减速器底座双面钻床设计-总体结构及PLC控制系统设计组合机床设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 完 宁 学 毕业设计 (论文 ) 题目 减速器底座双面钻床设计 及 制系统设计 组合机床设计 学生姓 名 学 号 指导教师 (签字 ) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 摘 要 本论文主要说明组合机床设计的基本过程及要求。组合机床是按高度集中原则设计的，即在一台机床上可以同时完成同一种工序或多种不同工序的加工。组合机床发展于工业生产末期，与传统的机床相比：组合机床具有许多优点：效率高 、 精度高 、 成本低。 它由床身 、 立柱 、 工作台 、 及电源一些基本部件及一些特殊部件，根据不同的工件加工所需而设计的。 在组合机床上可以完成很多工序，但就目前使用的大多数组合机床来说，则主要用于平面加工和孔加工两大类工序。论文主要内容包括四大部分： （ 1）、制定工艺方案 通过了解被加工零件的加工特点、精度和技术要求、定位夹紧情况、生产效率及机床的结构特点等，确定在组合机床上完成的工艺内容及加工方法，并绘制被加工零件工序图。 （ 2）、组合机床的总体设计 确定机床各部件之间的相互关系，选择通用部件和刀具的导向，计算切削用量及机床生产 效率、绘制机床的尺寸联系图及加工示意图。 （ 3）、组合机床部件设计 包括专用多轴箱的设计，传动布局合理，轴与齿轮之间不发生干涉，保证传动的平稳性和精确性。专用主轴设计、轴承的选用及电机的选择等。 （ 4）、液压装置的设计 液压滑台、定位夹紧装置均为液压控制。并采用了许多液压控制阀，保证了运动的平衡性，循环性和精确性。 关键词： 组合机床；设计；过程；功能 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 of is it or at in of as It is of as to of a of be on in to of to to (1) We,ve of by be be in 2) of in a of (3) 4) It 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 目 录 摘 要 . 2 . 3 目 录 . 4 1 绪论 . 10 题研究意义 . 10 孔专用设备应用 . 10 孔专用设备 . 多轴头 . 多轴箱 . 12 轴钻床 . 12 动更换主轴箱机床 . 12 孔专用设备趋势 . 13 2 减速器底座机械加工工艺 . 14 解零件的功用及技术要求 . 14 析零件的结构工艺性 . 14 坯选择 . 14 坯的种类 . 14 件制造方法的选择 . 14 件的尺寸公差与加工余量 . 15 位基准的选择 . 15 定工艺路线 . 16 定各表面的加工方法 . 16 工顺序的安排 . 16 定加工余量 . 17 算工序尺寸及公差 . 18 定各工序切削用量 . 18 床及工艺装备的选择 . 18 3 组合机床的总体设计 . 23 组合机床方案的制定 . 23 制定工艺方案 . 23 确定组合机床的配置形式和结构方案 . 23 确定切削用量及选择刀具 . 25 确定工序间余量 . 25 择切削用量 . 25 确定切削力、切削扭矩、切削功率 . 26 选择刀具结构 . 26 钻孔组合机床总设计“三图一卡”的编制 . 26 被加工零件工序图 . 27 加工示意图 . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 机床联系尺寸图 . 33 生产率计算卡 . 35 4 减速器底座螺纹孔底孔夹具设计 . 37 究原始质料 . 37 位、夹紧方案的选择 . 37 削力及夹紧力的计算 . 37 差分析与计算 . 39 具设计及操作的简要说明 . 41 5 基于 组合机床控制系统设计 . 42 言 . 42 合机床的运动及控制要求 . 42 5.3 制系统的程序设计 . 45 束语 . 46 结 论 . 48 致 谢 . 49 参考文献 . 50 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 1 绪论 题研究意义 市场的开放性和全球化使产品的竞争日趋激烈。而决定产品竞争力的指 标是产品的开发时间 ( ， 产品 (成本 (创新能力 (服务(用户在追求高质量产品的同时，会更多的追求较低的价格和较短的交货周期。美国制造业在 20 世纪 50 至 40 年代主要以扩大生产规模作为企业竞争力的第一要素，而在 70年代竞争力的第一要素为降低生产成本， 80年代为提高产品质量， 90年代为市场响应速度。所以现代企业都期望通过提高自身的科技含量，增强竞争力。 制造业是国家重要的基础工业之一，制造业的基础是。是众多机械制造的母机，它的发展水平， 与制造业的生产能力和制造精度有着直接关系，关系到国家机械工业以至整个制造业的发展水平 械产品的质量、更新速度、对市场的应变能力、生产效率等在很大程度上取决于的效能。因此，制造业对于一个国家经济发展起着举足轻重的作用我国是世界上产量最多的国家 )2000 年统计资料，在主要的生产国家中，中国排名为世界第五位。但是在国际市场竞争中仍处于较低水平 :即使在国内市场也面临着严峻的形势 :一方面国内市场对各类产品有着大量的需求，而另一方面却有不少国产滞销积压，国外 产品充斥市场。 孔专用设备应用 据统计，一般在车间中普通机床的平均切削时间很少超过全部工作时间的 15%。其余时间是看图、装卸工件、调换刀具、操作机床、测量以及清除铁屑等等。使用数控机床虽然能提高 85%，但购置费用大。某些情况下，即使生产率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通机床低。故必须更多地缩短加工时间。不同的加工方法有不同的特点，就钻削加工而言，钻孔专用设备是一种通过少量投资来提高生产率的有效措施。虽然不可调式多轴头在自动线中早有应用，但只局限于大批量生产。即使采用可调式多轴买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 头扩大了使用范围 ，仍然远不能满足批量小、孔型复杂的要求。尤其随着工业的发展，大型复杂的钻孔专用设备更是引人注目。例如原子能发电站中大型冷凝器水冷壁管板有15000个 20孔，若以摇臂钻床加工，单单钻孔与锪沉头孔就要 外还要划线工时 若以数控八轴落地钻床加工，钻锪孔只要 时，划线也简单，只要 此，利用数控控制的二个坐标轴，使刀具正确地对准加工位置，结合钻孔专用设备不但可以扩大加工范围，而且在提高精度的基础上还能大大地提高工效，迅速地制造出原来不易加工的零件。有人分析大型高 速柴油机 30 种箱形与杆形零件的 2000多个钻孔操作中，有 40%可以在自动更换主轴箱机床中用二轴、三轴或四轴多轴头加工，平均可减少 20%的加工时间。 1975年法国巴黎机床展览会也反映了钻孔专用设备的使用愈来愈多这一趋势。 孔专用设备 钻孔专用设备是在一次进给中同时加工许多孔或同时在许多相同或不同工件上各加工一个孔。这不仅缩短切削时间，提高精度，减少装夹或定位时间，并且在数控机床中不必计算坐标，减少字块数而简化编程。它可以采用以下一些设备进行加工：立钻或摇臂钻上装多轴头、多轴钻床、多轴组合机床心及自动 更换主轴箱机床。甚至可以通过二个能自动调节轴距的主轴或多轴箱，结合数控工作台纵横二个方向的运动，加工各种圆形或椭圆形孔组的一个或几个工序。现在就这方面的现状作一简介。 轴头 从传动方式来说主要有带传动、齿轮传动与万向联轴节传动三种。这是大家所熟悉的。前者效率较高，结构简单，后者易于调整轴距。从结构来说有不可调式与可调式二种。前者轴距不能改变，多采用齿轮传动，仅适用于大批量生产。为了扩大其赞许适应性，发展了可调式多轴头，在一定范围内可调整轴距。它主要装在有万向 1）万向轴式也有二种 :具有对 准装置的主轴。主轴装在可调支架中，而可调支架能在壳体的 能在对准的位置以螺栓固定。（ 2）具有公差的圆柱形主轴套。主轴套固定在与式件孔型相同的模板中。前一种适用于批量小且孔组是规则分布的工件（如孔组分布在不同直径的圆周上）。后一种适用于批量较大式中小批量的轮番生产中，刚性较好，孔距精度亦高，但不同孔型需要不同的模板。多轴头可以装在立钻式摇臂钻床买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 上，按钻床本身所具有的各种功能进行工作。这种钻孔专用设备方法，由于钻孔效率、加工范围及精度的关系，使用范围有限。 轴箱 也象多轴头那样作为标 准部件生产。美国 司标准齿轮箱、多轴箱等设计的不可调式多轴箱。有 32种规格，加工面积从 300 300毫米到 600 1050 毫米，工作轴达 60 根，动力达 瓦。 厂生产的可调多轴箱调整方便，只要先把齿轮调整到接近孔型的位置，然后把与它联接的可调轴移动到正确的位置。因此，这种结构只要改变模板，就能在一定范围内容易地改变孔型，并且可以达到比普通多轴箱更小的孔距。 根据成组加工原理使用多轴箱或多轴头的组合机床很适用于大中批量生产。为了在加工中获得良好的效果，必需考虑以下数点：（ 1）工件装夹 简单，有足够的冷却液冲走铁屑。（ 2）夹具刚性好，加工时不形变，分度定位正确。（ 3）使用二组刀具的可能性，以便一组使用，另一组刃磨与调整，从而缩短换刀停机时间。（ 4）使用优质刀具，监视刀具是否变钝，钻头要机磨。（ 5）尺寸超差时能立即发现。 轴钻床 这是一种能满足钻孔专用设备要求的钻床。诸如导向、功率、进给、转速与加工范围等。巴黎展览会中展出的多轴钻床多具液压进给。其整个工作循坏如快进、工进与清除铁屑等都是自动进行。值得注意的是，多数具有单独的变速机构，这样可以适应某一组孔中不同孔径的加工需要。 动更换主轴箱机床 为了中小批量生产合理化的需要，最近几年发展了自动更换主轴箱组合机床。 (1) 自动更换主轴机床 自动更换主轴机床顶部是回转式主轴箱库，挂有多个不可调主轴箱。纵横配线盘予先编好工作程序，使相应的主轴箱进入加工工位，定位紧并与动力联接，然后装有工件的工作台转动到主轴箱下面，向上移动进行加工。当变更加工对象时，只要调换悬挂的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 主轴箱，就能适应不同孔型与不同工序的需要。 (2)多轴转塔机床 转塔上装置多个不可调或万向联轴节主轴箱，转塔能自动转位，并对夹紧在回转工作台的工件作进给运动。通过 工作台回转，可以加工工件的多个面。因为转塔不宜过大，故它的工位数一般不超过 4 6 个。且主轴箱也不宜过大。当加工对象的工序较多、尺寸较大时，就不如自动更换主轴箱机床合适，但它的结构简单。 (3)自动更换主轴箱组合机床 它由自动线或组合机床中的标准部件组成。不可调多轴箱与动力箱按置在水平底座上，主轴箱库转动时整个装置紧固在进给系统的溜板上。主轴箱库转动与进给动作都按标准子程序工作。换主轴箱时间为几秒钟。工件夹紧于液压分度回转工作台，以便加工工件的各个面。好果回转工作台配以卸料装置，就能合流水生产自动化。在可变生 产系统中采用这种装置，并配以相应的控制器可以获得完整的加工系统。 (4) 数控八轴落地钻床 大型冷凝器的水冷壁管板的孔多达 15000 个，它与支撑板联接在一起加工。孔径为 20毫米，孔深 米。采用具有内冷却管道的麻花钻， 5 7巴压力的冷却液可直接进入切削区，有利于排屑。钻尖磨成 90供自动定心。它比普通麻花钻耐用，且进给量大。为了缩短加工时间，以 8轴数控落地加工。 孔专用设备趋势 钻孔专用设备生产效率高，投资少，生产准备周期短，产品改型时设备损失少。而且随着我国数控技术的发展，钻孔专用设备的范 围一定会愈来愈广，加工效率也会不断提高。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 2 减速器底座 机械加工工艺 解零件的功用及技术要求 熟悉用途（机械传动有级调速）、性能及工作条件密封（保证齿轮系中无杂，无灰层进入，机油润滑），在产品中的位置（处于电机与执行机构之间）和功用（齿轮间的传动比来改变转速）， 析零件的结构工艺性 零件的结构工艺分析主要应考虑以下几个方面： 零件的结构工艺分析主要应考虑以下几个方面： （ 1）零件的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的要求应经济合理，重要尺寸精度 35， 40， 48 公差在 内， 形位公差垂直度要求 内 ,一般尺寸精度为9。 （ 2）各加工表面的几何形状应尽量简单。 （ 3）有相互位置要求的表面应尽量在一次装夹中加工。 该箱体在加工时，对 35和 40二孔加工要保证孔与孔的孔距高度方向在 33 内，故对 35 和 40 加工时采用一次定位安装来加工。 坯选择 坯的种类 铸件 用于形状复杂的毛坯，良好的耐磨性、抗震性、切削加工性和铸造性能） 表 1牌号、性能及主要用途（机械制造基础） 件制造方法的选择 毛坯制造方法应与材料的工艺性、零件的结构形状及大小、生产类型及特点以及工厂的现有条件相适应 毛坯种类 制造精度 （ 加工余量 原材料 工件尺寸 工件形状 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 砂型铸造 13 级以下 大 种尺寸 复杂 表 1类毛坯的特点及应用范围 件的尺寸公差与加工余量 1、 铸件的尺寸公差（ 定：铸件尺寸代号为 16 级 造型材料 公差等级 铸铁 自硬砂 1113 表 1批和单件生产铸件的尺寸公差等级 表 1件尺 寸公差数值（机械制造技术课程设计） 2 铸件加工余量 表 1于成批和大量生产与铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量等级和表 1械制造技术课程设计） 3 铸件最小孔径 表面类型 成批生产 通孔 1530 1件最小孔径 3 毛坯 零件合图 用查表法确定各表面的加工总余量和余量公差。 表 1件尺寸公差数值（机械制造技术课程设计） 表 1于成批和大量生产与铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量等级和表1件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量（ 机械制造技术课程设计） 位基准的选择 正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容，也是保证加工精度的关键。定位基准分为粗基准和精基准。对于无合适定位面的零件可在毛坯上另外专门设计或加工出定位表面，称为辅助基准。 定位基准的选择原则（机械制造基础 粗基准的选择原则 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 （ 1） 应选择不加工表面为粗基准。 （ 2） 对于具有较多加工表面的工件，粗基准的选择，应合理分配各加工表面的加工余量，以保证： 1） 各加工表面都有足够的加工余量； 2） 对某些重要的表面，尽量使其加工余量均匀； 3） 使工件上各加工表面总的金属切除量最小； （ 3） 作为粗基准的表面，应尽量平整，没有浇口，冒口或飞边等其它表面缺陷，以便定位准确； （ 4） 同一尺寸方向上的粗基准表面只能使用一次； 定工艺路线 定各表面的加工方法 工件各加工表面的加工方法和加工次数是拟定工艺路线的重要内容。主要依据零件各加工表面本身的技术要求确定，同时还要综合考虑生产类型，零件的结构形状和加工表面的尺寸，工厂现有的设备情况，工件材料性质和毛坯情况等。 工顺序的安排 在确定了零件各表面的加工方法之后，就要安排加工的先后顺序，零件加工顺序是否合适，对加工质量，生产率和 经济性有着较大的影响。 （ 1） 机械加工顺序的安排 在安排机械加工顺序时，一般遵循先粗后精先面后孔先主后次基准先行的原则。对于工序内容复杂的零件则视具体情况采取工序集中与分散的原则处理。 （ 2） 加工阶段的划分 对于精度和表面质量要求较高的零件，应将粗精加工分开进行。为此，一般将整个工艺过程划分阶段，按加工性质和作用不同，一般划分为粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段和光整加工阶段。这对于保证零件加工质量合理使用机床设备及时发现毛坯缺陷及合理安排热处理工序等有很大好处 。 （ 3） 热处理工序的安排 热处理工序主要用来改 善材料的性能及消除应力。热处理的方法次数和在工艺买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 路线中的位置，应根据零件材料和热处理的目的而定。 （退火 正火时效）（人工时效） （氮化） 毛坯粗加工半精加工精加工精磨细磨 （调质 退火） （高频淬火 渗碳淬火整体淬火去应力处理） 图 1处理工序的安排图（机械制造技术课程设计） 由图可得热处理安排为 毛坯粗加工半精加工精加工 （去应力退火 时效去应力） （表面淬火） （ 4） 合理安排辅助工序 辅助工序种类很多，主要包括检验划线，去毛刺清洗平衡退磁防锈包装等，根据工艺需要穿插在工序中。 定加工余量 合理确定加工余量对零件的加工质量和整个工艺过程的经济性都有很大影响。余量过大（材料工时机床刀具）则消耗大；余量过小，不能去掉加工前道工序存在的误差和缺陷层，影响加 工质量，造成废品。 故应在保证加工质量的前提下尽量减小加工余量。毛坯余量（总余量）已在画毛坯图时确定，这里主要是确定工序余量。 （ 1） 平面加工余量 加工工序 加工长度 加工宽度 粗加工后精铣 30 100 100300 3001000 1面加工余量 （ 2） 镗孔加工余量 项目 加工直径 直径余量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 半精镗 2080 镗 30130 1孔加工余量 （ 3） 在实心工件上加工 的工序尺 寸 零件基本尺寸 钻 粗铰 精铰 8 8件基本尺寸 钻 扩孔钻 粗铰 12 12 1实心工件上加工 的工序尺寸 算工序尺寸及公差 工序顺序确定后，就要计算各个工序加工时所应达到的工序尺寸及其公差。工序尺寸及其公差的确定与工序余量大小工序尺寸的标注方法基准选择中间工序安排等密切相关，是一项细致的工作。 定各工序切削用量 在单件小批生产中，各工序的切削用量一般由操作工人根据具体情况自己确定，以简 化工艺文件。 在大批大量生产中则应科学地严格地选择切削用量，以充分发挥高效率设备的潜力和作用。切削用量的选用与下列因素有关：生产率，加工质量（主要是表面粗糙），切削力所收起的工艺系统弹性变形，工艺系统的振动，刀具耐用度，机床功率等。在综合考虑上述因素的基础上，使背吃刀量 给量 f ，切削速度 v 的积最大。一般应先尽量取在的 次尽量取大的进给量 f，最后取合适的切削速度 v. 床及工艺装备的选择 选择机床：数控铣床卧式镗床。夹具（专用夹具） 选择机床和工艺装备的总原则是根据生产类型与加工要求使 所选择的机床及工艺装备既能保证加工质量，又经济合理。中批生产时，通常采用通用机床加专用工夹具；在大批大量生产条件下，多采用高效率专用机床组合机床流水线自动线与随行夹具。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 在需要改装设备或设计专用机床时，应根据具体要求提出设计任务书，其中包括与加工工序内容有关的必要参数，所要求的生产率保证产品质量的技术条件以及机床的总体布置形式等。 在选择工艺装备时，既工考虑适应性又要注意新技术的应用，当需要设计专用刀具量具时，也应提出设计任务书。 机械加工工艺过程卡片 零件名称 减速箱体 材料牌号 坯种类 灰铸铁 工序号 工序名称 工序内容 设备 工艺装备 010 毛坯铸造 砂型铸造 自硬砂为造型材料 020 热处理 1 去应力退火 030 平面粗 / 半精加工 170 尺寸加工 数控铣床 立铣刀，专用夹具 1，机械卡尺 040 面粗 /半精加工 15 尺寸加工 卧式镗床 面铣刀（高速钢），专用夹具 1，机械卡尺 050 平面粗 / 半精加工 117， 130， 127尺寸加工 卧式镗床 面铣刀（高速钢），专用夹具 1，机械卡尺 060 孔粗 /半精加工 35， 40 卧式镗床 单刃镗刀， 专用夹具 2，机械卡尺 070 钻孔 12 080 孔粗 /半精加工 75， 47 卧式镗床 单刃镗刀，专用夹具 3，机械卡尺 090 面粗 /半精加工 2， 45 卧式镗床 单刃镗刀，专用夹具 3