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拖拉机变速箱盖钻扩组合机床设计【6张CAD图纸+毕业论文】

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拖拉机变速箱盖钻扩组合机床设计

34页 14000字数+论文说明书+任务书+6张CAD图纸【详情如下】

A0_夹具总装图.dwg

A0加工示意图.dwg

A1_被加工零件工图.dwg

A1_被加工零件工序图.dwg

任务书.doc

图A0机床联系尺寸图.dwg

外文翻译--蚁群优化—冲压激光组合机床的最佳工艺设计方法.doc

小论文.doc

拖拉机变速箱盖钻扩组合机床设计开题报告.doc

拖拉机变速箱盖钻扩组合机床设计说明书.doc

机床生产率计算卡.dwg

目   录

1  前言……………………………………………………………………………  1

1.1  课题的意义…………………………………………………………………  1

1.2  国内外发展现状……………………………………………………………  1

1.3  课题设计内容………………………………………………………………  3

1.4  课题设计思路………………………………………………………………  3

2  总体设计………………………………………………………………………  4

2.1  工艺方案的拟订……………………………………………………………  4

2.2  切削用量的确定……………………………………………………………  6

2.3  组合机床总体设计“三图一卡”……………………………………………  8

3  组合机床夹具设计…………………………………………………………… 19

3.1  夹具设计的基本要求……………………………………………………… 19

3.2  定位方案的确定…………………………………………………………… 20

3.3  定位元件的确定…………………………………………………………… 20

3.4  导向装置的确定…………………………………………………………… 22

3.5  夹具误差分析……………………………………………………………… 23

3.6  夹紧力的确定……………………………………………………………… 25

3.7  夹紧机构的确定…………………………………………………………… 26

3.8  夹具体的确定……………………………………………………………… 27

3.9  夹具总装图、零件图的绘制……………………………………………… 28

结束语 ……………………………………………………………………………29

致谢……………………………………………………………………………… 30

参考文献………………………………………………………………………… 31

毕业设计说明书(论文)中文摘要

为了改变生产条件,提高生产效率,改善产品的质量等方面的技术,以达到预计的生产水平为目的,并能够与该厂其它产品轮番生产,需要设计一个合理的组合机床设计方案。如果用普通机床来进行加工,那样所花的时间、工序、精力会比较多,比较烦琐,同时不能够保证零件的加工精度,也不能提高生产率。而现在要设计的钻扩组合机床,绝大部分是由通用零、部件组合而成,大大缩短了设计制造周期,也简化了机床的维护和修理。同时它能够采用多刀、多面对工件进行加工,实现了工序集中原则。而工件的一次装夹下多面加工,又有利于保证各面或孔之间的精度要求,提高了质量,并减少了工序间的搬运所花的时间。

关键词  组合机床  工序集中  钻扩组合机床设计

毕业设计说明书(论文)外文摘要

Title  The Design of Drilling and Expanding Combination Tool  

       Machine of The Gearbox Cover of The Tractor           

Abstract  

For the sake of changing production condition, raising production efficiency, improving product quality etc of the technique , in order to attain to anticipate of production level and can take turns production with the factory's other products, we need to design the combination tool machine of a reasonable design project. If we make the common tool machine carry on processing, so time, work preface and energy spent will be more,  more trivial and can not promise processing of spare parts accuracy in the meantime and can not raise rate of production, either. But now the design  of drilling and expanding combination tool machine, which is overwhelmed majority from in general use zero and the parts combine, consumedly shortenned a design manufacturing period and also simplified supporting of tool machine and fix. It can adopt many knifes and face work piece more to carry on processing in the meantime and carried out a work preface concentration principle. And the once packing of the work piece clipped much accuracy request of that the side process, and then is advantageous to promising each noodles or bore and raised quality, and reduced time that the porterage between work prefaces spend.

Keywords  Combine Tool Machine   Concentrated of Work Preface   The Design of Drilling and Expanding Combination Tool Machine   

1  前言

1.1  课题的意义

随着经济的不断发展进步,专用组合机床的需求量在不断增多,通用机床的需求在相对的减少。于是各机床厂建立起了组合机床的生产车间。组合机床作为一种现代机床,它不是通用零部件、刀具、辅具和控制系统的简单组合,从设计制造到组合装配调试都应当有专用特征。现代社会是以经济效益为第一目标,况且通用机床又不能满足大众的要求,它只能运用在单工件的生产加工上。正由于组合机床的发展,促使现代社会企业认识到了它的优点,能够带来大量的经济效益,从而开始大量投入生产。组合机床一般用于零件的大批量生产加工,需要加工精度长期稳定。这就要求通用部件的选择,刀具的设计选择,夹具的设计,液压和气动系统的设计,电气系统的设计等都要相对的合理。但这些设计也要有一个好的技术设计方案才能够带来大的经济效益。

为了改变生产条件,提高生产率,改善产品的质量等方面的技术,以达到预计的生产水平为目的,并能够与该厂其它产品轮番生产,需要设计一个合理的组合机床设计方案。如果用普通机床来进行加工,那样所花的时间、工序、精力会比较多,比较烦琐,同时不能够保证零件的加工精度,也不能提高生产率。而现在要设计的组合机床,绝大部分是由通用零、部件组合而成,大大缩短了设计制造周期,也简化了机床的维护和修理。同时它能够采用多刀、多面对工件进行加工,实现了工序集中原则。而工件的一次装夹下多面加工,又有利于保证各面或孔之间的精度要求,提高了质量,并减少了工序间的搬运所花的时间。

1.2  国内外发展现状

1.2.1  国外组合机床发展动向

80年代以来,国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上,正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性发展,实现了机床工作程序软件化,工序高度集中,高效短节拍和多样功能的自动监控。

国外组合机床技术的发展趋势是:

(1)广泛采用数控技术  

国外在组合机床上不仅一般动力部件运用数控技术,而且夹具的转向或转角、换箱位置的自动分度与定位也都运用数控技术,从而进一步提高组合机床的工作可靠性和加工精度。

(2)发展综合自动化技术

随着工业的发展,对自动化的要求提出了许多新的要求,大批量生产的高效率,要求制造系统不仅能完成一般的机械加工工序,而且能完成零件从毛坯进线到成品下线的全部工序。

(3)发展柔性技术  

80年代以来,国外对中、大批量生产,多品种加工装备采用了一系列可调措施,使加工装备具有一定的柔性;这种结构的变化,既实现了品种加工要求的调整变化快速灵敏,又可以使机床配置更加灵活多样。

(4)进一步提高工序集中程度 

国外为了减少机床数量,节省占地面积,对组合机床继续采用各种措施,进一步提高工序集中程度,从而最大限度的发挥设备的效能,获取更好的经济效益。

1.2.2  国内组合机床发展动向

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,完成钻、扩、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。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(PLC)、数字控制(NC)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组合机床。

3.9  夹具总装图、零件图的绘制

夹具总装图采用1:1的比例绘制,能够清楚的表达夹具的工作原理、整体结构布局和各装置、元件间的相互联系。用双点画线将工件的外轮廓绘制出来,视工件为透明体,依次绘出定位元件、夹紧元件、支撑件、左、右钻模板,最后根据已画的视图大体轮廓绘出夹具体,并对夹具各零件进行编号,填写在夹具明细栏及标题栏中。

夹具总装图中的非标准零件均要绘制成零件图,并按夹具总装配图的要求,确定各零件的尺寸、公差及技术要求[15]。

结束语

为了提高生产效率,特设计该组合机床,该机床能双面同时进行加工,相对以前的普通机床有了较大改进。该机床能够加工多种零件,除了加工本设计的零件外,还可以和其他产品轮番生产,大大提高了生产率,经济效益也有所保证。

本设计中一个比较好的地方就是它的快速夹紧装置,它能够在很短的时间内,把工件装夹好,当卸载工件的时候也只要很短的时间,大大节省了时间,也给工作人员带来了很大的方便。而且本机床的决大部分的零部件都是采用的通用部件,可以节省自行设计的时间,大大提高了经济效益

当今的社会已经进入了自动化的时代,而本机床还是运用的手动夹紧,这一点有点落后,毕竟自动化要比手动操作花的时间要少的多,显然经济效益也会有所下降。因此,为了提高经济效益,应当在夹紧机构这一块多下点工夫,把手动夹紧机构改成液压、气压或电动的,这样即可以省了大量的气力,也节省了很多的时间,间接的说就是提高了生产率,提高了经济效益。

致  谢

经过3个多月的毕业设计工作,经过自己的努力,终于能够在规定的时间里完成毕业设计任务。在设计工作过程中,我学到了不少东西,也发现自己还有很多不足的地方。首先来说一下学到的东西:搞设计注重的就是“态度”问题,没有一个好的、严谨的工作态度,就算搞一年的设计,也不可能把课题完成工作。在设计期间,我体会到:只要你肯去下工夫,什么事都难不倒你。就像刚开学的时候,当时的我对机床是一点了解都没有,定位基准到底是什么,怎么样才能够完成定位、夹紧。我觉得我最大的一个收获是:不管遇到什么困难,只要你肯问、肯交流、肯去查资料,就一定能够把问题给解决。也就因为这样,我学会了如何去查工具书,查专业资料,因为查工具书也是一种技能。另外我从设计过程中锻炼了自己的一项技能,那就是Auto CAD绘图能力。因为毕业设计需要画很多装配图、零件图,这大大提高了自己的绘图速度,再加上绘图过程中的修修改改,让我知道了好多CAD的绘图标准。

总结了自己学到的东西,再来说说自己不足的地方:通过这次毕业设计我终于发现了我有很多欠缺的地方。在即将完成工作的同时,我才觉得我还有很多东西没有学到,在设计的过程中,由于专业知识的欠缺,使得自己在设计的时候很吃力,有好多是以前学过的,但是由于时间的淡化,渐渐忘记了,还有也是以前学过的,但因为当时的自己处于困惑的状态,没有好好的学,现在想起来确实有点可惜了。在此,我对指导老师对我的严格要求和对我在设计上的帮助,表示衷心的感谢!让我能够很好的按时完成毕业设计任务。

参 考 文 献

[1] 谢家瀛.组合机床设计简明手册[M].北京:机械工业出版社,1994.

[2] 李孟东.机械设计与制造工艺简明手册[M].第二版,北京:中国电力出版社,1998.

[3] 陈秀宁.机械设计课程设计[M].浙江:浙江大学出版社,2002. 

[4] 迟建山,丛风廷. 组合机床设计[M]. 上海:上海科学技术出版社,1993.

[5] 吴宗泽主编. 机械设计师手册(上、下册)[M].北京:机械工业出版社,2002. 

[6] 丛凤廷.组合机床设计[M].上海:上海科技出版社,1985.

[7] 大连组合机床研究所.组合机床设计(第一分册)[M].北京:机械工业出版,1975. 

[8] 大连组合机床研究所.组合机床设计参考图册[M].北京:机械工业出版社,1975.

[9] 金振华.组合机床及其调整与使用[J].北京:机械工业出版社,1990.

[10] 机床设计手册编写组. 机床设计手册[M]. 北京:机械工业出版社,1986.

[11] 杨黎明.机床夹具设计手册[M].北京:国防工业出版社,1996.

[12] 徐发任. 机床夹具设计[M]. 重庆:重庆大学出版社,1993.

[13] 东北重型机械学院.机床夹具设计手册[M].第二版,上海:上海科技出版社, 1998.

[14] 周开勤.机械零件手册[M].第五版,北京:高等教育出版社,2002.

[15] 薛源顺.机床夹具图册[M].北京:机械工业出版社,2001.

内容简介:
目 录 1 前言 1 课题的意义 1 国内外发展现状 1 课题设计内容 3 课题设计思路 3 2 总体设计 4 工艺方案的拟订 4 切削用量的确定 6 组合机床总体设计 “ 三图一卡 ” 8 3 组合机床夹具设计 19 夹具设计的基本要求 19 定位方案的确定 20 定位元件的确定 20 导向装置的确定 22 夹具误差分析 23 夹紧力的确定 25 夹紧机构的确定 26 夹具体的确定 27 夹具总装图、零件图的绘制 28 结束语 29致谢 30 参考文献 31 毕业设计说明书(论文)中文摘要 为了改变生产条件,提高生产效率,改善产品的质量等方面的技术,以达到预计的生产水平为目的,并能够与该厂其它产品轮番生产,需要设计一个合理的组合机床设计方案。如果用普通机床来进行加工,那样所花的时间、工序、精力会比较多,比较烦琐,同时不能够保证零件的加工精度,也不能提高生产率。而现在要设计的钻扩组合机床,绝大部分是由通用零、部件组合而成,大大缩短了设计制造周期,也简化了机床的维护和修理。同时它能够采用多刀、多面对工件进行加工,实现了工序集中原则。而工件的一次装夹下多面加工,又有利于保证各面或孔之间的精度要求,提高了质量,并减少了工序间的搬运所花的时间。 关键词 组合机床 工序集中 钻扩 组合机床设计 本科毕业设计说明书(论文) 第 3 页 共 34 页 毕业设计说明书(论文)外文摘要 of of in to to of s we to of a If we on so be of in of of is in a of It to on in a of of is to or 本科毕业设计说明书(论文) 第 4 页 共 34 页 1 前言 课题的意义 随着经济的不断发展进步,专用组合机床的需求量在不断增多,通用机床的需求在相对的减少。于是各机床厂建立起了组合机床的生产车间。组合机床作为一种现代机床,它不是通用零部件、刀具、辅具和控制系统的简单组合,从设计制造到组合装配调试都应当有专用特征。现代社会是以经济效益为第一目标,况且通用机床又不能满足大众的要求,它只能运用在单工件的生产加工上。正由于组合机床的发展,促使现代社会企业认识到了它的优点,能够带来大量的经济效益,从而开始大量投入生产。组合机床一般用于零件的大批量生产加工, 需要加工精度长期稳定。这就要求通用部件的选择,刀具的设计选择,夹具的设计,液压和气动系统的设计,电气系统的设计等都要相对的合理。但这些设计也要有一个好的技术设计方案才能够带来大的经济效益。 为了改变生产条件,提高生产率,改善产品的质量等方面的技术,以达到预计的生产水平为目的,并能够与该厂其它产品轮番生产,需要设计一个合理的组合机床设计方案。如果用普通机床来进行加工,那样所花的时间、工序、精力会比较多,比较烦琐,同时不能够保证零件的加工精度,也不能提高生产率。而现在要设计的组合机床,绝大部分是由通用零、部件组 合而成,大大缩短了设计制造周期,也简化了机床的维护和修理。同时它能够采用多刀、多面对工件进行加工,实现了工序集中原则。而工件的一次装夹下多面加工,又有利于保证各面或孔之间的精度要求,提高了质量,并减少了工序间的搬运所花的时间。 国内外发展现状 国外组合机床发展动向 80年代以来,国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上,正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性发展,实现了机床工作程序软件化,工序高度集中,高效 短节拍和多样功能的自动监控。 国外组合机床技术的发展趋势是: (1)广泛采用数控技术 国外在组合机床上不仅一般动力部件运用数控技术,而且夹具的转向或转角、换 本科毕业设计说明书(论文) 第 5 页 共 34 页 箱位置的自动分度与定位也都运用数控技术,从而进一步提高组合机床的工作可靠性和加工精度。 (2)发展综合自动化技术 随着工业的发展,对自动化的要求提出了许多新的要求,大批量生产的高效率,要求制造系统不仅能完成一般的机械加工工序,而且能完成零件从毛坯进线到成品下线的全部工序。 (3)发展柔性技术 80年代以来,国外对中、大批量生产,多品种加工装备采用 了一系列可调措施,使加工装备具有一定的柔性;这种结构的变化,既实现了品种加工要求的调整变化快速灵敏,又可以使机床配置更加灵活多样。 (4)进一步提高工序集中程度 国外为了减少机床数量,节省占地面积,对组合机床继续采用各种措施,进一步提高工序集中程度,从而最大限度的发挥设备的效能,获取更好的经济效益。 国内组合机床发展动向 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 ,完成钻、扩、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。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组合机床。 由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技 术专用产品 ,是根据用户特殊要求而设计的 ,它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后 ,国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大 ,并使产品生产成本提高。因此 ,市场要求我们不断开发新技术、新工艺 ,研制新产品 ,由过去的“刚性”机床结构 ,向“柔性”化方向发展 ,满足用户需求 ,真正成为刚柔兼备的自动化装备 1。 本科毕业设计说明书(论文) 第 6 页 共 34 页 课题设计内容 产品名称:小四轮拖拉机;被加工零件:变速箱盖 ;加工内容:钻 6 9 孔至尺寸,钻 2 ,钻 ;钻 25 孔,扩 30 孔及球面至尺寸;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; 部件设计:组合机床夹具设计 课题设计思路 (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 7 页 共 34 页 2 总体设计 工艺方案的拟订 工艺方案 的拟订是组合机床设计的关键一步,它在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。设计组合机床前,应根据组合机床完成工艺的一些限制及组合机床各种工艺方法能达到的加工精度、表面粗糙度及技术要求,看零件是否可以利用组合机床加工以及采用组合机床加工是否合理。在确定了零件可以利用组合机床加工后,为使加工顺利进行,并达到要求的目的,在掌握了一定量的零件加工工艺、金属切削机床的一些资料的基础上,考虑影响制定零件工艺方案、机床配置型式、结构方案的各种因素及应相关的问题,分析拟订出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。 加工要求和现场工艺 (1)本课题研究的被加工的零件是:拖拉机变速箱盖;要加工的具体内容是:钻 6 9 孔至尺寸,钻 2 ,钻 ,钻 25 孔 ,扩 30 孔及球面至尺寸。 (2)被加工零件部位的精度: 9 的孔的加工精度用 , 孔的加工精度用 30 , 的孔的加工精度用 , 25 孔的精度为 ,扩 30 孔用 。 (3)零件的加工技术要求: (a)铸造需消除内应力 (b)硬度可达 241 (c)其余按通用技术要求;被加工零件的生产纲领:年产一万只(单班),与该厂其它产品轮番生产;生产的批量:设计、制造一台。 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“三面”定位,主要的定位基准是 1个大底 本科毕业设计说明书(论文) 第 8 页 共 34 页 面, 1 个外圆柱面的中心线,再加一个侧面。由于工件是竖直放的,为了限制它在竖直方向的旋转自由度,所以在侧面加一定位销限制一个自由度。 侧面定位基准图如下: 图 侧面定位基准图 (3)夹紧部位的选择: 为了夹紧工件所以在 时为防止工件在横向发生位移 ,所以在底面的对面加一横向夹紧装置快速夹紧装置。 刀具结构的选择 对于不同的孔要有不同的钻头来加工,对于 6个 9 、 2个 、 1个 的孔, 本科毕业设计说明书(论文) 第 9 页 共 34 页 用标准的锥柄长麻花钻,而另一个孔要求先钻后扩,所以选择的刀具是钻 体尺寸根据文献 2表 9 孔: 11 7 4 m m , 9 3 m ,莫氏圆锥柄号 1 孔: 11 8 8 m m , 1 0 7 m ,莫氏圆锥柄号 1 孔: 13 5 5 m m , 2 1 4 m ,莫氏圆锥柄号 1 组合机床配置形式及结构方案 根据工件的结构特点、工艺要求、生产率要求及工艺方案,本课题要设计的机床采用的是单工位组合机床、并且是卧式双面组合机床,并采用工序集中原则进行加工。 切削用量的 确定 切削用量的选择 (1)切削用量的选择特点 (a)组合机床常采用多轴、多刃、多面同时进行加工,所以本零件采用多轴、多刃、双面同时进行加工。 (b)组合机床通常用动力滑台来带动刀具进给,由于机械滑台缺点较多,所以初步决定选用液压滑台来完成进给。 (2)切削用量选择 根据公式 3: fV n f(一般情况下可先按各类刀具选择较合理的主轴转速 n 和每转进给量 f ,然后进行适当的调整。 复合刀具切削用量的选择,应考虑到刀具的寿命。进给量通常按复合刀具最小直径选择,切削速度按复合刀具的最大直径选择。 所以根据文献 3钻孔切削用量表 9 : 6 0 0 r / m i n 1 1 0 m m / m i n 0 . 1 8 m m / r 1 6 . 9 4 4 m / m i f v 孔 , , ,6 . 7 : 6 0 0 r / m i n 1 1 0 m m / m i n 0 . 1 8 m m / r 1 2 . 6 2 9 m / m i f v 孔 , , ,2 5 . 5 : 2 5 0 r / m i n 6 5 m m / m i n 0 . 2 6 m m / r 2 0 . 0 3 m / m i f v 孔 , , , 本科毕业设计说明书(论文) 第 10 页 共 34 页 2 5 3 0 : 2 5 0 r / m i n 6 5 m m / m i n 0 . 2 6 m m / f 先 钻 后 扩 孔 , , , m/主要技术参数的确定 根据已选定的切削用量(切削速度 v 及进给量 f ),确定进给力,作为选择动力滑台及设计夹具的依据;确定切削转矩,用以确定主轴及其他传动件的尺寸;确定切削功率,用作选择主传动电机即动力箱电机功率; 为了求得切削力、切削转矩、切削功率,要用到的一些计 算公式 3如下: ( ( 9740(式中: P 切削轴向力 (N ); D 钻头直径 (; f 每转进给量 (mm/r ); M 切削扭矩 (; N 切削功率 (; v 切削速度 (m/; 零件的布氏硬度值。通常给出一个范围,如 180 220 ,通常取大值 根据以上的计算公式计算如下: 孔:9 0 . 8 0 . 6 0 . 8 0 . 62 6 2 6 9 0 . 1 8 2 4 0 1 5 9 0P D f H B N 1 . 9 0 . 8 0 . 6 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 1 0 9 0 . 1 8 2 4 0 4 4 2 0M D f H B 4 4 2 0 1 6 . 9 4 4 0 . 2 7 29 7 4 0 9 7 4 0 3 . 1 4 9 孔: 0 . 8 0 . 6 0 . 8 0 . 62 6 2 6 6 . 7 0 . 1 8 2 4 0 1 1 8 4P D f H B N 1 . 9 0 . 8 0 . 6 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 1 0 6 . 7 0 . 1 8 2 4 0 2 5 2 3M D f H B 本科毕业设计说明书(论文) 第 11 页 共 34 页 2 5 2 3 1 2 . 6 2 9 0 . 1 5 59 7 4 0 9 7 4 0 3 . 1 4 6 . 7 孔: 0 . 8 0 . 6 0 . 8 0 . 62 6 2 6 2 5 . 5 0 . 2 6 2 4 0 6 0 4 8P D f H B N 1 . 9 0 . 8 0 . 6 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 1 0 2 5 . 5 0 . 2 6 2 4 0 4 2 9 0 7M D f H B 4 2 9 0 7 2 0 . 0 3 1 . 1 09 7 4 0 9 7 4 0 3 . 1 4 2 5 . 5 孔:后扩先钻 3025 (简写为 25 30 孔,下面出现的类同) 0 . 8 0 . 6 0 . 8 0 . 62 6 2 6 3 0 0 . 2 6 2 4 0 7 1 1 5P D f H B N 1 . 9 0 . 8 0 . 6 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 1 0 3 0 0 . 2 6 2 4 0 5 8 4 3 0M D f H B 5 8 4 3 0 1 9 . 6 3 4 1 . 2 59 7 4 0 9 7 4 0 3 . 1 4 3 0 综上所计算,得出结果如下: 9 : 1 5 9 0 N 0 . 2 7 2 k W 4 4 2 0P N M 孔 , ,6 . 7 : 1 1 8 4 N 0 . 1 5 5 k W 2 5 2 3P N M 孔 , , 2 5 . 5 : 6 0 4 8 N 1 . 1 0 k W 4 2 9 0 7P N M 孔 , ,2 5 3 0 : 7 1 1 5 N 1 . 2 5 k W 5 8 4 3 0P N M 孔 , ,组合机床总体设计“三图一卡” 组合机床的“三图一卡”,就是针对具体零件,在选定的工艺和结构方案的基础上,进行组合机床总体方案设计的图样文件 。其主要的内容包括:被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸总图和生产率计算卡的设计、绘制、编制。 被加工零件工序图 被加工零件工序图是根据制订的工艺方案,表示所设计的组合机床上所完成的工艺内容,加工部位的尺寸、精度、粗糙度及零件的技术要求,加工用的定位基准、夹压部位以及被加工零件的材料、硬度、加工余量和本道工序加工前毛坯或半成品情况的图样。它是组合机床设计的主要依据,也是制造、使用、检验和调整机床精度的重要技术文件。 考虑到零件的自重的因素,要使零件摆放的合理平稳,将零件带有圆柱面的一头 本科毕业设计说明书(论文) 第 12 页 共 34 页 放 在上面,所以零件要加工的具体部位是左侧的大面内的 6个 9 的孔, 2个内凹的 孔;右侧一个外凸的孔,需要先钻后扩,钻的孔径是 25 ,扩的孔径是 30 ,还有1个 的孔。 主要定位基准:以三个支承钉限制大平面的三个方向的自由度,用一个 制了两 个方向的自由度,用一个定位销限制一个方向的自由度。主要的定位基准为左侧的大平面,外凸圆柱中心线,还有就是底面侧面的小平面。 各孔的主要定位尺寸如下图所示: 图 主要定位尺寸图 加工示意图 加工示意图反映了零件的工艺方案,它是在机床总体方案初步确定的基础上绘制的。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、工件、夹具的布局及相对位置关系。它是设计刀具、辅具、夹具、多轴箱和液压、电器系统以及选择动力部件、绘制机床总联系尺寸图的主要依据;是 对机床总体布局和性能的原始要求;也是调整机床和刀具所必需的重要技术文件。 本科毕业设计说明书(论文) 第 13 页 共 34 页 (1)选择刀具、工具、导向装置并标注其相关位置关系及尺寸 (a) 孔9 : 刀具的选择: 直径的选择应与加工部位尺寸、精度相适应,所以选择 79G 的标准麻花钻,刀具切出长度2 1 ( 3 8 )3取2 9L 。 导向套的选择: 采用可换钻套与衬套 根据参考文献 4查得: 可换钻套的尺寸: 1 2 19 m m , 1 5 m m , 2 6 m m , 2 2 m m , 2 8 m m , 1 0 m m , 4 m m , 8 m D D H h h r 129 m m , 0 . 5 m m , 1 . 5 m m , 1 . 5 m m , 0 . 5 m m , 2 m m , 0 . 0 0 8 m m , C C a b 配 用 螺 钉衬套的尺寸: 121 5 m m , 2 2 m m , 2 8 m m , 0 . 5 m m , 2 m m , 1 . 5 m m , 0 . 0 0 8 m H C C C (b) : 刀具的选择: 取 的标准麻花钻加工深 18孔,此孔钻端面与前工序端面距离=22导向套的选择: 采用快换钻套与衬套 快换钻套的尺寸: 1 2 16 . 7 m m , 1 2 m m , 2 2 m m , 1 8 m m , 5 0 m m , 1 0 m m , 4 m m ,d D D D H h h 1 1 21 6 m m , 7 m m , 7 m m , 0 . 5 m m , 1 . 5 m m , 1 . 5 m m , 0 . 5 m m , 2 m m ,r m m C C C a b 0 . 0 0 8 m m M 6 配 用 螺 钉 衬套的尺寸: 121 2 m m , 1 8 m m , 2 5 m m , 0 . 5 m m , 2 m m , 1 . 5 m m , 0 . 0 0 8 m H C C C 本科毕业设计说明书(论文) 第 14 页 共 34 页 (c) 25 30 孔 : 刀具的选择: 选用钻扩复合刀具,先钻 25 ,再扩 30 ,后倒角 36 导向套的选择: 采用可换钻套和衬套 可换钻套的尺寸: 1 2 13 6 m m , 5 5 m m , 7 4 m m , 6 8 m m , 5 6 m m , 1 6 m m , 7 m m ,d D D D H h h 124 5 m m , 3 1 m m , 1 m m , 3 . 5 m m , 3 m m , 1 m m , 3 m m , 0 . 0 1 2 m mr m C C C a b 衬套的尺寸: 125 5 m m , 7 0 m m , 5 6 m m , 1 . 5 m m , 3 . 5 m m , 3 m m , 0 . 0 4 m H C C C (d) : 刀具的选择: 取 的标准麻花钻,切出长度 8导向套的选择: 选用可换钻套和衬套 1 2 12 5 . 5 m m , 3 5 m m , 4 6 m m , 5 2 m m , 1 3 5 m m , 1 2 m m , 5 . 5 m m ,d D D D H h h 123 2 . 5 m m , 2 1 m m , 1 m m , 3 m m , 2 . 5 m m , 1 m m , 3 m m , 0 . 0 1 2 m m,r m C C C a b 配 用 螺 钉 衬套的尺寸: 123 5 m m , 4 5 m m , 1 0 0 m m , 1 m m , 3 m m , 2 . 5 m m , 0 . 0 1 2 m H C C C (2)初定主轴类型、尺寸、外伸长度和选择接杆 (a)主轴直径的选择 主轴尺寸规格应根据选定的切削用量计算出切削扭矩 M,再根据主轴直径公式 4: 4 100( 本科毕业设计说明书(论文) 第 15 页 共 34 页 计算如 下: 9 4 4 2 0M 孔 : 44 44207 . 3 4 1 8 . 8 m 0 1 0 0 6 . 7 2 5 2 3M 孔 : 44 25237 . 3 4 1 6 . 4 m 0 1 0 0 2 5 3 0 5 8 4 3 0M 孔 : 44 584307 . 3 4 3 5 . 9 m 0 1 0 0 2 5 . 5 4 2 9 0 7M 孔 : 44 429077 . 3 4 3 3 . 2 m 0 1 0 0 如上计算得: 9 6 . 7 2 5 3 0 2 5 . 51 8 . 8 m m , 1 6 . 4 m m , 3 5 . 9 m m , 3 3 . 2 m md d d d 再综合考虑加工精度和具体工作条件,查查文献 4表 定主轴外伸部分尺寸(直径1/度 L ),具体数据如下: 9 孔的主轴外伸尺寸( : 1/ 32 / 20; 115m mD d L 孔的主轴外伸尺寸( : 1/ 25 /16; 85m mD d L 25 30 孔的主轴外伸尺寸( : 1/ 50 / 36; 115m mD d L 孔的主轴外伸尺寸( : 1/ 50 / 36; 115m mD d L (b)选择接杆主要是决定其号数,应根据刀具和主轴外伸部分的内孔直径1据文献 4表 得出如下主要尺寸的选择: 9 孔 : 1 20 20 ,选择接杆号 2, 111 8 m m , 1 2 m m , 1 m m , 2 2 5 m m , 1 1 0 m B L l 型号: 2 本科毕业设计说明书(论文) 第 16 页 共 34 页 孔 : 1 16 14,选择接杆号 1, 112 0 m m , 1 2 m m , 1 m m , 2 6 0 m m , 8 5 m B L l 型号: 15 30 孔: 1 36 36 选择接杆号 13, 113 6 m m , 1 4 m m , 2 m m , 2 6 5 m m , 1 1 0 m B L l 型号: 13孔: 1 36 36 选择接杆号 13, 113 6 m m , 1 4 m m , 2 m m , 2 9 5 m m , 1 1 0 m B L l 型号: 133)确定动力部件的工作循环及工作行程 (a)工作进 给长度 工作进给长度应等于工件加工部位长度与刀具切入长度和切出长度之和。切入长度应根据工件端面的误差情况在 50之间选择,误差大时取大值。切出长度,在采用一般简单刀具时,可根据公式 5 1 (3 8)3 d (而在采用复合刀具时,应根据具体情况决定。所以得出以下结果: 左侧工进长度: 9 1 3 8 3 0 m m , 右侧工进长度: 8 0 10 9 0 m m (b)工件快速退回长度等于快速引进与工进长度之和。快速引进长度是指动力部件把主轴箱连同刀具从原始位置送到工件进给开始位置,其长度按加工具体情况决定。 所以取左侧快进长度: 120右侧快进长度: 110 所以左侧快退长度: 150右侧快速退回长度: 200(c)动力部件总行程长度 它是快退长度、前备量、后备量之和。动力部件的总行程长度可以在后面机床联系尺寸图中的通用部件的选择中得到。 查文献 5表 动力部件的总行程长度为: 400机床联系尺寸图 本科毕业设计说明书(论文) 第 17 页 共 34 页 机床联系尺寸图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据,是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;并为多轴箱、夹具等专用部件、零件的设计提供依据。它也可 以看成是简化的机床总图,表示机床的配置型式及总体布局。联系尺寸图上应尽量减少不必要的线条及尺寸,但要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。为便于开展部件设计,联系尺寸图上应当标注通用部件的规格代号,电动机型号、功率及转速,并标明机床部件的分组情况及总行程。 (1)各部件尺寸的选择 (a)动力箱的选择及相关尺寸 根据各刀具主轴的切削用量,计算出切削功率,再算出总切削功率,再考虑到多轴箱的传动效率,计算出消耗于多轴箱上的切削功率,这是作为选择组合机床主传动用动 力箱型号规格的依据。计算结果如下: 1 . 9 3 2 k 左 切 削 , 2 . 3 5 0 k 右 切 削 又由于本设计加工的是铸铁,是黑色金属,所以取多轴箱的传动效率 = 且由于公式 5 切削多轴箱 (所以得出多轴箱的驱动功率如下: 2 . 4 1 5 k 多 轴 箱 左 2 . 9 3 8 k 多 轴 箱 右 为了方便起见,使两边的动力箱的型号一致,所以选了功率较大的作为选择动力箱的依据,所以根据文献 6表 择电动机的功率: 电动机型号: 择动力箱的型号: 1动力箱的输出轴转速 : 4 8 0 r / m 驱再根据文献 6表 轴箱结合面的尺寸以及动力箱输出轴距箱底面高度,具体如下: 本科毕业设计说明书(论文) 第 18 页 共 34 页 与动 力滑台结合面的尺寸:长 500宽 400与主轴箱结合面:宽 500高 400动力箱输出轴距箱底高度为 150 (b)动力滑台选择及相关尺寸 每种规格的动力滑台有其最大进给力 P 的限制。选用时 先根据确定的切削用量计算出各主轴的轴向切削合力 P ,以进来确定动力滑台的型号和规格。计算出的轴向切削合力如下: 1 1 9 0 8 左 1 3 1 6 3 右 为了方便起见,选择大值,所以取 1 3 1 6 3 ,再查看文献 7表 2 0 0 0 0 进 ,所以选择液压滑台的型号为: 1择的行程为: 400台面宽度: 400台面长度: 800滑台与滑座总高: 320滑座长: 1240快速行程速度 6m/工进速度 10 600 (c)配用通用部件的选择 根据文献 7表 择的滑台侧底座型号: 1 根据文献 7表 滑台高度 560 ,宽度 600 ,长度 1350 。 (d)机床装料高度 机床装料高度是指机床上工件的定位基准面到地面的垂直距离。根据国家规定,装料高度可视具体情况在 8 5 0 m m 1 0 6 0 m 之间选取。选取装料高度 H 应考虑的主要因素是,应与车间里运送工件的滚道高度相适应,工件最低孔位置本课题2 27 ,主轴箱最低主轴高度 1 ,滑座总高 3 320 ,侧底座高度4 560 ,夹具底座总高 5 342 ,中间底座高度 6 560 ,侧底座与滑座之间的间距 7 5 ,主轴箱与滑台之间的间距 综合上述因素,本机床装料高度: 965 (e)夹具轮廓尺寸的确定 夹具轮廓尺寸在机床联系尺寸图里占有重要的地位。主要要确定的是夹具底座的 本科毕业设计说明书(论文) 第 19 页 共 34 页 长宽高,但这些尺寸的确定必须考虑工件的轮廓尺寸、形状、具体结构,还须考虑工件的定位、限位、夹紧机构、刀具导向装置 ,及考虑夹具底座与机床其他部件连接、固定所需的尺寸。再根据夹具总装图,可以定出夹具轮廓尺寸为: 450 240 342 (f)主轴箱的轮廓尺寸 根据多本教材的规定,标准的通用钻、镗类主轴箱的厚度有两种尺寸规格,卧式为 325立式为 340机床联系尺寸图上着重要确定的尺寸是主轴箱的宽度 H 及最低 主轴高度 1h ,可以由以下公式 8确定: 12 (11 ()47321 (式中: b :工件在宽度方向相距最远的两孔距离, 211 ; 1b :最边缘主轴中心距箱外壁的距离,1 100; h :工件在高度方向相距最远的两孔距离, 160 ;1h:最低主轴高度;2h:工件最低孔位置,取2 27;3h:滑台滑座总高 ,3 320;4h:侧底座高度 ,4 560m ;7h:滑座与侧底座之间调整垫高度,取7 5。 可以得出如下结果: 1 1 0 6 . 5 m m , 3 6 0 m m , 4 1 7 . 5 m H 根据上述计算值,按主轴箱轮廓尺寸标准,最后确定主轴箱轮廓尺寸为: 5 0 0 5 0 0 m (g)确定中间底座尺寸 中间底座在长度方向上满足夹具的安装需要。其长度方向尺寸要根据滑台、滑座及侧底座的位置,参照各部件联系尺寸的合理来确定的。根据公式 8: )(2)2(3213211 右左(式中: 1L: 加工终了位置,主轴箱端面至工件端面间的距离,取1 3 2 5 m 左, 本科毕业设计说明书(论文) 第 20 页 共 34 页 1 4 3 4 m 右;2L:主轴箱厚度,取2 325m ;3L:工件沿机床长度方向的尺寸,取3 9;1l:机床长度 方向上,主轴箱与动力滑台的重合长度,取1 300;2l:加工终了位置,滑台前端面至滑座前端面的距离,取2 40,3l:滑座前端面至侧底座前端面的距离,取3 110将以上数据代入公式 (可以的到中间底座的长度: 600 (2)机床分组 为了便于设计和生产,组合机床各部件和装置要按不同的功能划分编组,规定如下: (a)第 10 19 组:支承部件。包括侧底座、立柱、底座和中间底座。 (b)第 20 29 组:夹具及输出设备。规定夹具长编为 20组。 (c)第 30 39 组:电气设备。电气设备常编为 30组。 (d)第 40 49 组:传动装置。包括所有动力部件,编号 40组。 (e)第 50 59 组:液压和气动装置。 (f)第 60 69 组:刀具、工具、量具、和辅助工具。 (g)第 70 79 组:多轴箱及其附属部件。 (h)第 80 89 组:冷却、排屑及 润滑装置。 (i)第 90 99 组:电气、液压、气动各控制挡铁。 根据以上规定给本课题设计联系尺寸图分了一下组 : 第 10 组左床身,第 11 组右床身,第 12 组中间底座,第 20 组夹具,第 30 组电气装置,第 40 组传动装置,第 50 组液压装置,第 60 组刀具,第 61 组工具,第 71组左主轴箱,第 72 组右主轴箱,第 80组润滑装置。 机床生产率计算卡 根据加工示意图确定的工作循环及切削用量等,就可以计算出生产率并编制生产率计算卡,它可以反映机床的加工过程、实际生产率、切削用量、动作时间、生产纲领及负荷率。 (1)理 想生产率 Q 它是指完成年生产纲领 算公式 9如下 : ( 本科毕业设计说明书(论文) 第 21 页 共 34 页 式中: A :生产纲领,取 10000;年工时总数,单班取 2350h 可以得出结果: 4 . 2 6 /Q ( 件 小 时 ) (2)实际 生产率 Q 1 实际生产率 Q 1是指所设计机床每小时实际可生产的零件数量。具体公式 9如下: 单01 ()()(装卸移快退快进停辅切单 (式中: L :刀具工作进给长度,取 200mm;具工作进给量, 65mm/t:滑台在死挡铁上的停留时间,取 10退快进 、 力部件快进、快退行程长度,取 11000mm;力部件快速行程速度,取 3m/t:直线移动或回转工作台进行一次工位转换时间,一般取 卸t
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