哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 1. 由于组合机床是由70~90%的通用零、部件组成，在需要的时候，它可以
部分或全部的进行改装，以组成适应新的加工要求的新设备。这就是说，组合机床有重新改装的优越性，其通用零部件可以多次重复利用。 2. 组合机床是按具体加工对象专门设计的，可以按最合理的工艺过程进行加
工，这在万能机床上往往是不易实现的。
3. 在组合机床上可以同时从几个方向采用多把刀具对几个工件进行加工，是
实现集中工序的最好途径，是提高生产效率的有效设备。
4. 组合机床常常是用多轴对箱体零件一个面上的许多孔同时进行加工。这样
就能比较好的保证个孔相互之间的精度要求，提高产品质量；减少了工件工序件的搬运，改善劳动条件；也减少了机床占地面积。
5. 由于组合机床大多数零、部件是同类的通用部件，这就简化了机床的维护
和修理。必要时可以更换整个部件，以提高机床的维修速度。
6. 组合机床的通用部件可以组织专门工厂集中生产。这样可以采用专用高效
设备进行加工，有利于提高通用部件的性能，降低制造成本。 组合机床虽然有很多优点，但也还有缺点：
1．组合机床的可变性较万能机床低，重新改装时有10~20%的零件不能重复使用，而且改装时劳动量比较大。
2．组合机床的通用部件不是为某一种机床设计的，而是具有较广的适应性。这样，就使组合机床的结构较专用机床稍微复杂些。
1.2 组合机床的分类和组成
组合机床的通用部件分大型和小型两大类。
大型通用部件是指电机功率为1.5~30千瓦的动力部件及其配套部件。这类动力部件多为箱体移动的结构形式。
小型通用部件是指电机功率在0.1~2.2千瓦的动力部件及其配套部件。这类动力部件多为套筒移动的结构形式。
用大型通用部件组成的机床称为大型组合机床，用小型通用部件组成的机床称为小型组合机床。
组合机床除分为大型和小型外，按配置形式又分为单工位和多工位机床两大类。单工位机床又有单面、双面、三面和四面几种，多工位机床则有移动工作台式、回转工作台式、中央立柱式和回转鼓轮式等配置型式。
单工位组合机床通常是用于加工一个或两个工件，特别适用于大中型箱体件的加工。
根据HT-200变速箱是典型箱体零件，且被加工孔的位置处于箱体两侧，应采用单工位的双面机床，又被加工孔的中心线与定为基准平行，而且被加工工件的
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哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 长度较长，因此本次设计采用的就是这类机床中的卧式双面镗孔组合机床。
多工位组合机床使按工件能够变为来配置的，工件的变位有手动和机动的方式。这类机床工序集中程度高，如回转多工位机床的辅助时间和机动时间相重合，生产效率高，适用于大批大量生产、需要多部位加工的中小零件。
1.3 通用部件的分类及简介
1. 动力部件
动力部件是通用部件中最基本的部件，第一种动力部件，包括动力箱和完成各种专能工艺的切削头，如铣削头，镗削头等，第二种是传递进给运动的部件，包括有液压滑台和机械滑台，第三种是转塔动力部件，包括多轴转塔头和单轴转塔头。 2. 输送部件
要用作夹具和工件的移动和转位，如移动工作台，回转工作台回转鼓轮。
3. 支撑部件
是组合机床的基础部件，它包括中间底座、侧底座、立柱、立柱底座等。 4. 控制部件
控制部件是控制组合机床按规定程序运动的一些部件，包括电器元件、液压元件及操作台。 5. 辅助部件
辅助部件包括液压与润滑装置、气动或液压夹具装置和机械板等。
1.4 组合机床的工艺范围及发展方向
在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、镗孔、镗孔车断面、车削和铣削等工序，还可以进行尺寸检验及简单的装配工序。往往，一台机床就能同时完成上述工序。但就大多数组合机床来说，目前主要用来完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、镗孔及铣削等工序。完成这些工序，在工厂常常要采用大量的立钻、镗床、万能铣床，占用很大的厂房面积和很多工人。而采用组合机床，由于采用多轴多面加工，就能大大地缩小占地面积，成倍和几十倍的提高劳动生产率。
近几年来组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪表、仪器、自行车、阀门、矿山机械、冶金、航空、纺织机械及军工等部门已获得广泛的使用，一些中小批量生产部门也开始推广使用。在光辉的二十一世纪，组合机床及其自动线将获得更加迅速的发展。其发展方向为：
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1）提高生产率
目前组合机床及其自动线的生产效率不断提高，循环时间一般是1~2分钟，
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哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 有的是10~30秒。提高生产率的主要方法是改善机床布局，增加同时工作的刀具，减少加工余量，提高切削用量，提高工作可靠性以及缩短辅助时间等。为了减少自动线的停车损失，提高自动线的柔性，采用电子计算机进行自动线的管理。 2）扩大工艺范围
现在组合机床及其自动线一般已不是完成一个工件的某几道工序，而常常是用于完成工件的全部加工工序。除完成平面铣削、钻孔、扩孔、攻丝、镗孔外，现在已扩展到能完成车削、仿行车削、磨削、精镗以及非切削加工（如检查、自动装配、清洗、试验等）工序。为了使自动线能稳定地保证加工精度，已广泛采用自动测量和刀具自动补偿技术，做到调刀不停车。 3）提高自动化程度
重点是解决工件夹压自动化和装卸自动化。 4）提高组合机床及其自动线的可调性
为了提高中小批生产的一些箱体件的生产效率，进几年来发展了可调的多工序多刀具的组合机床及其自动线，它们大多采用数字程序控制。 5）创造超小型组合机床
这种组合机床多由超小型气动液压动力头配置而成，体积小，效率高，并能达到高的加工精度。 6）发展专能组合机床及自动线
这种机床不需要每次按具体加工队形进行专门设计，而是可以作为通用品种进行成批生产，用户根据自己加工产品的需要，配上刀具及工艺装备，即可组成加工一定对象的高校机床。
今后，随着科学技术的不断进步，组合机床技术将获得更广泛、更快的发 展。
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哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 第2章 组合机床总体设计
组合机床的设计，目前基本上有两种情况：
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其一，是根据具体加工对象的具体情况进行专门的设计，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，广大工人总结自己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业范围的组合机床是极其相似的，有可能设计为通用的组合机床，这种机床称为“专能组合机床”。这种专能组合机床就不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，而是可以设计为通用品种，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设备。
2.1 组合机床工艺方案的制定
制定组合机床工艺方案是设计组合机床最重要的步骤之一。工艺方案制定的正确与否，将决定机床能否达到“重量轻、体积小、结构简单、使用方便、效率高、质量好”的要求。
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为了使机床方案制定的合理、先进，必须密切联系实际，总结生产实践经验，全面了解被加工零件的加工情况和影响机床方案制定的因素。影响机床工艺方案制定的主要因素有：
1) 加工的工序和加工精度的要求
被加工零件需要在组合机床上完成的工序和加工精度，是制定机床工艺方案的主要依据。制定工艺方案时，首先需要全面分析工件的加工精度及技术要求，了解现场加工工艺及保证精度的有效措施。HT-200变速箱加工的工序是镗双面共12个孔的粗加工，精度要求轴线Ⅰ至Ⅵ两对孔公共轴线的不同轴度小于0.04mm，轴线与轴线间的平行度不低于0.015/100mm。 2） 被加工零件的特点
如被加工零件的材料及硬度、加工部位的结构形式、工件的刚性、工艺基面等，对于机床工艺方案的制定都有重要的影响。HT-200变速箱是拖拉机上的典型箱体类零件，材料HT200、HB170~241。在加工双面孔之前，工件需经过铣工艺基准面、铣端面、加工定位孔等。因工件有无适
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哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 当的工艺基面也是工艺方案制订的重要因素。 3） 工件的生产方式
被加工零件的生产批量的大小，对机床工艺方案的制定也有影响。对大批量生产的箱体零件，工序安排上，一般趋于分散。而且其粗加工、半精加工及精加工也分别在不同机床上进行。这样，机床虽然多一些，但由于生产批量很大，从提高生产率、稳定地保证加工精度的角度来说仍然是合理的。
2.1.1 工艺基面的分析
选择工艺基面和夹压部位是制定工艺方案极其重要的问题。工艺基面选择的正确，将能实现最大限度的工序集中，从而减少机床台数，也是保证加工精度的重要条件。结合HT-200拖拉机变速箱的结构特点及箱体零件在组合机床上典型的定位方式，采用“一面两销”定位。“一面两销”的定位方法有如下特点：
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1. “一面两销”的定位方法很简便的消除工件的六个自由度，使工件获得
稳定的固定位置。
2. “一面两销”的定位方法，有同时加工五个面的可能。既能高度的集中加
工工序，又有利于提高各面上孔的位置精度。
3. “一面两销”的定位方法可以作为从粗加工到精加工的全部工序加工的基
准，使整个工艺过程实现基准统一。
4. “一面两销”的定位方法使夹紧方便，夹紧机构简单。容易使夹紧力对准
支承，消除夹紧力引起工件变形对加工精度的影响。
5. “一面两销”的定位方法易于实现自动化定位，并有利于防止切屑落入基
面。
在选择工艺基面的同时要相应的决定夹压位置。因为它对定位的可靠，工件的稳定以及保证加工精度都有直接的影响。确定夹压位置时应注意如下的问题：
1. 保证工件夹压后定位稳定。组合机床是按集中工序组成的。常常是多轴、
多面同时加工，切削负荷重。为了使工件在加工过程中不产生位移和振动，必须将工件牢固的夹住，并具有足够的夹压刚度。
2. 夹压点应避免放在工件加工部位的上方，力求使其靠近箱体的筋或壁，以
减少夹压变形而影响加工精度。
3. 对刚性差的工件，力求使夹压点对着定位支承点。
2.1.2 加工工艺的分析
分析被加工零件的工艺，亦是制定工艺方案极其重要的问题，我们要认真地分析被加工零件加工工艺的需要和组合机床完成工艺的可能，正确的确定组合机
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