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汽车发动机附件箱多孔加工专机的设计【4张图纸】【优秀】

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关键词：: 汽车发动机附件箱多孔加工专机设计图纸

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汽车发动机附件箱多孔加工专机的设计

37页 19000字数+说明书+任务书+开题报告+4张CAD图纸【详情如下】

主轴箱装配图.dwg

任务书.doc

加工工序图.dwg

加工示意图.dwg

夹具装配图.dwg

汽车发动机附件箱多孔加工专机的设计开题报告.doc

汽车发动机附件箱多孔加工专机的设计论文.doc

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摘要

　　　论文完成了汽车发动机箱体的多个孔的专用机床的设计，要求一次装夹完成驱动桥壳孔的加工,保证孔位置精度和其他加工要求。通过对原始数据（材料，尺寸及加工要求）的分析计算，确定了刀具的切削用量，机床配置形式，并计算出主轴的切削功率和转速，合理选择机床的通用部件及设计相配套的夹具。采用卧式组合机床进行零件的加工，配以转角液压缸夹紧，提高工件的装夹速度。设计的组合机床提高了机床加工精度，保证被加工零件的加工要求，且工作稳定，操作方便，减少了加工时间，提高了工作效率。

关键词：组合机床；专用夹具；驱动桥壳；零件

摘要III

ABSTRACTIV

前言V

1 绪论1

1.1组合机床的组成及特点1

1.2多轴箱设计介绍1

1.3液压系统2

2 零件加工工艺分析5

2.1零件的作用5

2.2零件工艺分析5

2.3工艺规程设计5

2.4本工序工艺方案的拟订6

3 切削用量的确定6

3.1加工内容及切削用量参数表7

3.2确定切削力F(N)、切削转矩T(N?mm)、切削功率P(kw)7

4 组合机床总体设计16

4.1被加工零件工序图16

4.1.1 被加工零件工序图的作用与内容16

4.1.2 绘制被加工零件工序图的规定及注意事项16

4.2加工示意图17

4.3机床联系尺寸总图20

4.3.1 机床联系尺寸总图的作用于内容20

4.3.2绘制机床联系尺寸之前应确定的主要内容20

4.3.3 机床分组22

4.4机床生产率计算卡22

4.4.1理想生产率Q22

4.4.2实际生产率Q123

4.4.3机床负载率η负23

5 专用夹具设计24

5.1制定设计方案25

5.1.1确定夹紧方式，设计夹紧机构。25

5.1.2夹具夹紧力分析26

5.2绘制夹具装配总图26

图5.1夹具装配图27

5.3绘制夹具零件图28

6 专用多轴箱的设计29

6.1多轴箱的功用及分类29

6.2专用多轴箱的组成29

6.3专用多轴箱的传动系统设计29

6.4专用多轴箱的设计31

6.5 润滑泵的选择33

6.6其他相关部件的选择34

7 结论36

致谢37

参考文献38

　　　　1 绪论

1.1组合机床的组成及特点

　　　组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。

　　　通用部件是组成组合机床的基础，是具有特定功能，按标准化、系列化、通用化原则设计制造的组合机床基础部件。它具有统一的联系尺寸标准，结构合理，性能稳定。组合机床的通用化程度是衡量其技术水平的重要标志。通用部件按其功能通常分为五大类：动力部件，支撑部件、输送部件、控制部件和辅助部件。用来传递动力，实现工作运动的通用部件如动力滑台、动力箱、具有各种工艺性能的动力头称为动力部件。用于安装动力部件、输送部件等的通用部件如侧底座、中间底座、立柱、立柱底座、支架等称为支撑部件。

　　　组合机床的特点：

　　　1）主要用于棱体类零件和杂件的孔面加工。

　　　2）生产率高。因为工序集中，壳多面、多工位、多组、多刀同时自动加工。

　　　3）加工精度稳定。因为工序固定，壳选用成熟的通用零件、精密夹具和自动工作循环来保证加工精度的一致性。

　　　4）研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本低。因为通用化、系列化、标准化程度高，通用零件占70－90，通用件壳组织批量生产进行预制或外购。

　　　5）自动化程度高，劳动强度低。

　　　6）配置灵活。因为结构模块化、组合化。可按工件或工序要求，用大量通用部件和少量专用部件灵活组成各种类型的组合机床或生产线；机床易于改装；

　　　产品或工艺变化时，通用部件一般还可以重复利用。

　1.2多轴箱设计介绍

　　　我所设计的多轴箱是根据被加工零件上孔的数量，形状和分布位置、规格（长×高）740×315，其中箱体的厚度是180mm，前盖是55mm，后盖是90mm。

　　　箱体中间布置24mm宽的齿轮三排、在箱体与后盖之间的空间布置一排齿轮。

　　　为装配和维修方便，主轴箱两侧都装有侧盖，在箱体的上部还配有螺塞两只，旋开螺塞，可作加油孔，换上起吊钩，可用于起吊主轴箱

　　　主轴箱的主轴外伸直径共有￠30、￠38两种规格，外伸长度均为55mm，传动轴直径有￠20㎜和￠26㎜两种规格。主轴箱内配有手柄轴，以便装卸和调整刀具。手柄轴布置在主轴箱的中部，且转速较高的位置上，调整时可兼顾两头，且操作方便。

　　　所有主轴和手柄轴的前端的密封均采用毛毡圈密封装置。

　　　主轴箱的润滑采用型式R21－1的叶片泵进行，当主轴箱工作时，由传动轴上的齿轮啮合直接装在泵轴上的齿轮，使润滑泵4同时工作，打出的油经圆形分油器11分向各润滑部位，其中三个出油口润滑箱体内部齿轮，另一出油口接通可调管接头，由油管接至滑台润滑装置，可自动润滑导轨。

　　　主轴的支承型式分为两种：

　　　1．前后支承均采用单列圆锥滚子轴承的主轴，此类主轴在布置轴承时，均采用“反装置”的结构型式，以使其结构稳定，支承处具有较高的刚性，且调整方便；多轴箱装配图中G519轴为带有轴承座的错开布置的单列圆锥滚子轴承主轴，目的为了加大主轴直径，提高主轴的刚度。　1.3液压系统

　　　本液压系统有五个集成块，本身带有单向行程调速阀，当滑台启动后，就快进，然后挡块压住行程调速阀变为工进，工进结束后，另一个挡块使滑台快速返回。

　　　其主要有以下几个特点：

　　　1．油箱采用限压式变量叶片泵，最大流量为25升/分，快速进前时，该泵可以输出最大流量，在工件进给时，由于压力升高，该泵的流量自动减小。因此节省了输入功率，而且，因为没有大量高压返回油箱，避免了一般油箱中常见的油温过高毛病。

　　　2．油箱采用Y100L－6型电动机，功率只有1.5瓦，转速只有910转/分，延长了叶片泵寿命。

　　　3．油箱设计新颖，结构简单，维修方便，油泵吸油口的滤油器装右侧面，便于定期清洗。油标带有温度计，可随时检查油液温度。油箱容量为100升、注入20号油液。

　　　4．全部采用行程控制来实现顺序动作，不用压力控制、能可靠地避免意外事故的发生。

　1.4汽车发动机的基本构造

　　　汽车发动机的种类虽多，但其基本结构大体相同，一般都是由两大机构和六大系统组成。

　　　1、两大机构：

　　　1）曲柄连杆机构：

　　　包括气缸体、活塞连杆组和曲柄飞轮组，是发动机借以产生动力，并将活塞的直线往复运动转变成曲柄的旋转运动输出动力的机构。

　　　2）配汽机构：

　　　包括气门组和气门传动组，其作用是使可燃混合气体及时充入气缸并在燃烧后及时将废气从气缸中排出。

　　　2．前后支承均为单向推力轴承和无内环的滚子轴承的主轴，G419和G418轴，由于相邻主轴之间的距离较小，为保证主轴承受较高的切削扭矩，此处的主轴直径均为采用20㎜，轴承的布置采用二层错开。

　　　传动轴和手柄轴的前后支承都采用单列圆锥滚子轴承，并均采用“反装置”结构。

　1.3液压系统　　

加工工序图.gif

加工示意图.gif

汽车发动机附件箱多孔加工专机的设计.gif

主轴箱装配图.gif

内容简介：: 编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：汽车发动机附件箱多孔加工专机的设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923088 学生姓名：王俊指导教师：过金超（职称：副教授）（职称：）2012年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）汽车发动机附件箱多孔加工专机的设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械92 学号： 0923088 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业任务书一、题目及专题1、题目汽车发动机附件箱多孔加工专机的设计 2、专题二、课题来源及选题依据随着工业生产规模化、专业化、集中化、高度机械化乃至自动化的步伐的加快，在进行工件加工时，要求考虑使用专用机床和夹具。组合机床和组合机床自动线是一种专用高效自动化技术装备,目前,由于它仍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,因而被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域。某企业因生产发展需要，拟开发柴油机汽缸体两端面铣削专机，因此选定柴油机汽缸体两端面铣削专机设计为本次设计课题.三、本设计（论文或其他）应达到的要求1. 依据设计原始参数绘制零件工序图； 2. 完成满足生产需要的机床夹具设计、组合机床总体设计、组合机床主轴箱设计（折合零号图3张以上）； 3. 编制设计说明书一份； 4. 完成英文翻译资料一份；接受任务学生机械92 班姓名王俊四、开始及完成日期：自2012 年11 月12 日至2013 年5 月 25日五、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任学科组组长签名系主任签名2012 年 11 月 12 日3 编号无锡太湖学院毕业设计（论文）相关资料题目：汽车发动机附件箱多孔加工专机的设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923088 学生姓名：王俊指导教师：过金超（职称：副教授） 2013年月日目录一、毕业设计（论文）开题报告二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文三、学生“毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表”四、实习鉴定表无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目：汽车发动机附件箱多孔加工专机的设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923088 学生姓名：王俊指导教师：过金超（职称：副教授）（职称：） 2012年月日课题来源实验室课题科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）随着工业生产规模化、专业化、集中化、高度机械化乃至自动化的步伐的加快，在进行工件加工时，要求考虑使用专用机床和夹具。组合机床和组合机床自动线是一种专用高效自动化技术装备,目前,由于它仍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,因而被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域。某企业因生产发展需要，拟开发柴油机汽缸体两端面铣削专机，因此选定柴油机汽缸体两端面铣削专机设计为本次设计课题.该课题主要是为了培养学生编制机械零件加工工艺、正确选择金属切削机床和工艺参数、开发和创新机械产品的能力，要求学生能够结合常规普通铣床与零件加工工艺，针对实际使用过程中存在的金属加工机床的驱动及工件夹紧问题，综合所学的机械理论设计与方法等知识，对高效、快速夹紧装置进行改进设计，从而实现金属加工机床驱动与夹紧的半自动控制。在设计零件机械加工工装时，在满足产品工作要求的情况下，应尽可能多的采用标准件，提高其互换性要求，以减少产品的设计生产成本和周期。研究内容通过实际调研、认知普通机床和数控机床、采集相应的设计数据，分析零件的机械加工工艺路线、金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据，结合工艺工装设计的相关理论知识，完成零件机械加工工艺文件的拟定及专用夹具的设计，并进行主要工序的工序尺寸及公差的计算，对零件的定位误差进行分析等。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析通过实践与大量搜集、阅读相关资料相结合，在对金属切削加工原理、金属切削机床、机械加工工艺文件的编制、机械设计与理论及机械装备等相关知识充分掌握后，对零件的机械加工工艺路线、工装夹具的设计、普通铣床的驱动、夹紧装置进行数学建模，并通过模拟实验分析建立普通铣床的驱动、夹紧装置的实体模型，设计专用夹具的驱动、夹紧装置，进行现场实验，来达到产品的最优化设计。研究计划及预期成果研究计划：2012年11月12日-2012年12月2日：教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。2012年12月3日-2013年1月20日：指导专业实训。2013年1月21日-2013年3月1日：指导毕业实习。2013年3月4日-2013年3月8日：查阅并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。2013年3月11日-2013年3月15日：专用机床总体方案设计。2013年3月18日-2013年3月22日：绘制零件加工工序图。2013年3月25日-2013年3月29日：绘制零件加工示意图。2013年4月1日-2013年4月5日：绘制机床尺寸联系图。2013年4月8日-2013年4月12日：绘制机床尺寸联系图；填写生存率计算卡。2013年4月15日-2013年4月19日：专用夹具设计。2013年4月22日-2013年4月26日：专用夹具设计。2013年4月29日-2013年5月3日：主轴箱设计。2013年5月13日-2013年5月17日：检查、修改、完善、撰写设计说明书。2013年5月20日-2013年5月25日：资料整理、装订、准备答辩。预期成果：图纸一套以及说明书一份特色或创新之处适用于现代加工企业高效、安全的专用夹具设计、夹紧装置的优化设计，可降低工人的劳动强度、减少机械加工工艺时间和降低机械零件的生产成本。已具备的条件和尚需解决的问题1. 已经专业课程设计的训练，经过毕业实习前期调研，相关资料搜集，已做好经行技术设计的相关准备工作。设计思路及方案已基本明确。 2.专用夹具的设计能力还有待加强。指导教师意见指导教师签名：2013年月日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名：年月日系意见主管领导签名：年月日摘要论文完成了汽车发动机箱体的多个孔的专用机床的设计，要求一次装夹完成驱动桥壳孔的加工,保证孔位置精度和其他加工要求。通过对原始数据（材料，尺寸及加工要求）的分析计算，确定了刀具的切削用量，机床配置形式，并计算出主轴的切削功率和转速，合理选择机床的通用部件及设计相配套的夹具。采用卧式组合机床进行零件的加工，配以转角液压缸夹紧，提高工件的装夹速度。设计的组合机床提高了机床加工精度，保证被加工零件的加工要求，且工作稳定，操作方便，减少了加工时间，提高了工作效率。关键词：组合机床；专用夹具；驱动桥壳；零件 ABSTRACTThesis completed automobile engine box of a plurality of holes special machine design, requirements to complete a fixture drive axle hole machining, hole locations to ensure the accuracy and other processing requirements. The original data (material, size, and processing requirements) analysis and calculation to determine the cutting tool, machine tool configurations, and calculate the spindle cutting power and speed, a reasonable choice of common components and design tools supporting the fixture. A horizontal combination machine for machining, hydraulic cylinder with corner clamp, improve workpiece clamping speed. The combination tool designed to improve the machining accuracy, and ensure the processing requirements of parts to be machined, and job stability, easy to operate, reducing the processing time, improve work efficiency.Keywords: combination machine; special fixtures; drive axle housing; Parts前言组合机床是凭借通用部件为基础，并按照工件特定形状和加工工艺为其设计专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率要比通用机床高几倍乃至几十倍。由于选用标准化和系列化的通用部件，根据需要灵活配置，能缩短机床设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪表、军工及缝纫机、自行车等轻工业行业大批大量生产中已获得广泛应用。组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。近年来，组合机床不仅在数量和品种上有了很大的发展，而且在加工工艺、机床配置型式、适用范围和控制技术等方面都有不少的创新和发展：随着科技的发展，关键技术问题的攻关，组合机床朝着柔性化、数控化、高精度、高生产率、多品种、短周期、组合机床及其自动线超高速和超高精度方向发展！机床夹具是在机床上加工零件时所使用的一种工艺设备，主要用于实现工件的定位和加紧，使工件加工时相对于机车、刀具有正确的位置、以保证工件的加工质量和生产率的要求。组合机床夹具更是保证工件能正常加工，达到规定要求的重要部件。本课题所设计的组合机床，刀具对工件的加工顺序为平行加工，组合机床的配置形式为单面。机床带有一套固式定夹具，根据所需的加工面数布置动力部件，动力部件选择为：卧式，工件安装在机床的固定夹具里，夹具和工件固定不动，动力滑台实现进给运动，滑台上的动力箱连同多轴箱实现切削运动设计过程中，既需要考虑实现工艺方案，保证加工精度、技术要求及生产率，又考虑到机床操作、维护、修理、排屑的方便性。此次课程设计，分为组内分工设计。组内成员分别设计夹具和多轴箱，配合完成组合机床整套设计。此设计为组合机床及其夹具部分设计。在组员多轴箱设计同学的辅助下顺利完成设计。本课程设计的完成，主要依赖于指导老师无私的指导讲解、大学几年的努力、网上查阅的各种相关资料、图书馆无数的纸质文件以及自身的不懈奋斗。其中老师的指导，更是起了关键性的作用，所谓画龙点睛之笔！本次课程设计虽说顺利完成，却也困难重重。但这些也正好为以后走上工作岗位提高了实习经验，尤其是如何遵循理论又不拘泥于理论，这对缺乏实践经验的我来说是个挑战。7目录摘要IIIABSTRACTIV前言V1 绪论11.1组合机床的组成及特点11.2多轴箱设计介绍11.3液压系统22 零件加工工艺分析52.1零件的作用52.2零件工艺分析52.3工艺规程设计52.4本工序工艺方案的拟订63 切削用量的确定63.1加工内容及切削用量参数表73.2确定切削力F(N)、切削转矩T(Nmm)、切削功率P(kw)74 组合机床总体设计164.1被加工零件工序图164.1.1 被加工零件工序图的作用与内容164.1.2 绘制被加工零件工序图的规定及注意事项164.2加工示意图174.3机床联系尺寸总图204.3.1 机床联系尺寸总图的作用于内容204.3.2绘制机床联系尺寸之前应确定的主要内容204.3.3 机床分组224.4机床生产率计算卡224.4.1理想生产率Q224.4.2实际生产率Q1234.4.3机床负载率负235 专用夹具设计245.1制定设计方案255.1.1确定夹紧方式，设计夹紧机构。255.1.2夹具夹紧力分析265.2绘制夹具装配总图26图5.1夹具装配图275.3绘制夹具零件图286 专用多轴箱的设计296.1多轴箱的功用及分类296.2专用多轴箱的组成296.3专用多轴箱的传动系统设计296.4专用多轴箱的设计316.5 润滑泵的选择336.6其他相关部件的选择347 结论36致谢37参考文献38汽车发动机附件箱多孔加工专机设计1 绪论1.1组合机床的组成及特点组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。通用部件是组成组合机床的基础，是具有特定功能，按标准化、系列化、通用化原则设计制造的组合机床基础部件。它具有统一的联系尺寸标准，结构合理，性能稳定。组合机床的通用化程度是衡量其技术水平的重要标志。通用部件按其功能通常分为五大类：动力部件，支撑部件、输送部件、控制部件和辅助部件。用来传递动力，实现工作运动的通用部件如动力滑台、动力箱、具有各种工艺性能的动力头称为动力部件。用于安装动力部件、输送部件等的通用部件如侧底座、中间底座、立柱、立柱底座、支架等称为支撑部件。组合机床的特点：1）主要用于棱体类零件和杂件的孔面加工。2）生产率高。因为工序集中，壳多面、多工位、多组、多刀同时自动加工。3）加工精度稳定。因为工序固定，壳选用成熟的通用零件、精密夹具和自动工作循环来保证加工精度的一致性。4）研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本低。因为通用化、系列化、标准化程度高，通用零件占7090，通用件壳组织批量生产进行预制或外购。5）自动化程度高，劳动强度低。6）配置灵活。因为结构模块化、组合化。可按工件或工序要求，用大量通用部件和少量专用部件灵活组成各种类型的组合机床或生产线；机床易于改装；产品或工艺变化时，通用部件一般还可以重复利用。1.2多轴箱设计介绍我所设计的多轴箱是根据被加工零件上孔的数量，形状和分布位置、规格（长高）740315，其中箱体的厚度是180mm，前盖是55mm，后盖是90mm。箱体中间布置24mm宽的齿轮三排、在箱体与后盖之间的空间布置一排齿轮。为装配和维修方便，主轴箱两侧都装有侧盖，在箱体的上部还配有螺塞两只，旋开螺塞，可作加油孔，换上起吊钩，可用于起吊主轴箱主轴箱的主轴外伸直径共有30、38两种规格，外伸长度均为55mm，传动轴直径有20和26两种规格。主轴箱内配有手柄轴，以便装卸和调整刀具。手柄轴布置在主轴箱的中部，且转速较高的位置上，调整时可兼顾两头，且操作方便。所有主轴和手柄轴的前端的密封均采用毛毡圈密封装置。主轴箱的润滑采用型式R211的叶片泵进行，当主轴箱工作时，由传动轴上的齿轮啮合直接装在泵轴上的齿轮，使润滑泵4同时工作，打出的油经圆形分油器11分向各润滑部位，其中三个出油口润滑箱体内部齿轮，另一出油口接通可调管接头，由油管接至滑台润滑装置，可自动润滑导轨。主轴的支承型式分为两种：1 前后支承均采用单列圆锥滚子轴承的主轴，此类主轴在布置轴承时，均采用“反装置”的结构型式，以使其结构稳定，支承处具有较高的刚性，且调整方便；多轴箱装配图中G519轴为带有轴承座的错开布置的单列圆锥滚子轴承主轴，目的为了加大主轴直径，提高主轴的刚度。2 前后支承均为单向推力轴承和无内环的滚子轴承的主轴，G419和G418轴，由于相邻主轴之间的距离较小，为保证主轴承受较高的切削扭矩，此处的主轴直径均为采用20，轴承的布置采用二层错开。传动轴和手柄轴的前后支承都采用单列圆锥滚子轴承，并均采用“反装置”结构。1.3液压系统本液压系统有五个集成块，本身带有单向行程调速阀，当滑台启动后，就快进，然后挡块压住行程调速阀变为工进，工进结束后，另一个挡块使滑台快速返回。其主要有以下几个特点：1油箱采用限压式变量叶片泵，最大流量为25升/分，快速进前时，该泵可以输出最大流量，在工件进给时，由于压力升高，该泵的流量自动减小。因此节省了输入功率，而且，因为没有大量高压返回油箱，避免了一般油箱中常见的油温过高毛病。2油箱采用Y100L6型电动机，功率只有1.5瓦，转速只有910转/分，延长了叶片泵寿命。3油箱设计新颖，结构简单，维修方便，油泵吸油口的滤油器装右侧面，便于定期清洗。油标带有温度计，可随时检查油液温度。油箱容量为100升、注入20号油液。4全部采用行程控制来实现顺序动作，不用压力控制、能可靠地避免意外事故的发生。1.4汽车发动机的基本构造汽车发动机的种类虽多，但其基本结构大体相同，一般都是由两大机构和六大系统组成。1、两大机构：1）曲柄连杆机构：包括气缸体、活塞连杆组和曲柄飞轮组，是发动机借以产生动力，并将活塞的直线往复运动转变成曲柄的旋转运动输出动力的机构。2）配汽机构：包括气门组和气门传动组，其作用是使可燃混合气体及时充入气缸并在燃烧后及时将废气从气缸中排出。2、六大系统：1)燃油供给系统：汽油机的燃油供给系统由油箱、汽油滤清器、汽油泵、化油器（节气门体）、喷油器、油轨（燃油喷射式发动机）、空气滤清器和进气止支管等组成。2）点火系统：汽油机的点火系统包括分电器、点火线圈和火花塞等。3）冷却系统：由水泵、节油器、风扇和散热器等组成。4）润滑系统：由油底壳、滤油器、条压阀和安全阀等组成。5）发电系统：由蓄电池、发电机和调节器等组成。 6）起动系统：由起动机和其附属装置组成。1.5国内外的发展状况在我国，组合机床发展已有28年的历史，其科研和生产都具有相当的基础，也已经广泛应用到很多行业。是目前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程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，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国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，以及铣削平面和成形面等。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，还有多工位回转台式组合机床等；随着技术的不断进步，一种新型的组合机床柔性组合机床越来越受到人们亲睐，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（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品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（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）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。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后，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，满足用户要求，真正成为刚柔兼备的自动化装备。从2002年年底第21届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析，机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速1000020000r/min，最高进给速度可达10-60m/min；复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外，产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。然而关键的是现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现在机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据；通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。2 零件加工工艺分析2.1零件的作用汽车发动机的种类虽多，但其基本结构大体相同，一般都是由曲柄连杆机构、配汽机构两大机构和燃油供给系统、点火系统、冷却系统、润滑系统、发电系统和起动系统六大系统组成。发动机附件箱是一个形状复杂且有特殊要求的零件；平面精度与孔位精度要求较高，小孔在深部位加工等。为了顺利完成加工，稳定地保证产品质量，必须设计加工该零件的组合机床，设计时注意吸收国外制造该零件的先进工艺，结合国内实际，倡导创造性设计。2.2零件工艺分析由零件图可知，此零件采用ALSi132主要的工艺内容为平面、孔的加工，平面要求较高的平面度、位置度和表面光洁度，而孔与孔之间有较高的位置精度，尤其是深部小孔的加工有很大的难度。我所做的是孔的加工，主要加工孔有15孔倒角50.26；16孔扩锪12.5/22；18孔钻孔2022；19孔钻孔1632；15孔镗孔4720；17孔扩锪17.2/24.3；18孔扩孔21.5/28.8；19孔扩孔17.2/24.3。15号孔镗孔，倒角工序，其导向速度极高，考虑到毛坯、精加工，采用滚锥轴承的内滚式导向结构，结构刚性好，承载能力大。16、17、18、19孔台阶采用扩锪复合刀具集中加工；通过提高刀具导向部分精度以保证工件精度。由参考文献机械设计与工艺手册中有关孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可以的。2.3工艺规程设计1 定位基准的选择（1）精基准的选择：工件采用“一面两销”定位方案，基准统一，设计基准与工艺基准统一。（2）粗基准的选择应考虑到以下几点： 1）为了保证加工面与不加工面之间的位置精度，应选择不加工表面作为粗基准。 2）粗基准应保证不重复使用，在同一个尺寸方向上通常只允许用一次。3）选做粗基准的表面应平稳光洁，要避开铸造浇冒口分型面以及毛刺等缺陷。 4）应保证定位准确夹紧可靠，使用夹具结构简单，操作方便。制订工艺路线：2.4本工序工艺方案的拟订表2-4 工序方案拟定表机床工位工序内容左右C1G1铣左平面C2G22021孔打凹坑10902223孔打凹坑149039孔钻孔7762021孔打凹坑10902225孔打凹坑149016孔倒角2345G339孔钻孔2通2021孔钻孔9652225孔钻孔136516孔扩锪151.50.3120C3G42021孔钻孔7.8通2225孔钻孔11.8通39孔锪12.5/2615孔倒角50.26016孔扩锪12.5/2218孔钻孔202219孔钻孔1632G52021孔扩孔8.8通2225孔扩孔12.8通39孔扩锪151.50.312015孔镗472017孔扩锪17.2/24.318孔扩孔21.5/28.819孔扩孔17.2/24.3C4G639孔攻丝M141.516孔攻丝M141.5C5G7铣下平面铣上平面C6G84142孔打凹坑91204448孔打凹坑9120G940孔打凹坑1212043孔扩孔13.5通C7G1043孔倒角1690C8G1141孔钻孔6.8通42孔钻孔6.82442孔钻孔6.8通4548孔钻孔6.824G1240孔钻孔18.65343孔绞孔14通C9G1340孔攻丝M201.54142孔测深244448孔测深24G144142孔攻丝M84448孔攻丝M83 切削用量的确定由于组合机床采用多刀同时加工，为了减少换刀时间和刀具的消耗，保证机床的生产率及经济效果，因此选用的切削用量应比通用机床单刀加工时低30左右。3.1加工内容及切削用量参数表表3-1 切削用量参数表机组3加工内容n(r/min)f(mm/r)Vf(mm/min)V(m/min)刀具左20，21钻孔7.87500.086018.47.8锥柄加长麻花钻2225钻孔11.86500.0924.111.8锥柄加长麻花钻39扩锪12.5/25平面3000.224.5整体高速钢复合刀20，21扩孔8.87500.0820.78.8锥柄扩孔钻2225扩孔12.86000.124.112.8锥柄扩孔钻39扩锪15x1.5x1205200.1224.515锥柄加长麻花钻右15倒角50.2x607500.0430118.3硬质合金镗铣刀16扩锪12.5/223400.0923.5整体高速钢复合刀18钻孔203800.0823.920锥柄麻花钻19钻孔164800.0624.116锥柄麻花钻15镗孔470.37500.04111硬质合金镗铣刀17，19扩锪17.2/24.33000.122.9整体高速钢复合刀18扩锪21.5/28.82500.1222.6整体高速钢复合刀3.2确定切削力F(N)、切削转矩T(Nmm)、切削功率P(kw)15倒角50.2： F=0.751.4afHB=0.751.42.8=99.8 NP= FV/61200=99.8118.3/61200=0.019 kw16扩锪12.5/22: F=9.2faHB=9.20.45224=4610 NT=0.731.6DfHB=0.731.66.60.1324=458.78 NmmP=TV/9740D=458.7823.5/97403.1421.5=0.0161 kw18钻孔20： F=26DfHB=26200.1324=1624 N T=0.710DfHB=0.7102960.1324=6464.5 Nmm P=TV/9740D=0.252 kw19孔钻孔16:F=26DfHB=26160.124=1000 N T=0.710DfHB=0.7101940.124=3259.2 Nmm P=TV/9740D=0.161 kw15孔镗孔47：F=0.751.4afHB=0.751.4200.0918.4=1193.5 N P= FV/61200=1705111/61200=2.1 kw17,19孔扩锪17.2/24.3: F=9.2faHB=9.20.415.5X24=1370 N T=0.731.6DfHB=0.731.68.40.1624=709.45 Nmm P=TV/9740D=0.0308 kw F=9.2faHB=3566 N T=0.731.6DfHB=0.731.68.40.1624=709.45 Nmm P=TV/9740D=0.0308 kw18孔扩锪21.5/28.8：F=9.2faHB=9.20.411.824=1039 N T=0.731.6DfHB=0.731.6100.1824=954.1 NmmP=TV/9740D=136322.6/97403.1421.5=0.035 kwP=0.019+0.0161+0.252+0.161+2.1+0.0308+0.0308+0.035=2.64 kwP= P70%=2.640.70=1.85 kw汽车发动机附件箱多孔专机设计4 组合机床总体设计绘制组合机床“三图一卡”，就是针对具体的零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行组合机床总体方案图样的文件设计。其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图以及编制生产率计算卡等。4.1被加工零件工序图4.1.1 被加工零件工序图的作用与内容被加工零件工序图是根据制定的工艺方案，表示在所设计的组合机床（或自动线）上完成的工艺内容，加工部件的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹紧部位以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图样。除了设计研制合同外，它是组合机床设计的具体依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要文件。被加工零件工序图是被加工零件图基础上，突出本机床或生产线的加工内容，并作必要的说明而绘制的。其内容主要包括：1）被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本工序机床设计有关部位结构形状和尺寸。当需要设置中间导向时，则应把设置中间导向临近的工件内部肋、壁布置及有关结构形状和尺寸表示清楚，以便检查工件、夹具、刀具之间是否相互干涉。2）本工序所选用的定位基准、夹压部位及夹紧方向。以便据此进行夹具的支撑、定位、夹紧和导向等机构设计。3）本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技术要求以及对上道工序的技术要求。4）注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量。4.1.2 绘制被加工零件工序图的规定及注意事项1）绘制被加工零件工序图的规定：为使被加工零件工序图表达清晰明了，突出本工序内容，绘制时规定：应按一定的比例，绘制足够的视图以剖面；本工序加工部位用粗实线表示，保证的加工部位尺寸及位置尺寸数值下方画“”粗实线，其余部件用细实线表示；定位基准符号用，并用下标数表明消除自由度数量（如3）；夹紧位置符号用，辅助支撑符号用表示。本工序采用一面两孔的定位方法。一个平面限制三个自由度，即,。一个圆柱销限制两个自由度，即,。一个菱形销限制一个自由度，即。2）绘制被加工零件工序图注意事项：（1）本工序加工部位的位置尺寸应与定位基准直接发生关系。当本工序定位基准与设计基准不符时，必须对加工部位的位置精度进行分析和换算，并把不对称公差换算成对称公差。有时也可将工件某一主要孔的位置尺寸从定位基准面开始标注，其余各孔则以该孔为基准标注。（2）对毛坯应有要求，对孔加工余量要认真分析。（3）当本工序有特殊要求时必须注明。4.2加工示意图加工示意图是在工艺方案和机床总体方案初步确定的基础上绘制的，是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图。它是设计刀具、辅具、夹具、多轴箱和液压、电气系统以及选择动力部件、绘制机床总体联系尺寸图的主要依据；是对机床总体布局和性能的原始要求；也是调整机床和刀具所必需的重要技术文件。加工示意图应表达和标注的内容有：机床的加工方法、切削用量、工作循环和工作行程；工件、刀具及导向、托架及多轴箱之间的相对位置及其联系尺寸；主轴结构类型、尺寸及外伸长度；刀具类型、数量和结构尺寸（直径和长度）；接杆（包括镗杆）、浮动卡头、导向装置、攻螺纹靠模装置等结构尺寸；刀具、导向套间的配合、刀具、接杆、主轴之间的连接方式及配合尺寸等。如图所示。加工示意图应绘制成展开图。按比例用细实线画出工件外形。加工部位、加工表面粗糙度画粗实线。必须使工件和加工方位与机床布局相吻合。为简化设计，同一多轴箱上结构尺寸完全相同的主轴只画一根，但必须在主轴上标注与工件孔号相对应的轴号。一般主轴的分布不受真实距离的限制。当主轴彼此间很近或需设置结构尺寸较大的导向装置时，必须以实际中心距严格按比例画，以便检查相邻主轴、刀具、辅具、导向等是否互相干涉。主轴应从多轴箱端面画起；刀具画终了位置。对于采用浮动卡头的镗孔刀杆，为避免刀杆退出导向时下垂，常选用托架支撑退出的刀杆。这时必须画出托架并标出联系尺寸。采用标准通用结构只画外轮廓，但必须加注规格代号；对一些专用的刀具、导向、刀杆托架、专用接杆或浮动卡头等，须用剖视图表示其结构，并标注尺寸、配合及精度。当轴数较多时，加工示意图必须用细实线画出工件加工部位分布情况简图，并在孔旁标明相应号码，以便于设计和调整机床。多面多工位机床的加工示意图一定要分工位，按每个工位的加工内容顺序进行绘制。并应画出工件在回转工作台或鼓轮上的位置示意图，以便清楚地看出工件及在不同工位与相应多轴箱主轴的相应位置。（1）工件循环采用快进工进快退。各部分行程为快进45 因为考虑到刀具在快进前的位置时，要保证钻头能从接杆中取出，而不与钻模板干涉，快进行程选用45满足这一要求。工进行程确定45。因此快退行程等于454590。（2）刀具的选择零件上螺孔等为了保证其较高的位置精度，采用打凹坑，钻，扩工序。打凹坑及倒角工艺用工具尽可能采用标准钻头，并选用较大的直径以提高其刚性，保证为下工序钻孔刀具提供位置理想的定位坑。为方便管理，尽可能统一尺寸减少规格。钻孔选用相应直径的标准钻头，扩孔按照孔径选用相应的扩孔钻，各钻头长度留有刃磨量。选择刀具应考虑工件材料、加工精度、表面粗糙度、排屑及生产率等要求。只要条件允许，应尽量选用标准刀具。刀具的直径与加工部位的尺寸、精度相适应，其长度应保证加工终了时刀具螺旋槽尾端离导向套外端面3050，以利于排屑和刀具磨损后有一定向前调整量。39号孔2处于工件内壁，离工件端面较深，钻模无法接近，为解决通用钻头细长，刚性差，钻尖易产生漂移，导致钻头破损，为此，采用加粗接长柄措施，提高其刚性，改善工作情况。16，17，18，19，39号孔台阶采用扩锪复合刀具集中加工；通过提高刀具导向部分精度以保证工件精度。15号孔470.3孔径大，尺寸要求低；采用镶齿硬质合金整体定尺寸刀具便能稳定保证尺寸精度。调整换刀方便易对一般钻孔，扩孔都采用固定导套。简化夹具结构，也有利于保证加工精度。39号孔2小孔钻导向部分直径d22mm，导向速度为v104米每分，采用滚动导向。为及时发现2钻头破损情况，防止出现废品，在模板前设有红外线检测装置，监视钻头完整状况。根据加工切削功率，扭矩，进给抗力及主轴刀具系统的具体情况，一般对小于15孔的加工取20主轴，大于15孔的钻，扩镗主轴取25，避免采用小于20的主轴，对钻218等工序，由于刀具，接杆等工艺系统的需要，而相应调整放大主轴规格。考虑到机床横向尺寸的限制，通用多轴箱主轴外伸长度一般取55mm。对打凹坑，钻，扩，倒角等短导向采用接杆刚性连接，根据刀具尾部结构和主轴外伸部分的直径选用相应规格接杆。扩，锪，铰，镗等长导向，滚动导向，为减少主轴位置误差及径向跳动对加工精度的影响，采用浮动卡头连接。15孔镗孔，倒角工序，其导向速度极高，考虑导毛坯、精加工，采用滚锥轴承的内滚式导向结构，结构刚性好，承载能力大。刀具材料选用硬质合金镗铣刀。16扩锪孔刀具材料选用整体高速钢复合刀18、19钻孔20和16根据GB143985选择20锥柄麻花钻和16锥柄麻花钻17、19采用扩锪复合刀具集中加工；提高刀具导向部分精度保证工件精度。刀具材料选用整体高速钢复合刀。（3）导向结构的选择导向装置的作用是：保证刀具相对工件的正确位置；保证各刀具相互间的正确位置；提高刀具系统的支撑刚性。对于一般钻孔、扩孔都采用固定导套。简化夹具结构，也有利于保证加工精度。由于钻孔时一般均采用钻模板进行导向，因此本设计各工序的加工精度由导套来保证。各导套的参数如下：由表84选得L（24）d 取L48L取35 D=26 D=35 D=39各导套与衬套，衬套与钻模板间的配合尺寸根据组合机床设计简明手册表86确定：表4-2 配合尺寸表倒角50.260H675H7/K685H7/K6扩锪12.5/22G722.5H6/f530H6/f535H7/h645H7/h6钻孔20G730H7/h640H7/h6钻孔16G725H7/h635H7/h6镗孔47H675H7/k685H7/k6扩锪17.2/24.3G7 25.5H6/f530H6/f535H7/h645H7/h6扩锪21.5/28.8H630H6/f540H6/f540H7/h650H7/h6导套的布置的联系尺寸根据组合机床设计简明手册（4）确定主轴类型、尺寸、外伸长度根据加工切削功率、扭矩、进给抗力及主轴刀具系统的具体情况，由前面计算出的转矩T参考组合机床设计简明手册表34计算依据d=B初定主轴直径d，对于小于15孔的加工取20主轴，大于15孔的钻，扩镗主轴取25。综合考虑加工精度和具体工作条件，按表36和表41选定主轴外伸长度L、外径D和内径d及配套的刀具接杆莫氏锥度号。由表中可知外伸长度为115，考虑到机床横向尺寸的限制，多轴箱外伸长度均选为55mm，主轴箱的主轴外伸直径共有30、38两种规格，传动轴直径有20和26两种规格。刀具接杆莫氏锥度号为1，2。(5)选择接杆除刚性主轴外，组合机床主轴与刀具间常用接杆连接（称为刚性连接）。在钻、扩、铰、锪孔及倒角等加工小孔时通常都采用接杆。因为多轴箱各主轴的外伸长度和刀具长度都是定值，为了保证多轴箱上各刀具能同时达到加工中了位置，就须采用轴向可调整的接杆来协调各轴的轴向长度，以满足同时加工完各孔的要求。钻孔根据刀具尾部结构（莫氏号）和主轴头部内孔直径d查机床设计简明手册表81选取A型可调接杆GB3668.83。扩、锪、镗长导向、滚动导向，为了减少主轴位置误差及径向跳动对加工精度的影响，采用浮动卡头连接。（6）联系尺寸，切削用量的标准多轴箱端面到工件端面之间的距离加工示意图上最重要的联系尺寸，这一距离取决于两方面：一是多轴箱上刀具、接杆、主轴等结构和互相联系所需的最小轴向尺寸；二是机床总体布局所要求的联系尺寸。所以取310。其余具体尺寸见图。切削用量前面已经详细计算过，在这里就不再重复了。（7）确定动力部件的工作循环及工作行程4.3机床联系尺寸总图4.3.1 机床联系尺寸总图的作用于内容机床联系尺寸总图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据的，并按初步选定的主要通用部件以及确定的专用部件的总体结构而绘制的。它是用来表示机床的配置形式、主要构成及各部件安装位置、互相联系、运动关系和操作方位的总体布局图，用以检验各部件相对位置及尺寸联系能否满足要求和通用部件选择是否合适；它为多轴箱、夹具等专用部件设计提供重要依据；它可以看成是机床总体外观简图。由其轮廓尺寸、占地面积、操作方式等可以检验是否适应用户现场使用环境。根据组合机床设计简明手册1）加工示意图应于机床实际加工状态一致。表示出工件安装状态及主轴加工方法。2）图中尺寸应标注完整，尤其是从铣削头至铣刀刀尖的轴向尺寸链应齐全，以便于检查行程和调整机床。图中应表示出机床动力部件的工作循环图及各行程长度。3）加工示意图应有必要的说明。如加工零件的名称、图号、材料、硬度、加工余量、毛坯要求、是否加冷却液及其他的工艺要求等。4）标明机床验收标准及安装规程4.3.2绘制机床联系尺寸之前应确定的主要内容（1）选择动力部件动力部件的选择主要是确定动力箱（或各种工艺切削头）和动力滑台。动力箱规格要与滑台匹配，其驱动功率主要依据多轴箱所需传递的切削功率来选用。由下列公式进行计算：消耗于各主轴的切削功率的总和（KW）：多轴箱的传动效率取0.70.8，主轴较多，传动复杂故选0.7 1.85/0.7 2.64KW所以选用：表4-3-2 电动机数据表电动机驱动轴直径d(gd)输出轴转速n相配滑台宽度型号功率（KW）转速（n/mm）Y100L2-43143028m715r/min320mm同时滑台选用：滑台主要技术参数表4-3-3 滑台主要技术参数表滑台型号台面宽（毫米）台面长（毫米）行程（毫米）Fmax（N）缸径/杆径Q（升/分）工进速度（毫米/分）快行程速度（米/分）外形尺寸（长X宽X高）（毫米）HY32BI3206304001250080/552020650101132438X280（2）确定机床装料高度H 装料高度一般是指工件安装基面至地面的垂直距离。该高度一般在8501060 ，工件重量较轻，为安置排屑系统、冷却润滑管道，保证机组底座和中间座的结构刚性及侧座内设置电器的可能性，结合通用部件配套尺寸，自动线装料高度取为1050。（3）确定夹具轮廓尺寸主要确定夹具底座的长、宽、高尺寸。工件的轮廓尺寸和形状是确定夹具底座轮廓尺寸的基本依据。具体尺寸可参考同组做夹具设计的说明。(4)确定中间底座尺寸中间底座的轮廓尺寸，在长宽方向应满足夹具的安装需要。它在加工方向的尺寸，已由加工示意图确定，可知中间底座高度630，其余尺寸可由组合机床设计简明手册表25得知（5）确定多轴箱轮廓尺寸标准通用钻镗多轴箱的厚度是一定的。机床采用卧式，这里选用325。因此，确定多轴箱尺寸，主要是确定多轴箱的宽度B和高度H及最低主轴高度.如图所示，被加工零件轮廓以点划线表示。多轴箱宽度B、高度H的大小主要与被加工零件孔的分布位置有关，按下式确定：式中工件在宽度方向相距最远的两孔距离，单位为；最边缘主轴中心至箱体外壁距离，单位为； h工件在高度方向相距最远的两孔距离，单位为；最低主轴高度，单位为。和为已知尺寸。为保证多轴箱内由足够安排齿轮的空间，的值一般推荐70100，最低主轴高度必须考虑与工件最低孔位置，机床装料高度H，滑台总高度，侧底座高度等尺寸关系而确定。本机床中4.3.3 机床分组为了便于设计和组织生产，组合机床各部件和装置按不同的功能划分编组。组号划分规定如下：1）第1019组支撑部件。一般由通用的侧底座、立柱及其底座和专用中间底座等组成。2）第2029组夹具及输送设备。夹具时组合机床主要的专用部件，常编制为20组，包括工件定位加紧及固定导向部分。对于一些独立性较强的活动钻模板、攻螺纹模板、自动夹压机构、自动上下料装置等常单独编组。移动工作台、回转台等输送设备，如果属通用部件，则可纳入夹具组，明细表中列出通用部件型号即可，如果专用则单独成组编号。3）第3039组电气设备。电气设计常编为30组，包括原理图、连线图和安装图等设计，专用操作台、控制柜等另编组号。 4）第4049组传动装置。包括机床中所有动力部件如动力滑台、动力箱等通用部件，编号40组，其余须修改部分内容或专用的传动设备则单独编组。 5）第5059组液压和气动装置。 6）第6069组刀具、工具、量具和辅助工具等。 7）第7079组多轴箱及其附属部件。 8）第8089组冷却、排屑及润滑装置。 9）第9099组电气、液压、气动等各种控制挡铁。4.4机床生产率计算卡根据基多工示意图所确定的工作循环及切削用量等，就可以计算机床生产率并编制生产率计算卡。生产率计算卡是反映机床生产节拍或切削用量、动作时间、生产纲领及负荷等关系的技术文件。它是用户验收机床生产效率的重要依据。4.4.1理想生产率Q理想生产率Q（单位为件/h）是指完成年生产纲领A（包括备品及废品率）所要求的机床生产率。它与全年工时总数tk有关，一般情况下，单班制tk取2350h，两班制tk取4600h，则因我所加工的箱体零件的生产纲领为5万台，单班制。因此，经计算得4.4.2实际生产率Q1实际生产率Q1（单位为件/h）是指所设计机床每小时实际可生产的零件数量。即式中 T单生产一个零件所需时间（min），可按下式计算：式中 L工进、L快退、L进刀、L退刀分别为动力部件的工进、快退、进刀、退刀行程长度，单位为mm。vf、vf1、vf2分别为动力部件的工进、快退、进刀（退刀）的进给量，单位为mm/min.t移直线移动的时间，一般取0.1min。t装卸工件装卸时间，通常取0.51.5min。经计算得4.4.3机床负载率负当Q1 Q时，机床负载率为二者之比。即经计算得此数值在组合机床负载率一般为0.750.90之间，符合要求。5 专用夹具设计我所设计的夹具是自动线夹具的一个，与其他部件有极其密切的联系，因此夹具的形式结构要按总体方案的设计要求和被加工零件的具体情况来确定。针对加工的零件外形复杂不规则及总体布局的需要，采用抬起步伐式输送和固定夹具的方案，即固定夹具在工件的运动方向是敞开的。5.1制定设计方案设计方案的确定是一项十分重要的设计程序，方案的优劣往往决定了夹具设计的成败。夹具外形稳重均匀有足够的刚性，制造精度高，能持久地保证被加工零件的精度要求。夹具采用一面两销的定位方式。定位基准和设计基准重合。5.1.1确定夹紧方式，设计夹紧机构。夹紧可以用手动、气动、液压或其他力源形式。本设计采用液压夹紧方式。夹具的结构如下图所示：1，夹具体，2.滑块，3.锲块，4.转动块，5.触杆，6.行程挡块，7.行程开关，8.菱形销，9.菱形销套，10.圆柱销，11.圆柱销套，12.顶杆，13.内六角螺钉，14.压板，15.上空位块，16.扫屑条，17.左模板，18.上定位板，19.右模板，20.顶杆套，21.弹簧，22.油缸，23.活塞，24.垫块，25.滑块座，26.输送杆，27.支撑，28.润滑油管，29.冷却油管。当活塞杆23左移时带动滑块2左移，同时滑块2上的锲块3推动转动块4、顶杆12使压板14上升抬起零件，并将零件压紧在定位块15上。当滑块2往左移的同时，滑块两侧的凸轮槽经安装在定位销轴上的滚轮带动圆柱销10和菱形销8同时上升。凸轮槽升角为25，尾部各有一段水平槽。因受结构限制，斜锲升角分为两段：一段为20作快进快退用，另一段为6作夹紧用，因此定位销上升速度快于压板上升速度。当装在定位销上的滚轮进入滑块两侧的水平槽时，定位销不再上升，由于滑块继续左移，使压板继续上升，直至压紧工件，这样能有效地保证做到先定位后夹紧和先松开后拔销同时安装在滑块2右侧地触杆5经行程挡铁6使行程开关7发出相应的夹紧和松开信号。夹紧力经垫板24、滑块座25通过中间座传至底座。斜锲斜角为6能实现机械自锁，如果遇到停电等意外情况时不致因油压的丧失而发生事故，定位和夹紧用一只油缸来控制，结构简单、可靠。为保证工件的顺利输送和保证每次都能准确地夹压在零件的指定部位，两个支撑27既能起到承托零件地作用，又能有效防止压板地自由转动。为防止压板及工件由于重心偏移引起的过分倾斜，必须控制压板中间的六角螺钉13在轴向和径向与压板地间隙，从而保证工件的正确定位和压紧。为防止由于工件的输送误差造成定位销不能顺利插入定位孔，以致将抬起成倾斜的可能性，故采用工件落下搁在两个支撑27上时，两个定位销的圆锥部分仍有2毫米长度留在工件的定位孔内，当零件需要向前输送时，输送杆26在起落架的作用下先使工件抬起离开支撑面5毫米，脱离定位销3毫米，这时零件的定位基准距离夹具上定位块152毫米。由于被加工零件是有色金属，且从线头到线尾加工完毕都是采用一组定位孔，为防止定位销孔损伤而引起定位不准，影响零件地加工精度，因此在转位后的夹具上，定位销插入定位孔的深度比转位前多插入2毫米。交换定位销时，利用定位销套9、11外圆上螺纹用随线的专用夹具拔出定位销套，能很方便地交换定位销。冷却和排屑由夹具顶面的8根油管29和侧面的2根油管来完成的。上定位板的一端设有扫条16在零件的输送过程中可扫除零件定位面上的残余积屑。夹具体内的润滑由一根油管29定时供油，通过顶杆套、转动块及滑块2上的油孔保证滑块的正常润滑。5.1.2夹具夹紧力分析首先应计算切削力大小，它是计算夹紧力的主要依据。通常确定切削力有以下三种方法：（1）由经验公式算出；（2）由单位切削力算出；（3）由手册上提供的诺模图查出。根据切削力、夹紧力的方向、大小、按静力平衡条件求得理论夹紧力。为了保证工件装夹的安全可靠，夹紧机构产生的实际夹紧力，一般应为理论夹紧力的1.52.5倍。应当指出，由于加工方法、切削刀具、装夹方式千差万变，夹紧力计算有时是没有现成的公式可套用的，需要根据过去已掌握的知识、技能进行分析、研究来确定合理的设计方法，或采用经验类比法，千万不能为了计算而计算。由前面计算所得 F7334N,所以夹紧力7334N。5.2绘制夹具装配总图夹具装配总图应能清楚地表示出夹具的工作原理和结构，各元件间相互位置关系和外廓尺寸。主视图应选择夹具在机床上使用时正确安放时的位子，并且是工人操作面对的位置。夹紧机构应处于夹紧状态下。要正确选择必要的视图。尽量采用1：1的比例绘制。基本步骤如下：（1）参考草图设计布局先将被加工零件用双点划线勾出轮廓。注意工件是假想的透明体，不会挡住夹具上的任何线条，以后的绘制过程要时时提醒自己不要忘记这一点。（2）依定位元件、导向元件、夹紧装置、其他机构和辅助元件及夹具体的顺序画出整个夹具结构。（3）在总图适当的位置上画出缩小比例的工序图，以便于审核、制造、装配、检验者在阅图时对照。（4）标注夹具的有关尺寸、公差与技术要求。主要包括最大轮廓尺寸。长宽高活动构件的最大活动范围。与工件加工技术要求直接有关的尺寸和公差。如：定位元件之间的尺寸及公差；导向元件之间的尺寸及公差以及它们与定位元件之间的尺寸及公差。（5）其他技术要求。标于总图下方适当的位置。内容包括：为保证装配精度而规定或建议采取的制造方法于步骤；为保证夹具精度和操纵方便而应注意的事项；对夹具某些部件灵活性要求等。技术要求的具体数据一般取工件相应公差的1/2-1/5，必要时要验算。（6）编制、标注零件序号，填写明细表、标题栏。详细见图5.1图5-1 夹具装配图图5-2 夹具装配图5.3绘制夹具零件图图5-3 夹具零件图6 专用多轴箱的设计6.1多轴箱的功用及分类多轴箱是组合机床的重要专用部件。根据加工示意图所确定的工件加工孔数和配置、切削用量和主轴类型而设计，由通用零件组成。能将动力箱的动力，传递给主轴，使之按要求的转速和转向旋转，提供切削动力。多轴箱与动力箱一起安装于进给滑台上，可完成钻、扩、铰、镗孔等加工工序。多轴箱分为通用多轴箱和专用多轴箱两大类。专用多轴箱根据被加工工件的特点及其加工工艺要求进行设计。专用多轴箱基本上由专用零件组成，采用不需要导向装置的刚性主轴来保证加工孔的位置精度。通用多轴箱按专用要求设计，由通用零件及少量专用零件组成，采用非刚性主轴，加工时，需由导向装置引导刀具来保证被加工孔的位置精度。本设计采用的是专用多轴箱。6.2专用多轴箱的组成专用多轴箱主要由箱体类零件、主轴、传动轴、齿轮以及轮滑和防油元件等组成。6.3专用多轴箱的传动系统设计组合机床多轴箱的传动系统，就是用一定数量的传动元件，把动力箱的输出轴与各主轴连接起来，组成一定的传动链，并满足各轴的转速和转向要求。多轴箱的特点是：针对某零件的特定工序恒速加工，传动链短；多主轴同时加工，传动链分支多。因此，多轴箱的传动设计，以获得需要的主轴转速和旋向为原则，不存在通用机床前缓后急的最小传动比限制，甚至可用升速传动副驱动主轴。(1)对多轴箱传动系统的一般要求1）从面对主轴的位置看去，所有主轴应逆时针方向旋转。2）保证主轴转速和转向的前提下，应力求用最少的传动轴和齿轮（数量和规格）。因此，应尽可能用一根传动轴同时带动多根主轴，并将齿轮布置在同一排位置上。当齿轮啮合中心距不符合标准时，可用变位齿轮或略微改变传动比的方法解决。3)尽量避免主轴兼作传动轴用，以免增加主轴负荷，影响加工质量。遇到主轴分布较密，布置齿轮的空间受到限制，或主轴负荷较小，加工精度要求不高时，也可用一根强度较高的主轴带动12根主轴的传动方案。4）多轴箱内齿轮传动副的最大传动比，最小传动比；最佳传动比为，除传动链的最后可采用升速传动外，应尽可能避免升速传动，以避免空转功率损失。5）驱动轴直接带动的传动轴数不要超过2根，以免给装配带来困难。（2）拟定多轴箱传动系统的基本方法拟定多轴箱传动系统的基本方法是：先把所有主轴中心尽可能分布在几个同心圆上，然后在各个同心圆的圆心上分布设置中心传动轴；再把各组同心圆上的中心传动轴再取同心圆，并用最少的传动轴带动这些中心传动轴；把最后的合拢传动轴与动力箱的驱动轴连接起来。这就是“从主轴的布置开始，最后引到驱动轴上”。1)把所有主轴分成几组同心圆2）用传动树形图来描述多轴箱传动主轴传动方案：如图所示图6-1主轴传动方案图本设计中主轴要求的转速为1445r/min,动力箱的驱动轴转速为720r/min，则多轴箱的总传动比为。本设计采用四级传动，由于驱动轴的转速低于主轴的转速，所以传动过程中必须要有升速传动。分配传动比：取第一级降速传动比为，则第二级传动比为，第三级传动比为，第四级传动比为。6.4专用多轴箱的设计多轴箱设计的步骤大致为：根据“三图一卡”，绘制多轴箱设计原始依据图；确定主轴结构形式及齿轮模数；拟定多轴箱传动系统；计算主轴及传动轴坐标；绘制坐标检查图；绘制多轴箱总图及零件图。（1）确定齿轮模数齿轮模数一般用类比法确定，也可以用下列估算式中 m所估算的齿轮模数（mm）；P齿轮所传递的功率（kW）；z一对啮合齿轮中的小齿轮齿数；n小齿轮的转速（r/min）。为了便于生产，同一多轴箱中的齿轮模数不要多于两种。，取模数为m=2、3.（2）确定主轴结构型式及主轴上零件的选择一般情况下，根据工件加工工艺、刀具和主轴的连接结构和刀具的进给抗力及切削转矩来确定主轴的结构形式。故选用滚锥轴承主轴，主轴材料为40Cr，热处理C42,强度条件下主轴的直径为取主轴直径为60mm，轴上的装配关系如下图所示：图6-2 主轴装配图（3）确定传动轴式及传动轴上零件的选择1）通常传动轴的材料一般为45钢，调质T235。传动轴的转速为，齿轮（4级）的传动效率为，则传动轴所要传递的功率，所要传递的扭矩为，则传动轴的直径，圆整取传动轴的直径为30mm，轴上的装配关系如下图所示：图6-3传动轴装配图(a)2）手柄轴的转速为，齿轮（3级）的传动效率为，则传动轴所要传递的功率，所要传递的扭矩为，则传动轴的直径，圆整取传动轴的直径为30mm，轴上的装配关系如下图所示：图6-4传动轴装配图（b）（4）确定驱动轴及驱动轴上零件的选择驱动轴即动力箱轴，输出轴转速为720r/min，需要传递的功率为，所传递的扭矩为，则驱动轴的直径，圆整取d55mm。驱动轴上仅安装动力箱齿轮该轴上的装配如下：图6-5 驱动轴装配图动力头圆锥齿轮的模数为4，齿数为48，内径为55mm；轴上的键的型号为 GB 1096-79；紧固螺钉的大径为M10，型号为GB71-85 M10X25。6.5 润滑泵的选择本设计中的多轴箱采用R121A叶片泵进行润滑。传动方式有两种：一种是由润滑泵传动轴传动，另一种是通过传动轴上的齿轮直接与润滑泵轴上的齿轮啮

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