畢業設計論文-減速器箱蓋鉆孔加工組合機床設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ，進一步發展新型部件，尤其是多坐標部件，使其模塊化、柔性化，適應可調可變、多品種加工的 市場需求。從 2020 年年底第 21 屆日本國際機床博覽會上獲悉，在來自世界 10 多個國家和地區的 500 多家機床制造商和團體展示的最先進機床設備中，超高速和超高精度加工技術裝備與復合、多功能、多軸化控制設備等深受歡迎。據專家分析，機床裝備的高速和超高速加工技術的關鍵是提高機床的主軸轉速和進給速度。該屆博覽會上展出的加工中心，主軸轉速 10000～ 20200r/min，最高進給速度可達 20～ 60m/min；復合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被看好。在零部件一體化程度不斷提高、數量減少的同時，加工的形狀卻日益復雜。多軸 化控制的機床裝備適合加工形狀復雜的工件。另外，產品周期的縮短也要求加工機床能夠隨時調整和適應新的變化，滿足各種各樣產品的加工需求。 然而更關鍵的是現代通信技術在機床裝備中的應用，信息通信技術的引進使得現代機床的自動化程度進一步提高，操作者可以通過網絡或手機對機床的程序進行遠程修改，對運轉狀況進行監控并積累有關數據；通過網絡對遠程的設備進行維修和檢查、提供售后服務等。在這些方面我國組合機床裝備還有相當大的差距，因此我國組合機床技術裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調可變、任意加工性以及通信技術的應用將是今 后的發展方向。 組合機床行業的發展思考 近兩年雖然組合機床行業產銷呈現上升趨勢，但行業內一些企業同樣存在負債經營的情況，主要原因是傳統的組合機床產品不能滿足用戶柔性化、高精度、短周期的市場需求，同時組合機床行業一些企業存在現代化管理水平低、人才流失嚴重、科研成果不能迅速轉化為生產力等缺陷。為此提制系統與監測系統、出如下建議。 （ 1）提高現代化管理水平。中國加入 WTO 后，迫切要求企業提高現代化管理水平，進一步深化企業內部改革，建立健全適應市場經濟的運行機制， ―建 立企業的科學的管理體制，做到集權有道 、分權有序、授權有章、用權有度的責權利內在統一的有機結合，是提高企業控制力所必須的。 ‖要徹底改變落后的體制，必須樹立全球化經營理念，提高國際市場競爭能力，建立市場快速反應機制，以適應日趨發展的市場需求。 （ 2）亟待提高企業創新能力。企業的生存，關鍵在于產品的生命力。已步入電子時代的今天，傳統的組合機床已經不能適應高速發展的國內外市場需要，這就要求企業必須適應科學技術的飛速發展，建立技術創新體系，推進企業的技術進步，加速向柔性化、數控化、高精度、短周期方向發展，提高組合機床適用范圍和市場覆蓋面；同時實施名牌戰 略，爭創世界品牌 , 加速我國組合機床的發展進程，使我國組合機床行業企業在世界制造領域里立于不敗之地。 （ 3）企業發展、技術創新和管理水平的提高都需要高技術人才。在全球化經濟格局不斷明朗的今天，人才爭奪戰已滲透到各個領域，組合機床行業應適時把握國際大環境，廣招高技術人才、高技能工人。現在企業尤其缺少高技能工人，專家指出，目前我國企業產品平均合格率僅為 7 成，不良產品每年損失近 27000億元，而其中 50%以上系由工人技能不高所致。因此，建立強大的技術生力軍，不斷更新知識，更新觀念，依靠優秀的高技術人才、高技能工人 ，加快企業信息化建設，是企業發展的必由之路。 綜上所述，組合機床行業企業一要開展科技攻關，攻克當前行業企業技術發展上的難題；二要加強與國外的合資合作，利用和學習國外的先進技術，提高企業的現代化管理水平和技術水平；三要通過對引進技術的消化吸收進行再創新，發展自己的產品。通過我們的努力，使我國真正由制造大國變成制造強國。 第 2 章 擬定方案 制定工藝方案要求 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，質量輕，結構簡單，使用方便，效率高，質量好”的 要求。 確定機床配置形式及結構方案 根據選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，既要考慮能實現工藝方案，又要確保零件的加工精度，技術要求及生產率；還要考慮機床的操作方便可靠，易于維修，且排屑情況良好。 總體設計－三圖一卡 在選定工藝方案并確定機床配置形式，結構方案的基礎上，進行方案圖紙的設計，這些圖紙包括：被加工工件工序圖，加工示意圖，機床聯系尺寸圖和生產率計算卡，統稱“三圖一卡”設計。通常在總體設計過程中，應對機床的夾具方案有所考慮，并確定主 軸箱的輪廓尺寸，這樣才能確定機床各部件間的相互關系。 ： （ 1）被加工零件的加工精度 （ 2）被加工零件的特點 （ 3）零件的批量生產 （ 4）機床使用條件 ： （ 1）在確定機床配置形式和結構方案時，要合理解決工序集中問題； （ 2）要注意排屑和操作方便性； （ 3）選擇機床配置形式要考慮工作可靠性； （ 4）組合機床主要用于批量生產。 主要技術參數及要求 1. 對減速器箱蓋蓋 6 個孔進行鉆孔。 即 6—M10，深 44mm 2. 工件材料：灰鑄鐵 HT200，硬度 為 HB175—255. 3. 生產綱領：年產量 6 萬件，兩班制生產。 4. 汽車變速器箱蓋鉆孔組合機床是大型組合機床，采用固定式夾具的單工位的配置型式組合機床，這類組合機床工作臺和夾具都固定不動，動力滑臺實現進給運動滑臺上的動力臂實現切削運動。這種組合機床結構簡單，安裝方便，靈活，便于設計，制造和操作。根據工件結構特點，以及精度要求，以下表面為基加工表面，夾緊力水平其余四個側面限制了四個自由度，這樣六個自由度都得到了限制，夾緊力與切削力同向，定位準確，夾緊力可靠，以便以此進行夾具的定 位支承，限位，夾緊，導向系 統的設計。 5. 組合機床總體設計 三圖一卡：即 繪制被加工零件的工序圖：它是組合機床設計的主要依據，也是制造，使用，檢驗和調整機床的主要技術依據 。 （ 1）繪制加工示意圖：它是刀具，輔具，夾具，主軸箱，液壓電氣裝置設計及通用部件選擇的主要技術依據，原始資料，也是整合組合機床布局和性能的原始要求，同時還是調整機床，刀具及試車的依據。 （ 2）繪制聯系尺寸圖：聯系尺寸圖用來表示機床各組成部件的相互裝配關系和運動關系，以檢查機床各部件相對位置尺寸聯系是否滿足加工要求，通用部件的選擇是否合理，并為進一步開展主 軸箱等專用部件，零件的設計聽過依據。 （ 3）機床生產率計算卡：它用來反應機床加工過程，完成每一動作所需的時間，切削用量，機床生產率及機床負荷率等。 第 3 章 確定切削用量及選用刀具 選擇切削用量 確定了在組合機床上完成的工藝內容后，就可以著手選擇切削用量，切削用量選擇是否合理，對組合機床的加工精度，生產率，刀具耐用度，機床的布局型式及正常工作均勻很大影響。 床切削用量選擇的特點 ，組合機床為多軸，多刀，多面同時加工，因此，所選切削用 量，根據一般經驗應比一般萬能機床單刀加工低 30%左右。 ，通常為標準動力滑臺，工作時要求所有刀具的沒分鐘進給量相同，且等于動力滑臺的沒分鐘進給量，這個每分鐘進給量（ mm/min）應是適合于所用刀具的平均值。因此，用一主軸箱上刀具主軸可設計成不同轉速和選擇不同每轉進給量（ mm/r）與其相適應，以滿足不同直徑工件的加工需要，即： N1*f1=n2*f2=n3*f3=……… ..=ni*fi=Vf 其中： n1， n2…… ..各主軸的轉速（ r/min） f1, f2…… ..各主軸進給量（ mm/r） Vf………… ..動力滑臺每分鐘進給量（ mm/min） 用量應注意的問題 （ 1）盡量做到合理利用刀具，充分發揮其性能 （ 2）復合刀具選擇切削用量應考慮刀具的適應壽命 （ 3）選擇切削用量時應注意零件生產批量的影響 （ 4）切削用量選擇應有利于主軸箱設計 （ 5） 選擇切削用量時，還必須考慮所選動力滑臺的性能 切削用量的選擇方法 必須從實際出發，根據加工精度，工件材料，工件條件，技術要求等進行分析，按照經濟的滿足加工要求的原則，合 理地選擇切削用量。選取時可參考表31. 表 31 鉆孔切削速度 加工材料 鑄鐵 鋼及合金 鋁及其合金 切削速度 v（ m/min） – 5 – 5 5 15 因為本次工件的材料是灰鑄鐵，所以選切削速度 v=3m/min 確定切削力，切削扭矩，切削功率 根據選定的切削用量（主要指切削速度 v 及進給量 f）確定切削力，作為選 擇動力部件（滑臺）及確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動件（齒輪，傳動軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動電機 (一般指動力箱電動機 )功率，確定刀 具耐用度，用以驗證所選刀具是否合理，本次設計是鉆頭加工鑄鐵： 9740MvP D?? (31) D t? 式中： D鉆頭直徑（ mm） t螺距（ mm） v切削速度（ m/min） M轉矩（ kg*m） P切削功率（千瓦） 對于加工 M10 孔，鉆頭直徑為 10mm，切削速度為 v=3m/min,假設取螺距t= 扭矩 D t? 1 . 4 1 . 51 9 5 1 0 1 .5? ? ? = 9740TvP D?? 9 0 0 5 .8 8 39 7 4 0 3 .1 4 1 0?? ?? ? 所以動力箱選擇 ITD16IB 型。電動機型號為 Y90S6，電動機功率 P=，L3=263mm，電動機轉速 n=910r/min，驅動軸轉速 n 驅 =600r/min。 第 4 章 組合機床總體設計－三圖一卡 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖的作用及內容 被加工零件工序圖是根據選定的工藝方案，表示一臺組合機床或自動生產線完成的工序內容，加工部位尺寸，精度，表面粗糙度及其技術要求，以 及被加工零件的材料，硬度重量和在本道工序加工前毛坯或半成品情況的圖紙。它不能用用戶提供的產品圖紙代替，而須在原零件圖的基礎上突出本機床或自動線的加工內容，加上必要的說明而繪制的，圖上應表示出： （ 1）被加工零件的形狀和輪廓尺寸與本機床設計有關的部位的結構形狀及尺寸。當需要設置中間導向時，則應表示出零件內部的筋，壁布置及有關結構形狀及尺寸。 （ 2） 加工用定位基準，夾緊部位及夾壓方向 。 （ 3）本道工序加工部位的尺寸精度，表面粗糙度，形狀位置尺寸精度及技術要求，還包括本道工序對前道工序提出的要求（主要指定 位基準）。 （ 4）必要的文字說明，如被加工零件編號，名稱，材料，硬度，重量及加工部位的余量等。 注意事項 （ 1）為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要突出本機床的加工內容。繪制時應按一定比列，懸著足夠視圖及剖視，突出加工部位表示清楚。凡本道工序保證的尺寸，角度等，均應在尺寸數值下方畫粗實線標記。 （ 2）加工部位的位置尺寸應由定位基準注起。為了便于加工及檢查，尺寸應采用直角坐標系標注，而不采用極坐標系。 （ 3）應注明零件加工對機床提出的某些特殊要求。 加工示意圖 加工示意圖的作用及內容 零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反應出來，加工示意圖表示被加工零件在機床上的就愛個過程，刀具，輔具的布置狀況以及工件，刀具等機床各部件間的相對位置關系，機床的工作行程及工作循環等，因此加工示意圖是組合機床設計的主要圖紙之一，在總體設計中占據重要地位。它是刀具，主軸箱，液壓電氣布局和性能的原始要求，同時還是調整機床，刀具及試車的依據，其內容為： (1)應反映機床的加工方法，加工條件及加工過程。 (2)根據加工部位特點及加工要求，決定刀具類型，數量，結構，尺寸。 (3)決定主軸的結 構類型，規格尺寸及外伸長度 (4) 選擇標準或設計專用的接桿，浮動卡頭，導向裝置，鉆孔靠模裝置，刀 架托桿等，并決定它們的結構，參數及尺寸。 (5)表明主軸，接桿（卡頭），夾具（導向）與工件之間的聯系尺寸，配合及精度。 (6)根據機床要求的生產率及刀具，材料特點等，合理確定并標注各主軸的切削用量。 (7) 決定機床動力部件的工作行程及工作循環。 注意事項 (1) 加工示意圖的繪制順序是：先按比列用細實線繪制工件加工部位和局部結構的展開圖。加工表明用粗實線畫。為簡化設計，相同加工部位的加工是以（指對 同一規格的孔加工，所用刀具，導向，主軸，接桿等的規格尺寸，精度相同），允許只表示其中之一，亦同一主軸箱上結構尺寸相同的主軸可只畫一根，但必須在表明軸號（與工件孔號相對應），當軸數較多時，可采用縮小