钻铣组合机床设计【5张CAD图纸+毕业答辩论文】
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摘要
本次毕业设计的题目是“液压半自动钻铣组合机床”。本组合机床要求能实现钻中心孔和铣两端面，能进行手动和自动控制，铣削头能作10mm的微调。本人的设计的主要内容是：进行了机床总体布局设计；对机床的进给和传动部分进行了设计；机床料架的夹紧方案的选取和设计；对机床液压系统进行了设计，绘制了液压原理图；最后根据液压图和系统的工作循环，设计了电气控制系统，并编制了PLC 程序图。
通过此设计，本机床完全能满足设计要求，与传统的机床相比，本机床具有自动化程度高，生产率高，精度高等优点。
关键词：组合机床；铣削头；工作循环；自动
Abstract
The topic of this graduation design is"The Hydraulic Pressure Module Machine Tool of Drilling & Milling".This module machine tool needs to be realized to drill the center bore and mill the ends of the axle.Also it can do with automatic control and by hand. The cutter head can move 10 mm forward or backward.The main contents of my design is: To proceed the total distribution in machine tool in machine design;To design the entering and moving parts of the module machine tool;To design the hydraulic of the machine tool and draw the hydraulic system principle diagram;finally according to the hydraulic diagram and the circulation of the work of the system system, design the electricity control system, and draw up PLC procedure diagram.
Passing this designs, this machine tool can satisfy completely the design requests. compared with traditional machine tool, this machine has the high degree automation and high precision, also the rate of production is high.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
Key words: module machine tool； the cutter head ； work circulation ； automation
目 录
摘 要
Abstract
第一章 引 言
第二章 设计题目简介及总体方案确定6
2.1 题目简介6
2.1.1 设计题目6
2.1.2 题目简介6
2.1.3设计参数及性能要求6
2.1.4现场加工设备简介6
2.2机床设计方案确定7
2.3液压系统的设计原则和设计依据8
2.4组合机床及其自动线电气控制系统设计9
第三章 铣削用量的选择和铣削力的计算10
3.1加工工件简介10
3.2铣削用量选择及铣削力的计算10
3.3钻削用量选择及钻削力的计算12
第四章 料架的设计13
4.1料架的组成及其工作原理14
4.1.1 料架的组成14
4.1.2 料架的工作原理14
4.2 V型块的设计14
4.2.1 V型块外形尺寸确定14
4.2.2 V型块的夹紧力计算15
4.3左右螺旋丝杠的设计16
4.4变速器的设计20
4.4.1变速器传动比分配20
4.4.2变速器齿轮设计20
4.5轴的设计21
4.5.1丝杠螺杆轴的设计21
4.5.2单叶片摆动液压马达输出轴的设计22
第五章 液压系统的设计计算22
5.1动力滑台部分
5.1.1 动力和运动参数分析
5.1.2 工作负载分析
5.1.3 负载图和速度图的绘制24
5.1.4 液压缸主要参数确定25
5.2动力钻头部分29
5.2.1 动力和运动参数分析29
5.2.2 工作负载分析30
5.2.3 负载图和速度图的绘制31
5.2.4钻轴伸缩油缸的设计计算32
5.2.5钻轴伸缩油缸缸筒的设计计算32
5.3旋转油缸的设计计算33
第六章 传动部分的设计计算34
6.1电机的选择35
6.2主轴直径的选择35
6.3主轴箱传动齿轮的设计36
6.3.1动力运动参数分配36
6.3.2传动齿轮设计37
第七章 组合机床电气控制系统的设计44
7.1概述45
7.2组合机床液压电气回路及其控制系统的设计45
7.3机床加工总时间的确定46
参考文献48
致谢49
第一章 引言
对于培养工程技术人才的工科性大学来说，学生们的实践活动就显得非常重要。然而，四年的大学生活，我们基本是以书本上的理论学习为主，实习大都以参观为主，基本上没有什么自己动手操作的机会，所以，提高学生的实践动手能力和熟悉工程现场的能力是很必要的。而最后的毕业设计，是真正的理论与实践相结合，综合运用大学四年所学知识解决工程实际问题的过程。所以，我们要充分珍惜这难得的机会，努力提高自己，为以后的工作打下良好的基础。
- 内容简介：
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内蒙古科技大学 毕业设计专题小论文 题 目： 组合机床用动力滑台 液压系统性能分析 学生姓名：白从凯 学 号： 2002041532 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级：机械 2002-5 班 指导教师：尹 明 nts内蒙古科技大学毕业设计 外文翻译 1 Dimensional Tolerance Allocation for New Type of Parallel Machine Tools 1 INTRODUCTIONS The prototype of a new type of parallel machine tools is a 6-6 Stewart platform mechanism. Compared to the traditional machine tool, a parallel machine tool possesses many advantages, such as high precision, high structural rigidity and high machining force/torque capacity, etc. Currently, many universities have research on this kind of machine tools. As shown in Fig.1, the parallel machine tool comprises the following four parts: a fixed platform, six in-parallel actuators, the length variation of each actuator is implemented by ball-screws and the ball-screws are driven by servo motors. The ball joints connect the fixed and moving platforms with ball-screws; a spindle is installed on moving platform bottom. When machining work is being carried out the variation of the moving platform allows a parallel machine tool to machine complicated curved work piece such as die, impeller etc. The developing tendency of modern NC machine tools is high speed and high precision, and the machine tool errors have direct effect on machine tool precision. In order to meet the precision specified, a scientific dimensional tolerance allocation is urgently required in the design of this kind of machine tool. The errors of the machine tool include the following parts: 1)transmission error in transmission chains, i.e. ,pitch cumulative error of the ball-screw in each actuator and dead domain error during starting or reversing operation;2)length transform error of the ball-screw due to the influence of ambient temperature;3)pares clearance error that connect fixed and moving platform;4)other errors, i.e. , positioning error caused by transmission rigidity, dynamic error caused by moving parts mass and velocity damping. The above errors will finally lead to error at the cutter head of the machine tool. This paper will carry out research on dimensional tolerance allocation based on a kind of statistical experiment method, Monte-Carlo method. nts内蒙古科技大学毕业设计 外文翻译 2 2 SOLUTION OF INVERSE KINEMATICS FOR MACHINE TOOL The kinematics solution for this parallel machine tool can be classified into two types. When the known quantity is the lengths of the six actuators and the orientation of the cutter head, this is called direct kinematics; On the contrary, when the known quantity is the position and the orientation of the cutter head and the unknown quantity is the lengths of the six actuators, this is called inverse kinematics. The solution of the direct kinematics of the machine tool is used to monitor while the solution of the inverse kinematics of the machine tool is used to control. As shown in Fig.2, a fixed coordinate frame O-XYZ is attached to the fixed platform and a moving coordinate frame O-XYZ is attached to the moving platform. The center of the joint connecting the itch actuator to the fixed platform will be denoted as )6,2,1( iai whereas the center of the joint connecting the same leg to the moving platform will be denoted as )6,2,1( ibi , the Y-axis of the fixed coordinate frame is selected along the line which bisects the angle 61Oaaand the Y-axis of the nts内蒙古科技大学毕业设计 外文翻译 3 moving coordinate frame is selected along the line which bisects the angle 61Obb. Let the position of point O with respect to the origin of the fixed coordinate frame be denoted by vector TzyxR0000 , vectors )6,2,1(, izyxR Tbibibibi will be defined as the position vectors of the moving coordinate frame, thus we can write the position vectors of the moving platform joints in fixed coordinate frame as : )6,.2,1(, 000 izyxzyxQzyxR TTibbibiTbibibibi Where matrix Q is the rotation matrix describing the orientation of the moving platform with respect to the fixed platform, the elements of matrix Q are shown by RPY expression. Let , be angles that the moving platform rotates about X-axis, Y-axis, Z-axis of the fixed coordinate frame, and then we can obtain: ccsscsscscscssccasascasasacacsasacacdddddddddQ333231232221131211 nts内蒙古科技大学毕业设计 外文翻译 4 Let vectors Taiaiaiai zyxR be the position vectors of the platform joints with respect to the fixed coordinate frame, then the length of each actuator can be written as: 6,2,1, iRRLi aibi 3 DIMENSIONAL TOLERANCE ALLOCATIONS WITH MONTE-CARLO METHOD 2.1 Determination of Total Dimensional Chain Error of the Machine Tool Links In order to carry out dimension tolerance allocation, the variation feature between the errors of the in-parallel links and orientation error of the cutter head (or the center point of the moving platform) need to know. The direct kinematics is used to derive the cutter head error from the link errors of the machine tool. It is difficult to obtain analytical solution by direct kinematics. So an inverse error estimation method by which the link errors can be derived from the position and orientation errors of the cutter head is adopted. The key to the dimensional tolerance allocation is to determine the total dimensional chain error of the machine tool links. Monte-Carlo method is a numeral method to solve mathematics based on random sampling. In this parallel an evenly-distributed Monte-Carlo random simulation method on a certain position and orientation precision of the cutter head is used. By Esq. (1) the lengths of the machine tool links under the sample volume can be obtained. The maximum length error of each link can be obtained in different positions in the machine tool workspace. Take the minimum length errors as the total error for dimensional tolerance allocation of each link. Before random simulation by Monte-Carlo method, the machine tool precision should be estimated and the variation of the moving platforms position and orientation should be determined. Let the position and orientation of the center point of the moving platform be three transforming quantities and three rotating quantities Tzyx . A simplified model of spindle system for parallel machine too is shown in Fig.3. From the figure we can see that point a and b represent nts内蒙古科技大学毕业设计 外文翻译 5 cone bearings, segment bc represents cutter holder and segment cd represents the cutter, the cutter head point d bears machining force P. 4 CONCLUSIONS The presented dimensional tolerance allocation method is the combination between machine tool precision and the actual dimension tolerances. The factors that influence on the cutter head errors of the parallel machine tool are analyzed first. Due to the multi-solution and the difficulty in obtainment of the analytical solution of the direct kinematics, the derivation of the cutter head error from the error of machine tool links is difficult. So a inverse error estimation method to derive errors of links from cutter head error is presented in this paper. To a certain spindle dimension of the parallel machine tool, the total dimensional tolerance of the machine tool link can be determined by Monte-Carlo random simulation method. The dimensional tolerance allocation for adjustable loop of the link is developed. If the allocated dimension tolerance can not meet the design or manufacturing requirement, the adjustments towards precision grade of the ball screw or the spindle dimension are desired for tolerance re-allocation. Example shows the presented tolerance allocation method is reasonable. This work provides a basis in the design stage of the parallel machine tool. nts内蒙古科技大学毕业设计 外文翻译 6 一种新型并联机床的尺寸公差分配 1介绍 新类型的并联机床的原型是一个 6-6 斯图尔特平台 机构 。与 普通机床 相比，并联机床有许多优点，比如高的精度，高的结构刚度和高机制力量 /转力矩能力等。现在，许多大学都对这种并联机床都加以研究。如 图 1所示。并联机床包括四个部分：一个固定的平台，六个平行的主动件，每个主动件的长度变化由球铰链 来控制，而球 铰链 由伺服马达驱使。球关节用 铰链 连接固定部分和可动部分，转轴安装在移动平台底部。当机加工进行时，移动平台使并联机床能加工复杂的工件，如钢模的复杂弯工作块及其他的东西。 现代的 控制母机的发展趋向是高速度和高精度，并且机床的误差应能直接影响机床的精度。为了解决这种精密的需要，一种尺寸公差分配方法需要应用于 机床的设计中。 机床 的误差包括下列各项部分：（ 1）传输链的传输误差，也就是，在开始或颠倒操作的时候在每个主动件 和死区中球 铰链 的累积误差（ 2）周围温度变化导致的球 铰链 长度变化误差（ 3）剥连固定和可动工作台的清除误差（ 4）其它的误差，也就是，由移动部分块和速度降低引起的动态误差。上述的误差最终会导致在工作母机的切削头上产生的误差。这篇论文将对一种基于统计的尺寸公差分配的实验方法 蒙地卡 罗方法加以研究。 nts内蒙古科技大学毕业设计 外文翻译 7 2 机床 的 逆向 运动学的解决 运动学解决这种并联机床的运动学解决方法可以分为两类。当已知量是六个主动件 的长度和切削头的方向的时候，这叫做 正向 的运 动学。另一方面，当已知量是位置和切削头的方向而未知量是六个主动件 的长度的时候，这叫做 逆向 的运动学。并联机床的 正向 运动学用于解决检测问题，而 逆向 运动学用于解决控制问题。如图 2 所示，固定的坐标 系 XYZO 附在固定的平台上，而移动的坐标 系 ZYXO 附在移动的平台上。连接主动 件 到固定 的平台关节的中心被表示为)6,2,1( ia i ，同样，连接相同的腿到那个移动平台的关节中心被表示为)6,2,1( ibi 。固定坐标 系 的 Y 轴是按沿着角 61Oaa 挑选的，而移动坐标 系 的Y轴是沿着角61Obb。让有关固定的坐标 系 的起源用矢量 TzyxR0000 表示，而移动坐标 系 的起源用矢量 )6,2,1(, izyxR Tbibibibi 表示。如此，我们把移动平台的位置在固定平台中用位置矢量表示为： nts内蒙古科技大学毕业设计 外文翻译 8 )6,.2,1(, 000 izyxzyxQzyxR TTibbibiTbibibibi 点阵式 Q 是描述移动平台相对于固定平台的旋转点阵式，点阵式 Q 元素用 RPY表示。让 , 为移动平台与 X轴， Y轴， Z轴之间的旋转夹角，然后，我们能获得： ccsscsscscscssccasascasasacacsasacacdddddddddQ333231232221131211 让矢量 Taiaiaiai zyxR 是有关于坐标体格平台位 置的矢量。然后每个主动件 的长度可以写作： 6,2,1, iRRLi aibi 3 蒙地卡罗尺寸公差分配方法 为了要实现尺寸公差分配，必须弄清楚联编尺寸误差和切削头的定位误差之间的变化特征。 正向 运动学用于来制来自 机床 的联编误差的切削头误差。直接运动学的获得分析是十分困难的。如此一个可能起源于位置的 逆向 误差和切削头定方nts内蒙古科技大学毕业设计 外文翻译 9 位的判断方法可以被采用。 尺寸公差分配的关键是要决定 机床 的联编总体尺寸公差。蒙地卡罗方法是基于随意抽取样品的解决尺寸公差分配的一种数学方法。平均地随意分配在一个某位置和切削头方向的蒙地 卡罗模拟方法被采用在并联机床上。样本容量下的 机床 的联编尺寸的长度可能被获得。联编的最大长度误差可能在工作母机工作空间的不同位置获得，尺寸公差分配为拿联编最小量长度误差作为总误差。在蒙地卡罗随意模拟之前，工作母机的精度应被估计，并且移动平台的位置变化和方位应被考虑。那个移动平台的中心点位置和方向为三转换量和三替换量 Tzyx 。并联机床的转轴的简化模型也被显示在图片 3 中。从这个图片，我们可以看出 a和 b代表圆锥体，弦 bc代表切削者，而弦 cd切削头，切削头点 d产生机制力量 P。 3 结论 尺寸公差分配方法是 机床 精确度和真实尺寸公差之间的组合。我们应首先分析影响并联机床的切削头的误差。由于直接运动学的分析解决获得困难和形式多样，源自 机床 联编误差的切削头误差的引出很困难。因此，本论文中阐述了源自切削头误差的联编误差的倒转误差判断方法。 对于并联机床转轴来说， 机床 联编总体尺寸公差分配可能被蒙地卡罗随意模拟方法确定。调整性的尺寸公差分配正被发展。如果尺寸公差分配不能满足机械制造业和设计的需要，那么，能调整的精密的球螺钉或转轴被需要出现。事例证明nts内蒙古科技大学毕业设计 外文翻译 10 这个尺寸公差分配方法是合理可行的。这一工 作为并联机床的设计阶段提供了基础。 nts 内蒙古科技大学 毕业设计外文翻译 题 目：并联机床尺寸 公差分配 学生姓名：白从凯 学 号： 2002041532 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级：机械 2002-5 班 指导教师：尹 明 nts组合机床用动力滑台液压系统性能分析 摘要 ： 对动力滑台液压系统的各工作步骤进行了详细的分析，指出了构成系统的各基本回路，重点总结出动力滑台液压系统的性能特点。 关键词 ：动力滑台 工作原理 性能分析 Abstract ： Detailed analysis has been made on each work step of the hydraulic system of dynamic slip way, basic circuit of the structure system and performance and characteristics of the hydraulic system. Key words： Dynamic slipway Work principal Performance analysis 1 前言 组合机床是一种工序集中，效率较高的专用机床，因其具有加工能力强，自动化程度高，经济性好等优点 ，被广泛应用于 产品批量较大的流水线生产中，如汽车制造厂的汽缸生产线，机床厂的齿轮箱生产线等，组合机床一般由动力滑台，动力头和部分专用部件（主轴箱，夹具等）组成，动力 滑台是组合机床上实现进给运动的关键部件，由设计完善的液压系统驱动，配上动力头和主轴箱后可以对工件完成钻，扩，铰，镗，铣，攻丝 和端面的加工工序。 组合机床采用液压传动，是因为液压传动有许多的优点： （ 1）在同等的体积下，液压装置能比电气装置产生更大的动力，因为液压系统中的压力可以比电枢磁场中的磁力大出 30-40 倍。在同等功率的情况下，液压装置的体积小，重量轻，结构紧凑。液压马达的体积只有同等功率电动机的12%左右。 （ 2）液压装置工作比较平稳。由于重量轻，惯性小，反映快，液压装置易于实现快速启动，制动和频繁 换向。 （ 3）液压装置能在大范围内实现无级调速，还可以在液压装置运行的过程中进行调速。 （ 4）液压传动容易实现自动化，因为它对液体的压力，流量或流动方向进行调节或控制，操作十分方便。 nts（ 5）液压装置容易实现过载保护。液压缸和液压马达都能在失速状态下工作而不会发热，这是电气装置和机械传动装置无法实现的。液压件能自行润滑，使用寿命较长。 （ 6）由于液压元件都实现了标准化，系列化和通用化，液压系统的设计，制造和使用都比较方便。液压元件的排列布置也具有较大的机动性。 （ 7）用液压传动来实现直线运动远比用机械传动简单 。 液压动力滑台由液压缸驱动，在电气和机械装置的配合下可以实现各种自动工作循环，以满足各种加工工序的要求，下面以 YT4543 型动力滑台为例来说明其工作原理并分析其性能特点。 2 工作原理 表 1 YT4543 型动力滑台液压系统的电磁铁动作顺序表 动作名称 信号来源 电磁铁工作状态 1YA 2YA 3YA 快速 按下启动按钮 + - - 一工进 挡块压下行程阀 8 + - - 二工进 挡块压下行程开关 + - + 停留 滑台靠压在四挡铁处 + - + 快退 时间继电器发出 信号 - + + 停止 挡块压下终点开关 - - - YT4543 型动力滑台的液压系统见图 1，动作循环见表 1。此系统可以实现“快进 工进 停留 快退 停止”的半自动工作循环，其工作情况如下： nts （ 1） 快进。先按下启动按钮，电磁铁 1YA 得电，先导阀 11 左位接入系统，油液经先导阀进入液动换向阀 12 左液控口，使换向阀 12 左位接入系统。 因快进时负载较小，变量泵 14 输出最大流量，且顺序阀 2 因系统压力较低，处于关闭状态，此时，油液经换向阀 12，行程阀 8 右位进入液压缸 7 左腔，此时液压缸 7 左差动连接，实现液压缸的快 速进给。 （ 2） 一工进。当滑台快进到预定的工作位置时，由滑台上的挡块压下行程阀 8，此时行程阀 8 左位接入系统，油路截止，油液 经换向阀 12，调速阀 4，电磁阀 9 进入液压缸 7 左腔，液压缸 7 右腔油液经换向阀 12，顺序阀 2，背压阀 1 回油箱。液压缸在调速阀 4 控制下实现第一次工作进给。 （ 3） 二工进。当第一次工作进给结束时，由滑台上挡块压下行程开关，使电磁铁 3YA 得电，电磁阀 9 左位接入系统，油路截止，油液经换向阀 12，调速阀 4，调速阀 10 进入液压缸 7 左腔，液压缸 7 右腔油液经换向阀 12，顺序阀 2，背压阀 1 回油箱。由于调速阀 10 的开口比调速阀 4 小，系统工作压力进一步升高。液压缸在调速阀 4 和调速阀 10 的共同作用下实现第二次工作进给。 （ 4） 停留。当滑台以第二次工进速度行进到碰到死挡块时，不在nts前进，开始停留。此时，各油路状态不变，变量液压泵 14 继续运转，使系统压力不断升高； 同时，泵输出量 减小至与系统的泄漏量相适应。当液压缸左腔的压力升至 压力继电器 5 调定值时，压力继电器动作并发出信号给时间继电器，滑台经时间继电器延时，停留一段时间后再返回，其停留时间由时间继电器调节。 （ 5） 快退。当滑台停留到时间继电器 调定的时间时，时间继电器发出信号，使电磁铁 1YA 断电， 2YA 通电，先导阀 11 右位接入系统，油液经先导阀进入液动换向阀 12 右液控口，使换向阀 12 右位接入系统，从而主油路换向。油液经换向阀 12 进入液压缸 7 右腔，液压缸 7 左腔油液经单向阀 6，换向阀 12 回油箱。此时滑台无外负载，系统压力下降，使限压式变量液压泵 14 的流量又自动增至最大，滑台实现快速退回。 （ 6） 停止。当动力滑台快速退回到原位时，挡块压下终点开关，电磁铁 2YA 和 3YA 都断电，此时先导阀 11 处于中位，换向阀 12 因其两控制油口均通油箱，也处于中位，换向阀 12 的中位具有锁紧功能，所以液压缸 7 的两腔封闭，滑台停止运动。同时变量泵 14 卸荷，油液经单向阀 13，换向阀 12 回油箱。 3 性能分析 由以上工作情况分析可知，此液压系统按其功能可以分解为：由限压式变量液压泵，调速阀和背压阀组成的容积节流加背压的调速回路；液压缸差动连接的快速回路； 电液换向阀的换向回路；由行程阀，电磁阀和顺序阀等组成的速度换接回路；调速阀串联的两次工进 回路以及用电液换向阀 M 型中位机能的卸荷回路等。这些基本回路决定了该液压系统的性能， 据 此，可以总结出 YT4543型动力滑台的液压系统具有以 下一些性能特点： （ 1） 系统采用了限压式变量液压泵和液压缸差动连接两项措施来实现快进，可获得较大的快进速度，且能量也比较合理。滑台停止运动时，采用单向阀和 M 型中位机能的换向阀串联的回路使液压泵在低压下卸荷，既减少了能量损耗，又使控制油路保持一定的压力，以保证下一工nts作循环的顺利起动。 （ 2） 系统采用了行程阀和顺序阀实现快进与工进的换接， 不仅简化了油路和电路，而且使动作可靠，转换的位置精度也比较高。两次共进速度的换接，由于速度比较低，采用了由电磁阀切换的调速串联的回路，既保证了必要的转换精度，又使油路的布局比较简单，灵活。 采用死挡块作限位装置，定位准确，重复精度高。 （ 3） 系统采用了“限压式变量液压泵 调速阀 背压阀”式调速回路。它能保证液压缸稳定的低速 运动，较好的速度刚性和较大的调速范围。回油路上背压阀可防止空气进入系统，并能使滑台承受伏负向的负载。 （ 4） 系统采用了换向时间可调的电液换向阀来切换主油路，使滑台的换向更加平稳，冲击和噪声小。同时，电液换向阀的五通结构使滑台的进和退时分别从两条油路回油。这时滑台快退时系统没有背压，也可减少了压力损失。 4 结论 YT4543 型动力滑台的液压系统具有运行速度快，换向精度较高，滑台换向平稳 ，冲击小，调速范围宽等优点。此液压系统的设计合理，它使用元件不多，却能完成较为复杂的半自动工作循环，且性能良好。 参考文献 1 章宏甲，黄谊，王积伟 液压与气压传动 北京：机械工业出版社， 2000.5. 2 方桂花 液压传动 北京：地震出版社 ， 2002.5 3 毛信理 液压传动和液力传动 北京：冶金工业出版社， 1993 nts内蒙古科技大学毕业 实习调研报告 1 毕业设计是我们的最后学习阶段，是我们学习、研究和实践成果的全面总结，是我们的综合素质、工程实践能力与科研能力的全面检验。 本次实习的主要任务是：了解各种车轴的相关生产工艺过程，以及在其生产模式下的主要切削机床的用途、使用环境及工作条件，组合机床的基本结构和工作原理。 我们实习的地点为：北方重工锻造车间及火车轴生产车间，在这里，我们仔细地观看了火车轴 的具体生产过程，再现场并对师傅进行了仔细的询问，了解到了大量的关于设计的资料。 通过本次实习，我们了解到车轴的生产过程： 车轴毛坯 通过锻造形成，然后在矫直机上矫直。以后进入金属加工车间，在这里先用锯切机将毛坯锯头，接着用 吊车将毛坯放到铣床上铣两端面，然后便将车轴放到车床上钻定位孔。 以上生产工艺 ，我们发现铣端面和钻中心孔是分别进行的，这样既不方便，又造成了二次装卡形成的定位误差，效率低下。为此，我们特设计一种组合机床来满足一次加工的要求。 组合机床是由大量的通用部件和少量的专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它能够对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔 、攻丝、车削、铣销、磨削及精加工等工序，生产效率高，加工精度稳定。 由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。 组合机床具有以下特点： （ 1） 组合机床上的通用部件和标准件约占全机的 70 80%，因而设计和制造的周期短、投资少、经济效果好。 （ 2） 组合机床采用多刀加工并且自动化程度高，不仅生产效率高 ，而且劳动强度低。 （ 3） 组合机床的通用部件都是经过长期的生产实践考验的，因而不但结nts内蒙古科技大学毕业 实习调研报告 2 构稳定， 工作可靠，而且使用和维修方便。 （ 4） 在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置，因而加工质量稳定，对操作工人的技术要求不高。 （ 5） 组合机床便于产品更新，当改过加工对象时，其通用部件和标准件可以重复使用，而不必另行设计和制造。 （ 6） 用组合机床 易于联成组合机床自动线，以适应大规模生产需要。 最早的组合机床是 1911 年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修， 1953 年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确 定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。 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 0.05 毫米 1000 毫米，表面粗糙度可低达 2.5 0.63 微米；镗孔精度可达IT7 6 级，孔距精度可达 O.03 O.02 微米。 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。 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。 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nts内蒙古科技大学毕业 实习调研报告 3 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 0.05 毫米 1000 毫米，表面粗糙度可低达 2.5 0.63 微米；镗孔精度可达 IT76 级，孔距精度可达 O.03 O.02 微米。 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。 最早的组合机床是 1911 年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修， 1953 年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。 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
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