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1、武汉理工大学毕业设计（论文）目 录摘 要1Abstract21 绪论3 1.1 本课题提出的目的和意义 3 1.2 本论文的主要内容42 工艺方案设计5 2.1工艺分析5 2.2 定位分析、基准选取5 2.3 制定工艺路线6 2.4切削用量的选取7 2.5 组合机床配置形式的选择73 组合机床总体设计8 3.1绘制被加工零件工序图8 3.2加工示意图9 3.3 机床联系尺寸图11 3.4 组合机床生产率计算卡154 组合镗床夹具设计18 4.1 机床夹具的作用18 4.2 定位夹紧方案的确定18 4.3 刀具和切削用量的选取18 4.4 夹具性能和优点195组合机床多轴箱设计 20 5.1 绘
2、制多轴箱原始依据图20 5.2主轴结构形式的选择和动力计算21 5.3 多轴箱传动系统设计23 5.4 轮齿弯曲疲劳强度及轴的刚度校核25 5.5 绘制多轴箱总图27总结29参考文献30致谢31摘 要 组合机床是一种设计制造周期短、投资少、加工精度稳定、改装方便、经济效益高的专用高效自动化设备。本文是根据任务要求，设计一台能高效、大批量粗镗齿链式无极变速器壳体轴承孔的组合镗床。文章从工艺方案设计、总体设计、部件设计等几部分进行论述。 此次的组合机床设计是根据生产线工艺方案设计提出的组合机床设计任务书进行的。为使所设计的组合机床能完整地达到该工序的加工要求，本次设计需完成工序图、加工示意图、机床
3、联系尺寸图和生产率计算卡(即“三图一卡”)的设计工作。另外还要根据确定的工艺结构方案和“三图”，进行夹具设计、多轴箱装配图设计。关键词：组合镗床 高效 多轴箱 总体设计Abstract transfer and unit boring machine is a high efficiency and automation equipment for a special purpose with characteristics including shorter cycle of design and manufacturing ,less investment, more stability
4、machining precision ,more convenient for modification, more cost-effective and higher efficient.This paper is based on mission requirements to design a ransfer and unit machine which can boring thickly of two shaft holes of toothed chain non-polar transmission shell. The article includes process des
5、ign, overall design, parts design and so on. This transfer and unit machine design is based on the production lines process design of machine design. To make the design of modular machine can fully meet the requirements of the processing operation, this need to complete processing the process pictur
6、e of the part, processed sketch map, lathe to contact size picture and and the calculated card of productivity, named three pictures and one calorie that usually spoken are designed. In addition according to the process and structure of the scheme and the three pictures ,finishing the fixture design
7、 and multi-spindle design. Key words:combination of boring machines high efficient overall design multi-spindle box 1 绪论1.1本课题提出的背景和意义组合机床是一种专用高效自动化技术装备，目前，由于它仍是大批量机械产品实现高效、高质量和经济性生产的关键装备，因而被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域。特别是汽车工业，是组合机床和自动线最大的用户。如德国大众汽车厂在Salzgitter的发动机工厂，90年代初所采用的金属切削机床主要是自动线(60%)、组合机床
8、(20%)和加工中心(20%)。显然，在大批量生产的机械工业部门，大量采用的设备是组合机床和自动线。因此，组合机床及其自动线的技术性能和综合自动化水平，在很大程度上决定了这些工业部门产品的生产效率、产品质量和企业生产组织的结构，也在很大程度上决定了企业产品的竞争力。所以对组合机床的设计研究具有十分重要的意义。 现仅就近几年大连组合机床研究所研制的组合机床及其自动线对目前我国组合机床及其自动线装备技术的基本情况进行说明。 （1）为某冰箱压缩机厂提供的ZHS-1283冰箱压缩机外支撑八工位回转工作台组合机床，镗孔精度9.097mm0.004mm, 表面粗糙度Ra0.8m，节拍时间26s（2件），采
9、用交流伺服滑台，HSK接杆，主轴带中孔冷却液通道，全封闭防护。 （2）ZHS-XU86凸轮轴轴承盖加工自动线是为某汽车公司研制的用于30万辆轿车生产的高精度、高生产率、多品种数控自动线。该线采用多种先进技术：可控扭矩夹紧扳手、气浮输送、电液比例阀、高精度空心锥柄接杆、高密度材料镗杆、数控精密十字滑台、分布式控制系统与监测系统、故障诊断及显示系统、大流量冷却排屑和全封闭防护系统，节拍38s。 （3）UD80型换刀换箱柔性加工单元。该单元是一种高效、高精度与高柔性的数控机床，机床有5个坐标，交换托板尺寸为800mm800mm，刀库容量60，120，180任选，箱库容量12个，能在一次装夹下完成铣、
10、钻、铰、攻丝、镗孔、镗车等工序的单轴加工和多轴加工，适合中大批量生产规模的箱体零件和成组杂件的加工，也适用于中小批量多品种零件的生产。 （4）为某航空动力机械公司生产的柔性生产线的物流输送系统。该系统采用了链式摩擦轮滚道、电动滚筒、托盘自动识别、计算机生产调度等技术，可实现被输送零部件的定向、定位、升降、回转，通过编码识别及计算机的生产调度实现无序混流输送等。 上述组合机床代表了目前我国组合机床装备较高的技术水平，但是，在制造技术高速发展的今天，由于基础薄弱，从整体上看，与国外先进水平、与国内用户的要求还存在着一定的差距，主要表现在：产品可靠性较差；可调可变性差；缺少必要的适应多品种加工的新品
11、种；系列化、通用化、模块化程度低，致使制造周期过长，满足不了用户要求。上世纪80年代以来，国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性发展，实现了机床工作程序软件化，工序高度集中，高效短节拍和多种功能的自动监控。在国外，近十年来，很多汽车制造厂都在积极推行并行工程，并有不少组合机床制造厂与汽车厂密切合作应用这一方法来加速专用装备的设计制造。例如，美国的Ingersoll和Lamb，德国的Grob和Ex-cell-o等公司都应用并行工程分别为一些汽车厂设计制造了众多的缸体、缸盖和变速
12、箱体等组合机床加工自动线，取得了较好的技术经济效益 1.2本论文的主要内容 本文是根据设计要求，结合国内外研究现状，以粗镗齿链式无极变速器壳体轴承孔的加工为例，阐述了工艺设计、组合机床的设计过程及其与生产效率、加工质量之间的关系。文章主要包括三大方面。 （1） 工艺方案设计 通过分析被加工零件的加工特点、精度和技术要求、定位夹紧情况、生产效率及机床的结构特点等，确定在组合机床上完成的工艺内容以及加工方法，并绘制被加工零件工序图和夹具图。（2）组合机床的总体设计 确定机床各部件之间的相互关系，选择通用部件和刀具，计算切削用量及机床生产效率、绘制机床的尺寸联系图及加工示意图。（3）组合机床部件设计
13、 根据确定的工艺、结构方案和“三图”，多轴箱装配图设计。其中包括多轴箱的轮廓尺寸的确定以及传动系统设计，最终完成多轴箱的绘制。 另外，本文还涉及到大量的设计和计算，包括：（1）、主轴的选择和传动布置，以保证加工过程中被加工零件的精度；（2）、主轴、传动轴的设计和校核，保证轴的刚度满足生产要求。（3）、齿轮的设计、计算，对齿轮的强度和刚度进行校核；2 工艺方案设计2.1工艺分析 组合镗床用于镗削齿链式无极变速器壳体上的轴承孔，并且要达到其加工精度。为了满足其加工精度的要求，我们首先要对加工的零件进行工艺方案的分析，制定组合机床工艺方案是设计组合机床最重要的步骤之一。工艺方案制定的正确与否，将决定
14、机床能否达到“重量轻、结构简单、效率高、质量好”的要求。2.1.1齿链式无极变速器箱体的技术要求： 1）壳体底面和对合面的任意100mmX100mm范围内平面度公差为0.04mm； 2）壳体对合面与底面的平行度公差为100：0.05； 3）轴承孔的尺寸精度为IT7，圆柱度公差为0.05，各孔轴线对其公共轴线的同轴度公差为0.04，各孔外侧面对其公共轴线的垂直度为0.1mm； 4)轴承孔间中心距公差为0.1mm； 5）轴承孔和主要的表面粗糙度不大于1.6um。 2.1.2 壳体零件的毛坯和材料 壳体铸件的毛坯材料为HT150；硬度为169229HBS。 2.1.3工件生产方式 大批量生产，车间内
15、专用机床设备按零件加工工艺先后顺序排列，采用流水线生产的组织形式。采用单班制生产时，齿链式无极变速器的年产量为6万件。 2.2 定位分析、基准选取 根据生产纲领，该零件属于大批大量生产，因此采用砂型铸造的方法来进行毛坯生产。该零件的各个表面均为毛坯面，为加工需要，先加工一基准面为后备工序做准备。箱体外形面有侧面C、端面B,底面A，依据便于装夹及利于后续加工的原则，确定箱体底面A作为多道工序加工的基准面。镗轴承孔采用的是“一面两销”定位。定位平面的平面度允差一般为：0.050.08 mm，表面粗糙度一般为63.2um。 齿链式无极变速器的壳零件如图2-1。 图2-1 齿链式无极变速器壳体零件图2.3制定工艺路线0# 铸造5# 人工时效处理
