摘要：曲轴中两连杆轴颈的加工是大批量生产的零件。为了提高生产效率，满足被加工零件的精度要求，本课题设计了一台用于加工曲轴中两连杆轴颈的组合机床。本文介绍了该组合机床总体设计和滚削头设计的思路，全文共分两个部分。第一部分是总体设计，采用卧式组合机床，考虑的因素有刀具、切削用量、切削力、切削扭矩及切削功率等，通过计算选择主轴直径、外伸尺寸、接杆型号、滑台、动力箱等通用部件，再确定动力部件的工作循环及工作行程，完成机床总体设计。第二部分是滚削头设计，通过对被加工零件的全面分析，滚削头采用复合铣刀，减少机动和辅助时间，提高生产效率。该组合机床不仅能保证加工精度，还能提高加工效率。整个机床布局合理，夹紧可靠，精度较高，使用操作方便，提高了工作效率，达到了设计要求。

关键词：铣床；气缸；组合机床；滚削头；

　　　在我国，组合机床科研和生产都具有相当的基础，应用也已深入到很多行业。是当前机械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。

　　　机床夹具是在机床上加工零件时所使用的一种工艺设备，用它来准确地定位工件与刀具之间的相对位置，即实现工件的定位与夹紧，以完成加工所学要的准确相对运动。

　　　本次设计的课题是柴油机曲轴连杆轴颈滚切铣床总体和夹具设计。该课题来源于江苏恒力机床有限公司,是改公司根据客户需要为客户定制的组合机床产品之一。公司拥有各种金切设备、检测设备300多台，其中DIX750精密坐标镗床、精密导轨磨床，瑞士精密小孔磨床，高速磨齿机，加工中心，三座标测量仪，超音频淬火机等精大稀设备30余台。具有较强的加工、装配、检测和机床安装调试能力。现在该公司迫切需要改善现有的生产条件，进行提高生产率、改善产品质量方面的技术改造，使产品的合格率上升，增加产量，适应市场竞争的需要，提高经济效益。

　　　本设计主要是设计一台组合机床，对专门的曲轴连杆轴颈进行加工。本人的设计分工是总体设计和滚削头部分的设计夹具部分的设计由同组其他同学担任。在设计组合机床过程中，组合机床刀具的设计是整个组合机床设计工作的重要部分之一。虽然刀具零件的标准化程度高，使设计工作量减少，设计周期缩短，但在夹具设计过程中，在保证加工精度的前提下，如何综合考虑生产率、经济性和劳动条件等因素，还有一定的难度。

　　　本说明书以设计卧式双刀铣床为主线，阐述了总体设计和滚削头设计的过程。在总体设计中，首先是被加工零件的工艺分析，然后是总体方案的论证，在比较了许多方案之后，结合本道工序加工的特点最终选择卧式双刀铣床的配置型式。再结合本道工序的特点选择刀具。根据选择的切削用量，计算刀具的切削力、切削扭矩、切削功率等，再确定刀具的大小和型式。在确定这些设计计算后，然后是绘制组合机床的“三图一卡”—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。滚削头设计是组合机床设计中的一个重要的组成部分。滚削头设计时,首先确定主轴,再设计传动系统和主轴箱,最后根据计算结果绘制夹具装配图和主要的零件图。

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内容简介：: 毕业设计任务书课题：柴油机曲轴连杆轴颈滚切铣床总体和滚削头设计专业机械设计制造及其自动化学生姓名仇博班级 B机制051 学号 0510110108 指导教师孙俊兰专业系主任刘道标发放日期 2009年2月26日一、设计（论文）内容设计一台可加工曲轴中连杆轴颈的滚切组合机床，具体进行总体设计和滚削头设计。主要内容有：1总体设计1）制定工艺方案，确定机床配置型式及结构方案。2）三图一卡设计，包括：(a) 被加工零件工序图， (b) 加工示意图，(c) 机床联系尺寸图， (d) 生产率计算卡，(e) 有关设计计算、校核。2滚削头设计(a) 滚削头总装图，(b) 主要零件图，(c) 其它零件图，(d) 有关计算、校核等。二、设计（论文）依据1课题来源：江苏恒力组合机床有限公司2产品名称：495B-05004A3被加工零件：曲轴（附工序图）4工件材料：QT800-2 硬度HB240-3005加工内容：滚切连杆轴颈62，两端圆角4-R3.5，保证轴向尺寸25.75、59.25、361.75和395.25。6. 生产纲领：大批大量。7. 批量：本机床设计、制造一台。三、设计要求1机床应能满足加工要求，保证加工精度；2机床应运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整； 3机床尽量能用通用件（中间底座可自行设计）以便降低制造成本；4机床各动力部件用电液控制。5设计图样总量：折合成A0幅面在3张以上；工具要求：应用计算机软件绘图，要应有三维软件设计的零件。过程要求：装配图需提供手工草图。6毕业设计说明书见相关要求7查阅文献资料10篇以上，并有不少于3000汉字的外文资料翻译；8到相关单位进行毕业实习，撰写不少于3000字实习报告；9撰写开题报告四、毕业设计物化成果的具体内容及要求1、毕业设计说明书要求：按教务处毕业设计（论文）格式规范统一编排、打印，字数不少于2万字。 1）毕业设计说明书 1 份2）被加工零件工序图 1 张3）加工示意图 1 张4）机床联系尺寸图 1 张5）生产率计算卡 1 张6）滚削头总装配图 1 张7）主要零件图 1 张8）其它零件图若干张（待指定）2、外文资料翻译（英译中）要求1）外文翻译材料中文字不少于3000字。2）内容必须与毕业论文课题相关；3）所选外文资料应是近10年的文章，并标明文章出处。五. 毕业设计（论文）进度计划起讫日期工作内容备注2月26日2月28日布置任务 3月1日3月14日调查研究，毕业实习3月15日3月31日方案论证，总体设计4月1日4月14日技术设计（部件设计）4月15日5月14日工作设计（零件设计）5月15日5月31日撰写毕业设计说明书6月1日6月2日毕业设计预答辩6月3日6月9日修改资料6月10日6月11日评阅材料6月12日6月13日毕业答辩6月14日6月15日材料整理装袋六、主要参考文献1.大连组合机床研究所编.组合机床设计（机械）M.第一版.大连：机械工业出版社，19752.谢家瀛.组合机床设计简明手册M.第一版.北京：机械工业出版社，19943. 孙丽媛主编.机械制造工艺及专用夹具设计指导M.北京：冶金工业出版社，20024. 艾兴，肖诗纲编.切削用量简明手册M.第三版.北京：机械工业出版社，20025.徐锦康.机械设计M.第二版.北京：机械工业出版社，20016.范云涨，陈兆年.金属切削机床设计简明手册M.第一版.北京：机械工业出版社，19947.吴宗泽主编.机械设计师手册（上、下册）M.北京：机械工业出版社，20028.姚永明非标准设备设计M上海：上海交通大学出版社，19999.李庆寿.机械制造工艺装备设计实用手册M.第一版.宁夏：宁夏人民出版社，199110.金振华.组合机床及其调整与使用M.第一版.北京：机械工业出版社，199011.杨叔子主编.机械加工工艺师手册M.北京：机械工业出版社，200112.杨黎明机床夹具设计手册M北京：国防工业出版社，199613.丛凤廷组合机床设计（第二版）M上海：上海科技出版社，199414.浦林祥.金属切削机床夹具设计手册M.第二版.北京：机械工业出版社，199515.朱祖良.孔加工刀具M.第一版.北京：国防工业出版社，1990七、其他毕业实习报告专业机械设计制造及其自动化学生姓名仇博班级 B机制051 学号 0510110108 指导教师孙俊兰日期 2009年3月31日实习报告一、概述本次生产实习是毕业设计的一个重要组成部分，其目的在于通过实习使我们获得基本生产的知识，理论联系实际，扩大知识面；同时专业实习又是锻炼和培养能力及素质的重要渠道，培养我们吃苦耐劳的精神，也是我们接触社会、了解生产的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，培养我们工作的能力、初步了解企业生产的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。这些实习学到的知识，对我们以后的学习和工作，都是十分必要的基础。本次实习我们主要去了江动集团，到车间观摩学习机械制造，对机械制造有了一个大体的认识。二、实习过程由于我毕业设计所涉及的内容是组合机床的设计及铣削头的设计。三月初，在老师的带领下，进入了盐城江动集团生产车间进行参观实习。进到车间之后，在指导老师的指导下，将生产车间进行了整体细致的参观。而后找到了和自己课题相关的生产区域进行参观学习。通过与同学的交流讨论以及和车间工作人员的交谈得知：组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集中制的原则设计的一种高效率专用机。在设计组合机床时，首先要根据组合机床完成工艺要求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以及采用组合机床加工是否合理等问题。紧接着参观的生产流水线车间，体现了现代化高效率的生产方式。接着参观了数控车床生产车间，使我对数控车床的生产有了更具体的认识。在参观过程中，指导老师为我们讲解不懂的地方，避免以后设计的盲目性。最后，在车间外面，互相交流，理论联系实际，回忆和自己课题相关的东西为毕业设计做准备。三、实习内容柴油机机体是需要大量生产的零件。为了提高加工精度和生产效率，需要设计一台组合机床。我的毕业设计课题是柴油机曲轴连杆轴颈滚切铣床总体和滚削头设计。通过生产实习深入现场了解了被加工零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求，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、充分考虑各种因素，并经技术经济分析后拟订出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。根据工件的结构特点、工艺要求、生产率要求、工艺方案等进行加工。在车间参观实习期间指导老师给我们进行了详细的指导讲解，使我对柴油机的加工过程和具体的精镗过程和方法以及现状有了初步的理解，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，所以加工精度要求非常高。在机体加工中,精镗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R180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柴油机的性能保证和生产产量的提高。柴油机曲轴连杆轴颈滚切铣床,是在调研的基础上,吸收了镗床设计的优点,根据具体情况设计、制造而成，并且对组合机床的设计加工总过程特别是右主轴箱的解剖装配结构和工作原理作了初步的调查。同时在与工作人员的简单交谈中了解到，随着市场竞争的加剧和对产品需求的提高，高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控组合机床及其自动化正在冲击着传统的组合机床行业企业，因此组合机床的发展是以提高组合机床加工精度、组合机床工作可靠性为主攻方向。加强数控技术的应用，提高组合机床产品数控化率并进一步发展新型部件来适应市场需求。这些知识将会为我后来进行具体的设计打下些许基础。4、对某一方面内容（与课题相关的内容）的分析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装备。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，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。我国组合机床及组合机床自动线总体技术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。随着市场竞争的加剧和对产品需求的提高，高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控组合机床及其自动线正在冲击着传统的组合机床行业企业，因此组合机床装备的发展思路必须是以提高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠性和组合机床技术的成套性为主攻方向。一方面，加强数控技术的应用，提高组合机床产品数控化率；另一方面，进一步发展新型部件，尤其是多坐标部件，使其模块化、柔性化，适应可调可变、多品种加工的市场需求。设计组合机床时，为使加工过程顺利进行，并能达到要求的生产效率，必须在握大量的零件加工工艺资料基础上，整体考虑影响制定零件加工方案、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及组合机床的配置形式。然而更关键的是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，可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据；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、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展的主要方向。五、实习感想通过本次到江淮动力集团的实习，使我大学四年里学习的知识更具体化了，有了更进一步的认识。将平时学习的知识贯穿起来，带到工厂的车间里，根据自己的观察和老师的讲解以及同车间工作人员的简单交流，使自己积累的知识得到了巩固和消化。大学生普遍的缺点就是眼高手低，进了车间后，更加觉得自己欠缺实践，缺少动手能力，感觉自己的能力仅仅局限于纸上谈兵。这次实习让我学习到了很多更接近于实际工作的知识，这些都是平时学习得不到的。总的来说，这次的实习让我认识到了自己的不足和积累知识的重要性，相信这些经历将对我以后的工作有很大的帮助。4 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009柴油机曲轴连杆轴颈滚切铣床总体和滚削头设计摘要：曲轴中两连杆轴颈的加工是大批量生产的零件。为了提高生产效率，满足被加工零件的精度要求，本课题设计了一台用于加工曲轴中两连杆轴颈的组合机床。本文介绍了该组合机床总体设计和滚削头设计的思路，全文共分两个部分。第一部分是总体设计，采用卧式组合机床，考虑的因素有刀具、切削用量、切削力、切削扭矩及切削功率等，通过计算选择主轴直径、外伸尺寸、接杆型号、滑台、动力箱等通用部件，再确定动力部件的工作循环及工作行程，完成机床总体设计。第二部分是滚削头设计，通过对被加工零件的全面分析，滚削头采用复合铣刀，减少机动和辅助时间，提高生产效率。该组合机床不仅能保证加工精度，还能提高加工效率。整个机床布局合理，夹紧可靠，精度较高，使用操作方便，提高了工作效率，达到了设计要求。关键词：铣床；气缸；组合机床；滚削头；The design of the overall and Rolls truncates the headof the Milling Machine for Crankshaft connecting rod journal in the body of dieselAbstract: Two crankshaft connecting rod journal is processing high-volume production parts. In order to improve the efficiency of production and parts to be machined to meet accuracy requirements, the design of the subject for processing a crankshaft connecting rod journals in a combination of the two machines. This article describes the overall design of the modular machine tool design and roll-cut the first line of thought, the text is divided into two parts. The first part is the overall design, the use of horizontal combination of machine tools, takes into account tool, cutting parameters, cutting force, cutting torque and cutting power and so on, by calculating the choice of the main axis diameter, extended size, then under model, slipway, power boxes and other common components,Power components to determine whether the duty cycle and working visit to complete the machine design. The second part is the roll-cut the first design, is processed through a comprehensive analysis of parts, the first use of composite Hobbing cutter, reducing mobility and support time and increase productivity. The combination of machine tools not only to ensure accuracy, but also to improve processing efficiency. Rational layout of the machine tools, clamping a reliable, high accuracy, easy to use and improve the work efficiency, achieve the design requirements.Key words：Milling Machine；The cylinder; Modular machine tool; Rolls truncates the head 毕业设计开题论证报告专业机械设计制造及其自动化学生姓名仇博班级 B机制051 学号 0510110108 指导教师孙俊兰完成日期 2009年3月31日课题名称：柴油机曲轴连杆轴颈滚切铣床总体和滚削头设计一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述1. 课题来源本课题来源于江苏恒力组合机床有限公司。2. 课题研究的主要内容本课题主要研究设计柴油机曲轴连杆轴颈滚切铣床和滚削头，要达到以下几个要求：1) 滚切两连杆轴颈62，两端圆角4-R3.5，保证轴向尺寸25.75、59.25、361.75和395.25。2）能够大批大量，且应运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整。3.本课题国内外研究现状近几年来，随着国内市场的国际化，我国工程机械产品的价格竞争优势正在逐渐减弱。目前，国内比较大的装载机生产厂家和配套件生产厂家都已经逐步意识到，采用通用设备加工工程机械关键零部件的工艺方法已不能适应形势发展的需要。国外的组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合化和柔性化的方向发展。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，大大提高了生产效率，从而也进一步了提高组合机床的工作可靠性和加工精度。国外为了减少机床数量, 节省占地面积，对组合机床继续采取各种措施, 进一步提高工序集中程度。如双头镗孔车端面等组合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。要提高国内市场占有率, 必须对国内的组合机床市场需求进行认真的调查研究。行业企业要建立一套调查市场、跟踪市场、了解市场、进入市场的机制, 以适应市场经济的发展。这就要求行业企业必须把高精度、高效率、高技术附加值的组合机床开发作为工作中的重中之重, 以此来提高行业的市场占有率。国内对组合机床的设计极为重视。随着现代工业的飞速发展，设计新机床，提高生产率，是当前的首要任务。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，在大批量生产的机械制造部门得到了广泛的应用，取得了极大的经济效益。国内组合机床虽然取得了较大的进步与发展，由于基础比较薄弱，从整体看，与国外先进水平、与国内用户的要求都还存在着一定的差距。主要表现在: 产品可靠性较差，难以适应组合机床工业大批量生产的要求；可调性、可变性、柔性较差, 缺少必要的适应多品种加工的新品种；系列化、通用化、模块化程度低, 致使制造周期过长, 满足不了用户要求；科学管理、成本控制水平不高, 在市场上缺乏竞争力。因此，对组合机床的设计研究具有重要的工程价值和经济效益。二、本课题拟解决的问题本课题涉及柴油机曲轴连杆轴颈滚切铣床总体和铣削头设计，需要解决的问题：1组合机床总体设计(1)制定工艺方案：1) 工艺基面的分析；2) 加工工艺的分析；3) 切削用量的选择；(2)确定机床配置型式及结构方案；(3)三图一卡设计：1) 被加工零件工序图；2) 加工示意图：a)刀具的选择；b)工序间余量的确定；c)导向结构的选择；d)动力头工作循环及其行程的确定；3) 机床联系尺寸图：a)机床装料高度的确定；b)中间底座尺寸的确定； 4) 生产率计算卡；5) 有关设计计算、校核。2. 滚削头设计1) 滚削头总装图；2) 主要零件图；3) 其它零件图；4) 有关计算、校核等3提高生产效率，降低工人劳动强度三、解决方案及预期效果1解决方案在设计组合机床时，首先要分析、研究被加工零件，如这次设计的机床要加工的零件即柴油机机体，要根据它三个面上的被加工的位置、精度、表面粗糙度、技术要求及生产纲领等来确定，分析该零件（或同类零件）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，以便制订出切合实际的工艺方案。在组合机床设计中，设计的主要思路是在把原有的多道工序的单孔加工改为多孔同时加工，这种设计使原来单轴加工变为多轴同时加工，增加了传动系统设计难度；但是这种设计可以解决由多次装夹引起的定位误差问题，保证孔的位置精度，同时也可以提高生产效率，降低工人的劳动强度。2.预期效果1.机床应能满足加工要求，保证加工精度。2.机床应运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整。3.机床易操作，加工生产规模为大量生产。4.一次装夹一个零件，三面同时加工。5.提高生产效率，减轻工人的劳动强度。6.提高自动化程度，配置灵活四、课题进度安排3月1日3月14日毕业实习阶段。毕业实习，查阅资料，到多个公司实践，撰写实习报告。3月15日3月31日开题阶段。提出总体设计方案及草图，填写开题报告。4月1日5月14日设计初稿阶段。完成总体设计图、部件图、零件图。5月15日5月31日中期工作阶段。完善设计图纸，编写毕业设计说明书，中期检查。6月1日6月2日毕业设计预答辩。6月3日6月9日毕业设计整改。图纸修改、设计说明书修改、定稿，材料复查。6月10日6月11日毕业设计材料评阅。6月12日6月13日毕业答辩。6月14日6月15日材料整理装袋。五、指导教师意见签名: 年月日六、专业系意见签名:年月日七、学院意见签名:年月日柴油机曲轴连杆轴颈滚切铣床总体和滚削头设计目录1 前言12 机床总体设计32.1 总体方案设计42.2 被加工零件分析42.3 机床结构的确定42.4 本组合机床的特点52.5 切削用量的确定52.6 刀具结构选择52.7 绘制“三图一卡”63 滚削头设计113.1 概述113.2 主轴的形式与直径的确定123.3 传动系统的设计123.4 主轴箱的润滑和手柄轴的设置133.5主轴箱的坐标计算143.6 主轴箱子各零件的计算154 总结165参考文献176 致谢187 附录19柴油机曲轴连杆轴颈滚切铣床总体和滚削头设计摘要：曲轴中两连杆轴颈的加工是大批量生产的零件。为了提高生产效率，满足被加工零件的精度要求，本课题设计了一台用于加工曲轴中两连杆轴颈的组合机床。本文介绍了该组合机床总体设计和滚削头设计的思路，全文共分两个部分。第一部分是总体设计，采用卧式组合机床，考虑的因素有刀具、切削用量、切削力、切削扭矩及切削功率等，通过计算选择主轴直径、外伸尺寸、接杆型号、滑台、动力箱等通用部件，再确定动力部件的工作循环及工作行程，完成机床总体设计。第二部分是滚削头设计，通过对被加工零件的全面分析，滚削头采用复合铣刀，减少机动和辅助时间，提高生产效率。该组合机床不仅能保证加工精度，还能提高加工效率。整个机床布局合理，夹紧可靠，精度较高，使用操作方便，提高了工作效率，达到了设计要求。关键词：铣床；气缸；组合机床；滚削头；The design of the overall and Rolls truncates the headof the Milling Machine for Crankshaft connecting rod journal in the body of dieselAbstract: Two crankshaft connecting rod journal is processing high-volume production parts. In order to improve the efficiency of production and parts to be machined to meet accuracy requirements, the design of the subject for processing a crankshaft connecting rod journals in a combination of the two machines. This article describes the overall design of the modular machine tool design and roll-cut the first line of thought, the text is divided into two parts. The first part is the overall design, the use of horizontal combination of machine tools, takes into account tool, cutting parameters, cutting force, cutting torque and cutting power and so on, by calculating the choice of the main axis diameter, extended size, then under model, slipway, power boxes and other common components,Power components to determine whether the duty cycle and working visit to complete the machine design. The second part is the roll-cut the first design, is processed through a comprehensive analysis of parts, the first use of composite Hobbing cutter, reducing mobility and support time and increase productivity. The combination of machine tools not only to ensure accuracy, but also to improve processing efficiency. Rational layout of the machine tools, clamping a reliable, high accuracy, easy to use and improve the work efficiency, achieve the design requirements.Key words：Milling Machine；The cylinder; Modular machine tool; Rolls truncates the head1前言根据工件加工的需要，以独立的通用部件为基础，配以部分专用部件组成的专用机床，称之为组合机床。它适用于大批、大量生产企业，多用于加工量大的大、中型箱体和箱体类工件，完成钻孔、扩孔、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。通用部件是组成组合机床的基础。用来实现机床切削和进给运动的通用部件，如单轴工艺切削头、传动装置、动力箱、进给滑台等为动力部件。用以安装动力部件的通用部件如侧底座、立柱、立柱底座等称为支承部件。组合机床的特点：a组合机床由70%90%的通用部件组成，可以缩短设计和制造周期。而且在需要的时候，还可以部分或全部进行改装，以组成适应新加工要求的新设备。这就是说组合机床有重新改造的优越性，其通用部件可以多次重复利用。b组合机床是按具体加工对象专门设计的，可以按最佳工艺方案进行加工。c在组合机床上可以同时从几个方向采用多把刀具对几个工件进行加工，是实现工序集中，提高生产效率的最好途径。d.组合机床是在工件一次装夹下用多轴实现多孔同时加工，有利于保证各孔相互之间的精度要求，提高产品质量；减少了工件工序间的搬运，改善了劳动条件；减少了占地面积。e由于组合机床大多数零、部件是同类的通用部件，简化了机床的维护和修理。 f组合机床的通用部件可以组织专门工厂集中生产，有利于提高产品质量和技术水平，降低制造成本。随着电子技术的飞速发展，根据大批量生产多样化、中小批量多品种生产高效化的要求，以及产品更新加速的特点，70年代以来发展了新型组合机床-柔性组合机床。它是应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具、刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。在我国，组合机床科研和生产都具有相当的基础，应用也已深入到很多行业。是当前机械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。机床夹具是在机床上加工零件时所使用的一种工艺设备，用它来准确地定位工件与刀具之间的相对位置，即实现工件的定位与夹紧，以完成加工所学要的准确相对运动。本次设计的课题是柴油机曲轴连杆轴颈滚切铣床总体和夹具设计。该课题来源于江苏恒力机床有限公司,是改公司根据客户需要为客户定制的组合机床产品之一。公司拥有各种金切设备、检测设备300多台，其中DIX750精密坐标镗床、精密导轨磨床，瑞士精密小孔磨床，高速磨齿机，加工中心，三座标测量仪，超音频淬火机等精大稀设备30余台。具有较强的加工、装配、检测和机床安装调试能力。现在该公司迫切需要改善现有的生产条件，进行提高生产率、改善产品质量方面的技术改造，使产品的合格率上升，增加产量，适应市场竞争的需要，提高经济效益。本设计主要是设计一台组合机床，对专门的曲轴连杆轴颈进行加工。本人的设计分工是总体设计和滚削头部分的设计夹具部分的设计由同组其他同学担任。在设计组合机床过程中，组合机床刀具的设计是整个组合机床设计工作的重要部分之一。虽然刀具零件的标准化程度高，使设计工作量减少，设计周期缩短，但在夹具设计过程中，在保证加工精度的前提下，如何综合考虑生产率、经济性和劳动条件等因素，还有一定的难度。本说明书以设计卧式双刀铣床为主线，阐述了总体设计和滚削头设计的过程。在总体设计中，首先是被加工零件的工艺分析，然后是总体方案的论证，在比较了许多方案之后，结合本道工序加工的特点最终选择卧式双刀铣床的配置型式。再结合本道工序的特点选择刀具。根据选择的切削用量，计算刀具的切削力、切削扭矩、切削功率等，再确定刀具的大小和型式。在确定这些设计计算后，然后是绘制组合机床的“三图一卡”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。滚削头设计是组合机床设计中的一个重要的组成部分。滚削头设计时,首先确定主轴,再设计传动系统和主轴箱,最后根据计算结果绘制夹具装配图和主要的零件图。2 组合机床总体设计2.1 总体方案设计本设计是为柴油机曲轴连杆轴颈的加工工序。为了能够达到质量好、效率高的要求，以及考虑被加工零件的加工精度、表面粗糙度、技术要求等，拟定设计一台通过一个动力头，一个主轴箱，两把刀具，一次性完成该工序的组合机床。机床总体的设计需绘制完成“三图一卡”。以上作为本次设计的初定方案。2.2 被加工零件工艺分析A 本机床被加工零件特点：该加工零件为曲轴。工件材料：QT800-2 ，硬度HB240-300。生产纲领：大批大量。B 本机床被加工零件的加工工序及加工精度：本道工序是铣削曲轴连杆颈部的加工，由“柴油机曲轴连杆轴颈滚切铣床”来完成。因此本设备主要的功能就是曲轴两连杆颈部的铣削。具体加工内容是：滚切两连杆轴颈62，两端圆角4-R3.5，保证轴向尺寸25.75、59.25、361.75和395.25。C 本次设计技术要求：a 机床应能满足加工要求，保证加工精度；b 机床应运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整；c 机床尽可能用通用件以便降低制造成本；d 机床各动力部件用电气控制，液压驱动。2.3 机床结构的确定A被加工零件的特点对配置的影响通常根据工件的结构特点，加工要求，生产率和工艺过程方案等，大体上就可以确定应采取哪种基本形式的组合机床。被加工零件的特点对配置的影响如下：a 在选择组合机床的结构方案时，首先必须注意到加工精度能否确切保证，这里所指的是稳定的加工精度。b 机床生产率的影响。机床要求的生产率对机床配置形式和结构方案有很大的影响，它是决定采用单工位机床，多工位机床或自动线，还是按中小批生产所需组合机床的特点进行设计的重要因素。有时从工件外形及轮廓尺寸来看，完全可以采用单工位固定夹具的机床型式。但由于生产率要求很高，就不得不采用多工位的方案，使装卸时间和机动时间相重合。c 被加工零件的大小、形状、加工部位特点的影响。根据零件的形状特点和加工特点，本次的设计采用卧式组合机床，因为曲轴的结构近似长方体，考虑到卧式机床振动小，装夹方便等因素，采用卧式组合机床。B机床使用条件的影响a.零件结构情况考虑到加工零件为曲轴的连杆轴颈,加工时回转中心与零件中心不在同一直线上。b.工艺间的联系情况工件在到组合机床加工之前，工件的毛坯或半成品必须达到一定的要求，否则将使工件在机床夹具上定位夹紧不可靠，以至造成刀具的损坏或者不能保证要求的加工精度。如果在组合机床上加工之后，还要在其他机床上进行加工，而工件事先没有加工出保证精度的有关工艺基面，那么组合机床应考虑为下一道工序加工出工艺基面。c.使用厂商的技术能力和自然条件如果使用厂商没有相当能力的工具车间，对于制造刃磨复杂的整体复合刀具有困难，拟订方案时，应当避免采用这类刀具。必要时可增加机床工位，以便采用一般刀具分散加工。若工厂所处地方气候过于炎热，车间温度过高，使用液压传动机床工作性能不稳定时，则可选用机械通用部件配置机床。2.4 本组合机床的特点a.结构牢固, b.刚性好, c.尺寸调整范围大, d.单位工作效率高, e.精确度好，f.操作简便，g.可对铸件进行大行程走刀，h.强力铣削。2.5切削用量的确定a.主运动参数对于主运动是回转运动的机床，其主运动参数为主轴转速。n= (2-1) 式中n主轴转速，r/min; V切削速度，m/min; D工件或刀具直径，mm。根据计算n50r/minb.主传动电动机功率的确定 =+ KW (2-2)式中消耗于切削的功率，又称有效功率，KW；空载功率，KQ；，其中为住传动系统中个传动副的机械效率，见机械设计手册。（单位为KW）的计算。公式为 = KW (2-3) 式中切削力，N；V切削速度，m/min，可根据刀具材料，工件材料和所选用的切削用量等条件，由切削用量手册查得。P= (HB=190) (2-4)式中 p单位面积切削力（N）a 两个方向平均切削厚度（mm）) kW式中主传动链中除主轴外所有传动轴轴颈的平均直径，mm；主轴前后轴颈的平均值，mm；当主轴转速为，传动链内除主轴外各传动轴的转速之和；主轴转速，r/min; C系数，两支撑的滚动轴承或滑动轴承，C=8.5；三支撑滚动轴承，C=10； K润滑修正系数，N46全损耗系统用油，K=1；N32全损耗系统用油，K=0.9；N15全损耗系统用油，K=0.75。当几产结构尚未确定时候。应用上式有一定困难，也可用下式粗略估算主电动机的功率 (2-5)式中，为机床主传动系统总机械效率，主运动为回转运动时，=0.70.85，主运动为直线运动时，=0.60.7。计算得主传动电动机功率为7.5KW。选择的电动机型号为Y160M-6B3。c.进给驱动电动机的功率确定 = kW (2-6)式中 F进给牵引力，N；进给速度，m/min；进给传动机械效率。计算得进给驱动电动机功率为1.5kW.选择的电动机型号为Y100L-6B5。d.快速运动机功率的确定 (2-7)式中快速运动电动机的功率，kW; 克服惯性力所需的功率，kW; 克服摩擦力、重力所需的功率，kW。= (2-8) 式中克服惯性力所需电动机轴上转矩，Nm；电动机转速，r/min; 传动件的机械效率。 = (2-9) 式中转化到电动机轴上的当量转动惯量，kg; 电动机的角速度，rad/s; 电动机启动时间，大型机床 =1.0S；中型机床=0.5S。计算得快速运动电动机功率为2.2kW.选择的电动机型号为Y100L1-4B5。2.6刀具结构选择组合机床上根据工艺要求与加工精度的不同，经常采用的刀具有：一般刀具、复合刀具以及特种刀具等。刀具设计对机床整个工艺方案的拟订有很大的影响。组合机床刀具的选择原则a 要求有较高的耐用度和可靠性，并便于装卸和调整由于组合机床是高生产率的专用机床，它的循环时间较短，而在每一循环中，刀具不工作的时间很短。同时在大多数情况下，组合机床又是多刀加工，刀具数量较多，更换调整刀具较费时间。这样，如果换刀次数太多，势必占用大量时间，降低生产率。所以就要求组合机床刀具具有如下性能：结构可靠；刀具材料和几何参数选取合理，并创造合适的切削条件及选取比一般通用机床稍低的切削用量，以使刀具有较高的耐用度；便于装卸及调整。b 有较高的复合程度在组合机床上，为了提高生产率、保证加工精度，或为了减少工位，一般工序比较集中，因此采用了大量复合刀具。这些刀具，结构较复杂，切削力较大，排屑不便，加工时互相影响，制造也比较复杂，与一般刀具有所不同。c 有良好的导向组合机床在大多情况下，是多轴加工箱体零件的孔，孔的位置精度往往是通过夹具和刀杆导向保证的，因而组合机床的孔加工刀具往往有各种形式的导向。2.7 绘制“三图一卡”A被加工零件工序图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，加工部件的尺寸及精度，技术要求，加工用定位基准、夹压部位，以及被加工零件的材料，硬度和在本机床加工前毛坯情况的图纸。它在原有的工件图基础上，以突出本机床自动线加工内容，加上必要的说明绘制的。本组合机床以柴油机曲轴为加工对象进行设计，对工序图简要说明及与本机床设计有关的技术指标如下：a.定位方法：以曲轴两主轴颈定位； b.夹紧方法：采用液压气缸夹紧；c.零件材料：QT800-2；d.零件硬度：HB240-300；其余工序尺寸、加工要求等具体查加工工序图 B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。零件加工的工艺方案要通过加工示意图反映出来。加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具、辅具的布置状况以及工件、夹具、刀具等机床各部件间的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等。A 刀具的选择刀具直径的选择应与加工部位尺寸、精度相适应。我们所加工的曲轴是滚切两连杆轴颈62，两端圆角4-R3.5，故选择400的刀刃交错排列的两刃铣刀。B 导向结构的选择组合机床铣削时，零件上的位置精度主要是靠刀具的导向装置来保证的。导向装置的作用是：保证刀具相对工件的正确位置；保证刀具相互间的正确位置；提高刀具系统的支承刚性。C 确定主轴、尺寸、外伸尺寸在该课题中，主轴与两铣刀联接选用滚珠轴承主轴。又因为浮动卡头与刀具刚性连接，所以该轴属于长轴。故本课题中的主轴均为滚珠轴承长主轴。根据由选定的切削用量计算得到的切削转矩T，由组合机床设计简明手册P43公式 (2-1)式中，d轴的直径（）；T轴所传递的转矩（Nm）； B系数，本课题中主轴为刚性主轴，取B=7.3。考虑到安装过程中轴的互换性、安装方便等因素，1主轴轴径取为25mm,2、3、4、5、6主轴轴径取35mm。根据主轴类型及初定的主轴轴径，查组合机床设计简明手册P44表3-6可得到主轴外伸尺寸及接杆莫氏圆锥号。主轴轴径d=25时，主轴外伸尺寸为：，L=115mm，其他轴为，L=115mm，接杆莫氏圆锥号为2。D动力部件工作循环及行程的确定a 工作进给长度Lx 的确定工作进给长度Lx，应等于加工部位长度L（多轴加工时按最长孔计算）与刀具切入长度L1和切出长度L2之和。切入长度一般为13，根据工件端面的误差情况确定。b 进给长度的确定快速进给是指动力部件把刀具送到工作进给位置。初步选定主轴箱上刀具的快速进给长度为380。c 快速退回长度的确定快速退回长度等于快速进给和工作进给长度之和。由已确定的快速进给和工作进给长度可知，快速退回长度为611mm。d 动力部件总行程的确定动力部件的总行程为快退行程与前后备量之和。前备量取20mm，后备量取130，则总行程为761。C机床联系尺寸图1)选择滑台由于采用了工进电动机和快进电动机，所以本机床选择机械滑台。根据工进电动机和快进电动机型号、工作进给速度，再根据组合机床设计简明手册表5-5选择机械滑台IHJ63型。2)工作台由于要求使用到液压系统，所以在这里选择液压工作台。与机械工作台相比，液压工作台有如下优点：在相当大的范围内进给量可以无级调速；可以获得较大的进给力；由于液压驱动，零件磨损小，使用寿命长。选择使用液压工作台,根据进给力、转速在下表选择工作台型号选择IAYU80型号工作台.3) 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地面的垂直距离。本课题中，工件高度，所选滑台与滑座总高，底座高度，综合以上因素，该组合机床装料高度取H=1130。D机床生产率计算卡已知：机动时间1.5min 装卸工件时间0.5min单件工时4.099min/件A 理想生产率Q（件/h）理想生产率是指完成年生产纲领（包括备品及废品率）所要求的机床生产率。用组合机床设计简明手册P51公式（2-2）计算式中， N年生产纲领（件），本课题中N=40000件；全年工时总数，本课题以单班7小时计，则。则 Q=11.2件/hB 实际生产率Q1（件/h）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。即组合机床设计简明手册P51的公式（2-3）式中，生产一个零件所需时间（min）。则 Q=60/T=60/4.099=14.64件/hC 机床负荷率机床负荷率为理性乡生产率与实际生产率之比。即组合机床设计简明手册P52的公式（2-4）则 =Q/Q1=76.5%3滚削头的设计3.1概述滚削头的设计包括主轴箱的设计以及滚削头的选择。由于滚削头可以选择,主要需要设计的是主轴箱。主轴箱使用的是大型主轴箱,设计方法有一般设计方法和电子计算机设计方法两种。我们这里使用的是一般设计法,就是根据主轴的分布,转速、转向以及尺寸要求等,由设计这进行全部设计工作.这是当前比较常用的方法。主轴箱设计根据原始依据进行设计。开展主轴箱设计工作的依据是三图一卡，即机床总图、被加工零件工序图、加工示意图和生产率计算卡。主轴箱设计的原始依据图,要包括下面的全部或部分内容:a) 所有主轴的位置关系尺寸；b) 要求的主轴转速和方向；c) 主轴的工序内容和主轴外伸部分尺寸；d) 主轴箱的外型尺寸以及其他相关不见的联系尺寸；e) 动力不见的型号；f) 托架或钻模板的支杆在主轴箱上的安装位置及有关要求；g) 工艺上的要求。1)保证工件的加工精度保证工件的正确加工精度是主轴箱设计的最基本要求。其关键在于，正确地确定定位方案、传动方案和刀具导向方式，合理地设计箱体的尺寸、公差和技术要求，必要时应进行误差的分析和计算。2)提高生产效率、减低制造成本主轴箱设计的总体方案应与生产纲领相适应。在大批量生产时，应尽量采用各种快速、高效的结构、自动装置和先进的控制方法，以缩短辅助时间，提高生产率；在中心生产中，则要求在满足功能的前提下，尽量使结构简单，容易加工，以降低箱体的制造成本。3)操作方便、省力和安全箱体的操作要尽量做到简单方便，设置手柄轴、润滑系统，尽可能使要求的转速和切削型式加工以完善被加工品的精度和质量。并可较好地设计轴径。齿轮传动的相关数据，严格的校核验证，以确保使用安全。3) 有良好的结构工艺性主轴箱的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修，应尽可能选用标准元件和标准结构。主轴箱设计是一种相互关联的工作，通常是在参阅有关资料的情况下，按加工要求构思出设计方案，绘制出图样，经修改后确定主轴箱的结构。3.2主轴的形式与直径的确定主轴的形式和直径，主要取决于刀具的切削形式进给力和铣削扭矩或主轴刀具系统结构上的需要。首先根据铣削用量，查“组合机床铣削力及其功率计算图”计算出主轴的铣削扭矩。然后根据表“轴能承受的扭矩”，确定铣削主轴的直径.铣削功率P（KW） P=pvA/61200000 A= N= P= X X=由上公式算得铣削主轴直径为 75mm.主轴箱所需的动力有两项:一项是主运动系统所需要的动力,也就是主轴箱需要的功率;另一项是进给力. 式中由于不需要精确计算主轴箱所需要功率,主轴箱所需要的功率可以按下面简化计算: 式中 -主轴箱的传动效率.可取 0.80.9 计算得N=7.5KW因此选择电机型号为Y160M-6B3.3.3传动系统的设计传动系统的设计一般要求.在保证主轴的强度、刚度、转速和转向要求的前提下,力求使传动轴和齿轮最少。尽量用一跟传动轴带动多跟主轴:当齿轮啮合中心距不符合标准时,可采用齿轮变位的方法来凑中心距离；.在保证有足够强度的前提下,主轴、传动轴和齿轮的规格要尽可能的少,以减少各类零件的品种；.通常应比边通过主轴带动主轴,否则将增加主动主轴的负荷；.最家传动比为1-1.5,但允许采用3-3.5；.粗加工主轴上的齿轮,应尽可能靠近前支撑,一减少主轴的扭转变形；.刚性镗削主轴上的齿轮,其分度圆直径要尽可能大于被加工孔的直径,以减轻震动,提高传动的稳定行；.尽可能比边升速传动,必要的升速最好放在传动链的最末一、二级,以减少功率损失。根据主轴箱的要求,主轴分布类型选择不等距直线分布。根据下列公式：1) =2) +=3) =4)输出转速为 n=97036/6028/3728/5028/5030/5030/50=50r/MIN计算得入图“专用滚削头”所示的传动设计以及齿轮、主轴的选择。3.4主轴箱的润滑和手柄轴的设置a.润滑。大型标准主轴箱采用叶片润滑油泵。打出的油进过分油器分向个润滑部分。对于卧式标准主轴箱，主轴箱体前后壁的齿轮和壁上的轴承用油盘润滑，箱体和后盖以及和前盖间的齿轮用油管润滑。此外，当动力导轨自动润滑时，尚需分油器的径向分油口向导轨润滑装置引润滑管。在我们这种情况下我们用一个叶片就可以了。使用其转速为400-800n/min 。安装在靠近油池的地方。方便打油。对于我们前盖易于打开的主轴箱我们就不设置专供拆修油泵用的油泵盖。b手柄轴的设置组合机床上一般都有较多的刀具，为了便于更换和调整刀具。或者是装配和维修时检查主轴精度，一般每个主轴箱都要设置一个手柄轴。C传动轴直径的确定和齿轮强度的验算在设计主轴箱传动系统时。往往会凑齿轮的啮合中心距，或由于受空间限制，根据可能，初步的选定轴经和齿轮的模数和齿数。然后我们还要做一定的计算验证。对传动轴来说就是把轴看成受纯扭矩作用，不考虑弯矩影响，而采用较低的材料许用应力的一种强度计算；对齿轮来说，就是把若干因素忽略不计，仅按齿轮及其传动的的几个主要参数，借助油管表格进行较验。传动轴的扭矩按下试计算： M=+式中 M作用在轴上的总扭矩（公斤x毫米） Mn第n个轴上的扭矩 In第n对轴上齿轮的传动比。 M=974N/n式中 M扭矩 N功率 n转速3.5主轴箱的坐标计算坐标计算是主轴箱设计的重要环节之一.它包括计算主轴和传动轴的坐标位置.为了保证组合机床的加工精度,和确保齿轮的正确啮合关系.主轴箱坐标设计必须保证正确,否则,将给生产造成损失,轻则返工,重则使主轴箱报废.1)确定主轴箱坐标原点主轴箱的坐标原点选取主轴箱体底平面与通过其定位销孔的垂直线交点.如下图2)坐标计算的顺序主轴箱坐标的计算顺序是:首先计算

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