S195柴油机体三面精镗组合机床总体设计及后主轴箱设计

0引言自九九年入学以来，四年的大学生活即将结束，在毕业前，我们在校领导、教师的指导下，在教师的精心指导下，基本学完了机械制造及设计专业的课程，现进入毕业设计阶段。这次毕业设计是在实习的基础上进行的，我们在盐城江淮动力机厂工程技术人员的带领下，深入车间，理论联系实际，熟悉了S195柴油机机体的加工工艺，了解了每道工序的加工过程，仔细分析、研究了机体精镗的结构特，性，根据指导教师王正刚分配给我的任务书，新闻记者并收集有关资料，为毕业设计作好准备。随着现代工业生产水平的飞速提高，设计新产品、新机床，实现现代化，提高生产率，是当前生产中的迫在眉捷的任务。我们四人一组设计专用组合机床（精镗床）即为一台高效能，高精度，具有工艺互换性的组合机床。在设计过程中，由于组合机床大部分是由标准零件构成，另外一些非标准件尽量适应工厂的生产条件，使加工和维修方便，大大减少了设计工作量。通过毕业设计，我们经受了锻炼对所学的理论知识进行综合运用，这对今后的工作打下了基础，这与市校、学校领导和江淮动力机厂的工程技术人员的精心指导是分不开的。谨此表示衷心的感谢！限于本人知识水平有限，又没有工作的实践经验，本设计中定存在不到之处，敬请老师同学批评指正，提出宝贵意见，以便及时纠正。S195柴油机以其设计紧凑，启动轻便，维修简便，技术经济指标先进，能为手扶拖拉机、水泵、电站、运输及多种农副业加工机械和设备作配套动力在工农业生产中得到广泛的应用。机体是柴油机的一个重要零件，精镗孔又是机体加工中最关键的工序，机体70%以上的主要技术要求均在此工序得到保证。加工精度要求高,特别是机体气缸套孔止口深度公差，大跨度等直径同轴孔、平衡轴孔孔径公差，大悬臂气缸孔孔径公差，曲轴孔与气缸孔垂直度，曲轴孔与平衡轴孔、曲轴孔与凸轮轴孔轴心线平行度,气缸套孔止口面与气缸孔轴心线垂直度等的精度要求较高。机体加工中，精镗孔工序的加工质量将直接影响柴油机的功率、油耗、噪声等性能。同时，由于S195柴油机的生产批量较大，因而要求该工序的加工设备具有较高的生产效率和自动化程度。然而,目前国内现有的加工设备都不能很好地满足上述加工质量和生产效率等方面的要求，这在一定程度上制约了、195柴油机的性能保证和生产产量的提高。介绍了一种适用于S195柴油机机体三面精镗孔加工的组合机床，保证了机体的加工精度，提高了生产效率°S195柴油机以其设计紧凑，启动轻便，维修简便，技术经济指标先进，能为手扶拖拉机、水泵、电站、运输及多种农副业加工机械和设备作配套动力，在工农业生产中得到广泛的应用。机体是柴油机的一个重要零件，精镗孔又是机体加工中最关键的工序，机体70%以上的主要技术要求均在此工序得到保证。加工精度要求高，特别是机体气缸套孔止口深度公差,大跨度等直径同轴孔、平衡轴孔孔径公差，大悬臂气缸孔孔径公差，曲轴孔与气缸孔垂直度，曲轴孔与平衡轴孔、曲轴孔与凸轮轴孔轴心线平行度，气缸套孔止口面与气缸孔轴心线垂直度等的精度要求较高。本机床为液压驱动、微机控制的三面七轴卧式镗孔机床，除装卸工件为人工外，其余预定的工作循环均是连续地自动完成。工件材料为HT200,机床从三面同时加工13个孔,镗孔尺寸精度为H7,表面粗糙度Ra1.6〃m。主要技术参数为:主轴数：7根电机数：6台重量:约6本机床设计中采用镗模法加工，并通过采取下列措施保证了镗孔的精度。（a）提高镗模、镗套、镗杆的制造精度镗模、镗套、镗杆均须经精磨后研磨，精度达到IT4级，其配合间隙采用配作,这样就可大大减小被加工孔的圆度误差。（b）采用镗杆水平定向、工件相对平移的方法，每一孔分别采用一把镗刀进行加工。机床的主要特点（1：大跨度等直径同轴孔尺寸精度达到H6级如图4所示,S195柴油机机体上的4①520-0.03轴承孔用于安装上下平衡轴,此孔组跨度为176mm,系大跨度等直径同轴孔。常规加工中，当刀具从右部切入时，由于A、C两孔系待加工孔，加ZB.D两孔的刀具就无法分别从A、C两孔通过。这种大跨度同轴孔加工相当于镗深孔。由于加工行程长，故若采用刚性主轴加工，则主轴悬臂较长，刚性差若采用镗模法加工，则会使镗杆的不同部位被镗套所包容。主轴的受力变形将使加工的两组等直径同轴孔产生锥度约001mm）和椭圆度约001mm）。本机床设计中，同一侧面镗杆必须转速相同或成整数倍;设计和安装同一侧面的主轴、浮动接头，镗杆上键槽方向要一致，镗杆上同一侧面镗刀孔方向也要一致;在主轴箱的最低速主轴上还必须设置主轴定向装置等等，以保证主轴定向后同一侧面镗刀刀尖均朝同一方向。加工中为防止刮平面时工件移动,需要对机体有较大的夹紧力，但由于机体刚性差，若夹紧力过大,则会使机体产生较大的夹紧变形，使镗削后的机体内孔失圆。本机床液压系统中采用二次压力,镗孔时机体受轻压，刮平面时受重压，从而很好地解决了上述问题。气缸套孔止口深度精度稳定在0025mm,止口底面与气缸套孔中心线垂直度稳定在0015/100气缸套孔止口深度的加工精度和止口底面与气缸套孔中心线的垂直度要求,将直接影响气缸套孔凸缘上平面到机体顶面的突起量大小，影响缸盖与缸盖凸缘之间气缸垫的压合松紧程度,从而影响气缸垫寿命、气缸的密封和气缸压缩比，最终影响柴油机的性能和油耗量，本机床系卧式布置,气缸套孔与主轴孔在同一水平面上，加工止口时考虑到采用“一面两销”定位方式，由于定位销、孔的制造误差和磨损，因而定位误差较大约有005mm）。为减少定位误差，采用定位块，以机体气缸盖面上的一点定位。本机床的润滑系统如图所示,油池安装在机床踏脚板下面，通过油泵将润滑油泵入油箱。油箱设置在夹具顶面，机床利用油箱与镗套、镗杆之间的高度差，采取自重润滑。由于油箱较大，润滑油流量也较大，所以润滑充分。润滑油润滑后经床身的回油槽又回到油池中，可反复使用。在油箱内装有浮子。泵油时浮子上升，当上升到上极限位置时，挡铁压下行程开关，电机停转，油泵即停止泵油;当油箱内油面低于下极限位置时，挡铁随浮子落下并压下行程开关，此时，机床各滑台就地停止运行，各主轴停止旋转，防止了镗套、镗杆因缺油润滑而咬死，同时电机旋转，油泵开始从油池中泵油。镗杆和镗套均采用高硬度耐磨材料38CrMoA1A,并经热处理，镗孔线速度最高达1225m/min,镗杆和镗套间滑动线速度最高达1319m/min,分别超过一般镗床加工的25%和35%左右。采用变速马达，镗孔时用高速，刮平面时用低速,速比为4:1,既保证了平面的刮削精度，又提高了镗孔的效率。大跨度等直径同轴孔采用镗杆水平定向、工件平移的镗模法加工，使机体上的多孔能同时进行加工，提高了生产率近50%。加工中除了装卸工件外，定位、夹紧、加工过程等均自动进行。本机床在设计中，吸取了现有机床加工的优点，设计、布局合理，较好地满足了柴油机机体的孔系加工质量要求,大大提高了生产率。如果在该机床中设置镗孔孔径自动测量、镗刀自动补偿调整装置和铁屑自动分离、自动排除装置，则可获得更高的生产效率。!!所有下载了本文的注意：本论文附有CAD图纸和完整版word版说明书，凡下载了本文的读者请加QQ83753222,或留下你的联系方式（QQ邮箱）最后，希望此文能够帮到你！1工艺方案的拟定本设计是为195型柴油机机体的三面孔实行镗孔工序，为了能够达到质量好、效率高的要求，拟定设计一个三面精镗的组合镗床，由于被加工零件的孔的加工精度，表面粗糙度和技术要求所限，故必须设计一个三面精镗的组合镗床，由于被加工零件的孔的加工精度，表面粗糙度和技术要求所限，故必须设计一三面精镗组合镗床。由于被加工零件一机体、体积小、重量较重，且是单工位三面加工，倘采用立式床身，将造成加工困难，难以保证加工精度，且平稳不够，故将彩卧式床身，通过三个动力头，主轴箱镗销头，一次性完成该工序较为妥贴。以上作为本次设计的初定方案。影响机床工艺方案制定的主要因素有：1.1被加工零件的加工精度和加工工序由于机体孔的表面粗糙度在6.3〜1.6微米间，且孔与孔之间有较高的位置精度要求，安排工艺应在一个安装工位上对所有孔同时进行最终精加工。因机体孔间距较小立式加工时，有利于切屑落入下导向，造成导向精度早期走失，不利于保证加工精度，所以应用卧式床身。为提高机床工作过程中的稳定，性，镗头滑台应采用矩型导轨型式。1.2被加工零件的特点机体材料为铸铁，且机体孔分布在不同壁上，通常在一根镗杆上安装多个镗刀头进行镗削，退刀时，要求工件“让刀"，镗刀头周向定位。被加工孔与基面相垂直，且机体的安装方便，高度较小的细长工件，宜用卧式机床，又因机体较大，采用单工位机床加工较适宜。1.3零件的生产批量本组合机床生产批量较大，且多为连续生产机床，此时应将工序尽量集中在一台或少数几台机床上加工，以提高机床利用率。1.4机床使用条件本机床使用厂地条件较好，气候适用，国间温度三十度左右，使用液压传动能正常发挥机床工作性能，其它机床机构亦都能适应使用条件。从上述因素分析知，本方案是可行的。2定位基准及夹位点选择组合机床是针对某种零件或零件某道工序而设计的，正确选择加工用定位基准，是确保加工精度的重要条件，同时也有利于实现最大限度的集中工序，从而收到减少机床台数的效果。定位基准的选择本机体零件有较高的孔加工精度，且在一次安装下进行，因此，定位基准选择机体的两侧面及底面的“三面”定位方法，它的特点是：1） 可以简便地消除工件的六个自由度，使工件获得稳定可靠的定位。2） 有同时加工零件全部孔的可能，即能高度集中工序，又利于提高各面上孔的位置精度。3） “三面”可做为零件全部工序的定位基准，使零件整个工艺过程基准统一，从而减少由基准转换带来的累积误差，有利于保证零件加工精度，同时，使机床各工序的许多部件实现通用化，用利于缩短设计、制造周期、降低成本。4） 易于实现自动化定位、夹紧，并有利于防止切屑落于定位基面上。确定夹位位置应注意的问题在选择定位基面同时，要相应决定夹位位置，此时应注意的问题是：1） 保证零件夹位后稳定2） 尽量减少和避免零件夹位后的变形本机订中确定的“三面”定位能基本满足上面条件，此本案可行（详见草图）另在造“三面”定位后，可彩液压自动夹紧

本人在这次设计中的任务是设计被加工零件工序图、加工示意图和机床联系尺寸图的图纸及生产率计算卡片的内容，包括总体方案的拟定。3组合机床总体设计一一三图一卡组合机床的总体设计，就是针对具体的被加工零件，在造室的工艺和结构方案的基础上，进行方案图纸设计。这些图纸包括：被加工零件工序图、加工示意图、生产率计算卡片。机床联系尺寸图等，下面谈谈这些图纸的设计。3.1被加工零件工序图3.1.1被加工零件工序图的设计被加工零件工序图是根据造定的工艺方案，表示在一台机床上或一条自动线上完成的工艺内容、加工部位的尺寸及精度、技术要求、加工用定位基准、夹位部位，以及被加工零件的材料、硬度和本机