側(cè)支架鉆孔組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)【帶圖紙】

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 QQ 36296518 原創(chuàng)通過(guò)答辯 側(cè)支架鉆孔組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 摘 要 組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床。由于組合機(jī)床能夠進(jìn)行多工位加工，提高自動(dòng)化程度，縮短加工時(shí)間和輔助時(shí)間，而且組合機(jī)床大部分都是由通用部件組成，研制周期較短，便于設(shè)計(jì)，制造和使用維護(hù)，成本低。而且機(jī)床易于改造，產(chǎn)品和工藝變化時(shí)，通用部件還能重復(fù)利用，經(jīng)濟(jì)性較好。所以組合機(jī)床在大批量生產(chǎn)中的應(yīng)用十分廣泛。 此次設(shè)計(jì)的目的就是設(shè)計(jì)一臺(tái)組合鉆床，用于加工拖拉機(jī)側(cè)支架的12個(gè)孔。組合設(shè)計(jì)的內(nèi)容有組合機(jī)床“三圖一卡”、組合機(jī)床的簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)

2、，主軸箱設(shè)計(jì)，選擇出機(jī)床總體及各部件的主要參數(shù)。 本次設(shè)計(jì)中我主要負(fù)責(zé)組合機(jī)床三圖一卡的設(shè)計(jì)。三圖一卡主要包括被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖及生產(chǎn)率計(jì)算卡。 做好任何工作，掌握好調(diào)查研究的工作是必不可少的，只有這樣才能全面、細(xì)致地完成各項(xiàng)任務(wù)，不至于在工作中出現(xiàn)茫然不知所措的情況。 由于時(shí)間倉(cāng)促，設(shè)計(jì)之處難免有不足之處，還望各位老師多多指正。 關(guān) 鍵 詞：被加工零件工序圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，組合機(jī)床 THE DESIGN OF THE SPECIAL MACHINE FOR THE DRILLING 8-Φ7 HO

3、LE OF THE PUMP ABSTRACT The modular machine tools processes is according to the requirement of work pieces, and it is made of a lot of general use parts and a little special parts and it is a kind of a efficiently production machine. Because the assembly machine tool can process some par

4、ts together ,so it can boost to automate extent, and shorten the time of process，And that assembly machine tool is made of a lot of general use parts, short the time of design, and the it is convenient for designing, fabrication , the cost is low. And the machine tool is apt to be reconstructed, Whe

5、n the techniques route changes, the general parts can be reused again, so we use assemble machine tool is economical．So large numbers of assembly machine tools are applied in the machine industrial． The aim of our current design is to design a aggregate drill machine tool , which is used for proces

6、sing the 12 holes in the stent of tractor. This design involves the content that including the aggregate machine-tool’s a three charts card"、the designing of vertical headstock and its hydraulic system、the brief designing of aggregate machine-tool、choosing the overall engine bed and various parts m

7、ain parameter and drawing the hydraulic scheme. I am responsible for what to design is the aggregate machine-tool’s a three charts card. The three charts card is mainly includes process diagram of the parts to be processed, the processing schematic, the contact size of machine and productivity comp

8、uting card. Any work, grasping the investigation and research work is essential so that you can comprehensive and accomplish various tasks. There will not appear of the suggested conditions in the work. Due to the short time, it is inevitable that there are some mistakes in the design. I re

9、ally hope teachers can give me some corrections. KEY WORDS: process diagram of the parts to be processed, the processing schematic, the contact size of machine, modular machine 目 錄 前 言 1 第一章 組合機(jī)床的概述 3 1.1 機(jī)床概述 3 1.2 機(jī)床設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求 7 1.2.1 設(shè)計(jì)的目的 7 1.2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 8

10、1.2.3 設(shè)計(jì)要求 8 1.2.4 機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟 8 第二章 被加工零件工藝方案的制定 10 2.1 零件分析 10 2.1.1 零件的用途 10 2.1.2 零件的技術(shù)要求 10 2.2 工藝方案的制定 11 2.3 刀具的選擇 12 2.4 組合機(jī)床切削量和切削力的確定 12 2.4.1 組合機(jī)床切削量的確定 12 2.4.2 組合機(jī)床切削力的確定 12 2.5 主軸直徑的確定和主軸箱所需動(dòng)力計(jì)算 13 2.5.1 主軸直徑的確定 13 2.5.2 動(dòng)力箱的選用 14 第三章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 16 3.1 被加工零件工序圖 16 3.1.1 被加工

11、零件工序圖的作用和內(nèi)容 16 3.1.2 編制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng) 17 3.2 加工示意圖 17 3.2.1 加工示意圖的作用和內(nèi)容 17 3.2.2 加工示意圖的畫法及注意事項(xiàng) 18 3.2.3 加工示意圖的編制方法 19 3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 22 3.3.1 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容 22 3.3.2 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖之前應(yīng)確定的主要內(nèi)容 22 3.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 26 結(jié) 論 27 參考文獻(xiàn) 28 致 謝 29 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 QQ 36296518 原創(chuàng)通過(guò)答辯 前 言 隨著現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是隨著

12、它在自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)的快速發(fā)展，組合機(jī)床的研究已經(jīng)成為當(dāng)今機(jī)器制造界的一個(gè)重要方向，在現(xiàn)代工業(yè)運(yùn)用中，大多數(shù)機(jī)器的設(shè)計(jì)和制造都是用機(jī)床大批量完成的。現(xiàn)代大型工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，降低了組合機(jī)床的實(shí)現(xiàn)成本，軟件支持機(jī)制也使得實(shí)現(xiàn)變得更為簡(jiǎn)單，因此，研究組合機(jī)床的設(shè)計(jì)具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。 在工業(yè)高速發(fā)展的現(xiàn)代化浪潮中，各種機(jī)械設(shè)計(jì)和制造業(yè)中，組合機(jī)床的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，越來(lái)越轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，從這個(gè)意義上講，對(duì)組合機(jī)床的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床。組合機(jī)床是按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工

13、藝要求設(shè)計(jì)的專用部件組成的專用機(jī)床。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，從而縮短了設(shè)計(jì)和制造的周期，因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。 目前，組合機(jī)床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。平面加工包括銑平面、锪（刮）平面、車端面；孔加工包括鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋、锪沉孔、滾壓孔等。隨著綜合自動(dòng)化的發(fā)展，其工藝范圍正擴(kuò)大到車外圓、鉆削、銑削、拉削、推削、磨削、珩磨及拋光、沖壓等工序。此外，還可以完成焊接、熱處理、自動(dòng)裝配和建材、清洗和零件分類及打印等非切削工作。 組合機(jī)床在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)

14、、儀器儀表、軍工、縫紉機(jī)和自行車等工業(yè)領(lǐng)域的大批、大量生產(chǎn)中已獲得廣泛應(yīng)用，一些中小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機(jī)床、機(jī)車、工程機(jī)械制造業(yè)中也亦推廣應(yīng)用。組合機(jī)床最適宜加工各種大中型箱體類零件，如氣缸蓋、氣缸體、變速箱體、電機(jī)座及儀表殼等零件，也可以用來(lái)完成軸套類、輪盤類、叉架類和蓋板類零件的部分或全部工序的加工。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題為組合機(jī)床，其加工范圍為鉆孔。在單件小批生產(chǎn)時(shí)可以采用臺(tái)鉆或是搖臂鉆床加工，但是在大批量的加工中依靠臺(tái)鉆或是搖臂鉆床的生產(chǎn)效率想大批量快捷的加工肯定是不現(xiàn)實(shí)的，因此此類專用機(jī)床就應(yīng)運(yùn)而生了。 這類專用機(jī)床可以在任何大批量的加工中使用，它只需要在前期設(shè)計(jì)階段進(jìn)行艱苦的工作

15、，在組合機(jī)床投產(chǎn)以后將給生產(chǎn)帶來(lái)巨大的貢獻(xiàn)。不僅僅能夠提高生產(chǎn)效率，更能夠大幅提高工件的成品率。給企業(yè)帶來(lái)一次投入永久獲利的良好局面。 在生產(chǎn)線中能夠大量的看到類似的機(jī)床，年產(chǎn)量越大，機(jī)床的設(shè)計(jì)水平與先進(jìn)程度越高。因?yàn)樗梢砸揽咳ポ^高的生產(chǎn)效率與成品率來(lái)?yè)Q回其低成本。 此次設(shè)計(jì)中主要要解決的問(wèn)題有加工零件的工藝方案、機(jī)床結(jié)構(gòu)布置、機(jī)床聯(lián)系尺寸、加工內(nèi)容和過(guò)程以及適合該專用機(jī)床使用的夾具。 由于適用于大批量加工，故機(jī)床組件應(yīng)當(dāng)盡可能的通用，以方便其使用過(guò)程中的維修,也有了一定的互換性。 在這次設(shè)計(jì)中最重要的就是一定要充分考慮其可行性，不能只是能夠?qū)D畫出來(lái)，而根本沒(méi)有加工的可能。一定要積

16、極與老師溝通，減少自己走的彎路。  第一章 組合機(jī)床的概述 1.1 機(jī)床概述 現(xiàn)代社會(huì)中，人們?yōu)榱烁咝?、?jīng)濟(jì)地生產(chǎn)各種高質(zhì)量產(chǎn)品，日益廣泛的使用各種機(jī)器、儀器和工具等技術(shù)設(shè)備與裝備。為制造這些技術(shù)設(shè)備與裝備，又必須具備各種加工金屬零件的設(shè)備，諸如鑄造、鍛造、焊接、沖壓和切削加工設(shè)備等。由于機(jī)械零件的形狀精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法來(lái)達(dá)到，特別是形狀復(fù)雜、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在機(jī)床上經(jīng)過(guò)幾道甚至幾十道切削加工工藝才能完成。因此，機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備。在一般機(jī)械制造廠中，機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量，約占機(jī)械制造總工作量

17、的40%～60%，機(jī)床的技術(shù)性能直接影響機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造的經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而決定著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。 一個(gè)國(guó)家要繁榮富強(qiáng)，必須實(shí)現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化，這就需要一個(gè)強(qiáng)大的機(jī)械制造業(yè)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門提供現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備與裝備，即機(jī)床工業(yè)是機(jī)械制造業(yè)的“裝備部”、“總工藝師”，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重大作用。因此，許多國(guó)家都十分重視本國(guó)機(jī)床工業(yè)的發(fā)展和機(jī)床技術(shù)水平的提高，使本國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建立在堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)上。 機(jī)床是人類在長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷改進(jìn)生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的，并隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而漸趨完善。最原始的機(jī)床是木制的，所有運(yùn)動(dòng)都是由人力或畜力驅(qū)動(dòng)，它們

18、實(shí)際上并不是一種完整的機(jī)器?，F(xiàn)代意義上的用于加工金屬機(jī)械零件的機(jī)床，是在18世紀(jì)中葉才開始發(fā)展起來(lái)的。當(dāng)時(shí)，歐美一些工業(yè)最發(fā)達(dá)的國(guó)家，開始了從工場(chǎng)手工業(yè)向資本主義機(jī)器大工業(yè)生產(chǎn)方式的過(guò)度，需要越來(lái)越多的各種機(jī)器，這就推動(dòng)了機(jī)床的迅速發(fā)展。為使蒸汽機(jī)的發(fā)明付諸實(shí)用，1770年前后創(chuàng)制了鏜削蒸汽機(jī)汽缸內(nèi)孔用的鏜床。1797年發(fā)明了帶有機(jī)動(dòng)刀架的車床，開創(chuàng)了用機(jī)械代替人手控制刀具運(yùn)動(dòng)的先聲，不僅解放了人的雙手，并使機(jī)床的加工精度和工效起了一個(gè)飛躍，初步形成了現(xiàn)代機(jī)床的雛型。續(xù)車床之后，隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，其他各種機(jī)床也陸續(xù)被創(chuàng)制出來(lái)。至19世紀(jì)末，車床、鉆床、鏜床、刨床、拉床、銑床、磨床、齒輪加工

19、機(jī)床等基本類型的機(jī)床已先后形成。 世界上第一臺(tái)組合機(jī)床于1908年在美國(guó)問(wèn)世，30年代后組合機(jī)床在世界各國(guó)得到迅速發(fā)展。至今，它已成為現(xiàn)代制造工程（尤其是箱體零件加工）的關(guān)鍵設(shè)備之一。 現(xiàn)代制造工程從各個(gè)角度對(duì)組合機(jī)床提出了愈來(lái)愈高的要求，而組合機(jī)床也在不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展。 我國(guó)加入WTO以后，制造業(yè)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存、組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)適時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應(yīng)對(duì)策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢(shì)頭，截至2008年4月份，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)僅組合機(jī)床一項(xiàng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量已達(dá)1000余臺(tái)，產(chǎn)值達(dá)3.9個(gè)億以上，較2007年同比增長(zhǎng)了10%以上，另外組合機(jī)床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷

20、售率、全員工資總額、出口交費(fèi)值等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有不同程度的增長(zhǎng)，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年年均有大幅度提高，可見(jiàn)行業(yè)企業(yè)運(yùn)營(yíng)狀況良好。 組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)主要針對(duì)汽車、摩托車、內(nèi)燃機(jī)、農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械、化工機(jī)械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備，隨著我國(guó)加入WTO后與世界機(jī)床進(jìn)一步接軌，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年是企業(yè)生產(chǎn)情況來(lái)看，數(shù)控機(jī)床與加工中心的市場(chǎng)需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機(jī)床則有下降趨勢(shì)，中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)學(xué)會(huì)的《機(jī)床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)報(bào)表》是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個(gè)全國(guó)大型重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)情況看，2007年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床890臺(tái)，產(chǎn)值16187萬(wàn)元，生產(chǎn)

21、加工中心148臺(tái)，產(chǎn)值5770萬(wàn)元；2008年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床985臺(tái)，產(chǎn)值25838萬(wàn)元，生產(chǎn)加工中心159臺(tái)，產(chǎn)值7099萬(wàn)元；而2005年，截至4月份，數(shù)控機(jī)床、加工中心、產(chǎn)值已接近2003年全年水平，故市場(chǎng)在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。 “九五”后期，在組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)的50多家組合機(jī)床分會(huì)會(huì)員中，僅有兩家企業(yè)實(shí)行了股份改造，一家企業(yè)退出國(guó)有轉(zhuǎn)為民營(yíng)，其余的都是國(guó)有企業(yè)。2002年，不到，一些小廠幾乎全部退出國(guó)有轉(zhuǎn)為民營(yíng)，現(xiàn)在一些國(guó)家重點(diǎn)國(guó)有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢(shì)不可檔，“民營(yíng)經(jīng)濟(jì)在經(jīng)歷了從被歧視，被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視4個(gè)階段后，煥發(fā)勃勃生機(jī)。”組合

22、機(jī)床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營(yíng)化等多種形式快速發(fā)展。 組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體是綜合自動(dòng)化度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用與工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。我國(guó)的傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型的箱體類和軸類零件（近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成型面等。組合機(jī)床的分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還

23、有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷是進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床——柔性組合機(jī)床越來(lái)越受人們是親昧，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程序控制器（PLC）、數(shù)字控制（NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來(lái)組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來(lái)越大。 由于組合機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國(guó)組合機(jī)床及其組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家相對(duì)落后

24、，國(guó)內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場(chǎng)要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝、研制新產(chǎn)品，由過(guò)去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需要，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。 80年代以來(lái)，國(guó)外組合機(jī)床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。組合機(jī)床的加工精度、多品種加工的柔性以及機(jī)床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控。組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是： 國(guó)外主要的組合機(jī)床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組

25、合機(jī)床通用部件,在組合機(jī)床上不僅一般動(dòng)力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù),而且?jiàn)A具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的自動(dòng)分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù),從而進(jìn)一步提高了組合機(jī)床的工作可靠性和加工精度。廣州標(biāo)致汽車公司由法國(guó)雷諾公司購(gòu)置的缸蓋加工生產(chǎn)線,就是由三臺(tái)自動(dòng)換箱組合機(jī)床組成的,其全部動(dòng)作均為數(shù)控,包括自動(dòng)上下料的交換工作臺(tái)、環(huán)形主軸箱庫(kù)、動(dòng)力部件和夾具的運(yùn)動(dòng),其節(jié)拍時(shí)間為58秒。 80年代以來(lái),國(guó)外對(duì)中大批量生產(chǎn),多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào)、可變、可換措施,使加工裝備具有了一定的柔性。如先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動(dòng)力頭、可換主軸箱等組成的組合機(jī)床;同時(shí)根據(jù)加工中心的發(fā)展,開發(fā)了二坐標(biāo)、三坐標(biāo)模塊化的加工單元,并以此為基

26、礎(chǔ)組成了柔性加工自動(dòng)線(FTL)。這種結(jié)構(gòu)的變化,既可以實(shí)現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏,又可以使機(jī)床配置更加靈活多樣。 汽車工業(yè)的大發(fā)展,對(duì)自動(dòng)化制造技術(shù)提出了許多新的需求,大批量生產(chǎn)的高效率,要求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機(jī)械加工工序,而且能完成零件從毛坯進(jìn)線到成品下線的全部工序,以及下線后的自動(dòng)碼垛、裝箱等。德國(guó)大眾汽車公司KASSEL變速箱廠1987年投入使用的造價(jià)9000萬(wàn)馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線,就是這種綜合自動(dòng)化制造系統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對(duì)稱布置的自動(dòng)線組成,三班制工作,每條線日產(chǎn)2000件,節(jié)拍時(shí)間為40秒。全線由12臺(tái)雙面組合機(jī)床、18臺(tái)三坐標(biāo)加工單元、空架機(jī)器

27、人、線兩端的毛坯庫(kù)和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)組成,可實(shí)現(xiàn)3種零件的加工。空架機(jī)器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗(yàn)、檢測(cè)、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家,進(jìn)一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。 國(guó)外為了減少機(jī)床數(shù)量,節(jié)省占地面積,對(duì)組合機(jī)床這種工序集中程度高的產(chǎn)品,繼續(xù)采取各種措施,進(jìn)一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺(tái)、多坐標(biāo)通用部件、移動(dòng)主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機(jī)床或在夾具部位設(shè)置刀庫(kù),通過(guò)換刀加工實(shí)現(xiàn)工序集中,從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能,獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。 1.2 機(jī)床設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求 1.2.1 設(shè)計(jì)的目的 通過(guò)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速

28、傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使我們?cè)跀M定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過(guò)程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案的分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，并培養(yǎng)自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。 1.2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 (1)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的被加工零件，確定機(jī)床的切削用量，通過(guò)分析比較擬定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，確定傳動(dòng)副的傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù)，并計(jì)算主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)誤差。 (2)動(dòng)力設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的工件，初算傳動(dòng)軸的直徑、齒輪的模數(shù)；確定動(dòng)力箱；計(jì)算多軸箱尺寸及設(shè)計(jì)傳動(dòng)路線。完成裝配草圖后，要驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑，齒輪模數(shù)否

29、在允許范圍內(nèi)。還要驗(yàn)算主軸主件的靜剛度。 (3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 進(jìn)行主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)軸系、變速機(jī)構(gòu)、主軸主件、箱體、密封等的布置和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。即繪制裝配圖和零件工作圖。 (4)編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1.2.3 設(shè)計(jì)要求 評(píng)價(jià)機(jī)床性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù)—經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)判定的。技術(shù)先進(jìn)合理，亦即“質(zhì)優(yōu)價(jià)廉”才會(huì)受到用戶的歡迎，在國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)上才有競(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)床設(shè)計(jì)的技術(shù)—經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以從滿足性能要求、經(jīng)濟(jì)效益和人機(jī)關(guān)系等方面進(jìn)行分析。 1.2.4 機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟 1、調(diào)查研究 研究市場(chǎng)和用戶對(duì)設(shè)計(jì)機(jī)床的要求，然后檢索有關(guān)資料。其中包括情報(bào)、預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)研究成果、發(fā)展趨勢(shì)、新技術(shù)應(yīng)用以及相應(yīng)的圖紙資料等。甚

30、至還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)查閱先進(jìn)國(guó)家的有關(guān)資料和專利等。通過(guò)對(duì)上述資料的分析研究，擬訂適當(dāng)?shù)姆桨?，以保證機(jī)床的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，使用戶有較好的經(jīng)濟(jì)效益。 2、擬定方案 通常可以擬定出幾個(gè)方案進(jìn)行分析比較。每個(gè)方案包括的內(nèi)容有：工藝分析、主要技術(shù)參數(shù)、總布局、傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制操作系統(tǒng)、電系統(tǒng)、主要部件的結(jié)構(gòu)草圖、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等。 在制定方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： （1） 當(dāng)使用和制造出現(xiàn)矛盾時(shí)，應(yīng)先滿足使用要求，其次才是盡可能便于制造。要盡量用先進(jìn)的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)； （2） 設(shè)計(jì)必須以生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，凡是未經(jīng)實(shí)踐考驗(yàn)的方案，必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明可靠后才能用于設(shè)

31、計(jì)； （3） 繼承與創(chuàng)造相結(jié)合，盡量采用先進(jìn)工藝，迅速提高生產(chǎn)力，為實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化服務(wù)。注意吸取前人和國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)造和發(fā)展。 3、工作圖設(shè)計(jì) 首先，在選定工藝方案并確定機(jī)床配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案圖紙的設(shè)計(jì)。這些圖子包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡，統(tǒng)稱“三圖一卡”設(shè)計(jì)。并初定出主軸箱輪廓尺寸，才能確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系。 然后，整理機(jī)床有關(guān)部件與主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算書，編制各類零件明細(xì)表，編寫機(jī)床說(shuō)明書等技術(shù)文件。 最后，對(duì)有關(guān)圖紙進(jìn)行工藝審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查。 第二章 被加工零件工藝方案的制定

32、 2.1 零件分析 2.1.1 零件的用途 側(cè)支架是東方紅-75拖拉機(jī)全橋式車架的重要組成部分。車架是介于行走系和拖拉機(jī)體之間的骨架。它支承著機(jī)體，并連接著行走系，使之成為一個(gè)整體。而側(cè)支架是連接車架上的縱深和車軸，使車架成為一個(gè)整體的關(guān)鍵零件。它的Φ45的孔連接托輪軸，使得托輪得以固定（托輪的作用：用來(lái)托住履帶的上方部分，防止履帶下垂過(guò)大而出現(xiàn)振跳現(xiàn)象，并防止履帶側(cè)向滑落）。因此側(cè)支架是一個(gè)較重要的零件。 2.1.2 零件的技術(shù)要求 如圖2-1所示，側(cè)支架的技術(shù)要求： 圖2-1 側(cè)支架零件圖 1. 孔45表示的相對(duì)擺差≦0.05。 2. E面對(duì)F面得垂直度≦0.4/2

33、50. 3. Φ45中心線對(duì)B面垂直度≦0.6/100. 4. EF加工表面允許有孔眼，尺寸≦10.0，深度≦5，距離零件或孔邊緣>5，每面不多于5個(gè)，孔眼尺寸較允許尺寸略大些。可進(jìn)行焊補(bǔ)和修正。 5. Φ20孔在距離底面范圍內(nèi)直徑允許減少至19.9. 6. Φ20孔各孔中心線相互位置公差不得超過(guò)0.25. 7. E，F(xiàn)面表面粗糙度不大于Ra12.5. 8. R銑表面粗糙度不大于Ra6.3. 2.2 工藝方案的制定 側(cè)支架主要的加工為10-Φ20孔加工，由于其精度要求不高，采用一般的鉆削加工都能滿足加工要求。因此不必進(jìn)行擴(kuò)，鉸的精加工。如圖2-1所示， E,F面的加工也是較重

34、要的加工。它是Φ20孔加工的精基準(zhǔn)，但是表面粗糙度的要求不高，一般的銑削加工都能達(dá)到要求。Φ45孔的加工要求也不高。但孔的深度較大。為了提高生產(chǎn)率，減少機(jī)床數(shù)量，達(dá)到所要求的生產(chǎn)綱領(lǐng)。因此Φ45孔的加工采用拉削，這樣它不但容易達(dá)到精度要求，而且大大提高了生產(chǎn)率。 工序：1. 銑E,F面。 2. 拉Φ45孔。 3. 鉆Φ20孔。 4. 車削Φ81以及Φ60的圓柱面。 5. R銑。 按照先加工基面，后加工其他面的原則，所以確定先銑E,F面和拉Φ45孔，為提高生產(chǎn)率，銑E,F后，在雙主軸圓工作臺(tái)上進(jìn)行加工，這樣既能同時(shí)銑削E,F面，而且在加

35、工時(shí)，可以裝卸工件，減少輔助時(shí)間。在安排鉆削和車削加工時(shí)，遵循了先主后次的原則，鉆削加工時(shí)為滿足生產(chǎn)率的要求，兩個(gè)工件同時(shí)加工，立臥雙面鉆，一次完成所有孔的加工。工作圖如下放置立式采用12軸，臥式采用8軸。 本次設(shè)計(jì)只需加工支架底座上的六個(gè)Φ20孔和側(cè)座的四個(gè)Φ20孔，所以可以采用多把刀一次加工完成的方式，這樣大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。 工序：鉆10個(gè)Φ20的孔。 工序：鉆6個(gè)Φ20的孔。本工序采用兩個(gè)平面和一個(gè)外圓面組合定位，使工件完全定位，外圓用V形塊夾緊，中央部分液壓缸壓板壓緊，如圖2-2所示。在組合鉆床上加工。 圖2-2工序圖 2.3 刀具的選擇 側(cè)支架的布氏硬度在HB12

36、7-156，孔徑D為20.0mm，刀具的材料選擇高速鋼鉆頭(W18Cr4V)，為了使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、刃磨簡(jiǎn)單，選擇標(biāo)準(zhǔn)Φ20的麻花鉆，孔加工刀具的長(zhǎng)度應(yīng)保持加工終了時(shí)，刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有30-50mm的距離，以便排屑和刀具磨損后有一定的向前的調(diào)整量。 2.4 組合機(jī)床切削量和切削力的確定 2.4.1 組合機(jī)床切削量的確定 切削速度v=12.57m／min,進(jìn)給量f=0.12mm／r. 2.4.2 組合機(jī)床切削力的確定 根據(jù)v=12.57m／min，f=0.12mm／r， 選擇主軸轉(zhuǎn)速為 軸向力： 式中，D——鉆頭直徑（mm）； f——系數(shù)； ——抗拉強(qiáng)度

37、（kg/）。 扭矩： 式中，D——鉆頭直徑（mm）； f——系數(shù) ——抗拉強(qiáng)度（kg/）； M——扭矩（Nmm）。 切削功率： 式中，M——扭矩（Nmm）； v——切削速度（m/s）。 2.5 主軸直徑的確定和主軸箱所需動(dòng)力計(jì)算 2.5.1 主軸直徑的確定 剛度條件計(jì)算時(shí)主軸的直徑為 式中，d——軸直徑（mm）； T——軸所承受的轉(zhuǎn)矩（）； B——系數(shù)， B=2.316（主軸）；，B=1.948（傳動(dòng)軸），B=1.638。 所以，主軸軸徑 初取主軸軸徑為25mm，主軸外伸長(zhǎng)度為100mm。 2.

38、5.2 動(dòng)力箱的選用 動(dòng)力箱主要依據(jù)主軸箱所需的電動(dòng)機(jī)功率來(lái)選用。主軸箱所需的電動(dòng)機(jī)功率為 由計(jì)算知?jiǎng)恿ο淝邢鞴β蕿?0.42kw，可根據(jù)軸的直徑及轉(zhuǎn)速查表得出，一般取所傳遞功率的1%。主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，無(wú)法確定時(shí)，則可由下式估算 式中，η——主軸箱傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)η=0.8-0.9，有色金屬時(shí)=0.7-0.8；主軸數(shù)多，傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。本設(shè)計(jì)中取0.8。 所以，所選電動(dòng)機(jī)功率為 選用動(dòng)力箱型號(hào)為TD50,電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-6，電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速970r／min，輸出軸轉(zhuǎn)速485r／min；動(dòng)力箱輸出軸至箱底面高度為200mm

39、。 生產(chǎn)率計(jì)算 生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映所設(shè)計(jì)機(jī)床的工作循環(huán)過(guò)程、動(dòng)作時(shí)間、切削用量、生產(chǎn)率、負(fù)荷率等的技術(shù)文件。通過(guò)生產(chǎn)率計(jì)算卡，可以分析所擬定的方案是否滿足用戶對(duì)生產(chǎn)率及負(fù)荷率的要求。 (a)理想生產(chǎn)率： Q=A/t 式中，A——年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件）； t——年工作時(shí)間（h）；雙班制工作時(shí) =3900h； A=N(1+α)(1+β) =80000（1+2%）（1+1%）=82416件 式中，α——年生產(chǎn)零件備品率，取2%； β——年生產(chǎn)零件廢品率，取1%； 所以， Q=824163900=21.13件／h (b)實(shí)際生產(chǎn)率：

40、=L／vf=4024=1.67min =1+0.05+0.015+0.075+0.03+0.05+0.5=1.72min Q1=60（1.67+1.72）=17.70件／h (c)機(jī)床負(fù)荷率： η= ／Q=17.7021.13=83.8% 機(jī)床負(fù)荷率一般以65%~75%為宜，機(jī)床復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。 第三章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，就是針對(duì)具體的被加工零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機(jī)床總體方案的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。這些圖紙包括：繪制被加工零件工序圖、加

41、工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡等。 3.1 被加工零件工序圖 3.1.1 被加工零件工序圖的作用和內(nèi)容 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺(tái)機(jī)床上或一條自動(dòng)線上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸及精度、技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位、以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前毛坯情況的圖紙。他是在原有的工件圖基礎(chǔ)上，以突出本機(jī)床或自動(dòng)線加工內(nèi)容，加上必要的說(shuō)明繪制的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，也是制造使用時(shí)調(diào)整機(jī)床，檢查精度的重要技術(shù)文件。被加工零件工序圖應(yīng)包括下列內(nèi)容： 1、在圖上應(yīng)表示出被加工零件的形狀，尤其是要設(shè)置中間向?qū)r(shí)，應(yīng)表示出加工部件內(nèi)部筋的布置

42、和尺寸，以便檢查工件裝進(jìn)夾具是否相碰，以及刀具通過(guò)的可能性。 2、在圖上應(yīng)表示出加工用基準(zhǔn)和夾壓的方向和位置，以便依此進(jìn)行夾具的支承、定位及夾壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 3、在圖上應(yīng)表示出加工表面的尺寸、精度、光潔度、位置尺寸及精度和技術(shù)條件（包括對(duì)上道工序的要求及本機(jī)床保證的部分）。 4、圖中還應(yīng)注明被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度以及被加工部位的余量。 圖2-1所示為側(cè)支架鉆孔專用機(jī)床的本機(jī)加工零件圖。 圖3-1 被加工零件工序圖 3.1.2 編制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng) 1、為了使被加工零件工序圖清晰明了，能突出本機(jī)床的加工內(nèi)容，繪制時(shí)對(duì)本機(jī)床加工部位用粗實(shí)線表示，其余部位用細(xì)

43、實(shí)線表示。 2、加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起，為便于加工及檢查，尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)出，而不采用極坐標(biāo)系，但有時(shí)因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，則須對(duì)加工部位要求位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。 3.2 加工示意圖 3.2.1 加工示意圖的作用和內(nèi)容 加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的，是表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖，是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要圖紙之一。表達(dá)被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具、輔具的布局狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作循環(huán)等。同時(shí)，加工示意圖也是刀具、輔具、夾具、主軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始

44、資料，是整臺(tái)組合機(jī)床布局和性能的原始要求，同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床刀具及試車所必須的重要技術(shù)文件。加工示意圖的內(nèi)容為： 1、應(yīng)反映機(jī)床的加工方法、加工條件機(jī)加工過(guò)程。 2、根據(jù)加工部位特點(diǎn)及加工要求，決定刀具類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸（直徑和長(zhǎng)度），包括鏜削加工時(shí)決定鏜桿直徑和長(zhǎng)度。 3、決定主軸的結(jié)構(gòu)類型、規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度、 4、選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)專用的接桿、浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置、攻絲靠模裝置、刀托架等，并決定他們的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸。 5、表明主軸、接桿（卡頭）、夾具（導(dǎo)向）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。 6、根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具、材料的特點(diǎn)等，合理確定并標(biāo)注各軸的切削用量、 7、決

45、定機(jī)床動(dòng)力部件的工作行程及工作循環(huán)。 圖2-2為側(cè)支架鉆孔組合機(jī)床加工示意圖。 圖3-2 加工示意圖 3.2.2 加工示意圖的畫法及注意事項(xiàng) 1、加工示意圖的繪制順序是：先按比例同細(xì)實(shí)線繪出工件加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開圖。 2、為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，相同加工部位的加工示意圖（指對(duì)同一規(guī)格的孔加工，所及刀具、導(dǎo)向、主軸、接桿等的規(guī)格尺寸、精度完全相同）允許只表示其中之一，亦即同一主軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸只畫一根。但必須在主軸上標(biāo)注軸號(hào)（與工件孔號(hào)相對(duì)應(yīng)）。 3、當(dāng)軸數(shù)較多時(shí)，可采用縮小比例，用細(xì)實(shí)線畫出工件加工部位簡(jiǎn)圖（向視圖）并標(biāo)注孔號(hào)，以便設(shè)計(jì)和調(diào)整機(jī)床。 4、一般情況下，在加工示

46、意圖上，主軸分布可不按真實(shí)距離繪制。 5、祝賀走應(yīng)從主軸箱端面畫起。 3.2.3 加工示意圖的編制方法 1、刀具的選擇 刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素。刀具的選擇前已述及，此處就不在追述了。 2、導(dǎo)向套的選擇 在組合機(jī)床上加工孔，初擁剛性主軸的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取決與夾具導(dǎo)向、因此正確選擇導(dǎo)向裝置的類型，合理確定其尺寸、精度，是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖是必須解決的內(nèi)容。 （1）選擇導(dǎo)向類型 根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑d=20mm和刀具導(dǎo)向的線速度v=12.57m/min，選擇固定式導(dǎo)向。 （2）導(dǎo)向套的參數(shù) 根據(jù)

47、刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置，如圖2-3所示： 圖3-3 固定導(dǎo)向裝置 （3）確定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度 主軸類型主要依據(jù)工藝方案和刀桿與主軸的聯(lián)接結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定，考慮加工精度和具體工作條件，按表3-1和表3-2選定主軸外伸長(zhǎng)度L、外徑D和內(nèi)徑d1以及配套的刀具接桿莫氏錐度號(hào)或攻螺紋靠模規(guī)格代號(hào)等。 之前已確定主軸材料為40Cr，直徑為25，主軸外伸長(zhǎng)度為：L=115mm，D/d1為38/26。 （4）選擇道具接桿 為了提高加工精度，減少主軸位置誤差和主軸振擺對(duì)加工精度的影響，在鉆孔時(shí)，通常都采用接桿。對(duì)于接桿的選擇這里不再詳述。 （5）動(dòng)力頭工作循環(huán)及行程的確定 動(dòng)力

48、頭的工件循環(huán)是指加工時(shí)，動(dòng)力部件從原始位置開始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置，又返回到原始位置的動(dòng)作過(guò)程，這是根據(jù)加工工藝具體需要確定的。 1）工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 如圖2-4動(dòng)力頭切入長(zhǎng)度是按加工長(zhǎng)度最大的孔的深度來(lái)確定的，工作進(jìn)給長(zhǎng)度 等于刀具的切入長(zhǎng)度 、加工孔深度 以及切出值 之和，如下： 圖2-4 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 切入長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)工件端面的誤差情況確定，一般為5-10mm。切出長(zhǎng)度參考表3-20確定。 代入數(shù)值：=12+18+10=40mm 2）快進(jìn)長(zhǎng)度的確定 考慮實(shí)際加工情況，在未加工之前，保證工件表面與刀尖之間有足夠的工作空間，也就是快速退回行程須保證所有刀具均退

49、至夾具導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝卸。這里取快速退回行程為140mm，快退長(zhǎng)度等于快速引進(jìn)與工作工進(jìn)之和，因此快進(jìn)長(zhǎng)度140－40=100mm。 3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 3.3.1 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容 組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。是用來(lái)表示機(jī)床的配置型式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、互相聯(lián)系、運(yùn)動(dòng)關(guān)系和操作方位的通體布局圖，用以檢驗(yàn)各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合理。它為主軸箱、夾具等專用部件設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。它可以看成是組合機(jī)床總體外觀簡(jiǎn)圖、由其輪廓尺寸、占地面積、操作

50、方式等可以檢驗(yàn)是否適用用戶現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境。機(jī)床聯(lián)系尺寸圖表示的內(nèi)容如下： 1、表明機(jī)床的配置和總布局。 2、完整齊全地反映各部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸，專用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)極限位置及各滑臺(tái)工作循環(huán)總的工作行程和前后備量尺寸。 3、標(biāo)注主要通用部件的規(guī)格代號(hào)和電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機(jī)床分組編號(hào)及組件名稱，全部組件應(yīng)包括機(jī)床全部通用及專用零部件。 4、表明機(jī)床驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及安裝規(guī)格。 3.3.2 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖之前應(yīng)確定的主要內(nèi)容 1、選用動(dòng)力部件 組合機(jī)床的動(dòng)力部件是配置組合機(jī)床的基礎(chǔ)，選用動(dòng)力部件主要選擇型號(hào)、規(guī)格合適的動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng)力箱。 （1）滑

51、臺(tái)的選用 通常，根據(jù)滑臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方式、所需進(jìn)給力、進(jìn)給速度、最大行程長(zhǎng)度和加工精度等因素來(lái)選用合適的滑臺(tái)。 1）驅(qū)動(dòng)形式的確定 根據(jù)對(duì)液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)的性能特點(diǎn)比較，并結(jié)合具體的加工要求，使用條件選擇HY系列液壓滑臺(tái)。 2）確定軸向進(jìn)給力 滑臺(tái)所需的進(jìn)給力 =∑=41071.79=4287.16N 式中：——各主軸加工時(shí)所產(chǎn)生的軸向力 由于滑臺(tái)工作時(shí)，除了克服各主軸的軸的向力外，還要克服滑臺(tái)移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力。因而選擇滑臺(tái)的最大進(jìn)給力應(yīng)大于＝4.29KN。 3）確定進(jìn)給速度 液壓滑臺(tái)的工作進(jìn)給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速，對(duì)液壓滑臺(tái)確定切削用量時(shí)所規(guī)定的工作進(jìn)給速度

52、應(yīng)大于滑臺(tái)最小工作進(jìn)給速度的0.5～1倍;液壓進(jìn)給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時(shí)，實(shí)際進(jìn)給速度應(yīng)更大一些。本系統(tǒng)中進(jìn)給速度=nf=24mm/min。所以選擇1HY50液壓滑臺(tái)，工作進(jìn)給速度范圍10～350mm/min，快速速度6.3m/min。 4）確定滑臺(tái)行程 滑臺(tái)的行程除保證足夠的工作行程外，還應(yīng)留有前備量和后備量。前備量的作用是動(dòng)力部件有一定的向前移動(dòng)的余地，以彌補(bǔ)機(jī)床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調(diào)整。本系統(tǒng)前備量為20mm，后備量的作用是使動(dòng)力部件有一定的向后移動(dòng)的余地，為方便裝卸刀具，這是取240mm,所以滑臺(tái)總行程應(yīng)大于工作行程，前備量，后備量之和。 即：行程L＞140+20+2

53、40=400mm，取L＝400mm。綜合上述條件，確定液壓動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)1HY50。 （2）動(dòng)力箱的選擇 動(dòng)力箱規(guī)格要與動(dòng)力滑臺(tái)匹配，其驅(qū)動(dòng)功率主要依據(jù)主軸箱所需傳遞額切削功率來(lái)選定。在上一章節(jié)已做說(shuō)明和計(jì)算，所選動(dòng)力箱型號(hào)為TD50，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-6，電動(dòng)機(jī)功率為7.5Kw，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速970r/min，輸出軸轉(zhuǎn)速485r/min：動(dòng)力箱輸出軸至箱底面高度為200mm。 2、配套支承部件的選用 立柱1CL50型，立柱底座1CD50型。 3、確定裝料高度 裝料高度指工件安裝基面至機(jī)床底面的垂直距離。在確定機(jī)床裝料高度時(shí)，首先要考慮工人操作的方便性，對(duì)于流水線要考慮車間運(yùn)送工

54、件的滾到高度。對(duì)于自動(dòng)線要考慮中間底座的足夠強(qiáng)度，以便允許內(nèi)腔通過(guò)隨行夾具返回系統(tǒng)或冷卻排屑系統(tǒng)。其次是機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸限制和剛度要求。如工件最低孔位置。主軸箱允許的最低主軸高度和通用部件、中間底座及夾具底座基本尺寸的限制等。考慮上述剛度、結(jié)構(gòu)功率和使用要求等因素，新頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為1060mm，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO一致。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)常在850-1060mm之間選取。對(duì)于本次設(shè)計(jì)，選取裝料高度為1000mm 4、中間底座輪廓尺寸 中間底座的輪廓尺寸在長(zhǎng)寬方向應(yīng)滿足夾具的安裝需求。他在加工方向的尺寸，實(shí)際已由加工示意圖所確定，圖中已規(guī)定了機(jī)床在加工終了時(shí)工件端面至主軸箱前端面的距離。由此，

55、根據(jù)選定的動(dòng)力箱、滑臺(tái)、側(cè)底座等標(biāo)準(zhǔn)的位置關(guān)系，并考慮滑臺(tái)的前備量，通過(guò)尺寸鏈就可以計(jì)算確定中間底座加工方向的尺寸。算出的長(zhǎng)度通常應(yīng)圓整，并按R20優(yōu)選數(shù)系選用。應(yīng)考慮到毛坯誤差和裝配偏移，中間底座支承夾具底座的空余邊緣尺寸。 5、確定多軸箱輪廓尺寸 通用鉆類軸箱的厚度是一定的，臥式為325mm，立式為340mm。因此，確定主軸箱尺寸主要是確定主軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度h1。 根據(jù)上述計(jì)算值，按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定主軸箱輪廓尺寸BH=800x500mm。 2.3.3 機(jī)床部件分組 為便于設(shè)計(jì)和組織生產(chǎn)，組合機(jī)床各部件和裝置按不同的功能劃分編組。本機(jī)床編組如下：

56、 （1） 第10組 滑臺(tái)側(cè)底座1CC501 （2） 第20組 臥式滑臺(tái)1YH50 （3） 第30組 臥式動(dòng)力箱1TD50 （4） 第40組 臥式主軸箱 （5） 第50組 夾具體 （6） 第60組 立式主軸箱 （7） 第70組 臥式主軸箱1TD50 （8） 第80組 立式滑臺(tái)1YH50 （9） 第90組 立柱1CL50 （10） 第100組 立柱側(cè)底座1CD50 （11） 第110組 中間底座 如圖2-5，為側(cè)支架鉆孔組合機(jī)床總體尺寸聯(lián)系圖 圖2-5 總體尺寸聯(lián)系圖 3.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 生產(chǎn)率計(jì)算卡是用以反映機(jī)床加工過(guò)程、完成每一動(dòng)作所需的時(shí)間、切削用量、機(jī)床生

57、產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)荷率，同時(shí)反映所設(shè)計(jì)組合機(jī)床的自動(dòng)化程度。通過(guò)生產(chǎn)率計(jì)算卡的編制可以分析所指定的機(jī)床方案是否滿足生產(chǎn)要求及使用是否合理。根據(jù)選定的機(jī)床循環(huán)所要求的工作行程長(zhǎng)度、切削用量、動(dòng)力部件的快速及共進(jìn)速度等，就可以計(jì)算機(jī)床的成產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是側(cè)支架鉆孔組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，了解了組合機(jī)床的發(fā)展歷史、發(fā)展現(xiàn)狀、優(yōu)勢(shì)所在以及設(shè)計(jì)組合機(jī)床的相關(guān)步驟和方法。 組合機(jī)床設(shè)計(jì)包括諸多方面，總體設(shè)計(jì)、動(dòng)力箱設(shè)計(jì)等等緊密聯(lián)合，由于是小組合作，前期由于配合不默契，分工不明確，出現(xiàn)了許多的問(wèn)題，比如說(shuō)原始數(shù)據(jù)不統(tǒng)一

58、，造成設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不一樣，機(jī)床和主軸箱聯(lián)系尺寸不搭配。但最后通過(guò)大家的共同努力和指導(dǎo)老師的反復(fù)指導(dǎo)，通過(guò)三個(gè)多月的時(shí)間，我確定了加工方案，機(jī)床聯(lián)系尺寸，并以此順利完場(chǎng)側(cè)支架鉆孔組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)。 這次設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次總結(jié)，并得到了一些見(jiàn)解和收獲，對(duì)以后的工作和學(xué)習(xí)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。  參考文獻(xiàn) [1] 大連專用機(jī)床研究所.專用機(jī)床設(shè)計(jì)第一冊(cè). 北京機(jī)械工業(yè)出版 社，1975 [2] 金振化. 專用機(jī)床及其調(diào)整與使用. 北京機(jī)械工業(yè)出版社,1990 [3] 孟少農(nóng). 機(jī)械加工工藝手冊(cè)第3卷. 北京機(jī)械工業(yè)出版社,1992 [4] 大連專用機(jī)床研

59、究所. 專用機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 1987-1992 [5] 黃鶴汀. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì). 上海：上?？萍汲霭嫔?1985 [6] 李天無(wú). 簡(jiǎn)明機(jī)械工程師手冊(cè). 昆明：云南科技出版社,1988 [7] 沈陽(yáng)工學(xué)院. 專用機(jī)床設(shè)計(jì). 上海：上?？萍汲霭嫔?1985 [8] 李鐵堯. 金屬切削機(jī)床. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1990 [9] 謝家瀛. 專用機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1992 [10] 張宏甲. 金屬切削機(jī)床液壓傳動(dòng). 江蘇:江蘇科技出版社,1985 [11] 吳天生等. 機(jī)械制圖. 北京： 北京高等教育出版社,1996 [12] 張瑩. 機(jī)械設(shè)計(jì)基

60、礎(chǔ)（下冊(cè)）. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997 [13] 甘永立. 幾何量公差與檢測(cè). 上海：上?？萍汲霭嫔?1993 [14] 徐灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 上海：上?？萍汲霭嫔?1987 [15] 吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè). 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000 [16] 李洪. 實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè). 遼寧:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1999 致 謝 本文是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在學(xué)習(xí)期間，老師給予了親切關(guān)懷、熱忱鼓勵(lì)和精心指導(dǎo)。老師在繁重的教學(xué)工作之余，為學(xué)生創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)條件和研究環(huán)境，并提供了豐富的研究資料；老師承擔(dān)了大部分具體的指導(dǎo)工作

61、，以其深厚的專業(yè)知識(shí)和豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，為論文的選題和具體的研究?jī)?nèi)容花費(fèi)了許多時(shí)間和精力。由于老師的關(guān)心和精心指導(dǎo)，本文才得以順利完成，借此機(jī)會(huì)，學(xué)生向老師表示最誠(chéng)摯的謝意。 同時(shí)，還要感謝在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中和我一同合作的兩位同學(xué)。從工藝方案的確定，到組合機(jī)床聯(lián)系尺寸的最終成型，都離不開兩位同學(xué)的意見(jiàn)和數(shù)據(jù)支持。三人互相幫助，讓我第一次體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)合作的快感，也是我深刻體會(huì)到團(tuán)隊(duì)的重要性。在此，向兩位同窗表示由衷的謝意。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我學(xué)到了許多關(guān)于專用機(jī)床的知識(shí)，也讓我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)進(jìn)行了溫故和復(fù)習(xí)，這對(duì)我今后的工作也是非常有用的。更重要的是，我學(xué)到了凡事要取得成功，必須有一個(gè)

62、好的心態(tài)，一步步堅(jiān)持不懈的努力，不可操之過(guò)急，也不可灰心喪氣。 最后，我再次對(duì)老師表示真誠(chéng)的感謝和深深的敬意！ 6 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 QQ 36296518 原創(chuàng)通過(guò)答辯 外文資料翻譯譯文 組合機(jī)床設(shè)計(jì)的模塊化建模方法 圖爾加埃薩爾 美國(guó)密歇根大學(xué)研究生研究助理機(jī)械工程系安阿伯Ann Arbor tersal @umich.edu 杰弗里L(fēng)斯坦 美國(guó)密歇根大學(xué)機(jī)械工程學(xué)系教授Ann Arbor stein @umich.edu 盧卡斯盧卡 塞浦路斯大學(xué)機(jī)械與制造工程講師部lslouca@ucy.ac.cy 摘要

63、在市場(chǎng)需求訊息萬(wàn)變的情況下，為提升工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，稱為組合機(jī)床（RMTs）的新一代機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。為這些機(jī)床的高效設(shè)計(jì)，則須提出新的方法和工具。這是本文提出組合機(jī)床伺服軸模塊化建模方法的目的，而這也只是努力發(fā)展集成的組合機(jī)床設(shè)計(jì)和控制環(huán)境的一部分。該機(jī)床的組件被模塊化，這樣就可以將相應(yīng)的組件基于機(jī)床拓?fù)鋵W(xué)裝配起來(lái)得到任何特定的配置模型。組件模型使用內(nèi)置的圖形代碼以促進(jìn)所需模塊庫(kù)的直接發(fā)展。這些機(jī)床模塊可用于評(píng)估，設(shè)計(jì)和機(jī)床伺服軸的控制。這種方法已有實(shí)踐證明，人們對(duì)其優(yōu)缺也有一定認(rèn)識(shí)。結(jié)果表明，該方法是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集成的機(jī)床設(shè)計(jì)環(huán)境很有希望的一步。人們對(duì)完成這個(gè)目標(biāo)所要面對(duì)的挑戰(zhàn)也進(jìn)行了探討。 引言

64、 不斷增長(zhǎng)的競(jìng)爭(zhēng)迫使制造商更快速地響應(yīng)需求的變化。因此，制造商必須面對(duì)產(chǎn)品市場(chǎng)周期短，過(guò)渡時(shí)期短，型號(hào)和量變化頻繁的情形，而且不能影響產(chǎn)品質(zhì)量和成本。 作為制造系統(tǒng)的核心，改進(jìn)的機(jī)床在滿足上面提到的需求上把握著關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的機(jī)床在專用和柔性上的缺點(diǎn)今更勝昔：因其設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在單一部件，使專用設(shè)備缺乏柔性機(jī)床所具備的靈活性和可擴(kuò)展性。另一方面，柔性機(jī)床無(wú)法實(shí)現(xiàn)魯棒性，高的成本效益和專用設(shè)備所有的生產(chǎn)量水平。 新一代機(jī)床在美國(guó)密歇根大學(xué)工程技術(shù)研究中心由Ann Arbor主持開發(fā)，為的是克服現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)的不足部分為可重構(gòu)制造系統(tǒng)而開發(fā)。這些機(jī)床稱為組合機(jī)床（RMTs）[2]， 它們結(jié)合了專

65、業(yè)和靈活的優(yōu)點(diǎn)。它們圍繞一個(gè)零件族和他們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在硬件和軟件方面，可以快速的改變，經(jīng)濟(jì)有效地實(shí)現(xiàn)精確的功能和滿足設(shè)備需求 [3] 。 含多種配置，提供所需柔性和可擴(kuò)展性，RMTs本質(zhì)上導(dǎo)致了更復(fù)雜的機(jī)床設(shè)計(jì)問(wèn)題。幫助促進(jìn)RMTs設(shè)計(jì)的方法和工具將很大的促進(jìn)可重構(gòu)制造系統(tǒng)的應(yīng)用[4-6]。RMTs設(shè)計(jì)問(wèn)題的一個(gè)重要方面是發(fā)展動(dòng)態(tài)模型的設(shè)計(jì)，伺服軸的控制和賦值。使RMTs建模問(wèn)題獨(dú)特的 是，即使僅有一臺(tái)機(jī)床，也和存在幾種不同的配置，且單獨(dú)的模式，必須開發(fā)。為所有可能的配置開發(fā)動(dòng)態(tài)模型可能是一個(gè)繁瑣和費(fèi)時(shí)的任務(wù)，即使利用了特別的方法。而且，沒(méi)有系統(tǒng)的方法建模將需要大量的專業(yè)知識(shí)，并容易出錯(cuò)，從

66、而降低了設(shè)計(jì)中使用模型的效率。 本文提出了一種方法，可以有助于減少RMTs建模的時(shí)間，出錯(cuò)和麻煩。這一方法的核心思想是利用RMTs的模塊化結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，采取RMTs模塊化建模方法的建模概念。首先， RMTs的物理組件的模塊化建模方式是使用鍵合圖建模工具[7]。該鍵合圖模型被封裝在一個(gè)定義的連接端口的示意圖中。然后，原理組件模型按照給定的配置拓?fù)鋪?lái)組裝獲取配置模型。配置模型很容易與非動(dòng)部件如插補(bǔ)器和控制器結(jié)合，這可用條形圖方便體現(xiàn)；但是這超出了本文的范圍。 背景 RMTs概念是由科倫和哥打[2]提出，從那時(shí)起，RMTs的設(shè)計(jì)就是一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域。設(shè)計(jì)RMTs[4]的方法、工具以及評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)剛度[5]和提示錯(cuò)誤[6]設(shè)計(jì)的替代工具已經(jīng)開發(fā)出來(lái)。然而，開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)級(jí)建模方法的問(wèn)題還沒(méi)有解決。傳統(tǒng)上，機(jī)床模型描繪伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置為第一或第二階系統(tǒng)[8,9 ]。然而，陳和特盧斯季認(rèn)為一旦采用了高速機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力可能會(huì)影響系統(tǒng)性能 [10]