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4缸发动机油底壳组合钻床Ⅱ主轴箱设计【优秀钻床主轴箱全套课程毕业设计含2张CAD图纸+带任务书+开题报告+文献综述+外文翻译+51页@正文21600字】

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关键词：: 发动机组合钻床主轴设计课程毕业设计 4缸发动机油底壳组合钻床Ⅱ主轴箱设计钻床主轴箱全套课程毕业设计

资源描述：

4缸发动机油底壳组合钻床Ⅱ主轴箱设计【优秀钻床主轴箱全套课程毕业设计含2张CAD图纸+带任务书+开题报告+文献综述+外文翻译+51页@正文21600字】

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任务书

毕业设计（论文）题目：

4缸发动机油底壳组合钻床Ⅱ主轴箱

毕业设计（论文）工作内容与基本要求（目标、任务、途径、方法，应掌握的原始资料（数据）、参考资料（文献）以及设计技术要求、注意事项等）：

基本要求：

1、了解发动机机体大批量生产流水线中组合机床的原理、结构、工艺水平、分析使用现状及存在的问题；

2、分析四缸发动机油底壳的结构、工艺流程及设计要求；

3、按组合机床设计规范要求完成设计任务。

主要内容：

1、课题调研，搜集查阅资料，撰写文献综述；

2、装配图，主要零件图；

3、编写设计说明书，翻译外文资料。

主要参考资料：

1、机械设计基础，张卫国，华中科技大学出版社；

2、机械设计手册，机械设计委员会，机械工业出版社；

3、组合机床设计简明手册，谢家瀛，机械工业出版社。

前言

制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着一个国家或地区的经济实力，科技水平，生活水平和国防实力。国际市场的竞争归根结底是个过制造生产能力的竞争，机械制造业是制造业的核心。

随着科技和生活水平的不断提高，机械制造业生产模式发生了巨大的演变。从20世纪20年代的不计成本发展，到20世纪50年代以福特为代表的“规模效益”，再到20世纪70年代丰田为代表的“精益生产”模式，80年代以后靠制造技术的改进和管理方法的创新，以单项的先进制造技术来缩短生产周期，提高产品质量，降低产品成本和改善服务质量，90年代至今许多新的生产模式产生，并加以应用，而且还将继续发展。

我国机械制造装备水平还比较落后，基本上属于国外50年代“传统产业”的范畴，我国机械制造装备产业仅仅是整个制造业的缩影，而机械制造装备产业的萎靡不振又严重影响了机械制造业乃至整个制造业的振兴。故振兴我国机械制造装备产业，提高我国机械制造装备产品的技术水平和市场竞争力是当前国内企业改革，改组，改造的当务之急。

汽车工业是一个国家制造业的集中代表，随着这几年我过经济的强劲发展，汽车工业蓬勃发展，汽车工业成为我国经济发展的发动机，所以人们讨论现代汽车发展的同时，对已有的发动机或装备进行改造设计，以满足人们的各种需求，这也是我们这次毕业设计研究加工发动机油底壳的意义。

4缸发动机油底壳组合钻床Ⅱ主轴箱设计

摘要

本次设计是在了解4缸发动机油底壳的基本结构，组合机床的基本配置方式、工艺范围、加工精度、经济分析及发展趋势以及组合机床各通用部件的功能及特点的基础上，进行的组合机床总体设计和主轴箱设计。本次设计的机床用来进行油底壳底面的12个孔加工。

本设计的前期具体工作是分析影响组合机床方案制定的主要因素，制定工艺，确定机床配置形式及结构方案，选择切削用量三要素，选择刀具，确定切削力、切削扭矩、切削功率、刀具耐用度。中期的具体工作是了解通用主轴箱的组成，在前期工作的基础上绘制主轴箱设计的原始依据图，选择主轴结构型式，进行动力计算，设计传动方案并计算主轴箱的主轴坐标及确定传动零件的尺寸。后期主要工作是在传动方案确定之后，对传功方案里的传动系统进行校核，主要包括对齿轮模数的校核和轴的校核。在满足生产各方面要求的前提下，绘制轴向装配总图及主轴箱局部剖试图。

主轴箱传动方案为：驱动轴0轴通过17和22号轴上的第3排齿轮带动中间传动轴17和22号轴，传动比为0.67。17和22号轴上有3排齿轮，第一排齿轮带动3、4、9、10号主轴，第二排齿轮带动16、18、21、23号传动轴。18和21号传动轴通过19和20号传动轴上的第二排齿轮带动19和20号传动轴。19和20号传动轴通过第一排齿轮传递给5、6、7、8、9号主轴。16和23号传动轴分别通过15、14号传动轴和24、25号传动轴带动13和26号传动轴上的第二排齿轮。13和26号轴通过13和26号轴上的第一排齿轮传递给1、2、11、12号主轴。

关键词：组合机床，主轴箱，孔加工，传动方案

前言 I

摘要 II

1 绪论 1

1.1组合机床的型式及其特点 1

1.2组合机床工艺范围及加工精度 2

1.2.1组合机床的工艺范围 2

1.2.2组合机床的加工精度 2

1.3采用组合机床的经济分析 3

1.4组合机床的发展趋势 4

1.4.1提高通用部件的水平 4

1.4.2发展适应中、小批生产的组合机床 4

1.4.3采用新刀具 4

1.4.4发展自动监测技术 5

1.4.5扩大工艺范围 5

2 组合机床总体设计 6

2.1组合机床的方案设计 6

2.1.1拟定方案阶段 6

2.1.2技术设计阶段 6

2.1.3工作设计阶段 6

2.2零件分析 6

2.2.1 4缸发动机油底壳的功用和结构特点 6

2.2.2基准的选择 7

2.2.3加工阶段的划分 7

3 绘制“三图一卡” 9

3.1加工工序图 9

3.1.1被加工零件工序图的作用和要求 9

3.1.2被加工零件工序图的内容 9

3.1.3编制被加工零件工序图的注意事项 9

3.2加工示意图 10

3.2.1被加工零件示意图的作用 10

3.2.2被加工零件示意图的内容 10

3.2.3选择刀具、工具及导向装置 10

3.2.4确定动力部件的工作循环及工作行程 14

3.2.5其它应注意的问题 14

3.2.6加工示意图简图 15

3.3机床联系尺寸图 15

3.3.1被加工零件联系尺寸图的作用 15

3.3.2被加工零件联系尺寸图的内容 16

3.3.3动力部件的选择 16

3.3.4组合机床其它尺寸的确定 17

4 多轴箱——主轴箱设计 18

4.1 多轴箱的基本结构 18

4.2通用多轴箱设计 18

4.2.1绘制多轴箱设计原始依据图 19

4.2.2主轴、齿轮的确定及动力运算 20

4.2.3多轴箱传动设计 23

4.2.4多轴箱坐标计算、绘制坐标检查图 26

4.3多轴箱的传动设计方案 29

4.3.1传动设计方案分析 29

4.3.2传动系统的设计计算 29

4.3.3传动系统的校核计算 34

4.4 绘制多轴箱总图及零件图 41

4.4.1多轴箱总图设计 41

4.4.2多轴箱零件设计 42

结论 43

致谢 44

参考文献 45

1 绪论

1.1组合机床的型式及其特点

组合机床使用系列化、标准化的通用部件和少量的专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高校专用机床，其生产率比通用机床高几倍至几十倍，可进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削等切削加工。组合机床的通用部件和标准件约占70-80%,这些部件是系列化的,可以进行成批生产.其余20-30%的专用部件是由被加工零件的形状,轮廓尺寸,工艺和工序来决定,如夹具,主轴箱,刀具和工具等。

在批量生产中为了提高生产率，必须要缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合，使每个工位装夹多个工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中，因而广泛采用组合机床。

一般的组合机床主要有六部分通用部件及两部分专用部件组成。以复合立式三面钻孔组合机床，它由侧底座、力主底座、力主、动力箱、滑台及中间底座等通用部件及多轴箱、夹具等专用部件组成。组合机床的专用部件往往也是由大量的通用零件和标准件组成。

组合机床按主轴箱和动力箱的安置方式不同可分为以下几种型式：

1、卧式组合机床（动力箱水平安装）。

2、立式组合机床（动力箱垂直安装）。

3、侧斜式组合机床（动力箱倾斜安装）。

4、复合式组合机床（动力箱具有上述两种以上的安装状态）。

在以上四种配置型式的组合机床中，如果每一种之中再安置一个或几个动力部件时，还可以组成双面或多面组合钻床。

由组合机床的组成可以明显地了解其特点，与通用机床及其它的专用机床比较，具有如下特点：

1、要用于加工箱体类零件和杂件的平面和孔。

2、生产率高。因为工序集中，可多面、多轴、多刀同时自动加工。

3、加工精度稳定。因为工序固定，可选用成熟的通用部件、精密夹具合作的工作循环来保证加工精度的一致性。

4、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，而且通用部件可组织批量生产。

5、自动化程度高，劳动强度低。

6、配置灵活。因为结构模块化、组合化、可按工件或工序要求，用大量通用部件和少量专用部件灵活组成各种类型的组合机床及自动线。机床易于改装，产品或工艺变化时，通用部件一般还可以重复利用。

内容简介：: 黄河科技学院毕业设计黄河科技学院本科毕业设计任务书工学院机械系机械设计制造及其自动化专业 2008 级 3 班学号 080105664 学生黎振廷指导教师贾百合毕业设计（论文）题目： 4缸发动机油底壳组合钻床主轴箱毕业设计（论文）工作内容与基本要求（目标、任务、途径、方法，应掌握的原始资料（数据）、参考资料（文献）以及设计技术要求、注意事项等）：基本要求： 1、了解发动机机体大批量生产流水线中组合机床的原理、结构、工艺水平、分析使用现状及存在的问题； 2、分析四缸发动机油底壳的结构、工艺流程及设计要求； 3、按组合机床设计规范要求完成设计任务。主要内容： 1、课题调研，搜集查阅资料，撰写文献综述； 2、装配图，主要零件图； 3、编写设计说明书，翻译外文资料。主要参考资料： 1、机械设计基础，张卫国，华中科技大学出版社； 2、机械设计手册，机械设计委员会，机械工业出版社； 3、组合机床设计简明手册，谢家瀛，机械工业出版社。设计时间安排： 1、第 1 2 周（ 2 月 13 日 2 月 26 日）：完成开题报告； 2、第 3 4 周（ 2 月 27 日 3 月 11 日）：完成译文，文献综述； 3、第 5 12 周（ 3 月 12 日 5 月 6 日）：完成总体设计，设计说明书； 4、第 13 周（ 5 月 7 日 5 月 13 日）：答辩文献准备完成； 5、第 14 周（ 5 月 14 日 5 月 19 日）：答辩。毕业设计（论文）时间： 2012 年 02 月 13 日至 2012 年 05 月 15 日计划答辩时间： 2012 年 05 月 19 日专业（教研室）审批意见：审批人签名：毕业设计文献翻译院（系）名称工学院机械系专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名黎振廷指导教师贾百合 2012 年 03 月 10 日黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 1 页 N F N 对组合机床滑台动态性能的调查报告）出处： 1981 文献作者：翻译页数： 144 对组合机床滑台动态性能的调查报告本报告处理调查利用有束缚力的曲线图和状态空间分析法对组合机床滑台的滑动影响和运动平稳性问题进行分析与研究，从而建立了滑台的液压驱动系统一自调背压调速系统的动态数学模型。通过计算机数字仿真系统，分析了滑台产生滑动影响和运动不平稳的原因及主要影响因素。从那些中可以得出那样的结论，如果能合理地设计液压缸和自调背压调压阀的结构尺寸。本文中所使用的符号如下：调速阀出口流量；滑台滑动摩擦力 R 一滑台等效粘性摩擦系数：滑台与油缸的质量 12 自调背压阀阀心质量油缸无杆腔及有杆腔的液容；自调背压阀弹簧柔度；自调背压阀阀口液阻自调背压阀弹簧的初始预紧力；管路的等效液感管路的等效液容：油缸无杆腔及有杆腔内容积；油缸无杆腔及有杆腔的压力 F 滑台承受负载， V 滑台运动速度。本文采用功率键合图和状态空间分折法建立系统的运动数学模型，滑台的动态特性可以能得到显著改善。引言在组合机床正常工作中，滑台运动速度的大小和它的方向以及所承受负载的变化都将以程度不同地影响其工作性能。特别是在工进过程中。滑台上负载的突然消失引起的前进以及负载的周期性变化而引起的运动不平稳性，都将影响被加工件的表面质量，在严重的情况下会使刀具折断掉。根据大连机床厂要求，作者采用有束缚力的曲线图和状态空间分析法建立组合机床滑台的新型液压驱动系统一自调背压调速系统黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 2 页的动态数学模型。为了改善滑台的动态特性，有必要去分析找出滑台产生前冲和运动不平稳的原因以及主要的影响因素，但那必须通过计算机数字仿真和研究得出最后的结果。动态数学模型组合机床滑台的液压驱动系统一自调背压调速系统的工作原理图如图 I 所示。这个系统是用来完成工进一停止一快退”的工作循环。当滑台在工进时，三位四通换向阀处于图示右位，油泵的供油压力在滥流阀的有效作用下近似地几乎保持恒定，该油液流经过换向阀和调速阀后进入油缸的无杆腔，以推动滑台向前移动；与此同时，从油缸有杆腔排出的压力油经自调背压阀和换向阀流回油箱了。在这个过程中，两个单向阀和溢流阀的工作状态始终都没有任何变化。对与象组合机床滑台的液压驱动系统一自调背压调速系统这样的复杂非线性的系统，为了便于研究它的动态特性，建立一个仅着重考虑主要影响因素的合理简单的动态数学模型是尤其重要的 12。从理论分析和试验研究的列举中可以得知：该系统的过程时间是远大于调速阀的过程时间的，当油缸无杆腔有效承压面积很大时，调速阀出口流量的瞬时的超调反映为滑台运动速度的变化是很小的 2。为了更加拓宽和深入研究系统的动态特性，使研究工作能在微型计算机上有效地进行，本文章对原模型 2做进一步简化处理，假定调速阀在系统的整个通过过程中输出时候恒定的流量，这被看作其为流源。这样，系统的动态模型的结构简图如图 2 所示，它是由油缸、滑台，自凋背压阀和联接管路等组成。功率键合图是一功效流图，它是按着系统的能量传递方式，以实际结构为基础，用集中参数把子系统之间的作用关系抽象地表示为阻性元 R、容性元 C 和感性元 I 的三种作用元。采用这种方法建模物理概念清晰，结合状态空间分析法可准确地描述和分析线性系统，该法在时域中研究复杂非线性系统动态特性的一种有效的方法。根据自调背压调速系统各元件的主要特性和建模规则 1，得出了图 3 所示的系统的功率键合图。图中每根键上的半箭头表示功率流向，构成功率的两个变量是力变量（油压 P 或作用力 F）和流变量（流量 q 或速度 v）。 O 结点表示在系统中属于并联连接，各键上的力变量相等而流变量之和为零； 1 结点表示在系统中属于串联连接，各键上流变量相等而力变量之和为零。示不同能量形式间的变换器，标注的字母表示力变量或流变量的转换比值。键上的短横杠表示该键上两变量间的因果关系。全箭头表示控制关系。在三种作用元中容性元和感性元的力变量与流变量之间具有积分或微分关系，因此，根据图 3 可推导出具有九个状态变量的复杂非线性状态方程。本文对滑台动态特性的研究是从滑台的前冲和运动平稳性两方面入手，用四阶定步长在型计算机上进行数字仿真 ,仿真结果分别如图 4 和图5 所示。滑台前冲滑台前冲现象是作用在滑台上的负载突然消失（如钻削工作的情况 )引起的。在此过程中，滑台的负载 F、运动速度 V、油缸两腔压力变化可从图 4 仿真结果看出。当滑台在负载的作用下匀速运动时，油缸无杆腔油液压力较高油液中聚黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 3 页集了大量的能量。当负载突然消失时，该腔油压随之迅速降低，油液从高压态转入低压态的过程中向系统释放很多能量，致使滑台高速向前冲击。然而，滑台的前冲使油缸有杆腔油液受压引起背压升高，从而消耗掉系统中的一部分能量，对滑台的前冲起到一定的抑制作用。应当看到，在所研究的系统中，自调背压阀的入口压力要受到油缸两腔油压的综合性作用。在负载消失的瞬间，自调背压阀的压力将会迅速地上升，并稳定地处在高于初始背压的数值以上。从图中可见，自调背压调速系统在负载消失瞬间油缸背压力升高的幅度大于传统的调速系统，所以，其油缸有杆腔中油液吸收的能量就多；结果，滑台的前冲量比传统调速系统要小大约 20%。可见采用自调背庄调速系统作为驱动系统的滑台在抑制前冲方面具有良好的特性，其中自调背压阀起了很大作用。滑台的运动平稳性当作用于滑台上的负载作周期变化时（比如说铣削加工的情况），滑台的运动速度将要产生一定的波动。为于保证加工质量的要求，必须尽可能地减小其速度波动的范围。而从讨论问题的方便性出发来说，假设负载按正弦波的规律变化，从而得到的数字仿真结果如图 5 所示。由此可见这个系统与传统的调速系统有着相同的变化规律以及非常接近的数值数字。其中的原因是负载的变化幅度不大，油缸两腔的压力也就没有较大变化，从而最终导致自调背压阀的作用不够明显显示。改善措施通过研究的结果表明，以自调背压调速系统作为驱动系统的滑台，其动态特性要比传统的调速系统好的。要减少滑台的前冲量，就必需在负载消失的瞬间时候迅速提高油缸有杆腔的背压力；要提高滑台的运动平稳性就需增加系统的刚性，主要措施在于减小油液的体积。从系统的结构得知，油缸有杆腔与排油管之间有一很大的容积，如图 6a 所示。它的存在方面延迟和衰减了自调背压阀的作用，另一方面也降低了系统的刚性，它会限制了前冲特性和运动平稳性的进一步改善。因此，改善滑台动态特性可从两个方法进行处理：即改变油缸容积和改变自调背压阀结构尺寸。通过一系统结构性参数的仿真计算以及结果的比较可以得出这样的结果：当把油缸有杆腔与排油管间容积无杆腔与进油管间容积比由原来的为 1 时，如图 6b 所示，同时，把自调背压阀阀芯底端直径由原来的 10加为 13尼三角槽边长从原来的小到，可使滑台的前冲量减小 30%,过渡过程时间明显缩短了，滑台的运动平稳性也将会得到很大的改善。结论通过理论上的分析和计算机仿真研究实验 ,很明显的是自调背压调速系统作为组合机床滑台的驱动系统是很有推广使用价值的。影响滑台动态特性的主要因素是油缸内部结构性和自调节背压阀的尺寸。假如能对其进行合理设计，可使滑台的动态特性得到显著地改善。同时，也说明了采用有束缚力的曲线图和状态空间分析法研究复杂非线性液压系统的动态特性是既方便又有效的方法。黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 4 页附录英文原文翻译文献： N F N 对组合机床滑台动态性能的调查报告）文献作者：出处： 1981 翻译页数： 144 N F N s in of of of to is It is if of s be f ei in in i of h i,C2 of in 3 of 9 of e2 of 4J5 in Cg in in in , r:, in on 河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 5 页 * of of s on it in to a by of to of in of be By of of to is is as In to s it is to be on on he is is to of in s of is of to At is to In of is To as as be on a as It is by , of is of of in to of of in s is in so be It is in is to a of of it is of By of in of is to be he is a as to of on of by of of is by a in be in 河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 6 页 of it is a in of in of of by of of is in a of of of at 1of at F of or is F. of A a is an or in So be in on s is is by th s s in of of of of in of in is is a of in at s of to of so in 41 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 7 页 to of is a of of It be on of of at of s at is of be in In of 0% in s. It is a in an in on as of s In to of of be as as of is to be of in to of of is t be of is s is of is in of is t is by of as is of To s of to be in of s on to s it is to in of It is is a of as is of is it is to To of s be on be 3 is .5 as b; 142 黄河科技学院毕业设计 (论文 )文献翻译第 8 页 of of is 0 mm 3 mm of of is mm be 0%, of is In s be It is y of it is as in is of In of be it is of is a in of 1 1981 2 on of 1987 ( 黄河科技学院毕业设计（论文）开题报告表课题名称 4 缸发动机油底壳组合钻床主轴箱设计课题来源教师拟订课题类型导教师贾百合学生姓名黎振廷专业机械设计制造及其自动化学号 080105664 一、调研资料的准备根据任务书的要求，在做本课题前，查阅了与课题相关的资料有：机械设计基础、机械设计手册、组合机床设计简明手册、机械设计、机械制图、机械制造工艺学、与毕业设计指导手册等。二、设计的目的与要求通过此次设计过程，了解发动机机体大批量生产流水线中组合机床的原理、结构、工艺水平、分析使用现状及存在的问题，以及分析四缸发动机油底壳的结构、工艺流程及设计要求。按组合机床设计规范要求完成设计任务。三、设计的思路与预期成果 1、设计思路分析加工工艺，根据“三图一卡”绘制主轴箱原始设计依据图，确定主轴结构、轴颈及齿轮模数，拟定传动系统，用计算机计算和验算箱体轴孔的坐标尺寸，绘制主轴箱装配图、主要零件图及编制组件明细表。 2、预期的成果（ 1）完成文献综述一篇，不少与 3000 字，与专业相关的英文翻译一篇，不少于 3000 字（ 2）编写设计说明书一份（ 3）绘制主轴箱装配图，主要零件图（ 4）刻录包含本次设计的所有内容的光盘一张四、任务完成的阶段内容及时间安排 1、第 1 2 周（ 2 月 13 日 2 月 26 日）：完成开题报告； 2、第 3 4 周（ 2 月 27 日 3 月 11 日）：完成译文，文献综述； 3、第 5 12 周（ 3 月 12 日 5 月 6 日）：完成总体设计，设计说明书； 4、第 13 周（ 5 月 7 日 5 月 13 日）：答辩文献准备完成； 5、第 14 周（ 5 月 14 日 5 月 19 日）：答辩。五、完成设计（论文）所具备的条件因素本人已修完机械设计基础机械设计、机械制图、液压与气压传动、金属工艺学、机械制造技术基础、等课程，借助图书馆的相关文献资料，相关的网络等资源，查阅机械设计手册、组合机床设计手册毕业设计指导手册，以及良好的计算机绘图（作能力。指导教师签名：日期：课题来源：（ 1）教师拟订；（ 2）学生建议；（ 3）企业和社会征集；（ 4）科研单位提供课题类型：（ 1） A 工程设计（艺术设计）； B 技术开发； C 软件工程； D 理论研究； E 调研报告（ 2） X 真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题要求（ 1）、（ 2）均要填，如。毕业设计文献综述院（系）名称工学院机械系专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名黎振廷指导教师贾百合 2012 年 03 月 10 日黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 1 页 4 缸发动机油底壳组合钻床主轴箱设计摘要油底壳是曲轴箱的下半部，又称为下曲轴箱。作用是封闭曲轴箱作为贮油槽的外壳，防止杂质进入，并收集和储存由柴油机各摩擦表面流回的润滑油，散曲部分热量，防止润滑油氧化。油底壳多由薄钢板冲压而成，内部装有稳油挡板，以避免柴油机颠簸时造成的右面震荡激溅，有利于润滑油杂质的沉淀，侧面装有油尺，用来检查油量。此外，油底壳底部最低处还装有放油螺塞。本综述主要介绍发动机机体在批量生产流水线中组合机床的原理、结构、工艺水平、使用现状及存在的问题。分析了四缸发动机油底壳的结构、工艺流程，为之后的设计做准备。关键词：发动机油底壳组合钻床主轴箱工艺水平工艺流程前言现代社会中，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。 1 1 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 内组合机床现状我国加入后，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，黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 2 页产值达亿以上，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。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。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。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，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（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。黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 3 页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。 2 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：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。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 (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。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 ,进一黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 4 页步提高了制造系统的配套水平。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。 3 2 发动机油底壳底壳简介油底壳是曲轴箱的下半部，又称为下曲轴箱。作用是封闭曲轴箱作为贮油槽的外壳，防止杂质进入，并收集和储存由柴油机各摩擦表面流回的润滑油，散曲部分热量，防止润滑油氧化。油底壳多由薄钢板冲压而成，内部装有稳油挡板，以避免柴油机颠簸时造成的右面震荡激溅，有利于润滑油杂质的沉淀，侧面装有油尺，用来检查油量。此外，油底壳底部最低处还装有放油螺塞。图底壳式油底壳市面上见到的大多数车都是湿式油底壳，之所以命名为湿式油底壳是由于发动机的曲轴曲拐和连杆大头在曲轴每旋转一周都会浸入油底壳的润滑油内一次，起到润滑作用，同时由于曲轴的高速运转，曲拐每次高速浸入油池内都会激起一定的油花和油雾，对曲轴和轴瓦进行润滑，称之为飞溅润滑。这样对润滑油在油底壳内的液面高度就有了一定的要求，如果太低了，曲轴曲拐和连杆大头不能浸入润滑油内，导致缺少润滑而顺滑曲轴和连杆以及轴瓦；如果润滑油液面太高又会导致轴承整个浸入，使曲轴的旋转阻力增大，最终导致发动机性能下降，同时润滑油容易进入气缸燃烧室内，导致发动机烧机油，火花塞积炭等问题。这种润滑方式结构简单，不需另设机油箱，但车辆工作的倾斜度不可过大，否则会因断油、漏油而引发烧瓦拉缸事故。式油底壳干式油底壳用在很多赛车的引擎。它没有在油底壳中储存机油，更为准确的说是没有油底壳。在曲轴箱的这些运动的摩擦表面都是通过一个个量孔压出机油黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 5 页进行润滑。由于干式油底壳发动机取消了油底壳的储存机油的功能，所以原油底壳的高度就大大降低了，发动机的高度也随之降低，重心降低带来的好处就是有利于操控。最主要的优点就是避免了发生湿式油底壳那些由于激烈驾驶而产生的种种不利的现象。但是，由于润滑油的压力全部都要来源于机油泵。机油泵动力则是通过曲轴的转动通过齿轮连接而来。虽然在湿式油底壳发动机中虽然也需要用机油泵来为凸轮轴提供压力润滑。但是这种压力是很小的，机油泵需要的动力也很少。然而在干式油底壳的发动机中，这种压力润滑的强度需要大很多。而且机油泵的尺寸也要比湿式油底壳发动机的机油泵大很多。所以此时机油泵需要的动力也就更多一些。这如同机械增压的发动机一样，机油泵需要消耗掉发动机的一部分动力。尤其是在高转速的时候，发动机转速增加，摩擦部件的运动强度也就增加，需要的润滑的机油也多，所以就需要机油泵提供更大的压力，对于曲轴动力的消耗也就加剧了。动机油底壳结构、工艺油底壳冲压件外形不规则，由复杂空间曲面构成，端面平面度及孔位位置度要求相对较高，属典型的复杂深拉深件。其工艺难点主要在于油底壳成形，因成形高度相对较大，凹模半径较小，外形不规则，拉深过程中各处应力和应变情况比较复杂，差别较大，在拉深过程中易出现拉裂及局部起皱现象，实践证明，拉深工序及整形工序的合理确定，将直接关系到制件质量和制件成本。图底壳冲压工艺分析及确定艺流程初定通过对零件结构及使用要求的综合分析，初步确定此零件的工艺流程如下：落料拉深（次数未定）切边、冲法兰面孔翻边校平冲放油塞孔此工艺流程的优势在于：拉深工序后，切边、冲法兰面孔将通过复合模在一道工序中完成，生产效率将得以有效提高。其缺陷在于：翻边工序安排在切边、冲孔复合工序之后，如此，在冲孔工序产生的安装孔将在后续翻边工序产生一定程度的孔变形及孔位变移。黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 6 页参考文献 1 徐旭东、周菊琪主编现代组合机床技术及其发展 . 中国机械工程卷第 3 期 2 佟璞玮主编组合机床行业概况及今后发展对策、组合机床与自动化加工技术 1996 年第 8 期 3 许晓肠主编专用机床设备设计重庆：重庆大学出版社， 2003 4 金振华主编组合机床及其调整与应用北京：机械工业出版社， 1990 5 裕康 “柴油发动机燃烧室和它的模型”国际研讨会， 1994 6李益民编机械制造工艺设计简明手册（第一版），北京：机械工业出版社 7机械工程师手册编委会，机械工程师手册（第 3 版）械工业出版社， 8林承全，机械设计基础中科技大学出版社 ,9谢家瀛，组合机床设计简明手册械工业出版社， 10刘守勇，机械制造工艺与机床夹具（第 2 版） 11成大先，机械设计手册（第五版）液压传动学工业出版社， 12黄健求，机械制造技术基础。北京：机械工业出版社， 13 1981 14on of 1987 ( 目录 1任务书 1 2开题报告 2 3指导教师评阅表 3 4主审教师评审表 4 5 毕业设计答辩评审与总成绩评定表 5 6毕业设计说明书 6 7文献综述 7 8文献翻译 8 9光盘 10设计图纸或实验数据记录单位代码 6130 学号 080105664 分类号密级秘密毕业设计说明书 4 缸发动机油底壳组合钻床主轴箱设计院（系）名称工学院机械系专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名黎振廷指导教师贾百合 2012 年 5 月 1 日黄河科技学院毕业设计说明书第 I 页前言制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着一个国家或地区的经济实力，科技水平，生活水平和国防实力。国际市场的竞争归根结底是个过制造生产能力的竞争，机械制造业是制造业的核心。随着科技和生活水平的不断提高，机械制造业生产模式发生了巨大的演变。从20 世纪 20 年代的不计成本发展，到 20 世纪 50 年代以福特为代表的“规模效益”，再到 20 世纪 70 年代丰田为代表的“精益生产”模式， 80 年代以后靠制造技术的改进和管理方法的创新，以单项的先进制造技术来缩短生产周期，提高产品质量，降低产品成本和改善服务质量， 90 年代至今许多新的生产模式产生，并加以应用，而且还将继续发展。我国机械制造装备水平还比较落后，基本上属于国外 50 年代“传统产业”的范畴，我国机械制造装备产业仅仅是整个制造业的缩影，而机械制造装备产业的萎靡不振又严重影响了机械制造业乃至整个制造业的振兴。故振兴我国机械制造装备产业，提高我国机械制造装备产品的技术水平和市场竞争力是当前国内企业改革，改组，改造的当务之急。汽车工业是一个国家制造业的集中代表，随着这几年我过经济的强劲发展，汽车工业蓬勃发展，汽车工业成为我国经济发展的发动机，所以人们讨论现代汽车发展的同时，对已有的发动机或装备进行改造设计，以满足人们的各种需求，这也是我们这次毕业设计研究加工发动机油底壳的意义。黄河科技学院毕业设计说明书第 4 缸发动机油底壳组合钻床主轴箱设计摘要本次设计是在了解 4缸发动机油底壳的基本结构，组合机床的基本配置方式、工艺范围、加工精度、经济分析及发展趋势以及组合机床各通用部件的功能及特点的基础上，进行的组合机床总体设计和主轴箱设计。本次设计的机床用来进行油底壳底面的 12个孔加工。本设计的前期具体工作是分析影响组合机床方案制定的主要因素，制定工艺，确定机床配置形式及结构方案，选择切削用量三要素，选择刀具，确定切削力、切削扭矩、切削功率、刀具耐用度。中期的具体工作是了解通用主轴箱的组成，在前期工作的基础上绘制主轴箱设计的原始依据图，选择主轴结构型式，进行动力计算，设计传动方案并计算主轴箱的主轴坐标及确定传动零件的尺寸。后期主要工作是在传动方案确定之后，对传功方案里的传动系统进行校核，主要包括对齿轮模数的校核和轴的校核。在满足生产各方面要求的前提下，绘制轴向装配总图及主轴箱局部剖试图。主轴箱传动方案为：驱动轴 0轴通过 17 和 22号轴上的第 3排齿轮带动中间传动轴 17和 22号轴，传动比为 17和 22 号轴上有 3排齿轮，第一排齿轮带动 3、4、 9、 10 号主轴，第二排齿轮带动 16、 18、 21、 23 号传动轴。 18 和 21 号传动轴通过 19和 20号传动轴上的第二排齿轮带动 19 和 20号传动轴。 19和 20号传动轴通过第一排齿轮传递给 5、 6、 7、 8、 9 号主轴。 16 和 23 号传动轴分别通过 15、 14 号传动轴和 24、 25 号传动轴带动 13 和 26 号传动轴上的第二排齿轮。 13 和 26 号轴通过13和 26号轴上的第一排齿轮传递给 1、 2、 11、 12号主轴。关键词：组合机床，主轴箱，孔加工，传动方案黄河科技学院毕业设计说明书第 4I is to of of of as as of of on of of 2 of of is to of to to in of of to is to of in on of of of of of of in of of of of 07 2,of 7 o. 22 of 17 2 he of ,4,9,10 of 6,18,21,23 of 18 1 9 on 0th of of 9 on 0of 9 0 ,6,7,8,9 16 3 by 25 15:14 13 o. 26 on of 136 of 3 on 6th ,2,11,12河科技学院毕业设计说明书第目录前言 . I 摘要 . 绪论 . 1 . 1 . 2 . 2 . 2 . 3 . 4 . 4 批生产的组合机床 . 4 . 4 . 5 . 5 2 组合机床总体设计 . 6 . 6 . 6 . 6 . 6 . 6 缸发动机油底壳的功用和结构特点 . 6 . 7 . 7 3 绘制“三图一卡” . 9 . 9 要求 . 9 . 9 . 9 . 10 . 10 . 10 具及导向装置 . 10 . 14 . 14 . 15 . 15 . 15 . 16 . 16 . 17 4 多轴箱主轴箱设计 . 18 黄河科技学院毕业设计说明书第 V 页轴箱的基本结构 . 18 . 18 . 19 轮的确定及动力运算 . 20 . 23 制坐标检查图 . 26 . 29 . 29 . 29 . 34 制多轴箱总图及零件图 . 41 . 41 . 42 结论 . 43 致谢 . 44 参考文献 . 45 黄河科技学院毕业设计说明书第 1 页 1 绪论合机床的型式及其特点组合机床使用系列化、标准化的通用部件和少量的专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高校专用机床，其生产率比通用机床高几倍至几十倍，可进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削等切削加工。组合机床的通用部件和标准件约占 70这些部件是系列化的 ,可以进行成批生产 0专用部件是由被加工零件的形状 ,轮廓尺寸 ,工艺和工序来决定 ,如夹具 ,主轴箱 ,刀具和工具等。在批量生产中为了提高生产率，必须要缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合，使每个工位装夹多个工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中，因而广泛采用组合机床。一般的组合机床主要有六部分通用部件及两部分专用部件组成。以复合立式三面钻孔组合机床，它由侧底座、力主底座、力主、动力箱、滑台及中间底座等通用部件及多轴箱、夹具等专用部件组成。组合机床的专用部件往往也是由大量的通用零件和标准件组成。组合机床按主轴箱和动力箱的安置方式不同可分为以下几种型式： 1、卧式组合机床（动力箱水平安装）。 2、立式组合机床（动力箱垂直安装）。 3、侧斜式组合机床（动力箱倾斜安装）。 4、复合式组合机床（动力箱具有上述两种以上的安装状态）。在以上四种配置型式的组合机床中，如果每一种之中再安置一个或几个动力部件时，还可以组成双面或多面组合钻床。由组合机床的组成可以明显地了解其特点，与通用机床及其它的专用机床比较，具有如下特点： 1、要用于加工箱体类零件和杂件的平面和孔。 2、生产率高。因为工序集中，可多面、多轴、多刀同时自动加工。 3、加工精度稳定。因为工序固定，可选用成熟的通用部件、精密夹具合作的工作循环来保证加工精度的一致性。 4、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、黄河科技学院毕业设计说明书第 2 页标准化程度高，而且通用部件可组织批量生产。 5、自动化程度高，劳动强度低。 6、配置灵活。因为结构模块化、组合化、可按工件或工序要求，用大量通用部件和少量专用部件灵活组成各种类型的组合机床及自动线。机床易于改装，产品或工艺变化时，通用部件一般还可以重复利用。合机床工艺范围及加工精度合机床的工艺范围目前，组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。平面加工包括铣平面、锪（刮）平面、车端面；孔加工包括钻、阔、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹、锪沉孔、滚压孔等。随着综合自动化的发展，其工艺范围正扩大到车外圆、行星铣削、拉削、推削、磨削、珩磨及抛光、冲压等工序。此外，还可以完成焊接、热处理、自动装配和建材、清洗和零件分类及打印等非切削工作。组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工、缝纫机和自行车等工业领域的大批、大量生产中已获得广泛应用，一些中小批量生产的企业，如机床、机车、工程机械扽制造业中也亦推广应用。组合机床最适宜加工各种大中型箱体类零件，如气缸盖、气缸体、变速箱体、电机座及仪表壳等零件，也可以用来完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全部工序的加工。合机床的加工精度组合机床的加工精度简述如下：、孔加工孔的尺寸精度采用铰孔或精镗孔时，孔的精度可达，表明粗糙度为，孔的圆度在孔径尺寸公差一半范围内。加工有色金属时，采用精密夹具，经过 34 次加工，精度可以稳定地达，表面粗糙度可达 0 0 孔的同轴度当从两面多轴加工时，孔的同轴度一般为当从一面进行精镗孔，并且采用固定式夹具，镗刀杆两端都有精密导向装置，夹具在精度良好的条件下，在 1000加工零件几个孔的同轴度可保证在 0 5 0 分别从两面对黄河科技学院毕业设计说明书第 3 页同一轴线上的孔进行单轴加工时，在有中间精密导向装置条件下，其同轴度亦可保证在 0 5 0 孔的平行度在组合机床上加工，孔与孔相互之间的平行度以及孔对加工基面的平行度，在1000度内可达孔的位置精度孔的位置精度与夹具、机床的型式和精度有很大的关系。在固定式夹具的机床上镗孔，孔间距离和孔的轴线与定位基面的位置精度可稳定地达到 0 5 0 。在多工位机床上，由于回转工作台会回转鼓轮存在定位误差，则加工精度不高。如果在同一工位上，若有悬挂式活动钻模板，对孔进行精加工时，。、平面加工在组合机床及其自动线上常用铣削、刮削、车削（端面）和拉削等方法加工平面。一般采用铣削头、滑台和滑座等通用部件，根据被加工工件的工艺要求组成单面、双面以及立式、回转台式等多种型式的组合铣床。当加工大型的箱体类工件时，一般采用铣削头固定、工件安装在工作台上移动的布局型式。这样的机床结构较简单，刚性较好，加工精度较高。在加工中小型工件时，通常将铣削头组成鼓轮式组合铣床或立式连续回转台式组合铣床，这类机床生产效率高，加工精度较低。在组合机床上加工平面的平直度可以达到在 1000 毫米长度内偏差米，表面粗糙度定位基面的平行度可以保证在米以内，到定位基面的距离（一般在 500 毫米以内）尺寸公差可以保证在米以内。、止口加工多轴加工，采用动力滑台在死挡铁上停留的方法，其加工精度能达到米；单轴加工，采用特殊结构，加工到终点使挡块顶在被加工工件的表面，一般精度可以达到米。条件良好时，精度可以保证在米以内。用组合机床的经济分析组合机床是一种高效率专用机床，有特定的使用条件，不是在任何情况下都能收到良好的经济效益。在确定设计组合机床前，应该进行具体的技术经济分析。根据设计任务，要在变速箱箱体上双面钻孔，孔的种类较多，总数也较多。若采黄河科技学院毕业设计说明书第 4 页用普通机床加工需反复进行，加工耗时较多，且不容易保证孔与孔间的位置精度。根据零件的形状及加工要求选取采用立式组合钻床，同时进行多孔加工。这样可以保证孔与孔之间的位置精度，且加工所需的时间大大缩短。除此之外采用组合机床对工人的要求很低，节约了劳动成本。综上所述，对于在变速箱箱体上钻孔采用组合机床，可以取得良好的经济性。合机床的发展趋势高通用部件的水平衡量通用部件技术水平的主要标准是：品种规格齐全，动、静态性能参数先进，工艺性好，精度高和精度保持性好。机械驱动的动力部件具有性能稳定，工作可靠等优点。目前，机械驱动的动力部件应用了交流变频调速电机和直流伺服电机等，使机械驱动的动力部件增添了新的竞争力。动力部件采用镶钢导轨（英度可达 0）、滚珠丝杠、静压导轨、静压轴承、迟形皮带等较新的结构。支承部件采用焊接结构等。由于提高了部件的精度和动、静态性能，因而使被加工的工件精度明显提高，表面粗糙度减小。展适应中、小批生产的组合机床在机械制造工业中，中小批量生产约占 80%。在某些中批量生产的企业中，如机床、阀门行业中、其关键工序采用组合机床。其中机床厂用组合机床加工主轴变速箱孔系，产品质量稳定，生产效率高，技术经济效果显著。发展具有可调、快调、装配灵活、适应多品种加工特点的组合机床十分迫切。转塔主轴箱式组合机床，可换主轴箱式组合机床以及自动换刀式数控组合机床可用于中、小批生产，但这类机床结构复杂，成本较高。带转塔式主轴箱的组合机床，由于转塔不能制造的太大，安装的主轴箱数量有限，因此只适应工序不多，形状不太复杂的零件加工。用新刀具近年来出现了多种新刀具，如具有镀层的硬质合金刀片、立方氮化鹏刀具、金刚石刀具、各种可转位的密赤铣刀，喷吸钻头，镶有可转位刀片的“短钻头”等。一般情况下，采用先进刀具的工时为原工时的 1/ 2 1/ 4 。由于提高了刀具的耐用度，大黄河科技学院毕业设计说明书第 5 页大缩短了多刀组合机床停机换刀时间，提高了组合机床的经济效益。展自动监测技术组合机床的自动检测通常作为一个工位出现。自动检测包括对毛坯尺寸和工件硬度的检查、钻孔深度、刀具折断、精加工尺寸和几何形状的检查等。检查方法分为主动检查与被动检查。主动检查是将不合格的工件剔出，使之不往下个工位输送。被动检查则是发现不合格的工件时发现停机信号。目前主动检查应用的日趋广泛。由于电子元件迅速发展，集成控制器、微机处理的应用，使自动检测技术更加可靠。自动检测工位要进行数据处理，统计计算以及打印出有关数据或作为数字显示。自动监测技术的发展可以把被加工零件的实际尺寸控制在比规定公差更小的范围之内。还可以把加工后的工件按公差进行分组，以便按分组的公差带装配。实际表明，采用分组装配法提高产品的精度要比用单纯提高设备精度更为经济。大工艺范围组合机床出完成切削加工等工序外，还在逐步设计制造用于焊接、热处理、自动装配、自动打印、性能试验以及清洗和包装等用途的组合机床。黄河科技学院毕业设计说明书第 6 页 2 组合机床总体设计组合机床是用已经系列化，标准化的通用部件和少量专用部件组成的多轴，多刀，多工序，多面或多工位同时加工的高效专用机床。在批量生产正为了提高生产率，缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合，使每个工位装夹多个工件，同时进行多刀加工，实行工序高度集中，必须广泛采用组合机床。设计组合机床首先要分析零件，制定工艺规程，根据所加工的工序绘制“三图一卡”设计出本工序加工的多轴箱。以下是本次毕业设计组合机床的全过程。合机床的方案设计组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集中工序的原则设计的一种高效率的专用机床。设计组合机床前，首先应根据组合机床完成工艺的一些现状及组合机床各种工艺方案能达到的加工精度、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价格是否合理的问题。定方案阶段拟定方案阶段包括制定工艺方案，确定机床的配置型式机结构方案，最后在此基础上进行图纸的设计。术设计阶段根据已确定的工艺和结构方案，按照加工示意图和机床联系尺寸图展开部件设计，绘制夹具、主轴箱等的装配图。作设计阶段绘制有关图纸，编制机床说明书。详细过程见下列步骤和所绘图纸。件分析缸发动机油底壳的功用和结构特点油底壳是曲轴箱的下半部，又称为下曲轴箱。作用是封闭曲轴箱作为贮油槽的外壳，防止杂质进入，并收集和储存由柴油机各摩擦表面流回的润滑油，散曲部分热量，防止润滑油氧化。油底壳多由薄钢板冲压而成，内部装有稳油挡板，以避免柴油机颠簸时造成的右面震荡激溅，有利于润滑油杂质的沉淀，侧面装有油尺，用来检查油量。黄河科技学院毕业设计说明书第 7 页本次加工的 4缸发动机油底壳由铸铁铸造成，硬度 190 240 准的选择 1、粗基准的选择根据粗基准选择原则，要保证主要加工表面的余量均匀及保证将来运动件（连杆，曲轴等）与油底壳各表面之间具有必要的间隙，。油底壳的主要加工表面有：主轴轴承座孔，凸轮轴轴承孔等，要保证它们的加工余量均匀，就应该选取主轴轴承座孔和气缸孔组为气缸体加工的粗基准。油底壳铸件，有铸造误差，表面粗糙不平，如果直接用所选的粗基准定位加工大平面（即后续工序的定位精基准），即产生的切削力大，所需夹紧力也大，易使工件变形。同时粗基准表面粗糙不平，也易使工件在加工中松动。所以在加工中采用面积较小距离较远的几个凸台作为过度基准，即首先以粗基准定位加工出过度基准然后用过度基准加工出精基准来。 2、精基准的选择同其他箱体零件一致，油底壳加工中一般都选用底面及其上的两个工艺孔作为精基准。这样做的优点是： 1）地面面积大，工件安装可靠，平稳，能简单可靠的约束工件的六个自由度 2）后续工序基本上均以一面两孔定位，符合基准统一原则，减少了由于基准转换带来的加工误差。能保证各表面间的相互位置精度，例如，套筒与底面的垂直度，主轴中心孔中心线与凸轮轴之间的平行度。 3）由于基准统一，可以简化夹具的设计和制造周期，使用维修方便，成本降低，减少了工件的翻转次数，减轻了工人的劳动强度，易实现自动线加工。 4）加工主轴支撑座孔和凸轮轴轴承时，便于在夹具上设置镗杆的支撑导套，可以保证加工质量和切削用量工阶段的划分 1基准加工在前面几道工序中把基准加工出来，即“基准先行”。 2平面加工按照先面后孔的原则将各平面加工出来。 3主要孔的粗加工黄河科技学院毕业设计说明书第 8 页将主要孔的粗加工安排在各面加工完成后进行。可以尽早暴露工件上的缺陷：粗加工中切去大部分余量后，内应力重新分布，使工件有较长时间充分变形，使精加工能得到比较稳定的加工精度。粗加工中切削力大，所需夹紧力也大，将粗加工放在前面，精粗加工分开，可以减少夹紧变形对精加工的影响。次要工序加工：例如螺纹孔，油孔，倒角等，在各阶段中穿插进行。 4主要孔的精加工包括半精镗，精镗缸套孔和主轴轴承座孔；轴承盖装配后，进行半精镗，精镗及研磨主轴轴承座孔给予只有相互位置精度要求的加工表面。这些是气缸体加工的关键程序。把主要孔的精加工作为最后的加工阶段，除上述原因之外，还可以防止这些表面加工过程中遭到破坏。黄河科技学院毕业设计说明书第 9 页 3 绘制“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法案的基础上 ,进行组合机床总体法案图样文件设计。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。本次设计工序是钻油底壳下表面的孔。工工序图加工零件工序图的作用和要求被加工零件工序图是根据制定的工序方案 ,表示所设计的组合机床上完成的工序内容 ,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具体依据 ,也是制造 ,使用 ,调速和检验机床精度的重要文件。加工零件工序图的内容 1、被加工零件的形状和主要轮廓尺寸及本工作设计有关部位结构形状和尺寸。 2、本工序所选用的定位基准 ,夹紧部位及夹紧方向。 3、本工序加工表面的尺寸 ,精度 ,表面粗糙度 ,形位公差等级 ,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。制被加工零件工序图的注意事项基面标注 1、本机床加工部分的位置尺寸由定位基面标起，尤其在本机床加工，所选用的定位基面与设计基面不一致时，还必须对各孔要求的位置精度进行分析和换算，即把不对称公差的尺寸换算成对称公差尺寸。以便在进行夹具镗模孔设计和主轴箱设计时，确定镗模孔尺寸及主轴位置尺寸，并把各孔位置尺寸改为从定位 2、对孔的加工余量要认真分析，在镗阶梯孔时，其大直径孔德单边余量应小于相邻两孔半径之差，以便镗刀能通过。在加工毛坯孔时，不仅要弄清楚加工余量，还需要注意孔的铸造偏心及铸造毛刺大小，以便设计相应尺寸的镗杆，保证加工能正常黄河科技学院毕业设计说明书第 10 页进行。 3、对精镗机床必须注明是否允许有刀痕，以及允许退刀痕的形状。为了使被加工零件工序图清晰明了，能突出本机床加工内容，绘制时对本机床加工部件用粗实线表示，其尺寸打上方框，其余部位用细实线表示，定位基面符号用“ ”表示，夹压位置符号用表示。工示意图加工零件示意图的作用加工示意图是在工艺方案和机床总方案初步确定的基础上绘制的。是表达工艺方案、具体的机床工艺方案图。它是设计刀具夹具多轴箱和液压、电气系统以及选择动力部件。绘制机床总配合尺寸图的主要依据，是对机床总体布局和性能的原始要求，也是调整机床刀具所必须的重要技术文件。加工零件示意图的内容 1、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。 2、刀具类型、数量和结构尺寸、直径和长度、接杆、浮动卡头、导向装置、攻螺纹靠模装置等结构尺寸。 3、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。择刀具、工具及导向装置（一）选择刀具由加工工序图可知：该工序为钻 12个 11的孔。工件材料为：铸铁，硬度 190240度为 10 m。所选刀具为高速钢钻头。由参考文献【 1】孔切削用量）中高速钢钻头钻铸铁时，由同一主轴箱上各主轴的每分钟进给量是相等的，等于动力滑台的工进速度 fm= 黄河科技学院毕业设计说明书第 11 页图选进给量 f=mm/切削速度 v=16 mm/二 )加工示意图绘制过程 : 找出其中最深的孔，以其加工终了位置开始，依次画出刀具、导向、接杆和主轴。确定各部轴向联系尺寸，最后确定主轴箱端面的位置。 1、导向套离工件端面距离一般按加工孔径的（取值。所以取 11、导向件取可换式，查资料金属机械加工工艺人员手册取 45 3、在以上确定值的基础上，选取钻头的标准长度。 4、根据进给量和切削速度计算组合机床的切削力、切削转矩及功率。由参考文献【 1】知：图氏硬度： 1(=240240 =223 切削力 :F =26D =2611 黄河科技学院毕业设计说明书第 12 页 = 削扭矩： T =10 =10 = 削功率： P = =16/(9740 11) =中：布氏硬度 F 切削力（ N） D 钻头直径（ f 每转进给量（ mm/r） T 切削扭矩 (N V 切削速度（ m/ P 切削功率 (5、根据主轴的传动扭矩确定主轴的内外径及悬长度。由参考文献【 1】故 0证轴径 1 主轴直径 d=20 满足条件由参考文献【 1】主轴轴颈 5,20,25,30， 35， 40 黄河科技学院毕业设计说明书第 13 页定 5参考文献【 1】图轴直径 d=20应的长主轴直径 D=32，外伸尺寸 L=100、根据选择的钻头柄部的莫氏锥号和主轴前端孔内径选择合适的接杆。以下为选择的各部件：主轴 : 图河科技学院毕业设计说明书第 14 页刀具 : 图杆 : 图确定动力部件的工作循环及工作行程动力工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。一般包括快速引进、工件进给和快速退回等动作。快速引进是指动力部件把刀具送到工件进给位置。工作进给是指动力部件把刀具送到加工完成位置，长度等于加工部位长度与刀具切入长度之和。它应注意的问题 1、加工示意图上应有足够的联系尺寸，并标注恰当，如主轴端部尺寸、刀具结构尺寸、导向尺寸、工件至夹具的尺寸，工件本身以及加工部件的尺寸等。黄河科技学院毕业设计说明书第 15 页 2、应有足够的说明，如被加工零件的图号、材料、硬度、加工余量、工件是否有让刀运动，以及是否采用冷却。 3、加工部位的示意图，需要将工件各面的形状和加工孔的位置用缩小比例画出，并标注孔号。 4、相邻两孔中心距小的主轴，须在展开图上按照比例画出，以便检查主轴、接杆、导向及浮动头是否相碰。 5、加工示意图是按照加工终了状态绘制。工示意图简图图床联系尺寸图加工零件联系尺寸图的作用 1、机床联系尺寸图是

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