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盐城工学院本科生毕业设计说明书 2010 目目 录录 1 绪论 .1 2 组合机床总体设计 .2 2.1 总体方案论证 .2 2.1.1 被加工零件的特点 .2 2.1.2 工艺路线的确立 .2 2.1.3 机床配置型式的选择 .2 2.1.4 定位基准的选择 .3 2.1.5 选用滑台传动型式 .3 2.2 确定切削用量及选择刀具 .3 2.2.1 选择切削用量 .3 2.2.2 计算切削力、切削扭矩及切削功率 .4 3 组合机床主轴箱设计 .5 3.1 绘制主轴箱原始依据图 .5 3.4 主轴箱坐标计算、绘制干涉检查图 20 3.4.1 计算传动轴的坐标 21 3.5.2 齿轮的校核 23 5 结论 26 参考文献 27 致 谢 28 附 录 29 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 1 1 绪论(或者前言、引言) 组合机床是一种高效的专用机床。它一般用于加工一种或一类零件，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法，其生产效率比通用机床 高几倍至几十倍。而且组合机床的成本低廉、效率高。这是由于通用部件已经标准 化和系列化，可根据需要灵活选用。这样能降低加工成本，缩短设计和制造周期。 因此组合机床在大批、大量生产中得到了广泛应用1。 说明：说明书格式，只是排版格式（如字体大小、公式、图、 表的完整）参考，内容已经处理过，没有任何参考意义。 汽车变速箱箱体三面钻孔组合机床总体及右主轴箱设计 2 2 2 组合机床总体设计组合机床总体设计 组合机床是按高度集中工序原则，针对被加工零件的特点及工艺要求设计的一 种高效率专用机床。 2.1 总体方案论证 2.1.12.1.1 被加工零件的特点被加工零件的特点 该组合机床的加工对象是汽车变速箱箱体，材料是 ht250，硬度为 hb190250.属 于箱体零件，结构复杂。 2.1.22.1.2 工艺路线的确立工艺路线的确立 被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序，以及应保证的加工精度是制定 机床方案的主要依据。 本次加工的零件是汽车变速箱箱体，其主要加工工序是： 1、粗铣底面； 2、粗铣左、右端面； 3、粗铣前、后端面； 4、半精铣底面； 5、半精铣左、右端面； 6、半精铣前、后端面； 7、粗镗孔； 8、精镗孔； 9、钻左、右、后面的孔； 10、攻丝。 本道工序为第 9 道工序，主要加工左右后三面上的 30 个孔。具体加工内容是： 左侧面 12 个孔，盲孔 6m10，盲孔 4m10，盲孔 8；钻右侧面上 9 个孔，盲孔 8m10，通孔 8；钻后面上 9 个孔，盲孔 8m10，通孔 8。 2.1.32.1.3 机床配置型式的选择机床配置型式的选择 机床的配置型式有立式和卧式两种。 立式机床的优点是占地面积小，自由度大，操作方便，其缺点是机床重心高， 振动大。卧式机床的优点是加工和装配工艺性好，振动小，运动平稳，机床重心较 低，精度高，安装方便，其缺点是削弱了床身的刚性，占地面积大。机床的配置型 式在很大程度上取决于被加工零件的大小、形状及加工部位等因素。 卧式机床多用于加工孔中心线与定位基准面平行的情况，而立式机床则适用于 加工定位基面是水平的，而加工的孔与基面相垂直的工件。考虑到汽车变速箱箱体 的结构为卧式长方体，从装夹的角度来看，卧式平放比较方便，也减轻了工人的劳 动强度。 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 3 通过以上的比较，考虑到卧式机床振动小，装夹方便等因素，选用卧式组合机 床。 2.1.42.1.4 定位基准的选择定位基准的选择 组合机床是针对某种零件或零件某道工序设计的。正确选择定位基准，是确保 加工精度的重要条件，同时也有利于实现最大限度的集中工序。本机床加工时采用 的定位方式是底面两根定位条、左面一根定位条、后面一根定位销的方案限制工件 的 6 个自由度。夹紧方式采用上面用气缸夹紧并从右面用气缸辅助夹紧。 2.1.52.1.5 选用滑台传动型式选用滑台传动型式 机械滑台的进给量稳定，慢速无爬行，高速无振动，可以降低加工工件的表面 粗糙度；具有较好的抗冲击能力，断续铣削、钻头钻通孔将要出口时，不会因冲击 而损坏刀具；运行安全可靠，易发现故障，调整维修方便。故选择机械滑台。 2.2 确定切削用量及选择刀具 2.2.12.2.1 选择切削用量选择切削用量 切削用量的选择必须从实际出发，根据加工精度，工件条件，技术要求等进行 分析，按照经济的原则满足加工要求，合理地选择切削用量，一般常用查表法. a. 对左侧面上 12 个孔的切削用量的选择 根据文献1中表(6-11)和表（6-12)选定加工各孔的切削用量如下： a)孔 18孔 28 盲孔， 10m10， l=24mm 由 d612，硬度大于 190250hbs，选择 v=1018m/min,f0.10.18mm/r,又 d=8.6mm,取定 v=15m/min,f=0.15mm/r 则 n=100015/8.6=555r/min b)孔 29 盲孔，8， l=24mm 由 d612，硬度大于 190250hbs，选择 v=1018m/min,f0.10.18mm/r,又 d=8mm,取定 v=15m/min,f=0.15mm/r 则 n=100015/8=597r/min c)孔 30 盲孔，m30， l=24mm 由 d2250，硬度大于 190250hbs，选择 v=1018m/min,f0.250.4mm/r,又 d=27.8mm,取定 v=15m/min,f=0.3mm/r 则 n=100015/27.8=172r/min b. 对右侧面上 9 个孔的切削用量的选择 a)孔 18 盲孔， 4 m10， l=24mm 由 d1222，硬度大于 190250hbs，选择 v=1018m/min,f0.10.18mm/r,又 d=8.6mm,取定 v=15m/min,f=0.15mm/r,则由 (2-1) d v n 1000 汽车变速箱箱体三面钻孔组合机床总体及右主轴箱设计 4 得 n=100015/8.6=555r/min b)孔 9 盲孔， 8， l=24mm 由 d612，硬度大于 190250hbs，选择 v=1018m/min,f0.10.18mm/r,又 d=8mm,取定 v=15m/min,f=0.15mm/r 则 n=100011.8/6.7=597r/min c. 对后面上 9 个孔的切削用量的选择 a)孔 1017 盲孔， 8m10， l=24mm 由 d612，硬度大于 190250hbs，选择 v=1018m/min,f0.10.18mm/r,又 d=8.6mm,取定 v=15m/min,f=0.15 mm/r 则 n=100015/8.6=555r/min b)孔 18 盲孔，m14 l=24mm 由 d1222，硬度大于 190250hbs，选择 v=1018m/min,f0.180.25mm/r,又 d=12.3mm,取定 v=15m/min,f=0.2mm/r 则 n=100015/12.3=388r/min 孔的编号见被加工零件工序图 bj10ct01.0。 2.2.22.2.2 计算切削力、切削扭矩及切削功率计算切削力、切削扭矩及切削功率 根据文献6表(6-20)中公式 (2-2) 6 . 08 . 0 26hbdff (2-3) 6 . 08 . 09 . 1 10hbfdt (2-4) d tv p 9740 式中，f 表示切削力（n） ，t 表示切削转矩（n） ，p 表示切削功率（kw） ， v 表示切削速度（m/min）,f 表示进给量（mm/r）, d 表示加工（或钻头）直径（mm） hb 表示布氏硬度，取 hb=230。 由公式(2-2)、(2-3)、(2-4)可得： 由切削用量计算得到的各主轴的切削功率的总和查文献2表 5-38 得出动 切削 p 力箱及电动机的型号，见表 2-1。 表 2-1 动力箱和电动机参数 动力箱型号电动机型号电动机功率 (kw) 电动机转速 (r/min) 输出轴转速 (r/min) 右主轴箱 1td32y112m-42.2940470 左主轴箱 1td32y112s-641440720 后主轴箱 1td32y112s-42.2940470 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 5 3 组合机床主轴箱设计 主轴箱是组合机床的重要专用部件。它是根据加工示意图所确定的工件加工孔 的数量和位置、切削用量和主轴类型设计的，用于传递各主轴运动的动力部件。其 动力来自通用的动力箱，与动力箱一起安装于进给滑台，可完成钻、扩、铰、镗孔 等加工工序。 3.1 绘制主轴箱原始依据图 主轴箱原始依据图是根据“三图一卡”绘制的。 图 3-1 所示为三面卧式钻孔组合机床后主轴箱设计原始依据图。图中双点划线 表示被加工零件轮廓，实线表示主轴箱轮廓。 图 3-1 主轴箱设计原始依据图 汽车变速箱箱体三面钻孔组合机床总体及右主轴箱设计 6 5 结论 本次设计的汽车变速箱箱体三面钻孔组合机床采用卧式的配置型式和单工位三 面同时加工的方案。一次装夹可同时完成零件左面 10 个 m10 的螺纹底孔、1 个 m30 的螺纹底孔、1 个 8 的光孔、后面 8 个 m10 的螺纹底孔、1 个 m14 的螺纹底孔、 右面 8 个 m10 的螺纹底孔和 1 个 8 的光孔的加工。采用机械滑台，进给量稳定， 无振动，有较好的抗冲击能力；采用可换导套作为导向元件，精度高，调整、保养 以及维修方便；大量使用标准零部件，降低了机床的生产成本。 本机床设计合理，符合实际应用，满足加工要求，具有较好的经济性。 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 7 参考文献 1 谢家瀛. 组合机床设计简明手册m.机械工业出版社，1992. 2 范云涨等.金属切削机床设计简明手册j.机械工业出版社，1993. 3 叶伟昌.机械工程及自动化简明设计手册(上册)m.机械工业出版社，2001. 4 叶伟昌.机械工程及自动化简明设计手册(下册)m.机械工业出版社，2001. 5 艾兴.金属切削用量手册m.机械工业出版社，1996. 6 李益民.机械制造工艺设计手册m.机械工业出版社，1995. 7 孟宪椅等.机床夹具图册m.机械工业出版社，1991. 8 韩敬礼等.机械电气设计简明手册m.机械工业出版社，1994. 9 胡家秀.机械零件设计实用手册m.机械工业出版社，1999. 10 杨培元等.液压系统设计手册m.机械工业出版社，1995. 11 大连组合机床研究所.组合机床设计m.机械工业出版社,1995. 12 大连组合机床研究所.组合机床设计参考图册m.机械工业出版社，1986. 13 徐锦康.机械设计m.机械工业出版社，2001. 14 陈秀宁、施高义机械设计课程设计m.浙江大学出版社，1995. 汽车变速箱箱体三面钻孔组合机床总体及右主轴箱设计 8 致 谢 本次毕业设计是对我大学四年所学知识的一次全面考验，它也是对即将走向社 会的我们的进行的一次有效的训练。回顾这场毕业设计，我觉得我获益菲浅。我的 课题是一个研究类的课题，它让我体会到做研究的艰难，从苦心设计出零件，到东 奔西走去买材料加工零件，加工出零件又要日以继夜的对零件进行测量，采集数据，