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卧式双面组合镗床及工装设计【9张图/20500字】【优秀机械毕业设计论文】

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卧式双面组合镗床及工装设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar
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计划周记进度检查表.xls---(点击预览)
机械加工工艺过程卡.doc---(点击预览)
机械加工工艺工序卡.doc---(点击预览)
机械加工工艺卡.doc---(点击预览)
开题报告.doc---(点击预览)
A0-主轴箱装配图.dwg
A0-机床总装图.dwg
A2-主轴箱箱体图.dwg
A2-变速箱零件图.dwg
A2-镗床加工示意图.dwg
A3-主轴箱前盖零件图.dwg
A3-主轴箱后盖零件图.dwg
A4-动力头齿轮.dwg
A4-齿轮.dwg
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卧式 双面 组合 镗床 工装 设计 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
资源描述:

文档包括:
说明书一份。42页。20500字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
计划周记进度检查表一份。

图纸共9张,如下所示
A0-主轴箱装配图.dwg
A0-机床总装图.dwg
A2-主轴箱箱体图.dwg
A2-变速箱零件图.dwg
A2-镗床加工示意图.dwg
A3-主轴箱前盖零件图.dwg
A3-主轴箱后盖零件图.dwg
A4-动力头齿轮.dwg
A4-齿轮.dwg

毕 业 设 计论 文 任 务 书
一、题目及专题:
1、题目 卧式双面组合镗床及工装设计  
2、专题 卧式双面组合镗床设计 
二、课题来源及选题依据
本课题来源于生产实践,设计的对象是加工变速箱壳体的孔的组合机床用镗床夹具,组合机床是用按系列化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工艺要求设计的专用部件组成的专用机床,它有精度高,效率高,结构简单,占地小,便于维护和修理等优点。随着生产的不断发展,组合机床极其自动线被广泛的推广和使用,它对于机械制造工业,特别是汽车,拖拉机,电动机,柴油机,仪器仪表及军工部门等生产发展有着十分重要的意义。 
三、本设计(论文或其他)应达到的要求:
在规定时间内完成下列任务要求: 
1.设计技术要求:分析被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及本工序机床设计有关部位结构形状和尺寸;本工序所选的定位基准、压紧部位及加紧方向;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并拟定机械加工工艺路线、进行工艺规程设计、设计一套适用该变速箱加工的卧式双面组合镗床。 
2.设计工作量要求: 
1)抄画零件图; 
2)编制机加工工艺文件; 
3)绘制卧式双面组合镗床装配图及全套非标准零件图; 
4)编写设计说明书(30页); 
5)翻译8000以上外文印刷字符或译出4000汉字以上的有关技术资料或专业文献。 
摘 要

该篇论文为镗主轴箱的6个轴孔的变速箱组合镗床设计。镗床是主要用镗刀对工件已有的预制孔进行镗削的机床。通常以镗刀旋转为主运动,镗刀或工件的移动为进给运动。它主要是用于加工高精度孔或一次定位完成多个孔的精加工,此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件还可进行钻削、铣削、切削,其加工精度和表面质量要高于钻床。镗床是大型箱体零件加工的主要设备,也可加工螺纹及外圆和端面等。
以箱体零件同轴孔系为代表的长孔镗削,是金属切削加工中最重要的内容之一。尽管现在仍有采用镗模、导套、台式铣镗床后立柱支承长镗杆或人工找正工件回转180°等方法实施长孔镗削的实例,但近些年来,一方面由于数控铣镗床和加工中心的大量使用,使各类卧式铣镗床的坐标定位精度和工作台回转分度精度有了较大提高。从机床结构上使工作台回转180°自定位的调头镗孔,几乎是成为了在该种机床上镗削长孔的唯一方法。
本设计说明书主要包括了组合机床总体设计过程,对工艺方案设计、总体设计、部件设计等几方面加以论述。
内容有产品工序分析,组合机床总体布置以及镗床主轴图的绘制。

关键词:主轴箱;组合镗床;加工工艺

Abstract

Gearbox combination boring lathe design this paper into 6 hole boring spindle box. Boring machine is mainly used for boring prefabricated holes on the workpiece has been the boring machine. Usually, boring cutter rotating main movement, the workpiece moving boring or for feed motion. It is mainly used for finishing machining high precision hole or a location to complete a plurality of holes, in addition to engage with the hole machining processing and other related processing surface.Different tools and accessories used can also be drilling, milling, cutting,, the machining precision and surface quality than that of drilling machine. Boring machine is the main equipment of large body parts processing. Can also be processed the thread and the outer circle and end.
Long hole boring to box part coaxial holes as the representative of the cut, is one of the most important content in the metal cutting. Although there are still using boring mode, guide sleeve, desktop milling and boring machine after the columns support the long boring bar or artificial alignment workpiece rotation of 180 DEG, examples of long hole boring. But in recent years, on the one hand because of the extensive use of CNC milling machine and machining center, precision of the coordinate positioning rotary precision and working table of horizontal boring and milling machine has been greatly improved. From the machine tool structure enable the rotary table 180 ° from the positioning of the turn-around boring, become almost the only method in the machine tool on the long hole boring.
This design instruction booklet mainly includes overall design process of machine tool, and discusses the aspects of design, process scheme for the overall design, component design.
The contents of product process analysis, combination of general layout of machine tool and boring spindle diagram.

Key words: spindle box; combination machine; processing technology

目 录
摘 要 III
ABSTRACT IV
目录 V
1 绪论 1
1.1 组合机床及其特点 1
1.2 组合机床的组成和分类 2
1.3通用部件的分类及简介 2
1.4 组合机床的工艺范围及发展方向 3
2 组合机床总体设计 5
2.1 零件图分析 5
2.1.1 零件的结构特点及功用 5
2.1.2 变速箱的主要技术要求 6
2.1.3 变速箱的体的材料和毛坯 6
2.2 组合机床工艺方案的制定 6
2.2.1 工艺基面的分析 7
2.2.2 加工工艺的分析 7
2.2.3加工余量的确定 8
2.2.4 确定加工工艺方案应注意的问题 8
2.2.5 制定工件加工工艺路线 9
2.2.6 组合机床切削用量的选择 10
2.3 组合机床总体设计 11
2.3.1 被加工零件工序图 11
2.3.2 加工示意图 12
2.3.3 动力部件的选择 15
2.3.4 机床联系尺寸图的绘制 18
2.4 多轴箱的传动系统设计 20
2.5 箱体补充加工图 22
2.6本章小结 23
3 装置的确定 24
3.1导向装置的作用、类型及结构形式 24
3.2 定主轴的类型及镗杆的确定 25
3.3 本章小结 26
4 组合机床生产率的计算 27
4.1 机床生产率的计算 27
4.2 编写组合机床生产率计算卡 28
4.3 本章小结 29
5 结论与展望 30
5.1 结论 30
5.2 展望 30
致 谢 31
参考文献 32

课题来源
本课题来源于生产实践,设计的对象是加工变速箱壳体的孔的组合机床用镗床。

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)
组合机床是用按系列化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工艺要求设计的专用部件组成的专用机床,它有精度高,效率高,结构简单,占地小,便于维护和修理等优点。随着生产的不断发展,组合机床极其自动线被广泛的推广和使用,它对于机械制造工业,特别是汽车,拖拉机,电动机,柴油机,仪器仪表及军工部门等生产发展有着十分重要的意义。
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。 
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,应用也已深入到很多行业。是当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。 
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。
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。

研究内容
在规定时间内完成下列任务要求:
1.设计技术要求:分析被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及本工序机床设计有关部位结构形状和尺寸;本工序所选的定位基准、压紧部位及加紧方向;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并拟定机械加工工艺路线、进行工艺规程设计、设计一套适用该变速箱加工的卧式双面组合镗床。 
2.设计工作量要求:
1)抄画零件图;
2)编制机加工工艺文件;
3)绘制卧式双面组合镗床装配图及全套非标准零件图;
4)编写设计说明书(30页);
5)翻译8000以上外文印刷字符或译出4000汉字以上的有关技术资料或专业文献。

拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
研究方法:在导师的指导下进行,并实地考察,观察工厂组合机床的工作流程以及结构,回头进行分析总结。
技术路线:询问导师以及工厂车间等地的操作师傅,观察组合机床的操作流程,并逐渐了解组合机床的总体结构。
实验方案:就地考察,搜寻资料,导师提供,整理资料,完成实验。
可行性分析:按照此流程分析,此次实验可以逐步完成。

研究计划及预期成果
研究计划:
2012年10月12日-2012年12月31日:按照任务书要求查阅论文相关参考资料,完
成毕业设计开题报告书。
2013年1月1日-2013年1月27日:学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。
2013年1月28日-2013年3月3日:毕业实习。
2013年3月4日-2013年3月17日:多轴箱的主要参数计算与确定。
2013年3月18日-2013年4月14日:组合镗床总体结构设计。
2013年4月15日-2013年4月28日:总装图和零件图设计。
2013年4月29日-2013年5月21日:毕业论文撰写和修改工作。 
预计成果:
对专业知识的训练情况:
1.对国内组合机床有更深刻的了解;
2.对组合机床操作过程有所掌握;
3.广泛了解组合机床的研发、制造和使用过程;
4.能根据市场需求,参与开发相应产品;
5.能够掌握典型零件的加工工艺;
6.能够熟练使用各种工具书。
最后在老师的指导下独立完成毕业设计

特色或创新之处
机器操作噪音小。故障率低,使用寿命长,机构简洁。

已具备的条件和尚需解决的问题
1、设计方案思路已经明确,已经具备使用CAD制图的能力和了解组合机床结构等知识。
2、使用CAD制图能力尚需加强,结构设计能力尚需加强。


卧式双面组合镗床及工装设计















内容简介:
编号 无锡 太湖学院 毕业设计(论文) 相 关 资 料 题目: 卧式双面组合镗床及工装设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号: 0923213 学生姓名: 陈 超 指导教师: 许 文 (职称: 副教授 ) (职称: ) 2013年 5月 25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: 卧式双面组合镗床及工装设计 专题: 卧式双面组合镗床设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号: 0923213 学生姓名: 陈 超 指导教师: 许文 (职称: 副教授 ) (职称: ) 2012年 11月 14日 课题来源 本课题来源于生产实践,设计的对象是加工变速箱壳体的孔的组合机床用镗床 。 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) 组合机床是用按系列化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工艺要求设计的专用部件组成的专用机床,它有精度高,效率高,结构简单,占地小,便于维护和修理等优点。随着生产的不断发展,组合机床极其自动线被 广泛的推广和使用,它对于机械制造工业,特别是汽车,拖拉机,电动机,柴油机,仪器仪表及军工部门等生产发展有着十分重要的意义。 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。 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,应用也已深入到很多行业。是当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。 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。 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。 研究内容 在规定时间内完成下列任务要求: 析被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及本工序机床设计有关部位结构形状和尺寸;本工序所选的定位基准、压紧部位及加紧方向;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并拟定机械加工工艺路线、进行工艺规程设计、设计一套适用该变速箱加工的卧式双面组合镗床。 2设计工作量要求: 1) 抄画零件图; 2) 编制机加工工艺文件; 3) 绘制卧式双面组合镗床装配图及全套非标准零件图; 4) 编 写设计说明书( 30 页); 5) 翻译 8000 以上外文印刷字符或译出 4000 汉字以上的有关技术资料或专业文献。 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 研究方法:在导师的指导下进行,并实地考察,观察工厂组合机床的工作流程以及结构,回头进行分析总结。 技术路线:询问导师以及工厂车间等地的操作师傅,观察组合机床的操作流程,并逐渐了解组合机床的总体结构。 实验方案:就地考察,搜寻资料,导师提供,整理资料,完成实验。 可行性分析:按照此流程分析,此次实验可以逐步完成。 研究计划及预期成果 研究计划: 2012 年 10 月 12 日 12 月 31 日:按照任务书要求查阅论文相关参考资料,完 成毕业设计开题报告书 。 2013 年 1 月 1 日 1 月 27 日:学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。 2013 年 1 月 28 日 3 月 3 日:毕业实习。 2013 年 3 月 4 日 3 月 17 日: 多轴箱 的主要参数计算与确定。 2013 年 3 月 18 日 4 月 14 日: 组合镗床 总体结构设计。 2013 年 4 月 15 日 4 月 28 日: 总装 图和零件图 设计。 2013 年 4 月 29 日 5 月 21 日:毕业论文撰写和修改工作。 预计成果: 对专业知识的训练情况: 造和使用过程; 与开发相应产品; 最后在老师的指导下独立完成毕业设计 特色或创新之处 机器操作噪音小。故障率低,使用寿命长,机构简洁。 已具 备的条件和尚需解决的问题 1、 设计方案思路已经明确,已经具备使用 图的能力和了解 组合机床 结构等知识。 2、 使用 图能力尚需加强,结构设计能力尚需加强。 指导教师意见 指导教师签名: 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 英文原文 A he of in s in to “ “so it be in S In to an on As a of s is s to to a on a s to on on in he of on an s by As a of to of in is to in in on to to to is in in if is by in C s to be to to If to to on in of is it to s to so on to s on if or to D to s is is as as to if to to is to to be to to be to If he of he s to to be to as as is of is is is s a an an a in do by a In to if so as is to of to be to to he In in to to of at in as to to be to to to is on to In to At is on is to is is is of is of is of is to s to to s to s to to of to s be s do s of is to to is s to to 920s in in to in 0s, to to s to It is in or in or of of to to of of s in to to do of is s In 0s to of as a as in in to In of s an to S 00 25,000,000 US in so on to a a so on As as so 中文译文 多功能组合机床时代 蒂莫西雅各布斯,丹尼斯阿斯纳斯, 卓然飞利浦 美 国密西根大学 陈超译 摘要 :组合机床加工中心可使加工制造业适应不断变化的需求,有效利用劳动力资源,并在全球范围的市场上更具竞争力。 关键字 :组合机床 对于多功能组合机床,工业领域内有很多称呼来形容它,如 “多任务处理装置”、“多功能机床”、“多程序生产系统”等,它确实可称为加工领域的新星,可降低成本,简化配置,并一直保持在美国本土生产。过去只有使用多机操作才能完成的任务,现在可以集中到一台机床上加工完成。 由于市场需求的不断变化,产品的生命周期在不断缩短 ,今天的市场更加强烈需求多任务处理装置概念。在整个生产环境中推行精益管理时,没有比把零件加工集中到一台机器上完成更精一些传统的制造业厂商认为多功能组合机床过于复杂,很难找到合适的操作人员也就不足为奇了。在一些劳动力市场,要找到能够对多轴组合机床加工中心进行手工编程的人是不太可能的事。但资料显示,解决方案可有两个,一个是现代多功能组合机床的直觉式技术,另一个是针对金属加工基本原理及在生产车间现场有关新机床使用中难题创新解决方面的培训。 直觉式技术控制 设备采用“带走热量”式设计,有床身、钢制直线滚动导轨、钢制 转塔刀架、设备上使用的不同材料,所有这些组合到一起建造成一台机床。这些都与导热系数、体积膨胀相关。所有不同尺寸的东西都会以不同的速度生长。 由于这个原因,需要制造热友好机床,以便知道发热的薄弱点在哪里,可以通过合理的机床设计来补偿。元件是全程运动。机床滑动产生摩擦并转化为热。切削加工产生的热屑掉到不同地方,在整个过程中冷却液会混合在其中。在切削刀具上会持续出现很多不同的温度区域,所以也会有很多东西对热稳定性产生影响。切削刀具技术把多功能组合机床变成了具备铣削和切削能力的“全能机器”。 据资料介绍,最显著的特 点是这些机床整体上更具直觉性。防撞保护技术已经非常成熟,在某些情况下,即使采用手动操作模式,也能避免碰撞的发生。由于控制软件有很好的直觉性,用户操作友好程度也在不断提高。相信多功能组合机床会以其生存能力遍布于更多不同的加工现场。离线编程优化和 动控制系统的形成已经使这一技术更容易接受,因此当将程序用在机床上时,不必花很多时间去调整程序和确认某一元件没有问题。如果一个零件需要配备上下两个转塔刀架同时进行粗加工,这种情况下编程是比较困难的 ,因为它需要两个转塔刀架同时进刀。 统可以实现对这些同时进 刀的刀架的自动编程,并能使正确的主轴速度、正确的进给速度等所有参数实现同步。 司的防撞系统设计基于实际加工工况的防撞模拟,因此,如果操作者安装了错误的刀具或设定了错误的参数,控制系统会检测出来并阻止机床进入加工状态 ,通过与西门子公司合作, 司现在可以提供 3D 模式的“虚拟机床”,按照某一特定型号的机床定制。结果表明,模拟加工出来的成品零件不只是与实际成品相似,简直就是一对一的拷贝。直觉式控制界面、模拟以及其他软件技术进步,更多的生产车间向多功能组合机床敞开了大门,但如果没有相应的知识培 训和解决问题的创造力,制造商也很难体会到和充分利用先进机床柔顺性方面的优势。对机器所做的工作越多,机器就会越复杂,也相应地需要具备更强技能的人才能操纵它。 假如一个机械师过去一天操作 3 台机床,那么现在他有这样一台多功能的机床,就可以生产出更多的零件。更为重要的是,他可以借助软件的帮助使生产效率更高,对于转换加工零件的准备,也可以编制加工工艺计划。因为更换零件需要降下 3 个主轴,因此在更换零件之前,车间应加工尽可能多的零件。对于多功能机床,转换零件速度非常快,生产批次间隔时间更短,库存更低,生产效率更高。能够充 分利用多功能机床的一些车间,很快就会发现岗位功能的统一。现在,一个车间可以只用一个操作人员、一个调整工和一个编程师,将来这 3 项工作完全可以由一个人来做。传统岗位描述中机械师将过渡成为一个调整工程师,如果该工程师还熟悉零件加工编程,那就更理想了。对于这样的转换,培训就比较简单了,只要培训 1 个人就行,而不是 3 个人。从长远观点看,这将提供给人们更高的岗位满意度。当调整工程师负责加工编程并且亲自关注零件加工的整个过程时,他就完全成了这个零件的主宰者。除此之外,还应该在刀具选择和编程方面做更多的努力,要使任何型号的多 功能组合机床都成功,车间需要配备熟练的机械师,有能力并灵活地完成多种操作。因此,横向培训比过去任何时候都重要了。把铣削和车削加工视为不同学科的观点一去不复返了。对于编程人员来说,这是属于他们的时代。对于会编程的人员,懂机床并控制它,这是他们能力的体现。 刀具选择 大多数人不会将轿车轮胎装到跑车上,但加工刀具就发生了这样的情况。刀具应与新机床相匹配,可以想像在新机床上重复使用旧刀具对生产效率的影响。为匹配多功能组合机床,新刀具和刀具适配器技术已经被开发出来。目前工业领域正在研制开发的加工刀具,可以在同一刀架上 完成车削、镗削和钻削加工,只是加工时相对于工件的角度有所不同而已。加工操作上的差别甚至都混淆不清了。新的加工刀具可以完成铣削和车削。 动化技术( 机床 )是本世纪以来发展极迅速和影响极大的科学技术之一。现代自动化技术是一种完全新型的生产力,是直接创造社会财富的主要手段之一,对人类的生产活动和物质文明起着极大的推动作用。因此,自动化技术受到世界各国的广泛重视和越来越多的应用。 机械 自动化( 机床 ),主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。因此,发展我国的机械制造业自动化技术,符合我国 社会主义的基本原则,符合我国现代生产的发展规律。 如何发展我国的机械自动化技术( 机床 ),这里有个技术政策问题,应实事求是,一切从我国的具体国情出发,做好各项基础工作,走中国的机械自动化技术发展之路。 国内外的工业发展史告诉我们,实现机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程。当机器的操作采用自动控制器后,生产方式才从机械化逐步过渡到机械控制(传统)自动 化、数字控制自动化、计算机控制自动化。只有建立了自动化工厂后,生产过程才能全盘自动化,才能使生产率全面提高,达到自动化的高级理想阶段。 机械自动化技术从本世纪 20 年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用, 60 年代后为适应市场的需求和变化,为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力,开始建立可变性自动化生产系统,即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下,机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程,并能够自动地从制造一种零件转 换到制造另一种不同的零件。社会实践证明,这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。当代社会还没有在科学技术、物质和人员方面准备好实现这一自动化的条件,硬要这么做只会事倍功半。这种情况对于离散生产方式的机械制造业也不例外,难度会更大些。 80 年代国际上出现了开始采用计算机集成制造系统 ,柔性自动化生产模式也有这种情况。初期犆犐犕犛以信息集成为重点,以较高的自动化程度为特征,但在实现过程中遇到了困难。鉴于实现计算机集成制 造系统的全盘自动化所需的巨额投入(一个全盘自动化工厂耗资数百亿美元,柔性制造系统一般价格为600 2500 万美元),所承担的巨大风险,加之技术上的难度与可靠性等问题,世界工业发达国家已开始 “ 碰壁转产 ” ,转而注重信息集成的效果,追求低成本自动化 的企业组织结构和运行方式。 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 据资料介绍,最显著的特点。 机械加工工艺卡片 产品型号 零件图号 共 2 页 产品名称 变速箱 零件名称 变速箱 第 1 页 材料牌号 坯种类 锻件 毛坯外形 尺寸 380毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工 序 装 夹 工步 工序内容 同时加工零件数 切削用量 设备名称及编号 工艺装备名称及编号 技 术 等 级 工时定额 背吃刀量 (切削 速度mm/分钟转数 进给量(夹具 刀具 量具 单件 准终 0 铸造 05 人工时效处理 10 非加工面涂漆处理 15 粗精铣上盖结合面 1 1 5 75 20 转盘铣床 专用夹具 铣刀 游标卡尺 20 在上结合面钻孔 、 铰孔、攻丝 1 5 910 钻、攻丝组 合机床 专用夹具 钻头 游标卡尺 25 粗铣前后端面 1 1 5 75 20 龙门铣床 专用夹具 铣刀 游标卡尺 30 粗铣两侧窗口面 1 1 5 75 20 龙门铣床 专用夹具 铣刀 游标卡尺 35 前后端面钻孔 1 5 910 卧式双面钻孔组合机床 专用夹具 钻头 游标卡尺 40 两侧窗口面钻 1 5 910 卧式双面钻孔组合机床 专用夹具 钻头 游标卡尺 45 粗铣倒档轴孔内端面 1 1 5 75 20 双面钻铣组 合机床 专用夹具 铣刀 游标卡尺 50 铰窗口面上定位孔 1 式单面铰孔机床 专用夹具 铰刀 游标卡尺 编制 (日期 ) 审核 (日期 ) 会签 (日期 ) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 (工厂 ) 机械加工工艺卡片 产品型号 零件图号 共 2 页 产品名称 变速箱 零件名称 变速箱 第 2 页 材料牌号 坯种类 锻件 毛坯外形 尺寸 380毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工 序 装 夹 工步 工序内容 同时加工零件数 切削用量 设备 名称及编号 工艺装备名称及编号 技 术 等 级 工时定额 背吃刀量(切削 速度mm/分钟转数 进给量(夹具 刀具 量具 单件 准终 55 粗镗前后端面轴承孔,扩倒档 轴孔 1 4 102 400 式双面多轴组合镗床 专用夹具 镗刀 游标卡尺 60 精镗前后端面轴承孔,铰倒档 轴孔 1 式双面多轴组合镗床 专用夹具 镗刀 千分尺 65 精铣两侧窗口面 1 0 600 式双面多轴组合铣床 专用夹具 铣刀 千分尺 70 前后端面螺孔攻丝 1 13 8 450 卧式双面多轴攻丝机床 专用夹具 钻头 游标卡尺 75 精铣倒档轴孔内端面 1 0 600 式铣攻组 合机床 专用夹具 铣刀 千分尺 80 两侧窗口面螺孔攻丝 1 13 8 450 卧式双面多轴攻丝机床 专用夹具 钻头 游标卡尺 85 精铣前后端面 1 0 600 门铣床 专用夹具 铣刀 千分尺 90 清洗 95 检验 100 入库 编制 (日期 ) 审核 (日期 ) 会签 (日期 ) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 无锡 太湖 学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 变速箱箱体 零件名称 变速箱箱体 共 1 页 第 1 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 60 镗 削 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 锻模 380 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 组合镗床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 描 图 工步号 工步内容 工步设备 主轴转速 (r/切削速度(mm/进给量( mm/r) 背吃刀量( 进给次数 机动 辅助 1 铰 30 的孔 铰刀 描 校 2 镗 62 的孔 镗刀 3 镗 90 的孔 镗刀 底图号 4 镗 100 的孔 镗刀 5 镗 110 的孔 镗刀 装订号 会签 (日期) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 变速箱体 零件名称 变速箱体 共 1 页 第 1 页 材料牌号 毛坯种类 锻件 毛坯外形 尺寸 380毛坯可制作数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 / 下料 铸造 铸 准终 单件 05 热处理 人工时效处理 热 10 涂漆 非加工面涂漆处理 15 铣 粗精铣上盖结合面 金 转盘铣床 铣刀 20 钻 在上结合面钻孔 、 铰孔、攻丝 金 钻、攻丝组合机床 钻头 25 铣 粗铣前后端面 金 龙门铣床 铣刀 30 铣 粗铣两侧窗口面 金 龙门铣床 铣刀 35 钻 前后端面钻孔 金 卧式双面钻孔组合机床 钻头 40 钻 两侧窗口面钻 金 卧式双面钻孔组合机床 钻头 45 铣 粗铣倒档轴孔内端面 金 双面钻铣组合机床 铣刀 50 铰 铰窗口面上定位孔 金 卧式单面铰孔机床 铰刀 55 镗 粗镗前后端面轴承孔,扩倒档孔 金 卧式双面多轴组合镗床 镗刀 60 镗 精镗前后端面轴承孔,铰倒档轴孔 金 卧式双面多轴组合镗床 镗刀 65 铣 精铣两侧窗口面 金 卧式双面多轴组合铣床 铣刀 描图 70 攻 前后端面螺孔攻丝 金 卧式双面多轴攻丝机床 钻头 75 铣 精铣倒档轴孔内端面 金 卧式铣攻组合机床 铣刀 描校 80 攻 两侧窗口面螺孔攻丝 金 卧式双面多轴攻丝机床 钻头 85 铣 精铣前后端面 金 龙门铣床 铣刀 底图号 90 清洗 95 检验 装订号 100 入库 设计 (日期 ) 审核 (日期 ) 标准化 (日期 ) 会签 (日期 ) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 周次 起止日期 工作计划、进度 每周主要完成内容 存在问题、改进方法 指导教师意见并签字 备 注11月 7日 1月 27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。按照任务书要求查阅论文相关参考资料,填写毕业设计开题报告书存在问题:对设计目的及要求不明确,对课题理解模糊,实际设计操作能力不足。改进方法:向指导老师请教,通过导师指导后,翻阅图书馆的书籍等途径查阅资料,重新填写报告。4012年 11月 28日 1日 指导专业实训 机械制造综合实训,结合实践了解课题存在问题:发现自己对所学知识的运用能力较差。改进方法:及时的对自己的知识点查漏补缺,了解设备的基本操作及特点,理解原理结构。9013年 1月 9日 2日 指导毕业实习 到企业进行岗位实习,了解本专业的实践知识,掌握基本的设计生产模式。 存在问题:缺乏实践动手能力。改进方法:向工程师请教,不断学习,查漏补缺。11 2013年 2月 13日 7日 进行专业外文资料的翻译 翻译外文资料存在问题:英文素养低,专业词汇不足。改进方法:上网查询,并结合翻阅软件,向同学求助等方法,不断提升英语翻译能力。12 2013年 2月 20日 4日 查新、查先选择合适的设计方法 在导师的帮助下熟悉机械设计中的各种设计方案 不能区分各种方案间的不同点,对各方案中的有些概念感到模糊;需要仔细阅读,认真研究13 2013年 2月 27日 日 设计总体方案确定 分析零件,优化总体设计方案存在问题:缺乏设计经验,绘图达不到要求,设计方案不合理,存在材料浪费,配合性差。改进方法:多去车间部门了解实际生产过程,设计合理的装配方案,建立正确的设计方案。14 2013年 3月 5日 日 选择、确定动力、传动装置 分析零件,选择、确定动力、传动装置存在问题:设计经验不足,装置选择不当,与整体方案不相符。改进方法:查阅更多资料,选择合理的装置,建立正确的设计方案和装置要求。15 2013年 3月 12日 6日 初步确定支撑、连接件 分析零件,初步确定支撑、连接件存在问题:支撑、连接件设计不合理,设计方案不理想。改进方法:查阅相关资料,翻阅理解前人的设计方案,通过分析公式计算原则和应用条件,合理运用各种公式。16 2013年 3月 19日 3日 总体结构草图绘制 初步绘制装配草图存在问题:绘图软件操作不熟练,实际装配不正确。改进方法:网上学习表示出合理的装配关系。存档编码:无锡太湖学院 2013 届毕业作业周次进度计划、检查落实表系别:信机系 班级:机械95 学生姓名: 陈超 课题(设计)名称:卧式双面组合镗床及工装设计 开始日期:2012年11月7日周次 起止日期 工作计划、进度 每周主要完成内容 存在问题、改进方法 指导教师意见并签字 备 注17 2013年 3月 26日 0日 零部件结构设计及校核 分析零件图,深入优化零部件结构设计方案存在问题:公式不能灵活运用,没有合理的结构尺寸,设计方案不理想。改进方法:查阅相关资料,翻阅理解前人的设计方案,通过分析公式计算原则和应用条件,合理运用各种公式。18 2013年 4月 2日 日 零部件精度设计 分析零件图,计算零部件精度存在问题:公式运用不灵活,精度计算不够。改进方法:查阅相关资料,通过分析公式计算原则和应用条件,合理运用各种公式。19 2013年 4月 9日 3日 总装图绘制 绘制装配图存在问题:实际装配不正确,装配关系不合理。改进方法:网上学习表示出合理的装配关系。20 2013年 4月 16日 0日 部件装配图绘制 修改装配图存在问题:装配图中标准件画法不正确,技术要求填写不合理,没能正确填写明细栏。改进方法:翻阅书本,请导师检阅。21 2013年 4月 23日 7日 非标零件图绘制 绘制主要零件的零件图存在问题:零件图的描述不合理,零件图上尺寸公差不达要求,粗糙度选用不规范。改进方法:修改零件图以求以求达到合理要求。22 2013年 4月 30日 日 整理设计过程资料、校对设计结果 整理设计过程资料、校对设计结果存在问题:设计过程比较杂乱,设计结果不太明确。改进方法:整理设计过程,修改设计过程,以求达到合理要求。23 2013年 5月 7日 1日 撰写设计说明书 完成设计说明书(论文)、摘要和小结存在问题:说明书(论文)的格式不规范,摘要不合理要求等。改进方法:按学院要求重新修改书面格式,重新并编写摘要。24 2013年 5月 14日 8日 设计资料审核、修改 整理所有资料,打印后上交指导教师,在老师的帮助下做最终的修改。 按指导老师要求结合学院要求整理资料,做最终修改25 2013年 5月 21日 5日 设计资料审核、提交 整理所有资料,打印后上交学校,准备答辩 按指导老师要求结合学院要求整理书籍及资料说明: 1、 “工作计划、进度 ”、 “指导教师意见并签字 ”由指导教师填写, “每周主要完成内容 ”, “存在问题、改进方法 ”由学生填写。2、本表由各系妥善归档,保存备查。编号 无锡 太湖学院 毕业设计(论文) 题目: 卧式双面组合镗床及工装设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号: 0923213 学生姓名: 陈 超 指导教师: 许文 (职称: 副教授 ) (职称: ) 2013 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) 卧式双面组合镗床设计 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 95 学 号: 0923213 作者姓名: 2013 年 5 月 25 日 I 无锡 太湖学院 信 机 系 机械工程及自动化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题: 1、题目 卧式双面组合镗床及工装设计 2、专题 卧式双面组合镗床设计 二、课题来源及选题依据 本课题来源于生产实践,设计的对象是加工变速箱壳体的孔的组合机床用镗 床夹具,组合机床是用按系列化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工艺要求设计的专用部件组成的专用机床,它有精度高,效率高,结构简单,占地小,便于维护和修理等优点。随着生产的不断发展,组合机床极其自动线被广泛的推广和使用,它对于机械制造工业,特别是汽车,拖拉机,电动机,柴油机,仪器仪表及军工部门等生产发展有着十分重要的意义。 三、本设计(论文或其他)应达到的要求: 在规定时间内完成下列任务要求: 析被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及本工序机床设计有关部位结构形状和尺寸;本工序所选的定位基准、压紧部位及加紧方向;本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差 技术要求以及对上道工序的技术要求并拟定机械加工工艺路线、进行工艺规程设计、设计一套适用该变速箱加工的卧式双面组合镗床。 2设计工作量要求: 1)抄画零件图 ; 2)编制机加工工艺文件; 3)绘制卧式双面组合镗床装配图及全套非标准零件图; 4)编写设计说明书( 30 页); 5)翻译 8000 以上外文印刷字符或译出 4000 汉字以上的有关技术资料或专业文献。 四、接受任务学生: 机械 95 班 姓名 陈 超 五、开始及完成日期: 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计(论文)指导(或顾问): 指导教师 签名 签名 教 研 室 主 任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2012 年 11 月 12 日 要 该篇论文为镗主轴箱的 6 个 轴 孔的变速箱组合镗床设计。镗床是主要用镗刀对工件已有的预制孔进行镗削的机床。通常 以 镗刀旋转为主运动,镗刀或工件的移动为进给运动。它主要 是 用于加工高精度孔或一次定位完成多个孔的精加工,此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件还可进行钻削、铣削、切削,其加工精度和 表面质量要高于钻床。镗床是大型箱体零件加工的主要设备 , 也可加工螺纹及外圆和端面等。 以箱体零件同轴孔系为代表的长孔镗削,是金属切削加工中最重要的内容之一。尽管现在仍有采用镗模、导套、台式铣镗床后立柱支承长镗杆或人工找正工件回转180等方法实施长孔镗削的实例 , 但近些年来,一方面由于数控铣镗床和加工中心的大量使用,使各类卧式铣镗床的坐标定位精度和工作台回转分度精度有了较大提高。从机床结构上使工作台回转 180自定位的调头镗孔,几乎 是 成为 了 在该种机床上镗削长孔的唯一方法。 本设计说明书主要包括 了 组合机床总体设计 过程,对工艺方案设计、总体设计、部件设计等几方面加以论述。 内容有产品工序分析,组合机床总体布置以及镗床主轴图 的绘制 。 关键词: 主轴箱;组合 镗 床;加工工艺 is on or It is or a to a of in to be of is of be to as of is of in or 80 of in on of NC of of 80 of in on of of of of of V 目 录 摘 要 . . 录 . V 1 绪论 . 1 合机床及其特点 . 1 合机床的组成和分类 . 2 用部件的分类及简介 . 2 合机床的工艺范围及发展方向 . 3 2 组合机床总体设计 . 5 件图分析 . 5 件的结构特点及功用 . 5 速箱的主要技术要求 . 6 速箱的体的材料和毛坯 . 6 合机床工艺方案的制定 . 6 艺基面的分析 . 7 工工艺的分析 . 7 工余量的确定 . 8 定加工工艺方案应注意的问题 . 8 定工件加工工艺路线 . 9 组合机床切削用量的选择 . 10 合机床总体设计 . 11 加工零件工序图 . 11 工示意图 . 12 力部件的选择 . 15 床联系尺寸图的绘制 . 18 轴箱的传动系统设计 . 20 体补充加工图 . 22 章小结 . 23 3 装置的确定 . 24 向装置的作用、类型及结构形式 . 24 主轴的类型及镗杆的确定 . 25 章小结 . 26 4 组合机床生产率的计算 . 27 床生产率的计算 . 27 写组合机床生产率计算卡 . 28 章小结 . 29 5 结论与展望 . 30 论 . 30 望 . 30 致 谢 . 31 参考文献 . 32 卧式双面组合镗床及工装设计 1 1 绪论 合机床及其特点 一个国家或地区经济发展的重要支柱 是 制造业, 它的 发展水平 是 该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力 的 标志 , 而制造业的生产能力和制造水平主要取决于机械制造装备 金属切削机床的先进程度。 组合机床 作为金属切削机床的 生 力军 , 是以通用部件为基础 配备 , 加上 少量专用部件组成的一种专用高效自动化 设备 , 它 具有 设计制造投资少、周期短、加工精度稳定、经济效益高、改装方便等优点。 在机械加工工业机械产品大批量生产中,组合机床已得到广泛运用。 像 一些 比较 复杂的壳体类零件,加工工艺复杂、定位夹紧困难,要提高其生产效率 和 加工精度,单凭普通的 机床是很难办到的,而在用普通机床加工复杂工件的过程中,对操作者的技术也提了较高的要求,这就迫切的要求生产一定数量的组合机床。这样不但可以提高零件的加工精度和生产率, 还有 成本低、生产周期 短的特点 ,适合我国的经济水平、教育水平和生产 力 水平 , 更能够在激烈的竞争中为 公司 获得更多利润、提高 公司 核心竞 争力。 现代组合机床和自动线作为机电一体化 的一部分 ,它是控制、驱动、测量、监控、刀具和机械组件等技术的综合反映。组合机床及其自动线的技术性能和综合自动化水平 也 在很大 的 程度上决定了机械生产部门产品的生产效率 、 质量和 公司 生产组织的结构,也在很大程度上决定了 公司 产品的竞争力 , 所以对组合机床的设计研究具有十分重要的意义。近年来,这些技术 已 有 了 长足 的 进步,作为组合机床主要用户的汽车和内燃机等行业也有 了很大的 改变 ,产品市场寿命不断缩短,品种日益增多 ,而 且质量不断提高。这些因素 都 有力地推动和激励了组合机床和自动线技术的不 断发展,目前组合机床的研制正 在 向高效、高精度、高自动化的柔性化方向发展。 组合机床是用按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专业机床 , 它能够对一种或 多 种零件进行多刀、多轴、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、磨削及滚压等 多道 工序,生产效率高,加工精度高。 组合机床与万能机床和专用机床相比,有如下 几个 特点: 1. 由于组合机床是由 7090%的通用零部件组成,在需要的时候,它可以部分或全部的进行改装,以组 合 成适应新的加工要求的 全 新设备。 也 就是说,组合机床有重新改装的优越性,其通用零部件可以多次 反 复利用。 2. 组合机床是按 照 具体加工对象专门设计的 机床 , 它 可以按最合理的工艺过程进行最佳 加工 过程 ,这在万能机床上往往是不 容 易实现的。 3. 在组合机床上 , 可以同时采用多把刀具从 多 个方向对 多 个工件进行加工,是 能够实现集中工序的最 佳 途径,是提高生产效率的有效设备。 4. 组合机床 通 常是用多轴对箱体零件一个面上的许多孔同时进行加工。这样就能比较好的保证 各个 孔相互之间的精度要求,提高产品 的 质量;减少了工件工序 间 的搬运 过程 ,改善劳动条件 , 也减少了机床 的 占地面积。 无锡太湖学院学士学位论文 2 5. 由于组合机床 大多数零部件是同类 别 的通用部件,这就简化了机床的维护和修理过程 。必要时 还 可以更换整个部件,以提高机床的维修速度。 6. 组合机床的通用部件可以组织专门 的 工厂集中生产 , 这样 就 可以采用专用高效设备进行加工,有利于提高通用部件的性能,降低 其 制造成本。 组合机床虽然有很多优点,但也还 是 有 以下 缺点: 1组合机床的可变性 比 万能机床低,重新改装时有 1020%的零件不能重复使用,而且 在 改装时 , 劳动量比较大。 2组合机床的通用部件不是为 了 某一种机床 刻意 设计的,而是具有较广的适应性。这样就使组合机床的结构 比 专用机床稍微复杂些。 合机床的组成和分类 组合机床的通用部件分大型和小型两大类。 大型通用部件是指电机功率 为 0 千瓦的动力部件及其配套部件 , 这类动力部件多为箱体移动的结构形式。 小型通用部件是指电机功率 为 瓦的动力部件及其配套部件 , 这类动力部件多为套筒移动的结构形式。 用大型通用部件组成的机床 被 称为大型组合机床, 而 用小型通用部件组成的机床 就被称为小型组合机床。 组合机床除 了 分为大型和小型 之 外,按配置形式又 可以 分为单工位和多工位机床两大类。单工位机床 又可以分为 单面、双面、三面和四面几种,多工位机床 则有移动工作台式、回转工作台式、中央立柱式和回转鼓轮式等配置型式。 单工位组合机床通常是用于加工一个或两个工件,特别适用于 对 大中型箱体件 进行 加工。 根据 该 变速箱是典型箱体零件,且被加工孔的位置处于箱体两侧,应采用单工位的双面机床,又 因为 被加工孔的中心线与定 位 基准平行,而且被加工工件的长度较长,因此本次设计采用的就是这类机床中的卧式双面组合镗床。 多工位组合机床 是 按工件能够变 位 来配置的,工件的变位 分为 手动和机动 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 量生产、需要多部位加工的中小 型 零件。 用部件的分类及简介 1. 动力部件 动力部件是通用部件中最基本的部件,第一种动力部件包括动力箱和完成各种专能工艺的切削头,如铣削头,镗削头等 ; 第二种是传递进给运动的部件,包括有液压滑台和机械滑台 ; 第三种是转塔动力部件,包括多轴转塔头和单轴转塔头。 2. 输送部件 要用作夹具和工件的移动和转位,如移动工作台 、 回转工作台 、 回转鼓轮 等 。 3. 支撑部件 它 是组合机床的基础部件,包括中间底座、侧底座、立柱、立柱底座等。 卧式双面组合镗床及工装设计 3 4. 控制 部件 控制部件是控制组合机床按规定程序运动的一些部件,包括电器元件、液压元件及操作台。 5. 辅助部件 包括液压与润滑装置、气动或液压夹具装置和机械板等。 合机床的工艺范围及发展方向 在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、镗孔、镗孔车断面、车削等工序,还可以进行尺寸检验 和 简单的装配工序。往往一台 组合 机床就能同时完成上述工序。但就大多数组合机床来说,目前主要 是 用来完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、镗孔及铣削等工序。完成这些工序,在工厂常常 是 用大量的立钻、镗床、万能铣床,占用很大的 厂房面积和很多 的人工 。而采用组合机床,由于 其 采用多轴多面加工,就能大大地缩小占地面积,成倍甚至 几十倍 地 提高劳动生产 效率 。 近几年来 由于 组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、自行车、阀门、矿山机械、冶金、航空、纺织机械及军工等部门已获得广泛的使用,一些中小批量生产部门也开始推广使用。在光辉的二十一世纪,组合机床及其自动线将获得更加迅速的发展。其发展方向为 1: 1. 提高生产率 目前组合机床及其自动线的生产效率不断提高,循环时间一般是 12 分钟,有的是1030 秒。提高生产率的主要 方法是改善机床布局,增加同时工作的刀具,减少加工余量,提高切削用量,提高工作可靠性以及缩短辅助时间等。为了减少自动线的停车损失,提高自动线的柔性,采用电子计算机进行自动线的管理。 2. 扩大工艺范围 现在组合机床及其自动线一般已不是完成一个工件的某几道工序,而常常是用于完成工件的全部加工工序。除完成平面铣削、钻孔、扩孔、攻丝、镗孔外,现在已扩展到能完成车削、仿行车削、磨削、精镗以及非切削加工(如检查、自动装配、清洗、试验等)工序。 3. 提高加工精度 现在在组合机床及其自动线上纳入了很多精加工工 序, 如进行 1 级孔的精镗,保证孔的加工位置精度在 米。 为了使自动线能稳定地保证加工精度,已广泛采用自动测量和刀具自动补偿技术,做到调刀不停车。 4. 提高自动化程度 重点是解决工件夹压自动化和装卸自动化。 1) 提高 组合机床及其自动线的可调性 为了提高中小批生产的一些箱体件的生产效率,进几年来发展了可调的多工序多刀具的组合机床及其自动线,它们大多采用数字程序控制。 2) 创造超小型组合机床 这种组合机床多由超小型气动液压动力头配置而成,体积小,效率高,并能达到高的加工精度。 无锡太湖学院学士学位论文 4 3) 发展专能组合机床及自动线 这种机床不需要每次按具体加工队形进行专门设计,而是可以作为通用品种进行成批生产,用户根据自己加工产品的需要,配上刀具及工艺装备,即可组成加工一定对象的高校机床。 今后,随着科学技术的不断进步,组合机床技术将获得更广泛、更快的发展。 卧式双面组合镗床及工装设计 5 2 组合机床总体设计 组合机床的设计,目前基本上有两种情况 2: 第 一,是根据具体加工对象的具体情况进行专门的设计,这是当前最普 遍的做法。 第 二, 是 随着组合机床在我国机械行业的广泛使用,广大工人总结自己生产和使用组合机床的经验,发现组合机床不仅在其组成部件方面有共性,可设计成通用部件,而且一些行业在完成一定工业范围的组合机床是 具有很大 相似 度 的,有可能设计为通用的组合机床,这种机床 被 称为 “专能组合机床 ”。这种专能组合机床不需要每次按具体加工对象进行专门 的 设计和生产,可以设计为通用 配件 ,组织成批生产,然后按被加工零件的具体需要,配以简单的夹具及刀具,即可组成加工一定 要求 对象的高效设备。 件图分析 对零件图进行分析可以熟悉产 品的性能及用途 、 工作条件 等 ,从而 成为 各项技术要求制定的依据,找出主要的技术要求和关键技术问题。 这次设计要加工的零件是变速箱箱体。 件的结构特点及功用 变速箱是汽车、拖拉机 等 传动系统的主要部件,而变速箱箱体是变速箱的主要零件 ,它的主要作用是支承各种传动轴,是典型的箱体类零件。 如图所示为汽车变速箱体零件图,前端面上 110100轴孔为 输入、输出轴轴孔 ,62/90 同轴孔为中间轴轴孔 ,后端面上 30孔为倒挡齿轮轴轴孔。 图 速箱零件图 无锡太湖学院学士学位论文 6 速箱的 主要技术要求 轴承孔是用来安装轴承的 ,所以其尺寸误差和几何形状误差会使轴承与孔的配合不良 ,轴承孔的尺寸公差等级为 承孔的几何形状精度除作特殊规定外 ,一般都在尺寸公差范围内。 变速箱上轴承孔的中心线间的平行度与齿轮传动精度及齿宽等因素有关 ,其误差大小直接影响齿轮啮合质量和变速箱的正常工作 ,太大时会出现噪音 ,冲击振动以及齿轮寿命下降 等现象 ,变速箱体的孔的中心线平行度公差等到级为 变速箱体上轴承孔的中心距公差由齿轮传动中心距标准公差所决定 ,公差大小会引起齿轮侧隙过大 或做无侧隙的啮合 ,甚至会 出现 咬死 现象 。 同一轴线上各孔的同轴度误差及轴承孔中心线对所在面的垂直度误差 ,会 使轴与轴承装到箱体上产生歪斜 ,使轴产生轴向窜动和径向跳动 ,使输出轴上的齿轮与后桥内的驱动齿轮不能很好的啮合 ,同时也使温度升高 ,加剧轴承的磨损 ,变速箱体上孔与面的垂直度公差等级一般取 变速箱体上主要表面的粗糙度 :轴承孔及变速杆为 、前、后平面为 速箱的体的材料和毛坯 由于箱体结构复杂 ,故通常采用铸铁铸造 上主要支承孔在铸造时铸出。 合机床工艺方案的制定 制定组合机床工艺方案是设计组合机床最重要的步骤之一。工艺方案制定的正确与否 、合理与否 ,将决定机床能否达到 “重量轻、体积小、结构简单、使用方便、效率高、质量好 ”的要求 3。 为了使机床方案制定的合理、先进,必须密切联系实际,总结生产实践经验,全面了解被加工零件的加工情况和影响机床方案制定的因素。 影响机床工艺方案制定的主要因素有: 1) 加工的工序和加工精度的要求 被加工零件需要在组合机床上完成的工序和加工精度,是制定机床工艺方案的 主要依据。制定工艺方案时,首先需要全面分析工件的加工精度及技术要求,了解现场加工工艺及保证精度的有效措施。 图示 变速箱加工的工序是 对 双面共 6 个孔的 加工 ,精度要求两对孔公共轴线的不同轴度小于 线与轴线间的平行度不低于 00 2) 被加工零件的特点 如被加工零件的材料及硬度、加工部位的结构形式、工件的刚性、工艺基面等,对于机床工艺方案的制定都有重要的影响。 该 变速箱是典型箱体类零件, 材料 加工双面孔之前,工件需经过铣工艺基准面、铣端面、加工定位孔等。因工件有无适当 的工艺基面也是工艺方案制订的重要因素。 3) 工件的生产方式 被加工零件的生产批量的大小,对机床工艺方案的制定也有影响。对大批量生产的箱体零件,工序安排上,一般趋于分散。而且其粗加工、半精加工及精加工也分别在不同机 卧式双面组合镗床及工装设计 7 床上进行。这样,机床虽然多一些,但由于生产批量很大,从提高生产率、稳定地保证加工精度的角度来说仍然是合理的。 艺基面的分析 选择工艺基面和夹压部位是制定工艺方案极其重要的问题。工艺基面选择的正确,将能实现最大限度的工序集中,从而减少机床台数,也是保证加工精度的重要条件。结合 该变速箱的结构特点及箱体零件在组合机床上典型的定位方式,采用 “一面两销 ”定位。 “一面两销 ”的定位方法有如下特点 3: “一面两销 ”的定位方法很简便的消除工件的六个自由度,使工件获得 稳定的固定位置。 1. “一面两销 ”的定位方法,有同时加工五个面的可能。既能高度的集中加工工序,又有利于提高各面上孔的位置精度。 2. “一面两销 ”的定位方法可以作为从粗加工到精加工的全部工序加工的基准,使整个工艺过程实现基准统一。 3. “一面两销 ”的定位方法使夹紧方便,夹紧机构简单。容易使夹紧力对准支承,消除夹紧力引起工件变形对加工精度的影 响。 4. “一面两销 ”的定位方法易于实现自动化定位,并有利于防止切屑落入基面。 在选择工艺基面的同时要相应的决定夹压位置。因为它对定位的可靠,工件的稳定以及保证加工精度都有直接的影响。确定夹压位置时应注意如下的问题: 1. 保证工件夹压后定位稳定。组合机床是按集中工序组成的。常常是多轴、多面同时加工,切削负荷重。为了使工件在加工过程中不产生位移和振动,必须将工件牢固的夹住,并具有足够的夹压刚度。 2. 夹压点应避免放在工件加工部位的上方,力求使其靠近箱体的筋或壁,以减少夹压变形而影响加工精度。 3. 对刚性差的工件,力求使夹压点 对着定位支承点。 工工艺的分析 分析被加工零件的工艺,亦是制定工艺方案极其重要的问题,我们要认真地分析被加工零件加工工艺的需要和组合机床完成工艺的可能,正确的确定组合机床的加工方案。 当被加工孔直径在 40上时,组合机床上多采用镗削方法加工。但当被加工孔较短,直径虽在 40至直径为 10可采用镗削的方法加工。 组合机床上镗孔可达 精度,表面粗糙度在 右, 若用一根镗杆镗削几层同心孔系时,孔的 围内,若分别由两根镗杆从两端加工时, 组合机床镗孔分别采用导向加工和不导向的刚性主轴两种加工。大直径深孔,多采用刚性主轴加工。一些中等直径单层或多层孔,一般都采用导向加工。 该 变速箱 镗组合机床就是采用的导向加工,同时考虑到 粗 镗孔的过程中,切削量大,震动影响大,势必影响镗孔的位置精度和同轴度,满足不了零件的技术要求和加工精度,因此才用 “内滚式 ”导向或浮动卡头,以提高和保证加工质量。 无锡太湖学院学士学位论文 8 工余量的确定 为了使加 工过程能正常地进行,可靠的保证加工精度,还必须合理的确定工序间的余量。组合机床上进行孔加工及制订工艺方案划分工序余量时,要注意以下的问题: 1. 粗镗时,考虑工件的冷硬层、铸孔的铸造黑皮和铸造偏心。粗镗余量(直径上)一般不得小于 67 2. 在工件经过重新安装、定位误差较大时,余量应当适当增大。当工件不经过重新安装,而在一次安装下进行半精和精加工,则最后精加工的余量就可以减小。但精镗孔( 12 级)直径上余量一般不应超过 在确定镗孔机床余量时,还需要注意到加工余量对镗杆直径的影响。尤其是在工件需要让刀以便通过刀具时,由于加工余量和工件让刀量的影响,往往要减小镗杆直径。 表 2镗 加工的加工余量(基孔制 7 级精度) 被加工 粗 镗( 精镗( 孔直径 第一次 第二次 第一次 精度 62 2 620 0 9000 00 10010 10 110
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