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1P64F汽油机上箱体双面钻专用机床总体设计【带三图一卡】【10张CAD图纸+毕业论文】

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加工示意图.dwg

双面钻专用机床装配图.dwg

垫片.dwg

夹具体.dwg

夹具台.dwg

夹具装配图.dwg

机床联系尺寸图.dwg

液压原理图.dwg

生产率计算卡.dwg

被加工零件工序图.dwg

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关键词：: 1P64F 汽油机上箱体双面钻专用机床总设计带三图一卡双面钻专用机床 cad 图纸毕业论文

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1P64F汽油机上箱体双面钻专用机床总体设计【带三图一卡】

40页 17000字数+论文说明书+任务书+开题报告+答辩稿+外文翻译+三图一卡+10张CAD图纸【详情如下】

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1P64F汽油机上箱体双面钻专用机床总体设计说明书.doc

本次设计是1P64F汽油机上箱体双面钻专用机床总体设计。首先对零件进行分析，确定零件的定位基准和夹紧部位，怎样的装夹，来确定是卧式还是立式的机床。接下来就编制“三图一卡”，确定滑台的型号、侧底座的型号、动力箱的型号、主轴箱和中间底座。再具体来设计夹具，设计出夹具台。液压系统的设计也是一个重要的过程。其后是各个部件之间的装配，并要求中心线必须等高，这要在调试中来计算它们之间的高度差，使用调整垫片来调整高度。最后是机床的空转试验和切削试验。

关键词三图一卡夹具装配调试

Title Box 1P64F Gasoline Engine on a Dedicated

Double-Sided Drilling Machine Design

Abstract

This design is 1P64F on the gasoline engine the box body double facing set special purpose machine system design. First carries on the analysis to the components, the definite components' localization datum and the clamp spot, what kind of attire clamps, determined that is the horizontal type is the vertical engine bed. Then on establishment “a three chart card”, definite sliding table model, side foundation's model, power box's model, headstock and center base. Concrete designs the jig again, designs jig Taiwan. Hydraulic system's design is also an important process. After that is between each part's assembly, and requests the middle line to contour, this must calculate between them in the debugging the height difference, the use adjusting shim adjusts the altitude. Finally is engine bed's blank experiment and the cutting test.

Keywords Figure III Card Fixture Assembly Debugging

1 引言

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。它的特征是高效、高质、经济实用,因而被广泛用于很多的行业。本文根据工厂需要,设计一台能高效、高精度的进行双面钻孔的专用组合机床。

1.1 概述

组合机床是根据工件的加工需求，以大量系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或数种工件按预先确定的工序进行加工的高效专用机床。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式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。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[1]。

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0.05mm，表面粗糙度可低达(2.5～0.63)mm；镗孔精度可达IT7级到IT6级，孔距精度可达(O.03～O.02)mm[2]。

1.2 组合机床的产生

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。

1.3 组合机床的组成

组合机床主要由刀具、夹具、动力箱、多轴箱、滑台、中间底座、侧底座以及控制部件和辅助部件组成。其中夹具和多轴箱是按加工对象设计的专用部件，其余均为通用部件，且专用部件中的绝大多数零件（70%～90%）也是通用零件。

1.4 组合机床的类型

根据所选用的通用部件的规格大小以及结构和配置形式等方面的差异，将组合机床分为大型组合机床和小型组合机床两大类。习惯上滑台台面宽度B≥250mm的为大型组合机床，滑台台面宽度B＜250 mm的为小型组合机床。

根据大型组合机床的配置形式，可将其分为具有固定夹具的单工位组合机床，具有移动夹具的多工位组合机床和转塔式组合机床三类。

1.4.1 具有固定夹具的单工位组合机床

单工位组合机床特别适用于加工大、中型箱体类零件。在整个加工循环中，夹具和工件固定不动，通过动力部件使刀具从单面、双面或多面对工件进行加工。这类机床加工精度较高，但生产率较低。按照组成部件的配置形式及动力部件的进给方向，单工位组合机床又分为四种类型。

（1）卧式组合机床

卧式组合机床刀具主轴水平布置，动力部件沿水平方向进给。按加工要求的不同，可以配置成单面、双面或多面的形式。

（2）立式组合机床

立式组合机床的刀具主轴垂直布置，动力部件沿垂直方向进给。一般只有单面配置一种形式。

（3）倾斜式组合机床

倾斜式组合机床的动力部件倾斜布置，沿倾斜方向进给。可以培植成单面、双面或多面的形式，以加工工件上的倾斜表面。

（4）复合式组合机床

复合式组合机床是上述两种或三种形式的组合。

1.4.2 具有移动夹具的单工位组合机床

多工位组合机床的夹具和工件可按预定的工作循环，作间歇的移动或转动，以便依次在不同工位上对工件进行不同工序的加工。这类机床生产率高，但加工精度不如单工位组合机床，多用于大批量生产中对中小型零件的加工。按照夹具和工件的输送方式不同，可分为：

（1）移动工作台组合机床

（2）回转工作台组合机床

（3）中央立柱式组合机床

（4）鼓轮式组合机床

参考文献

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[5] 林文焕，陈本通.机床夹具设计[M].北京：国防工业出版社，1987.

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[16] 王明，范永胜.电气控制与PLC应用[M].北京：中国电力出版社,2007.

内容简介：: 本科毕业设计说明书（论文）第 1 页共 12 页 1油机上箱体双面钻专用机床总体设计摘要本次设计是 1油机上箱体双面钻专用机床总体设计。首先对零件进行分析，确定零件的定位基准和夹紧部位，怎样的装夹，来确定是卧式还是立式的机床。接下来就编制“三图一卡”，确定滑台的型号、侧底座的型号、动力箱的型号、主轴箱和中间底座。再具体来设计夹具，设计出夹具台。液压系统的设计也是一个重要的过程。其后是各个部件之间的装配，并要求中心线必须等高，这要在调试中来计算它们之间的高度差，使用调整垫片来调整高度。最后是机床的空转试验和切削试验。关键词三图一卡夹具装配调试 1 概述组合机床是根据工件的加工需求，以大量系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或数种工件按预先确定的工序进行加工的高效专用机床。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式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。设计思路 (1) 制定工艺方案在确定工艺方案制定合理之前，通过深入现场了解被加工零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求，定位、夹紧方式，工艺方法和加工过程采用的刀具、辅具，切削用量情况及生产率要求，以求理论联系实际，从而确定零件在组合机床上完成的工艺内容和方法，决定刀具种类、结构型式数量及切削用量。 (2) 确定机床配置型式及结构方案根据选定的工艺方案，确定了本课题的配置型式：单工位、卧式双面组合机床，并采用工序集中进行加工，定出影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构型式。 (3) 总体设计在选定了工艺方案并确定了机床配置型式、结构方案的基础上，进行图纸的设计、绘制。具体的几张图纸是：被加工零件图、加工示意图、机床联系尺寸图本科毕业设计说明书（论文）第 2 页共 12 页和生产率计算卡。一般，在总体设计的过程中，需要对机床夹具方案进行考虑，画出夹具方案草图，并要初定出主轴箱轮廓尺寸，这样才能够确定出机床各部件间的相互关系。 (4) 部件设计根据确定的工艺和结构方案，按照加工示意图和机床联系尺寸图等开始设计，绘制夹具总装图，在绘制好的夹具总装图的基础上，绘制所有的非标准零件图。 2 加工方案加工要求和现场工艺 (1) 本课题研究的被加工的零件是： 1油机上箱体；要加工的具体内容是：钻 8 7 通孔，钻 4 深 19孔，钻 4 9 通孔。 (2) 被加工零件部位的要求 7 的孔的加工粗糙度为置度为置度为 9 的孔的加工粗糙度为置度为 (3) 零件的加工技术要求铸造需消除内应力；硬度可达 241；其余按通用技术要求。被加工零件的生产纲领：单班制年产 10 万台。生产的批量：设计、制造一台。电液联合控制，要求有手动调整系统。定位基准和夹压部位的选择组合机床是针对某种零件或零件的某道工序而设计的。正确选择零件的加工用定位基准，是确保加工精度的重要条件，同时也有利于实现被加工零件的集中工序。 (1) 定位基准的确定分析工件的具体结构，主要采用的是 “两销一面 ”定位，主要的定位基准是被加工零件的上斜面，在其面上用两个定位销来定位。 (2) 夹紧部位的选择为了夹紧被加工零件 ,被加工零件的一个基准面已经确定了 ,两个销也定位本科毕业设计说明书（论文）第 3 页共 12 页了 ,只有工件的上斜面垂直的方向可以活动了 ,所以要想把被加工零件完全夹紧 ,可以选择被加工零件的底面中间的孔的端面 ,用夹紧油缸夹紧。加工方案选择方案 1：立式组合机床立式组合机床的刀具主轴垂直布置，动力部件沿垂直方向进给。一般只有单面配置一种形式。然而根据本设计课题需要加工两个面，可以使用两个夹具夹紧两个工件，使工件的两个不同被加工面面向上，这样的话就可以同时加工两个不同的被加工面，只是不是在同一个工件上而已。立式组合机床如图 1所示。图 1 立式组合机床方案 2：卧式组合机床卧式组合机床的刀具主轴水平布置，动力部件沿水平方向进给。按加工要求的不同，可配置成单面、双面或多面的形式。根据本课题的设计需要加工的两个面之间有一个 350的角度，必须使组合机床的两边的侧底座也要形成这样的一个角度，这样的话就可以进行同时的进给加工两个被加工面。卧式组合机床如图 2所示。本科毕业设计说明书（论文）第 4 页共 12 页图 2 卧式组合机床经过对比，立式组合机床虽然可以节约空间，节省成本，精度高一些，但是综合起来看没有卧式组合机床好，特别是在生产率这一点上，而且加工孔的精度要求没有那么的高。所以本设计选择了卧式组合机床。 3 “三图一卡”的编制被加工零件工序图被加工零件被加工前的状态 16个被加工孔的孔径都为 5工件的上斜面（图 4中的达到图纸要求， F 面的粗糙度为行度为斜度为于 A 面。每个被加工孔的上面的面都已达到图纸要求， 28轴承孔已经加工完成且上下端面（图 4中的 B 面）均达到图纸要求，两个在 8置度为于 F 面、 A 面、 C 面。（ A 面， B 面， C 面， F 面都在图 4中）。被加工零件图的介绍 8 7孔：通孔，粗糙度为置度为面、 4 19糙度为置度为面、面。 4 9孔：通孔，粗糙度为置度为面、两个定位销孔孔径为 80 面、 F 面的粗糙度为平面度为倾斜度为于 A 面。因为 F 面在这道工序前达到图纸要求，可以选择的作用是限制了 3个自由度，两个销可以起定位作用，它的作用也限制了 3个自由度，就形成了“两销本科毕业设计说明书（论文）第 5 页共 12 页一面”的定位。（ A 面，中）。被加工零件工序图如图 3所示。图 3 被加工零件工序图加工示意图绘制加工示意图之前的有关计算 (1) 刀具的选择对于 8 7 孔， 4 深 19孔， 4 9 通孔，分别用 7 、、 9 标准的锥柄长麻花钻。根据所加工的零件本工序选用刀具的长度为 120 (2) 导向套的选择 8 7孔的钻刀采用总长为 35 4 5 4 9孔的钻头采用总长为 46 (3) 确定切削转矩、轴向切削力本科毕业设计说明书（论文）第 6 页共 12 页数据结果见表 1所示。表 1 本工序钻孔的 F、 T、孔位孔数钻头直径D/向力 F/N 转矩 T/（ N 功率 P/、 2、 3、 4、5、 6、 7、 8 8 钻 7 400 886 3、 14、 15、16 4 钻 53 1123 、 10、 11、12 4 钻 9 514 1429 4) 计算主轴直径 8 7孔：主轴直径 d=20轴外伸长度为 L=115径为 D=20(H7)孔长度 7 4 ：主轴直径 d=20轴外伸长度为 L=115径为D=20(H7)孔长度 7 4 9孔：主轴直径 d=25轴外伸长度为 L=115径为 D=28孔长度 5 (5) 选取刀具接杆 8 7孔： d=20， d1(7， L=138， 6， 0， 0，螺母厚度为 12。 4 ： d=20， d1(度为莫氏一号， 7， L=138， 6， 0， 0，螺母厚度为 12。 4 9孔： d=20， d1(7， L=138， 6， 0， 0，螺母厚度为 12。 (6) 确定工件端面到多轴箱的距离 8 7：工件端面到多轴箱的距离为 200 4 件端面到多轴箱的距离为 255 4 9：工件端面到多轴箱的距离为 255 (7) 工作进给长度的确定工作进给长度等于刀具的切入值（根据工件端面的误差情况，一般取 5 本科毕业设计说明书（论文）第 7 页共 12 页 10工孔深及切出值之和为 90 加工示意图如图 4所示。快进 2 3 0左头工作循环工进 9 0快退 3 2 0左头工作循环快进 2 3 0工进 9 0快退 3 2 0图 4 加工示意图机床联系尺寸图选用主轴箱主轴箱的选用是根据零件被加工时同一平面两个水平距离最长的距离而定的。左斜面的两个最长水平的距离为 201面的两个最长水平的距离为151以要根据 201来选取主轴箱。经过选择主轴箱的型号为 1面的动力箱，滑台和侧底座的选择与主轴箱的尺寸大小会有关。选用其他的部件本科毕业设计说明书（论文）第 8 页共 12 页 1动机的型号为压滑，中间底座轮廓尺寸尺寸关系图如图 5所示。图 5 尺寸关系图如图 6所示可以得出 L 左 =400+305+20035L 右=400+305+25590 机床联系尺寸图如图 6所示。总行程前备量行程后备量总行程后备量行程前备量本科毕业设计说明书（论文）第 9 页共 12 页图 6 机床尺寸联系图生产率计算卡生产率计算卡如图 7所示。本科毕业设计说明书（论文）第 10 页共 12 页图 7 生产率计算卡 4 夹具设计夹具的具体设计在加工方案中已经对零件进行了分析，确定了定位基准和夹紧部位。上面已设定本次课题夹具的钻模板厚度为 30具体底座长度为 270度为 350料高度为 1000低主轴高度为 88课题工件定位采用“一面两销”定位，限制 6个自由度。工件的上侧面已经经过铣床加工，可作为基准面，限制 3个自由度，夹具体与工件接触部分需要用到支撑板，其作用是使工件减少平面度引起的误差，方便清理切削，其他自由度由两个销（限制 3个自由度）解决和夹本科毕业设计说明书（论文）第 11 页共 12 页紧油缸的夹紧。右边的钻模板为活动的钻模板，它利用导杆连接在右主轴箱上面，跟着右主轴箱的运动而运动，最后导杆接入导套内进行定位。左边的钻模板为固定的钻模板，它跟夹具体为一体，钻模板的右边有三块支撑板作为一个面和工件平面接触作为基准的面，工件减少平面度引起的误差，同时也为钻出的切屑留出了出来的空间。夹具如图 8所示。图 8 夹具 5 机床的装配调整侧底座下面的调整垫片来保持机床的水平。侧底座与液压滑台的装配是通过内六脚圆柱头螺钉 60和两个内螺纹圆锥销 60的连接，左边的侧底座与中间底座的连接是通过螺栓 60 和两个内螺纹圆锥销 60的连接，液压滑台与动力箱之间的装配是通过螺栓 60和两个内螺纹圆锥销 60的连接（其中有调整垫片来进行调整其高度），主轴箱与动力箱之间的装配是通过螺栓 40 和两个内螺纹圆锥销 40的连接，夹具台与中间底座的连接是通过螺栓 40和两个内螺纹圆锥销 40的连接，夹具台与夹具体的连接是通过螺栓 40和两个内螺纹圆锥销 40的连接。其中销的装配为配作，动力箱与滑台的装配要确定调整垫片的厚度后再进行销的配作。在装配本科毕业设计说明书（论文）第 12 页共 12 页滑台时要对其涂油进行润滑。行程开关上的挡铁要根据行程来调整挡铁之间的距离，调速按钮也是到共进时才被按下的开关，在机床上的装配距离要根据行程开关和行程来调整的。死挡铁的位置是滑台的最终切削完的位置。 6 使用说明首先按下电源开关，接通电源，电源指示灯亮（即照明灯）。装上工件后，按自动按钮工件夹紧，压力继电器得电，行程开关得电，两台电动机得电启动，电动机指示灯发亮。两滑台快进，压到调速按钮后，转为工进，同时切削液站也开始工作，并且切削液指示灯发亮，切削出来的切屑掉入切屑盘，切削液进入切屑盘经过过滤网流回切削液站。加工结束后，压到行程开关，转为快退。压下行程开关后机床动作停止，按自动按钮工件松开，取出工件，一个工作循环结束。 7 结束语通过这次的毕业设计，自己还有很多的不足：自己没有到一线生产的经验，使得自己只有些书本的一些理论，见识面比较的狭窄，思维不够的开阔。对机床也是不够的了解，比如怎样的保养机床，应该在哪里上润滑油，要注意一些什么。还有一些技术性的问题：组合机床装配时，主轴箱的直线度，调整垫片的平行度，还有一些平面度这类的概念还是不太清楚。在热处理这一方面还是比较的模糊。尽管设计还是纸面上的，需要改进的地方还很多，但我相信：只要不懈努力，继续加以改进设计，一定会达到工程应用的要求。由于本人水平有限，经验少。文中定有许多不妥甚至错误之处，请各位老师给予指正和教导，本人表示深深的谢意。参考文献 1 李庆余，张佳 M机械工业出版社 ,2003. 2 机械设计手册编委会 M械工业出版社， 2007. 3 杨可桢，程光蕴 M京：高等教育出版社， 2004. 4 吴宗泽，罗圣国 M京：高等教育出版社， 2006. 5 林文焕，陈本通 M防工业出版社， 1987. 6 吴宗泽、下册） M械工业出版社， 2002. 毕业设计 (论文 )开题报告学生姓名：学号：专业：机械工程及自动化设计 (论文 )题目： 1油机上箱体双面钻专用机床总体设计指导教师 : 2009 年 3 月 22 日开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15篇（不包括辞典、手册）； 4 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2008 年 3 月 15 日”或“ 2008 毕业设计（论文）开题报告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述：文献综述摘要简要介绍了组合机床的现状。由于将来加工零件趋于结构的复杂化，生产的大批化来的组合机床将趋于多轴箱，数字化，人性化，柔性化等多方面发展。关键词现状发展趋势数字化人性化 1 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 1。 2 发展趋势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，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器 ( 、数字控制 (等 ,能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机 (清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线 ) 等在组合机床行业中所占份额也越来越大 23。 2 1 多轴箱主轴箱是工序集中的、高效的组合机床的重要的专用部件之一，是用于布置 (按所要求的坐标位置 ) 机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。主轴箱传动系统的优劣和箱体加工方式、方法直接影响机床的可靠性、耐用性、经济性、准确性。手工设计其传动系统往往受主轴数多、转速各异和空间位置小等因素的影响，不但工作量很大，优化性受到限制，而且易出错 ;其箱体加工，不论是在坐标镗床上，还是手工编程在加工中心上，都存在操作人员或编程人员的工作量大、出错率高、生产率低的弊端。用可视化编程语言解决了以上两方面的问题 45。多轴箱是组合机床的专用部件，它的功用是按照被加工工件上的孔的数量和分布位置布置刀具主轴，并通过传动件将动力传给各个主轴 6. 2 2 数字化采用网络化制造模式和协同设计与制造是当今机床行业发展的必然趋势。将机床部件及零件模块化、系列化、标准化，从而提高设计效率，减少设计制造成本。建立零部件和整机三维数学模型，进行一系列的析，综合评价分析结果，进入机床详细设计阶段，提供相关的电气元件库管理，电气原理图设计与电气模拟仿真以及计算机辅助加工程序设计等是完成现代制造的主要手段和步骤 7。数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物，是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。它与普通机床相比 , 其优越性是显而易见的 , 不仅零件加工精度高，产品质量稳定，且自动化程度极高，可减轻工人的体力劳动强度，大大提高了生产效率，特别值得一提的是数控机床可完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工，因而数控机床在机械制造业中的地位愈来愈显得重要 89。当今三大自控技术之一。在专用机床上，由于其程序可变性大，适应性强，使用极其广泛，编程方法有多种。其可靠的性能，丰富的功能而受广大用户喜爱，其编程方式有指令表编程、梯形图编程、一种方式表示的程序，控制内容不易看懂，直接用这种方式编程有时十分困难，目前它是三种方式中编出的程序唯一可以存储在二种方式类似于传统的继电器一接触器控制而易被电气工作人员所接受，但是设计出的梯形图往往较复杂，程序维护人员不易看懂；第三种语言，是一种流程形式的语言，容易掌握，易于理解，编制运用程序时，通常是利用后两种方式编出程序。再编制出对应的指令语言或利用相应的软件让计算机换成指令语言，而且三种语言可进行逆变换。状态转移图 (辑关系清晰，易编易读，是一种有力的语言 1011。将用于机床控制，简化了机床的电气控制系统，缩小了设备体积，提高了设备的自动化水平和生产效率，减轻了现场操作人员的劳动强度。另外，在设备工艺程序变更时，更突出表现其灵活方便的优越性。系统具有控制实时性好、可靠性高、扩充性强、操作方便的优点，受到用户的欢迎 12。 2 3 人性化人性化设计是现代设计中人们所追求的最高目标，设计原则“以人为本”也体现这一点。人们在进行设计时有更高层次的追求，这一层次包含的是人类生存环境、民族传统、人文特点、时代科技、道德规范、个性特色、宗教文化、情感等因素的综合体现 13。目前各国的机床设计都向人性化设计方向发展。但是尚无对机床进行人性化设计的系统研究。有些机床在设计中还存在很多不尽人意的地方。本文通过人性化设计因素( 视觉因素，心理情感因素，安全因素 ) 的分析，提出机床人性化设计的原则 14。制定出机床人性化设计原则 :要求色彩的对比度、亮度在机床的使用方式中是一主因素，应避免在白色背景上印制灰色字体，背景色和前景色的选择反差要大些，以增加视认度 ; 机床的数码显示、液晶显示部分，应在数码显示管、液晶显示屏外加装装饰板，增强显示效果，液晶显示屏背部应增加反光板 ; 文字、图标、符号应符合视觉造型原理，同时，应尽量选择使用者熟悉的内容来设计符号、图标和符号 ; 机床设备 , 按用途和外型结构特征来选择主色调，以纯度低、明度中的暖色或冷色为宜 ; 机床设计应该体现在中国传统的审美情趣，具有使用者习惯和熟悉的认知特征，以便使用者进行跨越时空的情感交流，减少现代社会所带来的孤独感，增加心理安全感 15。 3 结束语随着技术的不断的革新，组合机床越来越人性化，越来越自动化，生产效率越来越高。今后到前面操作的人将越来越少，在后面搞科研的人将变多。参考文献 1 李秀敏 . 组合机床行业现状与发展思考 D. 大连 : 大连组合机床研究所，2004. 2 胡亚波 , 吴玉文 . 我国组合机床的状况与发展 D. 湖北 : 湖北交通职业技术学院， 2004. 3 周延佑 . 组合机床发展新趋势与我国相应的对策 D. 广西 : 广西职业技术学院， 2001. 4 李静 . 组合机床主轴箱发 D. 河北 : 河北农业大学， 2007. 5 赖阿福 . 程经验和技巧 M. 青岛 :青岛出版社 ,6. 6 杨绫峰 . 机床及夹具 M. 北京 :清华大学出版社 ,150. 7 傅煜 , 洪荣晶 . 数控机床设计信息集成系统的开发 D. 江苏 : 南京工业大学 ,2008. 8 邓荣琦 . 数控机床使用与堆修 M. 北京 : 北京国防工业出版社 ,5. 9 卢斌 . 数控机床厦其使用雏修 M. 北京 : 北京机械工业出版社 ,6. 10 周建亨 , 何勇 , 李恩光 . 制系统的设计 D 中国纺织大学 ,1999. 11 孟秀丽 ,曹杰 ,韩向东 . 组合机床中的应用 J. 中国制造业化 ,2006, 35 (1): 3212 熊幸明 . 基于双面钻孔组合机床控制系统设计 D. 湖南 : 长沙学院 , 2005. 13 张慧姝 , 王婧菁 . 人性化设计在机床设计中的应用研究 D. 北京 : 北京联合大学 ,2008. 14 黄艳群 , 黎旭 . 设计人机界面 M. 北京 : 北京理工大学出版社 , 44. 15 王戈卓 , 王述洋 . 产品设计中的人性化因素 J 林业劳动安全 , 1): 12 毕业设计（论文）开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：通过对上术的文献的了解，由于机床要受着零件的限制，要考虑几个轴箱 ,角度。确定原理方案，绘出简图。计算相关参数，再进行修改，完善。我准备采取以下步骤来开展我的课题： (1) 首先对所选的零件进行大概的分析。 (2) 其次原理方案设计，根据所选的零件，经过综合讨论确定合理方案，制订三图一卡，熟悉相关软件。 (3) 编制相关软件，计算相关结构参数，选择通用部件及标准件。 (4) 对设计方案进行评价与修改，使之完善。 (5) 完成总装图，绘制零件图。毕业设计（论文）开题报告指导教师意见： 1对“文献综述”的评语：文献阐述了组合机床的过去，现状，以及未来的发展方向。对组合机床的加工范围有了一定的认识，并对组合机床的结构及组成有了一定的了解。认识到夹具及刀具在组合机床所起的作用及其重要性。了解了组合机床和通用机床区别。为接下来所进行的毕业设计打下了良好的基础。 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 1箱体双面钻专机总体设计，是江苏林海动力机械集团公司的设计课题，为提高生产效率需将 1箱体两个面上的 16 个孔同时加工出。通过本课题的设计，能基本熟悉机床设计的全过程，能够对设计方案进行比较，会进行切削力的计算并由此确定机床功率，能根据加工要求能正确的选择进给量、切削速度、及切削用量，并能正确的进行计算。会根据相关参数正确的进行部件设计、结构设计、零件设计，了解关键零部件并能进行强度校核。并能根据零件所起的作用正确的选择零件材料及热处理，根据机床的加工性质设计出机床的动作要求。另外对加工、装配有一个新的认识，会正确的选择尺寸公差、形位公差及表面粗糙度。设计计算及查阅资料的工作量较大。如认真、独立完成整个设计过程对自己将是一个极大的锻炼，也为以后顺利的走上工作岗位打下一个坚实的基础。指导教师： 2009 年 3 月 22 日所在专业审查意见：负责人：年月日毕业设计演示文稿设计题目 1钻专用机床总体设计指导者答辩者原始数据工件材质：加工要求 8 7孔：通孔，粗糙度为置度为面、面。 4 19糙度为置度为面、 4 9孔：通孔，粗糙度为置度为面、面设计要求：（ 1）生产纲领：单班制年产 10万台。（ 2）电液联合控制，要求有手动调整系统。加工方案方案 1：立式组合机床立式组合机床的刀具主轴垂直布置，动力部件沿垂直方向进给。方案 2：卧式组合机床卧式组合机床的刀具主轴水平布置，动力部件沿水平方向进给。卧式组合机床立式组合机床加工方案的选择立式组合机床卧式组合机床占地面积装配经济调试夹具最终选择 : 卧式组合机床 “三图一卡”的编制被加工零件工序图加工示意图机床联系尺寸图生产率计算卡夹具确定工件的定位方案。确定刀具的导向方式。确定夹具的夹紧方案，计算夹紧力。确定夹具其他部分的结构方案。确定夹具体结构形式和夹具的总体结构液压系统机床的装配与调试床身安装时要保持水平；两主轴箱装配时对机床夹具中心高偏差误差应小于两主轴箱装配时对机床夹具左右偏差误差应小于两主轴箱装配后的直线度误差应小于在机床调试时两主轴箱应分别调试请老师多提宝贵意见谢谢本科毕业设计说明书（论文）第 1 页共 40 页 1 引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。它的特征是高效、高质、经济实用 ,因而被广泛用于很多的行业。本文根据工厂需要 ,设计一台能高效、高精度的进行双面钻孔的专用组合机床。概述组合机床是根据工件的加工需求，以大量系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或数种工件按预先确定的工序进行加工的高效专用机床。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式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。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 1。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面粗糙度可低达 (孔精度可达到，孔距精度可达(。组合机床的产生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，但对部件结构未本科毕业设计说明书（论文）第 2 页共 40 页作规定。组合机床的组成组合机床主要由刀具、夹具、动力箱、多轴箱、滑台、中间底座、侧底座以及控制部件和辅助部件组成。其中夹具和多轴箱是按加工对象设计的专用部件，其余均为通用部件，且专用部件中的绝大多数零件（ 70% 90%）也是通用零件。组合机床的类型根据所选用的通用部件的规格大小以及结构和配置形式等方面的差异，将组合机床分为大型组合机床和小型组合机床两大类。习惯上滑台台面宽度 B250 台台面宽度 B 250 根据大型组合机床的配置形式，可将其分为具有固定夹具的单工位组合机床，具有移动夹具的多工位组合机床和转塔式组合机床三类。具有固定夹具的单工位组合机床单工位组合机床特别适用于加工大、中型箱体类零件。在整个加工循环中，夹具和工件固定不动，通过动力部件使刀具从单面、双面或多面对工件进行加工。这类机床加工精度较高，但生产率较低。按照组成部件的配置形式及动力部件的进给方向，单工位组合机床又分为四种类型。（ 1）卧式组合机床卧式组合机床刀具主轴水平布置，动力部件沿水平方向进给。按加工要求的不同，可以配置成单面、双面或多面的形式。（ 2）立式组合机床立式组合机床的刀具主轴垂直布置，动力部件沿垂直方向进给。一般只有单面配置一种形式。（ 3）倾斜式组合机床倾斜式组合机床的动力部件倾斜布置，沿倾斜方向进给。可以培植成单面、双面或多面的形式，以加工工件上的倾斜表面。（ 4）复合式组合机床复合式组合机床是上述两种或三种形式的组合。具有移动夹具的单工位组合机床多工位组合机床的夹具和工件可按预定的工作循环，作间歇的移动或转动，以便本科毕业设计说明书（论文）第 3 页共 40 页依次在不同工位上对工件进行不同工序的加工。这类机床生产率高，但加工精度不如单工位组合机床，多用于大批量生产中对中小型零件的加工。按照夹具和工件的输送方式不同，可分为：（ 1）移动工作台组合机床（ 2）回转工作台组合机床（ 3）中央立柱式组合机床（ 4）鼓轮式组合机床转塔式组合机床转塔式组合机床的特点是几个多轴箱安装在转塔回转工作台上，各个多轴箱依次转到加工位置对工件进行加工。按多轴箱是否作进给运动，可将这类机床分为两类（ 1）只实现主运动的转塔式多轴箱组合机床（ 2）既实现主运动又可随滑台作进给运动的转塔式多轴箱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。组合机床通用部件分类按通用部件在组合机床上的作用，可分为下列几类： (1) 动力部件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。 (2) 支承部件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。 (3) 输送部件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。 (4) 控制部件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。 (5) 辅助部件辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。本科毕业设计说明书（论文）第 4 页共 40 页组合机床未来的发展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；采用和数字控制系统主轴箱、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。本设计主要研究内容工件材质：铸铝）。产品名称： 1加工零件： 1油机上箱体；加工内容：钻 8 7通孔，钻 4 深 19孔，钻 4 9 通孔；批量：机床设计、制造一台。总体设计：制定工艺方案，确定机床配置型式及结构方案，“三图一卡”设计。加工要求如图 1所示。图 1 零件图设计思路 (1) 制定工艺方案在确定工艺方案制定合理之前，通过深入现场了解被加工零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求，定位、夹紧方式，工艺方法和加工过程采用的刀具、辅具，切削用量情况及生产率要求，以求理论联系实际，从而确定零件在组合机床上完成的工艺内容和方法，决定刀具种类、结构型式数量及切削用量。 (2) 确定机床配置型式及结构方案根据选定的工艺方案，确定了本课题的配置型式：单工位、卧式双面组合机床，并采用工序集中进行加工，定出影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构型式。本科毕业设计说明书（论文）第 5 页共 40 页 (3) 总体设计在选定了工艺方案并确定了机床配置型式、结构方案的基础上，进行图纸的设计、绘制。具体的几张图纸是：被加工零件图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡。一般，在总体设计的过程中，需要对机床夹具方案进行考虑，画出夹具方案草图，并要初定出主轴箱轮廓尺寸，这样才能够确定出机床各部件间的相互关系。 (4) 部件设计根据确定的工艺和结构方案，按照加工示意图和机床联系尺寸图等开始设计，绘制夹具总装图，在绘制好的夹具总装图的基础上，绘制所有的非标准零件图。本科毕业设计说明书（论文）第 6 页共 40 页 2 加工方案根据被加工零件的具体要求和生产纲领的需要，相应的机床设计也有区别，我们共设计了两种供选择的方案，并根据方案的优劣选择适合企业年生产纲领要求，并且相对加工效率最高，成本最低的方案。两种加工方案分别为：卧式单工位组合机床和立式单工位组合机床。在选择机床前要对被加工零件进行分析。加工要求和现场工艺 (1) 本课题研究的被加工的零件是： 1油机上箱体；要加工的具体内容是：钻 8 7 通孔，钻 4 深 19孔，钻 4 9 通孔。 (2) 被加工零件部位的要求 7 的孔的加工粗糙度为置度为孔的加工粗糙度为置度为 9 的孔的加工粗糙度为置度为 (3) 零件的加工技术要求铸造需消除内应力；硬度可达 241；其余按通用技术要求。被加工零件的生产纲领：单班制年产 10万台。生产的批量：设计、制造一台。电液联合控制，要求有手动调整系统。定位基准和夹压部位的选择组合机床是针对某种零件或零件的某道工序而设计的。正确选择零件的加工用定位基准，是确保加工精度的重要条件，同时也有利于实现被加工零件的集中工序。 (1) 定位基准的选择原则 (a) 应尽量选择零件设计基准作为组合机床加工的定位基准。 (b) 选择定位基准应确保工件稳定定位。 (c) 统一基面原则。 (2) 定位基准的确定分析工件的具体结构，主要采用的是 “两销一面 ”定位，主要的定位基准是被加工零件的上斜面，在其面上用两个定位销来定位。 (3) 夹紧部位的选择为了夹紧被加工零件 ,被加工零件的一个基准面已经确定了 ,两个销也定位了 ,只有工件的上斜面垂直的方向可以活动了 ,所以要想把被加工零件完全夹紧 ,可以选择被本科毕业设计说明书（论文）第 7 页共 40 页加工零件的底面中间的孔的端面 ,用夹紧油缸夹紧 345。加工方案选择方案 1：立式组合机床立式组合机床的刀具主轴垂直布置，动力部件沿垂直方向进给。一般只有单面配置一种形式。然而根据本设计课题需要加工两个面，可以使用两个夹具夹紧两个工件，使工件的两个不同被加工面面向上，这样的话就可以同时加工两个不同的被加工面，只是不是在同一个工件上而已。立式组合机床如图 2所示。图 2 立式组合机床方案 2：卧式组合机床卧式组合机床的刀具主轴水平布置，动力部件沿水平方向进给。按加工要求的不同，可配置成单面、双面或多面的形式。根据本课题的设计需要加工的两个面之间有一个 350的角度，必须使组合机床的两边的侧底座也要形成这样的一个角度，这样的话就可以进行同时的进给加工两个被加工面。卧式组合机床如图 3所示。本科毕业设计说明书（论文）第 8 页共 40 页图 3 卧式组合机床立式组合机床和卧式组合机床的对比： (1) 立式机床可以大大降低地面的占地的面积，它的主轴箱、动力箱和滑台都是立着的，充分利用了机床的上方的空间。而卧式机床的占地面积可能是立式机床的占地面积三到四倍。 (2) 立式机床只需要一个滑台，一个主轴箱，一个动力箱，一个电动机就行了。而卧式组合机床都是需要两个。这样立式组合机床就经济了。 (3) 立式组合机床在设计钻摸板时只需要一个固定的钻摸板或一个活动的钻摸板，而卧式组合机床则需要一个固定的和一个活动的钻摸板，而活动钻摸板还要一些配件，这样立式的就比较经济了。 (4) 立式组合机床在调试时只要考虑上面的中心是否与夹具的对位就好了，而卧式组合机床在调试时要顾虑到两边的主轴箱的中心高与夹具的中心高的等高问题。这样立式组合机床的调试就比较的简便了。 (5) 由于立式组合机床是垂直进给加工的，加工的精度会比卧式组合机床高一些。 (6) 卧式组合机床在装配时那些主轴箱、动力箱和滑台这些大件的吊装比较的方便，而立式组合机床就相对困难点了。 (7) 卧式组合机床的夹具需要设计一个就约了设计时间，节约了制造成本。而立式组合机床要设计两个夹具固定两个工件。 (8) 操作员工在装卸工件时，卧式组合机床只需装卸一个工件，而立式组合机床则是两个。增加了工作人员的劳动强度和工作量。 (9) 立式组合机床的工件装夹过程中如果有一个工件装夹的不好就会使两个工件都会报废，这样就增加了事故率，增加了损失。而卧式组合机床如果没有装夹好也只不过是一个工件，同时工件的报废几率也小了一半，减少了损失。本科毕业设计说明书（论文）第 9 页共 40 页 (10) 卧式组合机床加工零件的两个被加工面时只需要装夹一次就行了，拆卸也需要一次。而立式组合机床装卸工件都是需要两次，装卸的时间就大大的浪费了，在整个的生产过程中装夹工件和拆卸工件要占大量的时间，这样的话生产率就会大幅度的降低。经过上面的对比，立式组合机床虽然可以节约空间，节省成本，精度高一些，但是综合起来看没有卧式组合机床好，特别是在生产率这一点上，而且加工孔的精度要求没有那么的高。所以本设计选择了卧式组合机床。本科毕业设计说明书（论文）第 10 页共 40 页 3 “三图一卡”的编制组合机床总体设计内容和步骤与普通机床相同，但由于组合机床只在加工一种或数种工件的特定艺范工序，工围窄 ,主要参数已知 :且工艺方案一旦确定，也就确定了结构布局；因而总体设计的侧重点不同，主要是通过工件分析等掌握机床设计的依据，画出详细的加工零件工序图；通过工艺分析，画出加工示意图；然后进行总体布局，画出机床尺寸联系图。编制三图一卡的工作内容包括：绘制被加工零件图、加工示意图、机床联系尺寸图，编制生产率计算卡三图一卡是组合机床总体方安的具体体现被加工零件工序图被加工零件工序是根据选定的工艺方案，表明零件形状、尺寸、硬度、以及在所设计的组合机床上完成的工艺内容和所采用的定位基准、夹压点的图纸它是组合机床设计的主要依据，也是制造、验收和调整机床的重要技术条件 6。在被加工零件工序图上应标注的内容 (1) 加工零件的形状、主要外轮廓尺寸和本机床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、行位精度等技术要求，以及对上道工序的技术要求等。 (2) 本工序所选定的定位基准、夹紧部位及夹紧方向。 (3) 加工时如需要中间向导，应表示出工件与中间向导间有关部位结构和尺寸，以便检查工件、夹具、刀具之间是否相互干涉。 (4) 被加工零件的名称、编号、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。绘制被加工零件工序图的一些规定 (1) 本工序的加工部位用粗实线绘制，其余部位用细实线绘制。定位基准、夹紧部位、夹紧方向等需用符号表示；本道工序保证的尺寸、角度等，均在尺寸下用横线标出。 (2) 加工部位的位置尺寸应由定位基准算起当定位基准与设计基准不重合时，要进行换算位置尺寸的公差不对称时，要换算成对称公差尺寸。 (3) 注明零件对机床提出的某些特殊要求，如对精镗孔机床应注明是否允许留有退刀痕迹。 (4) 对简单的零件，可直接在零件图上作必要的说明，而不必另行绘制被加工零件工序图。如铣削组合机床和单轴镗孔组合机床等 7。本科毕业设计说明书（论文）第 11 页共 40 页被加工零件被加工前的状态 16 个被加工孔的孔径都为 5工件的上斜面（图 4 中的 F 面）已达到图纸要求，行度为斜度为面。每个被加工孔的上面的面都已达到图纸要求。 28的轴承孔已经加工完成且上下端面（图 4中的达到图纸要求，两个在 80 面、（中）。被加工零件图的介绍 8 7孔：通孔，粗糙度为置度为面、 4 19糙度为置度为面、 4 9孔：通孔，粗糙度为置度为面、两个定位销孔孔径为 80 面、糙度为平面度为倾斜度为面。因为以选择 F 面为基准面，他的作用是限制了 3 个自由度，两个销可以起定位作用，它的作用也限制了 3 个自由度，就形成了“两销一面”的定位。（ F 面都在图 4中）。被加工零件工序图如图 4所示。本科毕业设计说明书（论文）第 12 页共 40 页图 4 被加工零件工序图加工示意图加工示意图是被加工零件工艺方案在图样上的反映，表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具的布置以及工件、夹具、刀具的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等，是刀具、夹具、多轴箱、电气和液压系统设计选择动力部件的主要依据，是整台组合机床布局形式的原始要求，也是调整机床和刀具所必须的重要技术文件在加工示意图上应标注的内容 (1) 机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程。 (2) 工件、夹具、刀具及多轴箱的相对位置及其联系尺寸如工件端至多轴箱端面间的距离，刀具刀尖至多轴箱端面之间的距离等。 (3) 主轴的结构类型、数量和结构尺寸；接杆（包括镗杆）、浮动卡头、导向装置、攻螺纹靠装置的结构尺寸；刀具与导向装置的配合，刀具、接杆、主轴之间的连接方式刀具应按加工终了位置绘制 8。绘制加工示意图之前的有关计算加工示意图绘制之前，应进行刀具、导向装置的选择及其切削用量、转矩、进给本科毕业设计说明书（论文）第 13 页共 40 页力、功率和有关联系尺寸的计算。 (1) 刀具的选择选择刀具，应考虑工艺要求与加工尺寸精度、工件材质、表面粗糙度及生产率的要求只要条件允许，应尽量选用与标准刀具为了提高工序集中程度或满足精度要求，可以采用复合刀具孔加工刀具的长度应保证加工终了时刀具螺旋槽尾端与导向套之间有（ 30 50）距离，以便于排出切屑和刀具磨损后有一定的向前调整量刀具锥柄插入接杆孔内的长度，在绘制加工示意图时应注意从刀具总长中减去。对于8 7 孔， 4 深 19孔， 4 9 通孔，用标准的锥柄长麻花钻。根据所加工的零件本工序选用刀具的长度为 120 (2) 导向套的选择组合机床加工孔时，除采用刚性主轴加工方案外，零件上孔的位置精度主要靠刀具的导向装置来保证因此，正确选择导向装置的类型，合理确定其尺寸、精度，是设计组合机床的重要内容，也是绘制加工示意图时必须要解决的问题导向装置有两大类，即固定式导向和旋转式导向在加工孔径不大于 40，一般采用固定式导向，刀具或刀杆的导向部分，在导向套内即转动又作转向移动固定导向装置一般由中间套、可换导套和压套螺钉组成中间套的作用是在可换导套磨损后，可较为方便的更换，不会破坏钻模体上的孔的精度加工孔径较大或线速度大于 20m/，一般采用螺旋式导向装置旋转式导向装置将螺转副和直线移动（导向）副分别设置，按旋转副和直线副的相对位置分为内滚式和外滚式两种；滚动轴承安装在刀杆上的旋转导向装置为内滚式导向，中间导向套只作直线移动，导向长度为（ 2 3） d1(导向至工件端面的距离为（ 20 50）导向结构而定滚动轴承内圈安装在中间导向套上，中间导向套不随主轴一起移动的旋转导向为外滚式导向装置，导向长度为（转式导向装置的极限转速由轴承的极限转速和刀具允许的切削速度决定，导向精度由轴承精度和刀杆、导向套的精度决定。旋转式导向一般通过滑快联轴器与主轴“浮动”联接。根据查表得： 8 7孔的钻刀采用总长为 35 4 5 4 9孔的钻头采用总长为 46 (3) 机床往往采用多轴、多刀、多面同时加工，且组合机床上的刀具要有足够的使用寿命，以减少频繁换刀。因此，组合机床切削用量一般比通用机床的单刀加工要本科毕业设计说明书（论文）第 14 页共 40 页低 30%以上。同一多轴箱上的刀具由于采用同一滑台实现进给，所以，各刀具（除丝锥外）的每分钟进给量应该相等。因此，应按工作时间最长、负荷最重、刃磨较困难的所谓“限制性刀具”来确定；对于具他其刀。可以在这基础上进行调整其每转进给量，以满足每分钟进给量相同的要求。另外，在多轴箱传动系统设计完毕其刀传动齿轮齿数确定之后，还要反过来调整初定的切削量。选择切削用量时，应尽量使相邻主轴转速接近，以使多轴箱的传动链简单些使用液压滑台时，所选的每分钟进给量一般比滑台的最小进给量大 50%，以保证进给稳定。查表 1可得切削速度 20m/转进给量 r。表 1 加工铝及铝合金的切削用量加工直径 d (切削速度 V(m/每转进给量 f(mm/r) 纯铝铝合金长切屑铝合金短切屑 3 7 20 50 25 5 30 4) 确定切削转矩、轴向切削力确定切削转矩、轴向力和切削功率是为了分别确定主轴及其他传动件尺寸、选择滑台及夹具、选择主电动机（一般是选择动力箱的驱动电动机）提供依据。切削转矩、轴向力和切削功率可以利用计算图或利用下列公式计算采用高速钻头钻铝合金孔时 9550式中： F 轴向切削力（ N）； D 钻头直径（ f 每转进给量（ mm/r)； T 切削转矩（ N 本科毕业设计说明书（论文）第 15 页共 40 页 P 切削功率（ v 切削速度（ m/ 材料硬度，般取最大值。表 2 本工序钻孔的 F、 T、孔位孔数钻头直径D/向力 F/N 转矩 T/（ N 功率 P/、 2、 3、 4、5、 6、 7、 8 8 钻 7 400 886 8 3、 14、 15、16 4 钻 53 1123 4 、 10、 11、12 4 钻 9 514 1429 4 5) 计算主轴直径强度条件下 45钢质主轴的直径为 : 33 8 2 刚度条件计算时主轴的直径为 : 44 2 1 0 0 01 8 032 式中： d 轴直径（ T 轴所承受的转矩（ N 许用剪应力（ 45钢 =31 B 系数，当材料的剪切弹性摸量 , 刚性主轴 =m,B=刚性主轴 =0.5/m， B=动轴 =1/m， B= 查机械制造装备设计的表得： 8 7孔：主轴直径 d=20轴外伸长度为 L=115径为 D=20(H7)孔长度 7 4 轴直径 d=20轴外伸长度为 L=115径为 D=20(H7)孔长度 7 4 9孔：主轴直径 d=25轴外伸长度为 L=115径为 D=28孔长度 5 (6) 选取刀具接杆本科毕业设计说明书（论文）第 16 页共 40 页由以上可知，多轴箱各主轴的外伸长度为一定值，而刀具的长度也是一定值。因此，为保证多轴箱上的各刀具能同时达到加工终了位置，就需要在主轴与刀具之间设置可调节环。这个调节环在组合机床上是通过可调节的刀具接杆来解决的。查表得： 8 7孔： d=20， d1(7，L=138， 6， 0， 0，螺母厚度为 12。 4 d=20， d1(7， L=138， 6， 0， 0，螺母厚度为 12。 4 9孔： d=20， d1(7，L=138， 6， 0， 0，螺母厚度为 12。 (7) 确定加工示意图的联系尺寸的标注其中最重要的联系尺寸是工件端面到多轴箱端面之间的距离。它等于刀具悬伸长度、螺母厚度、主轴外伸长度与接杆伸出长度（可调）之和，再减去加工孔深（如加工通孔，还应减去刀具的切出值）。为了使所设计的机床的结构紧凑，应尽量使工件端面至多轴箱端面间距离最小。因此，选取接杆时，在主轴外伸长度及刀具类型相同的条件下，应事先选取加工部位在外壁的盲孔孔径最大长度小的主轴刀具接杆；应保证在加工终了位置时钻头等刀具的螺旋槽尾部至导向套端面的距离，以利于排屑和刀具刃磨后向前调整。工件端面到多轴箱之间的距离还与机床的总部局有关，如夹具尺寸等。 8 7：工件端面到多轴箱的距离为 200 4 件端面到多轴箱的距离为 255 4 9：工件端面到多轴箱的距离为 255 (8) 工作进给长度的确定工作进给长度应按加工长度最大的孔来确定。工作进给长度等于刀具的切入值（根据工件端面的误差情况，一般取 510加工孔深及切出值之和为 90 (9) 绘制加工示意图的注意事项 (a) 加工示意图中的位置，应按加工终了时的状况绘制，且其方向应与机床的布局相吻合。 (b) 工件的非加工部位用细实线绘制，其余部分一律按机械制图标准绘制。 (c) 同一多轴箱上，结构、尺寸完全相同的主轴，不管数量多少，允许只绘一根，但应在主轴上标注与工件孔号相对应的轴号。 (d) 主轴间的分布可不按真实的中心距绘制，但加工孔距很近或需要设置径向尺本科毕业设计说明书（论文）第 17 页共 40 页寸较大的导向装置时，则应按比例绘制，以便检查相邻主轴、刀具、导向装置等是否产生干涉。 (e) 对于标准通用结构，允许只绘外形，标上型号，但对一些专用结构如导向、专用接杆则应绘出剖视图，并标注尺寸、精度及配合 910。加工示意图如图 5 所示。快进 2 3 0左头工作循环工进 9 0快退 3 2 0左头工作循环快进 2 3 0工进 9 0快退 3 2 0图 5 加工示意图机床联系尺寸图机床联系尺寸图是用来表示机床的配置形式、机床各部件之间相对位置关系和运动关系的总体布局图。它是进行多轴箱、夹具等专用部件设计的重要依据。机床联系尺寸图的内容包括机床的布局形式，通用部件的型号、规格动力部件的运动尺寸和所用电动机的主要参数，工件与各部件的主要联系尺寸，专用部件的轮廓尺寸等等。本科毕业设计说明书（论文）第 18 页共 40 页绘制机床联系尺寸图之前，应进行下列工作及其有关计算。选用主轴箱主轴箱的选用是根据零件被加工时同一平面两个水平距离最长的距离而定的。左斜面的两个最长水平的距离为 201面的两个最长水平的距离为 151以要根据 201为参考来确定主轴箱的宽度，再来选取主轴箱。经过选择主轴箱的型号为1面的动力箱，滑台和侧底座的选择与主轴箱的尺寸大小会有关 11。选用动力部件选用动力部件主要指选择型号、规格合适的滑台和动力箱。 (1) 动力箱的选用动力箱主要依据多轴箱所需的电动机功率来选用。多轴箱所需的电动机功率为：附空切进查机械制造装备设计的表得： 8 7孔： P 切 = 空 =?； 4 P 切 = 空 =?； 4 9孔： P 切 = 空 =?。 P 附一般取所传递的 1%。多轴箱传动系统设计之前， P 空无法确定时，则 P 主可由下式估算切主式中：多轴箱传动效率，加工黑色金属时 = 色金属时= 轴数多，传动复杂时取小值，反之取大值。本设计选 = 8 7孔：切主 4 4 7 切主 4 9孔：切主动力箱的电动机功率应大于计算功率，并结合各主轴的要求的转速大小。合理地选定动力箱的电动机功率和型式。据此，选用电动机的型号为用动力箱型号为 1机的功率为 3根据外观的美观等条件选用 1动力箱。本科毕业设计说明书（论文）第 19 页共 40 页 (2) 滑台的选用通常，根据滑台的驱动方式、所需进给力、进给速度、最大行程长度和加工精度等因素来选定合适的滑台 12。 (a) 驱动方式的确定采用液压驱动还是机械驱动的滑台，可以参照通用部件介绍时对液压滑台和机械滑台的性能特点比较，并结合具体的加工要求、使用条件等来确定。本例选用压滑台。 (b) 确定轴向进给力滑台所需的进给力可以按下式计算式中：各主轴加工时所产生的轴向力（ N）。 3 2 0 08400 左进F N 3 8 6 845 1 444 5 3 右进F N 由于滑台工作时，除进F 了克服各主轴外，还要克服滑台移动时所产生的摩擦阻力，因而，所选滑台的最大进给力应大于进F 。 (c) 确定进给速度液压滑台的工作进给系统中采用压力继电器时，实际进给速度还要更大一些。压滑台的工作进给速度范围为 (16 700)mm/ (d) 确定滑台的行程滑台的行程除保证足够的工作行程外，还应留有前备量和后备量。前备量的作用是使动力部件有一定的向前移动的余地，以弥补机床的制造误差以及刀具磨损能向前调整，前备量一般大于 (10 20)以取前备量为 20备量为 100 最后根据滑台的稳定性和美观选择压滑。确定装料的高度装料的高度指工件安装基面至机床底面的垂直距离。组合机床标准中，推荐装料高度为 1060但根据具体的情况，如车间运送工件的滚道的高度，多轴箱最低主轴的高度等因素，在 850 1060设计的装料的高度为 10003。确定侧底座本科毕业设计说明书（论文）第 20 页共 40 页根据装料的高度和滑台的型号还有承受的重量，选用确定夹具轮廓尺寸工件的尺寸和形状是确定夹具底座尺寸的基本依据。确定夹具的底座的尺寸时应考虑工件的定位件、夹紧机构、刀杆导向装置的需求空间，并应满足排屑和安装的需求。一般情况下，加工示意图中已确定工件至导向套的距离和导向套的尺寸。本毕业设计主要确定钻模厚度。钻模厚度应不小于最小导向长度，所以左钻模板的厚度为25钻模板的厚度为 36具的长度为 270 中间底座轮廓尺寸中间底座的轮廓尺寸要满足夹具在其上面联接安装的需求。中间底座长度尺寸根据所选动力部件（滑台，滑座）及配套部件（侧底座）的位置关系确定。同时应考虑多轴箱处于终了位置时，多轴箱与夹具之间应有适当的距离，以便于机床的调整，维修；另外中间底座周边应有不小于 (79 100)排屑或冷却液回流槽。因为本零件有个 350角度，所以要考虑角度的问题。尺寸关系图如图 6 所示。图 6 尺寸关系图如图 7 所示可以得出 L 左 =400+305+20035 L 右本科毕业设计说明书（论文）第 21 页共 40 页 =400+305+25590利用勾股定理和几何比例算出尺寸。机床联系尺寸图如图 7所示。总行程前备量行程后备量总行程后备量行程前备量图 7 机床尺寸联系图生产率计算卡生产率计算卡是反映所设计机床的工作循环过程，动作时间，切削用量，生产率，负荷率等的技术文件。通过生产率计算卡。可以分析拟定的方案是否满足用户对生产率及负荷率的要求。辅切单 60601式中：机床的生产率（件 /h)；本科毕业设计说明书（论文）第 22 页共 40 页 T 单单间工时（ T 切机加工时间，包括动力部件工作进给和死挡铁停留时间 t 停。即停切 T 11 22 33 电动机之间的合理值；分别为三种刀具的进给行程长度（分别为三种刀具的进给量（ mm/ T 停死挡铁停留时间，一般为字动力部件进给停止状态下，刀具旋转 510 转所需的时间（ T 辅辅助时间（包括快进时间、快退时间、工作台移动或转位时间 t 移，装卸工件时间 t 装；即：装移辅 LT 54 式中：分别为动力部件的快进行程长度、快退行程长度（ ; 动力部件的快速移动速度（ mm/ T 移工作台移动或转位时间（一般为 T 装装卸工件时间（一般为 .5 转是 9010r/03r/08r/转进给量 S 转 =r，则转f mm/ 转f mm/ 83 转f mm/ 转电动机 mm/ m 电动机V m 4 010 停t 。 m 停最大切 30204000mm/t 移 =t 装 = 本科毕业设计说明书（论文）第 23 页共 40 页 m i 202305 装移辅 m 辅切单 0601 单 /h。机床负荷率按下式计算：式中： Q 机床的理想生产率（件 /h)； A 年生产纲领（件）；年工作时间（ h)；单班制工作时间 950h；两班制 900h；机床负荷率一般以 80% 90%为宜。机床复杂时取小值，反之取大值。 % 5 0641 0 0 0 0 011。生产率计算卡如图 8所示。本科毕业设计说明书（论文）第 24 页共 40 页被加工零件图号名称材料工序名称序号工步名称安装工件工件定位夹紧滑台快进滑台工进死挡铁停留滑台快退工件松开卸下工件工作行程切速进给量进给量工时汽油机上箱体毛坯种类毛坯重量硬度工序号工进时间辅助时间备注累计单件总工时机床生产率理论生产率负荷率A D C 1 2钻孔800 . 1 50 . 9 4 22 3 0903 2 08 4 0 0 08 4 0 0 00 . 50 . 0 0 30 . 1 1 4 4 0 . 6 2 50 . 0 0 70 . 0 0 40 . 6 2 5 0 . 3 1 70 . 10 . 0 0 36 4 件 / . 1 3 %5 2 件 / 本机床的左右滑台的行程设定的一样，同时进给。2 . 本机床的装卸工件时间取 1 m i n 生产率计算卡本科毕业设计说明书（论文）第 25 页共 40 页 4 夹具设计夹具是机床和工件之间的联结装置，可以使工件相对于机床或刀具获得正确位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一。机床夹具的

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