745 臥式組合機床設計（有cad圖+文獻翻譯）
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湖南工學院畢業(yè)設計(論文)開題報告
題 目
臥式機床設計
指導老師
揚湘洪
學生姓名
段良華
班級學號
214070439
專業(yè)
機械制造設計及其自動化
一、課題的意義
隨著社會的不斷進步，機械加工技術的不斷發(fā)展，古老的生產方式已不能完全適應新形勢的要求。比如，我們傳統(tǒng)的通用機床，由于它為了適應各種零件的通用加工，強調了加工范圍的廣泛性，使其萬能性增大，隨之帶來的便是機床結構復雜，并且在加工某一零件的某些加工表面時，使機床不能完全發(fā)揮出全部效能。為了克服通用機床的弊端，工程技術人員便相應地推出了專用機床。但由于專用機床是根據某一工藝要求專門設計制造的，且它的組成部件均是專門設計制造的，因此，相對于通用機床而言，專用機床的造價昂貴，設計、制造周期長，特別是在飛速發(fā)展的變化之中，一旦產品更新換代，產品變型，原有的專用機床將不能滿足新產品加工工藝的要求，更有甚者是原專用機床完全不能加工新產品而變成一堆廢鐵，失去了機床應有的作用。為了使產品在市場中立于不敗之地，工程技術人員不得不重新花費時間，設計、制造新的專用機床。由此可見，專用機床在一定程度上阻礙著產品的更新換代。為了解決以上通用機床與專用機床之間的矛盾，同時盡可能地兼顧通用機床與專用機床的優(yōu)越性，于是，組合機床便在通用機床與專用機床的夾縫中悄然興起，并得到了越來越廣泛的應用。本課題主要是對組合機床進行設計。
二、國內外發(fā)展狀況
組合機床出現在世界上只有50多年的歷史。我國組合機床事業(yè)是從無到有，逐漸發(fā)展起來的。從1956年開始自行設計、制造了組合機床并得到很大發(fā)展。如北京、上海、遼寧、山東、江蘇等發(fā)展很快，西北、西南地區(qū)也又新的發(fā)展。國家又重點安排了一批工廠，如大連機床廠、常州機床廠、大河機床廠、長沙機床廠、上海第十機床廠等20多個工廠生產組合機床通用部件，為全國各地機械加工部門用組合機床自己武裝自己創(chuàng)造了非常有利的條件。許多工廠在大搞技術改造、設備更新、質量翻新的熱潮中，制造了大量的組合機床及其自動線，成倍地提高了勞動生產率，保證了產量和質量，降低了成本。目前，我國大多數省、市、自治區(qū)都能設計并制造組合機床及其自動線，產量、質量和技術水平都在不斷提高。我國組合機床及其自動線已占有一定數量，特別是在汽車制造行業(yè)已有了大量的組合機床及其自動線，生產能力也在不斷提高。用我國自行設計與制造的組合機床及其自動線武裝起來的第二汽車制造廠，經投產后證明具有規(guī)模、效率高，具有較高的自動化程度特點物理從工藝方案和布局，還是從加工精度和質量方面看，這些組合機床及組合機床自動線都已達到國際先進水平。
近幾年來，組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器、儀表、縫紉機、自行車、閥門、礦山機械、冶金、航空、紡織機械及軍工等部門已獲得廣泛的應用，甚至一些中小批量生產部門也開始推廣使用。由于組合機床具有的一系列優(yōu)點，因此在我國機械加工工業(yè)中廣泛推廣使用組合機床已成為多、快、好、省地發(fā)展我國機械加工工業(yè)的一條重要途徑，繼續(xù)發(fā)展和提高組合機床及自動線技術水平，是當前機械加工工業(yè)的一項重要任務。
綜觀世界四大機床展覽會的概況，我們可以從中看到未來機床的發(fā)展動向有以下特點：（1）從開發(fā)FA、CIM等制造系統(tǒng)轉變到積極深入開發(fā)單機與環(huán)節(jié)技術，提高其先進性、可靠性、實用性和性能價格比，力求價廉，切實用于生產，產業(yè)經濟效果。這是當前世界機床技術發(fā)展的主流。
（2）進一步提高和開發(fā)高精度、高效率、高自動化（簡稱“三高”）及多樣性、成套性、綜合性（簡稱“三性”）的單機與環(huán)節(jié)。這是目前世界機床技術發(fā)展的根本趨勢。
（3）進一步發(fā)展不同程度的低、中、高檔機電一體化的各類單機與環(huán)節(jié)產品，這對于不同生產規(guī)模，大中小不同技術水平的工廠，從提高加工精度、效率、自動化、全面提高制造技術水平來說，都是有利的長遠發(fā)展趨勢。
三、課題的研究內容、方法、手段與步驟
課題的研究內容是組合機床設計， 組合機床是按系統(tǒng)化,標準化設計的通用件以及按工件的形狀和加工要求設計的專用部件所組成的一種高效率機床。
一.確定機床配置形成及結構方案
工藝過程分析:
1.木模:確定造型的分型面,拔模斜度:芯頭芯盒的幾何尺寸;內外橫澆口,直澆口的幾何形狀
尺寸;澆注后的縮水量等工步.
2. 造型:采用滲加固化劑的膚腩樹脂砂造型,在造型機上制造外型與泥芯經氧化硬化后,進行合模,在外模中下泥芯,然后合箱,扣箱工步制作澆口杯,冒頭杯等,
3. 澆注:先進行點,將砂型中有機質燃燒排氣設置澆冒口,將溶化溫度在1400℃左右的鑄鐵水凈化,待氣孔渣子上浮,清除干凈后,冷卻在1300℃左右時進行澆注.
4. 清砂: 鑄件冷卻1-2小時后,開箱送入掁動清砂,除去鑄件的澆冒口系統(tǒng),并對壞件進行打磨去毛刺.
5. 退火: 清除壞件凝固的內應力,加溫在350℃左右,保溫在4~6小時并隨爐冷卻.
6. 刷涂料: 在需要加工的四周上刷上紅色涂料.
7. 鉗: 以三個火孔為基準,劃四周平面加工線.
8. 龍門銑: 打正工件一次粗銑4-5主軸箱體的外表面,并在箱體平面及側平面上留0.5mm精創(chuàng)余量.
9. 龍門銑:精創(chuàng)工件的底平面全圖,及有孔系西側平面合圖.
10. 搖臂鉆: 以鉆模夾具,鉆加工8-dm孔,并鉆氣堂z-d2西銷孔.
11. 粗鏜: 以臥式工位雙面組合鏜床,粗鏜100三個大孔,并留單邊余量0.5mm.即中.?100留.?99. .?60留.?59.
12. 精鏜: 以臥式單工位雙面組合鏜,精鏜上述三個大孔,制位合圖,倒角1*45°
13. 鉆孔: 以大?100為基準,采用活動鉆模板,在單工位, 臥式組合鉆床加工6- ?176個孔.
14. 鉗: 去除粗加工毛刺.
15. 檢驗: 檢驗各加工平面與孔的尺寸是否合圖.
16. 鉗: 在CK-II數控機床主軸箱上打印標志.
17. 入庫: 涂刷油漆.
我們是設計第13道工序的立式單工位組合鉆床
組合機床具有以下特點:
1.主要用于箱體內零件加工和復雜孔系加工.
2.生產效率高
3. 加我精度穩(wěn)定
4. 研制固期短
5. 自動化程度高
6. 配置靈活
組合機床總體設計
被加工零件的名稱:主軸箱箱體
材料: HT200
加工內容: 鉆6-?17孔
加工精度: 孔的位置度0.1
生產批量: 6萬臺/年
一. 影響總體布置的因素:
根據工件的結構特點,以及考慮定位基準與設計基準重合的原則,必須選擇頂面A及兩孔?100,2-?16+0.013/-0的銷孔為定位基準(見加工示意圖),確定基準后,組合機床總體布置大體上可以確定,同時還需考慮下列因素的影響
1. 加工精度的影響:工件的精度要求較高,應采用具有固定夾的單工位組合機床,因為位置精度要求較高,所以應從兩個方面對工件進行鉆削加工的機床布置形式,而選用臥式鉆床,本課題的位置精度要求為V.1.再考慮到工件裝卸方便,故應采用與夾具及定位銷定位的活動模扳和固定鉆,使位置精度達到圖紙要求.
2. 工件大小,形狀和加工部位特點的影響
由于工件大小,所以應采用單工位機床,被加工孔的中心線與定位基準平行,又要從二個平面同時加工,所以應采用臥式鉆床,同時臥式鉆床有利于排屑方便,因為機床的空間高度可以調節(jié)
二 被加工零件上序圖
它是指根據已確定的工藝方案,表示一臺機床式自動淺對該加工零件應完成的工藝內容的示意圖,它包括加工部位尺寸精度,表面粗糙度及技術要求等內容,但它不能用產品的零件圖代替,而須在圖的基礎上,突出本機床式自動線的加工內容依據,也是制造使用檢驗和高速機床的重要技術文件,其內容應包括:
1. 表示被加工零件的形狀,輪廓尺寸及與本機床設計有關的部位的結構形狀和尺寸.
2. 表示出加工定位基準,夾緊部位及夾緊方向,以便依此進行夾具的定位支承,限位,夾緊及導向系統(tǒng)的設計.
3. 表示出本道工序加工,部位的尺寸,尺寸精度,表面粗糙度,形狀位置精度及技術要求,另外,還應表示出本道工序對前道工序提出的要求(主要是指定位基準).
4. 表示出必要的文字說明,如被加工零件的編號,名稱,材料,硬度,重量及加工部位的余量等
三. 加工示意圖
它可以反映出零件的工藝方案,它表示出:被;加工零件在機床上的加工過程,刀具,輛具的布置情況,工件與夾具刀具等機床各部件間的相對位置關系,以及機床的工作行程和工作循環(huán)等.它主要內容有:機床的加工方法切削用量,工件循環(huán)和工作行程,載件刀具及導向,托架及各軸箱之間的相對位置及聯系尺寸;主軸結構類型,尺寸及外伸長度;刀具,類型數量和結構尺寸,接桿:浮動尖頭導向裝置.攻螺紋靠模裝置等結構尺寸.刀具導向之間的配合,刀具,接軒,主軸間的連接方式及配合尺寸等.
1. 選擇刀具
直徑D=17mm.高速鋼頭硬度為HBS170-200的HT的零件上鉆孔深40mm.
(1) 確定鉆削用量
查表得:f= 0.2mn/r V=25m/min
(2) 確定鉆削力P，鉆削扭距M，鉆削功率N。
鉆削力 P=26*Df0.8HB0.6
鉆削扭距M=10*D1.9*f0.8*HB0.6
鉆削功率 N=MV/9740πD
HB為高速鋼頭硬度 D為刀具直徑
2.導向結構的選擇
組合機床加工孔時,除采用剛性主軸加工方法外,零件上孔的位置精度主要靠刀具的導向裝置來保證的,在組合機床上使用鉆頭等校準刀具時,通常采用可以調節(jié)軸向尺寸的接軒和尖頭等中間工具安裝在主軸孔中。
3. 確定主軸類型,尺寸外伸長度:
主軸類型主要依據工藝方法和刀桿與主軸的聯接結構確定,由設計的課題選擇通用鉆削類主軸,材料為40cr.鋼熱處理
因為刀具與主軸為剛性連接,且用于組合雙面鉆床,由表選主軸為長主軸。
動力部件的總行程 L總≧L工件行程+ L前備+ L后備
四.機床總圖
機床總圖表示各組成件的相互配件關系及各零件部件,標準件,通用件的名稱,代號,數量和運動關系,以檢驗機床各部件的相對位置及尺寸之間的聯系,是否滿足加工要求,通用部件的選擇是否適度,它是由主軸箱,夾具等專用部件為零件設計的依據.選擇動力部件
:五 組合機床專題設計
1 傳動系統(tǒng)圖
（1） 擬定傳動路線:把主軸1.2.3.4.5.6視為一組同悄圓主軸,在其圓心處設中心傳動軸T.在中心傳動軸150．的方向設與原軸相連接軸８．圓心處在-90方向上設驅動軸0.具體方安如圖所示
.
（2）. 驗算傳動軸直徑和齒輪模數
2主軸箱裝配總圖
主軸箱是根據加工示意圖所確定的工件加工孔的數量和位置,切削用量和主軸類型設計的傳遞各主軸運動的動力部件,其動力來自通用的動力箱,(ITD40)與動力箱一起裝于進絡臺,可完成鉆,擴,鉸,鏜孔等加工工序。
主軸箱即多軸箱,一般具有多根主軸同時對一系列孔進行加工,我們所設計的多軸箱為通用多軸箱,借助導向套引導刀具來保證被加工的位置精度。
多軸箱由通用零件如箱件.主軸.行動軸.齒輪和附加機構組成.其基本結構見<組合機床設計箱的手冊>之“多軸箱規(guī)格尺寸及動力箱尺寸以及多軸箱結構及螺孔位置。
圖中有箱體,前蓋,右蓋,上蓋.導箱體零件.主軸,傳動軸;手柄軸,傳動齒輪,泵齒輪導傳動類零件;注油標，排油，油盤，葉傳泵，防油套等潤滑及防油組件。
在多軸箱內安排一排32mm寬的齒輪和兩排24mm寬的齒輪。
多軸箱總圖的設計
主視圖:用點劃線表示齒輪節(jié)圓,標注齒輪齒數和模數,兩口齒輪處標注羅馬字母,表示齒輪所在排數,標注各軸軸號及主軸和驅動軸,液壓泵軸的轉速轉向.
展開圖:每根軸,軸承,齒輪等只畫軸在線邊或下邊,左邊或右邊一半,對于結構尺寸完全相同軸只畫一根,但必須在軸端注明相應的軸號;齒輪可不按比例繪制,在圖形一側,用數碼箭頭標明齒輪所以排數。
圖如下
3多軸箱潤滑系統(tǒng)的設計
在摩擦加入潤滑劑可降低摩擦.減輕磨損.保護零件不遭銹蝕,而在采用循環(huán)時還能起到降溫作用.由于液體的不可壓縮性,潤滑油膜還具有緩沖,吸振的能力。
多軸箱潤滑系統(tǒng)采用齒輪泵供油.分三條油路分別給前蓋.中間體.合蓋供油.油種類為40#的機械油。
臥工主軸箱箱體內三排齒輪是用油盤潤滑的右蓋內的齒輪.則單獨引油管潤滑.所有設計這過程有引油管潤滑動力箱齒輪.另外,主軸箱下邊有一個幼油螺釘和窺視孔,以便于檢查.觀察油泵潤滑情況.及時供油,排除其內廢雜和沉淀。
油泵軸位置反可能靠近油池,離油面高度大于400~500mm油泵轉速.根據工作條件決定.油泵轉速925/min。
四、任務完成的階段安排及時間安排
畢業(yè)設計（論文）進程安排:
序號 設計（論文）各階段名稱 日期（教學周）
1 外文資料翻譯 第4周
2 開題報告 第5、6周
3 總體方案 第7～9周
4 零、部件圖 第10～14周
5 設計說明書 第15周
5、 完成任務所具備的條件因素
了解組合機床機床及其自動線；各類組合機床及其自動線的配置形式；組合機床的特點和工藝范圍；組合機床標準及通用部件；組合機床總體設計（包括：組合機床的設計基礎、組合機床的設計步驟、組合機床加工工藝規(guī)程的制定、組合機床通用部件的選擇、組合機床加工示意圖和聯系尺寸圖）；組合機床多軸箱設計（包括：標準多軸箱及其通用零件、標準多軸箱設計、多軸箱附加機構----主軸定位機構、攻絲多軸箱設計、專用多軸箱設計）；組合機床自動線設計；組合機床及其自動線的調整。
通過對以上知識的了解和熟練掌握AUTO CAD的用法，為以后的課題設計做準備。
指導教師批閱意見
指導教師(簽名)： 年 月 日
注：可另附A4紙
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