1.1 专用机床概述
专用机床一种专门适用于特定零件和特定工序加工的机床,通常能够在自动生产线上见到,它是组成这种制造系统的必备机床之一。组合机床是专用机床的一种,它是以标准化部件为基础,配以少量专用部件组成[1]。专用机床可以对工件采用多轴、多刀、多工位等多种方式同时加工,能够做到钻、扩、铣等工序一次性完成。生产效率高于普通机床几十倍。随着相关机床技术的不断革新,以及通用部件系列化、标准化,专用机床不仅增强了工艺能力和自动化程度,还将自身低成本、高效率的优点应广泛地用于批量生产。
专用机床涉及的行业十分广泛,主要应用于汽车上箱体类或不规则形状的零件的大批量生产。加工过程中,被加工零件无需旋转,只需刀具进行旋转,并与工件进行相对进给切削运动,很大程度上缩短了时间成本。本次所加工的零件------170左曲轴箱是摩托车上的箱体类零件。一些生产批量不大而重要零件的关键加工工序为保证其加工质量,也常采用专用机床来实现。目前专用机床的研制正向高精度、高效率、高自动化的柔性化方向发展[2]。
1.2 该课题研究的目的及意义
传统的机床只可以对相同的零件采取单刀、单工位等单一的方式进行加工,被加工的工件的特点是效率低、精度欠稳定,而专用机床可以采用多刀、多工位等多种方式同时加工零件。专用机床能够做到钻、扩、铣等工序一次性完成,弥补了传统机床的不足,提高了生产效率,稳定了加工精度稳定。本次设计课题是针对摩托车的170左曲轴箱上的指定孔设计出一台多孔钻专用机床,目的是提高左曲轴箱的批量生产的生产效率,增强其加工精度的稳定性,节约生产成本。
毕业设计是每一个即将毕业学生的一个重要的实践性过程,能够巩固学生的基础课和专业课中所学到的知识,并增长实际生产中的经验。本次专机设计,让学生认识到理论与实际的差别,以及独自工作能力的重要性;更重要的是让我初步了解到专机设计的方法和步骤,熟悉有关标准、规格、手册和资料的运用,绘制部件装配图及零件工作图以及如何有计划地组织自己的工作,为今后走向工作岗位打好基础。
尤其重要的一点,在设计中不应凭空幻想,片面地追求一些不切合实际的设计,真正的创造型设计,应依据于现有科学技术水平。因此,在设计中首先要参观现有的机器的设计,当然不是盲目地照搬照抄,而是对现有的机器进行分析、比较、选用其合理和先进的部分,然后再通过自己的思考进行必要的改进和发展,是自己的设计在使用上和机构上更合理和更经济[3]。
1.3 专用机床发展史
二十世纪初,汽车行业的产生和壮大推动着专用机床的发展。在专用机床装配过程中,由于一部分部件持续地重用,逐渐发展成通用部件,从而产生了组合机床,进一步丰富了专用机床的品种,满足了工件的形状日趋复杂的需求。周所众知,原始的专用机床主要用于加工汽车零件。刚开始,每家机床制造厂都独自的拥有一个通用部件的标准。为了使通用部件能够在不同的专机制造厂中交换使用,以及保证用户操作简单和维修方便,在二十世纪五十年代初,美国福特和通用两家汽车公司与本国多家机床制造商经过多次商榷,最终制定出专用机床通用部件的标准------严格规定各部件相互间的尺寸关系,但没有对部件结构的标准作出规定。
1970年以来,随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀自动刀补技术的发展,专用机床在很大程度上提高了加工精度。铣平面的平面度可达0.05mm/1000mm,表面粗糙度可低达2.5um~0.63um;镗孔精度可达IT7~6级,孔距精度可达0.03um~0.02um。
在第21届日本国际机床博览会上得知,最先进的机床设备被全球几百家机床制造商展示出来,其中一些技术装备的加工速度和精度均超高,它们是深受欢迎的,最令人期待的是复合、多功能、多轴化控制设备是未来拓展的领域。零部件的互换性的提高促使其一体化程度日益增强,且数量逐渐减少了,于此同时,更值得高兴的是机床加工形状复杂的零件的能力进一步提高了。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件[4]。
现阶段专用机床主要应用于大批量生产中,随着专用机床加工的发展与管理技术的开发与完善,专用机床广泛地应用到了小批量生产的企业,应用成组技术,把结构和工艺相似的零件集中在一台专用机床上加工,以提高机床的使用率。这类机床常见的有两种,可换主轴箱式专用机床和转塔式专用机床。
1.4 国内外该研究技术现状
二十世纪九十年代初,首台专用机床问世于美国。30年代后,专用机床在全球许多国家获得快速地发展。至今,它已在现代制造工业(尤其是箱体零件加工)中有着至关重要的地位,没有其它设备可以替代。
现代制造工程从各个角度对组合机床提出了愈来愈高的要求,而组合机床也在不断吸取新技术成果而完善和发展[5]。
1911年起,专用机床在汽车行业中得到广泛的大批量生产,并且随着汽车工业的发展而不断完善。专用机床是根据被加工件的工艺要求及工序集中的原则而设计的,并在系列化 、标准化的通用部件的基础上配





