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拖拉机变速箱盖钻扩组合机床设计说明书.doc

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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A0_夹具总装图.dwg

A0加工示意图.dwg

A1_被加工零件工图.dwg

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关键词：: 拖拉机变速箱盖钻扩组合机床设计 cad 图纸毕业论文拖拉机变速箱盖钻扩组合机床拖拉机变速箱盖

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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】

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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

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：: 毕业设计（论文）任务书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的：以某型拖拉机变速箱盖加工为例 ,分析了拖拉机变速箱盖孔加工组合机床及夹具的结构 ,并对此进行设计，使学生获得综合运用所学过的专业知识进行工艺装备结构设计的基本能力，进一步培养学生综合运用所学基础理论、专业知识和各项技能进行设计、分析和解决工程实际问题的能力。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：本课题要求学生在对某拖拉机变速箱盖孔的结构加工进行分析，并对拖拉机变速箱盖孔加工的组合机床及夹具进行设计。具体内容及要求如下：（ 1）查阅文献资料 20 篇以上，翻译外文资料 3000 字，撰写文献综述和开题报告；（ 2）零件结构分析，画零件图（纸）；（ 3）零件工艺分析；（ 4）组合机床总体设计，绘制三图一卡和主要零件图（纸）；（ 5）夹具设计，画出总装图（纸）；（ 6）必要的设计计算与分析；（ 7）文档整理、撰写毕业设计说明书及使用说明书字左右。有关技术要求如下：（ 1）材料： 2）具体尺寸及技术要求见零件图毕业设计（论文）任务书 3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等：（ 1）资料翻译译文（ 2）装配图及主要零件图（ 3）毕业设计成果以设计图样和说明书形式提交。要求图样规范，符合国家标准；说明书层次分明、论据可靠、计算正确、图标规范、语句通顺。 4主要参考文献： 1 孙丽媛主编 M金工业出版社，2002. 2 沈阳工业大学，大连铁道学院，吉林工学院编 M海科学技术出版社， 1985. 3 王同坤 . 机械自动化装备设计 M. 北京：机械工业出版社， 1988. 4 刘方 M中理工大学出版社， 1996. 5 赵家齐 M海交通大学出版社， 2004. 6 吴宗泽主编、下册） M械工业出版社， 2002. 7 杨叔子主编 M械工业出版社， 2001. 8 龚定安，蔡建国编著西安：陕西科学技术出版社， 1999. 毕业设计（论文）任务书 5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起迄日期工作内容 2009 年 3 月 09 日 3 月 20 日 3 月 21 日 4 月 05 日 4 月 06 日 4 月 15 日 4 月 16 日 4 月 30 日 5 月 01 日 5 月 15 日 5 月 16 日 5 月 31 日 6 月 01 日 6 月 08 日 6 月 09 日 6 月 14 日熟悉课题，查阅资料，外文翻译，也可穿插下阶段的部分工作；撰写文献综述，完成开题报告；分析零件作用及其工艺原理方案设计，制作工艺卡片；组合机床总体设计，绘制三图一卡；夹具设计，画出总装图；整理相关资料，撰写并打印设计说明书；正式提交设计成果 (包括图纸及论文 )和毕业设计说明书；准备论文答辩。所在专业审查意见：负责人： 2008 年月日系部意见：系部主任： 2008 年月日毕业设计 (论文 )外文资料翻译系部：机械工程系专业：机械工程及自动化姓名：学号：外文出处 a 附件：指导教师评语：译文基本能表达原文思想 ,语句基本通顺 ,条理基本清楚 ,专业用语翻译得基本准确 ,基本上符合中文语法 ,整体翻译质量较好。签名：年月日注：请将该封面与附件装订成册。附件 1：外文资料翻译译文蚁群优化冲压激光组合机床的最佳工艺设计方法摘要一部既能进行冲压又能进行激光切割操作的机器就是所谓的冲压激光组合机床。这种类型的机床在市场上已经有二十年了。尽管工序设计软件已经用于这类组合机床的设计，但是从我们搜索的结果来看，这类组合机床最优的工序设计还没有被直接研究出来。本文提到的冲压激光组合机床的问题可通过整合知识，定量分析和数字优化等方法来解决。这些方法又带来了下面的问题：（）每一个功能应该有什么样的操作，（）什么是最佳操作序列（工具路径）以实现最大生产效率。蚁群优化（蚁群优化）算法被用来寻找最佳的刀具轨迹。而且有关其灵敏度的控制参数也得到了分析。通过研制，这种方法可以大大地提高冲压激光组合机床的工作效率。这种方法也很容易自动化和整合生成而且与此相关的课题也在进行着研究。关键词组合机床冲压激光组合机床金属板工序设计最优化蚁群优化 1 引言现代计算机数字控制（数控）转塔式机床作为被高度广泛应用的工作机，有着快速精确地生产金属薄板和塑料部件的能力。然而，这种转塔式机床的变化只能限定材料是通过冲压操作从工件上去除的。当工件有很大一部分面积要去除时，或者当工件需要被分成许多独立的工件时，再或者要制造相当长或者大的直径零配件时，这只能通过一系列重复的冲压操作才能完成材料的去除。这样的重复的去除材料的操作有效地增加冲床的多功能性。但是，这些操作，有时，导致了不想要的结果，比如形成不清晰的轮廓，不能进行高度精确的生产，粗糙的边以及相关操作的缓慢等（克拉克和卡波恩， 1980 年）。而且，当要切出的形状不是普遍的冲压工具的形状，那必须制造专用工具，但制造专用工具的成本通常都很高。结果，许多切断或剪切操作都要通过其他机床的跟进操作来进行额外的工件处理。这样多种机械操作的结果影响的不仅是生产效率还有生产质量和成本。上述所讲的原因给了所谓的冲压激光组合机床（克拉克和卡波恩， 1980 年）或者叫复式机床（ 989年和人， 2001 年）或者组合式冲压和激光切割机（ 000 年）。在这篇文章里，这种机器被叫做冲压激光组合机床。在 1980 年，第一台冲压激光组合机床被发明了（克拉克和罗兰， 1980 年），后来，人们又申请了一系列的有关克服其振动干扰的问题的专利（ 982年 ,989 年 , 990 年 ,000 年），使之渐渐成熟起来。随着如各种各样的专利中所描述的机床详细结构的变化，冲压激光组合机床，大体上就是将冲压工具和激光切割机整合到一台机器上了。现在有些机床可以允许将冲压系统分离出激光切割系统，并且用一些常用的冲压系统配上激光系统翻新改进成的组合机床将很稳定（ 000 年）。冲压激光组合机床的优点是多方面的。这样的机床能提高传统冲压设备的性能以加工不规则形状的大工件。它代表了机床的一个大的进展，能够提供一种单一的、高速的、高精度的冲压切割机床，其轨迹都是由一个终端自动控制器所控制的，而且工件之间的运动都是通过一个机械装置完成的，以消除操作时引起的工件之间的不必要的滑动。在过去的二十多年里，工业的发展带动了冲压激光组合机床的发展。生产这种机床的公司包括明尼苏达州的业公司，北卡罗来纳州的司，康涅狄格州的通用制造公司，这些都在美国，还有德国的团，美国加里福里亚州的司和芬兰国际公司。图 1 显示的就是司拥有的组合机床。鉴于冲压激光组合机床的性能，这种机床的工艺设计就变得更加复杂。然而，至今还没有发现有关直接研究这种冲压激光组合机床的工艺设计的文章，并且也没有发现这种组合机床的最优工艺设计。这与工业上机床的发展速度是不能相配合的。不过最近发现了两个相关的研究，这些研究是关于激光冲压机床的柔性制造单元的工艺设计（高希，等人， 1993 年）和车间优化工序的模拟方法（安多，等人，1996 年）。同时，以工艺设计为主题的研究有着悠久的历史和卓越的成果。最近的一个具有总结性意义的研究是由李等人完成的。图 1 压激光组合机床这篇文章将侧重于冲压激光组合机床的工艺设计问题，是为了提高机床的效率和从布局到加工的加工程序的完全自动化。这篇文章还将给出冲压激光组合机床的最优的工艺设计。 2 冲压激光组合机床的工艺设计问题对于冲压激光组合机床的工艺设计，每批工件都有两个重要的决定性方面，例如：执行什么功能，是冲压还是切割？执行什么样最优的操作可以确保整体最大的机械效率？让我们以图 2 所示的工件为例，一块 1000 1120金属板，两种类型的组成部分被展示出来了。第一个组成部分是带有中心孔和四个小孔以及倒圆角的方形，第二个组成部分是顶部带有小孔的半圆形与长方形的组合图形。对于组合机床，有四种不同的操作特征。例如， 23 个 50小孔， 4 个 180 大孔，四个第一部分的部件以及七个第二部分的部件。而对于自动规划设计，什么特征是用来冲压的还有什么是用来切割的？如果第一个问题得到解决，那将要用什么最好的操作来得到最大的机械效率？本文讲的是在第一个问题的启发下得到的一个定量的方法，那就是蚁群优化，它将是第二个问题的答案。再用它来测试如图 2 所示的或者更为复杂的金属薄板工件。整合了计算机辅助设备（ G 代码子程序的方法也将被讨论。在讨论之前提到的方法时，有一些需要我们考虑的注意点：操作序列（进程）将得到优化，以提高冲压激光组合机床的机械效率。可能提高的效率将转化为机器成本，劳动力成本的降低以及生产力的提高等等。图 2 冲压激光组合机床的工件组成部分（单位：事实上很多组合机床只有一个冲压头或者一个激光切割器。本文所要研究的是，如果要用这个方法将机床扩展成多刀头的话，应该不是太难的。冲压激光组合机床应该设计成数控型的，以便最优的操作程序能够被输出而生成 G 代码。附件 2：外文原文（复印件） a is as a in on a of to on by on (i) of be to is to in of CO be . of of is in be by a of to be or is to be a of or or to be be by a of be to of a at to as of to of (980). is of to be of As a or by in a of a 980), or 989a, b, et 2001), or 990, 000). In be as 980 (980), by a of 982, 989a, b, 990, 000). on as in a in a a of of a be a to a 000). of a of to or in It a in of to a of a is by a so as to of In 0 an of a of of no in on of to is of in on a a a et 1993), a to in a et 1996)as a in a A a is i et (2004). . ) on in to of to be on 2. a of a to of is to be or is of to us in as an On a 000_1120 of a a is a of a a a 23 50, 180, is to be is to be If be a by to CO to in a of be to us to an of be to of of is to . of to be in on of of to be is to NC so be to 1 毕业设计说明书 (论文 ) 作者 : 学号：系部 : 机械工程系专业 : 机械工程及自动化题目 : 拖拉机变速箱盖钻扩组合机床设计指导者：评阅者： 2 拖拉机变速箱盖钻扩组合机床设计摘要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。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 1。关键词工艺方案组合机床夹具设计 1 绪论为了改变生产条件，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 2。 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 3 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。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。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：图侧面定位基准图夹紧部位的选择： 4 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，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 3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卧式双面组合机床，并采用工序集中原则进行加工。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 4。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，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。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： 5 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。 (1)选择刀具、工具、导向装置并标注其相关位置关系及尺寸 (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 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 (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 (3)确定动力部件的工作循环及工作行程 (a)工作进给长度左侧工进长度： 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。 6 取左侧快进长度： 120右侧快进长度： 110 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，查文献 5表动力部件的总行程长度为： 400机床联系尺寸图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，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选择电动机的功率：电动机型号：选择动力箱的型号： 1 动力箱的输出轴转速 : 4 8 0 r / m 驱再根据文献 5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：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 5表择的滑台侧底座型号： 1 根据文献 5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，本机床装料高度：965 7 (e)夹具轮廓尺寸的确定根据夹具总装图，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： 600 (2)机床分组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。 3 组合机床夹具设计机床夹具是在金属切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧，以接受加工的工艺装备。它的主要作用：可靠的保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能 6。夹具设计的基本要求 (1)保证工件的加工精度 (2)提高生产效率，减低制造成本 (2)结构简单，操作方便，安全和省力 (4)便于排屑 (3)良好的结构工艺性定位方案的确定工件的定位是保证工件在夹具中占有一致的正确加工位置，可以作为定位基准的面： 1大平面即工件的底面， 1外圆柱面，以及 1小侧面。定位元件的确定根据前面定位方案的叙述，可以知道本课题所使用到的定位元件有： 3个支承钉，1个 1个六角支承钉。导向装置的确定 8 这里主要指钻模板及钻模上的导套、衬套的选择。使用钻模可以提高孔与孔间的位置精度。 (1)钻模板的选择本设计采用立式钻模板，左钻模的壁厚 25右钻模的壁厚 30 (2)钻套与衬套的选择 :6 个 9 的孔可以选用可换钻套，孔和钻扩复合孔可用加长可换钻套。夹具误差分析由于某些方面的影响，使得工件的加工精度不是特别的高。这些影响因素主要有以下几点：工件的定位误差 D ( 0 , 0 . 0 1 垂水)；夹具误差 E ( 0 m )；对刀和导向误差 T ( T =0)；安装误差 A ( 0 . 0 2 m m , 0 水垂)；加工方法误差G( 0 . 0 6 7 m ) 夹紧力的确定夹紧力的确定，必须知道切削力的大小，它是计算夹紧力的主要依据，而切削力已在前面切削用量中计算出来了。夹紧力受到切削力、重力、惯性力等的作用，需要先算出理论夹紧力，然后要保证夹紧可靠需要乘以安全系数，所以有以下公式 7： (计算得出：根据以上得出的数据可以算出夹紧力 10204N夹紧机构的确定快速夹紧机构的工作原理是：工件装上后，多手柄螺母连同压块快速接近工件，同时使圆柱销进入螺母套的纵向槽中。然后转动手柄，通过圆柱销带动螺母套转动，同时螺母套又推动圆柱销连同手柄移动，将工件夹紧。夹具体的确定夹具体是用来确定各元件之间总体布局的根基，有了夹具体钻模板才能够固定各部件，各元件才能够有发挥的作用。 9 对夹具体的具体要求 : (1)有适当的精度和尺寸稳定性 (b)有足够的强度和刚度 (2)排屑方便参考文献 1 谢家瀛 M械工业出版社， 1994. 2 李孟东 M京：中国电力出版社，1998. 3 陈秀宁 M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械工业出版社， 2002. 6 杨黎明 M防工业出版社， 1996. 7 徐发任 . 机床夹具设计 M. 重庆：重庆大学出版社， 1993. 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：拖拉机变速箱盖钻扩组合机床设计指导教师 : 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篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（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“ 2009 年 3 月 15 日”或 “ 2009 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：文献综述摘要组合机床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 1。本文主要介绍了组合机床的产生、现状及发展趋势以及本课题所要设计的组合机床的内容和解决方法等。关键词组合机床专用夹具三图一卡 1 组合机床的概述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 2。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 3。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 4。组合机床的应用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 5。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 6。组合机床的组成部件通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件 7。主要有动力箱、切削头和动力滑台 8。 2 组合机床的现状和发展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 9。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 10。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；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（，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 11。 3 本设计的研究内容分析用于拖拉机变速箱盖钻扩的组合机床设计，毕业设计完成的工作包括。机械加工工艺规程的编制简要的分析了零件作用及其工艺情况对毛坯的制造、加工基准进行选择并制定工艺路线，确定机械加工余量，工序尺寸及切削用量 12。进行钻扩组合机床的总体方案设计这部分分为拟定方案阶段；技术设计阶段；工作设计阶段。拟定方案阶段包括：制定工艺方案，确定机床配置型式及结构方案，总体设计三图一卡。技术设计阶段包括：选取机床通用部件；力学分析及运动学分析。工作设计阶段包括：（ 1）绘制所有专用零件组件图并绘制出机床总图，（ 2）编制机床说明书制订机床有关验收标准 13。设计组合机床的三图一卡包括被加工零件工序图，加工示意图，机床联系尺寸图，机床生产率计算卡 14。专用夹具设计在设计中需要对夹具的误差进行分析，还要对夹紧力进行计算，以保证满足加工要求 15。 4 解决方案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，画加工示意图；然后进行总体布局，画出机床尺寸联系图；编制生产率计算卡；专用夹具的设计等。参考文献 1 谢家赢 . 组合机床设计手册 M. 北京 : 机械工业出版社 , 1994. 2 蔡光耀 . 机床夹具设计 M. 北京：机械工业出版社， 1990. 3 王同坤 . 机械自动化装备设计 M. 北京：机械工业出版社， 1988. 4 刘方 . 机械设计手册 M中理工大学出版社， 1996. 5 赵家齐 . 机械制造装备设计基础 M海交通大学出版社， 2004. 6 吴宗泽主编 . 机械设计师手册（上、下册） M械工业出版社， 2002. 7 杨叔子主编 . 机械加工工艺师手册 M械工业出版社， 2001. 8 龚定安，蔡建国编著 . 机床夹具设计原理 M陕西科学技术出版社，1999. 9 戴曙 . 金属切削机床 M. 北京：机械工业出版社， 1993. 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 东北大学 . 机械零件设计手册 M. 北京：冶金工业出版社， 1994. 12 韦彦成 . 金属切削机床构造与设计 M. 北京：国防工业出版社， 1991. 13 李庆余，张佳 . 机械制造装备设计 M. 北京：机械工业出版社， 2003. 14 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. 15 徐发任 . 机床夹具设计 M. 重庆：重庆大学出版社， 1993. 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）：我设计的是变速箱盖钻扩组合机床，主要是钻扩变速箱盖的孔，遇到的主要问题是钻孔时定位基准的选择。该箱盖零件结构复杂，体积大，加工表面主要是孔，根据箱盖的技术要求来制定工艺过程，其目的是：在保证加工质量的前提下，力求做到效率高、成本低。为此，要正确选择定位基准，选择适当的加工方法和加工顺序，设计组合机床及其夹具。本设计主要可分为三部分：第一部分为机械加工工艺规程的编制，简要的分析了零件作用及其工艺情况对毛坯的制造、加工基准进行选择并制定工艺路线，确定机械加工余量，工序尺寸及切削用量。第二部分为组合机床设计，设计的机床是单工位组合机床，从工件定位及夹紧可靠，保证加工精度出发，选择卧式组合机床，并绘制加工工序图，加工示意图和卧式单面组合机床的尺寸联系。第三部分分为专用夹具设计。夹具设计是本次设计的主要内容之一。在设计中需要对夹具的误差进行分析，还要对夹紧力进行计算，以保证满足加工要求。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：文章综合论述了组合机床的产生、发展现状、功能部件以及发展趋势，并对本课题研究方法和进展进行了计划安排，说明该学生对组合机床加工技术及部件的选择有了一定的了解，有益于本毕业设计课题的进一步进行。 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：本课题是关于变速箱盖钻扩组合机床设计，不仅涉及机械制造基础理论，而且还要掌握组合机床的相关知识和设计原理，课题的深度和广度适中，工作量较大。预计可以完成变速箱盖钻扩组合机床设计（三图一卡）。指导教师：年月日所在专业审查意见：负责人：年月日目录 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

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