多轴钻孔组合机床设计说明书

孔钻削的组合机床设计.组合机床是由大量的通用部件和少量的部件组成的工序集Thisdesignwasunifiedthenewtendencyofdomesticandforeignmachinetool’sindustrydevelopmentintherecentyears,aimedatthedesignofassembledmachinetoolofthetwosides’poredrillingofdieselenginecylinder’scover.Theassembledmachinetoolisthecentralizedworkingprocedureandhighefficiencymachinetool,whichiscomposedbythemassivegeneralpartsandthefewspecialparts,itcanprocessonekind(ormanykinds)ofpartonthemulti-knives,multiple-spindle,multi-surface,multi-locations.Itsmanufacturecycleisshort,theinvestmentislittle,buttheeconomicbenefitishigh.:CylinderHead；roughCutters；allocation;jig;metalcutting; 前 第一章零件的分 零件的功 零件的工艺分 工艺路线的拟订及工艺方案的分 第二章指定工序的夹具设 问题的提 夹具设 支承部件的设 夹具设计及操作的简要说 第三章组合机床的设 组合机床的概 组合机床方案的制 确定切削用量及选择刀 组合机床总体设计—三图一 四组合机床主轴箱设 主轴箱的概 主轴箱的设计步骤和内 总 工的气缸盖是EM—165型,属于水冷式.由气缸盖零件图可知,T250,其适于较大应力.该零件形状不规则,尺寸精度,形状位置精度要求均较高.对零件图上的主要技术要求分析如下:210.5mm两个定位孔,0.2mm是该孔处于最大实体尺寸10.5mm时给定的,Ra12.5m0211002H7mm与底面有垂直度要求,其值为0.1/100mm.0纵向移动精度.圆柱度为0.006mm;Ra1.6m,以保证进、排气门的运动精270021H7mm与211002H7mm有同轴度要求,7级, 为0.04mm,以保证排气门的位置精度290021H7mm211002H7mm有同轴度要求,同轴度要求为0.04mm, 保证进气门的位置精度0.08mm,进、排气孔的出口圆度要求为0.009mm,以保证进、排气门的圆周面与孔口的配0260021H7mm的圆度要求为0.009mm,7级,0度0 180043H9mm的粗糙度要求为Ra6.3m;面的粗糙度要求为Ra3.2m0面的圆跳动要求为0.07mm,以保证喷油器的装配精度 2M86Hmm的位置度公差为0.5mm应该保证螺纹的最小实体尺寸为8.5mm,F位置关系的最小实体实效边界内.以保证喷油器的位置和装配精度由零件图知,零件材料为HT250,其铸造性能有切削性能均佳,该件属于大批量生产,查<<机械加工工艺实用手册>>表6-68知采用砂型机器造型,低压铸造.又由于箱体零件的内腔()及SR10mm的球形孔,穿配气机构顶杆孔需铸出,故还应该安放型芯.此根据(<<机械加工工艺手册>>主编)表2.3-6,该种零件的尺寸公差等级CT为7-级;MAF级,故取CT9级,MAF级根据(<<机械加工工艺手册>>主编)表2.3-5,用查表法确定各表面的总余量如表1-1所示:表1-1各加工面的总余 单位说AF2BGCF3CDF3单侧加工行数据GGG2所示：表1-2主要毛坯尺寸公 公差A22B2C6D3555气缸盖的底面AAA有另外,A面的面积较大,它作为定位比较稳定,夹紧方案也比较简单,可靠,操作方便.并考虑到以下几点，选择箱体零件的重要孔27mm和29mm的毛坯孔与箱体的B面AB钻、铰211002H7mm0 027,29孔为基准加工面C粗、精铣两DRc14mm底孔,Rc14钻、铰孔210.5(211*mm2M8mm螺纹底孔,钻24mm孔,攻螺纹M8钻2M6.5mm螺纹底孔,攻螺纹2M6.50钻2M8mm螺纹底孔,攻螺纹2M8A此面为配合面,涂漆,010A面，考虑到工件的定位方案及其夹具结构设计等问题，采用立式的镶齿套式面铣刀(<<机械加工工艺设计实用手册>>表12-82)，夹具和游标卡尺。020BABA、B面间保留余140率为5.5kwIT32型铣削头(<<机械加工工艺手册>>表3。2-43)，选择直径D060DX52K立式铣床(<<机械加工工艺手册>>3。1-73)D为50mm的镶齿套式面铣刀(<<机工艺设计实用手册>>12-82)，专0030钻、铰211002H7mm孔，选用摇臂钻床Z304016(<<机械加工工艺手用铰刀(<<机械加工工艺设计实用手册>>表12-54)，夹具，快换夹头，游标卡尺及0040采用摇臂钻床Z304016(<<机械加工工艺手册>>3。1-30)，选用带导柱锥柄平底锪钻(<<机械加工工艺设计实用手册>>表12-46)223mm；选用T4120B坐标镗床(<<机械加工工艺手册>>表3。1-39)，选用樘(<<机械加工工艺 具，卡尺01200.02)070中的攻螺纹采用机用丝锥(<<机械加工工艺实用手册>>12-125)及丝锥夹090机床采用摇臂钻床Z304016(<<机械加工工艺手册>>3。1-30)

工序120采用T4145坐标镗床(<<机械加工工艺手册>>表3。1-39)，选用樘0060第二章为了提高劳动生产率保证加工质量降低劳动强度需要设计夹具。1102×6.5mm本夹具将用于组合机床，采用气动装置，刀具为四把Φ5.9mm的直柄麻花钻，对工件的两个C3。1)同时进行加工。

AA，Y圆柱销：JB/T8014。2-1999固定式定位销削边销：JB/T8014。3-1999第一基准面A3。2图 基准误差L=34mmIT92-4，T=0。6mm，f000200mm，T=0。021mm由《机械制造工艺学》P401位置TD1Td12位置TD2Td22

arctg1位置2

、2min

1min=2min

1TD1Td11min=0。2位置TD2Td22min=0。

arctg1位置2

=选用气门导杆孔与B3。3所示，为了提高加工效率，现决定用四把Φ5.9的钻头对两面两孔进行加工，同时，为了根据文献[9]1346-20

F26Df08HB0

（2-T10D19f08HB0

（2-P

（2-（N（Kw（m/min（mm/r（mmF=488.5NT2-2F=2×488.5=977其中夹具定位面上及夹机紧面上的摩擦系数为f=0.5，则理论夹紧力的确定F=977=1954(N)实际的夹紧力F实=F理 K为安全系数取则气缸选用100mmp0.65MPa5070NN气5070(N此时N气已经大于所需的夹紧力，故本夹具可以

131.5mm104mm56mmm0.13150.1040.0567.8103=5.97kg，设当零件放在支承板上时，下降一定的位零件的自重实际为四根弹簧一起承载。选择圆柱螺旋压缩弹簧：Ⅱ类，计算载荷P：查《机械设计手册》得知：选用d=4mm，D=20mm，D216mm，D1旋绕比：C=D2dk

4c10.6154c

(4c10.615)16FR

4c 20。165MnT=0。4B=600MPa故有

第三章、组合机床是根据工件加工需要,以大量通用部件为基础,配以少量部件组成的一种高效的机床组合机床一般采用多轴多刀多工序多面或多工位同时加工的经济实用,因而被广泛应用于工程机械通能源轻工家电等行业我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机电气控制,它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件(近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额),,,在孔内镗各种形状槽,以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多,有大型组合机床和小型组合机床,,还有多工位回转台式组合机床等;随着技术的不断进步,一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青睐,,配以可编程序控制器(ＰＬＣ)(ＮＣ),,并能灵活适应多品种,(机、装配机、综合测量机、试验机、输送线)等在组合机床行业中所占份额也越来70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展组合机床的加工精度也有所提高组合机床未来的发展将的、弱化的，产品质量不稳定，用户服务水平差距较大。标准件。目前，我国设计制造的组合机床，其通用部件和标准件约占部件总数的70～80%，其它20～30%是零部件。考虑到近年来，各种通用件和标准件都出台了新的标本机床根据生产的需要进行设计，气缸盖在两面钻组合机加工过程为：论本设计主要针对165型号的柴油机汽缸盖体左、右、两个面上4个工序加统，应注意轴与轴的最小间距应符合规定要求，避免产生，这一步是主轴箱设计的2.组合机床主轴箱设计：绘制主轴箱AB钻、铰211002H7mm0 027,29孔为基准加工面C粗、精铣两DRc14mm底孔,Rc14钻、铰孔210.5(211*mm2M8mm螺纹底孔,钻24mm孔,攻螺纹M8钻2M6.5mm螺纹底孔,攻螺纹2M6.50钻2M8mm螺纹底孔,攻螺纹2M8A此面为配合面,涂漆,2×Φ5.9mm,16mm占地面积大。立式组合机床床身由滑座、立柱及立柱底座组成。其优点是占地面积小，4[1]1306-11中选取。孔深度较大时，由于冷却排屑条件都较差，使刀具有所降低。降低切削速度主要是为了提高刀具，并使加工较深孔时钻头的与加工浅孔时钻头的比较接近。A.2对于孔1,2盲孔,L=16mm由d确定 取 B2个孔的切削用量的选择HB—布氏硬度，根据文献[9]1346-20F26Df08HB0

（2-T10D19f08HB0

（2-P

（2-（N（Kw（m/min（mm/r；D（mmHB 1

，在本设计中，HBmin=187，HBmax=255， =232

由以上可得对左右面单根轴 轴1,2,3,4F=488.5NT=871.3N·mmP左 右

4d v<203－173－188－5“导向长度l1 l1导套与工件端面的长度l2 T，由文献[1]43dB4（mm（N·mBB=7.3。由可得：d 由表取

(2-主轴轴径d=20㎜时，主轴外伸尺寸为：D/d=32/20,L=115mma.L工的确定钻孔时切出长度按文献[1]463-计算。式中，d

Ld(3~

(2-两个面上钻孔时的工作进给长度见下表Ld5050图80mm。101mm。20mm，后备量取100mm221mm。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[2]62页nnFFiN。

(2-

实际上,F。又考虑[1]965-51HJ25M250mm，500mm,400mm250mm8.07r/min.

(2- 式中

（Kw；—多轴箱的传动效率,加工黑色金属时取0.8～0.90.9。则PP1155-385-39电动机功率电动机转速输出轴转速J02-21-J02-21-考虑的滑台的长度与侧底座的安装基本相适应这里选侧底 高 B=450mm长L=900mmB.HH=978。确定中间底座尺寸中间底座的轮廓尺寸，在长宽方向应满足夹具的安装需要。以便于调整和维修，并应留有一定的前备量（15～20mm已确定（560mmC.BHh1B、H的大小主要与被加工零件孔的分布位置有关，可按下式计算：B=b+H=h+h1+b—工件在宽度方向相距最远的两孔距离（mm（mmh—工件在高度方向相距最远的两孔距离(mm（mm=33mm=978mm=250mm=560mm

h1推荐h1>85～140mm，h1=h2+H-(0.5+h3+h4+h7=33+978-B理想生产率Q（件献[9]51页的Q

(2-计算，式中，N—年生产（件，本课题中N=100000件tk8则实际生产率Q1（件实际生产率是指所设计的机床每小时实际可生产的零件数量。即文献[9]51Q11单（min

L2tL快进L快退

t=2.874；vf

停vvf停v

fvf1、vf2180mm55mm90mm。盖，EM—165：HT250HB187--255；2.3-3-1轴切削用备L工序内m(30~32)3

（3-PZnr/min结合生产实际取m=2和m=3m=3(一)对传动系统的一般要求N1=695r/minN2=695r/min总的传动比驱动轴-------传动 传动轴-------主 其设计图如下;(1,2,3,4,5,6,7,81转矩T=9.55×106P=9.55×1060.2421 12.13齿宽系数ψdσHlim2由表12.16 33 5852x0.85

参考《组合机床设计》动力箱齿轮模数最小为3齿轮最少为21,故直径d≥21*3=63mm故取d1=63z1=21 d1=63mm由此计算出d2=mz z2 d2齿宽《组合机床设计》得b1 b2计算z3,z1T=9.55×1061

此时P经一对齿轮传动 故

695

=32253 3 d1为起 取

i=1/1齿轮齿数Z3=Z4 d3=d4 B3=B45,6齿轮参数2种故传动轴和油泵轴之间的传动m=2因传动轴上齿轮较多,为方便装备和换取,取Z7和Z4相同,又同一主轴箱齿轮直径相差尽量不要过大,400～800转/分范围内取传动比为1故Z7=20=Z 转速n=695在范围验算个轴的转速n1=705×21/21×20/20=705相对转速损失为(705- 符合设计要求n1同n2润滑系统设计3排齿轮用油盘润滑,后盖内的动力箱齿轮则需单独引油管润通用齿轮数据如下123456783222d1=d2d3=d4d5=d6d7=d83222df=df df