五工位回转工作台组合机床设计之钻孔工位说明书

1第一章绪论1.1课题名称及其具体要求1.1.1课题名称五工位回转工作台组合机床设计之钻孔工位1.1.2课题内容1、熟悉被加工零件及本工序加工要求；2、进行该组合机床设计的指定设计任务；零件名称：JS50Q—4左右曲轴箱；产品年生产纲领：150000件/年；废品率2％；备品率2％。工作制：8小时.2班制；零件材料：压铸铝合金Y112(JB3069—82)；1.1.3课题任务要求1、针对指定设计内容撰写文献综述；2、完成一篇与设计相关的英文文献翻译；3、机床设计：工序图、加工示意图、总联系尺寸图、生产率计算卡、多轴箱装配图及指定零件图；4、在完成上述工作基础上，撰写设计说明书；5、毕业答辩准备。1.1.4实现目标的可行性分析本次设计的数控铣床主轴箱是串联在交流调频主轴电机后的无级变速箱，属于机械无级变速装置。它是利用摩擦力来传递转矩，通过连续改变摩擦传动副工作半径来实现无级变速。由于它的变速范围小，是恒转矩传动，适合铣床的传动。时间方面：毕业设计的时间是18周，完成五工位组合机床设计之钻孔工位的设计，只要按照老师和自己所定的进度安排，时间是足够的，能完成毕业设计。技术方面：通过对机械设计，互换性，制造，装配，工艺学等课程的学习，有了一定的基础知识，再通过图书资料和网上的资料，初步了解了五工位组合机2床的工作原理和设计原理，了解了设计的主要内容。以及在老师的指点下能完成对五工位组合机床设计之钻孔工位的设计。设计条件可行性：学校图书馆有大量的图书，以及网上丰富的资源，同学和老师的帮助，所以在设计条件上是可行的。1.2本课题的研究背景及意义随着现代化工业技术的快速发展，特别是随着它在自动化领域内的快速发展，组合机床的研究已经成为当今机器制造界的一个重要方向，在现代工业运用中，大多数机器的设计和制造都是用机床大批量完成的。现代大型工业技术的飞速发展，降低了组合机床的实现成本，软件支持机制也使得实现变得更为简单，因此，研究组合机床的设计具有十分重要的理论意义和现实意义。在工业高速发展的现代化浪潮中，各种机械设计和制造业中，组合机床的应用越来越广泛，越来越转化为生产力，从这个意义上讲，对组合机床的研究具有重要的现实意义。组合机床是根据工件加工需要，以通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。组合机床是按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，从而缩短了设计和制造的周期，因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到了广泛的应用，并可用以组成自动生产线。1.3本课题国内外研究概况近20年来，组合机床自动线技术取得长足进步，自动线在加工精度、生产效率、利用率、柔性化和综合自动化等方面的巨大进步，标志着组合机床自动线技术发展达到了高水平。自动线的技术发展，刀具、控制和其他相关技术的进步，特别是CNC控制技术发展对自动线结构的变革及其柔性化起着决定性的作用。随着市场需求的变化，柔性将愈来愈成为抉择设备的重要因素。因此，组合机床自动线将面临由高速加工中心组成的FMS的激烈竞争。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。其中，特别是汽车工业，是组合机床最大的用户。如德国大众汽车厂在Salzgitter的发动机工厂，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。因此，组合机床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。3现代组合机床和自动线作为机电一体化产品，它是控制、驱动、测量、监控、刀具和机械组件等技术的综合反映。近20年来，这些技术有长足进步，同时作为组合机床主要用户的汽车和内燃机等行业也有很大的变化，其产品市场寿命不断缩短，品种日益增多且质量不断提高。这些因素有力地推动和激励了组合机床的不断发展。组合机床是由大量的通用部件和少量的专用部件组成且工序集中的高效专用机床.由万能机床和专用机床发展而来.由于组合机床工序的高度集中，即在一台机床上可同时完成一种或几种不同工序加工，因此适应了产量大、精度高的生产要求，并且克服了万能机床结构复杂、劳动强度大、生产效率低、精度不易保证的缺点，以及专用机床通用性差、不适应现代技术迅速发展、产品经常更新的要求.所以，组合机床及其自动线已广泛应用到汽车、柴油机、电动机、仪器仪表以及军工产品等的生产上，并显示出巨大的优越性。在组合机床这类专用机床中，回转式(回转工作台式和鼓轮式)多工位合机床和自动线占有重要位置。因为这类组合机床是采用多工位、多轴、多面和多方向同时加工工件的，因而具有很高的生产率。同时，这样的机床，工件经加工出基准后上机(线)或毛坯直接上机(线)，可实现工件的全部加工。并且，由于工件在加工过程中往往是只需一次装夹，因而加工精度比较高。因此，这类机床是内燃机行业或其它一些大批量生产部门使用的重要技术装备。根据美国在1978—1983年这5年间对所生产的4856台组合机床所作的统计分析表，回转工作台组合机床占了1/3，自动线41.5%。回转式多工位组合机床，特别适合于加工轮廓尺寸在250mm以内的中小零件。这类机床的应用主要集中于汽车、阀门、气动、液压、制锁、轻工仪表和电气等工业部门。市场销量大，因此在国内外有许多从事其设计和制造的厂家。如欧美的‘rons-hoffen、Diedeoheim、witzig&Frank、Riello、IMAS、AugustWenzler、wiest、Haaf、RinoBerard和Posalux，日本的三协精机、岩田工机，前苏联的哈尔科夫小型组合机床厂(X3MAC)和我国的大连组合机床研究所、大连机床厂、常州机床厂和北方精密机械厂等。其中，北方精密机械厂是我国唯一专门从事回转工作台组合机床生产的专业厂，目前的生产能力为年产约30台。据估计目前我国回转式多工位组合机床约占整个组合机床的4%，与机床工业发达的国家相比，无论在数量上还是在技术上均存在一定差距。因此，加速发展这类机床，以满足四化建设的需要，是我国机床行业面临的一项任务。1.4本论文的主要工作及结构4本次设计工作将设计五工位回转工作台组合机床设计之钻孔工位（左、右曲轴箱侧面上的孔）。因此，目的是使设计出的机床结构简单、使用方便、效率高、质量好。从而选择最佳的方案，合适地确定机床工序集中程度，合理地选择组合机床的通用部件，恰当的组合机床的配置型式，合理地选择切削用量，以及设计高效率的夹具、工具、刀具及主轴箱就是本次设计主要内容。具体的工作就是要画出工序图、加工示意图、总联系尺寸图、多轴箱装配图及指定零件图和计算生产率计算卡摘要部分，指出了本课题的研究概况，本课题的研究方法，第1章是绪论，主要介绍了本课题的研究背景及意义，指出本课题在国内外的研究概况，并给出了本论文的主要工作及结构。第2章是本论文的主体部分，主要给出了本次课题研究即加工左、右曲轴箱孔的多工位组合机床的钻孔工位设计。在接下去的几个部分分别给出了通过本课题的研究之后得出的结论，并对此方向的课题进行展望，表达了对学院老师特别是指导老师的感谢，给出完成本论文所需要的参考文献，最后，附上相关的设计图纸,及一张生产效率卡。第二章组合机床的总体设计2.1组合机床及其特点组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它能够对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序，生产效率高，加工质量稳定。组合机床与通用机床，其他专用机床比较，具有以下特点：（1）组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的%80%70～，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。（2）由于组合机床用多刀加工，并且自动化程度高，因而比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。（3）组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门厂成批制造，因此结构稳定，工作可靠，使用和维修方便。51234567（4）在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置加工质量靠工艺装备保证，对操作工人的技术水平要求不高。（5）当被加工产品更新时，采用其他类型的专门机床时，其大部分部件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。（6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。图2-1表示由通用部件和少量专用部件组成的卧式组合机床。图2-1卧式组合机床及其组成部件1—中间底座；2—夹具；3—主轴箱；4—动力箱5—滑台；6—滑座；7—床身（侧底座）组合机床常用的通用部件有：动力部件、输送部件、支承部件、控制部件和辅助部件。其中动力部件有4种：（1）主运动动力部件—动力箱、多轴箱、单轴头；（2）进给运动部件—液压滑台、机械滑台；（3）既能实现主运动又能实现进给运动的部件—动力头；为单轴头变化主轴转速的跨系列通用部件。动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动的动力部件。其中还有能同时完成切削主运动和进给运动的动力头。而只能完成进给运动的动力部件称为动力滑台。固定在动力箱上的主轴箱是用来布置切削主轴，并把动力箱输出轴的旋转运动传递给各主轴的切削刀具，由于各主轴的位置与具体被加工零件有关，因此主轴箱必须根据被加工零件设计，不能制造成完全通用的部件，但其中有很多零件（例如：主轴、传动轴、齿轮和箱体等）是通用的。床身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件，起着机床的基础骨架作用。组合机床的刚度和部件之间的精度保持性，主要是由这些部件保证。移动的或回转的工作台的重复定位精度直接影响组合机床的加工精度。6除了上述主要部件之外，组合机床还有各种控制部件，主要是控制机床按顺序动作，以保证机床按规定的程序进行工作。组合机床的通用部件，绝大多数已颁布成国家标准，并按标准规定的名义尺寸、主参数、互换尺寸等定型，各通用部件之间有配套关系。因此，在进行本设计时，主要根据被加工零件的尺寸、形状和技术要求等来完成组合机床的整体设计。2.2组合机床工艺方案的拟定过程工艺方案的拟订是组合机床设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此，应根据工件工位的加工要求和特点，按一定的原则、结合组合机床常用工艺方法、充分考虑各种影响因素，并经技术经济分析后拟出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。2.2.1确定组合机床工艺方案的基本原则2.2.1.1零件的工艺分析方法[1]产品及零件图纸的分析1）充分了解产品图纸及零件、部件图纸。2）明确零件要加工的部位和表面，并找出对零件的加工技术要求较高，需采用特殊加工方法才能完成的部位和表面，作为提供在制定工艺路线或机床方案时应着重考虑和解决的问题。[2]零件技术要求分析零件技术要求是保证零件加工精度、表面粗糙度，制订工艺路线和设计组合机床及自动线的最基本的原始依据。因此，在进行组合机床及自动线设计时，必须对零件的技术要求深入分析。[3]零件的结构特点和结构工艺性的分析在组合机床及自动线加工中，被加工零件的形状、大小、重量、加工部位的结构、零件刚性等，对工艺方案的制订、机床的结构设计有很大影响。2.2.1.2本设计零件图分析现需加工4个M10深15，钻深20的螺纹孔，应该有以下几道工序：7图2-2左、右曲轴箱零件图（1）镗车端面（2）钻孔（3）倒角（4）攻丝如图2-2零件图本设计中主要是钻孔，在钻孔之后还要进行倒角与攻丝两道工序所以对零件的加工精度要求较高所以在设计中机床的部件、刀具等的结构，必须以能稳定地保证零件的加工精度要求为准。2.2.2工艺方案的拟订2.2.2.1制定工艺方案零件加工工艺将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。所以，在制定工艺方案时，必须计算分析被加工零件图，并深入