1、河南科技大学毕业设计 (论文 ) 泵体零件钻 8- 8 孔专用机床设计 摘要 专用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专用机床。 由于组合机床能够进行多工位加工，提高自动化程度，缩短加工时间和辅助时间，而且组合机床大部分都是由通用部件组成，研制周期较短，便于设计，制造和使用维护，成本低。而且机床易于改造，产品和工艺变化时，通用部件还能重复利用，经济性较好。所以组合机床在大批量生产中的应用十分广泛。 本次设计中我主要负责主轴箱、夹具、通用进给系统及床身联系尺寸的设计。 在进行专用机床设计之前，要 进行必要的调查研究。在调查研究中进行的主要工作有： 1、认真
2、阅读被加工零件图样，研究其尺寸、形状、材料、加工部位的结构及加工精度和表面粗糙度要求等内容。 2深入到专用机床使用和制造单位。为了全面细致地了解专用机床的有关知识，我们在指导老师的带领下，深入到汇翔的加工车间，参观了专用机床的工作情况，并听取了指导老师的详细讲解。 做好任何工作，掌握好调查研究的工作是必不可少的，只有这样才能全面、细致地完成各项任务，不至于在工作中出现茫然不知所措的情况。 由于时间仓促，设计之处难免有不足之处，还望各位老师多多指正 。 关 键 词： 主轴箱，夹具，专用机床，通用进给系统 河南科技大学毕业设计 (论文 ) THE DESIGN OF THE SPECIAL MAC
3、HINE FOR THE DRILLING 8-7 HOLE OF THE PUMP ABSTRACT The assembly machine tools processes is according to the requirement of work pieces, and it is made of a lot of general use parts and a little exclusive use parts and it is a kind of a efficiently production machine . Because the assembly machine t
4、ool can process some parts together ,so it can boost to automate extent, and shorten the time of process， And that assembly machine tool is made of a lot of general use parts, short the time of design, and the it is convenient for designing, fabrication , the cost is low. And the machine tool is apt
5、 to be reconstructed, When the techniques route changes, the general parts can be reused again, so we use assemble machine tool is economical So large numbers of assembly machine tools are applied in the machine industrial I am responsible for what to design is designing spindle box , fixtures, gene
6、ric processes feeding system and size relation drawing Before the designing for the special machine, it is necessary to carry out the necessary investigations and studies. In the investigation and study, the major work: 1. Seriously read parts processing design, its size, shape, materials, processin
7、g location, the structure of the machining accuracy and surface roughness requirements and so on. 2. Go to the use and manufacture of machine tools dedicated units. To detailed and thorough understanding of the relevant knowledge for machine tools, we have a special machine of the work, and to liste
8、n to the instructor of detailed briefings. Any work, grasping the investigation and research work is essential so that 河南科技大学毕业设计 (论文 ) you can comprehensive and accomplish various tasks.There will not appear of the suggested conditions in the work . Due to the short time, it is inevitable that ther
9、e are some mistakes in the design. I really hope teachers can give me some corrections. KEY WORDS: spindle box, fixture, special machine, general feeding system 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 目 录 前 言 . 1 第 1 章 机床总体设计 . 2 1.1 机床总体方案的选定 . 2 1.2 机床联系尺寸的绘制 . 4 1.3 动力头工作循环及工作行程 的确定 . 5 第 2 章 主轴箱的设计 . 8 2.1 概述 . 8 2.1
10、轴的参数的计算 . 8 2.3 主轴的支撑方式 . 11 2.4 传动系统的选型与计算 . 12 第 3 章 进给系统的设计 .27 3.1 对进给系统的要求 . 27 3.2 导轨的选型 . 27 3.3 支撑件的选择 . 29 3.4 丝杠螺母副的选型与计算 . 29 3.5 进给系统的控 制原理 . 33 第 4 章 专用机床夹具 .34 4.1 定位方案的确定 . 34 4.2 零件的工艺分析 . 35 4.3 切削用量的选择 . 36 4.4 导向元件的选择 . 37 4.5 夹紧元件的选择 . 38 4.5 夹紧力的计算 . 38 结 论 .40 参考文献 .41 致 谢 .43
11、河南科技大学毕业设计 (论文 ) 1 前言 随着 现代化工业技术 的快速发展，特别是随着它在自动化领域内的快速发展， 组合机床 的研究已经成为当今 机器制 造 界的一个重要方向，在现代工业运用中，大多数 机器的设计和制造都是用机床大批量完成的 。 现代大型工业 技术的飞速发展，降低了 组合机床 的实现成本，软件支持机制也使得实现变得更为简单 ，因此，研究组合机床的设计具有十分重要的理论意义和现实意义。 在工业高速发展的现代化浪潮中，各种机械设计和制造业中，组合机床的应用越来越广泛，越来越转化为生产力，从这个意义上讲，对组合机床的研究具有重要的现实意义。 组合机床是根据工件加工需要，以通用部件为
12、基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。 组合机床是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用部件组成的专用机床。 由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，从而缩短了设计和制造的周期，因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到了广泛的应用，并可用以组成自动生产线。 目前，组合机床主要用于平面加工和孔加工两类 工序。平面加工包括铣平面、锪（刮）平面、车端面；孔加工包括钻、扩 、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹、锪沉孔、滚压孔等。随着综合自动化的发展，其工艺范围正扩大到车外圆、 钻削、 铣削、拉削、推削、磨削、珩磨及抛光、冲压等工
13、序。此外，还 可以完成焊接、热处理、自动装配和建材、清洗和零件分类及打印等非切削工作。 组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工、缝纫机和自行车等工业领域的大批、大量生产中 已获得广泛应用，一些中小批量生产的企业，如机床、机车、工程机械 制造业中也亦推广应用。组合机床最适宜加工各种大中型箱体类零件，如气缸盖、气缸体、变速箱体、电机座及仪表壳等零件，也可以用来完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全部工序的加工。 此次毕业设计的选题为八工位专用机床，其加工范围为钻孔。在单件小河南科技大学毕业设计 (论文 ) 2 批生产时可以采用台钻或是摇臂钻床 加工，但是在大批量的加工中依靠
14、台钻或是摇臂钻床的生产效率想大批量快捷的加工肯定是不现实的，因此此类专用机床就应运而生了。 这类专用机床可以在任何大批量的加工中使用，它只需要在前期设计阶段进行艰苦的工作，在专用机床投产以后将给生产带来巨大的贡献。不仅仅能够提高生产效率，更能够大幅提高工件的成品率。给企业带来一次投入永久获利的良好局面。 在生产线中能够大量的看到类似的机床，年产量越大，机床的设计水平与先进程度越高。因为它可以依靠去较高的生产效率与成品率来换回其低成本。 此次设计中主要要解决的问题有主轴的支撑方式 、齿轮的分布、进给的选择、以及适合该专用机床使用的夹具。 由于适用于大批量加工，故机床组件应当尽可能的通用，以方便其
15、使用过程中的维修 ,也有了一定的互换性。 在这次设计中最重要的就是一定要充分考虑其可行性，不能只是能够将图画出来，而根本没有加工的可能。一定要积极与老师沟通，减少自己走的弯路。 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 3 第 1 章 机床总体设计 1.1 机床总体方案的选定 3,4,8,10 工艺方案的拟订是组合机床设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此，应根据工件的加工要求和特点， 按一定的原则、结合组合机床常用工艺方法、充分考虑各种影响因素，并经技术经济分析后拟出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。 1.1.1 确定组合机床工艺方案的基本原则 （ 1） 粗
16、精加工分开原则 粗加工的切削负荷较大，切削产生的热变形、较大夹压力引起的工件变形以及切削振动等，对精加工工序十分不利，影响加工尺寸精度和表面粗糙度。因此，在拟订工件一个连续的多工序工艺过程时，应选择粗 、 精加工工序分开的原则。 （ 2） 工序集中原则 组合机床运用多刀集中在一台机床上完成一个或多个工件的不同表面的复杂过程，从而有效的提高 生产率。因此，在拟订工艺方案时，在保证加工质量和操作维修方便的情况下，应适当提高工序集中程度，以便减少机床台数、占地面积和节省人力，取得理想的效益。 1.1.2 组合机床工艺方案的拟定 本次设计的专用机床主要用来完成泵体零件上的 8- 7 光孔的加工。 这八
17、个孔 的中心线 对称的分布在 38 的圆上。工艺方案分析如下： （ 1） 机床 为单工位的立式钻床，一次只是钻一个面上的四个孔，翻动后再加工另一个面上的四个孔，分两次加工完成。 （ 2） 机 床为卧式的双面组合钻床，两个动力头同时开始加工，一次加工完成。 综上所述，比较以上两工艺方案，方案（ 1）结构简单，成本低，适合小批量生产。方案（ 2）适合大批量生产。 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 4 1.2 机床联系尺寸的绘制 图 1-1 机床尺寸联系图 1.2.1 被加工零件联系尺寸图的作用 1、 机床联系尺寸图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据。 2、 按初步选定的主要通用部件以及确定的主
18、用部件的总体结构而绘制的。 3、 可用来表示机床的配置型式、主要构成及各部件安装位置、相互联系运动关系能否满足加工要求和通用部件选择是否合 适 。 4、 它为多轴箱、夹具等专用部件设计提供重要依据，它可以看成是机床总体外观简图。 1.2.2 被加工零件联系尺寸图的内容 1、表明机床的配置型式与总布局。以 适当数量的视图，用同一比例画出河南科技大学毕业设计 (论文 ) 5 主要部件的外廓形状和相关位置，表明机床基本型式及操作位置等。 2、 完整齐全的反应各部件间的主要装配关系和联系尺寸，专用部件的主要联系尺寸、运动部件的机械极限位置几、及各滑台工作循环总的工作行程和前后行程备量尺寸。 3、 标注
19、主要通用部件的规格代号和电动机的型号、功率及转速，并标出机床分组编号及组件名称，全部组件包括机床 全部通用及专用零部件。 4、 标明机床验收标准及安装规程。 1.2.3 绘制机床联系尺寸总图之前应确定的主要内容 1.动力部件的选择 动力部件的选择主要是确定动力箱和滑台，根据一定的工艺方案和机床配置型 式并结合使用及维修等因素，确定机床为卧 式多工位组合钻床，交流电机加滚珠丝杠同过 PLC 控制来实现工作进给运动，。 2确定机床的装料高度 H 装料高度一般指工件安装基面至地面的垂直距离。 选择 H=900mm 3确定夹具轮廓尺寸 根据本工序加工内容及方式，估算夹具体的大小 ,夹具高度不小于240
20、mm。夹具的具体设计结构 见夹具总装图。 4确定中间底座尺寸 中间底座的轮廓尺寸在长宽方向应满足夹具的安装需要。其高度方向尺寸的确定，要根据选定的滑台及其相应的配套部件（侧底座）的位置关系，照顾部件联系尺寸的合理性。一定要保证加工终了时端面至主轴箱距离不小于加工示意图规定的距离。中间底座的宽、高方向轮廓尺寸，除了考虑上述一些有关因素外，一定要注意不降低刚性，一般中间底座高度不小于 540mm，长度、宽度根据所选工作台尺寸而定。 5主轴箱轮廓尺寸的确定 在绘制联系尺寸图时，需要确定主轴箱的宽度 B、长度 H 及最低高度，根据所加工零件各孔 分布位置情况及机床初步的布置情况，在由此结合所选滑台、动
21、力箱，选定主轴箱。 1.3 动力头工作循环及行程的确定 4,8,15 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 6 动力部件的工作循环是指加工时，动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置，又返回到原位的动作过程。 动力头工作循环一般包括快速引进、工作进给和快速退回等动作。 图 1-2 动力图工作循环图 （ 1） 工作进给长度的确定 动力头切入长度是按加工 长度最大的 孔的深度来确定的， 工作进给长度 l 等于刀具的切入长度 1l 、加工孔深度 2l 以及切出值 3l 之和，如下： 1 2 3l l l l 式中： l 工作进给长度 1l 切入长度 2l 加工孔深度 3l 切出值 代入数值得： 1 2 3 1 9 8 2 7l l l l m m （ 2） 快进长度的确定 快速引 进是动力头把刀具送到工作进给的位置，其长度按具体工作情况来确定。 此处通过类比及估算取快进长度为 65mm。 （ 3） 快速退回长度的确定
