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一、選題的依據(jù)及意義 1.課題來源：某汽車的摩擦片廠的一個實際生產(chǎn)技術(shù)問題。 汽車離合器摩擦片是一種用石棉線纏繞面片制成的非金屬多孔零件. 380DB汽車離合器摩擦片不僅有16個圓柱孔，還有32個圓錐階梯孔。這些孔所用的加工方法是：16個圓柱孔用沖床一次沖壓完成。32個圓錐階梯孔則用鉆模在鉆床上逐個地鉆出來。這種加工方法的缺點有：沖壓加工圓柱孔時，由于摩擦片材料的脆性，孔的周邊容易產(chǎn)生裂紋，影響離合器的性能及壽命;鉆削圓錐階梯孔時，由于是逐個地鉆出，難以保證各孔的位置精度，同時工效也低。為克服上述以上加工方法的缺陷，滿足大規(guī)模生產(chǎn)的要求,我們需要設(shè)計了汽車離合器摩擦片多軸專用鉆床，來更快更有效的解決了這些問題。 2.研究意義： 汽車離合器摩擦片是現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)的重要零件，在汽車離合器發(fā)展行業(yè)中起到至關(guān)重要的作用。汽車離合器而讓汽車平穩(wěn)地起步同時便于換用不同的變速箱檔位，以適應(yīng)不斷變化的行駛條件，其次防止傳動系過載的作用，最后可顯著降低發(fā)動機帶來的扭振沖擊，延長變速齒輪壽命。汽車離合器摩擦片能作到分離時，徹底分離，接合時柔和，并具有良好的散熱能力，從動部分的轉(zhuǎn)動慣量盡量小一些。這樣，在分離離合器換檔時，與變速器輸入軸相連部分的轉(zhuǎn)速就比較容易變化，從而減輕齒輪間沖擊，以及具有緩和轉(zhuǎn)動方向沖擊，衰減該方向振動的能力，且噪音小。為了更進一步加強我們的設(shè)計能力，利用我們所學(xué)的專業(yè)知識來設(shè)計出更有效的鉆床加工出摩擦片，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計也是我們專業(yè)在學(xué)完基礎(chǔ)理論課，技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1.多軸鉆床的重要性： 多軸鉆床是伴隨經(jīng)濟的飛速發(fā)展和工業(yè)現(xiàn)代化的需要而產(chǎn)生的，廣泛應(yīng)用于機械行業(yè)多孔零部件的鉆孔及攻絲加工。如汽車、摩托車多孔零部件：發(fā)動機箱體、鋁鑄件殼體、制動鼓、剎車盤、轉(zhuǎn)向器、輪轂、差速殼、軸頭、半軸、車橋等，泵類、閥類、液壓元件、太陽能配件等等，它的使用使加工速度提高，它可以加工生產(chǎn)大批量的多孔工件?？傊囯x合器摩擦片多軸鉆床在我們的工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的意義。它大大的提高了我們的勞動生產(chǎn)率，提高了多孔加工的精度，減少了工人的勞動強度，也推動了我國生產(chǎn)行業(yè)的迅速發(fā)展. 2.組合機床行業(yè)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀： 　　 我國加入WTO以后，制造業(yè)所面臨的機遇與挑戰(zhàn)并存、組合機床行業(yè)企業(yè) 適時調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應(yīng)對策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢頭，截至2005 年 4 月份，組合機床行業(yè)企業(yè)僅組合機床一項， 據(jù)不完全統(tǒng)計產(chǎn)量已達1000余臺，產(chǎn)值達3.9個億以上，較2004 年同比增長了10%以上，另外組合機床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交費值等經(jīng)濟指標均有不同程度的增長，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運營狀況良好。 　 組合機床行業(yè)企業(yè)主要針對汽車、摩托車、內(nèi)燃機、農(nóng)機、工程機械、化工機械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備，隨著我國加入 WTO 后與世界機床進一步接軌，組合機床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年是企業(yè)生產(chǎn)情況來看，數(shù)控機床與加工中心的市場需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機床則有下降趨勢，中國機床工具工業(yè)學(xué)會的《機床工具 行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟指標報表》是統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個全國大型重點企業(yè)生產(chǎn)情況看，2003年生產(chǎn)數(shù)控機床 890 臺，產(chǎn)值16187萬元，生產(chǎn)加工中心148臺，產(chǎn)值5770萬元；2004 年生產(chǎn)數(shù)控機床985臺，產(chǎn)值 25838 萬元，生產(chǎn)加工中心 159 臺，產(chǎn)值7099 萬元；而 2005 年，截至4 月份，數(shù)控機床、加工中心、產(chǎn)值已接近2003 年全年水平，故市場在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。 “九五”后期，在組合機床行業(yè)企業(yè)的50多家組合機床分會會員中，僅有 兩家企業(yè)實行了股份改造，一家企業(yè)退出國有轉(zhuǎn)為民營，其余的都是國有企業(yè)。 而從 2001 至 2002 年，不到兩年的時間，就先后有十幾家企業(yè)實行股份制改造， 一些小廠幾乎全部退出國有轉(zhuǎn)為民營，現(xiàn)在一些國家重點國有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢不可檔，“民營經(jīng)濟在經(jīng)歷了從被歧視，被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視4個階段后，煥發(fā)勃勃生機。”組合機床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營化等多種形式快速發(fā)展。 組合機床及其自動線是集機電于一體是綜合自動化度較高的制造技術(shù)和成 套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應(yīng)用與工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。我國的傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型的箱體類和軸類零件，完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和 成型面等。組合機床的分類繁多，有大型組合機床和小型組合機床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺組合機床等；隨著技術(shù)的不斷是進步，一種新型的組合機床 ——柔性組合機床越來越受人們是親昧，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編 碼隨行夾具和刀具的自動更換，配以可編程序控制器（PLC）、數(shù)字控制（NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多種加工的可調(diào)可變的組合機床。另外，近年來組合機床加工中心、數(shù)控組合機床、機床輔機等在組合機床行業(yè)中所占份額也越來越大。由于組合機床及其自動線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品， 是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計的，它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國組合機床及其組合機床自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達國家相對落后，國內(nèi)所需的一些高水平組合機床及自動線幾乎都從國外進口。工藝裝備的大量進口勢必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。 因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝、研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需要，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b備。 3．組合機床行業(yè)國外發(fā)展現(xiàn)狀： 隨著80 年代以來，國外組合機床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。組合機床的加工精度、多品種加工的柔性以及機床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進展，實現(xiàn)了機床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控。 數(shù)控技術(shù)：國外主要的組合機床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組合機床通用部件,在組合機床上不僅一般動力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù),而且夾具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、 換箱裝置的自動分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù),從而進一步提高了組合機床的 工作可靠性和加工精度。廣州標致汽車公司由法國雷諾公司購置的缸蓋加工生產(chǎn)線,就是由三臺自動換箱組合機床組成的,其全部動作均為數(shù)控,包括自動上下料的交換工作臺、環(huán)形主軸箱庫、動力部件和夾具的運動,其節(jié)拍時間為58 秒。 柔性技術(shù)：80年代以來,國外對中大批量生產(chǎn),多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào)、可變、可換措施,使加工裝備具有了一定的柔性。如先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動力頭、可換主軸箱等組成的組合機床;同時根據(jù)加工中心的發(fā)展,開發(fā)了二坐標、三坐標模塊化的加工單元,并以此為基礎(chǔ)組成了柔性加工自動線(FTL)。這種結(jié)構(gòu)的變化,既可以實現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏,又可以使機床配置更加靈活多樣。 綜合自動化技術(shù)：汽車工業(yè)的大發(fā)展,對自動化制造技術(shù)提出了許多新的需求,大批量生產(chǎn)的 高效率,要求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機械加工工序,而且能完成零件從毛坯進線到成品下線的全部工序,以及下線后的自動碼垛、裝箱等。德國大眾汽車公司 KASSEL 變速箱廠1987年投入使用的造價9000萬馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線,就是這種綜合自動化制造系統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對稱布置的自動 線組成,三班制工作,每條線日產(chǎn)2000件,節(jié)拍時間為40秒。全線由12臺雙面組合機床、18臺三坐標加工單元、空架機器人、線兩端的毛坯庫和三坐標測量 機組成,可實現(xiàn) 3 種零件的加工。空架機器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動化技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗、檢測、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家,進一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。 4．多軸鉆床設(shè)計的目的 據(jù)有關(guān)資料報道，在一些工業(yè)發(fā)達的國家，設(shè)備的平均役齡控制在 10-20 年之間，設(shè)備的“技術(shù)老化”期短于10年，10年役齡以內(nèi)的設(shè)備數(shù)量能夠達 到設(shè)備總數(shù)的 50%左右，由此可見，設(shè)備更新速度相當(dāng)快，一是用技術(shù) 更為先 進的新設(shè)備來代替技術(shù)性能“老化”了的舊設(shè)備； 另一是進行有效的技術(shù)改造， 使舊設(shè)備適應(yīng)新的生產(chǎn)需要。一般，普通單軸搖臂鉆床只在主軸上裝一個鉆頭，進行單孔鉆削。如果大 批量生產(chǎn)中也用這種方法加工，不僅生產(chǎn)率低，而且勞動強度大。為提高勞動生產(chǎn)率，在鉆床主軸上裝一個多軸頭架，可以同時加工工件上的幾個孔?？梢钥闯?，改裝后的多軸鉆床，可以同時完成多個孔的鉆、擴、鉸等工序。 工藝范圍可以滿足一般加工情況的孔類鉆削要求。多軸鉆床可以起到提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高孔系加工精度等作用。此外該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、應(yīng)用范圍廣等特點，值得推廣。 這種齒輪式多軸頭架的潤滑性能好，不易生熱，適應(yīng)于在較高轉(zhuǎn)速下工作，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜一些，尤其鉆孔主軸比較多時，更顯的比較突出。 三、本課題研究內(nèi)容 本次設(shè)計的題目為多軸鉆床，多軸鉆床是為加工汽車輪輻，為汽車輪輻外側(cè)的擴孔而專門設(shè)計的專用機床，由底座、液壓立式滑臺、立體床身、動力頭以及多軸箱、專用夾具等有關(guān)部件組成。專用機床區(qū)別于普通機床的基本特點就是它是專為某一固定工序服務(wù)的。 因此，多軸鉆床機床又屬于工藝裝備。由于專用機床是為某一固定的，所以專 用機床的先進程度、種類、型式和規(guī)格都取決于工藝需要。只有定出先進合理的工藝，才能設(shè)計出合理的專用機床。在生產(chǎn)中用機械加工方法直接改變毛坯的形狀，尺寸和材料性能，使之成為零件的過程，叫做機械加工工藝過程。設(shè)計時，工藝方案的制定是否合理，對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有著極大的影響。制定工藝方案時，應(yīng)首先分析生產(chǎn)類 型。生產(chǎn)類型是衡量生產(chǎn)規(guī)模的標志。多軸鉆床俗稱多軸器、多孔鉆或多軸鉆孔器。是一種運用于機械領(lǐng)域鉆孔、攻牙的機床設(shè)備。主軸豎直布置且中心位置固定的鉆床,簡稱立鉆。而有多個鉆軸的立鉆，叫做多軸鉆床。常用于機械制造和修配工廠加工中、小型工件的孔。本課題主要涉及一下內(nèi)容：汽車離合器摩擦片多軸鉆床的總體設(shè)計原理、汽車離合器摩擦片多軸鉆床機床結(jié)構(gòu)設(shè)計、汽車離合器摩擦片多軸鉆床電氣控制原理、汽車離合器摩擦片多軸鉆床氣液進給系統(tǒng)的設(shè)計等問題。 四、本課題研究方案 本文是關(guān)于汽車離合器摩擦片多軸鉆床的設(shè)計,通過多軸鉆床的理論基礎(chǔ),對設(shè)計要求進行分析設(shè)計,簡述多軸鉆床設(shè)計的要求,設(shè)計內(nèi)容和具體步驟.在設(shè)計過程中利用Autocad畫出多軸鉆床的二維結(jié)構(gòu)圖，簡單、直觀、充分的表達出多軸鉆床的內(nèi)容。 五、研究目標、主要特色及工作進度 1、下發(fā)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)及課題調(diào)研 2013年11月05日~2013年12月05日 2、開題報告和文獻翻譯 2013年12月06日~2013年12月25日 3、論證設(shè)計方案 2013年12月26日~2014年03月05日 4、繪制全部設(shè)計圖紙 2014年03月06日~2014年04月07日 5、編寫設(shè)計計算說明書 2014年04月08日~2014年05月08日 6、資料整理并打印 2014年05月09日~2014年05月15日 7、答辯準備及答辯 2014年05月16日~2014年05月25日 注意：畢業(yè)實習(xí)為期兩周，2014年03月31日前完成。建議為2014年03月03日~03月14日，或2014年03月10日~03月21日。 六、參考文獻： [1] 機械設(shè)計手冊編委員.機械設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社，2012 [2] 楊叔子.機械加工工藝師手冊.機械工業(yè)出版社，2010 [3] 馮涓，王介民.工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)造型設(shè)計.清華大學(xué)出版社，2009 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主管畢業(yè)設(shè)計（論文）工作的院長簽字： 年 月 日 備 注