半轴套管-面钻孔专用机床设计（毕业论文）.doc

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1、 宁XX大学 毕业设计(论文) 半轴套管-面钻孔专用机床设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 摘 要 组合机床组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。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、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面 等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回

2、转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。 本文对半轴套管孔的加工工艺进行了详细的分析，就其孔的加工提出了“一次装夹，多工位加工，达到产品图样的精度要求”的思路。根据这一思路设计了钻孔组合机床设计。 该组合机床由立柱、立柱底座、中间底座、液压滑台、动力箱、多轴箱等组成。本文对各部分的设计进行了详细的计算和论证。 关键词：组合机床,多轴箱,主轴箱,夹具 Abstract Combination of machine tools is based on common components, accordin

3、g to the workpiece with a specific shape and design of the processing components and special fixture, the composition semiautomatic or automatic special machine. Processing, workpiece generally does not rotate, by movement of the rotatable cutter and tool and workpiece relative feed movement, to ach

4、ieve the drilling, reaming, counterboring, reaming, boring, milling, cutting and processing of external thread face and etc.. Some combination machine adopts clamping workpiece machining head to rotate, by the tool for the feed movement, also can achieve some rotating parts ( such as car rear axle f

5、lywheel, etc.) of the face and processing. The half shaft bushing hole machining process was analyzed in detail, its hole on the processing of "a fixture, multi-site processing, product design to achieve the required accuracy " train of thought. According to this design drill hole modular

6、 machine tool design. The combination of machine tools by a column, column base, intermediate base, hydraulic slipway, the power box, box. In this paper, on the part of the design of the detailed calculation and verification. Key words: modular machine tool, spindle, spindle box, fixture

7、 目 录 摘 要 2 Abstract 3 目 录 4 1绪 论 6 1.1 组合机床的国内、外现状 6 1.1.1 国内组合机床现状 6 1.1.2 国外组合机床现状 7 1.2 机床设计的目的、内容、要求 8 1.2.1 设计的目的 8 1.2.2 设计内容 8 1.2.3 设计要求 9 1.2.4 机床的设计步骤 9 1） 调查研究 9 2） 拟定方案 9 3） 工作图设计 9 2 组合机床的总体设计 10 2.1 组合机床方案的制定 10 2.1.1 制定工艺方案 10 2.1.2 确定组合

8、机床的配置形式和结构方案。 10 2.2 确定切削用量及选择刀具 12 2.2.1 确定工序间余量 12 2.2.2 选择切削用量 12 2.2.3 确定切削力、切削扭矩、切削功率 13 2.2.4 选择刀具结构 14 2.3 钻孔组合机床总设计“三图一卡”的编制 14 2.3.1 被加工零件工序图 14 2.3.2 加工示意图 15 2.3.3 机床联系尺寸图 19 2.3.4 生产率计算卡 21 2.4 多轴箱的设计 23 2.4.1 绘制多轴箱设计原始依据图 23 2.4.2 齿轮模数选择 24 2.4.3 多轴箱的传动设计 24

9、 2.3.4 绘制传动系统图 26 2.3.5 传动零件的校核 26 第3章 夹具设计 27 3.1 夹具概述 27 3.1.1 夹具分类 27 3.1.2 机床夹具的现状 27 3.1.3 现代机床夹具的发展方向 28 3.2 夹具设计任务 28 3.3 零件分析 28 3.4 定位机构 28 3.5 夹紧机构 29 4 液压系统方案设计 30 4.1调速回路的选择 30 4.2油源及其压力控制回路的选择 31 4.3快速运动与换向回路 31 4.4速度换接回路 32 4.5压力控制回路 32 4.6行程终点的控制方式 32 4.7组成液压系统绘原理图

10、 32 第5章 电路设计 34 5.1绘制系统电器控制的结构框图 34 5.2选择中央处理器的类型 34 5.3存储器扩展电路设计 34 5.4 I/O口接口电路设计 35 5.5 8031单片机的基本特性 35 5.6 8031芯片引脚及其功能 35 5.7 8031芯片内部的存储器结构及地址分配 37 结 论 42 参考文献 43 1绪 论 1.1 组合机床的国内、外现状 世界上第一台组合机床于1908年在美国问世，30年代后组合机床在世界各国得到迅速发展。至今，它已成为现代制造工程（尤其是箱体零件加工）的关

11、键设备之一。 现代制造工程从各个角度对组合机床提出了愈来愈高的要求，而组合机床也在不断吸取新技术成果而完善和发展。 1.1.1 国内组合机床现状 我国加入WTO以后，制造业所面临的机遇与挑战并存、组合机床行业企业适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，截至2005年4月份，组合机床行业企业仅组合机床一项，据不完全统计产量已达1000余台，产值达3.9个亿以上，较2004年同比增长了10%以上，另外组合机床行业增加值、产品销售率、全员工资总额、出口交费值等经济指标均有不同程度的增长，新产品、新技术较去年年均有大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。 （1）行业企业

12、产品结构的变化 组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械、化工机械、军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备，随着我国加入WTO后与世界机床进一步接轨，组合机床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。从近两年是企业生产情况来看，数控机床与加工中心的市场需求量在上升，而传统的钻、镗、铣组合机床则有下降趋势，中国机床工具工业学会的《机床工具行业企业主要经济指标报表》是统计数据显示，仅从几个全国大型重点企业生产情况看，2003年生产数控机床890台，产值16187万元，生产加工中心178台，产值5770万元；2004年生产数控机床985台，产值25838万元，生产加工中心159台，

13、产值7099万元；而2005年，截至4月份，数控机床、加工中心、产值已接近2003年全年水平，故市场在向数控、高精制造技术和成套工艺装备方面发展。 （2）行业企业的快速转变 “九五”后期，在组合机床行业企业的50多家组合机床分会会员中，仅有两家企业实行了股份改造，一家企业退出国有转为民营，其余的都是国有企业。而从2001至2002年，不到两年的时间，就先后有十几家企业实行股份制改造，一些小厂几乎全部退出国有转为民营，现在一些国家重点国有企业也在酝酿股份制改造，转制已势不可档，“民营经济在经历了从被歧视，被藐视到不可小视和现在高度重视4个阶段后，焕发勃勃生机。”组合机床行业企业正在以股份制、

14、民营化等多种形式快速发展。 （3）组合机床技术装备现状与发展趋势 组合机床及其自动线是集机电于一体是综合自动化度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用与工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电行业。我国的传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型的箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成型面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜

15、式、复合式，还有多工位回转台组合机床等；随着技术的不断是进步，一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受人们是亲昧，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机等在组合机床行业中所占份额也越来越大。 由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及其组合机床自动线总体技术水平比发

16、达国家相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺、研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需要，真正成为刚柔兼备的自动化装备。 1.1.2 国外组合机床现状 80年代以来，国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性进展，实现了机床工作程序软件化、工序高度集中、高效短节拍和多功能知道监控。组合机床技术的发展趋势是： （1）广泛应用数控技术 国外主要的组合机床生产厂家都有自己的系列化完整的数控组合机床通用部件,在组合机床上不仅一般动力部件应用数控技术,而且夹具的转位或转角、换箱装置的自动分度与定位也都应用数控技术,从而进一步提高了组合机床的工作可靠性和加工精度。广州标致汽车公司由法国雷诺公司购置的缸盖加工生产线,就是由三台自动换箱组合机床组成的,其全部动作均为数控,包括自动上下料的交换工作台、环形主轴箱库、动力部件和夹具的运动,其节拍