1、1 摘 要 组合机床要求完成曲轴箱箱盖底面12孔的加工，文本包括钻孔和多轴箱的整体设计的设计多轴的组合。如果根据“三图一卡”，是根据原地图上的头汇编的分类机的整体设计，方案着重于所选择的处理，并确定如何机器设置确定“三图一卡”基于程序传输系统的结构头设计，通过不同程序，并最终给出最佳的解决方案。关键词：组合机床；定位 ；主轴箱；夹具 I AbstractCombination machine tools required to complete the crankcase cover bottom hole processing, text including the design of th
2、e drilling and the overall design of spindle box of multi-axis combination. If according to figure 1 three CARDS, is based on the original map head assembly as well as the design of classifier, the program focuses on the choice of treatment, and to determine how the machine Settings determine figure
3、 1 three CARDS based on the structure of transmission system design, program through the different programs, and ultimately the best solution is given.Keywords: Modular machine tool; Location ; Spindle Box ；Fixture Synchronizing;目 录 摘 要1Abstract21 绪 论31.1 课题背景和研究目的31.3 课题研究趋势及前景31.4 课题主要研究内容32 组合机床的
4、总体设计42.1 总体方案论证42.1.1 被加工零件工艺性的分析42.1.2 机床配置型式的选择42.2 确定切削用量及选择刀具52.2.1 确定切削用量52.2.2 确定所需的切削力、切削扭矩以及切削功率52.3 钻孔组合机床总体设计“三图一卡”的编制62.3.1 被加工零件工序图72.3.3 机床尺寸联系总图112.3.4 机床生产率计算卡133 多轴箱的设计163.1 绘制多轴箱设计原始依据图163.2 齿轮模数选择173.3 多轴箱的传动设计174 组合机床夹具设计204.2 钻12-8孔夹具设计204.2.1 研究原始质料204.2.2 定位基准的选择204.2.3 夹具方案的设计
5、选择204.2.4 切削力及夹紧力的计算214.2.5 误差分析与计算224.2.6 夹具设计及操作的简要说明22结 论24参考文献25致 谢26 1 绪 论1.1 课题背景和研究目的社会在不断发展，加工技术也在不断发展，传统的工具不能完全满足新形势的需求。传统的机械零件只有一个单杆，单轴和单加工，生产效率低，加工精度不稳定，为了克服传统机床，工程和技术人员的相应的设计，特别是特殊的机器。本机是以一种专业化的设计、制造工艺为基础的，其零件的设计与制造，因此，与传统机床相比，专用机床过于昂贵，设计制造周期长。为了解决传统机床和专用机床之间的矛盾，为了提高效率降低成本以便批量生产，可以发展组合机床
6、。这种机床可以完成钻孔、扩孔、铣削、磨削加工，生产效率高，加工精度稳定，越来越多的工程师的关注。本课题为曲轴箱箱盖底面12孔组合钻床及夹具设计，有利于提高大批量生产的生产效率，提高加工精度稳定性，节约各方面的资源。 1.3 课题研究趋势及前景近年来，虽然我国组合机床的销售业绩逐渐上升，但是一些公司生产的精度和功能组合机床仍不能满足市场的需求。创新是一个企业不断发展的根本，在现在科技经济快速发展的潮流下,传统的组合机床一直落后于世界的平均水平,企业需要使自身创新能力达到一个新的平台。我国组合机床设备还存在相当大的差距,我国组合机床技术在高速设备,精度高、灵活性加工性能、模块化、可调变量,通信技术
7、的应用将是未来主要的发展方向。1.4 课题主要研究内容本次毕业设计的课题是曲轴箱箱盖底面12孔组合钻床及夹具设计，组合机床要求完成对曲轴箱箱盖底面孔的加工，这台组合钻床是立式钻床。对于这台组合钻床的设计包括总体设计和主轴箱的设计，在设计的过程中要用到以前学过的知识，如：机床、刀具、夹具、计算机辅助设计等方面的知识，还需要做到理论结合实际。21 2 组合机床的总体设计2 组合机床的总体设计2.1 总体方案的简要论证2.1.1 被加工零件（曲轴箱盖）工艺性的分析本次加工零件为曲轴箱盖，材料HT200，GB/T 9439-2010，材料硬度（HB）：163255HB零件的材料是灰铸铁，加工12个8底
8、孔，生产纲领为5万台。图2-1曲轴箱盖零件2.1.2 机床配置型式的选择由于被加工零件是在曲轴箱盖底面上，确定设计的组合机床的配置型式为单工位立式单面钻组合机。2.1.3定位基准的选择在钻削底孔时，以底面作为定位基准，在工件侧面采用三面定位，以满足底孔与曲轴箱箱盖底面加工的位置要求。2.2 确定切削用量及选择刀具2.2.1 确定切削用量选择合理切削用量，对于组合机床的加工精度和生产率都有非常大的影响。组合机床多轴箱上的主轴刀具都同用一个进给系统。组合机床设计成多轴同步加工的时候，正常状态切削用量会比一般通用机床单刀加工的低30%左右。 =式中： ,为各主速 ,为各主轴进量 为动力滑台每分给量(
9、mm/min) ，查阅机械工人切削手册可知，布氏硬度为160220时高速钢钻头的切削用量：8mm，进给量，切度。2.2.2 确定所需的切削力、切削扭矩以及切削功率查表计算：布氏硬度：HB=-1/3（-） =255-(255-163) /3 =224.3切削力：F=26D =268 =848.3 N切削扭矩：T=10 =10 =2120.2 Nmm切削功率：P=Tv/9740D =1556.910/(97403.148) =0.087kw转速： n=v/d =10/(3.148) =398 r/min 式中：HB为布氏硬度， F为切削力，D为钻头直径 ，f为每转进给量，T为切削扭矩，V为切度（m
10、/min），P为切削功率(kw) ，n为转速。2.2.3 选择刀具结构 曲轴箱盖底面的布氏硬度范围为，孔径D =8mm，在这种情况下应选择18Cr4V）作为刀具材料，采取8麻花钻作为刀具。2.3 钻孔组合机床总体设计“三图一卡”的编制“三图一卡”指的是： 加工零件工序图、机床联系尺寸图、加工示意图、编制生产率卡。2.3.1 被加工零件工序图 曲轴箱箱盖底面底孔加工工序图如图 加工零件图是一个基础的具体组合机床的设计,调整使用机器时,用于检查重要技术文件的准确性。处理部分流程图应包括下列内容:a .图纸上应该显示出被加工零件的形状和尺寸和相关的机械设计部分的结构形状和大小。特别是当你需要设置中间
11、导套,应该表达的内部零件,装饰墙壁和有关结构的形状和大小,为了检查工件和夹具,工具发生干涉。b与定位基准图应该表达处理,夹紧的夹紧部分和方向的压力,因此,反过来,作为支持,限制,夹紧的设计指导。c在图上应该显示的大小处理表面,精度、表面粗糙度、形状位置尺寸精度和技术要求(包括工艺要求和机器以确保部分)。d .图也应该表明加工零件的名称,编号,硬度,材料,重量,加工余量的部分。2.3.2 加工示意图下图为曲轴箱盖上钻床加工示意图。 加工示意图的计算（1）导向套的选择 考虑主轴刚度,工件的同时,位置精度主要取决于夹具。1）选择导向类型 刀具导分直径,线度，选择固定式导向。2）导向套的参数 刀具的直
12、择固定导置，如图所示：固定装置的配合：选择固定导向，采用钻孔的工艺方法，D取G7或F8，D1取，刀具导向部径为g6 。导向装置的布置(3)初定主轴类型、尺寸、外伸长度 由于轴的材料为，剪切弹性模量,刚性主轴取 14（）m,所以， 主轴径为： d =B,计算得16.7mm式中：d为轴直径为轴所受的转矩（Nmm）B为系数本设计全部12根主轴直径都取20mm,主轴外伸长度都取115mm,D/为32/20.。(4)选择刀具接杆 多轴箱每个主轴的外伸长度和刀具的长度都是定值，所以要设置一个可调环节（主轴与刀具之间）用来保证多轴刀具能同时到达加工终了位置，这个这个可调节在组合机床上是通过可以调整的刀具接杆
13、来解决的。刀具接杆参数：d (h6) (h6)L2020 2莫氏1号12.06588404613 (5)多轴箱端面到工件底面的距离 是加工示意图最为重要的联系尺寸。这一距离越小越好，这样可以缩短刀具悬伸和工作行程。这一距离的两个决定的因素，其中一个是主轴上刀具、接杆、主轴等，因为结构和相互联系所要求的最小轴向尺寸；还有的是机床总布局所要求的联系尺寸。这两者是相互联系和制约的。(6)动力部件工作循环a)工作进给长度的确定 工作进给长度=加工部位的长度L+刀具切入长度+切出长度，切入长度这里取7mm,又因为钻孔为通孔，所以没有，故=7+18+10=35mmb)快速进给长度的确定 因考虑刀具能从接杆
14、锥柄孔内取出，所以确定为75mmc)快速退回长度的确定 。由已确定的快速进给和工作进给长度可知，= +=75+35=110mmd)动力部件总行程的确定 动力部件总行程除了满足= +外，还要考虑前后备量。前备量距离不应小于1520mm。后备量是考虑刀具从接杆中取出所需要的距离，因此后备量应大于77mm,s所以，动力部件总行程=110+20+80=210mm2.3.3 机床尺寸联系总图 选用动力部件主要选择型号、动力滑台和动力箱。1）驱动形式 选择HY系列液压滑台。2）轴向进给力 滑台进给力(式中为各主轴加工时所产生的轴向力)滑台工作要克服各主轴的向力和滑台产生的摩擦力。所以最大进给力应该大于。3）进给速度 本系统给速度=。选择压滑台，工作进度
