1. 研究目的与意义
随着社会的发展及需要，机械加工技术逐渐成熟，通用机床已不能完全适应新时期的需求。通用机床只能对一种零件进行单刀，单工位，单轴，单面加工，生产效率低且加工精度不稳定，且通用机床为提高加工的适用性，追求较大的加工范围，使得通用机床的结构逐步复杂化，不利于制造及装配，还会造成生产资料的浪费。为了完善传统机床的结构及性能，工程技术人员有针对性地设计出了专用机床。但由于专用机床是依据特定的工艺要求专门设计制造的，且它的零部件均是专门设计制造的，因此相对于通用机床而言，专用机床的造价过于昂贵，设计制造周期较长。为了解决通用机床与专用机床之间的矛盾，在保留通用机床和专用机床的优越性的前提下，1911年组合机床在美国应运而生，组合机床不仅能有效地降低成本，而且还能使生产效率得到大幅提升，在大批量生产制造中得到广泛应用。组合机床上能在保证高精密度和搞生产效率的条件下完成多道工序，例如钻孔、扩孔、铰孔、铣削、磨削、镗削等工序。本课题针对减速器箱体9孔钻组合机床设计，该组合机床有利于提高生产效率，提高加工精度，提高制造稳定性，最终实现降本增益。
2. 课题关键问题和重难点
（一）、课题关键问题
1.减速器箱体零件的加工工艺路线的安排、分析、选择。
2.减速器箱体零件9孔钻工序的定位：确定定位方案。
3. 国内外研究现状（文献综述）
1911年第一台组合机床在美国问世，用于汽车零部件的加工。由于前期各机床生产厂家都按照自己的通用部件准则进行生产作业，致使通用部件未形成规范化准则，通用部件未具备互换性。1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司一同于美国机床制造厂进行磋商，确定了通用部件的规范化准则。组合机床通常用于复杂结构的零件及箱体类零件的加工，其加工方式为多轴、多刀、多工位、多工序或组合加工。
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、锉孔、车端面和凸台，在孔内菅各种形状槽，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。
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国外发达国家要相对较为落后，国内所需的部分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肯定会导致投资规模的扩大，并会使产品生产成本提高。因此，市场要求我们需要不断开发新技术、新工艺，研制新产品，由过去“刚性”的机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需求，真正变成刚柔兼备的自动化装备。多轴化控制的机床装备适合用于加工形状复杂的零件、产品周期的缩短也要求组合机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工要求。然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的广泛应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度得到进一步提高，操作者可以通过网络等通讯设备对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累记录有关数据；通过网络对远程的设备进行检查维修和提供售后服务等等。在这些方面我国组合机床装备还有很大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展和改进方向。
4. 研究方案
课题的研究内容是减速器箱体组合机床设计，首先要确定组合机床工艺方案。在确定组合机床工艺方案时，为了确保工艺方案的准确性，所设计的组合机床应符合“重量轻、体积小、结构简单、使用方便、效率高、质量好”等要求。机床的工艺方案应合理、先进，以人为主体。应密切联系实际，总结生产实践经验，了解被加工零件的加工情况和影响机床方案制定的因素。影响机床工艺方案制定的主要因素有：1.加工的工序和加工精度的要求。2.被加工零件需要在组合位上完成的工序及加工度。
再对组合机床进行总体设计：切削速率的计算、机床总体设计、道具的选择和动力部件参数的选择。组合机床的设计步骤为：1.了解机床的工作环境，了解被加工件的加工的特点、技术要求、精度、定位方案、夹紧方式。确定组合机床加工件的工艺内容和加工方法。其内容包括加工工步数的确定和刀具的选择。2.机床结构方案的确定，根据工艺方案确定机床的型号和整体布局。在选择机床型号时，需考虑工艺方案的可行性，加工精度、生产效率和加工的技术要求，以及机床的故障维护修理问题。还要注意加工零件的生产批量，以保证设计机床的高效率、高精度、降本增益要求。3.组合机床总体设计，建立机床部件间的关联性，选择通用部件和刀具导向，确定切削用量和机床生产率，绘制机床的机床的尺寸联系图及加工示意图。4.组合机床的部件设计和施工规划，在定组合机床生产方案时，与一般的机床方案有所差异。在流水线上生产时，由于工序的不同，机床的型号有较大差异。故在进行生产作业时，应全面分析流水线，将独立的运作中机床联系起来，进行整体设计。完成组合机床的总体设计后绘制“三图一卡”：被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、生产率计算卡。被加工零件工序图:是根据选定的工艺方案,表明零件形状、尺寸、硬度、以及在 所设计的组合机床上完成的工艺内容和所采用的定位基准、夹压点的图纸。加工示意图:是被加工零件工艺方案在图样上的反映,表示被加工零件在机床上的加工过程,刀具的布置以及工件、夹具、刀具的相对位置关系,机床的工作行程及工作循环等。根据加工零件示意图确定工件加工孔的位置、数量和切削用量以及切削速度。机床联系尺寸图:是用来表示机床的配置形式、机床各部件之间相对位置关系和运动关系的总体布局图。
主轴箱设计，对多轴箱齿轮传动系统的一般要求：1.尽量用一根中间轴带动其他轴。2.一般情况下，尽量不采用主轴带动主轴方案。3.为使结构紧凑，主轴箱向内的齿轮传动副的最高传动比为1-1.5。4.在驱动轴转速较高时，可采用逐步降速传动。5.齿轮排数安排：不同轴上的齿轮不发生碰撞，不同轴上的齿轮与轴承套不发生碰撞。
5. 工作计划
第一周：全面收集分析整理材料，大量查阅相关专业的文献，完成译文翻译。第二周：完成开题报告。第三周、第四周、第五周：根据指导老师的要求修改开题报告。第六周：完成毕设课题的计算，校核与设计。第七周：确定技术参数和工作性能，应充分考虑材料结构强度、刚度、寿命、经济型、安全性。第八周：设计机床结构，计算切削功率，选择动力部件的参数，选择刀具，设计机床总体结构。第九周：设计夹具，计算并校核夹具的相关参数，确定夹具的夹紧方案，设计夹具结构；填写“中期检查报告”。第十周：设计主轴箱，计算齿轮、轴、轴承的相关参数并进行校核并确定型号，设计相关齿轮、轴、轴承的结构。第十一周、第十二周、第十三周、第十四周：绘制夹具总装配图，绘制主轴箱展开图，绘制机床尺寸联系图，绘制加工示意图。制作工艺文件：拟定工艺目录、工艺文件变更记录表、工艺流程图、工序工艺卡片。第十五周、第十六周：撰写论文和设计报告、论文检测。第十七周：答辩，存档。
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