缸头5个螺纹孔钻孔专机设计【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 组合机床是由通用部件及专用部件组成的 ,加工一种 (或几种 )零件的一道 (或几道 )工序的高效率的专用机床 , 是一种自动化或半自动化的机床 半自动化的组合机床 。 一般采用多轴 、 多刀 、 多工序 、 多面 和 多工位同时加工 ， 一种工序集中的高效率机床 。 组合机床加工 ,刀具是借助钻模板和镗模架 ,精加工机床采用高精度的导向 ,所以稳定的保证产品质量 。 组合机床“三图一卡”就是针对具体零件，在选定的工艺和结构方案的基础上进行组合机床总体图样文件设计。其内容包括：绘制被加工零件图、加工 示意图、机床联系总图、机床生产率计算卡等。 机床夹具通常是指装夹工件用的装置，至于装夹各种刀具用的装置 ,则一般称为“辅助工具”。专用夹具在生产上起着很大的作用。 机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。 通过对变速箱体零件图的分析，制定其工艺过程，确定组合机床形式，绘制三图一卡；以及对专用部件多轴箱的设计。 关键词： 组合机床；多轴箱设计；夹具；加工工艺 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 缸头 5 个 螺纹孔钻孔专机设计 y of a (or of a (or of is an or or of of at a of of is on a a is an of on of of It is in in of as a an is an of of of an of We up of of of a of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 缸头 5 个 螺纹孔钻孔专机设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 缸头 5 个 螺纹孔钻孔专机设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . . 录 . V 1 绪论 . 1 课题的研究内容 和 意义 . 1 内外的发展概况 . 1 课题应 达到的要求 . 2 2 设计专用夹具 . 3 具的功用与组成 . 3 具设计的基本要求 . 3 证工件的加工精度 . 3 高劳动生产率 . 3 好的加工使用性 . 3 济性好 . 3 计缸头专用夹具 . 3 研分析 . 3 定夹具设计方案 . 4 案审查 . 4 制夹具装配图 . 5 制夹具零件图 . 5 3 设计组合机床 . 6 合机床工艺方案确定 . 6 定组合机床工艺方案的基本原则 . 6 定组合机床工艺方案应注意的问题 . 7 艺方案的拟订 . 7 序间余量的确定 . 7 具结构的选择 . 7 削用量的确定 . 8 组合机床切削用量选择 . 8 定切削力、切削转矩、切削功率和刀具耐用度 . 8 削力、切削转矩、切削功率 . 8 定主轴类型、尺寸、外伸长度 . 9 动力部件工作循环及行程的确定 . 9 合机床总体设计 “三图一卡” . 10 被加工零件工序图 . 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 缸头 5 个 螺纹孔钻孔专机设计 绘制被加工零件工序图 . 10 零件加工工序图的绘制 . 11 加工示意图 . 11 机床联系尺寸图 . 13 合机床方案分析 . 错误 !未定义书签。 机床加工精度和生产率 . 17 机床使用方便性和自动化程度 . 19 经济性与可靠性 . 19 4 设计组合机床多轴箱 . 19 多轴箱的基本结构及表达式 . 20 多轴箱的组成 . 20 多轴箱设计 . 20 绘制多轴箱设计原始依据图 . 20 主 轴、齿轮的确定及动力计算 . 21 多轴箱传动设计 . 22 绘制多轴箱总图及零件图 . 26 5 结论与展望 . 27 论 . 28 足之处及未来展望 . 28 致谢 . 30 参考文献 . 31 附 录 . 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 意义 毕业设计作为大学里一个 实践性教学环节 ，对巩固所学专业课程和基础课程起着非常重要的作用。毕业实习作为毕业设计的主要内容，是增加学生感性认识、提高理论联系实际的一个必不可少过程。 通过毕业设计 能够培养学生综合运用基础理论和专业知识独立解决工程实践能力，通过调查研究，收集资料，现场学习，使学生初步具有工程结构设计、解决生产中实际问题以及在总结编写设计资料设计论文的能力。 通过毕业实习，可以培养学生严肃认真的工作作风， 培养学生调查研究、查阅技术 文献、资料、手册的能力，培养学生独立思考、解决实际问题的能力。总之，毕业设计对 提高毕业生全面素质具有很重要的意义。 在我国，组合机床发展已有多年的历史，其科研和生产都具有相当的基础，应用也深入到很多行业。是当前急需制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺设备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、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、液压控制，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、板件等也占了一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，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，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台组合机床等；随着技术的不断基本，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，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自 动更换，配以可编程控制器（ 数字控制（ ，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机（清洗机、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越大。 由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏技术。我国组合机床及组合机床自动线总体水平比发达国家要相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺，研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需求，真正成为刚柔兼备的自动化装备。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 从 2002年年底第 21届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界 10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备和复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析，机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床 的主轴转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速10000高进给速度可达 20合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却利益复杂。多轴化控制的基础装备适合加工形状复杂的工件。另外产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。然而更关键的现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络对远程的设备进行维修和检 查、提供售后服务等。 在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可变可调、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。 到的要求 要习独立查阅参考文献的能力；完成缸头 5 个螺纹孔钻孔专机总体结构和主要部件（机床夹具、组合机床多轴箱）设计；学习撰写学术论文，完成毕业论文规定的各项任务 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 2设计专用夹具 具的功用与组成 夹具是在机床上加工零件时使用的一种工艺装备，其主要功用时实现工 件的定位和夹紧，使得工件加工时相对机床、刀具有正确地位置，以保证工件的加工质量和生产率的要求。 夹具通常由定位元件或装置、夹紧元件或装置、夹具体、对刀和导引元件、分度元件或装置、动力元件或装置以及其他元件或装置（如定位键及有关零部件）等组成。 夹具设计时常用的零部件已有国家标准或行业标准。 具设计的基本要求 证工件的加工精度 夹具应采用合理的定位、夹紧方案，选择合适的定位、夹紧元件，确定合适的尺寸、形位公差，保证工件的加工精度要求。 高劳动生产率 夹具设计合理，能缩短辅 助时间，提高生产率。 好的加工使用性 夹具结构简单、合理，便于加工、装配、检验、维修。使用简便、安全、可靠，减轻劳动强度。 济性好 夹具元件标准化程度高，成本低廉，根据生产批量设计不同复杂程度的夹具，提高生产中的经济效益。 计缸头专用夹具 研分析 1）工件生产纲领、生产类型分析：本次所加工 工件的年生产纲领是 20000 件 /年，单班制，属于中小批量生产。 2）工件加工工艺方案分析，工件结构、精度特点分析：本次加工为在缸头顶面上钻 5个 孔。 3）机床设 计情况分析； 4）夹具操作要求分析： 钻床夹具：工件采用典型的一面两销定位方式，并用两个回转压板来夹紧；其钻模板为可拆卸的，用 2 个定位销定位，并用两 螺钉拧 紧。 工件图如 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 图 头零件图 定夹具设计方案 1）确定工件定位方式，选择定位元件 :本次加工定位方案选择一面两销，定位元件两销为圆柱销和菱形销，一面为夹具体工作面。 2）确定工件夹紧方式 ： 钻床是以压板夹紧工件和 螺钉固定 钻模板。 3）确定对刀或导引方式 ： 钻床用钻套来引导钻头加工 4）确定其他装置架构方式 ： （附图 二 ） 5）确定夹具总体结构，协调各装置 ： （附图 二 ） 案审查 1）必要的加工精度计算、分析； 2）必要的夹紧力计算、分析 9； 由于夹紧力与切削力的方向一致 ,切削力可以帮助夹紧 ,夹紧力只用于防止加工中工件产生振动。于是 ,平衡方程为 = 所以 式中 a 切削合力 P 至压板的距离 f 切削合力 P 至 夹具体工作面 的 系数 )( 32 =)(= 3）必要的零部件强度及刚度计算、分析； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 4）有关人员、部门审查； 制夹具装配图 1）按制图标准绘图；工件用双点划线绘制，工件视作透明体；依次绘出夹具体、定位机构、夹紧机构及其其他装置； 2）标注必要的尺寸、公差和技术要求； 3）编制夹具明细栏及标题栏； 绘制夹具零件图 夹具中非标准零件均要画（包括夹具体、 钻套 ），并按夹具总图要求确定零件的尺寸、公差及技术要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 3 设计组合机床 组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。 组合机床通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往 复移动工作台等。控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。 组合机床一般都是根据和用户签定的设计、制造合同进行设计的。我所做的课题就是这样的。 主要是对加工图样研究和工厂实际情况的调查研究 ： 我加工的零件为缸头，其主要用在燃油机上（特别是在摩托车上）放置火花塞。 是编制 “ 三图一卡 ” ：即加工工序图、加工示意图、尺寸联系图和一张生产率效率卡。 设计夹具，多轴箱等。 工艺方案的拟定是组合机床设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此，应根据工件的加工要求和特点，按一定的原则，结合组合机床常用的工艺方法，充分考虑各种影响因素，并经技术、经济分析后拟定出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。 合机床工艺方案确定 定组合机床工艺方案的基本原则 加工分开原则 粗加工时的切削负荷较大，切削产生的热变形。较大夹紧压力引起的工件变形以及切削振动等，对精加工工序十分不利，影响加工尺寸精度和表面粗糙度。因此，在拟定工件一个连续的多工序工艺过程时，应选择粗精加工工序分开的原则。 工序集中是近代机械加工主要发展方向之一。组合机床正是基于这一原则发展而来的，即运用多刀（相同或不同刀具）集中在一台机床上完成一个或几个共建的不同表面的复杂工艺过程，从而有效地提高生产率。因此，拟定工艺方案时，在保证工件质量和操作维修方面的前提下，应适当提高工序集中程度，以便减少机床台数、占地面积和节省人力，取得理想的效果。但是，工序过于集中会使机床结构台复杂，增加机床设计和制造难度，机床使用调整不便，甚至影响机床是使用性能。因此须 全面分析多方因素，合理决定工序集中程度。考虑的一般原则有如下两个方面：一是适当考虑相同类型工序的集中；二是有相对位置精度要求的工序应集中加工。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 定组合机床工艺方案应注意的问题 按一般原则时的拟定工艺方案一些限制 ： （ 1） 孔间中心距的限制：根据切削扭矩计算要求，主轴轴颈和轴承外径有一最小许用尺寸 ； 对于螺纹孔加工还要考虑相应攻螺纹靠模的径向尺寸限制。所以近距离孔能否在同一多轴箱上同一工位进行加工，要受各类主轴允许的最小中心距限制。 （ 2）工件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。又如多层壁同轴孔，为便于布置中间导向装置，孔中心离箱体侧壁间距离也应足够。 艺方案的拟订 拟订专用机床工艺方案的一般步骤如下。 究加工要求和现场工艺 在制定组合机床工艺方案时，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其结构特点，加工部位及其精度、表面粗糙度、技术要求及生产纲领。深入现场调查分析零件的加工工艺方法，定位和夹紧方式，所采用的设备、刀具及切削用量，生产率情况及工作条件等方面的现行工艺资料，以便制定出切合实际的合 理工艺方案。 本设计所加工的 是缸头 ，其结构不是很复杂，加工不是很困难。我所加工的是在其顶面上钻孔，生产纲领为 2 万 /年 ,属单班制 ， 属于中小批量生产。因此可以采用组合机床来进行生产。因为是工业生产，要求操作简单迅速，故采用较简单的机械夹紧方式。 正确选择定位基准和夹紧部位是保证加工精度的重要条件。 本设计采用一面两孔的定位方案来保证此加工方案的加工精度，其定位方案选择 2们又是设计基准，用他们做定位基准，能使加工遵循 “ 基准重合 ” 的原则，保证工艺 基准和设计基准的重合。实现箱体零件 “ 一面两孔 ” 的典型定位方式。夹紧位置选择在有足够的夹紧力下箱体产生变形最小的部位。 （ 1）加工的工序内容和加工精度 ： 我所加工的工序为 钻 孔 ，其没有具体的公差要求，综合考虑只有位置公差的影响。这是制定机床工艺方案的主要依据。 （ 2）被加工零件的特点 工件材料及硬度 ： 材料 度不低于 90 加工部位的构造形状 ： 分别为顶面上同一位置的 5 个 。 工件的刚性 ： 满足要求。 零件的生产批量 ： 生产纲领是 20000 件 /年，单班制。 序间余量的确定 钻孔主要是为 攻螺纹 做准备的，工作要求中需要加工钻 5 个 孔 。 具结构的选择 钻孔选用钻刀具。 采用高速钢材料的麻花钻。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 削用量的确定 在组合机床工艺方案确定过程中，工艺方法和关键工序的切削用量选择十分重要。切削用量选择是否合理，对组合机床的加工精度、生产率、刀具耐用度、机床的结构型式即工作可靠性均有较大的影响。 组合机床切削用量选择 组合机床常采用多刀多刃同时切削，为尽量减少换刀时间的消耗，保证机床的生产率及经 济效果，选用的切削用量应比通用机床单刀加工时低 30%左右。 此，同一滑台带动的多轴箱上所有刀具（除丝锥外）的每分钟进给量相同，即等于滑台的工进速度。 目前常用查表法，参照生产现场同类工艺，必要时经工艺试验确定切削用量。组合机床加工孔 和 螺纹的常用切削用量都要查一般的手册。确定切削用量时用注意以下问题。 1）应尽量做到合理使用所有刀具，充分发挥其使用性能。 2）复合刀具切削用量选择应考虑刀具的使用受命。 3）选择切削用量时要注意既要保证生产批量要求，又要保证刀具一定的 耐用度。 4）确定切削用量时，还需考虑所选动力滑台的性能。 定切削力、切削转矩、切削功率和刀具耐用度 加工材料：铝合金 工序：顶面钻 1） 钻削用量 查 5130 页表 6： 加工直径为 氏硬度不低于 90切削速度为 20 50m/取 20m/给量为 r 取 r 根据表 65得： 切削速度为 20m/（ 14 16m/取 16m/给量为 r r 取 r 削力、切削转矩、切削功率 钻孔计算： 1) 钻 取钻 的切削速度 v=16m/此算出转速为 m 000 = 按机床实际转速取 n=1080r/实际切削速度为 v m 0 0 1 08 m=买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 工进速度 mi n/= = = 1 8 02 1 = 009 5 50 1 0 802999 5 50 = 其中 v 切削速度（ m/ M 转矩（ ）； T 扭矩（ ）； f 每转进给量 （ mm/r）； P 切削功率 （ 氏硬度； D 钻头直径（ 定主轴类型、尺寸、外伸长度 主轴类型主要根据工艺的方法和刀杆与主轴的连接结构进行确定。我在设计中采用的是下列公式来确定主轴的： 1) 3 = 因尽量不使用 15直径主轴，故选用 d=20 进行轴的校核： 633 = M P 43 = =40 满足要求。 根据课本 查书得 D/d=32/20， L=115杆莫氏圆锥 1 号 动力部件工作循环及行程的确定 工作进给长度的确定： 1）钻孔 工作进给长度的确定： =L 6为 25 25+16=41文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 钻模板与工件距 离为 10 钻头快进距离为 90快退距离为 131力部件总行程的确定： 总行程为 250 备量为 30 备量为 89 合机床总体设计 “三图一卡” 绘制组合机床 “ 三图一卡 ” ，就是针对具体零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行组合机床总体方案图样文件设计。其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和编制生产率计算卡等。 被加工零件工序图 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，加工部件的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹紧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具体依据，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被加工零件图基础上，突出本机床或生产线的加工内容，并作必要的说明而绘制的。其内容主要包括： (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。当需要设置中间导向时，则应把设置中间导向临近的工件内部肋、 壁布置及有关结构形状和尺寸表示清楚，以便检查工件、夹具、刀具之间是否相互干涉。 (2)本工序所选用的定位基准、夹压部位及夹紧方向。以便据此进行夹具的支撑、定位、夹紧和导向等机构设计。 (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。 绘制被加工零件工序图 为使被加工零件工序图表达清晰明了，突出本工序内容，绘制时规定：应按一定的比例，绘制足够的视图以剖面； 本工序加工部位用粗实线表示，保证的加工部位尺寸及位置尺寸数值下方画 “ ” 粗实线，其余部件用细实线表示；定位基准符号用 ，并用下标数表明消除自由度数量（如 ）；夹紧位置符号用 。 （ 1）本工序加工部位的位置尺寸应与 定位基准直接发生关系。当本工序定位基准与设计基准不符时，必须对加工部位的位置精度进行分析和换算，并把不对称公差换算成对称公差。有时也可将工件某一主要孔的位置尺寸从定位基准面开始标注，其余各孔则以该买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 孔为基准标注。 （ 2）对毛坯应有要求，对孔加工余量要认真分析。 （ 3）当本工序有特殊要求时必须注明。 件加工工序图的绘制 我 所 加 工 零 件 的 部 位 是 它 的 正 面 ， 在 正 上 钻 孔 ，它 的 轮 廓 尺 寸 是136082制加工示意图主要是把它的要钻孔、倒角和攻螺纹的位置表达出来。另外，再标上尺寸、定位基准、尺寸标注、夹压部位及夹紧方向、精度、表面粗糙度、形位公差、硬度等内容。 零件工序图如图 示 ： 图 加工零件工序图 加工示意图 加工示意图是在工艺方案和机床总体方案初步确定的基础上绘制的，是表达工艺方案具 体内容的机床工艺方案图。它是设计刀具、辅具、夹具、多轴箱和液压、电气系统以及选择动力部件、绘制机床总体联系尺寸图的主要依据；是对机床总体布局和性能的原始要求；也是调整机床和刀具所必需的重要技术文件。 加工示意图应表达和标注的内容有：机床的加工方法、切削用量、工作循环和工作行程；工件、刀具及导向、托架及多轴箱之间的相对位置及其联系尺寸；主轴结构类型、尺寸及外伸长度；刀具类型、数量和结构尺寸（直径和长度）；接杆（包括镗杆）、浮动卡头、导向装置等结构尺寸；刀具、导向套间的配合、刀具、接杆、主轴之间的连接方式及配合尺寸等。 如图 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 图 加工示意图 加工示意图应绘制成展开图。按比例用细实线画出工件外形。加工部位、加工表面粗糙度画粗实线。必须使工件和加工方位与机床布局相吻合。为简化设计，同一多轴箱上结构尺寸完全相同的主轴只画一根，但必须在主轴上标注与工