【正文】 低了產(chǎn)品成本。 本次設(shè)計的題目為多軸鉆床，多軸鉆床是為加工汽車輪輻，為汽車輪輻外側(cè)的擴孔而專門設(shè)計的專用機床，由底座、液壓立式滑臺、立體床身、動力頭以及多軸箱、專用夾具等有關(guān)部件組成。 多軸鉆床是一種孔加工的機床，它被廣泛 用于加工多孔工件。多軸鉆床在生產(chǎn)中的應(yīng)用，解決了普通鉆床加工多孔工件時逐孔加工浪費時間和人工這兩個重要問題。在本設(shè)計中，設(shè)計的多軸鉆床為輪輻螺栓孔加工機床，屬于專用機床。 專用機床，顧名思義，就是針對某一工件而專門設(shè)計制造的機床。與一般機床相比，具有設(shè)計制造周期短、成本低，自動化程度高，加工效率高 ， 加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，能減輕工人勞動強度等優(yōu)點。 本科 畢業(yè)論文 4 用機床區(qū)別于普通機床的基本特點就是它是專為某一固定工序服務(wù)的。因此，多軸鉆床機床又屬于工藝裝備。由于專用機床是為某一固定的，所以專用機床的先進(jìn)程度、種類、型式 和規(guī)格都取決于工藝需要。只有定出先進(jìn)合理的工藝，才能設(shè)計出合理的專用機床。 在生產(chǎn)中用機械加工方法直接改變毛坯的形狀，尺寸和材料性能，使之成為零件的過程，叫做機械加工工藝過程。設(shè)計時，工藝方案的制定是否合理，對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有著極大的影響。制定工藝方案時，應(yīng)首先分析生產(chǎn)類型。生產(chǎn)類型是衡量生產(chǎn)規(guī)模的標(biāo)志。 本次畢業(yè)設(shè)計所做題目為多軸鉆床加工汽車輪輻， 具有以下優(yōu)越性： 加工速度快。使用多軸鉆床加工輪輻，較之采用普通搖臂鉆床，平均功效提高 30％。 加工質(zhì)量好。采用該鉆床加工的 孔，孔的位置尺寸誤差小，工件互換性好，從未出現(xiàn)過因孔位置尺寸不對而反攻報廢的情況。多軸鉆造價低廉，維修方便，技術(shù)難度不高。 多軸鉆的形式也是多種多樣的。根據(jù)多軸鉆的結(jié)構(gòu)可把多軸鉆分為內(nèi)嚙合多軸鉆和外嚙合多軸鉆。內(nèi)嚙合多軸鉆是指齒輪傳動為內(nèi)嚙合式，外嚙合多軸鉆式指齒輪傳動為外嚙合式。根據(jù)鉆頭形式可分為臥式和立式兩種。在本設(shè)計中，我們采用外嚙合齒輪傳動。 近年來，鉆床主要有以下幾個發(fā)展趨勢： ①高速度、高精度 ②高可靠性、設(shè)備故障概率低 ③集成化、柔性化程度高 ④系統(tǒng)智能化程度高 另 外機床控制體系結(jié)構(gòu)越來越開放。數(shù)控鉆床的應(yīng)用，數(shù)控功能部件配套越來越專業(yè)化。市場個性化和敏捷性越來越高。 多軸鉆在加工多本科 畢業(yè)論文 5 孔零件時，具有良好的加工精度，能夠達(dá)到很好的加工質(zhì)量。但在設(shè)計機床時也有兩個重要的問題需要重點討論即工件的定位和加緊。在多軸鉆床加工時工件與刀具之間占有相對正確的位置時非常重要的，因此夾具的設(shè)計是一個非常重要的任務(wù)，我們要依靠合理的夾具設(shè)計來保證我們的加工精度合乎要求。另外多軸鉆床的刀具導(dǎo)向也是一個重要問題，就是刀具在鉆孔時會變形，從而加工的孔會傾斜，出現(xiàn)廢品。所以我們在設(shè)計中采用鉆套來進(jìn)行 導(dǎo)向，并且鉆套在刀具熱變形時起到固定刀具的作用，使刀具的變形不會對加工的工件有很大的影響。這樣我們就解決了多軸鉆的定位和刀具導(dǎo)向問題。 總之，多軸鉆床在我們的工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的意義。它大大的提高了我們的勞動生產(chǎn)率，提高了多孔工件加工的精度，減少了工人的勞動強度，也推動了我國生產(chǎn)行業(yè)的迅速發(fā)展。我們應(yīng)該加強對多軸鉆床領(lǐng)域的開發(fā)。 本科 畢業(yè)論文 6 2 多軸鉆床的總體設(shè)計 概述 機床總布局的任務(wù)是解決機床各部件間的相對運動和相對位置關(guān)系，并使機床具有一個協(xié)調(diào)完善的造型。工藝分析和工件的形 狀、尺寸和重量，在很大程度上左右著機床的布局形式，工藝需求決定了機床所需的運動，每個運動均由相應(yīng)的執(zhí)行部件來完成。通過傳動解決各部件間的相對運動關(guān)系。機床的布局受多方因素的影響，例如機床的性能、操作、觀察與調(diào)整等。機床總布局的設(shè)計是帶有全局性的一重要問題，它對機床的部件設(shè)計制 造 使用都有較大的影響 。 機床總體布局的目的，是按照簡單經(jīng)濟，合理的原則，制定一種實現(xiàn)加工要求的方案。它基本上由工藝方法、運動分配、工件尺寸、重量、精度、表面光潔度及生產(chǎn)效率等因素所決定。 機床總體布局的基本要求： ① 保證機床的剛度 ，精度，抗振性和穩(wěn)定性，力求減輕機床的重量； ② 確保實現(xiàn)既定工藝方法所要求的工件和刀具的相對運動，保證機床結(jié)構(gòu)簡單，且盡量采用較短的傳動鏈，以提高傳動精度和傳動效率； ③ 保證良好的加工工藝性，以便于機床的加工和裝配； ④ 保證生產(chǎn)安全，便于操作、調(diào)整和維修； ⑤ 對于生產(chǎn)效率和自動化程度較高的機床和專用機床，應(yīng)力求便于自動上、下料或納入自動線，并便于排除鐵屑； 本科 畢業(yè)論文 7 ⑥ 保證給定的工藝過程要求（對于組合機床，還應(yīng)滿足參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的要求）。最大限度地考慮機床部件的通用化； ⑦ 盡可能減小機床的戰(zhàn)地面積； ⑧ 機床外形美觀，大方 。 影響機床總體布局的基本因素 工藝方法對總體布局的影響 專用機床上加工工件的工藝方法是多種多樣的。在總體布局時，往往由于工藝方法的改變，導(dǎo)致機床的運動、傳動、部件配置以及結(jié)構(gòu)等產(chǎn)生一系列變化。例如，工序的集中、分散程度及機床萬能性要求不同，機床的布局也不一樣。故在確定專用機床的總體布局時，應(yīng)首先分析和選擇合理的工藝方法。所采用的工藝方法不同，所采用的刀具和運動以及機床布局也不同，即使是同一類型的機床，也可以采取不同的運動方案和布局結(jié)構(gòu)。 運動分配對總體布局的影響 專用機床 的工藝方法確定后，刀具與工件在切削加工時的相對以內(nèi)動也被隨著確定了。此時有三種方案：即相對運動可以完全分配給刀具，也可完全分配給工件，或者刀具和工件共同完成。而機床的運動分配不同，則機床的布局也不同。 在分配機床的運動時，一般應(yīng)注意一下幾點： ①移動部件的重量應(yīng)盡量輕。 在其他條件相同的情況下，移動部件（包括刀具或工件）的重量越小，所需電動機 的功率和傳動件尺寸也越小。本科 畢業(yè)論文 8 為簡化傳動，應(yīng)將運動分配給重量小的執(zhí)行件。 ②應(yīng)利于提高加工精度。 如鉆一般的孔時，應(yīng)將主運動和進(jìn)給運動都分配給刀具。但在 鉆削深孔時，為提高被加工孔的直線度，常采用工件做旋轉(zhuǎn)運動，鉆頭做軸向進(jìn)給運動的布局形式。 ③應(yīng)利于提高機床剛度，縮小占地面積。 本次設(shè)計選擇切削加工的相對運動由刀具和工件共同完成，在多軸鉆床的設(shè)計中，擴輪輻孔時主運動分配給鉆頭，進(jìn)給運動由工件完成，即鉆頭的向下運動和工件的向上移動，由于運動分散給刀具和工件共同完成，運動簡單了，相應(yīng)的機構(gòu)也簡單了，且容易實現(xiàn)，所以目前這種分配形式應(yīng)用較廣。 機床性能對總體布局的影響 ① 足夠的剛度和抗振性 為了得到所要求的加工精度和光潔度，在機床總體布局上就 應(yīng)該保證有足夠的剛度和抗振性。機床加工過程中的振動穿體給工件和刀具，會使被加工表面產(chǎn)生振動痕，降低表面光潔度；振動還使刀具的壽命縮短，使機床零件的磨損加快；振動所造成的噪音，使工人容易疲勞。因此，設(shè)計機床，特別是設(shè)計精密機床時應(yīng)采取措施來消除或減少振動，減少機床振動可以從布局、結(jié)構(gòu)、剛度等方面來采取措施，其中從布局方面消除振動的措施如下： A、隔離強迫振動源 機床的電動機，變速箱等部件在工作時，由于不平衡等原因會產(chǎn)生振動。 為了減振，可以把它們與工件，刀具隔離開。 B、平衡運動部件，減少沖擊力。 從結(jié)構(gòu)、剛 度方向采取的措施如下： 本科 畢業(yè)論文 9 A、基礎(chǔ)件的布置應(yīng)有利于增加導(dǎo)軌的導(dǎo)向長度和剛度，減少移動件的懸伸量。 B、一般情況下，框架式和門式布局的剛度和抗振性比懸梁式強。 C、采用輔助支撐，懸梁支架、浮動橫梁等加強機床的剛度和抗振性。 D、將機床基礎(chǔ)件做成整體式，以減少結(jié)合面的數(shù)目。 E、合理安排導(dǎo)軌位置，改善導(dǎo)軌和基礎(chǔ)件的受力情況。 F、移動部件的選擇，應(yīng)有利于減小移動時因其重心位置改變對機床精度的影響。 ②提高傳動鏈精度。 在螺紋或齒輪加工中常采取用縮短內(nèi)聯(lián)系傳動鏈的方法來提高加工精度。 ③ 減少機床熱變形及其影響 機 床因機械傳動，液壓傳動所產(chǎn)生的熱，會使機床的執(zhí)行部件和支承部件產(chǎn)生熱變形，降低加工精度。從布局方面消除或減少機床熱變形一般有如下措施： A、隔離熱源 將機床的傳動部件，如油泵、電動機、變速箱等安排在距離執(zhí)行部件和支承部件較遠(yuǎn)的位置，使前者產(chǎn)生的熱不傳或少傳給后者。 B、使熱變形與受力變形互相補償 利用熱變形來補償機床的受力變形，讓熱變形來提高機床精度，也是減少機床熱變形的一項措施。 C、合理布置熱源 D、大件的結(jié)構(gòu)布局要符合熱對稱原則 E、機床的切削部分應(yīng)沿?zé)嶙冃屋^小的方向布置 本科 畢業(yè)論文 10 機床自動化對總體布 局的影響 自動化機床布局時，要特別注意以下問題： A、便于排屑，刀架和床身導(dǎo)軌宜作成傾斜式和垂直式。 B、便于自動上、下料或列入自動線。 C、合理選擇刀架的形式和位置。 D、各刀架在自動化循環(huán)中各自有各自的動作，床身分別設(shè)置導(dǎo)軌。 E、便于操作，例如應(yīng)便于上下料，便于機床和刀具的調(diào)整；便于觀察加工情況等。 F、轉(zhuǎn)動刀架、自動換刀裝置，刀具的結(jié)構(gòu)和布局應(yīng)根據(jù)工藝要求，生產(chǎn)率要求及機床具體結(jié)構(gòu)不止的可能性等選定。 機床的自動化程度不同，機床的總體布局也不一樣，生產(chǎn)效率也不相同。 生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn) 效率對總體布局的影響 生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)率要求將影響到機床的主軸數(shù)目、自動化程度、排屑和裝卸方便程度等，從而導(dǎo)致機床布局不同。機床的生產(chǎn)批量不同，其結(jié)構(gòu)可能完全不同。本次畢業(yè)設(shè)計的題目為加工汽車輪輻外側(cè)的十個螺栓孔的擴孔加工，因需要大批量具生產(chǎn)，所以設(shè)計成專用機床。 操作調(diào)整對總體布局的影響 操作調(diào)整時必須考慮一下問題： A、設(shè)計機床必須考慮人體的基本尺寸和四肢運動范圍，以減輕工人的疲勞強度。為了便于操作者觀察加工過程和操縱機床，工件與刀具的作用本科 畢業(yè)論文 11 區(qū)至地面的高度適當(dāng)。 B、合理選擇立柱的位置，使 之符合通常的操作習(xí)慣，便于對刀、調(diào)整和檢測。 C、合理選擇工人的操作位置和操作部位。通常的操縱手柄和控制按鈕應(yīng)設(shè)在操作者近身處。大型機床為了便于觀察加工情況，其刀架上常設(shè)有操縱臺，工人應(yīng)隨刀架前進(jìn)，并在刀架上操縱機床。 綜上所述，影響機床布局的因素是多方面的，其中，工藝方法的選擇，對機床運動的要求及運動分配是起決定性作用的因素；工件的尺寸、精度、形狀及重量等是考慮的重要因素。此外，在充分注意工藝因素的同時，還應(yīng)兼顧其他各種因素。 專用機床的加工對象比較固定，生產(chǎn)批量較大，往往要求機床有較高的成產(chǎn)效率 ，因此，必須正確選擇工件的加工方法，并配備專門的執(zhí)行機構(gòu)以實現(xiàn)特定的工藝要求。 工藝方案的制定 工藝方案制定的正確與否，將決定機床能否達(dá)到“質(zhì)量輕，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，效率高，質(zhì)量好”的要求。故在確定機床的總體方案時，應(yīng)重點分析和選擇合理的工藝方案。 影響機床工藝方案制定的主要因素 被加工零件在機床上完成的工序及加工精度，是制定機床工藝方案的主要依據(jù)。制定機床工藝方案時，首先需要全面的分析工件的加工精度及技術(shù)要求，了解現(xiàn)場加工工藝及保證精度的有效措施。 A、被加工零 件的特點： 本科 畢業(yè)論文 12 工件材料及硬度、加工部件的結(jié)構(gòu)形式、工件的剛性、工藝基面等，對于機床工藝方案的制定都有重要的影響。 工件的剛性不足，加工時工序就不能太集中。有時為了減少機床臺數(shù)，必須采用高度集中工序時，從安排上，也必須把一些工序從時間上錯開加工，以避免同時加工時因工件受力變形、發(fā)熱變形以及振動而影響加工精度。 B、工件的生產(chǎn)方式 被加工零件生產(chǎn)批量的大小，對機床方案的制定也有影響。對大批量生產(chǎn)的箱體零件，工序安排上，一般趨于分散。例如加工輪輻螺栓孔，其粗加工、精加工分別在不同的機床上進(jìn)行。機床雖多 一些，但由于生產(chǎn)批量大，從提高生產(chǎn)率，穩(wěn)定的保證加工精度的角度來講仍然是合理的。在小批量生產(chǎn)情況下，完成同樣工藝內(nèi)容，則力求減少機床臺數(shù)，此時應(yīng)當(dāng)將工序盡量集中在一臺或少數(shù)幾臺機床上進(jìn)行加工，以提高機床的利用率。 制定工藝方案的原始條件分析 在制定工藝方案時，首先對產(chǎn)品的裝配圖進(jìn)行研究分析，熟悉該產(chǎn)品的用途性能及工作條件，明確該工件在產(chǎn)品中的地位和作用，然后對工件的工作圖進(jìn)行分析和工藝審查。 從零件圖，圖一中可見，圖紙比較完整，技術(shù)要求也一般，沒什么難加工的結(jié)構(gòu)。根據(jù)機床所完成的工 序，對輪輻的 10 個孔進(jìn)行擴孔，而10 個孔位于同一平面上沿圓周均勻分布。擴孔后，只需保證其位置精度，其他沒有特殊要求，用一般擴孔鉆進(jìn)行擴孔就可以達(dá)到要求。 工件的材料為碳結(jié)構(gòu)鋼（ Q235B），無特殊要求，在進(jìn)行加工前無熱處理，沒有硬度要求。 本科 畢業(yè)論文 13 與該零件結(jié)構(gòu)相同的還有幾種，但其 10 個孔的沿圓周均布及中心距是不變的，只需更換一下鉆頭，同樣適合在這臺設(shè)備上加工，便于有效的利用設(shè)備。但由于廠內(nèi)的實際需及經(jīng)濟實力以及生產(chǎn)規(guī)模的制約，工件在機床間的流動還主要靠人工搬運，所以不考慮流水線生產(chǎn)。 毛坯的選擇 對毛坯的種類及制造