745 臥式組合機床設(shè)計（有cad圖+文獻翻譯）
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湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
題 目
臥式機床設(shè)計
指導(dǎo)老師
揚湘洪
學(xué)生姓名
段良華
班級學(xué)號
214070439
專業(yè)
機械制造設(shè)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(shù)的不斷發(fā)展，古老的生產(chǎn)方式已不能完全適應(yīng)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(yīng)各種零件的通用加工，強調(diào)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(jié)構(gòu)復(fù)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(shù)人員便相應(yīng)地推出了專用機床。但由于專用機床是根據(jù)某一工藝要求專門設(shè)計制造的，且它的組成部件均是專門設(shè)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(shè)計、制造周期長，特別是在飛速發(fā)展的變化之中，一旦產(chǎn)品更新?lián)Q代，產(chǎn)品變型，原有的專用機床將不能滿足新產(chǎn)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(chǎn)品而變成一堆廢鐵，失去了機床應(yīng)有的作用。為了使產(chǎn)品在市場中立于不敗之地，工程技術(shù)人員不得不重新花費時間，設(shè)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(chǎn)品的更新?lián)Q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(yīng)用。本課題主要是對組合機床進行設(shè)計。
二、國內(nèi)外發(fā)展狀況
組合機床出現(xiàn)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(shè)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(chǎn)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(shù)改造、設(shè)備更新、質(zhì)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(chǎn)率，保證了產(chǎn)量和質(zhì)量，降低了成本。目前，我國大多數(shù)省、市、自治區(qū)都能設(shè)計并制造組合機床及其自動線，產(chǎn)量、質(zhì)量和技術(shù)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(shù)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(chǎn)能力也在不斷提高。用我國自行設(shè)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(jīng)投產(chǎn)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(zhì)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(yīng)用，甚至一些中小批量生產(chǎn)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(shù)水平，是當前機械加工工業(yè)的一項重要任務(wù)。
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(zhuǎn)變到積極深入開發(fā)單機與環(huán)節(jié)技術(shù)，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(chǎn)，產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效果。這是當前世界機床技術(shù)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(shù)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(chǎn)品，這對于不同生產(chǎn)規(guī)模，大中小不同技術(shù)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(shù)水平來說，都是有利的長遠發(fā)展趨勢。
三、課題的研究內(nèi)容、方法、手段與步驟
課題的研究內(nèi)容是組合機床設(shè)計， 組合機床是按系統(tǒng)化,標準化設(shè)計的通用件以及按工件的形狀和加工要求設(shè)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(jié)構(gòu)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(nèi)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(jīng)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(zhì)燃燒排氣設(shè)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(nèi)應(yīng)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(cè)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(cè)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(shù)控機床主軸箱上打印標志.
17. 入庫: 涂刷油漆.
我們是設(shè)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(nèi)零件加工和復(fù)雜孔系加工.
2.生產(chǎn)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(shè)計
被加工零件的名稱:主軸箱箱體
材料: HT200
加工內(nèi)容: 鉆6-?17孔
加工精度: 孔的位置度0.1
生產(chǎn)批量: 6萬臺/年
一. 影響總體布置的因素:
根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點,以及考慮定位基準與設(shè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(diào)節(jié)
二 被加工零件上序圖
它是指根據(jù)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(yīng)完成的工藝內(nèi)容的示意圖,它包括加工部位尺寸精度,表面粗糙度及技術(shù)要求等內(nèi)容,但它不能用產(chǎn)品的零件圖代替,而須在圖的基礎(chǔ)上,突出本機床式自動線的加工內(nèi)容依據(jù),也是制造使用檢驗和高速機床的重要技術(shù)文件,其內(nèi)容應(yīng)包括:
1. 表示被加工零件的形狀,輪廓尺寸及與本機床設(shè)計有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)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(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)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(shù)要求,另外,還應(yīng)表示出本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊?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(guān)系,以及機床的工作行程和工作循環(huán)等.它主要內(nèi)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(dǎo)向,托架及各軸箱之間的相對位置及聯(lián)系尺寸;主軸結(jié)構(gòu)類型,尺寸及外伸長度;刀具,類型數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸,接桿:浮動尖頭導(dǎo)向裝置.攻螺紋靠模裝置等結(jié)構(gòu)尺寸.刀具導(dǎo)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(dǎo)向結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(diào)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(jù)工藝方法和刀桿與主軸的聯(lián)接結(jié)構(gòu)確定,由設(shè)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(guān)系及各零件部件,標準件,通用件的名稱,代號,數(shù)量和運動關(guān)系,以檢驗機床各部件的相對位置及尺寸之間的聯(lián)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(shè)計的依據(jù).選擇動力部件
:五 組合機床專題設(shè)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(shè)中心傳動軸T.在中心傳動軸150．的方向設(shè)與原軸相連接軸８．圓心處在-90方向上設(shè)驅(qū)動軸0.具體方安如圖所示
.
（2）. 驗算傳動軸直徑和齒輪模數(shù)
2主軸箱裝配總圖
主軸箱是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置,切削用量和主軸類型設(shè)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(luò)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(shè)計的多軸箱為通用多軸箱,借助導(dǎo)向套引導(dǎo)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(gòu)組成.其基本結(jié)構(gòu)見<組合機床設(shè)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(jié)構(gòu)及螺孔位置。
圖中有箱體,前蓋,右蓋,上蓋.導(dǎo)箱體零件.主軸,傳動軸;手柄軸,傳動齒輪,泵齒輪導(dǎo)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(nèi)安排一排32mm寬的齒輪和兩排24mm寬的齒輪。
多軸箱總圖的設(shè)計
主視圖:用點劃線表示齒輪節(jié)圓,標注齒輪齒數(shù)和模數(shù),兩口齒輪處標注羅馬字母,表示齒輪所在排數(shù),標注各軸軸號及主軸和驅(qū)動軸,液壓泵軸的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)尺寸完全相同軸只畫一根,但必須在軸端注明相應(yīng)的軸號;齒輪可不按比例繪制,在圖形一側(cè),用數(shù)碼箭頭標明齒輪所以排數(shù)。
圖如下
3多軸箱潤滑系統(tǒng)的設(shè)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(nèi)三排齒輪是用油盤潤滑的右蓋內(nèi)的齒輪.則單獨引油管潤滑.所有設(shè)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(nèi)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(zhuǎn)速.根據(jù)工作條件決定.油泵轉(zhuǎn)速925/min。
四、任務(wù)完成的階段安排及時間安排
畢業(yè)設(shè)計（論文）進程安排:
序號 設(shè)計（論文）各階段名稱 日期（教學(xué)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(shè)計說明書 第15周
5、 完成任務(wù)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(shè)計（包括：組合機床的設(shè)計基礎(chǔ)、組合機床的設(shè)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(lián)系尺寸圖）；組合機床多軸箱設(shè)計（包括：標準多軸箱及其通用零件、標準多軸箱設(shè)計、多軸箱附加機構(gòu)----主軸定位機構(gòu)、攻絲多軸箱設(shè)計、專用多軸箱設(shè)計）；組合機床自動線設(shè)計；組合機床及其自動線的調(diào)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(shè)計做準備。
指導(dǎo)教師批閱意見
指導(dǎo)教師(簽名)： 年 月 日
注：可另附A4紙
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