孔加工组合机床设计参考说明书Word格式文档下载.doc

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其目的在于培养学生综合运用专业知识和理论知识，使其对专业知识、技能有进一步的提高；

通过设计实践环节培养学生运用设计资料、手册及熟悉国家标准和规范的能力，学会编写设计说明书，提高综合素质；

培养学生独立解决本专业一般工程技术问题的能力，使学生具有一定的机械设计技能和掌握机械设计的一般方法和步骤，树立良好的设计思想和工作作风，为以后从事专业技术工作打下基础。

1.3组合机床概述

1.3.1组合机床行业企业体制的转变及产品结构变化

“九五”后期，在组合机床行业企业的50余家组合机床分会会员中，仅有两家企业实行了股份制改造，一家企业退出国有转为民营，其余都是国有企业。

而从2001年至今，就先后有十几家企业实行股份制改造，一些小厂几乎全部退出国有转为民营，现在一些国家重点国有企业也在酝酿股份制改造，转制已势不可挡，“民营经济在经历了从被歧视、被藐视到不可小视和现在的高度重视4个阶段后，焕发勃勃生机。

”组合机床行业企业正在以股份制、民营化等多种形式快速发展。

组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械、化工机械、军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备，随着我国加入WTO后与世界机床行业进一步接轨，组合机床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。

从近两年的企业生产情况看，数控机床与加工中心的市场需求量在上升，而传统的钻、镗、铣组合机床则有下降趋势，市场在向数控、高精制造技术和成套工艺装备方面发展。

1.3.2组合机床技术装备现状与发展趋势

组合机床（Modularmachine）是以系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量的专用部件组成的专用机床。

它适宜于在大批、大量生产中对一种或几种类似零件的一道或几道工序进行加工。

这种机床既具有专用机床的结构简单、生产率和自动化程度高的特点，又具有一定的重新调整能力，以适应工件变化的需要。

组合机床可以对工件进行多面、多主轴加工，一般是半自动的。

组合机床具有以下特点：

组合机床上的通用部件和标准件约占全机的70～80%，因而设计和制造的周期短、投资少、经济效果好。

组合机床采用多刀加工并且自动化程度高，不仅生产效率高，而且劳动强度低。

组合机床的通用部件都是经过长期的生产实践考验的，因而不但结构稳定，工作可靠，而且使用和维修方便。

在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置，因而加工质量稳定，对操作工人的技术要求不高。

组合机床便于产品更新，当改过加工对象时，其通用部件和标准件可以重复使用，而不必另行设计和制造。

（6）用组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模生产需要。

组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。

组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。

由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。

因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。

组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。

加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。

有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件（如飞轮、汽车后桥半轴等）的外圆和端面加工。

二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。

铣削平面的平面度可达0.05毫米／1000毫米，表面粗糙度可低达2.5～0.63微米；

镗孔精度可达IT7～6级，孔距精度可达0.03～0.02微米。

专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。

在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。

最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。

初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。

为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。

通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。

动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。

主要有动力箱、切削头和动力滑台。

支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。

输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。

控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。

辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。

为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。

这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。

组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；

采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；

以及纳入柔性制造系统等。

随着电子技术的发展，液压传动和电-液联合控制技术的深入广泛应用，根据大批量生产多样化、中小批量多品种生产高效化的要求，以及产品更新加速的特点，上世纪70年代以来发展了新型组合机床——柔性组合机床。

近些年来，随着电子技术、计算机技术、信息技术以及激光技术等的发展并应用于机床领域，使机床的发展进入了一个新时代。

不断提高劳动生产率和自动化程度是机床发展的方向。

80年代被称为数控机床数控系统发展的时代。

现在，中国已成为世界的制造业基地，与世界先进水平的差距逐步缩小。

柔性制造系统（FMS）

和计算机集成制造系统（CIMS）已成为中大批量多品种生产较为理想和效益较好的设备。

组合机床是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展的必不可少的设备之一。

1.3.3设计机床的基本要求有以下几点：

1、一定的工艺范围

任何一台机床所能完成的加工零件的类型，零件尺寸，毛坯形式和工艺工序都是有一定范围的。

一般来说，工艺范围越窄，机床结构可较简单，容易实现自动化，生产率也高。

机床的工艺范围过窄，会限制加工工艺和产品的革新；

而盲目扩大机床工艺范围，将使机床的结构趋于复杂，不能充分发挥各部件的性能，甚至影响机床主要性能的提高，增加机床成本。

2、保证精度与光洁度

机床应保证被加工零件的精度和光洁度，并能在长期内保持。

工件的精度和光洁度是由机床，刀具，夹具，切削条件和操作者等方面的因素决定的。

就机床方面来说，要保证被加工零件的精度和光洁度，机床本身就必须具备一定的几何精度，传动精度和动态精度。

一般情况下，机床刚度越大则动态精度越高。

机床的刚度包括结构刚度和接触刚度，机床的结构刚度取决于构件本身的材料性质，抗扭抗弯截面的大小，壁厚，筋板布置和窗口影响等。

机床的接触刚度不仅与接触材料接触面的几何尺寸，硬度有关，而且还与接触面的光洁度，几何精度，加工方法，相对方向接触面间的介质，预压力有关。

切削过程中机床的振动降低了加工精度，工件表面质量和刀具耐用度，影响了生产效率的提高，加速了机床的损坏。

机床抵抗振动的能力称为抗振性。

机床的抗振性和机床的结构刚度，阻尼特性，固有频率有关。

机床长时间保持其合格精度的性能称为机床精度保持性。

机床按精度可分为普通精度机床，精密机床，高精度机床和精密母机床。

3、有足够高的生产率和自动化程度

生产率的要求根据生产纲领决定，常用单位时间内机床所能加工的零件数量表示。

要提高机床的生产效率，必须缩短加工一个工件的平均时间，其中包括缩短切削加工时间，辅助时间以及分摊到每一个工件上的准备和结束时间。

采用先进刀具提高机床的切削速度，采用大切深，大进给，多刀多刃和成型刀具等都可以缩短切削加工时间，提高生产效率。

同时，缩短辅助时间，例如：

空行程快进，夹紧用气压或液压卡盘，从而减少辅助时间，提高生产率。

为了提高机床的生产率和自动化程度，就要在保证工件加工质量的前提下，以最经济的方法，合理的利用刀具，最大限度的缩短机动时间和辅助时间。

机床的自动化可减少人对加工的干预，从而保证加工的一致性，即被加工零件的精度稳定性。

还具有提高生产率和减轻工人劳动强度的优点。

4、操作维修方便，使用安全可靠

机床的操纵，观察，调整，装卸工件和工具应方便省力。

机床维护须简单，部件便于拆装，易于查找故障进行修理，并便于安装和运输。

使用安全包括操作者的安全，误操作的防止，超载的保护，有关动作的互锁以及对故障或废品的报警。

5、提高三化程度

三化是指机床品种系列化，零部件通用化和零件标准化。

提高三化程度对发展机床品种，规格，数量和质量，对于机床的制造，使用和修理，对于新产品的设计和老产品的革新等方面都有十分重要的意义。

6、噪声小

由于机床切削速度的提高，功率的增加，自动化功能的增多和机床变速范围的扩大，机床噪声问题已经成为机床设计中必须考虑的一个问题。

7、成本低

在保证实现机床的性能要求的同时，也要注意使机床具有很高的经济效益。

对于机床生产厂的经济效益来说，机床成本尤为重要。

机床的成本不仅包括材料，加工制造费用，还包括研制和管理费用，必须十分重视和努力降低机床的成本。

8、可靠性

机床的工作可靠性也是一项重要的技术经济指标。

随着自动化水平的不断提高，需要许多机床，仪表，控制系统和辅助装置协同工作。

它们对机床的可靠性指标的要求是相当高的。

2汽车半轴的机械加工

2.1确定生产纲领、生产类型、工艺特征

首先分析、研究被加工零件，通过认真阅读被加工零件图样，研究被加工零件的用途、尺寸、形状、材料、硬度、重量、加工部位的结构和加工精度及表面粗糙度要求等内容。

通过产品装配图样和有关工艺资料的分析，充分认识被加工零件在产品中的地位和作用，从而来确定汽车半轴的机械加工工艺，使它保证各种加工要求和经济精度。

1、由N=20000件/年，知道零件的生产纲领；

2、生产类型的确定——大批量生产；

3、该工件的工艺特性

针对工件的结构形状及正常的经济精度和位置精度的分析，可知零件的加工要求。

同时工件是大批量生产，可以采用高度自动化专用机床进行生产，可以广泛采用高效专用夹具、专用量具及自