“机电传动与控制”课程设计
三面铣组合机床机电控制系统的设计
学部：机械与电气工程学部
专业：08机械设计与制造
学号：
：
指导老师：艳
时间：2010.12.13-2010.12.25
目录
一、课程设计的目的 (4)
二、课程设计容概述 (4)
1三面铣组合机床概述 (4)
⑴基本结构 (4)
⑵液压系统 (5)
⑶加工过程 (6)
⑷主要电器参数 (6)
2三面铣组合机床的控制要求 (7)
三、课程设计的任务和要求 (7)
四、课程设计的具体容 (8)
（1）机械动力滑台的设计 (8)
（2）I/O分配表 (8)
（3）单循环自动工作 (10)
ⅰ单循环自动工作循环图 (10)
ⅱ单循环自动工作功能表 (11)
ⅲ单循环自动工作梯形图 (12)
（4）左铣单循环工作 (15)
ⅰ左铣单循环功能表 (15)
ⅱ左铣单循环梯形图 (16)
（5）右1铣单循环工作 (18)
右2铣单循环梯形图 (18)
（6）右2铣单循环工作 (20)
ⅰ右2铣单循环功能表 (20)
ⅱ右2铣单循环梯形图 (21)
（7）立铣单循环工作 (23)
i立铣单循环功能表 (23)
ii立铣单循环梯形图 (24)
（8）公用程序 (26)
（9）回原位程序 (26)
（10）手动程序 (27)
（11）PLC梯形图总体结构图 (27)
（12）电气接线图 (28)
（13）主电路及照明电路 (29)
（14）面板设计 (29)
五、实验调试与体会 (30)
六、课程设计小结 (30)
一、课程设计的目的
进一步巩固本课程所学知识。
掌握一般生产机械PLC控制系统的设计与调试方法。
掌握一般生产机械电气线路的施工设计。
培养查阅图书资料、工具书的能力。
培养工程绘图、书写技术报告的能力。
二、课程设计容概述
1三面铣组合机床概述
三面铣组合机床是用来对Z512W型台式钻床主轴箱的Φ80、Φ90孔端面及定位面进行铣削加工的一种自动加工设备。下图1为加工工件的示意图。
⑴基本结构机床主要由底座、床身、铣削动力头、液压动力滑台、液压站、工作台、工件夹紧液压缸等组成。机床底座上安放有床身，床身上安装有液压动力滑台，工件及夹紧装置放于滑台上。床身的两安装有一台铣削头，上方有立铣头、液压站在机床附近。
⑵液压系统三面铣组合机床中工件松紧是由液压系统实现的。
下图2为液压系统的原理图。
图2液压系统原理图
⑶加工过程三面铣组合机床的加工过程如图3所示。
图3三面铣组合机床的加工过程
ⅰ操作者将要加工的零件放在工件台的夹具中，在其它准备工作就绪后，发出加工指令。
ⅱ工件夹紧后压力继电器动作，液压动力滑台开始快进，到位转工进，同时启动左和右1铣头开始加工，加工到某一位置，立铣头开始加工，加工又过一定位置右1铣头停止，右2铣头开始加工，加工到终点三台电动机同时停止。
ⅲ待加工完全停止后，滑台快退回原位，工件松开，一个自动工作循环结束。
ⅳ操作者取下加工好的工件，再放上未加工的零件，重新发出加工指令重复上述加工过程。
⑷主要电器参数电机、滑台、电磁阀参数如下：
ⅰ左、右2铣削头电动机：J02-41-4,4KW,1440r/min,380V,8.4A; ⅱ立、右1铣削头电动机：J02-32-4,3kW,1430r/min,380V,6.5A; ⅲ液压泵电动机：J02-22-4,1.5KW,1410r/min,380V,3.49A;
ⅳ电磁阀:二位二通阀Z22 DO-25,直流24V,0.6A,14.4W;二位四通阀
Z24 DW-25,直流24V,0.6A,14.4W；二位二通阀Z22 DO-25,直流24V,0.6A,14.4W。
2三面铣组合机床的控制要求
ⅰ有单循环自动工作、单铣头自动循环工作、点动三种工作方式。ⅱ单循环自动工作过程如图3所示，油泵电机在自动工作一个循环后不停机。
ⅲ单铣头自动循环工作包括：左铣头单循环工作，右1铣头单循环工作，右2铣头单循环工作，立铣头单循环工作。单铣头自动循环工作时，要考虑各铣头的加工区间。
ⅳ点动工作包括：四台主轴电动机均能点动对刀、滑台快速点动调整、松紧液压缸的调整。
ⅴ五台电动机均能单向旋转。
ⅵ要求有电源、液压泵工作、工件夹紧、加工等信号指示。
ⅶ要求有照明电路和必要的连锁环节与保护环节。
三、课程设计的任务和要求
⑴根据要求，画出工作循环图、工作流程图；
⑵确定可编程控制器机型，画出输入/ 输出分配表；
⑶绘制控制线路（主电路、控制电路、照明电路）；
⑷编制PLC梯形图（总体结构图、各功能表图、梯形图程序）；
⑸正确选择电器元件，列出电器元件、设备清单；
四工位组合机床控制系统的设计 【摘要】 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。 四工位组合机床由四个工作滑台，各带一个加工动力头，组成四个加工工位。除了四个加工工位外，还有夹具，上下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统共四个部分。机床的四个加工动力头同时对一个零件的四个端面进行加工。一次加工完成一个零件。要求具有全自动、半自动、手动三种工作方式,总体的控制流程,当按下启动按扭后，上料机械手向前，将零件送到夹具上，夹具加紧零件，同时进料装置进料，之后上料机械手退回原位，进料装置放料，然后四个工作滑台向前，四个加工动力头同时加工（洗端面），加工完成后。由四工位加所实现的是加工按次序加工。本次加工按次序分为在一工位装卸、二工位打中心孔、三工位钻孔、四工位加工螺纹。 本文运用大学所学的知识，提出了四工位组合机床的结构组成、工作原理以及液压回转工作台液压系统、动力头液压系统的组成，构建了四工位组合机床机械、液压控制系统总的指导思想，从而得出了该四工位组合机床的优点是高效，经济，并且运行平稳的结论。 关键词：液压技术四工位组合机床液压系统结论
飞锤4孔组合钻床设计的意义 摘要 本文首先通过分析比较，确定了4孔单工位组合钻床的配置型式及结构的最佳方案，遵循机械设计中标准化、通用化、系列化原则，给出机床的总体设计，绘制出代表机床总体设计的被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡。由于在本台组合钻床上髓同时加工4个孔，孔多、间距小，采用常规方法排箱无法实现4孔的工序集中的加工方案。本钻床的主轴箱传动系统通过采用变位齿轮和滚针轴承等结构方面的创新设计，将常规方法下不能完成的排箱成为可能。本台组合钻床夹紧机构，采用了快速螺旋夹紧机构。减少了装卸零件所用时间，提高了生产效率。 本文从企业实际需求出发。在全面分析被加工零件的结构特点、尺寸精度、被加工孔相互之间位置精度、表面粗糙度和技术要求的基础上，指出采用现有设备不仅工人劳动强度大，生产率低，零件加工精度难以保证。根据实际需要，研制出了4孔单工位组合钻床。 按上述设计方案制造出的4孔单工位组合钻床与原方案加工工件的实验结相比较，有以下几个突出的优点： 1．提高了加工精度 在普通钻床上加工，由于是采用多工步，各孔的位置精度不易保证，废品率一般在2％：采用4孔组合钻床，因为在设计的每一个环节，都严格控制设计零件的精度，且是多刀同时加工，所加工出的零件位置精度均在要求范围内，废品率为0。通过实际运行结果证明：该4孔单工位组合钻床确实达到了“体积小，重量轻，结构简单，使用方便，效率高，质量好”的要求。 2.提高了生产率 在本台组合钻床上加工该零件，由于是8把刀具同时加工，缩短了辅助时间，加工循环时间仅为2．7min，而在原普通钻床上加工此工件，加工循环时间平均需要15分钟，生产率提高了4．6倍。 关键词：组合钻床主轴箱夹具设计传动设计 The meaning of the designation of a combination
{生产计划}发动机机加工生产线工艺规划浅谈
发动机机械加工生产线工艺规划浅谈 作者：杜文工作单位：吉利控股集团 【摘要】随着国内汽车行业的迅猛发展，本文简单阐述了发动机机加线前期规划各种考虑因素，结合国内发动机机加线的发展趋势，简单介绍了刚性线和柔性线两种类型及各自优缺点，着重介绍各类柔性线的布置及特点，并对部分柔性机加线所存在的问题进行分析并提出相关解决措施。 【关键词】发动机，机械加工，工艺规划，刚性线，柔性线
，， ， 1 前言 发动机是汽车的核心，“得发动机者得天下”，发动机制造技术也是汽车制造技术的集中体现。一般所说的发动机加工主要是针对发动机箱体（缸体、缸盖）、曲轴、凸轮轴、连杆等5大件进行加工，其余部件外购，然后进行组装。然而对于一些中小型汽车厂家来说，受投资限制，加工5大件所需的投资费用实在太高，结合自身实力和市场销售情况，基本采用两种供应方式：一、放弃“核心”，不建发动机厂，所有发动机外购，减少投资；二、抓住“核心”，建立自己研发团队，自建发动机厂，自制关键部件，主要完成对发动机箱体的机械加工（曲轴、凸轮轴、连杆等委托相关专业厂家加工）及发动机总成的装配、磨合试验等任务。根据国内各发动机厂家现状，下面简单介绍一下国内发动机机加线前期规划及发展趋势。 2 发动机机械加工生产线前期规划 发动机机械加工生产线（简称机加线）规划是一项系统性很强的工作，同时也是一门基于经验的学问，在实际操作中需要注意的问题很多。发动机制造技术的先进性并不是发动机
项目实施和运作成功的必要条件。回顾身边的例子我们不难发现，发动机项目的成功很少是取决于它是否采用了某项新技术；而在实际生产过程中，也不会因为某把刀具的选择错误而导致整条生产线的失败。与之相反，很多失败的例子却是由于生产线选型失误、设备选择错误而造成的。由此可见，发动机机加线前期规划才是项目成功与否的关键。 就在几年前，发动机机加线的选型主要是在刚性自动线和柔性CNC加工线之间的选择。选择刚性线或柔性线的主要考虑依据还是产量和产品的变化。通常大批量（一般年产量30万以上）且较成熟的产品采用刚性线，中小批量或产品潜在变化较大的选择柔性线。随着规划经验的丰富、规划水平的不断提高以及国际间合作的深入开展，许多汽车公司在选择发动机生产线类型时将更多的因素纳入到了需要考虑或权衡的范围内，并且渐渐地成为了比产量更为重要的决策依据。这些因素主要包括：今后产品及其品种发展规划；公司对生产线的柔性要求；生产线被改造的可能性；投资的限制以及公司人员对现有系统的熟悉程度等。刚柔生产线对比如下：
目录 第一章课程设计的目的和内容概述 (1) 1.1 课程设计的目的 (1) 1.2 三面铣组合机床概述 (1) 1.3 三面铣组合机床的控制要求 (3) 1.4 课程设计的任务和要求 (3) 第二章课程设计的具体内容 (4) 2.1机械动力滑台的设计 (4) 2.2 I/O分配表 (4) 2.3单循环自动工作 (5) 2.3.1 单循环自动工作功能表 (5) 2.3.2 单循环工作梯形图 (6) 2.3.3 左铣单循环工作梯形图 (10) 2.3.4 右1铣单循环工作梯形图 (13) 2.3.5 右2铣单循环工作梯形图 (16) 2.3.6 立铣的单循环工作梯形图 (20) 2.4点动工作模式梯形图 (23) 2.5 电气接线图 (24) 2.6 主电路及照明电路 (25) 2.7 元器件清单 (26) 第三章科技文献分析 (27) 3.1科技文献 (27) 3.2 分析 (30) 第四章体会与小结 (31) 4.1 体会 (31) 4.2 小结 (31)
第一章 课程设计的目的和内容 1.1 课程设计的目的 1.进一步巩固本课程所学知识。 2.掌握一般生产机械PLC 控制系统的设计与调试方法。 3.掌握一般生产机械电气线路的施工设计。 4.培养查阅图书资料、工具书的能力。 5.培养工程绘图、书写技术报告的能力。 1.2 三面铣组合机床概述 三面铣组合机床是用来对Z512W 型台式钻床主轴箱的Φ80、Φ90孔端面及定位面进行铣削加工的一种自动加工设备。下图1为加工工件的示意图 1、基本结构 机床主要由底座、床身、铣削动力头、液压动力滑台、液压站、工作台、工件夹紧液压缸等组成。机床底座上安放有床身，床身上安装有液压动力滑台，工件及夹紧装置放于滑台上。床身的两边各安装有一台铣削头，上方有立铣头、液压站在机床附近。 2、加工过程 三面铣组合机床的加工过程如图1.2所示。
在我国,组合机床发展已有 28年的历史,其科研和生产都具有相当的基础, 应用也已深入到很多行业。是当前机械制造业实现产品更新, 进行技术改造, 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于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用, 因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制,它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 (近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额 ,完成钻孔、扩孔、铰孔,加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台,在孔内镗各种形状槽,以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多,有大型组合机床和小型组合机床,有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式,还有多工位回转台式组合机床等;随着技术的不断进步, 一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青睐, 它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换, 配以可编程序控制器 (PLC 、数字控制(NC 等,能任意改变工作循环控制和驱动系统,并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外, 近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机(清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线等在组合机床行业中所占份额也越来越大。 由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品, 是根据用户特殊要求而设计的,它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后, 国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大, 并使产品生产成本提高。因此, 市场要求我们不断开发新技术、新工艺,研制新产品,由过去的“ 刚性” 机床结构, 向“ 柔性” 化方向发展,满足用户需求,真正成为刚柔兼备的自动化装备。 从 2002年年底第 21届日本国际机床博览会上获悉,在来自世界 10多个国家和地区的 500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中,超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析,机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会
摘要 本设计介绍了攻螺纹组合机床的多轴箱的设计，其中包含了零件加工工艺的确定，设计中首先要了解工件的加工工艺路线及工序的计算，确定攻螺纹主轴的直径，初步选用电机型号及机床各部分部件。编制三图一卡。在多轴箱设计中，确定传动系统，计算主轴坐标，传动部件的校核及主轴箱的总图绘制。 本设计将钻孔、攻丝两工艺结合为一体，降低了机器成本，而且节省了加工时间，提高了工作生产效率。 关键词：箱体组合机床总体设计攻丝多轴箱
Abstract The design on the Box axlebox more than the design, which includes parts of the processing technology of identification, design is first necessary to understand the workpiece in the processing line and process of calculation to determine Tapping the spindle diameter, the initial choice of motor Model and some parts of the machine. Figure 1 of the three cards the processing parts process map, diagram processing, machine tools Contact size map, machine tool productivity calculation card. In multi-axle box design, drive system established to calculate coordinates spindle, transmission parts of the spindle box and check the total mapping. This design will be drilling, tapping combination of the two as one and reduce the cost of machinery, processing and save time, improve the work efficiency of production. Key words:Box ,The Combination of Machine，Design，multi-axle Box Tapping
4ik.j*妙THEORIES AND RESEARCH 血邯丘弄|理论与研究 浅谈制造企业柔性制造的策略 杨华，龙海军 (成都理工大学，四川成都610059) 摘要：本文以制造企业为背景，首先找到了中外对柔性制造定义的相似性，梳理了柔性制造的发展历程以及发展现状，对发展趋势做了一个预想，并且通过柔性制造的内涵，衍生劣；细数柔性制造的技术，阐述构建完美柔性制造系统的要点、柔性制造系统的策略，对实现对柔性制造系统的柔性战略管理，从而提高企业柔性制造系统的运行质量%关键词：企策略；制造业；柔性制造 中图分类号：F259.22文献标志码：A文章编号：1671-1602(2019)14-0044-01 1引言 概述了柔性制造技术的基本概念、优缺点、发展的支撑条件等，探讨了柔性制造技术发展的现状，“柔性”“敏捷”“能”和“集成”乃是现今备和系统的展方向％因此，建立柔性于我国制造业的生存和发展具有重要现实意义％ 2柔性的概述 2. 1柔性制造的发展历程及现状％柔性技术，是 形状加工寸象实现程序化柔性工的各种技术的总和％柔性 技术是技术密集型的技术群，我们认为适用于、中小批量(包括件产品)并侧重于柔性的加工技术都属于柔性制造技术％目前按规模大小划分为：1、柔性制造系统(FMS)%2、柔性制造单元(FMC)%3、柔性制造线(FML)%4、柔性制造工厂(FMF)% 2. 2柔性制造系统的发展趋势％柔性的发展趋 集中体现在：计算机广泛用于工&在广泛使用管理信和通讯&用于生备的计算机自动编程加工路线的&据技术和人机界面的&机故和诊：统的&图象和其他测技术的广泛应用％ 3柔性技术的优缺点 3. 1柔性制造技术的优h%利用柔性技术在制造业上可 常明显的优势，体现在：生具有柔性，生产变化的，即使市场突发变故，在FMS的 承受能力之内，变件，具备制造的柔性，时的零件能随时生产，响FMS 常生产，使得生常进行；质量高，FMS减少-具、夹具的使用次数，还有机床的数量，能证卡具与机床匹配相的吻合，零件的一致性的质量，还能自动检测备和自动置时发现质量，在短时间内采取?相应有效措施，保证的优良％ 3. 2柔性制造技术的不足％但是利用柔性技术在业上也存在一定的缺点，体现在：柔性高，投回期长；柔性，操难度大，于操作；柔性集成度高，部件依赖高性降低，可能质量于调整％ 4构的柔性制造系统 首先，柔性是生产方法的主流方向和互助根本％日其次，柔性是前场最坚固的支持％再，柔性 是低落生&益的有效策略％柔性生产方高科技“嵌”配置，实现硬配置的“软”， 的性能和质量，能高劳动生产率和提升 的值％另外，柔性是缩小与他国业差距的关：径％(1)高备柔性％增性设备％(2)性生的设%(3)建立信的管%在快速变化面前，企业面临的最大风险就是库存的风险％(4)建能工队伍%使变动成实际产量实现基本的动，提高的柔性水平% 5“柔性”的意义 柔性制造的性决定了它对制造职责和生产策划环境的变 有很强的领％因而，在我国制造业企业中推行柔性制造有其极为紧张的意义： “性”是当代生产方法的主流方向和互助根本% “柔性”是廣耗性化&坚固的支持％“性”是低落生&益的有效伎俩％ “性”是面领，缩小国际程度差距的紧张途径％ 6柔性案例 联网f管理带来巨大变革，让个性化定制、柔性化生入制造业，“零存”为能％ 随着工业4.0时的，定场的个性的实现要依靠的是智能性生产％索菲亚2003年做定柜，新的工是工业4.0%2013年入先进&亚流的生体系— —柔性生产线，生产机器自动调整，几压贴、开料、封边等生产流程％ 走，整个柔性生间一片忙碌，然见太多工人的，生产机器上下左右摇臂，自动调整，几压贴、开料、封边等生产流程％在件进入自动打节前，一些工人细心地件的位置加上护垫，以防在运程生摩擦碰撞，垫的工序，实现全自动化% 据了解，索菲亚定柜柔性生产线生产能力 2.8万件/，于700 柜/天，工率高，而且致精准，比如，线偏差在0.5mm以内％目前，柔性生产线已在索菲亚全国各生产基地建，除广州增城外，廊坊、浙嘉善&&冈建有柔性生产线，形成了强大的生支撑体，为业内领先% 参考文献： [1]冯健民.浅谈柔性制造系统的现状及实施[J]?组合机床与 加工技术，1997(11):30-33. [2].柔性制造的探路者[J]?国内外机电一体化技术， 2017(2)：16-17. [3]模.柔性制造技术发展动向及我国发展战略[J].中国 机械工程，1991(5)：13-15. [4]?战略柔性、制造柔性对国际经营绩效影响的实证研 究[D]?重庆大学，2006. [5]，叶，易科.柔性制造系统测及控制 [J]?小型微型计算机系统，2017,38(4):906-912.江 西理工大学学报，2008,29(1):53-56. [6].研究发动机柔性制造策略及工艺[J]?中小企业管理 科技(上刊)，2016(4)：177-178. [7]柳瑞禹，张治?企业柔性制造系统的战略管理[J].经济 理，2005(12):74-80. [8].发动机柔性制造策略及工艺探索[J]?制造技术与 机，2014(2). [9]赵加蓉.从制造到智造— —汽车纵梁柔性制造新模式[J]. 工艺师，2016(8):20-23. 44
1 绪论 对于连杆双端面铣削，我们一般采用组合机床，在保证连杆加工精度的基础上，以达到大批量的生产，减少连杆加工时间，从而达到缩短零件的生产周期，减少成本。利用一定的专用夹具，达到一定的工艺要求，完成的连杆零件的加工要求。 1.1 组合机床的特点 组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。它能够对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削磨削等工序，生产效率高，加工精度稳定[1-2]。 组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点： （1）组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的70%～80%，因此设计和制造的周期短、投资少、经济效果好。 （2）由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。 （3）组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠、使用和维修方便。 （4）在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平要求不高。 （5）当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部分件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。 （6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。 组合机床常用的通用部件有：机身、底座、立柱、动力箱、动力滑台，各种工艺切削头等。对于一些按循序加工的多工位组合机床，还具有移动工作台或回转工作台。 动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动的动力部件，其中还有能同时完成切削主运动和进给运动的动力头。 机身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件，起着机床的基础骨架作用，
目录 1前言 (1) 2 总体设计 (3) 2.1总体方案论证 (3) 2.1.1 加工对象工艺性的分析 (3) 2.1.2 机床配置型式的选择 (3) 2.1.3 定位基准的选择 (3) 2.2确定切削用量及选择刀具 (3) 2.2.1 选择切削用量 (4) 2.2.2 计算切削力、切削扭矩及切削功率 (6) 2.2.3 选择刀具结构 (7) 2.3组合机床总体设计—“三图一卡” (7) 2.3.1 被加工零件工序图 (7) 2.3.2 加工示意图 (8) 2.3.3 机床联系尺寸图.................................................................. 错误!未定义书签。 2.3.4 机床生产率计算卡.............................................................. 错误!未定义书签。 2.4夹具轮廓尺寸的确定............................................................ 错误!未定义书签。 3 组合机床后主轴箱设计............................................................ 错误!未定义书签。 3.1绘制后主轴箱设计原始依据图............................................ 错误!未定义书签。 3.2主轴结构型式的选择及动力计算........................................ 错误!未定义书签。 3.2.1 主轴结构型式的选择.......................................................... 错误!未定义书签。 3.2.2 主轴直径和齿轮模数的初步确定...................................... 错误!未定义书签。 3.2.3 主轴箱动力计算.................................................................. 错误!未定义书签。 3.3主轴箱传动系统的设计与计算............................................ 错误!未定义书签。 3.3.1 计算驱动轴、主轴的坐标尺寸.......................................... 错误!未定义书签。 3.3.2 拟订主轴箱传动路线.......................................................... 错误!未定义书签。 3.3.3 传动轴的位置和转速及齿轮齿数...................................... 错误!未定义书签。 3.4主轴箱中传动轴坐标的计算及传动轴直径的确定............ 错误!未定义书签。 3.4.1 传动轴坐标的计算.............................................................. 错误!未定义书签。 3.4.2 传动轴轴径的确定.............................................................. 错误!未定义书签。 3.5轴的强度校核........................................................................ 错误!未定义书签。 3.6齿轮校核计算........................................................................ 错误!未定义书签。 3.7主轴箱中传动轴坐标检查图的绘制..................................... 错误!未定义书签。4三维建模..................................................................................... 错误!未定义书签。 4.1建模软件简介......................................................................... 错误!未定义书签。 4.2建模过程................................................................................. 错误!未定义书签。5结论............................................................................................. 错误!未定义书签。参考文献.................................................................................. 错误!未定义书签。致谢........................................................................................ 错误!未定义书签。附录........................................................................................ 错误!未定义书签。
1.组合机床是以大量的约（70%--90%）通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床。 2.组合机床的特点：①设计制造周期短，经济效益好②自动化程度高，产品质量稳定，劳动强度低③与一般机床相比，结构稳定，工作可靠，使用和维修方便④产品加工质量靠工艺装备保证，对工人技术水平要求不高⑤其通用部件可以重复使用，不必另行设计制造⑥能更好的适应大规模和自动化生产需要。 2.组合机床常用的通用部件：动力部件、输送部件、支承部件、控制部件、辅助部件。（1）动力部件有四种：①机床主运动动力部件：形成机床切削速度或消耗主要动力的工作运动部件。②机床进给运动动力部件：使工件的多余材料被去除的工作运动部件。③既能实现主运动又能实现进给运动的动力部件④为单轴头变化主轴转速的跨系列通用部件。（2）输送部件：它具有定位和夹紧装置，用于安装工件并运送到预定工位的通用部件。如回转工作台、移动工作台、回转毂轮和自动线的输送装置等。（3）支承部件：用于安装动力部件和输送部件等的通用部件——侧底座、立柱、立柱底座和中间底座等。（4）控制部件：用于控制具有运动功能的各个部件，以保证实现组合机床工作循环。（5）辅助部件：除上述部件以外的其他部件，例：冷却、润滑、排屑以及自动线的清洗装置，气动或液压夹紧装置和机械扳手等。 3.组合机床的配置形式：1.大型组合机床的配置形式：①固定式夹具的单工位组合机床②移动式夹具的（多工位）组合机床③转塔主轴箱式组合机床。2.小型组合机床的特点和配置形式：特点：①加工工件材料品种多②部件综合刚读低，机床不宜加工多层壁的同轴孔工件③避免粗、精加工工位同时切削，防止粗加工的振动影响精加工质量④一般为多刀、多工位加工⑤工作台面积小，夹具和动力部件易发生碰撞⑥生产效率高。配置型式：①固定式夹具的单工位组合机床②移动式夹具的（多工位）组合机床. 4.组合机床自动线的分类：直接输送式、间接输送、悬挂式输送。的联接方式：刚性联接、柔性联接。 5.组合机床柔性化的主要途径：①自动换箱式组合机床②自动换刀式组合机床③手动换箱式组合机床 6.动力滑台：由滑座、滑鞍和驱动装置等组成，是实现组合机床直线进给运动的动力部件。根据驱动方式的不同分为：液压滑台、机械滑台、数控滑台。 7.机械滑台与液压滑台的用途、工作循环和导轨型式完全一样。液压滑台与机械滑台的主要区别是：液压滑台优点：{无级调速，变换进给量方便，可安装压力继电器，机床运行安全，机床较易实现加工自动循环。缺点：成本高，温度变化对系统的性能有较大影响，漏油污染环境，维修较困难。}机械滑台有1HJ、1HJb、1HJc三个系列。其中1HJ、1HJb 两系列有普通级、精密级两个精度等级，其刚度、热变形较小，进给稳定性高，常用于粗加工和半精加工，1HJc系列为高精度级机械滑台，适用于精加工。本系列机械滑台属于有级变速，适用于大批、大量生产企业。最新开发的NC—1HJ系列交流伺服数控机械滑台：调整进给量方便，滑鞍定位准确，适用于多品种和小批量生产企业。交流伺服机械滑台除具有一般机械滑台的用途外，还使进给系统具有易调、快调和无级调速的优点。这种交流伺服机械滑台在变转速、进给量、生产节拍等方面具有较大的柔性。是组合机床及其自动线实现宽范围调速、滑台位控准确以及能执行数控机床加工工件程序的先进动力部件。 8.对支承部件的要求：①足够静刚度②较好的动特性③良好的热特性④小内应力 9.组合机床设计的步骤：（1）拟定方案阶段： ①制定工艺方案：确定机床完成的工艺内容及其加工方法，决定刀具种类、结构型式、数量及切削用量等②确定机床配置型式及结构方案：根据工艺方案决定机床型式和总体布局一，保证要求的设计结构、工作精度和生产率。③总体设计：包括“三图一卡”，即被加工零件工序图，加工示意图，机床联系尺寸图和生产率计算卡.（2）技术设计阶段：根据已确定的工艺和结构方案，按照加工示意图和机床联系尺寸图进行部件设计，绘制夹具、多轴箱装配图.（3）工作设计阶段：①绘制所有专用零件图并绘制出润滑、冷却管路系统图及机床总图②编制机床说明书，制订机床精度检验、调整、试车规范等有关验收标准。 联系尺寸图应考虑的问题:1夹具轮廓尺寸的确定2机床装料高度3中间底座轮廓尺寸4多周箱轮廓尺寸10.影响组合机床方案制定的主要因素：①被 加工零件的加工精度和加工工序②被加工零 件特点③被加工零件的生产批量④机床使用 条件。 11.确定工艺方案的原则：粗、精加工工序的 安排：大批量生产，确定工艺流程宜粗、精 工序分开进行，优点：①工件能较好冷却， 减少热变形及内应力变形影响，对精度要求 高的零件，更需如此安排②避免粗加工振动 对加工精度、表面粗糙度的影响。③有利于 精加工机床保持持久的精度④机床结构简 单，便于维修、调整。 12.工序集中程度提高会带来的问题：①工序 过分集中会使机床结构复杂，可靠性降低， 影响生产率的提高②工序过分集中导致切削 负荷加大，往往由于工件刚性不足及变形等 影响加工精度。 13.提高工序集中程度时，应注意:①适当考 虑单一工序②互相间有位置精度要求的工序 应集中在同一工位或同一台机床上加工③大 量的钻、镗工序应分开，不要集中在同一个 多轴箱完成④确定工序集中时，必须充分考 虑零件是否因刚性不足而在较大的切削力、 夹压力下变形对加工精度带来不利影响⑤工 序集中时，需考虑粗、精加工工序的合理安 排及由于多轴箱结构及设置导向的需要。 14.组合机床切削用量选择的特点：①切削用 量比一般万能机床单刀加工低30％②组合 机床多轴箱的所用刀具用一个进给系统，为 标准动力滑台。要求所有刀具的每分钟进给 量相同，且等于动力滑台的每分钟进给量。 15.确定切削用量应注意的问题：①尽量合理 利用所有刀具，充分发挥其性能②复合刀具 选切削用量时，应考虑刀具的使用寿命。进 给量通常按复合刀具最小直径选择，切削速 度按复合刀具的最大直径选择③选择切削用 量时，应注意零件生产批量的影响（刀具耐 用度不低于一个工作班，最少不低于4h）④ 在确定钅忽镗孔切削速度时，当镗孔主轴需 要周向定位时，各镗轴转速应相等或成整数 倍⑤切削用量选择应有利于多轴箱设计⑥需 考虑所选动力滑台的性能。 16.被加工零件工序图的作用：表示了组合机 床的工艺内容，加工部位尺寸、精度、表面 粗糙度、加工用定位基准、夹压部位等的图 纸。是组合机床设计的主要依据，也是制造、 使用、检验和调整机床的重要技术文件。内 容：①被加工零件的形状和轮廓尺寸及与本 机床设计有关的部位的结构形状及尺寸②加 工用定位基准、夹压部位及夹压方向③本道 工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、 形状位置尺寸及技术要求。④必要的文字说 明（如：被加工零件编号、名称，材料、硬 度，重量及加工部位）.注意事项：①突出加 工部位（用粗实线），本道工序保证的尺寸、 角度等，均在尺寸数值下面粗实线或标记， 或黑框格框起来②加工部位位置尺寸由定位 基准注起（应将零件图上的不对称位置尺寸 公差换算成对称尺寸公差） 17.加工示意图的一、作用：反映零件加工 工艺方案，是组合机床设计的主要图纸之一， 是整台组合机床布局和性能的原始要求，是 调整机床、刀具及试车的依据。二、内容: ①应反映机床的加工方法、加工条件及加工 过程②根据加工部位特点及要求，决定刀具 类型、数量、结构、尺寸③决定主轴的结构 类型、规格尺寸及外伸长度④选择标准或设 计专用的刀杆、浮动卡头、导向装置等，决 定它们的结构、参数及尺寸⑤标明主轴、接 杆、夹具与工件的联系尺寸、配合及精度⑥ 确定并标注主轴的切削用量⑦决定机床动力 部件的工作循环及工作行程。三、注意事项： ①按比例用细实线绘出工件加工部位和局部 结构的展开图（同一多轴箱上结构尺寸相同 的主轴可只画一根，但必须在主轴上标注轴 号。）②主轴分布可不按真实距离绘制，但当 被加工孔间距很小或导向装置径向尺寸较大 时，相邻主轴必须按严格比例绘制，以便检 查相邻主轴、刀具、导向等是否干涉③主轴 从多轴箱端面画起。四、选择导向装置时： （1）导向的主要参数包括：导套的直径及公 差配合，导套的长度、导套离工件端面的距 离等。（2）钻模板往往不能设置在机床夹具 上，而是将它与多轴箱连接并随之运动，这 就是活动钻模板。 如下情况采用活动钻模板：①在多工位组合 机床上，各工位上加工工序不同，机床工作 中工件要在工序间转换运动。②在单工位组 合机床上，在工件内壁上钻孔时，为使导向 套尽量靠近加工部位又不影响工件装卸③在 具有随行夹具输送方式的组合机床自动线 上，若要求刀具导向装置尽量靠近加工部位， 又不妨碍工件运输④采用可调多轴箱以适应 多品种加工，在变更工件品种时，需要更换 钻模板，为了方便，采用活动钻模板。 选取装料高度H考虑主要因素:车间里运送 工件的滚到高度,工件最低空位置,多轴箱最 低主轴高度、中间底座、夹具等高度。 设计与采用活动钻模板的要点如下：①活动 钻模板必须以一定的部位同机床夹具定位② 设计钻模板应当使其有足够的刚性③安排机 床工作循环时，应注意：在动力部件转为工 件进给后而刀具尚未切削工件之前完成活动 钻模板同机床夹具之间的定位以保证定位可 靠④钻模板设计应考虑工作行程中是否与其 它部件相撞，便于工件装卸及调整，更换刀 具方便⑤活动钻模板用的导向、定位元件大 多已通用化，设计时可参考有关资料。 五、影响联系尺寸的关键刀具（最长的刀具） 的确定：从保证加工终了时多轴箱端面到工 件端面间距离尺寸最小来确定全部刀具、接 杆、导向、刀具托架及工件之间的联系尺寸。 其中，须标注主轴端部外径和内孔经（D/d 1 ）、 外伸长度，刀具各段直径及长度，导向的直 径、长度、配合，工件至夹具之间需标注工 件距导套端面的距离。/多轴箱端面至工件端 面之间的轴向距离是加工示意图上最重要的 联系尺寸。 六、工作行程长度组成:1工作进给长度2快 速退回长度3动力部件总行程长度动力部件 的工作循环（包括快速引进、工作进给、快 速退回）及工作行程的确定：①快退长度= 快进+工进②总行程=后背量+快退+前背量。 前背量是指：因刀具磨损或补偿制造、安装 误差，动力部件尚可向前调节的距离。后背 量是指：考虑刀具从接杆或接杆连同刀具一 起从主轴孔中取出所需要的轴向距离。 18.机床联系尺寸图的一、作用：是简化的机 床总图；可用来检验机床各部件相对位置及 尺寸联系是否满足要求；通用部件的选择是 否合适；为进一步进行多轴箱、夹具等专用 部件、零件的设计提供依据。二、内容：① 表明机床的配置型式及总体布局②各部件的 外形尺寸、相互联系尺寸及运动尺寸③主要 专用部件的轮廓尺寸④各通用部件型号及规 格⑤电动机型号、功率及转速⑥机床各部件 的分组号。三、动力部件的选择的主要因素： ①切削功率②进给力（∑F＜F进）③进给速 度（所选择的快速行程速度应小于动力滑台 规定的快速行程速度。所选切削用量的每分 钟工作进给速度应大于动力滑台额定的最小 进给量，一般比动力滑台额定的最小进给量 大50％）④行程（所确定的动力部件总行程 应小于所选动力滑台的最大行程。）⑤多轴箱 轮廓尺寸⑥动力滑台的精度。四、联系尺寸 图应考虑的主要问题：①夹具轮廓尺寸的确 定②机床装料高度H（指工件安装基准面至 地面的垂直距离。H 4 =H 1 +H 5 +H 2 +H 3 +0.5+h 1 -h min 或H 4 =H 6 +H 7 +H 8 。H 4 -装料高度，h 1 -多轴箱最低 主轴中心线至箱体底平面的高度，H 1 -侧底座 高度，H 2- 滑座高度，H 3 -滑座上导轨平面至滑 台体上平面的距离，H 5 -调整垫的厚度，0.5- 多轴箱底平面至滑台体上平面的间隙，h min - 工件上最低孔到工件安装基准面的垂直距 离，H 6 -中间底座高，H 7 -夹具底座高度，H 8 - 支承块或支承钉高度。）③中间底座轮廓尺寸 ④多轴箱轮廓尺寸（宽度B=b+2b 1， 高度 H=h+h 1 +b 1 .b-工件在宽度方向相距最远的两 孔距离，b 1 -最边缘主轴中心距箱体外壁的距 离，h-工件在高度方向相距最远的两孔距离， h 1 -多轴箱最低主轴中心线至箱体底平面的 高度，） 七、中间底座长度方向尺寸：L=（L 1左 +L 1右 +2L 2 +L 3 ）-2（l 1 +l 2 +l 3 ），L 1 -加工终了位置(左 325右330)，多轴箱端面至工件端面间的距 离，L 2 -多轴箱厚度(325)，L 3 -沿机床长度方 向工件的尺寸，l 1 -机床长度方向上，多轴箱 与动力滑台的重合长度，l 2 -加工终了位置， 滑台前端面至滑座前端面的距离；l 3 -滑座前 端面至侧底座前端面的距离(100)。 19.a尺寸的选择：当机床不采用切削液时， a尺寸最小可取10~15mm;当机床采用切削液 时，考虑中间底座周边有回收冷却液及排屑 的沟槽，a尺寸一般不小于70~100mm。复杂 的组合机床,a须视具体情况为方便而定. 20.机械生产率计算卡：理想生产率Q=60/T 单 ；实际生产率Q 1 =A/K；负荷率η 负 =Q 1 /Q× 100％（η＜1） 21.手柄轴的作用：供更换、调整刀具和多轴 箱装配及维修检查主轴精度时回转主轴用。 结构特点：端部为正六边形螺母，并伸出多 轴前盖外，以备套上手柄之用。也可用它来 代替一根传动轴。装配要求：为了扳动省力 轻便，手柄轴转速尽量高些；手柄轴位置应 靠近工人操作位置；其周围应有足够大空间， 保证手柄轴回转时不碰到主轴。 22.润滑油泵的装配要求：①油泵轴的位置尽 量靠近油池，离油面高度不大于400~500mm ②油泵轴的转速视工作条件而定,主轴数目 多时，油泵转速应高些③为了便于维修，油 泵齿轮最好布置在第一排④油泵的安置要使 其回转方向保证进油口到排油口转过 270°。 23.多轴箱中定位销到多轴箱侧壁的距离（E） 值，当多轴箱宽度B≤500mm时，E=25mm，当 多轴箱宽度B＞500mm时，E=50mm。
现代汽车制造技术现状及发展趋势 摘要：本文结合汽车制造技术的产业发展重要性，从汽车制 造技术管理方面、设计方面、制造工艺方面、自动化方面做 了剖析了中国汽车现阶段制造技术的发展现状，并提出了相 应的未来发展趋势预测。本文指出，信息化对制造技术的进 步的推动作用越来越重要，各方面的精密加工也具有一定的 进步空间。另外，本文针对敏捷制造技术又做了相关介绍。关键词：汽车制造技术现状发展趋势 （英文摘要略） 0 前言 20世纪80年代以来，计算机和网络技术的迅速发展和普及，不仅改变了人类社会的技术特征，也对人类的社会、经济和文化等方面产生了深远的影响。一方面，随着经济的发展和人们生活水平不断提高，追求多样化、新颖化成为社会风尚，人们对消费品的要求也越来越高，希望产品有自己的特色。另一方面，随着信息时代的到来，制造业面临的环境也不断改变，更加难于预测，人们需求的多样化也迫切要求汽车制造企业生产出顾客化的产品，并促使汽车制造企业竞相采用更加先进的制造技术，以便在最短的时间内、以最好的质量、最低的成本和最优的服务来开发出适应市场需求的新产品，在激烈的市场竞争中谋得生存与发展。正是在这一大环境下，现代汽车企业的制造技术必须获到突飞猛进的发展，以适应不断变换的市场和消费者对汽车越来越高的个性化要求。汽车是技术含量很高的产品，现代汽车更不单单是纯粹的技术产品，而是现代汽车新技术和先进的管理模式相结合的结晶。 现代汽车制造技术的发展包括了方方面面的发展，例如新型制造技术的发展，刀具工艺的发展，激光焊接技术的发展，材料科学技术的发展，网络技术的发展等等，这些发展变化不胜枚举，为了抓住汽车制造技术本质的发展趋势，本文将从现代汽车制造技术的宏观角度来阐述其发展历程，现状以及未来发展趋势。这里的汽车制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法，而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术，涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域，并逐步融合与集成。 从专业角度讲，汽车制造技术是汽车设计图纸（或三维数模），通过一系列的工艺方法和装备，变成符合设计图纸及数模全部技术要求的汽车商品的全过程。它包含原材料状态的选择、毛坯制造、成形加工、切削加工、表面涂饰、装配试验、检测、输送、生产线布置、物料供应等多学科、多专业的关联度极广、相互影响极为密切的复杂系统。它直接关系到产品的质量、可靠性、成本和竞争力。汽车质量的80%取决于制造质量，汽车成本的70%来源于制造成本，汽车产品市场需求反应灵敏度也有50%以上取决于制造技术。制造技术水平的高低直接决定了汽车生产企业在市场竞争中的生存与发展。纵观全球汽车工业的发展，汽车制造技术和汽车产品技术是推动汽车产业前进的两个缺一不可的轮子。从某种意义而言，汽车制造技术这个轮子更为重要，因为它涉及面更广，涉及技术更复杂，加权值也就更高。先进的汽车产品技术、创新的汽车产品设计师需要通过制造技术，在制造出的产品上来体现。因此汽车制造技术是汽车产品技术创新的重要支撑、汽车产业发展的动力。在中国汽车行业内外一致强调要由大到强，要走自主创新、自主发展，要走向世界时，更应该重视我国汽车制造技术的现状和发展，而现实的状况并不令人宽慰。加强汽车制造技术的开发与提升已刻不容缓。 1 现代汽车制造技术发展规律 汽车工业是一条从产品研发、生产制造、销售服务的完整产业链，制造技术是这条产业链上重要的一环。回顾世界汽车工业和我国汽车工业发展的历史，不难看出汽车制造技术的发展是紧紧地和汽车工业发展连在一起的。 20世纪50年代苏联援建第一汽车厂，汽车制造大量流水生产概念和方式首次引入我国，采用了大量的专用设备、组合机床和自动半自动生产线。