矿车轮钻孔组合机床设计【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 摘 要 组合机床 是以通用部件作为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用 主轴箱 和夹具，组成的半自动或自动专用机床。 组合机床 是一种专用高效自动化技术装备，目前，它是大批量机械产品实现高效、 高质量和经济性生产的关键装备，因而被广泛应用于许多工业生产领域。在大批量生产的机械工业部门，大量采用的设备是组合机床。因此，组合机床及其自动线的技术性能和综合自动化水平，在很大程度上决定了这些工业部门产品的生产效率、产品质量和企业生产组织的结构，也在很大程度上决定了企业产品的竞争力。 矿车轮在 矿山机械技术领域 用途极为广 泛。 而本题目就包含了这两种在机械领域都有着重要用途的设备。 矿车轮钻孔组合机床设计是一个复杂的毕业设计。该零件（矿车轮）结构复杂，因此零件毛坯采用灰铸铁铸造成形，题目要求设计 钻三个 孔 的组合机床。组合机床设计过程复杂，需要查阅资料很多， 所以在设计时尽量使加工简单，但又不影响加工质量 ，同时 使各工序尽量集中，发挥组合机床的优点，同时使各种误差减小到最低限度 。 关键词 ： 组合机床、夹具、多轴箱、传动轴、三图一卡 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一、绪 论 题背景 现代社会中，人们为了高效、经济地生产各种高质量产品，日益广泛的使用各种机器、仪器和工具等技术设备与装备。为制造这些技术设备与装备，又必须具备各种加工金属零件的设备，诸如铸造、锻造、焊接、冲压和切削加工设备等。由于机械零件的形状精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法来达到，特别是形状复杂、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在机床上经过几道甚至几十道切削加工工艺才能 完成。因此，机床是现代机械制造业中最重要的加工设备。在一般机械制造厂中，机床所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量的 40% 60%，机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性，进而决定着国民经济的发展水平。可以这样说，如果没有机床的发展，如果不具备今天这样品种繁多、结构完善和性能精良的各种机床，现代社会目前所达到的高度物质文明将是不可想象的。 一个国家要繁荣富强，必须实现工业、农业、国防和科学技术的现代化，这就需要一个强大的机械制造业为国民经济各部门提供现代化的先进技术设备与装备，即各种机器、仪 器和工具等。然而，一个现代化的机械制造业必须要有一个现代化的机床制造业做后盾。机床工业是机械制造业的“装备部”、“总工艺师”，对国民经济发展起着重大作用。因此，许多国家都十分重视本国机床工业的发展和机床技术水平的提高，使本国国民经济的发展建立在坚实可靠的基础上。 机床是人类在长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上生产的，并随着社会生产的发展和科学技术的进步而渐趋完善。最原始的机床是木制的，所有运动都是由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它们实际上并不是一种完整的机器。现代意义上的用于 加工金属机械零件的机床，是在18 世纪中叶才开始发展起来的。当时，欧美一些工业最发达的国家，开始了从工场手工业向资本主义机器大工业生产方式的过度，需要越来越多的各种机器，这就推动了机床的迅速发展。为使蒸汽机的发明付诸实用， 1770 年前后创制了买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 镗削蒸汽机汽缸内孔用的镗床。 1797 年发明了带有机动刀架的车床，开创了用机械代替人手控制刀具运动的先声，不仅解放了人的双手，并使机床的加工精度和工效起了一个飞跃，初步形成了现代机床的雏型。续车床之后，随着机械制造业的发展，其他各种机床也陆续被创制出来。至 19 世纪末，车床、 钻床、镗床、刨床、拉床、铣床、磨床、齿轮加工机床等基本类型的机床已先后形成。 上世纪初以来，由于高速钢和硬质合金等新型刀具材料相继出现，刀具切削性能不断提高，促使机床沿着提高主轴转速、加大驱动功率和增强结构刚度的方向发展。与此同时，由于电动机、齿轮、轴承、电气和液压等技术有了很大的发展，使机床的转动、结构和控制等方面也得到相应的改进，加工精度和生产率显著提高。此外，为了满足机械制造业日益广阔的各种使用要求，机床品种的发展也与日俱增，例如，各种高效率自动化机床、重型机床、精密机床以及适应加工特殊形状和特殊材料 需要的特种加工机床相继问世。 50 年代，在综合应用电子技术、检测技术、计算技术、自动控制和机床设计等各个领域最新成就的基础上发展起来的数控机床，使机床自动化进入了一个崭新的阶段，与早期发展的仅适用于大批大量生产的纯机械控制和继电器接触器控制的自动化相比，它具有很高柔性，即使在单件和小批生产中也能得到经济的使用。 综观机床的发展史，它总是随着机械工业的扩大和科学技术的进步而发展，并始终围绕着不断提高生产效率、加工精度、自动化程度和扩大产品品种而进行的，现代机床总的趋势仍然是继续沿着这一方向发展。 我国的机床工业 是在 1949 年新中国成立后才开始建立起来的。解放前，由于长期的封锁统治和 19 世纪中叶以后帝国主义的侵略和掠夺，我国的工农业生产非常落后，既没有独立的机械制造业，更谈不上机床制造业。至解放前夕，全国只有少数城市的一些规模很小的机械厂，制造少量简单的皮带车间、牛头刨床和砂轮等； 1949 年全国机床产量仅 1000 多台，品种不到 10 个。 解放后，党和人民政府十分重视机床工业的发展。在解放初期的三年经济恢复时期，就把一些原来的机械修配厂改建为专业厂；在随后开始的几个五年计划期间，又陆续扩建、新建了一系列机床厂。经过 50 多年的建设，我国机床工业从无到有，从小到大，现在已经成门类比较齐全，具有一定实力的机床工业体系，能生产 5000 多种机床通用品种，数控机床 1500 多种；不仅装备了国内的工业，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 而且每年还有一定数量的机床出口。 我国机床行业的发展是迅速的，成就是巨大的。但由于起步晚、底子薄，与世界先进水平相比，还有较大差距。为了适应我国工业、农业、国防和科学技术现代化的需要，为了提高机床产品在国际市场上的竞争能力，必须深入开展机床基础理论研究，加强工艺试验研究，大力开发精密、重型和数控机床，使我国的机床工业尽早跻身于世界先进行列 。 组合机床的国内、外现状 世界上第一台组合机床于 1908年在美国问世， 30年代后组合机床在世界各国得到迅速发展。至今，它已成为现代制造工程（尤其是箱体零件加工）的关键设备之一。 现代制造工程从各个角度对组合机床提出了愈来愈高的要求，而组合机床也在不断吸取新技术成果而完善和发展。 1 国内组合机床现状 我国加入 后，制造业所面临的机遇与挑战并存、组合机床行业企业适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，截至2005 年 4 月份，组合机床行业企业仅组合机床一项，据不完全统计产量已达 1000余台，产值达 亿以上，较 2004 年同比增长了 10%以上，另外组合机床行业增加值、产品销售率、全员工资总额、出口交费值等经济指标均有不同程度的增长，新产品、新技术较去年年均有大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。 （ 1）行业企业产品结构的变化 组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械、化工机械、军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备，随着我国加入 与世界机床进一步接轨，组合机床行业企业产品开始向数控化、柔性化 转变。从近两年是企业生产情况来看，数控机床与加工中心的市场需求量在上升，而传统的钻、镗、铣组合机床则有下降趋势，中国机床工具工业学会的机床工具行业企业主要经济指标报表是统计数据显示，仅从几个全国大型重点企业生产情况看， 2003年生产数控机床 890 台，产值 16187 万元，生产加工中心 148 台，产值 5770 万买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 元； 2004 年生产数控机床 985 台，产值 25838 万元，生产加工中心 159 台，产值 7099 万元；而 2005 年，截至 4 月份，数控机床、加工中心、产值已接近 2003年全年水平，故市场在向数控、高精制造技术和 成套工艺装备方面发展。 （ 2）行业企业的快速转变 “九五”后期，在组合机床行业企业的 50 多家组合机床分会会员中，仅有两家企业实行了股份改造，一家企业退出国有转为民营，其余的都是国有企业。而从 2001 至 2002 年，不到两年的时间，就先后有十几家企业实行股份制改造，一些小厂几乎全部退出国有转为民营，现在一些国家重点国有企业也在酝酿股份制改造，转制已势不可档，“民营经济在经历了从被歧视，被藐视到不可小视和现在高度重视 4 个阶段后，焕发勃勃生机。”组合机床行业企业正在以股份制、民营化等多种形式快速发展。 （ 3）组合机 床技术装备现状与发展趋势 组合机床及其自动线是集机电于一体是综合自动化度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用与工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电行业。我国的传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型的箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成型面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组 合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台组合机床等；随着技术的不断是进步，一种新型的组合机床 柔性组合机床越来越受人们是亲昧，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（ 数字控制（ ，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机等在组合机床行业中所占份额也越来越大。 由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊 要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及其组合机床自动线总体技术水平比发达买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 国家相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺、研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需要，真正成为刚柔兼备的自动化装备。 国外组合机床现状 80 年代以来，国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综 合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性进展，实现了机床工作程序软件化、工序高度集中、高效短节拍和多功能知道监控。组合机床技术的发展趋势是： （ 1）广泛应用数控技术 国外主要的组合机床生产厂家都有自己的系列化完整的数控组合机床通用部件 ,在组合机床上不仅一般动力部件应用数控技术 ,而且夹具的转位或转角、换箱装置的自动分度与定位也都应用数控技术 ,从而进一步提高了组合机床的工作可靠性和加工精度。广州标致汽车公司由法国雷诺公司购置的缸盖加工生产线 ,就是由 三台自动换箱组合机床组成的 ,其全部动作均为数控 ,包括自动上下料的交换工作台、环形主轴箱库、动力部件和夹具的运动 ,其节拍时间为 58 秒。 (2)发展柔性技术 80 年代以来 ,国外对中大批量生产 ,多品种加工装备采取了一系列的可调、可变、可换措施 ,使加工装备具有了一定的柔性。如先后发展了转塔动力头、可换主轴箱等组成的组合机床 ;同时根据加工中心的发展 ,开发了二坐标、三坐标模块化的加工单元 ,并以此为基础组成了柔性加工自动线 (这种结构的变化 ,既可以实现多品种加工要求的调整变化快速灵敏 ,又可以使机床配置更加灵活多样 。 (3)发展综合自动化技术 汽车工业的大发展 ,对自动化制造技术提出了许多新的需求 ,大批量生产的高效率 ,要求制造系统不仅能完成一般的机械加工工序 ,而且能完成零件从毛坯进线到成品下线的全部工序 ,以及下线后的自动码垛、装箱等。德国大众汽车公司987年投入使用的造价 9000万马克的齿轮箱和离合器壳生产线 ,就是这种综合自动化制造系统的典范。该系统由两条相似对称布置的自动线组成 ,三班制工作 ,每条线日产 2000 件 ,节拍时间为 40 秒。全线由 12 台双面组合买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 机床、 18 台三坐标加工单元、空架机器人、线两端 的毛坯库和三坐标测量机组成 ,可实现 3 种零件的加工。空架机器人完成工件下线的码垛装箱工作。随着综合自动化技术的发展 ,出现了一批专门从事装配、试验、检测、清洗等装备的专业生产厂家 ,进一步提高了制造系统的配套水平。 (4)进一步提高工序集中程度 国外为了减少机床数量 ,节省占地面积 ,对组合机床这种工序集中程度高的产品 ,继续采取各种措施 ,进一步提高工序集中程度。如采用十字滑台、多坐标通用部件、移动主轴箱、双头镗孔车端面头等组成机床或在夹具部位设置刀库 ,通过换刀加工实现工序集中 ,从而可最大限度地发挥设备的效能 ,获取更好 的经济效益。 组合机床的发展趋势 (1)、高速化：由于机构各组件分工的专业化，在专业主轴厂的开发下，主轴高速化日益普及。过去只用于汽车工业高速化的机种（每分钟 转以上的机种），现在已成为必备的机械产品要件。 (2)、精密化：由于各组件加工的精密化，微米的误差已不是问题。以电脑辅助生产（ 统的发展带动数控控制器的功能越来越多。 (3)、高效能：对机床高速及精密化要求的提高导致了对加工工件制造速度的要求提高。同时，由于产品竞争激烈，产品生命周期缩短，模具的快速加工已成为缩短产品 开发时间所必须具备的条件。对制造速度的要求致使加工模具的机床向着高效能专业化机种发展。 (4)、系统化：机床已逐渐发展成为系统化产品。现在可以用一台电脑控制一条生产线的作业，不但可缩短产品的开发时间，还可以提高产品的加工精度和产品质量。 (5)、复合化：产品外观曲线的复杂化致使模具加工技术必须不断升级，机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。 题的提出及其意义 机床工业是现代工业特别是现代制造业的基础，在国民经济中占有重要的战买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 略地位。对我国而言，机床工业不仅 仅具有重要的经济意义，而且还具有重要的国防战略意义。 研究 机床工业的特点，有助于我们了解机床工业的特殊规律，从而找到适合我国国情的机床工业发展之路。机床工业的发展带动了制造业和工业的发展。对一个国家而言，本土的机床工业与本土的制造业及工业紧密相连，高水平的本土机床工业有助于提升本土制造业及工业的水平 。 机床工业与一个国家的工业竞争力、制造业发展水平紧密相关，本国的机床工业水平越高，工业和制造业竞争力越强。我国工业竞争力和制造业发展水平不高，一定程度上是与我国机床工业发展水平不高相联系的。加快我国机床工业的发展， 提高我国机床工业技术和管理水平，将有利于我国工业和制造业发展。 所以对机床的研究设计意义是极其重大的。 毕业设计是高等教育体系中非常重要的环节，它可以检验自己对专业知识理解与掌握的程度，也可以提高自己综合运用所学知识的能力，也能在分析问题和解决问题的过程中学到更多新的知识。 就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题 、 解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 机床设计的目的、内容、要求 计的目的 机床设计毕业设计，其目的在于通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案的分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养基本的设计方法，并培养了自己具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。 设计内容 (1)运动设计 根据给定的被加工零件，确定机床的切削用量，通过分析比较拟定传动方案和传动系统图，确定传动副的传动 比及齿轮的齿数，并计算主轴买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 的实际转速与标准的相对误差。 (2)动力设计 根据给定的工件，初算传动轴的直径、齿轮的模数；确定动力箱；计算多轴箱尺寸及设计传动路线。完成装配草图后，要验算传动轴的直径，齿轮模数否在允许范围内。还要验算主轴主件的静刚度。 (3)结构设计 进行主运动传动轴系、变速机构、主轴主件、箱体、润滑与密封等的布置和机构设计。即绘制装配图和零件工作图。 (4)编写设计说明书 设计要求 评价机床性能的优劣，主要是根据技术 经济指标来判定的。技术先进合理，亦即“质优价廉”才会受到用 户的欢迎，在国内和国际市场上才有竞争力。机床设计的技术 经济指标可以从满足性能要求、经济效益和人机关系等方面进行分析。 其设计任务及其要求有： （ 1）在保证满足各项技术要求的前提下，力求结构简单、先进和合理，动作准确可靠，便装拆维修，操作安全可靠； （ 2）设计内容包括：组合机床设计、夹具设计； （ 3）零件尽可能的采用标准件； （ 4）在结构方案和有关尺寸确定后，绘制出装配图和零件图； （ 5）绘制零件图包括结构图形、尺寸、公差、形位公差和表面粗糙度值；尺寸表注要注意基准和完整；必须注明必要的技术要求； （ 6）掌握 必要的机械零件的设计和加工工艺的有关知识； （ 7）熟悉机械制图、配合与公差、机械原理、金属材料等方面的有关知识。 机床的设计步骤 查研究 研究市场和用户对设计机床的要求，然后检索有关资料。其中包括情报、预测、实验研究成果、发展趋势、新技术应用以及相应的图纸资料等。甚至还可以通过网络检索技术查阅先进国家的有关资料和专利等。通过对上述资料的分析研究，拟订适当的方案，以保证机床的质量和提高生产率，使用户有较好的经济效买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 益。 拟定方案 通常可以拟定出几个方案进行分析比较。每个方 案包括的内容有：工艺分析、主要技术参数、总布局、传动系统、液压系统、控制操作系统、电系统、主要部件的结构草图、实验结果及技术经济分析等。 在制定方案时应注意以下几个方面： （ 1） 当使用和制造出现矛盾时，应先满足使用要求，其次才是尽可能便于制造。要尽量用先进的工艺和创新的结构； （ 2） 设计必须以生产实践和科学实验为依据，凡是未经实践考验的方案，必须经过实验证明可靠后才能用于设计； （ 3） 继承与创造相结合，尽量采用先进工艺，迅速提高生产力，为实现四个现代化服务。注意吸取前人和国外的先进经验，并在此基 础上有所创造和发展。 工作图设计 首先，在选定工艺方案并确定机床配置形式、结构方案基础上，进行方案图纸的设计。这些图子包括：被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡，统称“三图一卡”设计。并初定出主轴箱轮廓尺寸，才能确定机床各部件间的相互关系。 其次，绘制机床的总装图、部分部件装配图。 然后，整理机床有关部件与主要零件的设计计算书，编制各类零件明细表，编写机床说明书等技术文件。 最后，对有关图纸进行工艺审查和标准化审查。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 二、零件分析 零件的结构特点 及其技术要求 加工零件的加工精度 被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度，是制造机床方案的主要依据。离合器压盘加工孔的精度要求不高，可采用钻孔组合机 床，工件各孔间的位置精度为 的位置精度要求不是很高，安排加工时 可以在下一个安装工位上对所有孔进行最终精加工。孔。采取提高机床原始制造精度和工件定位基准精度并减少夹压变形等措施就可以了。为此，机床通常采用尾置式齿轮动力装置，进给采用液压系统，人工夹紧。 加工 零件的特点 这主要指零件的材料、硬度加工部位的结构形状，工件刚度定位基准面的特点，它们对机床工艺方案制度有着重要的影响。此零件的材料是 度在整个压盘上呈均度分配，孔的直径为 12 用多孔同步加工，零件的刚度足够，工件受力不大，振动，及发热变形对工件影响可以不计。 一般来说，孔中心线与定位基准面平行且需由一面或几面加工的箱体宜用卧式机床，立式机床适宜加工定基准面是水平的且被加工孔与基准面垂直的工件，而不适宜加工安装不方便或高度较大的细长工件。对大型箱 体件采用单工位机床加工较适宜，而中小型零件则多采用多工位机床加工。 此零件的加工特点是中心线与定位基准平面是垂直的，并且定位基准面是水平的。孔的分布范围是直线形状，工件比较长，一次钻完，多轴箱体积较大，采用两工位以减小多轴箱的体积，使整个钻床瘦身，因而适合选择立式多工位钻床。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 零件的生产批量与机床的使用条件 零件的生产批量 由生产纲领知（考虑废品及备品率）年产量 4万件，单班制生产。 零件的生产批量是决定采用单工位，多工位或自动线，还是按中小批量设计组合机床的重要因素，被加工零件的生产 批量越大，工序安排一般趋于分散，而且其粗，精加工应分别在不同的机床上完成，以保证加工精度，但对于中小批量生产的情况，则力求减少机床台数，此时应将工序尽量集中在一台或少数几台机床上进行，以提高机床的利用率，本课题要求年产量为 4万台，结合实际情况，考虑零件的大小，形状，应属于中小批量的生产规模，所以宜采用组合机床。 机床的使用条件 （ 1）车间布置情况 车间内零件输送滚道的高度将影响机床的装料高度，当工件输送滚道穿过机床时，机床应设计为通过式，且配置不能超过三面，同时，装卸工件只能推进拉出，机 床通常不能安装中间导向，如果车间面积有限，则要限制机床轮廓尺寸，此外，生产线的工艺流程方向，机床在车间的安装位置等对机床配置方案也有一定的影响。 （ 2）工艺间的联系 工件到组合机床加工前，毛坯或半成品必须达到一定的要求，否则，会造成工件在机床上夹紧定位不可靠，甚至造成刀具损坏，或者不能保证要求的加工精度，如果在组合机床上加工以后，还要转到其他机床上加工，而工件没有预先加工出保证精度的有关定位基面，那么组合机床应该考虑为下一道工序加工出定位面。 （ 3）使用厂的技术能力和自然条件 如果使用厂没有相当 能力的工具车间，制造，刃磨复杂的整体复合刀具有困难，则制定方案时应避免采用此类刀具，必要时可增加机床工位，以便采用一般刀具分散加工。 综合以上所述：通过对后桥减速器壳体的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求、定位、夹紧方式、工艺方法，并定出影响机床的总体布局和技术性能等方面的考虑，最终决定设计多工位同步钻床。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 三、确定组合机床的配置形式和结构方案 零件加工工艺方案将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。考虑到被加工的零件是 加工 10 个 2 个 通孔 ，而且这 12个通 孔是沿 圆周方向性分布，并针对零件的形状、大小、材料、硬度、刚性、加工部位的结构特点、加工精度、表面粗糙度以及定位、夹紧方法、工艺过程、所采用的刀具及切削用量、现场的环境和条件、生产率要求等。 划分工序可以有两种趋向：工序集中和工序分散。 工序的集中分散各有其长处，一般说来，在大批量生产中以提高生产率为主，需广泛采用多刀、单轴与多轴自动或半自动机床，多轴龙门铣床、组合机床等，故采取工序集中可以获得突出的效果。 此次设计的后桥减速器壳体端面钻孔组合机床很大程度上使各工序尽量集中，发挥组合机床的优点，同时使各 种误差减小到最低限度。 由于此设计中所加工的零件 12 个孔中部分孔距离适中，所以完全可用一个工位完成。 遵循以下几点基本原则： （ 1）选择合适、可靠的工艺方法； （ 2）精粗加工合理安排； （ 3）工序集中原则 （ 4）定位基准及夹紧点选择原则。 （ 5）制定工艺方案 1)装卸、夹紧； 2)钻 12 个孔； 合机床的组成 一台组合机床主要由滑台、钻削头、夹具、多轴箱、动力箱、立柱、立柱底座、中间底座、侧底座以及控制部件和辅助部件等组成。其中夹具和多轴箱是按加工对象设计的专用部件，其余均为通用部件，且专用部件中的绝大 多数零件（约70% 90%）也是通用零件。 加工时，刀具由电动机通过动力箱、多轴箱驱动做旋转主体运动并通过各自的滑台带动做直线进给运动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 合机床类型 根据所选用的通用部件的规格大小以及结构和配置形式等方面的差异，将组合机床分为大型组合机床和小型组合机床两大类。习惯上滑台台面宽度大于250台台面宽度小于 250 根据组合机床的配置形式，可将其分为具有固定夹具的单工位组合机床、具有移动夹具的多工位组合机床和转塔式组合机床三类。 固定夹具的单工位组合机床 单工位组合机床特别适用于加工大、中型箱体类零件。在整个加工循环中，家具和工件固定不动，通过动力部件使刀具从单面、双面或多面对工件进行加工。这类机床加工精度较高，但生产率较低。 按照组成部件的配置形式及动力部件的进给方向，单工位组合机床又分为卧式、立式、倾斜式和复合式四种类型。 a 卧式组合机床 卧式组合机床的刀具主轴水平布置，动力部件沿水平方向进给，按加工要求的不同，可配置成单面、双面或多面的形式。本题目选用单面即可。 b 立式组合机床 立式组合机床的道具主轴垂直布置，动力部件沿 垂直方向进给。一般只有单面配置一种形式。 c 倾斜式组合机床 倾斜式组合机床的动力部件倾斜布置，沿倾斜方向进给。可配置成单面双面或多面的形式，以加工工件上的倾斜表面。 d 复合式组合机床 复合式组合机床是卧式、立式、倾斜式两种或三种形式的组合。 多工位组合机床的夹具和工件可按预定的工作循环，作间歇的移动或转动，以便依次在不同工位上对工件进行不同的工位加工。这类机床生产率高，但加工买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 精度不如单工位组合机床，多用于大批量生产中对中小型零件的加工。 按照夹具和工件的输送方式不 同，可分为移动工作台式、回转工作台式、中央立柱式和鼓轮式四种类型。 a 移动工作台组合机床 移动工作台组合机床可以先后在两个工位上从两面对工件进行加工，夹具和工件可随工作台直线移动来实现工件的变换。 b 回转工作台组合机床 回转工作台组合机床在每一个工位上可以同时加工一个活几个工件，其上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的回转工作台上，并随其作周期转动来实现工件的换位。由于这种机床适宜于对中小型工件进行多面、多工序加工，具有专门的装卸工位，使装卸工件的辅助时间和机动时间重合，所以不能获得较高的生产率。 c 中 央立柱式组合机床 中央立柱式组合机床上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的环形回转工作台上，并随其做周期转动以实现工位的变换。在环形回转工作台周围以及中央立柱上均可布置动力部件，在各个工位上，对工件进行多工序加工。 d 鼓轮式组合机床 鼓轮式组合机床上的夹具和工件安装在绕水平轴线回转的鼓轮上，并作周期转动以实现工位的变换。在鼓轮的两端布置动力部件，从两面对工件进行加工。 转塔式组合机床的特点是几个多轴箱安装在转塔回转工作台上，各个多轴箱依次转到加工位置对工件进行加工。按多轴箱是否作 进给运动，可将这类机床分为两类： a 只实现主运动的转塔式多轴箱组合机床 多轴箱安装在转塔回转工作台上，主轴由电动机通过多轴箱的传动装置带动作旋转主运动；工件安装在滑台的回转工作面上（如果不需要工件转位时，可直接安装在滑台上），由滑台带动作进给运动。 b 既实现主运动又可随滑台作进给运动的转塔式多轴箱组合机床 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 这类机床的工件固定不动（也可作周期转位），转塔式多轴箱安装在滑台上并随滑台作进给运动。 转塔式组合机床可以完成一个工件的多工序加工，因而可减少机床台数和占地面积，适宜于中、小批量生产。 综合上述组合机 床分类介绍及各自功用，在结合本题目所要求设计的组合机床特点初步选取单工位的卧式组合机床。 合机床的通用部件 组合机床的通用部件是组合机床的基础。部件通用化程度的高低标志着组合机床技术的水平。在组合机床设计中，选择通用部件是重要内容之一。 按通用部件在组合机床上的作用可分为下列几类： a 动力部件 动力部件是组合机床的主要部件，它为刀具提供主运动和进给运动。动力部件包括动力滑台及其相配套使用的动力箱和各种单轴头，如铣削头、钻削头、镗孔车断面头等，其他部件均以选定的动力部件为依 据来配套选用。 b 支承部件 支承部件是组合机床的基础部件，他包括侧底座、立柱、立柱底座和中间底座等，用于支承和安装各种部件。组合机床个部件之间的相对位置精度、机床的刚度主要由支承部件保证。 c 输送部件 输送部件用于带动夹具和工件的移动和转动，以实现工位的变换，因此，要求有较高的定位精度。输送部件主要有移动工作台和回转工作台。 d 控制部件 控制部件用于控制组合机床按预定的加工程序进行循环工作，它包括可编程控制器（ 各种液压元件、操纵板、控制挡铁和按钮台等。 e 辅助部件 辅助部件包括用于实现自 动夹紧工件的液压或气动装置、机械扳手、冷却和买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 润滑装置、排屑装置以及上下料的机械手等。 格及配套关系 按通用部件标准，动力滑台的主参数为其工作台面宽度，其他通用部件的主参数取与其配套的滑台主参数来表示。 等效采用国际标准设计的“ 1字头”通用部件，按精度分为：普通级、精密级和高精度级三种精度等级。 “ 1字头”滑台采用双矩形闭式导轨，纵向用双矩形的外侧导向，斜镶条调整导轨间隙；压板与支承导轨组成辅助导轨副，防止倾覆力矩过大导致滑鞍（动导轨）与滑座（支承导轨）分离。这种导轨制造工艺简单， 导向精度高，刚度好。滑座导轨材料有两种，分别在型号后加 A、 频淬火，淬火硬度为 42 48B 表示滑座为镶钢导轨，淬火硬度为 48 响因素 通常，在确定工艺方案的同时，也就大体上确定了组合机床的配置形式和结构方案。但是还要考虑下列因素的影响。 工件的加工精度要求，往往影响组合机床的配置形式和结构方案，例如，加工精度要求高时，应采用固定夹具的单工位组合机床，加工精度要求低时，可采用移动夹具的多工位组合机床；工件 各孔间的位置精度要求高时，应采用在同一工位上对各孔同时精加工的方法；工件各孔同轴度要求高时，应单独采用精加工等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 工件的形状、大小和加工部位的结构特点，对机床的结构方案也有一定的影响。例如，对于外形尺寸和重量较大的工件，一般采用固定夹具的单工位组合机床，对多工序的中小型零件，则宜采用移动夹具的多工位组合机床；对于大直径的深孔加工，宜采用具有刚性主轴的立式组合机床等。 生产率往往是决定采用单工位组合机床、多工位组合机床还是组合机床自动线的重要因素。例如，从其 他因素考虑应采用单工位组合机床，但由于满足不了生产率的要求，就不得不采用多工位组合机床，甚至自动线来进行加工。而在多工位组合机床时，还要考虑：工位数不超过 2 3个，并能满足生产率要求时，应选用移动工作台式组合机床；工位数超过 4个时才选用回转工作台或鼓轮式组合机床。 使用组合机床的现场条件对组合机床的结构方案也有一定的影响。例如使用单位的气候炎热，车间温度过高，使用液压传动机床不够稳定，则宜采用机械传动的结构形式；使用单位刃磨刀具、 维修、调整能力以及车间布置得情况，都将影响组合机床的结构方案。 综上：本题目应采用固定液压夹具的单工位组合机床。 组合机床方案的制定 定工艺方案 零件加工工艺将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。所以，在制定工艺方案时，必须计算分析被加工零件图，并深入现场了解零件的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 形状、大小、材料、硬度、刚度，加工部位的结构特点加工精度，表面粗糙度，以及定位，夹紧方法，工艺过程，所采用的刀具及切削用量，生产率要求，现场所采用的环境和条件等等。并收集国内外有关技术资料，制定出合理 的工艺方案。 根据被加工被零件的零件图（图 2加工 12 个螺纹孔的工艺过程。 (1) 加工孔的主要技术要求。 加工 10 个 2 个 螺纹底孔的孔。 孔的位置度公差为 12 孔同心。 工件材料为 7， 230。 要求生产纲领为（考虑废品及备品率）年产量 4 万件，单班制生产 (2) 工艺分析 加工该孔时，孔的位置度公差为 据组合机床用的工艺方法及能达到的经济精度，可采用如下的加工方案。 一次性加工螺纹底孔，孔径为 3) 定位基准及夹紧点的 选择 加工此离合器压盖的孔，以底面的两个支承点限制 X 、 Y 和 X 、 Y 四个自由度，位于中间的心轴起到了很好的定位作用。 在保证加工精度的情况下，提高生产效率减轻工人劳动量，而工件也是大批量生产，由于夹具在本设计中没有考虑，因此在设计时就认为是人工夹紧。 图 2 1 被加工零件图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 确定切削用量及选择刀具 确定工序间余量 为使加工过程顺利进行并稳定的保证加工精度，必须合理地确定工序余量。生产中常用查表给出的组合机床对孔加工的工序余量，由于在本钻床上钻孔后重新安装或在其他多工位机床上加工下道工序，应适当加大余量，以消除转、定位误差的影响。 12孔在钻孔后铰孔，直径上工序间余量 选择切削用量 切削用量是指切削速度、进给量、背吃刀量等三个切削要素。它们表示切削过程中切削运动的大小及刀具切入工件的程度，切削速度是切削刃的选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，通常用 示，单 位为米 /分或米 /秒。进给量是工件或刀具的每一转或每一往返行程的时间内，刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移，通常用 f 来表示，单位为毫米 /转或毫米 /行程。背吃刀量是指通过切削刃基点并垂直于工件平面方向上测量的吃刀深 就是工件待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，习惯上也将背吃刀量称为切削深度，通常用 位为毫米 。 切削深度 择原则是根据工件的加工余量来决定的，选择是应考虑： a 在留下精加工及半精加工余量后，粗加工应尽可能将剩下的余量一次切除以减少走刀次数； b 如果工件余量过大，或机床动 力不足而不能将粗切削余量一次切除，也应将第一次走刀的切削深度尽可能取大些； c 当冲击负载较大，或工艺系统刚性较差时，应适当减少切削深度； d 一般精切时，可取 米，半精加工时可取 米 。 进给量 f 的选择是主要是根据切削力及加工表面粗糙度：粗加工时，加工表面粗糙度要求不高，进给量主要受刀杆、刀片、工件及机床的强度和刚度所能承受的切削力的限制；半精切削及精切时，进给量主要受表面粗糙度要求的限制，刀具的副偏角愈小，刀尖圆弧半径愈大，切削速度愈高，工件材料的强度愈大，则进给 量可愈大 。 切削速度 选择原则主要考虑切削加工的经济性，必须保证刀具经济寿命，同时切削负载不应超过机床的额定功率，通常的原则是： a 刀具材料的耐热买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 性好，切削速度可高些； b 工件材料的强度、硬度高，或塑性太大或太小，切削速度均应取低些， c 加工带外皮的工件时，应付适当降低速度； d 要求得到较小的表面粗糙度时，切削速度应避开积屑瘤的生成速度范围，对硬质合金刀具，可取较高的切削速度，对高速钢刀具，常采用低速切削； e 断续切削时，应取较低的切削速度； f 工艺系统刚性差时，切削速度应适当减小； h 在切削速度最后确定 之前，须验算机床电动机的功率是否足够 。 组合机床往往采用多轴、多刀、多面同时加工，且组合机床上的刀具要有足够的使用寿命，以减少频繁换刀。因此，组合机床切削用量一般比通用机床的单刀加工要低 30%以上。 同一多轴箱上的刀具由于采用同一滑台实现进给，多以各刀具的每分钟进给量应该相等。因此，应按工件时间最长、负荷最重、刃磨较困难的所谓“限制性刀具”来确定；对于其他刀具，可以在这基础上进行调整其每转进给量，以满足每转进给量相同的要求。另外，在多轴箱传动系统设计完毕、传动齿轮齿数确定后，还要反过来调整初定的 切削用量。 选择切削用量时，应尽量使相邻主轴转速接近，以使多轴箱的传动链简单些。使用液压滑台时，所选的每分钟进给量一般应比滑台的最小进给量大 50%，以保证进给稳定。 确定了在组合机床上完成的工艺内容了，就可以着手选择切削用量了。因为所设计的组合机床为多轴同步加工在大多数情况下，所选切削用量，根据经验比一般通用机床单刀加工低 30%左右多轴主轴箱上所有刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台，工作时，要求所有刀具的每分钟进给量相同，且等于动力滑台的每分钟进给量（ mm/是适合有刀具的平均值。因此，同一 主轴箱上的刀具主轴可设计成不同转速和不同的每转进给量（ mm/r）与其适应。以满足不同直径的加需要，即： f1= = fi= 各主轴转速（ r/ 各主轴进给量（ mm/r） 动力滑台每分钟进给量（ mm/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由于离合器压盘孔的加工精度、工件材料、工作条件、技术要求都是相同的。 按照经济地选择满足加工要求的原则，采用查 组合机床设计 得：进给量 f(r)、切削速度 V=16 取 f=r 和 V=20m/ 确定切削力、切 削扭矩、切削功率 根据选定的切削用量（主要指切削速度 v 及进给量 f）确定切削力，作为选择动力部件（滑台）及夹具设计的依据；确定切削扭矩，用以确定主轴及其它传动件（齿轮，传动轴等）的尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电动（一般指动力箱）功率，通过查表计算如下： 布氏硬度： 1(=23031(230 170) =210 钻孔径 D=孔时： 切削力： F =26D =26 =削扭矩： T =10 =10 =削功率： P = =20/(9740 =具耐用度： t=(9600 V 8 =(9600 20 8 =370 分 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 钻孔径 D=12孔时： 切削力： F =26D =26 1