【正文】 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文組合機(jī)床夾具及多軸箱設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄1 緒論1．1組合機(jī)床的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r1．2課題的內(nèi)容和意義2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)2．1 工藝方案的擬定2．2 切削用量的確定2．3 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)——“三圖一卡”2．3．1 被加工零件工序圖2．3．2 加工示意圖2．3．3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖2．3．4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡3 鉆夾具設(shè)計(jì)3．1 夾具的特點(diǎn)3．2 研究夾具的目的和意義3．3 夾具的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展?fàn)顩r3．4 夾具的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3．5 基本定位原理分析3．6 定位加緊方案的確定3．7 鉆模板的設(shè)計(jì)3．8 定位支撐的選擇3．9 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸確定3．10 夾具的夾緊方案3．11 所需夾緊力大小的確定3．12 定位誤差分析3．13 夾具的經(jīng)濟(jì)效益分析4 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)4．1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖4．2 確定主軸的型式與直徑和驗(yàn)算主軸箱所需的動(dòng)力4．3 多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算4．4 多軸箱坐標(biāo)計(jì)算,計(jì)算主軸、驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)4．5 繪制坐標(biāo)檢查圖4．6 傳動(dòng)零件的校核4．7 輔助裝置的選擇4．8 經(jīng)濟(jì)性分析結(jié)論參考文獻(xiàn)致謝附錄1 緒論 組合機(jī)床的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r在適用前提下的先進(jìn)。我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，考慮一切生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題時(shí)的前提必須是適用。我國(guó)消化吸收國(guó)外柔性制造系統(tǒng)（PseudoFMS），是要在確保必要的生產(chǎn)柔性的前提下，優(yōu)化人機(jī)界面，不過(guò)分追求自動(dòng)化，盡可能建立較為完善的信息系統(tǒng)，充分發(fā)展計(jì)算機(jī)管理的效益。系統(tǒng)中先進(jìn)的自動(dòng)化裝備和普通設(shè)備并存，系統(tǒng)的某些環(huán)節(jié)允許人工干預(yù)。這是一個(gè)典型的結(jié)合國(guó)情、實(shí)施適用先進(jìn)方針的自動(dòng)化技術(shù)解決方案。 跟蹤國(guó)外先進(jìn)技術(shù)發(fā)展，結(jié)合實(shí)際地研制、推廣和發(fā)展適合我國(guó)國(guó)情的CIMS技術(shù)是必要的。我國(guó)目前應(yīng)在消化吸收、融匯貫通國(guó)際上有用的自動(dòng)化技術(shù)理論的基礎(chǔ)上，努力做到從我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的實(shí)際情況出發(fā)，發(fā)展創(chuàng)新，形成有國(guó)情特征的發(fā)展自動(dòng)化技術(shù)理論和學(xué)說(shuō)，進(jìn)行圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)的柔性自動(dòng)化技術(shù)開發(fā)研究，以適用為前提，急需什么就解決什么的企業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目，取得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)再推廣應(yīng)用。國(guó)外（如歐洲中等發(fā)達(dá)國(guó)家）目前發(fā)展的也是局部集成，如CAD／CAPP／CAM的集成，CAD與MIS的集成，MIS與MHS的集成等。實(shí)行效益驅(qū)動(dòng)的政策，投資上有能力支持，待將來(lái)?xiàng)l件成熟時(shí)實(shí)現(xiàn)適合我國(guó)國(guó)情及企業(yè)特點(diǎn)的適度集成。 2 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，注重實(shí)用發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)主要為機(jī)床的使用先進(jìn)制造技術(shù)的全部真諦在于應(yīng)用。發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，應(yīng)以企業(yè)的生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的實(shí)際需要及具體條件為導(dǎo)向。只有對(duì)合適的產(chǎn)品采用與之相適應(yīng)的自動(dòng)化方式進(jìn)行生產(chǎn)，才能收到良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際，注重實(shí)用，即對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生實(shí)際效益。那種盲目搞自動(dòng)化、搞自動(dòng)線的做法，全年生產(chǎn)任務(wù)只需1～2個(gè)月就完成的低負(fù)荷率生產(chǎn)也要搞的傾向應(yīng)當(dāng)糾正，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)不產(chǎn)生顯著促進(jìn)、效率低下的要緩搞。我們要的是效益，而不單純是速度。 僅以數(shù)控機(jī)床為例，1958年我國(guó)開始研究數(shù)控機(jī)床NC技術(shù)。70～80年代初期，我國(guó)發(fā)展數(shù)控機(jī)床缺乏明確的戰(zhàn)略思想，究竟解決我國(guó)制造技術(shù)中哪些主要技術(shù)問(wèn)題，似乎并不十分明確，帶有濃厚的就技術(shù)論技術(shù)色彩，偏重速度，忽視效益，造成了不少數(shù)控機(jī)床只出樣品、展品，不能提供商品，用于生產(chǎn)實(shí)際。70年代中期研制成功的數(shù)控機(jī)床，除數(shù)控非圓插齒機(jī)、數(shù)控劈錐銑床等能提供商品用于生產(chǎn)外，相當(dāng)多的數(shù)控機(jī)床未能正常提供商品，甚至有的數(shù)控機(jī)床最終還是報(bào)廢。80年代后期乃至“八五”計(jì)劃期間，我國(guó)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展是快速的，但卻是在曲折中前進(jìn)。造成這種狀況的原因是多方面的，但主要是在發(fā)展策略上有失誤：主機(jī)攻關(guān)有背當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的主要市場(chǎng)，沒有適應(yīng)生產(chǎn)需要發(fā)展數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化技術(shù)，結(jié)果是數(shù)控機(jī)床品種雖不少，而結(jié)構(gòu)性能重復(fù)的較多，影響了自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床的實(shí)際應(yīng)用；數(shù)控系統(tǒng)攻關(guān)進(jìn)展不快，主機(jī)及配套件質(zhì)量不過(guò)關(guān)，而且隨著國(guó)產(chǎn)化率的提高，使機(jī)床的可靠性降低，質(zhì)量問(wèn)題層出不窮，用戶反映“四面楚歌”。在已有的數(shù)控機(jī)床中，能正常使用、不能正常使用和不能使用的各占三分之一。而正常和穩(wěn)定運(yùn)行的數(shù)控機(jī)床的利用率也很低。上述情況，無(wú)疑影響了我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用。 又如我國(guó)的鑄造造型線品種不少，引進(jìn)的多達(dá)一百幾十條，從緊實(shí)原理、PC機(jī)控制到布線方式都是先進(jìn)的，可以說(shuō)當(dāng)今世界上幾乎所有的各類先進(jìn)造型線都引進(jìn)了，但能在生產(chǎn)中長(zhǎng)期服役的生產(chǎn)線很少，相當(dāng)數(shù)量的引進(jìn)造型線長(zhǎng)期閑置，沒有發(fā)揮實(shí)效。國(guó)產(chǎn)造型生產(chǎn)線因產(chǎn)品質(zhì)量差、可靠性低、實(shí)用性差，開工率一般僅在50％～60％。而能在生產(chǎn)中長(zhǎng)期服役的主力生產(chǎn)線很少，像第一汽車制造廠的01線、第二汽車制造廠的BMD線等具有全年開工業(yè)績(jī)的線更是鳳毛麟角。這種現(xiàn)象不屬偶然或局部，而是帶有普遍性。據(jù)調(diào)查，我國(guó)引進(jìn)的弧焊機(jī)器人，完全正常運(yùn)轉(zhuǎn)、充分發(fā)揮效益的只占1／3；另外1／3處于負(fù)荷不滿或不能完全正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；還有不能正常使用，直接影響了用戶使用更多機(jī)器人的信心。 　 發(fā)展投資少、見效快的低成本自動(dòng)化技術(shù) 　 發(fā)展低成本自動(dòng)化技術(shù)（機(jī)床），潛力大，前景廣，投資省，見效快，提高自動(dòng)化程度，可以收到事半功倍的經(jīng)濟(jì)效果，適合我國(guó)現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國(guó)情。90年代美國(guó)麻省理工學(xué)院提出的精節(jié)生產(chǎn)LP(Lean Production)模式，就是以最小的投入，取得最大的產(chǎn)出的具體表現(xiàn)。日本豐田公司采用適時(shí)生產(chǎn)JIT（Just In Time）、全面質(zhì)量管理TQC（Total Quality Control）和成組技術(shù)GT（Group Technology）、彈性作業(yè)人數(shù)和尊重人性為支柱的精節(jié)生產(chǎn)方式，使自動(dòng)化程度不高的工廠取得了良好的效益。芬蘭NOKOA Data機(jī)工廠的組裝車間內(nèi)擁有一條能制造28386和486微機(jī)的靈活生產(chǎn)線，它并不完全由自動(dòng)化設(shè)備組成，中間穿插著借助計(jì)算機(jī)指導(dǎo)的人工參與，將高新技術(shù)與原有工藝基礎(chǔ)巧妙靈活地結(jié)合在一起，從而使這種生產(chǎn)線的造價(jià)較低，同時(shí)卻具有柔性制造系統(tǒng)的性能。實(shí)際上精節(jié)生產(chǎn)本身就意味著從國(guó)情和企業(yè)實(shí)際情況出發(fā)。 借鑒國(guó)外發(fā)展機(jī)械制造業(yè)低成本自動(dòng)化技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)是有益的。我國(guó)機(jī)械制造業(yè)各企業(yè)有大量的通用設(shè)備，在發(fā)展現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，若以原有的設(shè)備為主，合理調(diào)整機(jī)床布局，添加少量的數(shù)控設(shè)備，引入CAD／CAM技術(shù)，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理的優(yōu)勢(shì)和人的創(chuàng)造性，共同構(gòu)成一個(gè)以人為中心、以信息自動(dòng)化為先導(dǎo)、樹立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng)，為我國(guó)機(jī)械制造業(yè)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國(guó)國(guó)情的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用新途徑。 通用機(jī)床局部自動(dòng)化改裝有重要意義。近期內(nèi)我國(guó)對(duì)成本低、維修方便的通用機(jī)床的需要量還是不會(huì)急劇下降的，因?yàn)橛袕V大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)市場(chǎng)，有小工廠、試驗(yàn)室、大型企業(yè)的工具車間等。目前我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的企業(yè)里有各類通用機(jī)床多達(dá)320多萬(wàn)臺(tái)，其中有不少高性能的生產(chǎn)設(shè)備，但由于缺少必要的輔助裝置、控制裝置、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)裝置等，而使這些設(shè)備的自動(dòng)化程度很低。若對(duì)某些機(jī)床增加或配置如自動(dòng)上下料裝置、刀具及機(jī)床的自動(dòng)工作循環(huán)系統(tǒng)等，可實(shí)現(xiàn)單機(jī)加工過(guò)程的自動(dòng)化或半自動(dòng)化；對(duì)于有些如多刀半自動(dòng)車床、液壓仿形車床、磨床及齒輪加工機(jī)床，配置自動(dòng)料倉(cāng)和工件自動(dòng)裝卸裝置等，就可實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程自動(dòng)化。通用機(jī)床自動(dòng)化改裝，是實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)單機(jī)自動(dòng)化或生產(chǎn)線自動(dòng)化程度的重要途徑之一，在產(chǎn)品更新?lián)Q代頻繁的多品種中小批量生產(chǎn)中，最經(jīng)濟(jì)地提高自動(dòng)化程度，也有較好的經(jīng)濟(jì)效果。 應(yīng)用微電子技術(shù)改造已有通用設(shè)備，花錢少，見效快，是加速傳統(tǒng)設(shè)備現(xiàn)代自動(dòng)化改造步伐，提高企業(yè)自動(dòng)化技術(shù)水準(zhǔn)的一條捷徑。用數(shù)顯、數(shù)控裝置改造通用設(shè)備，提高單機(jī)自動(dòng)化程度；用可編程序控制器改造通用機(jī)床、專用機(jī)床、組合機(jī)床及其自動(dòng)設(shè)備與半自動(dòng)設(shè)備組成的生產(chǎn)線，把計(jì)算機(jī)功能完備、編程靈活、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)全生產(chǎn)線自動(dòng)化作業(yè)。而用數(shù)顯、數(shù)控裝置改造的機(jī)床價(jià)格一般為全功能數(shù)控機(jī)床的1／5～1／10，工效可比通用機(jī)床提高2～5倍。而經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、實(shí)用、價(jià)廉、可靠、操作維修方便，其價(jià)格一般為全功能數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床的1／3～1／2，實(shí)用性不比全功能數(shù)控機(jī)床差多少。目前，若我國(guó)能完成320多萬(wàn)臺(tái)各類通用機(jī)床中的80萬(wàn)臺(tái)的舊機(jī)床數(shù)控改造，將大大提高我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的自動(dòng)化水準(zhǔn)。我們應(yīng)該發(fā)展這種投資省、見效快的自動(dòng)化技術(shù)。 抓好基礎(chǔ)，注重配套發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù) 現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用就是在控制理論的指導(dǎo)下，對(duì)生產(chǎn)的物流和人的作用進(jìn)行綜合的研究，涉及到機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)等。發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，必須主要地關(guān)注電子學(xué)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、零件檢測(cè)和機(jī)床裝料自動(dòng)化，廣泛采用程序數(shù)控機(jī)床，以及研制高效的和可靠的自動(dòng)化生產(chǎn)線、計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)的信息系統(tǒng)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)等。發(fā)展應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，要扎扎實(shí)實(shí)地抓好自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目的基礎(chǔ)工作和從實(shí)際出發(fā)的推廣應(yīng)用工作，既要發(fā)展主機(jī)，也要配套發(fā)展自動(dòng)化元件及控制系統(tǒng)。可編程控制器、微處理機(jī)、各種傳感器、新型刀具、控制系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件、電子計(jì)算機(jī)等將是今后機(jī)械自動(dòng)化的主要技術(shù)基礎(chǔ)。 課題的內(nèi)容和意義畢業(yè)設(shè)計(jì)作為大學(xué)教學(xué)的最后一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)鞏固所學(xué)專業(yè)課程和基礎(chǔ)課程起著非常重要的作用。畢業(yè)實(shí)習(xí)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，是增加學(xué)生感性認(rèn)識(shí)、提高理論聯(lián)系實(shí)際的一個(gè)必不可少過(guò)程。通過(guò)畢業(yè)實(shí)習(xí)能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)獨(dú)立解決工程實(shí)踐能力，通過(guò)調(diào)查研究，收集資料，現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步具有工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、解決生產(chǎn)中實(shí)際問(wèn)題以及在總結(jié)編寫設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)論文的能力。通過(guò)畢業(yè)實(shí)習(xí)，可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、查閱技術(shù)文獻(xiàn)、資料、手冊(cè)的能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。總之，畢業(yè)實(shí)習(xí)對(duì)提高畢業(yè)生全面素質(zhì)具有很重要的意義。2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 工藝方案的擬訂零件的分析：（1）零件的工藝分析該零件是殼體類零件，形狀不規(guī)則，尺寸精度、形位精度要求均較高。對(duì)零件圖上的主要技術(shù)要求，分析如下：1）Φ110H7，Φ130H7，Φ185H7孔內(nèi)裝有軸承，具有穩(wěn)定的定心精度，尺寸精度為7級(jí)。2）合箱面為密封面，此平面需進(jìn)行磨削，以保證密封要求。3）Φ110H7，Φ130H7。4）其余孔的加工，應(yīng)按圖紙的技術(shù)要求即可。5）由于Φ110H7，Φ130H7，Φ185H7要求精度高，對(duì)鑄件應(yīng)進(jìn)行人工時(shí)效處理，提高機(jī)械加工的可切削性及減少變形。6）對(duì)技術(shù)要求4 為保證對(duì)上下箱體合箱后邊緣應(yīng)平齊，相互錯(cuò)位每邊不大于2mm，采用鉆模加工，保證精度。工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)：（1）確定毛坯的鑄造形式箱體的材料為HT250，其鑄造性能及可切削性均有，該件屬于中批生產(chǎn)，采用金屬模機(jī)械造型鑄造，可得到II級(jí)精度的鑄件。（2）基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)的選擇應(yīng)根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，有較高的生產(chǎn)率，較好的經(jīng)濟(jì)效果。1）精基準(zhǔn)的選擇：箱體 Φ110H7，Φ130H7，Φ185H7，Φ150H7是零件的主要加工部位，其他相關(guān)的表面均以此孔為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)的。對(duì)箱體以底面及側(cè)面作為精基準(zhǔn)。2）粗基準(zhǔn)的選擇： 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，應(yīng)合理分配各加工表面的余量，箱體的各孔及底平面及側(cè)面均有尺寸要求，故以鑄造出的孔及端面為粗基準(zhǔn)加工底平面；合箱面，側(cè)面使孔的加工余量均勻，然后以底平面及側(cè)面為精基準(zhǔn)加工各孔，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一及互為基準(zhǔn)的原則。（3）工藝路線的擬定及工藝方案的分析1）工藝路線的擬定根據(jù)箱體零件為大批生產(chǎn)，所以采用通用機(jī)床，配以專用的夾具，刀具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)效率，減少機(jī)床數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。經(jīng)過(guò)對(duì)箱體的工藝分析，零件的毛坯為金屬模，機(jī)械造型，鑄件精度為II級(jí)，并經(jīng)人工時(shí)效處理，消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力，改善了工件的可切削性,并涂底漆?，F(xiàn)確定工藝路線如下：010銑結(jié)合面012銑頂?shù)酌?14鉆孔016精銑結(jié)合面018磨削結(jié)合面022合箱024鉆鉸定位銷026打定位銷030粗精銑360尺寸一側(cè)面032粗精銑另一側(cè)面036粗鏜Φ110，Φ130，Φ185，Φ150各孔038半精鏜，精鏜Φ110，Φ130，Φ185，Φ150各孔046鉆锪各孔048檢查050攻螺紋052清理054拆箱涂漆2）對(duì)工藝方案的分析在各加工表面加工方法的選擇方面：①對(duì)結(jié)合面粗加工，采用刨削的加工方法因?yàn)榻Y(jié)合面是密封面，而且，此工件是鑄件，外形不規(guī)則，故采用刨削加工，切削力小，刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。②粗加工結(jié)合面后，粗精銑低面，然后以低面為基準(zhǔn)精銑，結(jié)合面，因?yàn)榇藭r(shí)，以頂面為精基準(zhǔn)，精銑結(jié)合面，效率較高，故選用銑床加工。最后需要磨削結(jié)合面，為保證平面度及粗糙度要求 對(duì)360+ 0兩端面加工采用的是龍門銑加工③110H7，Φ130H7，Φ180H7采用粗鏜，半精鏜，精鏜工序，保證孔的尺寸精度，表面粗糙度及形狀精度。④Φ110H7，Φ130H7，Φ185H7孔與側(cè)面Φ150H7孔有垂直度要求，采用與Φ110，Φ130，Φ185加工時(shí)，在一次安裝中鏜出來(lái)，保證垂直度要求。⑤合箱孔的加工，采用的是專用鉆模加工，為保證合箱后錯(cuò)邊量每邊不大于2mm.⑥ 其余孔的加工，采用鉆模來(lái)完成。在決定零件的加工順序時(shí)，根據(jù)零件的特點(diǎn)，按照加工階段的劃分原則及零件的精度的獲得方法，盡量采用工序集中，充分發(fā)揮設(shè)備潛力，減少設(shè)備數(shù)量。首先以鑄出的各孔及內(nèi)腔為粗基準(zhǔn)，加工合箱面及低平面，及合箱孔定位銷孔，然后以一面兩銷定位，加工 360尺寸兩側(cè)面及各孔。（4）機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定按