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毕业设计组合机床设计2 说明书 全套 有图纸中文摘要 在了解组合机床的、基本配置方式、工艺范围、加工精度、经济分析及发展趋势的基础上，在了解组合机床的各通用部件的功能及特点的基础上，进行组合机床的总体设计和主轴箱设计。所设计的机床用来进行钻孔加工柱塞泵体的某个面，年产量为六万件。前者要做的具体工作是分析影响组合机床方案制定的主要因素，制定工艺 ，确定机床配置型式及结构方案，选择切削用量三要素，选择刀具，确定切削力、切削扭矩、切削功率、刀具耐用度，完成“被加工零件工序图”、“加工示意图”、“机床联系尺寸图”、“机床生产率计算卡” 此“三图一卡”。后者要做的具体工作是了解通用主轴箱的组成，在“三图一卡”基础上绘制主轴箱设计的原始依据图，选择主轴结构型式，进行动力计算，设计传动方案并计算，进行主轴箱的主轴坐标计算绘制主轴向装配总图。主轴箱传动方案为：驱动轴0轴通过5轴上的第4排齿轮带动中间传动轴5轴，传动比为1；5轴上有4排齿轮，第一排齿轮带动主轴1轴和泵轴6轴，传动比为1.41、1；第二排齿轮带动主轴2、3、4轴，传动比为1.41；第三排齿轮带动手柄轴7轴，传动比为1。 关键字 钻孔组合机床 切削用量 刀具 三图一卡 主轴箱 第 1 页 共 7 页 Title: Designing a kind of Modular mother machine for some aspect of the Piston Pump Abstract Learn about the category of modular mother machine, the basical configuration, process range, machining accuracy, economic analysis, development trends. Further, comprehend the function and feature of every general components of the modular mother machine. And then, carry out entire design and the design of spindle box. The modular mother machine designed is used to drill holes on some aspect of a Piston Pump and about sixty thousand pieces needs to be produced.For the former, what do we need to do is to analyze the major factors which affect the selection on proposal ,to prepare process proposal, to decide the configuration and proposal for structure ,to choose cutting data and tools , to determine the cutting force , torque , power and the durability of tools, to complete three graphs and one card . And for the latter, we need to learn about the composition of spindle box, draw the original graphs, select spindle structure, calculate the power, design transmission program,draw the gross assembly drawing of spindles.The transmission program is as follow:the spindle which offers power is numbered zero,it delivers the power to 5-axis through the gear ranked No. 4 among the 5-axis shaft, the transmission ratio is 1; the gear ranked No.1 among the 5-axis shaft delivers the power to 1-axis and 6-axis，the transmission ratio is 1.41、1; the gear ranked No.2 among the 5-axis shaft delivers the power to 2-axis,3-axis and 4-axis，the transmission ratio is 1.41; the gear ranked No.3 among the 5-axis shaft delivers the power to 7-axis，the transmission ratio is 1. Keywords: modular mother machine , entire design , the design of spindle box , three graphs and one card , gross assembly drawing 第 2 页 共 7 页 目 录 第1章 组合机床设计 . 4 1.1 组合机床设计的步骤 . 4 1.1.1 拟定方案阶段 . 4 1.1.2 技术设计阶段 . 4 1.1.3 工作设计阶段 . 4 1.2 组合机床方案的制定 . 4 1.2.1 影响组合机床方案制定的主要因素 . 4 1.2.2 制定工艺方案应考虑的问题 . 5 1.2.3 确定机床配置型式及结构方案应考虑的问题 . 5 1.3 确定切削用量及选择刀具 . 6 1.3.1 选择切削用量 . 6 1.3.2 确定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度 . 7 1.3.3 选择刀具结构 . 错误！未定义书签。 1.4 组合机床总体设计三图一卡 . 错误！未定义书签。 1.4.1 被加工零件工序图 . 错误！未定义书签。 1.4.2 加工示意图 . 错误！未定义书签。 1.4.3 机床联系尺寸图 . 错误！未定义书签。 1.4.4 机床生产率计算卡 . 错误！未定义书签。 第2章 组合机床主轴箱设计 . 错误！未定义书签。 2.1 概述 . 错误！未定义书签。 2.1.1 组合机床主轴箱的用途 . 错误！未定义书签。 2.1.2 通用主轴箱的组成 . 错误！未定义书签。 2.2 主轴箱的设计步骤和内容 . 错误！未定义书签。 2.2.1 绘制主轴箱设计原始依据图 . 错误！未定义书签。 2.2.2 主轴结构型式的选择及动力计算 . 错误！未定义书签。 2.2.3 传动系统的设计与计算 . 错误！未定义书签。 2.2.4 主轴箱坐标计算 . 错误！未定义书签。 2.2.5 主轴箱总图设计 . 错误！未定义书签。 参 考 文 献 . 错误！未定义书签。 总 结 . 错误！未定义书签。 致 谢 . 错误！未定义书签。 第 3 页 共 7 页 第1章 组合机床设计 1.1 组合机床设计的步骤 1.1.1 拟定方案阶段 1.制定工艺方案 这是设计组合机床最重要的一步。需要确定零件在组合机床上完成的工艺工序内容及方法，决定刀具种类、结构形式、数量及切削用量。 2.确定机床配置型式及结构方案 用以确保零件的加工精度、技术要求及生产率，确保机床的操作方便可靠，易于维修，且冷却、排屑情况良好。 3.总体设计三图一卡 在上两步基础上进行方案图纸的设计。这些图纸包括：被加工零件工序图，加工示意图，机床联系尺寸图和生产率计算卡，统称“三图一卡”设计。并需初定出主轴箱轮廓尺寸。 1.1.2 技术设计阶段 根据以确定的工艺和结构方案，按照加工示意图和机联系尺寸图等开展部件设计，绘制主轴箱的装配图。 1.1.3 工作设计阶段 绘制所有专用零件图并绘制出机床总图。 编制机床说明书。 1.2 组合机床方案的制定 组合机床式针对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集中工序原则设计的一种高效率专用机床。需要确定零件在组合机床上合理可行的加工方法、确定工序间加工余量、选择合理的切削用量、相应的刀具结构等，这些组合机床方案制定的主要内容。 1.2.1、影响组合机床方案制定的主要因素 1.被加工零件的加工精度和加工工序 第 4 页 共 7 页 被加工零件的加工精度和加工工序，是制定机床方案的主要依据。本次设计机床在铸造件上粗加工孔。采用刚性主轴结构方案时，必须根据被加工零件的材料、加工部位特点来选择主轴结构型式和具体参数，以使主轴有足够的刚度及抗震性。 2.被加工零件的特点 这主要指零件的材料、硬度、加工部位的结构形状、工件刚性、定位基面的特点等。 3.零件的生产批量 零件的生产批量是按中小批生产特点设计组合机床的重要因素。 1.2.2、制定工艺方案应考虑的问题 1.钻孔工艺方法能达到的精度及表面粗糙度 钻孔：加工孔径在40毫米以下，一般为实心铸件扩、铰工序之前钻削底孔或螺纹孔，精度可达IT10IT11，表面粗糙度Rz50微米. 2.定位基准及夹压点选择 正确选择加工定位基准，是确保加工精度的重要条件 箱体类零件定位基准的选择 定位基准选择“一面两孔”是最常用的方法，它的特点是：1）简便地限制工件的六个自由度，是工件获得稳定可靠的定位。2）有同时加工零件五个表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度。3）“一面两孔”可能为零件从粗加工到精加工全部工序的定位基准，使零件整个工艺过程基准统一，从而减少由基准转换带来的积累误差，有利于保证零件加工精度。4）易于实现自动化定位、夹紧。本次设计采用一面和中心孔限定5个自由度外加一挡块限制转动自由度。 选择定位基准的原则及注意问题 1）应尽量选择零件设计基准作为组合机床加工的定位基准，这样可减少基准不符的误差，保证加工精度。2）选择定位基准应确保工件稳定定位。3）统一基面原则。4）当被加工零件不具备理想的定位基准时，可在机床上设置辅助支承，以增加定位稳定性。 确定夹压位置应注意的问题 1）保证零件夹压后定位稳定。2）尽量减少和避免零件夹压后的变形，消除其对加工精度的不利影响。 1.2.3、确定机床配置型式及结构方案应考虑的问题 1.不同配置型式组合机床的特点及适应性 第 5 页 共 7 页 单工位组合机床 各种型式的单工位组合机床，具有固定式夹具，通常可安装一个工件，特别适用于大、中型箱体类零件的加工。根据配置动力部件的型式和数量，这类机床可分为单面、多面及复合式。利用多轴主轴箱同时从几个方向对工件进行加工。但机动时间不能与辅助时间重合，因而生产率比多工位机床低。 多工位组合机床 主要适用于中、小零件加工。 2.不同配置型式组合机床的加工精度 固定式夹具单工位组合机床的加工精度 这类机床可达到的加工精度最高。对于精加工机床的夹具公差，一般取被加工零件公差的1/31/5；对粗加工机床，由于其他因素的影响，其夹具精度也不可太低。 移动式夹具多工位组合机床加工可达到的位置精度一般均比固定式夹具低。 3.选择多工位组合机床方案应注意的问题 按工艺方案要求，工位数不超过23，生产率又能满足时，应当选取多工位移动工作台式组合机床。 4.其他应注意问题 在确定机床配置型式和结构方案时，要合理解决工序集中程度问题。在一个动力部件上配置多轴主轴箱加工多孔来集中工序是组合机床基本的加工方法。 要注意排屑和操作使用方便性。 对于用前后导向进行精加工的机床，较好的方案是卧式加工。在多工位机床上应特别注意前道工序存留在孔中的切屑对后道工序的影响。 选择机床配置型式要考虑夹具结构实现的可能性及工作可靠性。 组合机床主要用于批量较大的生产。 1.3 确定切削用量及选择刀具 1.3.1选择切削用量 切削用量选择是否合理，对组合机床的加工精度、生产率、刀具耐用度、机床的布局型式及正常工作均有很大影响。 1. 组合机床切削用量选择的特点 在大多数情况下，组合机床为多轴、多刀、多面同时加工。因此，所选切削用量，根据经验应比一般万能机床单刀加工低30左右。 组合机床多轴主轴箱上所有刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台。工作时，要求所有刀具的每分钟进给量相同，且等于动力滑台的每分钟进给量。这个每分钟进给量应是适合于所有刀具的平均值。因此，同一主轴箱上的刀具第 6 页 共 7 页 主轴可设计成不同转速和选择不同的每转进给量与其相适应，以满足不同直径工件的加工需要，即 n1×f1=n2×f2= ···=n×f=vf 式中：n1，n2，···，n4各主轴转速； f1，f2， ···，f各主轴进给量； vf动力滑台每分钟进给量。 2. 确定切削用量应注意的问题 尽量做到合理利用所有刀具，充分发挥其性能。由于连接于动力部件的主轴箱上同时工作的刀具种类不同且直径大小不等，因此其切削用量选择也各有特点。如钻孔要求切削速度高而每转进给量小。而同一主轴箱上的刀具每分钟进给量是同样的，要使每把刀具均能有合适的切削用量是困难的。 复合刀具切削用量选择，应考虑刀具的使用寿命。进给量通常按复合刀具最小直径选择，切削速度按复合刀具的最大直径选择。 选择切削用量时，应注意零件生产批量的影响。生产率要求不高时，就没有必要将切削用量选得过高，以免降低刀具耐用度。对于要求生产率高的大批大量生产用组合机床，也只是提高那些耐用度低，刃磨困难，造价高的所谓“限制性”工序刀具的切削用量。 切削用量选择应有利于主轴箱设计。若能做到相邻主轴转速接近相等，则可使主轴箱传动链简单；某些刀具带导向加工，若不便冷却润滑，则应适当降低切削速度。 选择切削用量时，还必须考虑所选动力滑台的性能。尤其是当采用液压动力滑台时，所选择的每分钟进给量一般应比动力滑台可实现的最小进给量大50. 3.组合机床切削用量选择方法 必须从实际出发，一般常用查表法。 1.3.2确定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度 人们根据生产实践及试验研究成果，整理出不同材料刀具对不同材料工件进行钻孔等加工的切削力P、切削扭矩M、切削功率N、刀具耐用度T的计算公式及计算图，可供设计时使用。现以高速钢钻头在灰铸铁材料上钻孔为例进行说明。 1. 确定切削力P、切削扭矩M、切削功率N及刀具耐用度T的计算公式 P=26×D×f0.8×HB0.6 M=10×D1.9×f0.8×HB0.6 8M·v0.25æ9600·DöN=9740·p·D T=ç0.551.3÷ v·f·HBèø式中：P切削轴向力 第 7 页 共 7 页