發(fā)動機(jī)氣缸體專用組合機(jī)床畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、發(fā)動機(jī)氣缸體專用組合機(jī)床設(shè)計(jì)發(fā)動機(jī)氣缸體專用組合機(jī)床設(shè)計(jì)Design of special modular machine for engine cylinder block學(xué)生姓名學(xué)號所在學(xué)院班級所在專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化申請學(xué)位指導(dǎo)教師職稱副指導(dǎo)教師職稱答辯時間目 錄目目 錄錄設(shè)計(jì)總說明 .IIntroductionIntroduction .II1 緒論 .11.1 組合機(jī)床的簡介 .11.2 本課題世界目前基本概況 .22 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) .32.1 組合機(jī)床方案的制定.32.1.1 制定工藝方案.32.1.2 專用組合機(jī)床的加工對策研究與選定 .32.2 確定切削用量及選擇刀

2、具.52.2.1 確定工序間余量 .52.2.2 選擇切削用量 .52.2.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率 .52.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu) .62.3 鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡”的編制.6繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率卡.62.3.1 被加工零件工序圖 .62.3.2 加工示意圖 .82.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 .122.3.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 .153 多軸箱的設(shè)計(jì) .163.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 .163.2 齒輪模數(shù)選擇 .173.3 多軸箱的傳動設(shè)計(jì) .173.4 繪制傳動系統(tǒng)圖.193.5 傳動零件的校核.20總結(jié) .21鳴 謝 .22參考文

3、獻(xiàn) .23設(shè)計(jì)總說明I設(shè)計(jì)總說明第二次工業(yè)革命后，蒸汽機(jī)的發(fā)明，使機(jī)械制造業(yè)有了質(zhì)的飛躍，隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，專用化生產(chǎn)逐漸被人們看重，組合機(jī)床慢慢地走進(jìn)人們的視野，它帶領(lǐng)機(jī)械制造業(yè)有了更高一層的發(fā)展。制造業(yè)是國家重要的基礎(chǔ)工業(yè)之一，制造業(yè)的基礎(chǔ)是。是眾多機(jī)械制造的母機(jī)，它的發(fā)展水平，與制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造精度有著直接關(guān)系，關(guān)系到國家機(jī)械工業(yè)以至整個制造業(yè)的發(fā)展水平.是先進(jìn)制造技術(shù)的基本單元載體，機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量、更新速度、對市場的應(yīng)變能力、生產(chǎn)效率等在很大程度上取決于的效能。因此，制造業(yè)對于一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著舉足輕重的作用。在我國，改革開放30 年以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，制造業(yè)變得越來

4、越重要，組合機(jī)床是機(jī)械制造加工重要的一部分。為了更深入了解機(jī)床，這次選取的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為“發(fā)動機(jī)氣缸體的專用組合組合機(jī)床設(shè)計(jì)” 。在工藝的設(shè)計(jì)過程中，尋求最佳的工藝方案。本人這次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是：結(jié)合實(shí)例，進(jìn)行機(jī)床總體設(shè)計(jì)和多軸箱的設(shè)計(jì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要介紹了鉆發(fā)動機(jī)氣缸體的過程 10 孔。本設(shè)計(jì)機(jī)床，大都遵循設(shè)計(jì)要求，而且對于過去傳統(tǒng)的機(jī)床，本次設(shè)計(jì)的機(jī)床更加完善和先進(jìn)。應(yīng)用組合機(jī)床加工大批量零件，快捷高效，生產(chǎn)效率高是機(jī)械加工的發(fā)展方向。在工藝制定過程中，通過批量的進(jìn)行鉆底孔的加工方案，并尋求最佳的工藝方案，借此說明了工藝在生產(chǎn)過程中的重要性。本人的設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是：進(jìn)行了機(jī)床總體布局設(shè)計(jì)

5、；對機(jī)床的進(jìn)給和傳動部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)；通過此設(shè)計(jì)，本機(jī)床完全能滿足設(shè)計(jì)要求，與傳統(tǒng)的機(jī)床相比，本機(jī)床具有自動化程度高，生產(chǎn)率高，精度高等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：制造；組合機(jī)床設(shè)計(jì)；鉆孔；多軸箱。ABSTRACTIIINTRODUCTION After the second industrial revolution, the invention of the steam engine, the machinery manufacturing industry has been a qualitative leap, with the development of machinery manufactur

6、ing industry, specialized production is gradually valued and modular machine tool slowly into peoples field of vision, it leads machinery manufacturing industry have a higher level of development. In our country, since the reform and opening 30 years ago, along with the development of our country ec

7、onomy, manufacturing industry becomes more and more important, the combination machine tool is an important part of machining machining. In order to further understand the machine tool, the selected graduation project is the design of the special combination machine tool for engine cylinder block. .

8、 In the process of design, the best technological plan is sought. The main contents of this design are: combined with the example, the overall design of machine tool and the design of multi axle box. This graduation design mainly introduces the process of drilling engine cylinder block 10 hole. This

9、 design machine tools, mostly follow the design requirements, and for the past traditional machine tools, this design of the machine tool more perfect and advanced. The application of combination machine tool for machining large quantities of parts, fast and efficient, production efficiency is the d

10、evelopment direction of machining. Making process in the process, with a mass of drill hole processing program, and to seek the optimal process scheme, to take note of the importance of technology in the production process. My design is the main content of the design layout of the machine; of machin

11、e tool feed and transmission part design; through the design, the machine can fully meet the design requirements, compared with the traditional machine tools, the machine has high degree of automation, high productivity the advantages of high precision,.KEYWORDS: Manufacturing; modular machine tool

12、design; drilling; multi axle boxes.本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 發(fā)動機(jī)氣缸體專用組合機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1 緒論1.1 組合機(jī)床的簡介應(yīng)用機(jī)床隨著我國機(jī)械制造業(yè)的興旺發(fā)展而被大量應(yīng)用，它使零件生產(chǎn)專業(yè)化，機(jī)械化。在建國初期，我國就十分注重機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，連“大躍進(jìn)” ，文革時期都大力發(fā)展機(jī)械制造業(yè)，在我國改革改革開放 30 多年后，我國的制造業(yè)逐漸走向興旺，改革前期“中國制造”逐漸到后期的“中國創(chuàng)造” ，說明了我國已向世界的制造中心發(fā)展，其中，組合機(jī)床在機(jī)械制造中功不可沒。組合機(jī)床的地位在機(jī)械制造中無可代替，它主要用來加工眾多零部件，對于機(jī)械制造業(yè)就好像細(xì)胞對于人

13、類一樣零部件。一般，加工箱體之類的零件與其他你工件工件的加工，大都采用可行的刀具來實(shí)現(xiàn)鉆孔，擴(kuò)孔，鉆孔，擴(kuò)孔，鉆孔，銑削平面，內(nèi)、外螺紋切削加工圓等。夾緊工件的加工頭旋轉(zhuǎn)組合機(jī)床，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動，也可達(dá)到一定的旋轉(zhuǎn)部件（如飛輪，汽車后橋等）的循環(huán)和過程。在第二十世紀(jì) 70 年代，隨著可轉(zhuǎn)位刀具，刀具的發(fā)展密度，孔尺寸自動檢測和自動刀具補(bǔ)償技術(shù)，組合機(jī)床的加工精度的提高。銑削零件的平面可以十分精微，可以使加工零件的表面十分光滑，伴隨著我國改革開放以來，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，專用組合機(jī)床的逐步專業(yè)制造化，它被不斷被重復(fù)使用，并逐漸發(fā)展成一個專用部件，導(dǎo)致在一個專用組合機(jī)床加工生產(chǎn)。組合機(jī)床是最早在

14、19 世紀(jì)誕生，加工各樣的零件。在每臺機(jī)器的開始，本廠有他們的標(biāo)準(zhǔn)通用部件。為了方便用戶的維修和使用，提高不同配件通用互換性，1983 美國通用汽車公司和福特汽車公司和美國機(jī)械廠協(xié)商，協(xié)議了大家都能接受的原則，嚴(yán)格明確尺寸組件之間的接觸，但部分結(jié)構(gòu)未指定。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，基本上有兩種方式：一，目前是根據(jù)處理對象的特點(diǎn)專門設(shè)計(jì)的，這是最常見的做法。其次，機(jī)床在制造行業(yè)使用率大，人才分析出制造和操作組合機(jī)床的數(shù)據(jù)，挖掘了許多重大的信息，其設(shè)計(jì)成通用的部件，時期專業(yè)化。專用組合機(jī)床是一個特定的對象的高效加工裝備，它有一個響當(dāng)當(dāng)?shù)耐馓枴皩Ｓ玫慕M合機(jī)床” ，這是隨著加工不同的零部件而被設(shè)計(jì)，它可被設(shè)計(jì)為

15、種類繁多的，有鉆，擴(kuò)，鉆，擴(kuò)，鉆，銑削平面，內(nèi)、外螺紋切削加工圓等還有加工各類的平面，它大量生產(chǎn)，它隨著具體的加工處理對象而設(shè)計(jì)加工，所以，它是一個特定的對象處理的高效加工設(shè)備。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 為了使組合機(jī)床能被用在小批量生產(chǎn)中，常常需要應(yīng)用成組技術(shù)，來利用更大化一般采用主軸箱組合機(jī)床與機(jī)床的刀架。專用組合機(jī)床未來的發(fā)展將越來越適合中國的的狀況時，也會面想世界的大潮，它會簡化結(jié)構(gòu)，縮短生產(chǎn)周期，使用數(shù)字控制系統(tǒng)，更加自動化，提高使用效率，最主要是更加人性化！1.2 本課題世界目前基本概況在過去的 24 年中，組合機(jī)床自動線的技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，在精密加工，自動線的生產(chǎn)效率，巨大的進(jìn)步

16、速度，靈活和綜合的數(shù)字控制系統(tǒng)，使專用組合機(jī)床的自動化方面有了質(zhì)的飛躍。在美國和西歐眾多的發(fā)達(dá)國家中，專用組合機(jī)床的自動化與數(shù)字化控制系統(tǒng)已發(fā)展到了相當(dāng)?shù)母叨龋渲袛?shù)字控制系統(tǒng)的出現(xiàn)對機(jī)械制造的結(jié)構(gòu)變化與創(chuàng)新方面起了非常大的作用。但是，隨著科技不斷地日新月異，專用組合機(jī)床自動線的面前出現(xiàn)了一個個勁敵，其中就包括了柔性制造系統(tǒng)。組合機(jī)床是一種專用的高自動化的技術(shù)和設(shè)備，目前，它仍然是一個大量的關(guān)鍵設(shè)備和機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效，高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，因此被廣泛用于汽車，拖拉機(jī)，柴油發(fā)動機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。其中組合機(jī)床的最大用戶是汽車工業(yè)。如中國的汽車之城十堰、德國、美國的底特律和日本生產(chǎn)著大量的汽

17、車，它們不斷的被生產(chǎn)出來并被使用，其中大量生產(chǎn)這些設(shè)備的就是專用組合機(jī)床。所以，專用組合機(jī)床與自動化水平的技術(shù)性能，在很大程度上影響了企業(yè)的生產(chǎn)、組織、盈利還有決策，最終決定了企業(yè)的生存狀況。目前組合機(jī)床與 PLC 等為工藝制造產(chǎn)品，它是綜合反映驅(qū)動，控制，測量，監(jiān)測，工具和機(jī)械組件技術(shù)。在過去的 24 年中，這些技術(shù)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，在組合機(jī)床的汽車和內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的主要用戶同樣也有很大的變化，產(chǎn)品生命周期縮短，增加品種和質(zhì)量的進(jìn)步，提高生產(chǎn)效率，使專用組合機(jī)床有更大的發(fā)展。由于機(jī)械加工的組合是高度集中的，也可完成一個或幾個一機(jī)不同的過程，所以為了適應(yīng)生產(chǎn)產(chǎn)量，要求精度高，克服了通用機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)

18、雜，勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，難以保證精度的缺點(diǎn)，專用設(shè)備通用性差，不適應(yīng)現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，往往更新的要求。因此，組合機(jī)床和自動線已被廣泛應(yīng)用于汽車，軍工產(chǎn)品，柴油機(jī)，電機(jī)，儀表的生產(chǎn)，并顯示出巨大的可能性。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)2.1 組合機(jī)床方案的制定2.1.1 制定工藝方案組合機(jī)床的加工生產(chǎn)，首先要做一個詳細(xì)的計(jì)劃，在這過程中，加工者必須要對所需要加工的物體和周圍環(huán)境狀況深入地了解和分析加工技術(shù)將確定組合機(jī)床的加工質(zhì)量，生產(chǎn)率，夾具的總體布局和結(jié)構(gòu)，如對加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，表面粗糙度的加工精度，生產(chǎn)力的場景，環(huán)境和條件等。與國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)資料的收集，制定合理的工藝。根

19、據(jù)被加工零件（發(fā)動機(jī)氣缸體）,如零件圖（圖 2.1） ，加工過程 10 孔： (1) 加工孔的主要技術(shù)要求。10 個直徑均為 24mm?？椎奈恢枚裙顬?0.08mm。工件材料為 HT200，HB170-241HBS (2) 工藝分析根據(jù)組合機(jī)床和精密加工方案的過程，可以用如下：一次性加工孔，直徑為 24m (3) 定位基準(zhǔn)及夾緊點(diǎn)的選擇采用一個端面限制氣缸體 3 個自由度，利用端面上的一個孔通過圓柱短和一個孔通過輔助支承銷共限制 3 個自由度，采用氣缸壓緊的方式。為保證加工精度，提高生產(chǎn)效率和降低勞動量，工件是批量生產(chǎn)，所以在設(shè)計(jì)，手動夾緊。2.1.2 專用組合機(jī)床的加工對策研究與選定(1)

20、被加工零件的加工精度保證加工零件的加工精度，能使機(jī)械加工更加高效地進(jìn)行，減少誤差。保證加工精度是機(jī)械制造的重要依據(jù)?？椎谋砻娲植诙?，對于減少制造誤差和高效加工十分重要，應(yīng)當(dāng)增大對定位精度和減少夾緊變形的對策研究。所以，該機(jī)一般采用的尾部安裝的齒輪傳動裝置，進(jìn)給使用液壓系統(tǒng)，被加工零件圖如圖 2.1 所示本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 （2) 被加工零件的特點(diǎn)加工零件影響著機(jī)床工藝方案系統(tǒng)。這個是 HT200 材料，硬度 HB100，24mm 孔直徑。被加工零件為發(fā)動機(jī)氣缸體，剛度符合加工條件，加工時同時加工 10 孔，在加工過程中，如振動，熱影響與加工零件的變形等因素對加工的影響不大，所以不把它們計(jì)入其中

21、?？偟膩碚f，由一個或多個表面處理身體應(yīng)橫機(jī)，孔的中心線一般與定位基準(zhǔn)平面平行，該機(jī)適用于加工定位面水平和加工孔和垂直參考平面，但不適合加工安裝不方便或高細(xì)長件。一個單一的加工機(jī)適用于大箱，和中小型零件則多采用多處理機(jī)。最終決定選擇鉆床，立式鉆床。這主要是根據(jù)些組件的加工特點(diǎn)，如加工孔在同一平面而且分布均勻、加工零件不大、還有多軸箱等方面考慮的。(3) 零件的生產(chǎn)批量影響零件生產(chǎn)批量的一個重要因素，就是在自動線或組合機(jī)床設(shè)計(jì)的小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。根據(jù)年生產(chǎn)能力的生產(chǎn)程序設(shè)計(jì)的要求，從工件的形狀和輪廓尺寸，為了減少處理時間，可以采用多軸，為了減少機(jī)床數(shù)量、減少加工過程中的步驟、改善企業(yè)效益，減少人工

22、成本，加工步驟要在一臺機(jī)器上完成。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 (4) 機(jī)床使用條件因地制宜，應(yīng)照著加工地方的不同的布局設(shè)置，組合機(jī)床的使用選擇合適的組合機(jī)床工藝連接，技術(shù)能力和自然條件和要求。最終決定選擇設(shè)計(jì)四軸頭多工位同步鉆床。主要是考慮到發(fā)動機(jī)氣缸體的自身狀況，和加工過程中諸多的因數(shù)如精度、表面粗糙度等。2.2 確定切削用量及選擇刀具2.2.1 確定工序間余量為消除轉(zhuǎn)、定位誤差的影響，工序余量是影響加工的一個重要因數(shù)，確定了工序余量，就能使用生產(chǎn)制造有效地運(yùn)行，應(yīng)精確選擇工序間余量。24mm 的孔在鉆孔時，直徑上工序間余量均為 0.2mm。在生產(chǎn)中常用查表已給出。2.2.2 選擇切削用量技術(shù)含量決

23、定完成機(jī)器的組合，你可以選擇切削參數(shù)。因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下，多軸聯(lián)動加工機(jī)床的設(shè)計(jì)組合，切削參數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，30%低于普通機(jī)床的加工單。多軸主軸箱的所有工具都有一個進(jìn)料系統(tǒng)，通常作為一個標(biāo)準(zhǔn)的電力幻燈片，工作，每分鐘進(jìn)給量的所有工具的相同，等于每分鐘的動力滑臺的進(jìn)給（毫米/分鐘）適用于一般的工具。因此，同一主軸箱上的刀具主軸可設(shè)計(jì)成同轉(zhuǎn)速和同的每轉(zhuǎn) 進(jìn)給量（mm/r）與其適應(yīng)。以滿足直徑的加需要，即： 1122.iin fn fn fvf 式中： 各主軸轉(zhuǎn)速（r/min）n1、n2、ni 各主軸進(jìn)給量（mm/r）12,.ifff 動力滑臺每分鐘進(jìn)給量（mm/min）vf由于發(fā)動機(jī)氣缸體鉆孔的加工

24、精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求等，遵循最大效益化的原則確定加工的要求，采用查表的方法查得：孔鉆頭直徑 D=24mm，進(jìn)給量f=0.018/r、切削速度 v=18m/min2.2.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度 v 及進(jìn)給量 f）確定切削力，作為選擇動力部件（滑臺） ；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動件（齒輪，傳動軸等）的尺寸；本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 確定切削功率，用以選擇主傳動電動（一般指動力箱）功率，通過查組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊表計(jì)算如下：切削力： =26FD8 . 0f6 . 0HB =26248 . 02 . 06 . 0200=2378.8N切削

25、扭矩： =10T9 . 1D8 . 0f6 . 0HB =101.9240.80.26 . 0200 =9979Nmm切削功率： =P/9740TvD =997918/(97403.824)=0.43kw 式中： HB布氏硬度 F切削力（N） D鉆頭直徑（mm） f每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r） T切削扭矩(Nmm) V切削速度（m/min） P切削功率(kw)2.2.4 選擇刀具結(jié)構(gòu)在發(fā)動機(jī)氣缸體的布氏硬度 HB100，孔徑 d 高速鋼鉆頭為 24mm 的刀具材料（W18Cr4V） ，為了使工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，加工簡單，24mm 的麻花鉆的選擇標(biāo)準(zhǔn)。為排出的切屑和刀具磨損已調(diào)整了一定量，孔加工刀具長

26、度應(yīng)確保在工具和導(dǎo)套的末端之間的螺旋槽加工結(jié)束 30 80mm 范圍。2.3 鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡”的編制總體設(shè)計(jì)方案的圖紙表達(dá)形式“三圖一卡”設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括：本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率卡2.3.1 被加工零件工序圖1，零件加工過程中的工序和分析總的來說，零件工序圖是表述零件加工過程步驟的夾具加工圖紙。依照原來計(jì)劃好的工藝方案加工，加上其它影響因素表述零件加工圖。它是基于原來的繪圖，表達(dá)組合機(jī)床的加工過程內(nèi)容，根據(jù)其它影響因素，進(jìn)行標(biāo)注解釋，表述其使用方法。零件工序圖也是重要的技術(shù)文件，檢查和機(jī)床的調(diào)整。發(fā)動機(jī)氣缸體孔組合機(jī)床是加

27、工零件的過程如圖 2.2 所示。圖的主要內(nèi)容：（1）被加工零件的形狀，主要尺寸和機(jī)加工零件的尺寸，精度，表面粗糙度，形狀和位置精度等技術(shù)要求，以及工作程序和技術(shù)要求。（2）定位基準(zhǔn)選擇定位夾緊，夾緊方向的過程。（3）加工零件的名稱，數(shù)量，材料，硬度和加工件與津貼。2，繪制加工零件的工序圖的注意（1）為了使被加工零件工序圖是明確的，必須通過處理這臺機(jī)器的內(nèi)容。繪制時，要按一定比例，選擇足夠的視圖和剖面看，優(yōu)秀的處理站點(diǎn)（用粗實(shí)線） ，和零件和機(jī)床的輪廓，重行標(biāo)記的夾具設(shè)計(jì)。如在參考 2.2 位置，機(jī)械夾緊位置和方向，輔助支持由符號部規(guī)定（細(xì)實(shí)線）表清楚，所有的程序來確保尺寸，角度等，應(yīng)使用尺寸的

28、數(shù)值表示。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 2.3.2 加工示意圖1、加工示意圖的作用和內(nèi)容（1）和定位基準(zhǔn)加工零件的注射位置大小，為了便于加工和檢驗(yàn)，有時為選定的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，應(yīng)處理它們的轉(zhuǎn)換位置精度要求。圖式加工是反映在拉深零件加工工藝方案，表示被加工零件在機(jī)床，刀具和工件，夾具，布局之間的相對位置的刀具，機(jī)床的工作行程和工作周期，是工具，夾具，主軸箱，主要對功率器件依據(jù)電氣和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是整個機(jī)床布局原來的需求，重要文件也是必要的調(diào)整工具。圖 2.3 是發(fā)動機(jī)氣缸體孔加工示意圖本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 2.3 加工示意圖在圖上應(yīng)標(biāo)注的內(nèi)容：（1）機(jī)床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行

29、程。（2）工件、夾具、刀具及多軸箱端面之間的距離等。（3）主軸的結(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、接桿、導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向置的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式，刀具應(yīng)按加工終了位置繪制。2、繪制加工示意圖之前的有關(guān)計(jì)算（1）刀具的選擇 刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素。刀具的選擇前已述及，此處就不在追述了。（2）導(dǎo)向套的選擇 在組合機(jī)床主軸孔加工，除了使用剛性方案，工件的尺寸，位置精度主要取決于夾具指南。因此合理地決定導(dǎo)向裝置，選擇好的加工工具，繪制好的圖紙，正確理解所了解的，是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的所必須的內(nèi)容，解決好問題的重要環(huán)節(jié)

30、。 1）選擇導(dǎo)向類型 根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑和刀具導(dǎo)向的線速度 v=18m/min，選擇固定式導(dǎo)向。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 2）導(dǎo)向套的參數(shù) 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下表：表 2.1 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺dd1DD1D2ll1l2l3l4L888223034180408121746固定裝置的配合如下表：表 2.2 固定裝置的配合導(dǎo)向類別工藝方法DDD1刀具導(dǎo)向部分外徑固定導(dǎo)向鉆孔G7（或 F8）H7/g6H7/n6g6固定導(dǎo)向裝置的布置如圖 2.4 所示圖 2.4 固定導(dǎo)向裝置的布置（3）初定主軸類型、尺寸、外伸長度因?yàn)檩S的材料為 40Cr，剪切彈性模量 G=81.0

31、GPa,剛性主軸取 14（0）m,所以 B 取 2.316，根據(jù)剛性條件計(jì)算主軸的直徑為： dB4T式中： d軸直徑（mm） T軸所承受的轉(zhuǎn)矩（Nmm）B系數(shù)本設(shè)計(jì)中主軸直徑 d=28mm,主軸外伸長度為：L=118mm，D/為 40/28。1d本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 （4）選擇刀具接桿 由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長度為一定值，而刀具的長度也是一定值，因此，為保證多軸箱上各刀具能同時到達(dá)加工終了位置，就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié)，這個可調(diào)節(jié)在組合機(jī)床上是通過可調(diào)整的刀具接桿來解決的,連接桿如圖 2.8所示， 圖 2.8 可調(diào)連接桿連接桿上的尺寸 d 與主軸外伸長度的內(nèi)孔 D 配合，因此

32、，根據(jù)接桿直徑 d 選擇刀具接桿參數(shù)如表 2.3 所示：表 2.3 可調(diào)接桿的尺寸dD1(h6)d2d3Ll1l2l3螺母厚度28Tr282莫氏 1 號12.061368881428012（5）確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸從加工結(jié)束主軸箱的端到端的所有鏈接的大小來確定的表面之間的最小距離，加工示意圖連接尺寸如圖 2.3 所示。面對的工件端面最重要的連接尺寸（多軸箱的大小321mm） ，它等于刀具懸伸長度，螺母的厚度，主軸伸出長度和連桿長度（可調(diào)）和減去加工，孔的深度和切出值。（6）工作進(jìn)給長度的確定 如圖 2.6 工作進(jìn)給長度應(yīng)等于工件加工部位長度 L 與刀具切入長度和切出長工L1L度之和。切入長

33、應(yīng)應(yīng)根據(jù)工件端面誤差情況在 810mm 之間選擇，誤差大時取2L1L大值，因此取=8mm，切出長度=1/3d+(38)= x8+712mm，所以1L2L13 1=8+12+24=44mm.工L（7）快進(jìn)長度的確定 考慮實(shí)際加工情況，在未加工之前，保證工件表面與刀尖之間有足夠的工作空間，本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 也就是快速退回行程須保證所有刀具均退至夾具導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝卸。這里取124mm，快退長度等于快速引進(jìn)與工作工進(jìn)之和，因此快進(jìn)長度 124-44=80mm. 圖 2.6 工作進(jìn)給長度2.3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 2.7 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖1、機(jī)械聯(lián)系尺寸圖的介紹與影響總的

34、來說，在多數(shù)情況下，組合機(jī)床的組成：柱，柱腳，動力箱，動力滑臺，及特殊部件等各種各樣的裝配。聯(lián)系尺寸圖用來表述組合機(jī)床的加工內(nèi)容、加工特點(diǎn)、正確表達(dá)形式、精度、繪制好圖紙，表述其重要信息.“簡化的設(shè)備布局”是聯(lián)系尺寸圖的外號，它在系統(tǒng)中表示出各部件的相互運(yùn)動，合理正確地繪出圖，能綜合反映組合機(jī)床的總體布局與運(yùn)動方式。如圖 2.7 所示，圖中繪畫得得體、正確，明確表達(dá)了圖所要了解的信息，此圖為機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，有效地表達(dá)了各種零部件的運(yùn)動，參數(shù)位置。2、合理選擇動力部件選用動力部件主要選擇型號、規(guī)格合適的動力滑臺、動力箱。（1）滑臺的選用 通常，根據(jù)滑臺的驅(qū)動方式、所需進(jìn)給力、進(jìn)給速度、最大行程長

35、度和加工精度等因素來選用合適的滑臺。1）驅(qū)動形式的確定 根據(jù)對液壓滑臺和機(jī)械滑臺的性能特點(diǎn)比較，并結(jié)合具體的加工要求，使用條件選擇 HY 系列液壓滑臺。2）確定軸向進(jìn)給力 滑臺所需的進(jìn)給力= =102378.8=23788N進(jìn)FiF 式中： 各主軸加工時所產(chǎn)生的軸向力iF由于滑臺工作時，除了克服各主軸的軸的向力外，還要克服滑臺移動時所產(chǎn)生的摩擦力。因而選擇滑臺的最大進(jìn)給力應(yīng)大于23.788KN。進(jìn)F3）確定進(jìn)給速度 液壓滑臺的工作進(jìn)給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無級調(diào)速，對液壓滑臺確定切削用量時所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺最小工作進(jìn)給速度的 0.81倍;液壓進(jìn)給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時，實(shí)際進(jìn)給速度應(yīng)更

36、大一些。本系統(tǒng)中進(jìn)給速度=nf=18mm/min。所以選擇 1HY32A 液壓滑臺，工作進(jìn)給速度范圍vf24680mm/min，快速速度 10m/min。4）確定滑臺行程 滑臺的行程除保證足夠的工作行程外，還應(yīng)留有前備量和后備量。前備量的作用是動力部件有一定的向前移動的余地，以彌補(bǔ)機(jī)床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調(diào)整。本系統(tǒng)前備量為 24mm，后備量的作用是使動力部件有一定的向后移動的余地，為方便裝卸刀具，這里取 80mm,所以滑臺總行程應(yīng)大于工作行程，前備量，后備量之和。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 即：行程 L124+24+80=224mm，取 L400mm。綜合上述條件，確定液壓動力滑臺型號

37、1HY32A,以及相配套的滑臺底座（1CC321 型） 。（2）確定動力箱的選用 動力箱主要依據(jù)多軸所需的電動機(jī)功率來選用，在多軸箱沒有設(shè)計(jì)之前，可算主P主P切P10*0.430.85.375KW式中：多軸箱傳動效率，加工黑色金屬時 0.80.9；有色金屬時0.70.8，本系統(tǒng)加工 HT240，取 0.8動力箱的電動機(jī)功率應(yīng)大于計(jì)算功率，并結(jié)合主軸要求的轉(zhuǎn)速大小選擇。所以，最終決定 C167132B-6 的 5BS32I 型動力箱，動力箱輸出軸至箱底面高度為 180mm。主要技術(shù)參數(shù)如下表：表 2.4 電機(jī)型號及參數(shù)轉(zhuǎn)速范圍（r/min）主電機(jī)傳動型號電機(jī)轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速主電機(jī)功率（）kw配套主軸

38、部件型號D80 Y132M1-69604152.151HY32A,1CC321,1CD321(3)、配套支承部件的選用立柱底座 1CD322。(4)、確定裝料高度裝料高度指工件安裝基面至機(jī)床底面的垂直距離，在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時，裝料高度可視具體情況在 H8801060mm 之間選取，本系統(tǒng)取裝料高度為 800mm。(5)、中間底座輪廓尺寸中間底座的輪廓尺寸要滿足滑臺在其上面聯(lián)接安裝的需要，又考慮到與立柱底座相連接。因此，中間底座采用側(cè)底座 1CD321。(6)、確定多軸箱輪廓尺寸本機(jī)床配置的多軸箱總厚度為 340mm，寬度和高度按標(biāo)準(zhǔn)尺寸中選取。計(jì)算時，多軸箱的寬度 B 和高度 H 可確定為

39、：B=630，H=320根據(jù)上述計(jì)算值，按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定主軸箱輪廓尺寸BH=630320mm。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 2.3.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡計(jì)算如下：切削時間： T切切= L/vf+t停 = 44/74.710/415 =0.613min式中： T切機(jī)加工時間（min） L工進(jìn)行程長度（mm） vf 刀具進(jìn)給量（mm/min） t停死擋鐵停留時間。一般為在動力部件進(jìn)給停止?fàn)顟B(tài)下，刀具旋轉(zhuǎn) 810 r 所需要時間。這里取 10r輔助時間 T輔 = +t移+t裝fkvLL43 = （80124）/1000+0.13+2= 2.334min 式中： L3、L4 分別為動力部件快進(jìn)、

40、快退長度（mm） vfk 快速移動速度（mm/min） t移 工作臺移動時間（min）,一般為 0.080.13min,取 0.13 min t裝 裝卸工件時間（min）一般為 0.81.8min,本例取 2min機(jī)床生產(chǎn)率 Q1 = 60/T單單 = 60/（T切+T輔） =60/（0.613+2.334） =20.3 件/h機(jī)床負(fù)荷率按下式計(jì)算 = Q / Q1100% = Q1tk /A100% =18.31980/60000100% =66.99% 式中：Q機(jī)床的理想生產(chǎn)率（件/h） A年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件） ,這里取 60000 件 tk年工作時間，單班制工作時間 tk =1980h本科生

41、畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 表 2.8 生產(chǎn)率計(jì)算卡(在圖紙)3 多軸箱的設(shè)計(jì)3.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的如圖 3.1 所示:圖 2.8 鉆孔組合機(jī)床多軸箱圖中多軸箱，選擇箱體中垂線為坐標(biāo)系，在建立的坐標(biāo)系中標(biāo)注輪廓尺寸及動力箱驅(qū)動軸的相對位置尺寸。主軸部為逆時針旋轉(zhuǎn)（面對主軸看） 。主軸的工序內(nèi)容，切削用量及主軸尺寸及動力部件的型號和性能參數(shù)如表 2.6 所示：表 2.6 主軸外尺寸及切削用量主軸外伸尺寸切削用量軸號D/dL工序內(nèi)容N（r/min）V(m/min)f(mm/r)Vf(mm/min)1、2、3、4、40/28118鉆 24415180.018

42、 74.7本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 5、6、7、8、9、10注：1被加工零件編號及名稱：箱體材料：HT200 JB297-62；硬度: HB170-241， 前、后、側(cè)蓋等材料為 HT1802動力部件型號：1TD32I 動力箱，電動機(jī)型號 Y112M-6；功率 P2.15kw。3.2 齒輪模數(shù)選擇本組合機(jī)床主要用于鉆孔，因此采用滾珠軸承主軸。齒輪模數(shù) m 可按下式估算： m=(3032)=321.763)/(ZNP3)41519/(5.12式中：m估算齒輪模數(shù) P齒輪所傳遞的功率（kw） Z對嚙合齒中的小齒輪數(shù) N小齒輪的轉(zhuǎn)速（r/min）多軸箱輸入齒輪模數(shù)取=2,其余齒輪模數(shù)取 m2=1.8。1

43、m3.3 多軸箱的傳動設(shè)計(jì)（1）根據(jù)原始依據(jù)圖（圖 3.2） ，畫出驅(qū)動軸、軸坐標(biāo)位置。如下表：表 3.2 驅(qū)動軸、軸坐標(biāo)值坐標(biāo)驅(qū)動軸 O軸 1軸 2軸 3軸 4軸 5X0-371-1850185371Y06868686868坐標(biāo)軸 6軸 7軸 8軸 9軸 10X-371-1850185371Y-68-68-68-68-68(2)確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 圖 2.9 齒輪的最小壁厚經(jīng)常使用的齒輪有 3 種。材料均為 45 鋼，熱處理為齒部高頻淬火 G54。本機(jī)床齒輪的選用按照下表選用齒輪種類寬度（mm）齒 數(shù)模數(shù)（mm）孔徑（mm）驅(qū)動軸齒輪24321950 連續(xù)19701

44、.8、2、2.5、32、2.5、3、415、20、30、35、4025、30、35、40、50傳動軸齒輪44（B 型）1950 連續(xù)19701.8、225、30、40、50輸出軸齒輪321950 連續(xù)1970218、22、28、32、361）最小齒數(shù)的確定由于前面選取了主軸的直徑為 40mm，顯然傳動軸的直徑也為 40mm，這樣為了減少傳動軸種類和設(shè)計(jì)題目需要由于傳動軸轉(zhuǎn)速是 415r/min。為保證齒輪齒根強(qiáng)度，應(yīng)使齒根到孔壁或鍵槽的厚度 a2m,驅(qū)動軸的直徑取為 46mm,由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊知，如圖 29 所示齒輪 t=33.3mm,當(dāng) m1=2 時。驅(qū)動軸上最小齒輪齒數(shù)為：本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)

45、 19 2（t/m1+2+1.25）d0/m1Zmin =2(33.3/2+2+1.25)46/3 =18.9所以驅(qū)動軸齒數(shù)要大于等于 19。當(dāng) m2=1.8，d=40 時，齒輪 t=23.3mm。主軸上最小齒輪齒數(shù)為：2（t/m2+2+1.25）d0/m2Zmin =2（23.3/2+2+1.25）40/2 =19.8所以主軸齒數(shù)要大于等于 20。所以，主軸和傳動軸的直徑為的 d=40mm,m=1.8則其齒輪數(shù)： Z=d/m =18.1所以主軸和傳動軸齒數(shù)取 20同理計(jì)算出驅(qū)動軸的齒數(shù)為 23驅(qū)動軸與傳動軸的傳動比：i=46/40=1.15主軸與傳動軸的傳動比：i=1所以主軸和傳動軸的直徑為 40mm,驅(qū)動軸的直徑為 46mm。3.4 繪制傳動系統(tǒng)圖傳動系統(tǒng)圖表示軸與軸之間的傳動，如圖 2.10 所示本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 圖 2.10 鉆孔多軸箱傳動系統(tǒng)圖3.5 傳動零件的校核（1）驗(yàn)算傳動軸的直徑校核傳動軸以承受的總扭矩最大傳動軸 1，由它驅(qū)動的有主軸 1、10主軸扭矩：T1=T2=9979Nmm油泵軸（驅(qū)動軸）的扭矩：查得 R12-1A 油泵的最高壓力為 0.3MPa、排量為8.8