畢業(yè)設(shè)計(jì)汽車變速箱初膛兩主軸孔的液壓組合機(jī)床

1、 . PAGE47 / NUMPAGES47本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）汽車變速箱初膛兩主軸孔的液壓組合機(jī)床目 錄摘要51 緒論51.1 機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)的地位與其發(fā)展簡史71.1.1 國組合機(jī)床現(xiàn)狀81.1.2 國外組合機(jī)床現(xiàn)狀101.2 本課題設(shè)計(jì)的目的101.3 設(shè)計(jì)容111.4 設(shè)計(jì)要求112 組合機(jī)床概論122.1 組合機(jī)床的分組成與特點(diǎn)122.2 組合機(jī)床的配置形式122.2.1大型組合機(jī)床的配置形式122.2.2小型組合機(jī)床的配制形式132.3 組合機(jī)床通用部件與其選用132.3.1通用部件的類型與標(biāo)準(zhǔn)132.3.2 常用通用部件142.4 主軸部件162.5 主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置162.5.1

2、動(dòng)力箱162.5.2工作臺(tái)162.6 支承部件173 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)183.1 工藝方案的確定183.1.1 變速箱箱體與工藝特點(diǎn)183.1.2 工件生產(chǎn)方式193.1.3 機(jī)床配置形式的選擇193.2 被加工零件加工工序圖的繪制193.3 被加工零件加工示意圖的繪制203.3.1 刀具選擇213.3.2 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇213.3.3 動(dòng)力頭工作循環(huán)與其行程的確定233.4 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制243.4.1 選擇動(dòng)力部件243.4.2 確定機(jī)床裝料高度253.4.3 確定多軸箱輪廓尺寸253.4.4 機(jī)床分組273.5 計(jì)算并繪制生產(chǎn)率計(jì)算卡274 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)304.1 傳動(dòng)方案的

3、分析304.2 主軸、齒輪、動(dòng)力部件的計(jì)算304.2.1 總傳動(dòng)比的計(jì)算304.2.2 齒輪的計(jì)算314.2.3 各軸直徑的計(jì)算334.3 主軸箱的潤滑354.4 主軸零件的校核364.4.1 齒輪的校核364.4.2 軸5 的強(qiáng)度校核375組合鏜床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)415.1 明確設(shè)計(jì)要求與工作環(huán)境415.2 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)415.3 液壓系統(tǒng)圖擬定425.3.1能源裝置（定量泵或變量泵）的選擇435.3.2“進(jìn)油口節(jié)流”與“出油口節(jié)流”的選擇436致 467參考文獻(xiàn)47摘要：鏜床用來加工直徑較大的孔，能達(dá)到較高的加工精度。本次設(shè)計(jì)的粗鏜組合機(jī)床，不僅可以保證加工精度，還可以提高加工效率。設(shè)計(jì)容

4、“三圖一卡”包括：零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。多軸箱設(shè)計(jì)包括：繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖、主軸直徑和齒輪模數(shù)的確定與動(dòng)力計(jì)算、多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)、繪制多軸箱總圖以與重要部件的強(qiáng)度校核。夾具設(shè)計(jì)包括：工件定位方案和夾緊位置的確定、刀具導(dǎo)向裝置的選擇、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括：夾緊缸參數(shù)的確定。工件定位用一面兩銷定位，夾緊用液壓夾緊，加工精度要靠鏜模保證。關(guān)鍵詞： 三圖一卡 多軸箱 液壓The boring machine used to process larger diameter hole, to achieve higher machining accuracy. The d

5、esign portfolio of fine boring machine, not only to ensure accuracy, but also can improve the processing efficiency. The design of the contents of the three-map of a Card include: process map parts, schematic processing, machine tool size chart link. Multi-axle box design includes: mapping the origi

6、nal basis for the design of multi-axle box diagram, the spindle diameter and gear modulus determination and power calculation, multi-drive axle box design, drawing more than Axlebox an important component of general layout, as well as the intensity of checking. Fixture design include the following:

7、the workpiece positioning and clamping to determine the location, the choice of tool-oriented devices, clamping the design of institutions. Hydraulic system design, including: clamping cylinder parameters. Workpiece positioning with a two pin positioning, clamping hydraulic clamping, machining accur

8、acy to ensure that mainly rely on the boring mode. Keywords： three plans a multi axle box hydraulic pressure1 緒論 1.1 機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)的地位與其發(fā)展簡史現(xiàn)代社會(huì)中，人們?yōu)榱烁咝?、?jīng)濟(jì)地生產(chǎn)各種高質(zhì)量產(chǎn)品，日益廣泛的使用各各種加工金屬零件的設(shè)備，諸如鑄造、鍛造、焊接、沖壓和切削加工的方法來達(dá)到，特別是形狀復(fù)雜、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在機(jī)床上經(jīng)過幾道甚至幾十道切削加工工藝才能完成。因此，機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備。在一般機(jī)械制造廠中，機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工

9、作量，約占機(jī)械制造總工作量的40%60%，機(jī)床的技術(shù)性能直接影響機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量與其制造的經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而決定著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。可以這樣說，如果沒有機(jī)床的發(fā)展，如果不具備今天這樣品種繁多、結(jié)構(gòu)完善和性能精良的各種機(jī)床，現(xiàn)代社會(huì)目前所達(dá)到的高度物質(zhì)文明將是不可想象的。一個(gè)國家要繁榮富強(qiáng)，必須實(shí)現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化，這就需要一個(gè)強(qiáng)大的機(jī)械制造業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備與裝備，即各種機(jī)器、儀器和工具等。然而，一個(gè)現(xiàn)代化的機(jī)械制造業(yè)必須要有一個(gè)現(xiàn)代化的機(jī)床制造業(yè)做后盾。機(jī)床工業(yè)是機(jī)械制造業(yè)的“裝備部”、“總工藝師”，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重大作用。因此，許多國家都十分重視本國

10、機(jī)床工業(yè)的發(fā)展和機(jī)床技術(shù)水平的提高，使本國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建立在堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)上。機(jī)床是人類在長期生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷改進(jìn)生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的，隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而漸趨完善。最原始的機(jī)床是木制的，所有運(yùn)動(dòng)都是由人力或畜力驅(qū)動(dòng)，主要用于加工木料、石料和瓷制品的泥坯，它們實(shí)際上并不是一種完整的機(jī)器。現(xiàn)代意義上的用于加工金屬機(jī)械零件的機(jī)床，是在18世紀(jì)中葉才開始發(fā)展起來的。當(dāng)時(shí)，歐美一些工業(yè)最發(fā)達(dá)的國家，開始了從工場手工業(yè)向資本主義機(jī)器大工業(yè)生產(chǎn)方式過度，需要越來越多的各種機(jī)器，這就推動(dòng)了機(jī)床的迅速發(fā)展。為使蒸汽機(jī)的發(fā)明付諸實(shí)用，1770 年前后創(chuàng)制了鏜削蒸汽機(jī)汽缸孔用的鏜床。1797

11、年發(fā)明了帶有機(jī)動(dòng)刀架的車床，開創(chuàng)了用機(jī)械代替人手控制刀具運(yùn)動(dòng)的先聲，不僅解放了人的雙手，并使機(jī)床的加工精度和工效起了一個(gè)飛躍，初步形成了現(xiàn)代機(jī)床的雛型。續(xù)車床之后，隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，其他各種機(jī)床也陸續(xù)被創(chuàng)制出來。至19世紀(jì)末，車床、鉆床、鏜床、刨床、拉床、銑床、磨床、齒輪加工機(jī)床等基本類型的機(jī)床已先后形成。上世紀(jì)初以來，由于高速鋼和硬質(zhì)合金等新型刀具材料相繼出現(xiàn)，刀具切削性能不斷提高，促使機(jī)床沿著提高主軸轉(zhuǎn)速、加大驅(qū)動(dòng)功率和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度的方向發(fā)展。與此同時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)、齒輪、軸承、電氣和液壓等技術(shù)有了很大的發(fā)展，使機(jī)床的轉(zhuǎn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)和控制等方面也得到相應(yīng)的改進(jìn)，加工精度和生產(chǎn)率顯著提高。此外

12、，為了滿足機(jī)械制造業(yè)日益廣闊的各種使用要求，機(jī)床品種的發(fā)展也與日俱增，例如，各種高效率自動(dòng)化機(jī)床、重型機(jī)床、精密機(jī)床以與適應(yīng)加工特殊形狀和特殊材料需要的特種加工機(jī)床相繼問世。50年代，在綜合應(yīng)用電子技術(shù)、檢測技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、自動(dòng)控制和機(jī)床設(shè)計(jì)等各個(gè)領(lǐng)域最新成就的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)控機(jī)床，使機(jī)床自動(dòng)化進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，與早期發(fā)展的僅適用于大批大量生產(chǎn)的純機(jī)械控制和繼電器接觸器控制的自動(dòng)化相比，它具有很高柔性，即使在單件和小批生產(chǎn)中也能得到經(jīng)濟(jì)的使用。綜觀機(jī)床的發(fā)展史，它總是隨著機(jī)械工業(yè)的擴(kuò)大和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展，并始終圍繞著不斷提高生產(chǎn)效率、加工精度、自動(dòng)化程度和擴(kuò)大產(chǎn)品品種而進(jìn)行的，現(xiàn)代

13、機(jī)床總的趨勢(shì)仍然是繼續(xù)沿著這一方向發(fā)展。我國的機(jī)床工業(yè)是在1949 年新中國成立后才開始建立起來的。解放前，由于長期的封鎖統(tǒng)治和19 世紀(jì)中葉以后帝國主義的侵略和掠奪，我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常落后，既沒有獨(dú)立的機(jī)械制造業(yè)，更談不上機(jī)床制造業(yè)。至解放前夕，全國只有少數(shù)城市的一些規(guī)模很小的機(jī)械廠，制造少量簡單的皮帶車間、牛頭刨床和砂輪等；1949 年全國機(jī)床產(chǎn)量僅1000 多臺(tái)，品種不到10 個(gè)。解放后，黨和人民政府十分重視機(jī)床工業(yè)的發(fā)展。在解放初期的三年經(jīng)濟(jì)恢復(fù)時(shí)期，就把一些原來的機(jī)械修配廠改建為專業(yè)廠；在隨后開始的幾個(gè)五年計(jì)劃期間，又陸續(xù)擴(kuò)建、新建了一系列機(jī)床廠。經(jīng)過50 多年的建設(shè)，我國機(jī)床工業(yè)

14、從無到有，從小到大，現(xiàn)在已經(jīng)成門類比較齊全，具有一定實(shí)力的機(jī)床工業(yè)體系，能生產(chǎn)5000 多種機(jī)床通用品種，數(shù)控機(jī)床1500多種；不僅裝備了國的工業(yè)，而且每年還有一定數(shù)量的機(jī)床出口。我國機(jī)床行業(yè)的發(fā)展是迅速的，成就是巨大的。但由于起步晚、底子薄，與世界先進(jìn)水平相比，還有較大差距。為了適應(yīng)我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的需要，為了提高機(jī)床產(chǎn)品在國際市場上的競爭能力，必須深入開展機(jī)床基礎(chǔ)理論研究，加強(qiáng)工藝試驗(yàn)研究，大力開發(fā)精密、重型和數(shù)控機(jī)床，使我國的機(jī)床工業(yè)盡早躋身于世界先進(jìn)行列。1.1.1 國組合機(jī)床現(xiàn)狀我國加入WTO 以后，制造業(yè)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存、組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)適時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略，采取

15、了積極的應(yīng)對(duì)策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢(shì)頭，截至2005 年4 月份，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)僅組合機(jī)床一項(xiàng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量已達(dá)1000余臺(tái)，產(chǎn)值達(dá)3.9個(gè)億以上，較2004年同比增長了10%以上，另外組合機(jī)床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交費(fèi)值等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有不同程度的增長，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運(yùn)營狀況良好。（1）行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)主要針對(duì)汽車、摩托車、燃機(jī)、農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械、化工機(jī)械、軍工、能源、輕工與家電行業(yè)提供專用設(shè)備，隨著我國加入WTO后與世界機(jī)床進(jìn)一步接軌，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年是企業(yè)生產(chǎn)情況來看

16、，數(shù)控機(jī)床與加工中心的市場需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機(jī)床則有下降趨勢(shì)，中國機(jī)床工具工業(yè)學(xué)會(huì)的機(jī)床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)報(bào)表是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個(gè)全國大型重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)情況看，2003年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床890臺(tái)，產(chǎn)值16187 萬元，生產(chǎn)加工中心148 臺(tái)，產(chǎn)值5770 萬元；2004 年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床985 臺(tái)，產(chǎn)值25838 萬元，生產(chǎn)加工中心159 臺(tái)，產(chǎn)值7099萬元；而2005 年，截至4 月份，數(shù)控機(jī)床、加工中心、產(chǎn)值已接近2003年全年水平，故市場在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。（2）行業(yè)企業(yè)的快速轉(zhuǎn)變“九五”后期，在組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)的50多家組合機(jī)床分會(huì)會(huì)員中

17、，僅有兩家企業(yè)實(shí)行了股份改造，一家企業(yè)退出國有轉(zhuǎn)為民營，其余的都是國有企業(yè)。而從2001至2002 年，不到兩年的時(shí)間，就先后有十幾家企業(yè)實(shí)行股份制改造，一些小廠幾乎全部退出國有轉(zhuǎn)為民營，現(xiàn)在一些國家重點(diǎn)國有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢(shì)不可檔，民營經(jīng)濟(jì)在經(jīng)歷了從被歧視，被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視4個(gè)階段后，煥發(fā)勃勃生機(jī)?！苯M合機(jī)床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營化等多種形式快速發(fā)展。（3）組合機(jī)床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)組合機(jī)床與其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體是綜合自動(dòng)化度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用與工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。我國的傳

18、統(tǒng)的組合機(jī)床與組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型的箱體類和軸類零件（近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔鏜各種形狀槽，以與銑削平面和成型面等。組合機(jī)床的分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷是進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床柔性組合機(jī)床越來越受人們是親昧，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程序控制器（PLC）、數(shù)字控制（NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)

19、動(dòng)系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來越大。由于組合機(jī)床與其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉與到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國組合機(jī)床與其組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國家相對(duì)落后，國所需的一些高水平組合機(jī)床與自動(dòng)線幾乎都從國外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝、研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需要，真正成為

20、剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。 1.1.2 國外組合機(jī)床現(xiàn)狀80 年代以來，國外組合機(jī)床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。組合機(jī)床的加工精度、多品種加工的柔性以與機(jī)床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控。組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：（1）廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù)國外主要的組合機(jī)床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組合機(jī)床通用部件,在組合機(jī)床上不僅一般動(dòng)力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù),而且夾具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的自動(dòng)分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù),從而進(jìn)一步提高了組合機(jī)床的工作可靠性和加工精度。標(biāo)致汽車公司由法國雷諾公司購

21、置的缸蓋加工生產(chǎn)線,就是由三臺(tái)自動(dòng)換箱組合機(jī)床組成的,其全部動(dòng)作均為數(shù)控,包括自動(dòng)上下料的交換工作臺(tái)、環(huán)形主軸箱庫、動(dòng)力部件和夾具的運(yùn)動(dòng),其節(jié)拍時(shí)間為58秒。（2）發(fā)展柔性技術(shù)80 年代以來,國外對(duì)批量生產(chǎn),多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào)、可變、可換措施,使加工裝備具有了一定的柔性。如先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動(dòng)力頭、可換主軸箱等組成的組合機(jī)床;同時(shí)根據(jù)加工中心的發(fā)展,開發(fā)了二坐標(biāo)、三坐標(biāo)模塊化的加工單元,并以此為基礎(chǔ)組成了柔性加工自動(dòng)線（FTL）。這種結(jié)構(gòu)的變化,既可以實(shí)現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏,又可以使機(jī)床配置更加靈活多樣。（3）發(fā)展綜合自動(dòng)化技術(shù)汽車工業(yè)的大發(fā)展,對(duì)自動(dòng)化制造技術(shù)提出了許

22、多新的需求,大批量生產(chǎn)的高效率,要求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機(jī)械加工工序,而且能完成零件從毛坯進(jìn)線到成品下線的全部工序,以與下線后的自動(dòng)碼垛、裝箱等。德國大眾汽車公司KASSEL變速箱廠1987 年投入使用的造價(jià)9000 萬馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線,就是這種綜合自動(dòng)化制造系統(tǒng)的典。該系統(tǒng)由兩條相似對(duì)稱布置的自動(dòng)線組成,三班制工作,每條線日產(chǎn)2000 件,節(jié)拍時(shí)間為40 秒。全線由12 臺(tái)雙面組合機(jī)床、18 臺(tái)三坐標(biāo)加工單元、空架機(jī)器人、線兩端的毛坯庫和三坐標(biāo)測量機(jī)組成,可實(shí)現(xiàn)3 種零件的加工。空架機(jī)器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗(yàn)、檢測

23、、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家,進(jìn)一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。（4）進(jìn)一步提高工序集中程度國外為了減少機(jī)床數(shù)量,節(jié)省占地面積,對(duì)組合機(jī)床這種工序集中程度高的產(chǎn)品,繼續(xù)采取各種措施,進(jìn)一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺(tái)、多坐標(biāo)通用部件、移動(dòng)主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機(jī)床或在夾具部位設(shè)置刀庫,通過換刀加工實(shí)現(xiàn)工序集中,從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能,獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。1.2 本課題設(shè)計(jì)的目的變速箱是汽車上的重要組成部分，本設(shè)計(jì)的主要容是設(shè)計(jì)一臺(tái)粗鏜變速箱體兩主軸孔的液壓組合機(jī)床。對(duì)于變速箱體這樣大批量生產(chǎn)的部件，如果采用通用機(jī)床進(jìn)行加工，則需要在幾臺(tái)機(jī)床上加工才能完成，這樣不僅會(huì)延長加工時(shí)間

24、，而且由于中途要上、下工件，重新定位、夾緊等工序，會(huì)導(dǎo)致加工質(zhì)量降低，故決定采用組合機(jī)床加工。在組合機(jī)床上，工件只需一次定位與夾緊，當(dāng)在一個(gè)工位上完成該工序的加工容后，工件隨自動(dòng)生產(chǎn)線移到另一工位，再在該工位上繼續(xù)加工，待所有加工工序容完成后，再將工件從工作臺(tái)上取下來，整個(gè)加工容就完成了。組合機(jī)床是通用部件和專用部件的結(jié)合體，通用部件已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，專用部件要滿足被加工零件的形狀與加工工藝要求。組合機(jī)床是按工序高度集中原則設(shè)計(jì)的，即在一臺(tái)機(jī)床上可以同時(shí)完成不同工序的加工，用許多刀具同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行切削，機(jī)床的輔助動(dòng)作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)效率高。1.3 設(shè)計(jì)容（1）運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的

25、被加工零件，確定機(jī)床的切削用量，通過分析比較擬定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，確定傳動(dòng)副的傳動(dòng)比與齒輪的齒數(shù)，并計(jì)算主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)誤差。（2）動(dòng)力設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的工件，初算傳動(dòng)軸的直徑、齒輪的模數(shù)；確定動(dòng)力箱；計(jì)算多軸箱尺寸與設(shè)計(jì)傳動(dòng)路線。完成裝配草圖后，要驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑，齒輪模數(shù)否在允許圍，還要驗(yàn)算主軸主件的靜剛度。（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 進(jìn)行主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)軸系、變速機(jī)構(gòu)、主軸主件、箱體、潤滑與密封等的布置和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。即繪制裝配圖和零件工作圖。（4）控制設(shè)計(jì) 完成組合鏜床的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（5）編寫設(shè)計(jì)說明書1.4 設(shè)計(jì)要求評(píng)價(jià)機(jī)床性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來判定的。技術(shù)先進(jìn)合理，亦即“質(zhì)

26、優(yōu)價(jià)廉”才會(huì)受到用戶的歡迎，在國和國際市場上才有競爭力。機(jī)床設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以從滿足性能要求、經(jīng)濟(jì)效益和人機(jī)關(guān)系等方面進(jìn)行分析。1.5 本課題設(shè)計(jì)意義通過組合機(jī)床設(shè)計(jì)，可以全面考察大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，包括機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓與氣壓傳動(dòng)；了解組合機(jī)床和專用機(jī)床的區(qū)別與其應(yīng)用領(lǐng)域；提高學(xué)生的機(jī)構(gòu)分析與綜合應(yīng)用能力，掌握實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化的設(shè)計(jì)方法。通過這一環(huán)節(jié)要求達(dá)到：1 通過設(shè)計(jì)，把有關(guān)課程（機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓與氣壓傳動(dòng)、機(jī)電傳動(dòng)控制、控制工程基礎(chǔ)、測試技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)）中所獲得的理論知識(shí)在實(shí)際中綜合起來加以運(yùn)用，使這些知識(shí)得到鞏固和發(fā)展，并使理論知識(shí)和生產(chǎn)密切的

27、結(jié)合起來。2 通過設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的機(jī)械整機(jī)設(shè)計(jì)的能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思路，掌握機(jī)電一體化機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，為自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。2 組合機(jī)床概論2.1 組合機(jī)床的分組成與特點(diǎn)目前，組合機(jī)床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。平面加工包括銑平面、車平面；孔加工包括鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔以與倒角、切槽、攻螺紋、滾壓孔等。隨著綜合自動(dòng)化的發(fā)展，其工藝圍正在擴(kuò)大到車外圓，行星銑削、拉削、推削、磨削、珩磨與拋光、沖壓等工序。此外，還可以完成焊接、熱處理，自動(dòng)裝配和檢測、清洗和零件分類與打印等非切削工作。組合機(jī)床在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、儀器儀表、軍工與自行車等輕工業(yè)大批大量生產(chǎn)中已經(jīng)

28、獲得廣泛的應(yīng)用，一些小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機(jī)床、機(jī)車、工程機(jī)械等制造業(yè)中也已廣泛應(yīng)用。組合機(jī)床最適合，如汽缸蓋、汽缸體、變速箱體、電機(jī)座與儀表殼等零；也可用來完成軸套類、輪盤類、叉架類和蓋板類零件的部分或全部工序的加工。2.2 組合機(jī)床的配置形式組合機(jī)床的通用部件分為大型和小型兩大類。用大型通用部件組成的機(jī)床稱為大型組合機(jī)床。用小型通用部件組成的機(jī)床稱為小型組合機(jī)床。大型和小型組合機(jī)床在配置形式上有較大的差別。2.2.1大型組合機(jī)床的配置形式大型組合機(jī)床的配置的配置形式分為單工位和多工位兩大類，而每類中有多種配置形式。按照工序集中程度不同和不同批量生產(chǎn)的需要還有其它幾種配置形式：1）工序高度集中

29、的組合機(jī)床在基本配置的型式的基礎(chǔ)上，增設(shè)動(dòng)力部件來加工的更多表面。其型式根據(jù)工件的特定情況配置。2）用于大批大量生產(chǎn)的組合機(jī)床為了提高生產(chǎn)率，除縮短加工時(shí)間和輔助時(shí)間，盡量使輔助時(shí)間和加工時(shí)間重合外，還可考慮在每個(gè)工位上安裝幾個(gè)工件同時(shí)進(jìn)行加工，或在一個(gè)工作臺(tái)上設(shè)置幾套夾具，對(duì)工件進(jìn)行多道工序加工。3）轉(zhuǎn)塔式與轉(zhuǎn)塔動(dòng)力箱組合機(jī)床有單軸和多軸兩種，并有通用化和系列化標(biāo)準(zhǔn)。通過帶有各種工藝性能的單軸（或多軸）轉(zhuǎn)塔頭或轉(zhuǎn)塔動(dòng)力箱轉(zhuǎn)位，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加工。單軸轉(zhuǎn)塔主軸設(shè)置在轉(zhuǎn)塔體上，工位數(shù)有48個(gè)或更多，轉(zhuǎn)塔可布置成臥式和立式；多軸轉(zhuǎn)塔主軸則設(shè)置在多軸箱（或單軸主軸箱）上，工位數(shù)有3、4、6個(gè)，可以完成

30、對(duì)工件一個(gè)面上的主要加工。轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床可以完成一個(gè)工件的多工序加工，并可減少機(jī)床的臺(tái)數(shù)和占地面積，由于轉(zhuǎn)塔各工位主軸順序加工，避免了各工位間切削振動(dòng)的相互干擾，加工精度較高，但切削時(shí)間疊加，而且切削時(shí)間和輔助時(shí)間不重合，機(jī)床生產(chǎn)率低，適宜于中小批量生產(chǎn)場合。除上述各種配置形式外，還采用可調(diào)式組合機(jī)床，以適應(yīng)各種工件的輪番生產(chǎn)；采用自動(dòng)換刀式和自動(dòng)更換主軸箱式組合機(jī)床，以適應(yīng)孔數(shù)較多、外形較復(fù)雜的工件的加工。采用工件在機(jī)床上多次安裝和多工位回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或移動(dòng)工作臺(tái)相結(jié)合的方式的組合機(jī)床，使每一臺(tái)組合機(jī)床能對(duì)工件進(jìn)行多次加工；還可以采用將若干種加工工藝相近似的工件合并加工的成組加工組合機(jī)床，以增大

31、批量生產(chǎn)的能力。2.2.2小型組合機(jī)床的配制形式小型組合機(jī)床也是由大量通用部件組成，其配置特點(diǎn)：常用兩個(gè)以上具有主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的小型動(dòng)力頭分散布置、組合加工。動(dòng)力頭有套筒式、滑臺(tái)式,其橫向尺寸小，配置靈活性大，操作使用方便，易于調(diào)整和改裝。小型組合機(jī)床分單工位和多工位兩類。目前在生產(chǎn)中使用較多的是各種多工位小型機(jī)床，其中最常用的是回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式小型組合機(jī)床。組合機(jī)床的配置形式是多種多種多樣的，同一零件的加工可采用幾種不同的配置方案。在確定組合機(jī)床的配置方案時(shí)應(yīng)對(duì)幾個(gè)可行的方案進(jìn)行綜合分析，從機(jī)床負(fù)荷率、能達(dá)到的加工精度、使用和排屑的方便性、機(jī)床部件的通用化程度、占地面積等方面作比較，選擇合理的

32、機(jī)床總體布局方案。2.3 組合機(jī)床通用部件與其選用2.3.1通用部件的類型與標(biāo)準(zhǔn)通用部件按功能通常分為五大類。1）動(dòng)力部件動(dòng)力部件是用來傳遞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)工作運(yùn)動(dòng)的部件。它為刀具提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，是組合機(jī)床與其自動(dòng)線的主要通用部件。包括動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng)力箱、具有各種工藝性能的動(dòng)力頭等。2）支承部件支承部件是用于安裝動(dòng)力部件、輸送部件的通用部件。它包括側(cè)底座、中間底座、立柱、立柱底座、支架等。它是組合機(jī)床的基礎(chǔ)部件，機(jī)床上的各部件之間相對(duì)位置精度、機(jī)床的剛度等主要靠它來保證。3）輸送部件輸送部件是具有定位和夾緊裝置、用于安裝工件并運(yùn)送到預(yù)定工位的通用部件。它包括回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、移動(dòng)工作臺(tái)和回轉(zhuǎn)輪轂等。通

33、常具有較高的定位精度。4）控制部件控制部件用來控制具有運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的各個(gè)部件，以保證實(shí)現(xiàn)組合機(jī)床工作循環(huán)。它包括可編程序控制器（PLC）、液壓傳動(dòng)裝置、分級(jí)進(jìn)給機(jī)構(gòu)、自動(dòng)檢測裝置與操縱臺(tái)電柜等。5）輔助部件輔助部件包括定位、夾緊、潤滑、冷卻、排屑以與自動(dòng)線的清洗機(jī)等各種輔助裝置。2.3.2 常用通用部件一、動(dòng)力滑臺(tái)動(dòng)力滑臺(tái)是由滑座、滑鞍和驅(qū)動(dòng)裝置等組成、實(shí)現(xiàn)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。根據(jù)被加工零件的工藝要求，在滑鞍上安裝動(dòng)力箱（用以配多軸箱）或切削頭（如鉆削頭、鏜削頭、銑削頭、攻螺紋頭等主軸部件配以傳動(dòng)裝置），可以完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔、倒角、刮端面、銑削與攻螺紋等工序；臺(tái)面320 毫米以下的滑臺(tái)配有

34、分級(jí)進(jìn)給裝置，可完成深孔加工。此外，滑臺(tái)還可以當(dāng)移動(dòng)工作臺(tái)用，裝上檢測裝置也可完成自動(dòng)檢測等工序?；_(tái)本身可以安裝在側(cè)底座上、立柱上或傾斜的底座上，以便配置成臥式、立式或傾斜式等形式的組合機(jī)床。根據(jù)驅(qū)動(dòng)和控制方式不同，滑臺(tái)可分為液壓滑臺(tái)、機(jī)械滑臺(tái)和數(shù)控滑臺(tái)三種類型。二、液壓滑臺(tái)1液壓滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)液壓滑臺(tái)和液壓傳動(dòng)裝置是兩個(gè)分離的獨(dú)立部件?；_(tái)上裝有液壓缸。液壓缸固定在滑座上，活塞桿通過支架與滑鞍連接。工作時(shí)，液壓傳動(dòng)裝置的壓力油通過活塞桿帶動(dòng)滑鞍沿滑座頂面的導(dǎo)軌移動(dòng)。液壓滑臺(tái)的特點(diǎn)是：1）采用雙矩形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)形式，以單導(dǎo)軌兩側(cè)面導(dǎo)向，導(dǎo)向的長寬比較大，導(dǎo)向性好。2）滑座體為箱形框架結(jié)構(gòu)，滑座底面中

35、間增加了結(jié)合面，結(jié)構(gòu)剛度高。3）導(dǎo)軌淬火，硬度高，使用壽面長（A型鑄鐵導(dǎo)軌：G42-48，B型鑲鋼剛導(dǎo)軌：G42-480）。4）液壓剛活塞和后蓋上分別裝有雙向單向閥和緩沖裝置，可減輕滑臺(tái)換向和退至終點(diǎn)時(shí)的沖擊。2液壓滑臺(tái)的典型工作循環(huán)與應(yīng)用液壓滑臺(tái)與其附屬部件配套，通過電氣、液壓聯(lián)合控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)。采用不同的液壓、電氣系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)不同的工作循環(huán)。根據(jù)選用的液壓傳動(dòng)裝置不同，液壓滑臺(tái)根據(jù)進(jìn)給形式不同可以分為多種類型。如一次工作進(jìn)給，二次工作進(jìn)給，超越進(jìn)給，反向進(jìn)給，分級(jí)進(jìn)給。三、機(jī)械滑臺(tái)機(jī)械滑臺(tái)有1HJ、1H、1HJc三個(gè)系列。其中前兩個(gè)系列都有普通級(jí)、精密級(jí)兩個(gè)精度等級(jí)，其剛度高、變形小、進(jìn)

36、給穩(wěn)定性高，通常用于粗加工或半精加工；而第三個(gè)系列為高精度級(jí)機(jī)械滑臺(tái)，適用于精加工。1機(jī)械滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)機(jī)械滑臺(tái)由滑座、滑鞍、絲杠螺母副與傳動(dòng)裝置組成。其中滑鞍、滑座部分的結(jié)構(gòu)與液壓滑臺(tái)基本一樣。1HJ系列機(jī)械滑臺(tái)采用滾珠絲杠傳動(dòng)，1H系列機(jī)械滑臺(tái)采用普通絲杠傳動(dòng)。這兩個(gè)系列機(jī)械滑臺(tái)均采用雙矩形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)、單導(dǎo)軌兩側(cè)面導(dǎo)向形式；1HJc系列機(jī)械滑臺(tái)采用滾珠絲杠傳動(dòng)、三矩形導(dǎo)軌導(dǎo)向與塑料導(dǎo)軌板，具有精度保持性好、導(dǎo)向約束性好與動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)點(diǎn)。三個(gè)系列滑臺(tái)都有優(yōu)質(zhì)鑄鐵導(dǎo)軌或鑲剛導(dǎo)軌、左行或右行導(dǎo)軌形式，均采用雙封閉結(jié)構(gòu)形。機(jī)械滑臺(tái)的典型工作循環(huán)與應(yīng)用機(jī)械滑臺(tái)工作原理是滑板在床身上做縱向運(yùn)動(dòng)，因其絲杠傳

37、動(dòng)，再加上變速箱的作用?？色@得快慢等多種運(yùn)行速度。 機(jī)械滑臺(tái)用以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，可臥式也可立式使用，在機(jī)械滑臺(tái)上安裝動(dòng)力箱（裝上多軸箱）鉆削頭、鏜削頭、銑削頭、鏜孔車端面頭等各種部件，用以完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、锪窩、刮端面、倒角、車端面、銑削與攻絲等工序，亦可在其上安裝工件組成輸送運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)。 2.4 主軸部件主軸部件又稱單軸頭或工藝切削頭，其端部安裝刀具，尾部連接傳動(dòng)裝置，即可進(jìn)行切削。如進(jìn)行銑削、鏜削、鉆削與攻螺紋等單軸加工工序。每種主軸部件均采用剛性主軸結(jié)構(gòu)。在加工時(shí)，刀具一般不要導(dǎo)向裝置，加工精度主要由主軸部件本身與滑臺(tái)的精度來保證。主軸部件與相應(yīng)規(guī)格的主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置配套使用。主軸部

38、件配上傳動(dòng)裝置安裝在動(dòng)力滑臺(tái)上。2.5 主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置主要有兩大類:一類與通用主軸配套使用的主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置另一類為與多軸箱相配的動(dòng)力箱。1NG系列傳動(dòng)裝置聯(lián)系尺寸圖3557-83標(biāo)準(zhǔn)。NG系列主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置的用途與配置型式1NG系列傳動(dòng)裝置是通用主軸部件必不可少的配套部件,它是使刀具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。1NG系列傳動(dòng)裝置是根據(jù)“跨系列通用”原則設(shè)計(jì)的“跨系列傳動(dòng)裝置”，即每一種傳動(dòng)裝置均可與同規(guī)格的五個(gè)系列的六種主軸部件(系指銑削頭、鏜削頭與鏜孔端面頭、鉆削頭、攻螺紋頭和可調(diào)鉆孔與攻螺紋頭等六種)配套使用。2.5.1動(dòng)力箱動(dòng)力箱是將電機(jī)的動(dòng)力傳遞給多軸箱、并使刀具做旋轉(zhuǎn)

39、運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。它與多軸箱配套使用。根據(jù)配套電機(jī)的型號(hào)不同，同一規(guī)格的多軸箱又分為多種型式。2.5.2工作臺(tái)各種臺(tái)是多工位組合機(jī)床的輸送部件，它用來將被加工工件從一個(gè)工位轉(zhuǎn)換到另一各工位。工作臺(tái)按運(yùn)動(dòng)方式的不同分為分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和多工位移動(dòng)工作臺(tái)；按傳動(dòng)方式的不同分為機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)等多種類型。1 液壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的用途液壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是用于安裝多個(gè)夾具和工件，繞垂直軸線分度回轉(zhuǎn)間隙輸送工件的輸送部件，它用來配置回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式多工位組合機(jī)床。在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的臺(tái)面上安裝與工位數(shù)數(shù)量一樣的裝夾工件的夾具，依靠工作臺(tái)的分度回轉(zhuǎn)，將被加工工件進(jìn)行換位采用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的組合機(jī)床可以完成多種加工工序。中

40、小型零件可在該機(jī)床上完成全部加工工序，一臺(tái)機(jī)床相當(dāng)于一條圓形自動(dòng)線，機(jī)床的生產(chǎn)率高，占地面積小，其結(jié)構(gòu)比自動(dòng)線簡單。因此回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是組成高效多工位組合機(jī)床的重要部件。2多工位移動(dòng)工作臺(tái)多工位移動(dòng)工作臺(tái)是用于安裝夾具和工件，并將其直線送到預(yù)定工位的輸送部件。實(shí)際上就是滑臺(tái)，它不僅具有按要求位置移動(dòng)和準(zhǔn)確定位的功能，并在準(zhǔn)確定位后能將工作臺(tái)牢固夾緊，以防止因切削力的作用使工作臺(tái)的位置發(fā)生變化，而還具有普通滑臺(tái)的移動(dòng)功能，但其進(jìn)給力略低于同規(guī)格的滑臺(tái)。因此，這種滑臺(tái)主要用于移送工件并更換工件的加工位置，也可用于完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。2.6 支承部件組合機(jī)床的支承部件往往是通用和專用兩部分的組合。例如：臥式機(jī)

41、床的床身由通用的側(cè)底座和專用的中間底座組合而成；立式機(jī)床的床身則由立柱與立柱底座組合而成。此種組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好；安裝和運(yùn)輸較方便，其缺點(diǎn)是削弱了床身的整體剛性。中間底座其頂面安裝夾具輸送部件，側(cè)面可與側(cè)底座或立柱底座相連接，并通過端面鍵或定位銷定位。根據(jù)機(jī)床的配置形式不同，中間側(cè)底座有多種形式，如雙面臥式組合機(jī)床的中間底座，兩側(cè)面都安裝側(cè)底座；三面臥式組合機(jī)床的中間側(cè)底座為三面安裝側(cè)底座；立式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)組合機(jī)床，除安裝立柱外，還需安裝回轉(zhuǎn)工作臺(tái)?？傊?，中間側(cè)底座的結(jié)構(gòu)，尺寸需根據(jù)工件的大小、形式以與組合機(jī)床的配置形式等來確定。因此，中間底座一般按專用部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，但為了不致使

42、組合機(jī)床的外廓尺寸過分繁多，中間側(cè)底座的主要尺寸應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)機(jī)床總體設(shè)計(jì)包括工藝方案的確定，動(dòng)力部件的選擇，確定機(jī)床的裝載高度，確定機(jī)床中間底座的尺寸，選擇多軸箱箱體輪廓尺寸，制訂生產(chǎn)力計(jì)算卡等幾個(gè)方面。3.1 工藝方案的確定工藝方案的擬定是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步，很大程度上決定了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。組合鏜床用于粗鏜汽車變速箱前后端面軸承孔，并且要達(dá)到其加工精度。為了滿足其加工精度的要求，我們首先要對(duì)加工的零件做工藝方案的分析，制定組合機(jī)床工藝方案。3.1.1 變速箱箱體與工藝特點(diǎn)變速箱是汽車的基礎(chǔ)零件之一，它把變速箱中的軸和齒輪等有關(guān)零件和機(jī)構(gòu)聯(lián)接為一整

43、體，使這些零件和機(jī)構(gòu)保持正確的相對(duì)位置，以便其上各個(gè)機(jī)構(gòu)和零件能正確、協(xié)調(diào)一致地工作。變速箱體的加工質(zhì)量直接影響變速器的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響汽車的使用性能和壽命。一、主要技術(shù)要點(diǎn)變速箱體屬平面型（非回轉(zhuǎn)體型）薄壁殼體零件，尺寸較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其前后端面軸承孔的主要技術(shù)要求如下：1、孔的尺寸精度與幾何形狀精度前后端面軸承孔是用來安裝滾動(dòng)軸承的，其孔徑公差精度等級(jí)為IT7。2、端面對(duì)孔中心線的全跳動(dòng)與圓跳動(dòng)變速箱體的前端面是變速箱的安裝基準(zhǔn)，變速箱的輸出軸與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸聯(lián)接，因此，對(duì)端面的要求較高，零件圖上標(biāo)注的端面全跳動(dòng)為0.08mm。后端面僅安裝軸套蓋，其端面圓跳動(dòng)公差為0.1mm。要加工表面的

44、粗糙度變速箱體前后端面軸承孔表面粗糙度為Ra 6.3um。變速箱體的材料和毛坯該變速箱體的材料為HT200。工件硬度：HB 170220 HB。3.1.2 工件生產(chǎn)方式一、工藝基面的分析1、采用“一面兩孔”定位方法，選擇頂面G面為工藝基面。2、夾緊面則為底面。二、加工工藝的分析切削深度：5mm加工精度：IT7 級(jí)工作行程：100mm加工長度：16mm切削轉(zhuǎn)速：見加工工序圖刀具選擇：復(fù)合鏜刀復(fù)合鏜刀的刀片和刀體上均加工有齒紋，刀具磨損后可卸下刀片跳齒安裝于刀體上，再進(jìn)行刃磨，因而刀具壽命長。3.1.3 機(jī)床配置形式的選擇粗鏜汽車變速箱體前后端面軸承孔，因此采用兩面同時(shí)加工，如果機(jī)床采用立式結(jié)構(gòu)，

45、則機(jī)床豎直方向的尺寸很大，這樣會(huì)給機(jī)床的安裝、調(diào)整和維修帶來不便，故采用臥式結(jié)構(gòu)。其機(jī)床示意圖如下：圖3-1：機(jī)床示意圖3.2 被加工零件加工工序圖的繪制被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺(tái)機(jī)床上或一條自動(dòng)線上完成的工藝容，加工部位的尺寸與精度、技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)。夾壓部位、以與被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前毛坯情況的圖紙。被加工零件工序圖應(yīng)包含以下容：1 ）在圖紙上應(yīng)該表現(xiàn)出加工零件的形狀，尤其是要設(shè)置中間導(dǎo)向時(shí)，應(yīng)表示出工件部筋的布置和尺寸，以便檢查工件裝進(jìn)夾具是否相碰，以與刀具通過的可能性；2 ）在圖紙上應(yīng)該表示出加工用基面和夾壓的方向和位置，以便依此進(jìn)行夾具的

46、支承、定位與夾壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；3） 在圖紙上應(yīng)表示出加工表面的尺寸、精度、光潔度、位置尺寸與精度和技術(shù)要求；4 ）圖中還應(yīng)該注明被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度以與被加工部位的余量。圖4-2：被加工零件工序圖3.3 被加工零件加工示意圖的繪制加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的，是表達(dá)工藝方案具體容的機(jī)床工藝方案圖。它包括的容有：1） 機(jī)床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程；2） 工件、刀具與導(dǎo)向、托架與多軸箱之間的相對(duì)位置與其聯(lián)系尺寸；3） 主軸結(jié)構(gòu)類型、尺寸與外伸長度；4） 刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸；5） 鏜桿、浮動(dòng)卡頭與導(dǎo)向裝置等結(jié)構(gòu)尺寸；6） 打偶、接桿、主

47、軸之間的連接方式與配合尺寸等。3.3.1 刀具選擇正確的選擇刀具結(jié)構(gòu)，對(duì)保證組合機(jī)床正常工作極為重要。組合機(jī)床大多采用裝在鏜桿上的硬質(zhì)合金鏜刀頭進(jìn)行鏜孔。鏜桿直徑和鏜刀頭截面尺寸一般可根據(jù)鏜孔直徑選取。3.3.2 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇設(shè)計(jì)鏜模時(shí)，除了定位、夾緊裝置外，主要考慮與鏜刀密切相關(guān)的刀具導(dǎo)向裝置的合理選用（鏜套、鏜桿）。鏜套用于引導(dǎo)鏜桿。鏜套的結(jié)構(gòu)形式和精度直接影響被加工孔的精度。常用的鏜套有以下兩類。固定式鏜套在鏜孔過程中不隨鏜桿轉(zhuǎn)動(dòng)的鏜套。標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的固定式鏜套，與快換鉆套結(jié)構(gòu)相似。如圖所示：圖3-3：固定式鏜套A型不帶油杯和油槽，鏜桿上開油槽；B 型則帶油杯和油槽，使鏜桿和鏜套之間能充分

48、潤滑這類鏜套結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸??；制造簡單；位置精度高；但鏜套易于磨損?；剞D(zhuǎn)式鏜套，如下圖所示：圖3-4：回轉(zhuǎn)式鏜套在鏜孔過程中鏜套隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，鏜桿與鏜套之間只有相對(duì)移動(dòng)而無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，減少鏜套磨損，不會(huì)因摩擦發(fā)熱出現(xiàn)“卡死”現(xiàn)象。這類鏜套適用于高速鏜孔。圖為滑動(dòng)軸承外滾式回轉(zhuǎn)鏜套，鏜套1 可在滑動(dòng)軸承2 回轉(zhuǎn)，鏜模支架3 上設(shè)置油杯，經(jīng)油孔將潤滑油送到回轉(zhuǎn)副，使其充分潤滑。鏜套中間開有鍵槽，鏜桿上的鍵通過鍵槽帶動(dòng)鏜套回轉(zhuǎn)。這種鏜套的徑向尺寸較小，適用于孔中心距較小的孔系加工，且轉(zhuǎn)精度高，減振性好，承載能力大，但需要充分潤滑。常用于精加工。當(dāng)高速鏜孔或鏜桿直徑較大、線速度超過20 米/分時(shí)，

49、一般采用回轉(zhuǎn)鏜套。根據(jù)回轉(zhuǎn)部分安裝的位置不同，可分為“滾式”和“外滾式”兩種。滾式鏜套是把回轉(zhuǎn)部分安裝在鏜桿上，并且成為整個(gè)鏜桿的一部分。外滾式鏜套是將回轉(zhuǎn)部分安裝在導(dǎo)向支架上。分析本工序應(yīng)采用回轉(zhuǎn)式鏜套較為合理，且采用滾式回轉(zhuǎn)鏜套。如下圖：圖3-5：滾式回轉(zhuǎn)鏜套3.3.3 動(dòng)力頭工作循環(huán)與其行程的確定一、工作進(jìn)給長度的確定切入長度510 取 1 L 10 切出長度510 取 2 L 10 加工部位長度17 工作進(jìn)給長度10171037 二、快速引進(jìn)長度的確定快速引進(jìn)長度取43 。三、快速退回長度的確定快速退回長度快速引進(jìn)長度工作進(jìn)給長度374380四、動(dòng)力部件總行程的確定動(dòng)力部件的總行程為快

50、退行程與前后備量之和。前備量取50 ；后備量取500 ；總行程80505006303.4 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是決定各部件的輪廓尺寸與相互間聯(lián)系關(guān)系的，是展開各專用部件設(shè)計(jì)和確定機(jī)床最大戰(zhàn)地面積的指導(dǎo)圖紙。機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是在被加工零件工序圖、加工示意圖之后，根據(jù)初步選定的主要通用部件(動(dòng)力部件與其滑座、床身等)，以與確定的專用部件的結(jié)構(gòu)原理而繪制的。機(jī)床尺寸聯(lián)系圖表示的容：1）表明機(jī)床的配置類型和總布局。2）完整齊全的反應(yīng)各部件之間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)極限位置與各滑臺(tái)工作循環(huán)總的工作行程和前后行程備量尺寸。3）標(biāo)注主要通用部件的規(guī)格代號(hào)

51、和發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功率與轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機(jī)床分組編號(hào)與組件名稱。4）標(biāo)明機(jī)床驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與安裝規(guī)程。3.4.1 選擇動(dòng)力部件動(dòng)力部件的選擇主要是確定動(dòng)力箱和動(dòng)力滑臺(tái)。1.由概論部分介紹機(jī)床通用部件知道，滑臺(tái)機(jī)械式和液壓式動(dòng)力滑臺(tái)根據(jù)以上計(jì)算和兩種滑臺(tái)性能與使用的廣泛性，查閱組合機(jī)床設(shè)計(jì)這里選用1HY40液壓滑臺(tái)。1HY40液壓滑臺(tái)主要技術(shù)性能如表：表 3-1型號(hào)臺(tái)面寬度/mm臺(tái)面長度/mm行程/mm最大進(jìn)給力/N工進(jìn)速度/（mm/min）快速移動(dòng)速度（mm/min）液壓1HY404008006302000012.550082.根據(jù)計(jì)算功率和主軸轉(zhuǎn)速查閱組合機(jī)床設(shè)計(jì)資料，電機(jī)型號(hào)與動(dòng)力箱選擇下面系列：圖3

52、-6：1TD40系列動(dòng)力箱表3-2型號(hào)型式電動(dòng)機(jī)型號(hào)電動(dòng)機(jī)功率（kw）L3(mm)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）輸出軸轉(zhuǎn)速（r/min）1TD40Y132M1-64.04359604801TD40Y132M2-65.5435960480注：L3 電動(dòng)機(jī)安裝端面至罩殼后面間的軸向長度。3.4.2 確定機(jī)床裝料高度裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離.在確定機(jī)床裝料高度時(shí),首先考慮工人的操作方便性;對(duì)于流水線要考慮車間運(yùn)送工件的軌道高度;對(duì)于自動(dòng)線要考慮中間底座的足夠高度,以便允許腔通過隨行夾具返回系統(tǒng)或冷卻排屑系統(tǒng)；其次是機(jī)床部結(jié)構(gòu)尺寸限制和剛度要求。如工件最低孔位置、多軸箱允許的最低主軸高度

53、和通用部件、中間底座與夾具底座基本尺寸的限制等?？紤]上述剛度、結(jié)構(gòu)功能和使用要求等因素，新頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為1060mm，與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO一致。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)在850 毫米到1060mm 之間選取。綜合考慮各種因素，本設(shè)計(jì)機(jī)床裝料高度H 為960mm。3.4.3 確定多軸箱輪廓尺寸繪制機(jī)床尺寸聯(lián)系圖時(shí)著重確定的尺寸是主軸箱的寬度B 和高度H 與最低主軸高度1 h ，如圖3-7所示，被加工零件輪廓為里面矩形，主軸箱輪廓為外面大矩形，主軸箱寬度B、高度H的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式確定：B= b2+ 2b1H=h+ h1+ b1,式中： b2工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（

54、毫米）；b1邊緣主軸中心距箱外壁的距離（毫米）；h 工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（毫米）；h1 最低主軸高度（毫米）。圖3-7：主軸箱輪廓尺寸的確定查閱組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)得：h 1 = h2 +H-（0.5+ h3 + h4 ）h1 隨主軸箱的最低主軸高度h1 須考慮到與工件最低孔位置（即h2 =82 毫米），機(jī)床裝夾高度H=960 毫米、滑臺(tái)滑座總高h(yuǎn)3 =320 毫米、側(cè)底座高度h4=560 毫米、滑座與側(cè)底座之間調(diào)整墊高度h7 =5毫米而被確定：h1 = h2 +H-（0.5+ h3 + h4 ）=82+960-（0.5+320+560）=161.5mmb1 =82mm所以：B=

55、b2 + 2b1 =18+282=182mmH=h+ h1 + b1 =119.91+161.5+82=363.41mm根據(jù)上述計(jì)算，按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合所選用的動(dòng)力箱最后確定主軸箱輪廓尺寸為BH=800500mm.兩個(gè)主軸箱體尺寸均一樣。3.4.4 機(jī)床分組為了便于設(shè)計(jì)和組織生產(chǎn)，組合機(jī)床各部件和裝置按不同的功能劃分編組。組號(hào)劃分規(guī)定如下：1）第10-19 組：支承部件；2）第20-29 組：夾具和運(yùn)送設(shè)備；3）第30-39 組：電氣設(shè)備；4）第40-49 組：傳動(dòng)裝置；5）第50-59 組：液壓和氣動(dòng)裝置；6）第60-69 組：刀具、工具、量具和輔助工具等；7）第70-79 組：

56、多軸箱與其附屬部件；8）第80-89 組：冷卻、排屑與潤滑裝置；9）第90-99 組：電氣、液壓、氣動(dòng)等各種控制擋鐵。3.5 計(jì)算并繪制生產(chǎn)率計(jì)算卡一、機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算S=fn=0.5 /r149.8r/min=74.9/min=37/74.9=0.49t輔t快t移t裝卸 （V快6m/min） (L快進(jìn)+L快退)/V快+0.1+1.0 （0.043+0.08）/6+0.1+1.0 0.0205+0.1+1.0 1.1205式中 ：L工工作進(jìn)給長度；S 工進(jìn)時(shí)的進(jìn)給量；L快進(jìn)、L快退動(dòng)力部件快進(jìn)和快退的行程長度；V快動(dòng)力部件快速行程速度；t移工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取0.1min；t裝卸

57、工件裝卸、定位、夾緊以與清除定位基面切屑的時(shí)間，一般為0.51.5min。所以T單=t機(jī)+t輔=0.49+1.1205=1.6105min所以機(jī)床理想生產(chǎn)率： Q=60/T單=60/1.6105=37.3件/小時(shí)機(jī)床要求生產(chǎn)率為Q1=30件/小時(shí)，所以機(jī)床的負(fù)荷率為：=Q1/Q*100%=30/37.3*100%=80.4%表3-3被加工零件圖號(hào)毛坯種類鑄件名稱粗鏜汽車變速箱體兩主軸孔組合液壓機(jī)床毛坯重量材料HT200硬度HB170-220工序名稱粗鏜兩主軸孔工序號(hào)工時(shí)/min序號(hào)工步名稱工作行程/mm切削速度m/min進(jìn)給量mm/r進(jìn)給速度mm/min工進(jìn)時(shí)間輔助時(shí)間1安裝工件0.32工件定

58、位夾緊0.153滑臺(tái)快進(jìn)4360000.007174工進(jìn)37420.574.90.495死擋鐵停留0.056快退8060000.01337工件松開0.28卸下工件0.39工作臺(tái)移動(dòng)0.1備注主軸轉(zhuǎn)速為480r/min一次安裝加工完一個(gè)工件累計(jì)0.491.12總工時(shí)1.61理論生產(chǎn)率37.3件/小時(shí)機(jī)床生產(chǎn)率30件/小時(shí)負(fù)荷率80.4%4 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)主軸箱通常也叫多軸箱，主軸箱是組合機(jī)床的重要專用部件。它是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)據(jù)和位置、切削用量和主軸類型設(shè)計(jì)的傳遞各主軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。其動(dòng)力來自通用的動(dòng)力箱，與動(dòng)力箱一起安裝于進(jìn)給滑臺(tái)。本章所要設(shè)計(jì)的部分包括工位前端面和后

59、端面兩個(gè)主軸箱的設(shè)計(jì)。這里對(duì)工位前端面進(jìn)行計(jì)算和校核。4.1 傳動(dòng)方案的分析所謂傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，就是通過一定的傳動(dòng)鏈，按要求把動(dòng)力從動(dòng)力部件的驅(qū)動(dòng)軸傳遞到主軸上去。同時(shí)，滿足主軸箱其他結(jié)構(gòu)和要求。一般說來，同一個(gè)主軸，傳動(dòng)系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)出幾種方案來。因此設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)個(gè)方案進(jìn)粉對(duì)比分析，選出最佳。其設(shè)計(jì)的基本要：1.保證主軸的強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向要求的前提下，力求使傳動(dòng)軸和齒輪最少。應(yīng)盡量用一根軸帶動(dòng)多根主軸，當(dāng)齒輪嚙合中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可采用變位齒輪。2.在保證有足夠強(qiáng)度的前提底下，主軸、傳動(dòng)軸和齒輪的規(guī)格應(yīng)盡量少，減少齒輪的品種。3.通常應(yīng)避免通過主軸帶動(dòng)主軸，否則將增加主動(dòng)主軸的負(fù)荷。4

60、.最佳傳動(dòng)比為1-1.5,但允許采用3-3.5。5.粗加工主軸上的齒輪,應(yīng)盡可能靠近前支承,以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。6.盡可能避免升速傳動(dòng),必要時(shí)最好放在傳動(dòng)鏈的最后兩級(jí),以減少功率損失。7.應(yīng)盡量避免升速傳動(dòng)，必要的升速最好放在傳動(dòng)鏈的最末一、二級(jí)。以減少功率損失。4.2 主軸、齒輪、動(dòng)力部件的計(jì)算4.2.1 總傳動(dòng)比的計(jì)算：左側(cè)多軸箱加工109.1、61.2兩個(gè)孔：從驅(qū)動(dòng)軸至61.1孔主軸： i1=480/196=2.449從驅(qū)動(dòng)軸至109.1孔主軸：i2=480/110=4.364右側(cè)多軸箱加工89.1、99.1兩個(gè)孔：從驅(qū)動(dòng)軸至89.1孔主軸： i3=480/150=3.2從驅(qū)動(dòng)軸至99