变速器前壳体卧式专用镗床设计[毕业论文+CAD图纸]

夹具设计毕业论文：变速器前壳体卧式专用镗床设计含论文，CAD图纸，任务书

摘  要

本设计的题目是变速箱壳体专用镗床设计，主要目的是通过设计来运用所学的专业知识进行实践运用以提高自己独立分析和解决问题的能力。采用钻、扩、铰的传统工艺，不仅效率低，而且稳定性差，精度不容易保证，制约了生产的发展，于是决定自行设计一台高质量的专用机床。

在全面了解专用镗床的结构、工作原理的基础上，合理选用部件，设计出镗床的传动系统及执行机构。根据镗床的工作原理，确定了该镗床的结构与技术参数，给出了该镗床的结构设计方案。

根据设计方案，本文介绍了专用镗床的总体设计、结构设计和夹具的设计。夹具的设计是镗床设计中重要的一部分，因此夹具设计的好坏，将直接影响被加工零件的精度。本论文所设计的机床是用于镗孔，在加工生产线上同时加工3个孔，这样能大大提高生产效率，降低劳动强度，从而降低了零件的加工成本。

关键词 专用镗床；变速箱壳体；结构设计；夹具设计

Abstract

The topic of the paper is the structure design of special boring machine for shell of gearbox. The main purpose is to apply the professional knowledge to practice and improve the ability of analyzing and solving difficult problems. The traditional process which uses drill expands and articulation, not only gains the lower efficiency, moreover, its stability is bad and its precision is not easy to guarantee as well, so it restricted the production development. So we decide to design a high grade special purpose machine independently.

Based on the comprehensive understanding of the structure and working principle of the special boring machine, Reasonable selection of parts, Determine the boring machine's structure and technical parameters, given the structural design of the boring machine according to the working principle.

According to the design, this paper introduces a special boring machine's overall design, structural design, and fixture design. Fixture design is an important part of the boring machine design, Therefore the Fixture design is good or bad, Will directly affect the precision of machining parts. In the paper, the machine tool we designed is used for drilling hole, and it could process 3 holes in the production line simultaneously. So we enhance the production efficiency greatly, reduce the labor intensity, and reduce the components processing cost.

Key words The Special Boring Machine; Shell of Gearbox; Structure Design; Fixture Design

目  录

摘要        I

Abstract        II

第1章 绪 论        1

1.1 课题背景        1

1.2 研究目的及意义        1

1.3 国内外组合机床发展趋势        1

1.4 组合机床概述        4

1.5 设计的主要内容、方法和预期成果        6

第2章 壳体加工方案分析        7

2.1 工件加工要求        7

2.2 工艺方案制定        7

2.3 确定切削用量及选择刀具        8

2.3.1 确定工序间余量        8

2.3.2 选择切削用量        8

2.3.3 选择刀具结构        9

2.4 确定切削力、切削扭矩、切削功率        9

2.5 通用部件的选用        11

2.6 本章小结        12

第3章 机床总体设计        13

3.1 被加工零件工序图        13

3.2 加工示意图        13

3.3 机床联系尺寸图        15

3.3.1 夹具轮廓尺寸的确定        16

3.3.2 机床装料高度H的确定        16

3.3.3 中间底座轮廓尺寸        17

3.3.4 主轴箱轮廓尺寸        17

3.4 机床生产率计算卡        18

第4章 多轴箱设计        21

4.1 多轴箱设计的原始依据图        21

4.2 主轴的型式与直径的确定        21

4.3 传动系统的设计        22

4.3.1 拟定传动路线        23

4.3.2 传动系统计算        23

4.4 三维模型        25

4.5 多轴箱的润滑        25

4.6 校核传动轴5轴        27

4.7 轴承寿命计算        30

4.8 绘制多轴箱总图及零件图        31

4.9 本章小结        31

第5章 夹具设计        32

5.1 定位方案        32

5.2 导向装置        32

5.3 夹紧装置        33

5.4 本章小结        33

结论        34

致谢        35

参考文献        36

附录1        37

附录2        42

第1章 绪论

1.1 课题背景

随着我国的汽车工业的迅速发展，更快的提供生产发动机、变速箱等箱体类零件的生产线设计方法，这是参与竞争、及时赢得客户订货的关键。变速箱壳体零件的孔系加工是汽车、拖拉机生产过程中经常碰到的工艺难题。因受到毛坯生产工艺的制约，预制孔的余量不容易控制，经常使后续加工变得困难。由于产品的使用性能对变速箱壳体孔系加工的尺寸精度、形位精度和表面质量都提出了较高要求，同时企业为了降低生产成本，工艺设计时又需要简化工艺、减少工序，因此开发高精度、高效率、低成本的变速箱壳体孔系加工机床非常重要。变速箱壳体是变速箱最重要的零件之一，变速箱壳体结构复杂、工序多而且工艺性差，使之成为变速箱加工中的难点[1]。

1.2 研究目的及意义

本次设计题目为变速箱壳体专用镗床结构设计。采用钻、扩、铰的传统工艺，不仅效率低，而且稳定性不好，精度不容易保证。经讨论决定设计一台专用机床。以满足变速箱壳体孔系加工对尺寸精度、形位精度和表面质量等的高要求，同时也为简化工艺、减少工序的工艺设计打下基础，可在一定程度上提高企业的竞争力。镗床为较常用机床，本次设计使我们对所学的机械学、力学等知识得到综合应用，结构设计能力得到训练，有效的提高分析问题、解决问题的能力。

1.3 国内外组合机床发展趋势

组合机床的优劣，直接影响投资规模、生产效率和产品质量。现有的组合机床大多沿袭传统的设计方法，即采用动力头+滑台+底座框架+液压系统的结构。随着数控技术的不断成熟和推广应用以及数控与电气控制的协调行，组合机床几乎所有的运动形式的控制均可采用数控部件来替代，尤其是要求运动精度、定位精度高的场合[2]。

1) 发展适应中、小批量生产的组合机床

在机械制造工业中，中、小批量生产约占80%。在某些中批量生产的企业（如机床、阀门行业等）中，其关键工序用组合机床，因此产品质量稳定，生产效率高，技术效果显著。所以发展具有可调、快调、装配灵活、适应多品种加工特点的组合机床十分迫切。转塔主轴箱式组合机床、可换主轴箱式组合机床以及自动换刀数控组合机床可使用于中、小批量生产。但这类组合机床结构复杂，成本较高。带转塔主轴箱的组合机床，由于转塔不能制造得太大，安装的主轴数量有限，因此只适应工序不多、形状不太复杂的零件加工。可换主轴箱式组合机床设有专用的贮刀库安装在转塔刀架上方，用机械手自动更换刀具，这种组合机床一般用单刀加工，加工精度较高，但生产率较低。

2) 发展自动检测技术

自动检测包括对毛坯尺寸和工件硬度、钻孔深度、刀具折断、精加工尺寸和几何形状的检查等。检查方法分为主动检查和被动检查。主动检查是将不合格的工件剔除，使它不会往下一个工位输送。被动检查则是发现不合格的工件时发出停机信号。目前主动检查应用日趋广泛。由于电子元件迅速发展，集成控制器、微处理机的应用，使自动检测技术更加可靠。自动检测工位要实现数据处理、统计计算以及打印出有关数据或作数字显示。自动检测技术的发展可以把被加工零件的实际尺寸控制在比规定公差更小的范围之内。还可以把加工后的工件按公差大小进行分组，以便按分组的公差带装配。实践表明，采用分组装配法提高的精度要比采用单纯提高设备精度的方法更为经济。

3) 采用新型刀具

近年来出现了多种新型刀具，如具有镀层的硬质合金刀片、立方氮化硼刀具、金刚石刀具、各种可转位的密齿铣刀、喷吸钻头和镶有可转位刀片的“短钻头”等。一般情况下，采用先进刀具的工时为原工时的1/2~1/4。由于提高了刀具的耐用度，大大缩短了多刀组合机床停机换刀时间，提高了组合机床的经济效益。

4) 提高通用部件的水平

应开发适应强力铣削的大功率动力滑台、高精度镗削头和高精度滑台，以及适应中、小批量生产的快调、快换动力部件和支承部件。机械驱动的动力部件应采用交流变频调速电机和直流伺服电机等，使机械驱动的动力部件增添新的竞争力。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。

5) 扩大工艺范围

除完成切削加工等工序的组合机床外，还应逐步设计制造用于焊接、热处理、自动装配、自动打印、性能试验以及清洗和包装等用途的组合机床。

6) 世界机床科研现状

长期以来，世界机床为加速工业发展，其总的发展方向是：提高精度、效率、自动化，实现多样性，成套性，综合性，以满足工业生产各方面用户的需求，最大限度提高生产率、劳动生产率，降低成本。但不同时期，不同经济状况，不同技术水平，有不同的主攻方向[3]。

目前，在21世纪初期，美、德、日各国具体条件不同，工业发展各有不同，工业发展各有区别，但共同的是，都在大力加强科研。目前世界机床的科研针对三大方向、6大课题。三大方向是：（1）发展高精度、高效率机床；（2）保护环境，发展省能、绿色的环保机床；（3）为发展高精度机器、装置，加速研究超精密加工技术，发展纳米机床。结合当前现代化NC机床技术发展需求，其共同的科研6大课题为：（1）先进高速主轴；（2）直线电机驱动；（3）复合加工技术、进一步提高效率；（4）适应各种环境的保护，发展绿色机床；（5）超精密加工技术；（6）发展各种新型并联机构床[4]。

下一代新机床的发展动向将是：（1）在上述三个方向、6大课题完善的基础上，进一步开发出各色新工艺、新结构的机床；（2）今后IT与机床结合的智能化，网络化将成为主流；（3）不断向纳米技术进军；（4）在单机技术基础上，进而向制造系统推进。

7) 镗床简介及其发展

镗床通常用于加工尺寸较大且精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上，孔距和位置精度（平行度、垂直度、同轴度）要求都很严格的孔系，如各种箱体，汽车发动机缸体等零件上的孔系加工，镗削加工前的预加工孔一般是在工件毛坯上铸出孔或经过粗钻而形成的孔。除镗孔外大部分镗

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