皮套圈座孔钻削组合机床的设计开题报告

二、课题拟解决的关键问题及难点（300左右字）

（1）皮套圈座零件的加工工艺路线的安排、分析、选择

（2）皮套圈座零件三孔夹具总图绘制设计

（3）组合机床总体设计及主轴箱设计

（4）皮套圈座零件三孔定位：确定定位方案

（5）强度、刚度、寿命问题。

课题的关键在于完成夹具的设计，确定其定位方案，加紧方式等，从而保证多轴多面同时加工的精度与效率。

硬件与结构设计上的难点在于：

（1）主轴箱设计：轴、齿轮、轴承的设计及定位，箱体强度的校验以及加强筋的设计。

（2）夹具的设计：保证工件的加工精度要求。保证工人的操作方便、安全。达到加工的生产率要求。满足夹具一定的使用寿命和经济性要求。

课题的难点在于主轴箱的设计以及夹具的设计。设计主轴箱时，应使其结构紧凑；设计夹具时应保证自由度全约束。

四、方案（设计方案、研制方案、研究方案）设计及论证（不少于900字）

工艺方案的制定是设计组合机床最重要一步。工艺方案制定得正确得当与否，将会决定机床是否能达到“体积小，结构简单，重量轻，效率高，质量好，使用方便”要求。为使工艺方案制定的合理、先进，必须先从认真分析被加工零件(或同类零件)的图纸开始进行，深入现场做到全面了解被加工零件结构特点、被加工部位、尺寸精度、表面粗糙度以及技术要求等，分析其的优缺点，然后结合设计、制造、使用单位和操作工人丰富的实践经验，以做到理论联系生产实际，从而来确定零件在组合机床上完成的（工序）内容和方法，决定使用的刀具种类、结构型式、数量及切削量等。制定工艺方案，这是设计组合机床最重要一步，所以必须认真分析被加工零件图纸，全面了解其结构特点、加工部位、尺寸精度、定位、夹紧方式、工艺方法和加工过程所用的刀具、辅具，切削用量等，分析总结后确定工艺方案。

（1）零件机械加工工艺路线的拟定：该零件为皮套圈座，材料为铸铝，其毛坯为铸造出来的，所以需要安排人工时效，进行热处理以改善性材料性能和消除内应力。该工件的主要加工为钻孔。饺孔，考虑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，按照先粗后精。先主后次，先基面后其他，先面后孔的工序安排原则。生产效率要求制定初步的设计方案、零件加工的工艺过程，初步确定了工艺路线。

（2）确定机床配置形式及结构方案： 根据工艺方案确定机床的型号和整体布局。在选择机床型号时，需考虑工艺方案的可行性，加工精度、生产效率和加工的技术要求，以及机床的故障维护修理问题。还要注意加工零件的生产批量，以保证设计机床的高效率、高精度、降本增益要求

（3）总体设计三图一卡：在选好工艺方案并确定机床配置形式及结构方案的基础上，进行方案图纸设计:被加工零件工序图，加工示意图，机床尺寸联系图和生产率计算卡，统称“三图一卡”。被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、生产率计算卡。被加工零件工序图:是根据选定的工艺方案,表明零件形状、尺寸、硬度、以及在 所设计的组合机床上完成的工艺内容和所采用的定位基准、夹压点的图纸。加工示意图:是被加工零件工艺方案在图样上的反映,表示被加工零件在机床上的加工过程,刀具的布置以及工件、夹具、刀具的相对位置关系,机床的工作行程及工作循环等。根据加工零件示意图确定工件加工孔的位置、数量和切削用量以及切削速度。机床联系尺寸图:是用来表示机床的配置形式、机床各部件之间相对位置关系和运动关系的总体布局图。

夹具的设计：夹具是用以固定加工对象，使之占有正确位置，以便接受施工的工艺装备。如机械加工、装配、检验、焊接等工艺中都大量采用夹具。夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，故机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。夹具的设计步骤（1）确定工件的定位方案。（2）进行定位误差的计算。（3）确定夹紧力的方向、作用点，计算夹紧力大小（4）夹具的总体形式设计

绘制夹具装配图：总装配图应按比例 1:1 绘制，主视图应按操作实际位置布置，三视图要能完整清楚地表示出夹具的工作原理和结构

绘制夹具零件图：装配图中的非标准零件均应绘制零件图，视图尽可能与装配图上的位置一致，尺寸及公差、形位公差、配合精度及表面粗糙度等要标注完整。

主轴箱设计：应根据多轴箱传动系统安排和动力部件与多轴箱的连接情况合理选用尽量用一根中间轴带动其他轴，一般情况下，尽量不采用主轴带动主轴方案。设计步骤（1）绘制主轴箱设计原始依据图; （2）确定主轴结构、轴颈尺寸及齿轮模数；（3）拟定传动系统;（4）计算主轴、传动轴坐标（也可用计算机计算和验算箱体轴孔的坐标尺寸）﹔（5）绘制坐标检查图;（6）绘制主轴箱总图、零件图及编制组件明细表。对主轴箱传动系统的一般要求：（1）在保证主轴的强度、刚度、转速和转向的条件下，力求使传动轴和齿轮的规格、数量为最少。（2）尽量不用主轴带动主轴的方案，以免增加主轴负荷，影响加工质量。（3）为使结构紧凑，主轴箱内齿轮副的传动比一般要大于1∶2(最佳传动比为1 ~1∶1.5)，后盖内齿轮传动比允许取至1∶3~1∶3.5 ﹔尽量避免用升速传动。（4）用于粗加工主轴的齿轮，应尽可能设置在第Ⅰ排，以减少主轴的扭转变形;精加工主轴上的齿轮，应设置在第Ⅲ排，以减少主轴端的弯曲变形。（5）主轴箱内具有粗精加工主轴时，最好从动力箱驱动轴齿轮传动开始就分两条传动路线,以免影响加工精度。（6）刚性镗孔主轴上的齿轮，其分度圆直径要尽可能大于被加工孔的孔径,以减少振动,提高运动平稳性。（7）驱动轴直接带动的转动轴数不能超过两根，以免给装配带来困难。