机械毕业设计（论文）-YZ4110柴油机气缸体三面钻削组合机床设计【全套图纸】.doc

盐城工学院本科生毕业设计说明书 2013 目 录 1 前言 .1 2 组合机床总体设计 .3 2.1 总体方案论证 .3 2.1.1 工艺路线的确立 .3 2.1.2 机床配置型式的选择 .3 2.1.3 定位基准的选择 .3 2.1.4 滑台型式的选择 .4 2.2 切削用量的确定及刀具选择 .4 2.2.1 选择切削用量 .4 2.2.2 切削力、切削扭矩及切削功率的计算 .6 2.3 组合机床总体设计三图一卡 .7 2.3.1 被加工零件工序图 .7 2.3.2 加工示意图 .8 2.3.3 机床尺寸联系总图 .10 2.3.4 机床生产率计算卡 .13 3 组合机床右主轴箱设计 .16 3.1 主轴箱原始依据图 .16 3.2 主轴结构型式的选择和动力计算 .17 3.2.1 主轴结构型式的选择 .17 3.2.2 主轴直径和齿轮模数的确定 .17 3.3 主轴箱传动系统的设计与计算 .17 3.3.1 根据原始依据图计算坐标尺寸 .18 3.3.2 拟订主轴箱传动路线 .18 3.3.3 确定传动轴位置及齿轮齿数 .18 3.3.4 传动轴的选择 .21 3.3.5 轴承的寿命校核 .22 3.3.6 齿轮的选择 .23 3.3.7 平键的选择 .26 3.3.8 坐标检查图 .26 4 零部件的设计 .28 4.1 主轴箱的装配图及零件图 .28 4.2 主轴箱的选择设计 .28 4.3 润滑系统的设计 .28 5 结论 .29 参考文献 .30 致 谢 .31 附 录 .32 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2013 1 1 前言前言 本次毕业设计的课题是来源于盐城市江动集团的关于 YZ4110 柴油机气缸体三 面钻削组合机床设计。YZ4110 柴油机是该集团大批量生产的产品之一，为保证柴油 机气缸体三面孔的加工和相应的位置精度,提高生产效率而设计一台三面钻孔的卧 式组合机床。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706153893706 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1。这种机床既具有结构简单、生产率和自动化程度较高等 特点，又具有一定的重新调整能力，以适应工件变化的需要，它还可以对工件进行 多面、多主轴同时加工。组合机床应尽可能选用标准件，降低制造成本，同时需考 虑实际生产条件，并从机床的合理性、经济性、工艺性、实用性及对被加工零件的 具体要求出发，确定设计方案。本机床设计吸取了现有机床加工优点，设计布局合 理。满足机体孔系加工质量要求。组合机床行业虽然取得了较大的进步与发展，但 是，在制造技术高速发展的今天，由于自身的基础比较薄弱，从整体上看，国外的 先进水平、与国内用户的要求还存在着一定的差距，满足不了用户要求。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。 组合机床主要用于棱体类零件和复杂的孔面加工，生产率高。加工精度稳定， 研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本低。因为通用化、系列化、标准化 程度高，通用零部件占 70%-90%,通用件可组织批量生产进行预定或外购。自动化程 度高，劳动强度低。 组合机床的设计，目前基本上有两种情况：其一，是根据具体加工对象的具体 情况进行专门设计，这是当前最普遍的做法。其二，随着组合机床在我国机械行业 YZ4110 柴油机机体三面钻削组合机床总体及右主轴箱设计 2 的广泛使用，广大工人总结自己生产和使用组合机床的经验，发现组合机床不仅在 其组成部件方面有共性，可设计成通用部件，而且一些行业在完成一定工艺范围内 组合机床是极其相似的，有可能设计为通用机床，这种机床称为“专能组合机床” 。 这种组合机床不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，可以设计成通用品 种，组织成批生产，然后按被加工零件的具体需要，配以简单的夹具及刀具，即可 组成加工一定对象的高效率设备。组合机床的发展思路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。复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。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。在这些方面组合机床装备还有相当大的差距，因此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 发展方向。目前，我国组合机床的研究涉及机床设计研究23、加工工艺45 、加 工质量改进6等，在机床自动化、柔性化等方面的研究与国际发展水平相比还有不 小的差距。 课题由 4 人来进行设计，本人主要进行组合机床的总体设计及右主轴箱设计。 在对组合机床的主轴箱设计之前，需对被加工零件孔的分布情况及所要达到的技术 要求进行具体分析7，如各部件尺寸、材料、形状、硬度及加工精度和表面粗糙度 等内容。充分了解组合机床的特点，通过分析主轴箱的工作原理，进行机床的总体 方案设计。首先是总体方案论证，组合机床总体设计的具体工作是编制“三图一卡” ，即绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图，编制生产率计算卡。 其次是部件设计和零件设计，在主轴箱设计时，需要绘制主轴箱原始依据图，选择 主轴箱的规格、型号，选择切削用量8，计算切削功率，确定各轴的结构、排布、 配合关系910，轴的强度、刚度校核等。还需对主轴箱前盖、后盖、箱体及附件的 设计1112。在主轴箱设计中，设计的主要思路是把原有的多道工序的单孔加工改 为多孔同时加工，这样设计主要是为了解决由多次装夹引起的定位误差问题，保证 孔的位置精度。 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2013 3 2 组合机床总体设计组合机床总体设计 2.1 总体方案论证 2.1.12.1.1 工艺路线的确立工艺路线的确立 A.本机床被加工零件特点 该加工零件为柴油机机体。材料HT250，其硬度为HB190240，在本工序之前 各主要表面、主要孔已加工完毕。 B.本机床被加工零件的加工工序及加工精度 本道工序：钻左面、右、后三面的孔，由本设备“气缸体三面钻削组合机床” 完成，因此，本设备的主要功能是完成柴油机机体左、右、后三个面上15个孔的加 工。具体加工内容及加工精度是： a) 左面 5 个孔：钻削 36、8、4 的孔，表面粗糙度 12.5m，各孔位 置度公差为 0.02mm。 b) 右面 5 个孔：钻削 44、3 的孔，表面粗糙度 12.5m，各孔位置度 公差为 0.02mm。 c)后面 5 个孔：钻削 34、210 孔，表面粗糙度 12.5m，各孔位置度 公差为 0.02mm。 2.1.22.1.2 机床配置型式的选择机床配置型式的选择 机床的配置型式有立式和卧式两种。 立式机床的优点是占地面积小，自由度大，操作方便，其缺点是机床重心高， 振动大。卧式机床的优点是加工和装配工艺性好，振动小，运动平稳，机床重心较 低，精度高，安装方便，其缺点是削弱了床身的刚性，占地面积大。机床的配置型 式在很大程度上取决于被加工零件的大小、形状及加工部位等因素。 通过以上的比较，针对 YZ4110 柴油机气缸体的结构特点和需要被加工的部位 考虑钻孔工序是主要工序内容。为了保证钻孔的加工精度和符合被加工零件的加工 特点， 我们选择用卧式组合机床。 YZ4110 柴油机机体三面钻削组合机床总体及右主轴箱设计 4 2.1.32.1.3 定位基准的选择定位基准的选择 箱体零件的定位方案一般有两种， “一面两销”和“三平面”定位方法。 A. “一面两销”的定位方法的特点是： a)可以简便地消除工件的六个自由度，使工件获得稳定可靠定位。 b)有同时加工零件五个表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上 孔的位置精度。 c)“一面两销”可作为零件从粗加工到精加工全部工序的定位基准，使零件整 个工艺过程基准统一，从而减少由基准转换带来的累积误差，有利于保证零件的加 工精度。同时，使机床各个工序的许多部件实现通用化，有利于缩短设计、制造周 期，降低成本。 d)易于实现自动化定位、夹紧，并有利于防止切削落于定位基面上。 B. “三平面”定位方法的特点是： a)可以简便地消除工件的六个自由度，使工件获得稳定可靠定位。 b)有同时加工零件两个表面的可能，能高度集中工序。 在选择定位基准时，应尽量选择设计基准作为定位基准，即遵循基准统一原则。 通过对零件的分析，最后选择柴油机机体的底面作为定位的基准面，这样就有利于 保证了被加工孔相互间的位置精度。柴油机机体要很好的固定在机床上，就必须限 制六个自由度，这样才可以保持加工精度。根据切削力的方向和夹具夹紧力的方向， 选择柴油机机体的底面确立一个平面来限制 3 个自由度，侧面定位限制 2 个自由度， 端面定位限制 1 个自由度，这样就更能保证工件的加工精度。在本次设计中我们采 用的就是“三平面”定位。 2.1.42.1.4 滑台型式的选择滑台型式的选择 与机械滑台相比较，液压滑台的进给量可以无级调速；可以获得较大的进给力； 零件磨损小，使用寿命长；工艺上要求多次进给时，通过液压换向阀，很容易实现； 过载保护简单可靠；工作可靠。但采用液压滑台的不足之处在于进给量由于载荷的 变化和温度的影响而不够稳定；液压系统漏油影响工作环境，浪费能源；调整维修 比较麻烦。本课题的加工对象是 YZ4110 柴油机气缸体，为了提高加工效率，降低 生产成本，所以选用了液压滑台。 2.2 切削用量的确定及刀具选择 2.2.12.2.1 选择切削用量选择切削用量 对于15个被加工孔，采用查表法选择切削用量，从文献9P.130表6-11中选取。 由于钻孔的切削用量还与钻孔深度有关，随孔深的增加而逐渐递减，其递减值按文 献9P.131表6-12选取。降低进给量的目的是为了减小轴向切削力，以避免钻头折 段。钻孔深度较大时，由于冷却排屑条件都较差，是刀具寿命有所降低。降低切削 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2013 5 速度主要是为了提高刀具寿命，并使加工较深孔时钻头的寿命与加工其他浅孔时钻 头的寿命比较接近。 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 的布局形式及正常工作均有很大影响。组合机床多轴箱上所以的刀具共用一个进给 系统，通常为标准动力滑台。查文献9得硬度HB190-240时，高速钢钻头的切削用 量如表2-1： 表 2-1 高速钢钻头切削用量 加工材料加工直径 （mm） 1 d 切削速度 (m/min)v 进给量 (mm/r)f 200241HBS 160.050.1 铸铁 612 1018 0.10.18 A.对左面 5 个孔的切削用量选择： a)钻孔 1、2、3：6 孔，h=10mm 查上表高速钻头切削用量得： 由 d=1-6,硬度大于 200-241HBS，选择 v=1018m/min,f0.050.1mm/r,取定 v=10.48m/min,f=0.1mm/r, 则由文献9的公式， （2- d v n 1000 1） 得： n=100010.48/(6)525r/min b)钻孔 4：8 孔，h=12mm 查上表高速钻头切削用量得： 由 d6-12,硬度大于 200-241HBS，选择 v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取 定 v=13.188m/min,f=0.1mm/r, 得： n=100013.188/(8)525r/min c)钻孔 5：4 孔，h=8mm 查上表高速钻头切削用量得： 由 d=1-6,硬度大于 200-241HBS，选择 v=1018m/min,f0.050.1mm/r,取定 v=10.26m/min,f=0.058mm/r, 得： n=100010.26/(4)900r/min B.对右侧面上 5 个孔的切削用量的选择： YZ4110 柴油机机体三面钻削组合机床总体及右主轴箱设计 6 a)钻孔 6、7、8、9：4 孔，h=8mm 查上表高速钻头切削用量得： 由 d=1-6,硬度大于 200-241HBS，选择 v=1018m/min,f0.050.1mm/r,取定 v=14.821m/min,f=0.08mm/r, 得： n=100014.821/(4)1180r/min b)钻孔 10：3 孔，h=8mm 查上表高速钻头切削用量得： 由 d=1-6,硬度大于 200-241HBS，选择 v=1018m/min,f0.050.1mm/r,取定 v=10.136m/min,f=0.088mm/r, 得： n=100010.136/(3)1076r/min C.对后面上 5 个孔的切削用量的选择 a)钻孔 11、12：4 孔，h=8mm 查上表高速钻头切削用量得： 由 d=1-6,硬度大于 200-241HBS，选择 v=1018m/min,f0.050.1mm/r,取定 v=11.304m/min,f=0.084mm/r, 得： n=100011.304/(4)900r/min b)钻孔 13、14、15：10 孔，h=12mm 查上表高速钻头切削用量得： 由 d6-12,硬度大于 200-241HBS，选择 v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取 定 v=16.956m/min,f=0.140mm/r, 得： n=100016.956/(10)540r/min 2.2.22.2.2 切削力、切削扭矩及切削功率切削力、切削扭矩及切削功率的计算的计算 根据文献9表 6-20 中公式计算钻孔 （2- 6 . 08 . 0 26HBDfF 2） （2- 6 . 08 . 09 . 1 10HBfDT 3） （2- D Tv P 9740 4） 式中， F -切削力（N） ；T-切削转矩（N） ；P-切削功率（Kw） ；v-切削速 度（m/min） ；f-进给量（mm/r） ；-切削深度（mm） ； D-加工（或钻头）直径 p a （mm） ； HBS-布氏硬度，取 HBS=225。 由以上公式可得： A.左面 a) 钻孔 1、2、3：6 孔，h=10mm =634N 6 . 08 . 0 26HBDfF 6 . 08 . 09 . 1 10HBfDT 1.90.80.6 10 60.12251435.319Nmm 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2013 7 D Tv P 9740 1435.319 10.48 97406 0.073KW b) 钻孔 4：8 孔，h=12mm = = 6 . 08 . 0 26HBDfF 0.80.6 26 8 0.1225 992.02N 6 . 08 . 09 . 1 10HBfDT 1.90.80.6 10 80.12251025.71Nmm D Tv P 9740 1025.71 12.56 97408 0.127KW c)钻孔 5：4 孔，h=8mm 6 . 08 . 0 26HBDfF = = 0.80.6 26 4 0.058225 496.014N 6 . 08 . 09 . 1 10HBfDT 1.90.80.6 10 40.058225664.316Nmm D Tv P 9740 664.316 10.26 97404 0.034KW B.右面： a)钻孔 6，7，8，9： 4 孔，h=8mm 0.80.6 26338.32FDfHBN 1.90.80.6 10510.00TDfHBNmm D Tv P 9740 0.062kW b)钻孔 10： 3 孔，h=8mm 0.80.6 26314.10FDfHBN 1.90.80.6 10317.76TDfHBNmm 0.035 9740 Tv PkW D C.后面： a)钻孔 11、12、13： 4 孔，h=8mm N HB fDF63.369 2250.084 42626 6 . 08 . 06 . 0 8 . 0 mmN HB f D T05.495 225084. 04 1010 6 . 08 . 09 . 16 . 0 8 . 0 9 . 1 W D Tv Pk046 . 0 9740 b)钻孔 14、15： 10 孔，h=12mm N HB fDF55.1390 22514 . 0 102626 6 . 08 . 06 . 0 8 . 0 YZ4110 柴油机机体三面钻削组合机床总体及右主轴箱设计 8 mmN HB f D T27.4248 22514 . 0 10 1010 6 . 08 . 09 . 16 . 0 8 . 0 9 . 1 kW D Tv P235 . 0 9740 2.3 组合机床总体设计三图一卡 2.3.12.3.1 被加工零件工序图被加工零件工序图 A.被加工零件工序图的作用和内容 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，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、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重要依据，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在被加工零件的基础上，突 出本机床或自动线的加工内容，并作必要的说明而绘制的。其主要内容包括： a)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。 b)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承、 定位、夹紧和导向等机构设计。 c)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。 d)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。 B.绘制被加工零件工序图的规定及注意事项 a)绘制被加工零件工序图的规定：应按一定的比例，绘制足够的视图以及剖面； 本工序加工部位用粗实线表示；定位用定位基准符号表示，并用下标数表明消除自 由度符号；夹紧用夹紧符号表示，辅助支承用支承符号表示。 b)绘制被加工零件工序图注意事项 本工序加工部位的位置尺寸应与定位基准直接发生关系。 对工件毛坯应有要求，对孔的加工余量要认真分析。在钻孔时，其大孔单边余 量应小于相邻两孔半径之差，以便钻头能通过。 当本工序有特殊要求时必须注明。如精钻孔时，当不允许有退刀痕迹或者允许 有某种形状的刀痕时必须注明。有如薄壁或孔底部壁薄，加工螺纹时螺纹底孔深度 不够及能否钻通等1。 2.3.22.3.2 加工示意图加工示意图 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。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 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2013 9 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。 加工示意图见附录。 A. 刀具的选择 在编制加工示意图的过程中，首先是对刀具进行选择。一台机床刀具的选择是 否合理，直接影响到机床的加工精度、生产率和工作情况。因而正确选择刀具是一 个相当重要的工作。刀具的选择要考虑到工件加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的 排除及生产率要求等因素。钻孔刀具其直径应与加工终了时刀具螺纹螺旋槽后端和 导向套外端有一定的距离。 a).刀具直径的选择 刀具直径的选择应与加工部位尺寸、精度相适应。根据工艺要求及加工精度的 要求，孔8选择刀具8h8锥柄麻花钻；孔6选择刀具6h8锥柄麻花钻。 b).刀具耐用度的计算 确定刀具耐用度，用以验证选用量或刀具是否合理，刀具的耐用度至少大于 4 个 小时。 （2- 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 5） 式中： 刀具耐用度，单位 min；T 钻头直径，单位 mm；D 切削速度，单位 m/min；v 每转进给量，单位 mm/r；f 布氏硬度。HB 选择6mm的钻头进行计算： ， 0.25 8 0.551.3 9600 6 ()164394.6min 10.48 0.1223.33 T 根据计算，所得刀具耐用度满足要求。 B. 确定主轴、尺寸、外伸尺寸 在该课题中，主轴用于钻孔，选用滚珠轴承主轴。又因为浮动卡头与刀具刚性 连接，所以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，由文献9P43公式 (2-6) 4 6.2 10dT 式中，d轴的直径（） ；T轴所传递的转矩（Nm） ； B系数，本课题中主轴为非刚性主轴，取 B=6.2。 由公式可得： 左主轴箱 轴 1-5 取 d=15 右主轴箱 轴 6-10 取 d=15 YZ4110 柴油机机体三面钻削组合机床总体及右主轴箱设计 10 后主轴箱 轴 11-13 取 d=15 轴 14-15 取 d=20 根据主轴类型及初定的主轴轴径，文献9表 3-6 可得到主轴外伸尺寸及接杆莫 氏圆锥号： 滚珠长主轴轴径 d=15时，主轴外伸尺寸为：D/d1=25/16,L=85；接杆莫氏 圆锥号为 1。 滚珠长主轴轴径 d=20时，主轴外伸尺寸为：D/d1=32/20,L=115；接杆莫氏 圆锥号为 2。 C.导向结构的选择 组合机床钻孔时，零件上孔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。 本课题中加工15个孔时，由于是大批大量生产，考虑到当导套磨损时，便于更 换，避免使整个钻模板报废，以节约成本，所以导向装置选用可换导套。 对于加工10孔，选择的导套尺寸为：D=18mm，D1=26mm， D2=30 mm，L=16mm， 对于加工8孔， 选择的导套尺寸为：D=15mm，D1=22mm，D2=26mm，L=16mm。 对于加工6孔， 选择的导套尺寸为：D=12mm，D1=18mm，D2=22mm，L=12mm。 对于加工4孔， 选择的导套尺寸为：D=10mm，D1=15mm，D2=18mm，L=12mm。 对于加工3孔， 选择的导套尺寸为：D=8mm， D1=12mm，D2=15mm，L=8mm。 D. 动力部件工作循环及行程的确定 a). 工作进给长度LI的确定 工作进给长度LI，应等于加工部位长度（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。 即： (2-7) 12 LLLL 工 式中,切入长度一般为 510，根据工件端面的误差情况确定。 1 L 查9 P46 表 3-7 切出长度的确定得钻孔时 (2-8) 2 1 (38 3 Ld） 式中，d 为钻头直径。 三个面上钻孔时的工作进给长度见表 2-2： 表 2-2 工作进给长度 L1 L d2 L 工 L 右主轴箱 894825 左主轴箱 12881030 后主轴箱 128101030 b).快速进给长度的确定 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2013 11 快速进给是指动力部件把刀具送到工作进给位置。初步选定左、右、后主轴箱 上刀具的快速进给长度分别为210mm，215mm，210mm。 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。左、右、后主轴箱上刀具的 快速进给长度分别为240mm，240mm，240mm。 d).动力部件总行程的确定 动力部件总行程除了满足工作循环向前和向后所需的行程外，还要考虑因刀具 磨损或补偿制造、安装误差，动力部件能够向前调节的距离（即前备量）和刀具装 卸以及刀具从接杆中或接杆连同刀具一起从主轴孔中拿出时，动力部件需要后退的 距离（刀具退离夹具导套外端面的距离应大于接杆插入主轴孔内或刀具插入接杆孔 的长度，即后备量） 。因此，动力部件的总行程为快退行程与前后备量之和。三面 的前备量取40mm，后备量取80mm，则总行程为360mm。加工示意图见附录3。 2.3.32.3.3 机床尺寸联系总图机床尺寸联系总图 机床联系尺寸图是用来表示机床的配置型式、主要构成及各部件安装位置、相 互联系、运动关系和操作方位的总体布局。用以检验各部件相对位置及尺寸联系是 否满足加工要求和通用部件选择是否合适；它为多轴箱、夹具等专用部件设计提供 重要依据；它可以看成是简化的机床总图。 A.选择动力部件 a)动力箱型号的选择 由切削用量计算得到的各主轴的切削功率的总和，根据文献9公式 切削 P47P (2-9) 主主 主主主 P P 式中, 消耗于各主轴的切削功率的总和（kW） ； 切削 P 多轴箱的传动效率,加工黑色金属时取 0.80.9，加工有色金属 时取 0.70.8；主轴数多、传动复杂时取小值，反之取大值。 本课题中，被加工零件材料为灰铸铁，属黑色金属，又主轴数量较多、传动复 杂，故取。0.85h= 左主轴箱： 0.034 30.0730.1270.302PkW 切削 则 0.302 0.355 0.85 kW P 主轴箱 右主轴箱： 0.062 40.0350.345PkW 切削 则 0.345 0.4059 0.85 kW P 主轴箱 后主轴箱： 0.046 30.235 20.608PkW 切削 则 0.608 0.715 0.85 kW P 主轴箱 YZ4110 柴油机机体三面钻削组合机床总体及右主轴箱设计 12 b)动力滑台型号的选择 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9的 62 页公式 (2-10) n i FiF 1 主主主 式中，Fi各主轴所需的轴向切削力，单位为 N。 则: 左主轴箱 3 634992.02496.0143390.034N F 左主轴箱 右主轴箱 4 388.32314.101867.38N F 右主轴箱 后主轴箱 3 369.63 1390.55 23889.99N F 后主轴箱 根据选定的切削用量，计算总的进给力，并据所需的最小进给速度、工作行程、 结合主轴箱轮廓尺寸，考虑工作稳定性，由文献9表 5-1，左、右、后面都选用液 压滑台 1HY32IA 型，台面宽 320mm，台面长 630mm，滑台及滑座总高为 280mm，允许 最大进给力为 12500N；其相应的侧底座型号为 1CC321。根据液压滑台的配套要求， 滑台额定功率应大于电机功率的原则，查文献9表 5-38 得出动力箱及电动机的型 号，下表为动力箱及电动机的型号。 表 2-3 动力箱及电动机的型号 主轴箱动力箱型号电动机型号 电动机功率 (KW) 电动机转速 (r/min) 输出轴转速 (r/min) 后主轴箱 1TD16Y90s-41.11400920 右主轴箱 1TD16Y90s-41.11400920 左主轴箱 1TD16Y90s-41.11400920 c)配套通用部件的选择 侧底座 1CC321 型号，其高度 H=560mm，宽度 B=520mm，长度 L=1180mm。 B.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，工件最 低孔位置 h2=128，主轴箱最低主轴高度 h1=127.5，所选滑台与滑座总高 h3=320，侧底座高度 h4=560，夹具底座高度 h5=300，中间底座高度 h6=560， 综合上述因素，该组合机床装料高度取 H=880。 C.确定夹具轮廓尺寸 主要确定夹具底座的长、宽、高尺寸。工件的轮廓尺寸和形状是确定夹具底座 轮廓尺寸的基本依据。具体要考虑布置工件的定位、限位、夹紧机构、刀具导向装 置以及夹具底座排屑和安装等方面的空间和面积需要。夹具底座的高度尺寸，一方 面要保证其有足够的高度，同时考虑机床的装料高度、排屑的方便性和便于设置定 位、夹紧机构。一般不小于 240 mm。本机床夹具的长度为 660mm，宽度为 560mm， 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2013 13 高度为 925mm。 D.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。它在加工方向的尺 寸，实际已由加工示意图所确定，机床在加工终了时工件端面至主轴箱前端面的距 离。总之，中间底座的结构，尺寸需根据工件的大小、形状以及组合机床的配置形 式等来确定。因此，中间底座一般按专用部件进行设计，但为了不致使组合机床的 外廓尺寸过分繁多，中间底座的主要尺寸应符合国家标准规定。 确定中间底高度尺寸时，应注意机床的刚性要求、冷却排屑系统要求以及侧底 座连接尺寸要求。装料高度和夹具底座高度确定后，中间底座高度就已确定。本机 床确定中间底座高度为 560mm。 E.确定主轴箱轮廓尺寸 主要需确定的尺寸是主轴箱的宽度 B 和高度 H 及最低主轴高度 h1。主轴箱宽度 B、高度 H 的大小主要与被加工零件孔的分布位置有关，可按文献9P49 公式计算： 1B=b+2b （2-11H=h+h +b 11） 式中：工件在宽度方向相距最远的两孔距离（） ；b 最边缘主轴中心距箱外壁的距离（） ；1b 工件在高度方向相距最远的两孔距离（） ；h 最低主轴高度（） 。1h 其中，h1还与工件最低孔位置（h2=128） 、机床装料高度（H=880） 、滑台 滑座总高（h3=320） 、侧底座高度（h4=560）等尺寸有关。对于卧式组合机床， h1要保证润滑油不致从主轴衬套处泄漏箱外，通常推荐 h185-140，本组合机 床按文献9P50 公式 （2-1234h =h +H-(0.5+h +h ) 12） 计算，得： h1=127.5。 b=100,h=125.125,取 b1=100，则求出主轴箱轮廓尺寸： 1B=b+2b =100+2 100=300 11H=h+h +b =125.125+128+100=353.925 根据上述计算值,按主轴箱轮廓尺寸系列标准，左、右、后主轴箱轮廓尺寸都 预定为 BH=400400。 2.3.42.3.4 机床生产率计算卡机床生产率计算卡 A.理想生产率(单位为件/h)是指完成年生产纲领 A(包括备品及废品率)所要Q 求的机床生产率。它与全年工时总数 tk有关,一般情况下,单班制 tk取 2350h,两班 制 tk取 4600h,由文献9的 51 页公式 YZ4110 柴油机机体三面钻削组合机床总体及右主轴箱设计 14 （2- k t A Q 13） 得： 54000/ 235021.27/Qh件 B.实际生产率(单位为件/h)是指所设计机床每小时实际可生产的零件数 1 Q （2- 单 T Q 60 1 14） 式中:生产一个零件所需时间(min)，可按下式计算： 单 T 装移 快退快进 停辅切单 tt V LL t V L V L ttT k f ff2 2 1 1 式中:分别为刀具第、工作进给长度,单位为 mm； 21 LL 、 分别为刀具第、工作进给量,单位为 mm/min； 21ff VV 、 当加工沉孔、止口、锪窝、倒角、光整表面时，滑台在死挡铁上的停留 停 t 时间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转 转所需的时间，单位 min; 分别为动力部件快进、快退行程长度，单位为 mm; 快退快进、L L 动力部件快速行程速度。用机械动力部件时取 56m/min;用液压动力 k f V 部件时取 310m/min; 直线移动或回转工作台进行一次工位转换时间，一般取 0.1min; 移 t 工件装、卸（包括定位或撤销定位、夹紧或松开、清理基面或切屑及 装卸 t 吊运工件）时间。它取决于装卸自动化程度、工件重量大小