本科毕业论文-gs250汽缸头组合钻床的设计论文.docVIP

1 前言 1.1 组合机床发展史 组合机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件，30年代后组合机床在世界各国得到迅速发展。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。 80年代以来,国外对中大批量生产、多品种加工装备采取了一系列的可调、可变、可换措施,使加工装备具有了一定的柔性。如先后发展了转塔动力头、可换主轴箱等组成的组合机床，同时根据加工中心的发展开发了二坐标、三坐标模块化的加工单元，并以此为基础组成了柔性加工自动线(FTL)。这种结构的变化，既可以实现多品种加工要求的调整变化快速灵敏，又可以使机床配置更加灵活多样。国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性进展，实现了机床工作程序软件化、工序高度集中化、高效短节拍和多功能全面监控。 我国加入WTO以后，制造业所面临的机遇与挑战并存、组合机床行业企业适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，截至2005年4月份，组合机床行业企业但组合机床一项，不完全统计产量已达1000多余台，产值达3.9个多亿，较2004年同比增长了10%，另外组合机床行业的增加值、产品销售率、全员工资总额、出口交费值等经济指标均有不同程度的增长。新产品、新技术较去年年均有大幅度提高，可见行业企业运营状况良好，前景光明。 组合机床及其自动线是集机电于一体是综合自动化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、轻工等行业。我国的传统的组合机床主要采用机、气、电、液压控制，它的加工对象是生产批量比较大的大中型的箱体类类零件，可完成钻孔、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，以及铣削平面和成型面等。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，还有多工位回转台组合机床等；随着技术不断的进步，一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受人们是亲昧，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随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，并能灵活适应多种加工的可调可变的组合机床。 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、装配等技术。我国组合机床及其组合机床自动线的总体技术水平比发达国家的相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都需要从国外进口。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，要从过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需要，真正成为刚柔兼备的自动化装备。 1.2 选题背景及意义 机械工业是一个国家的支柱产业，服务于其它各种行业，是一个国家现代化发展水平的主要标志之一，因此应该加快机械行业的发展，发现生产中的问题，改良淘汰落后产品，运用先进的技术努力提高加工效率、加工精度。另外还要根据实际情况，从我国的国情出发，不能只盲目的追求高精度与产品的先进性，而忽略了其经济性，要在满足精度的前提下，尽可能的降低生产成本，节约资源。 钻床在机加工中被广泛应用，在生产过程中的很多零件，例如端盖、汽缸头或箱体类零件，其上需要钻许多孔。如果用普通单轴钻床进行加工，其效率很低，因为其只能在主轴上装一个钻头，进行单孔钻削加工，如果在大批量生产中不仅生产率低，而且劳动强度大，精度也无法保证。目前多轴组合钻床在生产中已得到广泛的应用，其不但能同时加工工件上的多个孔，可以大幅度的提高生产率，减轻工人的劳动强度，而且还能保证孔距、孔径的精度要求。 汽缸头是汽车发动机的一个重要的零件，其上分布有许多的孔，图1.1是GS250汽缸头的局部视图，此汽缸头的加工要求要钻4×φ12的通孔。原来该工序是在普通钻床上完成的，通过钻模板来保证孔径、孔距的精度，但是在大批量的生产中则生产率低，劳动强度大，需多次装夹孔与孔之见的位置精度难以保证。所以在这种情况下最适合用多轴组合钻床进行一次装夹，对工件表面的4个孔同时加工。 图1.1 GS250汽缸头孔距 因此根据以上分析，将设计课题定为GS250汽