組合機(jī)床論文.doc

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第1頁共35頁1引言組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件，對(duì)一種或數(shù)種工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的高效專用機(jī)床。組合機(jī)床能夠?qū)ぜM(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位同時(shí)加工；可完成鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔、攻螺紋、銑削、車孔端面等工序，隨著組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，其工藝范圍日益擴(kuò)大，如：焊接、熱處理、自動(dòng)測量和自動(dòng)裝配、清洗等非切削工序。組合機(jī)床廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的行業(yè)，如：汽車、拖拉機(jī)、電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、閥門、縫紉機(jī)等制造業(yè)。主要加工箱體類零件，如氣缸體、變速箱體、汽缸蓋、閥體等；一些重要零件的關(guān)鍵加工工序，雖然生產(chǎn)批量不大，也采用組合機(jī)床來保證其加工質(zhì)量。目前，組合機(jī)床的研制正向高效、高精度、高自動(dòng)化的柔性化方向發(fā)展。本文根據(jù)工廠需要,設(shè)計(jì)能高效、高精度的進(jìn)行上箱體缸體精鏜孔專機(jī)上的主軸箱。1.1組合機(jī)床的概念組合機(jī)床是一種自動(dòng)化或半自動(dòng)化的機(jī)床。無論是機(jī)械電氣或電氣控制的都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)。半自動(dòng)化的組合機(jī)床，工人只要將工件裝夾好，按一下按鈕，機(jī)床既可自動(dòng)進(jìn)行加工，加工一個(gè)循環(huán)停止。自動(dòng)化的組合機(jī)床，工人只要將零件放到料斗或上料架上，機(jī)床即可連續(xù)不斷地進(jìn)行加工。組合機(jī)床的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件約占70%80%，這些部件是系列化的，可以進(jìn)行成批生產(chǎn)。其余20%30%的專用部件是由被加工零件的形狀、輪廓尺寸、工藝和工序來決定，如夾具、主軸箱、刀具和工具等。1.2組合機(jī)床的發(fā)展歷史1.2.1國外組合機(jī)床的發(fā)展歷史1911年，美國為了加工汽車零件研制了組合機(jī)床。在發(fā)展初期，各機(jī)床制造廠都執(zhí)行自己的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了方便用戶使用和維護(hù)，提高互換性，1953年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機(jī)床制造廠協(xié)定，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，并規(guī)定了部件間聯(lián)系尺寸。1973年ISO公布了第一批組本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第2頁共35頁合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)，使機(jī)床制造標(biāo)準(zhǔn)化做了行業(yè)性的規(guī)定。在剛過去的20世紀(jì)中，對(duì)機(jī)械制造裝備進(jìn)行了多次更新?lián)Q代。50年代為“規(guī)模效益”模式，即少品種大批量生產(chǎn)模式；70年代，是“精益生產(chǎn)”模式，以提高質(zhì)量，減低成本為標(biāo)志，80年代較多的采用數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、柔性制造單元和系統(tǒng)等高技術(shù)的集成機(jī)械制造裝備；90年代，機(jī)械制造裝備普遍具有“柔性化”、“自動(dòng)化”和“精密化”的特點(diǎn)，適應(yīng)多品種小批量和經(jīng)常更新產(chǎn)品的需要。1.2.2國內(nèi)組合機(jī)床的發(fā)展歷史在改革開放以來，我國機(jī)械制造業(yè)迅猛發(fā)展。已經(jīng)具備了成套生產(chǎn)加工各種精密的，高度自動(dòng)化的以及高效率的組合機(jī)床和自動(dòng)生產(chǎn)線，有些機(jī)床甚至已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平?，F(xiàn)在我國已經(jīng)可以研制并生產(chǎn)出六軸五聯(lián)動(dòng)的系統(tǒng)，分辨率可以達(dá)到1微米，適用于復(fù)雜型體的加工。組合機(jī)床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。1.3加工對(duì)象及用途1P65F上箱體缸體粗鏜孔專機(jī)是江蘇林海動(dòng)力機(jī)械集團(tuán)自主研發(fā)的專機(jī)。江蘇林海動(dòng)力機(jī)械集團(tuán)公司先后研制開發(fā)了排量從26ML到520ML的各種類型的二沖程、四沖程汽油機(jī)，臥式、立式、風(fēng)冷、強(qiáng)制風(fēng)冷、水冷、油冷及各種起動(dòng)方式和用途的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)以及各類配套動(dòng)力機(jī)械。主要產(chǎn)品有ATV、CUV等特種車輛；通用發(fā)動(dòng)機(jī)及小型汽油發(fā)電機(jī)組、泵、油鋸、風(fēng)力滅火機(jī)、割灌機(jī)等小動(dòng)力配套機(jī)械；摩托車及摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)等。1P65F上箱體缸體粗鏜孔機(jī)床是林海集團(tuán)為了滿足生產(chǎn)要求，自主研發(fā)的專機(jī)。它用來摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞銷孔的鏜削，生產(chǎn)綱領(lǐng)：單班制5萬臺(tái)。摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞銷孔的鏜削具有下列特點(diǎn):1)孔公差要求嚴(yán)格；2)表面光潔度要求高:3)孔的幾何形狀要求較高；4)生產(chǎn)率較高。本工序一般是在大量生產(chǎn)機(jī)床上進(jìn)行的。通常采用三臺(tái)機(jī)床:一臺(tái)粗鏜孔、一臺(tái)精鏜孔及一臺(tái)切槽。不過,對(duì)于某些情況下的生產(chǎn)來說,分開在三臺(tái)高效率的機(jī)床上加工的投資畢竟是不合算的。所以林海集團(tuán)考慮到大批量生產(chǎn)，研發(fā)了專機(jī)。1P65F上箱體缸體粗鏜孔專機(jī)要求生產(chǎn)單班制年產(chǎn)5萬件零件。屬于大批量生產(chǎn)，在批量生產(chǎn)中為了提高生產(chǎn)率，必須注意縮短加工時(shí)間和輔助時(shí)間，而且盡可能使輔助和加工時(shí)間重合，使每個(gè)工位安裝多個(gè)工件同時(shí)進(jìn)行多刀加工，實(shí)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第3頁共35頁行工序高度集中，因而廣泛采用組合專用機(jī)床。組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件，對(duì)一種或數(shù)種工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的高效專用機(jī)床。專用機(jī)床能夠?qū)ぜM(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位同時(shí)加工；可完成鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔、攻螺紋、銑削、車孔端面等工序，隨著組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，其工藝范圍日益擴(kuò)大，如：焊接、熱處理、自動(dòng)測量和自動(dòng)裝配、清洗等非切削工序。組合機(jī)床是用已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和少量專用部件組成的多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的高效專用機(jī)床，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。專用機(jī)床廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的行業(yè)，如：汽車、拖拉機(jī)、電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、閥門、縫紉機(jī)等制造業(yè)。主要加工箱體類零件，如汽缸體、變速箱體、汽缸蓋、閥體等；一些重要零件的關(guān)鍵加工工序，雖然生產(chǎn)批量不大，也采用組合機(jī)床來保證其加工質(zhì)量。1.4組合機(jī)床的組成組合機(jī)床與一般所指的專用機(jī)床的最大不同點(diǎn)，在于組合機(jī)床是由大量通用部件及少量專用部件所組成。因此，通用部件是組合機(jī)床發(fā)展的一個(gè)很重要的基礎(chǔ)及標(biāo)志。所謂組合機(jī)床通用部件，通常是泛指在組合機(jī)床及其自動(dòng)線的設(shè)計(jì)與使用中，可以相互更換使用的一些專能部件。這些部件是經(jīng)過試制與試驗(yàn)而最后定型的。因此，相對(duì)而言，它的結(jié)構(gòu)較可靠，使用性能是較穩(wěn)定的。同時(shí)還可以組織專業(yè)廠進(jìn)行生產(chǎn)，使用廠可以象買標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備一樣在市場上買到。這樣便可以大大縮短設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造周期，降低設(shè)備的制造成本。通用部件之所以能相互更換使用，這就是由于各種通用部件之間均有著統(tǒng)一的聯(lián)系尺寸標(biāo)準(zhǔn)。在組合機(jī)床的零件總數(shù)中，通用零部件所占有的比重是較大的。一般可達(dá)60-70%，最高者則可達(dá)到90%以上。不僅如此，而且它的種類也是很多種的。大的通用部件可以是個(gè)床身、立柱、動(dòng)力頭、動(dòng)力滑臺(tái)及冷卻系統(tǒng)等，小的通用部件則可以是個(gè)電氣擋鐵、液壓元件（如油缸及單向閥）等。1.5組合機(jī)床通用部件分類1.5.1按在組合機(jī)床中所起作用分（1）動(dòng)力部件例如動(dòng)力頭和動(dòng)力滑臺(tái)等。（2）支承部件例如滑臺(tái)，床身，立柱及中間底座等。（3）輸送部件例如回轉(zhuǎn)分度工作臺(tái)，回轉(zhuǎn)鼓輪，自動(dòng)線工作回轉(zhuǎn)臺(tái)及本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第4頁共35頁零件輸送裝置等。（4）控制部件例如液壓元件，控制板，按鈕臺(tái)及電氣擋鐵等。（5）其他部件例如機(jī)械扳手，氣動(dòng)扳手，排屑裝置及潤滑裝置等。1.5.2按動(dòng)力部件分（1）液壓通用部件優(yōu)點(diǎn)：（a）結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠；（b）進(jìn)給量可無級(jí)調(diào)整（利用節(jié)流挑速器）；（c）過載保護(hù)裝置簡單可靠；（d）容易實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的工作循環(huán)。缺點(diǎn)：（a）進(jìn)給穩(wěn)定性受油溫影響；（b）掌握液壓元件的制造比較慢一些；（c）液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，尋找較困難。（2）機(jī)械通用部件優(yōu)點(diǎn)：（a）進(jìn)給量穩(wěn)定，不受溫度和氣候影響；（b）掌握制造較快；（c）發(fā)生故障，易于尋找及消除。缺點(diǎn)：（a）不采用先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)給量無級(jí)調(diào)整困難；（b）結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，使用電機(jī)較多。（3）氣動(dòng)液壓通用部件。1.5.3按動(dòng)力部件實(shí)現(xiàn)的進(jìn)給方式分（1）箱體移動(dòng)式它是通過動(dòng)力部件沿床身導(dǎo)軌的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的，通常習(xí)慣稱為大型通用部件。（2）套筒移動(dòng)式它是通過主軸套筒的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的，通常習(xí)慣稱為小型通用部件。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第5頁共35頁1.6組合機(jī)床的特點(diǎn)和分類1.6.1鏜床組合機(jī)床的特點(diǎn)鏜床組合機(jī)床主要是用鏜刀在工件上鏜孔的機(jī)床，通常，鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鏜刀或工件的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它的加工精度和表面質(zhì)量要高于鉆床。鏜床是大型箱體零件加工的主要設(shè)備。鏜床系指主要用鏜刀在工件上加工已有預(yù)制孔的機(jī)床。通常，鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鏜刀或工件的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多個(gè)孔的精加工，此外還可以從事與孔精加工有關(guān)的其他加工面的加工。1.6.2鏜床組和機(jī)床的加工特點(diǎn)加工過程中工件不動(dòng)，讓刀具移動(dòng)，將刀具中心對(duì)正孔中心，并使刀具轉(zhuǎn)動(dòng)(主運(yùn)動(dòng))。1.6.3組和機(jī)床鏜床的分類(1)臥式鏜床我是鏜床是鏜床中應(yīng)用最廣泛的一種。它主要是孔加工，鏜孔精度可達(dá)IT7，表面粗糙度Ra值為1.6-0.8um.臥式鏜床的主參數(shù)為主軸直徑。鏜軸水平布置并做軸向進(jìn)給，主軸箱沿前立柱導(dǎo)軌垂直移動(dòng)，工作臺(tái)做縱向或橫向移動(dòng)，進(jìn)行鏜削加工。這種機(jī)床應(yīng)用廣泛且比較經(jīng)濟(jì)，它主要用于箱體(或支架)類零件的孔加工及其與孔有關(guān)的其他加工面加工。(2)坐標(biāo)鏜床坐標(biāo)鏜床是高精度機(jī)床的一種。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有坐標(biāo)位置的精密測量裝置。坐標(biāo)鏜床可分為單柱式坐標(biāo)鏜床、雙柱式坐標(biāo)鏜床和臥式坐標(biāo)鏜床。有精密坐標(biāo)定位裝置的鏜床，它主要用于鏜削尺寸、形狀、特別是位置精度要求較高的孔系，也可用于精密坐標(biāo)測量、樣板劃線、刻度等工作。單柱式坐標(biāo)鏜床：主軸帶動(dòng)刀具作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，主軸套筒沿軸向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，特別適宜加工板狀零件的精密孔，但它的剛性較差，所以這種結(jié)構(gòu)只適用于中小型坐標(biāo)鏜床。雙柱式坐標(biāo)鏜床：主軸上安裝刀具作主運(yùn)動(dòng)，工件安裝在工作臺(tái)上隨工作臺(tái)沿床身導(dǎo)軌作縱向直線移動(dòng)。它的剛性較好，目前大型坐標(biāo)鏜床都采用這種結(jié)構(gòu)。雙柱式坐標(biāo)鏜床的主參數(shù)為工作臺(tái)面寬度。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第6頁共35頁臥式坐標(biāo)鏜床：工作臺(tái)能在水平面內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以由工作臺(tái)縱向移動(dòng)或主軸軸向移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。它的加工精度較高。(3)金剛鏜床特點(diǎn)是以很小的進(jìn)給量和很高的切削速度進(jìn)行加工，因而加工的工件具有較高的尺寸精度（IT6），表面粗糙度可達(dá)到0.2微米。用金剛石或硬質(zhì)合金等刀具，進(jìn)行精密鏜孔的鏜床。(4)深孔鉆鏜床深孔鉆鏜床本身剛性強(qiáng)，精度保持好，主軸轉(zhuǎn)速范圍廣，進(jìn)給系統(tǒng)由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能適應(yīng)各種深孔加工工藝的需要。授油器緊固和工件頂緊采用液壓裝置，儀表顯示、安全可靠?？蛇x擇下列幾種工作形式：1.工件旋轉(zhuǎn)、刀具旋轉(zhuǎn)和往復(fù)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，適用于鉆孔和小直徑鏜孔；2.工件旋轉(zhuǎn)、刀具不旋轉(zhuǎn)只作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，適用于鏜大直徑孔和套料加工；3.工件不旋轉(zhuǎn)、刀具旋轉(zhuǎn)和往復(fù)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，適用于復(fù)雜工件的鉆孔和小直徑的鉆孔和小直徑鏜孔。(5)落地鏜床工件安置在落地工作臺(tái)上，立柱沿床身縱向或橫向運(yùn)動(dòng)。用于加工大型工件。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面、多工位同時(shí)加工，是一種工序集中的高效率機(jī)床。組合機(jī)床加工，刀具是借助于鉆摸板和鏜模架，精加工機(jī)床采用高精度的導(dǎo)向，所以能穩(wěn)定的保證產(chǎn)品質(zhì)量。在本設(shè)計(jì)中我選用了臥式鏜床，因?yàn)楸镜拦ば虻募庸ひ蟛皇呛芨?。臥式鏜床鏜軸水平布置并做軸向進(jìn)給，主軸箱沿前立柱導(dǎo)軌垂直移動(dòng)，工作臺(tái)做縱向或橫向移動(dòng)，進(jìn)行鏜削加工。這樣不但方便加工，而且臥式鏜床還比較便宜。同樣的坐標(biāo)鏜床運(yùn)用于高精度的加工，價(jià)格高，就不選用了。精鋼鏜床特點(diǎn)是以很小的進(jìn)給量和很高的切削速度進(jìn)行加工。本道工序要加工的孔徑很大，而且年產(chǎn)5萬件，屬大批量生產(chǎn)，容不得我選它。深孔鉆鏜床比較適合鏜孔，但一般的企業(yè)可能沒有，為了生產(chǎn)零件而特意建一條生產(chǎn)線，有點(diǎn)過火了。落地鏜床工件安置在落地工作臺(tái)上，立柱沿床身縱向或橫向運(yùn)動(dòng)。用于加工大型工件，我們加工的是摩托車零件，相對(duì)而言還是比較輕巧的，不利于選擇落地鏜床。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第7頁共35頁2本設(shè)計(jì)主要研究內(nèi)容及加工方案的制定本設(shè)計(jì)研究內(nèi)容是：完成1P65F上箱體缸體粗鏜孔專機(jī)主軸箱設(shè)計(jì)2.1原始資料數(shù)據(jù)介紹(1)工件材質(zhì)：ADC12壓鑄鋁(2)工藝內(nèi)容：上箱體要粗鏜一個(gè)孔。要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為單班制年產(chǎn)5萬臺(tái)上箱體的上端一個(gè)62.5的孔，本課題要求鏜64.5的孔。2.2主軸箱的總體設(shè)計(jì)方案零件加工工藝方案將決定組合機(jī)床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。所以，在制定工藝方案時(shí)，必須認(rèn)真分析被加工零件圖，并深入現(xiàn)場了解零件的形狀、大小、材料、硬度、剛性、加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工精度、表面粗糙度，以及現(xiàn)場所采用的定位、夾緊方法、工藝過程、所采用的刀具及切削用量、生產(chǎn)率要求、現(xiàn)場的環(huán)境和條件等等。如條件允許，還應(yīng)廣泛收集國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)材料，制定出合理的工藝方案。指定工藝方案時(shí)，還要考慮下列幾點(diǎn)基本原則：(1)選擇合適、可靠的工藝方案(2)粗、精加工要合理安排(3