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曲轴箱前端面卧式钻孔专用机床-机械设计制造及自动化专业毕业设计-毕业论文.doc
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2023-07-08
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曲轴箱前端面卧式钻孔专用机床-机械设计制造及自动化专业毕业设计-毕业论文.doc
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摘要
应用组合机床加工大批量零件,快捷高效,生产效率高是机械加工的发展方向。本次毕业设
计的题目是“钻曲轴箱前端面的孔”。本组合机床要求能实现同时钻四孔。在工艺制定过程
中,通过批量的进行钻前端面的加工方案,并寻求最佳的工艺方案,借此说明了工艺在生产
过程中的重要性。本人的设计的主要内容是:进行了机床总体布局设计;对机床的进给和传
动部分进行了设计;结合实例,介绍了夹具设计方法;通过此设计,本机床完全能满足设计
要求,与传统的机床相比,本机床具有自动化程度高,生产率高,精度高等优点。
关键词:组合机床;钻头;夹具设计;液压定位,手动夹紧.
Abstract
Application of combined high-volume machining parts, high efficiency, high
productivity is the development direction of machining. The graduation project
is entitled " Crankcase front end of drill hole." The combined machine tool needs to be
achieved while drilling four holes. Making process in the process, conducted by
volume ends face milling processing program, and to seek the best
technology solutions, which illustrates the process in the importance of the
production process. The main elements of my design are: the general layout
for a machine tool design; on the machine feed and transmission parts of the
design; Integration for the fixture design; With this design, this machine can
meet the design requirements, and the traditional compared to the machine,
this machine has high automation, high productivity and high precision.
Keywords: milling head; Bit;fixture design; Hydraulic, manual clamping.
2
目 录
第一章 绪论………………………………………………………………………………4
1.1 组合机床的概论……………………………………………………………………4
1.2 组合机床的发展现状与趋势………………………………………………………4
1.3 机床设计的目的、内容、要求……………………………………………………5
1.3.1 设计的目的………………………………………………………………………5
1.3.2 设计内容…………………………………………………………………………5
1.3.3 设计要求…………………………………………………………………………6
1.4 机床的设计步骤……………………………………………………………………6
1.4.1 调查研究…………………………………………………………………………6
1.4.2 拟定方案…………………………………………………………………………6
1.4.3 工作图设计………………………………………………………………………7
第二章 零件分析
2.1 零件的结构特点及其技术要求…………………………………………………7
2.1.1 零件结构特点……………………………………………………………………7
2.1.2 技术要求…………………………………………………………………………8
2.2 零件的生产批量及其机床的使用…………………………………………………8
2.2.1 零件的生产批量…………………………………………………………………8
2.2.2 机床的使用条件…………………………………………………………………8
2.3 零件工艺方案………………………………………………………………………9
2.3.1 生产工艺方案……………………………………………………………………9
第三章 组合机床的总体设计…………………………………………………………9
3.1 组合机床方案的制定………………………………………………………………9
3.1.1 制定工艺方案……………………………………………………………………9
3.1.2 确定组合机床的配置形式和结构方案…………………………………………10
3.2 确定切削用量及选择刀具…………………………………………………………11
3.2.1 确定工序间余量…………………………………………………………………11
3
3.2.2 选择切削用量…………………………………………………………………11
3.2.3 确定切削力、切削扭矩、切削功率…………………………………………12
3.2.4 选择刀具结构…………………………………………………………………13
3.3 钻孔组合机床总设计“三图一卡”的编制……………………………………13
3.3.1 被加工零件工序图……………………………………………………………13
3.3.2 加工示意图……………………………………………………………………15
3.3.3 机床联系尺寸图………………………………………………………………18
3.3.4 生产率计算卡…………………………………………………………………20
3.4 多轴箱的设计…………………………………………………………………23
3.4.1 绘制多轴箱设计原始依据图………………………………………………23
3.4.2 齿轮模数选择………………………………………………………………24
3.4.3 绘制传动系统图……………………………………………………………25
3.4.5 传动零件的校核……………………………………………………………26
第四章 夹具设计……………………………………………………………………30
4.1 机床夹具的概述……………………………………………………………30
4.1.1 机床夹具的组成……………………………………………………………30
4.1.2 机床夹具的类型……………………………………………………………31
4.2 夹紧方案和夹紧元件的设计…………………………………………………31
4.3 夹具的性能及优点……………………………………………………………31
4.4 夹具体的设计…………………………………………………………………32
4.5 夹具精度分析计算……………………………………………………………32
4.6 夹具操作的简要说明…………………………………………………………33
结论……………………………………………………………………………………33
参考文献………………………………………………………………………………34
致谢……………………………………………………………………………………35
4
1 绪论
1.1 组合机床的概论
组合机床是以系列化、标准化的通用部件为基础,配以少量的专用部件组成的专用机
床。它适宜于在大批、大量生产中对一种或几种类似零件的一道或几道工序进行加工。这种
机床既有专用机床的结构简单、生产率和自动程度较高的特点,又具有一定的重新调整能力,
以适应工件变化的需要。组合机床广泛应用于大批量生产的行业,如;汽车、拖拉机、电动
机、内燃机、阀门、缝纫机等制造业。
1.2 组合机床的发展现状与趋势
世界上第一台组合机床于 1908 年在美国问世,30 年代后组合机床在世界各国得到迅
速发展。至今,它已成为现代制造工程(尤其是箱体零件加工)的关键设备之一。
近年来,随着数控技术,电子技术,计算机技术的发展,组合机床的服务对象已经由过
去的农用机械,载货汽车向以轿车工业为重点的转移,组合机床行业开展了针对轿车零件关
键工艺研究开发的科研攻关,采取引进技术,合作生产和自行开发相结合;组合机床也由过
去的刚性组合机床向具有一定柔性,可实现多品种加工方向的变化,同时又应用数控技术发
展了三坐标加工单元等数控组合机床,把纯刚性的设备变为可变可调的装备;组合机床的加
工精度由半精加工向精加工方向转化,还开发了针对汽车发动机五大件加工的关键工艺设备,
使行业在精加工机床的品种上有了较大扩充,为提供成套设备创造了条件;组合机床制造技
术由过去的以机加工为主的单机及自动化向综合成套方向转换,加强了相应配套技术与产品
的研究开发;组合机床的控制技术由传统的程序控制技术向数控,计算机管理与监控方向发
展;组合机床行业企业生产的组合机床的控制技术,已完成了由接触继电器控制向可编程控
制的转变,大大的提高了组合机床的可靠性,故障率大为降低;组合机床的开发已经又过去
的人工设计转向计算机辅助设计,大力推行 CAD,为提高设计速度,保证设计质量,缩短供
货周期创造了有利的条件。 现代制造工程从各个角度对组合机床提出了愈来愈高的要求,而
组合机床也在不断吸取新技术成果而完善和发展。
(1) 高速化:由于机构各组件分工的专业化,在专业主轴厂的开发下,主轴高速化日益普及。
过去只用于汽车工业高速化的机种(每分钟 1.5 万转以上的机种),现在已成为必备的机械
产品要件。
5
(2) 精密化:由于各组件加工的精密化,微米的误差已不是问题。以电脑辅助生产(CAM)系
统的发展带动数控控制器的功能越来越多。
(3) 高效能:对机床高速及精密化要求的提高导致了对加工工件制造速度的要求提高。同时,
由于产品竞争激烈,产品生命周期缩短,模具的快速加工已成为缩短产品开发时间所必须具
备的条件。对制造速度的要求致使加工模具的机床向着高效能专业化机种发展。
(4) 系统化:机床已逐渐发展成为系统化产品。现在可以用一台电脑控制一条生产线的作业,
不但可缩短产品的开发时间,还可以提高产品的加工精度和产品质量。
(5) 复合化:产品外观曲线的复杂化致使模具加工技术必须不断升级,机床五轴加工、六轴
加工已日益普及,机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。
1.3 机床设计的目的、内容、要求
1.3.1 设计的目的
机床工业是现代工业特别是现代制造业的基础,在国民经济中占有重要的战略地位。机
床工业与一个国家的工业竞争力、制造业发展水平紧密相关,本国的机床工业水平越高,工
业和制造业竞争力越强。对我国而言,机床工业不仅仅具有重要的经济意义,而且还具有重
要的国防战略意义。研究机床工业的特点,有助于我们了解机床工业的特殊规律,从而找到
适合我国国情的机床工业发展之路。我国工业竞争力和制造业发展水平不高,一定程度上是
与我国机床工业发展水平不高相联系的,加快我国机床工业的发展,提高我国机床工业技术
和管理水平,将有利于我国工业和制造业发展。所以对机床的研究设计意义是极其重大的。
毕业设计是高等教育体系中非常重要的环节,它可以检验自己对专业知识理解与掌握的程度,
也可以提高自己综合运用所学知识的能力,也能在分析问题和解决问题的过程中学到更多新
的知识。
1.3.2 设计内容
(1)运动设计 根据给定的被加工零件,确定机床的切削用量,通过分析比较拟定传动
方案和传动系统图,确定传动副的传动比及齿轮的齿数,并计算主轴的实际转速与标准的相
对误差。
(2)动力设计 根据给定的工件,初算传动轴的直径、齿轮的模数;确定动力箱;计算
多轴箱尺寸及设计传动路线。完成装配草图后,要验算传动轴的直径,齿轮模数否在允许范
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