箱体孔钻孔加工组合机床设计

1、 江苏大学继续教育学院毕业设计 J I A N G S U U N I V E R S I TY本 科 毕 业 论 文箱体孔钻孔加工组合机床设计Box-processing drilling machine design portfolio学院名称： 继续教育学院 专业班级： 09机电 学生姓名： 朱利荣 指导教师姓名： 凌智勇 指导教师职称： 教 授 2013年 6 月 1日52摘 要 机械制造业是一个国家经济发展的重要支柱，而制造业的生产能力主要取决于制造装备-机床的先进程度。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。本文对箱体斜面上的螺纹孔

2、进行加工的组合机床的设计，该机床采用8轴单工位的加工方式。该组合机床由立柱、立柱底座、中间底座、液压滑台、动力箱、多轴箱等组成。本文对各部分的设计进行了详细的计算论证。关键字：箱体 钻孔 组合机床 设计AbstractMachinery manufacturing industry is an important pillar of national economic development, and manufacturing production capacity depends primarily onmanufacturing equi

3、pment - machine tools and advanced level. TOOL both the advantages of low cost and high efficiency in a large, widely used in mass production, and to form an automatic production lineThis article on an inclined

4、 plane on the box screw holes machine tool for processingthe design of the machine an 8-axis single-station processing method. The machine tool from the column, the column base, the middle of the base, hydraulicslide,

5、60;power boxes, multi-axle and other components. In this paper, the design ofvarious parts of a detailed calculation argument.Key words：Machine Tool Drilling design目 录前言11 零件分析21.1 零件的结构特点及技术要求21.2 零件的生产批量与机床的使用条件21.2.1 零件的生产批量21.2.2 机床的使用条件32 零件加工方案制定42.1 组合机床常用工艺

6、方法能达到的精度及表面粗糙度42.2 零件的毛坯及材料42.3 零件的定位基准选择42.4 确定机床的配置形式和总体结构方案53 总体方案设计63.1 工艺方案63.2总体方案64 组合机床设计三图一卡设计84.1 被加工零件图84.2 零件加工示意图94.2.1 加工示意图的作用和内容94.2.2 绘制加工示意图及绘制前的相关计算94.3 机床尺寸联系图144.3.1 选用动力部件144.4 机床生产率计算卡165 组合机床多轴箱设计185.1 多轴箱的内容185.2 多轴箱总图226 控制系统设计说明236.1 设计说明236.2 液压工作原理23结论24致谢25参考文献26附录1 读书报

7、告27附录2 中文30附录3 英文39前言机床工业是现代工业特别是现代制造业的基础，在国民经济中占有重要的战略地位。对我国而言，机床工业不仅仅具有重要的经济意义，而且还具有重要的国防战略意义。研究机床工业不仅仅具有重要的经济意义，而且还具有重要的国防战略意义。研究机床工业特点，有助于我们了解机床工业的特殊规律，从而找到适合我国国情的机床工业发展之路。机床工业的发展带动了制造业和工业的发展。对一个国家而言，本土的机床与土木的制造业及工业紧密相连，高水平的本土机床工业有助于提升本土制造业及工业水平。机床工业与一个国家的工业竞争力、制造业发展水平紧密相关，本国的机床工业水平越高，工业和制造业竞争力越

8、强。我国工业竞争力和制造业发展水平不高，一定程度上是与我国机床工业发展水平不高相联系的。加快我国机床工业的发展，提高我国机床工业技术和管理水平，将有利于我国工业和制造业地发展。所以对机床的研究设计意义是极其重大的。 1 零件分析1.1 零件的结构特点及技术要求12.5箱体零件如图1.1所示，材料为HT150，常温下的力学特性Sh200MPa，为脆性材料用于承受中等负荷的重要件，韧性和塑性差，其不能锻造和冲压，焊接性很差，流动性好，可切削性好，加工部位及要求：加工斜面上8个螺纹底孔，加工精度为12.5.图1.1 箱体零件加工示意图1.2 零件的生产批量与机床的使用条件1.2.1 零件的生产批量生

9、产纲领为年产量6万件，单班制生产。零件的生产批量是采用单工位，多工位或自动线，还是按中小批量设计组合机床的重要因素，被加工零件的生产批量越大，工序安排一般趋于分散，而其粗、精加工应该在不同的机床上完成，以保证加工精度，但对于中小批量生产的情况，则力求减少机床台数，此时应将工序尽量安排在一台或少数几台机床上进行，以提高机床的利用率，本课题要求年产量为6万件，结合实际情况，考虑零件的大小，形状，应属于中小批量的生产规模，所以宜采用组合机床。1.2.2 机床的使用条件机床的使用条件要考虑到包括车间的布置情况、工艺间的联系、使用厂的技术能力和自然条件在内的条件，还要充分考虑到操作者的生理和心理特征。机

10、床各部件的相对位置安排应保证：操作者与工件要有适当的相对位置，有足够的活动空间，以便工件的装卸、刀具的安装调试、加工的情况的观察和工件检验。操作者与操作手柄等控制元件的相对位置，有足够的操作空间，达到操作准确、方便、省力。操作件应按照GB4141选用，操作件之间有合理的距离。功能不同的按钮应有不同的颜色，且这些颜色应与人的视觉习惯一致、符合人的心理特征，防止误操作。 2 零件加工方案制定2.1 组合机床常用工艺方法能达到的精度及表面粗糙度 由于被加工零件的精度要求、加工部位尺寸、形状、结构特点、材料、生产率要求不同，设计组合机床必须采用不同的工艺方法和工艺过程。 从分析被加工零件可知，属于箱体

11、端面孔加工问题，查金属切削力等设计资料可知：该工件工艺方法为钻孔加工。麻花钻由于受结构和切削力条件的限制，加工后孔的质量较差，而一般只能用于孔的粗加工。2.2 零件的毛坯及材料 由于该零件的形状较复杂，为铸件，而且属于大批量生产，选择制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法，则选择机器加工中的消失模铸造，以便后续工序加工时减少工时定额，提高加工精度等级等。2.3 零件的定位基准选择 组合机床是针对某种零件某道工序而设计的。正确选择加工定位基准，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，从而收到减少机床台数的效果。 箱体类零件是机械加工中工序多、精度要求高的零件，这类零件一般都

12、有较高精度的孔需要加工，又常常要在几次安装下进行。因此，定位基准选择“一面双孔”的方法。它的特点是：可以简便地消除工件的6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精度。“一面双孔”可做为零件从粗加工到精加工全部工序的定位基准，使零件整个工艺过程基准统一，从而减少由基准转换带来的累积误差，有利于保证零件加工精度。同时，使机床各工序（工位）的许多部位（如夹具）实现通用化，有利于缩短设计、制造周期，降低成本。易于实现自动化定位、夹紧，并有利于防止切屑落于定位基面上。为保证加工精度及技术要求，做为定位基准平面和销孔必须规定相应尺寸精度、

13、位置精度及表面粗糙度要求。综上所述，本课题采用“一面两孔”的定位方式。2.4 确定机床的配置形式和总体结构方案根据被加工零件的结构特点、加工要求、工艺过程方案及生产率等，可大体确定采用哪种基本形型式的组合机床，但由于工艺的安排、动力部件的不同配置、零件的安装数目和工位数多少等不同，而会产生多种配置方案。不同配置方案对机床的复杂程度、通用化程度、结构工艺性，加工精度、机床重新调整可能性及经济效果等，具有不同的影响。在机床总体布局若采用单孔单钻的的方式分别对工件上各个孔进行加工，不仅不能保证各孔的位置精度，同时单孔加工工时也要增加。由于生产批量为大批量生产，若分开加工工部增加则不能保证生产批量。若

14、在同一台机床上加工钻削加工，则不存在换刀工序，螺纹底孔同时加工完成。同时由被加工零件特点加工的中心线与定位基准垂直，分析需要单面加工的箱体零件。考虑到被加工零件是8个M12的螺纹底孔，本设计采取卧式机床。3 总体方案设计3.1 工艺方案根据工件图（如图1.1）所示，工件材料为HT150，常温下的力学特性Sh200MPa，为脆性材料用于承受中等负荷的重要件，韧性和塑性差，其不能锻造和冲压，焊接性很差，流动性好，可切削性好，如前面零件分析所知，该零件主要是在单面进行多孔的加工，属于大批量中小零件的加工，且工件被加工螺孔之间圆周偏差不大于±0.7，等级要求不高，而且设计要求的螺孔位置特殊，

15、加工起来相对简单，因此采用夹具单工位卧式单面组合机床即可，加工工艺方案切削参数如下：加工M12螺孔，查阅机械加工工艺手册表2.3-71攻丝及装配前的钻孔直径得：刀具直径：d=10.2mm切削速度：v=5m/min进给量：f=0.16mm/r3.2总体方案 在机床总体布局若采用单孔单钻的方式分别对工件上各个孔进行加工，不仅不能保证各孔的相对位置精度，同时单孔钻削加工工时也要增加。由于生产批量为大批量生产，若分开加工工部增加则不能保证生产批量。若在同一台机床上加工钻削加工，则不存在换刀工序，螺纹底孔同时加工完成。同时由被加工零件特点加工的中心线与定位基准垂直，分析需要单面加工的箱体零件。考虑到被加

16、工零件是8个M12的螺纹底孔，本设计采取卧式机床。为了达到缩短工时，减少机床占地面积和达到大批量生产，我们采用卧式单面组合钻床，螺孔同时加工。1 机床工作循环如下：原位定位夹紧快进工进死挡铁停留快退松开拔销原位2 机床配置型式：（1）单工位组合机床 该机床具有固定式夹具，通常可安装一个工件特别适用于大、中型箱体零件加工。利用多轴箱同时从几个方向对工件加工，但其机动时间不能与辅助时间重合，因而生产率比多工位机床低。（2） 多工位组合机床 主要适用于中小零件加工，通常被加工工件安装在多个工位上，并由工作台带动作间歇运动，使工件由一个工位输送到下一个工位。同时采用多工位组合机床时，由于能在不同工位上

17、对工件进行顺序加工或者平行顺序加工，从而提高了工序集中程度，并能设置单独卸装工位，使辅助时间与机动时间重合，提高了生产率。由于上述两种配置型式和零件加工技术要求，为使设计简单经济，不考虑零件的其他加工程序，所以选择单工位组合机床，因该工件轮廓尺寸与重量都较小，且属于大批量生产，加工螺孔相对简单，工件加工利用多轴箱工作，采用刚性主轴还能提高其加工精度，所以选用单工位卧式单面钻组合机床加工该零件既省工时，又增加经济效益。组合机床总体方案设计在于对其专用部件设计和编制“三图一卡”，即绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床尺寸联系图、编制生产率计算卡。在绘制被加工零件工序图时，要标明其加工部位尺寸、精

18、度以及加工时定位基准，夹紧位置等尽量体现其加工零件的特点。绘制加工示意图前要根据加工材料和进给量，计算加工时所受力、力矩和切削功率、刀具耐久度以选择刀具与接杆和导向装置等一些通用零件。主轴箱设计是组合机床中的一个重要专用部件。首先应根据加工孔系的分布范围确定其轮廓尺寸，选定其多轴箱型号，然后计算出箱体中各轴（主要为主动轴和从动轴）的坐标与轴上齿轮之间的传动关系等等。夹具设计是组合机床的另一个重要专用部件。因为夹具将会影响零件加工精度，在设计前要绘制草图以确定可行的结构及其只要轮廓尺寸。4 组合机床设计三图一卡设计根据前几章的分析和指定的机床工艺方案及组合机床的配置型式结构方案下面用图纸的表达形

19、式-三图一卡设计，来表示组合机床的总体设计，其内容包括：绘制被加工零件图、加工示意图、机床尺寸练习图，编制生产率计算卡。被加工零件（见图1.1）。其材料为HT150，加工部位要求为：面上8个孔，M12；其他要求见图纸。4.1 被加工零件图被加工零件图是根据选定的工艺方案，表明零件的形状、尺寸、硬度、以及在所设计的组合机床上完成的工艺内容和所采用的定位基准、夹压点的图纸。是组合机床设计的主要依据，也是制造、验收和调整机床的重要技术条件。1 在被加工零件图上标注的内容有加工零件的形状、主要轮廓尺寸和本机床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技术要求，以及对上道工序的技术要求等。本工序所选

20、定的定位基准，夹紧部位及加紧方向。被加工零件的名称、编号、材料、硬度及被加工部位的加工余量等。2 绘制被加工零件工序图的一些规定 (1) 除加工部位用粗实线画外，其余部位用细实线绘制。定位基准、夹紧部位、夹紧方向等需要用符号表示；本道工序保证的尺寸、角度等，均在尺寸画横线标出(2)注明零件对机床加工提出的某些特殊要求，如对精镗孔机床应注明是否允许留有退刀痕迹。(3)各加工部位的位置尺寸，应由定位基准标起。当定位基准与设计基准不重合时应进行换算。被加工零件图见图1.1。4.2 零件加工示意图4.2.1 加工示意图的作用和内容零件加工的工艺方案要通过加工示意图反映出来。加工示意图表示被加工零件在机

21、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，机床的工作行程及工作循环等。因此，加工示意图是组合机床设计的主要图纸之一，在总体设计中占据重要地位。它是刀具、辅具、夹具、多轴箱、液压电气装置设计及通用部件选择的主要原始资料，也是整台组合机床布局和性能的原始要求，同时还是调整机床、刀具及试车的依据。其内容：应反映机床的加工方法、加工条件及加工过程。根据加工部位的特点及加工要求，决定刀具类型、数量、结构尺寸（直径和长度），包括镗削加工时的镗杆直径和长度。决定主轴的结构类型、规格尺寸及外伸长度。选择标准或者设计专用的接杆、浮动卡头、导向装置、攻丝靠模装置、刀杆托

22、架等，并决定它们的结构、参数及尺寸。标明主轴、接杆（卡头）、夹具（导向）与工件之间的联系尺寸、配合及精度。根据机床要求的生产率及刀具、材料特点等，合理确定并标注各主轴的切削用量。决定机床动力部件的工作循环及工作行程。4.2.2 绘制加工示意图及绘制前的相关计算 1 刀具选择刀具的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（钻、扩、铰等），其直径选择应与加工部位尺寸、精度相适应，其长度要保证加工终了时，刀具螺旋槽尾端与导向套外端面有一定距离，一般为30-50mm。根据要加工的零件，参照以上条件，依据机械加工工艺手册孔加工表，选择刀具：d=10.2mm，l

23、=128mm；2 导向套选择在组合机床上加工孔，除用刚性主轴的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取决于夹具导向，因此，正确选择导向结构，确定导向类型、参数、精度，不但是绘制加工示意图必须解决的问题，也是设计组合机床不可忽视的部分。导向装置一般分为两大类：固定式导向和旋转时导向。在加工孔径不大于40mm，允许线速度v20m/min时选择固定式导向装置；刀具导向部分与夹具导套之间既有相对移动又有相对转动。加工孔径较大，允许线速度v20m/min，一般采用旋转式导向。由于该零件孔径较小，加工时速度v20m/min，所以选择固定式导向装置，导向套布置图如图4.1所示：图4.1 导向套布置图由于选择刚性主

24、轴，其位置尺寸精度取决于主轴的位置和尺寸精度，对于所加工出的孔的精度将起着重要的角色，而与选择的刀具和有无导向装置没有太大的关系，另外由于该机床所加工的孔的直径和长度均不大，所以选用固定式导向装置，则其布局与参数的选择见表4.1。表4.1 钻孔布局简图其导向配置形式如图4.3 图4.3导向装置间的配合导向装置的配合导向装置的配合依据参考资料书组合机床设计中的精度进行选择和设计。其精度及配合的相互关系见表4.2。表4.2 导向配合公差表导向类别工艺方法dDD1刀具导向部分的外径固定式钻孔G7(F8)H7/g6H7/n6用钻头本身导向3 初定主轴转速、主轴类型、尺寸、外升长度和选择接杆、浮动卡头（

25、1）主轴转速查阅机械设计手册，主轴转速确定为n1=n2=n3=n4=n8=625r/min(2) 要确定主轴的类型先要确定切削力，切削转矩，切削功率，刀具耐久度，以上可以由以下公式计算：式中：F切削切削轴向力（N）; D钻头直径（mm）； f每转进给量（mm/r）; M切削转矩（N.mm）; P切削功率（Kw） T刀具耐久度； v切削速度（m/min）； HB零件的布氏硬度值。根据以上公式，计算出本工序的F、T、P值，如表4.3。表4.3 F、T、P数值表孔位孔数孔径切削力F（N）切削转矩（N.mm）切削功率（Kw）1、2、3、4、5、6、7、8810.2147045740.073根据切削力扭

26、转矩T的确定来初步确定主轴的直径，根据公式：式中：d主轴直径（mm） T切削转矩（N.mm）.根据上式得：d=30.3mm；取d=30mm。主轴外伸长度为L=115mm。根据主轴直径和莫氏圆锥号，接杆选择2-210T0635-01.4.确定动力部件的工作循环及工作行程（1）工作进给长度的确定工作进给长度应按加工长度最大的孔来确定。工作进给长度等于刀具的切入值（根据工件端面的误差情况，一般取5-10mm）加工孔深及切出值之和。所以，L=8+35+6=49mm。（2）快速退回长度等于快速引进与工作进给长度之和。快速引进是指动力部件把主轴箱连同刀具从原始位置送到工作进给开始位置，其长度按加工具体情况

27、确定。通常在采用固定式夹具的钻、扩、铰孔组合机床上，快速退回行程长度须保证所有刀具均退至夹具导套内而不影响工件装卸。而对于采用移动式或回转式夹具的组合机床，快退行程长度需保证把刀具、托架、钻模板及定位销退离到夹具运动可能碰到的范围之外。快速退回长度=快速引进长度+工作进给长度。 所以快速退回长度=75+49=124mm（3）动力部件总行程长度 动力部件的总行程除应保证要求的工作循环工作行程（快速引进+工作进给+快速退回）外，还要考虑装卸和调整刀具方便，即考虑前、后背量。前后备量是指因刀具磨损或者补偿制造、安装误差、动力部件尚可向前调节的距离。后备量是指考虑刀具从接杆中或接杆连同刀具一期从主轴空

28、中取出所需要的轴向极力。理想情况是保证刀具退离夹具导套外端面的距离大于接杆插入主轴孔内（或刀具插入接杆孔内）的长度。因此，动力部件的总行程为快退行程长度与后备量之和。依此作为选择标准动力滑台或者设计专用动力部件的依据，所以本设计中的动力部件总行程长度为：动力部件总行程长度=快速退回长度+前后背量=124+110+20=254mm。5 加工示意图画法（1）加工示意图的位置，按加工终了时的状况绘制，且其方向与机床的布局相吻合。（2）工件的非加工部位用细实线绘制，其余部分一律按机械制图标准绘制。（3）同一多轴箱上，结构尺寸完全相同的主轴，不管数量多少，只绘制一根，但应在主轴上标注与工件孔号相对应的轴

29、号。（4）主轴间的分布可不按真实的中心距绘制，但加工孔距很近或需要设置径向尺寸较大的导向装置时，则应按比例绘制，以使检查相邻主轴、刀具、导向装置是否发生干涉。（5）对于标准通用结构，允许只绘制外形，表上型号，但对于一些专用结构如导向、专用接杆等则应绘出剖视图，并标注尺寸、精度及配合。4.3 机床尺寸联系图 机床联系尺寸图是用来表示机床的配置形式、机床各部件之间的相对位置关系和运动关系的总体布局图，是进行多轴箱、夹具等专用部件设计的重要依据。4.3.1 选用动力部件 1. 滑台的选用 通常，根据滑台的驱动方式、所需进给力、进给速度、最大行程长度和加工精度等因素来选用合适的滑台。初选1HJ型液压滑

30、台，并选择动力滑台及附属部件。根据动力滑台中，液压滑台与机械滑台的优缺点比较：快进工进时，转换位置精度较低且考虑到过载保护方面的原因，选择液压滑台，根据计算出总的切削力P=8000N，及液压滑台的主要技术性能比较，选择1HY32系列液压滑台。具体液压滑台的主要技术参数见表4.4。表4.4 液压滑台的主要技术参数型号台面宽度长度行程最大进给力工进速度快进移动速度型型1HY32320mm630mm400mm630mm12500N20650mm/min10m/min根据1HJ32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，经查资料组合机床简明手册可知，如表4.5。表4.5 滑台

31、的附属部件、支承部件以及配套设施部件部件型号立柱滑台侧底座立柱侧底座 1HY32 1HY32M 1HY3GA BAB4006301CL321CL32M1CC3211CC3221CC321M1CC322M1CD321M1CD322M1CD321M1CD322M由于该组合机床不需要二次进给，且为了对加工生产振动，以及吸收振动，选用A型铸铁导轨，即选择的液压滑台是：1HY32 A型。另外由于该机床所选择的加工方式是单面钻，即该液压滑台的配置型式为卧式。（1）驱动方式的确定采用液压驱动还是机械驱动的滑台，可以参照通用零部件对液压滑台和机械滑台的性能特点比较，并结合前面的分析的具体加工要求，使用条件等来

32、选用。本例选用1HY32系列液压滑台。（2） 确定轴向进给力F进=8X1470=11760N由于滑台工作时，除了克服各主轴的轴向力外，还要克服滑台移动产生的摩擦阻力，因而，所选滑台的进给力应取大些。取F进=12500N(3) 确定进给速度 液压滑台是靠液压系统中变量叶片泵供油，进口节流调速来实现液压华台的工作进给速度在一定范围内的无级调节。液压在确定刀具的切削用量是所规定的工作进给速度应大于滑台的最小进给速度，1HY系列液压滑台采用滚珠丝杠传动，工作进给速度为4:800mm/min范围内快速移动速度为定值。则由前的轴向力选取滑台的型号为1HY32型。（4）确定滑台进程总行程=245+20+50

33、=324mm（5）多轴加工的总切削功率以及主驱动装置的确定确定单根主轴切削功率后，求出多轴加工的总切削功率N总=N1+N2+.+N8但是考虑到加工过程中功率损失，选效率为=0.82，则总的需要的功率为：为考虑功率损失前：N总=0.073x8=0.584kW考虑到功率损失后：N总=0.584/0.82=0.712kW4.3.2 多轴箱轮廓尺寸(1) 标准的通用钻床多轴箱厚度;卧式为325mm;立式为340mm.由于该机床为倾斜式:现取325mm(2) 宽度: B=b+2由零件图得: b=271mm 则 B=271+2X90=451 现取B为500mm.(3) 高度在组合机床设计 第84页:卧式组

34、合机床的高度为H=193mm 由于是倾斜式机床过低会漏电,现调整为则H取500mm。根据上述计算,选择通用件为：动力箱: 1TD32()；滑台: 1HY32()；自行设计的侧底座、中间底座、尺寸参考(C32G)；其中、中间底座、轮廓尺寸为630X1440X710。4.4 机床生产率计算卡根据选定的机床工作循环所需要的工作行程长度、切削用量、动力部件的快速及工作速度，计算机床的生产率并编制生产率计算卡，用以反映所设计机床的工作循环过程、动作时间、切削用量、生产率、负荷率等。通过生产率计算卡，可以分析所拟定的方案是否满足用户对生产率及负荷率的要求。1. 理想生产率 要求生产纲领为60000件 (件

35、/h) 2. 实际生产率Q .1 3. 机床负荷率 = =根据经验,适合的机床荷率为=0.750.90.5 组合机床多轴箱设计多轴箱是组合机床的重要专用部件。根据加工示意图所确定的工件加工孔数和配置、切削用量和主轴类型而设计，由通用零件组成。能将动力箱的动力，传递给主轴，使之按要求的转速和转向旋转，提供切削动力。多轴箱与动力箱一起安装于进给滑台上，可完成钻、扩、铰、镗孔等加工工序。5.1 多轴箱的内容1 通用箱体类零件 通用箱体类零件包括多轴箱箱体、前盖、后盖、上盖、下盖和侧盖。2 通用轴类零件 通用轴类零件包括主轴、传动轴、手柄轴3 通用齿轮 通用齿轮包括动力箱齿轮和传动齿轮。4 其他部件其

36、他部件包括轴承、油泵、分油器、油盘、各类输油管、各套键套、油杯、定位销及锁紧螺母、防松垫圈等5.2 多轴箱设计 主轴箱是组合机床的重要部件之一，多轴箱的设计也是组合机床设计的重要内容。多轴箱设计的步骤大致为：根据“三图一卡”，绘制多轴箱设计原始依据图；确定主轴结构形式及齿轮模数；拟定多轴箱传动系统；计算主轴及传动轴坐标；绘制坐标检查图；绘制多轴箱总图及零件图。1) 主轴结构 “在一般的钻削加工中,最好选用圆锥虑子轴承”在此,因为在钻削时一般为轴向力,但是该机构为倾斜式所以同时考虑了径向力,因此选用圆锥虑子组或前后支承.2) 多轴箱的动力计算 多轴箱所需要的功率为 但是一般在初步计算时可以用下式

37、估算 这里取 则 3. 传动系统的设计与计算 1) 主轴分布类型 由于该机床加工的孔分布规则,而同心圆分布能减少传动轴数量,所以这里采用同心圆分布类型,其中1、2、3、4轴为一组 5、6、7、8轴为一组. 2) 传动系统的设计与计算 (1)齿轮模数的初步确定 (2)1、2、3、4轴的计算 中心距 由于分布类型的限制,则传动轴11的位置是确定的 如图示 量取 传动比计算 各轴传动分配时要求主轴齿轮不过大,所以最后一对齿轮取值是 取 取m=2 则 得 则 (3) 5、6、7、8轴的计算 量出中心距 由于主轴上齿数尽可能小 取 取m=2 有 得 (4) 轴21的计算 由于0轴已知,轴12与0轴之间距

38、离太大,所以还需中间传动轴21 确定轴21的位置 现取 m=3 则 由于轴21与轴12距离很大,还需传动轴,定为轴22.为了使主轴转向一致,现用轴22同时带动轴12、轴11 确定轴22的位置 为了设计方便,轴22拭与轴11、轴12在同一条线上.量取中间距 (5) 轴12上的计算 由上已知轴12、轴22、轴21位置已定. 计算确定 考虑到约速条件<57 >18 确定 则 则=计算确定轴21与轴22配合齿轮 中心距 量取 齿数 取模数m=2 则 计算得 (6) 确定轴11与轴22间齿轮 量取中心距 则: 计算得 (7) 验算 主轴1、2、3、4转速 主轴5、6、7、8转速 相对转速损失

39、都在5%以内，符合设计要求 手柄轴转速为: (8) 油泵 油泵采用型叶片泵,由传动轴23带动油泵,轴23由轴12带动 齿数 油泵齿数为24. 模数为2 轴23的计算 由于油泵的转速为400800r/min 轴12转速为 现取 则 计算得 5.2 多轴箱总图 （1) 多轴箱零件的选择该机床的多轴箱的零件选择.主要参考组合机床设计参考图具体见多轴箱装配图明细表及标注（2）多轴箱技术条件 1) 主轴箱制造的技术要求 2) 主轴精度 3) 加入多轴的润滑油种类数量6 控制系统设计说明6.1 设计说明为了能提高生产率,减轻工人劳动强度,任务书要求我们用液压及PLC控制.本系统的整体控制是由液压来实现的,

40、此如,定位、夹紧、快进、工进、快退、松开枝销,而在液压控制系统中,液压的各种阀的开通与关闭采用了PLC控制.如液压系统中的三位五通,两位四通阀. 所以液压系统的控制信号来源与液压系统自身如顺序阀,而孔上的信号来源主要是液压系统如压力继电器,也有信号来源与行程阀.具体的控制见图液压系统控制示意图和PLC与现场接线图及梯形图.6.2 液压工作原理（1）工作循环路线原位定位夹紧快进工进死挡铁停留快退松开拔销原位（2）工作循环表表6.1 液压工作循环表信 号 来 源动 作 名 称电 磁 铁 工 作

41、60;状 态1DT2DT3DT4DT5DT6DT按下启动按钮工件定位,夹紧+压力继电器15发出信号钻削头快速前进+压下工作进给行程开关钻削头工作进给+压下快速退回行程开关钻削头快速退回+压下工件松开行程开关工件松开,拔销+压力继电器16发出信号系统卸荷+结论本课题设计的是单工位组合钻床，用于加工箱体端面的8各螺孔。在研究设计过程中，针对加工过程中存在的难点进行了攻关。在钻床的设计上采取了一系列的措施，保证了被加工孔的加工精度。主要完成了以下工作：（1）对箱体端面的螺孔和其他结构加工工艺进行了分析研究，明确了各个加工工序的技术要求和工艺要点。（2）恰当地选择了机床的切削参数，动力头及液

42、压滑台驱动机构参数。（3）采用液压滑台驱动动力头和多轴箱实现进给，实现了单面单工位钻孔，同时经分析证明该方案可以满足工艺要求。（4）设计了稳定可靠的多轴箱和钻模板，从而保证了被加工孔的精度要求。（5）根据通用、经济的原则，选择了刀具，满足了工艺的需要。（6）整机采用单面同时钻孔，提高了工效，降低了操作强度，避免了操作过失引发的问题，对人工的劳动熟练程度和劳动强度都大大降低了要求。 设计的机床提高了工效，保证了孔间的相对位置精度。但是也存在一些问题，要通过完善工艺、不断的实践和不断总结，必将进一步提高。 致谢 经过十几周的毕业设计，由于自身经验的匮乏和知识的局限性，好多问题无法自己解决。感谢凌智

43、勇老师的指导和督促，没有您的指导和帮助我就无法完成这次的毕业设计。同时也感谢班级同学的帮助，同时感谢我的母校江苏大学。参考文献1.甘永立.几何量公差与检测M.上海:上海科学技术出版社，20052.金振华等编.组合机床及调整与使用M.北京:机械工业出版社，19903.方昌林主编.液压传动与控制M.北京:机械工业出版社，20004.王秀抡等编.机床夹具设计M.北京:中国铁道出版社，19845.孟少农主编.机械加工工艺手册第3卷M.北京:机械工业出版社，19926.王先逵主编.机械制造工艺学M.北京:机械工业出版社，20047.于骏一等主编.机械制造工艺学M.长春:吉林教育出版社，19868.王小华

44、主编.机床夹具设计图册M.北京:机械工业出版社，19929徐鸿本等主编.机械制造技术基础M.武汉:华中科技大学出版社，2000.1110贾铭新主编.液压传动控制M.北京:机械工业出版社，200111.机械工程手册编委会编.机械工程手册（第二版）M.北京：机械工业出版社，1995.12. 濮良贵，纪名刚. 机械设计M.北京：高等教育出版社，199713. 成大先.机械设计的错误与禁忌M.北京：化学工业出版社，199714. 陈立德.机械设计基础课程设计指导书M.北京:高等教育出版社,2003. 15. 吴永贵，丁亚军.机械设计M.上海：复旦大学出版社，1996.16.黄观尧,刘保河.机械制造工艺

45、基础M.天津:天津大学出版社,2003.17. 陈铁鸣.新编机械设计课程设计图册M.北京：高等教育出版社，2003.18.邓星钟主编.机电传动控制M.武汉:华中科技大学出版社，2001.319.沈阳工学院编.组合机床设计M.上海:上海科技出版社，198520.丛凤廷，迟建山主编.组合机床设计M.上海:上海科学技术出版社，1993.821.谢家瀛主编.组合机床设计简明手册M.北京:机械工业出版社，1992.10附录1 读书报告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。组合机床的加工方式组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位

46、同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。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。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。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。组合机床的发展史 二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣

47、刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可低达2.50.63微米；镗孔精度可达IT76级，孔距精度可达O.03O.02微米。 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。 最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格

48、规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。组合机床在国内的发展在我国，组合机床发展已有28年的历史，其科研和生产都具有相当的基础，应用也已深入到很多行业。是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。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

49、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。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（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

50、也越来越大。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。从2002年年底第21届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团

51、体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析，机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速1000020000r/min，最高进给速度可达2060m/min；复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外，产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。 然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机

52、床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据；通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向参考文献1.沈阳工学院编.组合机床设计.上海:上海科技出版社，19852.金振华等编.组合机床及调整与使用. 北京:机械工业出版社，1990附录2 中文从目前的测量和数学模型估计机床进给驱动倾向杨勋荣，炳权敏，董宇乔科机械工程系，浦项科技，新31孝子洞，南区，浦项，庆北790-784，韩国大学机械工程学院，延世大学，134个新村洞，西大门区，首尔120-749，韩