摘 要
本设计的题目是变速箱壳体专用镗床设计，主要目的是通过设计来运用所学的专业知识进行实践运用以提高自己独立分析和解决问题的能力。采用钻、扩、铰的传统工艺，不仅效率低，而且稳定性差，精度不容易保证，制约了生产的发展，于是决定自行设计一台高质量的专用机床。
在全面了解专用镗床的结构、工作原理的基础上，合理选用部件，设计出镗床的传动系统及执行机构。根据镗床的工作原理，确定了该镗床的结构与技术参数，给出了该镗床的结构设计方案。
根据设计方案，本文介绍了专用镗床的总体设计、结构设计和夹具的设计。夹具的设计是镗床设计中重要的一部分，因此夹具设计的好坏，将直接影响被加工零件的精度。本论文所设计的机床是用于镗孔，在加工生产线上同时加工3个孔，这样能大大提高生产效率，降低劳动强度，从而降低了零件的加工成本。
关键词 专用镗床；变速箱壳体；结构设计；夹具设计
Abstract
The topic of the paper is the structure design of special boring machine for shell of gearbox. The main purpose is to apply the professional knowledge to practice and improve the ability of analyzing and solving difficult problems. The traditional process which uses drill expands and articulation, not only gains the lower efficiency, moreover, its stability is bad and its precision is not easy to guarantee as well, so it restricted the production development. So we decide to design a high grade special purpose machine independently.
Based on the comprehensive understanding of the structure and working principle of the special boring machine, Reasonable selection of parts, Determine the boring machine's structure and technical parameters, given the structural design of the boring machine according to the working principle.
According to the design, this paper introduces a special boring machine's overall design, structural design, and fixture design. Fixture design is an important part of the boring machine design, Therefore the Fixture design is good or bad, Will directly affect the precision of machining parts. In the paper, the machine tool we designed is used for drilling hole, and it could process 3 holes in the production line simultaneously. So we enhance the production efficiency greatly, reduce the labor intensity, and reduce the components processing cost.
Key words The Special Boring Machine; Shell of Gearbox; Structure Design; Fixture Design
目 录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪 论 1
1.1 课题背景 1
1.2 研究目的及意义 1
1.3 国内外组合机床发展趋势 1
1.4 组合机床概述 4
1.5 设计的主要内容、方法和预期成果 6
第2章 壳体加工方案分析 7
2.1 工件加工要求 7
2.2 工艺方案制定 7
2.3 确定切削用量及选择刀具 8
2.3.1 确定工序间余量 8
2.3.2 选择切削用量 8
2.3.3 选择刀具结构 9
2.4 确定切削力、切削扭矩、切削功率 9
2.5 通用部件的选用 11
2.6 本章小结 12
第3章 机床总体设计 13
3.1 被加工零件工序图 13
3.2 加工示意图 13
3.3 机床联系尺寸图 15
3.3.1 夹具轮廓尺寸的确定 16
3.3.2 机床装料高度H的确定 16
3.3.3 中间底座轮廓尺寸 17
3.3.4 主轴箱轮廓尺寸 17
3.4 机床生产率计算卡 18
第4章 多轴箱设计 21
4.1 多轴箱设计的原始依据图 21
4.2 主轴的型式与直径的确定 21
4.3 传动系统的设计 22
4.3.1 拟定传动路线 23
4.3.2 传动系统计算 23
4.4 三维模型 25
4.5 多轴箱的润滑 25
4.6 校核传动轴5轴 27
4.7 轴承寿命计算 30
4.8 绘制多轴箱总图及零件图 31
4.9 本章小结 31
第5章 夹具设计 32
5.1 定位方案 32
5.2 导向装置 32
5.3 夹紧装置 33
5.4 本章小结 33
结论 34
致谢 35
参考文献 36
附录1 37
附录2 42
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第1章 绪论
1.1 课题背景
随着我国的汽车工业的迅速发展，更快的提供生产发动机、变速箱等箱体类零件的生产线设计方法，这是参与竞争、及时赢得客户订货的关键。变速箱壳体零件的孔系加工是汽车、拖拉机生产过程中经常碰到的工艺难题。因受到毛坯生产工艺的制约，预制孔的余量不容易控制，经常使后续加工变得困难。由于产品的使用性能对变速箱壳体孔系加工的尺寸精度、形位精度和表面质量都提出了较高要求，同时企业为了降低生产成本，工艺设计时又需要简化工艺、减少工序，因此开发高精度、高效率、低成本的变速箱壳体孔系加工机床非常重要。变速箱壳体是变速箱最重要的零件之一，变速箱壳体结构复杂、工序多而且工艺性差，使之成为变速箱加工中的难点[1]。
1.2 研究目的及意义
本次设计题目为变速箱壳体专用镗床结构设计。采用钻、扩、铰的传统工艺，不仅效率低，而且稳定性不好，精度不容易保证。经讨论决定设计一台专用机床。以满足变速箱壳体孔系加工对尺寸精度、形位精度和表面质量等的高要求，同时也为简化工艺、减少工序的工艺设计打下基础，可在一定程度上提高企业的竞争力。镗床为较常用机床，本次设计使我们对所学的机械学、力学等知识得到综合应用，结构设计能力得到训练，有效的提高分析问题、解决问题的能力。
1.3 国内外组合机床发展趋势
组合机床的优劣，直接影响投资规模、生产效率和产品质量。现有的组合机床大多沿袭传统的设计方法，即采用动力头+滑台+底座框架+液压系统的结构。随着数控技术的不断成熟和推广应用以及数控与电气控制的协调行，组合机床几乎所有的运动形式的控制均可采用数控部件来替代，尤其是要求运动精度、定位精度高的场合[2]。
1) 发展适应中、小批量生产的组合机床
在机械制造工业中，中、小批量生产约占80%。在某些中批量生产的企业（如机床、阀门行业等）中，其关键工序用组合机床，因此产品质量稳定，生产效率高，技术效果显著。所以发展具有可调、快调、装配灵活、适应多品种加工特点的组合机床十分迫切。转塔主轴箱式组合机床、可换主轴箱式组合机床以及自动换刀数控组合机床可使用于中、小批量生产。但这类组合机床结构复杂，成本较高。带转塔主轴箱的组合机床，由于转塔不能制造得太大，安装的主轴数量有限，因此只适应工序不多、形状不太复杂的零件加工。可换主轴箱式组合机床设有专用的贮刀库安装在转塔刀架上方，用机械手自动更换刀具，这种组合机床一般用单刀加工，加工精度较高，但生产率较低。
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