與鍵套選擇 根據(jù)?組合機(jī)床設(shè)計(jì)?選取適合各軸的套筒與鍵套。 繪制多軸箱各軸裝配表。 表4-1 多軸箱裝配表 圖4-3多軸箱展開圖 詳細(xì)方案參見多軸箱裝配圖。 結(jié)論 隨著

43、畢業(yè)辯論時(shí)間的漸漸臨近，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近尾聲。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我在曲老師的指導(dǎo)下，運(yùn)用大學(xué)四年來所學(xué)的知識(shí)，按部就班的完成了本次設(shè)計(jì)。 經(jīng)過這次為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我對計(jì)算機(jī)繪圖的使用更加熟練，把大學(xué)四年中所學(xué)的東西又穩(wěn)固了一遍，使我對機(jī)床的結(jié)構(gòu)工藝分析，機(jī)床配置形式確實(shí)定，切削用量及刀具的選擇，以及組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)有了更加深刻的理解，尤其是對多軸箱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主軸的分布，使我掌握了如何根據(jù)一個(gè)零件確定加工方法，以及加工零件所需設(shè)備的設(shè)計(jì)，同時(shí)對統(tǒng)籌協(xié)調(diào)一項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)有了更深入的了解。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能的考驗(yàn)。在我即將走上工作崗位的時(shí)刻，使我又一次實(shí)踐了理論

44、聯(lián)系實(shí)踐，鍛煉了我腳踏實(shí)地獨(dú)立分析解決問題的能力。在今后的學(xué)習(xí)工作中，我一定更加努力，不斷鉆研，在自己的工作崗位上作出自己的奉獻(xiàn)，不辜負(fù)學(xué)校和老師多年來對我的培養(yǎng)，為社會(huì)的開展奉獻(xiàn)自己的一份力量。 參考文獻(xiàn) 1 左建民. 組合機(jī)床在工程機(jī)械方面的開展.?組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技 術(shù)?.2005年07期:65-67 2 多功能組合機(jī)床時(shí)代.?汽車工藝與材料?2007年 第1期:43-44 3 施華. 通用機(jī)床、組合機(jī)床和加工中心在工藝方案中的選用.?機(jī)械制造與研究?.2007年08期:77-78 4 周震寶.組合機(jī)床在小批量生產(chǎn)中的應(yīng)用

45、.?組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)?.2006年05期：35-37 5 吳自浩．高速銑削鋁合金刀具選型及模糊綜合評判[J]．?電子機(jī)械工程?.2005年02期：44-48 6 吳何畏.王衛(wèi)兵.鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng). ?組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)?.2006年 第8期:52-55 7 施華，等·通用機(jī)床、組合機(jī)床和加工中心在工藝方案中的選用. ?機(jī)械制造與自動(dòng)化?2021年 第1期：77-78，81 8 呂淑萍. 不同的公差原那么在位置度公差中的應(yīng)用. ?組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)?.2005年05期：45-46 9 劉衛(wèi).粗加工過程中的進(jìn)給速度優(yōu)化. ?組合機(jī)床與自動(dòng)

46、化加工技術(shù)?.2005年02期：85-8611 10 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.北京：高等教育出版社，2001．01． 11 劉洪文.材料力學(xué).高等教育出版社，2004 12 S.F. Miller, J. Tao, A.J. Shih, Friction drilling of cast metals,International Journal of Machine Tool and Manufacture 46 (2006)：1526–1535 13 S.F. Miller, H. Wang, R. Li, A.J. Shih, Experimental and n

47、umerical analysis of the friction drilling process, Journal of Manufacturing Science and Engineering 128 (3) (2006)： 802–810. 14 N. Sato, O. Terada, H. Suzuki, Adhesion of aluminum to WC–Cocemented carbide tools, Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy 44 (4) (1997)： 365–368. 致謝 本文是在曲云霞老師的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)心下完成的。曲老師深厚的專業(yè)知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、誨人不倦的教育風(fēng)范以及高度的敬業(yè)精神令我受益匪淺，為我今后的學(xué)習(xí)起到了重要的指導(dǎo)作用。在此，謹(jǐn)向曲云霞老師表示最衷心的感謝。 同時(shí)，我也要衷心感謝顧國良同學(xué)在設(shè)計(jì)過程給予的幫助 最后，感謝各位老師能在百忙之中抽出時(shí)間評審我的論文。