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湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
題 目
臥式機(jī)床設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師
揚(yáng)湘洪
學(xué)生姓名
段良華
班級(jí)學(xué)號(hào)
214070439
專業(yè)
機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化
一、課題的意義
隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，機(jī)械加工技術(shù)的不斷發(fā)展，古老的生產(chǎn)方式已不能完全適應(yīng)新形勢(shì)的要求。比如，我們傳統(tǒng)的通用機(jī)床，由于它為了適應(yīng)各種零件的通用加工，強(qiáng)調(diào)了加工范圍的廣泛性，使其萬能性增大，隨之帶來的便是機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且在加工某一零件的某些加工表面時(shí)，使機(jī)床不能完全發(fā)揮出全部效能。為了克服通用機(jī)床的弊端，工程技術(shù)人員便相應(yīng)地推出了專用機(jī)床。但由于專用機(jī)床是根據(jù)某一工藝要求專門設(shè)計(jì)制造的，且它的組成部件均是專門設(shè)計(jì)制造的，因此，相對(duì)于通用機(jī)床而言，專用機(jī)床的造價(jià)昂貴，設(shè)計(jì)、制造周期長(zhǎng)，特別是在飛速發(fā)展的變化之中，一旦產(chǎn)品更新?lián)Q代，產(chǎn)品變型，原有的專用機(jī)床將不能滿足新產(chǎn)品加工工藝的要求，更有甚者是原專用機(jī)床完全不能加工新產(chǎn)品而變成一堆廢鐵，失去了機(jī)床應(yīng)有的作用。為了使產(chǎn)品在市場(chǎng)中立于不敗之地，工程技術(shù)人員不得不重新花費(fèi)時(shí)間，設(shè)計(jì)、制造新的專用機(jī)床。由此可見，專用機(jī)床在一定程度上阻礙著產(chǎn)品的更新?lián)Q代。為了解決以上通用機(jī)床與專用機(jī)床之間的矛盾，同時(shí)盡可能地兼顧通用機(jī)床與專用機(jī)床的優(yōu)越性，于是，組合機(jī)床便在通用機(jī)床與專用機(jī)床的夾縫中悄然興起，并得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本課題主要是對(duì)組合機(jī)床進(jìn)行設(shè)計(jì)。
二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
組合機(jī)床出現(xiàn)在世界上只有50多年的歷史。我國(guó)組合機(jī)床事業(yè)是從無到有，逐漸發(fā)展起來的。從1956年開始自行設(shè)計(jì)、制造了組合機(jī)床并得到很大發(fā)展。如北京、上海、遼寧、山東、江蘇等發(fā)展很快，西北、西南地區(qū)也又新的發(fā)展。國(guó)家又重點(diǎn)安排了一批工廠，如大連機(jī)床廠、常州機(jī)床廠、大河機(jī)床廠、長(zhǎng)沙機(jī)床廠、上海第十機(jī)床廠等20多個(gè)工廠生產(chǎn)組合機(jī)床通用部件，為全國(guó)各地機(jī)械加工部門用組合機(jī)床自己武裝自己創(chuàng)造了非常有利的條件。許多工廠在大搞技術(shù)改造、設(shè)備更新、質(zhì)量翻新的熱潮中，制造了大量的組合機(jī)床及其自動(dòng)線，成倍地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證了產(chǎn)量和質(zhì)量，降低了成本。目前，我國(guó)大多數(shù)省、市、自治區(qū)都能設(shè)計(jì)并制造組合機(jī)床及其自動(dòng)線，產(chǎn)量、質(zhì)量和技術(shù)水平都在不斷提高。我國(guó)組合機(jī)床及其自動(dòng)線已占有一定數(shù)量，特別是在汽車制造行業(yè)已有了大量的組合機(jī)床及其自動(dòng)線，生產(chǎn)能力也在不斷提高。用我國(guó)自行設(shè)計(jì)與制造的組合機(jī)床及其自動(dòng)線武裝起來的第二汽車制造廠，經(jīng)投產(chǎn)后證明具有規(guī)模、效率高，具有較高的自動(dòng)化程度特點(diǎn)物理從工藝方案和布局，還是從加工精度和質(zhì)量方面看，這些組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線都已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
近幾年來，組合機(jī)床在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、儀器、儀表、縫紉機(jī)、自行車、閥門、礦山機(jī)械、冶金、航空、紡織機(jī)械及軍工等部門已獲得廣泛的應(yīng)用，甚至一些中小批量生產(chǎn)部門也開始推廣使用。由于組合機(jī)床具有的一系列優(yōu)點(diǎn)，因此在我國(guó)機(jī)械加工工業(yè)中廣泛推廣使用組合機(jī)床已成為多、快、好、省地發(fā)展我國(guó)機(jī)械加工工業(yè)的一條重要途徑，繼續(xù)發(fā)展和提高組合機(jī)床及自動(dòng)線技術(shù)水平，是當(dāng)前機(jī)械加工工業(yè)的一項(xiàng)重要任務(wù)。
綜觀世界四大機(jī)床展覽會(huì)的概況，我們可以從中看到未來機(jī)床的發(fā)展動(dòng)向有以下特點(diǎn)：（1）從開發(fā)FA、CIM等制造系統(tǒng)轉(zhuǎn)變到積極深入開發(fā)單機(jī)與環(huán)節(jié)技術(shù)，提高其先進(jìn)性、可靠性、實(shí)用性和性能價(jià)格比，力求價(jià)廉，切實(shí)用于生產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效果。這是當(dāng)前世界機(jī)床技術(shù)發(fā)展的主流。
（2）進(jìn)一步提高和開發(fā)高精度、高效率、高自動(dòng)化（簡(jiǎn)稱“三高”）及多樣性、成套性、綜合性（簡(jiǎn)稱“三性”）的單機(jī)與環(huán)節(jié)。這是目前世界機(jī)床技術(shù)發(fā)展的根本趨勢(shì)。
（3）進(jìn)一步發(fā)展不同程度的低、中、高檔機(jī)電一體化的各類單機(jī)與環(huán)節(jié)產(chǎn)品，這對(duì)于不同生產(chǎn)規(guī)模，大中小不同技術(shù)水平的工廠，從提高加工精度、效率、自動(dòng)化、全面提高制造技術(shù)水平來說，都是有利的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展趨勢(shì)。
三、課題的研究?jī)?nèi)容、方法、手段與步驟
課題的研究?jī)?nèi)容是組合機(jī)床設(shè)計(jì)， 組合機(jī)床是按系統(tǒng)化,標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用件以及按工件的形狀和加工要求設(shè)計(jì)的專用部件所組成的一種高效率機(jī)床。
一.確定機(jī)床配置形成及結(jié)構(gòu)方案
工藝過程分析:
1.木模:確定造型的分型面,拔模斜度:芯頭芯盒的幾何尺寸;內(nèi)外橫澆口,直澆口的幾何形狀
尺寸;澆注后的縮水量等工步.
2. 造型:采用滲加固化劑的膚腩樹脂砂造型,在造型機(jī)上制造外型與泥芯經(jīng)氧化硬化后,進(jìn)行合模,在外模中下泥芯,然后合箱,扣箱工步制作澆口杯,冒頭杯等,
3. 澆注:先進(jìn)行點(diǎn),將砂型中有機(jī)質(zhì)燃燒排氣設(shè)置澆冒口,將溶化溫度在1400℃左右的鑄鐵水凈化,待氣孔渣子上浮,清除干凈后,冷卻在1300℃左右時(shí)進(jìn)行澆注.
4. 清砂: 鑄件冷卻1-2小時(shí)后,開箱送入掁動(dòng)清砂,除去鑄件的澆冒口系統(tǒng),并對(duì)壞件進(jìn)行打磨去毛刺.
5. 退火: 清除壞件凝固的內(nèi)應(yīng)力,加溫在350℃左右,保溫在4~6小時(shí)并隨爐冷卻.
6. 刷涂料: 在需要加工的四周上刷上紅色涂料.
7. 鉗: 以三個(gè)火孔為基準(zhǔn),劃四周平面加工線.
8. 龍門銑: 打正工件一次粗銑4-5主軸箱體的外表面,并在箱體平面及側(cè)平面上留0.5mm精創(chuàng)余量.
9. 龍門銑:精創(chuàng)工件的底平面全圖,及有孔系西側(cè)平面合圖.
10. 搖臂鉆: 以鉆模夾具,鉆加工8-dm孔,并鉆氣堂z-d2西銷孔.
11. 粗鏜: 以臥式工位雙面組合鏜床,粗鏜100三個(gè)大孔,并留單邊余量0.5mm.即中.?100留.?99. .?60留.?59.
12. 精鏜: 以臥式單工位雙面組合鏜,精鏜上述三個(gè)大孔,制位合圖,倒角1*45°
13. 鉆孔: 以大?100為基準(zhǔn),采用活動(dòng)鉆模板,在單工位, 臥式組合鉆床加工6- ?176個(gè)孔.
14. 鉗: 去除粗加工毛刺.
15. 檢驗(yàn): 檢驗(yàn)各加工平面與孔的尺寸是否合圖.
16. 鉗: 在CK-II數(shù)控機(jī)床主軸箱上打印標(biāo)志.
17. 入庫(kù): 涂刷油漆.
我們是設(shè)計(jì)第13道工序的立式單工位組合鉆床
組合機(jī)床具有以下特點(diǎn):
1.主要用于箱體內(nèi)零件加工和復(fù)雜孔系加工.
2.生產(chǎn)效率高
3. 加我精度穩(wěn)定
4. 研制固期短
5. 自動(dòng)化程度高
6. 配置靈活
組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)
被加工零件的名稱:主軸箱箱體
材料: HT200
加工內(nèi)容: 鉆6-?17孔
加工精度: 孔的位置度0.1
生產(chǎn)批量: 6萬臺(tái)/年
一. 影響總體布置的因素:
根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以及考慮定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合的原則,必須選擇頂面A及兩孔?100,2-?16+0.013/-0的銷孔為定位基準(zhǔn)(見加工示意圖),確定基準(zhǔn)后,組合機(jī)床總體布置大體上可以確定,同時(shí)還需考慮下列因素的影響
1. 加工精度的影響:工件的精度要求較高,應(yīng)采用具有固定夾的單工位組合機(jī)床,因?yàn)槲恢镁纫筝^高,所以應(yīng)從兩個(gè)方面對(duì)工件進(jìn)行鉆削加工的機(jī)床布置形式,而選用臥式鉆床,本課題的位置精度要求為V.1.再考慮到工件裝卸方便,故應(yīng)采用與夾具及定位銷定位的活動(dòng)模扳和固定鉆,使位置精度達(dá)到圖紙要求.
2. 工件大小,形狀和加工部位特點(diǎn)的影響
由于工件大小,所以應(yīng)采用單工位機(jī)床,被加工孔的中心線與定位基準(zhǔn)平行,又要從二個(gè)平面同時(shí)加工,所以應(yīng)采用臥式鉆床,同時(shí)臥式鉆床有利于排屑方便,因?yàn)闄C(jī)床的空間高度可以調(diào)節(jié)
二 被加工零件上序圖
它是指根據(jù)已確定的工藝方案,表示一臺(tái)機(jī)床式自動(dòng)淺對(duì)該加工零件應(yīng)完成的工藝內(nèi)容的示意圖,它包括加工部位尺寸精度,表面粗糙度及技術(shù)要求等內(nèi)容,但它不能用產(chǎn)品的零件圖代替,而須在圖的基礎(chǔ)上,突出本機(jī)床式自動(dòng)線的加工內(nèi)容依據(jù),也是制造使用檢驗(yàn)和高速機(jī)床的重要技術(shù)文件,其內(nèi)容應(yīng)包括:
1. 表示被加工零件的形狀,輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸.
2. 表示出加工定位基準(zhǔn),夾緊部位及夾緊方向,以便依此進(jìn)行夾具的定位支承,限位,夾緊及導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì).
3. 表示出本道工序加工,部位的尺寸,尺寸精度,表面粗糙度,形狀位置精度及技術(shù)要求,另外,還應(yīng)表示出本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊?主要是指定位基準(zhǔn)).
4. 表示出必要的文字說明,如被加工零件的編號(hào),名稱,材料,硬度,重量及加工部位的余量等
三. 加工示意圖
它可以反映出零件的工藝方案,它表示出:被;加工零件在機(jī)床上的加工過程,刀具,輛具的布置情況,工件與夾具刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系,以及機(jī)床的工作行程和工作循環(huán)等.它主要內(nèi)容有:機(jī)床的加工方法切削用量,工件循環(huán)和工作行程,載件刀具及導(dǎo)向,托架及各軸箱之間的相對(duì)位置及聯(lián)系尺寸;主軸結(jié)構(gòu)類型,尺寸及外伸長(zhǎng)度;刀具,類型數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸,接桿:浮動(dòng)尖頭導(dǎo)向裝置.攻螺紋靠模裝置等結(jié)構(gòu)尺寸.刀具導(dǎo)向之間的配合,刀具,接軒,主軸間的連接方式及配合尺寸等.
1. 選擇刀具
直徑D=17mm.高速鋼頭硬度為HBS170-200的HT的零件上鉆孔深40mm.
(1) 確定鉆削用量
查表得:f= 0.2mn/r V=25m/min
(2) 確定鉆削力P，鉆削扭距M，鉆削功率N。
鉆削力 P=26*Df0.8HB0.6
鉆削扭距M=10*D1.9*f0.8*HB0.6
鉆削功率 N=MV/9740πD
HB為高速鋼頭硬度 D為刀具直徑
2.導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇
組合機(jī)床加工孔時(shí),除采用剛性主軸加工方法外,零件上孔的位置精度主要靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證的,在組合機(jī)床上使用鉆頭等校準(zhǔn)刀具時(shí),通常采用可以調(diào)節(jié)軸向尺寸的接軒和尖頭等中間工具安裝在主軸孔中。
3. 確定主軸類型,尺寸外伸長(zhǎng)度:
主軸類型主要依據(jù)工藝方法和刀桿與主軸的聯(lián)接結(jié)構(gòu)確定,由設(shè)計(jì)的課題選擇通用鉆削類主軸,材料為40cr.鋼熱處理
因?yàn)榈毒吲c主軸為剛性連接,且用于組合雙面鉆床,由表選主軸為長(zhǎng)主軸。
動(dòng)力部件的總行程 L總≧L工件行程+ L前備+ L后備
四.機(jī)床總圖
機(jī)床總圖表示各組成件的相互配件關(guān)系及各零件部件,標(biāo)準(zhǔn)件,通用件的名稱,代號(hào),數(shù)量和運(yùn)動(dòng)關(guān)系,以檢驗(yàn)機(jī)床各部件的相對(duì)位置及尺寸之間的聯(lián)系,是否滿足加工要求,通用部件的選擇是否適度,它是由主軸箱,夾具等專用部件為零件設(shè)計(jì)的依據(jù).選擇動(dòng)力部件
:五 組合機(jī)床專題設(shè)計(jì)
1 傳動(dòng)系統(tǒng)圖
（1） 擬定傳動(dòng)路線:把主軸1.2.3.4.5.6視為一組同悄圓主軸,在其圓心處設(shè)中心傳動(dòng)軸T.在中心傳動(dòng)軸150．的方向設(shè)與原軸相連接軸８．圓心處在-90方向上設(shè)驅(qū)動(dòng)軸0.具體方安如圖所示
.
（2）. 驗(yàn)算傳動(dòng)軸直徑和齒輪模數(shù)
2主軸箱裝配總圖
主軸箱是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置,切削用量和主軸類型設(shè)計(jì)的傳遞各主軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件,其動(dòng)力來自通用的動(dòng)力箱,(ITD40)與動(dòng)力箱一起裝于進(jìn)絡(luò)臺(tái),可完成鉆,擴(kuò),鉸,鏜孔等加工工序。
主軸箱即多軸箱,一般具有多根主軸同時(shí)對(duì)一系列孔進(jìn)行加工,我們所設(shè)計(jì)的多軸箱為通用多軸箱,借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具來保證被加工的位置精度。
多軸箱由通用零件如箱件.主軸.行動(dòng)軸.齒輪和附加機(jī)構(gòu)組成.其基本結(jié)構(gòu)見<組合機(jī)床設(shè)計(jì)箱的手冊(cè)>之“多軸箱規(guī)格尺寸及動(dòng)力箱尺寸以及多軸箱結(jié)構(gòu)及螺孔位置。
圖中有箱體,前蓋,右蓋,上蓋.導(dǎo)箱體零件.主軸,傳動(dòng)軸;手柄軸,傳動(dòng)齒輪,泵齒輪導(dǎo)傳動(dòng)類零件;注油標(biāo)，排油，油盤，葉傳泵，防油套等潤(rùn)滑及防油組件。
在多軸箱內(nèi)安排一排32mm寬的齒輪和兩排24mm寬的齒輪。
多軸箱總圖的設(shè)計(jì)
主視圖:用點(diǎn)劃線表示齒輪節(jié)圓,標(biāo)注齒輪齒數(shù)和模數(shù),兩口齒輪處標(biāo)注羅馬字母,表示齒輪所在排數(shù),標(biāo)注各軸軸號(hào)及主軸和驅(qū)動(dòng)軸,液壓泵軸的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向.
展開圖:每根軸,軸承,齒輪等只畫軸在線邊或下邊,左邊或右邊一半,對(duì)于結(jié)構(gòu)尺寸完全相同軸只畫一根,但必須在軸端注明相應(yīng)的軸號(hào);齒輪可不按比例繪制,在圖形一側(cè),用數(shù)碼箭頭標(biāo)明齒輪所以排數(shù)。
圖如下
3多軸箱潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在摩擦加入潤(rùn)滑劑可降低摩擦.減輕磨損.保護(hù)零件不遭銹蝕,而在采用循環(huán)時(shí)還能起到降溫作用.由于液體的不可壓縮性,潤(rùn)滑油膜還具有緩沖,吸振的能力。
多軸箱潤(rùn)滑系統(tǒng)采用齒輪泵供油.分三條油路分別給前蓋.中間體.合蓋供油.油種類為40#的機(jī)械油。
臥工主軸箱箱體內(nèi)三排齒輪是用油盤潤(rùn)滑的右蓋內(nèi)的齒輪.則單獨(dú)引油管潤(rùn)滑.所有設(shè)計(jì)這過程有引油管潤(rùn)滑動(dòng)力箱齒輪.另外,主軸箱下邊有一個(gè)幼油螺釘和窺視孔,以便于檢查.觀察油泵潤(rùn)滑情況.及時(shí)供油,排除其內(nèi)廢雜和沉淀。
油泵軸位置反可能靠近油池,離油面高度大于400~500mm油泵轉(zhuǎn)速.根據(jù)工作條件決定.油泵轉(zhuǎn)速925/min。
四、任務(wù)完成的階段安排及時(shí)間安排
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程安排:
序號(hào) 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 日期（教學(xué)周）
1 外文資料翻譯 第4周
2 開題報(bào)告 第5、6周
3 總體方案 第7～9周
4 零、部件圖 第10～14周
5 設(shè)計(jì)說明書 第15周
5、 完成任務(wù)所具備的條件因素
了解組合機(jī)床機(jī)床及其自動(dòng)線；各類組合機(jī)床及其自動(dòng)線的配置形式；組合機(jī)床的特點(diǎn)和工藝范圍；組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)及通用部件；組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)（包括：組合機(jī)床的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、組合機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟、組合機(jī)床加工工藝規(guī)程的制定、組合機(jī)床通用部件的選擇、組合機(jī)床加工示意圖和聯(lián)系尺寸圖）；組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)（包括：標(biāo)準(zhǔn)多軸箱及其通用零件、標(biāo)準(zhǔn)多軸箱設(shè)計(jì)、多軸箱附加機(jī)構(gòu)----主軸定位機(jī)構(gòu)、攻絲多軸箱設(shè)計(jì)、專用多軸箱設(shè)計(jì)）；組合機(jī)床自動(dòng)線設(shè)計(jì)；組合機(jī)床及其自動(dòng)線的調(diào)整。
通過對(duì)以上知識(shí)的了解和熟練掌握AUTO CAD的用法，為以后的課題設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。
指導(dǎo)教師批閱意見
指導(dǎo)教師(簽名)： 年 月 日
注：可另附A4紙