半精鏜及精鏜氣缸蓋導(dǎo)管孔組合機床設(shè)計鏜削頭設(shè)計.doc

鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書20061前 言在機械制造中，對單件或小批量生產(chǎn)的工件，許多工廠采用通用機床加工。由于通用機床要適應(yīng)被加工零件形狀和尺寸的要求，故機床結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜。不僅如此，在實際加工中，由于只能單人單機操作，一道一道工序地完成，所以工人的勞動強度大、生產(chǎn)率低，工件的加工質(zhì)量也不穩(wěn)定。針對以上的問題，組合機床便出現(xiàn)并逐步發(fā)展起來。組合機床是根據(jù)加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成一種高效組合機床。組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方法，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。組合機床一般用于加工箱體類或特殊形式的零件。加工時，工件一般不旋轉(zhuǎn)，有刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具與工件的相對進給運動來實現(xiàn)各種加工。組合機床的設(shè)計，目前基本上有兩種方式：第一，是根據(jù)具體加工對象的特征進行專門設(shè)計，這是當(dāng)前最普遍也是最實用的做法。第二，隨著組合機床在我國機械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人和技術(shù)人員總結(jié)出生產(chǎn)和使用組合機床的經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)組合機床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計成通用部件，而且一些行業(yè)在完成一定工藝范圍內(nèi)的組合機床是極其相似的，有可能設(shè)計成通用部件，這種機床稱為“專用組合機床”。這種組合機床不需要每次按具體對象進行專門設(shè)計和生產(chǎn)，而是設(shè)計成通用品種，組織成批量生產(chǎn)，然后按被加工零件的具體需要，配以簡單的夾具和刀具，即可組成加工一定對象的高效率設(shè)備。為了使組合機床能在中小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用，往往需要應(yīng)用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺組合機床上加工，以提高機床的利用率。該課題是數(shù)控氣缸蓋導(dǎo)管孔組合機床的主軸箱設(shè)計。該課題來源于高精公司。這次設(shè)計任務(wù)是組合機床主軸箱部分的設(shè)計。主軸箱設(shè)計是該次設(shè)計中一個重要的傳動部分的設(shè)計。首先，在同組同學(xué)完成對組合機床的總體設(shè)計并繪制出“三圖一卡”的基礎(chǔ)上，繪制主軸箱設(shè)計的原始依據(jù)圖；接著確定主軸結(jié)構(gòu)；然后根據(jù)被加工孔的位置，擬定傳動系統(tǒng)。這里應(yīng)注意軸與軸的最小間距應(yīng)符合規(guī)定要求，避免產(chǎn)生干涉，這一步是主軸箱設(shè)計的核心部分；第四步，計算并校核主軸是否符強度要求，其中包括對主軸配套軸承的校核；第五步，設(shè)計計算同步帶傳動裝置；最后，繪制出相應(yīng)的主軸箱圖和同步帶圖以及它們的一些零件圖。整個畢業(yè)設(shè)計，需要查閱大量的資料作為參考，在設(shè)計過程中必須考慮各個方面的問題，要從機床的合理性、經(jīng)濟性、工藝性、實用性以及被加工零件的具體要求出發(fā)，確立合理的設(shè)計方案。要不斷地檢查目標(biāo)的完成情況，這樣才能發(fā)現(xiàn)自己存在的不足，遇到的問題也要及時請教指導(dǎo)老師，研究堅決的方法，得到進步。最終在老師的耐心和認(rèn)真負(fù)責(zé)的指導(dǎo)下，順利完成了這個畢業(yè)設(shè)計。2組合機床總體設(shè)計2.1工藝方案的擬訂工藝方案制定的正確與否是在很大程度上決定了組合機床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應(yīng)根據(jù)工件的形狀和加工要求的特點，按一定的原則，結(jié)合組合機床常用的工藝方法，充分考慮到各種因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析后擬訂出先進，合理、經(jīng)濟、可靠的工藝方案。選擇工藝基面和定位方式是制定工藝方案的關(guān)鍵所在。 確定組合機床工藝方案的基本原則：a.粗精加工分開原則：粗加工時的切削負(fù)荷較大，切削產(chǎn)生的熱變形、較大佳壓力引起的工件變形以及切削振動等，對精加工十分不利，影響加工尺寸精度和表面粗糙度。因此，在擬訂工件一個連續(xù)的多工藝過程時，應(yīng)選擇粗精加工分開的原則。b.工序集中原則：適當(dāng)考慮相同類型工序的集中，在條件允許時，把相同的工序集中在儀態(tài)機床或同一工位上進行加工能簡化循環(huán)和結(jié)構(gòu)；有相對位置要求的工序集中，加工對于相互間有嚴(yán)格的位置精度的孔的精加工應(yīng)集中在一臺機床上一次安裝下完成，并且孔的粗精加工最好集中在一臺機床上完成，這樣可以使精加工余量分布均勻，更利于保證加工精度。2.2切削用量的確定進給量按復(fù)合刀具中最小直徑的單個刀具選擇。在選擇進給量時， 除了考慮被加工工件要求的表面粗糙度外， 還應(yīng)考慮直徑最小或切削深度最大的那把單個刀具的強度。切削速度按復(fù)合刀具中最大直徑的單個刀具選擇。可按刀具預(yù)定的耐用度選取或計算。切削用量的選擇要保證最高精度孔或外圓的精度以及表面粗糙度的要求，并考慮各單個刀具的特點。合理地選擇切削用量，即確定合理的切削速度和工作進給量，能使組合機床以最少的停車損失，最高的生產(chǎn)效率，最長的刀具壽命和最好的加工質(zhì)量也就是多、快、好、省地進行生產(chǎn)。查文獻(xiàn)資料6得：表2-1孔加工常用工序間余量加工工序加工孔徑直徑上工序間余量鉸孔10-200.10-0.20半精鏜10-200.07-0.12精鏜30-1300.25-0.40半精加工：閥座孔，導(dǎo)管孔；精加工：閥座孔，導(dǎo)管孔；查文獻(xiàn)資料6得：表2-2鏜孔切削用量工序刀具材料鑄鐵半精鏜硬質(zhì)合金50-700.15-0.45精鏜硬質(zhì)合金70-900.12-0.15為了便于數(shù)據(jù)的統(tǒng)一，半精加工和精加工中均取。切削速度的計算：粗加工：A.半精加工(排氣)a.槍鉸導(dǎo)管孔根據(jù)以上的查表，選擇，。由 （2-1）切削速度，單位為。=3.1414.81500/1000=69.7b.鏜閥座孔根據(jù)以上的查表，選擇，由切削速度，單位為m/min。=3.1447.8466/1000=70B.半精加工(進氣)a.槍鉸導(dǎo)管孔 根據(jù)以上的查表，選擇，由 切削速度，單位為。=3.1414.81500/1000=69.7b.鏜閥座孔根據(jù)以上的查表，選擇，由 切削速度，單位為。=3.1444.8466/1000=65.6C.精加工(排氣)a.槍鉸導(dǎo)管孔根據(jù)以上的查表，選擇，由 切削速度，單位為。=3.14151500/1000=70.7b.鏜閥座孔 根據(jù)以上的查表，選擇，由 切削速度，單位為。=3.14481500/1000=70.2D.精加工(進氣)a.槍鉸導(dǎo)管孔根據(jù)以上的查表，選擇，由 切削速度，單位為。=3.14151500/1000=70.7b.鏜閥座孔根據(jù)以上的查表，選擇，由 切削速度，單位為。=3.1445466/1000=65.8計算切削力、切削扭矩及切削功率：根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度及進給量），確定進給力，作為選擇動力滑臺及設(shè)計夾具的依據(jù)；確定切削轉(zhuǎn)矩，用以確定主軸及其傳動部件的尺寸；確定切削功率，用作選擇主傳動電機（一般指動力箱電機）功率。根據(jù)6表6-20組合機床切削用量計算圖中推薦的切削力、轉(zhuǎn)矩及功率公式查出采用硬質(zhì)合金刀具鏜孔的切削力、切削轉(zhuǎn)矩和功率（缸體材料為灰鑄鐵）的計算公式如下：切削力 （2-2） （2-3）轉(zhuǎn)矩 （2-4）功率 （2-5）公式中：切削速度（）；進給量（）； 切削深度（）； 加工直徑（）；圓周力（N）；軸向切削力（N）；布氏硬度：； （2-6）在本設(shè)計中，代入公式（2-6）得。半精加工：（排氣）槍鉸導(dǎo)管孔： ； ；鏜閥座孔： ； ；半精加工：（進氣） 槍鉸導(dǎo)管孔： ； ；鏜閥座孔： ； ；精加工：（排氣） 槍鉸導(dǎo)管孔： ； ； 鏜閥座孔： ； ；精加工：（進氣） 槍鉸導(dǎo)管孔: ； ；鏜閥座孔： ； ；動力部件工作循環(huán)及行程的確定：a.工作進給長度的確定工作進給長度應(yīng)等于加工部位長度（多軸加工時應(yīng)按最長孔計算）與刀具切入長度和切出長度之和。即，切入長度一般為，根據(jù)工件端面的誤差情況確定。鏜孔的切入長度為；鏜孔的切入長度為。排氣孔的工進長度的確定：本設(shè)計中槍鉸導(dǎo)管孔切入長度取，切出長度為，所以；鏜閥座孔切入長度取5，切出長度為0，所以。進氣孔的工進長度的確定：本設(shè)計中槍鉸導(dǎo)管孔切入長度取，切出長度為，所以；鏜閥座孔切入長度取，切出長度為0，所以。半精加工中和精加工中的進、排氣孔的工進長度相同。b.快速引進長度的確定快速引進是指動力部件把刀具送到工作進給位置，其長度按具體情況確定。本設(shè)計快速引進長度為。c.快速退回長度的確定快速退回的長度等于快速引進和工作進給長度之和。由已確定的快速引進和工作進給長度可知，快速退回長度分別為。d.動力部件總行程的確定。本設(shè)計中采用兩數(shù)控機械滑臺的前備量取，后備量??；總行程為。圖2-1 動力部件行程圖2.3組合機床總體設(shè)計“三圖一卡”繪制組合機床“三圖一卡”，就是針對具體零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進行組合機床總體方案圖樣文件設(shè)計。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計算卡。2.3.1被加工零件工序圖被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計的組合機床(或自動線)上完成的工藝內(nèi)容,加工部位的尺寸精度，表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn),夾壓部件以及被加工零件的材料，硬度和本機床的前加工余量,毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計研制合同外，它是組合機床設(shè)計的具體依據(jù)，也是制造、使用,調(diào)整和檢驗機床精度的重要文件，是在被加工零件圖基礎(chǔ)上，突出本機床的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的。A.被加工零件工序圖主要內(nèi)容包括：a.被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機床設(shè)計有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。b.本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。c.本工序加工表面尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對上道工序的技術(shù)要求。d.注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。圖2-2半精鏜加工零件工序圖圖2-3精鏜加工零件工序圖B.繪制被加工零件工序圖的規(guī)定及注意事項：a.繪制被加工零件工序圖應(yīng)按一定的比例，繪制足夠的視圖以及剖面；本工序加工部位用粗實線表示；定位用定位基準(zhǔn)符號表示，并用下標(biāo)數(shù)表明消除自由度符號；夾緊用夾緊符號表示；輔助支撐用支撐符號表示。b.繪制被加工零件圖應(yīng)注意本工序加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系。對工件毛坯應(yīng)有要求，對孔的加工余量要認(rèn)真分析。當(dāng)本工序有特殊要求時必須注明。被加工零件工序圖如圖2-2、2-3所示。名稱及編號:氣缸蓋世無雙150440081材料及硬度:HT250 ，150-225HBS重量：小于30KGB圖中符號： -夾緊位置 -定位基準(zhǔn)2.3.2加工示意圖圖2-4 半精鏜加工零件示意圖加工示意圖是在工藝方案和機床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的，是表示被零件在機床上的加工過程，刀具、輔助的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機床各部件間的相對位置關(guān)系，機床的工作行程及工作循環(huán)等。加工示意圖是繪制機床總體聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對機床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機床和刀具所必須的重要技術(shù)文件。加工示意圖是在工藝方案和機床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的，是表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機床工藝方案圖，它是設(shè)計刀具、輔具、夾具、多軸箱、電氣系統(tǒng)以及選擇動力部件，繪制機床總體聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對機床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。加工示意圖應(yīng)表達(dá)和標(biāo)注的內(nèi)容有：機床的加工方法，切削用量，聯(lián)系尺寸；主軸結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長度；刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸(直徑和長度)；接桿(包括鏜桿)、浮動卡頭、導(dǎo)向裝置等結(jié)構(gòu)尺寸；刀具、導(dǎo)向套之間的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式及配合尺寸等。零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。圖2-5 精鏜加工零件示意圖2.3.3機床聯(lián)系尺寸圖機床聯(lián)系尺寸圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。是用來表示機床的配置型式和布局。用以檢驗各主要部件相對位置幾尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適；它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計提供重要依據(jù)；它可以看成是機床總體外觀簡圖。 機床聯(lián)系尺寸圖表示的內(nèi)容：a.表明機床的配置型式和總布局。b.完整齊全地反映各部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運動部件的運動極限位置及各滑臺工作循環(huán)總的工作行程和前后行程備量尺寸。c.標(biāo)注主要通用部件的規(guī)格代號和電動機的型號、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)注機床分組編號及組件名稱。圖2-6機床聯(lián)系尺寸圖2.3.4機床生產(chǎn)率計算卡生產(chǎn)率計算卡是反映機床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削量、動作時間、生產(chǎn)綱領(lǐng)及負(fù)荷率等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶驗收機床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。a.理想生產(chǎn)率Q理想生產(chǎn)率Q是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A所要求的機床生產(chǎn)率。它與全年工時總數(shù)有關(guān)。根據(jù)文獻(xiàn)資料6P51得： （2-6）公式中：A年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件），本課題中為50000件； 全年工時總數(shù)，本課題以單班制計算，則 c.實際生產(chǎn)率實際生產(chǎn)率是指所設(shè)計的機床每小時實際可生產(chǎn)才零件數(shù)量。即公式 （2-7）附 錄 圖名 圖號 圖幅 張數(shù)1 半精加工零件工序圖 QGGZT-C1-0001 A3 12 精加工零件工序圖 QGGZT-C2-0001 A3 13 半精加工零件示意圖 QGGZT-C1-0002 A3 14 精加工零件示意圖 QGGZT-C2-0002 A3 15 精密鏜削頭 YG-02-7000 A0 16 主軸 YG-02-C1-7001 A2 17 主軸 YG-02-C2-7001 A2 18 蓋 YG-02-7004 A4 19 墊 YG-02-7005 A4 110 箱體 YG-02-7006 A1 111 法蘭盤 YG-02-7010 A4 112 隔墊 YG-02-7011 A4 113 隔墊