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成都理工大学工程技术学院毕业论文柴油机汽缸盖两端面螺纹底孔加工组合机床设计（右主轴箱设计）作者姓名：刘 琴专业名称：机械工程及自动化指导教师：周丽华 讲师殷俊文 讲师柴油机汽缸盖两端面螺纹底孔加工组合机床设计（右主轴箱设计）- I -摘要本课题目的是设计加工柴油机汽缸盖的专用组合机床，具体内容包括进行柴油机汽缸盖零件的机械加工工艺设计，利用三维实体设计软件完成两端面螺纹底孔双面钻床设计和主轴箱部件设计。为此，本论文主要围绕上述三个方面的内容进行阐述。其中汽缸盖零件的机械加工工艺设计主要是编制机械加工工序卡；双面钻床总体设计包括被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡，即通常所说的“三图一卡”设计；主轴箱部件设计主要包括主轴箱设计原始依据图的绘制、主轴结构形式的选择及动力计算、传动系统的设计与计算等。并且，所有设计图都是先用 SolidWorks 软件进行三维建模，然后将此三维模型转化为工程图而得到。最终转化为 Autocad 出图。关键词：组合机床 双面钻 主轴箱柴油机汽缸盖两端面螺纹底孔加工组合机床设计（右主轴箱设计）- II -AbstractThis subject purpose is designing and processing making the lathe up special-purposly of the cylinder head of the diesel engine, the concrete content includes carrying on the machining technological design of the cylinder head part of the diesel engine, utilize three-dimensional entity design software finish bolt hole cut two-sided drilling machine design with the case part of the main shaft designing. For this reason, this thesis is explained around the content of above-mentioned three respects mainly. Among them the machining technological design of the part of the cylinder head is mainly to work out the machining process card ; Two-sided drilling machine overall to design including process into part process picture , process sketch map , lathe contact size picture and productivity calculate card, namely “ three pictures and 1 calorie “ that usually speak are designed; Main shaft case part is it include main shaft case design primitive drawing , main shaft choice and power calculate , design of transmission and calculate ,etc. structure of form that basis pursue mainly to design. And, all design drawings are to carry on three-dimensional modeling in SolidWorks software first , then transform this three dimensional model to get for project picture.Keywords: combination lathe, two-sided drilling machine , main spindle box 柴油机汽缸盖两端面螺纹底孔加工组合机床设计（右主轴箱设计）- III -目录摘要 .IAbstract.II目录 .III前言.11 被加工零件分析.21.1 主要内容 .21.2 柴油机汽缸盖零件分析 .21.3 零件的加工工艺设计 .31.4 夹紧及定位方式的选择 .52 组合机床总体设计.62.1 组合机床方案的制定 .62.2 组合机床总体设计 .102.3 加工示意图 .112.4 组合机床总体设计机床联系尺寸图 .163 组合机床主轴箱设计.193.1 主轴箱的设计步骤和内容 .203.2 主轴结构型式的选择及动力计算 .213.3 主轴箱总图设计 .25总结.27致谢.28参考文献.29柴油机汽缸盖两端面螺纹底孔加工组合机床设计（右主轴箱设计）- 1 -前言组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。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方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。在我国当前的工业领域中，组合机床已广泛应用到大批、大量生产的行业，例如：汽车、柴油机、电动机等的制造行业。就本次设计中要加工的零件-柴油机汽缸盖而言，由于缸盖顶面和底面孔较多，孔的加工和孔间的定位也都有相应的技术要求，若采用通用机床加工，不能保证加工精度要求，而且生产效率低。相反，若采用组合机床加工，即能保证产品加工质量，又能提高生产效率，降低劳动强度。柴油机汽缸盖两端面螺纹底孔加工组合机床设计（右主轴箱设计）- 2 -1 被加工零件分析1.1 主要内容本人毕业设计的内容是钻 295 型柴油机缸盖右端面的螺纹孔。这些孔与两端面有位置度要求，其粗糙度要求都为 25，公差要求为考虑可采用双面组合机床同时加工两面螺孔。柴油机气缸盖为大批量生产的箱体零件，其内部结构复杂，毛坯采用铸造方式生产。气缸盖材料为铸铁，硬度为 HB150200。1.2 柴油机汽缸盖零件分析柴油机汽缸盖是机器的重要组成部分，它主要用来与汽缸形成为一块比较规则的方体形，因此就对零件需要具有一定的表面精度，从性能方面考虑柴油机汽缸盖重要控制油的进入、空气的输入、废气的排出、与汽缸连接等等，如果对汽缸盖没加工好，在气密性和精度等方面有所疏漏，那将对整个机器有非常大的影响。而此次设计的组合机床即双面钻床和夹具就是加工螺栓孔定位销孔，这些孔对装配有很大的影响，因此此次设计也是相当重要的任务。柴油机汽缸盖的零件图如下：图 1 柴油机汽缸盖零件示意图柴油机汽缸盖两端面螺纹底孔加工组合机床设计（右主轴箱设计）- 3 -1.3 零件的加工工艺设计根据上面的零件分析所知道的零件的性能要求、表面精度要求及被加工定位孔螺纹孔的要求等等，对零件的机械加工工艺进行设计。方案 A： 10R ：毛坯草图 20R ：粗铣底面 A30 ：粗铣顶面 B 40 ：精铣底面 A50 ：精铣顶面 B 60 ：钻螺栓孔铰定位孔70 ：铣进排气面 80 ： 钻进排气孔钻顶面油孔90 ：进排气孔及顶面油孔攻丝100 ：铣两端面110 ：钻两端面螺纹孔底孔120 ：钻前端面深油孔130 ：两端面螺孔攻丝140 ：钻喷油孔扩燃烧孔进排气门孔及钻排气面油孔150 ：锪平面半精扩铰燃烧室进排气门孔接钻底面油孔160 ：铰喷油孔精扩铰燃烧室接钻底面油孔170 ：钻攻喷油咀螺孔扩气门导管孔踉座孔180 ：铰导管孔气门座空190 ：磨底面 A200 ：空气吹净螺孔油水气道210 ：压堵片220 ：水压实验230 ：压涡流镶块240 ：磨镶块凸出面250 ：清洗入库260 ：检验方案 B：10R ：毛坯草图 20 ：粗铣底面 A30 ：精铣底面 A柴油机汽缸盖两端面螺纹底孔加工组合机床设计（右主轴箱设计）- 4 -40 ：粗铣顶面 B 50 ：精铣顶面 B 60 ：钻螺栓孔铰定位孔70 ：钻进排气孔钻顶面油孔80 ：铣进排气面 90 ：进排气孔及顶面油孔攻丝100 ：铣两端面110 ：钻两端面螺纹孔底孔120 ：钻前端面深油孔130 ：两端面螺孔攻丝140 ：钻喷油孔扩燃烧孔进排气门孔及钻排气面油孔150 ：锪平面半精扩铰燃烧室进排气门孔接钻底面油孔160 ：铰喷油孔精扩铰燃烧室接钻底面油孔170 ：钻攻喷油咀螺孔扩气门导管孔踉座孔180 ：铰导管孔气门座空190 ：磨底面 A200 ：空气吹净螺孔油水气道210 ：压堵片220 ：水压实验230 ：压涡流镶块240 ：磨镶块凸出面250 ：清洗入库260 ：检验方案比较选择：方案 B 中工序“30 ：精铣底面 A”不合理，应该是先粗铣 B 面，再精铣；工序“70 ：钻进排气孔钻顶面油孔”应该在铣进气面之后，做到先面后孔，机械加工是一般遵循“先面后孔，先粗后精，基面先行”的原则。方案 B 设计遵循这个基本规则，因此；柴油机汽缸盖的机械加工工艺选择方案 A。具体加工工序见附表 1柴油机汽缸盖两端面螺纹底孔加工组合机床设计（右主轴箱设计）- 5 -1.4 夹紧及定位方式的选择最常用的定位方式是“一面两销”，本次加工工序就是为下面工序做准备加工好定位孔和螺栓孔，以便于下面的工序可以用“一面两销”进行定位，故本工序加工时零件底面和两个定位销定位。具体定位及夹紧位置见被加工零件工序图柴油机汽缸盖两端面螺纹底孔加工组合机床设计（右主轴箱设计）- 6 -2 组合机床总体设计2.1 组合机床方案的制定组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集中工序原则设计的一种高效率专用机床。设计组合机床前，首先应根据组合机床完成工艺的一些限制及组合机床各种工艺方法能达到的加工精度、表面粗糙度及技术要求，解决零件是否可以利用组合机床加工，那么，为使加工过程顺利进行，并达到要求的生产率，必须在掌握大量的零件加工工艺资料基础上，统盘考虑影响制定零件工艺方案、机床配置形式、结构方案的各种因素及应注意的问题。经过分析比较，以确定零件在组合机床上合理可行的加工方法（包括安排工序及工艺流程，确定工艺中的工步数，选择加工的定位基准及夹压方案等）、确定工序（或工步）间加工余量、选择合适的切削用量、相应的刀具结构、确定机床配置型式等，这些式组合机床方案制定的主要内容。一、影响组合机床方案制定的主要因素(1)被加工零件特点被加工零件特点主要指零件的材料、硬度、加工部位的结构形状、零件刚性、定位基准面的特点等。它们对机床工艺方案制定有着重要的影响。同样精度的孔，因材料、硬度的不同，其工艺方案也不同。被加工零件的特点在很大程度上决定了机床采取的配置形式。一般来说，孔中心