组合机床设计
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“铣变速箱体两个端面”。本组合机床要求能实现铣两端面，能进行手动，铣削头能作10mm的微调。在工艺制定过程中，通过批量的进行铣两端面的加工方案，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；铣削头；夹具设计；手动
Abstract
Application of combined high-volume machining parts, high efficiency, high productivity is the development direction of machining. The graduation project is entitled "Two face milling gearbox." The combination of milling machine tool required to achieve both ends of surface, can be manual, 10mm milling head can be fine-tuning. 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: combination tool; milling head; fixture design; Manual
目录
摘要 1
Abstract 2
目录 3
第1章绪论 6
1.1 引言 6
1.2毕业设计的目的 6
1.3 组合机床概述 7
第2章零件的分析 12
2.1 生产类型的确定 12
2.2 零件的作用 12
2.3 零件的工艺分析 12
2.4变速箱箱体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 13 2.5工艺过程设计中应考虑的主要问题 14
2.6变速箱箱体加工定位的基准选择 17
2.6.1粗基准的选择 17
2.6.2精基准的选择 17
2.7变速箱体的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 18
第3章变速箱体材料及毛坯的确定 20
3.1 变速箱体的材料 20
3.2 变速箱体的毛坯 20
第4章工艺规程设计 21
4.1 基准的选择 21
4.2 工艺路线的制定 21
4.3加工设备及工艺装备的选用 24
4.4 确定精铣箱体两端面的加工余量、切削用量及基本工时 27 4.4.1 加工余量的确定 27
4.4.2 切削用量的确定 27
4.4.3 基本工时的确定 28
4.4.4编制机床生产率计算卡 29
第5章组合机床总体设计 32
5.1 组合机床配置形式的选择 32
5.2绘制机床联系尺寸图 32
5.2.1 动力部件的选用 32
5.2.2 装料高度的确定 33
5.2.3 侧底座的选择
5.2.4 绘制机床联系尺寸图 33
5.3绘制铣削变速箱体两端面工序图 34
5.4 绘制精铣变速箱体两端面加工示意图 34
5.4.1 刀具的选择 34
5.4.2 铣削头的选择 35
5.4.3 对刀元件的选择 36
5.4.4 绘制加工示意图 36
第6章.专用夹具设计 38
6.1 夹具概述 38
6.1.1 夹具分类 38
6.1.2 机床夹具的现状 38
6.1.3现代机床夹具的发展方向 39
6.2 夹具设计任务 40
6.3 拟定夹具结构方案 40
6.3.1 确定工件定位方案及设计选择定位装置 40 6.3.2 确定工件夹紧方案及设计选择夹紧装置 42 6.3.3 对刀装置的选择 43
6.3.4 夹具体与铣床联接定位键的选择 44 6.3.5 夹具体设计 45
6.4 定位误差及夹紧力的计算 45
6.4.1 定位误差的分析计算 45
6.4.2 夹紧力的分析计算 45
6.5夹具操作说明 46
6.6绘制夹具装配图及夹具体零件图 46
第7章总结 47
8.参考文献 48
致谢 49
第1章绪论
1.1 引言
机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质量，上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。
在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件的各组成表面选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。
对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案都可以加工出来合格的零件，但从生产效率和经济效益来看，可能其中有种方案比较合理且切实可行。因此，必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过程。
在整个加工构成中，夹具不仅仅是为了夹紧、固定被加工零件，设计合理的夹具，还要求保证加工零件的位置精度、提高加工生产率。各种专用夹具的设计质量，将直接影响被加工零件的精度要求，在机械加工工艺过程中起到重要的作用。
1.2毕业设计的目的
毕业设计是完成了大学的全部课程之后进行的一次理论与实际的综合运用，是工科学生在校学习的最后一个重要环节。其目的在于培养学生综合运用专业知识和理论知识，使其对专业知识、技能有进一步的提高；通过设计实践环节培养学生运用设计资料、手册及熟悉国家标准和规范的能力，学会编写设计说明书，提高综合素质；培养学生独立解决本专业一般工程技术问题的能力，使学生具有一定的机械设计技能和掌握机械设计的一般方法和步骤，树立良好的设计思想和工作作风，为以后从事专业技术工作打下基础。
1.3 组合机床概述
1.3.1 组合机床行业企业体制的转变及产品结构变化
“九五”后期，在组合机床行业企业的50余家组合机床分会会员中，仅有两家企业实行了股份制改造，一家企业退出国有转为民营，其余都是国有企业。而从2001年至今，就先后有十几家企业实行股份制改造，一些小厂几乎全部退出国有转为民营，现在一些国家重点国有企业也在酝酿股份制改造，转制已势不可挡，“民营经济在经历了从被歧视、被藐视到不可小视和现在的高度重视4个阶段后，焕发勃勃生机。”组合机床行业企业正在以股份制、民营化等组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械、化工机械、军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备，随着我国加入WTO后与世界机床行业进一
步接轨，组合机床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。从近两年的企业生产情况看，数控机床与加工中心的市场需求量在上升，而传统的钻、镗、铣组合机床则有下降趋势，市场在向数控、高精制造技术和成套工艺装备方面发展。
1.3.2 组合机床技术装备现状与发展趋势
组合机床（Modular machine）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。这种机床既具有专用机床的结构简单、生产率和自动化程度高的特点，又具有一定的重新调整能力，以适应工件变化的需要。组合机床可以对工件进行多面、多主轴加工，一般是半自动的。
组合机床具有以下特点：
组合机床上的通用部件和标准件约占全机的70～80%，因而设计和制造的周期短、投资少、经济效果好。
组合机床采用多刀加工并且自动化程度高，不仅生产效率高，而且劳动强度低。
组合机床的通用部件都是经过长期的生产实践考验的，因而不但结构稳定，工作可靠，而且使用和维修方便。
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，因而加工质量稳定，对操作工人的技术要求不高。
组合机床便于产品更新，当改过加工对象时，其通用部件和标准件可以重复使用，而不必另行设计和制造。
（6）用组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模生产需要。
组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。
组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。
组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。
二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达0.05毫米／1000毫米，表面粗糙度可低达2.5～0.63微米；镗孔精度可达IT7～6级，孔距精度可达0.03～0.02微米。
专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。
最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。
通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。
支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支
输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。
控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。
为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。
组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。
随着电子技术的发展，液压传动和电-液联合控制技术的深入广泛应用，根据大批量生产多样化、中小批量多品种生产高效化的要求，以及产品更新加速的特点，上世纪70年代以来发展了新型组合机床——柔性组合机床。近些年来，随着电子技术、计算机技术、信息技术以及激光技术等的发展并应用于机床领域，使机床的发展进入了一个新时代。不断提高劳动生产率和自动化程度是机床发展的方向。80年代被称为数控机床数控系统发展的时代。现在，中国已成为世界的制造业基地，与世界先进水平的差距逐步缩小。柔性制造系统（FMS）
和计算机集成制造系统（CIMS）已成为中大批量多品种生产较为理想和效益较好的设备。组合机床是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展的必不可少的设备之一。
1.3.3设计机床的基本要求有以下几点：
1、一定的工艺范围
任何一台机床所能完成的加工零件的类型，零件尺寸，毛坯形式和工艺工序都是有一定范围的。一般来说，工艺范围越窄，机床结构可较简单，容易实现自动化，生产率也高。机床的工艺范围过窄，会限制加工工艺和产品的革新；而盲目扩大机床工艺范围，将使机床的结构趋于复杂，不能充分发挥各部件的性能，甚至影响机床主要性能的提高，增加机床成本。
2、保证精度与光洁度
机床应保证被加工零件的精度和光洁度，并能在长期内保持。工件的精度和光洁度是由机床，刀具，夹具，切削条件和操作者等方面的因素决定的。就机床方面来说，要保证被加工零件的精度和光洁度，机床本身就必须具备一定的几何精度，传动精度和动态精度。
一般情况下，机床刚度越大则动态精度越高。机床的刚度包括结构刚度和接触刚度，机床的结构刚度取决于构件本身的材料性质，抗扭抗弯截面的大小，壁厚，筋板布置和窗口影响等。机床的接触刚度不仅与接触材料接触面的几何尺寸，硬度有关，而且还与接触面的光洁度，几何精度，加工方法，相对方向接触面间的介质，预压力有关。
切削过程中机床的振动降低了加工精度，工件表面质量和刀具耐用度，影响了生产效率的提高，加速了机床的损坏。机床抵抗振动的能力称为抗振性。机床的抗振性和机床的结构刚度，阻尼特性，固有频率有关。
机床长时间保持其合格精度的性能称为机床精度保持性。机床按精度可分为普通精度机床，精密机床，高精度机床和精密母机床。
3、有足够高的生产率和自动化程度
生产率的要求根据生产纲领决定，常用单位时间内机床所能加工的零件数量表示。要提高机床的生产效率，必须缩短加工一个工件的平均时间，其中包括缩短切削加工时间，辅助时间以及分摊到每一个工件上的准备和结束时间。采用先进刀具提高机床的切削速度，采用大切深，大进给，多刀多刃和成型刀具等都可以缩短切削加工时间，提高生产效率。同时，缩短辅助时间，例如：空行程快进，夹紧用气压或液压卡盘，从而减少辅助时间，提高生产率。
为
4、操作维修方便，使用安全可靠
机床的操纵，观察，调整，装卸工件和工具应方便省力。机床维护须简单，部件便于拆装，易于查找故障进行修理，并便于安装和运输。
使用安全包括操作者的安全，误操作的防止，超载的保护，有关动作的互锁以及对故障或废品的报警。
5、提高三化程度
三化是指机床品种系列化，零部件通用化和零件标准化。提高三化程度对发展机床品种，规格，数量和质量，对于机床的制造，使用和修理，对于新产品的设计和老产品的革新等方面都有十分重要的意义。
6、噪声小
由于机床切削速度的提高，功率的增加，自动化功能的增多和机床变速范围的扩大，机床噪声问题已经成为机床设计中必须考虑的一个问题。
7、成本低
在保证实现机床的性能要求的同时，也要注意使机床具有很高的经济效益。对于机床生产厂的经济效益来说，机床成本尤为重要。机床的成本不仅包括材料，加工制造费用，还包括研制和管理费用，必须十分重视和努力降低机床的成本。
8、可靠性
机床的工作可靠性也是一项重要的技术经济指标。随着自动化水平的不断提高，需要许多机床，仪表，控制系统和辅助装置协同工作。它们对机床的可靠性指标的要求是相当高的。
第2章零件的分析
2.1 生产类型的确定
由设计任务书知，生产纲领为50000件/年，批量为设计本专机一台。
根据《实用机械制造工艺设计手册》第64页表4-1 知：
变速箱体的生产类型为大批生产，精铣变速箱体两端面专机为单件生产。
2.2 零件的作用
变速箱体内装有输入轴和输出轴以及其它传动轴和齿轮等，通过改变安装在这些轴上的滑移齿轮的位置来实现滑移齿轮和固定齿轮的传动比的改变，从而实现各传动轴转速的改变，来改变拖拉机的进行速度。因而，变速箱体的主要功用就是支承各传动轴，实现各传动轴的准确定位，保证各轴之间的中心距和平行度，并且保证拖拉机变速箱体部件与其相连接的其它部件的正确安装。
2.3 零件的工艺分析
由变速箱箱体零件图可知。拖拉机变速箱箱体是一个簿壁壳体零件，它的外表面上有五个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：
（1）以侧面为主要加工表面的加工面，这一组加工面包括：顶面的铣削加工；23ф12N8的工艺孔加工；83M10-6H的螺纹孔加工；113M10-6H的螺纹孔加工；33ф10.5的孔加工。其中顶面有表面粗糙度的要求为Ra6.3цm，19个螺纹孔均有位置度要求为ф0.4mm，两个工艺孔有粗糙度的要求为Ra6.3μm。那三个孔业有粗糙度的要求Ra为12.5μm。
（2）以ф72J7、ф52J7、ф62J7、ф62J7、ф80J7和ф115H7的支撑孔为主要加工
表面的加工面。这一组加工面包括：23ф，23ф，23ф，
23ф，23ф和23ф的孔；尺寸为578的前后端面；前后端面上的23M8-7H的螺纹孔，33M10-6H的螺纹孔，63M8-7H的螺纹孔，63M12-6H的螺纹孔，33M10-7H的螺纹孔，63ф16H10的孔和M1631.5的加油孔。其中前后端面的表面粗糙度为Ra6.3μm,所有的螺纹孔和6个孔均有位置度要求ф0.4mm，加油孔的粗糙度要求为
Ra12.5μm。
（3）以两端面为主要加工表面的加工面，这一组加工表面包括控制尺寸为578mm和58mm的两端面。两端面有表面粗糙度要求为Ra6.3μm，12个螺纹孔均有位置度要求为
ф0.4mm。
2.4变速箱箱体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施
由以上分析可知
2.5.3工序的合理组合
确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：
(1)工序分散原则
工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。
(2)工序集中原则
工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。
一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。
2.5.4加工工序的安排
零件的加工过程通常包括机械加工工序，热处理工序，以及辅助工序。在安排加工顺序时常遵循以下原则：
机械加工
对于形状复杂、尺寸较大的毛坯，先安排划线工序，为精基准加工提供找正基准
按“先基准后其他”的顺序，首先加工精基准面
在重要表面加工前应对精基准进行修正
按“先主后次，先粗后精”的顺序
对于与主要表面有位置精度要求的次要表面应安排在主要表面加工之后加工。
热处理
退火与正火，毛坯预备性热处理，应安排在机械加工之前进行。
时效，为消除残余应力，对于尺寸大结构复杂的铸件，需在粗加工前、后各安排时效处理；对于一般铸件在铸造后或则粗加工后安排时效处理；对于精度高的铸件，在半精加工前、后各安排一次时效处理。
淬火，淬火后工件硬度提高，应安排在精加工阶段的磨削加工前进行。
渗碳，渗碳易产生变形，应安排在精加工前。
（3）辅助工序
1）中间检验，一般安排在粗加工全部结束之后，精加工之前；花费工时较多和重要工序的前后。
2）特种检验，荧光检验、磁力探伤主要用于表面质量的检验，通常安排在精加工阶段。荧光如用于检验毛坯的裂纹，则安排在加工前。
3）表面处理，电镀、涂层、发蓝等表面处理工序一般安排在工序的最后进行。
2.6变速箱箱体加工定位的基准选择
2.6.1粗基准的选择
选择应当满足以下要求：
⑴．粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。
⑵．选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。
⑶．应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。
⑷．应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。
⑸．粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。
为了满足上述要求，应选择变速箱的主要支承孔作为主要基准。即以变速箱箱体的ф62和ф72的支撑孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个
粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。
2.6.2精基准的选择
精基准的选择原则：
⑴．基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。
⑵．基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定
位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。
⑶．互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。
从保证箱体孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置。精基准的选择应能保证变速箱箱体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从变速箱箱体零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是变速箱箱体的装配基准，但因为它与变速箱箱体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。
2.7变速箱体的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
江淮12变速箱箱体的零件的材料采用灰铸铁铸造。变速箱材料为HT20-40-GB976-61，HB为170-241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。
（1）江淮12变速箱箱体为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：
①、铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。
②、铸造圆角要适当，不得有尖角。
③、铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。
④、加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。
⑤、铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。
毛坯形状、尺寸确定的要求
（2）设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：
①、各加工面的几何形状应尽量简单。
②、工艺基准以设计基准相一致。
③、便于装夹、加工和检查。
④、结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。
在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类
形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。
第3章变速箱体材料及毛坯的确定
3.1 变速箱体的材料
根据《机械零件手册》第23页表4-5 ，确定变速箱体的材料为HT200。当铸件壁厚为10～20时，σb≥195 MPa 。
3.2 变速箱体的毛坯
根据《实用机械制造工艺设计手册》第43页表2-1 ，
确定变速箱体的工艺方法为砂型机器造型。
根据《实用机械制造工艺设计手册》第44页表2-3 ，
确定加工余量MA的精度等级为G级，余量公差等级CT为9级。
根据《实用机械制造工艺设计手册》第46页表2-5 得：
箱体铸件壁厚公差为2 mm 。
坯料重量约为58 Kg 。
第4章工艺规程设计
4.1 基准的选择
4.1.1粗基准的选择
粗基准的选择4.4.1 加工余量的确定
根据《实用机械制造工艺设计手册》第119页表7-25 ，
确定精铣两端面的加工余量为1 mm 。
4.4.2 切削用量的确定
铣削总宽度：ae=260mm ，铣削总长度：ι=216 mm 。
根据《金属切削手册》第6.8页表6-5 ，确定铣刀直径为：d0=320 mm
根据《金属切削手册》第6.8页表6-6 ，确定铣刀的齿数为细齿30齿
根据《机械制造装备设计课程设计》第187页附表5-5 ，
选择被吃刀量为ap=1 mm
根据《机械加工工艺手册》第98页表3.1-74 ，取主轴转速为250 r/min
切削速度:vc=πDn/1000=3.1433203250/1000≈251 m/min
根据《实用机械制造工艺设计手册》第144页表8-24 ，
确定每齿进给量fz=0.023 毫米/齿
进给量f=fzz=0.023330=0.69 mm/r
进给速度:vf=fzzn=0.0233303250≈173 mm/min
4.4.3 基本工时的确定
根据《实用机械制造工艺设计手册》第155页表8-32 ，
铣削基本时间:Tb=（ι+ι1+ι2）/fMz ,其中ι为总的铣削长度；fMz为工作台的水平进给速度；ι1=0.53[d-(d2-ae2)1/2]+(1～3) ；ι2取3～5 ；d为刀具直径。
代入数据得：Tb={216+0.53[320-(3202-2752)1/2]+ 3+5}/173≈1.85 min
辅助动作时间包括拿取工件并放在夹具上，手动夹紧，启动机床，清扫定位面，放松卸下工件，测量等时间。
根据《实用机械制造工艺设计手册》第155页表8-32 ，
辅助动作时间：Ta=1+0.5+0.02+0.03+0.05+0.04+0.2+0.8+1+0.8=4.44 min
TB= Ta+ Tb=4.44+1.85=6.29 min
布置工地时间：Ts=5%3TB=5%36.29=0.3145 min
休息及生理需要时间：Tr=30%3TB=30%36.29=1.88 min
由于n=50000件/年，数值很大，平均到每个工件的准备时间和结束时间Te/n可以忽略不记，因此，
单件计算时间：Tc= Ta+ Tb +Ts+ Tr=4.44+1.85+0.31+1.88=8.48 min
4.4.4编制机床生产率计算卡
根据《机械制造装备设计》第144页相关公式得：
机床的生产率Q1=60/T单件=60/8.48≈7件/h
机床的负荷率η=Q1tk/A , tk为年工作时间（h），A为年生产纲领（件）
带入数据得：η=734200/50000=0.588=58.8%
理论生产率Q= Q1η=7.19358.8%=4.23 件/h
根据前面设计内容编制机床生产率计算卡，如表5-2所示：
表5-2 机床生产率计算卡
第5章组合机床总体设计
5.1 组合机床配置形式的选择
根据变速箱的结构特点、加工部位（两端面）、尺寸
图5-1 组合机床的配置形式简图
5.2绘制机床联系尺寸图
5.2.1 动力部件的选用
根据《金属切削刀具》第59页表4-3 公式得：单个铣削头铣削力：Fc =9.81354.52ae2fz0.742ap0.92z2d0-1
=9.81354.5327530.0230.74310.93303320-1=845.37 N
总的铣削力为：22Fc =23845.37=1609.74 N
根据《金属切削刀具》第60页公式得：进给功率Pf =0.152Pm
由5.3节内容知：单个铣削头的铣削功率P =3.332 KW ，
总的铣削功率Pm =22P =233.332=6.664 KM
所以进给功率Pf =0.1536.664≈1 KW
由4.4节内容知：进给速度vf=173 mm/min 工作台行程为1000 mm 。据此查《组合机床及其自动化》第47页表2-15 ，
选择铣削工作台的型号为：1XG50 。
5.2.2 装料高度的确定
装料高度指工件安装基面至机床底面的距离。根据选择的工作台尺寸，考虑夹具体及定位装置的高度需求，参考《机械制造装备设计》相关内容，确定机床的装料高度为1060 mm 。
5.2.3 侧底座的选择
铣削头可以与比其大一规格的滑台相配套使用，并根据所选铣削头的相关联系尺寸及所选择的铣削工作台的相关联系尺寸，查《组合机床及其自动化》
第51页表2-18 ，选择的侧底座型号为：1CC501 。其尺寸参数如图5-2所示：
（图中的尺寸单位为：mm）
图5-2 侧底座的尺寸参数
5.2.4 绘制机床联系尺寸图
根据前面设计内容，参考《机械制造装备设计》相关内容，绘制机床联系尺寸图。详细图纸内容见机床联系尺寸图。
5.3绘制铣削变速箱体两端面工序图
参考变速箱体零件图，综合考虑箱体的加工要求及定位基准的选择，并根据前面设计内容，绘制被加工零件工序图。由于位置尺寸578的偏差对称，详细图纸内容见工序图。
5.4 绘制精铣变速箱体两端面加工示意图
攀枝花学院本科学生课程设计任务书 题目组合机床液压系统设计 1、课程设计的目的 在完成液压传动课程学习的基础上，运用所学的液压基本知识，理论联系实际，把知识运用到实际生产时实践中来，设计一台专用铣床液压系统。 2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等） 设计立式组合机床的液压系统，工作台要求完成：快进——工进——快退——原位停止、工件松开——液压泵卸荷。动力滑台采用平面导轨，其静摩擦系数 为f s =0.2，动摩擦系数为f d =0.1，往复运动的加（减速）的时间t =0.05， 系统的参数如下: 滑台的重量为135000N 快进快退的速度6m/min 滑台工进速度50 mm/s 快进行程100mm 工进行程50mm 切削负载为33000N 3、主要参考文献 1 王积伟﹒液压传动﹒北京：机械工业出版社，2010﹒ 2 席伟光﹒机械设计课程设计﹒北京：高等教育出版社，2003﹒ 3 李壮云﹒中国机械设计大典﹒南昌：江西科学技术出版社，2002﹒ 4 王文斌﹒机械设计手册﹒北京：机械工业出版社，2004﹒ 4、课程设计工作进度计划 1.用三天的时间进行查阅资料，初步计算，请教老师等设计准备。 2.用两天的时间进行计算、设计、画图。 3．两天的时间自己查找问题、老师审核、交图等工作。 指导教师（签字）日期年月日 教研室意见： 年月日 学生（签字）： 接受任务时间：年月日注：任务书由指导教师填写。
课程设计（论文）指导教师成绩评定表题目名称 评分项目分 值 得 分 评价内涵 工作表现20% 01 学习态度 6 遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学 工作态度。 02 科学实践、调研7 通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠 道获取与课程设计有关的材料。 03 课题工作量7 按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。 能力水平35% 04 综合运用知识的能力10 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题， 能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析， 得出有价值的结论。 05 应用文献的能力 5 能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并 较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种 信息及获取新知识的能力。 06 设计（实验）能力，方案 的设计能力 5 能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、 操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清 晰、完整。 07 计算及计算机应用能力 5 具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机 进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。 08 对计算或实验结果的分析 能力（综合分析能力、技 术经济分析能力） 10 具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。 成果质量45% 09 插图（或图纸）质量、篇 幅、设计（论文）规范化 程度 5 符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本 文件第五条要求。 10 设计说明书（论文）质量30 综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分， 结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。 11 创新10 对前人工作有改进或突破，或有独特见解。 成绩 指 导 教 师 评 语 指导教师签名：年月日
第一章绪论 1.1 组合机床特点 组合机床是由大量通用部件和少量专用部件构成工序集中高效率专用机床。它可以对一种（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毕钻孔、扩孔、铣削磨削等工序，生产效率高，加工精度稳定。 组合机床与通用机床、其她专用机床比较，具备如下特点： （1）组合机床上通用部件和原则零件约占所有机床零、部件总量70～80%，因而设计和制造周期短，投资少，经济效果好。 （2）由于组合机床采用多刀加工，并且自动化限度高，因而比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。 （3）组合机床通用部件是通过周密设计和长期生产实践考验，又有厂成批制造，因而构造稳定、工作可靠，使用和维修以便。 （4）在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平规定不高。 （5）当被加工产品更新时，采用其她类型专用机床时，其大某些件要报废。用组合机床时，其通用部件和原则零件可以重复运用，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，以适应大规模生产需要。 组合机床惯用通用部件有：机身、底座、立柱、动力箱、动力滑台，各种工艺切削头等。对于某些按循序加工多工位组合机床，还具备移动工作台或回转工作台。 动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完毕切削主运动或进给运动动力部件。其中尚有能同步完毕切削主运动和进给运动动力头。 机身、立柱、中间底座等是组合机床支承部件，起着机床基本骨架作用。组合机床刚度和部件之间精度保持性，重要是由这些部件保证。 1.2 组合机床分类和构成 组合机床通用部件分大型和小型两大类。大型通用部件是指电机功率为1.5-30千瓦动力
组合机床毕业设计开题报告 毕业设计(论文)开题报告 理工类 题目: 载重汽车主传动轴万向节叉端面钻孔组合 机床设计学院: 机械工程学院 专业班级: 机械设计制造及其自动化机械000 学生姓名: 000 学号: 0000 指导教师: 000,教授, 2012年 04 月 1日 淮海工学院毕业设计,论文,开题报告 1.课题研究的意义，国内外研究现状、水平和发展趋势 随着社会的不断进步～机械加工技术的不断发展～传统的机床已不能完全适应新形势的要求。传统的机床只能对一种零件进行单刀～单工位～单轴～单面加工～生产效率低且加工精度不稳定～为了克服传统机床的弊端～工程技术人员相应地设计出了专用机床。但由于专用机床是根据某一工艺要求专门设计制造的～且它的组成部件均是专门设计制造的～因此相对于传统机床而言～专用机床的造价过于昂贵～设计制造周期长。为了解决传统机床与专用机床之间的矛盾组合机床便应运而生了～组合机床兼有低成本和高效率的优点～在大批、大量生产中得到广泛应用～在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削、磨削等工序～生产效率高～加工精度稳定～引起了越来越多工程人员的关注。本课题针对载重汽车主传动轴万向节叉端面钻孔组合机床设计～有利于提高大批量生产的生产效率～提高加工精度稳定性～节约各方面的资源。
最早的组合机床于1911年在美国制成～用于加工汽车零件之后便广泛应用于大批量生产的机械工业中～并且随着机械工业的发展而逐步完善。我国的组合机床的发展已有28年的历史～其科研和生产都具有相当的基础～应用也深入到很多行业～它是提高生产效率和实现高速发展必不可少的设备之一。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用～因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制～它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件,近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额,～完成钻孔、扩孔、铰孔～加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台～在孔内镗各种形状槽～以及铣削平面和成形面等。随着技术的不断进步～一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青睐～它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动 淮海工学院毕业设计,论文,开题报告更换～配以可编程序控制器,PLC,、数字控制,NC,等～能任意改变工作循环控制和驱动系统～并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外～近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机,清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线,等在组合机床行业中所占份额也越来越大。 我国组合机床及其组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后～国内所需的一些高水平组合机床几乎都从国外进口。第21届日本国际机床博览会上来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进的机床设备中～超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。该届博览会上展出的加工中心中～主轴转速10000-20000r/min～最高进给速度可达20-60m/min,复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时～加工的形状却日益复杂。在工程机械快速发
科学技术学院 毕业设计（论文）开题报告 题目：卧式双面24轴组合钻床总体设计及左主轴箱设计（双级圆锥-圆柱齿轮减速器箱体底座) 学科部：理工学科部 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机制103班 学号：7011210138 姓名：徐伟龙 指导教师：永平 填表日期：2013 年12 月20 日
一、选题的依据及意义： 组合机床（如图1所示）是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配之以少量的专用部件和按工件形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动的专用机床。组合钻床一般用于加工箱体类或特殊形状等零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔等加工。 图1 组合机床具有如下的优点：(1)主要用于棱体零件和杂件等的孔面加工。(2)生产率高。因为工序集中，可以多面、多工位、多轴、多刀同时进行加工。(3)加工精度稳定。因为工序固定，可选用成熟的通用部件、精密夹具和自动工作循环来确保加工精度的一致。(4)研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本较低。因为通用化、系列化、标准化程度高，通用件可组织批量生产进行预先制造或外购。(5)自动化程度高，劳动强度较低。(6)配置灵活。因结构是横块化、组合化。可按照工件或工序要求，用大量通用部件和少量专用部件灵活组成各种
类型的组合机床和自动线；机床便于改装：产品或工艺发生变化时，通用部件一般还可以重复使用。 作为机械设计制造专业的学生，通过《金属切削机床》这门课程对组合钻床的了解，结合《机械设计》、《机械原理》等专业课程的学习，对组合钻床有了一定的感性和理性认知，特别是对多面、多工位、多轴、多刀同时加工产生的浓厚的兴趣，组合钻床的设计对我们机械专业学生对本人也是比较大的挑战，所以我才选择组合钻床的设计作业我的毕业设计，这是对我大学四年所学知识的综合运用，也是对我大学四年来的综合考验和考量。 二、国外研究现状及发展趋势（含文献综述）： 1、国组合机床现状 在我国，组合机床发展已有28年的历史，其科研和生产都具有一定的基础，应用也已深入到许多行业，是当前机械行业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度比较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效率、高质量、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、家电等行业。特别是在中国加入WTO以后，制造业所面临的并存机遇与挑战、组合机床行业企业适时调整战略，采取了积极向上的应对策略，出现了生产、销售两旺的良好势头，截至2005年，组合机床行业企业仅组合机床一项，据统计产量已达1000余台，产值达3.9个亿以上，较2004年同比增长了10%，另外组合机床行业增加值、产品销售率、出口交费值等经济指标均有不同程度的增长，新产品、新技术较去年都有较大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。 近些年来，由于国家加大了基础设施的投入，工程机械需求呈现了增长势头，生产厂家呈现出一年翻一番的良好发展形势，虽然国家因出现局部经济过热而采取对钢材、建材等行业进行调控，但许多重点工程都陆续开工，工程机械可能不
前言 本设计需要综合运用大学四年所学的知识，同时还需进一步学习各方面相关的知识，发挥创新能力。本设计作为一名机械工程学院机电专业学生的毕业设计，满足毕业设计的要求，难度及工作量适中，在内容上力求简明扼要、严格精选。 本设计论文包括以下几大部分内容：中英文摘要、绪论、第一章机床总体设计、第二章多轴箱部件设计、第三章多轴箱零件校核及总结和参考文献。 本设计全部采用最新的国家标准和技术规范，以及标准术语和常用术语。 本设计全部由机械工程学院XXX教授指导，在设计中承蒙张教授和本设计组中同学的支持和帮助，为本人提供了许多宝贵的意见和建议、资料，在此表示衷心的感谢！ 由于本人水平有限，在设计中难免有错误和不妥之处，恳请各位老师批评指正！
目录 前言 (1) 中文摘要 (Ⅰ) 英文摘要 (Ⅲ) 绪论 (1) 第一章、组合机床总体设计 (5) 1-1、组合机床工艺方案的制定 (5) 1-2、组合机床切削用量的选择 (6) 1-3、组合机床配置型式的选择 (6) 1-4、组合机床的总体方案设计 (7) 第二章、多轴箱部件设计 (13) 2-1、多轴箱设计 (13) 2-2、主轴设计 (13) 2-3、齿轮布置 (13) 2-4、多轴箱的润滑，手柄轴的设置 (17)
第三章、多轴箱零件校核 (19) 3-1、轴的校核 (19) 3-2、齿轮的校核 (22) 3-3、轴承的选择与校核 (24) 总结 (26) 参考文献 (27)
摘要 本论文主要说明组合机床设计的基本过程及要求。组合机床是按高度集中原则设计的，即在一台机床上可以同时完成同一种工序或多种不同工序的加工。组合机床发展于工业生产末期，与传统的机床相比：组合机床具有许多优点：效率高、精度高、成本低。它由床身、立柱、工作台、及电源一些基本部件及一些特殊部件，根据不同的工件加工所需而设计的。 在组合机床上可以完成很多工序，但就目前使用的大多数组合机床来说，则主要用于平面加工和孔加工两大类工序。论文主要内容包括四大部分：（1）、制定工艺方案通过了解被加工零件的加工特点、精度和技术要求、定位夹紧情况、生产效率及机床的结构特点等，确定在组合机床上完成的工艺内容及加工方法，并绘制被加工零件工序图。 （2）、组合机床的总体设计确定机床各部件之间的相互关系，选择通用部件和刀具的导向，计算切削用量及机床生产效率、绘制机床的尺寸联系图及加工示意图。 （3）、组合机床部件设计包括专用多轴箱的设计，传动布局合理，轴与齿轮之间不发生干涉，保证传动的平稳性和精确性。专用主轴设计、轴承的选用及电机的选择等。 （4）、液压装置的设计液压滑台、定位夹紧装置均为液压控制。并采用了许多液压控制阀，保证了运动的平衡性，循环性和精确性。 另外，本文还涉及到大量的设计和计算，包括： （1）、主轴的选择和传动布置，以保证加工过程中被加工零件的精度； （2）、传动轴的设计和校核，以保证轴的刚度； （3）、齿轮的设计、计算，对齿轮的强度和刚度进行校核； 多轴箱部分是本次设计的重要环节，本次设计中它的设计既要保证工作台的运动的合理、平衡和准确，又要满足工作要求。在本文中的大量设计、计算使它在理论上满足了设计和工作的要求。
科学技术学院 毕业设计任务书 （工科及部分理科专业使用） 题目：缸盖卧式双面16轴钻孔、铰孔组合机床的总体设计及7轴左主轴箱设计 学科部：理工学科部 专业：机械制造及自动化 班级：机制12—1 学号：70112121031 学生姓名：吕盼辉 起讫日期：2015年12月—2016年5月 指导教师：魏斯亮职称：教授 学科部主任： 审核日期：
一、选题的依据及意义 毕业设计是一次十分重要的综合实践。此次设计需要我们综合运用机械设计或机械设计基础、机械制图、机械制造基础、工程力学、高等数学、互换性与技术测量等课程的有关知识，通过机械设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识，熟悉掌握机械设计的一般过程，培养分析和解决工程实际问题的能力；通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册和查阅相关资料，进行全面的机械设计基本技能训练；对于以后我们自身能力的提升具有积极的意义。 由于组合机床加工成品精度高、质量稳定，在大批大量生产中具有极高的生产效率，被大量普及在军工、柴油机、拖拉机、汽油发动机、电机、仪表等行业 [1]，对国民经济和国防实力的提升有着不可磨灭的功绩。当前组合机床在实际生产中的应用越来越广，在大规模生产中的地位亦无可替代。 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[2]。随着科学技术的日新月异，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制造业的一个重要方向，在现代工业制造中，大多数机器的设计和制造都是用组合机床大批量完成的。由于通用化、系列化、标准化程度高，组合机床通用零部件就占到了70%～90%这使得组合机床设计简单、制造使用维护方便，大大地降低了组合机床的成本[2]，而且由于软件支持机制变得简单，各种结构模块化、组合化的自动生产线可以灵活配置。因此研究组合机床具有十分重要的理论意义。在工业高速发展的现代化浪潮中，组合机床在各种机械设计和制造业的应用也越来越广泛，越来越转化为生产力，从这个意义上讲，对组合机床的研究又具有重要的现实意义。 二、国内外研究现状及发展趋势（含文件综述） 国内组合机床的发展 近二三十年来，组合机床自动线技术取得长足进步，各种形式的机床分类繁多，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取得了巨大进步[3]。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发展取得了令人瞩目的成就。 国外组合机床的发展 国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上,正朝着综合成套和具备柔性的方向发展[4]。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性进展,实现了机床工作程序软件化、工序高度集中、高效短节拍和多功能监控。由于汽车工业的大力发展对综合自动化技术又提出了新的要求,由此出现了一批专门从事装配、试验、检测、清洗等装备的专业生产厂家,进一步提高了制造系统的配套水平[5]。 组合机床的发展趋势 随着机械制造业及科学技术的迅速发展，组合机床未来的发展趋势必然是：为进一步提高生产率而带来的工序高度集中；为节省日益增长的人工成本而带来的自动化程度提高；为适应未来各种具有复杂结构的产品而带来的工艺范围扩大和精度提高；以及新技术新结构的采用。辅助设计手段以目前AutoCAD为代表的二维软件设计平台过渡到以UG 、Pro/E 、Solid edge、各种三维软件进行研究。另外由于市场需求的变化，组合机床结构柔性化将越来越成为抉择设备的重要因素。因此，自动线将面临由高速加工中心组成的FMS的激烈竞争[6]。 三、本课题研究内容
《液压与气压传动》 课程设计说明书 题目：卧式双面洗削组合机床液压系统 院系：国际教育 专业：机电一体化 班级：51301 姓名：陈雪峰 指导教师：徐巧 日期：2015.5.21
《液压与气压传动》课程设计任务书 一、设计目的 《液压与气压传动》课程设计是机械工程专业教学中重要的实践性教学环节，也是整个专业教学计划中的重要组成部分，是培养学生运用所学有关理论知识来解决一般工程实际问题能力的初步训练。 课程设计过程不仅要全面运用《液压与气压传动》课程有关知识，还要根据具体情况综合运用有关基础课、技术基础课和专业课的知识，深化和扩大知识领域，培养独立工作能力。 通过课程设计，使学生在系统设计方案的拟定、设计计算、工程语言的使用过程中熟悉和有效地使用各类有关技术手册、技术规范和技术资料，并得到设计构思、方案拟定、系统构成、元件选择、结构工艺、综合运算、编写技术文件等方面的综合训练，使之树立正确的设计思想，掌握基本设计方法。 二、设计内容 1．《液压与气压传动》系统图，包括以下内容： 1）《液压与气压传动》系统工作原理图； 2）系统工作特性曲线； 3）系统动作循环表； 4）元、器件规格明细表。 2．设计计算说明书 设计计算说明书用以论证设计方案的正确性，是整个设计的依据。要求设计计算正确，论据充分，条理清晰。运算过程应用三列式缮写，单位量纲统一，采用ISO制，并附上相应图表。具体包括以下内容： 1）绘制工作循环周期图； 2）负载分析，作执行元件负载、速度图； 3）确定执行元件主参数：确定系统最大工作压力，液压缸主要结构尺寸，计算各液压缸工作阶段流量，压力和功率，作工况图； 4）方案分析、拟定液压系统； 5）选择液压元件； 6）验算液压系统性能； 7）绘制液压系统工作原理图，阐述系统工作原理。 三、设计要求与方法步骤 1．认真阅读设计任务书，明确设计目的、内容、要求与方法步骤； 2．根据设计任务书要求，制定个人工作计划； 3．准备必要绘图工具、图纸，借阅有关技术资料、手册； 4．认真对待每一设计步骤，保证质量，在教师指导下独立完成设计任务。 （课程设计说明书封面格式与设计题目附后） 二、液压传动课程设计(大型作业)的内容和设计步骤 1．工况分析 在分析机器的工作情况(工况)的基础上，确定液动机(液压缸和液压马达)的负载、速度、调速范围、功率大小、动作循环、自动化程度等并绘制出工况图。 2．初定液动机的基本参数
卧式双面铣削组合机床的 液压系统设计 Prepared on 22 November 2020
液压与气压传动技术课程设计说明书专业： 学号： 姓名： 指导教师： 2012年6月1日
1设计题目卧式双面铣削组合机床的液压系统设计 (2) 2设计要求 (2) 3液压传动系统的设计与计算 (3) 分析液压系统工况 (3) 确定主要参数 (6) 1.初定液压缸的工作压力 (6) 2.液压缸主要参数的确定 (6) 3.绘制液压系统工况图................................................6 绘制液压传动系统原理图 (8) 1.调速回路的选择 (8) 2.油源及其压力控制回路的选择 (9) 3.快速运动与换向回路 (9) 4.速度换接回路 (9) 5.压力控制回路 (9) 6.行程终点的控制方式 (9) 7.组成液压系统绘原理图 (9) 计算与选择液压元件 (11) 1.液压泵 (11) 2.阀类元件及辅助元件的选择 (11) 3.油管的选择 (11) 4.确定油箱容积 (11) 液压系统性能验算 (12)
1压力损失的验算 (13) 工作进给时进油路压力损失 (13) 工作进给时回油路的压力损失 (13) 变量泵出口处的压力Pp (13) 系统压力损失验算 (13) 2 系统温升的验算 (14) 4液压缸的设计 (15) 液压缸工作压力的确定 (15) 液压缸的内径D和活塞杆d前面已经计算 (15) 液压缸的壁厚和外径的计算 (15) 缸盖厚度的确定 (15) 5设计小结 (16) 6参考文献 (16)
1 绪论 1.1 机床在国民经济的地位及其发展简史 现代社会中，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、仪器和工具等技术设备与装备。为制造这些技术设备与装备，又必须具备各种加工金属零件的设备，诸如铸造、锻造、焊接、冲压和切削加工设备等。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。在一般机械制造厂中，机床所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量的40%～60%，机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性，进而决定着国民经济的发展水平。可以这样说，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象的。 一个国家要繁荣富强，必须实现工业、农业、国防和科学技术的现代化，这就需要一个强大的机械制造业为国民经济各部门提供现代化的先进技术设备与装备，即各种机器、仪器和工具等。然而，一个现代化的机械制造业必须要有一个现代化的机床制造业做后盾。机床工业是机械制造业的“装备部”、“总工艺师”，对国民经济发展起着重大作用。因此，许多国家都十分重视本国机床工业的发展和机床技术水平的提高，使本国国民经济的发展建立在坚实可靠的基础上。 机床是人类在长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上生产的，并随着社会生产的发展和科学技术的进步而渐趋完善。最原始的机床是木制的，所有运动都是由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它们实际上并不是一种完整的机器。现代意义上的用于加工金属机械零件的机床，是在18世纪中叶才开始发展起来的。当时，欧美一些工业最发达的国家，开始了从工场手工业向资本主义机器大工业生产方式的过度，需要越来越多的各种机器，这就推动了机床的迅速发展。为使蒸汽机的发明付诸实用，1770年前后创制了镗削蒸汽机汽缸内孔用的镗床。1797年发明了带有机动刀架的车床，开创了用机械代替人手控制刀具运动的先声，不仅解放了人的双手，并使机床的加工精度和工效起了一个飞跃，初步形成了现代机床的雏型。续车床之后，随着机械制造业的发展，其他各种机床也陆续被创制出来。至19世纪末，车床、钻床、镗床、刨床、拉床、铣床、磨床、齿轮加工机床等基本类型的机床已先后形成。 上世纪初以来，由于高速钢和硬质合金等新型刀具材料相继出现，刀具切削
组合机床设计步骤 一．组合机床方案的确定 1.被加工零件的加工精度和加工工序 2.被加工零件的特点分析 3.定位基准及夹紧点的选择 4.加工工艺分析 5.机床配置形式及结构方案的确定 二．确定切削用量及选择刀具 1.确定切削用量 2.确定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度（铣削则是切向力、水平力、竖直力） 3.选择刀具结构 三．组合机床总体设计（三图一卡） 1.根据被加工零件图绘制被加工零件工序图 2.加工示意图 （1）刀具的选择（2）导向件选择（3）确定主轴类型、尺寸、外伸长度和选择接杆 （4）确定动力部件工作循环： a工进长度的确定 b快退长度的确定 c动力部件总行程长度的确定 3.组合机床联系尺寸图 （1）动力部件及其配套的通用部件的选择 a选择动力箱 b选动力滑台 c配套通用部件选择：底座（侧） （2）其他尺寸确定 a装料高度 b 夹具轮廓尺寸 c中间底座 d 主轴箱轮廓 4.机床生产率计算卡 （1）理想生产率 （2）实际生产率 （3）机床负荷率 四夹具设计 1.定位方法和定位元件的选择 2.导向装置的选择 3.夹紧机构的选择 4.夹紧力的计算及夹紧油缸的选择 5.定位误差分析与计算 （1）基准不重合误差 （2）基准位移误差 （3）定位误差
6.绘制夹具装配图 7.编制技术条件 五多轴箱设计 1.确定箱体结构、绘制原始依据图 2.确定主轴形式、直径及动力计算 （1）确定主轴形式 （2）主轴直径和齿轮模数的初步确定 3.传动系统设计 （1）制定多个传动方案并加以比较 （2）确定每个传动轴直径 （3）分配传动比、确定齿轮齿数 4.多轴箱的润滑 （1）箱体内各部件的润滑方法及其实现方法 （2）确定手柄轴的位置 5.多轴箱坐标计算 6.绘制坐标检查图 7.变位齿轮校核 8.齿轮强度校核 9.轴强度校核 10.轴承寿命校核 11.绘制多轴箱工作图 （1）视图（主视图、侧视图） （2）绘制展开图 12.多轴箱技术条件编制 2010年2月6日
卧式双面铣削组合机床 的液压系统设计 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
液压与气压传动技术课程设计说明书专业： 学号： 姓名： 指导教师： 2012年6月1日
1设计题目卧式双面铣削组合机床的液压系统设计 (2) 2设计要求 (2) 3液压传动系统的设计与计算 (3) 分析液压系统工况 (3) 确定主要参数 (6) 1.初定液压缸的工作压力 (6) 2.液压缸主要参数的确定 (6) 3.绘制液压系统工况图................................................6 绘制液压传动系统原理图 (8) 1.调速回路的选择 (8) 2.油源及其压力控制回路的选择 (9) 3.快速运动与换向回路 (9) 4.速度换接回路 (9) 5.压力控制回路 (9) 6.行程终点的控制方式 (9) 7.组成液压系统绘原理图 (9) 计算与选择液压元件 (11) 1.液压泵 (11) 2.阀类元件及辅助元件的选择 (11) 3.油管的选择 (11) 4.确定油箱容积 (11) 液压系统性能验算 (12)
1压力损失的验算 (13) 工作进给时进油路压力损失 (13) 工作进给时回油路的压力损失 (13) 变量泵出口处的压力Pp (13) 系统压力损失验算 (13) 2 系统温升的验算 (14) 4液压缸的设计 (15) 液压缸工作压力的确定 (15) 液压缸的内径D和活塞杆d前面已经计算 (15) 液压缸的壁厚和外径的计算 (15) 缸盖厚度的确定 (15) 5设计小结 (16) 6参考文献 (16)
卧式组合机床设计结构设计 第一章绪论 1.1 国外研究现状及发展趋势 在我国，组合机床发展已有二十多年的历史，其科研和生产都具有相当的基础，应用也已深入到很多行业。是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台式组合机床等；随着技术的不断进步，一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在组合机床行业中所占份额也越来越大。 由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后，国所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺，研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，
1 绪论 1.1 课题的来源 在国内外组合机床已发展成为一个新兴的工业部门。由于技术、经济、生产上的原因，早在50年代已经迅速发展并具有专门经营这项业务的企业。 在技术上，由于传统的普通机床精度低、并且不能同时加工同一零件，导致生产效率低。而社会生产力的巨大发展要求制造技术向高精度与高效率方向前进。而组合机床是以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床。它能对工件进行多刀、多轴、多面、多工位、同时加工。采用组合机床即能提高生产率又能提高加工精度。 在经济上，如果就设备以淘汰的形式更换为新设备则耗资巨大，很不经济，而采用组合机床加以现代化，为中小型企业和大企业创造了可观的经济效益。 在生产上，组合机床最适合多品种，中小批量生产，很符合现代化机械制造业的生产需要。 就本课题的国内外概况而言，我国是拥有上百万台机床的国家，要在短时间内实现机床多方位加工和高效率、高精密、设备的更新，国情上讲全面更新是不大可能的，组合机床的设计就以成为一个重要的研究方向。因此组合机床的设计加以自动化将会使得我们的国家的制造业迅速发展。在组合机床设计中引入了微机，不但技术上具有先进性，同时应用上也比传统的机床有了较大的通用性和可用性。 1.2 指导思想 组合机床是以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床。它能对工件进行多刀、多轴、多面、多工位、同时加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序，随着组合机床技术的发展，它能完成的工艺范围日益扩大。组合机床所使用的通用部件是具有特定功能、按标准化、系列化原则设计、制造的组合机床基础部件。每种通用部件有合理的规格尺寸系列，有适用的技术参数和完善的配套关系。组合机床设计应根据机床的性能要求配套液压、气压和电控等系统。
组合机床液压系统设计 1 方案的确定 1.1整体性分析 要求此液压系统实现的工作循环是：工件夹紧工作台快进工作台1工进工作台2工进工作台快退工件松开。运动部件重5800N，工作台快进、快退的速度 4.8m/min，工进的速度60—960mm/min，最大行程640mm，工进行程240mm。最大切削力8000N。夹紧缸行程30mm,夹紧力35000N。 对于铣削专用机床的液压系统而言，加工的零件需要精度高，定位准确。所以整个系统的设计要求定位精度高，换向速度快。在设计阀的时候，考虑这些方面变的尤其重要，要考虑到工作在最低速度时调速阀的最小调节流量能否满足要求。在行程方面，应该比要求的工作行程大点，包括工作行程、最大行程和夹紧缸行程，主要是考虑到在安全方面和实际运用中。在压力方面也要考虑到满足最大负载要求。而且在液压系统能满足要求的前提下，使液压系统的成本较低。 1.2 拟定方案 由上述分析可得以下两种方案： 方案一液压系统中工作台的执行元件为伸缩缸，工件的夹紧用单杆活塞缸；工作台采用节流阀实现出油口节流调速，用行程阀实现工作台从快进到工进的转换，压力继电器控制一工进与二工进的转换，在工进回路上串接个背压阀；为了防止工件在加工过程中松动，在夹紧进油路上串接个单向阀；工作台的进、退采用电磁换向阀；夹紧缸的夹紧与放松用电磁阀控制。 方案二液压系统中工作台的执行元件为单杆活塞缸，工件的夹紧也采用单杆活塞缸；工作台采用调速阀实现进油口节流调速，也采用行程阀实现工作台从快进到工进的转换，压力继电器控制一工进与二工进的转换，工进时，为了避免前冲现象，在回路上串接个背压阀；夹紧缸上串接个蓄能器和单向阀，避免工件在加工过程中松动；工作台的进、退换向采用电液换向阀，工作台快进时，采用差动连接；夹紧缸的夹紧与放松用电磁阀控制。 方案比较： 单杆活塞缸比伸缩缸结构简单，价格便宜，易维护，而且也能满足要求；调速阀的性能比节流阀稳定，调速较好，用于负载变化大而运动要求稳定的系统中；
目录 摘要 --------------------------------------------------------------------- 2 Abstract ----------------------------------------------------------------- 3 引言 --------------------------------------------------------------------- 4 1液压系统的原理、组成与结构---------------------------------------------- 6 1.1液压系统的原理------------------------------------------------------ 6 1.2液压系统的组成与结构 ------------------------------------------------------------------------------------------ 6 2液压传动的优缺点与应用-------------------------------------------------- 8 2.1液压系统的优缺点 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 2.2液压传动的应用 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 3设计要求--------------------------------------------------------------- 11 3.1设计任务 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11 3.2设计工作点 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11 4液压系统分析----------------------------------------------------------- 12 4.1运动分析 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12 4.2负载计算 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12 4.3负载循环图和速度循环图 ------------------------------------------------------------------------------------ 13 4.4液压系统主要参数的确定 ------------------------------------------------------------------------------------ 13 5拟定液压系统原理图----------------------------------------------------- 15 5.1工作缸 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 15 5.2夹紧缸 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 15 5.3换向方式确定------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 5.4调速、卸荷的选择 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 15 5.5控制方式的选择 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 16 5.6夹紧回路的确定 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 16 5.7液压泵型式的选择--------------------------------------------------- 16 5.8拟定系统原理图 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 17 6液压系统的计算--------------------------------------------------------- 18 6.1 验算系统压力损失 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 18 6.2验算油液温升------------------------------------------------------------------------------------------------------- 19 7液压元件的选择--------------------------------------------------------- 20 7.1液压泵 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 20 7.2阀类元件及辅助元件-------------------------------------------------------------------------------------------- 21 7.3油管---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22 7.4油箱---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22 7.5密封件的选择------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22 结论 -------------------------------------------------------------------- 24 致谢 -------------------------------------------------------------------- 25 参考文献 ---------------------------------------------------------------- 26