机械机床毕业设计46多工位小型组合机床说明书Word格式文档下载.docx

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前言……………………………………………………6

第一章机床总体方案设计的依据……………………8

1.1概述…………………………………………………8

1.2设计工件………………………………………..…...9

1.3本次毕业设计任务………………………………11

第二章工件的加工工艺分析………………………………………13

2.1工艺方法对钻床结构和性能的影响………………………13

2.2工件夹具设计对机床加工精度的影响……………15

2.3钻床的运动……………………………………24

2.4绘制加工示意图………………………………………………27

第三章机床的总体布局……………………………28

3.1总体布局……………………………………………………………28

3.2运动的分配……………………………………29

3.3提高加工精度………………………………………………………30

3.4缩小机床占地面积………………………………………………30

3.5机床的传动形式……………………………………………………30

3.6机床的支承形式…………………………………………………31

3.7立柱的设计………………………………………………………35

3.8机床导轨的设计……………………………………………………41

3.9动力部件的驱动部分——动力滑台………………………43

3.10工作台的设计……………………………………………………47

第四章导轨的润滑………………………………………………………49

结束语…………………………………………………………………………51致谢………………………………………………………………………………52

参考文献……………………………………………………………………53

前言

毕业设计是对大学期间所学知识的一次总的检验和巩固，是一次很好的理论联系实际的锻炼，相比以前的几次课程设计，毕业设计对所学基础知识和专业知识的涉及面更加广泛，是知识与实践的有机结合。

做好本次毕业设计可以为以后的工作打下坚实的基础和积累丰富的经验，因此本次毕业设计具有很重要的意义。

本次毕业设计的主要任务是设计用于减振器活塞支承座上活塞孔的加工组合机床.。

因此《毕业设计说明书》对活塞孔的加工组合机床做了系统的设计与介绍。

活塞孔的加工组合机床主要部分是主轴箱、工件夹具和工作台液压传动系统，它在机床加工过程中起着关键部位和有着非常重要的作用，应用范围相当广泛。

设计活塞孔的加工组合机床计时，在保证得到所要求孔在加工的同时，其安全性、精确性和机床的效率也是至为重要。

在这次设计中，我查阅了大量的参考资料，在毕业实习中对多家工厂进行了参观学习，并请教老师和现场的技术工人，积累了一些双面活塞孔的加工组合机床设计方面的知识，并在此基础上尽量做到优化设计。

组合机床的设计,目前基本上有两种情况：

其一,根据具体加工对象的具体情况进行专门设计,这是当前最普遍的一种,其二,随着组合机床在我国机械行业的广泛应用,一些工人根据自己生产和使用组合机床的经验,发明了具有通用部件的组合机床,叫做“专能组合机床”。

这次的双面活塞孔的加工组合机床就是属于前一种。

毕业设计的基本要求是：

㈠工件设计要求

1对减振器活塞支撑座的孔粗加工

3减振器活塞支撑座表面均匀分布8个大孔直径3mm均匀分布8个小孔直径2.5mm。

4加工工件材料：

一级铸铁及易切削钢。

5批量条件：

大批量生产。

6制造条件：

一般制造条件，中型工厂生产。

㈡设计内容

1设计方案的选择与计算。

2总体结构的设计，成套图纸及说明书。

㈢设计关键

1选择合适的加工工艺方法、主轴及主轴箱、合适的夹具和工作台的液压转动装置。

2设计适合中型工厂生产的零部件。

3必须保证产品的精度和经济性。

第一章机床总体方案设计的依据

1.1概述：

设计机床的第一步，是确定总体方案。

即在调查和分析的基础上，提出所设计机床的工艺方法、运动和布局、传动和控制、结构和性能等的初步方案。

总体方案是部件和零件的设计依据，对整个机床设计的影响较大。

因此，在拟定总体方案的过程中，必须综合地考虑，使所定方案技术上先进，经济效果好。

确定机床的总体方案，包括下列内容：

（1）调查研究包括调查和分析工件、了解使用要求和制造条件、调查研究现有同类型机床等。

（2）工艺分析包括确定机床上的工艺方法、运动等。

（3）机床总体布局一般包括：

工件加工方式、分配运动、选择传动形式和支承形式、安排手柄等操作件的位置、拟定从布局上改善机床性能和技术经济指标的措施等。

最后，绘制机床的总联系尺寸图，以表达所采用的总体布局，规定联系尺寸，并确定主要技术参数。

（4）参考同类机床设计：

如下

H5-3型立式钻床，Z5125型立式钻床，Z540-S型立式钻床。

另外，当机床的传动和控制较复杂时，须拟定机床传动系统的草图。

对于不同类型的机床，拟定总体方案的侧重点也是不同的。

通用机床的工艺比较定型，一般是侧重于机床的系列化工作、对现有同类型机床的调查分析以及新技术、新结构的应用。

此次毕业设计所设计的机床以双面10工位16轴的小型组合机床为基型，为提高其生产效率，以及为了利用液压传动的优点，工作台的旋转采用了液压传动的方式驱动。

1.2工件

设计组合机床总体方案的主要依据包括：

工件类型、同类型机床、有关的科研成果、使用要求以及生产条件和工厂加工技术设备情况等。

工件是机床的工作对象，是机床总体方案设计的主要依据。

因此，必须明确工件的特点和加工要求，如：

被加工孔的尺寸精度、加工表面各个孔之间的相互位置精度、孔的加工深度等。

选择典型工件进行分析:

（见图1－1）

图1－1减振器活塞支承座工件

在一圆盘上钻大孔Φ3mm,内孔中Φ3mm的表面粗糙度为Ra=3.2μm,圆盘上钻小孔Φ2.5mm,表面粗糙度也为Ra=3.2μm，大小孔的加工深度均为10mm，圆盘总厚度22mm。

大小孔的内表面粗糙度要求不高，所以不在加工设计要求范围，正常情况都可以达到。

零件材料为45号钢，考虑到零件的用途及在工作中受力不很大的情况，我们可以利用铸件（砂型铸造），然后再利用调质、热处理过程，以达到零件的技术要求：

HRC35—40。

1此生产类型为中批生产，应尽量提高生产率，降低生产成本。

此加工工件的重量较轻，可采用手动装卸。

②由于此工件要求的加工精度不高，故采用一次成型加工，不需经过钻孔、扩孔、镗孔等过程。

1.2.1使用要求

将所设计立式双面10工位16轴的小型组合机床列入自动线或流水线内时，须与线内其他的机床有相同的节拍（工作循环时间）和装料高度，并尽可能采用统一的夹具和输送装置，以便于自动输送和装卸工件。

1.2.2制造条件

了解制造条件和技术水平：

如：

工件的铸造过程

工件的热加工条件

工件的机械加工条件

工件的装配条件

工件的材料及外协情况

在拟定组合机床床身整体结构的过程中，要随时考虑到制造的可能性和经济合理性，使设计方案落到实处，使所设计钻床好用、好造、好修。

对生产批量大，生产率要求高时，机床布局应有下特点：

机床的主轴和工作台的设计更有利于工件的装卸和加工。

1.3本次毕业设计任务

本次毕业设计是在普通组合钻床的基础上设计一台加工减振器活塞支承座的立式10工位16轴的小型组合机床。

主要是为了提高加工该工件的效率，使加工更专门化、分工更精细、劳动效率更高。

什么是组合机床？

组合机床是用按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专门部件组成的专用机床。

组合机床根据加工零件的不同，可以分为专用机床和通用机床两大类。

本次毕业设计设计的是用来专门加工减振器活塞支承座的专用多工位加工组合机床。

由于加工工件尺寸比较小，一次加工使多个轴承之间间隔较小，易产生较大的内应力，不利于提高工件的质量和寿命，故采用多工位加工，由于需加工8个大孔和8个小孔，所以采用了10工位16轴的小型孔加工组合机床，其中每个工位加工两个大孔或两个小孔。

中间还有一个装卸工位和一个空工位。

在这种机床的加工作用下，各个动力头每向下工加工一次后，工作台就在液压传动作用下旋转36°

，使各个加工工件移动到下一个加工工位的位置，进行下一步的加工，如此不间断的进行加工，有利于提高生产效率，节省各个工件装卸时间，缩短工件的加工工时。

另外：

由于本次设计加工的工件要求加工孔的加工精度不高，故机床设计过程中只要设计了各个孔的定位精度，而对各个孔的加工采用了一次钻成型加工。

所以本次毕业设计要在传统立式钻床的基础上设计一台专用式立式钻床，以便提高加工精度和工件生产率。

第二章工件的加工工艺分析

2.1工艺方法对钻床结构和性能的影响

机床上的工艺方法是多种多样的。

按工种可分为车、铣、刨、钻、镗、磨、研磨、电加工、超声波加工以及激光加工等；

每一工种还可细分，如钻加工工艺有钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、攻螺纹等加工；

按加工精度和表面光洁度可分为粗加工、半精加工、精加工、提高光洁度加工等；

按工序集中程度可分为单刀、多刀、单工件、多工件、单工位、多工位等；

按作业形式可分为平行作业、顺序作业、平行及顺序作业等；

按刀具结构可分为简单刀具、复合刀具等。

由于工艺方法的多样性，加工同一工件可以有多种不同的工艺方法。

而且工件的加工还分一定的工序，如本次加工的减振器活塞支承座工件，就先后经历了：

毛坯铸造——调质处理——热处理——各个面粗加工——表面精加工——活塞孔的加工过程。

①其中的毛坯铸造采用45号钢铸造加工是由于考虑到零件的用途及在工作中受力不是很大的情况，铸造后利用调质、热处理过程，就可以达到零件的技术要求。

②调质处理和热处理是为了增加工件的强度和韧性，提高工件的加工工艺和应用质量。

③各个表面的粗加工和精加工是工件表面尺寸的精确化，是工件成型加工，它的加工有利于下一步工序孔加工的进行。

④工件的孔加工的最后一道加工工序，也是成型工序，也是最重要的一道工序。

根据工件的加工要求（前面已经讲过了），所设计的机床采用了10工位16轴的加工工艺，如下图所示的工件加工编号图和左右动力头工作循环图：

图2-1工件加工编号

图2-2左右动力头工作循环

其中工作台回转方向为顺时针方向。

由以上两图可以看出：

机床共有8加工工位II、III、IV、V、VII、VIII、IX、X，一个装卸工位I和一个空工位VI，机床配有两个立式动力头，每个动力头都装有跨4个工位的主轴箱。

每个工件都要经过8个加工工位才能完成全部空的加工，这样是为了避免该加工零件的尺寸过小，孔与孔之间的间距过小的限制。

2.2工件夹具设计对机床加工精度的影响

钻床夹具在结构上主要是有下列全部或部分元件和部件组成：

定位元件、夹紧元件、导向装置——钻套及其钻模板，辅助装置（如分度转台）、夹具体。

2.2.1钻床通用夹具：

特点：

ⅰ通用程度高，适应性强，一般无需调整或稍加调整（包括稍作补充加工和配换少数零、部件），就可加工不同工件，故可减少专用夹具的品种；

ⅱ结构、尺寸已典型化、规格化，可预先生产出成品或半成品以供选用，故选用此夹具能缩短生产准备时间。

钻床通用夹具适用于多品种、中小批量生产，也适用于单一品种的大量生产。

2.2.2该机床所选取得夹具

该工件的位置加工精度是小于0.15mm和大于—0.15mm，由此可见位置加工精度要求也不是太高，只用专门设计一个工件夹具，就可以很容易的达到要求。

（1）夹具设计方案的初步设定：

如下图

图2-3工件定位

图2-4工件定位

从以上设计可以看出，工件定位图2-3的设计是结合工件机构的特点采用一面一孔的定位方案来限制工件的5个自由度。

同时，为了确保夹具和孔的配合以及便于工件的装卸，决定采用碟形弹簧片来夹紧心轴（如：

工件定位图2-4所示）

（2）夹具具体方案设计

在组合机床上加工时，工件依靠夹具上的定位支撑系统，获得刀具及其导向的正确相对位置，还要依靠夹具上的加紧机构，来消除工件因受切削力和工件自重的作用而产生的位移或震动，使工件在加工过程中能继续保持定位所得到的正确位置。

加紧机构通常由三个部分组成：

加紧动力部分、中间传动机构和加紧元件。

这三部分起着不同的作用：

加紧力部分用于产生力源，并将作用力传给中间传动机构；

中间传动机构能够改变作用力的方向和大小，即作为增力机构，同时能产生自锁作用，以保证在加工过程中，当力源消失时，工件在切削力或震动作用下仍能可靠加紧；

加紧元件则用以承受由中间传动机构传递的加紧力，并与工件直接接触而执行加紧动作。

但是，并非全部加紧机构都具备上述三部分，有时可能缺少其中的某一部分，例如手动机构往往就很简单。

组合机床夹具的加紧机构，就其加紧特性而言，可以分为直接加紧机构和自锁加紧机构两大类。

如果按加紧动力的来源区分，可以分为手动加紧机构和自动加紧机构，在自动加紧中，又有气动加紧、液压加紧、自动扳手加紧和弹簧加紧等机构。

设计夹具机构时，应满足的要求如下：

1保证加工精度加紧机构应能保证工件可靠地接触相应的定位基面，加紧后不破坏工件的正确位置。

加紧后工件在加工削过程中，不应由于切削力的作用而产生位移和晃动。

为此，必须保证加紧机构能产生足够的加紧力，同时还要求具有较高的刚性。

由于组合机床通常都是多面多刀同时加工的，夹具往往在较大的切削力作用下工作，提高加紧机构的刚性，是十分重要的。

加紧工件时，不应破坏工件的以加工表面，也不应引起工件过大的变形，加紧机构应力求使工件加紧稳定和变形较小，为此，应当正确的选择加紧部位和设置辅助支撑等。

2保证生产率加紧机构应当具有适当的自动化程度，加紧动作要力求迅速。

3保证工作可靠具有自锁功能，加紧机构除了应当能产生足够的加紧力外，通常还要求具有自锁性能，以保证它的工作可靠性。

4结构紧凑简单在保证加工精度、满足生产率要求和工作可靠性的原则下，加紧力应越小越好，这样可以避免使用庞大而复杂的加紧机构和减小加压变形。

5操作方便，使用安全由于组合机床生产率高，操作比较频繁，因此加紧机构应当操作方便省力，采用手动加紧机构时操作力通常不应超过8~10公斤。

鉴于以上设计加紧机构的要求，考虑到所夹工件太小，不适合自动加紧，因此采用手动加紧的方式。

（3）夹具体方案设计

夹具体时夹具的基础件，它既要包夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体，而且，还要考虑工件装卸方便以及夹具与机床的连接方式。

因此，夹具体的形状和尺寸，主要取决于夹具各组成件的分布位置，工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。

在设计夹具时应满足以下一些基本要求：

1应有足够的刚度和强度。

加工工件时，为了防止在切削力、夹紧力等外力的作用下，夹具产生不允许的变形和振动，夹具体应具有足够的壁厚，刚性不足处可适当增加加强筋。

2力求结构简单、重量轻。

夹具体的外形一般尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，应特别注意其结构工艺性。

3应便于排除切屑。

加工过程中为了防止切屑聚积，影响工件的正确定位和夹具的正常操作，因才在