液压半自动钻铣组合机床综述.docx

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液压半自动钻铣组合机床综述

液压半自动钻铣组合机床

摘要：

组合机床是以通用部件为基础，配以按工件的特定形状和加工工艺而设计的专用夹具，而组成的半自动或自动机床。

它因为通用部件已经系列化和标准化，可以灵活进行配置，这样就大大的缩短了机床的设计和制造周期，能尽早的投产加工。

它还具有工序集中，可以进行多工位，多轴同时加工，并且具有低成本和高效率的优点，在大批量生产中还可以组成自动生产线。

本设计的题目是液压半自动钻铣组合机床，该组合机床能对各种轴类毛坯零件的端面进行铣削和钻削加工。

本人设计的主要内容：

机床整体布局的设计，料架的选取及其设计，主轴箱的设计，机床液压系统的选取及其设计，以及电气控制系统的设计。

关键词:

组合机床；液压；电气系统；钻铣；半自动

HydraulicSemi-automaticCombinationofDrillingandMillingMachineTool

Abstract:

Theaggregatemachine-toolistakethegeneralpartasafoundation,matchesbypressestheunitclampwhichtheworkpiecethespecificshapeandtheprocessingcraftdesign,butcomposessemiautomaticortheautomaticenginebed.Becauseitthegeneralpartalreadytheseriationandthestandardization,mightcarryonthedispositionnimbly,likethisthebigreductionenginebeddesignandthemanufacturecycle,couldassoonaspossibleproductionprocessing.Italsohastheworkingproceduretobecentralized,maycarryonthemulti-locations,multiplespindlealsoprocesses,andhasthelowcostandthehighefficiencymerit,alsomaycomposetheautomaticproductionlineinthemassproduction.

Thisdesigntopicisthehydraulicpressuresemiautomaticdrillsthemillaggregatemachine-tool,thisaggregatemachine-toolcancarryonthemillingtoeachkindofaxisclasssemifinishedmaterialscomponentsendsurfaceanddrilltruncatestheprocessing.Myselfdesignprimarycoverage:

Enginebedoveralllayoutdesign,materialselectionanddesign,headstockdesign,enginebedhydraulicsystemselectionanddesign,aswellaselectricitycontrolsystemdesign.

Keywords:

Aggregatemachine-tool；Hydraulicpressure；Electricalsystem；DrillsthemillSemiautomatically

引言

对于机械类毕业生来说，扎实的理论知识是从事机械类工作必备的软件设施，但是熟练的实践能力又是不可缺少的硬件设施。

对于在大学学习了四年的我们，想必已经具备了很好的软件，大学里的一些实习同时又锻炼了我们的实践能力，而这次毕业设计就是运用我们对我们综合能力的一种考察。

因此我们要珍惜这次机会，做好这次论文，努力提高自己，为日后工作打下良好的基础。

1911年最早的组合机床在美国诞生，主要加工汽车零件。

早期，不同机床厂的通用部件制造标准不一样。

为了方便用户使用及维修，同时提高通用部件的互换性，美国福特和通用公司在1953年与车床制造厂达成制造标准，即规定了各零部件的联系尺寸，但未对结构作要求。

组合机床就是建立在大多数通用部件基础上，加上一些特制的装夹工件的夹具，组合而成的，用于多工位加工的高效的专用机床。

组合机床可以对工件进行多轴、多面、多工位、多刀同时加工；并且能进行钻、扩、镗、攻、铣、车等工序；随着技术不断的发展，组合机床还可以进行其他方面的工艺，如：

焊接，热处理等非切削的工序。

组合机床由夹具、滑台、多轴箱、镗削头、动力箱、立柱、中间底座、立柱底座、侧底座以及辅助部件控制部件和等组成。

夹具和多轴箱是按加工对象设计的专用部件，其余均为通用部件；专用部件中的绝大多数零件（约为70%～90%）是通用零件。

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题目的介绍及总体方案的确定

1.1题目简介

（1）零件的直径：

零件的长度：

（2）零件的长度公差：

零件的平行度：

（3）材料为45#钢（调质）

在工作现场完成上述工艺过程是在不同工序不同机床上进行的，在现场调研时的主要设备是完成拖拉机传动轴生产加工的铣两端面的组合机床，由料架和两铣削头组成，采用卧式双面单工位结构，料架固定，铣削头由双电机滚珠丝杠驱动在轨道上移动。

车轴夹持装置由气压传动控制的齿轮杠杆夹紧机构组成。

根据现场工人介绍中心孔加工是在车床进行的需要多次定夹紧和掉头加工，装夹定位不方便，并且耗时。

1.2组合机床设计方案的确定

根据现场条件以及给定的设计参数和性能要求确定机床总体方案。

如果要完成上述要求设计的组合机床可以是工件移动，也可以是铣头移动。

一般来说，铣削时铣头固定工件移动的方式比铣头移动，工件固定的铣削方式加工精度要稳定。

因为，铣头固定时，铣头在工件的不同位置上，机床刚度变化小。

工件的移动和主轴箱的移动都是在滑台上进行的，滑台按驱动方式的不同，可以分为液压滑台和机械滑台。

液压滑台容易实现快速启动，制动和频繁换向，采用电-液联合的行程控制，可以实现滑台的快进，工进，快退等动作。

机械滑台需由工进电机和快速电机联合驱动来实现，使得滑台结构大，本设计不宜采用。

同时由于在钻孔加工过程中存在快进，工进，快退等，料架夹紧等，采用液压驱动较为容易实现。

料架及夹紧机构的方案确定：

对于本次设计来说，料架部分可以采用齿轮杠杆夹紧机构和V型块式螺旋传动定心夹紧机构。

对于齿轮杠杆夹紧机构来说，它的工作原理是：

当齿轮转动时，两齿条同时向外或向里运动，实现工件的夹紧或松开。

以后简称A方案。

对于V型块螺旋自动定心机构来说，它的工作原理是：

利用等螺距的左右丝杠带动两个滑座等速移动来夹紧或松开工件。

以后简称B方案。

由于A方案的V型块是垂直布置的，导致了它的垂直方向的定位误差较小，但是水平方向的定位误差较大。

而B方案的V型块是水平布置的，它的水平方向的定位误差较小，而垂直方向的定位误差较大。

本次毕业设计要求的是水平方向的定位误差较小，因而，采用B方案。

1.3机床液压系统的设计原则和依据

机床系统的设计原则是：

从实际出发，注意吸收国内外先进技术，力求设计出重量轻，体积小，成本低，效率高，结构简单，性能良好，操作方便的液压装置来。

为了贯彻执行上述原则，在确定主机传动方式的过程中，必须反复研究各种传动方式的优缺点和使用场合，通过分析对比，选出最合理的方案。

当一种传动方式不能满足设计要求时，应考虑是否可与别种方式结合，综合发挥出各自的优点，形成合理的方案。

只有在主机的传动方案决定采用液压传动之后，液压系统的设计任务才会被提出来。

液压系统的设计依据是：

（1）主机的用途，主要结构，总体布局；主机对液压系统执行元件在位置布置和空间尺寸上的限制。

（2）主机的工作循环，液压执行元件的运动方式（移动，转动或摆动）及其工作范围。

（3）液压执行元件的负载和运动速度的大小及其变化范围。

（4）对液压系统工作性能（如工作平稳性，转换精度等），工作效率，自动化程度等方面的要求。

（5）主机对各液压执行元件的动作顺序或互锁要求。

（6）液压系统的工作环境和工作条件，如周围介质，环境温度，湿度，尘埃情况，外界冲击震动等。

（7）其他方面的要求，如液压装置在重量，外形尺寸，经济性等方面的规定或限制。

1.4组合机床的电气控制系统设计

一、设计依据

电气控制系统设计依据是电器设备设计任务书，电气人员在进行设计前要深入了解任务书的要求，并特别注意以下问题：

（1）详细了解机床的工作循环及其互锁要求；

（2）熟悉组合机床或自动线的各通用及专用部件的动作过程及其对电气控制系统的要求；

（3）了解机床及自动线中各辅助设备的工作情况；

（4）对液压系统要有一定的了解，同时要掌握电磁阀的性质，有关数据及电磁铁，压力继电器等液压元件的接通表。

二、设计方法

在接到电气设备设计任务书及液压系统图后，首先必须深入地了解机床的工作循环，对机床的总体方案应该做到心中有数。

然后制定电气控制方案，进行设计。

在制定出电气控制系统总体方案后，首先进行各个环节的设计，最后加以综合，综合时应注意以下两点：

（1）要注意检查各个控制信号的“准确性”，及主令信号的“单一性”。

所谓“准确性”是指要求每一个控制信号，只能代表一个明确的概念，不允许有一个以上的解释。

如加工完成不能与向后信号混为一谈。

所谓主令信号的单一性是指主令信号只能在一特定的条件下，对某一特定装置（部件）起作用。

主令信号的单一性，保证了系统的可靠性。

（2）必须注意互锁的严密性。

控制线路设计的严密而合理，实际就是互锁条件的严密而合理。

因此，互锁条件对电气控制系统原理设计来说关系极大。

所谓互锁的严密性有两层意义：

一方面是互锁信号要合乎客观实际需要，即通过互锁信号来实现各运动部件之间的相互制约；另一方面，每一个互锁信号应具有明确的概念，这与控制信号的准确性是一个意思。

2切削用量的选择和切削力的计算

2.1加工工件的选取

45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。

加工要求：

要求端面表面粗