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1、 提供全套毕业设计摘 要本次设计主要任务是对解放牌汽车半轴端部三个孔进行的钻、扩、铰加工，以及四个工位的卧式组合机床的设计，主要完成是组合机床三图一卡和多轴箱的设计，另加一套随行夹具的设计，组合机床电气液压系统部分的控制。组合机床是根据工件加工需要，由大量通用的部件为基础，配以少量的专用部件组成的一种高效专用机床。它的加工工序集中，它能够实现对一种零件进行多刀、多轴、多面、多工位的自动加工。在机床上可以进行钻孔、扩孔、铰孔以及倒角、切槽、攻螺纹、滚压孔等，也可以进行平面加工，包括铣平面、刮平面、端面等工序。其生产率高，加工精度稳定，研制周期短，便于设计，制造和使用维护，成本低等特点广泛应用在生
2、产中。本次设计除要对组合机床的机械本体部分进行设计，同时还对组合机床的液压系统和电气系统进行设计，根据指导老师的要求，在这里我采用PLC对机床进行控制。其中在说明书中具体写了卡具设计步骤以及夹紧力的计算，选用标准参数选取零件，在通过强度计算保证整个卡具在工作中的稳定性。液压系统的设计主要是满足机床的动作要求来设计出的系统,我认真计算了液压系统的活塞总压力，计算了液压缸结构尺寸以及工作压力，油泵的工作的实际压力。对液压泵电机进行选择。电气系统的设计就是运用机电传动的知识，即PLC系统进行控制，PLC控制系统我采用西门子系统实现的机床动作。关键词：液压缸，液压滑台，液压站，弯曲成形，机电液 目 录
3、第1章 汽车半轴的机械加工11.1确定生产纲领、生产类型、工艺特征11.2确定毛坯及材料的选择1第2章 组合机床方案的制订42.1影响组合机床方案制定的主要因素42.2组合机床制定工艺方案应考虑的问题5第3章 组合机床三图一卡具体设计73.1被加工零件工序的作用及内容73.2被加工零件工序图73.3加工示意图83.4机床联系尺寸总图133.5机床生产率计算卡14第4章 组合机床主轴箱的设计164.1绘制多轴箱设计的原始依据164.2主轴、齿轮的确定164.3多轴箱传动设计174.4主轴的坐标位置18第5章 随行卡具的设计195.1机床夹具设计19第6章 液压系统的设计216.1液压系统图的设计
4、及说明216.2液压系统计算22结束语.24参考文献.25 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）第1章 汽车半轴的机械加工1.1确定生产纲领、生产类型、工艺特征首先分析、研究被加工零件，通过认真阅读被加工零件图样，研究被加工零件的用途、尺寸、形状、材料、硬度、重量、加工部位的结构和加工精度及表面粗糙度要求等内容。通过产品装配图样和有关工艺资料的分析，充分认识被加工零件在产品中的地位和作用，从而来确定汽车半轴的机械加工工艺，使它保证各种加工要求和经济精度。1、由N=20000件/年，知道零件的生产纲领；2、生产类型的确定大批量生产；3、该工件的工艺特性 针对工件的结构形状及正常的经济精度和位置精度
5、的分析，可知零件的加工要求。同时工件是大批量生产，可以采用高度自动化专用机床进行生产，可以广泛采用高效专用夹具、专用量具及自动检测装置。因此，在实际加工中我采用组合机床进行加工。这样容易保证加工精度，提高生产率，使产品成本相对降低，提高产品的经济效益。1.2确定毛坯及材料的选择1.2.1查阅资料可知零件的技术要求及结构工艺性1）汽车半轴外圆表面和端面加工，由于半轴头部3个孔的精度要求要对其进行钻扩铰的加工。2）对热处理后的零件进行校正、探伤，保证零件的工艺性能良好。1.2.2 确定毛坯及材料的选择1）查阅零件图和技术要求及结构工艺性可知此工件采用40Cr材料，根据零件加制造毛坯，精度等级为2级
6、。分析零件的材料的特征，查机械制造设计手册来确定。2）确定零件毛坯尺寸查工艺手册毛坯尺寸：零件需车削加工部位比加工后单边厚2.5mm工工艺性及零件的轮廓、尺寸精度、形状、位置、加工表面技术要求，最终确定了采用模锻件来毛坯无明显的裂纹缺陷，未注圆角为R2R31.2.3确定工艺路线1）根据零件结构工艺性和经济精度，按照粗、精加工分开原则，工序集中原则，来确定机械加工工序的安排顺序，按照以下原则来初步拟订两条加工工艺路线：（1）先加工基准面，（2）划分加工阶段，（3）先面后孔，（4）次要表面可在阶段进行加工一、分析、研究、加工要求和现场工艺本工件为汽车半轴，生产纲领为N=20000件/年，是大批生产
7、，通过深入现场调查分析零件的加工工艺方法，定位和夹紧方式，所采用的先行的工艺资料，在结合机械加工工艺原则，在保证工件所需求的经济精度和表面粗糙度，同时考虑产品成本及经济性，我们设计是采用把孔加工放到组合机床上加工，这样采用一套专用的固定式夹具、专用刀具、专用量具、自动检测装置，在此四个工位（钻、扩、铰和装卸）来排列设备，进行流水加工，可以保证孔的经济精度6级和表面粗糙度Ra=3.2微米，节约了加工时间，提高了生产效率和经济性。按照粗精加工分开的原则和工序集中的原则来拟订组合机床的工艺方案方案1工序1 模锻毛坯工序2 退火处理工序3 粗车端面到34.5mm，半精车到34mm，钻中心孔，粗车大端外
8、圆到182mm，半精车到180mm工序4 钻小端中心孔，粗车端面保证零件总长10072mm工序5 粗车大端端面到32.5mm，半精车至32mm，粗车小端外圆到56mm半精车到54.6mm,精车到54 0/-0.12mm工序6 粗车大端端面到12.5mm，半精车到12 +0.5/0mm工序7 铣花键齿，原始齿型压力角为48，侧齿粗糙度Ra=3.2,分度圆的弧齿厚度5.89-6.06。工序8 钻大端的孔到10mm到11.8mm到12mm,粗糙度Ra3.2工序9 清洗工序10 去毛刺工序11 防锈处理工序12 检验入库方案2工序1 模锻毛坯工序2 退火处理工序3 粗车端面到34.5mm，半精车到34
9、mm，钻中心孔，粗车大端外圆到182，半精车到180工序4 钻小端中心孔，粗车端面保证零件总长10072mm工序5 粗车大端端面到32.5mm，半精车至32mm，粗车小端外圆到56mm半精车到54.6mm,精车到54 0/-0.12mm工序6 粗车大端端面到12.5mm，半精车到12 +0.5/0mm工序7 钻大端的孔到10mm到11.8mm到12mm,粗糙度Ra3.2工序8 铣花键齿，原始齿型压力角为48，侧齿粗糙度Ra=3.2,分度圆的弧齿厚度5.89-6.06。工序9 清洗工序10 去毛刺工序11 防锈处理工序12 检验入库2）工艺路线的分析比较工艺路线的方案1，按工序分析，各面的车到普
10、通机床上加工，孔加工放在组合机床上加工，易保证孔的精度要求，以及加工工艺性能较高。先加工基准面的原则及先面后孔的原则，选择工艺方案1比较合适。4、确定机械加工余量，总的工序尺寸 车大端端面 单边余量2.5mm 厚度为35.5mm 小端的单边余量2 mm直径为58mm零件总长1010mm 1 第2章 组合机床方案的制订2.1影响组合机床方案制定的主要因素2.1.1被加工零件的加工精度根据被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度，是制定机床方案的主要依据。本工序分3个工步：钻扩铰。2.1.2被加工零件的特点零件材料为40Cr，硬度比较高，因此加工孔时，工步较多，而且加工定位基准是
11、水平的且被加工孔与基面相垂直的工件，采用卧式机床进行加工。2.1.3零件的生产批量零件生产批量是决定采用工位、多工位式自动线还是大批量生产特点设计组合机床的主要因素，零件产量为20000件，属于大批量生产情况，则要力求减少机床数，所以应将工序尽量集中起来加工，提高机床利用率和生产效率。2.1.4机床使用条件（1）车间布置情况，组合机床的配置形式是分度回转工作台的形式，通过回转工作台分度，将装在工作台上的工件顺次送往各工位进行加工，工作台面直径一般在1600mm以下，工位数212。（2）工艺间的联系 工件到组合机床加工前，毛坯成品必须达到一定要求，否则，会造成工件在机床夹具上定位和夹具不可靠，造
12、成刀具损害，或者不能保证要求的加工精度。（3）使用厂的技术能力和自然条件 根据厂的情况，选择液压传动是机械动力部件的机床。2.2组合机床制定工艺方案应考虑的问题2.2.1工艺方案的原则由于被加工零件的精度要求、加工部位尺寸、形状、结构特点、材料、生产率要求不同，设计组合机床必须采用不同的工艺方法和工艺过程。1、孔的尺寸精度 钻孔的精度为1011级，表面粗糙度为Ra=36.3。2、扩孔 一般作为铰前的工序，对要求不高的孔也可以作为最终工序。精度可达910级，表面粗糙度Ra=3.26.3。3、铰孔 可铰削圆柱孔、圆锥孔、阶梯孔等，一般孔径在40以下，个别情况也铰40100mm的大孔。在钻扩铰后，精
13、度可达78级，表面粗糙度Ra=1.63.2微米。组合机床确定工艺方案的原则及注意的问题（1）粗、精加工工序的安排 必须根据零件的生产批量、加工精度、技术要求进行全面的分析，按照经济的满足加工要求的原则，合理解决粗加工和精加工工序的安排。不要部分具体情况一律粗、精加工或者粗、精加工工序合并的作法。一般大批量生产中，确定工艺流程宜粗、精工序分开进行，其优点是：1）工件能得到较好的冷却，有利于减少热变形及内应力变形的影响，对精度要求高的零件，更需要如此安排。2）可避免粗加工震动对加工精度、表面粗糙度的影响。3）有利于精加工机床保持持久的精度。4）使组合机床结构简单，便于维修、调整。但是，粗、精加工工
14、序分开，将使机床台数增多。当工件生产批量不大时，由于机床利用率低，则经济性不好。因此，在能够保证加工精度的前提下，有时也采用粗、精加工合并在同一台机床上进行的工艺方案，但须采用措施，尽量减少由此带来的不利影响。例如使切削余量和铸造黑皮的第一道工序与最后一道加工工序不同时进行。在工件需要两次安装时，应使粗、精加工工序所用夹具具有大小不同的夹压力，若工件一次安装，也应使粗、精加工工序分别具有不同夹压力。2.2.2工序集中与分散的处理工序集中是机械加工近代的主要发展方向之一。组合机床也正是基于工序集中的工艺原则发展起来的，既运用多种不同刀具，采用多面、多工位和复合刀具等方法，在一台机床上对一个或几个零件完成复杂的工艺过程，从而有效的提高生产率，取得更好的技术经济效果。但也应当看到，工序集中程度的提高也会带来下述一些问题：1）工序过分集中会使机床结构复杂，刀具数量增加，机床大而笨重，调整使用不便，可靠性降低，反而影响生产率的提高。2）工序过分集中导致切削负荷加大，往往由于工件刚性不足及变形等影响加工精度。因此提高工序集中程度时，应注意：a、适当考虑单一工序，即把相同工艺内容的工序集中在同一台机床上b、相互之间有位置精度要求的工序应集中在同一工位或同一台机床上加工
