万向节滑动叉φ39 孔两端面粗铣组合机床总体及主轴箱设计【说明书+10张CAD】【优秀毕业设计资料】【已通过答辩】
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河南理工大学万方科技学院 I 摘 要 组合机床，是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率机床。其特点有：结构紧凑、工作质量可靠、设计和制造周期短、投资少、经济效果好、生产率高等。 本次设计首先针对所要加工的零件入手，对机床进行总体方案设计，进而确定机床的总体布局，随后，对主轴组件进行设计。在设计主轴组件时，以主轴为线索，在满足刚度、精度等要求下，完成其它（如轴承、轴向调节机构、锁紧机构等）所有零件的设计。 关键词 ： 万向节滑动叉 ； 组合机床 ； 主轴 ； 轴承 ； 河南理工大学万方科技学院 by of a of of in to of of of in a to of of 河南理工大学万方科技学院 录 摘 要 . I . 录 . 言 . 1 1 总体方案论证 . 4 艺方案设计 . 4 工设备方案选择 . 5 定总体布局 . 5 2 机床主要技术参数的确定 . 8 定工件余量 . 8 削用量的选择 . 8 定切削力、切削转矩、切削功率 . 9 动参数 . 10 3 组合机床通用部件的选择 . 13 3 1 进给动力部件选择 . 13 3 2 主运动动力部件选择 . 15 运动驱动装置 . 15 用主轴部件选择 . 16 4 组合机床总体设计 . 18 加工零件工序 . 18 工方案 . 19 床总联系尺寸图 . 20 床生产率计算 . 21 5 组合机床主轴设计 . 24 轴的基本要求 . 24 转精度 . 24 度 . 25 磨性 . 25 轴的其他要求 . 26 轴组件的布局 . 26 轴结构的初步拟定 . 28 轴组件的计算 . 28 轴结构图 . 30 6 组合机床主轴箱设计 . 31 轴箱设计的原始依据 . 31 动参数和动力参数的确定 . 31 河南理工大学万方科技学院 2 1 传动系统传动比分配 . 31 6 2 2 计算传动装置的运动和设计参数 . 31 6 2 3 齿轮模数的估算及其叫校核 . 32 6 2 4 轴各参数估算及强度校核 . 36 轴箱的坐标计算 . 48 结 论 . 50 致 谢 . 51 参考文献 . 52 河南理工大学万方科技学院 1 前 言 机械制造业在国民经济中占有重要的地位，是国民经济各部门赖以发展的基础，是国民经济的重要支柱，是生产力的重要组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种生产设备、仪器仪表和工具，而且为制造业包括机械制造业本身提供机械制造装备。机械制造业的生产能力和制造水平标志着一个国家或地区的科学技术水平、经济实力。 机械制造业的生产能力和制造水平，主要取决于机械制造装备的先进程度。机械制造装备的核心是金属切削机床，精密零件的加工，主要依赖切削加工来达到所需要的精度。金属切削机床所担负的工作量约 占机器制造总工作量的40% 60%，金属切削机床的技术水平直接影响到机械制造业的产品质量和劳动生产率。换言之，一个国家的机床工业水平在很大程度上代表着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。 然而，组合机床是根据工件加工要求，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。组合机床的设计，有以下两种情况：其一，是根据具体加工对象的具体情况进行专门设计。其二，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 且一些行业的在完成一定工艺范围的组合机床是极其相似的，有可能设计为通用机床，这种机床称为“专能组合机床”。这种组合机床就不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，而是可以设计成通用品种，组织成批生产，然后按被加工的零件的具体需要，配以简单的夹具及刀具，即可组成加工一定对象的高效率设备。 组合机床是根据工件加工要求，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。组合机床的设计，有以下两种情况：其一，是根据具体加工对象的具体情况进行专门设计。其二，随着组合机床在我国机械行河南理工大学万方科技学院 2 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，而且一些行业的在完成一定工艺范围的组合机床是极其相似的，有可能设计为通用机床，这种机床称为“专能组合机床”。这种组合机床就不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，而是可以设计成通用品种，组织成批生产，然后按被加工的零件的具体需要，配以简单的夹具及刀具，即可组成加工一定对象的高效率设备。 组合机床是一种专用高效自动化技术装备，目前，由于它仍是大批量机械产品实现高效，高质量和经济性生产的关键装备，因而被广泛应用许多工 业生产领域。在大批量生产的机械工业部门，大量采用的设备是组合机床和自动线。因此，组合机床的应用在很大程度上决定了这些部门的生产效率及产品质量，也很大程度上决定了企业产品的竞争力。特别是近 20 年来，随着组合机床的发展，作为组合机床主要用户的汽车和内燃机等行业也有很大的变化，起产品市场寿命不断缩短，品种日益增多且质量不断提高。这些因素同时也有力地推动和激励了组合机床的不断发展。组合机床的发展主要有以下 2 点 :(1) 组合机床品种的发展； (2) 组合机床柔性化的发展。随着科学技术的巨大 进步及社会生产力的迅速提高，夹 具已从一种辅助工具发展成为 工艺装备。然而，一般企业仍习惯于大 于 采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，更新的专用夹具 占用比例很大 ，面夹具的实际磨损量仅 占有小部分 。特别是近年来，加工中心（ ， 数控机床（ ，柔性制造系统（ ， 成组技术（ 等新技术的应用，对机床夹具提出了 新的要求： 地装备新产品的投产， 降低了 生产准备周期， 减少了 生产成本。 有相似性特征的工件。 密加工的 高 精度机床夹具。 于各种现代化制造技术的新型 组合 机床夹具。 进一步提高劳动生产率。 河南理工大学万方科技学院 3 现代机床夹具的发展方向主要表现在以下几个方面： 本次毕业设计的课题是万向节滑动叉 39 孔两端面粗铣组合机床总体及主轴箱设计。根据万向节滑动叉两侧面的位置、加工精度等主要的设计原始数据，设计出技术上先进，经济上合理和工作上可靠的双面粗铣的组合机床。本次设计的组合机床夹具主要对万向节滑动叉两端面的粗铣。 本次设计的组合机床能同时粗铣万向节滑动叉两端面，大大提高了生产效率 ，降低了劳动强度，从而降低了零件的加工成本。 河南理工大学万方科技学院 4 1 总体方案论证 设计机床的第一步，是确定总体方案。总体方案是机床部件和零件的设计依据，对整个设计的影响较大。因此，在拟定总体方案的过程中，必须全面地、周密地考虑，使所定方案技术先进、经济合理。 设计的机床要满足加工要求、保证加工精度；尽可能选用通用件、以降低成本。 艺方案设计 工艺方案的拟订是组合机床设计的关键一步。 组合机床的总体设计要注重工件及其加工的工艺分析，只有制定出先进合理的工艺方案 ,才能设计出先进合理的组合机床。根据指定的加工要求 ,提出若干个工艺方案 ,择其佳者。工艺方案确定了 ,组合机床的结构、性能、运动、传动、布局等一系列问题也就解决了。所以，工艺方案设计是组合机床设计的重要环节。 而且工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此，必须认真分析被加工零件图纸 ,深入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及生产率要求等一些因素。 拟定组合机床工艺方案的一般步骤如下 : 研究加工要求和现场工艺，在制订组合机床工艺方案时，首先要分析 、 研究被加工零件，如被加工零件的用途及其结构特点 、 加工部位及其精度 、表面粗糙度 、 技术要求及生产纲领；其次深入现场调查分析零件的加工工艺方法 、 定位夹紧方式 、 所采用的设备 、 刀具及切用量 、 生产率情况等。 不但切削负荷大，而且工件受力方面变化。因此，正确选择定位基准和夹压部位是保证加工精度的重要条件。 本道工序主要是加工毛坯 ,因此 ,还要对毛坯基准选择考虑有关工序加工余河南理工大学万方科技学院 5 量的均匀性。定位夹紧装置的选择应在有足够的夹紧力下工件产生的变形最小，并且夹具易于设置导 向和能过刀具。 本道工序 :万向节滑动叉两端面 的铣削 。 工设备方案选择 在机械制造业中，金属切削机床占机械设备总台数的 50% 70%，它负担的工作量约占一半左右，其中有 30% 50%的工作量是由组合机床来完成的，同时，机械加工方法是机电产品及零部件生产的主要方法，且机械加工质量又是提高整个产品质量的关键。因此，组合机床的开发、设计，是机械制造行业一项非常重要的工作。组合机床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一种高效专用机床，具有如下特点： ； 于 使用、维护 和 设计、制造 ； 高，劳动强度 降 低； 按工件或工序要求灵活 变换 组成机床自动线，易于改装，加工过程和产品 变化时，通用部件 还具有 重复利用 价值 ； 质 稳定，结构紧凑，机床 消耗 费用低。 由于被加工零件已定型，生产 产品 较大，加工 精度 要求较高，所以必须采用组合机床来进行生产，同时，又是针对双面加工。因此，采用组合机床来进行加工是较适宜、理想的生产方案。 定总体布局 根据上述确定的加工工艺方案，按照工序集中程度和生产批量大小，机床总体布局主要有如下配制型式： 河南理工大学万方科技学院 6 多工位组合机床：主要用于中、小零件加工。生产占地面积大，但生产率高。这种方式若配合工作台的移动和精确定位，可以组成组合机床自动线，则自动化程度和生产率均很高。 各种型式的单工位组合机床，通常可安装一个工件，特别适宜于大、中型箱体类零件的加工。根据配置动力部件的型式和数量，这类机床可分为单面、多面及复合式。这种方式组成灵活，结构简单，由于单工位加工，其机动时间与辅助时间不能重合，因而生产率比多工位机床低。 根据以上所述 , 柴油机气缸体的结构是比较规则的长方体，从装夹的角度来看，卧式平放比较方便， 采用卧式组合机床加平面，有利于排屑， 也减轻了工人的劳动强度。且柴油机气缸体属于中型加工零件，在本次设计中，铣平面工序是主要工序内容。因此为了保证铣平面的加工精度和结合被加工零 件加工特点，卧式 单工位组合机床是较好的选择。 卧式单工位组合机床又可分为卧式单面组合机床，卧式多面组合机床等。若采用卧式单面组合机床，加工两端面需经过两次装夹，增加辅助时间，成本高，生产效率低，工人劳动强度大。因此，采用卧式双面组合机床是合理的选择。其特点：工件安装在夹具里，工件和夹具装在铣削工作台上，刀具相对固定，铣削工作台实现进给运动。生产占地面积小，加工精度高。 机床总体布局图如图 1 河南理工大学万方科技学院 7 图 1床总体布局图 河南理工大学万方科技学院 8 2 机床主要技术参数的确定 机床主要技术参数包括主参数和基本参数，基本参数又包括尺寸参数，运动参数。 定工件余量 型空压机减荷阀体，零件材料为 度 190 210产类型为大批量，铸造毛坯。 查机械制造工艺设计简明手册表 加工余量为 为双边加工 )。 削用量的选择 在组合机床工艺方案确定过程中，工艺方法和切削用量选择是否合理，对组合机床的加工精度，生产率，刀具耐用度，机床的结构形式及工作可靠性均有较大的影响。 组合机床为多轴、多刀、多面同时切削，因此，切削用量比一般万能机床单刀加工低 30%左右。 于多轴箱上同时工作的刀具种类不同且直径大小不同，其切削用量也各有特点。因此，一般先按各刀具选择较合理的切削速度 v(m/和每转进给量 f(mm/r),再根据其中工作时间最长，负荷最重，刃磨较困难的刀具来确定并调整每转进给量和转速，通常用试凑法来满足每分钟进给量相同的要求。参照 1 即 332211河南理工大学万方科技学院 9 择切削用量时要注意既要保证生产批量要求，又要保证刀具一定的耐用度。 削用量时，还须考虑可选动力滑台的性能。 从实际出发，根据加工精度、工件材料、工作条件、技术要求等进行分析，按照经济地满足加工要求的原则，合理的选择切削用量。本次设计中，采用查表法选择加工柴油机气缸体孔的切削用量。 由参考文献 1表 6得， 每齿进给量 z 切削速度 5m/n=000=51000=47r/给速 vf=fn=34 47=320mm/定切削力、切削转矩、切削功率 根据选择的切削用量，确定切削力，作为选择动力部件（滑台）及夹具设计的依据；确定切削扭矩，用以确定主轴及其他传动件的尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电机功率。 切削功率选择 : 由 5m/件材料 :铸铁 z， 20mm/参考文献 4表 动机选择： 由 参考文献 9表 20，电动机型号： 步转速：1000r/载转速： 975r/P 电机 =削切削力的计算 由参考文献 10表 1河南理工大学万方科技学院 10 P=490 z （ 3 式中 N)； 深度 ( 进给量 (mm/z)； 直径 ( 宽度 ( 由前面计算的切削用量得， t=4 z； D=512 B=425 z=34。 将上述数值代入式（ 3 P=490 z =490 34 =) 动参数 机床的运动参数包括主运动转速和转速范围、进给量范围、进给量数列以及空行程速度等。此次设计主要确定主运动的运动参数。 (1)主轴最高，最低转速 按照典型工序的切削速度和刀具 (或工件 )直径、计算主轴最高转速 低转速 计算公式如下： 河南理工大学万方科技学院 11 ， 式中： 主轴最高、最低转速 (r/ 最高、最低切削速度 (m/ 最大、最小计算直径 (根据机械制造工艺金属切削机床设计指导第 69 70 页，可查出以下数据： 查表 最大，最小切削速度： 00 300m/ 取 50m/15 20m/ 取 20m/床的 取使用的刀具最大、最小直径，即： 10 75主轴最高转速为 = 1000 25075 =标准数列值： 000r/低转速为： = 110 201000 =标准数列值： 56r/2)主轴转速的合理排列 河南理工大学万方科技学院 12 最高、最低转速确定后，还需确定中间转速，选择公比，转速级数 Z，则转速数列为： 56r/ , 2 , 1z 查标准数列，取公比 =(1 2) 转速范围： Rn=61000=速级数： Z=n+1= 取 Z=6 由于本次设计的要求，主轴转速级数只需设计四级就能满足要求，故取 Z=4。即： 56， 100, 80, 15 (r/河南理工大学万方科技学院 13 3 组合机床通用部件的选择 通用部件是按标准化、系列化、通用化原则设计制造的组合机床基础部件。我国通用部件不仅具有完整的国家标准，并已贯彻了国际标准，许多标准与国际标准等效。 通用部件按其尺寸大小，可分为大型和小型通用部件；按驱动和控制方式的不同，可分为机械驱动、液压驱动、风动或数控通用部件；按单机和自动线的不同，可分为组合机床和组合机床自动线通用部件；按其功能不同，可分为动力部件、支承部件、控制部件、辅助部件。 3 1 进给动力部件选择 进给动力部件主要为刀具或工件提供进给运动。最新动力部件共有液压滑台、机械滑台、数控滑台、长台面液压滑台、十字滑台、铣削工作台、回转盘等九个品种。 对于组合铣床来说，进给动力部件主要是铣削工作台，其上通常安装夹具或工件。铣削工作台与 1列铣削 头， 1列床身组成铣削组合机床，可用于大走刀强力铣削和高效高精度铣削。 由于待加工的工件的外形尺寸， 由参考文献 2表 取 1铣削工作台，铣削工作台的联系尺寸如下表 4表 4削工作台联系尺寸 型号 B A（台长） C（行程） L 1 30 1600 1600 3180 584 808 888 河南理工大学万方科技学院 14 型 由表 1铣削工作台与传动装置配套及其性能如下表： 表 4铣削工作台与传动装置配套及其性能 型号 传动装置 快进功率 (快进速度(m/工进功率 (工进速度(mm/许用切削功率(141 4 2007 1 导轨与底座铸成一体，底座采用封闭式的箱体结构，采用“米”字形斜肋等，大大提高其结构刚性。 采用一个 V 形导轨和一个平导轨导向，通常铣削力压向导轨面。这种导轨可以提高导向精度和导向刚度，从而保证机床加工精度，提高机床的切削抗振性。例如 1削工作台，大走刀强力铣削功率达到 40能保证切削平稳。 由于结构刚性好，可以使导轨达到较高的加工精度，并且工作台台面较长，以是 V 形导轨导向，从而保证机床的加工粗度，接近平面磨床的水平。 从性能表可以看出，最大的进给速度为 2500mm/践证明：当进给速度为 2080mm/行大走刀强力铣削和高效高精度铣削，切削 性能良好。 传动效率高 采用双螺母可调隙的滚珠丝杠，传动效率比滑动丝杠高一倍，节能效果显著。另外由于间隙可调，可保证切削平稳。 河南理工大学万方科技学院 15 3 2 主运动动力部件选择 主运动部件用来实现组合机床的主运动 切削运动。它安在滑台或其他进给部件的结合面上，通常主轴部件（或多轴箱专用部件）和主运动驱动装置组成的。 运动驱动装置 主运动驱动装置主要有两大类：一类是与通用主轴部件配套使用的主运动传动装置；另一类是与多轴箱 (专用部件 )相配的动力箱。 由于 1列主运动装置具有通用化程度高 ,选配灵活 ,便于生产管理等优点 1列主运动传动装置。它的联系尺寸符合准。 1列主运动传动装置主要有 1111四种 ,特点与用途如下： a 1带传动装置 它采用聚氨脂同步齿形带传动及交换带轮方式变速，具有传动平稳 、 噪声小 、 传动准确及传动效率高等优点。适用于转速要求高的场合，如与镗销头配套 ,适宜对各种工件的半精镗和精镗。 b 1顶置式齿轮传动装置 它适用于中，低速加工场合，如卧式配置时的粗 、 精镗孔。一般适用于卧式配置 。 c 1尾置式齿轮传动装置 它适用于中 、 低速加工，不经常变速的场合，一般配置成立式机床。 d 1手柄变速传动装置 它采用手柄操纵滑移齿轮变速，适用于经常变速场合，一般组成卧式配置的给合机床，加工小批量生产，多品种零件，如粗 、 精镗孔。 由于本组合铣床采用卧式配置形式，因此选用第二种类型 1 1顶置式齿轮传动装置结构大体为 :通用主轴部件的主轴尾部伸入到河南理工大学万方科技学院 16 传动装置的空心轴 V 内，以花键连接。传动装置以轴 V 左端法兰的外圆与主轴部件壳体尾端的内止口配合定位，用四个螺钉紧固 经联轴器，轴 2、 3、 4、 5 及其上的齿轮传动主轴。根据 2、 3 轴间的齿轮传动比的不同配置， 1传动装置分为 A(低速级 )和 B 型 (高速级 )，每组又可通过 3、4 轴间齿轮的不同，得到 8 级转速。润滑泵由轴 2 通过一对齿轮传动，对传动装置中的传动件及轴承进行润滑。 用主轴部件选择 主轴部件又称单轴头或工艺切削头，其端部安装刀，尾部连接传动装置就可进行切削，如进行铣削，镗削，钻削及攻螺纹等加工工序。每种主轴部件均采用刚性主 轴结构。在加工时，刀杆（或刀具）一般不需要导向装置，加工精度主要由主轴部件本身以及滑台（或工作台）的精度来保证。 主轴部件与相应规格的主运动传动装置（跨系列）配套使用。主轴部件配上传动装置安装在动力滑台上，可以组成立式或卧式组合机床。这类机床不设导向装置，夹具结构较简单，机床配置灵活。 主轴部件种类较多，对于组合铣床来说，主要采用 1列铣削头。 1列铣削工作台等进给动力部件配套，可组成各种类型的铣削组合机床。 由切削功率 参考文献 1表 5型号 1 1削头主轴端部尺寸如下表： 表 4削头主轴端部尺寸 型号 d(d1 d2 d3 0.3 b(l1 30 19 45 河南理工大学万方科技学院 17 削头主要性能及参数如下表： 表 4削头主要性能及参数 型号 1 d L2 b2 d1 h 功率(100 800 00 450 50 15; 22 由于所设计的组合铣床选用顶置式齿轮传动 ,所以铣削头联系尺寸如下表： 表 4削头联系尺寸 型号 B 2 L 2 00 450 470 800 200 275 126 型号 5 H 2 165 94 250 468 911 500 河南理工大学万方科技学院 18 4 组合机床总体设计 组合机床总体设计 ,通常是针对具体加工零件，拟订工艺和结构方案，并进行方案图样和有关技术文件设计。并且在选取定加工方法和机床总体布局结构的基础上绘制组合机床“三图一卡”。其内容包括：绘制被加工零件工序图，机床联系尺寸图和进行机床生产率的计算。 绘制给合机床三图一卡，就是针对具体零件，在先定的工艺和结构方案的基础上，进行总体方案图样文件设计 制被加工零件工序图 加工示意图 机床联系尺寸总图和编制生产效率计算等。 加工零件工序 本次设计的组合机床主要对柴油机气缸体两端面的粗铣。在实践中，在大多数情况下，工件 的一个平面，在夹具中不是支承在三个点上，而是支承在四个或者更多一些的支承点上，有时放在两条长的支承板上，这样可以提高“机床 刀具 统的刚性，避免夹压力和切削力超出支承点，引起工件的弹性变形，这种变形不仅影响加工精度，还会引起振动 ,严重时造成刀具的折断。 此被加工零件的顶 ,底面是较光滑的，因此采用万向节滑动叉的下底面作为定位基准。 定的工艺方案，定本机床的加工内容，加上必要的说 明而绘制的，它是组合机床设计的主要依据，也是制造 使用 检验和调整机床的重要技术文件。它的要求如下： 河南理工大学万方科技学院 19 夹压部位及夹压方向，以便依次进行夹具定位支承 夹紧 导向装置的设计。 精度 表面粗糙度 形状位置尺寸精度及技术要求，还包括本道工序对前道工序提出的要求。 设计有关的技术指标如下： 187255 余尺寸及相应光洁度为前序保证； 4 工方案 零件的加工方案要通过加工示意图反映出来，加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程 工件 夹具 刀具等机床各部件间的相对位置关系。因此，加工示意图是组合机床设计的主要图样之一。在总体设计中占据重要地位。其主要内容为： 切削用量及工作循环。 数量 结构 尺寸。 格尺寸及外伸长度。 向装置，刀杆托架等。 接杆 夹具与工件之间的联系尺寸 ,配合及精度。 加工示意图的画法如下： 按比例用细实线绘出工作加工部位和局部结河南理工大学万方科技学院 20 构的展开图。加工表面用粗实线画。为简化设计，相同加工部位的加工示意图只需表示其中之一，亦即同一多轴箱上结构尺寸相同的主轴可只画一根。 加工示意图上，主轴分布可不按真实距离绘制。 具应处于加工终了位置。标准的通用结构只画外轮廓，但需加注规格代号。 床总联 系尺寸图 机床总联系尺寸图用来表示机床各组成部件的相互装配联系和运动关系，可用以检验：机床各部件相对位置及尺寸联系是否满足加工要求；通用部件的选择是否合适；并为进一步开展多轴箱，夹具等专用部件的设计提供依据。总联系尺寸图，它表示机床的配置型式及总体布局。 明机床的配置型式及总体布局，主视图应与机床实际加工状态一致。 反映各部件的联系尺寸，专用部件的主要轮廓尺寸，运动部件的极限位置及行程尺寸，必须完整齐全，至于各部件的详细结构不必画出，留在具体设计部件时完成。 联系尺寸图上应标注通用部件的规格代号，电动机型号，功率及转速，并注明机床部件的分组情况及总行程。 确定机床的装料高度 H 装料高度一般是指工件安装基面至地面的垂直距离。考虑刚度，结构要功能和使用要求等因素，新颁国家标准装料高度为 1060国际标准 致。实际设计时常在 8501060 之间选取。 由 于铣削工作台高度为 700具体高度为 220装料高度为 河南理工大学万方科技学院 21 H=70020 确定侧床身 侧床身为 号，其高度 H=950度 B=470度 L=930 图 5床总联系尺寸图 床生产率计算 根据加工示意图所确定的工作循环及切削用量等，就可以计算出机床生产率度编制生产率计算卡。组合机床生产率计算卡 是按一定格式要求编制的，反映零件在机床上的加工过程，工作时间 ,机床生产率，机床负荷率的简明表格。它是用户验收机床生产效率的重要依据。 理想生产率 Q（单件为件 /h）是指完成年生产纲领 A（包括备品及废品率）所要求的机床生产率。它与全年工时总数 关，一般情况下，单班制取 2350h,两班制取 4600h,则 Q= （ 5 有已知条件知， A=65000 件， 600h 则 由式（ 5 河南理工大学万方科技学院 22 Q=460065000=） 1 实际生产率（单位为件 /h）是指所设计机床每小时实际可生产的零件数量。则 单 （ 5 式中， T 单 生产一个零件所需时间（ 可按下式计算： T 单 =t 切 +t 辅 =(1122t 停 )+（退快进 + t 移 +t 装卸 ）（ 5 式中 别为刀具第 第 工作进给长度，单位为 别为刀具第 第 工作进给量，单位为 mm/ t 停 当加工沉孔 止口 锪窝 倒角 光整表面时，滑台在死挡铁上的停留时间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转 510 转所需的时间，单位为 L 快进 L 快退 分别为动力部件快进，快退行程长度，单位为 力部件快行程速度。用机械动力部件时取 56m/液压动力部件时取 310m/ t 移 直线移动或回转工作台进行一次工位转换时间，一般取 0。 1 t 装卸 工件装 万向节滑动叉毛坯图 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）开题报告设 计 题 目：“万向节滑动叉”端面铣削组合机床设计 学 生： 曹 凡 专 业： 08机制4班 学 号： 0828080097 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）开题报告题目名称“万向节滑动叉”端面铣削组合机床设计学生姓名曹 凡专业班级08机制四班学号0828080097一、 选题的目的和意义：1.目的组合机床一种专用高效自动化技术设备，目前由于它仍是大批量机械产品实现高效，高质量和经济生产的关键设备，因而被广泛应用于许多工业生产领域。组合机床的广泛使用避免了采用并列的双工位或设置双线的，即对决定自动线节拍的，工序时间最长的加工工序要通过并联两个相同的加工工位，如果限制工序较多时要通过采用两条相同的自动线来平衡自动线系统的加工节拍。组合机床总体设计，方案的图纸表现形式为：三图一卡设计，包括被加工零件的工序图，被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台组合机床或自动线完成的工艺内容，加工部位尺寸，精度，表面粗糙度及技术要求，加工用定位基准，夹压部位及被加工零件的材料，硬度，重量和在本道程序加工前毛胚或半成品情况的图纸。它不能用用户提供的产品图纸代替，而须在原零件图基础上，突出本机床或自动线的加工内容，加上必要的说明而绘制的。它是组合机床设计的主要依据，也是制造，使用，检验和调整机床的重要技术文件。零件加工的工艺方案要通过加工示意图反映出来。加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具，辅具的布置状况以及工件，夹具，刀具等机床各部件间的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等。加工示意图是组合机床设计的主要图纸之一，在总设计中占据重要地位。联系尺寸图用来表示机床各组成部件的相互装配联系和运动关系，以检查机床各部件相对位置及尺寸联系是否满足加工要求，通用部件的选择是否合适，并为进一步开展多轴箱，夹具等专用部件，零件的设计提供依据。毕业设计是机械加工技术课程教学的一个不可或缺的辅助环节。它是学生全面综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。它对于培养学生编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，为以后搞好毕业设计和到工厂从事工艺与夹具设计具有十分重要的意义。本课程设计的目的在于： (1)培养学生综合运用机械制造工艺学及相关专业课程(工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削加工及装备等)的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件的工艺规程的能力。 (2)能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计保证加工质量的高效、省力、经济合理的专用夹具的能力。 (3)使学生熟悉和能够应用有关手册、标准、图表等技术资料，指导学生分析零件加工的技术要求和本企业具备的加工条件，掌握从事工艺设计的方法和步骤。 (4)进一步培养学生机械制图、设计计算、结构设计和编写技术文件等的基本技能。 (5)培养学生耐心细致、科学分析、周密思考、吃苦耐劳的良好习惯。 (6)培养学生解决工艺问题的能力，为学生今后进行毕业设计和去工厂从事工艺与夹具设计打下良好的基础。2.意义（1）组合机床是一项发展投资少、见效快的低成本自动化技术，它的兴起会带动我国企业的发展，为市场经济带来明显的效益。（2）组合机床的发展促进了我国工业的自动化程度的日益完善，同时带来技术和装备上的革新。（3）组合机床的使用能够使生产过程全盘自动化，全面提高生产效率和产品质量，大幅度的节省了劳动力。（4）组合机床上的标准零件和通用部件占全部机床零件总量的70%-80%，设计周期短，易于改装和维修。（5）组合机床的运行迎合了市场产品品种多样化，流动性和变通性大的特点。二、 国内外研究综述：在国外，近十年来，许多汽车制造厂商都在推行并行政策，并有不少组合机床制造厂与汽车厂密切合作应用这一方法来加速专用装备的设计制造。例如：美国的Ingersoll和lamb,德国的grob和Ex-cell-o等公司都应用并行工程分别为一些汽车厂设计制造了众多的缸体，缸盖和变速箱等加工自动线，取得了较好的技术经济效益。借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备，在发展现代机械自动化技术时，若以原有的设备为主，合理调整机床布局，添加少量的数控设备，引入CADCAM技术，充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性，共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统，为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。另外我国组合机床自动线技术也取得了长足进步，自动线在加工精度、生产效率、利用率、柔性化和综合自动化等方面的巨大进步，标志着组合机床自动线技术发展达到的高水平。自动线的技术发展，刀具、控制和其它相关技术的进步以及用户需求变化起着重要的推动作用，综上所述，我国组合机床的发展应用自动化技术，不但要起点高，瞄准世界先进水准，包括国际领域内已展露锋芒的某些新技术，而且必须包括各种灵活的低成本、见效快的自动化技术，坚持提高与普及相结合的方针，我国的机械自动化技术发展应用才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路。在我国完成无人化的工厂将恐怕不是机械制造业的主要发展模式，也不是机械自动化技术发展应用当务之急的事。这就是中国的机械自动化技术发展之路。三、 设计所用的主要技术与方法：本次组合机床采用单工位组合机床，又由于立式机床加工时，切削易落入导向，影响机床加工精度，并加速导向的磨损，采用卧室组合机床。总结之，采用卧式单工位组合机床。布局上从左至右依次为动力头、主轴箱、夹具体。动力头与主轴箱放置在液压滑台上，并随液压滑台一起滑动，而零件固定在夹具上是不动的。其中液压滑台及动力头参阅组合机床设计有关资料选用标准件。主轴箱设计为有两根外伸主轴的结构，同时扩两个滑动拨叉，以加大生产效率，同时也是为了结构更加紧凑。主轴采用刚性的，刀具工作时须由导向来引导，导向上连接有活动钻模板，而箱体是选用标准。夹紧结构采用长V形块加一定位销来定位，夹具是采用液压夹紧。由压力源，油箱，油缸，弹簧，卸荷阀组成。当压力油输入油缸时，活塞杆则顶起压板而将工件夹紧。四、 主要参考文献与资料获得情况：1袁哲俊，刘华明主编.金属切削刀具设计手册. 北京：机械工业出版社，20082 组合机床编写组.组合机床讲义(第1版)M.北京：国防工业出版社，1972年4月3范云涨，陈兆年.金属切削机床设计简明手册(第1版)M.北京：机械工业出版社，1994年7月4 梁炳文 机械加工工艺与窍门精选M.北京：机械工业出版社，19975 于骏一 典型零件制造工艺M.北京：机械工业出版社，19906 黄鹤汀.机械制造装备(第1版)M.北京：机械工业出版社，2004年7月8 邱宣怀等.机械设计(第4版)M.北京：高等教育出版社，1997年7月9 金属切削机床设计编写组，吉林工业大学，吉林工学院，东北工学院.金属切削机床设计上、下册(第1版).上海：上海科学技术出版社，1979年11月五、 毕业设计进度安排第1周：查阅资料，借资料，考虑方案如何进行，完成开题报告。第2-6周：绘制装配草图，考虑机床布局形式，部件构成。第7-10周：构思详尽方案，绘制正式装配图，包括左、俯及正视图。第11-13周：画零件图，第14-15周：编写设计说明书一份，包括从总体设计开始的论证，传动系统，进给系统，变速机构还有动力设计。第16周：答辩审核，正式出图。六、 指导教师审批
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