组合机床开题报告.doc

洛阳理工学院
毕业设计（论文）开题报告
系（部）： 2012 年 3 月 15 日 （学生填表）
课题名称
半轴壳体复合式组合机床多轴箱及夹具设计
学生姓名
侯动力
专业班级
B080206
课题类型
工程设计
指导教师
鲍莉
职称
副教授
课题来源
自拟
1. 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
在效率就是生命的今天，如何提高机床的生产效率，降低生产成本，实现企业效益的最大化成为了现实中的一大课题。于是，工程人员推出了专用机床，但是专用机床的制造成本高，设计周期长，通用性低。于是，组合机床问世了组合机床标准件占全部零件的70%~80%，制造周期短，投资少，经济效果好；组合机床采用多刀加工，自动化程度高，产品质量稳定，劳动强度低；组合机床的零部件大多为标准件，当产品更新时其零部件可以重复利用；组合机床易于联合组成自动化生产线，适合大规模设计和制造。本课题主要对半轴筒体组合机床进行设计。组合机床已成为产品更新，技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。组合机床及其自动线是集机电与一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。。我国传统的综合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，他的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件，完成钻孔、扩孔、铰空加工各种螺纹、镗孔、车断面和凸台，在孔内镗各种形状的槽，以及铣削平面和成型面等。近几年组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机等在组合行业中所占的比例也越来越大。
组合机床的发展趋势有以下特点：
（1）提高其先进性、可靠性、实用性和性能价格比，力求价廉，切实用于生产，产业经济效果。这是当前世界机床技术发展的主流。
（2）进一步提高和开发高精度、高效率、高自动化及多样性、成套性、合性的
机与环节。这是目前世界机床技术发展的根本趋势。
（3）对不同生产规模，大中小不同技术水平的工厂，从提高加工精度、全面提高
技术水平来讲，都是有利的长远趋势。
2. 研究的基本内容，拟解决的主要问题
研究的基本内容
1）多轴箱传动系统的拟定；
2）主轴转速的验算、主轴坐标尺寸的计算及检验；
3）传动齿轮齿数及模数的确定；
4）绘制主轴箱坐标检查图、装备总图等；
5）夹具的设计计算；
拟解决的主要问题
多轴箱：
1） 主轴箱设计原始依据图的绘制；
2） 主轴结构型式的选择及动力计算；
3） 传动系统的设计与计算；
4） 主轴箱坐标的计算；
5） 主轴箱总图的设计。
夹具：
1） 根据工件的定位原理，确定工件的定位方式，选择定位元件；
2） 确定刀具的对准及引导方式，选择适宜 的加紧机构；
3） 确定其它元件或装置的结构型式；
4） 协调各装置、元件的布局，确定夹具体结构尺寸和总体结构。

3. 研究步骤、方法及措施
多轴箱：1）绘制多轴箱设计原始依据图。多轴箱设计原始依据图，是根据“三图一卡”整理编绘出来的，其内容包括多轴箱设计的原始要求和已知条件。
2）主轴结构型式的选择及动力计算。主轴结构型式由零件加工工艺决定，并应考虑主轴的工作条件和受力情况。初定主轴直径一般在编制“三图一卡”时进行。初选模数由m≥(30～32)估算（N—齿轮传递功率/kw；Z--一对齿轮中小齿轮的齿数；n—小齿轮的转数转/分），再通过类比确定。多轴箱动力的计算包括计算多轴箱所需功率和进给力两项。
3）传动系统的设计与计算。对传动系统的要求：尽量用一根中间传动轴带动多根主轴当齿轮啮合中心距不符合标准时，可用变位齿轮或略变动传动比的方法解决；一般情况下，尽量不采用主轴带动主轴的方案，因为这会增加主轴的负荷。如果遇到主轴分布密集而且负荷又不大时，为了减少中间轴，也可用一根主轴带1～2根或更多主轴的方案；为使结构紧凑，主轴箱体内的齿轮传动副的最佳传动比为1～1.5，在主轴箱后盖内的第ⅳ排齿轮，根据需要，其传动比可以取大些，但一般不超过3～3.5；根据转速与扭矩成反比的道理，一般情况下如驱动轴转速过高时，可采用逐步降速传动，如驱动轴转速较低时可以先使速度升高一点再降速，这样可使传动链前面几根轴、齿轮等在高转速下工作，结构紧凑些；粗加工切削力大，主轴上的齿轮应尽量安排靠近前支撑，以减少主轴的扭转变形；不同轴上齿轮不向撞，可放在箱体内同一排上或不同排上，齿轮与轴相碰，可放在后盖内。主轴分布类型：同心圆分布，直线分布，任意分布。传动系统设计方法：a）将主轴划分为各种分布类型，尽可能使之形成同心圆分布，用一根中间轴带动主轴。b）确定驱动轴的转速、转向及其在主轴箱上的位置。当采用机械或液压滑台时，可任意选择；当采用机械动力头时，其转因与进给运动方向有关，规定为逆时针方向转。c）用最少数量的齿轮和中间传动轴把驱动轴和各主轴连接起来：当主轴数量不多，分布比较分散时，可以从驱动轴开始，分几路单独和各主轴联系；当主轴数量较多且较分散时，可先将比较接近的主轴分成几组，然后从主轴布置起，最后连到驱动轴上。d）主轴箱的变速和操纵：起变速方法可用交换齿轮、滑移齿轮、电磁离合器等，其设计方法与普通机床相同。e）润滑油泵安排:油泵轴的位置要尽量可能的靠近油池，油泵轴的转速根据工作条件定。主轴
4）多轴箱坐标计算。为方便主轴箱的加工，设计时必须选择基准坐标架。通常采用直角坐标系，用XOY表示。通常为两种方法：a）坐标架原点在定位销孔上，用立式坐标镗床加工主轴箱体上的孔系比较方便，此种方法适用于不以底面作为安装基面的主轴箱。b）坐标架的横轴选在箱体底面，纵轴通过定位销孔，常用于在卧式坐标镗床上加工主轴箱体的孔系。
5）主轴箱总图设计：a）主视图和侧视图；b）展开图；c）主轴和传动轴装配表；d）主轴箱技术条件。
夹具：1）研究原始资料、分析设计任务。工艺人员在编制零件的工艺规程时，提出了相应的夹具设计任务书，其中对定位基准、夹紧方案及有关要求作了说明。夹具设计人员根据任务书进行夹具的结构设计。为了使设计的夹具能够满足上述基本要求，设计前要认真收集和研究以下资料：a）生产纲领；b)零件图及工序图；c)零件工艺规程图；d）夹具结构及标准。2）确定夹具的结构方案。结构方案包括：a）根据工件的定位原理，确定工件的定位方式，选择定位元件；b)确定刀具的对准及引导方式，选择刀具的对准及引导元件；c）确定工件的夹紧方式，选择适宜的夹紧机构；d）确定其它元件或装置的结构型式，如定位元件、分度装置等；e）协调各装置、元件的布局，确定夹具体结构尺寸和总体结构。3）绘制夹具总图。绘制总图时应遵循国家制图标准，比例应尽量取1：1，其主视图应取操作者实际工作时的位置，以便夹具装配及使用时参考。绘制总图的顺序：先用双点画线绘出工件的轮廓外形和主要表面，并用网纹线表示出加工余量。围绕工件的几个视图依次绘出定位元件、对定元件、夹紧机构以及其它元件、装置，最后绘制出夹具体及连接件，把夹具的各组成元件、装置连成一体。4）确定并标注有关尺寸、配合和技术条件。应标注的尺寸和配合有五大类：a）工件与定位元件的联系尺寸；b）夹具与刀具的联系尺寸；c）夹具与机床的联系尺寸；d）夹具内部的配合尺寸；e）夹具的外廓尺寸。应标注的技术条件：a）定位元件之间或定位元件与夹具体底面间的位置要求；b）定位元件与连接元件间的位置要求；c）对刀元件与连接件的位置要求；d）定位元件与导引元件的位置要求。

4. 研究工作进度
第1～3周：借阅相关资料、收集相关文章、完成开题报告
第4～6周：熟悉加工零件、了解用途、绘制零件图
第7～13周：确定设计方案、分析、计算、绘图
第14～15周：编写说明书、定稿、打印、答辩前准备阶段

5. 主要参考文献
1 沈阳工业大学 大连铁道学院 吉林工学院编组合机床设计。上海。
上海科学技术出版社，1985
2 周诵明主编 机械类专业 毕业设计指导书。 武汉。华中理工大学出社，1993
3 谢家瀛主编 组合机床设计简明手册。北京。机械工业出版社，2002
4 刘守勇主编 陈殿学 刘彦竹副主编 机械制造工艺与机床夹具。北京。
械工业出版社，1999
5 秦国华 张卫红著 机床夹具的现代设计方法。北京。航空工业出版社，2006
6 赵雪松 任小中 于华主编 机械制造装备设计。武汉。华中科技大学出版社2009
7 丛晓霞 冯宪章主编 逢明华副主编 机械创新设计。北京。北京大学出版社，2008
8 孙桓 陈作模 葛文杰主编 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编 机械原理。北京。高等教育出版社，2006
9 濮良贵 纪名刚主编 陈国定 吴立言副主编 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著 机械设计。北京。高等教育出版社，2006
10 郭纪林 余贵英主编 郝立华主审 机械制图。大连。大连理工出版社，2005
11 何永熹 武充沛主编 几何精度规范学。北京。北京理工大学出版社，2006
12王昆 何小柏 汪信远主编 机械设计基础课程设计。北京。高等教育出版社，1996
13 赵雪松 任小中 赵晓芬主编 机械制造技术基础。武汉。华中科技大学出版社，2010
14 杨黎明 杨志勤主编 机械设计简明手册。北京。国防工业出版社，2009
15王启平主编 机床夹具设计。哈尔滨。哈尔滨工业大学出版社，1996
16 徐发仁主编 机床夹具设计。重庆。重庆大学出版社，1993

教研室意见
教研室主任签字： 年 月 日