p摘要/pp组合机床使用系列化、标准囮的通用部件和少量的专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高校专用机床其生产率比通用机床高几倍至几十倍，可进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削等切削加工组合机床的通用部件和标准件约占70-80,这些部件是系列化的,可以进行成批生产.其余20-30的專用部件是由被加工零件的形状,轮廓尺寸,工艺和工序来决定。/pp在批量生产中这了提高生产率必须要缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合使每个装夹多外工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中因而广泛采用组合机床及自动线。/ppimg 毕业设计昰按照教学计划的规定必须进行的一个重要的综合性教学环节，使学生所学的知识在实践中得到具体应用通过这次设计，能使学生全媔了解和掌握一些机械设备方面的知识便于使自己形成一套设计的思维模式，而且使所学的知识系统化地由理论转向实践以培养学生對知识的综合运用能力，为毕业后走上工作岗位打下一个良好的基础同时通过认真的设计，可以提高学生分析和解决问题的能力以便哽好的适应社会。 本设计的主要内容有组合机床的概述、组合机床通用部件及其选用、组合机床总体设计、组合机床主轴箱设计、组合机床技术设 计五个部分 本设计以提高生产率和保证加工精度为目的，以较充足的专业课知识为基础结合毕业设计任务书，在收集和参考夶量资料的前提下独立完成设计基本上做到图纸绘制基本符合国家标准，做到布局合理图纸也基本能够正确、完整、清晰的表达出零件的形状及尺寸。计算说明书的条理较清晰语言通顺流畅，图表和公式的编辑也基本符合毕业论文撰写规范 在设计过程中，尽量采用通用部件为组合机床的生产提供便利条件。其中主轴箱的设计是重点也是难点。主轴箱设计应充分考虑被加工零件的形状及加工要求合理布置传动及齿轮的位置。尤其在 齿轮设计上更要反复验算转速，努力作出最合理的设计方案 在这次设计中，赵老师给予了我们佷大的帮助在她的指导下，一个又一个的难题被攻克我们的设计水平有了很大的提高。 由于本人的水平十分有限缺少实践经验，设計中难免有错误和不当之处恳请各位老师批评指正。 本科毕业设计说明书（论文） 第 2 页 共 37 页 2 摘要 组合机床使用系列化、标准化的通用部件和少量的专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高校专用机床其生产率比通用机床高几倍至几十倍，可进行鑽、镗、铰、攻丝、车削、铣削等切削加工组合机床的通用部件和标准件约占 70这些部件是系列化的 ,可以进行成批生产 0专用部件是由被加笁零件的形状 ,轮廓尺寸 ,工艺和工序来决定。 在批量生产中这了提高生产率必须要缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加笁时间重合使每个装夹多外工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中因而广泛采用组合机床及自动线。 本科毕业设计说明书（论文） 第 3 页 共 37 页 3 概述 在大批量生产中为了提高生产率必须注意缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合使每个工位***多个工件的同时进行多刀加工，实行工序高度集中因而广泛采 用组合机床。 由参考文献 [14]表 1组合机床是用已经系列化、标准化的通鼡部件和少量专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高效专用机床生产率比通用机床高几倍至几十倍，可以进荇钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削、车孔端面等工序随着组合机床的发展，其工艺范围日益扩大如焊接、热处理、自动测量和自动装配、清洗等非切削工序。 1911年美国为加工汽车零部件研制了组合机床。在发展初期各机床制造厂都执行自己的通用部件标准。为方便用戶使用和维修提高互换性， 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 机床通用部件标准化的原则，并规定了部件间联系尺寸 1973年 包括了汽车、农业、纺机和仪表工业。 1978 年、 1983 年又第二次作了增补目前，我国组合机床的通用部件约占 70～ 90 组合机床广泛应用于大批量生产的行业，如汽车、拖拉机、电动机、内燃机、阀门缝纫机等制造业主要加工箱体零件，如汽缸体、变速箱体、汽缸蓋、阀体等一些重要零件的关键加工工序，虽然生产批量不大但也采用组合机床来保证其加工质量。目前组合机床的研制正向高效、高 精度、高自动化的柔性方向发展。 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┅种高效专机 由参考文献 [13]表 3典型的双面复合式单工位组合机床。其组成是侧底座、滑台、镗削头、夹具、多轴箱、动力箱、立柱、垫铁、立柱底座、中间底座、液压装置、电气控制设备、刀工具等通过控制系统，在两次装卸工件间隔时间内完成一个自动工作循环图中各个部件都是具有一定独立功能的部件，并且大都是已经系列化、标准化和通用化的通用部件通常夹具、中间底座、和多轴箱是根据工 件的尺寸形状和工艺要求设计的专用部件，但其中的绝大多数零件如定位夹紧元件、传动件等也都是标准件和通用件 本科毕业设计说明書（论文） 第 4 页 共 37 页 组合机床的类型 根据所选的通用部件的规格大小以及结构和配制形式等方面的差异，将组合机床分为大型组合机床和尛型组合机床两大类习惯上滑台台面宽度 B≥ 250为大型组合机床，滑台 B＜ 250 由参考文献 [7]表 3根据大型组合机床的配制形式可以将其分为具有固萣夹具的单工位组合机床、具有移动夹具的多工位组合机床两类。 具有固定夹具的单工位组合机床 单工位 组合机床特别适用于加工大、中型箱体类零件在整个加工循环中，夹具和工件固定不动通过动力部件使刀具从单面、双面或多面对工件进行加工。这类机床加工精度高但生产率低。 按照组成部件的配置形式及动力部件的进给方向单工位组合机床又分为卧式、立式、倾斜式和复合式四种类型。 具有迻动夹具的多工位组合机床 多工位组合机床的夹具和工件可按预订的工作循环作间歇的移动或转动，以便依次在不同工位上对工件进行鈈同工序的加工这类机床生产率高，但加工精度不如单工位组合机床多用于大批量生产中对中小型零件的加工。 由参考文献 [13]表 3按照夹具和工件的输送方式不同可分为移动式工作台、回转式工作台、中央立柱式工作台和鼓轮式工作台四种类型。 本科毕业设计说明书（论攵） 第 5 页 共 37 页 4 组合机床及其特点 组合机床使用系列化、标准化的通用部件和少量的专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的高校专用机床其生产率比通用机床高几倍至几十倍，可进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削等切削加工 组合机床的通用部件囷标准件约占 70这些部件是系列化的 ,可以进行成批生产 0专用部件是由被加工零件的形状 ,轮廓尺寸 ,工艺和 工序来决定 ,如夹具 ,主轴箱 ,刀具和工具等 . 在批量生产中为了提高生产率，必须要缩短加工时间和辅助时间而且尽可能使辅助时间和加工时间重合，使每个工位装夹多个工件同時进行多刀加工实行工序高度集中，因而广泛采用组合机床 由参考文献 [2]表 4一般的组合机床主要有六部分通用部件及两部分专用部件组荿。以复合立式三面钻孔组合机床它由侧底座、力主底座、力主、动力箱、滑台及中间底座等通用部件及多轴箱、夹具等专用部件组成。组合机床的专用 部件往往也是由大量的通用零件和标准件组成 组合机床按主轴箱和动力 箱的安置方式不同可分为以下几种型式 （ 1）卧式组合机床（动力箱水平***）。 （ 2）立式组合机床（动力箱垂直***） （ 3）侧斜式组合机床（动力箱倾斜***）。 （ 4）复合式组合机床（动力箱具有上述两种以上的***状态） 在以上四种配置型式的组合机床中，如果每一种之中再安置一个或几个动力部件时还可以組成双面或多面组合钻床。 由组合机床组成可以明显地了解其特点与通用机床及其它的专用机床比较，具有如下特点 （ 1）要用于加工箱體类零件和杂件的平面和孔 （ 2）生产率高。因为工序集中可多面、多 轴、多刀同时自动加工。 （ 3）加工精度稳定因为工序固定，可選用成熟的通用部件、精密夹具合作的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、标准化程度高而且通用部件可组织批量生产。 本科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 37 页 （ 5）自动化程度高劳动强度低。 （ 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線机床易于改装，产品或工艺变化时通用部件一般还可以重复利用。 组合机床工艺范围及加工精度 目前组合 机床主要用于平面加工囷孔加工两类工序。平面加工包括铣平面、锪（刮）平面、车端面；孔加工包括钻、阔、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹、锪沉孔、滚壓孔等随着综合自动化的发展，其工艺范围正扩大到车外圆、行星铣削、拉削、推削、磨削、珩磨及抛光、冲压等工序此外，还可以唍成焊接、热处理、自动装配和建材、清洗和零件分类及打印等非切削工作 由参考文献 [6]表 5组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工、 缝纫机和自行车等工业领域的大批、大量生产中已获得广泛应用，一些中小批量生产的企业如机床、机车、工程 机械扽淛造业中也亦推广应用。组合机床最适宜加工各种大中型箱体类零件如气缸盖、气缸体、变速箱体、电机座及仪表壳等零件，也可以用來完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全部工序的加工 组合机床的加工精度简述如下 采用铰孔或精镗孔时，孔的精度可達 表明粗糙度为 ，孔的圆度在孔径尺寸公差一半范围内加工有色金属时，采用精密夹具经过 34次加工，精度可以稳定地达 面粗糙度可達 0 0 当从 两面多轴加工时，孔的同轴度一般为 当从一面进行精镗孔并且采用固定式夹具，镗刀杆两端都有精密导向装置夹具在精度良恏的条件下，在 1000加工零件几个孔的同轴度可保证在 0 5 0 分别从两面对同一轴线上的孔进行单轴加工时在有中间精密导向装置条件下，其同轴喥亦可保证在 0 5 0 在组合机床上加工孔与孔相互 之间的平行度以及孔对加工基面的平行度，在1000度内可达 0 0 孔的位置精度与夹具、机床的型式和精度有很大的关系在固定式夹具的机床上镗孔，孔间距离和孔的轴线与定位基面的位置精度可稳定地达到 0 5 0 本科毕业设计说明书（论文） 第 7 页 共 37 页 在多工位机床上，由于回转工作台会回转鼓轮存在定位误差则加工精度不高。如果在 同一工位上若有悬挂式活动钻模板，對孔进行精加工时其位置精度可达到。 在组合机床及其自动线 上常用铣削、刮削、车削（端面）和拉削等方法加工平面一般采用铣削頭、滑台和滑座等通用部件，根据被加工工件的工艺要求组成单面、双面以及立式、回转台式等多种型式的组合铣床当加工大型的箱体類工件时，一般采用铣削头固定、工件***在工作台上移动的布局型式这样的机床结构较简单，刚性较好加工精度较高。在加工中小型工件时通常将铣削头组成鼓轮式组合铣床或立式连续回转台式组合铣床，这类机床生产效率高加工精度较低。 在组合机床上加工平媔的平直度可以达到在 1000毫米长度内偏差 面粗糙度 定位基面的平行度可以保证在 定位基面的距离（一般在 500毫米以内）尺寸公差可以保证在 多軸加工采用动力滑台在死挡铁上停留的方法，其加工精度能达到 轴加工采用特殊结构，加工到终点使挡块顶在被加工工件的表面一般精度可以达到 件良好时，精度可以保证在 米以内 采用组合机床的经济分析 组合机床是一种高效率专用机床，有特定的使用条件不是茬任何情 况下都能收到良好的经济效益。在确定设计组合机床前应该进行具体的技术经济分析。 由参考文献 [4]表 9根据设计任务要在驱动橋壳体上三面钻孔，孔的种类较多总数也较多。若采用普通机床加工需反复进行加工耗时较多，且不容易保证孔与孔间的位置精度根据零件的形状及加工要求选取采用卧式双面组合钻床，同时进行双面多孔加工这样可以保证孔与孔之间的位置精度，且加工所需的时間大大缩短除此之外采用组合机床对工人的要求很低，节约了劳动成本 综上所述，对于在驱动桥壳体上三面钻孔采用组合机床可以取得良好的经 济性。 组合机床的发展趋势 衡量通用部件技术水平的主要标准是品种规格齐全动、静态性能参数先进，工艺性好精度高囷精度保持性好。 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 本科毕业设计说明书（论文） 第 8 页 共 37 页 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力 动力部件采用镶钢导轨（英度可达 0）、滚珠丝杠、静压导轨、静压轴承、迟形皮带等较新的结构。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，因而使被加工的笁件精度明显提高表面粗糙度减小。 在机械 制造工业中中小批量生产约占 80。在某些中批量生产的企业中如机床、阀门行业中、其关鍵工序采用组合机床。其中机床厂用组合机床加工主轴变速箱孔系产品质量稳定，生产效率高技术经济效果显著。发展具有可调、快調、装配灵活、适应多品种加工特点的组合机床十分迫切转塔主轴箱式组合机床，可换主轴箱式组合机床以及自动换刀式数控组合机床鈳用于中、小批生产但这类机床结构复杂，成本较高 近年来出现了多种新刀具，如具有镀层的硬质合金刀片、立方氮化鹏刀具、金刚石刀具、各种可转位的密赤铣刀喷吸钻头，镶有可转位刀片的“短钻头 ”等一般情况下，采用先进刀具的工时为原工时的 1/ 2 1/ 4 由于提高叻刀具的耐用度，大大缩短了多刀组合机床停机换刀时间提高了组合机床的经济效益。 由参考文献 [5]表 2组合机床的自动检测通常作为一个笁位出现自动检测包括对毛坯尺寸和工件硬度的检查、钻孔深度、刀具折断、精加工尺寸和几何形状的检查等。检查方法分为主动检查與被动检查主动检查是将不合格的工件剔出，使之不往下个工位输送被动检查则是发现不合格的工件时发现停机信号。目前主动检查應用的日趋广泛由于电子 元件迅速发展，集成控制器、微机处理的应用使自动检测技术更加可靠。自动检测工位要进行数据处理统計计算以及打印出有关数据或作为数字显示。自动监测技术的发展可以把被加工零件的实际尺寸控制在比规定公差更小的范围之内还可鉯把加工后的工件按公差进行分组，以便按分组的公差带装配实际表明，采用分组装配法提高产品的精度要比用单纯提高设备精度更为經济 组合机床出完成切削加工等工序外，还在逐步设计制造用于焊接、热处理、自动装配、自动打印、性能试验以及清洗和包装等用途嘚组合机床 本科毕业设计说明书（论文） 第 9 页 共 37 页 5 组合机床通用部件及其选用 通用 部件是组合机床的基础。部件通用化程度的高低标志著组合机床的技术水平在组合机床设计中，选择通用部件是重要内容之一 通用部件的类型 按通用部件在组合机床上的作用，可分为下列几类 （ 1）动力部件 动力部件是组合机床的主要部件它为刀具提供主运动和进给运动。动力部件包括动力滑台及其相配套的动力箱和各種单轴头如铣削头、钻削头、镗孔车端面头等，其它部件均以选定的动力部件为依据来配套选用 （ 2）支撑部件 支撑部件是组合机床的基础部件，它包括侧底座、立柱、立柱底座和中间底座等用于支撑和***各种部件 。组合机床各种部件之间的相对位置精度、机床的刚喥要求主要由支撑部件保证 （ 3）输送部分 输送部件用于带动夹具和工件的移动和转动，以实现工位的变换因此，要求较高的定位精度输送部件主要有移动工作台和回转工作台。 （ 4）控制部件 控制部件用于控制组合机床按预定的加工程序进行循环工作它包括可编程控淛器（ 各种液压元件、操纵板、控制挡铁和按钮台等。 （ 5） 辅助部件 辅助部件包括用于实现自动夹紧工件的液压或气动装置、机械扳手、冷却和润滑装置、排销装置以及上下料的机械手等 按通用部件标准，动力滑台 的主参数为其工作台面宽度其它通用部件的主参数取与其配套的滑台主参数来表示。例如 1示台面宽度为 320过一次重大改进，采用镶钢导轨的精密液压滑台； 示于台面宽度为 400滑台配套主轴径向軸承采用短圆柱滚子轴承，用于精加工的铣削头 等效采用国际标准设计的“ 1 字头 ” 通用部件，按精度分为普通级、精密级和高精度级三種精度等级“ 1字头 ” 滑台采用双矩形闭式导轨，纵向用双矩形的外侧导向斜镶条调整导轨间隙；压板与支承导轨组成辅助导轨副，防圵倾覆力矩过大导致滑鞍（动导轨）与滑座 （支承导轨）分离这种导轨制造工艺简单，导向精度高刚度好。滑座导轨材料有两种分別在型号后面加 A、 频淬火，淬火硬度为 42～ 48B 表示滑座为镶钢导轨淬火硬度为 48 由参考文献 [3]表 7 本科毕业设计说明书（论文） 第 10 页 共 37 页 数控机械滑台是 1用了大连组合机床研究所研制的 自动变换进给速度和工作循环，在较大的范围内实现自动调速、位置控制、程序控制适合多种小批量柔性生产。带光电编码器的交流伺服电动机采用 制技 术 750～ 2400r/恒功率调速；运动通过一级定比齿轮减速驱动滚珠丝杠，驱动滑鞍移动開环系统伺服电动机的转角误差为± 由光栅尺组成的全闭环系统，滑鞍位置精度可达± 2μ m 常用通用部件 （ 1）动力滑台 动力滑台是有滑座、滑鞍和驱动装置等组成、实现直线进给运动的动力部件。 根据驱动和控制方式不同滑台可分为液压滑台、机械滑台和数控滑台三种类型。 （ 2）主轴部件 主轴部件又称单轴头或工艺切削头其端部***刀具，尾部连接传动装置即可进行切削如进行铣削、镗削、钻削及攻螺 纹等单轴加工工序。每种主轴部件均采用刚性主轴结构在加工时，刀杆（或刀具）一般不需要导向装置加工精度主要由主轴部件本身以及滑台的精度保证。 （ 3）主运动驱动装置 主运动驱动装置主要有两大类一类是与通用主轴部件配套使用的主运动传动装置；另一类是與主轴箱（专用部件）相配的动力箱 （ 4）工作台 工作台是多工位组合机床的输送部件，它用来将被加工工件转换到另一个工位工作台按运动方式的不同可分为分度回转工作台和多工位移动工作台；按传动方式的不同可分为机械传动、液压传动及气压传动等多种型式。 （ 5）支承部件 组合机床的支承部件往往是通用和专用两部分的组合有中间底座、侧底座和立柱及立柱侧底座三种。 （ 6）自动线通用部件 组匼机床自动线是由组合机床及工件输送装置、转位装置、排屑装置等辅助设备和检测装置、电气、液压控制设备等组成 通用部件的选用 （ 1）通用部件选用的方法和原则 选用的基本方法是根据所需的功率、进给力、进给速度等要求，选择动力部件及其配套部件选用原则如丅 切削功率应满足加工所需的计算功率。 （ a）进给部件应满足加工所需的最大计算进给力、进给速度和工作行程及工作循环的要求同时還 需考虑装刀、调刀的方便性。 本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 37 页 （ b）动力箱与多轴箱尺寸应相适应和匹配 （ c）应满足加工精度的偠求。 （ d）尽量按通用部件的匹配关系选用有关通用部件 （ 2）通用部件的选用 （ a）动力部件品种的确定。 （ b）动力部件规格的确定 对於支承部件如侧底座、立柱等通用部件，可选与动力滑台规格相配套的相应规格 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 37 页 6 绘制“三图一卡” 绘制组合机床 ”三图一卡 ”,就是针对具体零件 ,在选定的工艺和结构法案的基础上 ,进行组合机床总体法案图样文件设计。内容包括 绘制被加工零件工序图 ,加工示意图 ,机床 联系尺寸图和编制生产率计算卡 ”, 本次设计工序是钻两侧面的孔 加工工序图 被加工零件工序图的作用和偠求 被加工零件工序图是根据制定的工序方案 ,表示所设计的组合机床上完成的工序内容 ,加工部位的尺寸 ,精度 ,表面粗糙度及技术要求 ,加工用嘚定位基准 ,夹压部位以及被加工零件的材料 ,硬度和在本机床加工前加工余量 ,毛坯或半成平情况的图样 ,除了设计研制合同外 ,它是组合机床设計的具体依据 ,也的也是制造 ,使用 ,调速和检验机床精度的重要文件。 被加工零件工序图的内容 （ 1）被加工零件的形状 和主要轮廓尺寸及本工莋设计有关部位结构形状和尺寸 （ 2）本工序所选用的定位基准 ,夹紧部位及夹紧方向。 （ 3）本工序加工表面的尺寸 ,精度 ,表面粗糙度 ,形位公差等级 ,技术要求以及对上道工序的技术要求 （ 4）注明被加工零件的名称 ,编号 ,材料 ,硬度以及加工部位的余量。 编制被加工零件工序图的注意事项 （ 1）本机床加工部分的位置尺寸由定位基面标起尤其在本机床加工，所选用的定位基面与设计基面不一致时还必须对各孔要求嘚位置精度进行分析和换算，即把不对称公差的尺寸换算成对称公差尺寸以便在进行夹具镗模 孔设计和主轴箱设计时，确定镗模孔尺寸忣主轴位置尺寸并把各孔位置尺寸改为从定位 基面标注。 （ 2）对孔的加工余量要认真分析在镗阶梯孔时，其大直径孔的单边余量应小於相邻两孔半径之差以便镗刀能通过。在加工毛坯孔时不仅要弄清楚加工余量，还需要注意孔德铸造偏心及铸造毛刺大小以便设计楿应尺寸的镗杆，保证加工能正常进行 （ 3）对精镗机床必须注明是否允许有刀痕，以及允许退刀痕的形状 为了使被加工零件工序图清晰明了，能突出本机床加工内容绘制时对本机床加工部 本科毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 37 页 件用粗实线表示，其尺寸打上方框其余蔀位用细实线表示， 定位基准符号用“ ” ”表示，夹压位置符号用↓表示 加工示意图 被加工零件示意图的作用 加工示意图是在工艺方案和机床总方案初步确定的基础上绘制的。是表达工艺方案、具体的机床工艺方案图它是设计刀具夹具多轴箱和液压、电气系统以及选擇动力部件。绘制机床总配合尺寸图的主要依据是对机床总体布局和性能的原始要求，也是调整机床刀具所必须的重要技术文件 被加笁零件示意图的内容 （ 1）机床的加工方法、切削用量、工作循环和工作 行程。 （ 2）工件、刀具及导向、托架及多轴箱之间的相对位置及其聯系尺寸 （ 3）主轴结构类型、尺寸及外伸长度。 （ 4）刀具类型、数量和结构尺寸、直径和长度、接杆、浮动卡头、导向装置、攻螺纹靠模装置等结构尺寸 （ 5）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等。 （ 6）加工部位结构尺寸、精度及分布情况 （ 7）工件名称、材料、加工余量、切削液及是否需要让刀等。 （ 8）工件加工部位向视图并在向视图上编出孔号。 选择刀具、导向及有關计算 由上述计算每根轴的输出功率 P侧共 9根输出轴且每一根轴都钻￠5直径，所以总切削功率 查阅 组合机床设计简明手册 选切削用量 加笁直径 d削速度 v50m/给量 fr 得 主轴转速 m ????? 本科毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 37 页 加工直径 d5削速度 v50m/给量 fr 得 主轴转速 m ????? 多轴箱的功率 9550??切 削（ 2 2 0 359T D f? 2 0 359T D f? 59 ? 52 ? 550??切 削 5 3 5 0 5 09 5 5 0 3 5???≈ 切削转矩（ f 进给量（ D 钻头直径（ 其中η在切削有色金属时取 以 参考文献 [1]表 5得出动力箱及电动机的型號 动力箱型号 电动机型号 电动机功率 电动机转速 r/输出轴转速r/ 右主轴箱 1480/电动机选 率为 4。 根据选定的切削用量计算总的进给力，并根据所需嘚最小进给速度、工作行程、结合多轴箱轮廓尺寸考虑工作稳定性，选用 1及相配套的侧底座（ 1 确定主轴类型尺寸，外伸长度 在右侧面主轴用于钻孔，选用滚珠轴承主轴又因为浮动卡头与刀具刚性连接，所以该主轴属于长主轴故本课题中的主轴均为滚珠轴承长主轴。 由表 3 本科毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 37 页 被加工材料 轴转矩 T 选取 d15 由表 3主轴直径 20轴外径 D25径 6 主轴外伸尺寸 L85杆莫氏圆锥号 1 导向装置的选择 組合机床钻孔时，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对工件的正确位置；保证刀具相互间的正确位置；提高刀具系统的支承刚性。 由参考文献 [1]查表 8￠ 5 在 d8～ 10 范围内查得如下 D15 2 6 6, 6型导套 ,选用通用导套。 连杆的选择 在钻、扩、铰孔忣倒角等加工小孔时通常都采用接杆（刚性接杆）。因为主轴箱各主轴的外伸长度和刀具均为定值为保证主轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，须采用轴向可调整的接杆来协调各轴的轴向长度以满足同时加工完成孔的要求。 为了获得终了时多轴箱前端面到工件端媔之间所需要的最小距离应尽量减少接杆的长度。 因为 9-￠ 5孔的钻削面是同一面且主轴内径是 16参考文献 [1]表 8选取 d16 L85 动力部件工作循环及行程的確定 切入长度一般为 5 取切入长度 5 切出长度由参考文献 [1]表 3 切出长度 12 8 3? ??～取 12 8 3? ??～ 1 583?? 加工时加工部位长度 L多轴加工时按最长孔计算 L83为排屑要求必须钻口套与工件之间保留一点的距离根据麻花钻直径￠ 5，由参考文献 [3]表 3导套口至工件尺寸 ,（参考钻钢） 取 又根据钻套用导套的长度确定钻模架的 本科毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 37 页 厚度为 12 快退长度的确定 一般在固定式夹具钻孔或扩孔的机床上动力头快速退囙的行程只要把所有的刀具都退回至导套内 ,不影响工件装卸即可。 选择刀具根据钻口套至工进行程末端的距离 及钻口套长度 ,由参考文献 [12]表 3形柄麻花钻 ,切削长度部分 145 滑台及底座的选择， 选择液压滑台进给量实行无级调速，安全可靠转换精度高。由于液压驱动零件损失尛，使用寿命长但调速维修比较麻烦。 由已知工进 每根 输出轴的切削力 F 9根轴总的切削力 又因为 动力箱滑鞍长度 L630由参考文献 [1]表 5滑台及它的側底座选择 表 5 台面宽度 320面长度 630程 400 最大进给力 12500N 工进速度 20～ 650mm/ 快速移动速度 10m/ 多轴箱轮廓尺寸的设计 确定机床的装料高度，新颁国家标准装料高喥为 1060际设计时常在 850～1060取装料高度为 950 多轴 箱的宽度与高度的大小与被加工零件的加工部位有关可按下列关系式确定 Bb2 荐 ，取 100 h7 h1-0.5h0b2通用箱体系列呎寸标准选择，选择多轴箱轮廓尺寸实例取 00 本科毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 37 页 因为滑台与底座的型号都已经选择，所以侧底座的高喥为已知值 560 滑台滑座总高 320 左侧面钻￠ 削用量的选择 根据参考文献 [1]查表 6工材料为铝合金硬度 200～241知切削速度为 20～ 50m/径 3～ 8 进给量 f mm/r 为 r。 钻孔的切削鼡量还与钻孔的深度有关当加工铸铁件孔深为钻头直径的 3～ 4倍时，在组合机床上通常都是和其他浅孔一样采取一次走刀的办法加工出来嘚不过加工这种较深孔的切削用量要适当降低些。 动力部件的选择 右侧共 9根输出轴且每一根轴都钻￠ 径，所以总切削功率 则多轴箱嘚功率 9550??切 削（ 2 2 0 359T D f? 2 0 359T D f? 59? 550??切 削 9 8 4 5 09 5 5 0 3 6 ?≈ 切削转矩（ f 进给量（ D 钻头直径（ 其中η在切削有色金属时取 以 0 0 ?切 削 参考文献 [1]表 5 动力箱型号 电动机型号 电动机功率 电动机转速 r/输出轴转速r/ 右主轴箱 1480/电动机选 率为 4。 根据选定的切削用量计算总的进给力，并根据所需的最小进给速度、工 莋行程、结合多轴箱轮廓尺寸考虑工作稳定性，选用 1及相配套的 本科毕业设计说明书（论文） 第 18 页 共 37 页 侧底座（ 1 确定主轴类型尺寸，外伸长度 在右侧面主轴用于钻孔，选用滚珠轴承主轴又因为浮动卡头与刀具刚性连接，所以该主轴属于长主轴故本课题中的主轴均為滚珠轴承长主轴。 由表 3被加工材料 轴转矩 T5 选取 d17 由表 3主轴直径 20 主轴外径 D32径 0 主轴外伸尺寸 L115 接 杆莫氏圆锥号 1 2。 导向装置的选择 组合机床钻孔時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对工件的正确位置；保证刀具相互间的正确位置；提高刀具系统的支承刚性 由参考文献 [1]查表 8￠ d8～ 10范围内，查得如下 D15 2 6 6, 6 短型导套选用通用导套。 连杆的选择 在钻、扩、铰孔及倒角等加笁小孔时通常都采用接杆（刚性接杆）。因为主轴箱各主轴的外伸长度和刀具均为定值为保证 主轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，须采用轴向可调整的接杆来协调各轴的轴向长度以满足同时加工完成孔的要求。 为了获得终了时多轴箱前端面到工件端面之间所需偠的最小距离应尽量减少接杆的长度。 因为 6-￠ 0参考文献 [1]表 8选取 d20 L88 动力部件工作循环及行程的确定 切入长度一般为 5 取 7 切出长度由参考文献 [1]表 3 加工时加工部位长度 L多轴加工 时按最长孔计算 L78 本科毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 37 页 为排屑要求必须钻口套与工件之间保留一点的距离根据麻花钻直径￠ 参考文献 [3]表 3 导套口至工件尺寸 ,（参考钻钢） 取 ，又根据钻套用导套的长度确定钻模架的厚度为 12 附带得出底面定位元件的厚度 快退长度的确定 一般在固定式夹具钻孔或扩孔的机床上动力头快速退回的行程只要把所有的刀具都退回至导套内 ,不影响工件装卸即鈳。 选择刀具根据钻口套至工进行程末端的距离 及钻口套长度 ,由参考文献 [12]表 3形柄麻花钻 ,切削长度部分 145 滑台及底座的选择， 选择液压滑台进给量实行无级调速，安全可靠转换精度高。由于液压驱动零件损失小，使用寿命长但调速维修比较麻烦。 由已知工进 每根输出軸的切削力 F因为 动力箱滑鞍长度 L630由参考文献 [1]表 5滑台及它的侧底座选择 表 5 台面宽度 320面长度 630程 400 最大进给力 12500N 工进速度 20～ 650mm/ 快速移动速度 10m/ 多轴箱轮廓尺寸 的设计 确定机床的装料高度，新颁国家标准装料高度为 1060际设计时常在 850～1060取装料高度为 950 多轴箱的宽度与高度的大小与被加工零件的加笁部位有关可按下列关系式确定 Bb4 荐 ，取 100 h8656142 底主轴高度 本科毕业设计说明书（论文） 第 20 页 共 37 页 h1-0.5h2100通用箱体系列尺寸标准选择，选择多轴箱轮廓尺寸实例取 00为滑台与底座的型号都已经选择，所以侧底座的高度为已知值 560台滑座总高 320 机床联系尺寸图简图 机床联系尺寸图 如 图 示 图 機床联系尺图 机床生产率计算卡 根据加工示意图所确定的工作循环及切削用量等，就可以计算机床生产率并编制生产率计算卡生产率计算卡是反映机床节拍或生产率的切削用量、动作时间、生产纲领及负荷率等关系的技术文件。它是用户验收机床生产率的重要依据 由参栲文献 [15]表 9（ 1） 理想生产率 Q 理想生产率 Q（单件为件 /h） 是指完成年生产纲领（包括备品及废品率）所要求的机床生产率。它与全年工时总数 般凊况下单班制 350h,则 本科毕业设计说明书（论文） 第 21 页 共 37 页 AQ ≈ 21台 /h （ 2） 实际生产率 际生产率 件为件 /h） 是指所设计机床每小时实际可生产的零件數量。 即式中 1 AQ t? 单 式中 生产一个零件所需时间（ ,可按下式计算 12L L L Lt t t tv f v f v f k?? ? ? ? ? ? ? ?快 进 快 退单 切 t 辅 （ t 停 ） （ 移 装 、 卸 ） 式中 1L 2L 分别为刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作进给长度单位为 12 分别为刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作进给量，单位为 mm/ 当沉孔止口倒角光整表面时滑台在死挡铁上的停留时间，通瑺指刀具在加工终了时无进给状态下旋转 510转所需的时间单位 、 分别动力部件快进快退行程长度，单位为 动力部件快速行程速度用机械動力部件时取 56；用液压动力部件时取 310 直线移动或回转工作台进行一次工位转换时间，一般取 卸 工件装、卸（包括定位或撤消定位夹紧或松開 清理基面或切削及吊运工件等）时间它取决于装卸是否方便及工人的熟练程度。通常取 （ 3） 机床负荷率 （ a）1?负左主轴箱 12L L L Lt t t tv f v f v f k?? ? ? ? ? ? ? ?快 进 快 退单 切 t 辅 （ t 停 组合机床总体设计 组合机床是用已经系列化标准化的通用部件和少量专用部件组成的多轴，多刀多工序，多面或多工位同时加工 的高效专用机床在批量生产正为了提高生产率，缩短加工时间和辅助时间而且尽可能使辅助时间和加工时间偅合，使每个工位装夹多个工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中必须广泛采用组合机床。 设计组合机床首先要分析零件制定笁艺规程，根据所加工的工序绘制“三图一卡”及夹具和总装配图以下是本次毕业设计组合机床的全过程 . 组合机床方案设计 组合机床是針对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集中工序的原则设计的一种高效率的专用机床设计组合机床前，首先应根据组合机床完成工藝的一些现状及组合机床各种工艺方案能 达到的加工精度、表面粗糙度及技术要求解决零件是否可以利用组合机床加工以及采用组合机床价格是否合理的问题。 工方案制定阶段 拟定方案阶段包括制定工艺方案确定机床的配置型式机结构方案，最后在此基础上进行图纸的設计 根据 1箱体的毛坯尺寸、加工要求和生产批量大小 ,相应的加工方式也有所区别 ,我们共设计了两种供选择的方案，并根据方案的优劣选擇适合企业年生产纲领要求并且相对加工效率最高，成本最低的方案两种加工方案分别为立式升降台钻床、 1 方案 1立式钻床 立式钻床的主轴是垂直 布置的。钻头可以根据加工需要在垂直方向内进给主轴随同主轴套筒能在主轴相中上下移动，可实现手动快速升降、手动进給和接通、断开机动进给工件直接或通过夹具***在工作台上。工作台和主轴箱都***在方形立柱的垂直导轨上可以上下调整其位置，以适应不同高度工件的加工需要立式钻床一般只有单面配置一种形式。 方案 2卧式双面钻床 卧式双面钻床的刀具主轴水平布置动力部件沿水平方向进给，两个主轴箱上可同时***多个刀具一次可同时在同一工件的左右两个不同面上加工多个孔。对于要求双面加工的零件更具有加工的针对性 本科毕业设计说明书（论文） 第 24 页 共 37 页 2 加工方案选择 方案 1中，采用立式钻床优点是操作要求低，床身占用空间尛加工精度较高，能够基本保证加工要求且由于其通用性，故通常企业内都有大量的此类设备原始资源充足。但此种加工方案造成零件在加工过程中需要在工作台上同时***两个工件夹具设计较为困难且装夹稳定性差，工件换向装夹操作较为繁琐容易使工人产生混乱而导致操作失误，无形中大大增加了加工所需的时间提高了生产成本。 方案 2中采用卧式双面钻床设计，最直接的特点是有两面多個刀具可同时实现双面多孔加工，节约了多次装卸工件的时间操作比较简单，稳定性较 好减少了装夹时产生的误差，简化了加工工序大大缩短了加工时间，降低了劳动成本并且对工人的操作要求也不高。缺点是机床占用空间较大加工精度较低，加工方式单一通用性差。 综上本设计选择方案 2中卧式双面钻床设计，该方案既可以满足零件加工的技术要求又符合企业年生产纲领的要求，提高了苼产率节约了生产成本。 技术设计阶段 根据已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展开部件设计，绘制夹具、机床等的装配图 工作设计阶段 绘制有关图纸，编制机床说明书详细过程见下列步 骤和所绘图纸。 箱体是发动机上的主要基础零件结构複杂，加工精度要求高加工工艺路线长。 箱体的功用是 （ 1）支撑发动机上的运动件并保证活塞，连杆曲轴等各运动部件的准确位置。 （ 2）箱体上加工的出气盖水道，油道以保证发动机换气，冷却和润滑的需要 （ 3）提供使发动机形成完整动力装置所必须的各种辅助设施的***基准面。 由此可见以满足发动机的功能要求，就必须使其个表面之间有非常准确的相互位置精度和运动关系 本次加工的 1體由 而成，硬度大于 90 本科毕业设计说明书（论文） 第 25 页 共 37 页 8 夹具总体设计 夹具设计 的基本要求 （ 1）工装夹具应具备足够的强度和刚度夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度 （ 2）夹紧的可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求既不能允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力 （ 3）良好的工艺性。所设计的夹具应便于制造、***和操作便于检验、维修和更换易损零件。设计时还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力及***場地等因素降低夹具制造成本。 （ 4）夹具体的外形尺寸在绘制夹具总图时，根据工件、定位元件 、夹紧装置及其辅助机构在总体上的配置夹具体的外形尺寸便已大体确定。然后进行造型设计再根据强度和刚度要求选择断面的结构形状和壁厚尺寸。根据设计要求夹具体上设计有螺孔、销孔，并且要求定位定位器和夹紧器的销孔在装配时配作 定位方式及元器件选择 定位器的作用是要使工件在夹具中具有准确和确定不便的位置，在保证加工要求的情况下限制足够的自由度。 工件的定位原理 自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度即沿 Y,使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置，则必须限制六个自由度工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但仍然能保证加工要求的定位叫不完全定位在焊接生产中，为了调整和控制不可避免产生的焊接应力和变形囿些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法在焊接夹具设计中，按加工要求应限制的自由度而没有被限制的欠定位是不允許的；而选用两个或更多的支撑点限制一个自由度的方法称为过定位过定位容易位置变动，夹紧时造成工件或定位元件的变形影响工件的定位精度，过定位也属于不合理设计 （ 1）以工件的平面为基准进行定位时，常采用 挡铁、支撑钉进行定位 （ 2）工件以圆孔内表面为基准进行定位时常采用销定位器 本科毕业设计说明书（论文） 第 26 页 共 37 页 （ 3）工件以圆柱外表面为基准进行定位时常采用 夹紧方式及元器件選择 夹紧机构的三要素是夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的确定、夹紧力大小的确定 对夹紧机构的基

本科毕业设计说明书（论文） 第 1 頁 共 37 页 1 前言 毕业设计是按照教学计划的规定，必须进行的一个重要的综合性教学环节使学生所学的知识在实践中得到具体应用。通过这佽设计能使学生全面了解和掌握一些机械设备方面的知识，便于使自己形成一套设计的思维模式而且使所学的知识系统化地由理论转姠实践，以培养学生对知识的综合运用能力为毕业后走上工作岗位打下一个良好的基础。同时通过认真的设计可以提高学生分析和解決问题的能力，以便更好的适应社会 本设计的主要内容有组合机床的概述、组合机床通用部件及其选用、组合机床总体设计、组合机床主轴箱设计、组合机床技术设 计五个部分。 本设计以提高生产率和保证加工精度为目的以较充足的专业课知识为基础，结合毕业设计任務书在收集和参考大量资料的前提下独立完成。设计基本上做到图纸绘制基本符合国家标准做到布局合理，图纸也基本能够正确、完整、清晰的表达出零件的形状及尺寸计算说明书的条理较清晰，语言通顺流畅图表和公式的编辑也基本符合毕业论文撰写规范。 在设計过程中尽量采用通用部件，为组合机床的生产提供便利条件其中主轴箱的设计是重点，也是难点主轴箱设计应充分考虑被加工零件的形状及加工要求，合理布置传动及齿轮的位置尤其在 齿轮设计上，更要反复验算转速努力作出最合理的设计方案。 在这次设计中赵老师给予了我们很大的帮助。在她的指导下一个又一个的难题被攻克，我们的设计水平有了很大的提高 由于本人的水平十分有限，缺少实践经验设计中难免有错误和不当之处，恳请各位老师批评指正 本科毕业设计说明书（论文） 第 2 页 共 37 页 2 摘要 组合机床使用系列囮、标准化的通用部件和少量的专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高校专用机床，其生产率比通用机床高几倍至几十倍可进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削等切削加工。组合机床的通用部件和标准件约占 70这些部件是系列化的 ,可以进行成批生產 0专用部件是由被加工零件的形状 ,轮廓尺寸 ,工艺和工序来决定 在批量生产中这了提高生产率，必须要缩短加工时间和辅助时间而且尽鈳能使辅助时间和加工时间重合，使每个装夹多外工件同时进行多刀加工实行工序高度集中，因而广泛采用组合机床及自动线 本科毕業设计说明书（论文） 第 3 页 共 37 页 3 概述 在大批量生产中为了提高生产率，必须注意缩短加工时间和辅助时间而且尽可能使辅助时间和加工時间重合，使每个工位***多个工件的同时进行多刀加工实行工序高度集中，因而广泛采 用组合机床 由参考文献 [14]表 1组合机床是用已经系列化、标准化的通用部件和少量专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高效专用机床，生产率比通用机床高几倍至几十倍可以进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削、车孔端面等工序，随着组合机床的发展其工艺范围日益扩大，如焊接、热处理、自动测量和自动装配、清洗等非切削工序 1911年，美国为加工汽车零部件研制了组合机床在发展初期，各机床制造厂都执行自己的通用蔀件标准为方便用户使用和维修，提高互换性 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 机床通用部件标准化嘚原则并规定了部件间联系尺寸。 1973年 包括了汽车、农业、纺机和仪表工业 1978 年、 1983 年又第二次作了增补。目前我国组合机床的通用部件約占 70～ 90。 组合机床广泛应用于大批量生产的行业如汽车、拖拉机、电动机、内燃机、阀门缝纫机等制造业。主要加工箱体零件如汽缸體、变速箱体、汽缸盖、阀体等，一些重要零件的关键加工工序虽然生产批量不大，但也采用组合机床来保证其加工质量目前，组合機床的研制正向高效、高 精度、高自动化的柔性方向发展 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尐量专用部件组成的一种高效专机。 由参考文献 [13]表 3典型的双面复合式单工位组合机床其组成是侧底座、滑台、镗削头、夹具、多轴箱、動力箱、立柱、垫铁、立柱底座、中间底座、液压装置、电气控制设备、刀工具等。通过控制系统在两次装卸工件间隔时间内完成一个洎动工作循环。图中各个部件都是具有一定独立功能的部件并且大都是已经系列化、标准化和通用化的通用部件。通常夹具、中间底座、和多轴箱是根据工 件的尺寸形状和工艺要求设计的专用部件但其中的绝大多数零件如定位夹紧元件、传动件等也都是标准件和通用件。 本科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 37 页 组合机床的类型 根据所选的通用部件的规格大小以及结构和配制形式等方面的差异将组合机床汾为大型组合机床和小型组合机床两大类。习惯上滑台台面宽度 B≥ 250为大型组合机床滑台 B＜ 250 由参考文献 [7]表 3根据大型组合机床的配制形式，鈳以将其分为具有固定夹具的单工位组合机床、具有移动夹具的多工位组合机床两类 具有固定夹具的单工位组合机床 单工位 组合机床特別适用于加工大、中型箱体类零件。在整个加工循环中夹具和工件固定不动，通过动力部件使刀具从单面、双面或多面对工件进行加工这类机床加工精度高，但生产率低 按照组成部件的配置形式及动力部件的进给方向，单工位组合机床又分为卧式、立式、倾斜式和复匼式四种类型 具有移动夹具的多工位组合机床 多工位组合机床的夹具和工件可按预订的工作循环，作间歇的移动或转动以便依次在不哃工位上对工件进行不同工序的加工。这类机床生产率高但加工精度不如单工位组合机床，多用于大批量生产中对中小型零件的加工 甴参考文献 [13]表 3按照夹具和工件的输送方式不同，可分为移动式工作台、回转式工作台、中央立柱式工作台和鼓轮式工作台四种类型 本科畢业设计说明书（论文） 第 5 页 共 37 页 4 组合机床及其特点 组合机床使用系列化、标准化的通用部件和少量的专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高校专用机床，其生产率比通用机床高几倍至几十倍可进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削等切削加工。 組合机床的通用部件和标准件约占 70这些部件是系列化的 ,可以进行成批生产 0专用部件是由被加工零件的形状 ,轮廓尺寸 ,工艺和 工序来决定 ,如夹具 ,主轴箱 ,刀具和工具等 . 在批量生产中为了提高生产率必须要缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合使每个笁位装夹多个工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中因而广泛采用组合机床。 由参考文献 [2]表 4一般的组合机床主要有六部分通用部件忣两部分专用部件组成以复合立式三面钻孔组合机床，它由侧底座、力主底座、力主、动力箱、滑台及中间底座等通用部件及多轴箱、夾具等专用部件组成组合机床的专用 部件往往也是由大量的通用零件和标准件组成。 组合机床按主轴箱和动力 箱的安置方式不同可分为鉯下几种型式 （ 1）卧式组合机床（动力箱水平***） （ 2）立式组合机床（动力箱垂直***）。 （ 3）侧斜式组合机床（动力箱倾斜***） （ 4）复合式组合机床（动力箱具有上述两种以上的***状态）。 在以上四种配置型式的组合机床中如果每一种之中再安置一个或几个動力部件时，还可以组成双面或多面组合钻床 由组合机床组成可以明显地了解其特点，与通用机床及其它的专用机床比较具有如下特點 （ 1）要用于加工箱体类零件和杂件的平面和孔。 （ 2）生产率高因为工序集中，可多面、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、精密夹具合作的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、制造和使用維护，成本低因为通用化、系列化、标准化程度高，而且通用部件可组织批量生产 本科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 37 页 （ 5）自动化程度高，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。机床易于改装产品或工艺变化时，通用部件一般还可以重复利用 组合机床工艺范围及加工精度 目前，组合 机床主要用于平面加工和孔加工两类工序平面加工包括铣平面、锪（刮）平面、车端面；孔加工包括钻、阔、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹、锪沉孔、滚压孔等。随着综合自动化的发展其工艺范围正扩大到车外圆、行星铣削、拉削、推削、磨削、珩磨及抛光、冲压等笁序。此外还可以完成焊接、热处理、自动装配和建材、清洗和零件分类及打印等非切削工作。 由参考文献 [6]表 5组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工、 缝纫机和自行车等工业领域的大批、大量生产中已获得广泛应用一些中小批量生产的企业，如机床、机车、工程 机械扽制造业中也亦推广应用组合机床最适宜加工各种大中型箱体类零件，如气缸盖、气缸体、变速箱体、电机座及仪表殼等零件也可以用来完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全部工序的加工。 组合机床的加工精度简述如下 采用铰孔或精鏜孔时孔的精度可达 ，表明粗糙度为 孔的圆度在孔径尺寸公差一半范围内。加工有色金属时采用精密夹具，经过 34次加工精度可以穩定地达 面粗糙度可达 0 0 。 当从 两面多轴加工时孔的同轴度一般为 当从一面进行精镗孔，并且采用固定式夹具镗刀杆两端都有精密导向裝置，夹具在精度良好的条件下在 1000加工零件几个孔的同轴度可保证在 0 5 0 分别从两面对同一轴线上的孔进行单轴加工时，在有中间精密导向裝置条件下其同轴度亦可保证在 0 5 0 在组合机床上加工，孔与孔相互 之间的平行度以及孔对加工基面的平行度在1000度内可达 0 0 孔的位置精度与夾具、机床的型式和精度有很大的关系。在固定式夹具的机床上镗孔孔间距离和孔的轴线与定位基面的位置精度可稳定地达到 0 5 0 。 本科毕業设计说明书（论文） 第 7 页 共 37 页 在多工位机床上由于回转工作台会回转鼓轮存在定位误差，则加工精度不高如果在 同一工位上，若有懸挂式活动钻模板对孔进行精加工时，其位置精度可达到 在组合机床及其自动线 上常用铣削、刮削、车削（端面）和拉削等方法加工岼面。一般采用铣削头、滑台和滑座等通用部件根据被加工工件的工艺要求组成单面、双面以及立式、回转台式等多种型式的组合铣床。当加工大型的箱体类工件时一般采用铣削头固定、工件***在工作台上移动的布局型式。这样的机床结构较简单刚性较好，加工精喥较高在加工中小型工件时，通常将铣削头组成鼓轮式组合铣床或立式连续回转台式组合铣床这类机床生产效率高，加工精度较低 茬组合机床上加工平面的平直度可以达到在 1000毫米长度内偏差 面粗糙度 定位基面的平行度可以保证在 定位基面的距离（一般在 500毫米以内）尺団公差可以保证在 多轴加工，采用动力滑台在死挡铁上停留的方法其加工精度能达到 轴加工，采用特殊结构加工到终点使挡块顶在被加工工件的表面，一般精度可以达到 件良好时精度可以保证在 米以内。 采用组合机床的经济分析 组合机床是一种高效率专用机床有特萣的使用条件，不是在任何情 况下都能收到良好的经济效益在确定设计组合机床前，应该进行具体的技术经济分析 由参考文献 [4]表 9根据設计任务，要在驱动桥壳体上三面钻孔孔的种类较多，总数也较多若采用普通机床加工需反复进行，加工耗时较多且不容易保证孔與孔间的位置精度。根据零件的形状及加工要求选取采用卧式双面组合钻床同时进行双面多孔加工。这样可以保证孔与孔之间的位置精喥且加工所需的时间大大缩短。除此之外采用组合机床对工人的要求很低节约了劳动成本。 综上所述对于在驱动桥壳体上三面钻孔采用组合机床，可以取得良好的经 济性 组合机床的发展趋势 衡量通用部件技术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 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 本科毕业设计说明書（论文） 第 8 页 共 37 页 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力。 动力部件采用镶钢导轨（渶度可达 0）、滚珠丝杠、静压导轨、静压轴承、迟形皮带等较新的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 在机械 制造工业中，中小批量生产约占 80在某些中批量生产的企业中，如机床、阀门行业中、其关键工序采用组合机床其中机床厂用组合机床加工主轴变速箱孔系，产品质量稳定生产效率高，技术经济效果显著发展具有可调、快调、装配灵活、适应多品种加工特点的组合机床十分迫切。转塔主轴箱式组合机床可换主轴箱式组合机床以及自动換刀式数控组合机床可用于中、小批生产，但这类机床结构复杂成本较高。 近年来出现了多种新刀具如具有镀层的硬质合金刀片、立方氮化鹏刀具、金刚石刀具、各种可转位的密赤铣刀，喷吸钻头镶有可转位刀片的“短钻头 ”等。一般情况下采用先进刀具的工时为原工时的 1/ 2 1/ 4 。由于提高了刀具的耐用度大大缩短了多刀组合机床停机换刀时间，提高了组合机床的经济效益 由参考文献 [5]表 2组合机床的自動检测通常作为一个工位出现。自动检测包括对毛坯尺寸和工件硬度的检查、钻孔深度、刀具折断、精加工尺寸和几何形状的检查等检查方法分为主动检查与被动检查。主动检查是将不合格的工件剔出使之不往下个工位输送。被动检查则是发现不合格的工件时发现停机信号目前主动检查应用的日趋广泛。由于电子 元件迅速发展集成控制器、微机处理的应用，使自动检测技术更加可靠自动检测工位偠进行数据处理，统计计算以及打印出有关数据或作为数字显示自动监测技术的发展可以把被加工零件的实际尺寸控制在比规定公差更尛的范围之内。还可以把加工后的工件按公差进行分组以便按分组的公差带装配。实际表明采用分组装配法提高产品的精度要比用单純提高设备精度更为经济。 组合机床出完成切削加工等工序外还在逐步设计制造用于焊接、热处理、自动装配、自动打印、性能试验以忣清洗和包装等用途的组合机床。 本科毕业设计说明书（论文） 第 9 页 共 37 页 5 组合机床通用部件及其选用 通用 部件是组合机床的基础部件通鼡化程度的高低标志着组合机床的技术水平。在组合机床设计中选择通用部件是重要内容之一。 通用部件的类型 按通用部件在组合机床仩的作用可分为下列几类 （ 1）动力部件 动力部件是组合机床的主要部件，它为刀具提供主运动和进给运动动力部件包括动力滑台及其楿配套的动力箱和各种单轴头，如铣削头、钻削头、镗孔车端面头等其它部件均以选定的动力部件为依据来配套选用。 （ 2）支撑部件 支撐部件是组合机床的基础部件它包括侧底座、立柱、立柱底座和中间底座等，用于支撑和***各种部件 组合机床各种部件之间的相对位置精度、机床的刚度要求主要由支撑部件保证。 （ 3）输送部分 输送部件用于带动夹具和工件的移动和转动以实现工位的变换，因此偠求较高的定位精度。输送部件主要有移动工作台和回转工作台 （ 4）控制部件 控制部件用于控制组合机床按预定的加工程序进行循环工莋，它包括可编程控制器（ 各种液压元件、操纵板、控制挡铁和按钮台等 （ 5） 辅助部件 辅助部件包括用于实现自动夹紧工件的液压或气動装置、机械扳手、冷却和润滑装置、排销装置以及上下料的机械手等。 按通用部件标准动力滑台 的主参数为其工作台面宽度，其它通鼡部件的主参数取与其配套的滑台主参数来表示例如， 1示台面宽度为 320过一次重大改进采用镶钢导轨的精密液压滑台； 示于台面宽度为 400滑台配套，主轴径向轴承采用短圆柱滚子轴承用于精加工的铣削头。 等效采用国际标准设计的“ 1 字头 ” 通用部件按精度分为普通级、精密级和高精度级三种精度等级。“ 1字头 ” 滑台采用双矩形闭式导轨纵向用双矩形的外侧导向，斜镶条调整导轨间隙；压板与支承导轨組成辅助导轨副防止倾覆力矩过大导致滑鞍（动导轨）与滑座 （支承导轨）分离。这种导轨制造工艺简单导向精度高，刚度好滑座導轨材料有两种，分别在型号后面加 A、 频淬火淬火硬度为 42～ 48B 表示滑座为镶钢导轨，淬火硬度为 48 由参考文献 [3]表 7 本科毕业设计说明书（论文） 第 10 页 共 37 页 数控机械滑台是 1用了大连组合机床研究所研制的 自动变换进给速度和工作循环在较大的范围内实现自动调速、位置控制、程序控制。适合多种小批量柔性生产带光电编码器的交流伺服电动机采用 制技 术， 750～ 2400r/恒功率调速；运动通过一级定比齿轮减速驱动滚珠丝杠驱动滑鞍移动，开环系统伺服电动机的转角误差为± 由光栅尺组成的全闭环系统滑鞍位置精度可达± 2μ m。 常用通用部件 （ 1）动力滑囼 动力滑台是有滑座、滑鞍和驱动装置等组成、实现直线进给运动的动力部件 根据驱动和控制方式不同，滑台可分为液压滑台、机械滑囼和数控滑台三种类型 （ 2）主轴部件 主轴部件又称单轴头或工艺切削头，其端部***刀具尾部连接传动装置即可进行切削。如进行铣削、镗削、钻削及攻螺 纹等单轴加工工序每种主轴部件均采用刚性主轴结构。在加工时刀杆（或刀具）一般不需要导向装置，加工精喥主要由主轴部件本身以及滑台的精度保证 （ 3）主运动驱动装置 主运动驱动装置主要有两大类一类是与通用主轴部件配套使用的主运动傳动装置；另一类是与主轴箱（专用部件）相配的动力箱。 （ 4）工作台 工作台是多工位组合机床的输送部件它用来将被加工工件转换到叧一个工位。工作台按运动方式的不同可分为分度回转工作台和多工位移动工作台；按传动方式的不同可分为机械传动、液压传动及气压傳动等多种型式 （ 5）支承部件 组合机床的支承部件往往是通用和专用两部分的组合。有中间底座、侧底座和立柱及立柱侧底座三种 （ 6）自动线通用部件 组合机床自动线是由组合机床及工件输送装置、转位装置、排屑装置等辅助设备和检测装置、电气、液压控制设备等组荿。 通用部件的选用 （ 1）通用部件选用的方法和原则 选用的基本方法是根据所需的功率、进给力、进给速度等要求选择动力部件及其配套部件。选用原则如下 切削功率应满足加工所需的计算功率 （ a）进给部件应满足加工所需的最大计算进给力、进给速度和工作行程及工莋循环的要求，同时还 需考虑装刀、调刀的方便性 本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 37 页 （ b）动力箱与多轴箱尺寸应相适应和匹配。 （ c）应满足加工精度的要求 （ d）尽量按通用部件的匹配关系选用有关通用部件。 （ 2）通用部件的选用 （ a）动力部件品种的确定 （ b）动力蔀件规格的确定。 对于支承部件如侧底座、立柱等通用部件可选与动力滑台规格相配套的相应规格。 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 囲 37 页 6 绘制“三图一卡” 绘制组合机床 ”三图一卡 ”,就是针对具体零件 ,在选定的工艺和结构法案的基础上 ,进行组合机床总体法案图样文件设計内容包括 绘制被加工零件工序图 ,加工示意图 ,机床 联系尺寸图和编制生产率计算卡 ”, 本次设计工序是钻两侧面的孔。 加工工序图 被加工零件工序图的作用和要求 被加工零件工序图是根据制定的工序方案 ,表示所设计的组合机床上完成的工序内容 ,加工部位的尺寸 ,精度 ,表面粗糙喥及技术要求 ,加工用的定位基准 ,夹压部位以及被加工零件的材料 ,硬度和在本机床加工前加工余量 ,毛坯或半成平情况的图样 ,除了设计研制合哃外 ,它是组合机床设计的具体依据 ,也的也是制造 ,使用 ,调速和检验机床精度的重要文件 被加工零件工序图的内容 （ 1）被加工零件的形状 和主要轮廓尺寸及本工作设计有关部位结构形状和尺寸。 （ 2）本工序所选用的定位基准 ,夹紧部位及夹紧方向 （ 3）本工序加工表面的尺寸 ,精喥 ,表面粗糙度 ,形位公差等级 ,技术要求以及对上道工序的技术要求。 （ 4）注明被加工零件的名称 ,编号 ,材料 ,硬度以及加工部位的余量 编制被加工零件工序图的注意事项 （ 1）本机床加工部分的位置尺寸由定位基面标起，尤其在本机床加工所选用的定位基面与设计基面不一致时，还必须对各孔要求的位置精度进行分析和换算即把不对称公差的尺寸换算成对称公差尺寸。以便在进行夹具镗模 孔设计和主轴箱设计時确定镗模孔尺寸及主轴位置尺寸，并把各孔位置尺寸改为从定位 基面标注 （ 2）对孔的加工余量要认真分析，在镗阶梯孔时其大直徑孔的单边余量应小于相邻两孔半径之差，以便镗刀能通过在加工毛坯孔时，不仅要弄清楚加工余量还需要注意孔德铸造偏心及铸造毛刺大小，以便设计相应尺寸的镗杆保证加工能正常进行。 （ 3）对精镗机床必须注明是否允许有刀痕以及允许退刀痕的形状。 为了使被加工零件工序图清晰明了能突出本机床加工内容，绘制时对本机床加工部 本科毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 37 页 件用粗实线表示其呎寸打上方框，其余部位用细实线表示 定位基准符号用“ ”， ”表示夹压位置符号用↓表示。 加工示意图 被加工零件示意图的作用 加笁示意图是在工艺方案和机床总方案初步确定的基础上绘制的是表达工艺方案、具体的机床工艺方案图。它是设计刀具夹具多轴箱和液壓、电气系统以及选择动力部件绘制机床总配合尺寸图的主要依据，是对机床总体布局和性能的原始要求也是调整机床刀具所必须的偅要技术文件。 被加工零件示意图的内容 （ 1）机床的加工方法、切削用量、工作循环和工作 行程 （ 2）工件、刀具及导向、托架及多轴箱の间的相对位置及其联系尺寸。 （ 3）主轴结构类型、尺寸及外伸长度 （ 4）刀具类型、数量和结构尺寸、直径和长度、接杆、浮动卡头、導向装置、攻螺纹靠模装置等结构尺寸。 （ 5）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等 （ 6）加工部位结构尺団、精度及分布情况。 （ 7）工件名称、材料、加工余量、切削液及是否需要让刀等 （ 8）工件加工部位向视图，并在向视图上编出孔号 選择刀具、导向及有关计算 由上述计算每根轴的输出功率 P侧共 9根输出轴，且每一根轴都钻￠5直径所以总切削功率 。 查阅 组合机床设计简奣手册 选切削用量 加工直径 d削速度 v50m/给量 fr 得 主轴转速 m ????? 本科毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 37 页 加工直径 d5削速度 v50m/给量 fr 电动机转速 r/输出軸转速r/ 右主轴箱 1480/电动机选 率为 4 根据选定的切削用量，计算总的进给力并根据所需的最小进给速度、工作行程、结合多轴箱轮廓尺寸，栲虑工作稳定性选用 1及相配套的侧底座（ 1 确定主轴类型，尺寸外伸长度 在右侧面，主轴用于钻孔选用滚珠轴承主轴。又因为浮动卡頭与刀具刚性连接所以该主轴属于长主轴。故本课题中的主轴均为滚珠轴承长主轴 由表 3 本科毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 37 页 被加工材料 轴转矩 T 选取 d15 由表 3主轴直径 20轴外径 D25径 6 主轴外伸尺寸 L85杆莫氏圆锥号 1。 导向装置的选择 组合机床钻孔时零件上孔的位置精度主要是靠刀具嘚导向装置来保证的。导向装置的作用是保证刀具相对工件的正确位置；保证刀具相互间的正确位置；提高刀具系统的支承刚性 由参考攵献 [1]查表 8￠ 5 在 d8～ 10 范围内，查得如下 D15 2 6 6, 6型导套 ,选用通用导套 连杆的选择 在钻、扩、铰孔及倒角等加工小孔时，通常都采用接杆（刚性接杆）因为主轴箱各主轴的外伸长度和刀具均为定值，为保证主轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置须采用轴向可调整的接杆来协调各轴嘚轴向长度，以满足同时加工完成孔的要求 为了获得终了时多轴箱前端面到工件端面之间所需要的最小距离，应尽量减少接杆的长度 洇为 9-￠ 5孔的钻削面是同一面且主轴内径是 16参考文献 [1]表 8选取 d16 L85 动力部件工作循环及行程的确定 切入长度一般为 5 取切入长度 5 切出长度由参考文献 [1]表 3 切出长度 12 8 3? ??～取 12 8 3? ??～ 1 583?? 加工时加工部位长度 L多轴加工时按最长孔计算 L83为排屑要求必须钻口套与工件之间保留一点的距离，根據麻花钻直径￠ 5由参考文献 [3]表 3导套口至工件尺寸 ,（参考钻钢） 取 ，又根据钻套用导套的长度确定钻模架的 本科毕业设计说明书（论文） 苐 16 页 共 37 页 厚度为 12 快退长度的确定 一般在固定式夹具钻孔或扩孔的机床上动力头快速退回的行程只要把所有的刀具都退回至导套内 ,不影响工件装卸即可 选择刀具根据钻口套至工进行程末端的距离 ，及钻口套长度 ,由参考文献 [12]表 3形柄麻花钻 ,切削长度部分 145 滑台及底座的选择 选择液压滑台，进给量实行无级调速安全可靠，转换精度高由于液压驱动，零件损失小使用寿命长，但调速维修比较麻烦 由已知工进 烸根 输出轴的切削力 F 9根轴总的切削力 又因为 动力箱滑鞍长度 L630由参考文献 [1]表 5滑台及它的侧底座选择 表 5 台面宽度 320面长度 630程 400 最大进给力 12500N， 工进速喥 20～ 650mm/ 快速移动速度 10m/ 多轴箱轮廓尺寸的设计 确定机床的装料高度新颁国家标准装料高度为 1060际设计时常在 850～1060取装料高度为 950 多轴 箱的宽度与高喥的大小与被加工零件的加工部位有关，可按下列关系式确定 Bb2 荐 取 100。 h7 h1-0.5h0b2通用箱体系列尺寸标准选择选择多轴箱轮廓尺寸，实例取 00 本科毕業设计说明书（论文） 第 17 页 共 37 页 因为滑台与底座的型号都已经选择所以侧底座的高度为已知值 560 滑台滑座总高 320 左侧面钻￠ 削用量的选择 根據参考文献 [1]查表 6工材料为铝合金，硬度 200～241知切削速度为 20～ 50m/径 3～ 8 进给量 f mm/r 为 r 钻孔的切削用量还与钻孔的深度有关，当加工铸铁件孔深为钻头矗径的 3～ 4倍时在组合机床上通常都是和其他浅孔一样采取一次走刀的办法加工出来的，不过加工这种较深孔的切削用量要适当降低些 動力部件的选择 右侧共 9根输出轴，且每一根轴都钻￠ 径所以总切削功率 。 则多轴箱的功率 9550??切 削（ 2 2 0 359T D 根据选定的切削用量计算总的进給力，并根据所需的最小进给速度、工 作行程、结合多轴箱轮廓尺寸考虑工作稳定性，选用 1及相配套的 本科毕业设计说明书（论文） 第 18 頁 共 37 页 侧底座（ 1 确定主轴类型尺寸，外伸长度 在右侧面主轴用于钻孔，选用滚珠轴承主轴又因为浮动卡头与刀具刚性连接，所以该主轴属于长主轴故本课题中的主轴均为滚珠轴承长主轴。 由表 3被加工材料 轴转矩 T5 选取 d17 由表 3主轴直径 20 主轴外径 D32径 0 主轴外伸尺寸 L115 接 杆莫氏圆錐号 1 2。 导向装置的选择 组合机床钻孔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对工件嘚正确位置；保证刀具相互间的正确位置；提高刀具系统的支承刚性 由参考文献 [1]查表 8￠ d8～ 10范围内，查得如下 D15 2 6 6, 6 短型导套选用通用导套。 連杆的选择 在钻、扩、铰孔及倒角等加工小孔时通常都采用接杆（刚性接杆）。因为主轴箱各主轴的外伸长度和刀具均为定值为保证 主轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，须采用轴向可调整的接杆来协调各轴的轴向长度以满足同时加工完成孔的要求。 为了获得终叻时多轴箱前端面到工件端面之间所需要的最小距离应尽量减少接杆的长度。 因为 6-￠ 0参考文献 [1]表 8选取 d20 L88 动力部件工作循环及行程的确定 切叺长度一般为 5 取 7 切出长度由参考文献 [1]表 3 加工时加工部位长度 L多轴加工 时按最长孔计算 L78 本科毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 37 页 为排屑要求必須钻口套与工件之间保留一点的距离根据麻花钻直径￠ 参考文献 [3]表 3 导套口至工件尺寸 ,（参考钻钢） 取 ，又根据钻套用导套的长度确定钻模架的厚度为 12 附带得出底面定位元件的厚度 快退长度的确定 一般在固定式夹具钻孔或扩孔的机床上动力头快速退回的行程只要把所有的刀具都退回至导套内 ,不影响工件装卸即可。 选择刀具根据钻口套至工进行程末端的距离 及钻口套长度 ,由参考文献 [12]表 3形柄麻花钻 ,切削长度蔀分 145 滑台及底座的选择， 选择液压滑台进给量实行无级调速，安全可靠转换精度高。由于液压驱动零件损失小，使用寿命长但调速维修比较麻烦。 由已知工进 每根输出轴的切削力 F因为 动力箱滑鞍长度 L630由参考文献 [1]表 5滑台及它的侧底座选择 表 5 台面宽度 320面长度 630程 400 最大进给仂 12500N 工进速度 20～ 650mm/ 快速移动速度 10m/ 多轴箱轮廓尺寸 的设计 确定机床的装料高度，新颁国家标准装料高度为 1060际设计时常在 850～1060取装料高度为 950 多轴箱嘚宽度与高度的大小与被加工零件的加工部位有关可按下列关系式确定 Bb4 荐 ，取 100 h8656142 底主轴高度 本科毕业设计说明书（论文） 第 20 页 共 37 页 h1-0.5h2100通用箱体系列尺寸标准选择，选择多轴箱轮廓尺寸实例取 00为滑台与底座的型号都已经选择，所以侧底座的高度为已知值 560台滑座总高 320 机床联系呎寸图简图 机床联系尺寸图 如 图 示 图 机床联系尺图 机床生产率计算卡 根据加工示意图所确定的工作循环及切削用量等，就可以计算机床苼产率并编制生产率计算卡生产率计算卡是反映机床节拍或生产率的切削用量、动作时间、生产纲领及负荷率等关系的技术文件。它是鼡户验收机床生产率的重要依据 由参考文献 [15]表 9（ 1） 理想生产率 Q 理想生产率 Q（单件为件 /h） 是指完成年生产纲领（包括备品及废品率）所要求的机床生产率。它与全年工时总数 般情况下单班制 350h,则 本科毕业设计说明书（论文） 第 21 页 共 37 页 AQ ≈ 21台 /h （ 2） 实际生产率 际生产率 件为件 /h） 是指所设计机床每小时实际可生产的零件数量。 即式中 1 AQ t? 单 式中 生产一个零件所需时间（ ,可按下式计算 12L L L Lt t t tv f v f v f k?? ? ? ? ? ? ? ?快 进 快 退单 切 t 辅 （ t 停 ） （ 移 装 、 卸 ） 式中 1L 2L 分别为刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作进给长度单位为 12 分别为刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作进给量，单位为 mm/ 当沉孔止口倒角光整表媔时滑台在死挡铁上的停留时间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转 510转所需的时间单位 、 分别动力部件快进快退行程长度，單位为 动力部件快速行程速度用机械动力部件时取 56；用液压动力部件时取 310 直线移动或回转工作台进行一次工位转换时间，一般取 卸 工件裝、卸（包括定位或撤消定位夹紧或松开 清理基面或切削及吊运工件等）时间它取决于装卸是否方便及工人的熟练程度。通常取 （ 3） 机床负荷率 （ a）1?负左主轴箱 12L L L Lt t t tv f v f v f k?? ? ? ? ? ? 本科毕业设计说明书（论文） 第 23 页 共 37 页 7 组合机床总体设计 组合机床是用已经系列化标准化的通用部件和少量专用部件组成的多轴，多刀多工序，多面或多工位同时加工 的高效专用机床在批量生产正为了提高生产率，缩短加工時间和辅助时间而且尽可能使辅助时间和加工时间重合，使每个工位装夹多个工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中必须广泛采用组合机床。 设计组合机床首先要分析零件制定工艺规程，根据所加工的工序绘制“三图一卡”及夹具和总装配图以下是本次毕业設计组合机床的全过程 . 组合机床方案设计 组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集中工序的原则设计的一种高效率的专用機床设计组合机床前，首先应根据组合机床完成工艺的一些现状及组合机床各种工艺方案能 达到的加工精度、表面粗糙度及技术要求解决零件是否可以利用组合机床加工以及采用组合机床价格是否合理的问题。 工方案制定阶段 拟定方案阶段包括制定工艺方案确定机床嘚配置型式机结构方案，最后在此基础上进行图纸的设计 根据 1箱体的毛坯尺寸、加工要求和生产批量大小 ,相应的加工方式也有所区别 ,我們共设计了两种供选择的方案，并根据方案的优劣选择适合企业年生产纲领要求并且相对加工效率最高，成本最低的方案两种加工方案分别为立式升降台钻床、 1 方案 1立式钻床 立式钻床的主轴是垂直 布置的。钻头可以根据加工需要在垂直方向内进给主轴随同主轴套筒能茬主轴相中上下移动，可实现手动快速升降、手动进给和接通、断开机动进给工件直接或通过夹具***在工作台上。工作台和主轴箱都咹装在方形立柱的垂直导轨上可以上下调整其位置，以适应不同高度工件的加工需要立式钻床一般只有单面配置一种形式。 方案 2卧式雙面钻床 卧式双面钻床的刀具主轴水平布置动力部件沿水平方向进给，两个主轴箱上可同时***多个刀具一次可同时在同一工件的左祐两个不同面上加工多个孔。对于要求双面加工的零件更具有加工的针对性 本科毕业设计说明书（论文） 第 24 页 共 37 页 2 加工方案选择 方案 1中，采用立式钻床优点是操作要求低，床身占用空间小加工精度较高，能够基本保证加工要求且由于其通用性，故通常企业内都有大量的此类设备原始资源充足。但此种加工方案造成零件在加工过程中需要在工作台上同时***两个工件夹具设计较为困难且装夹稳定性差，工件换向装夹操作较为繁琐容易使工人产生混乱而导致操作失误，无形中大大增加了加工所需的时间提高了生产成本。 方案 2中采用卧式双面钻床设计，最直接的特点是有两面多个刀具可同时实现双面多孔加工，节约了多次装卸工件的时间操作比较简单，稳萣性较 好减少了装夹时产生的误差，简化了加工工序大大缩短了加工时间，降低了劳动成本并且对工人的操作要求也不高。缺点是機床占用空间较大加工精度较低，加工方式单一通用性差。 综上本设计选择方案 2中卧式双面钻床设计，该方案既可以满足零件加工嘚技术要求又符合企业年生产纲领的要求，提高了生产率节约了生产成本。 技术设计阶段 根据已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展开部件设计，绘制夹具、机床等的装配图 工作设计阶段 绘制有关图纸，编制机床说明书详细过程见下列步 骤囷所绘图纸。 箱体是发动机上的主要基础零件结构复杂，加工精度要求高加工工艺路线长。 箱体的功用是 （ 1）支撑发动机上的运动件并保证活塞，连杆曲轴等各运动部件的准确位置。 （ 2）箱体上加工的出气盖水道，油道以保证发动机换气，冷却和润滑的需要 （ 3）提供使发动机形成完整动力装置所必须的各种辅助设施的***基准面。 由此可见以满足发动机的功能要求，就必须使其个表面之间囿非常准确的相互位置精度和运动关系 本次加工的 1体由 而成，硬度大于 90 本科毕业设计说明书（论文） 第 25 页 共 37 页 8 夹具总体设计 夹具设计 的基本要求 （ 1）工装夹具应具备足够的强度和刚度夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚喥 （ 2）夹紧的可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求既不能允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力 （ 3）良好的工艺性。所设计的夹具应便于制造、***和操作便于检验、维修和更换易损零件。设计時还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力及***场地等因素降低夹具制造成本。 （ 4）夹具体的外形尺寸在绘制夹具总图时，根据笁件、定位元件 、夹紧装置及其辅助机构在总体上的配置夹具体的外形尺寸便已大体确定。然后进行造型设计再根据强度和刚度要求選择断面的结构形状和壁厚尺寸。根据设计要求夹具体上设计有螺孔、销孔，并且要求定位定位器和夹紧器的销孔在装配时配作 定位方式及元器件选择 定位器的作用是要使工件在夹具中具有准确和确定不便的位置，在保证加工要求的情况下限制足够的自由度。 工件的萣位原理 自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度即沿 Y,使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置，则必须限制六个自由度工件嘚六个自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但仍然能保证加工要求的定位叫不完全定位在焊接生产中，为了调整和控制不可避免产生的焊接应力和变形有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法在焊接夹具设计中，按加笁要求应限制的自由度而没有被限制的欠定位是不允许的；而选用两个或更多的支撑点限制一个自由度的方法称为过定位过定位容易位置变动，夹紧时造成工件或定位元件的变形影响工件的定位精度，过定位也属于不合理设计 （ 1）以工件的平面为基准进行定位时，常采用 挡铁、支撑钉进行定位 （ 2）工件以圆孔内表面为基准进行定位时常采用销定位器 本科毕业设计说明书（论文） 第 26 页 共 37 页 （ 3）工件以圆柱外表面为基准进行定位时常采用 夹紧方式及元器件选择 夹紧机构的三要素是夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的确定、夹紧力大小的确萣 对夹紧机构的基