【文章內容簡介】 組合機床、 18 臺三江蘇科技大學畢業(yè)設計（論文） 5 坐標加工單元、空架機器人、線兩端的毛坯庫和三坐標測量機組成 ,可實現 3 種零件的加工?？占軝C器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動化技術的發(fā)展 ,出現了一批專門從事裝配、試驗、檢測、清洗 等裝備的專業(yè)生產廠家 ,進一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。 ⑷進一步提高工序集中程度 國外為了減少機床數量 ,節(jié)省占地面積 ,對組合機床這種工序集中程度高的產品 ,繼續(xù)采取各種措施 ,進一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺、多坐標通用部件、移動主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機床或在夾具部位設置刀庫 ,通過換刀加工實現工序集中 ,從而可最大限度地發(fā)揮設備的效能 ,獲取更好的經濟效益。 在現代工業(yè)制造領域，大多數零部件都是通過機床大批量完成；在集成制造業(yè)中，組合機床的應用越來越廣泛，大大的提高了生產能力。組合機床的主要優(yōu)點有以下 幾點： 由于 組合機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。組合機床的工序高度集中，即在一臺機床上完成幾道不同的工序。因此，適應了產量大、精度高的要求，克服萬能機床結構復雜，勞動強度大，生產效率低，精度不易保證的缺點，以及普通機床不適應現代發(fā)展，產品經常更新的要求。所以，組合機床及自動線以廣泛應用于到汽車，柴油機，電動機，儀器儀表以及軍工產品等上顯示出巨大的優(yōu)越性。 目前，組合機床是大批量機械產品實現高效高質量和經濟性生產的關鍵裝備。，因而被廣泛應用于各個機械行業(yè)；組合機床的技術性能和綜合自動 化水平，在很大程度上據定了工業(yè)部門的產品的生產效率、產品質量和企業(yè)生產組織結構，也在很大程度上決定了企業(yè)產品的競爭力。 現代組合機床和自動線作為機電一體化產品，它是控制、驅動、測量、監(jiān)控、刀具和機械組件等技術的綜合反映。各行業(yè)的產品市場壽命不斷縮短，品種日益增多且質量不斷提高，這些有力的推動和激勵了組合機床的不斷發(fā)展。 組合機床的加工精度、多品種加工的柔性以及機床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進展，實現了機床工作程序軟件化，工序高度集中、高效短拍節(jié)和多功能知道監(jiān)控。國內外組合機床的發(fā)展趨勢是： 江蘇科技大學畢業(yè)設計（論文） 6 （ 1）廣泛應用數控技術。在組合機床上不僅一般的動力部件應用數控技術，而且夾具的轉位，角度，換箱裝置的自動分度與定位也都采用數控技術，從而進一步提高了組合機床的工作可靠性和加工精度。 （ 2）發(fā)展柔性技術。先后發(fā)展了轉塔動力頭，可換主軸箱等組合機床；同時根據加工中心的發(fā)展，開發(fā)了二坐標、三坐標模塊化的加工單元，并以此為基礎組成了柔性加工自動線。 （ 3） 進一步提高工序集中程度。國外為了減少機床數量 ,節(jié)省占地面積 ,對組合機床這種工序集中程度高的產品 ,繼續(xù)采取各種措施 ,進一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺、多坐標通用部 件、移動主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機床或在夾具部位設置刀庫 ,通過換刀加工實現工序集中 ,從而可最大限度地發(fā)揮設備的效能 ,獲取更好的經濟效益。 、內容 設計的目的 機床設計畢業(yè)設計，其目的在于通過機床主運動機械變速傳動系統(tǒng)的結構設計，使我們在擬定傳動和變速的結構方案過程中，得到設計構思、方案的分析、結構工藝性、機械制圖、零件計算、編寫技術文件和查閱資料等方面的綜合訓練，樹立正確的設計思想，掌握基本的設計方法，培養(yǎng)基本的設計方法，并培養(yǎng)了自己具有初步的結構分析、結構設計和計 算能力。 評價機床性能的優(yōu)劣，主要是根據技術 — 經濟指標來判定的。技術先進合理，亦即“質優(yōu)價廉”才會受到用戶的歡迎，在國內和國際市場上才有競爭力。機床設計的技術 — 經濟指標可以從滿足性能要求、經濟效益和人機關系等方面進行分析。 設計的內容 （ 1）完成開題報告、英文資料翻譯，字數 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、機床聯系尺寸圖）一卡（生產率計算卡 (生產綱領 120210 件 /年）及相關內容的設計。 （ 4）撰寫畢業(yè)設計說明書。 江蘇科技大學畢業(yè)設計（論文） 7 擬訂方案階段 (1)制定工藝方案 這是設計組合機床最重要的一步。工藝方案制定的正確與否 ,將決定機床能否達到“體積小 ,重量輕 ,結構簡單 ,使用方便 ,效率高 ,質量好 ” 的要求。 為了使工藝方案制定得合理 ,必須從認真分析被加工零件的圖紙開始 ,深入現場全面了解被加工零件的結構特點 ,加工部位 ,尺寸精度 ,表面粗糙度和技術要求 ,定位夾緊方式 ,工藝方法和加工過程所采用的刀具 ,切削用量及生產率等要求 ,分析其優(yōu)缺點 ,從而確定零件在機床上完成的工藝方法及內容 ,決定刀具的種類結構形式和數量及切削用量等。 (2)確定機床的配置形 式 根據確定的工藝方案 ,確定機床的配置形式 ,并定出影響機床總體布局和技術性能的主要部件的結構方案。 技術設計階段 根據已經確定的工藝和結構方案 ,按照加工示意圖和機床聯系尺寸圖等開展部件設計 ,繪制多軸箱裝配圖。 工作設計階段 (1)繪制所有專用零件圖及機床總圖。 (2)編制設計說明書。 江蘇科技大學畢業(yè)設計（論文） 8 第二章 總體方案設計 制定工藝方案是設計組合機床最重要的一步。工藝方案制定的正確與否 ,將決定機床能否達到“體積小 ,重量輕 ,結構簡單 ,使用方便 ,效率高 ,質量好 ” 的要求。為了使工藝方案制定得合理 ,必須從認真分析被加工零件的圖紙開始 ,深入現場全面了解被加工零件的結構特點 ,加工部位 ,尺寸精度 ,表面粗糙度和技術要求 ,定位夾緊方式 ,工藝方法和加工過程所采用的刀具 ,切削用量及生產率等要求 ,分析其優(yōu)缺點 ,從而確定零件在機床上完成的工藝方法及內容 ,決定刀具的種類結構形式和數量及切削用量等 ， 所加工閥腔如下圖 21 所示 [10] 圖 21閥腔圖 定位基準和夾壓部位的選擇 (1)箱體類零件工藝基準面的選擇 箱體類零件工藝基準面的 選擇原則： ① 選擇的定位基準面應確保工件穩(wěn)定定位，定位面應盡量大一些。同時 ,基準面的光潔度、平直性越好越有利于保證定位的精確程度。 江蘇科技大學畢業(yè)設計（論文） 9 ② 定位基準面的選擇應考慮到夾緊的方便 ,夾具結構簡單。 ③ 應盡量采用設計基準面為工藝基準面。 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，夾壓點的位置應夾壓合力盡量落在定位平面之內 ,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。根據工件示意圖要求，該設計采用 一面 三擋銷的定位方法進行定位，并用壓板和壓緊螺釘進行加緊 。這樣可以達到所要求的加工精度。 根據實際情況，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 設計中所給定的閥腔是普通油腔中閥腔，它是閥體內安裝其他零件的空間以及所需要的通道空間，其作用經查資料。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 的內孔與閥體結合，φ 100mm 的內孔有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。該零件的結構要求合理，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、精銑即可達到所需表面粗糙度。Φ 100H8mm 孔、φ 65mm 孔、φ 76mm 孔通過銑削可以達到所需技術要求，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φ 100mmH8 孔的軸線互成 60186。分布，其徑向設計基準為 φ110mmH11 孔的軸線，軸向設計基準是φ 100mmH8 孔外圓的左端面， 2 φ 20mm 孔分布于φ 100mmH8 孔兩側，加工要求在閥腔的對稱中心線上 機床工作循環(huán)如下： 上料 —— 工件夾緊 —— 滑臺快進 —— 滑臺鎖緊 —— 主軸啟動 —— 膛桿工進 ——主軸反轉 —— 進給滑臺快退 —— 滑臺快退 —— 工件松開 —— 下料 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定為大批量生產條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中，提高生產率，除此之外，江蘇科技大學畢業(yè)設計（論文） 10 還應當考慮經濟效益，以便使生產成本盡量降低。 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 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、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 4— φ 18mm 孔 锪平 φ 28mm→ 鉆、擴、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 凹槽要求相對于 B 有同軸度要求。相對于 A有平行度要求。方案二中將鉆、擴 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，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 4— φ 18mm 孔 锪平 φ 28mm→ 鉆、擴、絞 2φ 20mm 孔 → 鉆孔、攻螺紋 10—M12mm→ 去毛刺 → 終檢 本設計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 江蘇科技大學畢業(yè)設計（論文） 11 根據工件示意圖，工件材料 HT200， HB180～ 240。該零件主要是在工件單面進行多孔加工，屬大批量的中、小零件加工 ， 工件安裝在機床的固定夾具里，夾具和工件都固定不動。因為被加工零件直徑較大，厚度卻較小， 所以選擇立式機床 [9]。 確定組合機床配置型式及結構方案應考慮的問題 根據工件的特點、工藝要求、生產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床。配置方案不同對機床的復雜程度、通用化程度 、結構工藝性、加工精度、機床重新調整的可能以及經濟性等都有不同的影響。因此，確定機床配置型式和結構方案時應考慮以下主要問題： （ 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”的工作內容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯系尺寸圖，編 制生產率計算卡?！叭龍D一卡”是組合機床總體方案的具體體現 [1]。 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據制訂的工藝方案 ,表示所設計的機床上完成的工藝內容 ,加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術要求 ,加工用的定位基準、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和本機床加工前余量的圖樣。其主要內容包括 : (1)被加工零件的主要輪廓尺寸以及與本工序機床設計有關部位結構形狀和尺寸。 (2)本工序所選用的定位基準、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、形位公差等技術要求以及對上道工序的技術要求。 (4)注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。 繪制 被加工零件工序圖時按照了如下的規(guī)定 : (1)繪制被加工零件工序圖表達應該清晰明了 ,突出本工序內容 ,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線表示 ,其余部位用細實線表示。 江蘇科技大學畢業(yè)設計（論文） 12 (2)加工部位的位置尺寸應由定位基準注起 [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床