变速箱前盖锪孔组合机床设计【说明书+CAD】
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变速箱前盖锪孔组合机床设计【说明书+CAD】,变速箱,锪孔,组合,机床,设计,说明书,CAD
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潍坊学院本科毕业设计答辩评议表 学生姓名李小娟学号08011140221所在院系机电工程学院专业年级机械设计制造及其自动化指导教师杨祖效职称教授论文题目变速箱前盖锪孔组合机床设计课题来源生产课题类别工程设计指导教师意见：签名： 预评成绩： 年 月 日评阅教师意见： 评阅成绩： 签名： 年 月 日答辩小组意见：答辩成绩： 答辩小组组长签名： 年 月 日综合成绩： 答辩委员会主任签名： 年 月 日潍坊学院毕业设计结题报告姓名李小娟性别女年级08级学号08011140221系别机电与车辆工程学院专业机械设计制造及其自动化论文题目 变速箱前盖锪孔组合机床设计题目来源生产题目类别工程设计指导老师杨祖效本课题完成情况，包括研究过程、结果、存在的问题等经过这次为期三个月的毕业设计，通过在数据计算的基础上对标准通用零件做了仔细选择，并依据被加工零件的结构特点、加工部位的尺寸精度、表面粗糙度要求以及定位夹紧方式、工艺方法和加工过程中所采用的刀具、生产率和切削用量情况等设计了结构合理的组合机床。此次设计使我对计算机绘图的使用更加熟练，对机床的结构工艺分析、机床配置形式的确定、切削用量及刀具的选择以及组合机床的总体设计有了更加深刻的理解，且能比较全面的综合运用机械加工工艺及机床夹具设计的理论和实践知识，能根据被加工零件的技术要求，运用零件制造的基本工艺路线和方法，学会拟订机床床头箱的加工工艺路线，完成箱体的加工等结构设计，并且对有关手册、规范、图表等技术资料有了一定的熟悉，也重新巩固了识图、制图和编写技术文件等的基本技能。设计的机床保证了加工孔的生产质量，提高了工效，加工成本大幅下降。本项工作还有许多值得完善的地方，例如：装夹、定位由人工完成，效率较低；自动化程度有待提高等问题。这些问题通过改进设计、完善工艺、现场的不断实践、总结和完善，必将会得到进步的提高。 指导教师意见： 指导教师签名 年 月 日院（系）学位委员会意见：（签章） 年 月 日潍坊学院本科毕业设计任务书课题名称: 变速箱前盖锪孔组合机床设计 课题类别： 工 程 设 计 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 2008级 指导教师： 杨 祖 效 学生姓名： 李 小 娟 2012 年 2 月 25日一、 课题条件： 1、被加工零件：泰山-12拖拉机变速箱前盖零件图 2、产品生产纲领：60000台/年。 3、零件底面已加工。 4、组合机床设计手册、组合机床通用零部件图册及产品样本等技术资料。 5、绘图工具及绘图条件 6、计算机二、毕业设计主要内容： 1、机床总体方案(三图一卡)设计 2、机床总图设计 3、零件设计 4、撰写设计说明书（不少于8000字） 5、外文资料翻译(不少于中文3000字)三、计划进度： 1、调研、收集阅读资料 1周 2、总体方案设计 4周 3、机床总图设计 3周 4、撰写设计说明书 2周 5、答辩准备 1周 6、毕业设计答辩 1周四、主要参考文献： 1大连组合机床研究所.组合机床设计M.北京：机械工业出版社，1956. 2大连组合机床研究所.组合机床设计讲义M.北京：机械工业出版社，1963. 3金振华.组合机床及其调整与使用M.北京：机械工业出版社，1993. 4李庆余,张佳.机械制造装备设计M.北京：机械工业出版社，2003.8 5谢家瀛.组合机床设计简明手册（第一版）M.北京：机械工业出版社，2002.8 6大连组合机床研究所编.组合机床设计参考图册M. 北京：机械工业出版社，1975. 7沈阳大学等编.组合机床设计.上海：上海科学技术出版社，1985 8许晓旸.专用机床设备设计.重庆：重庆大学出版社M，2003.6 9谈武宗.钻攻组合机床的设计和使用J.组合机床与自动化加工技术，2000.110刘涛.变速箱销孔加工组合机床设计J. 组合机床与自动化加工技术，2000.7 11宗永平.组合机床的设计与研制J. 组合机床与自动化加工技术，1998.2 指导教师 教研室主任 年 月 日 年 月 日毕 业 实 习 报 告专业班级 2008级机制2班 姓 名 张 真 真 学 号 08011140220 机电工程学院潍坊学院本科毕业设计任务书课题名称: 变速箱前盖攻丝组合机床设计 课题类别： 工 程 设 计 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 2008级 指导教师： 杨 祖 效 学生姓名： 张 真 真 2012 年 2 月 25 日毕 业 实 习 报 告专业班级 2008级机制2班 姓 名 张 真 真 学 号 08011140220 机电工程学院潍坊学院本科毕业设计任务书课题名称: 变速箱前盖攻丝组合机床设计 课题类别： 工 程 设 计 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 2008级 指导教师： 杨 祖 效 学生姓名： 张 真 真 2012 年 2 月 25 日毕 业 实 习 报 告专业班级 2008级机制2班 姓 名 李小娟 学 号 08011140221 机电工程学院毕业设计题目 组合机床设计指导教师杨祖效实习单位（12个）1. 潍柴动力股份有限公司2. 山东潍坊拖拉机厂有限公司 实习（调研）目的及实习内容、实习期间应掌握的关键技术（由指导教师根据设计题目要求填写）毕业生产实习的目的和要求本次毕业生产实习的目的是：从生产实际中去了解问题，发现问题和解决问题，把我们所学的知识真正的应用于生产过程，学习生产技术和管理知识，巩固所学基本理论，获取本专业的实际知识，培养初步的实际工作能力和专业技能。同时，增强自己的劳动理念和社会主义事业心，责任感，为将来的事业打下坚实的基础。具体要求如下： 1 了解实习企业的一般情况，扩大自己的视野，了解社会发展形式，行业动态，增加对本专业学科范围的感性认识和理性认识。 2 初步了解所学专业在社会建设中地位、作用和发展趋势，培养自己的专业兴趣。 3 巩固、深化所学理论知识，理论联系实际，提高动手能力，培养分析和解决工程实际问题的初步能力。 4 熟悉工程专业技术人员的工作职责和工作程序，获得组织和管理生产的初步知识。 5了解典型零件的机械加工工艺过程，注重学习与本毕业设计有关的零部件加工原理，制造方法和工作原理，为毕业设计的圆满完成作好准备。毕业生产实习是我们机械设计制造及其自动化专业教学计划规定的教学环节之一，培养理论联系实际工程项目人才的重要措施，借以检验学生利用所学的知识，在实际工作中进行运用的素质，以提高学生的组织与管理，分析与解决问题的能力，创新能力。实习（调研）报告（含实习场所介绍、结合设计内容所作具体工作、针对课题的调查及相关分析）毕业实习的目的，一方面是对大学期间所学专业基础知识的复习和巩固，另一方面是为随后的毕业设计做铺垫。在学校精心组织安排下，我们机械设计制造及其自动化专业全体同学到潍柴动力股份有限公司进行了毕业实习。通过实习，不仅使我们对课本上的专业知识有了更深入的了解，也使我们学到了许多课外实践知识。我们毕业生也更多的了解机电产品、设备，提高对机电工程制造技术的认识，加深对机电在工业各领域应用的感性认识，开阔视野，了解相关设备及技术资料，熟悉典型零件的加工工艺。通过这次生产实习，进一步巩固和深化了所学的理论知识，弥补以前单一理论教学的不足,为毕业设计打下了坚实的基础.一 企业简介 1 潍柴动力股份有限公司潍柴动力股份有限公司,是由潍坊柴油机厂作为主发起人联合境内外投资者共同发起设立的符合现代企业制度的企业，是国家内燃机研发、制造、销售重点骨干企业。其产品广泛应用于重型汽车、大客车、工程机械、船用、发电等大功率动力配套市场。公司致力于内燃机科技产业的发展，产品开发能力居国内同行业前列，总体工艺装备水平居国内领先地位。公司生产的WD615、WD618柴油机在重型汽车、工程机械市场的平均占有率达到60%以上，满足欧排放标准的斯太尔柴油机已提前法规要求投放市场，近年来10L/12L大功率柴油机一直保持市场领导地位。 2 山东潍坊拖拉机厂集团有限公司 山东潍坊拖拉机厂集团有限公司是山东省重点企业集团之一。公司拥有加工、喷漆、装配等10余条生产线以及包括加工中心、三坐标测量仪在内的1000多台套主要生产设备及检测仪器，并拥有先进的CAD系统及设施完善的产品试验室等，装备水平居同行业领先地位，具有较强的产品生产及研发能力。 二 企业主要产品介绍1 WD615系列工程机械用柴油机WD615系列工程机械用柴油机是在斯太尔WD615系列载重车用发动机的基础上，消化吸收国外先进技术而发展创新的，现已成为工程机械的新型动力，主要用于ZL50、ZL40装载机，T160、T220推土机及压路机、铲运机械等工程机械领域。WD615系列工程机械柴油机充分考虑了工程机械的特殊要求，配套齐全，外形更美观，具有更高的可靠性和更好的配套适应性。2 潍拖产品 山潍拖集团是中国小四轮拖拉机的发源地，经过近四十年的发展，企业规模不断扩大，装备水平不断提高，现主要生产“潍拖”牌TS12-24 型、TS150D-240D 型、 TY180-300 型三大系列中小马力拖拉机、 KM650/800 型大马力拖拉机及农机配套产品，年生产能力 20万台。“潍拖 ”牌小四轮拖拉机是全国同类产品唯一荣获国家最高质量奖银质奖的产品，成为行业第一品牌，并荣获中国机械工业名牌产品称号和中国国际农业博览会名牌产品称号，“潍拖 ”牌商标在小四轮中唯一被列入国家重点商标保护名录，企业在同行业中首家通ISO 9001质量体系认证。产品畅销全国24个省市自治区，并拥有自营进出口权，产品出口到30多个国家和地区。三 组合机床设计3.1 零件的工艺分析 被加工零件：变速箱前盖 硬度： HB170-241 材料: HT200 零件的技术要求： a 保证8X20孔对基准中心的位置度 b 水平方向孔中心到设计基准10mm的位置度要求 c 垂直方向孔中心到设计基准10mm的位置度要求图3.1 零件图 根据图3.1所示的零件图，选择底面和两侧面分别进行定位，限制了六个方向的自由度，底面采用支承板来进行定位，限制了X、Y方向的移动和Z方向的转动。两侧面用薄短板进行定位，通过调节螺纹来夹紧，此时限制了X、Y方向的转动和Z方向的移动。此种定位方式简便地限制工件的六个自由度，是工件获得稳定可靠的定位；有同时加工零件五个表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度；保证零件整个工艺过程基准统一，从而减少由基准转换带来的积累误差，有利于保证零件加工精度；易于实现自动化定位、夹紧。3.2 确定机床的配置形式根据工件的结构特点、工艺要求、生产率要求及工艺方案等，可大体确定采用哪种配置形式的机床。满足同样要求，可有多种配置方案。在确定机床配置形式和结构方案时，首先要考虑如何稳定地保证零件的加工精度。固定式夹具单工位组合机床可达到的加工精度最高；移动（或回转）式夹具多工位组合机床，因存在移位、定位误差，其加工精度一般比固定式夹具低。单工位组合机床可以从单面或同时从几个方面对工件进行加工。各种形式的单工位组合机床具有固定的夹具。通常可以安装一个工件特别适合于大中型零件的加工。本设计题目只进行锪孔加工，基于这点考虑，所以采用单工位组合机床是合适的。机床的配置型式主要有卧式和立式两种。卧式组合机床床身由滑座、侧底座及中间底座组合而成。其优点是加工和装配工艺性好，无漏油现象；同时，安装、调试与运输也都比较方便；而且，机床重心较低，有利于减小振动。其缺点是削弱了床身的刚性，占地面积大。立式组合机床床身由滑座、立柱及立柱底座组成。其优点是占地面积小，自由度大，操作方便。其缺点是机床重心高，振动大。根据工作要求，孔中心线与定位基面平行，所以采用卧式固定夹具单工位组合机床。3.3 机床总图组合机床常用的通用部件有：床身（侧底座）、底座（包括中间底座和立柱底座）、立柱、动力箱、动力滑台、各种工艺切削头等。对于一些按顺序加工的多工位组合机床，还有移动工作台或回转工作台。动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动和进给运动的动力部件，其中还有可能同时完成切削主运动和进给运动动力头。床身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件起着机床的基础骨架作用。这些部件同时保证着组合机床的刚度和部件之间的精度保持性，根据选定的切削用量，确定切削力，作为选择动力滑台及夹具设计的依据；确定切削扭矩，用以确定主轴及其他传动件（齿轮、传动轴等）的尺寸；确的切削功率，用以选择主传动电机（动力箱电机）功率；确定刀具耐用度，用以验证所选刀具是否合理。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。组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。本设计中，在数据计算的基础上对标准通用零件做了仔细选择，并依据被加工零件的结构特点、加工部位的尺寸精度、表面粗糙度要求以及定位夹紧方式、工艺方法和加工过程中所采用的刀具，生产率和切削用量情况等设计了结构合理的组合机床。机床联系尺寸总图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并按初步选定的主要通用部件以及确定的专用部件的总体结构而绘制的。是用来表示机床的配置型式，主要构成级各部件安装位置、相互联系、运动关系和操作方位的总体布局图。 3.2机床总图四 组合机床发展现状和研究目的组合机床是根据被加工件的工艺要求，按照工序高度集中的原则而设计的，并以系列化 、标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件而组成的专用设备，并配以专用夹具，采用多把刀具同时进行加工。组合机床的辅助动作实现了自动化，具有专用、高效、自动化和易于保证加工精度。当被加工的零件尺寸结构有所改进时，合机床的通用零部件还可以重新被利用组成新的组合机床，且具有一定的柔性度。在数控设备还没有普及和推广的几十年里，它对于提高加工效率，降低对操作者的技术要求起到了很大的作用，尤其是组合铣床和专用钻床，在壳体类零件的加工线中应用非常广泛。现阶段组合机床主要应用于大批量生产中，随着组合机床加工的发展与各种生产管理技术的发展与完善，组合机床在中小批量生产中也将得到广泛的应用，应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。 传统机床只能对一种零件进行单刀、单工位、单轴、单面加工、成产效率低且加工精度不稳定，而组合机床是以系列化、标准化的通用部件为基础，再配以少量专用部件而组成的专用机床，具有一般专用机床结构简单，生产率及自动化程度高，易保证加工精度的特点，又能适应工件的变化，具有一定的重新调整、重新组合的能力。组合机床可以对工件采用多刀、多面及多方位加工，特别适于在大批、大量生产中对一种或几种类似零件的一道或几道工序进行加工。组合机床可完成钻、扩、铰、镗孔、攻螺纹、车、铣、磨削以及滚压等工序，生产效率高，加工精度稳定。本课题针对变速箱前盖锪孔组合机床的设计，有利于提高大批量生产的生产效率，提高加工精度稳定性，节约资源。五 实习小结首先感谢我们的老师为我们提供了这么好的实习机会，这不但对我们的毕业设计有极大的帮助，更为我们将来从事机械行业打下了良好的基础。在实习期间的所见所闻，对本人产生了巨大地影响和帮助，也提高了我的专业水平与见识，也将让我终生受益。 随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。生产实习带给我们的不全是我们所接触到的那些操作技能和专业知识，更多的是需要我们每个人在实习结束后根据自己的情况去感悟、去反思、勤时自勉、有所收获，使这次实习达到了他的真正目的。实习的一些收获和体会，对于我们今后走上工作岗位，都会有很大的帮助。坚信在以后的工作上，会有更大的提高。实习效果分析（实习收获及对所做课题的帮助）本次生产实习，让我亲身感受到了所学知识与实际的联系，对齿轮减速器的机械加工设计过程和其在机械制造工业的应用有了进一步的了解。通过这次理论与实际的相结合，让我们大开眼界,也是对以前所学知识的一个初审。本次生产实习认识和体会颇深：1通过本次实习我们了解了企业现代机械制造工业的生产方式和工艺过程。熟悉机械零部件的主要成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。2在了解、熟悉和掌握一定的专业基础知识和操作技能过程中，培养、提高和加强了我们的实践能力、创新意识和创新能力。培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念，强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性，提高了我们的整体综合素质。 3加深了对现代设计制造技术的认识。随着先进制造技术基础和技术创新的新突破，随着高新技术在制造业中比例的日益增加、技术含量的提高，以及高技术含量产品对市场占有率影响的不断扩大，先进制造技术逐渐在制造业中占据主导地位。 4随着计算机技术与电子技术的发展，至今已有类型众多、性能良好的计算机硬件及外围设备陆续问世。这些成果为推动CAD技术创造了必要的条件。相信随着CAD技术的发展现代制造业必将有新的突破。我们的国家也将争取早日进入工业发达国家行列。相信自己的选择，相信自己的未来，不断提高，不断完善，为中国的机械制造业作出自己的贡献！ 指导教师对实习情况评价：实习成绩： 指导教师： 年 月 日潍坊学院本科毕业设计答辩评议表 学生姓名李小娟学号08011140221所在院系机电工程学院专业年级机械设计制造及其自动化指导教师杨祖效职称教授论文题目变速箱前盖锪孔组合机床设计课题来源生产课题类别工程设计指导教师意见：签名： 预评成绩： 年 月 日评阅教师意见： 评阅成绩： 签名： 年 月 日答辩小组意见：答辩成绩： 答辩小组组长签名： 年 月 日综合成绩： 答辩委员会主任签名： 年 月 日潍坊学院毕业设计结题报告姓名李小娟性别女年级08级学号08011140221系别机电与车辆工程学院专业机械设计制造及其自动化论文题目 变速箱前盖锪孔组合机床设计题目来源生产题目类别工程设计指导老师杨祖效本课题完成情况，包括研究过程、结果、存在的问题等经过这次为期三个月的毕业设计，通过在数据计算的基础上对标准通用零件做了仔细选择，并依据被加工零件的结构特点、加工部位的尺寸精度、表面粗糙度要求以及定位夹紧方式、工艺方法和加工过程中所采用的刀具、生产率和切削用量情况等设计了结构合理的组合机床。此次设计使我对计算机绘图的使用更加熟练，对机床的结构工艺分析、机床配置形式的确定、切削用量及刀具的选择以及组合机床的总体设计有了更加深刻的理解，且能比较全面的综合运用机械加工工艺及机床夹具设计的理论和实践知识，能根据被加工零件的技术要求，运用零件制造的基本工艺路线和方法，学会拟订机床床头箱的加工工艺路线，完成箱体的加工等结构设计，并且对有关手册、规范、图表等技术资料有了一定的熟悉，也重新巩固了识图、制图和编写技术文件等的基本技能。设计的机床保证了加工孔的生产质量，提高了工效，加工成本大幅下降。本项工作还有许多值得完善的地方，例如：装夹、定位由人工完成，效率较低；自动化程度有待提高等问题。这些问题通过改进设计、完善工艺、现场的不断实践、总结和完善，必将会得到进步的提高。 指导教师意见： 指导教师签名 年 月 日院（系）学位委员会意见：（签章） 年 月 日潍坊学院本科毕业设计任务书课题名称: 变速箱前盖锪孔组合机床设计 课题类别： 工 程 设 计 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 2008级 指导教师： 杨 祖 效 学生姓名： 李 小 娟 2012 年 2 月 25日一、 课题条件： 1、被加工零件：泰山-12拖拉机变速箱前盖零件图 2、产品生产纲领：60000台/年。 3、零件底面已加工。 4、组合机床设计手册、组合机床通用零部件图册及产品样本等技术资料。 5、绘图工具及绘图条件 6、计算机二、毕业设计主要内容： 1、机床总体方案(三图一卡)设计 2、机床总图设计 3、零件设计 4、撰写设计说明书（不少于8000字） 5、外文资料翻译(不少于中文3000字)三、计划进度： 1、调研、收集阅读资料 1周 2、总体方案设计 4周 3、机床总图设计 3周 4、撰写设计说明书 2周 5、答辩准备 1周 6、毕业设计答辩 1周四、主要参考文献： 1大连组合机床研究所.组合机床设计M.北京：机械工业出版社，1956. 2大连组合机床研究所.组合机床设计讲义M.北京：机械工业出版社，1963. 3金振华.组合机床及其调整与使用M.北京：机械工业出版社，1993. 4李庆余,张佳.机械制造装备设计M.北京：机械工业出版社，2003.8 5谢家瀛.组合机床设计简明手册（第一版）M.北京：机械工业出版社，2002.8 6大连组合机床研究所编.组合机床设计参考图册M. 北京：机械工业出版社，1975. 7沈阳大学等编.组合机床设计.上海：上海科学技术出版社，1985 8许晓旸.专用机床设备设计.重庆：重庆大学出版社M，2003.6 9谈武宗.钻攻组合机床的设计和使用J.组合机床与自动化加工技术，2000.110刘涛.变速箱销孔加工组合机床设计J. 组合机床与自动化加工技术，2000.7 11宗永平.组合机床的设计与研制J. 组合机床与自动化加工技术，1998.2 指导教师 教研室主任 年 月 日 年 月 日编号 潍潍 坊坊 学学 院院毕毕 业业 设设 计计 技技 术术 报报 告告 课题名称：课题名称：变速箱前盖锪孔组合机床设计学生姓名：学生姓名：李小娟学学 号：号：08011140221专专 业：业：机械设计制造及其自动化班班 级级: :08 级二班指导教师：指导教师：杨祖效 2012 年 5 月潍坊学院本科毕业设计摘要摘要组合机床是以通用部件为基础，配以工件特定外形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。它一般采用多轴、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。组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。本课题针对变速箱壳体端面上锪孔这一特定工序而设计的一台专用卧式组合机床。本组合机床效率高、成本低、加工精度高和操作使用方便，同时减轻了工人的劳动强度，提高了劳动生产率。本设计中，在数据计算的基础上对标准通用零件做了仔细选择，并依据被加工零件的结构特点、加工部位的尺寸精度、表面粗糙度要求以及定位夹紧方式、工艺方法和加工过程中所采用的刀具，生产率和切削用量情况等设计了结构合理的组合机床。关键词：组合机床 刀具 三图一卡 锪孔潍坊学院本科毕业设计IABSTRACTABSTRACT Combination of more occasions is based on general parts, match with work piece specific shape and process design of special components and fixtures, which is composed of semi-automatic or automatic special machine. It usually adopts the multiracial, knife, processes, and multi-faceted or multistage and processing, production efficiency than general machine high several times or more. The combination machine has the advantages of low cost and high efficiency, in large, mass production is widely used, and the automatic production line can be used to composition. This paper introduces a special horizontal combination machine tools designed for gearbox shell holes on the surface countersinking this specific process. This modular mechanical tool has such advantages which is high efficiency. It is easy to operate because of the low cost and the processing precision. It reduces the workers labor intensity and it enhanced the productivity.In this design, all the standard parts selection based on the carefully data calculation, and according to the characteristics of the structure by processing components, precision machining parts size, surface roughness, and the localization way, clamping technology and processing process using tools, cutting dosages as productivity, the structure design of reasonable spindle box.KeyKey WordsWords：combined machine tool；Gross assembly drawing；Three graphs and one card；countersinking潍坊学院本科毕业设计0目录中文摘要 .I英文摘要 .II第 1 章 前言 .11.1 组合机床的组成 .112 组合机床的特点 .11.3 组合机床的发展现状.1第 2 章 工艺方案设计 .321 零件的工艺分析 .32.2 确定机床的配置形式 .42.3 组合机床主要技术参数的确定.4第 3 章 三图一卡设计 .73.1 被加工零件工序图.73.2 加工示意图 .73.3 机床联系尺寸图 .103.3.1 动力部件的选择 .103.3.2 机床的装料高度.113.3.3 多轴箱轮廓尺寸.113.3.4 确定夹具轮廓尺寸.113.4 机床生产率计算卡.12结 论 .15参考文献 .16致 谢 .17潍坊学院本科毕业设计1第第 1 1 章章 前言前言1.1 组合机床的组成组合机床的组成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。组合机床中各种部件都是具有一定独立功能的部件，并且大都是已经标准化、系列化和通用化的通用部件。只有多轴箱和夹具是根据工件的尺寸形状和工艺要求设计的专用部件，但其中绝大多数零件如夹压元件、传动件等也是标准件和通用件。通用部件是组合机床的基础。用以实现机床切削和进给运动的通用部件，如各种工艺切削头、动力箱、动力滑台等动力部件。用以安装动力部件的通用部件，如底座等。组合机床常用的通用部件有：床身（侧底座） 、底座（包括中间底座和立柱底座） 、立柱、动力箱、动力滑台、各种工艺切削头等。对于一些按顺序加工的多工位组合机床，还有移动工作台或回转工作台。动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动和进给运动的动力部件，其中还有可能同时完成切削主运动和进给运动动力头。床身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件起着机床的基础骨架作用。这些部件同时保证着组合机床的刚度和部件之间的精度保持性，除了上述主要部件之外，组合机床还有各种控制部件，主要指挥机床按顺序动作，以保证机床按规定的程序进行工作。12 组合机床的特点组合机床的特点 组合机床的特点：（1) 主要用于箱体零件和复杂的孔面加工。（2) 生产率高。因为工序集中，可多面、多工位、多轴、多刀同时自动加工。（3) 加工精度稳定。因为工序固定，可选用成熟的通用部件、精密夹具和自动工作循环来保证加工精度的一致性。（4）研制周期短，便于设计、制造和使用维护、成本低。因为通用化、系列化、标准化程度高，通用零部件占 70-90%，通用部件可组织批量生产，进行预制或外购。（5）自动化程度较高，劳动强度低。（6）配置灵活。因为结构模块化、组合化。可按工件或工序要求，用大量通用部件和少量专用部件灵活组成各种类型的组合机床及自动线；机床易于改装，产品及工艺变化时，通用部件一般可以重复利用。1.3 组合机床的发展现状组合机床的发展现状专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。组合机床自1911年在美国研制成功后便广泛应用于大批量生产的汽车工业中，并且随着汽车工业的发展而逐步完善。潍坊学院本科毕业设计2组合机床是根据被加工件的工艺要求，按照工序高度集中的原则而设计的，并以系列化 、标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件而组成的专用设备，并配以专用夹具，采用多把刀具同时进行加工。组合机床的辅助动作实现了自动化，具有专用、高效、自动化和易于保证加工精度。当被加工的零件尺寸结构有所改进时，合机床的通用零部件还可以重新被利用组成新的组合机床，且具有一定的柔性度。在数控设备还没有普及和推广的几十年里，它对于提高加工效率，降低对操作者的技术要求起到了很大的作用，尤其是组合铣床和专用钻床，在壳体类零件的加工线中应用非常广泛。现阶段组合机床主要应用于大批量生产中，随着组合机床加工的发展与各种生产管理技术的发展与完善，组合机床在中小批量生产中也将得到广泛的应用，应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。 传统机床只能对一种零件进行单刀、单工位、单轴、单面加工、生产效率低且加工精度不稳定，而组合机床是以系列化、标准化的通用部件为基础，再配以少量专用部件而组成的专用机床，具有一般专用机床结构简单，生产率及自动化程度高，易保证加工精度的特点，又能适应工件的变化，具有一定的重新调整、重新组合的能力。组合机床可以对工件采用多刀、多面及多方位加工，特别适于在大批、大量生产中对一种或几种类似零件的一道或几道工序进行加工。组合机床可完成钻、扩、铰、镗孔、攻螺纹、车、铣、磨削以及滚压等工序，生产效率高，加工精度稳定。本课题针对变速箱前盖锪孔组合机床的设计，有利于提高大批量生产的生产效率，提高加工精度稳定性，节约资源。 本次设计工作将设计一台卧式变速箱前盖锪孔组合机床（变速箱前盖锪孔） 。因此，目的是使设计出的机床结构简单、使用方便、效率高、质量好。从而选择最佳的工艺方案，合适地确定机床工序集中程度，合理地选择组合机床的通用部件，恰当的组合机床的配置型式，合理地选择切削用量，以及设计高效率的夹具、工具、刀具及主轴箱就是本次设计主要内容。具体的工作就是要制定工艺方案，进行机床结构方案的分析和确定，进行组合机床总体设计，组合机床的部件设计和施工设计。摘要部分，指出了本课题的研究概况，本课题的研究方法；第 1 章是前言，主要介绍了本课题的研究背景及意义，以及组合机床的概述。第 2、3 章是本论文的主体部分，主要给出了本次课题研究即给变速箱前盖锪孔组合机床的总体设计以及“三图一卡”的绘制。在接下去的几个部分分别给出了通过本课题的研究之后得出的结论，并对此方向的课题进行展望，最后表达了对学院老师特别是指导老师的感谢。潍坊学院本科毕业设计3第第 2 2 章章 工艺方案设计工艺方案设计 21 零件的工艺分析零件的工艺分析 被加工零件：变速箱前盖 硬度： HB170-241 材料: HT200 零件的技术要求： a 保证 8X20 孔对基准中心的位置度 b 水平方向孔中心到设计基准的位置度要求 c 垂直方向孔中心到设计基准的位置度要求图 2.1 零件图( + 0 . 0 2 7 ) 技术要求1.消除内应力2.未注明的铸造圆角R3-53.铸件不允许自裂纹气孔缩松砂眼等缺陷4.全部螺孔倒角至螺孔外径5.全部字体高度为2毫米6.去毛刺锐边7.非加工面涂防锈漆潍坊学院本科毕业设计4 本课题是针对变速箱壳体端面上锪孔这一特定工序而设计的一台组合机床。工艺分析是设计组合机床最重要的一步，正确选择加工用定位基准是确保加工精度的重要条件，同时也有利于实现最大限度的集中工序，从而实现减少机床台数的效果。 （1)锪孔工艺方法能达到的精度及表面粗糙度 锪孔：在 11 毫米铸件钻孔工序之后加工底孔或螺纹孔，精度可达 IT9IT10，表面粗糙度 Ra3.26.3 微米。 （2)定位基准及夹压点选择 根据图 2-1 所示的零件图，选择底面和两侧面分别进行定位，限制了六个方向的自由度，底面采用支承板来进行定位，限制了 X、Y 方向的移动和 Z 方向的转动。两侧面用薄短板进行定位，通过调节螺纹来夹紧，此时限制了 X、Y 方向的转动和 Z 方向的移动。此种定位方式简便地限制工件的六个自由度，是工件获得稳定可靠的定位；有同时加工零件五个表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度；保证零件整个工艺过程基准统一，从而减少由基准转换带来的积累误差，有利于保证零件加工精度；易于实现自动化定位、夹紧。2.2 确定机床的配置形式确定机床的配置形式根据工件的结构特点、工艺要求、生产率要求及工艺方案等，可大体确定采用哪种配置形式的机床。满足同样要求，可有多种配置方案。在确定机床配置形式和结构方案时，首先要考虑如何稳定地保证零件的加工精度。固定式夹具单工位组合机床可达到的加工精度最高；移动（或回转）式夹具多工位组合机床，因存在移位、定位误差，其加工精度一般比固定式夹具低。单工位组合机床可以从单面或同时从几个方面对工件进行加工。各种形式的单工位组合机床具有固定的夹具。通常可以安装一个工件特别适合于大中型零件的加工。本设计题目只进行锪孔加工，基于这点考虑，所以采用单工位组合机床是合适的。机床的配置型式主要有卧式和立式两种。卧式组合机床床身由滑座、侧底座及中间底座组合而成。其优点是加工和装配工艺性好，无漏油现象；同时，安装、调试与运输也都比较方便；而且，机床重心较低，有利于减小振动。其缺点是削弱了床身的刚性，占地面积大。立式组合机床床身由滑座、立柱及立柱底座组成。其优点是占地面积小，自由度大，操作方便。其缺点是机床重心高，振动大。根据工作要求，孔中心线与定位基面平行，所以采用卧式固定夹具单工位组合机床。2.3 组合机床主要技术参数的确定组合机床主要技术参数的确定 （1） 切削用量的确定组合机床常采用多刀多刃同时切削，为尽量减少换刀时间和刀具的消耗，保证机床的生产率和经济效果，选用的切削用量应比通用机床单刀加工时低 30%左右。组合机床通常用动力滑台来带动刀具进给。因此，同一滑台带动的多轴箱上所有刀具（除丝潍坊学院本科毕业设计5锥外）的每分钟进给量相同，即等于滑台的工进速度。锪端面要求切削速度低而进给量比钻孔还小。 在通孔 11 上锪平面，所以可以采用同样的主轴和刀具使得所有刀具的每分钟进给量相同。 根据组合机床设计简明手册表 6-13 查的：切削速度 V=812 m/min 每转进给量：f=0.150.3 mm/r 通过查阅得：HT200 的硬度为：HB=170241 ;取 HBHBmax-1/3(HBmax-HBmin)=217 HBS因此，取切削用量为：v=8 m/min f=0.2 mm/r (2)确定切削力、切削扭矩、切削功率 根据选定的切削用量，确定切削力，作为选择动力滑台及夹具设计的依据；确定切削扭矩，用以确定主轴及其他传动件（齿轮、传动轴等）的尺寸；确的切削功率，用以选择主传动电机（动力箱电机）功率；确定刀具耐用度，用以验证所选刀具是否合理。通过生产实践及试验研究成果，硬质合金刀头在灰铸铁材料上锪孔的切削力 F、切削扭矩 T、切削功率 P 的计算公式如下。 1）切削力 F、切削扭矩 T、切削功率 P 的计算公式： 式（2-1） 式（2-2） 式（2-3） 式（2-4） 式中： 轴向切削力（N） ； 圆周力（N） ；xFzF 每齿进给量（mmz） ； 切削深度（mm） ； fapaT切削转矩（Nmm） ； v切削速度（mmin） ； HB布氏硬度； Z刀具齿数； D加工直径（mm） ； P切削功率（KW） ； 根据箱体零件图，在加工完的通孔上锪 20 的孔，孔的深度是 2mm. 根据刀具直径和工件、刀具材料，v=(812) m/min,f=(0.150.3) mm/r，取 v=8 0.550.050.651.1730600200zfpHBFZaav0.30.371.14188200xfpHBFZaaFzvP612000.651.17300ZfpTDaa工均潍坊学院本科毕业设计6m/min 、f=0.2mm/r。 由每转进给量可得每转进给量=0.1mm/z，=2mm，Z=2，HB=217fapa 由公式 2-1 得： 由公式 2-2 得： 由公式 2-3 得： 由公式 2-4 得： 电机功率：2KW（）/PP电8 . 0 总轴向力： 6131.2N8FF 2）初定主轴转速 3）滑台每分钟进给量的计算 由组合机床设计 fvfn 式中：n主轴转速（rmin） f主轴进给量（mmr） 滑台每分钟进给量（mmmin）fv 4）主轴直径的确定 由组合机床设计表 3-19 轴能承受的扭矩计算： 式（2-1410dBT5） 式中： d轴的直径（mm） ； T轴所传递的转矩（N.mm） ； B系数。B 与扭矩角有关，当为刚性主轴时，B=7.3取 d=30mm 0.550.050.651.1721730600 2 0.12675.42008zFN 0.30.371.14217188 2 0.12362.2200xFN 766.42 80.261200PKW 10001000 8127.3 / min20vnrd0.651.17300 4.5 2 0.121360TN mm 127.3 0.225.46/ minfvnfmm141026.2dBTmm潍坊学院本科毕业设计7第第 3 3 章章 三图一卡设计三图一卡设计3.1 被加工零件工序图被加工零件工序图被加工零件工序图是根据制定的工艺方案，表示所设计的组合机床上完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求、加工用的定位基准、加紧部位以及被加工零件材料，硬度和在本机床加工前的加工余量等情况的图样。它是组合机床设计的具体依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要技术文件。被加工零件工序图是在被加工零件图基础上，突出本机床或自动线的加工内容，并作必要的说明而绘制的。 被加工零件的主要内容包括：被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本工序1机床设计有关部件结构形状和尺寸。本工序所选用的定位基准、夹压部位及夹紧方2向。以便据此进行夹具的支承、定位、技术要求。注明被加工零件的名称、编号、3材料、硬度以及加工部位的余量。被加工零件工序图如所示：图 3.1 加工零件的工序图潍坊学院本科毕业设计83.2 加工示意图加工示意图加工示意图是在工艺方案和机床总体方案初步确定的基础上绘制的。是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图。它是设计刀具、辅具、夹具、多轴箱和液压、电气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。加工示意图，要反映机床的加工过程和加工方法，刀具尺寸及加工尺寸，主轴尺寸及伸出长度，主轴、刀具、工件间的联系尺寸等。加工示意图应绘制成展开图，其绘制顺序是：首先按比例绘制工件的外形及加工部位的展开图，加工示意图还要绘制出工件加工部位的图形。加工示意图还要考虑一些特殊要求（如工件抬起、主轴定位、危险区等） 。决定动力头的工作循环及行程。最后，选择切削用量及附加必要的说明。 在加工示意图在标注的内容有： 1）机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程。 2）工件、夹具、刀具及多轴箱之间的相对位置及其联系尺寸。 3) 主轴的结构类型、尺寸及外伸长度；刀具类型、数量和结构尺寸；导向装置、攻螺纹靠模装置的结构尺寸；刀具与导向装置的配合，刀具、主轴之间连接方式。 加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具、辅具的布置状况以及工件、夹具、刀具等机床各部件间的相对位置关系，刀具、导向套间的配合，刀具、接杆、主轴之间的连接方式及配合尺寸，机床的工作行程及工作循环等。 （1） 刀具的选择图 3.2 加工示意图刀具选择要考虑工件加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生产率要求等因素。一般孔加工刀具其直径选择应与加工部位尺寸，精度相适应。查组合机床设计参考图册 由 D=20mm 选取如图所示的莫式锥度号为 2 的锪刀。潍坊学院本科毕业设计9L快退图 3.3 锪刀图1） 接杆的选择 由组合机床设计简明手册表 3-6 主轴外伸尺寸 L=115mm 查组合机床设计图 4-104 可得，接杆参数 接杆号 8 D=38 mm D1=30mm L1=110mm L2=70mm2) 导向结构的选择组合机床锪平面时，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的导向装置来保证的。导向装置的作用是：保证刀具相互间的正确位置；保证刀具相对工件的正确位置；提高刀具系统的支承刚性。 （2） 动力部件工作循环的确定 动力部件的工作循环是指：加工时动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置又返回原始位置的动作过程。包括快速引进，工作进给，快速退回等动作。有时还有中间停止、多次往复进给、跳跃进给、死挡铁停留等特殊要求，这是根据具体的加工工艺需要确定的。 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，L工1L2L切入长度应根据工件端面的误差情况在 5-10mm 之间选择。在本设计中的工作进给长度为=26mm，L工快速进给是指动力部件把多轴箱连同刀具从原始位置送进到工作进给开始位置，=180mm。快速退回长度等于快速引进与工作进给长度之和， =206mm。L快进动力部件总行程长度除了应保证要求的工作循环工作行程外，还要考虑装卸和调整刀具方便，即前后备量。总行程 206+44=250mm。潍坊学院本科毕业设计10图 3.4 工作循环图3.3 机床联系尺寸图机床联系尺寸图 机床联系尺寸总图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并按初步选定的主要通用部件以及确定的专用部件的总体结构而绘制的。是用来表示机床的配置型式，主要构成级各部件安装位置、相互联系、运动关系和操作方位的总体布局图。3.3.1 动力部件的选择动力部件的选择 组合机床的动力部件是配置组合机床的基础。它主要包括用以实现刀具主轴旋转主运动的动力箱，各种工艺切削用头及实现进给运动的动力滑台。 影响动力部件选择的主要因素为：切削功率、进给力、进给速度、行程、多轴箱轮廓尺寸、动力滑台的精度和导轨材料。具体动力部件的选择： （1） 选择动力箱由2KW 查组合机床设计简明手册表 5-40 选择动力箱为 TD32，电/PP电动机型号为 Y112M-6，功率为 2.2KW，电动机转速为 940rmin，动力箱输出转速为470rmin。 （2） 选择动力滑台 由组合机床设计表 2-3 液压滑台与附属部件、支撑部件配套表 ，总轴向力： 6131.2N12500N，根据所需的最小进给速度、工作行程、结合多轴箱轮廓8FF尺寸，考虑工作稳定性，选用 HY32A-1 系列液压滑台，具体液压滑台的主要技术参数见下表 3.1：表 3.1型号台面宽台面长行程进给力快进速度最小进给量HY32A-1320 mm630mm400mm12500N10/minm25/minmm 根据 HY32A-1 系列液压滑台，选择该系列滑台的附属部件、支承部件以及配套设施部件，经过查组合机床设计简明手册可知，如下表 3.2 所示：潍坊学院本科毕业设计11表 3.2部件型号行程立柱滑台侧底座立柱侧底座1HY321HY32M1HY32GABAB4006301CL321CL32M1CC3211CC3221CC321M1CC322M1CD3211CD3221CD321M1CD322M3.3.2 机床的装料高度机床的装料高度装料高度是指上个工件的定位基准面到地面的垂直距离。我国过去设计组合机床一般取装料高度 H=850。为提高通用部件及支撑部件的刚度并考虑自动线设计时中mm间底座内安装夹具输送、冷却排屑装置，新颁布的组合机床标准推荐装料高度 H=1060，与国际标准（ISO）一致。在现阶段，设计组合机床时，装料高度视具体情况在mmH=850 1060之间选取。本机床装料高度取 H=925。mmmm3.3.3 多轴箱轮廓尺寸多轴箱轮廓尺寸 标准通用钻、镗类多轴箱的厚度是一定的、卧式为 325mm，因此，确定多轴箱尺寸，主要是确定多轴箱的宽度 B 和高度 H 及最低主轴高度多轴箱宽度 B、高度 H 的大小1h主要与被加工零件孔的分布位置有关，可按下式确定： 式（3-1）1Bb2b 式（3-2）11H=h+hb式中 工件在宽度方向相距最远的两孔距离，单位为 mm；b 最边缘主轴中心至箱体外壁距离，单位为 mm；1b 工件在高度方向相距最远的两孔距离，单位为 mm；h 最低主轴高度，单位为 mm。1h 已知=216mm，=220mm，推荐70100mm。故取=80mm，即bh1b1b=216+280=376mm。推荐85140mm，=220+90+80=390mm，由此按通用箱体系B1hH列尺寸标准，选定多轴箱轮廓尺寸，实例=400mm400mm。B H3.3.4 确定夹具轮廓尺寸确定夹具轮廓尺寸 根据工件尺寸和形状，考虑工件的定位件、夹紧机构、刀杆导向装置的要求空间；并应满足排屑和安装的需要。潍坊学院本科毕业设计12 夹具底座的轮廓尺寸由与之配合的滑台底座轮廓尺寸，工件的轮廓尺寸形状，具体结构为：宽为 260mm,高为 280mm。 机床联系尺寸总图如下图所示：图 3.5 机床联系尺寸图3.4 机床生产率计算卡机床生产率计算卡 根据选定的工作循环所要求的工作行程长度、切削用量、动力部件的快速及工进速度等，可以编制生产率计算卡，生产率计算卡反映机床加工过程，完成每一动作所需时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率等。它是用户验收机床生产效率的重要依据。（1）理想生产率 Q 理想生产率 Q 是指完成年生产纲领 A 所要求的机床生产率。它与全年工时总数有kt潍坊学院本科毕业设计132f 2LLTtttttvfkLv快进快退切移输停装单（+ ）+(+)关，一般情况下，单班制取 2350h，两班制取 4600h，产品生产纲领：60000 台/年kt则 ： 式(3-3)（2）实际生产率1Q 实际生产率是指所设计机床每小时实际可生产的零件数量。即1Q 式(3-4） 式中 生产一个零件所需T单时间（min）, 式(3-5) 式中 第 II 工作进给长度，单位为 mm；2L 第 II 工作进给量，单位为
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