【文章內(nèi)容簡介】 有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。 組合機床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具與工 件的相對進給運動，來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進給運動，也可實現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件 (如飛輪、汽車后橋半軸等 )的外圓和端面加工。 （畢業(yè)論文） 3 二十世紀 70 年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術(shù)的發(fā)展，組合機床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達 毫米／ 1000 毫米，表面粗糙度可低達 ～ 微米；鏜孔精度可達 IT7～6 級，孔距精度可達 ～ 微米。 專用機床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機床中某些部件因重復(fù)使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機床。 最早的組合機床是 1911 年在美國制成的，用于加工汽車零件。初期，各機床制造廠都有各自的通用部件標準。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修， 1953 年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機床制造廠協(xié)商，確定了組合機床通用部件標準化的原則，即嚴格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。 通用部件按功能可分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和 輔助部件五類。動力部件是為組合機床提供主運動和進給運動的部件。主要有動力箱、切削頭和動力滑臺。 支承部件是用以安裝動力滑臺、帶有進給機構(gòu)的切削頭或夾具等的部件，有側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。 輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件，主要有分度回轉(zhuǎn)工作臺、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺、分度鼓輪和往復(fù)移動工作臺等。 控制部件是用以控制機床的自動工作循環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操縱臺等。輔助部件有潤滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。 為了使組合機床能在中 小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用，往往需要應(yīng)用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺組合機床上加工，以提高機床的利用率。這類機（畢業(yè)論文） 4 床常見的有兩種，可換主軸箱式組合機床和轉(zhuǎn)塔式組合機床。 組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，液壓傳動和電 液聯(lián)合控制技術(shù)的深入廣泛應(yīng)用，根據(jù)大批量生產(chǎn)多樣化、中小批量多品種生產(chǎn)高效化的要求，以及產(chǎn)品更新加速的特點，上世紀 70 年代以來發(fā)展了新型組合機床 —— 柔性組合機床。近些年來，隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)以及激光技術(shù)等的發(fā)展并應(yīng)用于機床領(lǐng)域，使機床的發(fā)展進入了一個新時代。不斷提高勞動生產(chǎn)率和自動化程度是機床發(fā)展的方向。 80 年代被稱為數(shù)控機床數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的時代?，F(xiàn)在，中國已成為世界的制造業(yè)基地，與世界先進水平的差距逐步縮小。柔性制造系統(tǒng)（ FMS） 和計算機集成制造系統(tǒng)（ CIMS）已成為中大批量多品種生產(chǎn)較為理想和效益較好的設(shè)備。組合機床是當(dāng)前機械制造業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品更新，進行技術(shù)改造，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展的必不可少的設(shè)備之一。 設(shè)計機床的基本要求有以下幾點： 一定的工藝范圍 任何一臺機床所能完成的加工零件的類型，零件尺寸，毛坯形式和工藝工序都是有一定范圍的。一般來說，工藝范圍越窄，機床結(jié)構(gòu)可較簡單，容易實現(xiàn)自動化，生產(chǎn)率也高。機床的工藝范圍過窄，會限制加工工藝和產(chǎn)品的革新；而盲目擴大機床工藝范圍，將使機床的結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，不能充分發(fā)揮各部件的性能，甚至影響機床主要性能的提高，增加機床成本。 保證精度與光潔度 機床應(yīng)保證被加工零件的精度和光潔度 ，并能在長期內(nèi)保持。工件的精度和光潔度是由機床，刀具，夾具，切削條件和操作者等 方面的因素決定的。就機床方面來說，要保證被加工零件的精度和光潔度，機床本身就必須具備一定的幾何精度，傳動精度和動態(tài)精度。 一般情況下，機床剛度越大則動態(tài)精度越高。機床的剛度包括結(jié)構(gòu)剛度和接觸剛度，機床的結(jié)構(gòu)剛度取決于構(gòu)件本身的材料性質(zhì)，抗扭抗彎截面的大小，壁（畢業(yè)論文） 5 厚，筋板布置和窗口影響等。機床的接觸剛度不僅與接觸材料接觸面的幾何尺寸，硬度有關(guān)，而且還與接觸面的光潔度，幾何精度，加工方法，相對方向接觸面間的介質(zhì)，預(yù)壓力有關(guān)。 切削過程中機床的振動降低了加工精度，工件表面質(zhì)量和刀具耐用度，影響了生產(chǎn)效率的提高，加速了 機床的損壞。機床抵抗振動的能力稱為抗振性。機床的抗振性和機床的結(jié)構(gòu)剛度，阻尼特性，固有頻率有關(guān)。 機床長時間保持其合格精度的性能稱為機床精度保持性。機床按精度可分為普通精度機床，精密機床，高精度機床和精密母機床。 有足夠高的生產(chǎn)率和自動化程度 生產(chǎn)率的要求根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)決定，常用單位時間內(nèi)機床所能加工的零件數(shù)量表示。要提高機床的生產(chǎn)效率，必須縮短加工一個工件的平均時間，其中包括縮短切削加工時間，輔助時間以及分攤到每一個工件上的準備和結(jié)束時間。采用先進刀具提高機床的切削速度，采用大切深，大進給，多刀多刃和成 型刀具等都可以縮短切削加工時間，提高生產(chǎn)效率。同時，縮短輔助時間，例如：空行程快進，夾緊用氣壓或液壓卡盤，從而減少輔助時間，提高生產(chǎn)率。 為了提高機床的生產(chǎn)率和自動化程度，就要在保證工件加工質(zhì)量的前提下，以最經(jīng)濟的方法，合理的利用刀具，最大限度的縮短機動時間和輔助時間。機床的自動化可減少人對加工的干預(yù)，從而保證加工的一致性，即被加工零件的精度穩(wěn)定性。還具有提高生產(chǎn)率和減輕工人勞動強度的優(yōu)點。 操作維修方便，使用安全可靠 機床的操縱，觀察，調(diào)整，裝卸工件和工具應(yīng)方便省力。機床維護須簡單，部件便于拆裝，易于 查找故障進行修理，并便于安裝和運輸。 使用安全包括操作者的安全，誤操作的防止，超載的保護，有關(guān)動作的互鎖以及對故障或廢品的報警。 提高三化程度 三化是指機床品種系列化，零部件通用化和零件標準化。提高三化程度對發(fā)展機床品種，規(guī)格，數(shù)量和質(zhì)量，對于機床的制造，使用和修理，對于新產(chǎn)品的設(shè)計和老產(chǎn)品的革新等方面都有十分重要的意義。 噪聲小 （畢業(yè)論文） 6 由于機床切削速度的提高，功率的增加，自動化功能的增多和機床變速范圍的擴大，機床噪聲問題已經(jīng)成為機床設(shè)計中必須考慮的一個問題。 成本低 在保證實現(xiàn)機床的性能要求的同時， 也要注意使機床具有很高的經(jīng)濟效益。對于機床生產(chǎn)廠的經(jīng)濟效益來說，機床成本尤為重要。機床的成本不僅包括材料，加工制造費用，還包括研制和管理費用，必須十分重視和努力降低機床的成本。 可靠性 機床的工作可靠性也是一項重要的技術(shù)經(jīng)濟指標。隨著自動化水平的不斷提高，需要許多機床，儀表，控制系統(tǒng)和輔助裝置協(xié)同工作。它們對機床的可靠性指標的要求是相當(dāng)高的。 第二章 設(shè)計題目簡介及總體方案確定 題目簡介 設(shè)計題目： 液壓半自動化鉆銑組合機床 題目簡介： 本題目要求設(shè)計一種用于各種軸類零件在毛坯 鍛造后，機加工前對軸類平兩端面并鉆銷中心孔的雙工位組合機床，為后續(xù)各切削加工做好準備。故本設(shè)備用于批量生產(chǎn)線上，要求裝夾方便，加工時間短，自動化程度較高。 設(shè)計參數(shù)及性能要求： 1 零件直徑： mm202150 ? 長度： mm20211500 ? 2 零件長度公差： mm1? 平行度： 3 零件材料為調(diào)質(zhì)中碳鋼，硬度 HBS350? 4 加工時間：每件不超過 20 分鐘 5 能進行程序控制工作和手動單一動作調(diào)整。 現(xiàn)場加工設(shè)備簡介 在工作現(xiàn)場完成上述工藝過程是在不同工序不同機床上進行的，在現(xiàn)場調(diào)研時的主要設(shè)備是完成火車軸生產(chǎn)加工的銑兩端面的組合機床，由料架和兩銑削頭組成，采用臥式雙面單工位結(jié)構(gòu)，料架固定，銑削頭由雙電機滾珠絲杠驅(qū)動在軌道（畢業(yè)論文） 7 上移動。車軸夾持裝置由氣壓傳動控制的齒輪杠桿夾緊機構(gòu)組成。 根據(jù)現(xiàn)場工人介紹中心孔加工是在車床進行的需要多次定夾緊和掉頭加工，裝夾定位不方便，并 且耗時。 機床設(shè)計方案確定 機床總體方案圖 根據(jù)現(xiàn)場條件以及給定的設(shè)計參數(shù)和性能要求確定機床總體方案。如果要完成上述要求設(shè)計的組合機床可以是工件移動，也可以是銑頭移動。一般來說，銑削時銑頭固定工件移動的方式比銑頭移動，工件固定的銑削方式加工精度要穩(wěn)定。因為，銑頭固定時，銑頭在工件的不同位置上，機床剛度變化小。 工件的移動和主軸箱的移動都是在滑臺上進行的，滑臺按驅(qū)動方式的不同，可以分為液壓滑臺和機械滑臺。機械滑臺是經(jīng)過絲杠螺母來實現(xiàn)被帶動滑臺體的進 給運動。液壓滑臺的組合機床需要單獨的液壓油源，有利于實現(xiàn)機床整體的自動化。液壓滑臺容易實現(xiàn)快速啟動，制動和頻繁換向，采用電 液聯(lián)合的行程控（畢業(yè)論文） 8 制，可以實現(xiàn)滑臺的快進，工進，快退等動作。機械滑臺需由工進電機和快速電機聯(lián)合驅(qū)動來實現(xiàn)，使得滑臺結(jié)構(gòu)大，本設(shè)計不宜采用。同時由于在鉆孔加工過程中存在快進，工進，快退等，料架夾緊等，采用液壓驅(qū)動較為容易實現(xiàn)。 料架及夾緊機構(gòu)的方案確定： 對于本次設(shè)計來說，料架部分可以采用齒輪杠桿夾緊機構(gòu)和 V 型塊式螺旋傳動定心夾緊機構(gòu)。 對于齒輪杠桿夾緊機構(gòu)來說，它的工作原理是：當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動時 ，兩齒條同時向外或向里運動，實現(xiàn)工件的夾緊或松開。以后簡稱 A 方案。 對于 V 型塊螺旋自動定心機構(gòu)來說，它的工作原理是：利用等螺距的左右絲杠帶動兩個滑座等速移動來夾緊或松開工件。以后簡稱 B 方案。 由于 A 方案的 V型塊是垂直布置的，導(dǎo)致了它的垂直方向的定位誤差較小，但是水平方向的定位誤差較大。而 B 方案的 V 型塊是水平布置的，它的水平方向的定位誤差較小，而垂直方向的定位誤差較大。本次畢業(yè)設(shè)計要求的是水平方向的定位誤差較小，因而，采用 B 方案。 液壓系統(tǒng)的設(shè)計原則和設(shè)計依據(jù) 機床系統(tǒng)的設(shè)計原則是：從實際出發(fā)，注意吸收國內(nèi)外先進技術(shù)，力求設(shè)計出重量輕，體積小，成本低，效率高，結(jié)構(gòu)簡單，性能良好，操作方便的液壓裝置來。 為了貫徹執(zhí)行上述