扩连杆大头孔专用机床设计 毕业设计说明书.doc

扩连杆大头孔专用机床设计expanding the special connecting rod hole machine design学生姓名所在专业机械设计制造及其自动化所在班级申请学位工学学士指导教师职称高工副指导教师职称答辩时间2013年6月3日1目录目 录设计总说明iintroductionii第1章 绪论11.1 机床在国民经济的地位及其发展简史11.2 组合机床的国内、外现状21.2.1 国内组合机床现状21.2.2 国外组合机床现状41.3 机床设计的目的、内容、要求51.3.1设计的目的51.3.2 设计内容51.4 机床的设计步骤61.4.1调查研究61.4.2 拟定方案61.4.3 工作图设计62 组合机床的总体设计62.1 组合机床工艺方案的拟定62.1.1 确定组合机床工艺方案的基本原则72.1.1.1组合机床工艺方案的基本原则72.1.2 组合机床工艺方案的拟订72.1.2.1 分析、研究加工要求和现场工艺72.1.2.2定位基准和夹压部位的选择92.1.3 确定组合机床配置型式及结构方案应考虑的问题92.2 加工工序图92.2.1加工工序和加工精度92.2.2 被加工零件特点102.2.3 工件生产方式10零件加工工序图102.3 加工示意图102.3.1 技术分析112.3.2 刀具的选择112.3.3切削用量的选取122.3.4 确定主轴类型、尺寸、外伸长度122.3.4.1主轴类型122.3.4.2 主轴尺寸122.3.5 选择接杆、浮动卡头122.3.6 动力部件工作循环及行程的确定132.3.6.1 工作进给长度的确定132.3.6.2 快速引进长度确定132.3.6.3动力部件总行程的确定132.4 机床联系尺寸图132.4.1机床联系尺寸图作用和内容132.4.2绘制机床尺寸联系总图之前应确定的内容142.4.2.1 选择动力部件142.4.2.2 确定机床装料高度h152.4.2.3 确定夹具轮廓尺寸152.4.2.4 确定中间底座尺寸152.4.2.5 确定多轴箱轮廓尺寸152.4.3 机床分组152.5 机床生产率计算卡162.5.1 理想生产率q162.5.2 实际生产率q1162.5.3 机床负荷率172.5.4编制生产率计算卡173 多轴箱设计183.1多轴箱的组成及表示方法193.1.1 多轴箱的组成193.1.2 多轴箱总图绘制方法特点193.2 多轴箱通用零件193.2.1 通用箱体类零件203.2.2 通用主轴、通用传动轴、通用齿轮和套203.3 绘制多轴箱设计原始依据图20多轴箱设计原始依据图213.4 主轴、齿轮的确定及动力计算213.4.1 主轴型式的确定213.4.2 主轴位置的确定223.4.3齿轮模数223.4.4 多轴箱所需动力的计算223.4.4.1传动系统确定之后，多轴箱所需要的功率按下列公式计算223.4.4.2 主轴切削功率223.4.4.3 多轴箱所需进给力计算223.5 多轴箱传动系统设计233.5.1 对多轴箱传动系统的一般要求233.5.2 拟订多轴箱传动系统的基本方法233.5.2.1主轴分布类型243.5.2.2传动系统的设计计算243.5.2.3 润滑油泵的安置263.5.2.4 验算和校核263.5.2.5主轴箱的坐标计算344.1 组合机床夹具概述364.2 定位支承系统374.3 夹紧机构374.4钻模384.5 钻床夹具结构的选择394.6 工序计算394.7 夹紧力404.8误差的分析40鸣谢42参考文献43附件44设计总说明设计总说明本次毕业设计的课题是扩连杆大头孔专用机床设计。专用机床各部件的设计，关键是主轴箱的设计以及专用机床专用夹具的设计，该说明书对这些内容作了详细具体的计算和说明。同时在设计计算的基础上阐述了如何绘制扩连杆大头孔工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、主轴箱展开图、专用夹具图以及在绘制中应注意的问题。目前，专用机床行业产销呈上升趋势，专用机床的质量，技术含量也渐渐跟上世界其它制造业强国的水平。我国的现今是一个制造业大国，还不能称之为制造业强国。要使我国真正由制造业大国变成制造业强国，机械行业的责任重大。当然作为机械行业的专用机床行业也不例外。专用机床行业一要展开科技攻关，攻克当前行业企业技术发展上的难题；二要加强与国外的合资合作，利用和学习国外的先进技术，提高企业的现代化管理水平和技术水平；三要通过对引进技术的消化吸收进行再创新，发展自己的产品。但在吸取别人经验以及自身努力提高的基础上，发展专用机床行业也有一定的难处：由于它是集加工工艺、机床夹具、辅具、刀具、检验测量、物流等于一体，实现交钥匙工程，从而涉及技术领域宽且复杂，又是一次性制造，要保证一次成功，所以技术难度大等。关键词：组合机床；夹具；钻孔；连杆大头孔i广东海洋大学2009届本科毕业设计introduction the graduation design topic is the design of machine tool for expanding the connecting rod hole. the design of each component of special machine tool, the key is to design the headstock and a dedicated fixture design of special machine tool, the instructions for the specific details of the calculation of these contents and description. at the same time, the design and calculation of the elaborated how to draw cylinder positioning hole process map, diagram processing, machine contact size map, spindle box diagram, special fixture graph and problems should be paid attention to in drawing. at present, the special machine tool industry production and marketing is on the rise, special machine quality, technical content is gradually catch up with the rest of the world manufacturing power level. china today is a big manufacturing country, also can not be called a manufacturing power. to make our country truly from manufacturing industry big country to powerful country of manufacturing industry, machinery industry, major. of course, as a special machine tool industry machinery industry is no exception. special machine tool industry to expand scientific and technological research, to overcome the difficult problems in development of enterprise technology on the current; two to strengthen cooperation with overseas, the use of advanced technology and learning abroad, raise the modernization of enterprise management level and technical level; three, through digesting and absorbing the imported technology and innovation, to develop their own products. but the foundation to improve the absorb others experience as well as their own, the development of special machine tool industry also has certain difficulty: because it is a machining process, fixture, tools, tools, inspection, logistics is equal to one, implementation of turnkey projects, which relates to the technical field is broad and complex, and manufacturing, to to ensure a successful, so the great technical difficulties.ii扩连杆大头孔专用机床设计专业:机械设计组织及其自动化，学号：200911411426，姓名：冼桂周指导教师：李作全毕业设计说明书第1章 绪论1.1 机床在国民经济的地位及其发展简史现代社会中，人们为了高效、经济地生产各种高质量产品，日益广泛的使用各种机器、仪器和工具等技术设备与装备。为制造这些技术设备与装备，又必须具备各种加工金属零件的设备，诸如铸造、锻造、焊接、冲压和切削加工设备等。由于机械零件的形状精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法来达到，特别是形状复杂、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在机床上经过几道甚至几十道切削加工工艺才能完成。因此，机床是现代机械制造业中最重要的加工设备。在一般机械制造厂中，机床所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量的40%60%，机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性，进而决定着国民经济的发展水平。可以这样说，如果没有机床的发展，如果不具备今天这样品种繁多、结构完善和性能精良的各种机床，现代社会目前所达到的高度物质文明将是不可想象的。机床是人类在长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上生产的，并随着社会生产的发展和科学技术的进步而渐趋完善。最原始的机床是木制的，所有运动都是由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它们实际上并不是一种完整的机器。现代意义上的用于加工金属机械零件的机床，是在18世纪中叶才开始发展起来的。当时，欧美一些工业最发达的国家，开始了从工场手工业向资本主义机器大工业生产方式的过度，需要越来越多的各种机器，这就推动了机床的迅速发展。为使蒸汽机的发明付诸实用，1770年前后创制了镗削蒸汽机汽缸内孔用的镗床。1797年发明了带有机动刀架的车床，开创了用机械代替人手控制刀具运动的先声，不仅解放了人的双手，并使机床的加工精度和工效起了一个飞跃，初步形成了现代机床的雏型。续车床之后，随着机械制造业的发展，其他各种机床也陆续被创制出来。至19世纪末，车床、钻床、镗床、刨床、拉床、铣床、磨床、齿轮加工机床等基本类型的机床已先后形成。上世纪初以来，由于高速钢和硬质合金等新型刀具材料相继出现，刀具切削性能不断提高，促使机床沿着提高主轴转速、加大驱动功率和增强结构刚度的方向发展。与此同时，由于电动机、齿轮、轴承、电气和液压等技术有了很大的发展，使机床的转动、结构和控制等方面也得到相应的改进，加工精度和生产率显著提高。此外，为了满足机械制造业日益广阔的各种使用要求，机床品种的发展也与日俱增，例如，各种高效率自动化机床、重型机床、精密机床以及适应加工特殊形状和特殊材料需要的特种加工机床相继问世。50年代，在综合应用电子技术、检测技术、计算技术、自动控制和机床设计等各个领域最新成就的基础上发展起来的数控机床，使机床自动化进入了一个崭新的阶段，与早期发展的仅适用于大批大量生产的纯机械控制和继电器接触器控制的自动化相比，它具有很高柔性，即使在单件和小批生产中也能得到经济的使用。综观机床的发展史，它总是随着机械工业的扩大和科学技术的进步而发展，并始终围绕着不断提高生产效率、加工精度、自动化程度和扩大产品品种而进行的，现代机床总的趋势仍然是继续沿着这一方向发展。我国的机床工业是在1949年新中国成立后才开始建立起来的。解放前，由于长期的封锁统治和19世纪中叶以后帝国主义的侵略和掠夺，我国的工农业生产非常落后，既没有独立的机械制造业，更谈不上机床制造业。至解放前夕，全国只有少数城市的一些规模很小的机械厂，制造少量简单的皮带车间、牛头刨床和砂轮等；1949年全国机床产量仅1000多台，品种不到10个。解放后，党和人民政府十分重视机床工业的发展。在解放初期的三年经济恢复时期，就把一些原来的机械修配厂改建为专业厂；在随后开始的几个五年计划期间，又陆续扩建、新建了一系列机床厂。经过50多年的建设，我国机床工业从无到有，从小到大，现在已经成门类比较齐全，具有一定实力的机床工业体系，能生产5000多种机床通用品种，数控机床1500多种；不仅装备了国内的工业，而且每年还有一定数量的机床出口。我国机床行业的发展是迅速的，成就是巨大的。但由于起步晚、底子薄，与世界先进水平相比，还有较大差距。为了适应我国工业、农业、国防和科学技术现代化的需要，为了提高机床产品在国际市场上的竞争能力，必须深入开展机床基础理论研究，加强工艺试验研究，大力开发精密、重型和数控机床，使我国的机床工业尽早跻身于世界先进行列。1.2 组合机床的国内、外现状世界上第一台组合机床于1908年在美国问世，30年代后组合机床在世界各国得到迅速发展。至今，它已成为现代制造工程（尤其是箱体零件加工）的关键设备之一。现代制造工程从各个角度对组合机床提出了愈来愈高的要求，而组合机床也在不断吸取新技术成果而完善和发展。1.2.1 国内组合机床现状我国加入wto以后，制造业所面临的机遇与挑战并存、组合机床行业企业适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，截至2005年4月份，组合机床行业企业仅组合机床一项，据不完全统计产量已达1000余台，产值达3.9个亿以上，较2004年同比增长了10%以上，另外组合机床行业增加值、产品销售率、全员工资总额、出口交费值等经济指标均有不同程度的增长，新产品、新技术较去年年均有大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。（1）行业企业产品结构的变化组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械、化工机械、军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备，随着我国加入wto后与世界机床进一步接轨，组合机床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。从近两年是企业生产情况来看，数控机床与加工中心的市场需求量在上升，而传统的钻、镗、铣组合机床则有下降趋势，中国机床工具工业学会的机床工具行业企业主要经济指标报表是统计数据显示，仅从几个全国大型重点企业生产情况看，2003年生产数控机床890台，产值16187万元，生产加工中心148台，产值5770万元；2004年生产数控机床985台，产值25838万元，生产加工中心159台，产值7099万元；而2005年，截至4月份，数控机床、加工中心、产值已接近2003年全年水平，故市场在向数控、高精制造技术和成套工艺装备方面发展。（2）行业企业的快速转变“九五”后期，在组合机床行业企业的50多家组合机床分会会员中，仅有两家企业实行了股份改造，一家企业退出国有转为民营，其余的都是国有企业。而从2001至2002年，不到两年的时间，就先后有十几家企业实行股份制改造，一些小厂几乎全部退出国有转为民营，现在一些国家重点国有企业也在酝酿股份制改造，转制已势不可档，“民营经济在经历了从被歧视，被藐视到不可小视和现在高度重视4个阶段后，焕发勃勃生机。”组合机床行业企业正在以股份制、民营化等多种形式快速发展。（3）组合机床技术装备现状与发展趋势组合机床及其自动线是集机电于一体是综合自动化度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用与工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电行业。我国的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的箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），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，以及铣削平面和成型面等。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；随着技术的不断是进步，一种新型的组合机床柔性组合机床越来越受人们是亲昧，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，配以可编程序控制器（plc）、数字控制（nc）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多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，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及其组合机床自动线总体技术水平比发达国家相对落后，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，满足用户需要，真正成为刚柔兼备的自动化装备。1.2.2 国外组合机床现状80年代以来，国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性进展，实现了机床工作程序软件化、工序高度集中、高效短节拍和多功能知道监控。组合机床技术的发展趋势是：（1）广泛应用数控技术国外主要的组合机床生产厂家都有自己的系列化完整的数控组合机床通用部件,在组合机床上不仅一般动力部件应用数控技术,而且夹具的转位或转角、换箱装置的自动分度与定位也都应用数控技术,从而进一步提高了组合机床的工作可靠性和加工精度。广州标致汽车公司由法国雷诺公司购置的缸盖加工生产线,就是由三台自动换箱组合机床组成的,其全部动作均为数控,包括自动上下料的交换工作台、环形主轴箱库、动力部件和夹具的运动,其节拍时间为58秒。(2)发展柔性技术80年代以来,国外对中大批量生产,多品种加工装备采取了一系列的可调、可变、可换措施,使加工装备具有了一定的柔性。如先后发展了转塔动力头、可换主轴箱等组成的组合机床;同时根据加工中心的发展,开发了二坐标、三坐标模块化的加工单元,并以此为基础组成了柔性加工自动线(ftl)。这种结构的变化,既可以实现多品种加工要求的调整变化快速灵敏,又可以使机床配置更加灵活多样。(3)发展综合自动化技术汽车工业的大发展,对自动化制造技术提出了许多新的需求,大批量生产的高效率,要求制造系统不仅能完成一般的机械加工工序,而且能完成零件从毛坯进线到成品下线的全部工序,以及下线后的自动码垛、装箱等。德国大众汽车公司kassel变速箱厂1987年投入使用的造价9000万马克的齿轮箱和离合器壳生产线,就是这种综合自动化制造系统的典范。该系统由两条相似对称布置的自动线组成,三班制工作,每条线日产2000件,节拍时间为40秒。全线由12台双面组合机床、18台三坐标加工单元、空架机器人、线两端的毛坯库和三坐标测量机组成,可实现3种零件的加工。空架机器人完成工件下线的码垛装箱工作。随着综合自动化技术的发展,出现了一批专门从事装配、试验、检测、清洗等装备的专业生产厂家,进一步提高了制造系统的配套水平。(4)进一步提高工序集中程度国外为了减少机床数量,节省占地面积,对组合机床这种工序集中程度高的产品,继续采取各种措施,进一步提高工序集中程度。如采用十字滑台、多坐标通用部件、移动主轴箱、双头镗孔车端面头等组成机床或在夹具部位设置刀库,通过换刀加工实现工序集中,从而可最大限度地发挥设备的效能,获取更好的经济效益。1.3 机床设计的目的、内容、要求1.3.1设计的目的在经过了四年的本科学习后，我们已经对机械设计的各个环节有了一定的了解和掌握，具备了一定的工程意识。毕业设计作为大学本科四年学习的最终环节，正是为了检验我们的掌握程度，同时进一步培养我们独立设计开发产品的能力，以提高结构设计和编制技术文件的能力。机床设计毕业设计，其目的在于通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案的分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养基本的设计方法，并培养了自己具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。1.3.2 设计内容 生产纲领：大批量生产 1、进行组合机床总体设计并完成：1) 编写被加工零件本工序工序卡；2) 编写并绘制加工示意图；3) 绘制机床联系尺寸图一份；4) 绘制生产率计算卡； 2、进行组合机床主轴箱设计，绘制装配图。 3、进行专用夹具设计，绘制装配图。 4、进行专用零件工作图设计。 5、编写设计计算说明书1.3.3 设计要求 1、结构设计1) 方案合理，加工装配工艺性好。2) 进行必要的计算和验算3) 图面整洁，视图齐全，布局合理，线条、文字及尺寸标注等级均应符合有关标注规定。 2、编写设计计算说明书 要求通过文字阐述、推理、引证、图表等手段，全面表达本设计的设计思想、内容、理论、依据，最终达到使审阅者对本设计形成完整、明确、明信、信服的认识。1.4 机床的设计步骤1.4.1调查研究研究市场和用户对设计机床的要求，然后检索有关资料。其中包括情报、预测、实验研究成果、发展趋势、新技术应用以及相应的图纸资料等。甚至还可以通过网络检索技术查阅先进国家的有关资料和专利等。通过对上述资料的分析研究，拟订适当的方案，以保证机床的质量和提高生产率，使用户有较好的经济效益。1.4.2 拟定方案通常可以拟定出几个方案进行分析比较。每个方案包括的内容有：工艺分析、主要技术参数、总布局、传动系统、液压系统、控制操作系统、电系统、主要部件的结构草图、实验结果及技术经济分析等。在制定方案时应注意以下几个方面：（1） 当使用和制造出现矛盾时，应先满足使用要求，其次才是尽可能便于制造。要尽量用先进的工艺和创新的结构；（2） 设计必须以生产实践和科学实验为依据，凡是未经实践考验的方案，必须经过实验证明可靠后才能用于设计；（3） 继承与创造相结合，尽量采用先进工艺，迅速提高生产力，为实现四个现代化服务。注意吸取前人和国外的先进经验，并在此基础上有所创造和发展。1.4.3 工作图设计首先，在选定工艺方案并确定机床配置形式、结构方案基础上，进行方案图纸的设计。这些图子包括：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，统称“三图一卡”设计。并初定出主轴箱轮廓尺寸，才能确定机床各部件间的相互关系。其次，绘制机床的总装图、部分部件装配图。然后，整理机床有关部件与主要零件的设计计算书，编制各类零件明细表，编写机床说明书等技术文件。最后，对有关图纸进行工艺审查和标准化审查。2 组合机床的总体设计2.1 组合机床工艺方案的拟定工艺方案的拟订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，必须认真分析被加工零件的工艺过程。深入现场全面了解被加工零件的结构特点，加工部位，夹紧方式，工艺方法和加工过程所用的刀具，切削用量及生产率等。因流水线需求，需同时加工四个工件，选择单工位，立式组合扩孔机床。加工完成后，孔的粗糙度为6.3，孔间距为1900.12.1.1 确定组合机床工艺方案的基本原则2.1.1.1组合机床工艺方案的基本原则（1）粗精加工分开原则 粗加工的切削负荷较大，切削产生的热变形、较大夹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，在拟订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。（2）工序集中原则 组合机床运用多刀集中在一台机床上完成一个或多个工件的不同表面的复杂过程，从而有效的提高生产率。因此，在拟订工艺方案时，在保证加工质量和操作维修方便的情况下，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，取得理想的效益。2.1.2 组合机床工艺方案的拟订2.1.2.1 分析、研究加工要求和现场工艺根据分析、研究扩连杆大头孔加工技术要求及生产纲领。深入现场调查分析零件（或同类零件）的加工工艺方法，定位和加紧，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2.1.2.1.1零件的工作条件和技术要求 压力和惯性力的作用，连杆应具有足够的强度和刚度外，还应尽量减少连杆的重量，以减小惯性力。连杆杆身的横截面为工字型，从大头到小头尺寸逐渐变小。为了减少磨损和便于维修，在连杆的小头孔中压入青铜村套，大头孔内村有具有钢质基底的耐磨巴氏合金轴瓦。为了保证发动机的运转平衡，同一发动机中各连杆的质量不能相差太大。因此，在连杆的大头和小头端设置了去不平衡质量的凸块，以便在称重后切除不平衡的质量。连杆大、小头两端面对称分布在连杆中截面的两侧。考虑到装夹、安装和搬运等要求，连杆大、小头的厚度相等。连杆小头的顶端设有油孔，发送机工作时，依靠曲轴的高速转动，气缸体下部的润滑油可飞溅到小头顶端的油孔内，以润滑连杆小头铜村套与活塞之间的摆动运动副。2.1.2.1.2主要技术条件分析连杆上需要进行的加工面有大、小头孔及其两个端面，连杆体与连杆盖的结合面及连杆螺栓定位孔等。连杆总成的技术要求如下:(1) 为了保证连杆大、小头运动副之间有良好的配合，大头孔的尺寸公差等级为it6，表面粗糙度值不大于0.4，小头孔的尺寸公差等级为it5，表面粗糙度值不大于0.4。对两个孔的圆柱度也提出较高的要求，大头孔的圆柱度公差为0.06，小头孔的圆柱度公差为0.125。(2) 因为大、小头孔中心距的变化将会使气缸的压缩发生变化，从而影响发动机的效率，因此要求两孔中心距公差等级为it9，大、小头孔中心线在两个相互垂直方向上的平行度误差会使活塞在气缸中倾斜，致使汽缸壁磨损不均匀，缩短发动机的使用寿命，同时也使曲轴的连杆轴颈磨损加剧，因此对其平行度公差也提出了要求。(3) 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度误差过大，将加剧连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两端面之间的磨损，甚至引起灼伤，所以必须对其提出要求。(4) 连杆大、小头两端面间距离的基本尺寸相同，但其技术要求不同。大头孔两端面间的尺寸公差等级为it9，表面粗糙度值不大于0.8；小头孔两端面间的尺寸公差等级为it12，表面粗糙度值不大于6.3。这是因为连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两轴肩端面间有配合要求，而连杆小头两端面与活塞销孔座内档之间没有配合要求。连杆大头端面间距离尺寸的公差带正好落在连杆小头端面距离尺寸的公差带中，这将给连杆的加工带来许多方便。(5) 为了保证发动机的平稳运转，对连杆小头（约占连杆全长2/3）的质量差和大头（约占全长的1/3）的质量差分别提出了要求。 为了保证上述连杆总成的技术要求，必须对连杆体和连杆盖的螺栓孔、结合面等提出要求。2.1.2.1.3连杆的材料及毛坯连杆在工作中承受多向交变载荷的作用，要具有很高的强度。因此，连杆材料一般都采用高强度碳钢和合金钢，如45钢、65钢、40cr、40mnb等。近年来也采用球墨铸铁和粉末冶金材料。某汽车发动机连杆采用40mnb钢，用模锻法成型，将杆体和杆盖锻成一体。对于这种整体锻造的毛坯，要在以后的机械加工过程中将其切开。为了保证切开孔的加工余量均匀，一般将连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体锻造而言，整体锻造的连杆毛坯具有材料消耗少、锻造工时少，模具少等优点。其缺点是所需锻造设备动力大及存在金属纤维被切断等问题。将棒料在炉中加热至1140-1200.。先在辊锻机上通过四个型槽进行辊锻制坯，然后在锻压机上进行预锻和终锻，最后在压床上冲连杆大头孔并切除飞边。锻造好的连杆毛坯需经调制处理，使之得到细致均匀的回火索氏体组织，从而改善性能，减少毛坯内应力。此外为提高毛坯精度，还需进行热校正、外观缺陷检查、内部探伤、毛坯尺寸检查等工序，最终获得合格的毛坯。2.1.2.2定位基准和夹压部位的选择（1）由于实行多刀加工，切削负荷大，工件受力方向变化，加工零件为连杆，所以采用两面一孔定位，上面夹紧。（2）组合机床的工艺方法及所能获得的加工精度；表面粗糙度和形位精度。2.1.3 确定组合机床配置型式及结构方案应考虑的问题根据工件的特点、工艺要求、生产率要求及工艺方案等，可大体确定采用哪种基本配置型式的机床。配置方案不同对机床的复杂程度、通用化程度、结构工艺性、加工精度、机床重新调整的可能以及经济性等都有不同的影响。因此，确定机床配置型式和结构方案时应考虑以下主要问题。在确定机床配置型式和结构方案时，首先要考虑如何稳定地保证零件的加工精度。影响加工精度的主要因素有夹具误差和加工误差两方面。夹具误差：一般精加工的夹具公差为零件公差的1/31/5。固定式夹具单工位组合机床可达到的加工精度很高。2.2 加工工序图被加工零件工序图具有直观的作用，此外，它还具有一些特定的要求。被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，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、夹压部以及被加工零件的材料、硬度和在本机床上加工前毛坯情况的图纸。它是在原有的工件图基础上，以突出本机床或自动线加工内容，加上必要的说明绘制的。它是组合机床设计的主要依据。也是制造使用时调整机床，检查精度的重要技术文件。被加工零件工序图应包括下列内容：（1）在图上应表示出被加工零件的形状，尤其是要设置中间导向时，应表示出工件内部筋的布置和尺寸，以便检 查工件装进夹具是否相碰，以及刀具通过的可能性。（2）在图上应表示出加工用基面和夹压的方向及位置，以便依此进行夹具的支承，定位及夹压系统的设计。（3）在图上应表示出加工表面的尺寸、精度、光洁度，位置尺寸及精度和技术条件（包括对上道工序的要求及本机床保证的部分）。（4）图中还应注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及被加工部位的余量。此外，为了使被加工零件工序图清晰明了，能突出本机床的加工内容，绘制时对本机床加工部位用粗实线表示，其尺寸打上方框，其余部位用细实线表示。本设计中，我设计的是扩连杆大头孔，采用两面一孔定位，实现完全定位。由于利用工件的一个底面作为基面，为了使夹紧可靠以及部件配置合理，采用对工件的顶面进行夹紧。2.2.1加工工序和加工精度被加工零件需要在组合机床上完成的工序及加工精度，是制定机床工艺方案的主要依据。本组合机床为扩孔：4个孔孔的精度为：65h8()2-12.2h8(+0.019/0)2.2.2 被加工零件特点工件硬度：hb223263材料：40mnb 扩孔后保证孔的粗糙度为6.3大头孔中心线与小头孔中心线平行 大头与小头孔的中心距为1900.102.2.3 工件生产方式被加工零件生产方式为：50000件/年 大批生产零件加工工序图2.3 加工示意图加工示意图是组合机床设计的重要图纸之一，在机床总体设计中占有重要地位。它是设计刀具、夹具、主轴箱以及选择动力部件的主要资料，同时也是调整机床和刀具的依据。加工示意图，要反映机床的加工过程和加工方法，刀具尺寸及加工尺寸，主轴尺寸及伸出长度，主轴、刀具、工件间的联系尺寸等，根据机床要求的生产率及刀具特点，合理地选择刀削用量，决定动力头的工作循环。加工示意图应绘制成展开图，其绘制顺序是：首先按比例绘制工件的外形及加工部位的展开图，加工示意图还要绘制出工件加工部位的图形。加工示意图还要考虑一些特殊要求（如工件抬起、主轴定位、危险区等）。决定动力头的工作循环及行程。最后，选择切削用量及附加必要的说明。综合考虑以上各种注意事项，可以看出加工示意图的绘制方法可以分为几个步骤，即刀具的选择、工序间余量的确定等。加工示意图2.3.1 技术分析大头孔：65 精度等级：8h材料： 40mnb 硬度： hbs 223-263加工深度l=38mm2.3.2 刀具的选择刀具的选择应根据工件材料，加工精度，排屑及生产率来确定。本道工序选择直径为64的扩孔钻，型号为gb/t 1135-20042.3.3切削用量的选取由于组合机床有大量刀具同时工作，为了使机床正常工作，不经常停车换刀，而达到较高的生产率。所选择的切削用量比一般通用机床的切削用量要低一些。总体上说：在采用多轴加工的组合机床的切削用量和切削速度要低一些。根据现有组合机床使用情况，多轴加工的切削用量比通用机床单刀加工的切削用量约30%左右。加工材料为锻钢 切削速度：17 m/min4根主轴的转速均为：n= 1000v/d=85 r/min.对走刀量的选取f为：0.5mm/r对切削深度的选取，因在实体上扩孔，故其值均为加工孔径的一半，即取t为0.5d。t=38mm2.3.4 确定主轴类型、尺寸、外伸长度主轴类型主要依据工艺方法和刀杆与主轴的联结结构进行确定。主轴轴颈及轴端尺寸主要取决于进给抗力和主轴刀具系统结构。2.3.4.1主轴类型选用 前支撑为推力球和向心球轴承后支承为向心球轴承的主轴承2.3.4.2 主轴尺寸 确定主轴的类型，尺寸，外伸长度因为轴的材料为40cr，剪切弹性模量g=81.0gpa,刚性主轴取14（0）m,所以b取7.3根据刚性条件计算主轴的直径为：db=7.3=57.6mm式中：d轴直径（mm） t轴所承受的转矩（nmm） b系数（刚性主轴取7.3）内孔长度为：l1 =115mm. 本设计中所有主轴直径皆取d=60mm,主轴外伸长度为135mm：2.3.5 选择接杆、浮动卡头扩孔时，常采用扩孔卡头及相配套的接杆。查 组合机床设计 表3-23选用接杆2-215 t0635-012.3.6 动力部件工作循环及行程的确定动力部件的工作循环是指加工时，动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置，又返回到原位的动作过程。2.3.6.1 工作进给长度的确定l工=l1+l+l2 ：工作进给长度 ：切入长度 ：加工长度 ：切出长度=10+38+ 18=56mm切入长度一般为510mm，取10mm， 切出长度为18mm。2.3.6.2 快速引进长度确定快速引进是指动力部件把刀具送到工作进给位置，其长度由具体情况确定。本工序选取快速引进长度为115mm。2.3.6.3动力部件总行程的确定动力部件总行程为快退行程和前后备量之和。总行程为500mm前备量为15mm，后备量为485mm。2.4 机床联系尺寸图2.4.1机床联系尺寸图作用和内容 机床联系尺寸图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并按初步选定的主要通用部件以及确定专用部件的总体结构而绘制的。是用来表示机床的配置形式、主要构成及各部件安装位置、相互关系、运动关系和操作方位的总体布局图。 机床联系尺寸总图表示的内容： （1）表示机床的配置形式和总布局。 （2）完整齐全的反映各部件之间的主要装配关系和联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、运动部件的运动极限位置及滑台工作循环总的工作行程和前后备量尺寸。 （3）标注主要通用部件的规格代号和电动机型号、功率及转速，并标出机床分组编号及组件名称，全部组件应包括机床全部通用及专用零部件。（4）标明机床验收标准及安装规程。机床联系尺寸图2.4.2绘制机床尺寸联系总图之前应确定的内容2.4.2.1 选择动力部件 动力部件的选择主要是确定动力箱和动力滑台。根据已定的工艺方案和机床配置形式并结合使用及修理因素，确定机床为卧式单面单工位液压传动组合机床，液压滑台实现工作进给运动，选用配套的动力箱驱动多轴箱攻丝主轴。 动力箱规格与滑台要匹配，其驱动功率主要依据是根据多轴箱所传递的切屑功率来选用。查组合机床设计公式则：=4x1.26=5.04kwp电动机 p计算 =5.5kw查组合机床设计 表2-14 本机床多轴箱均采用1td40-v型动力箱 （n=720r/min；=480r/min;电动机选y132m2-6型，功率为5.5kw）。 根据选定的切削用量，计算总的进给力，根据所需的最小进给速度、工作行程、结合多轴箱轮廓尺寸，考虑工作稳定性，选用hy50型液压滑台，总行程630mm，其台面宽度800mm，长度1000mm，工进速度为10-350mmmin，快进速度6.3mmin。以及相配套的侧底座（1cc501型）。2.4.2.2 确定机床装料高度h 装料高度是指机床上工件的定位基准面到底面的垂直距离。在确定机床装料高度时，首先要考虑工人操作的方便性；对于流水线要考虑车间运送工件的滚道高度；对于自动线要考虑中间底座的足够高度，以便允许内腔通过随行夹具返回系统或冷却排屑系统。综合考虑本机床的装料高度为900mm。2.4.2.3 确定夹具轮廓尺寸 主要确定夹具底座的长、宽、高尺寸。初取长为820mm,宽为300mm，高为80mm。2.4.2.4 确定中间底座尺寸 中间底座的轮廓尺寸要满足夹具在其面上面连接安装的需要。其长度方向尺寸要根据所选动力部件及配套部件的位置关系，照顾各部件联系尺寸的合理性来确定。本设计中，中间底座长1500mm，宽1000mm，高325mm。2.4.2.5 确定多轴箱轮廓尺寸 标准通用多轴箱厚度是一定的，立式340mm。因此，确定多轴箱，主要是确定多轴箱的宽度b和高度h。 根据被加工零件上孔的位置以及通用多轴箱尺寸，本设计选取多轴箱尺寸为800500（mm）。2.4.3 机床分组为了便于设计和组织生产，组合机床各部件和装置按不同功能划分编组。本机床编组如下：第10组 左侧床身第11组 中间底座第20组 夹具第30组 电气装置第40组 传动装置第50组 润滑装置第60组 刀具第71组 左多主轴箱2.5 机床生产率计算卡根据加工示意图所确定的工作循环及切削用量等，就可以计算机床生产率并编制生产率计算卡。生产率计算卡是反映机床生产节拍或实际生产率和切削用量、动作时间、生产纲领及负荷率等关系的技术文件。它是用户验收机床生产效率的重要依据。2.5.1 理想生产率q 理想生产率是指完成年生产纲领a 所要求的机床生产率。与全年工时tk 总数有关，单班制取2350h a=50000x(1+2%+2%)=52000件 q=a/tk=52000/2350=22.13件/h 2.5.2 实际生产率q1 实际生产率是指设计机床每小时实际可生产的零件数量。q1=60/t单 式中 t单生产一个零件所需的时间（min）, 可按下式计算：t单=t切+t辅=（l1/vf1+ l2/vf2+t停）+（l