摘 要

组合机床是以多轴、多工序、多刀、多面或多工位同时加工为特色的加工装置。它是以大量通用部件和少量专用部件组成的一种高效的专用机床。它的效率能达到普通机床的几到几十倍。

本次设计是完成对变速箱体15孔加工的组合机床，通过调查研究了解组合机床的制造要求，并制定出工艺方案，从经济性与实际可操作性方面考虑，挑选出最合理的方案，完成“三图一卡”的编制并对初定的数据、结构等作相应的调整，在这基础上，再进行专用部件的设计即夹具的设计，最后检验设计的方案，编制设计说明书。本次设计最主要的内容是主轴箱的设计，其中涉及了齿轮的排布方案，是设计内容的创新所在，对于实际的生产，具有一定的参考意义。

关键词：变速箱；组合机床；钻孔；主轴箱；夹具

Design of 15-axis combined drilling machine and fixture for gearbox

Abstract

Modular machine tools are characterized by many axises,many tools,many surfaces and many stations working together. It is an efficient special machine tool which includes lots of general components and little number of special components. Its efficiency can reach several to tens of times that of ordinary machine tools.

This design of modular machine tool is to complete the processing of 15 holes in the gearbox body. Through investigation and study, the manufacturing requirements of the modular machine tool are understood, and the technological scheme is formulated. Various feasible schemes are analyzed and compared, and the best scheme is selected according to the requirements of economy and rationality, and the compilation of "three maps and one card" is completed, and the initial data and structure are adjusted accordingly. Then, the design of special parts, namely fixture, is carried out. Finally, the design scheme is checked and the design instructions are compiled.The main content of this work is the design of the spindle box, which involves the arrangement of gears. It is the innovation of the design content. It has a certain reference significance for the actual production.

Key words: gearbox; modular machine tool; drilling; spindle box; fixture

目 录

1 前言 1

1.1研究目的及意义 1

1.2 国内外研究概况 1

1.2.1 国内组合机床的研究状况 1

1.2.2 国外组合机床的研究状况 2

1.3研究特色与创新 2

2.1明确组合机床设计步骤 3

2.1.1开始拟订方案 3

2.1.2 开始技术设计阶段 3

2.1.3开始工作设计阶段 3

2.2开始制定组合机床方案 3

2.2.1明确影响方案执行的主要因素 3

2.2.2选择箱体类零件工艺基准面 4

2.2.3工件的夹压位置的确定 4

2.3 切削用量的选择及刀具的选用 4

2.3.1刀具的选用 4

2.3.2切削用量的选用 5

2.3.3确定切削力、切削功率、切削扭矩及刀具耐用度 5

2.4组合机床的总体设计-确定三图一卡 7

2.4.1绘制被加工零件工序图 8

2.4.2绘制加工示意图 8

2.4.3绘制机床联系尺寸图 10

2.4.4填写机床生产率计算卡 13

3 组合机床主轴箱设计 16

3.1理解主轴箱的内容 16

3.2主轴箱设计 16

3.2.1绘制主轴箱原始依据图 16

3.2.2选择主轴结构形式 18

3.2.3传动系统的设计与计算 18

3.2.4画主轴箱总装图和零件图 24

4 组合机床及夹具设计 26

4.1明确夹具的作用 26

4.2夹具的总体设计 26

4.2.1确定夹具的设计步骤 26

4.2.2设计夹具体 26

4.3夹具主要零件设计 27

4.3.1定位销 27

4.3.2辅助支承 27

4.3.3压板、压块 27

4.3.4钻模板 27

4.4夹紧机构的选择和设计 27

4.5 绘制出夹具总体图 28

4.5.1绘制出夹具装配图 28

4.5.2绘制出夹具体图 29

4.5.3夹具总图所包含的内容 30

4.5.4绘制出总图的步骤和要求 30

4.5.5夹具总图的尺寸和技术条件 31

结 论 32

致 谢 33

参考文献 34

1 前言

1.1研究目的及意义

大多数机械零件都是用机床大量制造的，如果零件更新利用快速，则需要提高生产速度。在集成制造业中，组合机床的应用越来越广泛，因为它加工方法特殊，可以显著提高生产效率，具有十分重要的现实意义，是当前机械制造行业必不可缺的设备之一。

组合机床是集经济性和实用性于一体的机电一体化的设备，在各类型的机床中占有显著优势。组合机床种类也是多种多样，不同的组合机床适用于各行各业，在社会中有序地分工合作着，随着科技的发展进步，组合机床在创新方面有了很大的提升^[1]。

1.2 国内外研究概况

1.2.1 国内组合机床的研究状况

当今世界，CAD软件已经发展到了成熟的阶段，CAD软件的应用也越来越广泛。周一民以自上而下的方法和UG软件为平台，开发了模块化机床CAD系统^[2]。吴胜南等人对模块化设计进行探索，从而组建了模块化机床图形库^[3]。郭志强等人在此基础上开发了远程设计系统，在浏览器和模块化机床的指导下，实现了模块化机床的详细设计。

组合机床方案CAD系统是大连机床集团公司在1996年开发的，并且它已通过机械部技术鉴定^[5-7]，这样的开发进展具有很大的现实意义。