變速箱體上表面頂面立式鉆孔專用組合機(jī)床設(shè)計(jì)含4張CAD圖
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變速箱體上表面頂面立式鉆孔專用組合機(jī)床設(shè)計(jì)
目 錄
第一章 緒論
1.1組合機(jī)床簡(jiǎn)介 第2頁(yè)
1.2組合機(jī)床在國(guó)內(nèi)的研究水平和發(fā)展趨勢(shì)(調(diào)研報(bào)告) 第4頁(yè)
1.3 研究本課題的指導(dǎo)思想及要達(dá)到的目標(biāo) 第15頁(yè)
第二章 組合機(jī)床設(shè)計(jì)方案
2.1組合機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟 第16頁(yè)
2.2制造工藝的確定 第17頁(yè)
2.3變速箱體上表面鉆孔工藝方案的確定 第17頁(yè)
第三章 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)
3.1通用多軸箱設(shè)計(jì) 第24頁(yè)
第四章 組合機(jī)床夾具體設(shè)計(jì)
4.1 定位與支承系統(tǒng) 第28頁(yè)
4.2 夾緊機(jī)構(gòu) 第30頁(yè)
第五章 小結(jié) 第30頁(yè)
第六章 致謝 第31頁(yè)
第七章 參考文獻(xiàn) 第32頁(yè)
變速箱體上表面鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)
第一章 緒論
1.1 組合機(jī)床簡(jiǎn)介
組合機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件（近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。
組合機(jī)床的分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)式組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床——柔性組合機(jī)床越來越受到人們的青睞，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程序控制器（PLC）、數(shù)字控制（NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)（清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測(cè)量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線）等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來越大。
通用部件按功能可分為動(dòng)力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。動(dòng)力部件是為組合機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件。主要有動(dòng)力箱、切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)。?支承部件是用以安裝動(dòng)力滑臺(tái)、帶有進(jìn)給機(jī)構(gòu)的切削頭或夾具等的部件，有側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。?輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件，主要有分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、分度鼓輪和往復(fù)移動(dòng)工作臺(tái)等。?控制部件是用以控制機(jī)床的自動(dòng)工作循環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操縱臺(tái)等。輔助部件有潤(rùn)滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。為了使組合機(jī)床能在中小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用，往往需要應(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)床未來的發(fā)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(jiǎn)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。
組合機(jī)床具有特定功能，按標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化原則設(shè)計(jì)、制造。對(duì)于此項(xiàng)目，在研究設(shè)計(jì)過程中，著重解決以下幾個(gè)方面的問題：
（1）在研究確定合理的加工工藝方案的前提下，確定該專機(jī)的總體設(shè)計(jì)布局，要求具有經(jīng)濟(jì)上的可行性；
（2）根據(jù)收集的資料和實(shí)地的調(diào)研考察，確定機(jī)床的配置型式及結(jié)構(gòu)方案，并提出影響機(jī)床總體總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案；
（3）詳細(xì)計(jì)算論證，確定總體設(shè)計(jì)——繪制三圖一卡及多軸箱、夾具設(shè)計(jì)；
1.2組合機(jī)床在國(guó)內(nèi)的研究水平和發(fā)展趨勢(shì)
今天我們?nèi)チ藫P(yáng)州柴油機(jī)廠進(jìn)行了關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)的市場(chǎng)調(diào)研活動(dòng)，參觀了加工箱體零件的專用機(jī)床，包括加工上表面孔的立式鉆床、攻絲機(jī)床，兩側(cè)面孔的臥式雙面鉆床及攻絲機(jī)床。對(duì)組合機(jī)床結(jié)構(gòu)及其加工特點(diǎn)有了一些感性的認(rèn)識(shí)。
組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件，對(duì)一種或若干種工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的機(jī)床。它能夠?qū)ぜM(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位同時(shí)加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序，隨著組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，它能完成的工序范圍將日益擴(kuò)大。
組合機(jī)床及自動(dòng)線所使用的通用部件是具有特定功能、按標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化原則設(shè)計(jì)、制造的組合機(jī)床基礎(chǔ)部件。每種通用部件有合理的規(guī)格尺寸系列，有適合的技術(shù)參數(shù)和完整的配套關(guān)系。
組合機(jī)床與通用機(jī)床，其他專用機(jī)床比較，有以下特點(diǎn)：
（1）組合機(jī)床上的通用不見和標(biāo)準(zhǔn)零件約站全部機(jī)床零、部件總量的70%--80%，因此設(shè)計(jì)和制造周期短，經(jīng)濟(jì)效益好。
（2）由于組合機(jī)床采用多刀加工，機(jī)床自動(dòng)化程度高，因此比通用機(jī)床生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動(dòng)強(qiáng)度低。
（3）組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過周密設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐 ，又有專門廠家成批生產(chǎn)，它與一般專用機(jī)床比較，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用維修方便。
（4）組合機(jī)床加工工件，由于采用專用夾具、組合刀具和導(dǎo)向裝置等，產(chǎn)品加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對(duì)操作工人的技術(shù)水平要求不高。
（5）當(dāng)機(jī)床被加工的產(chǎn)品更新時(shí)，專用機(jī)床的大部分零件要報(bào)廢。組合機(jī)床的通用部件是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，并等效于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，因此其通用部件可以重復(fù)使用，不必另行設(shè)計(jì)和制造。
（6）組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動(dòng)線，以適應(yīng)大規(guī)模和自動(dòng)化生產(chǎn)的需要。
組合機(jī)床有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床兩大類，它們不僅在體積上和功率上有大小之別，而且結(jié)構(gòu)和配置型式等方面也有差異。
組合機(jī)床常用的通用部件有：
機(jī)床主運(yùn)動(dòng)部件，即形成機(jī)床切削速度或消耗主要?jiǎng)恿Φ墓ぷ鬟\(yùn)動(dòng)部件——?jiǎng)恿ο洹⒍噍S箱和單軸工藝切削頭等。
機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件，即使工件的多余材料不斷被切除的工作部件——液壓滑臺(tái)、機(jī)械滑臺(tái)和數(shù)空滑臺(tái)等。
輸送部件，它具有定位和夾緊裝置，用于安裝工件并運(yùn)送到預(yù)定工位的通用部件——回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、滑臺(tái)和自動(dòng)線的輸送裝置等。
支承部件，用于安裝動(dòng)力部件和輸送部件等的通用部件——側(cè)底座、立柱、立柱底座和中間底座等。
輔助部件，附屬于動(dòng)力部件并與其相配合才起作用的部件——冷卻、潤(rùn)滑、排屑、氣動(dòng)和液壓等裝置。
大型組合機(jī)床的配置型式可分為以下三種型式.固定式夾具的單工位組合機(jī)床,臥式組合機(jī)床。（2）立式組合機(jī)床（3）傾斜式組合機(jī)床。（4）復(fù)合式組合機(jī)床
組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件（近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。組合機(jī)床的分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)式組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床——柔性組合機(jī)床越來越受到人們的青睞，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程序控制器（PLC）、數(shù)字控制（NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)（清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測(cè)量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線）等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來越大。
現(xiàn)代組合機(jī)床作為機(jī)電一體化產(chǎn)品，它是控制、驅(qū)動(dòng)、測(cè)量、監(jiān)控、刀具和機(jī)械組件等技術(shù)的綜合反映。近20年來，這些技術(shù)有長(zhǎng)足進(jìn)步，同時(shí)作為組合機(jī)床主要用戶的汽車和內(nèi)燃機(jī)等行業(yè)也有很大的變化，其產(chǎn)品市場(chǎng)壽命不斷縮短，品種日益增多且質(zhì)量不斷提高。這些因素有力地推動(dòng)和激勵(lì)了組合機(jī)床技術(shù)的不斷發(fā)展。
近20年來，組合機(jī)床技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，在加工精度、生產(chǎn)效率、利用率、柔性化和綜合自動(dòng)化等方面的巨大進(jìn)步，標(biāo)志著組合機(jī)床技術(shù)發(fā)展達(dá)到的高水平。組合機(jī)床的技術(shù)發(fā)展，刀具、控制和其它相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步以及用戶需求變化起著重要的推動(dòng)作用，其中，特別是CNC控制技術(shù)對(duì)組合機(jī)床結(jié)構(gòu)的變革及其柔性化起著決定性作用。
1.?組合機(jī)床品種的發(fā)展重點(diǎn)
在組合機(jī)床這類專用機(jī)床中，回轉(zhuǎn)式多工位組合機(jī)床和自動(dòng)線占有很重要的地位。因?yàn)檫@?兩類機(jī)床可以把工件的許多加工工序分配到多個(gè)加工工位上，并同時(shí)能從多個(gè)方向?qū)ぜ膸讉€(gè)面進(jìn)行加工，此?外，還可以通過轉(zhuǎn)位夾具(在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)機(jī)床上)或通過轉(zhuǎn)位、翻轉(zhuǎn)裝置(在自動(dòng)線上)實(shí)現(xiàn)工件的五面加工或全部?加工，因而具有很高的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率，被汽車、摩托車和壓縮機(jī)等工業(yè)部門所采用。?
2.?自動(dòng)線節(jié)拍時(shí)間進(jìn)一步縮短
???? 目前，以大批量生產(chǎn)為特征的轎車和輕型載貨車，其發(fā)動(dòng)機(jī)的年產(chǎn)量通常為60萬臺(tái)左右，實(shí)現(xiàn)這樣大的批量?生產(chǎn)，回轉(zhuǎn)式多工位組合機(jī)床和自動(dòng)線在三班運(yùn)行的情況下，其節(jié)拍時(shí)間一般為20～30秒，當(dāng)零件生產(chǎn)批量更大?時(shí)，機(jī)床的節(jié)拍時(shí)間還要更短些。在70年代，自動(dòng)線要實(shí)現(xiàn)這樣短的節(jié)拍，往往要采用并列的雙工位或設(shè)?置雙線的辦法，即對(duì)決定自動(dòng)線節(jié)拍的、工序時(shí)間最長(zhǎng)的加工工序要通過并聯(lián)兩個(gè)相同的加工工位，如果限制性?工序較多時(shí)，則通過采用兩條相同的自動(dòng)線來平衡自動(dòng)線系統(tǒng)的加工節(jié)拍。顯然，這樣就要增加設(shè)備投資和作業(yè)?面積.自動(dòng)線的短節(jié)拍，主要是通過縮短基本時(shí)間和輔助時(shí)間來實(shí)現(xiàn)的。?
????3.?組合機(jī)床柔性化進(jìn)展迅速
十多年來，作為組合機(jī)床重要用戶的汽車工業(yè)，為迎合人們個(gè)性化需求，汽車變型品種日益增多，以多?品種展開競(jìng)爭(zhēng)已成為汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的特點(diǎn)之一，這使組合機(jī)床制造業(yè)面臨著變型多品種生產(chǎn)的挑戰(zhàn)。為適應(yīng)多品?種生產(chǎn)，傳統(tǒng)以加工單一品種的剛性組合機(jī)床和自動(dòng)線必須提高其柔性。在70年代，數(shù)控系統(tǒng)的可靠性有了很大?的提高，故到70年代末和80年代初，像Alfing、Hüller-Hille?和Ex-cell-o等公司相繼開發(fā)出數(shù)控加工模塊和柔性自動(dòng)線(FTL)，從此數(shù)控組合機(jī)床和柔性自動(dòng)線逐年增多。近十年來，組合機(jī)床的數(shù)控化發(fā)展是十分迅速的。應(yīng)指出，進(jìn)入90年代以來，汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更趨激?烈，產(chǎn)品市場(chǎng)壽命進(jìn)一步縮短，新車型的開發(fā)周期日益縮短(目前一般為35個(gè)月)，汽車品種不斷增多，因而汽車?工業(yè)對(duì)柔性自動(dòng)化技術(shù)裝備的需求量日益增多。組合機(jī)床及其自動(dòng)線在保持其高生產(chǎn)效率的條件下，進(jìn)一步提高其柔性?就愈來愈具有重要意義。?
組合機(jī)床的柔性化主要是通過采用數(shù)控技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。開發(fā)柔性組合機(jī)床和柔性自動(dòng)線的重要前提是開發(fā)?數(shù)控加工模塊，而有著較長(zhǎng)發(fā)展歷史的加工中心技術(shù)為開發(fā)數(shù)控加工模塊提供了成熟的經(jīng)驗(yàn)。由數(shù)控加工模塊組?成的柔性組合機(jī)床和柔性自動(dòng)線，可通過應(yīng)用和改變數(shù)控程序來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀、自動(dòng)更換多軸箱和改變加工行程?、工作循環(huán)、切削參數(shù)以及加工位置等，以適應(yīng)變型品種的加工。
??????組合機(jī)床自動(dòng)線柔性化的迅速發(fā)展和節(jié)拍時(shí)間的日益縮短，充分顯示了CNC技術(shù)和刀具技術(shù)給組合機(jī)床自動(dòng)線?帶來的巨大技術(shù)進(jìn)步，使柔性自動(dòng)線在多品種、大批量生產(chǎn)中成為重要的技術(shù)裝備。?但在這里必須指出，在組合機(jī)床和自動(dòng)線實(shí)現(xiàn)柔性化發(fā)展的同時(shí)，加工中心高速化發(fā)展異常迅速。90年代初，?由這類高速加工中心組成的柔性生產(chǎn)線進(jìn)入大批量生產(chǎn)領(lǐng)域，出現(xiàn)了加工中心與自動(dòng)線競(jìng)爭(zhēng)的局面。?
4.?加工精度日益提高
? 特別自80年代中期以來，汽車制造業(yè)為增強(qiáng)其汽車的競(jìng)爭(zhēng)力，不斷地加嚴(yán)其發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵件的制造公差，并通過計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量和分析方法，以及通過設(shè)備能力檢驗(yàn)來提高其產(chǎn)品的質(zhì)量。組合機(jī)床制造廠為了滿足用戶對(duì)工件加工精度的高要求，除了進(jìn)一步提高主軸部件、鏜桿、夾具(包括鏜模)的精度，采用新的專用刀具，優(yōu)化切削工藝過程，采用刀具尺寸測(cè)量控制系統(tǒng)和控制機(jī)床及工件的熱變形等一系列措施外，目前，空心工具錐柄(HSK)和過程統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制(SPC)的應(yīng)用已成為自動(dòng)線提高和監(jiān)控加工精度的新的重要技術(shù)手段。?
? 5.?綜合自動(dòng)化程度日益提高
近十年來，為進(jìn)一步提高工件的加工精度和減少工件在生產(chǎn)過程中的中間儲(chǔ)存、搬運(yùn)以及縮短生產(chǎn)流程時(shí)間，將工件加工流程中的一些非切削加工工序(如工序間的清洗、測(cè)量、裝配和試漏等)集成到自動(dòng)線或自動(dòng)線組成的生產(chǎn)系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)工件加工、表面處理、測(cè)量和裝配等工序的綜合自動(dòng)化。?
當(dāng)今，鑒于我們?nèi)祟愘囈陨娴沫h(huán)境日益受到工業(yè)污染的破壞，環(huán)境保護(hù)已引起人們的普遍重視。近年來，國(guó)內(nèi)外越來越關(guān)注工業(yè)清洗對(duì)環(huán)境的污染。這就促使許多工業(yè)部門的零件清洗轉(zhuǎn)向應(yīng)用水劑清洗(采用酸性、中性或堿性清洗液，清洗液中主要含有磷酸鹽、活性劑和絡(luò)合劑等)，這種水劑清洗主要根據(jù)工件清洗質(zhì)量要求而采用噴淋(分散清洗)和浸漬(集中清洗)兩種工藝。?
?????近幾年來，由于自動(dòng)線節(jié)拍時(shí)間的日益縮短、被測(cè)工件的精度要求越來越高以及測(cè)量又要在生產(chǎn)條件下進(jìn)行，因此，自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)不僅要具有很高的工作速度和很高的工作精度，并且要具有較強(qiáng)的抗環(huán)境干擾(如切屑、塵埃、冷卻液蒸汽、油液、振動(dòng)和溫度等)能力或測(cè)量系統(tǒng)具有對(duì)某些干擾量能進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償?shù)男阅堋? 在自動(dòng)線上，自動(dòng)測(cè)量可分為加工前測(cè)量和加工后測(cè)量。?
加工前測(cè)量是在工件加工前通過測(cè)量以確定工件的特征，并利用測(cè)量結(jié)果來調(diào)整刀具相對(duì)于工件待加工部位的位置，然后進(jìn)行相應(yīng)的加工。例如，在銑削缸蓋底平面時(shí)，為確保各燃燒室至底平面的深度尺寸偏差為最小(這一偏差直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)性能)，故采用了測(cè)量控制的銑削方法。銑削前，缸蓋在隨行夾具中找正和夾緊，接著采用多個(gè)氣動(dòng)測(cè)量頭測(cè)出各燃燒室的深度，由最大值和最小值求出平均值，然后利用該值通過相應(yīng)的控制來調(diào)整銑頭相對(duì)于工件的位置再進(jìn)行銑削。?
????裝配在主體工件的加工過程中，有的需要將個(gè)別零件裝配到主體件上后再繼續(xù)進(jìn)行加工。在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，已普遍地將這類工序間裝配集成到自動(dòng)線或自動(dòng)線組成的生產(chǎn)系統(tǒng)中。例如，缸體的瓦蓋裝配、缸蓋的進(jìn)排氣閥座及導(dǎo)管裝配和缸體、缸蓋的堵片裝配等。?
6.?自動(dòng)線可靠性和利用率不斷改善和提高
自動(dòng)線的經(jīng)濟(jì)性只有在其進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)的情況下才有可能實(shí)現(xiàn)。為提高自動(dòng)線加工過程的可靠性、利用率和工件的加工質(zhì)量，目前在自動(dòng)線上愈來愈多的采用過程監(jiān)控，對(duì)其各組成設(shè)備的功能、加工過程和工件加工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，以便快速識(shí)別故障、快速進(jìn)行故障診斷和早期預(yù)報(bào)加工偏差，使操作人員和維修人員能及時(shí)地進(jìn)行干預(yù)，以縮短設(shè)備調(diào)試周期、減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間和避免加工質(zhì)量偏差。?
近年來，質(zhì)量監(jiān)控已日益成為現(xiàn)代自動(dòng)線生產(chǎn)監(jiān)控的重要一環(huán)。這主要是由于汽車工業(yè)不斷提高發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的緣故。各汽車制造廠普遍要求將零件的設(shè)計(jì)公差帶壓縮1/3～1/2作為工序公差，對(duì)機(jī)床能力系數(shù)提出了很高的要求。為此，自動(dòng)線制造廠為確保設(shè)備具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量，已日益重視應(yīng)用SPC對(duì)自動(dòng)線的生產(chǎn)過程進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控，對(duì)加工質(zhì)量偏差的趨向進(jìn)行早期預(yù)報(bào)，以便把工件的加工公差始終控制在預(yù)定的范圍內(nèi)。?
現(xiàn)代自動(dòng)線的過程控制和監(jiān)控不僅包含對(duì)變得愈來愈復(fù)雜的自動(dòng)線的過程控制和對(duì)所有終點(diǎn)開關(guān)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)開關(guān)、節(jié)拍時(shí)間、冷卻和潤(rùn)滑液的供給以及液壓、氣動(dòng)功能等進(jìn)行監(jiān)控和診斷，而且還包括對(duì)刀具耐用度、設(shè)備維修間隔和工件計(jì)數(shù)等進(jìn)行管理，并通過一些直觀的過程圖形顯示、操作指引、故障報(bào)警和診斷指示，使操作人員更便于監(jiān)控整個(gè)自動(dòng)線的生產(chǎn)過程。? 80年代末，在自動(dòng)線的故障診斷技術(shù)中出現(xiàn)的一種基于知識(shí)的故障診斷技術(shù)，可對(duì)自動(dòng)線運(yùn)行中產(chǎn)生的所有故障進(jìn)行診斷(而不是局限于診斷最常出現(xiàn)的故障)，確定故障部位及其原因，這為迅速排除故障贏得了時(shí)間，從而顯著地縮短自動(dòng)線的調(diào)試時(shí)間和停機(jī)時(shí)間。?
當(dāng)前，自動(dòng)線的控制技術(shù)已由集中控制方式轉(zhuǎn)向分散控制方式。根據(jù)對(duì)這種新的控制模式的研究表明，采用分散控制系統(tǒng)要比采用集中控制系統(tǒng)可節(jié)省費(fèi)用5%。這主要是由于分散控制系統(tǒng)可減少電纜敷設(shè)費(fèi)用(采用總線系統(tǒng))、減少電氣保養(yǎng)維修費(fèi)(由于提高了透明度)、省去控制柜臺(tái)架(分散控制系統(tǒng)的控制柜直接設(shè)置在自動(dòng)線的加工工位上)和無需設(shè)置集中冷卻裝置等。此外，這種分散控制系統(tǒng)由于總體配置簡(jiǎn)單，有利于加快自動(dòng)線的投入運(yùn)行，并由于一目了然的結(jié)構(gòu)配置，在產(chǎn)生故障時(shí)很容易確定故障的部位。最后，分散控制系統(tǒng)的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化也有利于降低成本和提高透明度。
???? 7.?其它技術(shù)的應(yīng)用動(dòng)向
組合機(jī)床設(shè)計(jì)普及CAD技術(shù)在國(guó)外許多公司中，組合機(jī)床設(shè)計(jì)已普遍采用CAD工作站，在設(shè)計(jì)室?guī)缀鹾茈y見到傳統(tǒng)的繪圖板。CAD除應(yīng)用于繪圖工作外，并在構(gòu)件的剛度分析(有限元方法)、組合機(jī)床及自動(dòng)線設(shè)計(jì)方案比較和選擇，以及方案報(bào)價(jià)等方面均已得到廣泛應(yīng)用，從而顯著地提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和縮短了設(shè)計(jì)周期。加之國(guó)外許多公司在組合機(jī)床和自動(dòng)線組成模塊方面的系列化和通用化程度很高(一般達(dá)90%以上)，使組合機(jī)床和自動(dòng)線的交貨期進(jìn)一步縮短。
精益生產(chǎn)方式的重要內(nèi)容之一是并行工程。根據(jù)并行工程的組織原則，要求在產(chǎn)品開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，所有各相關(guān)的設(shè)計(jì)和制造活動(dòng)之間按時(shí)間并行地進(jìn)行密切合作和協(xié)調(diào)。也就是要求產(chǎn)品開發(fā)部門、生產(chǎn)規(guī)劃部門和設(shè)備制造廠之間進(jìn)行緊密合作，對(duì)要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品和加工裝備同時(shí)進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)，及早地發(fā)現(xiàn)和改正產(chǎn)品(工件)可能存在的錯(cuò)誤，并盡早確定主要的生產(chǎn)工藝裝備，從而達(dá)到改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造工藝、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低制造費(fèi)用、提高產(chǎn)品質(zhì)量和工藝裝備質(zhì)量的目的。?
從并行工程的基本思想看，這一方法似乎也不是新發(fā)明。因?yàn)樵谕ǔＴO(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，同樣要求組合機(jī)床制造廠與用戶之間進(jìn)行密切合作，以便使專用設(shè)備能更好地滿足用戶的各種要求。但是，并行工程同這種做法有著本質(zhì)上的不同。眾所周知，組合機(jī)床制造廠總是根據(jù)用戶提供的工件圖紙和樣件來進(jìn)行專用設(shè)備的設(shè)計(jì)的，在工作環(huán)節(jié)上是一種按順序進(jìn)行的作業(yè)。而并行工程則突破了這種上下道作業(yè)的工作程序，它要求通過裝備制造部門早期介入用戶產(chǎn)品的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門考慮其結(jié)構(gòu)和功能時(shí)，能協(xié)同考慮產(chǎn)品的加工和裝配工藝(以制造工藝和裝配工藝帶動(dòng)設(shè)計(jì))，從而加速產(chǎn)品開發(fā)，同時(shí)達(dá)到降低制造費(fèi)用和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
在國(guó)外，近十年來，很多汽車制造廠都在積極推行并行工程，并有不少組合機(jī)床制造廠與汽車廠密切合作應(yīng)用這一方法來加速專用裝備的設(shè)計(jì)制造。應(yīng)用并行工程分別為一些汽車廠設(shè)計(jì)制造了眾多的缸體、缸蓋和變速箱體等加工自動(dòng)線，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
8.?結(jié)束語
近20年來，組合機(jī)床自動(dòng)線技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，自動(dòng)線在加工精度、生產(chǎn)效率、利用率、柔性化和綜合自動(dòng)化等方面的巨大進(jìn)步，標(biāo)志著組合機(jī)床自動(dòng)線技術(shù)發(fā)展達(dá)到的高水平。自動(dòng)線的技術(shù)發(fā)展，刀具、控制和其它相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步以及用戶需求變化起著重要的推動(dòng)作用，其中，特別是CNC控制技術(shù)對(duì)自動(dòng)線結(jié)構(gòu)的變革及其柔性化起著決定性作用。?
隨著市場(chǎng)需求的變化，柔性將愈來愈成為決擇設(shè)備的重要因素。因此，自動(dòng)線將面臨由高速加工中心組成的FMS的激烈競(jìng)爭(zhēng)。
1.3 研究本課題的指導(dǎo)思想及要達(dá)到的目標(biāo)
在完成了大學(xué)階段的課程學(xué)習(xí)之后，為了鞏固和深入的學(xué)習(xí)理論知識(shí)，系統(tǒng)地掌握并運(yùn)用這些知識(shí)，全面提高我們自身的綜合素質(zhì)，為以后踏上工作崗位，游刃有余的完成各項(xiàng)工作做好準(zhǔn)備。
通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在輔導(dǎo)老師和周圍人的幫助下認(rèn)真的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，在保證完成任務(wù)的前提下還有一定的質(zhì)量水準(zhǔn)。讓我實(shí)際操作設(shè)計(jì)組合機(jī)床，親自體會(huì)作為工程技術(shù)人員，作為一名工程師應(yīng)具有的理論知識(shí)、專業(yè)素養(yǎng)及實(shí)際動(dòng)手操作能力，力爭(zhēng)做一名合格的工科工程師人員！
第二章 確定組合機(jī)床設(shè)計(jì)方案
2.1 組合機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟
一. 擬訂方案階段
指定工藝方案是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最重要的一步。工藝方案制定得好與否，將決定機(jī)床能否達(dá)到“體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，效率高，質(zhì)量好”的要求。為了使工藝方案制定得合理，先進(jìn)，必須從認(rèn)真分析被加工零件圖紙開始，深入現(xiàn)場(chǎng)了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工部位，尺寸精度，表面粗糙度和技術(shù)要求，定位夾緊方式，工藝方法和加工過程中所采用的刀具，輔具，切削用量及生產(chǎn)率等，分析其優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)設(shè)計(jì)制造使用單位和操作者豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以求理論緊密聯(lián)系實(shí)際，從而確定零件在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容及方法，決定刀具種類，結(jié)構(gòu)類型，數(shù)量及切削用量等。
二．技術(shù)設(shè)計(jì)階段
根據(jù)已確定的工藝和結(jié)構(gòu)方案，按照加工示意圖和機(jī)床聯(lián)系尺寸圖等開展部件設(shè)計(jì)，繪制多軸箱，夾具等裝配圖。
三．工作設(shè)計(jì)階段
（1）繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖。
（2）編制機(jī)床說明書，制定機(jī)床精度檢驗(yàn)，調(diào)整，試車規(guī)范等有關(guān)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
2.2 制造工藝的確定
本課題就是要通過實(shí)地調(diào)研考察，結(jié)合大學(xué)階段所學(xué)專業(yè)課知識(shí)和相關(guān)資料的分析閱讀設(shè)計(jì)專用機(jī)床（組合機(jī)床），來解決上述制造工藝中上端面鉆孔的加工問題。
在設(shè)計(jì)時(shí)要注意下列幾個(gè)問題：采用先進(jìn)的加工工藝方案，恰當(dāng)?shù)卮_定本專機(jī)的工序集中度；選擇合適的配置，合理選擇本專機(jī)的通用部件；合理選擇切削速度，進(jìn)給量，確定鉆孔所用麻花鉆；設(shè)計(jì)合理高效的專用夾具。影響工藝方案的主要因素。
鉆頂面的8個(gè)φ8.5的螺紋底孔，螺紋為普通等級(jí)。材料HT，硬度163-229。生產(chǎn)批量：大中批量。
工序間余量的確定：由于鉆孔直徑較小，直接用麻花鉆鉆孔
刀具結(jié)構(gòu)選擇：考慮到加工材料、生產(chǎn)批量和加工精度要求不高，采用標(biāo)準(zhǔn)錐柄麻花鉆。
2.3 變速箱體上表面鉆孔工藝方案的確定
從工藝簡(jiǎn)圖中可以看到：要加工的孔為φ8.5盲孔，各孔之間沒有位置度要求。根據(jù)加工零件的形狀和加工要求，考慮加工經(jīng)濟(jì)精度等因素，確立合理的加工工藝方案。
2.3.1 工藝基準(zhǔn)分析
選擇加工工藝基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)遵循一下原則：應(yīng)盡可能的選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為加工時(shí)的定位基準(zhǔn)，這樣可以減少累計(jì)誤差，有利于保證加工的精度，還有利于工件加工；選擇定位基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)選用光潔、平整和有足夠大的尺寸面做定位基準(zhǔn)，定位時(shí)要確保工件的穩(wěn)定，只有不能避免才考慮粗基準(zhǔn)；統(tǒng)一基準(zhǔn)原則，這樣可以簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)，減少工件搬動(dòng)和裝夾次數(shù)；選擇基準(zhǔn)應(yīng)保證定位準(zhǔn)確、可靠，夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便；工序集中原則，選擇基準(zhǔn)時(shí)保證在一次裝夾下，盡可能多的加工，便于保證加工的精度要求；夾緊時(shí)要保證不影響加工，夾緊要可靠；在加工方向上，當(dāng)所受力較大時(shí)要考慮采用輔助夾緊，這樣在加工過程中可以保證定位要求，滿足加工要求。
定位基準(zhǔn)和夾緊部位：
定位基準(zhǔn)：一面兩銷（5自由度）。加緊部位：頂面。
2.3.2 機(jī)床配置型式的選擇
組合機(jī)床是針對(duì)被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求，按高度集中工序原則設(shè)計(jì)的一種高效率專用機(jī)床。設(shè)計(jì)機(jī)床前，首先根據(jù)組合機(jī)床完成工藝的一些限制及組合機(jī)床各種工藝方法能達(dá)到的加工精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，解決零件是否可以利用組合機(jī)床加工及采用組合機(jī)床加工是否合理的問題。
影響機(jī)床配置方案的主要因素有：
被加工零件的加工精度和加工工序，它是制定機(jī)床方案的主要依據(jù)；
被加工零件的特點(diǎn)在很大程度上決定了機(jī)床采用的配置型式；
被加工零件的生產(chǎn)批量；
機(jī)床的使用條件。
本機(jī)床采用立式組合鉆床加工的單工位組合機(jī)床。
2.3.3 切削用量的選擇
機(jī)床要正常工作，必須確定合理的切削速度和進(jìn)給量。切削速度和進(jìn)給量選擇適當(dāng)，將會(huì)減少加工時(shí)間，延長(zhǎng)刀具使用壽命，獲得較高的生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。
由于該工序采用的是組合機(jī)床同時(shí)鉆8個(gè)φ8.5螺紋底孔，8把刀具都安裝在同一個(gè)主軸箱上，因此每把刀具的進(jìn)給量都是相同的。根據(jù)鉆孔加工切削用量參照表，鉆孔切削速度為16m/min。
由公式n=v∕d×1000可得：主軸轉(zhuǎn)速n=600r/min。
進(jìn)給量f=0.15mm/r，。
有以上數(shù)據(jù)，選擇相應(yīng)的鉆套、襯套、接桿及麻花鉆頭等，參照大連組合機(jī)床研究所的 《組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè)》
單個(gè)孔的切削轉(zhuǎn)矩
由表3-19查得主軸直徑選用φ20mm，再由表3-22可知，主軸為長(zhǎng)主軸，用于鉆削工序，主軸類型為前支承為推力球軸承和向心球軸承、后支承為向心球軸承的主軸，主軸外伸尺寸為D/d1=30/20，L=100mm,由此選用接桿為2-215 T0635-01，鉆頭為φ8.5標(biāo)準(zhǔn)錐柄麻花鉆頭，具體尺寸如加工示意圖所示。
2.3.3.1 動(dòng)力部件的選擇：
動(dòng)力部件主要用以實(shí)現(xiàn)切削刀具的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它們是機(jī)床最主要的通用部件，包括液壓滑臺(tái)、滑臺(tái)側(cè)底座、動(dòng)力箱。一般主運(yùn)動(dòng)采用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)。它們的選擇原則應(yīng)遵循下列原則：
（1）進(jìn)給力和功率應(yīng)滿足加工所需的最大進(jìn)給力和所需的計(jì)算功率（包括切削功率、空轉(zhuǎn)功率、傳動(dòng)損失等）；
（2）所選擇的快速行程速度應(yīng)小于動(dòng)力滑臺(tái)的規(guī)定的快速行程速度，切削用量的每分鐘工作進(jìn)給速度應(yīng)大于動(dòng)力滑臺(tái)額定的最小進(jìn)給量；
（3）多軸箱輪廓尺寸具有一定的限制，不同規(guī)格的動(dòng)力滑臺(tái)要與同規(guī)格的多軸箱配套使用。
單個(gè)孔的切削轉(zhuǎn)矩
單個(gè)孔的切削功率
切削軸向力 ：
切削總的功率
切削總的軸向力
綜合以上因素，查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2—14
液壓動(dòng)力滑臺(tái)選用1HY32—1A，臺(tái)面寬度320mm，臺(tái)面長(zhǎng)度630mm，行程400，導(dǎo)軌為鑄鐵材料，滑臺(tái)及滑座總高280mm，滑座長(zhǎng)為1070，余蓄最大進(jìn)給力為12500N，快速行程速度為12m/min ,工進(jìn)速度20—650mm/min。
動(dòng)力箱選用1TD32—IA型動(dòng)力箱，電機(jī)選用Y100L—4，電動(dòng)機(jī)功率為2.2KW,驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速715r/min,動(dòng)力箱與滑臺(tái)結(jié)合面尺寸：長(zhǎng)400，寬320。
配套通用部件：立柱1CL32，立柱側(cè)底座1CL321。
2.3.4 組合機(jī)床尺寸聯(lián)系圖繪制
2.3.4.1 主要相關(guān)尺寸的分析
裝料高度： 裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)到地面的垂直距離。在確定裝料高度時(shí)，應(yīng)考慮車間運(yùn)送工件滾道或者搬運(yùn)小車的高度，工作最底加工孔的位置，主軸高度及通用部件高度尺寸的限制。具體計(jì)算如下：,
取裝料高度為H=900mm
中間底座尺寸：中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面連接安裝的需要。其長(zhǎng)度方向尺寸要根據(jù)所選動(dòng)力部件（滑臺(tái)和滑座）及其配套部件的位置關(guān)系，照顧各部件聯(lián)系尺寸的合理性來確定。非常重要的是，一定要保證加工終了位置時(shí)，工件端面至多軸箱前面的距離不小于加工示意圖上要求的距離。同時(shí)，要考慮動(dòng)力部件加工終了位置時(shí)，多軸箱與夾具外輪廓間應(yīng)該有便于機(jī)床調(diào)整、維修的距離，取中間底座高度為630mm。
夾具底座高度為270 mm,
夾具安裝：長(zhǎng)250，寬330
（3）確定多軸箱輪廓尺寸
標(biāo)準(zhǔn)多軸箱厚度為340mm(立式)，
這里的最底孔高度即為孔到液壓滑臺(tái)面的水平距離，為125mm
B=b+2b1
H=h+h1+b1
為保證有足夠的派部齒輪空間，b170=100mm,h1必須考慮到與h2、機(jī)床裝料高度H、滑臺(tái)滑體總高h(yuǎn)3、側(cè)底座高h(yuǎn)4、滑臺(tái)與側(cè)底座之間的調(diào)整高度h7等尺寸之間的關(guān)系而定。由于是立式機(jī)床,考慮多軸箱的總體設(shè)計(jì)h1定為124.5,
如取b1=100mm 則可以求出：
B=b+2b1=493
H=h+h1+b1=390.5
按照上述計(jì)算值，按照多軸箱尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定多軸箱輪廓尺寸BH=500400
2.3.4.2 繪制聯(lián)系尺寸圖
（1）尺寸確定 注意：要按照機(jī)床加工終了位置繪制。
檢查長(zhǎng)寬高三個(gè)方向的尺寸鏈要封閉。
（2）機(jī)床分組
為便于設(shè)計(jì)和組織生產(chǎn)，組合機(jī)床各部分和裝置按照不同的功能劃分編組。組號(hào)劃分規(guī)定如下：
第1019組——支撐部件。一般由通用立柱側(cè)底座、立柱和專用中間底座組成。
第2029組——夾具及其輸送部件。夾具是組合機(jī)床的專用的部件，常編為20組，包括定位加緊及導(dǎo)向部分。對(duì)于一些獨(dú)立性較強(qiáng)的活動(dòng)鉆模板、自動(dòng)加緊機(jī)構(gòu)、自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)常單獨(dú)編號(hào)。移動(dòng)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)臺(tái)等輸送設(shè)備，如果屬于通用設(shè)備，可以納入夾具組，明細(xì)表中列出通用部件型號(hào)即可，如果專用則單獨(dú)成組編號(hào)。
第30～39組——電氣設(shè)備，電氣設(shè)計(jì)編變?yōu)?0組，包括原理圖、接線圖和安裝圖等設(shè)計(jì)，專用操縱臺(tái)、控制柜等則另編組號(hào)。
第40~49組——傳動(dòng)裝置。包括機(jī)床中所有的動(dòng)力部件如動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng)力箱等通用部件，編號(hào)40組，其余須修改部分內(nèi)容或?qū)Ｓ玫膫鲃?dòng)設(shè)備則單獨(dú)編租。
第50~59組——液壓和氣動(dòng)裝置。
第60~69組——刀具、工具、量具和輔助工具等。
第70~79組——多軸箱及其附屬部件。
第80~89組——冷卻、排屑及潤(rùn)滑裝置。
第90~99組——電氣、液壓、氣動(dòng)等各種控制擋鐵。
具體尺寸見尺寸聯(lián)系圖所示。
2.3.5 生產(chǎn)率計(jì)算（參照《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》從鳳廷 遲建山 主編）
根據(jù)選定的機(jī)床工作循環(huán)所要求的工作行程長(zhǎng)度、切削用量、動(dòng)力部件的快速及工進(jìn)速度等，就可以計(jì)算機(jī)床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡，用以反映機(jī)床的加工過程、完成每一動(dòng)作所要的時(shí)間、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)載率等。
1.理想生產(chǎn)率
=（件/h）
A：生產(chǎn)綱領(lǐng) K：全年總工時(shí)，一般情況下，單班制K取2350h,兩班制K取4600h。
2.實(shí)際生產(chǎn)率
（件/h）
——生產(chǎn)一個(gè)零件所要的時(shí)間（min），由下式計(jì)算：
= （min）
，——是刀具第一、第二工作進(jìn)給長(zhǎng)度（mm）。
，——是刀具第一、第二工作進(jìn)給量（mm/min）。
——通常是指刀具在工件上加工終了位置無進(jìn)給狀態(tài)下所消耗的時(shí)間（min）。
,——?jiǎng)恿Σ考目焱?、快進(jìn)長(zhǎng)度（mm）。
——?jiǎng)恿Σ考目焖傩谐趟俣?。機(jī)械動(dòng)力部件取6~8m/min；液壓動(dòng)力部件取4~12m/min。
——直線移動(dòng)或工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換的時(shí)間。
——裝卸工件的時(shí)間。
如果計(jì)算出的>,則必須重新選擇切削用量或修改機(jī)床設(shè)計(jì)方案。
3.機(jī)床負(fù)載率
注意：以上的計(jì)算結(jié)果在生產(chǎn)率計(jì)算卡上。
第三章 多軸箱設(shè)計(jì)
3.1通用多軸箱設(shè)計(jì)
軸號(hào)
主軸外伸尺寸（mm）
切削用量
備注
D/d
L
工序內(nèi)容
(r/min)
(m/min)
(mm/r)
1~6
30/20
100
鉆孔
600
16
0.15
3.1.3傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算
已知主軸轉(zhuǎn)速及驅(qū)動(dòng)軸到主軸的傳動(dòng)比。
1）
2）總的傳動(dòng)比
iO1-1=iO1-2……iO1-7=iO1-8=600/715=1/1.19；
各軸傳動(dòng)比分配因?yàn)橐笾鬏S上齒輪不過大，所以最后一對(duì)齒輪取升速。
i12-1.2.8=1.41;i13-3.4=1.41;i15-5.6=1.41;i17-7=1.41
驅(qū)動(dòng)軸O1-12.13.15.17的傳動(dòng)均用降速i23-12.13.15.17=1/1.35
又因iO1-23=1/1.24
3）確定中間軸12的位置，配12軸與1,2,8,軸聯(lián)接的三對(duì)齒輪
1,2,8軸中心即為12軸的位置，R=85，取m=2
有；
解得
、確定中間傳動(dòng)軸13的位置，并配對(duì)軸13與3,4軸聯(lián)接的的兩對(duì)齒輪
R=85，m=2
同理可得
、確定中間傳動(dòng)軸15的位置，并配對(duì)軸15與5,6軸聯(lián)接的的兩對(duì)齒輪
R=76，m=2
同理可得
、確定中間傳動(dòng)軸17的位置，并配對(duì)軸17與7軸聯(lián)接的的一對(duì)齒輪
R=76，m=2
同理可得
、23軸的位置，配23軸和12,13,15,17軸聯(lián)接，
i23-12.13.15.17=1/1.35，R=94mm
則同上原理得
、23軸的位置，配23軸和12,13,15,17軸聯(lián)接，
iO1-23=1/1.24，R=70mm,m=3
則同上原理得
4） 驗(yàn)算各個(gè)主軸轉(zhuǎn)速。
n1=n2=n8=n3=n4=715×(31/39)×(40/54)×(50/35)=601r/min；
n5=n6=n7=715×(31/39)×(40/54)×(44/32)=579r/min；
兩組主軸的轉(zhuǎn)速相對(duì)損失在以內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。
5） 采用型葉片泵，經(jīng)由4經(jīng)過的傳動(dòng)比傳到葉片泵。
則有：n泵=n2×(32/35)=550r/min；
在400~800r/min 的范圍內(nèi)，滿足要求。
6）用中間傳動(dòng)軸23兼作調(diào)整手柄軸，其轉(zhuǎn)速為568r/min，轉(zhuǎn)速較高，操作省力，位置適當(dāng)，可滿足要求。
多軸箱坐標(biāo)計(jì)算：
加工基準(zhǔn)坐標(biāo)的選擇及確定各軸坐標(biāo)。
因?yàn)楸緳C(jī)床為臥式，為了使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，故各個(gè)主軸的坐標(biāo)計(jì)算如圖
4 坐標(biāo)計(jì)算圖
各點(diǎn)坐標(biāo)： O1(225,124.5) 1(78,290.5) 2(225,290.5) 3(372, 290.5) 4(372,207.5) 5(372,124.5) 6(225,124.5) 7(78,124.5) 8(78,207.5) 12(151.5,249) 13(298.5,249) 15(298.5,143.833) 17(151.5,143.833) 23(225,196.416)
第四章 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
夾具是實(shí)現(xiàn)被加工零件準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件的限位等目的的部件,因此組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的成功與否直接關(guān)系到被加零件加工精度的高低。包括定位支承系統(tǒng)和夾緊機(jī)構(gòu)。通過對(duì)被加工零件尺寸精度、位置精度的分析及機(jī)床方案的對(duì)比,根據(jù)加工孔的精度要求,本機(jī)床夾具采用一面兩銷定位和液壓夾緊。
4.1 定位與支承系統(tǒng)
機(jī)床在加工時(shí)，必須使工件對(duì)刀具保持正確的相對(duì)位置，這就需要定位系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。定位系統(tǒng)除用以對(duì)工件進(jìn)行定位外，還要承受工件的重力和夾緊力及進(jìn)給力。因?yàn)閵A具與工件接觸，因此夾具的尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和布置直接影響工件的加工精度。
4.1.1 工件的定位
本課題采用“一面兩銷”定位，用工件的底面作為定位基準(zhǔn)，限制工件的3個(gè)自由度，分別為,采用一個(gè)圓柱銷限制工件的2個(gè)自由度,分別為 ，剩下只一個(gè)方向自由度，通?？梢圆捎昧庑武N加以限制，分別為,根據(jù)“六點(diǎn)定位原則”可知，工件實(shí)現(xiàn)完全定位。
4.1.1.1定位準(zhǔn)則
任何一個(gè)工件在夾具中定位時(shí)，要完全限制6個(gè)自由度（、、、、、）使工件定位采用6個(gè)按一定規(guī)則布置的約束點(diǎn)，可以限制工件的6個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位，稱為六點(diǎn)定位原理。
定位裝置實(shí)現(xiàn)工件定位準(zhǔn)確的標(biāo)志是：
（1）同一個(gè)工件安裝在夾具中，特別是對(duì)軸加工表面而言，只能有一個(gè)自由度未限制，不能產(chǎn)生欠定位。
（2）同批工件先后安裝在夾具中，特別對(duì)被加工表面而言進(jìn)給系統(tǒng)要求位置一致。
4.1.1.2 夾具方案及結(jié)構(gòu)
如加工工序圖所示,定位面選擇在兩塊支撐板的面上,限制、、一個(gè)移動(dòng)自由度和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度;底面限制一個(gè)移動(dòng)自由度，加上一個(gè)面限制、兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。特點(diǎn)是一面兩銷定位,為了提高定位精度。油缸它的作用：是裝上工件把快換墊圈放在工件環(huán)面上啟動(dòng)液壓裝置，油缸上部進(jìn)油壓縮拉桿向下運(yùn)動(dòng)，夾緊工件。采用這種結(jié)構(gòu)具有敞開性好、工件裝卸方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊力大。另外兩個(gè)定位表面要求在同一平面上，
4.1.2 夾具操作過程
首先這個(gè)夾具比較大，它分為上下兩層，上層是加緊裝置，下層是夾具的底座。裝夾的過程如下：工件順著滑道到達(dá)擋鐵，液壓控制自動(dòng)升出定位銷，液壓夾緊工件，加工完畢后，自動(dòng)降下定位銷，壓板抬起，松開工件，取出工件。
4.2 夾緊機(jī)構(gòu)
夾緊是指工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作過程，實(shí)現(xiàn)這一過程的裝置，就是夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊機(jī)構(gòu)由夾緊動(dòng)力、中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、夾緊元件三部分組成。夾緊動(dòng)力用于產(chǎn)生動(dòng)力源，并將夾緊力傳給中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
夾緊裝置是夾具的重要組成部分，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下面基本要求：在夾緊過程中應(yīng)能保持工件定位時(shí)所獲得的正確位置；夾緊可靠。夾緊機(jī)構(gòu)一般要有自鎖作用，保證在加工過程中不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。夾緊工件時(shí)不允許對(duì)工件產(chǎn)生變形和損傷；夾緊裝置應(yīng)操作方便、省力、安全；夾緊裝置的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng)。結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單、緊湊，并盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化元件。
4.2.1 夾緊力的確定與校核
所謂夾緊力的確定，就是要正確確定夾緊力的作用點(diǎn)、方向及大小。為了方便計(jì)算，在計(jì)算夾緊力時(shí)做以下假設(shè)：
夾具和工件均為剛性元件；
夾緊力是靜態(tài)力；
在切削過程中，各種參數(shù)不發(fā)生變化。
4.2.1.1 夾緊元件
主夾緊機(jī)構(gòu)為液壓缸，帶動(dòng)壓板夾緊工件頂面
第五章 小結(jié)
小結(jié)
組合機(jī)床一般均為專用機(jī)床,因此在設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí),應(yīng)根據(jù)具體加工對(duì)象的具體工藝要求和公司設(shè)備的具體實(shí)際情況合理地確定工序集中程度,選擇恰當(dāng)?shù)臋C(jī)床配置型式,合理地選擇組合機(jī)床的通用部件,設(shè)計(jì)高效的夾具、刀具及主軸箱等。采用先進(jìn)的加工工藝,制定最佳的設(shè)計(jì)方案,達(dá)到“精、快、省”的最終目的。
本課題設(shè)計(jì)的這臺(tái)組合機(jī)床，用于加工變速箱體兩側(cè)面16孔的攻絲。在設(shè)計(jì)過程中對(duì)存在的一些問題進(jìn)行了解決，順利完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)。在機(jī)床的設(shè)計(jì)上采取了一系列的措施，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到液壓、電氣設(shè)計(jì)完成了對(duì)大學(xué)階段學(xué)習(xí)內(nèi)容的全面考察，達(dá)到了預(yù)期的效果。主要完成了以下工作：
對(duì)零件進(jìn)行整體分析，明確了該工件加工的技術(shù)和工藝要求；制定了工藝方案，完成總體設(shè)計(jì)，完成對(duì)被加工工件工序圖、加工示意圖、機(jī)床尺寸聯(lián)系圖和生產(chǎn)效率卡的繪制；
合理選用了組合機(jī)床設(shè)計(jì)中用到的通用部件，使設(shè)計(jì)成本明顯降低；
完成對(duì)機(jī)床多軸箱和夾具裝配圖的設(shè)計(jì)；
當(dāng)然，由于剛剛完成對(duì)基本理論的學(xué)習(xí)，知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、時(shí)間有限，這次設(shè)計(jì)還有許多值得完善的地方。我將在以后的工作學(xué)習(xí)中，更加努力以取得更好的成績(jī)。
第六章 致謝
致謝
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師郭娟老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在設(shè)計(jì)過程中 ，郭娟老師給了我很多的關(guān)心和幫助。定期輔導(dǎo)，幫助我們查閱相關(guān)書籍，為我們提供了許多有價(jià)值的技術(shù)參考資料，使本次畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利完成。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)，豐富的理論知識(shí)給了我很深的啟迪，是我受益匪淺。在此，我向我的導(dǎo)師表示衷心的感謝。
此外還要感謝機(jī)械學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師們，他們給了我許多熱心的幫助，為我們提供了安靜的設(shè)計(jì)環(huán)境和良好的設(shè)計(jì)條件。
第七章 參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
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