武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄摘要.1Abstract.21緒論.31.1本課題提出的目的和意義.31.2本論文的主要內(nèi)容.42工藝方案設(shè)計(jì).52.1工藝分析.52.2定位分析、基準(zhǔn)選取.52.3制定工藝路線.62.4切削用量的選取.72.5組合機(jī)床配置形式的選擇.73組合機(jī)床總體設(shè)計(jì).83.1繪制被加工零件工序圖.83.2加工示意圖.93.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖.113.4組合機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡.154組合鏜床夾具設(shè)計(jì).184.1機(jī)床夾具的作用.184.2定位夾緊方案的確定.184.3刀具和切削用量的選取.184.4夾具性能和優(yōu)點(diǎn).195組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì).205.1繪制多軸箱原始依據(jù)圖.205.2主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇和動(dòng)力計(jì)算.215.3多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì).235.4輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度及軸的剛度校核.255.5繪制多軸箱總圖.27總結(jié).29參考文獻(xiàn).30致謝.31武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1摘要組合機(jī)床是一種設(shè)計(jì)制造周期短、投資少、加工精度穩(wěn)定、改裝方便、經(jīng)濟(jì)效益高的專用高效自動(dòng)化設(shè)備。本文是根據(jù)任務(wù)要求，設(shè)計(jì)一臺(tái)能高效、大批量粗鏜齒鏈?zhǔn)綗o極變速器殼體軸承孔的組合鏜床。文章從工藝方案設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)等幾部分進(jìn)行論述。此次的組合機(jī)床設(shè)計(jì)是根據(jù)生產(chǎn)線工藝方案設(shè)計(jì)提出的組合機(jī)床設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行的。為使所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床能完整地達(dá)到該工序的加工要求，本次設(shè)計(jì)需完成工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡(即“三圖一卡”)的設(shè)計(jì)工作。另外還要根據(jù)確定的工藝結(jié)構(gòu)方案和“三圖”，進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)、多軸箱裝配圖設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：組合鏜床高效多軸箱總體設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2Abstracttransferandunitboringmachineisahighefficiencyandautomationequipmentforaspecialpurposewithcharacteristicsincludingshortercycleofdesignandmanufacturing,lessinvestment,morestabilitymachiningprecision,moreconvenientformodification,morecost-effectiveandhigherefficient.Thispaperisbasedonmissionrequirementstodesignaransferandunitmachinewhichcanboringthicklyoftwoshaftholesoftoothedchainnon-polartransmissionshell.Thearticleincludesprocessdesign,overalldesign,partsdesignandsoon.Thistransferandunitmachinedesignisbasedontheproductionlinesprocessdesignofmachinedesign.Tomakethedesignofmodularmachinecanfullymeettherequirementsoftheprocessingoperation,thisneedtocompleteprocessingtheprocesspictureofthepart,processedsketchmap,lathetocontactsizepictureandandthecalculatedcardofproductivity,namedthreepicturesandonecaloriethatusuallyspokenaredesigned.Inadditionaccordingtotheprocessandstructureoftheschemeandthethreepictures,finishingthefixturedesignandmulti-spindledesign.Keywords:combinationofboringmachineshighefficientoveralldesignmulti-spindlebox武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31緒論1.1本課題提出的背景和意義組合機(jī)床是一種專用高效自動(dòng)化技術(shù)裝備，目前，由于它仍是大批量機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備，因而被廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。特別是汽車工業(yè)，是組合機(jī)床和自動(dòng)線最大的用戶。如德國大眾汽車廠在Salzgitter的發(fā)動(dòng)機(jī)工廠，90年代初所采用的金屬切削機(jī)床主要是自動(dòng)線(60%)、組合機(jī)床(20%)和加工中心(20%)。顯然，在大批量生產(chǎn)的機(jī)械工業(yè)部門，大量采用的設(shè)備是組合機(jī)床和自動(dòng)線。因此，組合機(jī)床及其自動(dòng)線的技術(shù)性能和綜合自動(dòng)化水平，在很大程度上決定了這些工業(yè)部門產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織的結(jié)構(gòu)，也在很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭力。所以對(duì)組合機(jī)床的設(shè)計(jì)研究具有十分重要的意義?，F(xiàn)僅就近幾年大連組合機(jī)床研究所研制的組合機(jī)床及其自動(dòng)線對(duì)目前我國組合機(jī)床及其自動(dòng)線裝備技術(shù)的基本情況進(jìn)行說明。（1）為某冰箱壓縮機(jī)廠提供的ZHS-1283冰箱壓縮機(jī)外支撐八工位回轉(zhuǎn)工作臺(tái)組合機(jī)床，鏜孔精度9.097mm0.004mm,表面粗糙度Ra0.8m，節(jié)拍時(shí)間26s（2件），采用交流伺服滑臺(tái)，HSK接桿，主軸帶中孔冷卻液通道，全封閉防護(hù)。（2）ZHS-XU86凸輪軸軸承蓋加工自動(dòng)線是為某汽車公司研制的用于30萬輛轎車生產(chǎn)的高精度、高生產(chǎn)率、多品種數(shù)控自動(dòng)線。該線采用多種先進(jìn)技術(shù)：可控扭矩夾緊扳手、氣浮輸送、電液比例閥、高精度空心錐柄接桿、高密度材料鏜桿、數(shù)控精密十字滑臺(tái)、分布式控制系統(tǒng)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、故障診斷及顯示系統(tǒng)、大流量冷卻排屑和全封閉防護(hù)系統(tǒng)，節(jié)拍38s。（3）UD80型換刀換箱柔性加工單元。該單元是一種高效、高精度與高柔性的數(shù)控機(jī)床，機(jī)床有5個(gè)坐標(biāo)，交換托板尺寸為800mm800mm，刀庫容量60，120，180任選，箱庫容量12個(gè)，能在一次裝夾下完成銑、鉆、鉸、攻絲、鏜孔、鏜車等工序的單軸加工和多軸加工，適合中大批量生產(chǎn)規(guī)模的箱體零件和成組雜件的加工，也適用于中小批量多品種零件的生產(chǎn)。（4）為某航空動(dòng)力機(jī)械公司生產(chǎn)的柔性生產(chǎn)線的物流輸送系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了鏈?zhǔn)侥Σ凛啙L道、電動(dòng)滾筒、托盤自動(dòng)識(shí)別、計(jì)算機(jī)生產(chǎn)調(diào)度等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)被輸送零部件的定向、定位、升降、回轉(zhuǎn)，通過編碼識(shí)別及計(jì)算機(jī)的生產(chǎn)調(diào)度實(shí)現(xiàn)無序混流輸送等。上述組合機(jī)床代表了目前我國組合機(jī)床裝備較高的技術(shù)水平，但是，在制造技術(shù)高速發(fā)展的今天，由于基礎(chǔ)薄弱，從整體上看，與國外先進(jìn)水平、與國內(nèi)用武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4戶的要求還存在著一定的差距，主要表現(xiàn)在：產(chǎn)品可靠性較差；可調(diào)可變性差；缺少必要的適應(yīng)多品種加工的新品種；系列化、通用化、模塊化程度低，致使制造周期過長，滿足不了用戶要求。上世紀(jì)80年代以來，國外組合機(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發(fā)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)拍和多種功能的自動(dòng)監(jiān)控。在國外，近十年來，很多汽車制造廠都在積極推行并行工程，并有不少組合機(jī)床制造廠與汽車廠密切合作應(yīng)用這一方法來加速專用裝備的設(shè)計(jì)制造。例如，美國的Ingersoll和Lamb，德國的Grob和Ex-cell-o等公司都應(yīng)用并行工程分別為一些汽車廠設(shè)計(jì)制造了眾多的缸體、缸蓋和變速箱體等組合機(jī)床加工自動(dòng)線，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益1.2本論文的主要內(nèi)容本文是根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，以粗鏜齒鏈?zhǔn)綗o極變速器殼體軸承孔的加工為例，闡述了工藝設(shè)計(jì)、組合機(jī)床的設(shè)計(jì)過程及其與生產(chǎn)效率、加工質(zhì)量之間的關(guān)系。文章主要包括三大方面。（1）工藝方案設(shè)計(jì)通過分析被加工零件的加工特點(diǎn)、精度和技術(shù)要求、定位夾緊情況、生產(chǎn)效率及機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，確定在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容以及加工方法，并繪制被加工零件工序圖和夾具圖。（2）組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)確定機(jī)床各部件之間的相互關(guān)系，選擇通用部件和刀具，計(jì)算切削用量及機(jī)床生產(chǎn)效率、繪制機(jī)床的尺寸聯(lián)系圖及加工示意圖。（3）組合機(jī)床部件設(shè)計(jì)根據(jù)確定的工藝、結(jié)構(gòu)方案和“三圖”，多軸箱裝配圖設(shè)計(jì)。其中包括多軸箱的輪廓尺寸的確定以及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，最終完成多軸箱的繪制。另外，本文還涉及到大量的設(shè)計(jì)和計(jì)算，包括：（1）、主軸的選擇和傳動(dòng)布置，以保證加工過程中被加工零件的精度；（2）、主軸、傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)和校核，保證軸的剛度滿足生產(chǎn)要求。（3）、齒輪的設(shè)計(jì)、計(jì)算，對(duì)齒輪的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核；武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）52工藝方案設(shè)計(jì)2.1工藝分析組合鏜床用于鏜削齒鏈?zhǔn)綗o極變速器殼體上的軸承孔，并且要達(dá)到其加工精度。為了滿足其加工精度的要求，我們首先要對(duì)加工的零件進(jìn)行工藝方案的分析，制定組合機(jī)床工藝方案是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最重要的步驟之一。工藝方案制定的正確與否，將決定機(jī)床能否達(dá)到“重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、效率高、質(zhì)量好”的要求。2.1.1齒鏈?zhǔn)綗o極變速器箱體的技術(shù)要求：1）殼體底面和對(duì)合面的任意100mmX100mm范圍內(nèi)平面度公差為0.04mm；2）殼體對(duì)合面與底面的平行度公差為100：0.05；3）軸承孔的尺寸精度為IT7，圓柱度公差為0.05，各孔軸線對(duì)其公共軸線的同軸度公差為0.04，各孔外側(cè)面對(duì)其公共軸線的垂直度為0.1mm；4)軸承孔間中心距公差為0.1mm；5）軸承孔和主要的表面粗糙度不大于1.6um。2.1.2殼體零件的毛坯和材料殼體鑄件的毛坯材料為HT150；硬度為169229HBS。2.1.3工件生產(chǎn)方式大批量生產(chǎn)，車間內(nèi)專用機(jī)床設(shè)備按零件加工工藝先后順序排列，采用流水線生產(chǎn)的組織形式。采用單班制生產(chǎn)時(shí)，齒鏈?zhǔn)綗o極變速器的年產(chǎn)量為6萬件。2.2定位分析、基準(zhǔn)選取根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，該零件屬于大批大量生產(chǎn)，因此采用砂型鑄造的方法來進(jìn)行毛坯生產(chǎn)。該零件的各個(gè)表面均為毛坯面，為加工需要，先加工一基準(zhǔn)面為后備工序做準(zhǔn)備。箱體外形面有側(cè)面C、端面B,底面A，依據(jù)便于裝夾及利于后續(xù)加工的原則，確定箱體底面A作為多道工序加工的基準(zhǔn)面。鏜軸承孔采用的是“一面兩銷”定位。定位平