汽车变速箱两端面液压双头组合铣床的设计【优秀机械毕业设计论文】
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汽车
变速箱
两端
液压
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铣床
设计
优秀
优良
机械
毕业设计
论文
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文档包括:
说明书一份。40页，15000字。
任务书一份。
开题报告一份。
图纸共5张，如下所示：
A0-主轴箱.dwg
A0-机床联系尺寸图.dwg
A1-加工示意图.dwg
A1-毛坯图.dwg
A2-液压系统图.dwg
- 内容简介：
-
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 毕业设计论文任务书 系部 机械工程系 指导教师 周国柱 职称 教授 学生姓名 林圣镇 专业班级 06机制 1 学号 0615011106 论文题目 汽车变速箱两端面液压双头组合铣床的设计 论文内容目标及进度要求 一 设计任务内容 1. 方案设计：拟定两个以上的总体设计方案分析对比并择优 2. 设计液压组合铣床的三图一卡； 3. 液压组合铣床的主轴箱总成设计计算 （ 1） 传动系统的拟定及其运动计算 （ 2） 传动系统的动力计算及校核 （ 3） 主轴箱部件装备图设计 4. 液压组合铣床的液压系统设计计算并绘制液压系统图 5. 设计主轴零件工作图 二设计要求 1. 编制本项目的设计计算说明书，不得少于 40页 2. 编写本说明书的英文摘要，不得少于 500字 3. 所设计的图纸不得少于 3张零号图纸 4. 必须以新的国家标准绘图和标注图面内容 5. 允许使用计算机绘图，但必须用手工绘制一张图纸 三 . 设计进度 第一周：完成方案设计 第二、三周：完成组合机床的三图一卡 第四、五周：完成主轴箱的设计计算 第六周：完成液压系统设计 第七周：编制设计计算说明书 第八周：答辩 指导教师签名： 年 月 日 系部 审核 毕业设计（论文）学生开题报告 课程名称 汽车变速箱两端面液压双头组合铣床的设计 课程来源 生产实践 课程类型 导教师 周国柱 学生姓名 林圣镇 学号 0615011106 专业班级 06机制本（ 1） 本课程的研究现状、研究目的及意义： 我国加入 后，制造业所面临的机遇与挑战并存。组合机床行业企业适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的 良好势头，截至 2002年 9月份，组合机床行业企业仅组合机床产品一项，据不完全统计产量已达 800余台，产值达 3 个亿以上，较 2001 年同比增长了 10%以上 , 另外组合机床行业工业增加值、产品销售率、全员工资总额、出口交货值等经济指标均有不同程度的增长，新产品、新技术较去年均有大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。 组合机床自动线一般由机床含少量专用机床、另件输送装置、转位装置、排屑装置及电气和液压控制系统等组成。机床和所有机构按照规定的动作顺序和节拍自动地进行加工。 这类自动线分为直接输送式和间接输送带随行夹具 两种 , 前者又可分为通过式和非通过式外移式 , 主要用于有平稳、稳定的输送基面的箱体。 组合机床自动线主要用于大批量生产。虽然技术已很成熟 , 但一般利用率低、缺乏柔性 , 难以适应现代中批轮番生产的需要。现代柔性自动化技术给组合机床综合自动化技术的发展 , 带来根本性的变革。 动力部件的最大规格和驱动功率日趋加大 , 例如法国雷诺公司滑台的徽大规裕由 800增至 1000、 1250、 1600, 铣削头最大功率由 30400 现代组合机床自动线和自动加工系统的生产节拍愈来愈短 , 以适应高效加工的需要。为此 , 滑台的工作循环时间必须相应缩短。国外有些厂家中等规格滑台的工作循环时间已缩短到 5秒。其中 , 快速行程速度已达 15米 /分 , 而最大工作进给速度由通常 /分提高到 /分 , 米。在提高快进和工作行程应仄荣件下 , 又福要有高的转换精度 , 用伺服驱动滑台便能满足这些要求。 组合机床要求单轴加工的工序远没有多轴加工的多 , 但也占有重要的地位 , 尤其是精加工工序。多轴加工一般只有一个座标运动 , 单轴加工则有两个或三个座标运动 , 其柔性高于前者而效率则低于前者。目前广 泛应用的单轴加工用的单元式机床模块 但基本上已“ 加工中心机床化” , 采用独立的 制系统。为了适应配置在自动线内使用 , 尽可能简化结构 ,缩短节拍时间（通用加工中心机床换刀次数多、节拍时间长） , 使其能与多轴加工单元模块协调 , 使两者生产效率接近。单轴加工用的参数特点：为主轴座标高速移动定位；主轴转数高；刀库容量小（ 46把）；自动换刀（ 间短。 课题类型： （ 1） （ 2） 课题； (1)、 (2)均添，如 一 设计任务内容 6. 方案设计：拟定两个以上的总体设计方案分析对比并择优； 7. 设计液压组合铣床的三图一卡； 8. 液压组合铣床的主轴箱总成设计计算 （ 4） 传动系统的拟定及其运动计算 （ 5） 传动系统的动力计算及校核 （ 6） 主轴箱部件装备图设计 9. 液压组合铣床的液压系统设计计算并绘制液压系统图 二设计要求 1. 编制本项目的设计计算说明书，不得少于 40页 2. 编写本说明书的英文摘要，不得少于 500字 3. 所设计的图纸不得少于 3张零 号图纸 4. 必须以新的国家标准绘图和标注图面内容 5. 允许使用计算机绘图，但必须用手工绘制一张图纸 三 . 设计进度 第一周：完成方案设计 第二周，第三周：完成组合机床的三图一卡 第四周，第五周：完成主轴箱的设计计算 第六周：完成液压系统设计 第七周：编制设计计算说明书 第八周：答辩 已查阅的主要参考文献： 王为 王建晓 主编 华中科技大学出版社， 2006 大连组合机床研究所编 北京：机械工业出版 社， 1995 张以鹏 主编 辽宁科技技术出版社， 2007 机械工业出版社， 2006 范云涨 谢家瀛 主编 北京：机械工业出版社， 2002 杨培元 朱福元 主编 北京：机械工业出版社， 1995 机械工业出版社， 1997 指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日 毕业设计（论文）学生申请答辩表 课 题 名 称 汽车变速箱两端面液压双头组合铣床的设计 指导教师（职称） 周国柱（教授） 申 请 理 由 毕业设计任务已完成，说明书已编好。 学生所在系部 机械工程系 专业班级 06制 1 学号 0615011106 学生签名： 日期： 毕业设计（论文）指导教师评审表 序号 评分项目（理工科 、管理类） 评分项目 (文科 ) 满分 评分 1 工作量 外文翻译 15 2 文献阅读与外文翻译 文献阅读与文献综述 10 3 技术水平与实际能力 创新能力与学术水平 25 4 研究成果基础理论与专业知识 论证能力 25 5 文字表达 文字表达 10 6 学习态度与规范要求 学习态度与规范要求 15 总 分 100 评 语 （ 是否同意参加答辩） 指导教师签名： 另附毕业设计（论文）指导记录册 年 月 日 毕业设计（论文）评阅人评审表 学生姓名 林圣镇 专业班级 06制 1 学号 0615011106 设计（论文）题目 汽车变速箱两端面液压双头组合铣床的设计 评阅人 评阅人职称 序号 评分项目（理工科、管理类） 评分项目 (文科 ) 满分 评分 1 工作量 外文翻译 15 2 文献阅读与外文翻译 文献阅读与文献综述 10 3 技术水平与实际能力 创新能力与学术水平 25 4 研究成果基础理论与专业知识 论证能力 25 5 文字表达 文字表达 10 6 学习态度与规范要求 学习态度与规范要求 15 总 分 100 评 语 评阅人签名： 年 月 日 5 毕业设计（论文）答辩表 学生姓名 林圣镇 专业班级 06制 1 学号 0615011106 设计（论文）题 目 汽车变速箱两端面液压双头组合铣床的设计 序号 评审项目 指 标 满分 评分 1 报告内容 思路清新；语言表达准确，概念清楚，论点正确；实验方法科学，分析归纳合理；结论有应用价值。 40 2 报告过程 准备工作充分 ,时间符合要求。 10 3 创 新 对前人工作有改进或突破，或有独特见解。 10 4 答 辩 回答问题有理论依据，基本概念清楚。主要问题回答准确，深入。 40 总 分 100 答 辩 组 评 语 答辩组组长（签字）： 年 月 日 答 辩 委 员 会 意 见 答辩委员会负责人（签字）： 年 月 日 6业设计（论文）答辩记录表 学生姓名 林圣镇 专业班级 06制 1 学号 0615011106 设计（论文）题目 汽车变速箱两端面液压双头组合铣床的设计 答辩时间 答辩地点 答辩委员会名单 问题 1 提问人： 问题： 回答（要点）： 问题 2 提问人： 问题： 回答（要点）： 问题 3 提问人： 问题： 回答（要点）： 记录人签名 （不足加附页） 6题 4 提问人： 问题： 回答（要点）： 问题 5 提问人： 问题： 回答（要点）： 问题 6 提问人： 问题： 回答（要点）： 问题 7 提问人： 问题： 回答（要点）： 问题 8 提问人： 问题： 回答（要点）： 记录人签名 7 毕业设计 （论文）成绩评定总表 学生姓名： 林圣镇 专业班级： 06 毕业设计（论文）题目： 汽车变速箱两端面液压双头组合铣床的设计 注：成绩评定由指导教师、评阅教师和答辩组分别给分 (以百分记 )，最后按“优 (90、“良 (80、“中 (70、“及格 (60、“不及格 (60以下 )”评定等级。其中， 指导教师评定成绩占 40%，评阅人评定成绩占 20%，答辩组评定成绩占 40%。 成绩类别 成绩评定 指导教师评定成绩 评阅人评定成绩 答辩组评定成绩 总评成绩 40%+ 20%+ 40% 评定等级 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
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