目录
1.前言 1
2.组合机床总体设计 3
2.1总体方案设计 3
2.2切削用量的确定及刀具结构选择 4
2.2.1切削用量的选择 4
2.2.2切削力、切削扭矩及切屑功率计算 5
2.2.3刀具结构选择 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 机床联系尺寸图 9
2.3.4 机床生产率计算卡 12
3左主轴箱设计 14
3.1左主轴箱箱体零件设计 14
3.1.1箱体的选用 14
3.2确定传动轴的位置和齿轮齿数 14
3.3齿轮的校核及参数的确定 17
3.3.1齿轮的校核 17
3.4坐标计算 19
3.5主轴等有关零件的设计 21
3.5.1主轴直径的选定 21
3.5.2主轴结构的选定 22
3.5.3传动轴的选定 22
3.6主轴箱坐标计算、绘制坐标检查图 22
3.6.1计算传动轴坐标 22
3.6.2绘制坐标检查图 23
4.结论 25
参考文献 26
致谢 27
附录 28

ZH1105柴油机气缸盖扩孔专机总体及左主轴箱设计
摘要：本课题设计了ZH1105柴油机汽缸盖扩孔专机，主要对其总体及左主轴箱进行设计。该组合机床是针对ZH1105柴油机气缸盖的进、排气孔和油泵孔进行加工。本次设计机床总体部分是通过对ZH1105柴油机气缸盖零件进行工艺分析，拟订了机床总体方案，并根据组合机床设计步骤，计算了切削用量、切削力、切削扭矩、切削功率等，最终完成了“三图一卡”的绘制。在此基础上，绘制了左主轴箱设计的原始依据图，拟订了主轴箱的传动路线，应用最优化方法布置齿轮。确定传动参数，绘制了主轴箱装配图、箱体坐标检查图、前盖及后盖的补充加工图，进行了轴、齿轮等零件的强度校核。该机较好地完成了设计要求，大大提高了工作效率。

关键词：组合机床；扩孔；主轴箱

The design of the overall and the Left spindle box for cylinder head of ZH1105 diesel engine
Abstract: This topic designed ZH1105 diesel engine cylinder cover to drill out the special plane, mainly carried on the design to its overall and the jig. This aggregate machine-tool is aims at ZH1105 diesel engine cylinder cover to enter, the air vent and the oil pump hole carries on the processing. This design engine bed overall part is through carries on the craft analysis to ZH1105 diesel engine cylinder cover components, has drafted the engine bed overall concept, and according to the aggregate machine-tool design procedure, has calculated the cutting specifications, the cutting force, the cutting torque, the cutting power and so on, finally has completed “a three chart card” plan. By the process of drawing ,the schematic diagram of machining ,the relationship of the machine size and the card of the productivity were drawn. Then the primitive chart for the design of the left-side spindle box was given out. The transmission route was confirmed and the transmission parameter was made. The assembly diagram of the spindle box was drawn. After arranging the gears ,we used the optimized design. The supplement processing diagram of the front side and behind side plate were also made. The intensity of the axises and gears was checked. The machine can satisfy the requirement of the design and the controlling precision was wholly improved.
Key word: Special machine-tool; Milling; spindle box
一、设计内容
设计一台ZH1105柴油机气缸盖扩孔专机，具体进行总体设计和左主轴箱设计。
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．左主轴箱设计
(a) 左主轴箱总装图，(b) 左主轴箱箱体、前、后盖的补充补充加工图，
(c) 主轴、齿轮及其它零件图，(d) 有关计算、校核等。

二、设计依据
1．课题来源：盐城市江动集团
2．产品名称：ZH1105型柴油机
3．被加工零件：气缸盖（附零件图）
4．工件材料：HT250
5．加工内容：扩图纸上φ39孔至φ37，φ16孔至φ15，φ45孔至φ43，倒φ39
孔口角为φ44.4，φ45孔口角为φ51，并扩φ29.5孔至φ29.2，扩φ24.4孔至
φ23.6，φ12孔至φ11.6。
6. 生产纲领：生产按两班制进行，每班工作６小时，年产量130000件。
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）左主轴箱总装配图 1 张
7）左主轴箱箱体、前、后盖补充加工图 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。

ZH1105柴油机气缸盖扩孔专机总体及左主轴箱设计

内容简介：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基于术对钻削金属基复合材料的研究生林译摘要 :这是一篇关于切削要素（切削速度和进给量）和切削时间对钻削金属基复合材料影响的研究论文。一项基于以附加在工件上的切削条件进行控制加工的实验计划。目的在于能够建立与刀具寿命估测，特定的切削力和孔的表面粗糙度有关的切削速度，进给量和切削时间三者之间的关系。通过作多发性线性回归分析来获取它们相互之间的关系。最后，将通过做验证性实验来对预测的实验结果和上面提到的关系作比较。关键词 :切削；金属基复合材料；方差分析 1. 前言与那些常规的材料相比，金属基复合材料（简称是一类相对较新的材料，它具备了更轻的质量，能够承载更高的抵抗力这样一些性质。这类材料已被考虑用于汽车刹车装置中的转动件和内燃机中的各种零部件的制造。因为它具备陶瓷类材料的高耐磨性，所以对难进行切削加工。这类强化性陶瓷材料主要是形状不规则或呈球形，长如纤维短如须状或颗粒状的 4 对于个持续的问题是对它们很难进行切削加工，因为高硬度和耐磨特性或其它的坚硬颗粒。 C,甚至是绝大部分的切削刀具材料。但是聚晶金刚石（是一个特例，因为它的硬度大约是这就是行实验和分析数据组成，它用来获得一系列有关给出的处理过程的信息。这些技术通过用正交矩阵来确定实验安排。实验结果将通过分析平均值和方差分析的处理。（简称 2. 实验步骤法以及材料为了实现实验目的，对类型为 0/混有硅，镁和体积比为 20%的行热加工试验（处理在温度为 154。 C 保温五个小时）。这些粒平均直径大约在 20右加工中所用的是以控制系统的钻削机床（能持续加速至3000备 2驱动功率。）带有钻床（如来在厚度为 15 的件上钻孔（直径为 5. 实验中我们将使用一个带有适当过载放大器的一些获得数据的不同程序在款软件上已经得以形成和使用。我们根据扭矩 B 和进给力以持续直观地实现绘图和记录的同步化和可视化。表 1 各影响要素等级的分配等级切削速度 , V(m/进给量 , f(mm/切削时间 , T(1 30 2 40 0 3 50 5 特定的切削力过关系式 B/(计算。其中 B 扭矩； f 进给量； d 钻头直径。我们通过单位为 1大倍数为 30 倍的光学显微镜来测量切削刀具的磨损量()。验（术）计划对于术实验计划的详细细节使用以上三个因素的三个等级。在表 1中指明了要研究的要素和对应等级的分配。我们所选择的矩阵是 313），见表 2 它有三个等级 27 行， 13 列对应相关试验中的数据。各要素以及它们之间的相互关系显示在每一列中。实验计划由 27 个子实验（矩阵行）组成，其中第一列与切削速度 V 相关，第二列与进给量相关，第五列与切削时间相关，其余与各要素之间的相互关系相关。需要研究的结果是刀具的磨损量定的切削力的表面粗糙度些实验重复做两次，总计 54 个子实验进而对结果来进行方差分析。表 2 27（ 313）。 313）试验 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 1 1 1 1 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 1 2 2 2 1 1 1 2 2 2 3 3 3 5 1 2 2 2 2 2 2 3 3 3 1 1 1 6 1 2 2 2 3 3 3 1 1 1 2 2 2 7 1 3 3 3 1 1 1 3 3 3 2 2 2 8 1 3 3 3 2 2 2 1 1 1 3 3 3 9 1 3 3 3 3 3 3 2 2 2 1 1 1 10 2 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 11 2 1 2 3 2 3 1 2 3 1 2 3 1 12 2 1 2 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 13 2 2 3 1 1 2 3 2 3 1 3 1 2 14 2 2 3 1 2 3 1 3 1 2 1 2 3 15 2 2 3 1 3 1 2 1 2 3 2 3 1 16 2 3 1 2 1 2 3 3 1 2 2 3 1 17 2 3 1 2 2 3 1 1 2 3 3 1 2 18 2 3 1 2 3 1 2 2 3 1 1 2 3 19 3 1 3 2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 20 3 1 3 2 2 1 3 2 1 3 2 1 3 21 3 1 3 2 3 2 1 3 2 1 3 2 1 22 3 2 1 3 1 3 2 2 1 3 3 2 1 23 3 2 1 3 2 1 3 3 2 1 1 3 2 24 3 2 1 3 3 2 1 1 3 2 2 1 3 25 3 3 2 1 1 3 2 3 2 1 2 1 3 26 3 3 2 1 2 1 3 1 3 2 3 2 1 27 3 3 2 1 3 2 1 2 1 3 1 3 2 实验的进行目的在于寻求切削速度 V，进给量 f，切削时间磨损量定切削力的表面粗糙度 4 数据的统计处理分为两个部分。第一部分关注于要素的影响以及相互之间的关系。第二部分允许我们获得介于切削要素之间的相互关系。然后，结果将通过做验证性试验来获得。表 3 实验切削速度 V (m/进给量 f (mm/切削时间T(刀具磨损量特定切削力N/表面粗糙度Ra(1 30 357 30 0 950 30 5 545 30 001 30 0 999 30 5 500 30 066 30 0 264 30 5 094 0 40 043 1 40 0 807 2 40 5 388 3 40 784 4 40 0 904 5 40 5 712 6 40 917 7 50 0 105 8 50 5 870 9 50 300 0 50 0 712 1 50 5 100 5 22 50 272 3 50 0 495 4 50 5 415 5 50 564 6 50 0 718 7 50 5 343 490 素的影响为了能够分析切削速度，进给量和切削时间对结果安全度的影响，我们对刀具的磨损量定切削力的表面粗糙度了一个表 3显示了运用正交矩阵后的结果。表 4 刀具的磨损量方差分析的对象差试验 F F,5% ) A(V,m/ B(f,mm/ C(T, 偏差率 5 总体 3 其中 a 自由度。 b 百分比贡献率。表 5 特定切削力方差分析的对象差试验 F F,5% ) 6 A(V,m/14597651 2 7298826 192 (f,mm/65985956 2 32992978 867 (T,15216159 2 7608080 200 B 3594312 4 898578 24 C 2257671 4 564418 15 C 2045979 4 511495 13 差率 133183335 35 38052 体 105029561 53 中 a 自由度。 b 百分比贡献率。表 6 孔的表面粗糙度的方差分析的对象差试验 F F,5% ) A(V,m/ (f,mm/ (T, B C C 差率 5 体 3 100 其中 a 自由度。 b 百分比贡献率。以上表 4定切削力的表面粗糙度各自的果。这个分析从表 4 中我们可以看出，切削时间（当 P=50%时）和进给量（当 P=24%时）对刀具耐用度有着很大的影响，尤其切削时间这个因素影响更大。切削速度 V/切削时间 T（ P=9%），进给量 f/切削时间 T（ P=8%） ,切削速度 V/进给量 f(P=2%)之间的相互关系 7 和切削速度 V（ P=7%）这一要素对刀具磨损量的意义百分比较低。从表 5中我们可以看出，进给量（当 P=63%时），切削速度（当 P=14%时）和切削时间（当 P=14%时）三者对特定切削力有着较大的影响，其中进给量这个因素影响更为显著。切削速度 V/进给量 f（ P=3%）与切削速度 V/切削时间 T(P=2%)两者之间的关系对特定的切削力有着一定的影响意义。同样从表 6中我们可以看出，进给量因素（当 P=43%时），切削速度因素（当 P=41%时）和切削速度 /进给量 f（当 P=14%时）两者之间关系对孔的表面粗糙度有着较大的影响，尤其进给和切削速度这两个因素。切削速度 V/切削时间 T 和进给量 f/切削时间两者关系以及切削时间 T 这一要素对孔表面粗糙度的获得没有一定的代表意义。从刀具的磨损量析表中，可以看出计算出来的偏差率大约对于特定切削力差率大约为而对孔的表面粗糙度偏差率则为我们已经知道在削过程中起支配作用的磨损类型，是位于钻头切削刃侧面的磨粒磨损。因为这种磨损类型属于纯磨粒磨损（表现为沿平行沟槽向碎裂蔓延方向），所以切削时间 T（滑移距离）对刀具磨损量在所有的操作中，增加刀具进给量的好处在于它能够提高刀具的使用寿命和加快材料的切除率。尽管如此，刀具进给量受到钻头强度和表面粗糙度要求的限制。孔表面粗糙度的测量表明可以通过适当加大刀具的进给量来提高表面粗糙度。这样我们可以通过增加进给量控制特定的切削力是钻削的操作中另一个行之有效的方法。从方程式（ 1）中我们得出进给量给量特定切削力小，反之亦然。关的计算公式这些影响因素（切削速度 V，进给量 f 和切削时间 T）与所测的刀具磨损量，特定的切削力以及孔的表面粗糙度三者之间关系是通过作多发性线性回归这一方法获得的。所使用的方程式如下： 1010R= (2) 8 R= (3) 11 1010R= (4) 其中刀具的磨损量（单位特定切削力（单位 N/ 表面粗糙度（单位 f 刀具进给量（单位 mm/ V 切削速度 (单位 m/ T 切削时间（单位表 7 在钻削验证性试验中的切削条件和切削用时试验切削速度V(m/进给量 f(mm/切削用时 T(1c 35 2 2c 40 3c 45 表 8 实验计划中验证性钻削试验和结果对照试验刀具的磨损量特定切削力 ) 表面粗糙度 Ra(实验关系式(2) 偏差率 (%) 实验关系式(3) 偏差率 (%) 实验关系式 (4) 偏差率 (%) 1c c c 验证性试验表 7显示了在钻削验证性试验中的切削条件和切削用时。表 8 所列出来的结果是从运用关系式（ 2） -(4)算出的预测数据 b 同通过做实验得出的数据作对比得出的。 9 我们从上述相关表中的分析可以得出：对于刀具耐用度大值最小值和孔的表面粗糙度大值最小值两者比特定的切削力大值最小值计算出来的偏差率明显偏高。因此，关系式（ 2）-（ 4）中涉及的刀具磨损量，特定的切削力，表面粗糙度与切削要素（切削速度和刀具进给量）和切削时间这两者之间存在合理的相似关系。 4 结论在工作的最后，根据以上使用的方法对钻削切削时间具的磨损量 50%）有着很大的影响，其后是刀具进给量 24%）。刀具进给量 f 这一切削要素作为对特定的切削力 63%）有着较大的影响，其后分别是切削速度 V（ 14%）和切削时间 T（ 14%）。刀具进给量 f 对表面粗糙度 43%）有着相对较大的影响，其后为切削速度 V（ 41%）。切削速度 V/进给量 f（ 14%），对孔的表面粗糙度影响最大。中各要素的偏差率（最大值为最小值为和通过作多发性线性回归得出的结果（最大值为小值为明 :获得的相关结果是令人满意的。验证性试验表明相关的刀具耐用度的偏差率（最大值为最小值为和孔表面粗糙度的偏差值（最大值为最小值为要高于特定切削力的偏差值（最大值为最小值为。外文翻译专业机械设计制造及其自动化学生姓名喻生林班级 B 机制 051 学号 0510110128 指导教师孙俊兰外文资料名称：基于术对钻削金属基复合材料的研究外文资料出处：附件：指导教师评语：签名：年月日 (用外文写 ) 4110 柴油机机体主油道加工组合机床设计刘玉梅1潘为祥2（1邵阳学院，邵阳 422004）（2神风动力公司，邵阳 422000）of of 110 22004，222000，章编号： 8） 09 要】根据 4110柴油机主油道的的技术要求，在工艺分析的基础上，阐述了 4110 柴油机主油道加工的组合机床设计，该机床设计制造周期短，在实际生产中，动行可靠，操作维护方便。关键词：主油道；组合机床；设计【】to of 110 of of is of 110 It is to 中图分类号：献标识码： A来稿日期： 2007论由设计可以看出，用橡胶和弹簧做成的复合型减振器对低频和高频减振都有很好的效果，可以充分利用橡胶的高阻尼性能和弹簧的低频特性。弹簧喘振是沿弹簧轴线方向发生的低频率、高振幅的震荡现象。这种震荡是一种很大的激振力来源，它会导致系统的强烈机械振动和橡胶超温老化，在很短的时间内造成减振器的破坏，所以不允许弹簧进入喘振区工作。为降低螺旋弹簧的喘振，把螺旋弹簧与防振橡胶串联是有效的。为简化起见，与螺旋弹簧的质量相比，假定防振橡胶的质量可以忽略，换言之，就是不考虑防振橡胶的喘振。这对低于防振橡胶喘振谐振点的频率来说是正确的，螺旋弹簧的喘振从数十赫兹开始发生，防振橡胶则从数百赫兹开始发生，而且由于有内摩擦已不太显著。螺旋弹簧与防振橡胶并联使用的相当多，但对降低喘振谐振点时的传递率效果不大。为此，仍以串联使用为宜。并联使用的目的主要是为了使弹簧特性保持非线性，同时减小弹簧的应力，起到保护弹簧的作用。参考文献1日户原春彦. 防振橡胶及应用. 北京：中国铁道出版社，19892 刘延柱，陈文良，陈立群. 振动力学. 北京：高等教育出版社，20041 引言为了保证内燃机的正常工作，必须对各个相对运动表面，互相摩擦的部位加注润滑油，使其间形成一层油膜成为液态接触，这样可以减小摩擦阻力，减少机件磨损，延长内燃机的使用寿命。而且通过润滑油不断地流过运动零件的表面，带走零件所吸收的和由于相互摩擦产生的热量，使零件的温度不致过高。而相应的这些油道主要分布在机体内，其中主油道的加工为深孔加工。深孔加工工艺复杂，加工比较困难，影响生产率的提高，为此设计了机体主油道孔加工组合机床。2 主油道孔工艺分析4110 柴油机机体主油道孔加工工序简图，如图 1 所示（部分图略）。机体的材料为度为 187机体上布局了三个主油道孔，分别为孔 1 直径 16 421 24直径 19深（ 35）直径 16 a）（b）图 1 主油道孔加工的工序简图机械设计与制造第 9 期8 年 9 55孔的表面粗糙底度 3 孔分别对基准平行度允差不超过以可采底平面及其面上的面两销定位，利用钻削加工达精度要求，孔 2 3于孔深尺寸大，故采用双向钻，孔 1 采用单向钻。3 机床设计该组合机床总体结构包括左右动力箱、左右多轴箱、夹具、刀具接杆、左右液压滑台、中间底坐、夹具系统、液压、电气系统等几大部分。根据机体油道孔的具体位置，采用滑套式液压动力箱和多轴箱，固定式夹具，整体布局确定为卧式双面钻组合机床，如图 2所示。图 2 刀具 105 机型的组合机床主油道双头钻床的左右侧底坐、中间底坐、电器柜、液压站和动力箱，配以新制的左右多轴箱、夹具、刀具组成双面卧式组合多轴钻床，来加工 4110 柴油机机体前后端面上的主油道孔。力部分动力部件是用以实现切削刀具的旋转和进给运动的部件，是液压滑台和动力的组合。机床动力箱的电机提供多轴箱轮系转动和刀具的旋转切削等动力。动力滑台由滑座、滑鞍和驱动装置所组成，在滑鞍上安装动力箱用以配合多轴箱。轴箱多轴箱使各主轴获得一定的位置和转速。该机的多轴箱分左右两个，分别实现右三根主轴和左两根同时进给。多轴箱应用标准结构，其组成零件有齿轮、主轴、传动轴、隔套、轴承、箱体、前盖、后盖主润滑组件。多轴箱组装之后，所有主轴孔轴线对主轴回转达的轴线径向跳动量距轴端外地 10检测轴端外地150检测轴端靠近前端处加径向力 3测其轴向活动量为零。在轴端面加轴向力 5测其轴向活动量为零。具由于三个主油道孔加工深度大，孔 24、孔 35 横穿机体，采用双向钻销，孔 1 单向钻销。要钻削这样的孔，工件安装在夹具上固定不动，刀具做进给。需设置左右钻模架。该夹具，如图 3 所示，由夹具底座、钻模架、钻套、压板、定位销、支承板、推杆杠杆、轴等零部件组成。根据 4110 柴油机的设计与加工艺要求，机体加工过程中，大部分工序以一面两孔定位方工，故加工主油道孔，采用以机体底面和其上的两个工艺孔进行定位，限制六个自由度，实现基准统一和基准重合原则。具体定位时，需设置一初定位块，快速找正机体位置。定位元件选择支承板、圆柱销、菱形销。定位销做成可伸缩式，由一个手柄操纵轴的回转，带动推杆杠杆转动一个角度，来达到定位销的伸缩。原设计的可伸缩定位销采用齿轮齿条，如图4 所示。（a）（b）图 3 、时由于误操作可能会产生一个定位销到位，一个销不到位的现象，现采用一个手柄控制，可实现两销同时伸缩，结构简单，操作方便。4 结束语该组合机床夹具调整灵活，机床运行良好。设计上允分利用原产品 6105 柴油机的组合机床配件，降低成本，缩短了组合机床设计制造周期，为企业节约了大量资金，赢得了时间和效益。参考文献械工业出版社，1975 械工业出版社，1994 械工业出版社，1994第 9 期刘玉梅等： 4110 柴油机机体主油道加工组合机床设计19- - 装备制造技术 2 0 0 8 年第 7 期装备制造技术 2 0 0 8 年第 7 期装备制造技术 2 0 0 8 年第 7 期装备制造技术 2 0 0 8 年第 7 期装备制造技术 2 0 0 8 年第 7 期装备制造技术 2 0 0 8 年第 7 期装备制造技术 2 0 0 8 年第 7 期装备制造技术 2 0 0 8 年第 7 期装备制造技术 2 0 0 8 年第 7 期装备制造技术 2 0 0 8 年第 7 期装备制造技术 2 0 0 8 年第 7 期1 任务的提出南宁五菱桂花车辆有限公司 G N 3 1 型手扶拖拉机机推向市场后 , 出现了热销的局面。变速箱体 ( 图 1 ) 是该产品的关键零件 , 结构复杂 , 精度要求高 , 其加工质量直接影响整机性能。该箱体各类轴承孔精度均为 7 级 , 两个侧面 S 面和 Q 面 , 共有各种轴承孔 1 0 个 , 有 1 4 H 7 拨叉孔 4 个 , 螺孔 3 7 个 , 1 3 m m 机架孔 4 个 , 为多孔密集箱体。其中 4 个 !1 3 m m 机架孔深度达 1 3 5 m m , L / D 6 , 属于难度较大的深孔加工 , 为生产中的首次遇到。为迅速扩大生产规模 , 扩大市场份额 , 公司决定设计投产一条生产规模为单班年产 2 . 5 万台套 G N 3 1 手拖变速箱体的生产线。其中 , 轴承孔加工工艺为 : 粗扩精镗 ; 其余孔为钻削。由于公司生产工艺的继承性 , 选用钻头材料为高速钢W 1 8 C r 4 V , 刀具的耐用度限制了切削参数不能选得过大 , 因此承担加工 4 个 1 4 H 7 拨叉孔、 3 7 个螺孔、 4 个 1 3 m m 机架孔的双面 4 5 轴钻孔组合机床的生产节拍 , 直接影响整条生产线的速度 , 因而也就成了这条生产线的核心。G N 3 1 型手拖变速箱体双面 4 5 轴钻孔组合机床的设计陈斌 , 黎向新( 南宁五菱桂花车辆有限公司 , 广西南宁 5 3 0 0 0 1 )摘要 : 介绍了多孔密集型箱体组合机床的设计过程 , 实际证明该机床设计严谨规范 , 又有技术创新 , 使用效果良好。关键词 : 多孔密集 ; 深孔加工 ; 组合机床中图分类号 S 2 1 9 . 0 2 : 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 2 - 5 4 5 X ( 2 0 0 8 ) 0 7 - 0 1 3 1 - 0 2收稿日期 ; 2 0 0 8 - 0 4 - 8作者简介 : 陈斌 ( 1 9 6 4 - ) , 广西南宁人 , 南宁五菱桂花车辆有限公司副总工程师 , 主要从事机械设计、技术管理工作 ; 黎向新 ( 1 9 7 3 - ) , 男 , 广西南宁人 , 工程师 , 主要从事机械设计、制造及安装工作。1 7 H 7 0 . 0 80 . 0 60 . 0 1 10 . 0 60 . 0 6 0 . 0 2 50 . 1 50 . 1 51 0 51 2 51 3 5 0+ 0 . 1 6两侧两侧两侧两侧两侧两侧两侧 0 . 0 2 5 0 . 0 2 50 . 0 1 10 . 0 1 1 0 . 0 2 50 . 0 1 1 0 . 0 2 50 . 0 1 10 . 0 1 50 . 0 80 . 1 53 - M 6 - 6 H 轴吹通 ( 均布 )3 - M 6 - 6 H 轴吹通 ( 均布 )3 - M 6 - 6 H 轴吹通 ( 均布 )3 - M 6 - 6 H 轴吹通 ( 均布 )3 - M 6 - 6 H 轴吹通 ( 均布 ) 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 58 28 2 A 展开C 向图 1 变速箱体图2 设计过程2 . 1 工艺方案分析G N 3 1 型手拖变速箱体材料为 H T 2 0 0 , 硬度为H B 1 7 1 - 2 4 1 , 有利于刀具的钻削及排屑。由于排屑带走了约2 8 % 的切削热量 , 约 5 2 . 5 % 切削热量传入工件 , 所以不用加冷却液 , 有利于降低生产成本和改善生产环境。2 . 2 组合机床总体方案设计采用卧式排布 , 箱体采用 “ 一面两销 ” 的定位方式 , 液压夹紧。机床通用件采用公司库存的 T W 3 3 动力箱 , 液压滑台为T W 3 3 A - 1 1 , 侧底座为 T W 3 3 A - 1 0 。 T W 3 3 动力箱进给力为2 5 5 0 0 N , 已满足工况要求 , 但其原配套电机为 : J Q 2 - 3 1 - 4 T 2 , 功率仅为 2 . 2 k W , 不能满足加工要求 , 经计算后采用 Y 1 1 2 M - 4型电动机 , 功率为 4 k W 。1 3 1E q u i p m e n t M a n u f a c t r i n g T e c h n o l o g y N o . 7 , 2 0 0 8E q u i p m e n t M a n u f a c t r i n g T e c h n o l o g y N o . 7 , 2 0 0 8E q u i p m e n t M a n u f a c t r i n g T e c h n o l o g y N o . 7 , 2 0 0 8E q u i p m e n t M a n u f a c t r i n g T e c h n o l o g y N o . 7 , 2 0 0 8E q u i p m e n t M a n u f a c t r i n g T e c h n o l o g y N o . 7 , 2 0 0 8E q u i p m e n t M a n u f a c t r i n g T e c h n o l o g y N o . 7 , 2 0 0 8E q u i p m e n t M a n u f a c t r i n g T e c h n o l o g y N o . 7 , 2 0 0 8E q u i p m e n t M a n u f a c t r i n g T e c h n o l o g y N o . 7 , 2 0 0 8E q u i p m e n t M a n u f a c t r i n g T e c h n o l o g y N o . 7 , 2 0 0 8E q u i p m e n t M a n u f a c t r i n g T e c h n o l o g y N o . 7 , 2 0 0 8E q u i p m e n t M a n u f a c t r i n g T e c h n o l o g y N o . 7 , 2 0 0 82 . 3 非标件的制作夹具底座、钻模板框架、夹紧机构出图自制。中间底座为铸铁件设计后 , 由外协厂生产。2 . 4 钻头的选取夹具采用左右固定钻模板框架结构 , 人工装卸工件 , 手工定位 , 4 - !1 3 m m 孔的加工采用 G B 1 4 4 0 - 8 5 加长锥柄麻花钻 ,其余各孔均采用钻孔、倒角复合钻头 , 提高了生产率。2 . 5 主轴箱体的设计左右主轴箱采用计算机辅助优化设计 , 加工 Q 面的主轴箱有 2 2 根主轴 , 传动轴为 2 7 根 ; 加工 S 面的主轴箱有 2 3 根主轴 , 传动轴为 3 2 根 ; 主轴与传动轴之比约为 1 : 1 . 3 , 十分紧凑 , 达到较高的设计水准。考虑到该机床为钻孔机床 , 切削量较大 , 齿轮和轴的负荷较大 , 故采用多路传动形式 , 以减轻箱体内齿轮和轴的载荷 , 避免其失效。另外 , 设计了 1 7 m m 的滚针传动轴 , 材料为 4 0 C r , 用于带动中心距小的主轴 , 保证了传动轴的强度和刚度 , 在技术上有所创新。2 . 6 深孔的加工针对 G N 3 1 变速箱体上 4 个 #1 3 m m 深孔的特点 , 采用从两面同时进行加工的工艺。在电气设计时设有互锁电路 , 使右滑台工进到 7 1 m m 时 , 左滑台方可继续工进 , 完成整个深孔的加工。机床工作循环如图 3 , 设计生产率为 4 m i n / 件 , 生产能力为单班年产 2 7 1 9 5 件。3 应用效果该机床于 2 0 0 2 年 4 月投产以来 , 使用效果良好 , 齿轮和轴均没有出现失效的情况。而整条生产线于投产后 , 箱体加工成本大幅度下降 , 机加工费由 4 0 元下降为 9 元 , 每台节约 3 1元。目前已经总共

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