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1、长 春 工 业 大 学 毕 业 论 文目 录1 组合机床总体设计方案31.1 零件分析31.1.1 零件分析31.1.2 选择定位基准的原则及应注意的事项31.1.3 确定夹压位置应注意的问题31.2 工艺分析41.3 确定机床的配置形式41.3.1 组合机床部件的选择51.3.2 不同配置型式组合机床的特点及适应性51.4 确定切削用量及刀具的选择51.4.1 确定切削用量时应注意的问题51.4.2 组合机床切削用量选择及计算62 组合机床的总体设计（三图一卡）72.1 被加工零件工序图的绘制72.1.1 气缸盖工序图72.2 气缸盖的加工示意图绘制82.2.1 绘制加工示意图的作用和内容8
2、2.2.2 加工示意图的画法及注意事项82.2.3 选择刀具、工具、导向装置并标注相关的位置及尺寸92.2.4 确定动力部件的工作循环112.3 机床总联系尺寸图的绘制122.3.1 动力部件的选择122.3.2 夹具轮廓尺寸的确定132.3.3 机床的装料高度132.3.4 中间底座轮廓尺寸132.3.5 主轴箱轮廓尺寸的确定142.4 编制生产率计算卡142.4.1 机床负荷率152.4.2 编制生产率计算卡163 组合机床主轴箱设计163.1 组合机床主轴箱设计内容简介163.1.1 组合机床主轴箱的用途及分类163.1.2 设计的具体内容163.2 主轴箱设计183.2.1 绘制主轴箱
3、设计原始依据图183.2.2 轴结构型式的选择及动力计算193.2.3 传动系统的设计234 钻孔专用夹具设计244.1 概述244.1.1 机床夹具的作用244.1.2 机床夹具的分类254.1.3 专用机床夹具的组成254.2 工件夹具的设计264.3 工件在夹具中的定位264.3.1 定位支承系统设计264.3.2 定位误差的计算274.4 工件在夹具中的夹紧274.4.1 夹紧装置的组成和要求274.4.2 夹紧力的确定274.4.3 夹紧力的计算28致 谢29参 考 文 献30附录311 组合机床总体设计方案组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求，按高精度集中原则设计的一种高效率专
4、用机床。设计组合机床前，首先应根据组合机床完成工艺的一些限制及组合机床各种工艺方法能达到的加工精度，表面粗糙度及技术要求，解决零件是否可以利用组合机床加工以及采用组合机床加工是否合理的问题。如果确定零件可以用组合机床加工，那么为使加工过程顺利进行，并达到要求的生产率，必须在掌握大量的零件加工工艺数据基础上，统盘考虑影响制定零件工艺方案，机床配置形式，结构方案的各种因素及应注意的问题。经过分析比较，以确定零件在组合机床上合理可行的方法，确定工序间加工余量，选择合适的切削用量，相应的刀具结构确定机床配置形式等，这些是组合机床方案拟定的主要内容。1.1 零件分析1.1.1 零件分析被加工工件：气缸盖
5、材 料：HT 150 硬度 HB163HB229生产纲领 ： 5万件/年（单班）1.被加工工件的技术要求（1） 保证孔对基准中心的位置度。（2） 保证孔的加工精度。2.结构方案分析和定位方案的选择组合机床是针对某种零件或某道工序而设计的。在设计前应仔细分析被加工零件的结构，合理地选择最佳定位基准，以确保加工精度的要求。同时也有利于实现最大限度的集中工序，可以减少机床的台数。从而也可以降低工件的生产成本。1.1.2 选择定位基准的原则及应注意的事项（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。从而可以减少由基准选择不佳而产生的误差，保证加工精度。但对于某些特殊工件，可以改用其它基准为
6、定位基准。（2） 选择定位基准时应确保工件定位稳定。尽量选用已加工过的较大平面为定位基准，这点对于工件加工尤为重要。(3) 统一定位基准的原则。即在各台机床上尽量采用同一定位基准来加工零件上不同表面的孔或对同一表面上的孔完成不同的工序。这对工序多的箱体类零件加工尤为重要。1.1.3 确定夹压位置应注意的问题在选择定位基准面同时，要合理选择出夹压位置的基准面。此时应注意的问题如下：(1) 保证零件夹压后定位稳定。为使工件加工过程中不产振荡和移动，夹压力要足够，夹压点应均匀分布在夹压合力落在定位平面上。(2) 尽量避免夹压力过大而造成工件夹压后产生变形。尽量消除其对加工精度的影响。 1.2 工艺分
7、析1.2.1 工艺分析工艺分析是设计组合机床最重要的一步，必须认真分析被加工零件的工艺过程。深入生产现场，全面了解被加工零件的结构特点、定位基准选择、夹紧方式、加工部位、工艺方法和加工过程中所用的刀具、切削用量及生产率等。对于本次设计的零件“气缸盖”的加工工序为：钻M9的通孔1) 加工精度的要求由于加工孔之间轴线的平行度要求较高而采用单工位方法，一次定位，可以减少一定的误差。2）被加工零件大小形状特点，加工部位特点要求:这些特点在很大的程度上决定采用卧式机床、立式或倾斜式机床。本次对钻孔组合机床设计采用了卧式机床。本次设计的组合机床是加工气缸盖工件的第7道工序。钻9的通孔，表面粗糙度为6.3，
8、所以可采用固定式钻孔靠模体。本道工艺的夹紧也非常方便，可以利用上一道工序的加工特点。采用内孔定位、端面定位、另一端面夹紧。可使工件定位可靠、夹紧方便、装卸方便和工艺装备简单。1.2.2 根据上述被加工零件的结构特点、加工要求、工艺过程及生产率，可确定机床的配置形式为单工位卧式单面组合机床，这种配置形式可达到较高的加工精度，对于精加工机床的夹具公差，一般加工零件的1/31/5。对于粗加工机床采用固定式导向，能达到。1.3 确定机床的配置形式根据被加工工件的结构特点、加工要求、工艺过程方案及生产率等，可大体确定组合机床的配置型式。一般来说，定位基准是水平的，且被加工工件与定位基准平行采用卧式组合机
9、床。保证排屑顺畅、操作简单以及其它具体方面都应简单、方便。根据加工部位的特点，孔的直径相同且在同一加工面内位置度要求降低，并且使其设计的组合机床完全可以满足其要求。由于轴箱体的结构不是十分复杂。而且又是单面加工。所以采用单工位卧式组合机床可完全达到本道工序加工的技术要求。卧式组合机床优点是加工和装备配置的工艺性好，安装调整与运输比较方便；其缺点是削弱了床身刚性。但是这个弊端通常可利用加强部件的连结部分的刚度来补偿。 1.3.1 组合机床部件的选择本次设计的组合机床采用卧式床身。滑台安装在侧底座上，底座和中间底座用螺钉联为一体，滑台与侧底座间有一个厚的调整垫。采用调整垫对机床的制造和维修都很方便
10、。因为当滑台导轨面磨损或重新组装时，必须取下滑台导轨面重新修刮并更换调整组。使之恢复应有高度即可，而且滑台可使用较好的材料（耐磨性较好的铸铁），而侧底座可使用较差的一些材料。1.3.2 不同配置型式组合机床的特点及适应性（1） 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，这种机床可分为单面、多面及复合式。利用多轴箱同时从几个方向（面）对工件进行加工。但其机动时间不能与辅助时间重合，因而生产率也比多工位机床低。由于本次设计的工件较大以及其它方面的要求，正适合选用单工位组合机床。（2） 多工位组合机床
11、 主要适用于中、小零件加工。所以不能定为本次设计的选择对象。1.4 确定切削用量及刀具的选择 切削用量是否合理，对组合机床的加工精度、生产率、刀具耐用度、机床的布置型式及正常工作有很大影响。组合机床切削用量的选择特点1.大多数情况下组合机床为多轴、多刀、多面同时加工。因此所选用的切削用量要比一般万能机床单刀加工低30%左右。2.组合机床多轴箱上所有刀具共同一个进给系统，通常为标准滑台。工作时要求所有刀具的每分钟进给量相同，并且等于标准滑台的每分钟进给量。这个每分钟进给量应是适用于所有刀具的平均值。即 1122式中： 各主轴转速；各主轴进给量； 滑台每分进给量 1.4.1 确定切削用量时应注意的
12、问题1 尽量做到合理利用所有刀具，充分发挥其性能，钻孔要求切削速度高而每分钟进给量小。2 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的太高，以免降低刀具耐用度。3 对于复杂的刀具切削用量应考虑刀具的使用寿命；进给量按刀具最小直径选择；切削速度按最大直径选择。4 切削用量选择应有利于多轴箱设计，还必须考虑动力滑台性能。1.4.2 组合机床切削用量选择及计算确定切削力：由组合机床设计页表（3-7）查取在工件上的孔钻孔切削速度。根据工件材料可选公称 f=0.15mm/r 由组合机床设计P62页查取为。 由此可计算出： 电机功率 取由此可初步定义主轴直径，由组合机床
13、设计页中公式 B取 由组合机床设计页表（3-22）查取主轴直径为。由初定主轴转速，取n=500r/min2 组合机床的总体设计（三图一卡） 组合机床总体设计方案包括绘制被加工零件工序图、加工示意图、联系尺寸图、编制生产率计算卡。2.1 被加工零件工序图的绘制 被加工零件工序图是根据选定的工艺方案表示一台机床自动完成的工艺内容，加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工的定位基准，夹紧部位及被加工零件的材料、硬度、重量及在本工序前毛坯或半成品情况的图纸。它是组合机床设计的主要依据，也是制造、使用、检验和调整机床的重要技术条件。2.1.1 气缸盖工序图1.被加工零件工序图的作用及内容被加工零件
14、工序图是根据选定工艺方案。表示一台组合机床式自动线完成工艺内容、加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求、加工用定位基准、夹压部位及被加工零件材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或半成品情况的图纸。它不能用用户提供的产品图纸代替，而须在原零件图基础上突出本机床自动线加工内容，加上必要的说明而绘制的。它是组合机床设计主要依据，也是制造、使用、检验和调整机床的重要技术文件。在工序图上应表示：(1) 被加工零件的形状和轮廓尺寸与本机床设计有关的部位结构形状及尺寸。(2) 加工用定位基准，夹压部位及夹压方向。(3) 本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形状、位置、尺寸精度及技术要求，还包括本道工序对前工序提出的要求（主要指定位基准）。(4) 必要的文字说明（即被加工零件编号、名称、材料、硬度、重量及加工部位余量等）。2.绘制被加工零件工序图的注意事项(1) 为应按一定比例选择足够视图及剖视，突出加工部位（加工孔）用粗实线表示，并把零件轮廓及与机床、夹具设计有关的部位用细实线表示清楚、凡在本工序要保证的尺寸、角度、均应在尺寸数值下方画粗实线标记，加工用定位基准符号用“ _ ”表示，夹压位置及方向符号“”和“”表示，具体详见该零件工序图所示。(2) 加工部位的位置尺寸应由定位基准注起。为了便于加工及检查，尺寸应采用直角坐标系标注，而不采用极坐标系。但有时因所选定位基准与设计基准不
