ZH1105柴油机气缸体三面粗镗组合机床设计（左主轴箱设计）【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 为了提高加工效率和质量以及保证 油机气缸体三面相应粗镗孔的尺寸精度及位置精度的要求，需要设计一台满足三面粗镗要求的卧式组合机床，本课题组设计了 油机气缸体三面粗镗机床及左主轴箱。在分析加工工件的特点的基础上，按组合机床的设计方法和步骤，进行了组合机床的总体设计，绘制了被加工零件的工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡，在此基础上，绘制了左主轴箱设计的原始依据图，拟订了主轴箱的传动路线，应用最优化方法布置齿轮。确定传动参数，绘制了主轴箱装配图、箱体坐标检查图、前盖 及后盖的补充加工图，进行了轴、齿轮等零件的强度校核。该机较好地完成了设计要求，大大提高了工作效率。 关键词 ： 柴油机 ； 气缸体；三面粗镗；主轴箱；组合机床 油机气缸体三面粗镗组合机床设计 (左主轴箱设计 ) 2 To of of of a to of ., On of of s of of By of of of of of of we of of of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 1 前言 .体设 计 .主轴箱设计 .展状况及涉及内容 .课题拟解决的问题 .决方案及预 期效果 . 解决方案 . 预期效果 . 方案论证 .合机床 工艺方案的制定 .定机床完成工艺时的一些限制 .定切削用量及选择刀具 . 选择切削用量 . 对左侧面上 4 个孔的切削用量的选择 . 对后面上 1 个孔的切削用量的选择 .算切削力、切削扭矩及切削功率 .择刀具结构 . 组合机床总体设计 三图一卡 .加工零件工序图 .工示意图 . 导向结构的选择 . 动力箱型号的选择 . 动力部件工作循环及行程的确定 .床尺寸联系总图 . 选择动力部件 . 动力箱型号的选择 . 确定夹具轮廓尺寸 . 确定中间底座尺寸 . 确定主轴箱轮廓尺寸 .床生产率计算卡 . 左主轴箱设计 .主轴箱箱体零件的设计 . 箱体的选用 .定传动轴的位置和齿轮齿数 .标计算 .轴等有关零件的设计 . 主轴直径的确定 . 主轴结构的选定 . 传动轴的选定 .轴箱坐标计算、绘制坐标检查图 .油机气缸体三面粗镗组合机床设计 (左主轴箱设计 ) 4 算传动轴的坐标 . 绘制坐标检查图 .轮的校核及参数的确定 . 齿轮的校核 .轮的材料，精度和齿数的选择 .计计算 .体或前盖补充加工图 . 设计总结 .考文献 . 谢 . 录 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 前言 组合机床是用按系列化标准化设计的通用部件 和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。 本人课题来源于江苏江淮动力集团，本人所设计的题目是 油机气缸体三面粗镗组合机床设计，主要完成左主轴箱装配图和零件图设计任务，所设计的机床主要用于加工柴油机左气缸体，本人在完成 “三图一卡 ”的基础上，完成组合机床自动加工柴油机气缸体的左主轴箱设计。 体设计 1、 制定工艺方案，确定机床的配置型式及结构方案； 2、 三图一卡设计，包括： a)被加工零件工序图； (b) 加工示意图； (c) 机床联系尺寸图； (d) 生产率计算卡。 主轴箱设计 1、 左箱总装图； 2、 左轴箱箱体零件图； 3、 其它零件图； 4、 有关计算、校核等 展状况及涉及内容 当我国加入 后，制造业所面临的机遇与挑战并存。对组合机床的要求相对提高，从而设计机床的要求也提高。为了组合机床行业适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，截至 2002 年 9 月份，组合机床行业仅组合机床产品一项，产量快速增长，相比 2001 年同比增长了十个百分点以上 , 另外组合机床行业工业增加值、产品销售率、全员工资总额、出口交货值等经济指标均有不同程度的增长 ，新产品、新技术较去年均有大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。 研究的主要内容可涉及：工程设计相关的理论；产品设计中的技术难点；对如何进行同类产品设计进行研究；相关行业的热点技术问题；针对的设计任务的特点所采用的相关结构的工作原理；如何用相关的技术手段来保证设计质量；设计产品所涉及的相关技术；结构设计的合理性校验；产品设计的操作简便性、制造和使用的经济性；产品设计的环保、节能特性；产品设计的制造可实施性；产品设计的寿命；产品设计中零、部件的标准化、通用化问题。 课题拟解决的问题 1、 总体设计问题 :如设计选型、产品总体布局、产品配置； 2、 产品设计的特殊要求 :例如特定的参数要求，特定的结构要求，特定的性能要油机气缸体三面粗镗组合机床设计 (左主轴箱设计 ) 6 求； 3、 产品传动方案的确定 :标准件、通用件的选择； 4、 详细设计相关问题 :例如相关的强度校核、刚度校核、局部结构设计问题的方案确定； 5、 产品的设计分析 :例如有限元分析、运动分析、动力学分析； 6、 工艺设计方案的论证 :设计效果仿真；加工模拟仿真； 7、 生产效率 :经济性；生产周期； 决方案及预期效果 决方案 ： 1、 采用何种总体设计方案；针对某种需求采用何种特殊结构； 2、 易损件采用便于装拆的结构；采用何种设计手段； 3、 采用何种分析手段；采用何种实验手段； 4、 采用何种优化方法；采用何种仿真手段； 期效果 ： 产品的制造工艺性好；产品外形美观；产品的制造成本降低；提高设计的一次成功率、减少设计返工；交货期缩短；产品使用中的维护成本降低；设计的产品工作更稳定、可靠；产品结构合理，符合工作现场的需要，更易于操作和使用；产品的使用效果达到什么样的指标；产品拆卸方便、更易于维护；所设计的部分符合整个工艺流程的要求。 本次毕业设计历时四个多月，在指导老师的细心指导下 ，在本组设计人员的共同努力下，我们的毕业设计得以按时圆满地完成。在此向所有支持我这次毕业设计的老师和同学表示深深的感谢！ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 方案论证 组合机床的通用部件分大型和小型两大类。用大型通用部件组成的机床称为大型组合机床，用小型通用部件组成的机床称为小型组合机床。 机床带有一套固定的夹具，根据所需加工面数布置动力部件。动力部件可以是立式，卧式或斜式安装。工件安装在机床的固定夹具里，夹具和工件固定不动。动力滑台上的动力箱连同多轴箱或单轴切削头实现切削运动。 根据加工零件的要求，本机床采用单工位组合机床。刀 具对零件的加工为平行加工，动力部件采用卧式安装，品字型结构。 合机床工艺方案的制定 定机床完成工艺时的一些限制 1、 孔间中心距的限制 在确定组合机床完成工艺时，要考虑可同时加工的最小孔中心距。由于主轴箱的主轴结构的设备导向的需要，所以近距离孔能否在同一多轴箱上同一工位加工受其限制 。 2、 结构工艺性不好的限制 有些工件结构工艺性不好，如箱体多层壁上的同轴线的孔径中间大两头小时，则进刀困难。当孔径大于 50，可采用让刀的办法。多层壁同轴孔，为便于布置中间导向 装置，孔中心离箱体侧壁间距离也应够 。 定切削用量及选择刀具 择切削用量 16 个被加工孔中，由于既有钻孔加工又有镗孔加工，所以选择切削用量时应综合考虑，钻孔切削用量从文献 9的 130 页 表 6选取，镗孔切削用量从文献 9的 130 页表 6选取。由于钻孔的切削用量与钻孔深度有关，随孔深的增加而逐渐递减，其递减值按文献 9的 131 页表 6取。钻孔时，降低进给量的目的是为了减小轴向切削力，以避免钻头折断，降低切削速度主要是为了提高刀具寿命。 1、 对右侧面上 5 个孔的切削用量 的选择：保证进给速度相等 A 钻孔 4： 孔 . 由 d 22度大于 190择 v=10f r,又d=定 v=f=r,则由文献 5的 43 页知 1000（ 2 得： n=100054r/B 钻孔 5： 孔 由 d 22度大于 190择 v=10f r,又油机气缸体三面粗镗组合机床设计 (左主轴箱设计 ) 8 d=定 v=f=r,则由 d 1000得： n=100030r/ 镗孔 1、 2： 于刀具采用硬质合金，加工材料为铸铁， v=35fr 中选择 ,考虑到刀具寿命以及进给速度的一致性，取 v=35m/f=r，则 1000=100035/ D 镗孔 6： 于刀具采用硬质合金，加工材料为铸铁， v=35fr 中选择 ,考虑到刀具寿命以及进给速度的一致性，取 v=40m/f=r，则 d 1000=100040/25r/ 左侧面上 4 个孔的切削用量的选择 由于分两次进给，要同时考虑进给速度和转速，两次进给转速要相同，同次进给保证进给速度相同 A 镗孔 3： 于刀具采用硬质合金，加工材料为铸铁， v=35fr 中选择 ,考虑到刀具寿命 ,加工余量应取小一点，故加工 采用分层切削。 第一次进给主要加工 ，取定 v=50m/r,则 d 1000=100050/2r/ 第二次进给要同时镗 ，考虑到轴向切削力，进给量应选小一点 ,取定v=r，则 d 1000=10005r/ B 镗孔 1、 2： 2于刀具采用硬质合金，加工材料为铸铁， v=35fr 中选择 ,考虑到刀具寿命以及进给速度的一致性，取定 5m/r，则 d 1000=100035/ 同轴转速相同，进给速度一致，取定 5m/r C 钻孔： 孔 由 d 22度大于 190择 v=10f r,又d=定第一次进给 r,则 d 1000=100057r/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 同轴转速相同，进给速度一致，取定 r 后面上 1 个孔的切削用量的选择 镗孔： 115/由于刀具采用硬质合金，加工材料为铸铁，在 v=35fr 中选择，考虑转速和进给速度的一直性，取定 v=36/40/45m/ 第一次进给，取定 r；第二次进给 ,取定 r，则d 1000=100055r/ （孔的编号见被加工零件工序图） 算切削力、切削扭矩及切削功率 根据文献 9的 134 页表 6公式计算钻孔 （ 2 （ 2 9740（ 2 根据文献 9的 134 页表 6公式计算镗孔 （ 2 （ 2 p （ 2 61200（ 2 式中， F、 N）； N）； m/ mm/r）； 钻头）直径（ 得 23。 由以上公式可得： 右面 1、 2 轴 p 油机气缸体三面粗镗组合机床设计 (左主轴箱设计 ) 10 63149 61200 4 轴 90128 9740 1 28 5 轴 9740 2 3 35 6 轴 p 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 61200 左面 1、 2 轴 2 22 2 p 61200 3 轴 孔径 p 7 3 2 0 0 66 1 2 0 033 孔径 油机气缸体三面粗镗组合机床设计 (左主轴箱设计 ) 12 p 3 6 轴 0 . 7 5 0 . 5 55 1 . 43 3 0 9 . 6a f H 1 . 2 0 . 6 5 1 . 10 . 5 13 3 3 . 7a f H 3 3 0 9 . 6 1 7 . 9 0 . 9 6 86 1 2 0 0 6 1 2 0 0 W 后面 孔径为 p 2 0 0 3 46 1 2 0 0 孔径为 p 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 0193661200 孔径为 5 9 2 0 0 3 66 1 2 0 0 (轴编号与孔编号相对应 ) 择刀具结构 根据加工精度、工件材料、工件条件、技术要求等进行分析，按照经济地满足加工要求的原则，合理地选择刀具。只要所选工艺方案可以采用刚性较好的镗杆，还是采用镗削方法，这是因为镗刀制造简单，刃磨方便。 当被加 工孔直径在 40上时，组合机床上多采用镗削加工，其加工精度可高达 1。 直径小于 40，选用钻削方法，钻头选用高速钢修磨棱带及横刃钻头。镗孔选用合金镗刀头。 直径大于 40，选用镗削方法，刀具材料为硬质合金。当加工阶梯孔时，选用阶梯杆，由于多刀加工，扭矩较大，所以要选用强度较好的刀杆材料： 41 油机气缸体三面粗镗组合机床设计 (左主轴箱设计 ) 14 3 组合机床总体设计 三图一卡 加工零件工序图 被加工零件工序图是根据制定的工艺方案，表示所设计的组合机床上完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、 表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹压部位以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图样。除了设计研制合同外，它是组合机床设计的重要依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要文件。被加工零件工序图是在被加工零件的基础上，突出本机床或自动线的加工内容，并作必要的说明而绘制的。其主要内容包括： 1、 被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本工序机床设计有关部位结构形状和尺寸。 2、 本工序所选用的定位基准、夹压部位及夹紧方向。 3、 本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差 等技术要求以及对上道工序的技术要求。 4、 注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量。 4 5 1 X 4 5 6 . 36 . 3G - 36 . 3C - 4 5 6 . 3 6 . 36 . 36 . 36 . 36 . 36 . 3 3 被加工零件工序图 工示意图 零件加工的工艺方案要通过加工示意图反映出来。加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具、辅具的布置状况以及工件、夹具、刀具等机床各部件间的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 向结构的选择 组合机床钻孔时，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的导向装置来保证的。导向装置的作用是：保证刀具相对工件的正确位置；保证刀具相互间的正确位置；提高刀具系统的支承刚性。 本课题中镗孔采用旋转套导向，钻孔采用固定套导向。 定主轴、尺寸、外伸尺寸 在该课题中，主轴既有用于镗孔又有用于钻孔，镗孔选用滚锥轴承主轴，钻孔选用滚珠轴承主轴。镗孔时主轴与刀具采用浮动卡头连接，主轴属于短主轴；钻孔时主轴与刀具采用接杆连接，主轴属于长主轴。 根据由选定的切削用量计算得到的切削转矩 T，由文献 9的 43 页公式 4 10 式中， d轴的直径（）； T轴所传递的转矩（ Nm）； B系数，本课题中镗孔主轴为刚性主轴，取 B=孔主轴为非刚性主轴，取 B= 由公式可得： 左面 轴 1 d=30 取定 d=40 轴 2 d=30 取定 d=40 轴 4 d= 取定 d=40 轴 6 d= 取定 d=40 右面 轴 1、 2 d=37 取定 d=40 轴 4 d=34 取定 d=35 轴 5 d=28 取定 d=30 轴 6 d=35 取定 d=45 后面 轴径 d=55 轴径实际设计时确定 根据主轴类型及初定的主轴轴径，文献 9的 44 页表 3得到主轴外伸尺寸几接杆莫氏圆锥号。滚锥主轴轴径 d=40 时，主轴外伸尺寸为： D/7/48,L=135 。滚锥主轴轴径 d=35 时，主轴外伸尺寸为： D/0/36,L=115 。滚珠主轴轴径 d=30时，主轴外伸尺寸为： D/0/36,L=115 ；接杆莫 氏圆锥号为 4。滚珠主轴轴径d=30 时，主轴外伸尺寸为： D/0/36,L=115 ；接杆莫氏圆锥号为 3。 力部件工作循环及行程的确定 1、 工作进给长度 L 工 的确定 工作进给长度 L 工 ，应等于加工部位长度 L（多轴加工时按最长孔计算）与刀具切入长度 切出长度 和。切入长度一般为 5，根据工件端面的误差情况油机气缸体三面粗镗组合机床设计 (左主轴箱设计 ) 16 确定；镗孔时，切出长度一般为 5 当采用复合刀具时 ,应根据具体情况决定。所以得出以下结果 : 左主轴箱：工进长度 :55主轴箱：工进长度 :95主轴箱：工 进长度 :128、 快速进给长度的确定 快速进给是指动力部件把刀具送到工作进给位置。初步选定三个主轴箱上刀具的快速进给长度分别为 215 ， 255 和 125 。 3、 快速退回长度的确定 快速退回长度等于快速进给和工作进给长度之和。由已确定的快速进给和工作进给长度可知，三面快速退回长度分别为 270 ， 35053 2加工示意图。 35?15022335?45?6520475 135?22?26?70706418251965 200?706?856?44110 245005?466?30225252426 26?1428 2622?706?856220 2051357510130 30630?2506?60615?20?15?20?30?706?60637344301237278125423 4930 2 - 1 ? 1 6 G 钢 2 5 1 028871 轴 承 6 2 1 227650r/8018212轴承 1 2 580 2 圈 8 05 滚 动 轴 承 6 2 1 3 2768 195r/54r/30r/2r/57r/3 1 7 0 2 0 0 1 8 0 2 1 0 1 0 5 1 8 075 1 6 0?60?198156986?加工示意图 床尺寸联系总图 择动力部件 动力滑台型号的选择 根据选定的切削用量计算得到的单根主轴的进给力，按文献 9的 62 页公式 多轴箱 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计算。 式中， 主轴所需的 向切削力，单位为 N。 则 左主轴箱： 2 3 3 6 1 4 6 5 2 2 . 5 2 3 3 3 . 7 1 6 7 4 . 2 2 多 主 轴 箱右主轴箱 2 0 2 . 4 6 0 5 6 0 5 6 0 2 4 0 2 . 3 9 0 7 0 . 3 2 1 1 1 9 7 . 3 8 2 多主轴箱 后主轴箱： 5 2 3 4 5 2 4 5 2 1 4 2 7 多 主 轴 箱 实际 上 ,为克服滑台移动引起的摩擦阻力，动力滑台的进给力应大于 F。又考虑到所需的最小进给速度、切削功率、行程、主轴箱轮廓尺寸等因素，为了保证工作的稳定性，由文献 9的 91 页表 5、右、后面分别选用机械滑台 A 型、A 型、 A 型，台面宽 400面长 800台及滑座总高为 320许最大进给力为 20000N；其相应的侧底座型号分为 111 力箱型号的选择 由切削用量计算得到的各主轴的切削功率的总和切削P，根据文献 9的 47 页公式计算： 切削多轴箱 式中 , 切削P 消耗于各主轴的切削功率的总和（ 多轴箱的传动效率 ,加工黑色金属时取 轴数多、传动复杂时取小值，反之取大值。本课题中，被加工零件材料为灰铸铁，属黑色金属，又主轴数量较多、传动复杂，故取 5。 右主轴箱： 0 . 8 5 6 1 . 2 7 6 0 . 9 6 8 2 0 . 7 1 9 4 . 5 3 8P K W 切削则 4 . 5 3 8 5 . 3 30 . 8 5P K W多主箱根据液压滑台的配套要求，滑台额定功率应大于电机功率的原则，查文献 9的115114 页表 5出动力箱及电动机的型号 ,见表 2 表 3力箱及电动机的型号 动力箱型号 电动机型号 电动机功率(电动机转速(r/输出轴转速(r/左主轴箱 11328 1440 480 右主轴箱 11328 440 480 后主轴箱 1100 960 480 定夹具轮廓尺寸 夹具是用于定位和夹紧工件的，所以工件轮廓尺寸和形状是确定夹具轮廓尺寸的依据，由于加工示意图中对工件和靠模杆的距离，以及导套尺寸都作了规定，掌油机气缸体三面粗镗组合机床设计 (左主轴箱设计 ) 18 握了以上尺寸后，确定夹具总长尺寸 A， A=590 具底座高度应视夹具大小而定，既要求保证有足够的刚性，又要考虑工件的装料高度，一般夹具底座高度不小于 240据具体情况，本夹具底座取高度为 345 定中间底座尺寸 在加工示意图中，已经确定了工件端面至主轴箱在加工终了时距离： =650 =800 根据选定的动力部件及其配套部件的位置关系，并考虑动力头的前备量因素，通过尺寸链就可确定中间底座尺寸 L L=2（ + +23） L 1+ L 2+ L 3） 其中 寸。 于动力头支承凸台端面到滑座端面最小尺寸和动力头向前备量组成。 =585 确定中间底高度尺寸时，应考虑铁屑的储存及排除电气接线安排，中间底座高度一般不小于 540 本机床确定中间底座高度为 600 定主轴箱轮廓尺寸 主要需确定的尺寸是主轴箱的宽度 B 和高度 H 及最低主轴高度 轴箱宽度B、高度 H 的大小主要与被加工零件孔的分布位置有关，可按文献 9的 49 页公式计算： B=b+2 H=h+h1+中， b工件在宽度方向相距最远的两孔距离（）； 边缘主轴中心距箱外壁的距离（）； h工件在高度方向相距最远的两孔距离（）； 低主轴高度（）