组合机床毕业论文正文论文毕业文章_论文-毕业文章.pdf
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1、1 绪论 1.1 机床在国民经济的地位及其发展简史 经济迅速发展的今天,人们为了高效、经济地生产各种高质量产品,日益广泛 的使用各种机器、仪器、工具等技术设备与装备。由于机械零件的形状精度、尺寸 精度和表面粗糙度,目前主要靠切削加工的方法来达到,特别是形状复杂、精度要 求高和表面粗糙度要求小的零件,往往需要在机床上经过几道甚至几十道切削加工 工艺才能完成。因此,机床是现代机械制造业中最重要的加工设备。如果没有机床 的发展,如果不具备今天这样品种繁多、结构完善和性能精良的各种机床,现代社 会目前所达到的高度物质文明将是不可想的。我国机床行业的发展是迅速的,成就是巨大的。但由于起步晚、底子薄,与世
2、 界先进水平相比,还有较大差距。为了适应我国工业、农业、国防和科学技术现代 化的需要,为了提高机床产品在国际市场上的竞争能力,必须深入开展机床基础理 论研究,加强工艺试验研究,大力开发精密、重型和数控机床,使我国的机床工业 尽早跻身于世界先进行列。1.2 组合机床的国内、外现状 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。我国的机床工业是在 1949 年新中国成立后才开始建立起来的。解放前,由于 长期的封锁统治和 19 世纪中叶以后帝国主义的侵略和掠夺,我国的工农业生产非 常落后
3、,既没有独立的机械制造业,更谈不上机床制造业。解放后,党和人民政府十分重视机床工业的发展。在解放初期的三年经济恢复 时期,就把一些原来的机械修配厂改建为专业厂;在随后开始的几个五年计划期间,又陆续扩建、新建了一系列机床厂。经过 50 多年的建设,我国机床工业从无到有,从小到大,现在已经成门类比较齐全,具有一定实力的机床工业体系,能生产 5000 多种机床通用品种,数控机床 1500 多种,不仅装备了国内的工业,而且每年还有 一定数量的机床出口。1.2.1 国内组合机床现状 近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升,在大中企业已有较多的使用,在 中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。1.2.2 国
4、外组合机床现状 国外汽车工业的大批量生产,每种零件的生产纲领少则几万件,多则几十万件,甚至上百万件,生产节拍为每件几秒钟到几十秒钟,其生产设备采用高效自动化装 备。1.3 机床设计的目的、内容、要求 1.3.1 设计的目的 机床设计毕业设计,其目的在于通过机床主运动机械变速传动系统的结构设 计,使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中,得到设计构思、方案的分析、结 构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅资料等方面的综合训练,树 立正确的设计思想,掌握基本的设计方法,培养基本的设计方法,并培养了自己具 有初步的结构分析、结构设计和计算能力。1.3.2 设计内容(1)运动设计 根据给定的被
5、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 轮模数否在允许范围内。还要验算主轴主件的静刚度。(3)结构设计 进行主运动传动轴系、变速机构、主轴主件、箱体、润滑与密 封等的布置和机构设计。即绘制装配图和零件工作图。(4)编写设计说明书 1.3.3 设计要求 评价机床性能的优劣,主要是根据技术一经济指标来判定的。技术先进合理,亦即“质优价廉”才会受到用户的欢
6、迎,在国内和国际市场上才有竞争力。机床设 计的技术一经济指标可以从满足性能要求、经济效益和人机关系等方面进行分析。1.4 机床的设计步骤 1.4.1 调查研究 研究市场和用户对设计机床的要求,然后检索有关资料。其中包括情报、预测、实验研究成果、发展趋势、新技术应用以及相应的图纸资料等。通过对上述资料的 分析研究,拟订适当的方案,以保证机床的质量和提高生产率,使用户有较好的经 济效益。1.4.2 拟定方案 这里唯一的主题可就是在这令人窒息的寂寞中一株百合哦确切地说是一株野百合倔犟地生长着固执而充满了活力与希望它的花晶莹纯洁没有尘埃它的叶舒展得像是可以包容下所有纷扰美丽是不甘寂寞的因为这个只能孤芳
7、自赏的地方它没有办法去选择环境只有被风儿随地放生于是它来到这个注定冷清的山谷一切都没有只有身旁那条小溪里自己的影子它看到了自己原来是充满独特的气质波光粼粼中闪着银色的光那花瓣的影子在水中漾着像一颗颗蠢蠢欲动的心渴也用美丽开始了一个同自然的耐力赛没人知道那是一个多么长的时间物换星移海枯石烂昔日的高地变成平原那野百合一觉醒后发现自己站在一学习必备欢迎下载有权势的人有钱财的人普通人弱势群体答案野百合原本生长在一个被人通常可以拟定出几个方案进行分析比较。每个方案包括的内容有:工艺分析、主要技术参数、总布局、传动系统、液压系统、控制操作系统、电系统、主要部件 的结构草图、实验结果及技术经济分析等。143
8、 工作图设计 首先,在选定工艺方案并确定机床配置形式、结构方案基础上,进行方案图纸 的设计。这些图子包括:被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产 率计算卡,统称“三图一卡”设计。并初定出主轴箱轮廓尺寸,才能确定机床各部 件间的相互关系。2 组合机床的总体设计 2.1 组合机床方案的制定 2.1.1 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,并深入现场了解零件的形 状、大小、材料、硬度、刚度,加工部位的结构特点加工精度,表面粗糙度,以及 定位,夹紧方法,工艺过程,所采用的刀具及切削用量,生产率要
9、求,现场所采用 的环境和条件等等。根据被加工被零件(减速箱箱盖)的零件图(图 2.1),加工 八个螺栓孔的工艺过程。(1)加工孔的主要技术要求。1)加工 4 个 M8 螺纹底孔的孔。2)孔的位置度公差为 0.1mm 与12 孔同心。3)工件材料为 HT21-40,HB170-241 4)要求生产纲领为(考虑废品及备品率)年产量 6 万件,单班制生产(2)工艺分析 加工该孔时,孔的位置度公差为 0.1mm 根据组合机床用的工艺方法及能达到 这里唯一的主题可就是在这令人窒息的寂寞中一株百合哦确切地说是一株野百合倔犟地生长着固执而充满了活力与希望它的花晶莹纯洁没有尘埃它的叶舒展得像是可以包容下所有纷
10、扰美丽是不甘寂寞的因为这个只能孤芳自赏的地方它没有办法去选择环境只有被风儿随地放生于是它来到这个注定冷清的山谷一切都没有只有身旁那条小溪里自己的影子它看到了自己原来是充满独特的气质波光粼粼中闪着银色的光那花瓣的影子在水中漾着像一颗颗蠢蠢欲动的心渴也用美丽开始了一个同自然的耐力赛没人知道那是一个多么长的时间物换星移海枯石烂昔日的高地变成平原那野百合一觉醒后发现自己站在一学习必备欢迎下载有权势的人有钱财的人普通人弱势群体答案野百合原本生长在一个被人 6.5 o 2.0度确准 置位布均Y?孔 的经济精度,可采用如下的加工方案。一次性加工螺纹底孔,孔径为(3)定位基准及夹紧点的选择 2.1.2 确定组
11、合机床的配置形式和结构方案。(1)被加工零件的加工精度 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,是制造机 床方案的主要依据。离合器压盘加工孔的精度要求不高,可采用钻孔组合机床,工 件各孔间的位置精度为 0.1mm 它的位置精度要求不是很高,安排加工时可以在下 一个安装工位上对所有孔进行最终 Ra3.2u m 的孔。被加工零件图如图 2-1所示。图 2.1 被加工零件图(2)被加工零件的特点 这主要指零件的材料、硬度加工部位的结构形状,工件刚度定位基准面的特点,它们对机床工艺方案制度有着重要的影响。此离合器压盘的材料是 HT21-40 硬度 HB170-241、孔在整个压盘上
12、呈 90 度均度分配,孔的直径为 6.5mm 采用多孔同 这里唯一的主题可就是在这令人窒息的寂寞中一株百合哦确切地说是一株野百合倔犟地生长着固执而充满了活力与希望它的花晶莹纯洁没有尘埃它的叶舒展得像是可以包容下所有纷扰美丽是不甘寂寞的因为这个只能孤芳自赏的地方它没有办法去选择环境只有被风儿随地放生于是它来到这个注定冷清的山谷一切都没有只有身旁那条小溪里自己的影子它看到了自己原来是充满独特的气质波光粼粼中闪着银色的光那花瓣的影子在水中漾着像一颗颗蠢蠢欲动的心渴也用美丽开始了一个同自然的耐力赛没人知道那是一个多么长的时间物换星移海枯石烂昔日的高地变成平原那野百合一觉醒后发现自己站在一学习必备欢迎下
13、载有权势的人有钱财的人普通人弱势群体答案野百合原本生长在一个被人步加工,零件的刚度足够,工件受力不大,振动,及发热变形对工件影响可以不计(3)机床使用条件 2.2 确定切削用量及选择刀具 2.2.1 确定工序间余量 为使加工过程顺利进行并稳定的保证加工精度,必须合理地确定工序余量。生 产中常用查表给出的组合机床对孔加工的工序余量,由于在本钻床上钻孔后重新安 装或在其他多工位机床上加工下道工序,应适当加大余量,以消除转、定位误差的 影响。2.2.2 选择切削用量 确定了在组合机床上完成的工艺内容了,就可以着手选择切削用量了。因为所 设计的组合机床为多轴同步加工在大多数情况下,所选切削用量,根据经
14、验比一般 通用机床单刀加工低 30%左右多轴主轴箱上所有刀具共用一个进给系统,通常为 标准动力滑台,工作时,要求所有刀具的每分钟进给量相同,且等于动力滑台的每 分钟进给量(mm/min 应是适合有刀具的平均值。以满足不同直径的加需要,即:ni fi=n2 f 2=m f i=Vf 式中:n1、n2、ni-各主轴转速(r/min)仁、f、f 各主轴进给量(mm/r)Vf-动力滑台每分钟进给量(mm/mir)由于离合器压盘孔的加工精度、工件材料、工作条件、技术要求都是相同的。按照经济地选择满足加工要求的原则,采用查表的方法查得:钻头直径 D=6.5mm,铸铁 HB17A255、进给量 f=0.1m
15、m/r、切削速度 v=15m/min.2.2.3 确定切削力、切削扭矩、切削功率 根据选定的切削用量(主要指切削速度 v 及进给量 f)确定切削力,作为选择 动力部件(滑台)及夹具设计的依据;确定切削扭矩,用以确定主轴及其它传动件(齿轮,传动轴等)的尺寸;确定切削功率,用以选择主传动电动(一般指动力箱)功率,通过查表计算如下:这里唯一的主题可就是在这令人窒息的寂寞中一株百合哦确切地说是一株野百合倔犟地生长着固执而充满了活力与希望它的花晶莹纯洁没有尘埃它的叶舒展得像是可以包容下所有纷扰美丽是不甘寂寞的因为这个只能孤芳自赏的地方它没有办法去选择环境只有被风儿随地放生于是它来到这个注定冷清的山谷一切
16、都没有只有身旁那条小溪里自己的影子它看到了自己原来是充满独特的气质波光粼粼中闪着银色的光那花瓣的影子在水中漾着像一颗颗蠢蠢欲动的心渴也用美丽开始了一个同自然的耐力赛没人知道那是一个多么长的时间物换星移海枯石烂昔日的高地变成平原那野百合一觉醒后发现自己站在一学习必备欢迎下载有权势的人有钱财的人普通人弱势群体答案野百合原本生长在一个被人1 布氏硬度:HB=HBin丄(HBmax HBnin)3 1=170 1(241 170)3=146.33 切削力:F=26 D f0.8 HB0.6=26 X 6.5 X 0.108 x 146.330.6=535.16 N 切削扭矩:T=10D1.9 f08
17、HB0.6=10 X 6.51.9 X 0.10.8 X 146.330.6=2452.26N mm 切削功率:卩/码彳。D=2452.26 X 15/(9740 X 3.14 X 10)=0.123 kw 式中:H 布氏硬度 F 切削力(N)D -钻头直径(mm f -每转进给量(mm/r)T 切削扭矩(N mm)V 切削速度(m/min)P 切削功率(kw)2.2.4 选择刀具结构 离合器压盘的布氏硬度在 HB170-241,孔径 D 为 6.5mm 刀具的材料选择高速 钢钻头(W18Cr4V,为了使工作可靠、结构简单、刃磨简单,选择标准 6.5 的麻 花钻。孔加工刀具的长度应保证加工终了
18、时刀具螺旋槽尾端与导向套之间有 30 这里唯一的主题可就是在这令人窒息的寂寞中一株百合哦确切地说是一株野百合倔犟地生长着固执而充满了活力与希望它的花晶莹纯洁没有尘埃它的叶舒展得像是可以包容下所有纷扰美丽是不甘寂寞的因为这个只能孤芳自赏的地方它没有办法去选择环境只有被风儿随地放生于是它来到这个注定冷清的山谷一切都没有只有身旁那条小溪里自己的影子它看到了自己原来是充满独特的气质波光粼粼中闪着银色的光那花瓣的影子在水中漾着像一颗颗蠢蠢欲动的心渴也用美丽开始了一个同自然的耐力赛没人知道那是一个多么长的时间物换星移海枯石烂昔日的高地变成平原那野百合一觉醒后发现自己站在一学习必备欢迎下载有权势的人有钱财的
19、人普通人弱势群体答案野百合原本生长在一个被人50mm 的距离,以便排出切屑和刀具磨损后有一定的向前的调整量。2.3 钻孔组合机床总设计“三图一卡”的编制 前面对四轴头多工位同步钻床工艺方案及配置型式、结构方案确定的有关问 题,它是钻床总体设计的重要内容。下面就以钻床加工箱盖总体设计的另一个问题,既总体设计方案的图纸表达形式一一“三图一卡”设计,其内容包括:绘制被加工 零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、编制生产率卡。2.3.1 被加工零件工序图(1)被加工零件工序图的作用及内容 被加工零件工序图是根据选定的工艺方案,表示一台组合机床完成的工艺内容,加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求
20、,加工用的定位基准、夹具部位及 被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或成品状况的图纸,它不 能用用户提供的图纸代替,而是在原零件图基础上,突出本机床的加工的内容,加 上必要的说明绘制成的。离合器压盘用钻孔组合机床的被加工零件工序图如 2.2 所 示。(2)绘制被加工零件工序图的注意事项:1)为了使被加工零件工序图清晰明了,一定要图出被本机床的加工内容。绘 制时,应按一定的比例,选择足够的视图及剖视图,突出加工部位(用粗实线),并把零件轮廓及与机床、夹具设计有关部位(用细实线)表清楚,凡本道工序保的 尺寸、角度等,均应在尺寸数值下方面用粗实线标记。如图 2.2 中 412 加工用
21、定位基准,机械夹压位置及方向,辅助支承均须用规定的符号表示出来。这里唯一的主题可就是在这令人窒息的寂寞中一株百合哦确切地说是一株野百合倔犟地生长着固执而充满了活力与希望它的花晶莹纯洁没有尘埃它的叶舒展得像是可以包容下所有纷扰美丽是不甘寂寞的因为这个只能孤芳自赏的地方它没有办法去选择环境只有被风儿随地放生于是它来到这个注定冷清的山谷一切都没有只有身旁那条小溪里自己的影子它看到了自己原来是充满独特的气质波光粼粼中闪着银色的光那花瓣的影子在水中漾着像一颗颗蠢蠢欲动的心渴也用美丽开始了一个同自然的耐力赛没人知道那是一个多么长的时间物换星移海枯石烂昔日的高地变成平原那野百合一觉醒后发现自己站在一学习必备
22、欢迎下载有权势的人有钱财的人普通人弱势群体答案野百合原本生长在一个被人ZL 口|孔?12位置 T 准确度0.1 多轴箱端面 2)加工部位的位置尺寸应由定位基准注起,为便于加工及检查,尺寸应采用直 角坐标系标出,而不采用极坐标,但有时因所选定位基准与设计基准不重合,则须 对加工部位要求位置尺寸精度进行分析换算。2.3.2 加工示意图 图 2.3 加工示意图附注:1.被加工零件名称及编号:离合器压盘;2.材料及硬度:灰铸铁 HT21-40 JB307-62 HB175255 这里唯一的主题可就是在这令人窒息的寂寞中一株百合哦确切地说是一株野百合倔犟地生长着固执而充满了活力与希望它的花晶莹纯洁没有尘
23、埃它的叶舒展得像是可以包容下所有纷扰美丽是不甘寂寞的因为这个只能孤芳自赏的地方它没有办法去选择环境只有被风儿随地放生于是它来到这个注定冷清的山谷一切都没有只有身旁那条小溪里自己的影子它看到了自己原来是充满独特的气质波光粼粼中闪着银色的光那花瓣的影子在水中漾着像一颗颗蠢蠢欲动的心渴也用美丽开始了一个同自然的耐力赛没人知道那是一个多么长的时间物换星移海枯石烂昔日的高地变成平原那野百合一觉醒后发现自己站在一学习必备欢迎下载有权势的人有钱财的人普通人弱势群体答案野百合原本生长在一个被人(1)加工示意图的作用和内容 加工示意图是被加工零件工艺方案在图样上的反映,表示被加工零件在机床上 的加工过程,刀具的
24、布置以及工件、夹具、刀具的相对位置关系,机床的工作行程 及工作循环等,是刀具、夹具、多轴箱、电气和液压系统设计选择动力部件的主要 依据,是整台组合机床布局形式的原始要求,也是调整机床和刀具所必需的重要文 件。图 2.3 为箱盖上 4 孔立式钻床。加工示意图在图上应标注的内容:1)机床的加工方法,切削用量,工作循环和工作行程。2)工件、夹具、刀具及多轴箱端面之间的距离等。3)主轴的结构类型,尺寸及外伸长度;刀具类型,数量和结构尺寸、接杆、导向装置的结构尺寸;刀具与导向置的配合,刀具、接杆、主轴之间的连接方式,刀具应按加工终了位置绘制。(2)绘制加工示意图之前的有关计算 1)刀具的选择 刀具选择考
25、虑加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生 产率要求等因素。刀具的选择前已述及,此处就不在追述了。2)导向套的选择 在组合机床上加工孔,除用刚性主轴的方案外,工件的尺 寸、位置精度主要取决于夹具导向。因此正确选择导向装置的类型,合理确定其尺 寸、精度,是设计组合机床的重要内容,也是绘制加工示意图时必须解决的内容。导向套的参数 根据刀具的直径选择固定导向装置,如图 2.4 所示:这里唯一的主题可就是在这令人窒息的寂寞中一株百合哦确切地说是一株野百合倔犟地生长着固执而充满了活力与希望它的花晶莹纯洁没有尘埃它的叶舒展得像是可以包容下所有纷扰美丽是不甘寂寞的因为这个只能孤芳自赏的地方它没有办法去选择环
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