该方案是汽车变速箱两端面液压双头组合铣床的设计，根据汽车变速箱两侧面的位置、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。组合机床的加工精度基本上是由夹具来保证的,因此它与一般机床夹具不同。本次设计的组合机床夹具主要对汽车变速箱两端面的粗铣，因此采用面两销定位方式,即利用零件上的一个平面和该平面上的两个孔作为定位基准。一个孔插圆柱销,另一个孔插菱形销。这种定位方法保证了理论上的六点定定位原则(平面上三个点,圆柱销两个点和菱形销一个点)。

要设计出这种组合机床，要先对汽车变速箱体结构进行工艺性分析,确定整体的设计方案，提出一到两种可行性比较高的初步设计方案；根据目前所提供的工况条件，每天的工作时间、强度等对初步设计方案进行论证，最后根据论证结果选择最合适的设计方案；再进行组合机床方案图样文件设计：被加工零件加工工序图，加工示意图，机床联系尺寸图以及生产率计算卡。

本次设计的组合机床能同时粗铣汽车变速箱体的两端面，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。

机床联系尺寸图.png

加工示意图.png

液压系统图.png

主轴箱.png

内容简介：: 毕业设计（论文）英文文献翻译学生姓名：林圣镇学号： 0615011106 所在系部：机械工程系专业班级： 06制 1 指导教师：周国柱 (教授 ) 日期： 2010 年 5 月被加工零件图号坯种类铸件名称汽车变速箱两端面液压双头组合铣床的设计毛坯重量 15料灰铸铁硬度序名称粗铣前后端面工序号 15 序号工序名称被加工件数量加工长度（工作行程（切削速度（ m/ 转速（ r/ 进给量（ mm/ 机动时间辅助时间共计 1 装卸工件 1 左滑台铣端面快进 310 6300 刀左端面 20 110 60 2 2 快退 630 6300 右滑台铣端面快进 310 6300 对刀铣右端面 20 110 60 2 快退 630 6300 备注装卸工件时间取决于操作者的熟练程度。本机床计算时安装卸一次为算。共计位工时床生产率 /小时机床负荷率 71% of he is a of a of of It be a (or (1) on of 0 of is (2) a of (3) is (4) in of on of (5) of to In of be (6) to in to to of of (1) of a 0% 20% of t (2) a of it is a is a .2 is of in in of of be a of To of on to of be (1) (2) (3) 4) of or of in or on do to or of (1) of (2) of on in (3) of or of In it to in of (4) of On in is in is of be a be a (1) by by (2) in on be of at or of 130 of be is of of is in .4 n in to in To he of of to of ta in At dc so as to by to of of is of is 2 0 30 is to of to In to of of of ow is a a of is to to as of ow in a of 1, In to t is is is of is to to of of in of of In of of be on a of a of a of of of n to to by of of to to be as of to be of 组合机床的研究与发展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专用机床。它能够对一种（或多种）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、铣削、磨削及滚压等工序，生产效率高，加工精度稳定。组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点： (1)组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的 7080%，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。 (2)由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因而比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。 (3)组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，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、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人的技术水平要求不高。 (5)当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部部件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。 (6)组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。组合机床虽然有很多优点，但也还有缺点： (1)组合机床的可变性较万能机床低，重新改装时有 10%20%的零件不能重复利用，而且改装时劳动量较大。 (2)组合机床的通用部件不是为某一种机床设计的，它是具有较广的适应性。这样，就使组合机床的结构较专用机床稍为复杂些。合机床的分类组合机床有大型组合机床与小型组合机床两大类，它们不仅在体积和功率上有大小之别，而且在结构和配置型式等方面也有很大的差异。这里主要说明大型组合机床的配置型式。大型组合机床的配置型式可分为三大类：有固定式夹具的单工位组合机床这类组合机床夹具和工作台都固定不动。动力滑台实现进给运动，滑台上的动力箱实现切削主运动。根据动力箱和多轴箱的安置方式不同，又可分为以下几种： (1)卧式组合机床（动力箱水平安装）； (2)立式组合机床（动力箱垂直安装）； (3)倾斜式组合机床（动力箱倾斜安装）； (4)复合式组合机床（动力箱具有上述两种以上的安装状态）。有移动式夹具的（多工位）组合机床这类组合机床的夹具安装在直线移动工作台或回转工作台上，并按照一定的节拍时间作间歇移动或转动，使工位得到转换。这类机床的配置型式，常见的有以下四种。 (1)具有移动工作台的机床，这类机床的夹具和工件可作直线往复移动。 (2)具有回转工作台的机床，这种机床的夹具和工件可绕垂直轴线回转，在回转工作台上每个工位通常都装有工件。 (3)鼓轮式机床，这种机床的夹具和工件可绕水平轴线回转。此种机床一般为卧式单面或卧式双面，而较少采用三面配置。此外也有辐射式的，它除了安装卧式动力部件外，还在垂直于鼓轮回转的平面上安装动力部件。 (4)中央立柱式机床，这种机床具有台面直径较大的环形回转工作台。在工作台中央安装立柱，立柱上安装动力部件，而在工作台的周围还安装有卧式动力部件，工件和夹具则安装在回转工作台上，这种机床一般都是复合式的。塔多轴箱式组合机床转塔多轴箱式组合机床分为两类：单轴转塔动力头式组合机床和多轴转塔头式组合机床。前者转塔头的每个结合面可安装一个刚性主轴。后者转塔头的每个结合面可安装一个多轴箱。这种机床一般配置型式有： (1)转塔式多轴箱只实现切削运动，被加工零件安装在滑台上，由滑台实现进给运动； (2)转塔式多轴箱安装在滑台上，转塔式多轴箱既实现切削主运动又实现进给运动。其中，转塔多轴箱式组合机床可能组成双面式或三面式，同时对工件的两、三个平面进行加工。合机床的工艺范围组合机床可完成的工艺有铣平面、刮平面、车端面、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、攻丝、倒锪窝、钻深孔、切槽等。随着综合自动化技术的发展，组合机床可完成的工艺范围也在不断扩大，除了上述工艺外，还可完成车外圆、车锥面、车弧面、切削内外螺纹、滚压孔、拉削内外圆柱面和平面、磨削、抛光、珩磨，甚至还可以进行冲压、焊接、热处理、装配、自动测量和检查等。合机床的发展方向近几年组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器、缝纫机、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。我国在组合机床及其自动线上将获得较快的发展，其发展方向为：高通用部件的水平衡量通用部件水平的主要标准是：品种规格齐全，动、静态性能参数先进，工艺性好，精度高和精度保持性好。目前应注意开发适应强力铣削的大功率动力滑台，高精度镗削头和高精度滑台，以及适应中、小批生产的快调、速换动力部件和支承部件。机械驱动的动力部件具有性能稳定，工作可靠等优点。目前，机械驱动的动力部件应用了交流变频调速电机和直流伺服电机等，使机械驱动的动力部件增添了新的竞争能力。动力部件采用镶钢导轨、滚珠丝杠、静压导轨、静压轴承、齿形皮带等新结构，支承部件采用焊接结构等。由于提高了部件的精度和动、静态性能，因而使被加工的工件精度明显提高，表面粗糙度减小。高生产率目前组合机床及其自动线的生产率不断提高，循环时间一般是 12分钟，有的只用 1030秒。提高生产率的主要方法是改善机床布局，增加同时加工的刀具，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。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。除过去完成平面铣削、钻孔、扩孔、锪孔、攻丝、粗镗孔外，现在已扩大到能完成车削、磨削、拉削、精镗以及非切削加工（如检查、自动装配、清洗、试验以及打印分类等）工序。高加工精度现在在组合机床及其自动线上又纳入了很多精加工工序，如进行 1 级精镗，保证孔加工位置度在米。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，保证调刀不停车。高自动化程度目前组合机床及其自动线发展十分迅速，越来越多的组合机床用于组成自动线，组合机床本身则是全自动方向发展的。为此，重点是解决工件夹压自动化和装卸自动化。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率，近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。除早期发展的多品种、成组加工的组合机床及其自动线外，还创造了自动换刀和自动更换多轴箱的组合机床，还有用于加工中小批生产箱体零件的可自动更换对多轴箱的组合机床。用一台这样的机床就能完成一种工件的全部工序加工，能起到一条流水线的作用。特别是数字程序控制的发展，为发展这种机床创造了更有利的条件。制超小型组合机床为了适应仪器仪表工业小箱体加工需要，创制超小型组合机床是必需的。这种机床多由超小型气动液压头配置而成，体积小，效率高，并能达到高的加工精度。展专用组合机床及其自动线随着组合机床技术的发展，过去一直被认为需按具体加工对象专门设计，而是可以作为通用品种进行成批生产的，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效机床。阅读书目 1 章宏甲压传动 M. 北京 :机械工业出版社 2 大连组合机床研究所编 M北京 :机械工业出版社 3 大连组合机床研究所编 M机械工业出版社 4 彭文生等主编机械设计 M华中理工大学出版社 5 唐增宝等主编机械设计课程设计 M华中理工大学出版社 6沈阳工学院等编 M. 上海 : 上海科学技术出版社 7 大连组合机床研究所编 M北京 :机械工业出版社 8金属切削机床设计 . 上海 :上海科学技术文献出版社 M9金属切削机床 (下册 ). 北京 :机械工业出版社 M10赵大兴等主编 M11 左健民主编机械工业出版社 M 毕业设计（论文）汽车变速箱两端面液压双头组合铣床的设计学生姓名：林圣镇学号： 0615011106 所在系部：机械工程系专业班级： 06制 1 指导教师：周国柱教授日期： 2010 年 5 月 of y 010 i 摘要本课题设计一台粗铣汽车变速箱两端面液压双头组合铣床 ,主要完成组合铣床的总体设计、主轴箱及设计及其液压部分的设计。根据汽车变速箱的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度及生产率等要求，确定该机床为双工位卧式组合机床；考虑工件尺寸精度，表面粗糙度，切屑的排除及生产率等因素，选用硬质合金套式面铣刀；根据工件的尺寸、特点及其材料选择切削用量；然后 ,再经过切削用量来确定组合机床的通用部件；最后进行组合机床的总体设计。由于是粗铣柴油机汽缸体两端面 ,则夹具的设计采用 “ 一面两销”定位 , 液压夹紧，一次装夹加工柴油机汽缸体的两个端面，保证了加工精度，提高了生产效率。在设计之中，尽量选用通用件，减少了制造成本，增加了经济效益。通过本次设计可以达到效果是：所设计的组合铣床和夹具能满足其工作状态的质量要求 ,使用时安全可靠 ,易于维修。关键词：组合铣床汽车变速箱铣刀主轴箱 a of of to of to of so on of to of at an to be to to to as as to as at its to I 目录摘要 . I . 引言 . 5 2 总体方案论证 . 5 加工零件分析 . 5 艺方案的制定 . 5 工设备方案选择 . 6 定机床总体布局 . 6 3 切削用量的选择及计算 . 8 削刀具的选择 . 8 削用量的选择 . 8 削力、切削转矩、切削功率的确定 . 9 4 组合机床总体设计 . 12 加工零件工序图 . 13 工示意图 . 14 床联系尺寸图 . 15 力部件的选择 . 15 台及相配底座的选择 . 15 定机床的装料高度 H . 16 床生产率计算卡 . 16 想生产率 Q . 16 际生产率 . 17 床负荷率负 . 18 写机床生产率计算卡 . 19 5 主轴箱设计 . 21 轴及传动轴结构设计 . 21 轴箱传动计算 . 23 动比分配 . 23 动系统设计及齿轮的排布 . 24 轴箱的润滑及油泵轴的确定 . 26 的计算及主轴校核 . 26 轮的校核 . 29 承的选择与校核 . 32 6 液压系统设计 . 35 载分析 . 35 载图和速度图的绘制 . 36 压缸主要参数的确定 . 36 定液压系统原理图 . 40 压系统的工作要求的确定 . 40 定液压系统图 . 40 算和选择液压元件 . 44 定液压泵的最高工作压力 . 44 定液压泵流量 . 44 择液压泵规格 . 44 类元件的选择 . 45 管的确定 . 45 定其它辅助装置 . 46 热及油箱容量计算 . 46 结论 . 47 致谢 . 48 参考文献 . 49 3 1 引言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。近 10 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。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。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。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；它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。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，机床上的标准零件和通用部件占全部机床零件总量的 70%设计周期短，易于改装和维修。 4 本次毕业设计的课题是汽车变速箱两端面铣削液压组合机床设计。根据汽车变速箱两侧面的位置、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。组合机床的加工精度基本上是由夹具来保证的 ,因此它与一般机床夹具不同。本次设计的组合机床夹具主要对汽车变速箱两端面的粗铣，因此采用面两销定位方式 ,即利用零件上的一个平面和该平面上的两个孔作为定位基准。一个孔插圆柱销 ,另一个孔插菱形销。这种定位方法保证了理论上的六点定定位原则 (平面上三个点 ,圆柱销两个点和菱形销一个点 )。要设计出这种组合机床，要先对汽车变速箱体结构进行工艺性分析 ,确定整体的设计方案，提出一到两种可行性比较高的初步设计方案；根据目前所提供的工况条件，每天的工作时间、强度等对初步设计方案进行论证，最后根据论证结果选择最合适的设计方案；再进行组合机床方案图样文件设计：被加工零件加工工序图，加工示意图，机床联系尺寸图以及生产率计算卡。本次设计的组合机床能同时粗铣汽车变速箱体的两端面，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。 5 2 总体方案论证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。因此根据上述要求和汽车变速箱体的加工特点来确定设计方案。加工零件分析被加工零件：汽车变速箱体材料：度：年产量： 70000 件加工部位：两端面加工要求：汽车变速箱体两端面糙度度被加工到 6.3 m ，两端面尺寸至371 艺方案的制定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： 1分析、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。 2定位基准和夹压部位的选择组合机床一般为工序集中的多刀加工，不但 6 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量的均匀性。定位夹压部位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：粗铣汽车变速箱体两端面。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： 1 生产率高； 2 加工精度稳定； 3 研制周期快，便于设计、制造和使用、维护； 4 自动化程度高，劳动强度低； 5 配置灵活，可按工件或工序要求灵活组成机床自动线，易于改装，产品或工艺变化时，通用部件还可以重复利用； 6 使用稳定，结构紧凑，机床费用低。由于被加工零件已定型，生产批量较大，加工要求较高，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。定机床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： 1 多工位组合机床多工位组合机床：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。 7 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 , 汽车变速箱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。且汽车变速箱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。 8 3 切削用量的选择及计算削刀具的选择在生产线上，由于铣削平面的走刀长度一般比孔加工的走刀长度长的多，为了提高切削用量应采用硬质合金套式面铣刀。由参考文献 3，粗齿中齿细齿面铣刀刀片材料为铸铁 )及钢 )，密齿面铣刀刀片材料为铝合金面铣刀刀片材料为由加工箱体外形尺寸，结合参考文献 4表 14体端面为 371 大平面，以及被加工零件材料为此选用刀片材料为盘直径为 315硬质合金套式面铣刀。又因为本道工序是粗铣，粗糙度要求不高，选中齿铣刀。齿数选择由参考文献 3表 7中齿铣刀的齿数为 18。故设计的组合铣床选择的刀具为：硬质合金套式中齿面铣刀，材料为数为 18。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。在大多情况下，组合机床为多轴、多刀、多面同时切削，为尽量减少时间和刀具的损耗，保证机床生产率及经济效果，因此，切削用量比一般机床单刀加工低 30%左右。组合机床通常用动力滑台来带动刀具进给，由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。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， 9 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汽车变速箱体体量端面的切削用量。由参考文献 4表 14得：铣削深度为 2这里取铣削深度削速度为 50铣削速度 10m/齿进给量 mm/z，取 z 主轴转速 n=000=101000 = 取 n=111.2 r/ 进给速度： 60mm/削力、切削转矩、切削功率的确定根据选择的切削用量，确定切削力，作为选择动力部件（滑台）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。从不同的工作循环，现分两种方案进行讨论。方案：进料加工下料具体的加工过程：首先工件进料，溜板箱快速进给，然后工件进行加工（工进），最后工件直接下料。备注：需要 2 个操作工即可完成进料、出料的工作，不需要退刀方案：进料加工退刀下料具体的加工过程：首先工件进料，溜板箱快速进给，然后工件进行工进（即加工工件），再两主轴往外移动一点（实现退刀），最后溜板箱回到原位，工件下料。备注：只需 1个操作工即可完成进料、出料的工作，需要退刀。 10 方案分析：方案：优点：机床结构较简单，生产周期较快，效率高，易融于自动生产线上利用缺点：需要 2 个操作工即可完成进料、出料的工作，人力投资比较大。方案：优点：需要的人力资源较少缺点：由于考虑退刀，故机床结构较复杂，生产周期较慢，效率不高整体综上分析，由于现代组合机床用于自动生产线上，故本次选方案。方案铣削力的计算：由参考文献 13表 4 F=513 z K （ 3 式中 N)；铣削深度 ( 每齿进给量 (mm/z)； K= 0 . 5 5 0 . 5 51501 9 0 1 9 0H B S =前面计算的切削用量得， z； D=315 z=18。将上述数值代入式（ 3： F=513 z K =513 18 8343(N) 切削功率： 11 P 切 = / 1000343 11060/1000=轴转矩： T= 106 P/n =106 12 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，加工示意图和编制机床生产率计算卡等。加工零件工序图本次设计的组合机床主要对汽车变速箱体两端面的粗铣。因此采用一面两销定位方式，即利用零件上的一个平面和该平面上的两个孔作为定位基准。一个孔插圆柱销，另一个孔插菱形销。这种定位方法保证了理论上的六点定定位原则 (平面上三个点 ,圆柱销两个点和菱形销一个点 )，但是在实践中，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。由于本次的加工的工序是在加工好汽车变速箱体顶底面的情况下进行的，因此被加工零件的顶、底面是较光滑的，因此采用汽车变速箱体的下底面作为定位基准，再在该面钻两个销孔，这样就保证了理论上的六点定位原则。被加工零件图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。它的要求被加工零件的形状和主要轮廓尺寸及与本机床设计有关的部位的结构开头及尺寸相符。加工用定位基准、夹紧部位及夹紧方向，以便依次进行夹具定位支承、夹紧、导向装置的设计。本道工序加工部位的尺寸、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。本组合机床以汽车变速箱体为加工对象进行设计，对工序图简要说明及与本机床设计有关的技术指标如下： 1定位方法：采用一面两销定位方式，即利用汽车变速箱体底面和该平面上的两个孔作为定位基准。一个孔插圆柱销，另一个孔插菱形销； 13 2 零件材料： 3硬度： 4方框内尺寸及相应粗糙度为本机床所保证，其余尺寸及相应光洁度为前序保证； 5单边加工余量：本汽车变速箱体的被加工零件工序图如下：图 4加工零件工序图工示意图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中工件、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： 1反映机床的加工方法，切削用量及工作循环。 2决定刀具类型、数量、结构、尺寸。 14 3决定主轴的结构类型，规格尺寸及外伸长度。 4选择标准或设计专用的接杆，浮动卡头，导向装置，刀杆托架等。 5标明主轴、接杆、夹具与工件之间的联系尺寸，配合及精度。加工示意图的画法有如下要求： 1加工示意图的绘制顺序是：先按比例用细实线绘出工作加工部位和局部结构的展开图。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，即同一主轴箱里结构尺寸相同的主轴可只画一根。 2一般情况下，在加工示意图上，主轴分布可不按真实距离绘制。 3主轴应从多轴箱端面画起。刀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。本组合机床加工示意图如下：图 4床加工示意图床联系尺寸图机床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，并为进一步开展主轴箱等专用部件的设计提供依据。联系尺寸图，它表示机床的配置型式及总体布局。绘制机床联系尺寸图有以下要求： 15 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，可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。力部件的选择由于功率损耗，取 = = 切P=功率储备系数为 12%， =1+12%） = 取由参考文献 4表 5得：选用 1力箱；选用电动机型号：同步转速 n=1470r/出轴转速 30 r/P 电机 = 台及相配底座的选择根据选定量及工作行程和工件尺寸大小，由参考文献 4表 5知应选择1，相应的侧底座为 1 表 5型号台面宽度台面长度行程快进速度(m/工进速度(mm/最大进给力（ N） 100 1000 型 630 02000 16 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。由于滑台高度为 400台底座高度为 630具底座高度为 220装料高度为： H=4003020250 图 4床总联系尺寸图床生产率计算卡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。想生产率 Q 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： 17 Q= 有已知条件知， A=70000 件， 600h 则由上式得 Q=460070000=）际生产率际生产率（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 =(11t 停 )+（退快进 + t 移 +t 装卸）式中分别为刀具第工作进给长度，单位为分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，单位为动力部件快行程速度。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 装卸工件装卸（包括定位或撤消定位夹紧或松开清理基面或切屑及吊运工件等）时间。它取决于装卸自动化程度工件重量大小装卸是否方便及工人的熟练程度。通常取由已知条件知， 20 60mm/ 18 t 停 =0； L 快进 =310 t 移 = L 快退 =3102030 300mm/ t 移 = t 装卸 = 所以，由公式得： T 单 =160320+6300630310 + 则实际生产率为： /h）由于，即机床实际生产率满足理想生产率，则所选择的切削用量符合机床设计。床负荷率负当，机床负荷率为二者之比。即：负 =1 71% 对照组合机床设计简明手册表 3，负荷率满足组合机床要求。（组合机床负荷率一般在。 19 写机床生产率计算卡被加工零件图号坯种类铸件名称汽车变速箱两端面液压双头组合铣床的设计毛坯重量 15料灰铸铁硬度序名称粗铣前后端面工序号 15 序号工序名称被加工件数量加工长度（工作行程（切削速度（ m/ 转速（ r/ 进给量（ mm/ 机动时间辅助时间共计 1 装卸工件 1 左滑台铣端面快进 310 6300 刀左端面 20 110 60 2 2 快退 630 6300 右滑台铣端面快 310 6300 20 进 5 对刀铣右端面 20 110 60 2 快退 630 6300 备注装卸工件时间取决于操作者的熟练程度。本机床计算时安装卸一次为共计位工时床生产率 /小时机床负荷率 71% 21 5 主轴箱设计多轴箱是组合机床的重要专用部件。它是根据加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置、切削用量和主轴类型设计的传递个主轴运动的动力部件。其动力来自通用的动力箱，与动力箱一起安装于进给滑台，可完成钻、扩、较、镗、铣等加工工序。多轴箱由通用零件如箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构组成。目前主轴箱设计有一般设计法和电子计算机辅助设计法两种。在此用一般设计方法设计多轴箱。一般设计法的顺序是：绘制多轴箱设计原始依据图；确定主轴结构、齿轮齿数

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