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摘 要- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -2 ABSTRACR- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 1、 绪论- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2、 工艺规程设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9
2.1 零件的分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -9 2.1.1 零件的作用- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 2.1.2 技术要求- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 2.1.3 零件的结构和工艺分析?- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 2.1.4 工艺规程设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 11 2.2 确定切削用量及时间定额- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -14 2.2.1 选择切削用量- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -14
2.2.2 选择刀具结构- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -26 3、 夹具设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 27
3.1夹具设计的基本要求和步骤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 27
3.1.1夹具设计的基本要求- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -27 3.1.2夹具设计的步骤. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 28 3.2夹具体的设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -28 3.2.1夹具体- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -28 3.2.2夹具的设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -29 3.3定位方案的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -29 3.3.1定位方案的论证- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 29 3.3.2主要元件分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -29 3.3.3夹紧装置的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -30 3.3.4夹紧力的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -32 3.3.5夹紧装置的其它结构设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -33 4、组合机床总体设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -35 4.1组合机床的设计步骤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 35 4.1.1调查研究- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 35
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4.1.2总体方案设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 35 4.1.3技术设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 36 4.1.4工作设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 36 4.2工艺方案的拟定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 36 4.2.1确定组合机床工艺方案的基本原则及注意问题- - - - - - - - - - - - - - - 36 4.2.2组合机床工艺方案的拟订- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 37 4.2.3确定组合机床配置型式及结构方案应该考虑的问题- - - - - - - - - - - - -38 4.3组合机床总体设计—“三图一卡” - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -39 4.3.1被加工零件工序图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -39 4.3.2加工示意图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -39 4.3.3机床联系尺寸总图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -42 4.3.4机床生产率计算卡- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 46 5、组合机床多轴箱设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -48 5.1大型通用多轴箱的组成及表达方法- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 48 5.1.1多轴箱的组成- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -48 5.1.2多轴箱总图绘制方法及特点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 48 5.2绘制多轴箱设计原始依据图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -48 5.3主轴、齿轮的确定及动力计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 49 5.3.1主轴形式和直径、齿轮模数的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -49 5.3.2多轴箱所需动力计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -50 5.4多轴箱的传动设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 50 5.4.1对多轴箱传动系统的一般要求- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -50 5.4.2拟定多轴箱传动系统的基本方法- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -51 5.5多轴箱坐标计算、绘制坐标检查图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 55 5.5.1选择加工基准坐标系XOY，计算主轴驱动轴坐标- - - - - - - - - - - - - -55 5.5.2计算传动轴坐标- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 56 5.5.3绘制坐标检测图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 56 5.6绘制多轴箱总图及零件图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 57 5.6.1多轴箱总图设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -57
5.6.2多轴箱零件图设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 58
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结 论- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 59 致 谢- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 60 参考文献- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 61
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1 绪 论
本次设计的课题是气缸盖零件双面粗镗组合机床设计。它能较好的保证孔的加工机及位置精度。改变了以往繁琐的加工工艺过程，大大的节约了加工时间，提高了劳动生产率，从而使产品的合格率上升，增加产量，适应市场竞争的需要，提高经济效益。
本设计主要针对原有的机体左、右两个面上12个孔多工序加工、生产率低、位置精度误差大的问题而设计的，从而保证孔的位置精度，提高生产效率，降低工人劳动强度。夹具部分的设计，首先，在完成对组合机床的总体设计并绘制出 “三图一卡”的基础上，绘制夹具设计的装配图；夹具设计是组合机床设计中重要部分，夹具设计的合理与否，直接影响到被加工零件的加工精度等参数。首先确定工件的定位方式，然后进行误差分析，确定夹紧方式及夹紧力的计算，并且对夹具主要零件进行结构设计。
整个设计过程是艰辛的，在设计过程中必须考虑各个方面的问题。由于所学的知识只是一些最为基本的机械知识，因此，在设计过程中还要查阅大量的相关资料，以补充自己的不足之处。
首先，要有丰富的实践经验。整个设计仅靠一些参考资料是远远不够的，这样设计出来的组合机床只是结构完美，外形美观，但实用性差。因此，在设计工作开始前，指导老师特地带我们到兰州手扶拖拉机厂、兰州机床厂进行了实地参观考察，与企业工程技术人员共同讨论，积累了一些宝贵的实践经验。
其次，针对现实遇到的实际情况，做到举一反三。整个设计过程不仅涉及到以前所学的知识，还涉及到一些新的概念，这就要求我们一边温习以前的知识，一边还要学习新的知识，可以说，整个设计过程是我们不断复习和学习的过程。
第三，通过自身的努力，理论联系实际，从合理性、经济性、工艺性、实用性及对被加工零件的具体要求对现有机床进行研究和分析，找出可以进行改进的地方，通过反复推敲对比，拟定较为合理的双面镗孔组合机床的总体方案。
在设计过程中，由于组合机床大部分是由标准零件构成的，另外一些非标准件尽量适应工厂的生产条件，使加工和维修方便，大大减少了设计工作量。
组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效的专用机床。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法，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已标准化和系列化，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、
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大量生产中得到广泛应用，并可用来组成自动生产线。
组合机床一般用于加工箱体类或特殊形式的零件。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、铰孔、镗孔、铣削端面、切削平面、切削内外螺纹以及加工圆和端面等。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发展，组合机床的加工精度也有所提高
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。最早的组合是1908年在美国制成的，用于加工汽车零件。
组合机床的设计，目前基本上有两种方式：其一，是根据具体加工对象的特征进行专门设计，这是当前最普遍的做法。其二，随着组合机床在我国机械行业的广泛使用，广大工人和技术人员总结出生产和使用组合机床的经验，发现组合机床不仅在其组成部件方面有共性，可设计成通用部件，而且一些行业在完成一定工艺范围内的组合机床是极其相似的，有可能设计为通用机床，这种机床为“专用组合机床”。这种组合机床不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，而是设计成通用品种，组织成批生产，然后按被加工零件的具体需要，配以简单的夹具及刀具，即可组成加工一定对象的高效率设备。
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。
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。
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