组合机床设计(5)

********学院毕业设计（论文）设计课题题目：设计一台两缸顺序动作专用组合机床的液压系统专业系：机械制造工程系专业：班级：姓名：学号：指导老师一、设计课题题目：（05）设计一台两缸顺序动作专用组合机床的液压系统，要求液压系统：1、工作循环：A缸水平向左快进---A缸水平向左工进---A缸死挡铁停留---B缸垂直向上快进---B缸垂直向上工进---B缸垂直向下快退---B缸原位停止---A缸水平向右快退---A 缸原位停止2、A、B缸快进速度为4m/min、快退速度为5m/min,工进速度20—100mm/min;3、A、B缸进给最大行程为400mm，其中工进行程200mm;4、A、B缸最大切削力为12000N,运动部件自重均为8000N；5、启动换向时间0.05s;6、导轨为平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。

二、设计内容及要求：1、液压系统：（1）设计液压系统图（含：工作循环图、电磁铁及其他元件动作表、液压系统原理图、液压元件目录表，用一张2号图纸打印）；（2）设计液压缸（B缸）并绘制液压缸组件装配图（用一张1号图纸打印）；2、设计液压系统的电气控制原理图（含：工作循环图、电磁动作表电气控制系统原理图、电气元件目录表，用一张2号图纸打印）；3、PC编程（指令表、梯形图、功能图、PLC外部接线图），以实现自动控制；（功能图和接线图画在一张3号图纸上\梯形土图用一张3号图纸）;4、设计说明书一份(不少于30页),应有:封面、目录、封底、任务书、毕业小结、参考文献及书目、致谢等内容。

目录第一章绪论 (4)第二章液压系统设计 (5)第一节明确液压系统设计要求 (5)第二节分析液压系统工况 (5)第三节确定液压缸的主要参数 (6)第四节初选液压缸的工作压力、流量和功率 (7)第五节液压系统原理图的拟订 (10)第六节选择液压元件 (14)第三章机床电器原理图的设计 (16)第一节设计概述和设计要求 (16)第二节电器元件的选择 (17)第四章 PLC编程设计 (20)第一节 PLC设计的概述及要求 (20)第二节 PLC功能图I/O接线图和梯形图的设计 (20)第五章致谢 (25)第六章参考文献 (26)第一章绪论主要介绍了一台两缸顺序动作专用组合机床的液压系统、电气控制系统、液压缸的设计和计算过程，以液压系统设计指导进行电气控制线路等设计。

组合机床设计设计说明书绪论1 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。

【从网上查的】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 组合机床特点及发展史【组合机床设计手册】组合机床（Modular machine）是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。

2009年5月23 日目录第一部分组合机床总体设计 (3)一、工艺方案的制定 (3)1.1零件工艺基面的选择 (3)1.2 加工工艺分析 (3)1.3 孔切削用量的选择 (3)二、机床配置型式和结构方案的确定 (4)三、组合机床方案图纸设计 (4)3.1被加工零件工序图 (4)3.2加工示意图 (5)3.2.1加工示意图的编制步骤 (6)3.3组合机床生产率的计算 (11)3.3.1生产率的计算和生产率计算卡的绘制 (11)3.4机床联系尺寸图的绘制 (13)3.4.1机床主要联系尺寸的确定 (14)第一部分组合机床总体设计一、工艺方案的制定1.1零件工艺基面的选择由于被加工零件（缝纫机体）是箱体类零件，所以我选择了“一面二孔”的定位方法。

该方法有以下特点：a、很简便的消除工件的六个自由读，使工件获得稳定的固定位置；b、有同时加工五个面的可能。

既能高度集中加工工序，又有利于提高各面上孔的位置精度；c、该方法可以作为从粗加工到精加工的全部工序加工的基准，使整个工艺过程实现基准统一；d、该方法使夹紧方便，夹紧机构简单。

容易使夹紧力对准支承，消除夹紧力引起工件变形对加工精度的影响。

为了保证零件的加工精度及技术要求，工艺基面必须规定相应的公差。

根据缝纫机体零件的大小，定位销孔径选择∅16，太小时，定位销很细，加工中易受力产生较大的变形。

销孔的精度为2级，两销孔中心距定为321毫米，其公差为±毫米。

0.061.2 加工工艺分析由于被加工零件只需要钻孔，所以该机床只有一个钻孔加工工艺。

而且钻孔深度不大，属于一般钻孔。

1.3 孔切削用量的选择由于该缝纫机体是铸铁件，而且硬度大概在200~241左右，根据下表选取切削用量。

表1用高速钢钻头加工铸铁件的切削用量二、机床配置型式和结构方案的确定由于被加工的缝纫机体是一个箱体件，一次只加工一个，生产率要求不是很高，所以我选择了单工位组合机床，而且该零件孔中心线与定位基准面平行，而且需要同时加工两个面，因此选择单工位组合机床中的卧式双面组合机床。

卧式组合机床设计在组合机床的设计中，主轴箱加工工艺是关键。

“三图一卡”包括加工零件工序图,加工示意图, 机床总图,生产效率计算卡。

其中加工零件工序图是表示一台组合机床对被加工零件应完成的工艺内容的示意图。

它包括加工部位尺寸精度,表面粗糙度及技术要求等内容。

加工示意图表明被加工零件在机床的加工过程,刀具,辅具的位置状况,工件与夹具,刀具等机床各零部件间的位置关系，以及机床的工作行程和工作循环等。

机床总图表示机床各组成部件相互配合关系及各零件、部件、标准件、通用件等名称、代号、数量及运动关系。

以及检验各部件的相对位置及尺寸之间联系是否满足加工要求，通用部件是否合适等内容。

关键词：组合机床、主轴箱、“三图一卡”In transfer and unit machine design, the head stock processing craft is a key. "A three charts card" including processing components working procedure chart, processing schematic drawing，engine bed assembly drawing, production efficiency computation card. Processing components working procedure chart is expressed a aggre gate machine-tool to is processed the craft content schematic drawing which the components should complete. It including processing spot sizeprecision, content and so on surface roughness and specification. The processing schematic drawing indicated is processed the components in the engine bed processing process, the cutting tool, auxiliary position condition, work piece and jig, position relations engine bed various spare parts and so on between cutting tool, as well as engine bed power stroke and operating cycle and so on. The engine bed assembly drawing expressed the engine bed each composition part mutually coordinates the relations and various components, the part, the standard letter, General Work piece and so on the name, the code number, the quantity and the movement relations. Examines various parts between the relative position and the size relates whether satisfies the processing request, the general part is whether appropriate and so on the content.Key words: transfer；unit machine Head stock；"a three charts card"目录1组合机床设计内容 (1)1.1 组合机床的特点: (1)1 主要用于箱体其零件和杂件的孔面加工。

组合机床毕业设计组合机床毕业设计随着制造业的快速发展，机械加工技术也在不断进步。

作为机械加工的重要设备之一，组合机床在工业生产中扮演着至关重要的角色。

本文将探讨组合机床的毕业设计，旨在提供一些有关该领域的深入思考和实践经验。

一、背景介绍组合机床是一种结合了多种机械加工功能的设备，可以实现多种工艺的加工操作。

它通常由数控系统、主轴、刀具库、刀具变换装置等组成。

组合机床的设计需要考虑到工艺要求、加工精度、生产效率等因素，因此是一个复杂而具有挑战性的任务。

二、设计目标在进行组合机床的毕业设计时，首先需要明确设计目标。

设计目标可以包括但不限于以下几个方面：1. 提高加工效率：通过优化机床结构、改进传动系统等方式，实现加工效率的提升。

2. 提高加工精度：通过改进机床的定位精度、减小加工误差等方式，提高加工精度。

3. 降低能耗：通过改进机床的能源利用效率、减少能源浪费等方式，降低机床的能耗。

4. 提高自动化程度：通过引入自动化设备、优化控制系统等方式，提高机床的自动化程度，减少人工干预。

5. 提高可靠性：通过改进机床的结构设计、选用高质量的零部件等方式，提高机床的可靠性和稳定性。

三、设计步骤进行组合机床的毕业设计时，可以按照以下步骤进行：1. 需求分析：了解用户需求，明确设计要求和目标。

2. 方案设计：根据需求分析的结果，设计出满足要求的机床结构和控制系统。

3. 零部件选型：根据设计方案，选择适合的零部件，包括主轴、传动装置、控制器等。

4. 结构优化：对机床的结构进行优化，包括刚度、振动阻尼、重量等方面的优化。

5. 控制系统设计：设计合适的控制系统，包括数控系统、传感器、执行器等。

6. 实验验证：根据设计方案，制作样机进行实验验证，评估设计方案的可行性和性能。

7. 优化改进：根据实验结果，对设计方案进行优化改进，提高机床的性能和可靠性。

四、设计案例以下是一个组合机床毕业设计的案例：某公司需求一台能够同时进行铣削和钻孔的组合机床，要求加工精度高、效率高、稳定性好。

组合机床设计简明手册组合机床是由多个不同的机床组合而成，以满足复杂的加工工艺要求。

组合机床具有结构紧凑、功能强大、生产效率高等优点，广泛应用于航空、汽车、工程机械等领域。

本文旨在介绍组合机床的设计原则和要点，以供设计师参考。

1.设计原则（1）灵活性：组合机床应具有较高的自适应能力，可根据生产需要进行灵活的组合和调整。

（2）通用性：各种机床应具有通用性，既能适用于单独使用，也能适用于组合使用。

（3）先进性：组合机床应具有先进的设计理念和技术水平，以提高生产效率和产品质量。

（4）可靠性：组合机床应具有良好的稳定性和可靠性，以保证生产的连续性和稳定性。

（5）安全性：组合机床应符合国家相关安全标准，保护操作人员和设备的安全。

2.设计要点（1）结构设计：组合机床应具有简单、紧凑的结构，方便安装和调整各个单元，保证生产效率和运行稳定性。

（2）驱动设计：组合机床应采用精密的驱动系统和控制系统，以实现高速、高精度和稳定的运行效果。

（3）刀具设计：组合机床上的各种刀具应具有一定的通用性和灵活性，以适应不同的加工要求。

（4）电气设计：组合机床应具有完善的电气控制系统，保证设备的可靠性和安全性。

（5）运输设计：组合机床在运输过程中应采取科学的包装和运输方式，以避免设备受到损坏。

3.设计例子以汽车零部件加工为例，设计一台具有钻铣复合加工功能的组合机床。

（1）结构设计：组合机床采用刚性床身和移动横梁的结构，便于加工各种形状的零部件。

（3）刀具设计：组合机床配备多种不同的刀具头，满足钻孔、铣削、倒角等多种加工需求。

（4）电气设计：组合机床采用PLC+触摸屏的电气控制系统，实现自动化控制和智能化操作。

总之，组合机床设计需要遵循灵活、通用、先进、可靠、安全等原则，注重结构、驱动、刀具、电气和运输等方面的设计要点，以满足不同加工工艺和生产要求。

目录摘要 (1)关键词 (1)1前言 (1)1.1课题来源 (1)1.2指导思想 (2)2组合机床总体设计方案 (2)2.1设计组合机床的步骤 (2)2.1.1组合机床的特点 (2)2.1.2拟定方案阶段 (3)2.1.3 技术设计阶段 (4)2.1.4 工作设计阶段 (4)2.2组合机床方案的制定 (4)2.2.1 影响组合机床制定的主要因素 (4)2.2.2制定工艺方案工艺应考虑的问题 (5)2.2.3确定机床配置型式及结构方案应考虑的问题 (6)2.3确定切削用量及选择刀具 (7)2.3.1切削用量的选择 (7)2.3.2 确定切削力、切削扭矩、切削功率及耐用度 (8)2.3.3刀具结构的选择 (8)2.3.4动力部件工作循环及行程的确定 (8)3三图一卡的设计 (9)3.1 加工零件工序图 (9)3.1.1别加工零件工序图的作用与要求 (9)3.1.2绘制被加工零件工序图的注意事项 (9)3.1.3绘制矿山掘进机箱体两端面孔的被加工零件工序图 (9)3.2被加工零件加工示意图 (10)3.2.1加工示意图的作用 (10)3.2.2加工示意图的画法及注意事项 (10)3.3机床联系尺寸链图 (11)3.3.1联系尺寸链的作用及内容 (11)3.3.2选择动力部件 (12)3.3.3联系尺寸链图应考虑的主要问题 (13)3.3.4联系尺寸图的画法及步骤 (14)3.4生产率计算卡 (16)3.4.1理想生产率 (16)3.4.2实际生产率 (17)3.4.3机床负荷率 (17)4多轴箱—右主轴箱设计 (17)4.1右主轴箱设计步骤 (17)4.1.1组合机床主轴箱的用途及分类 (17)4.1.2右主轴箱设计步骤 (18)4.2右主轴箱的动力计算 (19)4.3多轴箱传动设计 (21)4.3.1对多轴箱传动系统的一般要求 (21)4.3.2拟定多轴箱传动的基本方法 (21)4.4主轴箱的主要零件设计 (23)4.4.1主轴型式和直径 (23)4.4.2齿轮的设计 (24)4.4.3轴的设计 (26)5 经济性分析 (29)6总结 (30)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (31)箱体加工用组合机床设计摘要：箱体加工用组合机床现广泛运用于生产制造中，本文以矿山掘进机箱体为加工对象，分析了零件的加工工艺过程，并对其中多轴箱、钻孔工艺进行了组合机床设计，主要内容包括：方案制定、组合机床总体设计、多轴箱设计。

（一）电机机座钻孔组合机床是大型组合机床，它的配置型式具有固定式液压夹紧的单工位组合机床，这类组合机床夹具和工作台都是固定不动的，动力滑台实现进给运动。

滑台上的动力箱实现切削运动，根据工件结构特点，以及精确要求，采用结合面为定值基准面。

在基准面对应的另一圆柱面上，用压块压紧，由于结合面的加工精度较高，以它为基面，完全可以达到要求的加工精度。

（二）几何机床总体设计----三图一卡①“被加工零件工序图”它是组合机床的设计的主要依据，它是制造使用，检修和调整机床的重要技术条件②绘制加工示意图，它是刀具夹具，多轴箱，液压电器装置设计及通用部件选择主要原始资料，它是调整机床，刀具及试车依据。

③绘制联系和运动关系及检验机床各部件相对于位置及联系是否满足加工要求，通用部件的选择是否合适，并为进一步开展主轴箱，夹具等专用部件，零件的设计提供依据。

④相对生产率计算卡，它用来反映机床的加工过程，完成这一动作所需要的时间，切削用量，机床生产率及机床负荷率。

(三)组合机床主轴箱设计，按专用要求进行设计，由通用零件组成，其主要作用是根据被加工零件的要求，安排各主轴位置并将动力和运动由电机或动力部件传给各主轴，使之得到要求的转速，机床主轴箱选用400*400,用中间传动轴带动主轴传动。

（四）夹具设计在前述定位基准面选择的前提下，用摆动式压板杠杆夹紧结构，夹紧力经验算可以保证。

关键字：组合机床；动力滑台；动力箱；主轴箱；夹具；(一)Combmtvin drilling machine is a large combination machine it adept a dispose form. The form has a fixed fitture’s sin gle working location combination.This kind of combination machine fitture and working bench are all fixed. Powen-sliding plat makes advam cry mourent. The power box on the power sliding plat from made scatting movement.This comgination and agle in instuit and is comvenient in desxging making and operating .Acording to precision demerd it adopt a datum place fixed in side .It is lined light with après lump on the other lylinder side against the datum palne .Itcan read working prelistion indemard a wording to the datum plane. Bacause of it is high working precision in side besides it has a round hole in high precision in side. It has a threaceling hole on the ohassion.It can make full use of the strulture charactlst of the work piece. To design two short round cancel in the round hole in the side. To limit three degrees .To design acutside cancel on the bassface the battom. To limit one free degree. To limit three free degree one the deofimtine datum plane.It definet up a ccnrately and it’s fixture power is depene.(二)To desing the combination machine body-therr draning and one carcl that is ①the working orther draning of the working spares . it’s the major basis of the combination maching body. It’s a important paper in making using excmining and rensing maching .②To draw working schematw. Drawing it’s for design a cutting tool. Assist tool afixture a multiple axle box hydravlive,pressure and a deetric capacity derise and important first hand date of the natirrad. Pants chovced and it’s a rewse machine kinf tool and the mgor basis for the test run.③To draw the relation dimension drawing the relation dimension drawing is to impress the matual .assembly nelation and the motin redation of the each form spanes of the machine.in order to enamine the relative .Pustion of all the machine spares and if the dimersion nelational .Spares is fix ,in the disigerents of dere loping the main axle box fixtrer’s special purpose pats.④Todesign the machin productirilg planning card .It’swod to report the working process of the machine to finish the need tine the cutting capacity the machine producticity and machine’s rate for the cach activity.(三)To design the comuination machine main axle box .To design it a cocording to the special cemoncl.It’s made up of the mational pants.As magin use is to arrange the position of all the mational axle box and transrnit the power and the motion to all the main axle by the electrical machinery or the power pants .According to the working demands of the worked pants and make it taget the demand transpont speed.The machine main axle is mode in side 400*400. It’sdraved by the mediwm drive.(四)To desing the fixtureFirst to choice the forer word fixed position datum plane.It’s fixed by swing depressor fixtume structure the despower can be assured by checking computations.Kdyword:The combination machine ；Powen-sliding plat；The power box；The main axle box；The fixture目录1 组合机床总体设计 (1)1.1 组合机床方案 (1)1.1.1 组合机床的制定方案制定的主要因素 (1)1.1.2 分析被加工工件 (3)1.1.3 制定本设计的机床方案 (3)1.2 确定切削用量及选择刀具 (3)1.2.1 根据工件的材料及加工孔直径确定切削用量 (3)1.2.2 确定切削力、切削转矩、切削功率及刀具耐用度 (3)1.2.3 刀具的选择 (7)1.3 初步确定主轴及传动轴直径 (7)1.4 三图一卡 (8)1.4.1 被加工零件工序图 (8)1.4.2 加工示意图 (8)1.4.3 机床联系尺寸图 (14)1.4.4 组合机床生产率计算卡 (15)2 多轴箱的设计 (20)2.1 多轴箱材料的选择 (20)2.2 多轴箱轮廓尺寸的确定 (20)2.3 轴类零件的选用 (20)2.3.1 钻削类主轴 (20)2.3.2 传动轴 (21)2.3.3 轴的材料 (21)2.4 齿轮型式的选择 (21)2.5 设计计算 (21)2.5.1 绘制多轴箱设计原始依据图 (21)2.5.2 主轴结构型式的选择 (22)2.5.3 传动系统的设计计算 (22)2.5.4 多轴箱结构设计 (32)2.5.5 主轴的设计 (34)2.5.6 手柄轴的设计 (40)2.5.7传动轴的设计 (42)2.5.8 叶片泵轴的设计 (44)2.5.9 动力箱输出轴的设计 (45)2.6 轴的校核 (46)2.6.1 求各轴的功率及转矩 (46)2.6.2 主轴的校核 (47)2.6.3 手柄轴的校核 (48)2.7 轴承的校核 (52)2.7.1 主轴上推力球轴承的校核 (52)2.7.2 主轴上深沟球轴承的校核 (52)3 夹具的设计 (53)3.1 机床夹具介绍 (53)3.1.1 夹具的分类 (53)3.1.2 专用夹具的组成 (53)3．2 夹具的设计 (54)3.2.1 定位装置的设计 (54)3.2.2 夹紧装置的设计 (55)3.2.3 夹紧方案的制定 (55)3.3.4 夹具图 (56)结论 (57)参考文献 (58)致谢 (59)附录 1 (60)附录 2 (61)绪论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。

（一）组合机床设计1、概述组合机床是根据工件加工需要，以大量系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或数种工件按预先确定的工序进行加工的高效专用机床。

组合机床能够对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工；可完成钻孔、扩孔、镗孔、攻螺纹、铣削、车孔端面等工序。

（1）组合机床的类型根据所选用的通用部件的规格大小以及结构和配置形式等方面的差异，将组合机床分为大型组合机床和小型组合机床两大类。

习惯上滑台台面宽度B≥ 250mm的为大型组合机床，滑台台面宽度B<250mm的为小型组合机床。

根据大型组合机床的配置形式，可将其分为具有固定夹具的单工位组合机床、具有移动夹具的多工位组合机床和转塔式组合机床三类。

具有固定夹具的单工位组合机床特别适用于加工大、中型箱体类零件。

在整个加工循环中，夹具和工件固定不动，通过动力部件使刀具从单面、双面或多面对工件进行加工。

这类机床加工精度较高，但生产率较低。

按照组成部件的配置形式及动力部件的进给方向，单工位组合机床又分为卧式、立式、倾斜式和复合式四种类型。

具有移动夹具的多工位组合机床的夹具和工件可按预定的工作循环，作间歇的移动或转动，以便依次在不同工位上对工件进行不同工序的加工。

这类机床生产率高，但加工精度不如单工位组合机床，多用于大批量生产中对中小型零件的加工。

按照夹具和工件的输送方式不同，可分为移动工作台式、回转工作台式、中央立柱式和鼓轮式四种类型。

转塔式组合机床的特点是几个多轴箱安装在转塔回转工作台上，各个多轴箱依次转到加工位置对工件进行加工。

按多轴箱是否作进给运动，可将这类机床分为两类：1)只实现主运动的转塔式多轴箱组合机床；2)既实现主运动又可随滑台作进给运动的转塔式多轴箱组合机床。

转塔式组合机床可以完成一个工件的多工序加工，因而可以减少机床台数和占地面积，适宜于中、小批量生产。

（2）组合机床的通用部件按通用部件在组合机床上的作用，可分为下列几类：1）动力部件动力部件是组合机床的主要部件，它为刀具提供主运动和进给运动。