变速器前壳体专用卧式镗床设计.doc

引 言 孔加工在金属切削加工中占有重要地位，一般约占机械加工量的1/3。为保证孔及孔系间的相互位置精度一般采用镗削加工，对大孔径孔的加工更是如此。 1775年威尔斯发明了一种能够精密加工大炮炮筒的工具，这就是最古老的镗床。经过两个多世纪的发展，镗床和其它现代机械加工设备一样，不再是单一的纯机械产品，融入了更多的微电技术、信息技术和控制技术，准确的说，现代的机床设备是一种机电一体化产品。机电一体化技术就是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。通过微电控制技术在机械领域的应用，现代机床有加工精度高，效率高，工人劳动强度低，有利于实现生产自动化等的特点。目前，国内外机床正朝着高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化方向发展，并注重工艺适用性和经济性。本次设计就是本着在保证加工精度的前提下，尽量提高生产效率，减轻工人劳动强度，降低生产成本的原则进行的。由于时间仓促，本人水平有限，难免会有错误和纰漏之处，万望海涵！  第1章概述 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称之为“工作母机”或“工具机”，习惯上简称机床。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占机器总制造工作量的40％-60％，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。 1.1 镗床及镗削加工 镗床主要是用镗刀在工件上镗孔的机床。通常，镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动，它的加工精度和表面质量要高于钻床，镗床是大型箱体零件加工的主要设备。 镗削一般在镗床、加工中心和组合机床上进行，主要用于加工箱体、支架和机座等工件上的圆柱孔、螺纹孔、孔内沟槽和端面；当采用特殊附件时，也可加工内外球面、锥孔等。对钢铁材料的镗孔精度一般可达IT9～IT7，表面粗糙度为Ra2.5～0.16μm。 1.2 机床的发展历程 公元前二千多年出现的树木车床是机床最早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性使工件由绳索带动旋转，手拿贝壳或石片等作为刀具，沿板条移动工具切削工件。中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原理。 十五世纪由于制造钟表和武器的需要，出现了钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工机床，以及水力驱动的炮筒镗床。1500年左右，意大利人列奥纳多·达芬奇曾绘制过车床、镗床、螺纹加工机床和内圆磨床的构想草图，其中已有曲柄、飞轮、项尖和轴承等新机构。中国明朝出版的《天工开物》中也载有磨床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋转，加上沙子和水剖切玉石。 十八世纪的工业革命推动了机床的发展。1774年，英国人威尔金森发明了较精密的炮筒镗床。次年，他用这台炮筒镗床镗出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机的要求。为了镗制更大的汽缸，他又于1776年制造了一台水轮驱动的汽缸镗床，促进了蒸汽机的发展。从此，机床开始用蒸汽机通过天轴驱动。 1797年，英国人莫兹利创制成的车床由丝杠传动刀架，能实现机动进给和车削螺纹，这是机床结构的一次重大变革。莫兹利也因此被称为“英国机床工业之父”。 19世纪，由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产的推动，各种类型的机床相继出现。1817年，英国人罗伯茨创制龙门刨床；1818年美国人惠特尼制成卧式铣床；1876年，美国制成万能外圆磨床；1835和1897年又先后发明滚齿机和插齿机。 随着电动机的发明，机床开始先采用电动机集中驱动，后又广泛使用单独电动机驱动。二十世纪初，为了加工精度更高的工件、夹具和螺纹加工工具，相继创制出坐标镗床和螺纹磨床。同时为了适应汽车和轴承等工业大量生产的需要，又研制出各种自动机床、仿形机床、组合机床和自动生产线。 随着电子技术的发展，美国于1952年研制成第一台数字控制机床；1958年研制成能自动更换刀具，以进行多工序加工的加工中心。从此，随着电子技术和计算机技术的发展和应用，使机床在驱动方式、控制系统和结构功能等方面都发生显著的变革。 1.3 数控机床的发展 1、高速化 随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。 2、高精度化 数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。 提高CNC系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使CNC控制单位精细化，并采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度，位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法；采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术，对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。研究结果表明