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1、长 春 大 学 毕业设计（论文）纸共 31 页 第 1 页装订线第 1 章 绪论1.1 组合机床概述1.1.1 什么是组合机床组合机床是用按系列化标准化设计的运用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。全套图纸，加1.1.2 组合机床发展现状组合机床是随着生产的发展，由万能机床和专用机床发展来的。多少年来机械产品加工中广泛地采用万能机床。但随着生产的发展，很多企业的产品产量越来越大，精度越来越高，如汽车、拖拉机行业的汽缸体、气缸盖、变速箱、后桥等零件，采用万能机床加工就不能很好地满足要求。因为在某一台机床上总是加工一种工件，使万能机床的很多部件和机构变得作用不大，工
2、人整天忙于装夹工件、起动机床、进刀退刀、停车及卸工件等，不仅工人劳动强度很大，而且生产效率也不高，不利于保证产品加工精度。专用机床的创造就是为了解决这个矛盾的。专用机床是专门用于加工一种工件此或一种工件的一定工序的机床，它可以同时用许多刀具进行切削，机床的辅助动作部分实现了自动化，结构也比万能机床简单，生产效率提高了。但专用机床有一个最大的弱点：就是被加工零件稍有一点变动，它就用不上了，需要另造新的机床，不能适应现代机械工业技术迅速发展。产品经常革新的需要，而且龙种机床设计制造周期长，造价也高。长 春 大 学 毕业设计（论文）纸共 31 页 第 2 页装订线广大工人和技术人员在总结生产实线经验
3、的基础上，提出创造这样的高效率机床：它既有专用机床效率高结构简单的特点，又有万能机床能够重新调整，以适应新工件加工的特点。为此，将机床上带动刀具对工件产生切削运动的部分以及床身，立柱，工作台等设计制造成通用的独立部件，称为“通用部件” 。供根据工件加工的需要，用这些通用部件配以部分专用部件就可组成机床，这就是组合机床。当工件改变了，还是用这些通用部件，只将部分专用部件改装，又可以组成加工新工件的机床。组合机床是按高度工序集中原则没计的即在台机床上可以同时完成许多同一种工序或多种不同工序的加工。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
4、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、
5、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。1.1.3 组合机床的特点为了更好地了解组合机床的优越性，有必要将其设计制造的情况和专用机床进行一下比较。一台专用机床，除一些标准件外，全部零件都要一个个地设计和制造，劳动量大，生产周期长。由于全是单件生产的性质，不仅制造成本高，而且生产使用的问题也较多。而没计制造一台组合机床情况就大不一样，组合机床是根据具体加工对象，用预先设计制造好的通用部件和通用零件，加上少量的专用部件或零件组成的，而通用部件和通用零件占整台机床总零件数的 70 一 90，这不仅大大地缩短了设计制造周期，减少了制造中的问题，提高了机床工
6、作的可靠性，降低了机床制造成本，而且为开展群众性的组合机床设计制造工作创造了有利条件。1.2 组合机床发展展望近两年虽然组合机床行业产销呈现上升趋势，但行业内一些企业同样存在负债经营的情况，主要原因是传统的组合机床产品不能满足用户柔性化、高精长 春 大 学 毕业设计（论文）纸共 31 页 第 3 页装订线度、短周期的市场需求，同时组合机床行业一些企业存在现代化管理水平低、人才流失严重、科研成果不能迅速转化为生产力等缺陷。为此提出如下建议。提高现代化管理水平。中国加入 WTO 后，迫切要求企业提高现代化管理水平，进一步深化企业内部改革，建立健全适应市场经济的运行机制，“建立企业的科学的管理体制，
7、做到集权有道、分权有序、授权有章、用权有度的责权利内在统一的有机结合，是提高企业控制力所必须的。”要彻底改变落后的体制，必须树立全球化经营理念，提高国际市场竞争能力，建立市场快速反应机制，以适应日趋发展的市场需求。亟待提高企业创新能力。企业的生存，关键在于产品的生命力。已步入电子时代的今天，传统的组合机床已经不能适应高速发展的国内外市场需要，这就要求企业必须适应科学技术的飞速发展，建立技术创新体系，推进企业的技术进步，加速向柔性化、数控化、高精度、短周期方向发展，提高组合机床适用范围和市场覆盖面；同时实施名牌战略，争创世界品牌, 加速我国组合机床的发展进程，使我国组合机床行业企业在世界制造领域
8、里立于不败之地。企业发展、技术创新和管理水平的提高都需要高技术人才。在全球化经济格局不断明朗的今天，人才争夺战已渗透到各个领域，组合机床行业应适时把握国际大环境，广招高技术人才、高技能工人。现在企业尤其缺少高技能工人，专家指出，目前我国企业产品平均合格率仅为 7 成，不良产品每年损失近27000 亿元，而其中 50%以上系由工人技能不高所致。因此，建立强大的技术生力军，不断更新知识，更新观念，依靠优秀的高技术人才、高技能工人，加快企业信息化建设，是企业发展的必由之路。综上所述，组合机床行业企业一要开展科技攻关，攻克当前行业企业技术发展上的难题；二要加强与国外的合资合作，利用和学习国外的先进技术
9、，提高企业的现代化管理水平和技术水平；三要通过对引进技术的消化吸收进行再创新，发展自己的产品。通过我们的努力，使我国真正由制造大国变成制造强国。1.3 设计问题的提出1.针对大批量生产类型的汽车变速器拨叉轴孔的加工设计高效率的专用机床.本课题采用钻,扩,铰的形式使用立式钻床来进行加工实现设计要求.2. 变速叉的功用及技术要求 操纵变速操纵杆,通过叉型拨杆,变速导块,变速叉轴带动变速叉拨动滑动齿套改换档位,实现汽车行驶的各种速度.变速叉在改换档位时叉杆受弯曲应力的作用,要求变速叉有足够的刚度.因此,变速叉的结构形式,材质选择,热处理方式及长 春 大 学 毕业设计（论文）纸共 31 页 第 4 页
10、装订线硬度指标等,均以增强刚度为基点,以适应变速叉的工作条件.变速叉的技术要求:变速叉叉轴孔的尺寸精度为 IT8.表面粗糙度为 Ra3.2m.1.4 设计计划安排（1）调查研究研究市场,用户对机床的具体要求,目前使用的加工方法,收集并分析国内外同类型机床的现状,发展趋势以及有关的科技动向;调查机床制造厂的设备条件,技术能力和生产经验等.（2）拟定方案分析工件的加工工艺,提出总体设计方案,其中包括:工艺方案,主要参数,机床总体布局,传动系统,电气系统,液压系统,主要部件的结构草图,试验结果及技术经济分析报告等.在拟定方案时尽可能采用先进的工艺和结构,尽量采用先进技术,设计方案必须以生产实践和科学
11、实验为依据.（3）技术设计根据总体设计方案,绘制机床总图,部件装配图,液压与电气装配图,并进行运动计算和动力计算.进行零件图设计并编写各种技术文件.（4）样机试制和鉴定如果所设计的机床是一定批量的产品,在零件图设计完成后,应进行样机试制以考验设计对样机要进行实验和鉴定,合格后再进行小批试制以考验工艺.在试制,试验和鉴定过程中,要根据暴露出来的问题,对图纸进行修改,直到机床达到使用要求为止.但可根据设计条件及机床的不同做好样机的鉴定.如下面的机床示意图包括的几部分是此次设计机床的结构方案：长 春 大 学 毕业设计（论文）纸共 31 页 第 5 页装订线第 2 章 拨叉零件介绍及加工工艺2.1 拨
12、叉零件介绍机床要加工的拨叉位于汽车变速箱中工作原理是：纵变速操纵杆,通过叉型拨杆,变速导块,变速叉轴带动变速叉拨动滑动齿套改换档位,实现汽车行驶的各种速度.变速叉在改换档位时叉杆受弯曲应力的作用,要求变速叉有足够的刚度.因此,变速叉的结构形式,材质选择,热处理方式及硬度指标等,均以增强刚度为基点,以适应变速叉的工作条件.变速叉的技术要求:变速叉叉轴孔的尺寸精度为IT8.表面粗糙度为 Ra3.2m.此点是设计的关键点，作为机床加工的保证。在设长 春 大 学 毕业设计（论文）纸共 31 页 第 6 页装订线计组合机床前，先对零件的加工工艺路线应该有确定，从而确定每道工序的定位，夹具的确定。2.2
13、拨叉机械加工工艺路线加工工序要求：表 2-1 加工工序加工表面 尺寸及偏差/mm 公差/mm 及精度等级表面粗糙度 形位公差/ mm 15.8mm 15.8 mm03. IT8 Ra 3.2 无要求（以其中心线为别工序基准1）确定各加工表面的加工方法及加工路线该拨叉的加工表面为：15.8mm 孔及其端面，拨叉脚的两侧面及侧面 6mm孔。根据各加工表面的精度要求及表面粗糙度要求，15.8mm 孔的加工路线为钻-扩- 铰；端面的加工方法为铣；拨叉脚端面的加工方法为粗铣一磨；拨叉脚内侧面为铣；6mm 孔为钻削。2）拟订加工工艺路线根据机械加工顺序的安排原则：（1） 先加工定位基准面，再加工其他表面；
14、（2） 先加工主要表面，再秒个度年个 次要表面；（3） 先安排粗加工工序，再安排精加工；（4） 先加工平面后加工孔；由上述原则考虑，后续很多工序都是以拨叉头端面为主要基准，故考虑先加工平面，然后再钻端面上的孔，为加工 6孔及拨叉脚做准备基准，所以确定主要加工顺序基本为：拨叉头端面-叉轴孔-拨叉脚粗加工-锁紧孔 6-精加工拨叉脚。工艺方案：.铣拨叉头端面.钻-扩 -铰 15.8孔（扩孔后倒角，用复合刀具）粗铣拨叉脚端面铣拨叉脚内侧面钻 孔去毛刺长 春 大 学 毕业设计（论文）纸共 31 页 第 7 页装订线清洗零件中间检查拨叉脚局部淬火磨拨叉脚两端面 （工序是此机床完成的任务。）2.3 零件工序图的作用和要求被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示在一台机床上或一条生产自动线上完成的工艺内容，加工部位的尺寸和精度，技术要求，加工用定位基准，夹压部位，以及被加工零件的材料，硬度和在本机床加工前毛坯情况图纸。它是在原有的工件图基础上，以突出本机床自动线加工内容，加上
