974723866畢業(yè)設計（論文）492Q型氣缸蓋雙端面銑削組合銑床總體設計

1、492q型氣缸蓋雙端面銑削組合銑床總體設計摘 要組合機床是以系列化、標準化的通用部件為基礎，配以少量專用部件組成的專用機床。它適宜于在大批、大量生產(chǎn)中對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進行加工。組合機床可以對工件進行多面、多主軸加工，一般是半自動的。本設計就是組合銑床的設計。其主要用在生產(chǎn)線上加工汽車的氣缸蓋的兩端面。適合大批量的生產(chǎn)。本設計中采用液壓傳動控制,在結(jié)構(gòu)上要巧妙完成動作協(xié)調(diào)。用液壓系統(tǒng)來提供動力,進而減少工作量,提高效率,也能減少人員損傷。關鍵詞：組合銑床 氣缸蓋 液壓系統(tǒng)abstractcombine the tool machine is an in general use

2、 parts that turn, standardizes with the series for the foundation, going together with with the appropriation tool machine that a little amount appropriation parts constitute.it is feat in in large quantity, mass production to a kind of or several category an or a few work preface of the spare parts

3、 carries on process.combine the tool machine can carry on to the work piece to face much, many principal axises process, is a half generally automatic.this design is a design to combine the machine bed. its use primarily in the production on-line process the both ends of the automotive cylinder cove

4、r. in keeping with the production that large quantity measures. the origin designs the medium adoption liquid to press to spread to move the control, wanting that the handiness completes the action on the structure coordination.presses the system to provide the motive with the liquid, then reduce th

5、e workload, lift high-efficiency, also can reduce the personnel to hurt.key words:combination machine bed the cylinder covers the system of hydraulic pressure 目 錄引 言41明確任務書，分析原始資料61.1被加工工件的零件圖. 61.2明確任務書71.3分析原始資料72 組合機床方案的制定721 組合機床設計概述72.1.1 組合機床的特點82.1.2 組合機床的分類82.1.3 組合機床發(fā)展方向82.1.4 組合機床設計步驟：92.2

6、 確定工藝方案102.3確定機床配置形式及結(jié)構(gòu)方案102.3.1 配置型式的確定102.3.2 結(jié)構(gòu)方案確定103 確定切削用量及選擇刀具113.1選擇刀具113.2工序余量的確定123.3確定切削用量123.4計算銑削力，切削扭矩，切削功率134 組合銑床總體設計134.1零件工序圖134.2加工示意圖144.3 動力部件的選擇144.4 機床生產(chǎn)率計算154.5機床聯(lián)系尺寸圖的繪制165 液壓系統(tǒng)的設計175.1明確系統(tǒng)設計要求175.2分析工況確定主要參數(shù)175.2.1負載阻力分析：175.2.2繪制負載圖、速度圖：195.2.3初步確定液壓缸參數(shù)：195.3擬訂液壓系統(tǒng)圖235.4計算

7、選擇液壓元件27結(jié) 論29致 謝30參 考 文 獻31492q型氣缸蓋雙端面銑削組合銑床總體設計引 言組合機床(modular machine)是以系列化、標準化的通用部件為基礎，配以少量的專用部件組成的工序集中的高效專用機床。它適宜于在大批、大量生產(chǎn)中對一種或幾種零件的一道或幾道工序進行加工。它既具有專用機床的結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)率和自動化較高的特點，又具有一定的重新調(diào)整能力，以適應工件變化的需要。組合機床是隨著生產(chǎn)的發(fā)展，由萬能機床和專用機床發(fā)展來的。大家知道，多少年來機械產(chǎn)品加工中廣泛采用萬能機床。但隨著生產(chǎn)的發(fā)展，很多企業(yè)的產(chǎn)品量越來越多、精度越來越高。如汽車、拖拉機行業(yè)的汽缸體、汽缸蓋、變

8、速箱、后橋等零件。采用萬能機車加工就不能很好地滿足要求。因為在某一臺機床上總是加工一種工件，使萬能機床的很多部件品和機構(gòu)變化作用不大，工人整天忙于裝加工件、起動機器、進刀退刀、停車及卸工件等。不僅工人勞動強度大，而且生產(chǎn)率也不高。不利于保證產(chǎn)品加工精度。這樣就發(fā)生了矛盾，“任何事物內(nèi)部矛盾都有這種矛盾性，因此引起了事物的運動和發(fā)展?！睂Ｓ脵C床的創(chuàng)造，就是為了解決著個矛盾。專用機床是專門用于加工一種工件過工件的一定工序的機床，它可以同時用許多刀具進行切削。機床的輔助動作 部分地實現(xiàn)了自動化，結(jié)構(gòu)也比萬能機床簡單，生產(chǎn)率也提高了。但專用機床有一個最大的弱點：就是當被加工零件稍有一點變動，它就用不上

9、了，需要另造新的機床，不能適應現(xiàn)代化的機 械工業(yè)技術迅速發(fā)展、產(chǎn)品經(jīng)常革新的餓需要，而且這種機床設計制周期長造價高?！懊懿粩喑霈F(xiàn)，有不斷解決，就是事物發(fā)展的辨證規(guī)律。”廣大工人和技術人員在總結(jié)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗基礎上，提出創(chuàng)造這樣的高效率機床：它既具有專用機床效率高結(jié)構(gòu)簡單的特點，又有萬能機床能夠重新調(diào)整，以適應新工件加工的特點。為此，將機床上帶動刀具對工件產(chǎn)生切削運動的部分以機床身、立柱、工件臺等設計制造成通用的獨立部件，稱為“通用部件”。根據(jù)工件加工的需要，用這些通用部件配以專用部件就可以組成機床，這就是組合機床。組合機床是按高度工序集中原則設計的，即在一臺機床上可以同時完成許多同一種工序或多

10、種不同工序加工。生產(chǎn)效率高，適合大批量生產(chǎn)。因此從長遠利益考慮，設計組合機床很有必要。對生產(chǎn)的發(fā)展具有重要意義。設計的是在自動線里加工汽車發(fā)動機汽缸蓋端面的組合銑床。另附設計該機床的液壓系統(tǒng)。1明確任務書，分析原始資料1.1被加工工件的零件圖圖表 11.2明確任務書設計一臺雙面組合銑床完成492q型氣缸蓋端間工序加工。另附該銑床的專用夾具設計和液壓系統(tǒng)設計。圖表1為492q氣缸蓋零件圖，年產(chǎn)量100000臺。設計內(nèi)容：（1） 三圖一卡設計。（2） 夾具及液壓系統(tǒng)設計。（3） 設計計算說明書一份。1.3分析原始資料（1）如圖1所示，該零件為492q型氣缸蓋。從結(jié)果和形狀上看屬于箱體類零件。（2）

11、生產(chǎn)批量為100000臺，屬于大批量生產(chǎn)。（3）材料為：鋁合金zl-104。硬度hb70。（4）圖1為零件工序圖，本工序需要加工缸蓋兩端面，精度要求為平面度為0.1毫米，粗糙度為1.0。要求保證尺寸4930.2，190.07。2 組合機床方案的制定21 組合機床設計概述2.1.1 組合機床的特點組合機床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效專用機床。它能夠?qū)σ环N或幾種零件進行多刀，多軸，多面，多工位加工。組合機床與萬能機床和專用機床用機床比較具有以下特點： 組合機床上的通用部件和標準部件占全部機床總量的70%-80%,因此設計和制造周期短成本低。由于組合機床采用多刀加工，自動化程

12、度高，生產(chǎn)率比通用機床高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動強度低。組合機床加工零件時，由于采用專用夾具，刀具，加工質(zhì)量由工序裝備保證，對操作人員的技術水平要求不高。被加工零件更新時，采用其他類型機床，大部分部件將要報廢，而組合機床的通用部件和標準零件可重復利用，不必另行設計制造。組合機床易于連成組合機床自動線，適應大批量生產(chǎn)的需要。2.1.2 組合機床的分類i 按通用部件大小分： （1） 大型組合機床 （2） 小型組合機床 ii 按配置方式分： （1）單工位組合機床 （2）雙工位組合機床 單工位組合機床又分單面、雙面、三面、四面。 雙工位組合機床又分移動工作臺式、回轉(zhuǎn)工作臺式、中央立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式。2.1

13、.3 組合機床發(fā)展方向 （1） 擴大工藝范圍： 現(xiàn)在組合機床及其自動線一般已不是完成一個工件的某幾道工序，而常常是用于完成工件的全部加工工序。除過去完成平面銑削、鉆孔、锪孔、攻絲、粗鏜孔外，現(xiàn)在已擴大到完成車削、仿形車削、磨削、拉削、精鏜以及非切削加工（如檢查、自動裝配、清洗、試驗，以及打印分類等）工序。（2）提高生產(chǎn)率： 目前組合機床及其自動線的生產(chǎn)率不斷提高，循環(huán)時間一般是12分鐘，有的只用1030秒。提高生產(chǎn)率的主要方法是改善機床布局，增加同時工作刀具，減少加工余量，提高切削用量，提高工作可靠性及縮短輔助時間等。為了減少自動線的停車損失，提高自動線的柔性，采用電子計算機進行自動線的管理。

14、 （3）提高加工精度： 現(xiàn)在組合機床及其自動線上納入很多精加工工序。如進行一級孔的精鏜，保證孔加工位置精度在0.2毫米。為了使自動線能穩(wěn)定地保證加工精度，已廣泛采用自測量和刀具自動補償技術，做到調(diào)刀不停車。 （4） 提高自動化程度： 目前組合機床自動線發(fā)展十分迅速。越來越多的組合機床用于組成自動線。組合機床本身則是全自動化發(fā)展。為此，重點是解決工件加壓自動化和裝卸自動化。 （5） 提高組合機床及其自動線的可調(diào)性： 除早期發(fā)展的多品種，成組加工的組合機床及其自動線外，還創(chuàng)造了自動換刀和自動控制切削用量的自動化機床。 （6） 創(chuàng)造超小型組合機床： 為了適應儀器、儀表、工業(yè)小箱體的加工需要，創(chuàng)造超小

15、型組合機床。這種機床多由超小型氣動或液壓動力配置而成，體積小、效率高，并能達到高的加工精度。（7） 發(fā)展專能組合機床及其自動線： 隨著組合機床技術的發(fā)展，過去一直被認為需按具體加工對象專門設計的組合機床，現(xiàn)在已可以以為一些行業(yè)范圍的工件創(chuàng)制專能的組合機床。2.1.4 組合機床設計步驟：（1） 制定工藝方案：需要深入現(xiàn)場,了解被加工零件的工序的加工特點,精度和技術要求；定位加壓情況以及生產(chǎn)率要求等。確定在組合機床上完成的工藝內(nèi)容及其加工方法。這里要確定加工步數(shù)，決定刀具的種類和形式。（2） 機床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定： 根據(jù)工藝方案確定機床的型式和總體布局。在選擇機床配置型式時，既要考察實現(xiàn)工藝方

16、案、保證加工精度、技術要求及生產(chǎn)效率，又要考慮機床操作、維護、修理是否方便，排屑情況是否良好。（3） 組合機床總體設計： 這里要確定機床各部件間的相互關系、選擇通用部件和刀具的導向、計算切削用量及機床生產(chǎn)率、繪制機床的總聯(lián)系尺寸圖及加工示意圖。2.2 確定工藝方案（1）工藝基面的選擇：該零件從構(gòu)形上看屬于箱體類零件，因此選工藝基面為先行工序已加工過的表面即底面及兩個12的孔（見工序圖），采用一面二銷的定位方法，消除工件的六個自由度,使工件獲得穩(wěn)定的固定位置。（2）加工工藝分析：組合機床上通常采用在底座上安裝銑削頭來加工平面，這種加工方法所能達到的平面加工精度為：不垂直度0.040.1/500-

17、800。平面粗糙度為3.212.8，對基面的不平行度可以保證在0.05毫米以內(nèi)，到基面的距離尺寸公差可以保證在0.05毫米以內(nèi)。該零件材料為鋁合金zl-104。硬度hb70，精度要求為平面度為0.1毫米，粗糙度為1.0。要求保證尺寸4930.2，190.1根據(jù)以上分析及加工精度要求，決定采用端面銑刀進行高速銑削的方法。保證零件精度要求，而不分粗，精加工工序，不要求兩個工位。這樣減少了銑刀數(shù)量，使機床結(jié)構(gòu)簡單，降低成本，更經(jīng)濟。2.3確定機床配置形式及結(jié)構(gòu)方案2.3.1 配置型式的確定該零件為長方體零件，采用臥式機床，椐前面的分析，該零件不分粗精加工工序，用單工位組合機床，采用標準銑削頭，從兩面

18、對工件進行加工。根據(jù)以上分析，機床配置形式采用臥式單工位組合銑床。2.3.2 結(jié)構(gòu)方案確定根據(jù)分析之具體有以下兩個方案：方案一：加工零件時，工件不動，由銑削頭實現(xiàn)進給的銑削方式。方案二：加工時銑削頭不做進給運動，進給運動由進給動滑臺帶動工件實現(xiàn)。分析比較如下： 方案一：機床沒有滑臺，工件的進給運動是靠側(cè)置兩個滑臺帶動銑削頭來實現(xiàn)的，因此要設置兩個液壓動力滑臺，致使液壓系統(tǒng)復雜而且也不經(jīng)濟，占地面積大不利于安裝，調(diào)整。加工精度也不易保證。方案二：只需設置一個動力滑臺就可實現(xiàn)進給運動，與方案一比較：加工方法可靠，機床結(jié)構(gòu)較方案一簡單，調(diào)整，安裝比較方便，占地面積小。但由于裝料高度的限制，中間有動力

19、滑臺及夾具，中間底座可能為非標準，但可作為調(diào)整裝料高度的調(diào)整環(huán)。通過以上分析與比較，選方案二：加工時銑削頭不做進給運動，進給運動由進給動滑臺帶動工件實現(xiàn)。其方案草圖及機床部件如下：圖表 23 確定切削用量及選擇刀具3.1選擇刀具（1） 確定材料：1.類型：當前使用的刀具材料有四大類：工具鋼（包括炭素鋼、合金工具鋼、高速鋼）、硬質(zhì)合金鋼、陶瓷、超硬刀具材料。一般加工使用最多的是高速鋼與硬質(zhì)合金鋼。2.分析比較：工具鋼耐熱性差，但抗彎強度高，價格便宜，焊接與刃磨性能好。故廣泛用于中、低速切削的形成刀具，不宜高速切削。硬質(zhì)合金鋼耐熱好、切削效率高，但刀片強度、韌性不及工具鋼，焊接刃磨工藝性也比工具鋼

20、差。故多用于制作車刀、銑刀及各種高效切削刀具。常用的硬質(zhì)合金牌號中含有大量wc、tic，因此硬度、耐磨性、耐熱性均高于刀具鋼。常溫硬度達8994hra，耐熱性達800c1000c，切削速度可達220m/min左右。因本次要求刀具在高速下切削、需要良好的耐熱性、耐磨性以及高硬度。通過以上分析與比較：刀具材料選擇硬質(zhì)合金鋼。它可以用比高速剛銑刀高很多倍的切削速度進行切削，且保持良好的切削性能。（2）刀具結(jié)構(gòu)：根據(jù)零件加工精度為使工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，刃磨容易，成本低。故選用標準端銑刀，銑刀直徑根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，參考文獻銑工工藝學p45。銑刀直徑d=1.6de（de：銑刀寬度）。考慮加工余量。取de=85

21、，故：d=1.685=136。根據(jù)銑刀gb1129-85，選用標準鑲齒套式面銑刀，參數(shù)為：銑刀直徑 - d=160銑刀寬度 - b=45銑刀齒數(shù) - z=16前角 - =45 法后角 - n=123.2工序余量的確定加工表面平面度為0.1。生產(chǎn)批量為大批生產(chǎn)。參考文獻金屬機械加工工藝手冊第一卷p3-72有色金屬及其合金類型零件的機械加工余量表3-2-6，取加工余量為3。3.3確定切削用量采用查表法，參考文獻機械工程手冊p2-106表2-4-9組合機床用硬質(zhì)合金端銑刀銑削用量：銑削深度：a=25 生產(chǎn)批量為大批生產(chǎn)，要求生產(chǎn)率高，故取a=3 等于加工余量。銑削速度：v=300700m/min 為

22、避免溫升過高，取下限v=350 m/min。沒齒進給量： f=0.10.4/z 根據(jù)被加工零件表面精度要求，?。?。f=0.1/z。故：主軸轉(zhuǎn)速n=1000 v/d=1000350/3.14160=696.6r/min進給速度：v=f.z.n=0.116696.6=1114.5r/min3.4計算銑削力，切削扭矩，切削功率（1）銑削力fz: 參考機械工程手冊p9-109表9.4-10公式fz鋁=fz鋼fz=82.59.81 - 銑削寬度 =8.5mm- 每齒進給量 =0.1mm/z- 銑削深度 =3mmz - 齒數(shù) z=16n - 主軸轉(zhuǎn)速 n=696.6r/min d- 銑刀直徑 d=160

23、mm故：fz=（2）銑削扭矩m：（3）銑削功率n： 4 組合銑床總體設計4.1零件工序圖根據(jù)選擇的工藝方案，在零件圖的基礎上突出本工序機床加工內(nèi)容，圖上應表示出：（1）被加工零件形狀及輪廓尺寸與機床設計有關部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。（2）加工用定位基準，夾壓部位及夾壓方向。（3）本道工序加工部位尺寸，精度，表面粗糙度形狀位置精度及技術要求。（4）被加工零件編號，名稱，材料，硬度，重量等。該零件選用底面和兩個孔為定位基準在頂面夾緊。加工兩端，要求保證被加工面表面粗糙度10，及尺寸4930.2，190.1，見工序圖zx1-c1-0001。4.2加工示意圖（1）切削用量的選擇：根據(jù)前述已確定數(shù)字為：=3 mm v=350m/min =0.1mm/z（2）刀具選擇：根據(jù)前述已確定，采用標準的硬質(zhì)合金鑲齒套式面銑刀。標準號：d=160 mm （gb1129-85）（3）動力滑臺工作循環(huán)及工作行程的確定：為避免夾具尺寸過于龐大，設計時刀具與工件距離要求盡量少些。為此采用動力滑臺