前言作为实践教学的重要形式，毕业设计是大学生从学生学习阶段到以后的生产实践阶段的过度。

它能够使大学生综合回顾和应用以前学过的知识，建立基本的知识体系，是培养大学生创新能力、实践能力和创业精神的重要过程。

在批量生产中要提高生产率，缩短加工时间和辅助时间，集中加工工序，就应该设计专用机床。

组合机床70%~90%的通用零部件，设计周期短，成本低，当加工对象改变时，可利用原有的通用零部件，组成新的组合机床。

近年来，组合机床在汽车，发动机，电机，仪表，纺织机械等生产部门获得了广泛应用。

随着组合机床技术水平的逐步提高，组合机床的应用将会更加广泛。

我这次毕业设计的课题，是根据老师以前研制过的项目设立的，课题来源成熟，内容也接近生产实际。

正符合现实的人才培养需求，对我们以后的发展也将起到积极的作用。

我此次毕业设计的任务是组合机床总体设计，在老师和同学的指导和帮助下，查阅许多相关手册，网上搜索相关信息，通过不断的改进和完善，设计出了能同时加工后桥减速器壳周边12个孔和底下4个孔的专用机床，基本上达到了此次设计的要求。

从而集中了生产工序，降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，降低了生产成本。

同时也使我建立了组合机床设计的基本概念,了解了一般的设计步骤，巩固了以前学过的知识，培养了实践能力，积累了经验。

第1章组合机床概述在批量生产中为了提高生产率，必须要缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合，使每个工位装夹多个工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中，因而广泛采用组合机床及自动线。

组合机床是用已经系列化、标准化的通用部件和少量专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高效专用机床，其生产率比通用机床高几倍至几十倍，可进行钻、镗、铰、功丝、车削、铣削等切削加工。

目前，在汽车，拖拉机，菜油机，电机，仪表，军工等等重，轻工业大批大量生产中获得了广泛应用。

一些中小批量生产的企业，如机床，机车，工程机械等制造业中业已广泛应用。

组合机床最适合加工各种大中型箱体零件，如汽缸盖，汽缸体，变速箱体，电动座机仪表等零件；也可以用来完成轴套类，轮盘类，叉架类以及盖板类零件的部分或者全部工序的加工。

组合机床主要由滑台，动力头，夹具，多轴箱，动力箱，底座以及控制部件和辅助部件等组成，组合机床上的钻头由电动机通过动力箱，多轴箱和驱动装置作旋转主运动而由各自的滑台带动作直线进给运动。

组合机床具有如下特点:1．主要用于加工箱体类零件和杂件的平面和孔。

2．生产率高。

因为工序集中，可多面、多工位、多轴、多刀同时自动加工。

3．加工精度稳定。

因为工序固定，可选用成熟的通用部件、精密夹具和自动工作循环来保证加工精度的一致性。

4．研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本低。

因为通用化、系列化、标准化程度高，而且通用零部件可组织批量生产。

5．自动化程度高，劳动强度低。

6．配置灵活。

因为结构模块化、组合化，可按工件或工序要求，用大量通用部件和少量专用部件灵活组成各种类型的组合机床及自动线。

机床易于改装，产品或工艺变化时，通用部件一般还可重复利用。

第2章组合机床总体设计组合机床总体设计，通常上根据与用户签订的合同和技术协议书，针对具体加工零件，拟订工艺方案，并进行方案图样和有关技术文件的设计。

§2.1工艺方案的拟订工艺方案的拟订是组合机床设计的关键一步。

因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。

因此，应根据工件的加工要求和加工特点，按一定的原则、结合组合机床常用工艺方法、充分考虑各种影响因素，并经过技术经济分析后拟订出先进、合理、经济、可行、可靠的工艺方案。

§2.1.1产品介绍产品零件图2-1所示：图2-1后桥减速器壳后桥减速器壳是装在汽车，拖拉机等机动车后桥的壳体类零件。

壳体内装有轴承，齿轮系，万向节。

动力通过万向节，齿轮系分配到左右两轮轴上。

后桥减速器壳对里面机构起到了保护和支撑的作用，提高差速器使用寿命。

由于汽车、拖拉机频繁转向，就要提高抗疲劳强度，所以对本产品制造的精度、耐磨性、抗震性都有很高的要求。

§2.1.2 加工零件的技术要求本次设计主要是加工后桥减速器周边的12个mm 5.12φ通孔和底下4个mm 16φ孔，组合钻床单面进给加工，一次加工成型。

保证孔的粗糙度5.12a R ，周边12个孔相对减速器壳轴线的位置度为R0.15。

底下4个孔满足6H 的精度。

工件定位采用已加工的下端面，以大圆环限制5个自由度，另外用一个浮动支撑限制1个转动自由度。

§2.1.3 毛坯材料与制造方法的选择根据实际生产情况和实际需要，本次设计后桥减速器壳的毛坯材料选择为可锻铸铁35-10采取铸造成型。

本次后桥减速器壳孔的加工采用单面卧式组合钻床多工位加工，16个孔一次加工成型，可以提高生产率，降低工人的劳动强度和生产成本。

§2.1.4 工艺方案的比较1．加工的工序和加工精度的要求后桥减速器壳需要在组合机床上完成的工序是集中完成的，mm 5.12φ孔相对减速器壳轴线的位置度要求为R0.15，粗糙度为5.12a R 。

mm 16φ孔的加工精度要求为6H 。

由于定位基准面和底下4个mm 16φ的孔是一个方向的，采用立式组合钻床，就不能加工到4个mm 16φ的孔。

然而，采用卧式组合钻床，安装时利用基准面定位，夹紧工件后夹具体翻转180º，就能满足16个孔能同时加工到，既方便安装，又保证了一定的加工精度。

2．被加工零件的特点后桥减速器壳零件外形复杂，结构不规则，前面几道工序的定位夹紧方式比较单一。

由于后续工序要用到孔定位，所以钻孔这道工序比较靠前。

钻孔前先加工壳体周边底平面，然后以此为基准进行钻孔。

3．工件的生产方式此工件是大批量生产，年产量是40000件。

若采用普通机床加工，则要好几台机床，分几道工序，投入大量的人力物力才能达到要求。

而采用单面卧式钻床加工，每次同时钻削5.1212φ-孔和4-16φ孔共16个孔，且保证了一定的加工精度及表粗糙度。

前期一次投资，节省了场地空间和操作工的人数，缩短了生产一件零件的单位时间，从而提高了生产率。

且组合机床大量的通用部件都可以回收利用到其他机床上去。

所以采用组合机床加工能产生积极的经济效益。

§2.1.5 拟订工艺过程1．备料，铸造成型；2．加工基准面,即后桥减速器壳的周边底平面；3．组合机床同时钻5.1212φ-孔和164φ-孔；4．钳工去毛刺。

§2.2 切削用量的确定在组合机床工艺方案确定过程中，工艺方法和关键工序的切削用量选择是十分重要的。

切削用量的选择是否合理，对组合机床的加工精度、生产率、刀具耐用度、机床的结构型式及工作可靠性均有较大的影响。

§2.2.1 组合机床切削用量的确定在组合机床上加工5.1212φ-孔和4-16φ孔，工件材料为可锻铸铁，硬度为150HB ，抗拉强度a MP 630，可以选用高速钢锥柄麻花钻。

查文献[2]可得，当采用高速钢麻花钻加工直径为mm 5.12φ和mm 16φ的孔，钻削材料为铸铁时：r mm r mm f /4.0~/2.0>，试取加工mm 5.12φ时刀具的每转进给量为r mm f /3.01=查文献[4]，切削速度可以根据以下公式计算： v y x p m z v k fa T d c v v v v= （2-1）公式中各参数见表2-1注：下标为1表示mm 5.12φ孔；下标为2表示mm 16φ孔。

表2-１ 公式中参数故加工5.1212φ-孔的切削速度：min /590.2313.01405.121255.00125.025.0111m a k f a T d c v p v y x p m z v v v v =⨯⨯⨯⨯== 转速： min /60110005.1214.3590.231000111r d v n =⨯⨯=⨯=π 因为动力头每分钟的进给速度是一定的，所以要满足：f v f n f n ==2211 (2-2)故 22222221110001000f d k f a T d c f d v f n v y x p m z v vv vππ== 24.020125.025.01614.31100161410003.0601f f a p ⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯解得r mm f /398.02=，满足要求的范围。

所以 min /762.221398.010016144.00125.025.0222m a k f a T d c v p v y x p m z v v v v =⨯⨯⨯⨯== min /45310001614.3762.221000222r d v n =⨯⨯=⨯=π 每分进给量为:22113.1803.0601f n f n v f ==⨯==§2.2.2 确定切削力，切削转速根据上面选定的切削用量，查文献[4]可得切削刀具的计算参数，如表2-1所示。

表2-1切削刀具的计算参数表中： F C ——轴向力系数M C ——扭矩系数F Z ,F Y ——轴向力指数M Z ,M Y ——扭矩指数轴向力修正系数：vBF xF mF F K K K K = （2-3）扭矩修正系数：vBM Mx mM M K K K K = （2-4）式中:mF K 、mM K ——与加工材料有关的系数，取0.1==mM mF K K ；xF K 、xM K ——与刃磨形状有关的系数，取33.1=xF K ,0.1=xM K ；vBF K 、vBM K ——与加工材料有关的系数，取9.0=vBF K ,87.0=vBM K代入式(2-3),得:197.19.033.10.1=⨯⨯==vBF XF mF F K K K K代入式(2-4),得:87.087.00.10.1=⨯⨯==vBM xM mM M K K K K计算mm 5.12φ孔：确定进给轴向力：F y z F K fd C F F F = （2-6） 得：N K f d C F F y z F F F 11.2427197.13.05.124258.00.1111=⨯⨯⨯==确定切削转矩：M y z M K f d C M M M = （2-7） 得：Nm K f d C M M y z M M M 688.1087.03.05.12206.08.00.2111=⨯⨯⨯==确定切削功率：dMv P m 30= （2-8） 得： Kw d v M P m 672.05.1230590.23688.10301111=⨯⨯==计算mm 16φ孔：确定进给轴向力：N K f d C F F y z F F F 02.3895197.1398.0164258.00.1222=⨯⨯⨯==确定切削转矩： Nm K f d C M M y z M M M 955.2187.0398.016206.08.00.2222=⨯⨯⨯==确定切削功率：Kw d v M P m 041.11630762.22955.21302222=⨯⨯== 总切削功率为：Kw P P P m m m 228.12041.14672.01241221=⨯+⨯=⨯+⨯=所以总功率为：损失空转切削P P P P ++= （2-9）式中：切削P ——切削功率，单位为KW ；空转P ——空转功率，查文献[2]表4-6，取每根轴的空转功率为0.05KW ；损失P ——与负荷成正比的功率损失，取所传递功率的1%。