五工位回转工作台组合机床设计之钻孔工位说明书

第一章导言1.1主题名称和具体要求1.1.1主题名称五工位转台组合机床设计中的钻孔工位1.1.2主题内容1、熟悉被加工零件和本工序的加工要求；2.执行组合机床设计的指定设计任务；零件名称：JS50Q-4左右曲轴箱；产品年生产计划：15万件/年；拒绝率2%；备件比率2%。工作制度：8小时两班制；零件材料：压铸铝合金Y112(JB 3069-82)；1.1.3任务要求1.针对指定的设计内容撰写文献综述；2.完成与设计相关的英文文档的翻译；3.机床设计：工艺框图、加工示意图、总接触尺寸图、生产率计算卡、多轴箱装配图和指定零件图；4、在完成上述工作的基础上，编写设计说明书；5.准备毕业答辩。1.1.4实现目标的可行性分析本设计的数控铣床主轴箱是与交流调频主轴电机串联的无级变速器，属于机械无级变速装置。它利用摩擦力传递扭矩，不断改变摩擦传动副的工作半径，实现无级变速。由于它的速度范围小，它是一个恒定的扭矩传输和适用于铣床的传输。时间：毕业设计耗时18周，完成五工位组合机床设计的钻孔工位设计。只要按照老师和他自己设定的时间表，时间就足够完成毕业设计了。技术方面：通过学习机械设计、互换性、制造、装配、工艺等课程，获得了一定的基础知识，通过书本和网上资料，对五工位组合机床的工作原理和设计原理以及设计的主要内容有了初步的了解。并在老师的指导下，完成五工位组合机床的钻孔工位设计。设计条件的可行性：学校图书馆有大量的书籍，以及丰富的网上资源，在同学和老师的帮助下，所以设计条件是可行的。1.2本课题的研究背景和意义随着现代工业技术的飞速发展，特别是在自动化领域，模块化机床的研究已经成为机械制造领域的一个重要方向。在现代工业应用中，大多数机器都是由机床大量设计和制造的。现代大规模工业技术的快速发展降低了模块化机床的实施成本，软件支持机制也使得实施更加容易。因此，研究组合机床的设计具有重要的理论和现实意义。在工业快速发展的现代化浪潮中，模块化机床在各种机械设计和制造行业的应用越来越广泛，并越来越多地转化为生产力。从这个意义上说，模块化机床的研究具有重要的现实意义。组合机床是根据工件的加工需要，在普通零件和少量特殊零件的基础上开发的一种高效专用机床。组合机床是由按系列化、标准化设计的通用零件和按加工零件形状和加工工艺要求设计的专用零件组成的专用机床。通用零件已经标准化和系列化，可以根据需要灵活配置，从而缩短设计和制造周期。因此，组合机床具有成本低、效率高的优点，已广泛应用于大规模生产，并可用于形成自动化生产线。1.3国内外课题研究综述在过去的20年里，组合机床的自动线技术取得了很大的进步。自动化生产线在加工精度、生产效率、利用率、灵活性和综合自动化方面的巨大进步标志着组合机床自动化生产线技术的发展达到了一个很高的水平。自动线技术的发展，刀具、控制等相关技术的进步，尤其是数控控制技术的发展，对自动线结构和信息技术的变革起着决定性的作用组合机床是一种专用高效自动化技术设备。目前，它仍是实现大量机械产品高效、优质、经济生产的关键设备，因此被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域。其中，汽车行业尤其是模块化机床的最大用户。例如，德国大众汽车厂在萨尔茨吉特的发动机厂，以及在机械工业部门的大规模生产中，大量的设备都是组合机床。因此，组合机床的技术性能和综合自动化水平在很大程度上决定了这些工业部门的生产效率、产品质量和企业生产组织结构，也在很大程度上决定了企业产品的竞争力。作为机电一体化产品，现代模块化机床和自动化生产线是控制、驱动、测量、监控、切割工具和机械部件等技术的综合体现。在过去的20年里，这些技术取得了巨大的进步。与此同时，作为组合机床主要用户的汽车和内燃机行业也发生了巨大变化。他们的产品市场寿命不断缩短，品种不断增加，质量不断提高。这些因素有力地促进和刺激了组合机床的不断发展。组合机床是由大量通用零件和少量工序集中的专用零件组成的高效专用机床。它是由通用机床和专用机床发展而来的。由于组合机床的工序高度集中，即一台机床可以同时完成一个或几个不同的工序，满足了大产量、高精度的生产要求，克服了通用机床结构复杂、劳动强度大、生产效率低、精度难以保证的缺点。以及专用机床通用性差，不能满足现代技术快速发展和产品频繁更新的要求。因此，组合机床及其自动化生产线已广泛应用于汽车、柴油机、电机、仪器和军工产品的生产中，并显示出巨大的优势。在组合机床等专用机床中，旋转(转盘和鼓轮)多工位组合机床和自动线占有重要地位。由于这种组合机床采用多工位、多轴、多面、多方向同时加工工件，生产率高。同时，利用这种机床，工件可以在机床(线上)加工，或者毛坯可以在加工基准后直接在机床(线上)加工，从而实现工件的全加工。另外，由于工件在加工过程中通常只夹紧一次，加工精度相对较高。因此，这种机床是用于内燃机工业或其他大规模生产部门的重要技术设备。根据1978年至1983年五年间美国生产的4856台组合机床的统计分析表，转盘组合机床占1/3，自动线占41.5%。旋转多工位组合机床特别适用于加工轮廓尺寸小于250毫米的中小型零件。这类机床的应用主要集中在汽车、阀门、气动、液压、制锁、轻工仪表和电力等工业部门。市场销售量大，国内外有许多厂家从事其设计和制造。如欧洲和美国的罗思-霍夫芬、狄德海姆、威特齐弗兰克、里略、IMAS、奥古斯特-温兹勒、威斯特、哈夫、里诺伯拉德和波萨卢、日本的三协精密机床、岩田机床、前苏联的哈尔科夫小型组合机床厂(X3MAC)和中国的大连组合机床研究所、大连机床厂、常州机床厂和北方精密机床厂。其中，北方精密机械厂是中国唯一一家专业生产转台组合机床的企业，目前的生产能力约为每年30台。据估计本设计工作将设计由五工位转台组合机床设计的钻孔工位(曲轴箱左右两侧的孔)。因此，目的是使设计的机床结构简单，使用方便，效率高，质量好。从而选择最佳方案，合理确定机床工艺的集中程度，合理选择组合机床的通用部件，合理配置组合机床，合理选择切削参数，设计高效夹具、刀具、刀具和主轴箱是本次设计的主要内容。具体工作是绘制工艺图、加工示意图、总接触尺寸图、多轴箱装配图、指定零件图和计算生产率计算卡。部分指出了本课题的研究概况和研究方法。第一章是绪论，主要介绍了本课题的研究背景和意义，指出了本课题国内外的研究概况，并给出了本文的主要工作和结构。第二章是本文的主体部分，主要给出了加工左右曲轴箱孔的多工位组合机床的钻孔工位设计。接下来的几个部分，分别给出了本课题研究的结论，并对本课题的发展方向进行了展望。感谢学院的老师，特别是指导老师，并提供了完成本文所需的参考资料。最后附上相关设计图纸和生产效率卡。第二章组合机床的总体设计2.1模块化机床及其特点组合机床是由大量通用零件和少量专用零件组成的工序集中的高效专用机床。它可以对一个(或几个)零件进行多刀具、多轴、多面、多工位加工。该组合机床可完成钻孔、铰孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削、轧制等工序，生产效率高，加工质量稳定。与普通机床和其他专用机床相比，组合机床具有以下特点：(1)组合机床上的普通零件和标准件约占整个机床零部件的总数，因此设计制造周期短，投资少，经济效果好。(2)由于组合机床采用多刀具加工，自动化程度高，因此比普通机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。(3)模块化机床的通用部件经过长期生产实践的精心设计和测试，并由专业工厂批量生产。因此，结构稳定，工作可靠，使用维护方便。(4)在组合机床上加工零件时，由于采用了专用夹具、刀具和导向装置，加工质量得到了工艺设备的保证，操作人员的技术水平不高。(5)当加工产品更新和使用其他类型的专用机床时，其大部分部件将被报废。当使用组合机床时，其普通零件和标准零件可以重复使用，无需进一步设计和制造。(6)模块化机床易于接入模块化机床的自动化生产线，以满足大规模生产的需要。图2-1显示了由普通零件和少量特殊零件组成的卧式组合机床。图2-1卧式组合机床及其部件1-中间基地；2-夹具；3轴箱；4-电源盒5-滑道；6-滑动座椅；7床(侧底座)模块化机床的常见部件包括：动力部件、输送部件、支撑部件、控制部件和辅助部件。动力部件有四种：(1)主要移动动力部件动力箱、多轴箱和单轴头；(2)进给运动部件-液压滑道和机械滑道；(3)动力头，可实现主运动和进给运动；它是一系列带有单个主轴头的通用零件，用于改变主轴速度。动力箱、各种技术的切割头和动力滑台是组合机床完成切割主运动或进给运动的动力部件。还有一个动力头可以同时完成切割主运动和进给运动。然而，只能完成进给运动的动力部件被称为动力滑台。固定在动力箱上的主轴箱是一种切割工具，用于布置切割主轴，并将动力箱输出轴的旋转运动传递给各主轴。由于每个主轴的位置与待加工的特定零件相关，主轴箱必须根据待加工的零件进行设计，并且不能制造成完全通用的零件，而是许多零件(例如主轴、传动轴、齿轮、箱体等)。)是普遍的。床身、立柱和中间底座是组合机床的支撑部件，起着机床基本框架的作用。模块化机床的刚性和部件之间的精度保持主要由这些部件保证。移动或旋转工作台的重复定位精度直接影响组合机床的加工精度。除了上述主要部件之外，组合机床还具有各种控制部件，主要控制机床按顺序运行，以保证机床按规定程序工作。模块化机床的绝大多数通用部件已被颁布为国家标准，并根据公称尺寸、主要参数、互换尺寸等进行设置。标准中规定。通用组件之间存在匹配关系。因此，在本次设计中，模块化机床的总体设计主要是根据被加工零件的尺寸、形状和技术要求来完成的。2.2为组合机床制定工艺计划的过程工艺方案的制定是模块化机床设计的关键步骤。因为工艺计划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，应根据工位的加工要求和特点、一定的原则、组合机床常用的加工方法，充分考虑各种影响因素，进行技术经济分析，制定出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。2.2.1确定组合机床工艺方案的基本原则2.2.1.1零件的工艺分析方法1产品和零件图纸分析1)充分理解产品图纸和零部件图纸。2)明确需要加工的零件和表面，找出需要高加工技术和特殊加工方法的零件和表面，作为制定工艺路线或机床方案时需要考虑和解决的问题。2零件技术要求分析零件的技术要求是保证零件加工精度和表面粗糙度、制定工艺路线、设计模块化机床和自动线的最基本的原始依据。因此，在设计组合机床和自动线时，必须深入分析零件的技术要求。3零件的结构特征和结构工艺性分析在组合机床和自动线加工中，加工零件的形状、尺寸、重量、结构、零件刚度等。被加工零件的质量对工艺方案的制定和机床的结构设计有很大的影响。2.2.1.2设计的零件图分析目前，需要加工四个M10深15和20深的螺纹孔，它们应该具有以下工艺：图2-2左右曲轴箱零件图(1)镗孔和车削端面(2)钻井(3)倒角(4)攻丝如图2-2所示，零件图的设计主要是钻孔。钻孔后，还需要倒角和攻丝。因此，要求零件的加工精度高。因此，机床零件、工具等的结构。在设计中必须基于零件的加工精度能够得到稳定保证的要求。2.2.2工艺计划的编制2.2.2.1制定工艺计划零件加工技术将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构。因此，在制定工艺方案时，有必要对要加工的零件图进行计算和分析，并深入了解零件的形状、尺寸、材料、硬度和刚度，以及零件的结构特点工件材料为压铸铝合金Y112 (JB 3069-82)和HB80 100；所需生产计划为：15万件/年；拒绝率2%；备件比率2%，工作时间：8小时，两班制。2)过程分析本设计主要针对孔加工站的设计。加工孔时，孔的位置公差为0.15毫米根据组合机床采用的工艺方法和所能达到的经济精度，可采用以下加工方案：四个主轴用于一次加工直径为 9的孔。2.2.2.2确定组合机床的配置形式和结构方案1)加工零件的加工精度在组合机床上完成的加工过程和被加工零件要保证的加工精度，工件孔间的位置精度为0.15毫米，对其位置精度要求较高。在安排加工时，应尽可能提高加工精度，以保证后续工位的加工精度。可以采取提高机床原始制造精度和工件定位基准精度、减少夹紧变形等措施。待加工的零件如图2-2所示。2)被加工零件的特