汽车变速器拨叉多工位组合机床设计【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 此次设计的题目为设计组合机床 ， 主要用于汽车变速器拨叉叉孔加工 。 组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床，它生产率高，加工精度稳定，而且它具有设计周期短，投资少，经济效果好的特点，由于组合机床大量采用通用部件，因此结构稳定，工作可靠，使用和维护方便，而且当机床不用或过时不用时，其通用部件和标准件可重新拆卸利用，不用另行设计制造或购买，大大解决了成本高和设计周期长的问题。因此，组合机床在实际生产中得到了广泛的应用和关注。 本次设计的主要任务是“二图一卡”即 ： 工序图 ， 机床联系尺寸图及生产率计算卡 。 关键词： 变速箱 拨叉 组合机床 主轴箱 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 第一章 绪 论 . 2 . 2 . 1 . 2 . 3 第二章：机床总体方案的制定 . 4 . 4 艺分析 . 4 工序内容 . 5 . 5 . 6 定工序间余量 . 6 削用量的选择 . 6 定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具使用寿命 . 7 . 7 第三章 组合机床“三图一卡”设计 . 8 加工零件工序图 . 8 床联系尺寸图 . 9 床生产率计算卡 . 13 总 结 . 15 致 谢 . 16 参考文献 . 17 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪 论 言 组合机床是以通用部件为基础，配以按工件 特定形状和加工工艺设计的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。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件 (如飞轮、汽车后桥半轴等 )的外圆和端面加工。 二十世纪 70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度 也有所提高。铣削平面的平面度可达 1000毫米，表面粗糙度可低达 孔精度可达 6级，孔距精度可达 专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。 通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。 支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部 件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。 输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。 为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机 床。 组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。 合机床的现状 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的青睐， 合机床的发展 近两年虽然组合机床行业产销呈现上升趋势，但行业内一些企业同样存在负债经营的情况，主要原因是传统的组合机床产品不能满足用户柔性化、高精度、短周期的市场 需求，同时组合机床行业一些企业存在现代化管理水平低、人才流失严重、科研成果不能迅速转化为生产力等缺陷。为此提出如下建议： 组合机床行业企业一要开展科技攻关，攻克当前行业企业技术发展上的难题；二要加强与国外的合资合作，利用和学习国外的先进技术，提高企业的现代化管理水平和技术水平；三要通过对引进技术的消化吸收进行再创新，发展自己的产品。只有通过我们自己的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 不懈努力和创新，才能使我国真正由制造大国变成制造强国。 业设计的目的和内容 毕业设计是我们完成本科学习任务所必须经过的一个重要环节，是对四年大学学习的一次总结，是锻炼我们独立思考和科学工作能力的重要过程 ,综合提高我们运用所学的理论知识解决实际问题的技能，培养我们调查研究、查阅技术文献、资料、手册，并熟练翻译、参考外文资料的能力。 我的毕业设计题目为：汽车变速器拨叉多工位组合机床设计。 本次毕业设计要求的主要工作任务为： 是组合机床设计的主要依据，也是制造、使用、检验和调整机床的主要技术文件。 系尺寸图用来表示机床各组成部件的相互装配关系和运动关系，以检查机床各部件相对位置尺寸联系是否满足加工 要求，通用部件的选择是否合理，并为进一步开展主轴箱等专用部件、零件的设计提供依据，联系尺寸图也可看成是简化的机床总图，它表示机床的配置型式及总体布局。 用来反映机床加工过程，完成每一动作所需的时间，切削用量，机床生产率及机床负荷率等。 2 机床总体方案的制定 组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集中工序原则设计的一种高效率专用机床，设计组合机床前，首先应掌握大量的零件加工工艺资料，全局考虑影响指定零件工艺方案、机床配置形式、结构方案的各种 因素及应注意的问题，经过分析比较，以确定零件在组合机床上合理可行的加工方法，确定工序间加工余量，选择合适的切削用量，相应的刀具结构，确定机床配置形式等。工艺方案的正确与否，将决定机床能否达到“体积小、重量轻、结构简单、使用方便、效率高、质量好”的要求，为了使工艺方案制定合理，必须认真分析被加工零件图，并深入了解被加工零件的结构特点及精度要求等。 5 艺分析及方案的确定 工艺方案的拟定是组合机床设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定组合机买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 床的结构配置和使用性能。 艺分析 被加工 零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证它的加工精度，是确定机床方案的主要依据。 本设计参考了第一汽车厂制造厂现场情况，确定加工变速叉的具体工序如下： 1) 铣端面 2) 钻、扩、铰叉轴孔 及孔口倒角 1 45 3) 另一端孔口倒角 1 45 4) 铣叉口平面 ) 铣叉爪侧面 ) 钻铰锁紧销孔 7) 孔口倒角 45 8) 去毛刺 9) 清 洗零件（在高频处集中清洗） 10) 中间检查 11) 热处理叉爪部表面淬火 12) 热处理低温回火 13) 磨叉爪倒角 1 45 14) 叉爪部分表面镀铬 15) 热后零件校正 16) 热后零件探伤 17) 清洗零件（在高频处集中清洗） 18) 最后检查 工序内容 指定机床方案的主要依据是：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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 本设计是生产线上的第二道工序，要求加工的是 汽车变速器拨叉叉轴孔。具体工艺要求如下： 其最终要求尺寸精度为 面粗糙度 m，加工材料为 45 号钢，毛坯种类锻造，毛重 要求生产量纲为 年产量 10 万辆，根据组合机床的典型工序所能达到的加工精度，确定出此孔的加工工艺方案为： 钻孔 扩孔 铰孔 定机床的配置型式及结构方案 根据被加工零件的结构特点、加工要求、工艺过程及生产率等，可大体确定采取哪种基本形式的组合机床，但由于工艺的安排，动力部件的不同配置，零件安装数目和工位数多少等不同，会产生多种配置。不同配置方案对机床的复杂程度、通用性程度、结构工艺性、加工精度、机床重新调整可行性及经济效果等，具有不同影响。 很多组合机床是按工件能够变位来配置的，工件的变位有手动和自动两种方式。这类机床工序集中程度高，如回转多工位机床的辅助时间和机动时间相重合，生产效率高，适用于大批大量生产、需要多部位加工的中小零件。常常可以用一台机床完成一个工件的全部工序加工。 定切削用量及选择刀具 切削用量选择是否合理，对组合机床的加工精度、生产率、刀具寿命、机床的布置形式及正常工作均有很大影响。 5 确定切削用量应该注意的问题： （ 1）尽量做到合理利用所有刀具，充分发挥其性能。 （ 2）符合刀具切削用量的选择，应考虑刀具的使用寿命。 （ 3）选择切削用量时，应注意零件生产批 量的影响。 （ 4）切削用量选择应有利于主轴箱设计。 （ 5）选择切削用量时，还必须考虑动力滑台的性能。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 定工序间余量 钻孔至扩孔： 孔至铰孔： 切削用量的选择 工位 孔 15 25口倒角 5 切削速度 v： 12m/给量 f： r 主轴转速 n： 225r/位 叉轴孔 15通孔 切削速度 v： 12m/给量 f： r 主轴转速 n： 225r/位 孔至 削速度 v： 给量 f： r 主轴转速 n： 200r/位 V：铰孔保证 粗糙度 m 切削速度 v： 给量 f： r 主轴转速 n： 120r/ 确定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具使用寿命 材料为 45#钢 强度极限 598b （材料力学 15 毛坯硬度 60 取平均值 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 表 2 切削力、切削扭矩、切削功率计算表 1 工序内容 刀具材料 工件材料 切削力()切削功率()高速钢 钢 0 . 7 0 . 7 50 . 7 0 . 7 5333 3 1 5 0 . 1 5 5 9 81 5 8 6 3 . 3 5 ( ) 2 0 . 8 0 . 72 0 . 8 0 . 71 6 . 51 6 . 5 1 5 0 . 1 5 5 9 87 1 4 8 7 . 5 3 ( ) fN m m 9740129 7 4 0 1 51 ( )考虑共有两工位钻孔，扩孔、铰孔所消耗的功率较小，取 2 . 5 4 . 6 8 切 削 （ 作为选择主传动用动力箱电机的依据。 择刀具结构 由于在本机床加工过程中，涉及钻孔及倒角两种加工方法。孔加工比较容易，为提高工序集中程度、保证加工精 度，采用高速钢刀具的“钻孔 倒角”复合刀具，可在首个工位打下中心孔同时完成一面的倒角工作。 3 3 组合机床“二图一卡”设计 “二图一卡”即被加工零件工序图，机床联系尺寸图，编制生产率计算卡。它是组合机床总体设计的重要内容。 加工零件工序图 被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台组合机床的工艺内容，加工部位尺寸、精度表示、粗糙度及技术要求、硬度、重量和本道工序加工前毛坯或半成品情况的图纸，它必须突出本机床自动化的加工内容，是组合机床设计的重要内容，也是制造、使买文档 就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 用、检验和调整机床 的重要技术文件。 图上应标出： 被加工零件的形状和轮廓尺寸及与本机床设计有关部位的结构形状与尺寸。 加工用定位基准、夹压部位及夹压方向。 本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形状位置尺寸精度及技术要求。 注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。 必要的文字说明。 被加工零件的工序图，见图 被加工零件的工序图 床联系尺寸图 一般来说，组合机床是由标准的通用部件和一些专用部件组合装配而成，联系尺寸图用来表示机床各组成部件的相互装配联系和运动关系， 是在被加工零件工序图与加工示意图绘制之后，根据初步选定的主要通用部件，以及确定专用部件的结构原理而绘制的。 以检验机床各部件相对位置及联系尺寸是否满足加工要求。通用部件的选择是否合理，为进一步开展主轴箱、夹具等专用部件、零件的设计提供依据、联系尺寸图可以看成简单的机床总图，它表示机床的配置形式及总体布局，联系尺寸图的主要内容如下：买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 （ 1） 以适当数量的视图，按同一比例画出机床各主要组成部件的联系尺寸，表明机床的配置形式及总体布局，主视图的选择应与机床实际加工状态一致。 （ 2） 图上应尽量减少不必要的线条及尺寸，但反映各部件 的联系尺寸，专用部件的主要轮廓尺寸，运动部件的极限位置及行程尺寸，必须完整齐全。 为便于开展部件设计，联系尺寸图上应该标注通用部件的规格代号，电动机型号，功率及转速，并注明总行程。 机床联系尺寸图的画法和步骤： 1 （ a） 画主视图：主视图的图形布置应与实际机床工作位置一致，并选择适当的比例尺寸。先用双点划线或细实线画出被加工零件的长高轮廓，以工件两端面及工件最低孔中心线分别为长度和高度方向上的基准，根据已确定的机床各组成部件轮廓尺寸及主要相关尺寸按下列顺序进行：先以工件一侧端面为基准，确定工件端面到主轴箱的距 离，然后再根据联系尺寸一一绘出。 （ b） 联系尺寸图应注明的状态和尺寸 （ 1） 完整、恰当的标注机床各主要组成部件的轮廓尺寸及相关联系尺寸，应使机床在长、宽、高三个方向的尺寸链封闭。 （ 2） 应表示清楚运动部件的原位、终点状态及运动过程情况（可用工作循环图表示），以确定机床最大轮廓尺寸。 （ 3） 应注明工件、夹具、动力部件、中间底座对称中心线的位置关系。特别是当工件加工部位对工件中心不对称和有某些具体要求时，应标注相互间偏置的尺寸。 （ 4） 应注明电动机的型号、功率、转速及所选标准通用部件的型号规格和其主要轮廓尺寸，并对组成机床的所有部件进行分组 编号，作为部件和零件的原始依据。 2. 选定液压滑台与底座 1 根据选定的切削用量，计算总进给力并根据所需的最小进给速度、工件行程，结合主轴箱轮廓尺寸（初定 500 500）考虑工件稳定性，选用 1程 630大进给力 20000N）（组合机床设计简明手册表 5以及相配套的侧底座 1体尺寸见组合机床设计简明手册表 5 立柱选择 1(买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 立柱侧底座选择 1 ( （具体尺寸见组合机床设计简明手册表 5 3确定机床装料高度 H 机床的装料高度是指机床上工件的定位基准面到地面的垂直距离。选取装料高度应考虑的主要因素为：装料高度应于车间里运送工件的滚道相适应；受工件最低孔位置；主轴箱最低主轴高度和所选用的通用部件；中间底座、夹具等高度尺寸的限制。为提高通用部件及支承部件刚度并考虑自动线设计时中间底座内要安装夹具输送、冷却排屑装置。实际设计时常在 8501060间选取。 本机床选择 H 1000座 550作台 200确定主轴箱轮廓尺寸 图 轴箱轮廓尺寸图 标准通用立式钻削主轴箱厚度为 340宽度 B 与高度 H 主要与被加工零件孔的分布位置有关，需要根据被加工零件的工序图来确定，从被加工零件的加工部位进而确定主轴箱的总体尺寸，由公式 (3 (3 12B b b(3买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 11H h h b (35 式中 b 工件在宽度方向相距最远的两孔距离，单位为 1b 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的距离 ，单位 为 1h 最低主轴高度，单位为 式中： b =300 1b =70 h =205h 175以 12 3 0 0 2 1 0 0 5 0 0 m mB b b 取 630B 11 2 0 5 1 7 5 1 0 0 4 8 0 m mH h h b 取 500H （组合机床设计简明手册表 71。 按通用箱体系列尺寸标准 (考虑主轴葙内齿轮及传动机构润滑及散热性能，选定主轴箱轮廓尺寸 6 3 0 5 0 0B H m m m m 。 依据以上选定的有关滑台与底座及主轴箱的相关尺寸绘制机床联系尺寸图 (图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 （ a）主视图 图 机床联系尺寸图 床生产率计算卡 根据选定的机床工作循环所要求的工作行程长度、切削用量、动力部件的快进、退及工进速度等，就可以计算机床的生产率并编制生产率计算卡，用以反映机床的加工过程、完成每一个动作所需要的时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率等。 1理想生产率 Q 指完成年生产纲领 A（包括备品及废品率在内）所要求的机床生产率。它与全年工作时间总数 这里取两班制生产 600 小时，则买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 (32实际生 产率 1Q 指所设计的机床每小时实际可以生产的零件数量。 小时件单01 (3式中： 单），可根据 (3计算： 装卸移快退快进停辅切单 121（分） (31 式中： 21 分别为刀具第 1、第 2工作进给行程（毫 米） 21 ff 分别为刀具第 1、第 2工作进给量（毫米 /分） 停t 当加工沉孔、止口、倒角、光整等表面时，动力滑台在死挡铁上的停留时间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转 5 10 转所需的时间（分） 快退快进 、 分别为动力部件快进、快退行程长度（毫米） 动力部件快速行程速度 移t 直线移动或回转工作台进行一次工位转换的时间。 装卸t 工件装卸时间，取决于工件重量大小、装卸是否方便以及工 人的熟练程度。 参考相关资料及图纸计算得出，本设计中 单 16 0 6 0 272 . 2 2Q T 单 件 小 时如果计算出的机床实际生产率不能满足理想生产率要求，即 1 ，则必须重新选择切削用量或修改机床设计方案。 3机 床负荷率买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 当 1 时，计算二者的比值即为负荷率 12 1 . 7 4 8 0 . 5 %27 负(3在 合设计要求。 4生产率计算卡 它是按一定格式要求编制的反映零件在机床上的加工过程、工作时间、机床生产率、机床负荷率的简明表格。本设计的生产率计算卡见附录。 总 结买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 经过几个月的设计与反复修改，终于完成了本次毕业设计，一路 走来感慨颇深，现将所有心得与体会加以总结。这次设计的内容是汽车变速器拨叉多工位组合机床设计。通过这次系统性的设计，使我对大学期间所学的知识有了一次系统的整合与回顾，在设计过程中发现并解决了许多实际问题，也积累了许多实际经验。主要成果如下： （ 1）完成了被加工零件拨叉的加工工序图 （ 2）完成了机床的联系尺寸图，整个过程参考了汽车厂变速箱车间的机床实物，并结合多种参考资料确定了机床通用部件的选择，保证了机床的通用性与标准性。 （ 3）完成了生产率计算卡的计算，这部分是以前没有接触过的内容，通过生产率计算卡的制定， 可以了解整个生产过程，并且对多工位组合机床的实际生产效率有一个数字性的认识。 通过实地调查，也纠正了先前对于组合机床的一些错误认识：与加工中心相比，组合机床的生产效率要更高，所以在目前数控加工中心逐渐普及的趋势下，组合机床仍然能在某些方面体现出它的优势，但与其他先进加工方式相比，其精度较差也成为制约其发展的瓶颈，同时这也将成为组合机床新的改进方向。 由于本人知识水平有限，实践经验尚不丰富，虽然经过多次实地考察并参考了较多的设计资料，但是因为时间及设计方向等原因，在本次设计中并没有考虑到液压系统的安置与工作情 况，也没有涉及电路系统部分的设计与分析。另外受参考资料的制约，本设计的部分标准可能存在新旧标准转换的情况。希望各位老师理解并给予指导。 致 谢 在本次设计中从论文选题，实地现场考察，资料收集整理，设计方案分析等方面均得买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 到了郝玉良老师的指导与帮助，在论文撰写和设计过程中，导师治学严谨的工作作风，求实创新的科学态度，敏捷开阔的学术思想，丰富扎实的实践经验，深刻的启迪并教育了我。在此向郝玉良老师表示衷心的感谢。 这是我第一次独自完成一个整体机械设计。跟以前所学的知识不同，现在是我们将过去的书本 知识转化为自己所要设计的产品，这个过程使我对大学期间所学知识有了更加系统而又深入的理解。此次设计中，我在用计算机绘图（ 文字编辑等方面有了不少长进 ,使我在综合运用已学过的理论知识和生产实际知识分析解决实际问题的能力等方面都得到了进一步的锻炼，掌握了机械制造和机