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1、前言 前言 一毕业设计目的及意义：一毕业设计目的及意义： 一般的单一机床是适合小批量的生产工人多效率低， 现在比较流行的数控机床虽然 技术含量比较高，使得工人的劳动强度大大地降低，多个工序可以在一台机床上完成， 但它也只适合小批量的生产。我现在研究的组合机床就是适合大批量大量生产，它加 工工序单一，操作简单，效率高。这正是我研究组合机床的必要性之所在。 此次设计的目的是使学生在通过了基础课、专业基础课和专业课的教学过程后进 行一次大型的机械设备设计训练，促使学生综合运用所学专业知识进行机械设计；查 阅各种有关资料、进行必要的调查研究和分析;熟悉组合机床的组成部分及正确设计； 通过组合机床的设计
2、，熟练进行中等难度机械结构的设计，培养分析问题、解决问题 的能力，使学生在毕业后能尽快适应所担负的工程技术工作，为祖国多做贡献。 二毕业设计内容 此次设计的内容包括：组合机床“三图一卡”设计；主轴箱设计；夹具设计；重 要零件设计；编制设计说明书。 在设计中要完成以下工作： 1绘制零件加工工序图 组合机床是专门用来完成某工件加工工序的专用设备。学生首先应熟悉和分析该零件 的整个工艺过程，了解该零件在该工序前已加工完的内容和本工序的加工任务，确定在本 工序中的定位基准和夹紧位置，加工根据工序图的规定画法绘制工序图。 2绘制加工示意图，估算生产率 在根据本工序加工要求选择好合适的刀具、切削用量，计算
3、好切削扭矩、切削功率和 轴向力后，即可选择合适的主轴型式和规格，以及刀具与主轴间的各联接件和刀具的导向 件，确定工件的加工表面、刀具联接件与机床主轴间的相互关系，从而画出加工示意图。 本设计中加工示意图可代刀具布置图，所以图示结构应尽量表示清楚。 根据工件加工表面尺寸和切削用量可计算出加工的基本时间，加上查表或估算的其他 时间可计算工序时间定额、机床生产率和全年负荷率。 3绘制机床联系尺寸图根据加工示意图的内容计算刀具切削时的轴向力、切削扭矩 切削功率，确定进刀、退刀行程，再根据工序图所示加工零件时的实际需要可确定机 床动力部件的型式和规格，再选择与之相配套的其他部件，即可绘制机床联系尺寸图。
4、 机床联系尺寸图在本设计中代机床总图，图示机床各部件结构形状不可过于简化 应 能表示出其结构特征。 在绘制机床联系尺寸图时，机床的某些专用部件尚未设计好（如主轴箱和夹具） ，所 以只能预留其位置，应在这些部件完成设计后补上，若与机床联系尺寸图有矛盾，则应修 改后者，以至能反映机床实况。 4绘制专用部件图 组合机床机械部分由通用部件和专用部件构成，通用部件只需选用，而专用部件需要 专门设计，本设计中要求设计的专用部件是主轴箱和夹具部件。专用部件设计时应设想多 种方案，然后分析比较它们的优缺点，最后选择一个最佳方案。 学生通过机床联系尺寸图和专用部件图的设计应能达到对整台机床及部件的结构原 理比较
5、熟悉，并有一定的装配和调整方面的知识。 5绘制重要零件工作图 重要零件主要指作用重要、结构复杂、技术要求较多的零件，本设计中主要指夹具体 或主轴箱箱体等铸件。我需要绘制主轴箱体补充加工图。它主要表明了主轴箱体在铸造出 来以后为了满足装配而需要在其上进行哪些加工。通过绘制重要零件，我对零件结构工艺 性的改善及技术要求的标注方面的知识又有了进一步的提高。 6.毕业设计说明书 我将在研究、设计过程中及时纪录的有关数据及资料进行最后的整理，编写成设计说 明书。其内容包括毕业设计任务、各种方案示意图及比较分析，必要的计算和最终结论， 设计工作完成的心得体会和建议等。 毕业设计工作量要求： 设计图纸 折合
6、 0#图纸 4 张以上 设计说明书 16 开纸 30 页以上， 用 A4 纸打印、正文宋体小四号字 说明书格式：1.设计说明书（包括题目、摘要、关键字、字数 300-500 英文翻译） 2.目录 3.正文 详细叙述涉及主要过程 （包括总体方案、各部分具体设计计算过程和设计结果） 4.总结5.参考文献 三毕业设计工作进度安排 本次毕业设计全过程从第一周到第 16 周，共 16 周。 （2 月 28 日6 月 19 日） 首先了解任务书的内容和要求；其次找到设计过程中的所需的参考书，并掌握相关的 知识；第三，参观工厂了解组合机床的具体结构以及其夹具的结构形式；第四，根据图纸 画出“三图一卡” ，经
7、老师指导后修改更正，直到没有问题，第五，完成毕业设计和论文， 准备答辩。具体安排如下： 第 13 周 开题报告，熟悉资料，准备绘图工具及图纸，并进行调查研究 第 46 周 绘制工序图、加工示意图、机床联系尺寸图，计算生产率 第 710 周 主轴箱部件图设计 第 11 至 14 周上半周 夹具部件图设计，完善机床联系尺寸图 第 14 周下半周至 15 周 重要零件的零件工作图设计，并整理设计说明书 第 16 周 编写设计说明书并准备答辩 四 毕业设计总任务 1） 题目名称 D180 柴油机机体 12 孔攻丝机床及夹具设计 2） 题目内容及要求： 完成设计一台攻丝机床。 完成对柴油机机体 12 个
8、孔攻丝。 年生产纲领 5 万太以上。 加工对象：D180 柴油机机体。12 个孔的具体要求见图纸。 3） 实验数据及要求： 零件加工工序图 1 张，加工示意图 1 张，机床联系尺寸图 1 张，主轴箱装配图 1 张，夹具装配总图 1 张，夹具重要零件图 1 张。 第 第 1 1 章 章 组合机床总体设组合机床总体设计 计 1.11.1 攻螺纹组合机床常用的通用部件及选用攻螺纹组合机床常用的通用部件及选用1 1.1 .1 通用部件的选用原则通用部件的选用原则 通用部件的选用是组合机床设计的主要内容之一。 选用的方法是:根据所需 的功率、进给力、进给速度等要求,选用动力部件及其配套部件。 选用原则是
9、: 1) 切削功率应满足加工所需的计算功率(包括切削所需功率、 空转功率、 传 动功率)。 2) 进给部件应满足加工所需的最大计算进给力、工作行程和工作循环的要 求。 3) 动力箱与多主轴箱尺寸相适应和匹配。 4) 应满足加工精度的要求。 5) 尽可能按通用部件的配套关系选用有关的通用部件。 1 1.2 .2 攻螺纹组合机床常用的通用部件及其选用攻螺纹组合机床常用的通用部件及其选用 1.2.1 动力滑台 动力滑台是由滑座滑鞍和驱动装置组成实现直线进给运动的动力部件。 根据 被加工零件即 D180N 柴油机箱体的工艺要求:底面 12-M6 攻丝,孔深 16mm 螺纹深 14mm,在滑鞍上安装动力
10、箱,动力箱带动主轴箱完成攻丝工序。 动力滑台根据驱动和控制方式的不同可分为液压滑台机械滑台和数控滑台三 种类型。 根据需要选用液压动力滑台,型号为 1HY040-IA， 台面宽 400mm， 长 800mm， 行程长 400mm，滑台及滑座总高 320mm 其特点是:采用双矩形导轨结构形式,导向 的长度大,导向性好； 滑座体为箱形框架结构,滑座底面中间增加了结合面,结构刚 度高，导轨寿命长。 1.2.2 攻丝卡头及攻丝靠模装置 1. 攻丝卡头 攻丝卡头用于连接丝锥和攻丝主轴,保证丝锥与被加工的螺纹底孔自动对中, 并保证丝锥顺利地引进； 补偿丝锥每分钟引进量与攻丝主轴每分钟进给量之差值。2. 攻
11、丝靠模装置 攻丝装置的进给运动直接由靠模螺杆靠模螺母得到。 其优点是:靠模经磨制可 以得到较准确的螺距,而且靠模杆带动丝锥进给比较轻,其中攻丝接杆可以补偿靠 模系统与丝锥自行引进的进给差,攻丝时可以得到较高的精度。 (1) 通用的 TO281 型攻丝靠模装置 这种攻丝靠模装置通常由攻丝靠模和攻丝卡头配合组成攻丝装置。这种装置 易于调整,只要松开压板,便可方便的将丝锥取出,且在变动被加工螺孔时,易装卸 调换，只是整个结构轴向尺寸较大。 (2) 通用的 TO282 攻丝靠模装置 这种攻丝靠模装置轴向尺寸较小,主要用于活动攻丝模板和钻攻复合模板。 考虑以上因素,选用通用的 TO281 型攻丝靠模装置
12、。 3. 攻丝靠模实现的方式 攻丝靠模实现的方式有两种: (1) 把攻丝靠模直接装在主轴箱内,组成用于整台机床全部是攻丝工序的 攻丝装置,它的特点是刚性好,结构简单,但调整更换丝锥不方便。 (2) 另一种是攻丝模板,将靠模装置装在模板上,模板用固定在主轴箱上 的导杆导向。这种方法结构复杂,刚度亦差。 考虑到以上因素,在设计中采用了前一种方法。 1.2.3 主运动驱动装置-动力箱 动力箱是将电机的动力传递给多主轴箱,它与多主轴箱配套使用。 1TD 系列动力箱的性能参考表 5-38、 表 5-39。 1.2.4. 支承部件 组合机床的支承部件往往是通用和专用两部分的组合。本设计中卧式机床的 床身是
13、由通用的侧底座和专用的中间底座组合而成,此种结构的优点是加工和装 配工艺性好,安装和运输较方便。(1) 中间底座其顶面安装夹具,侧面与侧底座相连接,并通过端面定位销定 位。 中间底座其结构尺寸需根据工件的大小形状等来确定。中间底座其一般按专 用部件进行设计,但为了不致使组合机床的轮廓尺寸过分繁多,中间底座的主要尺 寸应符合如下的国家标准规定： 中间底座长 中间底座宽 800 500 560 630 710 800 900 1000 _ _ 630 710 800 900 1000 1250 _ _ _ 710 800 900 1000 1250 _ _ _ 710 800 900 1000 注
14、:1.高度 630mm 为优先采用值,可根据具体情况采用 560 mm 和 710mm； 2.当中间底座长度1250mm 时,可从优先数系 R10GB32164 中选用。 因此根据组合机床的联系尺寸，选中间底座的长为 800，宽为 800，高为 350.5 (2)侧底座(1CC 系列) 侧底座的长度应于滑台相适应， 选用 1CC401 型号， 它的高度有 560630mm 两种，采用 560mm，宽度 600mm，长度 1350。 1.2.5 计算切削功率并选用动力箱 5 . 1 4 . 1 195 . 0 p D T = D Tv P 740 . 9 =其中 T:主轴切削扭矩 mm N ；D
15、:螺纹大径,D=6mm；p: 螺纹螺距,p=1mm； P: 主轴切削功率(Kw)； v:切削速度( min m )按推荐,加工材料为铸 铁时 v=4 8 min m ，已经取 v= 5.65 min m 计算得: T=2.396 mm N P=(2.45.65)/(9.7403.146)=0.0739 Kw 此时,各主轴的转速按下面的公式计算: 主轴 n = D v 1000 = 6 65 . 5 1000 =300r/min 12 根轴的切削功率为 12 P : 12 P =P12=0.073912=0.89Kw 主轴箱所需要的功率,应等于切削功率空载消耗功率及与负载成正比的功率 损失之和,
16、即: 主 P = 切 P + 空 P + 损 P 主 P : 主轴箱总功率； 切 P : 各主轴切削功率总和， 切 P = 12 P =0.89 Kw； 空 P : 各轴空载消耗功率的总和，根据 91 P 页轴的空转功率 表格,可计算出 空 P =0.210 Kw； 损 P : 各轴损失功率的总和， 损 P 一般取传递功率的 1%， 损 P =0.03 Kw。 计算得: 主 P =0.89+0.210+0.03=1.13 Kw 在确定攻丝电机功率时,应考虑丝锥钝化的影响,一般按计算功率的 1.52.5 倍选取。 主 P (1.52.5 )=1.712.825 Kw根据 115 P 页动力箱的选用标准,选用的动力箱型 号为 1TD40,电动机功率是 3.0 Kw,驱动轴转速是 480r/min。 1.2.6. 根据通用部件的配套关系选用与动力箱匹配的其他通用部件 参考P14 页表 2-3 部件名称 标准 名义
