買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 摘 要 隨著自動化 應用的逐步提高 ， 組合機床越來越多的出現(xiàn)在 現(xiàn)代工廠中 ，組合機床是以通用部件為基礎，配以工件特定外形和加工工藝設計的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機床。它一般采用多軸，多刀，多工序，多面或多工位同時加工的方式，生產效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經標準化合系列化，可根據需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批量生產中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產線。 本次設計為皮套圈座鉆孔專用機床，同時完成 3 個孔的加工。 主要有以下幾個方面： 據提供的零件圖，通過相關材料分析制定可行性方案并擬定加工工藝規(guī)程； 2.“三圖一卡”：工序圖、加工示意圖、尺寸聯(lián)系圖的繪制以及生產率計算卡的計算，根據要求設計圖紙； 括動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)的制定，軸的設計，齒輪的設計，軸承的選擇，潤滑系統(tǒng)的制定； 括軸、齒輪； 關鍵詞： 組合機床；組合機床；三圖一卡 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ in of on of of or It or or to to of of in is be to at to in 1. to of 2. : to of 3. of of of 4. 5. a 買文檔就送您 紙 全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 目 錄 摘 要 . I . 錄 . 緒論 . 1 題的來源及意義 . 1 合機床及特點 . 1 內外該研究技術現(xiàn)狀 . 1 2 組合機床總體方案設計 . 2 合機床的設計步驟 . 2 制工藝規(guī)程的原始資料 . 2 加工零件圖一張 . 2 件機械加工工藝路線的擬定 . 4 序的加工余量及切削刀具的選擇 . 4 削刀具的選擇 . 5 合機床切削用量選擇及計算 . 5 定機床的配置形式 . 7 三圖”的編制 . 8 加工零件工序圖 . 8 工示意圖 . 8 床聯(lián)系尺寸總圖 . 10 3 左多軸箱的設計 . 13 動機的選擇 . 13 制多軸箱設計原始依據圖 . 13 定主軸結構型式及齒輪模數(shù) . 13 軸箱傳動系統(tǒng)設計 . 14 定傳動路線 . 14 定傳動軸位置及齒輪齒數(shù) . 15 制傳動系統(tǒng)圖 . 16 制多軸箱總圖 . 16 4 右多軸箱設計 . 21 動機的選擇 . 21 制多軸箱設計原始依據圖 . 21 定主軸結構型式及齒 輪模數(shù) . 21 軸箱傳動系統(tǒng)設計 . 22 定傳動路線 . 22 定傳動軸位置及齒輪齒數(shù) . 23 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 制傳動系統(tǒng)圖 . 24 壓滑臺結構的設計 . 25 5 夾具的設計 . 26 位基準的選擇 ： . 26 緊方案的確定 . 26 緊力的計算 . 26 位誤差分析 . 26 合機床“一卡”的編制 . 27 6 結論 . 29 論 . 29 足之處及未來展望 . 29 致 謝 . 30 參考文獻 ： . 31 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 1 緒論 題的來源及意義 無錫市江泰機械制造廠是一家專業(yè)從事外協(xié)件加工的企業(yè)，公司現(xiàn)采用加工 中心加工紡織機械零件 裝時間長，加工成本高，效率不高。因而需要設計一臺專機達到提高工作效率，降低生產成本，同時保證加工質量的目的。 傳統(tǒng)機床只能對一種零件進行單刀，單工位，單面，單軸加工，成產效率低而且加工精度不穩(wěn)定，組合機床能夠對一種或幾種零件進行多刀、多面、多軸、多工 位加工。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、銑削磨削等工序，生產效率高，加工精度穩(wěn)定。本課題針對皮套圈座設計專用多孔鉆機，有利于提高大批量的生產效率，提高加工精度穩(wěn)定性，節(jié)約資源。從而可以提高企業(yè)業(yè)內的競爭力與生產效率 1 合機床及特點 組合機床 是用按系列化標準設計的通用部件和被加工零件的形狀及加工工藝要求設計的部件組成的高效率組合機床。 組合機床常用的通用部件有：床身、立柱、底座、動力箱、動力滑臺、各種工藝切削頭等。對于一些按順序加工的多工位組合機床，還具有移動工作臺或回轉工 作臺。 根據工件加工的需要，用這些通用部件配以部分專用部件就可組成組合機床。當工件改變了，還是用這些通用部件，只將部分部件改裝，又可以組成加工新工件的機床 4。 普通機床加工零件時，不僅工人勞動強度很大，效率也不高，而且不利于保證產品加工精度。組合機床是按高度工序集中原則設計的，即在一臺機床上可以同時完成許多同一種工序或多種不同工序的加工，它可以同時用多個刀具進行切削，機床的輔助動作實現(xiàn)了自動化，結構比普通機床簡單，提高了生產效率。 內外該研究技術現(xiàn)狀 組合機床自 1911年在美國研制成功 后便廣泛應用于大批量生產的汽車工業(yè)中，并且隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而逐步完善。組合機床是根據被加工件的工藝要求，按照工序高度集中的原則而設計的，并以系列化 、標準化的通用部件為基礎，配以少量專用部件而組成的專用設備，并配以專用夾具，采用多把刀具同時進行加工。 隨著國家對世貿承諾的逐步實現(xiàn)，價格的競爭優(yōu)勢也逐漸減少，在機構件方面，廈工、臨工、宜工、龍工紛紛采用組合機床對動臂、前車架、后車架，前后鉸接架的孔系進行加工，零件一次裝夾，多頭同時加工，比通用機床單孔逐個加工，效率提高了 3 6 倍，而且避免了工件調頭而產生的二 次定位誤差。運用組合機床加工結構件與通用機床相比各孔系坐標精度可以由 1高到 軸度 高到 0 08系平行度由 高到 且 所有精度均靠機床本身的裝配精度保證，為提高整車的質量奠定了基礎。組合機床與通用機床組合生產線使適當?shù)耐顿Y能迅速擴大生產規(guī)模，解決通用機床加工效率低，同一工序需要多臺機床加工的難題。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 2 組合機床總體方案設計 合機床的設計步驟 擬定方案階段 制定工藝方案，這是設計組合機床最重要一步，所以必須認真分析被加工零件圖紙，全面了解其結構特點、加工部位、尺寸精度、定位、夾緊方式、工藝方法和加工過程所用的刀具、輔具，切削用量等，分析總結后確定工藝方案； 確定機床配置形式及結構方案； 總體設計 在選好工藝方案并確定機床配置形式及結構方案的基礎上，進 行方案圖紙設計：被加工零件工序圖，加工示意圖，機床尺寸聯(lián)系圖和生產率計算卡，統(tǒng)稱“三圖一卡”。 技術設計階段 根據確定的工藝和結構方案，按照加工示意圖和機床聯(lián)系尺寸圖等展開部件設計，繪制夾具、主軸箱等的裝配圖。 工作設計階段 繪制零件圖； 編制機床說明書，制定機床精度檢驗、調整試車規(guī)范等相關驗收標準。 制定工藝方案 組合機床是針對被加工零件的特點及工藝要求，按高度集中工序原則設計的一種高效率專用機床。組合機床方案制定的主要內容：經過分析比較，確定可行的加工方法確定工序間加工余量、選擇合適的切削用量、相應的刀具結構，確定機床配置形式等。 制工藝規(guī)程的原始資料 加工零件圖一張 皮圈架座是紡機卷繞機構中安裝皮圈架的一個重要零件，材料為 度為 50析圖紙可知，三個待加工孔之間的位置精度要求不是很高，而單個孔的尺寸精度和粗糙度要求比較高，分別為 12， 11+， 10+，粗糙度 為 外 12 孔的軸線和底面的平行度要求為 而 12 孔 的要求最高。 在本道工序前，底面已經過銑削加工，平面度為 個待加工孔為鑄孔，毛坯上孔尺寸為： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 圖 套圈座零件三維圖 圖 套圈座機加工圖 零件圖上的技術要求： 材料為 零件硬度 50 生產綱領的計算 要求：批量生產 10000 件 /年，備品率 1%，廢品率 2% )/% ) (1% ) (1( 年件 （ 式中： N：零件的年生產綱領（件 /年） Q：產品的年產量（臺 /年） n：每臺產品中，該零件的數(shù)量（件 /臺） a%： 備品率 b%：廢品率 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 零件年生產綱領的計算： 年件年件 /5 0 0 0)/(1 0 3 0 2%)21(%)11(11 0 0 0 0 N 故該零件的生產屬于大量生產。 件機械加工工藝路線的擬定 通過圖紙的要求，對該零件進行加工工藝分析如下： 該零件為皮套圈座，材料為鑄鋁，其毛坯為鑄造出來的，所以需要安排人工時效，進行熱處理以改善性材料性能和消除內應力。該工件的主要加工為鉆孔，鉸孔，考慮加工零件的結構特點、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術要求，按照先粗后精，先主后次，先基面后其他，先面后孔的工序安排原則，生產效率要求制定初步的設計方案、零件加工的工藝過程，初步確定了工藝路線 5。 工藝 規(guī)程的初步制定： 工序 0：熱處理 工序 5：車底端面 工序 10：銑底端面 工序 15：加工底端兩孔（鉆，鉸） 工序 20：鉆孔，鉸孔 工序 25：尺寸檢驗 工序 30：零件要求檢驗 對該工藝分析：先加工下端面，然后再加工下端部兩孔，再加工剩下的三個孔，這樣就可以保證孔的位置精度，并且可以為后的加工提供定位基準；而且最大程度地采取了工序集中得原則，以便提高每一臺機床的利用率，該規(guī)程經老師指導后將工藝路線制定為表2 表 2機械加工工藝規(guī)程 工序號 工步名稱 工步名稱 工藝設備 0 熱處理 退火 退火設備 5 車底端面 以毛坯預留孔為粗基準，粗車下端面 車床 10 銑底端面 以達到零件所要平面度誤差 銑床 15 鉆孔 鉆 7 的孔 鉆床 20 鉸孔 鉸 7，達 7刀 25 鉆孔 鉆 10，達圖要求 組合機床 30 鉆 11，達圖要求 銑鉸刀具 35 鉆 12，達圖要求 40 終檢 按圖紙要求檢驗 序的加工余量及切削刀具的選擇 加工余量的確定 鉆孔加工不留余量一次加工完成。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 削刀具的選擇 刀具用廠方提 供的硬質合金銑鉸復合刀具。 合機床切削用量選擇及計算 查 1表 6結合其它參數(shù)，確定主軸轉速的確定 n=1000r f=r 切削力 F，切削轉矩 M，切削功率 P 的計算公式 由 1可知計算公式如下： （ p （ 740 （ 式中： F 切削軸向力（ N）； D 鉆頭直徑（ f 每轉進給量（ r）； T 切削轉矩（ P 切削功率（ 切削深度（ v 切削速度（ m 零件的布氏硬度值，通常給出一個范圍。 對于公式（ （ 最大值，對于（ 最大值減去硬度偏差值的三分之一。 用直徑 D=12硬質合金銑鉸復合刀具鉆 的孔，根據刀具直徑和工件，刀具材料，查 1可知 : D=12 n=1000r f=r。 硬度 0 由公式 2 7 0 由公式 5122 7 0 由公式 P 9740 滑臺每分鐘進給量的計算 由 3 知 式中： n 主軸轉速（ r f 主軸進給量（ r） 滑臺每分鐘進給量（ m 0 0 0 f 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 主軸直徑的確定 由 1表 3能承受的轉矩計算： 41)100( 式中： d 軸的直徑（ M 軸所傳遞的轉矩（ B 系數(shù)。 B 與扭矩角 有關，當為剛性主軸時， B=7.3 00( 取 d=20 用直徑 D=10硬質合金銑鉸復合刀具鉆 19的孔，根據刀具直徑和工件，刀具材 料，查 1可知 : D=10 n=1000r f=r。 硬度 0 由公式 由公式 1 4 2 由公式 P 0019 7 40 28 滑臺每分鐘進給量的計算 由 3 知 式中： n 主軸轉速（ r f 主軸進給量（ r） 滑臺每分鐘進給量（ m i n/6 0 0 0 f 主軸直徑的確定 由 1表 3能承受的轉矩計算： 41)100( 式中： d 軸的直徑（ M 軸所傳遞的轉矩（ B 系數(shù)。 B 與扭矩角 有關，當為剛性主軸時， B=7.3 00( 取 d=20 用直徑 D=11硬質合金銑鉸復合刀具鉆 19的孔，根據刀具直徑和工件，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 刀具材料，查 1可知 : D=11 n=1000r f=r。 硬度 0 v= 公式 2 5 2 由公式 1 3 8112 5 2 由公式 P 9740 滑臺每分鐘進給量的計算 由 3 知 式中： n 主軸轉速（ r f 主軸進給量（ r） 滑臺每分 鐘進給量（ m i n/6 0 0 0 f 主軸直徑的確定 由 1表 3能承受的轉矩計算： 41)100( 式中： d 軸的直徑（ M 軸所傳遞的轉矩（ B 系數(shù)。 B 與扭矩角 有關，當為剛性主軸時， B=7.3 00( 取 d=20定機床的配置形式 由前文中的工藝可知，可采取單面或雙面單工序配置形式，一次進給，不留余量，其配置形式如下： 圖 面配置 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 圖 面配置 采用圖 面配置可實現(xiàn)三個孔的位置精度與技術要求，但由于孔 12 與孔 10位置較為靠近，主軸的軸承須采用滾針軸承，無保持架的滾針軸承在使用過程中可靠性差，易發(fā)生抱軸、 過熱，穩(wěn)定性能較差。同時，孔 12 的精度要求最高和相對底平面要有一定的平行度要求，則采用圖 面配置。一面加工孔 12，另一面同時加工孔 10 與孔 11，故機床為單工位雙面臥式組合機床 5 三圖”的編制 組合機床的三圖的編制，也就是為皮套圈座鉆孔進行設計，提供總體方案圖樣以及設計，為機床的設計提供依據。 加工零件工序圖 由零件的工藝流程為基礎來確定零件的工序圖，圖如下： 圖 套圈座工序圖 工示意圖 軸外伸直徑的確定 由“ ”可知，鉆 12 孔的主軸直徑選取為 20文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 鉆 11 孔的主軸直徑選取為 20鉆 10 孔的主軸直徑選取為 20查組合機床簡明手冊表 3用主軸的系列參數(shù)，又由于主軸為剛性主軸，則主軸參數(shù)如下： 表 2主軸尺寸參數(shù) 柄的選擇 現(xiàn)有的銑鉸刀為圓柱刀柄，三軸均采用 簧夾頭直接裝在主軸孔中，剛性好，加工零件精度高。查閱資料，刀柄采用 列。 力部件工作循環(huán)及行程的確定 動力部件的工作循環(huán)是指：加工時動力部件從原始位置開始運動到加工終了位置又返回原始位置的動作過程。一般包括快速引進，工作進給，快速退回等動作。有時還有中間停止，多次往復進給，跳躍進給， 死擋鐵停留等特殊要求，這是根據具體的加工工藝需要確定的 。 由工藝方案可得到兩個動力部件的工作循環(huán)均為： 快進 快退 工作進給長度 工L 的確定 圖 作進給長度 21 工 其中 入長度，一般取 5 10加工孔長度（ 切出長度（ 鉆孔 （ 直徑 d （ 外伸長度 L（ 外伸部分的直徑 d 外（ 10 20 115 32 11 20 115 32 12 20 115 32 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 查 1表 3而確定切出長度 2L 鉆 10 孔與 11 孔處的工作行程均為： 71219621 工鉆 12 孔處的工作行程為： 工動力部件總行程的確定：取兩頭動力部件的前備量都為 10后備量左頭為 58，右頭為 55。則總行程都為 150 定聯(lián)系尺寸 工件端面到雙軸動力箱端面的距離為： 115+60+7014件另一端面到單軸動力頭端面的距離為： 115+60+它注意問題 加工示意圖上應有足夠的聯(lián)系尺寸，并標注恰當。尤其是從多軸箱端面到刀尖的軸向尺寸應齊全，以 備檢查行程和調整機床使用。圖上應標注各主軸的切削用量及必要說明。 加工示意圖應按加工終了狀態(tài)繪制。 加工示意圖上應有表示加工過程的工作循環(huán)圖及各行程長度。 由上可知加工示意圖如下： B T 3 0 - E R 2 0 - 0 6 0右鉆削頭箱端面快 進 4 5工 進 4 0快 退 8 5右頭工作循環(huán)左頭工作循環(huán)快 退 8 2工 進 3 7快 進 4 5左多軸箱端面圖 套圈座加工示意 圖 床聯(lián)系尺寸總圖 機床聯(lián)系尺寸總圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據，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構而繪制的。是用來表示機床的配置型式，主要構成級各部件安裝位置，相互聯(lián)系，運動關系和操作方位的總體布局圖 1。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 組合機床的動力部件是配置組合機床的基礎。它主要包括用以實現(xiàn)刀具主軸旋轉主運動的動力箱，各種工藝切削用頭及實現(xiàn)進給運動的動力滑臺。 具體動力部件的選擇： 選擇動力部件 機床 已確定為單工位雙面臥式組合機床，液壓滑臺實現(xiàn)工作進給運動，選用配套的動力頭驅動主軸。 左多軸箱動力部件的選用： 切削左多軸箱 切削P 消耗于各主軸的切削功率的總和（ 多軸箱的傳動效率，加工有色金屬時取 慮到轉速損失，采用驅動軸到主軸為降速傳動。故動力箱 n 1000r/閱 1和 3等相關資料，選用不到合適的動力箱，經與導師商量，決定亦自行設計。 右多軸箱動力部件的選用： 切削右多軸箱 切削P 消耗于各主軸的切削功率的總和（ 多軸箱的傳動效率，加工有色金屬時取 慮到轉速損失，采用驅動軸到主軸為降速傳動。故動力箱 n 1000r/閱 1和 3等相關資料，選用不到合適的動力箱，經與導師商量，決定亦自行設計。 由于資料有限，沒有找到合適的小型組合機床用 故將在動力頭設計的基礎上自行設計 。 底座、工作臺和夾具全部自行設計 機床總圖的繪制 由于查找資料找不到合適的動力箱，則自行設計，把傳統(tǒng)的動力箱 軸箱安裝在滑鞍上的結構；由于找不到適用于小型組合機床上的 壓滑臺，則亦不遵循傳統(tǒng)的雙面組合機床一邊一滑臺結構，創(chuàng)新使用“合二為一”思想，整體滑臺，此方案又省略設計了中間底座，工作臺直接安裝在導軌上；參考 置，在兩 側底座中間設置托盤，用以切屑和冷卻液的收集。結合這些設計思想，可以在加工示意圖的基礎上繪制出機床聯(lián)系總圖 7 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 圖 床尺寸聯(lián)系總圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 3 左多軸箱的設計 動機的選擇 多軸箱需要的驅動功率為： 動軸轉速不小于 1000r/ 故選用 步轉速為 1400r/ 制多軸箱設計原始依據圖 由“三圖”中初定的電機輸入軸 O 和兩主軸 1、 2 相對與底面的位置可繪制出： 圖 多軸箱原始依據圖 切削用量見表 3 3主軸外伸尺寸及切削用量 軸號 主軸外伸尺寸 工序內容 切削用量 D l n v(m/f(mm/r) Vf(m/1 32 115 銑鉸 101000 00 2 32 115 銑鉸 111000 00 定主 軸結構型式及齒輪模數(shù) 兩主軸均完成銑鉸加工，由前計算得切削力都很小，故參照通用主軸支承型式選用買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 答辯無憂，值得下載！ 前后支承都是圓錐滾子軸承的主軸結構 11； 由 8知， 傳動軸直徑初估： 傳動軸上最大轉矩 3 ） / 520） /軸徑： 4m a x 傳動取直徑為 20 齒輪模數(shù) m 的的估算：（所有齒輪采用直齒圓柱齒輪） 33230 p 齒輪所傳遞的功率（ z 對嚙合齒輪中小齒輪齒數(shù) n 小齒輪轉速 （ r/ 按所需最大 m 算：取 P=0， n=1400r/ 0 m取 m=2 軸箱傳動系統(tǒng)設計 傳動系統(tǒng)設計就是用一定數(shù)量的傳動元件，把電機輸入軸和 1、 2 兩主軸連接起來，組成一定的傳動鏈并滿足各軸的轉速和轉向要求。 定傳動路線 整個 多軸箱就 1、 2 兩根主軸，且轉速和轉向相同，看作直線分布，在兩主軸中心連線的垂直平分線上布置傳動軸 3，再將 3 與電機軸 O 連接起來；由于空間位置的限制，油泵軸 5 由 3 軸經中間傳動軸 4 傳給的。這樣形成了多軸箱傳動系統(tǒng)（圖 確定 電機軸、主軸位置如下表： 表 3多軸箱主軸、驅動軸坐標值 單位：