机座钻孔组合机床设计【开题报告】

毕业论文开题报告

机械设计制造及其自动化

机座钻孔组合机床设计

1.1组合机床介绍

1.1.1组合机床的由来

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工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。

组合机床是随着生产的发展，由万能机床和专用机床发展来的。它既有专用机床效率高结构简单的特点，又有万能机床能够重新调整，以适应新工件加工的特点。为此，将机床上带动刀具对工件进行切削运动的部分以及床身、立柱、工作台等设计制造成通用的独立部件，称为“通用部件”。根据工件加工的需要，用这些通用部件配以部分专用部件就可组成机床，这就是组合机床。当加工对象改变了，用这些通用部件，只将部分专用部件改造，又可以组成加工新工件的机床。组合机床是按工序集中原则设计的，即在一台机床上可以同时完成许多同种工序或多种不同工序的加工。

1.1.2组合机床技术的特点

组合机床是以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床。它能够对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序，随着组合机床技术的发展，它能完成的工艺范围日益扩大。

组合机床与通用机床，其它专用机床比较，具有以下特点：

（1）组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零部件总量的

70%-80%，因此设计和制造周期短，经济效益好。

(2) 由于组合机床采用多刀加工，机床自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。

(3) 组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门厂家成批生产，它与一般专用机床比较，其机构稳定，工作可靠，使用维修方便。

(4）组合机床加工的工件，由于采用专用夹具，组合刀具和导向装置等，产品加工质量靠工艺装备保证，对操作工人的技术水平要求不高。

(5)当机床被加工的产品更新时，专用机床的大部分部件要报废。组合机床的通用

部件是根据国家标准设计的，并等效于国际标准，因此其通用部件可以重复使用，不必另行设计和制造。

(6) 组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模和自动化生产需要。

目前，我国组合机床已广泛应用到大批、大量生产的行业。

1.2组合机床结构方案的确定

（1）制定工艺方案

制定工艺方案是设计组合机床最重要的一步。工艺方案制定得正确与否，将决定机床能否达到“体积小，重量轻，结构简单，使用方便，效率高，质量好”

的要求。为了使工艺方案制定得合理、先进，必须从认真分析被加工零件（或同类零件）图纸开始，深入现场全面了解被加工零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求等，分析其优缺点，总结设计、制造、使用单位和操作者丰富的实践经验，以求理论紧密联系生产实际，从而确定零件在组合机床上完成的（工序）内容及方法，决定刀具种类、结构型式、数量及切削用量等。

（2）组合机床方案的制定

一、被加工零件的加工精度和加工工序

被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度,是制定机床方案的主要依据。当孔与孔之间有较高的位置精度要求时，安排工艺应考虑在一个安装工位上对所有孔同时进行最终加工。如果同一轴线上几个孔的同轴度要求较高时，其最后精加工应从一面进行。

采用刚性主轴结构方案时，必须根据被加工零件的材料，加工部位特点及加工精度要求来选择主轴结构形式及具体参数，以使主轴有足够的刚性及抗振性。还必须合理布置镋刀位置，力求减少切削径向力在加工过程中产生的振动。当气缸缸体孔孔间距及平行度要求精度高，缸孔对定位基准位置精度要求高于正负0.05毫米时，通常采用由单个精镗头组成的多轴机床结构方案，目的是各精镗头可单独调整位置。为它、提高机床工作过程中的稳定性，镗头应配置高精度动力滑台，并把机床设计成10°或45°倾斜型式。

二、被加工零件的特点

被加工零件的特点主要指零件的材料、硬度、加工部位的结构形状、零件刚性、定位基准面的特点等。它们对机床工艺方案制定有着重要的影响。同样精度的孔，因材料，硬度的不同，其工艺方案也不同。加工薄壁易振的工件，安排工序时，必须考虑防止共

振。加工箱体零件多层壁同轴线等直径孔，通常在一根镗杆上安装多个镗刀头进行镗削，退刀时，要求工件“让刀”，镗刀头周向定位。

若工件刚性不足，安排工序就不能过分集中，以免因同时加工表面多造成工件受力大，振动及发热变形而影响加工精度。

同时还必须重视被加工零件在组合机床加工千多完成的工序及毛坯或半成品质量。对加工余量大或铸造质量较差的零件应安排预加工工序。

被加工零件的特点在很大程度上决定了机床采取的配置型式。一般来说，孔中心线与定位及面平行且需由一面或几面加工的箱体件宜采用卧式机床；立式机床适宜加工定位基准面是水平的且被加工孔与几面垂直的工件，而不适宜加工安装不方便或高度较大的细长工件。对大型箱体件，采用单工位机床加工较适宜；而中小型零件则多采用多工位机床加工。

三、被加工零件的生产批量

零件的生产批量是决定采用单工位、多工位或自动线，还是按中小批生产特点设计组合机床的重要因素。有时从工件外形及轮廓尺寸看，本来可以采取单工位固定式夹具的机床配置型式，但由于生产批量较大，就不得不采取多工位的机床方案以使装卸工件时间与机动时间重合。

被加工零件的生产批量越大，工序安排一般趋于分散。而且，其粗、半粗、半精、精加工应分别在不同机床上完成。

对于中小批量生产情况，则要力求减少机床台数，此时应将工序尽量集中在一台或少数几台机床上加工，以提高机床利用率。

四、机床使用条件

(1) 车间布置情况车间内零件输送滚道的高度将直接影响机床装料高度。当工件输送滚道穿过机床时，机床应设计成通过式，且配置不能超过三面；同时，装卸工件只能推进拉出，机床通常不能安置中间导向。如果车间面积有限，则要限制机床轮廓尺寸。此外，生产线的工艺流程方向，机床在车间的安装位置等也对机床配置方案有一定影响。

(2) 工艺间的联系工件到组合机床加工前，其毛坯或半成品必须达到一定要求，否则，会造成工件在机床夹具上定位和夹紧不可靠，甚至造成刀具损坏，或者不能保证要求的加工精度。如果在组合机床上加工以后，还要转到其它机床上加工，而工件没有预先加工出保证精度的有关定位基面，那么组合机床应考虑为下道工序加工出定位基面。