箱体顶面钻孔组合机床设计.doc

1、目录第一章 绪论 1.1组合机床简介 第2页 1.2组合机床的现状 第3页1.3 研究本课题的指导思想及要达到的目标 第7页第二章 组合机床设计方案2.1组合机床的设计步骤 第8页2.2制造工艺的确定 第9页2.3减速箱顶面钻孔工艺方案的确定 第8页第三章 组合机床多轴箱设计3.1通用多轴箱设计 第13页第四章 组合机床夹具体设计4.1 定位与支承系统 第14页4.2 夹紧机构 第15页第五章 小结 第16页第六章 致谢 第17页第七章 参考文献 第19页箱体顶面钻孔组合机床设计第一章 绪论1.1 组合机床简介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

2、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

3、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，

4、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。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。二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、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

5、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，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。 通用部件按功能可分为动力部件

6、、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的

7、利用率。这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。组合机床具有特定功能，按标准化、系列化、通用化原则设计、制造。对于此项目，在研究设计过程中，着重解决以下几个方面的问题：（1）在研究确定合理的加工工艺方案的前提下，确定该专机的总体设计布局，要求具有经济上的可行性；（2）根据收集的资料和实地的调研考察，确定机床的配置型式及结构方案，并提出影响机床总体总体布局和技术性能的主要部件的结构方案；（3）详细计算论证，确

8、定总体设计绘制三图一卡及多轴箱、夹具设计；1.2组合机床在国内的研究水平和发展趋势最近我们去了扬州柴油机厂调研，参观了加工箱体零件的专用机床，包括加工上表面孔的立式钻床、攻丝机床，两侧面孔的卧式双面钻床及攻丝机床。对组合机床结构及其加工特点有了一些感性的认识。组合机床是以通用部件为基础，配以少量的专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床。它能够对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序，随着组合机床技术的发展，它能完成的工序范围将日益扩大。组合机床及自动线所使用的通用部件是具有特定功能、按标准化、

9、系列化、通用化原则设计、制造的组合机床基础部件。每种通用部件有合理的规格尺寸系列，有适合的技术参数和完整的配套关系。组合机床与通用机床，其他专用机床比较，有以下特点：（1）组合机床上的通用不见和标准零件约站全部机床零、部件总量的70%-80%，因此设计和制造周期短，经济效益好。（2）由于组合机床采用多刀加工，机床自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。（3）组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践 ，又有专门厂家成批生产，它与一般专用机床比较，其结构稳定，工作可靠，使用维修方便。（4）组合机床加工工件，由于采用专用夹具、组合刀具和导向装置等，产品加工质量靠工艺装

10、备保证，对操作工人的技术水平要求不高。（5）当机床被加工的产品更新时，专用机床的大部分零件要报废。组合机床的通用部件是根据国家标准设计的，并等效于国际标准，因此其通用部件可以重复使用，不必另行设计和制造。（6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模和自动化生产的需要。组合机床有大型组合机床和小型组合机床两大类，它们不仅在体积上和功率上有大小之别，而且结构和配置型式等方面也有差异。组合机床常用的通用部件有：机床主运动部件，即形成机床切削速度或消耗主要动力的工作运动部件动力箱、多轴箱和单轴工艺切削头等。机床进给运动部件，即使工件的多余材料不断被切除的工作部件液压滑台、机械滑台和数空滑台等。输

11、送部件，它具有定位和夹紧装置，用于安装工件并运送到预定工位的通用部件回转工作台、滑台和自动线的输送装置等。支承部件，用于安装动力部件和输送部件等的通用部件侧底座、立柱、立柱底座和中间底座等。辅助部件，附属于动力部件并与其相配合才起作用的部件冷却、润滑、排屑、气动和液压等装置。大型组合机床的配置型式可分为以下三种型式1 固定式夹具的单工位组合机床（1） 卧式组合机床。（2）立式组合机床（3）倾斜式组合机床。（4）复合式组合机床组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械、化工机械、军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备，随着我国加入WTO后与世界机床行业进一步接轨，组合机床行业企

12、业产品开始向数控化、柔性化转变。从近两年的企业生产情况看，数控机床与加工中心的市场需求量在上升，而传统的钻、镗、铣组合机床则有下降趋势，中国机床工具工业学会的机床工具行业企业主要经济指标报表的统计数据显示，仅从几个全国大型重点企业生产情况看，2000年生产数控机床590台，产值10?731万元，生产加工中心118台，产值4?601万元； 2001年生产数控机床685台，产值17?969万元，生产加工中心129台，产值5?760万元；而2002年，截至9月份，数控机床、加工中心产量、产值已接近2001年全年水平，故市场在向数控、高精制造技术和成套工艺装备方面发展。 组合机床及其自动线是集机电于一

13、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

14、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。现代组合机床作为机电一体化产品，它是控制、驱动、测量、监控、刀具和机械组件等技术的综合反映。近20年来，这些技术有长足进步，同时作为组合机床主要用户的汽车和内燃机等行业也有很大的变化，其产品市场寿命不断缩短，品种日益增多且质量不断提高。这些因素有力地推动和激励了组合机床技术的不断