組合專機(jī)-后橋減速器殼體的鉆孔加工組合機(jī)床（10個(gè)12.5孔）,組合,專機(jī),后橋,減速器,殼體,鉆孔,加工,機(jī)床,10 摘 要 組合機(jī)床是以通用部件作為基礎(chǔ)，配以按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計(jì)的專用主軸箱和夾具，組成的半自動或自動專用機(jī)床。 組合機(jī)床是一種專用高效自動化技術(shù)裝備，目前，它是大批量機(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)用于許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。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。因此，組合機(jī)床及其自動線的技術(shù)性能和綜合自動化水平，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)品的競爭力。礦車輪在礦山機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域用途極為廣泛。而本題目就包含了這兩種在機(jī)械領(lǐng)域都有著重要用途的設(shè)備。 礦車輪鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的畢業(yè)設(shè)計(jì)。該零件（礦車輪）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此零件毛坯采用灰鑄鐵鑄造成形，題目要求設(shè)計(jì)鉆三個(gè)M10螺孔 的組合機(jī)床。組合機(jī)床設(shè)計(jì)過程復(fù)雜，需要查閱資料很多，所以在設(shè)計(jì)時(shí)盡量使加工簡單，但又不影響加工質(zhì)量，同時(shí)使各工序盡量集中，發(fā)揮組合機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)使各種誤差減小到最低限度。 關(guān)鍵詞：組合機(jī)床、夾具、多軸箱、傳動軸、三圖一卡 一、緒 論 1.1課題背景 1.1.1國內(nèi)組合機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀 現(xiàn)代社會中，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)而決定著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。可以這樣說，如果沒有機(jī)床的發(fā)展，如果不具備今天這樣品種繁多、結(jié)構(gòu)完善和性能精良的各種機(jī)床，現(xiàn)代社會目前所達(dá)到的高度物質(zhì)文明將是不可想象的。 一個(gè)國家要繁榮富強(qiáng)，必須實(shí)現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(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，即各種機(jī)器、儀器和工具等。然而，一個(gè)現(xiàn)代化的機(jī)械制造業(yè)必須要有一個(gè)現(xiàn)代化的機(jī)床制造業(yè)做后盾。機(jī)床工業(yè)是機(jī)械制造業(yè)的“裝備部”、“總工藝師”，對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重大作用。因此，許多國家都十分重視本國機(jī)床工業(yè)的發(fā)展和機(jī)床技術(shù)水平的提高，使本國國民經(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)動都是由人力或畜力驅(qū)動，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它們實(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)展起來的。當(dāng)時(shí)，歐美一些工業(yè)最發(fā)達(dá)的國家，開始了從工場手工業(yè)向資本主義機(jī)器大工業(yè)生產(chǎn)方式的過度，需要越來越多的各種機(jī)器，這就推動了機(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)動刀架的車床，開創(chuàng)了用機(jī)械代替人手控制刀具運(yùn)動的先聲，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。至19世紀(jì)末，車床、鉆床、鏜床、刨床、拉床、銑床、磨床、齒輪加工機(jī)床等基本類型的機(jī)床已先后形成。 上世紀(jì)初以來，由于高速鋼和硬質(zhì)合金等新型刀具材料相繼出現(xiàn)，刀具切削性能不斷提高，促使機(jī)床沿著提高主軸轉(zhuǎn)速、加大驅(qū)動功率和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度的方向發(fā)展。與此同時(shí)，由于電動機(jī)、齒輪、軸承、電氣和液壓等技術(shù)有了很大的發(fā)展，使機(jī)床的轉(zhuǎn)動、結(jié)構(gòu)和控制等方面也得到相應(yīng)的改進(jìn)，加工精度和生產(chǎn)率顯著提高。此外，為了滿足機(jī)械制造業(yè)日益廣闊的各種使用要求，機(jī)床品種的發(fā)展也與日俱增，例如，各種高效率自動化機(jī)床、重型機(jī)床、精密機(jī)床以及適應(yīng)加工特殊形狀和特殊材料需要的特種加工機(jī)床相繼問世。50年代，在綜合應(yīng)用電子技術(shù)、檢測技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、自動控制和機(jī)床設(shè)計(jì)等各個(gè)領(lǐng)域最新成就的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)控機(jī)床，使機(jī)床自動化進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，與早期發(fā)展的僅適用于大批大量生產(chǎn)的純機(jī)械控制和繼電器接觸器控制的自動化相比，它具有很高柔性，即使在單件和小批生產(chǎn)中也能得到經(jīng)濟(jì)的使用。 綜觀機(jī)床的發(fā)展史，它總是隨著機(jī)械工業(yè)的擴(kuò)大和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展，并始終圍繞著不斷提高生產(chǎn)效率、加工精度、自動化程度和擴(kuò)大產(chǎn)品品種而進(jìn)行的，現(xiàn)代機(jī)床總的趨勢仍然是繼續(xù)沿著這一方向發(fā)展。 我國的機(jī)床工業(yè)是在1949年新中國成立后才開始建立起來的。解放前，由于長期的封鎖統(tǒng)治和19世紀(jì)中葉以后帝國主義的侵略和掠奪，我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常落后，既沒有獨(dú)立的機(jī)械制造業(yè)，更談不上機(jī)床制造業(yè)。至解放前夕，全國只有少數(shù)城市的一些規(guī)模很小的機(jī)械廠，制造少量簡單的皮帶車間、牛頭刨床和砂輪等；1949年全國機(jī)床產(chǎn)量僅1000多臺，品種不到10個(gè)。 解放后，黨和人民政府十分重視機(jī)床工業(yè)的發(fā)展。在解放初期的三年經(jīng)濟(jì)恢復(fù)時(shí)期，就把一些原來的機(jī)械修配廠改建為專業(yè)廠；在隨后開始的幾個(gè)五年計(jì)劃期間，又陸續(xù)擴(kuò)建、新建了一系列機(jī)床廠。經(jīng)過50多年的建設(shè)，我國機(jī)床工業(yè)從無到有，從小到大，現(xiàn)在已經(jīng)成門類比較齊全，具有一定實(shí)力的機(jī)床工業(yè)體系，能生產(chǎn)5000多種機(jī)床通用品種，數(shù)控機(jī)床1500多種；不僅裝備了國內(nèi)的工業(yè)，而且每年還有一定數(shù)量的機(jī)床出口。 我國機(jī)床行業(yè)的發(fā)展是迅速的，成就是巨大的。但由于起步晚、底子薄，與世界先進(jìn)水平相比，還有較大差距。為了適應(yīng)我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的需要，為了提高機(jī)床產(chǎn)品在國際市場上的競爭能力，必須深入開展機(jī)床基礎(chǔ)理論研究，加強(qiáng)工藝試驗(yàn)研究，大力開發(fā)精密、重型和數(shù)控機(jī)床，使我國的機(jī)床工業(yè)盡早躋身于世界先進(jìn)行列。 1.2 組合機(jī)床的國內(nèi)、外現(xiàn)狀 世界上第一臺組合機(jī)床于1908年在美國問世，30年代后組合機(jī)床在世界各國得到迅速發(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)角度對組合機(jī)床提出了愈來愈高的要求，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。 1.2.1 國內(nèi)組合機(jī)床現(xiàn)狀 我國加入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)對策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢頭，截至2005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，產(chǎn)值達(dá)3.9個(gè)億以上，較2004年同比增長了10%以上，另外組合機(jī)床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、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，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運(yùn)營狀況良好。 （1）行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化 組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)主要針對汽車、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)情況來看，數(shù)控機(jī)床與加工中心的市場需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機(jī)床則有下降趨勢，中國機(jī)床工具工業(yè)學(xué)會的《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)全國大型重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)情況看，2003年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床890臺，產(chǎn)值16187萬元，生產(chǎn)加工中心148臺，產(chǎn)值5770萬元；2004年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床985臺，產(chǎn)值25838萬元，生產(chǎn)加工中心159臺，產(chǎn)值7099萬元；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，故市場在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。 （2）行業(yè)企業(yè)的快速轉(zhuǎn)變 “九五”后期，在組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)的50多家組合機(jī)床分會會員中，僅有兩家企業(yè)實(shí)行了股份改造，一家企業(yè)退出國有轉(zhuǎn)為民營，其余的都是國有企業(yè)。而從2001至2002年，不到兩年的時(shí)間，就先后有十幾家企業(yè)實(shí)行股份制改造，一些小廠幾乎全部退出國有轉(zhuǎn)為民營，現(xiàn)在一些國家重點(diǎn)國有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢不可檔，“民營經(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)?！苯M合機(jī)床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營化等多種形式快速發(fā)展。 （3）組合機(jī)床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 組合機(jī)床及其自動線是集機(jī)電于一體是綜合自動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)。我國的傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(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，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，還有多工位回轉(zhuǎn)臺組合機(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)中所占份額也越來越大。 由于組合機(jī)床及其自動線是一種技術(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、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國組合機(jī)床及其組合機(jī)床自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國家相對落后，國內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動線幾乎都從國外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢必導(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，市場要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝、研制新產(chǎn)品，由過去的“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)涞淖詣踊b備。 1.2.2 國外組合機(jī)床現(xiàn)狀 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)展趨勢是： （1）廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù) 國外主要的組合機(jī)床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組合機(jī)床通用部件,在組合機(jī)床上不僅一般動力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù),而且夾具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的自動分度與定位也都應(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)致汽車公司由法國雷諾公司購置的缸蓋加工生產(chǎn)線,就是由三臺自動換箱組合機(jī)床組成的,其全部動作均為數(shù)控,包括自動上下料的交換工作臺、環(huán)形主軸箱庫、動力部件和夾具的運(yùn)動,其節(jié)拍時(shí)間為58秒。 (2)發(fā)展柔性技術(shù) 80年代以來,國外對中大批量生產(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,并以此為基礎(chǔ)組成了柔性加工自動線(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。 (3)發(fā)展綜合自動化技術(shù) 汽車工業(yè)的大發(fā)展,對自動化制造技術(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,以及下線后的自動碼垛、裝箱等。德國大眾汽車公司KASSEL變速箱廠1987年投入使用的造價(jià)9000萬馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線,就是這種綜合自動化制造系統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對稱布置的自動線組成,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臺雙面組合機(jī)床、18臺三坐標(biāo)加工單元、空架機(jī)器人、線兩端的毛坯庫和三坐標(biāo)測量機(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、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。 (4)進(jìn)一步提高工序集中程度 國外為了減少機(jī)床數(shù)量,節(jié)省占地面積,對組合機(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、多坐標(biāo)通用部件、移動主軸箱、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,通過換刀加工實(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。 1.2.3 組合機(jī)床的發(fā)展趨勢 　　(1)、高速化：由于機(jī)構(gòu)各組件分工的專業(yè)化，在專業(yè)主軸廠的開發(fā)下，主軸高速化日益普及。過去只用于汽車工業(yè)高速化的機(jī)種（每分鐘1.5萬轉(zhuǎn)以上的機(jī)種），現(xiàn)在已成為必備的機(jī)械產(chǎn)品要件?！? (2)、精密化：由于各組件加工的精密化，微米的誤差已不是問題。以電腦輔助生產(chǎn)（CAM）系統(tǒng)的發(fā)展帶動數(shù)控控制器的功能越來越多。 (3)、高效能：對機(jī)床高速及精密化要求的提高導(dǎo)致了對加工工件制造速度的要求提高。同時(shí)，由于產(chǎn)品競爭激烈，產(chǎn)品生命周期縮短，模具的快速加工已成為縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間所必須具備的條件。對制造速度的要求致使加工模具的機(jī)床向著高效能專業(yè)化機(jī)種發(fā)展。 　　(4)、系統(tǒng)化：機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品。現(xiàn)在可以用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)，不但可縮短產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間，還可以提高產(chǎn)品的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。 　　(5)、復(fù)合化：產(chǎn)品外觀曲線的復(fù)雜化致使模具加工技術(shù)必須不斷升級，機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及，機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。 1.3課題的提出及其意義 機(jī)床工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)特別是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的戰(zhàn)略地位。對我國而言，機(jī)床工業(yè)不僅僅具有重要的經(jīng)濟(jì)意義，而且還具有重要的國防戰(zhàn)略意義。研究機(jī)床工業(yè)的特點(diǎn)，有助于我們了解機(jī)床工業(yè)的特殊規(guī)律，從而找到適合我國國情的機(jī)床工業(yè)發(fā)展之路。機(jī)床工業(yè)的發(fā)展帶動了制造業(yè)和工業(yè)的發(fā)展。對一個(gè)國家而言，本土的機(jī)床工業(yè)與本土的制造業(yè)及工業(yè)緊密相連，高水平的本土機(jī)床工業(yè)有助于提升本土制造業(yè)及工業(yè)的水平。機(jī)床工業(yè)與一個(gè)國家的工業(yè)競爭力、制造業(yè)發(fā)展水平緊密相關(guān)，本國的機(jī)床工業(yè)水平越高，工業(yè)和制造業(yè)競爭力越強(qiáng)。我國工業(yè)競爭力和制造業(yè)發(fā)展水平不高，一定程度上是與我國機(jī)床工業(yè)發(fā)展水平不高相聯(lián)系的。加快我國機(jī)床工業(yè)的發(fā)展，提高我國機(jī)床工業(yè)技術(shù)和管理水平，將有利于我國工業(yè)和制造業(yè)發(fā)展。所以對機(jī)床的研究設(shè)計(jì)意義是極其重大的。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等教育體系中非常重要的環(huán)節(jié)，它可以檢驗(yàn)自己對專業(yè)知識理解與掌握的程度，也可以提高自己綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力，也能在分析問題和解決問題的過程中學(xué)到更多新的知識。 就我個(gè)人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。 1.4 機(jī)床設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求 1.4.1設(shè)計(jì)的目的 機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)，其目的在于通過機(jī)床主運(yùn)動機(jī)械變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使我們在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，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，培養(yǎng)基本的設(shè)計(jì)方法，并培養(yǎng)了自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。 1.4.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 (1)運(yùn)動設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的被加工零件，確定機(jī)床的切削用量，通過分析比較擬定傳動方案和傳動系統(tǒng)圖，確定傳動副的傳動比及齒輪的齒數(shù)，并計(jì)算主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)的相對誤差。 (2)動力設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的工件，初算傳動軸的直徑、齒輪的模數(shù)；確定動力箱；計(jì)算多軸箱尺寸及設(shè)計(jì)傳動路線。完成裝配草圖后，要驗(yàn)算傳動軸的直徑，齒輪模數(shù)否在允許范圍內(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)動傳動軸系、變速機(jī)構(gòu)、主軸主件、箱體、潤滑與密封等的布置和機(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)說明書 1.4.3 設(shè)計(jì)要求 評價(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)來判定的。技術(shù)先進(jìn)合理，亦即“質(zhì)優(yōu)價(jià)廉”才會受到用戶的歡迎，在國內(nèi)和國際市場上才有競爭力。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。其設(shè)計(jì)任務(wù)及其要求有： （1）在保證滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，力求結(jié)構(gòu)簡單、先進(jìn)和合理，動作準(zhǔn)確可靠，便裝拆維修，操作安全可靠； （2）設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：組合機(jī)床設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)； （3）零件盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)件； （4）在結(jié)構(gòu)方案和有關(guān)尺寸確定后，繪制出裝配圖和零件圖； （5）繪制零件圖包括結(jié)構(gòu)圖形、尺寸、公差、形位公差和表面粗糙度值；尺寸表注要注意基準(zhǔn)和完整；必須注明必要的技術(shù)要求； （6）掌握必要的機(jī)械零件的設(shè)計(jì)和加工工藝的有關(guān)知識； （7）熟悉機(jī)械制圖、配合與公差、機(jī)械原理、金屬材料等方面的有關(guān)知識。 1.5 機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟 1.5.1調(diào)查研究 研究市場和用戶對設(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、實(shí)驗(yàn)研究成果、發(fā)展趨勢、新技術(shù)應(yīng)用以及相應(yīng)的圖紙資料等。甚至還可以通過網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)查閱先進(jìn)國家的有關(guān)資料和專利等。通過對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。 1.5.2 擬定方案 通?？梢詳M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)過實(shí)驗(yàn)證明可靠后才能用于設(shè)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。 1.5.3 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。 其次，繪制機(jī)床的總裝圖、部分部件裝配圖。 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)床說明書等技術(shù)文件。 最后，對有關(guān)圖紙進(jìn)行工藝審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查。 二、零件分析 2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其技術(shù)要求 2.1.1被加工零件的加工精度 被加工零件需要在組合機(jī)床上完成的加工工序及應(yīng)保證的加工精度，是制造機(jī)床方案的主要依據(jù)。離合器壓盤加工孔的精度要求不高，可采用鉆孔組合機(jī) 床，工件各孔間的位置精度為0.1mm,它的位置精度要求不是很高，安排加工時(shí) 可以在下一個(gè)安裝工位上對所有孔進(jìn)行最終精加工。為了加工出表面粗糙度為Ra3.2um的孔。采取提高機(jī)床原始制造精度和工件定位基準(zhǔn)精度并減少夾壓變形等措施就可以了。為此，機(jī)床通常采用尾置式齒輪動力裝置，進(jìn)給采用液壓系統(tǒng)，人工夾緊。 2.1.2 被加工零件的特點(diǎn) 這主要指零件的材料、硬度加工部位的結(jié)構(gòu)形狀，工件剛度定位基準(zhǔn)面的特點(diǎn)，它們對機(jī)床工藝方案制度有著重要的影響。此零件的材料是QT500-7、硬度HB170-230、孔在整個(gè)壓盤上呈均度分配，孔的直徑為Φ12mm和Φ12.5mm。采用多孔同步加工，零件的剛度足夠，工件受力不大，振動，及發(fā)熱變形對工件影響可以不計(jì)。 一般來說，孔中心線與定位基準(zhǔn)面平行且需由一面或幾面加工的箱體宜用臥式機(jī)床，立式機(jī)床適宜加工定基準(zhǔn)面是水平的且被加工孔與基準(zhǔn)面垂直的工件，而不適宜加工安裝不方便或高度較大的細(xì)長工件。對大型箱體件采用單工位機(jī)床加工較適宜，而中小型零件則多采用多工位機(jī)床加工。 此零件的加工特點(diǎn)是中心線與定位基準(zhǔn)平面是垂直的，并且定位基準(zhǔn)面是水平的?？椎姆植挤秶侵本€形狀，工件比較長，一次鉆完，多軸箱體積較大，采用兩工位以減小多軸箱的體積，使整個(gè)鉆床瘦身，因而適合選擇立式多工位鉆床。 2.2 零件的生產(chǎn)批量與機(jī)床的使用條件 2.2.1 零件的生產(chǎn)批量 由生產(chǎn)綱領(lǐng)知（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量4萬件，單班制生產(chǎn)。 零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位，多工位或自動線，還是按中小批量設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要因素，被加工零件的生產(chǎn)批量越大，工序安排一般趨于分散，而且其粗，精加工應(yīng)分別在不同的機(jī)床上完成，以保證加工精度，但對于中小批量生產(chǎn)的情況，則力求減少機(jī)床臺數(shù)，此時(shí)應(yīng)將工序盡量集中在一臺或少數(shù)幾臺機(jī)床上進(jìn)行，以提高機(jī)床的利用率，本課題要求年產(chǎn)量為4萬臺，結(jié)合實(shí)際情況，考慮零件的大小，形狀，應(yīng)屬于中小批量的生產(chǎn)規(guī)模，所以宜采用組合機(jī)床。 2.2.2 機(jī)床的使用條件 （1）車間布置情況 車間內(nèi)零件輸送滾道的高度將影響機(jī)床的裝料高度，當(dāng)工件輸送滾道穿過機(jī)床時(shí)，機(jī)床應(yīng)設(shè)計(jì)為通過式，且配置不能超過三面，同時(shí)，裝卸工件只能推進(jìn)拉出，機(jī)床通常不能安裝中間導(dǎo)向，如果車間面積有限，則要限制機(jī)床輪廓尺寸，此外，生產(chǎn)線的工藝流程方向，機(jī)床在車間的安裝位置等對機(jī)床配置方案也有一定的影響。 （2）工藝間的聯(lián)系 工件到組合機(jī)床加工前，毛坯或半成品必須達(dá)到一定的要求，否則，會造成工件在機(jī)床上夾緊定位不可靠，甚至造成刀具損壞，或者不能保證要求的加工精度，如果在組合機(jī)床上加工以后，還要轉(zhuǎn)到其他機(jī)床上加工，而工件沒有預(yù)先加工出保證精度的有關(guān)定位基面，那么組合機(jī)床應(yīng)該考慮為下一道工序加工出定位面。 （3）使用廠的技術(shù)能力和自然條件 如果使用廠沒有相當(dāng)能力的工具車間，制造，刃磨復(fù)雜的整體復(fù)合刀具有困難，則制定方案時(shí)應(yīng)避免采用此類刀具，必要時(shí)可增加機(jī)床工位，以便采用一般刀具分散加工。 綜合以上所述：通過對后橋減速器殼體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求、定位、夾緊方式、工藝方法，并定出影響機(jī)床的總體布局和技術(shù)性能等方面的考慮，最終決定設(shè)計(jì)多工位同步鉆床。 三、確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案 零件加工工藝方案將決定組合機(jī)床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等?？紤]到被加工的零件是加工10個(gè)M12.5和2個(gè)M12的通孔，而且這12個(gè)通孔是沿圓周方向性分布，并針對零件的形狀、大小、材料、硬度、剛性、加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工精度、表面粗糙度以及定位、夾緊方法、工藝過程、所采用的刀具及切削用量、現(xiàn)場的環(huán)境和條件、生產(chǎn)率要求等。劃分工序可以有兩種趨向：工序集中和工序分散。?工序的集中分散各有其長處，一般說來，在大批量生產(chǎn)中以提高生產(chǎn)率為主，需廣泛采用多刀、單軸與多軸自動或半自動機(jī)床，多軸龍門銑床、組合機(jī)床等，故采取工序集中可以獲得突出的效果。? 　　此次設(shè)計(jì)的后橋減速器殼體端面鉆孔組合機(jī)床很大程度上使各工序盡量集中，發(fā)揮組合機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)使各種誤差減小到最低限度。? 由于此設(shè)計(jì)中所加工的零件12個(gè)孔中部分孔距離適中，所以完全可用一個(gè)工位完成。?遵循以下幾點(diǎn)基本原則： （1）選擇合適、可靠的工藝方法； （2）精粗加工合理安排； （3）工序集中原則 （4）定位基準(zhǔn)及夾緊點(diǎn)選擇原則。 （5）制定工藝方案1)裝卸、夾緊；2)鉆12個(gè)孔； 3.1組合機(jī)床的組成 一臺組合機(jī)床主要由滑臺、鉆削頭、夾具、多軸箱、動力箱、立柱、立柱底座、中間底座、側(cè)底座以及控制部件和輔助部件等組成。其中夾具和多軸箱是按加工對象設(shè)計(jì)的專用部件，其余均為通用部件，且專用部件中的絕大多數(shù)零件（約70%—90%）也是通用零件。 加工時(shí)，刀具由電動機(jī)通過動力箱、多軸箱驅(qū)動做旋轉(zhuǎn)主體運(yùn)動并通過各自的滑臺帶動做直線進(jìn)給運(yùn)動。 3.2組合機(jī)床類型 根據(jù)所選用的通用部件的規(guī)格大小以及結(jié)構(gòu)和配置形式等方面的差異，將組合機(jī)床分為大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床兩大類。習(xí)慣上滑臺臺面寬度大于250mm的為大型組合機(jī)床，滑臺臺面寬度小于250mm的為小型組合機(jī)床。 根據(jù)組合機(jī)床的配置形式，可將其分為具有固定夾具的單工位組合機(jī)床、具有移動夾具的多工位組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床三類。 3.2.1具有固定夾具的單工位組合機(jī)床 單工位組合機(jī)床特別適用于加工大、中型箱體類零件。在整個(gè)加工循環(huán)中，家具和工件固定不動，通過動力部件使刀具從單面、雙面或多面對工件進(jìn)行加工。這類機(jī)床加工精度較高，但生產(chǎn)率較低。 按照組成部件的配置形式及動力部件的進(jìn)給方向，單工位組合機(jī)床又分為臥式、立式、傾斜式和復(fù)合式四種類型。 a 臥式組合機(jī)床 臥式組合機(jī)床的刀具主軸水平布置，動力部件沿水平方向進(jìn)給，按加工要求的不同，可配置成單面、雙面或多面的形式。本題目選用單面即可。 b 立式組合機(jī)床 立式組合機(jī)床的道具主軸垂直布置，動力部件沿垂直方向進(jìn)給。一般只有單面配置一種形式。 c 傾斜式組合機(jī)床 傾斜式組合機(jī)床的動力部件傾斜布置，沿傾斜方向進(jìn)給。可配置成單面雙面或多面的形式，以加工工件上的傾斜表面。 d 復(fù)合式組合機(jī)床 復(fù)合式組合機(jī)床是臥式、立式、傾斜式兩種或三種形式的組合。 3.2.2具有移動夾具的多工位組合機(jī)床 多工位組合機(jī)床的夾具和工件可按預(yù)定的工作循環(huán)，作間歇的移動或轉(zhuǎn)動，以便依次在不同工位上對工件進(jìn)行不同的工位加工。這類機(jī)床生產(chǎn)率高，但加工精度不如單工位組合機(jī)床，多用于大批量生產(chǎn)中對中小型零件的加工。 按照夾具和工件的輸送方式不同，可分為移動工作臺式、回轉(zhuǎn)工作臺式、中央立柱式和鼓輪式四種類型。 a 移動工作臺組合機(jī)床 移動工作臺組合機(jī)床可以先后在兩個(gè)工位上從兩面對工件進(jìn)行加工，夾具和工件可隨工作臺直線移動來實(shí)現(xiàn)工件的變換。 b 回轉(zhuǎn)工作臺組合機(jī)床 回轉(zhuǎn)工作臺組合機(jī)床在每一個(gè)工位上可以同時(shí)加工一個(gè)活幾個(gè)工件，其上的夾具和工件安裝在繞垂直軸線回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)工作臺上，并隨其作周期轉(zhuǎn)動來實(shí)現(xiàn)工件的換位。由于這種機(jī)床適宜于對中小型工件進(jìn)行多面、多工序加工，具有專門的裝卸工位，使裝卸工件的輔助時(shí)間和機(jī)動時(shí)間重合，所以不能獲得較高的生產(chǎn)率。 c 中央立柱式組合機(jī)床 中央立柱式組合機(jī)床上的夾具和工件安裝在繞垂直軸線回轉(zhuǎn)的環(huán)形回轉(zhuǎn)工作臺上，并隨其做周期轉(zhuǎn)動以實(shí)現(xiàn)工位的變換。在環(huán)形回轉(zhuǎn)工作臺周圍以及中央立柱上均可布置動力部件，在各個(gè)工位上，對工件進(jìn)行多工序加工。 d 鼓輪式組合機(jī)床 鼓輪式組合機(jī)床上的夾具和工件安裝在繞水平軸線回轉(zhuǎn)的鼓輪上，并作周期轉(zhuǎn)動以實(shí)現(xiàn)工位的變換。在鼓輪的兩端布置動力部件，從兩面對工件進(jìn)行加工。 3.2.3轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床 轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床的特點(diǎn)是幾個(gè)多軸箱安裝在轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)工作臺上，各個(gè)多軸箱依次轉(zhuǎn)到加工位置對工件進(jìn)行加工。按多軸箱是否作進(jìn)給運(yùn)動，可將這類機(jī)床分為兩類： a 只實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動的轉(zhuǎn)塔式多軸箱組合機(jī)床 多軸箱安裝在轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)工作臺上，主軸由電動機(jī)通過多軸箱的傳動裝置帶動作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動；工件安裝在滑臺的回轉(zhuǎn)工作面上（如果不需要工件轉(zhuǎn)位時(shí)，可直接安裝在滑臺上），由滑臺帶動作進(jìn)給運(yùn)動。 b 既實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動又可隨滑臺作進(jìn)給運(yùn)動的轉(zhuǎn)塔式多軸箱組合機(jī)床 這類機(jī)床的工件固定不動（也可作周期轉(zhuǎn)位），轉(zhuǎn)塔式多軸箱安裝在滑臺上并隨滑臺作進(jìn)給運(yùn)動。 轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床可以完成一個(gè)工件的多工序加工，因而可減少機(jī)床臺數(shù)和占地面積，適宜于中、小批量生產(chǎn)。 綜合上述組合機(jī)床分類介紹及各自功用，在結(jié)合本題目所要求設(shè)計(jì)的組合機(jī)床特點(diǎn)初步選取單工位的臥式組合機(jī)床。 3.4組合機(jī)床的通用部件 組合機(jī)床的通用部件是組合機(jī)床的基礎(chǔ)。部件通用化程度的高低標(biāo)志著組合機(jī)床技術(shù)的水平。在組合機(jī)床設(shè)計(jì)中，選擇通用部件是重要內(nèi)容之一。 3.4.1通用部件的分類 按通用部件在組合機(jī)床上的作用可分為下列幾類： a 動力部件 動力部件是組合機(jī)床的主要部件，它為刀具提供主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。動力部件包括動力滑臺及其相配套使用的動力箱和各種單軸頭，如銑削頭、鉆削頭、鏜孔車斷面頭等，其他部件均以選定的動力部件為依據(jù)來配套選用。 b 支承部件 支承部件是組合機(jī)床的基礎(chǔ)部件，他包括側(cè)底座、立柱、立柱底座和中間底座等，用于支承和安裝各種部件。組合機(jī)床個(gè)部件之間的相對位置精度、機(jī)床的剛度主要由支承部件保證。 c 輸送部件 輸送部件用于帶動夾具和工件的移動和轉(zhuǎn)動，以實(shí)現(xiàn)工位的變換，因此，要求有較高的定位精度。輸送部件主要有移動工作臺和回轉(zhuǎn)工作臺。 d 控制部件 控制部件用于控制組合機(jī)床按預(yù)定的加工程序進(jìn)行循環(huán)工作，它包括可編程控制器（PLC）、各種液壓元件、操縱板、控制擋鐵和按鈕臺等。 e 輔助部件 輔助部件包括用于實(shí)現(xiàn)自動夾緊工件的液壓或氣動裝置、機(jī)械扳手、冷卻和潤滑裝置、排屑裝置以及上下料的機(jī)械手等。 3.4.2通用部件的型號、規(guī)格及配套關(guān)系 按通用部件標(biāo)準(zhǔn)，動力滑臺的主參數(shù)為其工作臺面寬度，其他通用部件的主參數(shù)取與其配套的滑臺主參數(shù)來表示。 等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的“1字頭”通用部件，按精度分為：普通級、精密級和高精度級三種精度等級。 “1字頭”滑臺采用雙矩形閉式導(dǎo)軌，縱向用雙矩形的外側(cè)導(dǎo)向，斜鑲條調(diào)整導(dǎo)軌間隙；壓板與支承導(dǎo)軌組成輔助導(dǎo)軌副，防止傾覆力矩過大導(dǎo)致滑鞍（動導(dǎo)軌）與滑座（支承導(dǎo)軌）分離。這種導(dǎo)軌制造工藝簡單，導(dǎo)向精度高，剛度好。滑座導(dǎo)軌材料有兩種，分別在型號后加A、B以區(qū)別，A表示滑座導(dǎo)軌材料為HT300，高頻淬火，淬火硬度為42—48HRC；B表示滑座為鑲鋼導(dǎo)軌，淬火硬度為48HRC以上。 3.5影響因素 通常，在確定工藝方案的同時(shí)，也就大體上確定了組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。但是還要考慮下列因素的影響。 3.5.1加工精度的影響 工件的加工精度要求，往往影響組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案，例如，加工精度要求高時(shí)，應(yīng)采用固定夾具的單工位組合機(jī)床，加工精度要求低時(shí)，可采用移動夾具的多工位組合機(jī)床；工件各孔間的位置精度要求高時(shí)，應(yīng)采用在同一工位上對各孔同時(shí)精加工的方法；工件各孔同軸度要求高時(shí)，應(yīng)單獨(dú)采用精加工等。 3.5.2工件結(jié)構(gòu)狀況影響 工件的形狀、大小和加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案也有一定的影響。例如，對于外形尺寸和重量較大的工件，一般采用固定夾具的單工位組合機(jī)床，對多工序的中小型零件，則宜采用移動夾具的多工位組合機(jī)床；對于大直徑的深孔加工，宜采用具有剛性主軸的立式組合機(jī)床等。 3.5.3生產(chǎn)率的影響 生產(chǎn)率往往是決定采用單工位組合機(jī)床、多工位組合機(jī)床還是組合機(jī)床自動線的重要因素。例如，從其他因素考慮應(yīng)采用單工位組合機(jī)床，但由于滿足不了生產(chǎn)率的要求，就不得不采用多工位組合機(jī)床，甚至自動線來進(jìn)行加工。而在多工位組合機(jī)床時(shí)，還要考慮：工位數(shù)不超過23個(gè)，并能滿足生產(chǎn)率要求時(shí)，應(yīng)選用移動工作臺式組合機(jī)床；工位數(shù)超過4個(gè)時(shí)才選用回轉(zhuǎn)工作臺或鼓輪式組合機(jī)床。 3.5.4現(xiàn)場條件的影響 使用組合機(jī)床的現(xiàn)場條件對組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案也有一定的影響。例如使用單位的氣候炎熱，車間溫度過高，使用液壓傳動機(jī)床不夠穩(wěn)定，則宜采用機(jī)械傳動的結(jié)構(gòu)形式；使用單位刃磨刀具、維修、調(diào)整能力以及車間布置得情況，都將影響組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案。 綜上：本題目應(yīng)采用固定液壓夾具的單工位組合機(jī)床。 3.6 組合機(jī)床方案的制定 3.6.1制定工藝方案 零件加工工藝將決定組合機(jī)床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。所以，在制定工藝方案時(shí)，必須計(jì)算分析被加工零件圖，并深入現(xiàn)場了解零件的形狀、大小、材料、硬度、剛度，加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)加工精度，表面粗糙度，以及定位，夾緊方法，工藝過程，所采用的刀具及切削用量，生產(chǎn)率要求，現(xiàn)場所采用的環(huán)境和條件等等。并收集國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料，制定出合理的工藝方案。 根據(jù)被加工被零件的零件圖（圖2-1），加工12個(gè)螺紋孔的工藝過程。 (1) 加工孔的主要技術(shù)要求。 加工10個(gè)M12.5和2個(gè)M12的螺紋底孔的孔。 孔的位置度公差為Φ0.1mm，與Φ12孔同心。 工件材料為QT500－7，HB170－230。 要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量4萬件，單班制生產(chǎn) (2) 工藝分析 加工該孔時(shí)，孔的位置度公差為0.05mm 根據(jù)組合機(jī)床用的工藝方法及能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，可采用如下的加工方案。 一次性加工螺紋底孔，孔徑為Φ12.5 (3) 定位基準(zhǔn)及夾緊點(diǎn)的選擇 加工此離合器壓蓋的孔，以底面的兩個(gè)支承點(diǎn)限制、和、四個(gè)自由度，位于中間的心軸起到了很好的定位作用。 在保證加工精度的情況下，提高生產(chǎn)效率減輕工人勞動量，而工件也是大批量生產(chǎn)，由于夾具在本設(shè)計(jì)中沒有考慮，因此在設(shè)計(jì)時(shí)就認(rèn)為是人工夾緊。 圖2－1 被加工零件圖 3.7 確定切削用量及選擇刀具 3.7.1 確定工序間余量 為使加工過程順利進(jìn)行并穩(wěn)定的保證加工精度，必須合理地確定工序余量。生產(chǎn)中常用查表給出的組合機(jī)床對孔加工的工序余量，由于在本鉆床上鉆孔后重新安裝或在其他多工位機(jī)床上加工下道工序，應(yīng)適當(dāng)加大余量，以消除轉(zhuǎn)、定位誤差的影響。Φ12mm的孔在鉆孔后鉸孔，直徑上工序間余量0.5-1mm。 3.7.2 選擇切削用量 切削用量是指切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量等三個(gè)切削要素。它們表示切削過程中切削運(yùn)動的大小及刀具切入工件的程度，切削速度是切削刃的選定點(diǎn)相對于工件的主運(yùn)動的瞬時(shí)速度，通常用Vc表示，單位為米/分或米/秒。進(jìn)給量是工件或刀具的每一轉(zhuǎn)或每一往返行程的時(shí)間內(nèi)，刀具與工件之間沿進(jìn)給運(yùn)動方向的相對位移，通常用f來表示，單位為毫米/轉(zhuǎn)或毫米/行程。背吃刀量是指通過切削刃基點(diǎn)并垂直于工件平面方向上測量的吃刀深ap，也就是工件待加工表面與已加工表面之間的垂直距離，習(xí)慣上也將背吃刀量稱為切削深度，通常用ap表示，單位為毫米 。 切削深度ap 選擇原則是根據(jù)工件的加工余量來決定的，選擇是應(yīng)考慮：a 在留下精加工及半精加工余量后，粗加工應(yīng)盡可能將剩下的余量一次切除以減少走刀次數(shù)；b如果工件余量過大，或機(jī)床動力不足而不能將粗切削余量一次切除，也應(yīng)將第一次走刀的切削深度盡可能取大些；c 當(dāng)沖擊負(fù)載較大，或工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減少切削深度；d 一般精切時(shí)，可取ap=0.05~0.8毫米，半精加工時(shí)可取ap=1.0~3.0毫米 。 進(jìn)給量f的選擇是主要是根據(jù)切削力及加工表面粗糙度：粗加工時(shí)，加工表面粗糙度要求不高，進(jìn)給量主要受刀桿、刀片、工件及機(jī)床的強(qiáng)度和剛度所能承受的切削力的限制；半精切削及精切時(shí)，進(jìn)給量主要受表面粗糙度要求的限制，刀具的副偏角愈小，刀尖圓弧半徑愈大，切削速度愈高，工件材料的強(qiáng)度愈大，則進(jìn)給量可愈大 。 切削速度vc的選擇原則主要考慮切削加工的經(jīng)濟(jì)性，必須保證刀具經(jīng)濟(jì)壽命，同時(shí)切削負(fù)載不應(yīng)超過機(jī)床的額定功率，通常的原則是：a 刀具材料的耐熱性好，切削速度可高些；b工件材料的強(qiáng)度、硬度高，或塑性太大或太小，切削速度均應(yīng)取低些，c 加工帶外皮的工件時(shí)，應(yīng)付適當(dāng)降低速度；d要求得到較小的表面粗糙度時(shí)，切削速度應(yīng)避開積屑瘤的生成速度范圍，對硬質(zhì)合金刀具，可取較高的切削速度，對高速鋼刀具，常采用低速切削；e 斷續(xù)切削時(shí)，應(yīng)取較低的切削速度；f 工藝系統(tǒng)剛性差時(shí)，切削速度應(yīng)適當(dāng)減??；h在切削速度最后確定之前，須驗(yàn)算機(jī)床電動機(jī)的功率是否足夠 。 組合機(jī)床往往采用多軸、多刀、多面同時(shí)加工，且組合機(jī)床上的刀具要有足夠的使用壽命，以減少頻繁換刀。因此，組合機(jī)床切削用量一般比通用機(jī)床的單刀加工要低30%以上。 同一多軸箱上的刀具由于采用同一滑臺實(shí)現(xiàn)進(jìn)給，多以各刀具的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)該相等。因此，應(yīng)按工件時(shí)間最長、負(fù)荷最重、刃磨較困難的所謂“限制性刀具”來確定；對于其他刀具，可以在這基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整其每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，以滿足每轉(zhuǎn)進(jìn)給量相同的要求。另外，在多軸箱傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)完畢、傳動齒輪齒數(shù)確定后，還要反過來調(diào)整初定的切削用量。 選擇切削用量時(shí)，應(yīng)盡量使相鄰主軸轉(zhuǎn)速接近，以使多軸箱的傳動鏈簡單些。使用液壓滑臺時(shí)，所選的每分鐘進(jìn)給量一般應(yīng)比滑臺的最小進(jìn)給量大50%，以保證進(jìn)給穩(wěn)定。 確定了在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容了，就可以著手選擇切削用量了。因?yàn)樗O(shè)計(jì)的組合機(jī)床為多軸同步加工在大多數(shù)情況下，所選切削用量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)比一般通用機(jī)床單刀加工低30%左右．多軸主軸箱上所有刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動力滑臺，工作時(shí)，要求所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同，且等于動力滑臺的每分鐘進(jìn)給量（mm/min）應(yīng)是適合有刀具的平均值。因此，同一主軸箱上的刀具主軸可設(shè)計(jì)成不同轉(zhuǎn)速和不同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）與其適應(yīng)。以滿足不同直徑的加需要，即：·=·=…=·= 式中：… ——各主軸轉(zhuǎn)速（r/min） … ——各主軸進(jìn)給量（mm/r） ——動力滑臺每分鐘進(jìn)給量（mm/min） 由于離合器壓盤孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求都是相同的。 按照經(jīng)濟(jì)地選擇滿足加工要求的原則，采用查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》P54查得：進(jìn)給量f>(0.2-0.4mm/r)、切削速度V=16-24m/min。 取f=0.2mm/r 和 V=20m/min 3.7.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率 根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度v及進(jìn)給量f）確定切削力，作為選擇動力部件（滑臺）及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動件（齒輪，傳動軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動電動（一般指動力箱）功率，通過查表計(jì)算如下： 布氏硬度：HB =HBmax－(HBmax－HBmin) =230－(230－170) =210 鉆孔徑D=12.5mm通孔時(shí)： 切削力：=26 =26×12.5×× =2342.85N 切削扭矩：=10 =10××× =8749.63N·mm 切削功率：= =8749.63×20/(9740×3.14×12.5) =0.458 kw 刀具耐用度：t=(9600/ V)8 =(9600×/20××)8 =370分 鉆孔徑D=12mm通孔時(shí)： 切削力：=26 =26×12×× =2249.13 切削扭矩：=10 =10××× =8096.64 N·mm 切削功率：= =8096.64×20/9740×3.14×12 =0.441kw 刀具耐用度：t=(9600/ V)8 =(9600×/20××)8 =341分 式中：HB——布氏硬度 F——切削力（N） D——鉆頭直徑（mm） f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r） T——切削扭矩(N·mm) V——切削速度（m/min） P——切削功率(kw) 3.7.4 選擇刀具結(jié)構(gòu) 后橋減速器殼體的布氏硬度在HB170～230，孔徑D為12.5mm和12mm，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》P25表5-7，刀具的材料選擇高速鋼鉆頭（W18Cr4V），為了使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、刃磨簡單，選擇標(biāo)準(zhǔn)Φ12.5和Φ12的麻花鉆?？准庸さ毒叩拈L度應(yīng)保證加工終了時(shí)刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有30～50mm的距離，以便排出切屑和刀具磨損后有一定的向前的調(diào)整量。 d L l 莫氏錐度 11.9－13.1 182 101 1號 四、“三圖一卡”的編制 根據(jù)前幾章分析和指定的機(jī)床工藝方案及機(jī)床的配置型式結(jié)構(gòu)方案下面用圖紙的表達(dá)形式—三圖一卡設(shè)計(jì)，來表示組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)。其內(nèi)容包括： 繪制被加工零件圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。 被加工零件（見下圖）。其材料為鑄鋼QT500-7，硬度為HB170～230，加工部位及要求為： 面上有加工10個(gè)M12.5和2個(gè)M12，孔粗糙度為25； 其他技術(shù)要求見圖紙。 要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量4萬件，單班制生產(chǎn)。 4.1 被加工零件工序圖 被加工零件圖是根據(jù)選定的工藝方案，表明零件的形狀、尺寸、硬度、以及在所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容和所采用的定位基準(zhǔn)、夾壓點(diǎn)的圖紙。是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、驗(yàn)收和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)條件。 1、被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺組合機(jī)床完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾具部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或成品狀況的圖紙，它不能用用戶提供的圖紙代替，而是在原零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床的加工的內(nèi)容，加上必要的說明繪制成的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。后橋減速器殼體用鉆孔組合機(jī)床的被加工零件工序圖如2－2所示。 圖2－2 被加工零件工序圖 附注：1.被加工零件名稱及編號：后橋減速器殼體； 2.材料及硬度：鑄鐵QT500-7 HB170~230； 圖上主要內(nèi)容： （1）被加工零件的形狀，主要外廓尺寸和本機(jī)床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技術(shù)要求，以及對上道工序的技術(shù)要求等。 （2）本工序所選定的定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向。 （3）加工時(shí)如需要中間向?qū)?，?yīng)表示出工件與中間向?qū)в嘘P(guān)部位結(jié)構(gòu)和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。 （4）被加工零件的名稱、編號、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。 2、繪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，一定要圖出被本機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時(shí)，應(yīng)按一定的比例，選擇足夠的視圖及剖視圖，突出加工部位（用粗實(shí)線），并把零件輪廓及與機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)有關(guān)部位（用細(xì)實(shí)線）表清楚，凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方面用粗實(shí)線標(biāo)記。 （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)，但有時(shí)因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，則須對加工部位要求位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。 4.2加工示意圖 加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上的反映，表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等，是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇動力部件的主要依據(jù)，是整臺組合機(jī)床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要文件。圖2－3為后橋減速器殼體12孔臥式鉆床加工示意圖。 4.2.1在加工示意圖要標(biāo)注的內(nèi)容 （1）機(jī)床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。 （2）工件、夾具、刀具及多軸箱端面之間的距離等。 （3）主軸的結(jié)構(gòu)類型，尺寸及外伸長度；刀具類型，數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、接桿、導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向置的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式，刀具應(yīng)按加工終了位置繪制。 4.2.2繪制加工示意圖的有關(guān)計(jì)算 加工示意圖繪制之前，應(yīng)進(jìn)行刀具、導(dǎo)向裝置的選擇以及切削用量、轉(zhuǎn)矩、進(jìn)給力、功率和有關(guān)聯(lián)系尺寸計(jì)算。 （1）刀具的選擇 選擇刀具，應(yīng)考慮工藝要求與加工尺寸精度、工件材質(zhì)、表面粗糙度及生產(chǎn)率的要求。只要條件允許應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)刀具。為了提高工序集中程度或滿足精度要求，可以采用復(fù)合刀具?？准庸さ毒叩拈L度應(yīng)保證加工終了時(shí)刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有3050mm距離，以便于排出切削和刀具磨損后又一定的向前調(diào)整量。 （2）導(dǎo)向套的選擇 在組合機(jī)床上加工孔，除用剛性主軸的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取決于夾具導(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時(shí)必須解決的內(nèi)容。導(dǎo)向裝置有兩大類，即固定式導(dǎo)向和旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向。在加工孔徑不大于40mm或摩擦表面線速度小于20m/min時(shí)，一般采用固定式導(dǎo)向，刀具或刀桿的導(dǎo)向部分，在導(dǎo)向套內(nèi)即轉(zhuǎn)動又作軸向移動。固定導(dǎo)向裝置一般由中間套、可換導(dǎo)套華人壓套螺釘組成。中間套的作用是在可換導(dǎo)套磨損后，可較為方便的更換，不會破壞鉆模體上的孔德精度。加工孔徑較大或線速度大于20mm/min時(shí)，一般采用旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向裝置。旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向裝置將旋轉(zhuǎn)副和直線移動（導(dǎo)向）副分別設(shè)置，按旋轉(zhuǎn)副和直線副的相對位置分為內(nèi)滾式和外滾式兩種；滾動軸承安裝在刀桿上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向?yàn)閮?nèi)滾式導(dǎo)向，中間導(dǎo)向套只作直線移動，導(dǎo)向長度為(23）d1(d1刀桿直徑),導(dǎo)向至工件端面的距離為2050mm，視導(dǎo)向結(jié)構(gòu)而定；滾動軸承內(nèi)圈安裝在中間導(dǎo)向套上，中間導(dǎo)向套不隨主軸一起的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向?yàn)橥鉂L式導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向長度為 （2.53.5）d1。旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向裝置的極限轉(zhuǎn)速由軸承的極限轉(zhuǎn)速和刀具允許的切削速度決定，導(dǎo)向精度由軸承精度和刀桿、導(dǎo)向套的精度決定。旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向一般通過滑塊連軸器（JB/ZQ4384-1986）與主軸“浮動”聯(lián)接。 1）選擇導(dǎo)向類型 根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑d=12.5mm和刀具導(dǎo)向的線速度v=20m/min，選擇固定式導(dǎo)向。 2）導(dǎo)向套的參數(shù) 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置，如圖2－4所示： 圖2－4 固定導(dǎo)向裝置 3）導(dǎo)向裝置的選擇 由于選擇剛性主軸，其位置尺寸精度取決于主軸的位置和尺寸精度，對于所加工出的孔的精度將起著重要的角色，而與選擇的刀具和有無導(dǎo)向裝置沒有太大的關(guān)系，另外由于改機(jī)床所加工的孔的直徑和長度均不大，所以選用第一類導(dǎo)向裝置，則其布局與參數(shù)的選擇查閱《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊》如下: 工藝方法 導(dǎo)向布局簡圖 導(dǎo)向長度 導(dǎo)向至工件端面的距離 刀具與主軸的連接形式 鉆孔 （2~4） （鉆鑄鋼） 剛性 查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》P221 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下表： 表2－1 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺 d D D1 D2 L l1 m R d1 d2 l0 >12-15 22 31 30 25 35 13 21.5 M8 16 12 >10-12 18 26 25 25 35 10.5 19 M8 16 12 固定裝置的配合如下表： 表2－2 固定裝置的配合 導(dǎo)向 類別 工藝 方法 D D D1 刀具導(dǎo)向 部分外徑 固定 導(dǎo)向 鉆孔 G7（或F8） g6 導(dǎo)向裝置的布置如表2－3所示： 表2－3 導(dǎo)向裝置的參數(shù)(mm) 尺寸 項(xiàng)目 l1 l2 l3 與直徑d的關(guān)系 (2～4)d 加工鑄鐵 d d/3+(3～8) d=12.5 2×d=25 12.5 12.17 d=12 2×d=24