【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 組合機(jī)床、 18 臺(tái)三江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 坐標(biāo)加工單元、空架機(jī)器人、線兩端的毛坯庫(kù)和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)組成 ,可實(shí)現(xiàn) 3 種零件的加工?？占軝C(jī)器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展 ,出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗(yàn)、檢測(cè)、清洗 等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家 ,進(jìn)一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。 ⑷進(jìn)一步提高工序集中程度 國(guó)外為了減少機(jī)床數(shù)量 ,節(jié)省占地面積 ,對(duì)組合機(jī)床這種工序集中程度高的產(chǎn)品 ,繼續(xù)采取各種措施 ,進(jìn)一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺(tái)、多坐標(biāo)通用部件、移動(dòng)主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機(jī)床或在夾具部位設(shè)置刀庫(kù) ,通過換刀加工實(shí)現(xiàn)工序集中 ,從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能 ,獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。 在現(xiàn)代工業(yè)制造領(lǐng)域，大多數(shù)零部件都是通過機(jī)床大批量完成；在集成制造業(yè)中，組合機(jī)床的應(yīng)用越來越廣泛，大大的提高了生產(chǎn)能力。組合機(jī)床的主要優(yōu)點(diǎn)有以下 幾點(diǎn)： 由于 組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量的專用部件集中而成且具效作用。組合機(jī)床的工序高度集中，即在一臺(tái)機(jī)床上完成幾道不同的工序。因此，適應(yīng)了產(chǎn)量大、精度高的要求，克服萬能機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，精度不易保證的缺點(diǎn)，以及普通機(jī)床不適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)展，產(chǎn)品經(jīng)常更新的要求。所以，組合機(jī)床及自動(dòng)線以廣泛應(yīng)用于到汽車，柴油機(jī)，電動(dòng)機(jī)，儀器儀表以及軍工產(chǎn)品等上顯示出巨大的優(yōu)越性。 目前，組合機(jī)床是大批量機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備。，因而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)機(jī)械行業(yè)；組合機(jī)床的技術(shù)性能和綜合自動(dòng) 化水平，在很大程度上據(jù)定了工業(yè)部門的產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)，也在很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。 現(xiàn)代組合機(jī)床和自動(dòng)線作為機(jī)電一體化產(chǎn)品，它是控制、驅(qū)動(dòng)、測(cè)量、監(jiān)控、刀具和機(jī)械組件等技術(shù)的綜合反映。各行業(yè)的產(chǎn)品市場(chǎng)壽命不斷縮短，品種日益增多且質(zhì)量不斷提高，這些有力的推動(dòng)和激勵(lì)了組合機(jī)床的不斷發(fā)展。 組合機(jī)床的加工精度、多品種加工的柔性以及機(jī)床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床工作程序軟件化，工序高度集中、高效短拍節(jié)和多功能知道監(jiān)控。國(guó)內(nèi)外組合機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)是： 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 （ 1）廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù)。在組合機(jī)床上不僅一般的動(dòng)力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，而且夾具的轉(zhuǎn)位，角度，換箱裝置的自動(dòng)分度與定位也都采用數(shù)控技術(shù)，從而進(jìn)一步提高了組合機(jī)床的工作可靠性和加工精度。 （ 2）發(fā)展柔性技術(shù)。先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動(dòng)力頭，可換主軸箱等組合機(jī)床；同時(shí)根據(jù)加工中心的發(fā)展，開發(fā)了二坐標(biāo)、三坐標(biāo)模塊化的加工單元，并以此為基礎(chǔ)組成了柔性加工自動(dòng)線。 （ 3） 進(jìn)一步提高工序集中程度。國(guó)外為了減少機(jī)床數(shù)量 ,節(jié)省占地面積 ,對(duì)組合機(jī)床這種工序集中程度高的產(chǎn)品 ,繼續(xù)采取各種措施 ,進(jìn)一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺(tái)、多坐標(biāo)通用部 件、移動(dòng)主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機(jī)床或在夾具部位設(shè)置刀庫(kù) ,通過換刀加工實(shí)現(xiàn)工序集中 ,從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能 ,獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。 、內(nèi)容 設(shè)計(jì)的目的 機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)，其目的在于通過機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使我們?cè)跀M定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案的分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)基本的設(shè)計(jì)方法，并培養(yǎng)了自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì) 算能力。 評(píng)價(jià)機(jī)床性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù) — 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來判定的。技術(shù)先進(jìn)合理，亦即“質(zhì)優(yōu)價(jià)廉”才會(huì)受到用戶的歡迎，在國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)上才有競(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)床設(shè)計(jì)的技術(shù) — 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以從滿足性能要求、經(jīng)濟(jì)效益和人機(jī)關(guān)系等方面進(jìn)行分析。 設(shè)計(jì)的內(nèi)容 （ 1）完成開題報(bào)告、英文資料翻譯，字?jǐn)?shù) 5000 字。 （ 2）制定閥腔加工工藝。 （ 3）完成三圖（零件加工工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖）一卡（生產(chǎn)率計(jì)算卡 (生產(chǎn)綱領(lǐng) 120210 件 /年）及相關(guān)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。 （ 4）撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 擬訂方案階段 (1)制定工藝方案 這是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最重要的一步。工藝方案制定的正確與否 ,將決定機(jī)床能否達(dá)到“體積小 ,重量輕 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,使用方便 ,效率高 ,質(zhì)量好 ” 的要求。 為了使工藝方案制定得合理 ,必須從認(rèn)真分析被加工零件的圖紙開始 ,深入現(xiàn)場(chǎng)全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ,加工部位 ,尺寸精度 ,表面粗糙度和技術(shù)要求 ,定位夾緊方式 ,工藝方法和加工過程所采用的刀具 ,切削用量及生產(chǎn)率等要求 ,分析其優(yōu)缺點(diǎn) ,從而確定零件在機(jī)床上完成的工藝方法及內(nèi)容 ,決定刀具的種類結(jié)構(gòu)形式和數(shù)量及切削用量等。 (2)確定機(jī)床的配置形 式 根據(jù)確定的工藝方案 ,確定機(jī)床的配置形式 ,并定出影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。 技術(shù)設(shè)計(jì)階段 根據(jù)已經(jīng)確定的工藝和結(jié)構(gòu)方案 ,按照加工示意圖和機(jī)床聯(lián)系尺寸圖等開展部件設(shè)計(jì) ,繪制多軸箱裝配圖。 工作設(shè)計(jì)階段 (1)繪制所有專用零件圖及機(jī)床總圖。 (2)編制設(shè)計(jì)說明書。 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第二章 總體方案設(shè)計(jì) 制定工藝方案是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最重要的一步。工藝方案制定的正確與否 ,將決定機(jī)床能否達(dá)到“體積小 ,重量輕 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,使用方便 ,效率高 ,質(zhì)量好 ” 的要求。為了使工藝方案制定得合理 ,必須從認(rèn)真分析被加工零件的圖紙開始 ,深入現(xiàn)場(chǎng)全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ,加工部位 ,尺寸精度 ,表面粗糙度和技術(shù)要求 ,定位夾緊方式 ,工藝方法和加工過程所采用的刀具 ,切削用量及生產(chǎn)率等要求 ,分析其優(yōu)缺點(diǎn) ,從而確定零件在機(jī)床上完成的工藝方法及內(nèi)容 ,決定刀具的種類結(jié)構(gòu)形式和數(shù)量及切削用量等 ， 所加工閥腔如下圖 21 所示 [10] 圖 21閥腔圖 定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇 (1)箱體類零件工藝基準(zhǔn)面的選擇 箱體類零件工藝基準(zhǔn)面的 選擇原則： ① 選擇的定位基準(zhǔn)面應(yīng)確保工件穩(wěn)定定位，定位面應(yīng)盡量大一些。同時(shí) ,基準(zhǔn)面的光潔度、平直性越好越有利于保證定位的精確程度。 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 ② 定位基準(zhǔn)面的選擇應(yīng)考慮到夾緊的方便 ,夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 ③ 應(yīng)盡量采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面為工藝基準(zhǔn)面。 ④ 考慮裝卸工件的方便。 (2)確定工件的夾壓位置 (2)確定工件的夾壓位置時(shí)考慮到如下問題 : 保證工件夾壓后定位穩(wěn)定，并有足夠的剛度，夾壓點(diǎn)的位置應(yīng)夾壓合力盡量落在定位平面之內(nèi) ,力求接近定位平面的中心 .力求使夾壓部位靠近箱體的壁或筋 ,減少夾壓后變形。根據(jù)工件示意圖要求，該設(shè)計(jì)采用 一面 三擋銷的定位方法進(jìn)行定位，并用壓板和壓緊螺釘進(jìn)行加緊 。這樣可以達(dá)到所要求的加工精度。 根據(jù)實(shí)際情況，用螺栓和壓板夾緊 [11]。具體見夾具裝配圖和夾具體零件圖。 加工工藝的分析 設(shè)計(jì)中所給定的閥腔是普通油腔中閥腔，它是閥體內(nèi)安裝其他零件的空間以及所需要的通道空間，其作用經(jīng)查資料。通過閥腔作為油的分油岔口，將液壓油輸送到閥體，其中 φ 100mm 的內(nèi)孔與閥體結(jié)合，φ 100mm 的內(nèi)孔有φ 110mm 的凹槽，用于墊密封膠圈，閥腔底部孔φ 65mm外圓有寬 深 ，用于墊密封橡膠圈， 保證密封性，防止漏油。 通過零件圖的繪制、分析、研究。該零件的結(jié)構(gòu)要求合理，符合工藝 要求。從零件圖上可以看出，閥腔零件形狀，屬于箱體零件，上、下端面通過粗銑、精銑即可達(dá)到所需表面粗糙度。Φ 100H8mm 孔、φ 65mm 孔、φ 76mm 孔通過銑削可以達(dá)到所需技術(shù)要求，與φ 76mm 孔端面有平行度要求。加工精度較高。 6 M12— 6H 的螺紋孔相對(duì)φ 100mmH8 孔的軸線互成 60186。分布，其徑向設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為 φ110mmH11 孔的軸線，軸向設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是φ 100mmH8 孔外圓的左端面， 2 φ 20mm 孔分布于φ 100mmH8 孔兩側(cè)，加工要求在閥腔的對(duì)稱中心線上 機(jī)床工作循環(huán)如下： 上料 —— 工件夾緊 —— 滑臺(tái)快進(jìn) —— 滑臺(tái)鎖緊 —— 主軸啟動(dòng) —— 膛桿工進(jìn) ——主軸反轉(zhuǎn) —— 進(jìn)給滑臺(tái)快退 —— 滑臺(tái)快退 —— 工件松開 —— 下料 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)條件下，可以考慮采用萬能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中，提高生產(chǎn)率，除此之外，江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效益，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。 工藝方案一為： 鑄造毛坯 → 回火處理 → 粗銑底 端面 → 粗銑上端面 → 鉆、擴(kuò) 4— φ 18mm 孔 锪平φ28mm→ 粗鏜 φ 76mm、φ 100mm、φ 65mm 孔 → 粗鏜 φ 110mm、φ 85mm 孔 → 精銑底面 →車凹槽深 → 精鏜 φ 76mm、φ 100mm、φ 65mm 孔 → 精膛 φ 110mm、φ 85mm 孔 → 鏜寬 深 凹槽 → 鉆、擴(kuò)、絞 2 φ 20mm 孔 → 鉆孔、攻螺紋 10— M12mm→ 去毛刺 → 終檢 工藝方案二為： 鑄造毛坯 → 回火處理 → 粗銑底端面 → 粗銑上端面 → 精銑底面 → 車凹槽深 →粗鏜 φ 76mm、 φ 100mm、 φ 65mm 孔 → 粗鏜 φ 110mm、φ 85mm 孔 → 精 鏜 φ 76mm、φ 100mm、 φ 65mm 孔 → 精膛 φ 110mm、φ 85mm 孔 → 鏜寬 凹槽 → 鉆、擴(kuò) 4— φ 18mm 孔 锪平 φ 28mm→ 鉆、擴(kuò)、絞 2φ 20mm 孔 → 鉆孔、攻螺紋 10—M12mm→ 去毛刺 → 終檢 工藝方案的比較和分析 工藝方案一和工藝方案二的區(qū)別在于方案一 中 的粗鏜孔放在精鏜下端 前面 ，這樣可以保證加工精度， φ 100mm、 φ 110mm、φ 65mm、φ 85mm 孔的同軸度，以及與76mm 孔內(nèi)圓的平行度。由于 100mm 與 65mm 孔的加工精度要求較高， 110mm 凹槽要求相對(duì)于 B 有同軸度要求。相對(duì)于 A有平行度要求。方案二中將鉆、擴(kuò) 4— 18mm 孔，锪平 28mm 精銑、粗鏜之后，與后面的孔系加工放在一起，有利于工序集中，最后通過總結(jié)，最終方案如下： 鑄造毛坯 → 回火處理 → 粗銑底端面 → 粗銑上端面 → 粗鏜 φ 76mm、 φ 100mm、 φ65mm孔 → 粗鏜 φ 110mm、φ 85mm 孔 → 精銑底面 → 車深 凹槽 → 精鏜 φ 76mm、φ 100mm、 φ 65mm 孔 → 精膛 φ 110mm、φ 85mm 孔 → 鏜寬 凹槽 → 鉆、擴(kuò) 4— φ 18mm 孔 锪平 φ 28mm→ 鉆、擴(kuò)、絞 2φ 20mm 孔 → 鉆孔、攻螺紋 10—M12mm→ 去毛刺 → 終檢 本設(shè)計(jì)是鏜孔這一單一工序。 定位方案制定 本次加工采用 一面三擋銷定位 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 根據(jù)工件示意圖，工件材料 HT200， HB180～ 240。該零件主要是在工件單面進(jìn)行多孔加工，屬大批量的中、小零件加工 ， 工件安裝在機(jī)床的固定夾具里，夾具和工件都固定不動(dòng)。因?yàn)楸患庸ち慵睆捷^大，厚度卻較小， 所以選擇立式機(jī)床 [9]。 確定組合機(jī)床配置型式及結(jié)構(gòu)方案應(yīng)考慮的問題 根據(jù)工件的特點(diǎn)、工藝要求、生產(chǎn)率要求及工藝方案等，可大體確定采用哪種基本配置型式的機(jī)床。配置方案不同對(duì)機(jī)床的復(fù)雜程度、通用化程度 、結(jié)構(gòu)工藝性、加工精度、機(jī)床重新調(diào)整的可能以及經(jīng)濟(jì)性等都有不同的影響。因此，確定機(jī)床配置型式和結(jié)構(gòu)方案時(shí)應(yīng)考慮以下主要問題： （ 1）要考慮如何穩(wěn)定地保證零件的加工精度。影響加工精度的主要因素有夾具誤差和加工誤差兩方面。 （ 2）不同組合機(jī)床的加工精度； （ 3）注意排屑和操作使用方便性 [7]。 “三圖一卡”的編制 編制“三圖一卡”的工作內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編 制生產(chǎn)率計(jì)算卡?！叭龍D一卡”是組合機(jī)床總體方案的具體體現(xiàn) [1]。 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)制訂的工藝方案 ,表示所設(shè)計(jì)的機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容 ,加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求 ,加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和本機(jī)床加工前余量的圖樣。其主要內(nèi)容包括 : (1)被加工零件的主要輪廓尺寸以及與本工序機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。 (2)本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位以及夾緊方向。 (3)本工序加工表面的尺寸、精度表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對(duì)上道工序的技術(shù)要求。 (4)注明被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度以及加工部位的余量。 繪制 被加工零件工序圖時(shí)按照了如下的規(guī)定 : (1)繪制被加工零件工序圖表達(dá)應(yīng)該清晰明了 ,突出本工序內(nèi)容 ,按照一定的合適比例 ,繪制足夠的視圖以剖面。本加工工序加工部位用粗實(shí)線表示 ,其余部位用細(xì)實(shí)線表示。 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 (2)加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起 [4]。 圖 22 被加工零件工序圖 加工示意圖 加工示意圖是組合機(jī)床