汽车变速器上盖组合机床设计毕业论文.doc

20XX届本科生毕业论文 学号：加工汽车变速器上盖组合机床设计 院 系： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 指导教师： 二0一X年X月毕业论文诚信声明本人郑重声明： 所呈交的毕业论文加工汽车变速器上盖组合机床设计是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式明。本声明的法律结果由本人独自承担。 作者签名： 年 月 日摘 要加工汽车变速器上盖组合机床是以通用部件为基础，配以按汽车变速器上盖外形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。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。该组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中的广泛应用，并可用以组成自动生产线。该组合机床用于加工汽车变速器上盖零件。加工时，工件一般不旋转，出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。【关键词】 汽车变速器上盖 组合机床 工艺设计 AbstractProcessing the Automotive Transmission superstructure combination of machine tools based on common components based, together with the parts and fixtures for automobile transmission cover appearance design and processing technology, consisting of semi-automatic or automatic special purpose machine. Combined machine tool commonly used multi-axis, multi-tool, multi-process, multi-faceted or multi-station processing methods, production efficiency several times higher than the general machine to several times. Common components have been standardized and serialized, can be flexibly configured to shorten the design and manufacturing cycle. The combination of machine tool combines the advantages of low cost and high efficiency in large numbers, the mass production of a wide range of applications and can be used to form an automatic production line. The combination of machine tools for processing automotive transmission superstructure parts. When machining the workpiece is generally not rotated, the rotational movement of the tool and the tool and the workpiece relative feed movement to achieve drilling, reaming, countersinking holes, reaming, boring, milling plane, cut internal and external threads, and machining cylindrical and end.【key words】Automotive Transmission cover Modular Machine Tool Process design目 录第1章 被加工零件及要求.1第2章 工艺方案分析.2第3章 被加工零件的工序图制定.33.1 定位基准及夹压头的选择.33.2 加工表面尺寸，位置精度及表面粗糙度.33.3 绘制加工零件的工序图.3第4章 被加工零件的示意图制定.54.1 刀具及切削用量的确定.54.2 多轴箱工作循环及工作行程长度的确定.54.2.1 多轴向工作循环的含义.54.2.2 多轴箱工作行程长度的确定.5第5章 机床联系尺寸图.85.1 选择动力部件，配套通用部件型号、规格、主要尺寸和 性能.85.1.1 液压动力滑台 HY25B1.85.1.2 齿轮传动动力箱TD25A.85.1.3 配套通用部件.85.2 联系尺寸.85.2.1 夹具轮廓尺寸确定.85.2.2 机床装料高度H.85.2.3 中间轮廓尺寸.85.2.4 主轴箱轮廓尺寸.85.3 绘制机床联系尺寸图.10第6章 机床生产率计算卡.116.1 实际生产率.116.2 理想生产率.116.3 机床负荷率.116.4 机床生产率计算卡.11第7章 绘制主轴箱设计原始依据图.12第8章 主轴结构型式的选择及动力计算.148.1 主轴结构型式的选择.148.2 主轴直径和齿轮模数的确定.148.3 主轴箱的动力计算.14第9章 传动系统的设计与计算.169.1 已知各主轴转速及驱动轴到主轴之间的传动比.169.2 各轴传动比分配.169.3 确定中间传动轴 13，14,15的位置并配多对齿轮.179.4 验算各主轴转速.199.5 用作调整手柄轴转速.209.6 叶片泵转速.20第10章 主轴箱坐标计算.2110.1 加工基准坐标架的选择及确定各主轴坐标.2110.2 传动轴坐标计算.2210.3 绘制坐标检查图.24总结致谢参考文献附录南昌理工学院本科毕业论文第1章 被加工零件及要求被加工零件为汽车变速箱上盖（图一），其材料为灰铸铁HT200，硬度为HB175255，加工部件及要求为：面上六孔，即，表面粗糙度微米，表面粗糙度；面上五孔，即螺纹绞底孔，深10孔，表面粗糙度。其他技术要求见汽车变速器上该零件图。要求生产纲领为（考虑废品及备品率）年产量6万件，深z 倒角H T T M倒角M倒角A - AC- CAACC 图1 汽车变速器上盖零件图 第2章 工艺方案分析 从变速器上盖零件图及加工工序可知，面上共有六个孔需要加工，其加工顺序均为钻（绞）尺寸。加工精度及表面粗糙度是完全不同的；向上共有五个孔，其加工顺序均为钻绞，加工精度相同。为了保证装备质量，提高生产率和减轻工人的劳动强度，决定设计一台固定式夹具单工位组合机床，用两个动力箱，通过主轴从两面（,面），同时留钻（绞）六孔和五孔。第3章 被加工零件工序图的制定3.1定位基准及夹压点的选择为了保证面及对称布置及各孔的中心位置和孔距；面4-M8X1.5螺纹底孔，孔的中心位置及孔距，选取加工好的面，两个互相垂直边框面作为定位基准，做到六点定位。夹压点选在与定位表面互相对应的上表面即表面上，可防止工件的夹紧变形。利用活动模板的定位销定位夹紧。3.2 加工表面尺寸、位置精度及表面粗糙度（见图2）面上加工到尺寸 ,至尺寸，并保持它们间的位置尺寸72，72，99，99，70，70，76，76。面上4-M8x1.5螺纹底孔加工到，孔至尺寸，并保持它们的位置尺寸46，46，57，（上述各孔表面粗糙度均为）。3.3 绘制加工零件的工序图（见图2）深图2 被加工零件工序图附注：1.被加工零件名称及编号；汽车变速器上盖；材料及硬度；灰铸铁HT2040，HB175255. 2.图中为定位基准符号，为夹压符号。3.上尺寸为本工序保证尺寸。第4章加工示意图的制定4.1刀具及切削用量的确定加工，上面的孔，螺纹底孔及定位销孔，由于考虑钻头钻孔的扩孔量，一般选用钻头直径都应比孔径小些，在这台多轴组合钻床上甚选用标准调速钢钻头9根，钻绞复合刀具2根，即：毫米钻头4根，分别加工面1,3,4,6这4孔，毫米孔。毫米钻绞复合刀具2根，分别加工面2，5两定位毫米孔。毫米钻头1根，加工面毫米孔，钻头4根，分别加工T2面螺纹底孔毫米。切削用量的选取可采用查表法，从多刀专用机床及组合机床的切削用量表中可知，加工铸铁材料HT200加工孔径毫米，其切削速度为V=13.55米/ 分，进给量f=0.1毫米/秒，转速h=500转/分，动力滑台进给量毫米/分（，）。钻孔毫米，绞孔毫米，钻绞复合，切削速度V=6.68米/分，进给量f=0.2毫米/转，转速n=250转/分，动力滑台每分钟进给量Vf=50毫米/分。钻毫米，切削速度V=11米/分，进给量f=0.1毫米/转，转速n=500转/分，动力滑台每分进给量毫米/分。钻毫米，切削速度V=10.58米/分，进给量f=0.1毫米/转，转速n=500转/分，动力滑台每分进给量毫米/分。4.2多轴箱工作循环及工作行程长度的确定。4.2.1多轴箱工作循环含义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到加工终止位置又返回到原始位置的动作过程。根据本设计加工工艺为：快速引进 工作进给 快速退回等动作4.2.2 多轴箱工作行程长度的确定4.2.2.1 快速引进长度（动力部件把主轴箱连同刀具从原始位置放到工件进给开始位置）左头：75毫米右头：115毫米4.2.2.2 工件进给长度 工作进给长度=刀具切入长度+工件加工部位长度+切出长度图3 工件进给示意图切入长度=510毫米，取=10毫米加工部件长度L=23毫米（最长）切出长度=毫米工件进给长度=45毫米左头工件循环：120毫米（快速进给长度）=快速引进长度+工件进给长度=75+45=120毫米。右头工作循环：200毫米（快速退回）=快进115+工件45。4.2 动力部件总行程长度动力部件的总行程除应保证要求的工件循环工作行程外，还要考虑装卸和调整刀具方便，即考虑前、后备量，考虑左、右动力头同时进给、同时后退的左头工作循环长度和右头工作循环长度。 考虑右动力头用活动钻模板，故前备量定为20，后备量定为30，再加上动力头进给循环200毫米，总计行程长度250毫米，故左动力头总行程长度也为250毫米，前备量为20毫米，后备量为110毫米，加上工作循环120毫米，总计250毫米。4.3 导向选择V20米/秒，故选用固定式导向，左：导向长度，取毫米。钻，绞双向毫米，取毫米，=（11.5）d,取=10毫米，右：毫米，=8毫米，导套直径及配合公差为：左边：， ； 右边：， 。 4.3 初定主轴类型、尺寸、外伸长度和选择接杆、浮动卡头主轴直径：毫米，选d=20毫米；主轴类型D/d；主轴外伸尺寸30/20，L=115；接杆连接，接杆长为2215T063501. T H7js6H7g6G 锥柄长麻花钻左主轴箱端面H7锥柄钻一铰复合刀具H7g6H7js6T H7g6T T H7js6H7js6H7g6G锥柄长麻花钻n=50转/分V=13.35米/分f=0.1毫米/转Vf=50毫米/分钻一铰复合n=250转/分V=6.68米/分f=0.2毫米/转Vf=50毫米/分钻n=50转/分V=11米/分f=0.1毫米/转Vf=50毫米/分钻n=500转/分V=10.58米/分f=0.1毫米/转Vf=50毫米/分快进75 快进115快退120左头工作循环工进45 快进115快退200右头工作循环图4 主轴类型第5章 机床联系尺寸图5.1 加工汽车变速器上盖的双面钻、绞组合机床左面选用的动力部件及其配套通用部件型号，规格及主要尺寸，性能。5.1.1 液压动力滑台HY25B1 台面宽250毫米，台面长500毫米，行程250毫米，导轨“矩山“型式，滑台及滑座总高250毫米，滑座长700毫米，允许最大进给力，快速行程速度10米/分，工件速度26850毫米/分。 5.1.2 齿轮传动动力箱TD25A 电动机为J02214型，功率1.1千瓦，动力箱输出转速转分。动力箱和动力滑台结合面尺寸：长320毫米，宽250毫米：动力箱与主轴箱结合面尺寸：宽320毫米，高245毫米，动力箱输出轴距箱底高度为100毫米。5.1.3 配套通用部件 侧底座CC25，其高度560毫米，宽度450毫米，长度890毫米。5.2联系尺寸5.2.1夹具轮廓尺寸确定夹具底座下宽400毫米，上宽280毫米，高240毫米，夹具体高335毫米，板厚43毫米、宽250毫米。5.2.2机床装料高度机床装料高度是指机床上工件的定位基准面到地面的高度为94.5毫米，滑台滑座高度为250毫米，滑座与侧底座调整高度为毫米，主轴箱体与滑台间隙0.5毫米，工件最低孔位置为10毫米及中间底座高560毫米，夹具底座高度240毫米，夹具底面至工件最低孔中心110毫米5.2.3中间底座轮廓尺寸长宽高720450560毫米工件最低加工中心5602500.594.5910夹具最低加工中心560240110910故装料高度为900 本设计主轴箱为钻、镗类主轴箱，按标准的通用钻、镗类主轴箱厚度卧式：毫米，现确定主轴箱的宽度B和高度H及最低主轴高度。被加工零件轮廓的规划线如图5所示，。图5 加工零件轮廓的规划线主轴箱轮廓尺寸用粗实线表示。主轴箱宽度B=b+2b，为主轴箱最低主轴高度，它大于85140毫米，保证轮滑油不致从主轴轴套处泄漏。已知： 根据上述计算值，按主轴箱轮廓尺寸系列标准，最后确定主轴箱轮廓尺寸为：BH=400400毫米5.3、绘制机床联系尺寸图 机床联系尺寸图如下图6所示：图6 机床联系尺寸图第6章 机床生产率计算卡根据选定的机床工作循环要求的工作行程长度，切削用量、动力部件的快速及工件速度等，计算机床的生产率并编制生产率计算卡，用以反映机床的加工过程，完成每一次动作所需的时间、切屑用量、机床生产率及机床负荷率等。6.1 实际生产率： 件/小时6.2 理想生产率： 件/小时【】、分别为刀具第、工作进给量=50毫米/分，=0毫米/分。：滑台在挡铁上停留时间=0.02分分别为动力件部件快进、快退行程长度。=155毫米=200毫米动力部件快速进给速度=5000毫米/分直线移动或回转工作台进给一次工位转换，时间一般取0.1分，本设计=03、机床负荷率：6.3、机床生产率计算卡（见附录一）第7章 绘制主轴箱设计原始依据图从“三图一卡”中已知：（1）主轴箱轮廓尺寸400400毫米（2）工件轮廓尺寸及多孔位置尺寸（3）工件与主轴箱相对位置尺寸根据上述数据编制出主轴箱设计原始依据图和主轴箱设计数据表如下：图7 主轴箱设计原始依据图表一：主轴箱设计数据轴号工序内容加工直径（mm）主轴直径d（mm）主轴到外伸尺寸Vm/minnr/minfmm/rmm/min1、2、3、4螺钉孔8.52030/2013.45000.1502、5销子孔8.5H102030/200.72500.250注：1、3、4、6螺钉孔 ；2、5孔后工序的定位销孔 （a）被加工零件： 名称：汽车变速箱上盖 材料：HT200 硬度：HB175255（b）主轴外伸尺寸及切削用量 （c）动力部件：TD25A型动力箱电机功率1.1千瓦，转速1450r/min,驱动转速705r/min,驱动轴滑台表面距离为100mm,其他尺寸可查动力箱装备图。第8章 主轴结构形式的选择及动力计算8.1 主轴结构型式的选择根据零件加工工艺，本设计为钻、削加工的主轴，轴向切削力较大，选用推力球轴承受轴向力，而用深沟球轴承受径向力，考虑钻、削时轴向力是单向的，因此推力球轴承安排在主轴前端。8.2 主轴直径和齿轮模数的确定 初定主轴直径在编制“三图一卡”时已进行，初定模数由下述估算，再通过类比确定。综上所述，取m=2mm。8.3 主轴箱的动力计算（1）工件材料： HT200、HB175255刀具标准钻头毫米4根，毫米2根（2）切削用量： h=500转/分，f=0.1毫米/转（3）切削扭矩：（4）切削功率：（5）电动机功率：（6）轴向切削力：左主轴箱所需功率0.78kw，进给力为2.73kgf第9章 传动系统的设计与计算该主轴箱中3、4、5、6轴可看成同心圆分布，用一根中间传动轴14传动，1、2轴看成直线分布，用一根中间传动轴15传动，再由一根中间传动轴传动13,传动14、15轴，轴B用齿轮与驱动轴联系，主轴分布如图所示：图8 主轴分布9.1 已知各主轴转速及驱动轴到主轴之间的传动比驱动轴 ：各主轴总传动比：9.2 各轴传动比分配因为要求主轴上齿轮不应过大，所以最后一对齿轮取升速。3、4、6轴转速为5轴的两倍，因此取：同理取：驱动轴O1-14,15轴均用降速，取 计算出 9.3 确定中间传动轴13，14,15的位置并配各对齿轮（1）确定中间传动轴14的位置，配14轴与3,4,5,6轴联接的 , , , 四对齿轮在3,4,5,6轴中用几何作图法粗略找出圆心，即14轴的位置，首先量出R1，根据半径R1配对各齿轮。R1=88,取m=2代入公式 得 .(1) .(2)解公式（1），（2）得： .(3) .(4)解公式（3），（4）得： （2）确定中间传动15的位置，配15轴与1、2轴联接的/、/两对齿轮。取15轴与驱动轴同轴线，则15轴与1、2轴中心距为72。取m=2得：=42、=30、=30、=42（3）确定中间传动轴13的位置，配13轴与0、14、15轴联接的/、/、/，三对齿轮。取（Z驱）=21，m=3因：则：=25定出13轴位置后，量出13轴与14轴中心距的数值，计算出13轴与15轴中心距数值。全部系统图见图：图9 钻孔主轴箱传动系统图9.4 验算各主轴转速1轴转速误差：2轴转速误差：3、4、6轴转速误差：2轴转速误差：转速相对损失在5%以内，符合设计要求。9.5. 用作调整手柄转速，用中间传动轴13兼做调整手柄轴其转速如下：轴13转速较高，操作时省力，位置适当，可满足要求。9.6. 采用错误！未找到引用源。型叶片泵，由中间传动轴14经一对齿错误！未找到引用源。传动。在400800转/分范围之内，满足要求。10章 主轴箱坐标计算10.1加工基准坐标架的选择及确定各主轴坐标为了便于主轴箱体的加工，设计时，必须选择基准坐标架。通常采用坐标系，用xoy表示。它的选择是根据主轴箱的安装情况和加工设备条件而定，通常采用下述两种方法：（1）坐标架原点选在定位孔上。用立式坐标锚床加工主轴箱体上的空隙；（2）坐标架的横轴（x轴）选在箱线底面，纵轴（y轴）通过定位稍空，用卧式坐标镗床上加工主轴箱体的孔隙。本设计基础主坐标架原点选定在定位鞘孔上，用立式坐标镗床加工主轴箱上的孔隙。根据主轴箱设计的原始依据图。在基准坐标架xoy上注出钻孔加工主轴箱坐标图及表格如下： 图10 主轴坐标图表二：主轴坐标值0销10销1轴2轴3轴00350024764.510364.599163.54轴5轴6轴轴105262.5245262.5254163.517569.510.2、传动轴坐标计算根据主轴分布图，轴坐标图，并根据选用计算用小坐标xoy,计算中间传动轴，如下：（1）14轴（3、4、5轴）坐标为： 以3轴为A，5轴为B：（其中 ）主轴箱体零件上的孔系是按计算的坐标加工的，而装配时要求两轴上的齿轮能正常啮合，因此必须验算根据坐标计算确定的实际中心距A是否符合两轴啮合齿轮要求的标准中心距R，R与A的差值，即=R-A。验算中心距误差：即：14轴与3、4、5轴（2）15轴（与15,14轴）坐标：=200-25=175(=175-175=0)=+=69.5+=138.70089-69.5=69.200877以上15轴为A，14轴为B,=175,=69.5, =175, =2008.060173A=-=175-175=0B=-=228.060173-69.5=138.560173L=B=138.560173I=69.2800860其中：=LP=LP验算中心距误差：=- =-=69-=69-69.20087=-0.2008716轴（与15轴）坐标：=165=+=208.060173+ =208.060173+ =208.060173+59.16079783 =267.220970表三：以上计算结果列表如下转动轴坐标计算结果14轴与3,4,6,5轴15轴与1，2轴13轴与15，14轴16轴与15轴=175=175=175=175=208.060173=69.5=138.70087=267.22097设计时考虑到，考虑15轴与驱动轴o同心，其中设=69.5=计算14轴坐标时，四对齿轮需要位置相等，设为=-4.10其中传动3,4,6轴的齿轮 表四：齿轮齿数及变位量齿轮齿数合用一个373737523042x-0.050000-0.050.08000.08齿轮齿数25434324x00000010.3 绘制坐标检查图绘制坐标及传动差系图，以便检查传动系统设计的正确性，根据各机件在空间的相对位置逐排检查，各坐标位置正确，各机件无碰撞现象，各附加机构的位置合适。图11 主轴箱坐标检查图30总 结在四年的大学生活里，特别是临近毕业，总感觉自己对机械设计及自动化专业的认识还是不够。由于当时所学知识很广但很基础，涉及本课题知识不多，所以对本课题掌握并不是很理想.。为了更深入的理解并掌握大学的知识，加强专业技能。我选择万九如老师作为我的指导老师，指导我做的毕业设计课程是：加工汽车变速器上盖组合机床设计。毕业设计有实践性，综合性，探索性，应用性等特点，本次选题的目的是加工汽车变速器上盖组合机床设计的可行性。随着毕业设计做完，也将意味我的大学生活即将结束，但在这段时间里面我觉得自己是努力并快乐的。在繁忙的的日子里面，曾经为解决技术上的问题，而去翻我所学有关的书籍。经过这段时间我真正体会了很多，也感到了很多。历经了几个月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经历和感受，我感慨万千，在这次毕业设计的过程中，我拥有了无数难忘的回忆和收获。有时候熬夜翻阅资料，收集信息，探究计算，最后完成了一稿，一些基本的设计内容和简单的设计图纸，最后再在指导老师的指导下完成了所有的编辑和绘图，加工汽车变速器上盖组合机床设计完成内容后身体感觉很累，但心里总感觉有种满足感，毕竟是自己的努力得到了回报。在这次毕业设计的制作过程是我的一次再学习，在提高的过程，在论文中我充分利用大学所学的知识，让我对我所学的知识有了进一步巩固和提高在整个设计中，我学到了新知识、增长了见识，今后的日子里，我要不断地充实自己，致 谢本篇论文加工汽车变速器上盖组合机床设计是在我的指导老师万九如老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。万九如老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我很大的鼓励，在此谨向万九如老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。我还要感谢在一起愉快的度过毕业论文小组的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢！参考文献1 、沈阳工业大学，大连铁道学院，吉林工学院组合机床设计M上海科技技术出版社.19792、王先奎机械设计工艺学.M机械工业出版社.20063、李庆宇机械制造设计装备设计.M机械工业出版社.20064、机床设计手册编写组机床设计手册M、M北京机械工业出版社.19795、哈尔滨工业大学编专用机床设计与制造M哈尔滨黑龙江人民出版社.19906、姜永武组合机床设计M西安交通大学出版社.20047、陈立德机械设计基础北京高等教育出版社.2008.28、谢家瀛组合机床设计简明手册M机械工业出版社.19929、赵如福金属机械加工工艺人员手册M上海科技技术出版社.199010、大连组合机床研究所组合机床设计M北京机械工业出版社.197511、艾兴、肖诗纲切削用量手册M北京机械工业出版社.198512、第一汽车制造厂工业设备设计室编M北京机械工业出版社19791. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究 4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究 6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现 9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统 10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究 12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发 13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制 14. 基于单片机的自动找平