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基于三维的柴油机气缸盖组合钻床总体及左主轴箱设计【11张图/12100字】【优秀机械毕业设计论文】

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基于三维的柴油机气缸盖组合钻床总体及左主轴箱设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar
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过程性材料
A0-右主轴箱补充加工图.dwg
A0-左主轴箱装配图.dwg
A0-机床联系尺寸图.dwg
A1-前盖补充加工图1.dwg
A1-加工示意图.dwg
A1-汽缸盖三面钻孔工序图.dwg
A3-轴1.dwg
A3-轴2.dwg
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基于 三维 柴油机 缸盖 组合 钻床 总体 整体 主轴 设计 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
资源描述:

文档包括:
说明书一份,31页。12100字。
任务书一份。
开题报告一份。
生产率计算卡一份。
PROE图一份。

图纸共11张,如下所示
A0-右主轴箱补充加工图.dwg
A0-左主轴箱装配图.dwg
A0-机床联系尺寸图.dwg
A1-前盖补充加工图1.dwg
A1-加工示意图.dwg
A1-汽缸盖三面钻孔工序图.dwg
A3-轴1.dwg
A3-轴2.dwg
A3-齿轮1.dwg
A3-齿轮2.dwg
A3-齿轮3.dwg

目录
1前言 1
2 总体设计 2
2.1 总体方案论证 2
2.1.1 加工对象工艺性的分析 2
2.1.2 机床配置型式的选择 2
2.1.3 定位基准的选择 3
2.2 确定切削用量及选择刀具 3
2.2.1 选择切削用量,计算切削力、切削扭矩及切削功率 3
2.2.2 验证刀具耐用度 5
2.2.3刀具耐用度的计算 6
2.2.4 选择刀具结构 7
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 7
2.3.3 机床联系尺寸图 9
2.3.4 机床生产率计算卡 12
3 组合机床左主轴箱设计 14
3.1 绘制左主轴箱设计原始依据图 14
3.2 主轴结构型式的选择及动力计算 16
3.2.1 主轴结构型式的选择 16
3.2.2 主轴直径和齿轮模数的初步确定 16
3.2.3 主轴箱动力计算 17
3.3 主轴箱传动系统的设计与计算 17
3.3.1 计算驱动轴、主轴的坐标尺寸 17
3.3.2 拟订主轴箱传动路线 17
3.3.3 传动轴的位置和转速及齿轮齿数 18
3.4 主轴箱中传动轴坐标的计算及传动轴直径的确定 19
3.4.1 传动轴坐标的计算 19
3.4.2 传动轴轴径的确定 20
3.5 轴的强度校核 20
3.6 齿轮校核计算 22
3.7主轴箱中传动轴坐标检查图的绘制 25
3.8左主轴箱三维建模 25
4 结论 29
参 考 文 献 30
致 谢 31

一、设计内容
设计一台柴油机气缸盖三面组合钻床,具体设计任务是进行总体设计及左主轴箱
计。主要设计内容如下:
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) 左主轴箱三维造型设计及装配图的绘制
(b) 左主轴箱零件图
(c) 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:ZH1105WAB柴油机
3.被加工零件:气缸盖(附零件图)
4.工件材料:HT250,硬度190~240HBS
5.加工内容:钻排气道面上2×M10—7H螺纹底孔至φ8.376,深19mm,Ra6.3,各
孔位置度公差为φ0.20mm;钻井气道上4×M10-7H螺纹底孔至φ8.376,深19mm, 
Ra 6.3,各孔位置度公差为φ0.30mm;钻G3/8"放置螺塞底孔至φ15.2mm通孔,
Ra 6.3,以上倒角均C1,Ra 12.5。
6. 生产纲领:4万件/年,两班制。
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、机床尽量采用标准件和通用件,以便降低制造成本;
4、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。过
程要求:装配图需提供手工草图。
5、毕业设计说明书应满足相关要求。
6、毕业设计说明书按照学校规定的格式规范统一编排、打印,字数不少于1万字。
7、到相关单位进行毕业实习,撰写不少于3000字实习报告;
8、撰写开题报告。

四、毕业设计物化成果的具体内容及要求

1、设计成果要求
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)左主轴箱零件图 不少于7张

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)内容必须与毕业设计课题相关;
3)所选外文资料应是近10年的文章,并标明文章出处。
课题名称: 基于三维的柴油机气缸盖组合钻床总体及左主轴箱设计
一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述
课题来源:
课题来源于盐城市江动集团ZH1100WA柴油机,为了提高产品质量及生产效率,因此需要设计一些高效率的专用组合机床,来改善目前柴油机汽缸盖的生产状况。
主要内容:
1) 设计绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸总图和编制生产率计算卡等。
2) 根据三图一卡,设计组合机床的主轴箱。
3)绘制主轴箱设计原始依据图,绘制各轴的干涉检查图;绘制多轴箱装配图,零件图及编制组件明细表。
国内外现状综述:
动化 技术(机床)是本世纪以来发展极迅速和影响极大的科学技术之一。现代自动化技术是一种完全新型的生产力,是直接创造社会财富的主要手段之一,对人类的生产活动和物质文明起着极大的推动作用。因此,自动化技术受到世界各国的广泛重视和越来越多的应用。

机械自动化(机床),主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。因此,发展我国的机械制造业自动化技术,符合我国社会主义的基本原则,符合我国现代生产的发展规律。 
如何发展我国的机械自动化技术(机床),这里有个技术政策问题,应实事求是,一切从我国的具体国情出发,做好各项基础工作,走中国的机械自动化技术发展之路。

国内外的工业发展史告诉我们,实现机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程。当机器的操作采用自动控制器后,生产方式才从机械化逐步过渡到机械控制(传统)自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化。只有建立了自动化工厂后,生产过程才能全盘自动化,才能使生产率全面提高,达到自动化的高级理想阶段。

机械自动化技术从本世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用,60年代后为适应市场的需求和变化,为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力,开始建立可变性自动化生产系统,即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下,机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程,并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明,这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。当代社会还没有在科学技术、物质和人员方面准备好实现这一自动化的条件,硬要这么做只会事倍功半。

二、本课题拟解决的问题
本人的课题是基于三维的柴油机汽缸盖组合钻床总体及左主轴箱设计,需要解决的问题主要有:
1. 收集整理有关汽缸盖设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料。
2. 了解汽缸盖的用途,技术要求和工艺性。
3.合理选择主轴箱的切削用量。
4.在满足主轴箱其他结构和传动要求下,通过一定的传动链,按要求把动力从动力部件的驱动轴传递到主轴上去。

三、解决方案及预期效果
解决方案:
1. 查阅与课题有关的文献,弄清楚组合机床的工作原理。
2. 实地参观组合机床生产车间,弄清组合机床的结构。通过实地观察,对组合机床有一个初步概念。
3. 总体方案设计的具体工作是编制“三图一卡”。
4. 形成设计初稿。
5. 对组合机床的各部件进行强度、刚度校核,并根据校验结果对其结构、尺寸等进行修改。
6.绘制组合机床的装配图和零件图。
预期效果:
最终设计的组合机床要求能够:一次装夹一个零件,三面同时加工,机床具有高的加工精度,运转平稳,工作可靠,调整,易操作。

四、课题进度安排
3月19日~4月1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。
4月2日~4月15日.开题阶段。
提出总体设计方案及草图,填写开题报告。
4月16日~5月23日. 设计初稿阶段。
完成总体设计图、部件图、零件图。
5月24日~6月7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8日~6月10日.毕业设计预答辩。
6月11日~6月18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19日~6月21日.毕业设计材料评阅。
6月22日~6月24日.毕业答辩。
6月25日~6月28日.材料整理装袋。


基于三维的柴油机气缸盖组合钻床总体及左主轴箱设计





















内容简介:
盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 目录 1 前言 . 1 2 总体设计 . 2 体方案论证 . 2 工对象工艺性的分析 . 2 床配置型式的选择 . 2 位基准的选择 . 3 定切削用量及选择刀具 . 3 择切削用量 ,计算切削力、切削扭矩及切削功率 . 3 证刀具耐用度 . 5 . 6 择刀具结构 . 7 合机床总体设计 “三图一卡” . 7 加工零件工序图 . 7 工示意图 . 7 床联系尺寸图 . 9 床生产率计算 卡 . 12 3 组合机床左主轴箱设计 . 14 制左主轴箱设计原始依据图 . 14 轴结构型式的选择及动力计算 . 16 轴结构型式的选择 . 16 轴直径和齿轮模数的初步确定 . 16 轴箱动力计算 . 17 轴箱传动系统的设计与计算 . 17 算驱动轴、主轴的坐标尺寸 . 17 订主轴箱传动路线 . 17 动轴的位置和转速及齿轮齿数 . 18 轴箱中传动轴坐标的计算及传动轴直径的确定 . 19 动轴坐标的计算 . 19 动轴轴径的确定 . 20 的强度校核 . 20 轮校核计算 . 22 . 25 . 25 4 结论 . 29 参 考 文 献 . 30 致 谢 . 31 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 1 1 前言 对于多功能组合机床,工业领域内有很多称呼来形容它,如 “多任务处理装置”、“多功能机床”、“多程序生产系统”等,它确实可称为加工领域的新星,可降低成本,简化配置,并一直保持在美国本土生产。过去只有使用多机操 作才能完成的任务,现在可以集中到一台机床上加工完成。 由于市场需求的不断变化,产品的生命周期在不断缩短,今天的市场更加强烈需求多任务处理装置概念。在整个生产环境中推行精益管理时,没有比把零件加工集中到一台机器上完成更精一些传统的制造业厂商认为多功能组合机床过于复杂,很难找到合适的操作人员也就不足为奇了。在一些劳动力市场,要找到能够对多轴组合机床加工中心进行手工编程的人是不太可能的事。但资料显示,解决方案可有两个,一个是现代多功能组合机床的直觉式技术,另一个是针对金属加工基本原理及在生产车间现场有关新机床使用 中难题创新解决方面的培训。 本次设计的课题是 基于三维的柴油机 气缸体 三面 钻削组合机床 总体及左主轴箱设计 ,该课题来源于 盐城市江动集团 。 本设计主要针对 缸盖 钻排气道面上 2 7H 19孔位置度公差为 井气道上 4 H 螺纹底孔至 19孔位置度公差为 放置螺塞底孔至 孔,以上倒角均 前面,后面,左面三个面上 7个孔 同时 加工 、生产率低、位置精度误差大的问题而设计的,从而保证孔的位置精度、提高生产效率,降低工人劳动强度。 由于柴油机机体需大批量生产,为了提高加工精度,降低成本,有必要设计一种组合机床来满足柴油机机体前后左三面同时钻孔的需要。本次设计分总体设计、夹具设计、左轴箱设计、右轴箱设计及后主轴箱设计四部分。我主要负责左主轴箱 部分的设计, 总体设计由我和另外三位 同学 共同完成 。 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面的机床配置型式。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、机床总图和生产率计算卡。在第 3 章中,主要介绍了左主轴箱的设计。左主轴箱的设计是组合机床设计中的一个重要的组成部分。左主轴箱设计时,首先确定绘制左主轴箱设计原始依据图,接着对主轴结构型式选择和动力的计算,然后对主轴箱传动系统进行设计与计算,在对左主轴箱中的传动轴直径和传动轴在箱体中的位置进行计算,最后对轴和齿轮的强度进行校 核,绘制出主轴箱中传动轴坐标检查图 并画出三维图形。 气缸体双工位专用钻床总体及左主轴箱设计 2 2 总体设计 体方案论证 工对象工艺性的分析 该加工零件为 料 硬度为 240,重量 本工序之前各主要表面、主要孔已加工完毕。 本道工序:钻右面、左面、后面的孔,由本设备“ 成,因此,本设备的主要功能是完成柴油机气缸盖右面、左面、后面三个面上 7个孔的加工。具体加工内容及 加工精度是: a. 钻后面上 2 个孔钻:钻 2 7H 螺纹底孔至 19孔位置度公差为 个孔: 4 7 19孔位置度公差为 个孔: 钻 放置螺塞底孔至 以上倒角均 床配置型式的选择 根据选定的工艺方案确定机床的配置型式,并定出影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。既要考虑能实 现工艺方案,以确保零件的精度、技术要求及生产率,又要考虑机床操作方便可靠,易于维修,且润滑、冷却、排屑情况良好。对同一个零件的加工,可能会有各种不同的工艺方案和机床配置方案,在最后决定采取哪种方案时,绝不能草率,要全面地看问题,综合分析各方面的情况,进行多种方案的对比,从中选择最佳方案。 各种形式的单工位组合机床,具有固定式夹具,通常可安装一个工件,特别适用于大、中型箱体类零件的加工。根据配置动力部件的型式和数量,这种机床可分为单面、多面复合式。利用多轴箱同时从几个方面对工件进行加工。但其机动时间不能与辅助 时间重合,因而生产率比多工位机床低。 机床的配置型式主要有卧式和立式两种。卧式组合机床床身由滑座、侧底座及中间底座组合而成。其优点是加工和装配工艺性好,无漏油现象;同时,安装、调试与运输也都比较方便;而且,机床重心较低,有利于减小振动。其缺点是削弱了床身的刚性,占地面积大。立式组合机床床身由滑座、立柱及立柱底座组成。其优点是占地面积小,自由度大,操作方便。其缺点是机床重心高,振动大。 在认真分析了被加工零件的结构特点及所选择的加工工艺方案,又由组合机床的特点及适应性,确定设计的组合机床的配置型式为单工位卧式 三面钻组盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 3 合机床。 位基准的选择 被加工零件为 工序加工为三面同时钻螺纹底孔,加工工序集中、精 度要求高。由于箱体零 件的定位方案一般有两种,“一面两孔”和“三平面”定位方法。 A. “一面双孔”的定位方法 它的特点是: 工件获得稳定可靠定位。 能高度集中工序,又有利于提高各 面上孔的位置精度。 c.“一面双孔”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(工位)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。 紧,并有利于防止切削落于定位基面上。 B.“三平面”定位方法 它的特点是: 工件获得稳定可靠定位。 高度集中工序。 一般情况下,“一面双孔”是最常用的定位方案,即零件在机床上放置的底面及底面上的两个孔作为定位基准,通过一个平面和两个定位销限制其六个自由度。由于柴 油机气缸盖底面有两个孔,再通过底面这个平面就可限制气缸盖六个自由度。 初步拟定“一面双孔”定位方法。 定切削用量及选择刀具 择切削用量 ,计算切削力、切削扭矩及切削功率 对于 7个被加工孔,采用查表法选择切削用量,从文献 1 6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 1 6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 1得硬度 速钢钻头的切削用量如表 2 表 2速钢钻头切削用量 气缸体双工位专用钻床总体及左主轴箱设计 4 加工材料 加工直径 1d( 切削速度v (m/进给量f (mm/r) 铸铁 190 240 12 10 18 12 22 选择切削速度时,要求同一多轴箱上各刀具每分钟进给量必须相等并等于滑台的工进速度位为 mm/,因此,一般先按各刀具选择较合理的转速位为 r/每转进给量位为 mm/r),再根据其工作时间 最长、负荷最重、刃磨较困难的所谓“限制性刀具”来确定并调整每转进给量和转速,通过“试凑法”来满足每分钟进给量相同的要求,即 2211( 2 在选择了转速后就可以根据公式 1000 ( 2 选择合理的切削速度。 A 右侧 面上 4 个孔的切削用量的选择 4 19, l=19 d 6 12,硬度大于 190 240择 v=10 18m/f r,又 d=选 n=533r/f =r,则由 ( 2 得: v= 533/1000=14m/ 个孔的切削用量的选择 2 19, l=19 d 6 12,硬度大于 190 240择 v=10 18m/f r, 又 d=初选 n=536r/f =r,则由 ( 2 得: v= 536/1000=的切削用量的选择 钻 放置螺塞底孔至 由 d 12 22,硬度大于 190 240择 v=10 18m/f r, 又 d=初选 n=335r/f =r,则由 ( 2 得: v= 335/1000=16m/ 表 2加工各个孔的 进给量,工进速度及切削速度 孔径 切削用量 5.2 v (m/14 6 f (mm/r) n (r/533 536 335 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 5 证刀具耐用度 根据文献 1 (2 (29740(2式中, F 切削力( N); T 切削转矩( P 切削功率( v 切削速度( m/ f 进给量( mm/r); D 加工(或钻头)直径( 布氏硬度。 )(31 m i nm a xm a x ,在本设计中,240 190得 23。 由以上公式可得: A 右侧 面上 4 个孔的切削用量的选择 钻 4 至 4 19 由公式( 2: =26 由公式( 2: =10 公式( 2: 9740= = 个孔的切削用量的选择 钻 2 至 2 19 由公式( 2: =26 缸体双工位专用钻床总体及左主轴箱设计 6 = 公式( 2: =10 公式( 2: 9740=3 4 0 162 84 3. 4 =. 左侧面上一个 孔的切削用量的选择 钻 放置 螺塞底孔至 孔 由公式( 2: =26 由公式( 2: =10 公式( 2:9740 =2 = 2工各个孔的切削力、切削转矩及切削功率 孔径 F (N) M (P ( 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。查阅文献 2中公式: 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 7 T( 2 式中: T 刀具耐用度,单位 D 钻头直径,单位 v 切削速度,单位 m/ f 每转进给量,单位 mm/r; 布氏硬度。 选择 80 . 2 5 0 . 2 50 . 5 5 1 . 3 0 . 5 5 1 . 39 6 0 0 9 6 0 0 6 . 6 154281 3 . 1 0 . 1 2 2 2 3f H B 得刀具耐用度满足要求。 择刀具结构 根据工艺要求及加工精度的要求,加工 7 个孔的刀具均采用标准锥柄长麻花钻。 合机床总体设计 “三图一卡” 加工零件工序图 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(或自动线)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具体依据,也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要文件。 名称及编号:气缸盖 料及硬度: 240 重量 12 针对机体的结构特点,选用“一面双孔”定位基准。 夹紧点 定位基面 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气缸体双工位专用钻床总体及左主轴箱设计 8 作循环等。 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。 刀具直径的选择应与加工部位尺寸、精度相适应。孔 择刀具 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 7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 ,选择的导套尺寸为: D=18 5 0 =25 对于加工 ,选择的导套尺寸为: D=185 0 =25 对于加工 ,选择的导套尺寸为: D=30 0 0 =35 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,所以该主轴 属于长主轴。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 14 10d B T (2式中, d 轴的直径(); T 轴所传递的转矩( B 系数,本课题中主轴为非刚性主轴,取 B= 由公式可得: 轴 1 4 d=30 5 6 d=30 7 d=38 1到主轴外伸尺寸及接杆莫氏圆锥号。主轴轴径 d=30轴外伸尺寸为: L=115杆莫氏圆锥号为。主轴轴径 d=38轴外伸尺寸为: L=115杆莫氏圆锥号为 2。 工的确定 工作进给长度 等于加工部位长度 L(多轴加工时按最长孔计算)与盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 9 刀具切入长度1入长度一般为 5 10据工件端面的误差情况确定。由于加工的孔均为螺纹底孔,即盲孔,所以各个孔的切出长度均为零。两个面上钻孔时的工作进给长度见下表: 表 2作进给长度 L 122 8 右主轴箱 19 8 后主轴箱 19 8 快速进给是指动力部件把刀具送到工作 进给位置。初步选定三个主轴箱上刀具的快速进给长度都为 140 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,三面快速退回长度为 170 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 30备量取 130总行程为 330 床联系尺寸图 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。 1选择动力部件 本组合机床采用的是液压滑台。与机械滑台相比较,液压滑台具有如下优点: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;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;由行程调速阀来控制滑台的快进转工进,转换精度高,工作可靠。但采用液压滑台也有其弊端,如: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 个孔,位置精度和尺寸精度要求较高,因此采用液压滑台。 由此,根据已定的工艺方案和机床配置形式并结合使用及修理等因素,确定机床为卧式双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主轴箱钻孔主轴。 文献 1 气缸体双工位专用钻床总体及左主轴箱设计 10 ni 2 式中,各主轴所需的 向切削力,单位为 N。则 左主轴箱 右主轴箱 0914 多轴箱后主轴箱 0962 多轴箱实际上 ,为克服滑台移动引起的摩擦阻力,动力滑台的进给力应大于 箱。 7 后 = 0 L=400mm 动力滑台导轨组合有“矩 矩”和“矩 心”两种型式。前者一般多用于带导向刀具进行加工的机床及其他粗加工机床,后者主要用于不带导向的刚性主轴加工及其它精加工机床。由此可知,本机床选用“矩 矩”式最合适。 考虑到所需的进给力、最小进给速度、切削功率、行程、主轴箱轮廓尺寸等因素,为了保证工作的稳定性,由文献 1 5、右两面的 液压滑台均选用 1面宽 500面长 1000程长 400台及滑座总高 320座长 1240许最大进给力 32000N,快速行程速度 进速度 10 350mm/ 由切削用量计算得到的各主轴的切削功率的总和 ,根据 1公式 切削多轴箱 ( 2 式中 , 消耗于各主轴的切削功率的总和( ; 多轴箱的传动效率 ,加工黑色金属时取 工有色金属时取 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 。 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 11 左主轴箱:14 0 . 1 7 3 6 0 . 1 1 0 . 2 4 6 1 . 5 9 8 k i 切 削 P 切削 = 1 . 5 9 8 1 . 9 9 7 5 k 8P 多 轴 箱P=54 右主轴箱:11 6 0 . 1 1 4 0 . 3 5 6 3 . 1 8 4 k i 切 削 P 切削 = 3 . 1 8 4 3 . 9 8 k 8P 多 轴 箱P 多轴箱 =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 1 115表 5出动力箱及电动机的型号 表 2力箱及电动机的型号选择 动力箱型号 电动机型号 电 动 机 功 率(电动机转速(r/输出轴转速(r/左主轴箱 1132440 720 右主轴箱 1132440 720 后主轴箱 1132440 720 侧底座 1高度 H=560度 B=600度 L=1350据夹具体的尺寸,自行设计中间底座。 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地面的垂直距离。本课题中,工件最低孔位置2 11,主轴箱最低主轴高度1 130,所选滑台与滑座总高3 320,侧底座高度4 560,夹具底座高度5 380,中间底座高度6 560,综合以上因素,该组合机床装料高度取 H=1000 3 确定主轴箱轮廓尺寸 主要需确定的尺寸是主轴箱的宽度 及最低主轴高度1h。主轴箱宽度 B、高度 按下式计算: 12B b b( 2 11H h h b ( 2 式中, b 工件在宽度方向相距最远的两孔距离( 1b 最边缘主轴中心距箱外壁的距离( 气缸体双工位专用钻床总体及左主轴箱设计 12 h 工件在高度方向相距最远的两孔距离( 1h 最低主轴高度( 。 其中,1 11)、机床装料高度( H=1000滑台滑座总高(3 320)、侧底座高度(4 560)、滑座与侧底座之间的调整垫高度(7 5)等尺寸有关。对于卧式组合机床,1常推荐1 8 5 1 4 0 m ,本组合机床按式 1 2 3 7 4( 0 . 5 )h h H h h h ( 2 计算,得: 1 。 4 0 7 m m , 1 5 6 m ,取 1 100 ,则求出主轴箱轮廓尺寸: B=3981 1 5 6 1 2 9 . 5 1 0 0 3 8 5 . 5 m mH h h b 根据上述计算值 ,按主轴箱轮廓尺寸系列标准,最后确定主轴箱轮廓尺寸为B H=400400 床生产率计算卡 已知:工作行程为 180 进刀量为 7500动时间 装卸工件时间 件工时 (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 ( 2 计算,式中, N 年生产纲领(件),本课题中 N=30000件; 全年工时总数,本课题以单班 7小时计,则 2350 则 k /盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 13 1(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。即公式101 ( 2 式中, 生产一个零件所需时间( 则 单 机床负荷率为理性乡生产率与实际生产率之比。即公式 1 ( 2 则 % 产率计算卡见表 2 表 2产率计算卡 被加工零件 图号 坯种类 铸件 名称 柴油机 气缸盖 毛坯重量 材料 度 190 240序名称 三 面钻孔 工序号 气缸体双工位专用钻床总体及左主轴箱设计 14 序号 工步 名称 被加工零件数量 加工直径(加工长度 (工作行程 (切削速度 (m/每分钟转速 (r/ 进给量 (mm/r) 进给速度 (工时 (机 加工 时间 辅助 时间 共计 1 装卸工件 1 滑台快进 150 左滑台快进 140 7500 轴箱工进 (钻孔 30 16 335 右多轴箱工进 30 14 533 多轴箱工进 30 36 0 左右滑台快 退 180 7500 注 装卸工件时间取决于操作者熟练程度 ,本机床计算时取 计 件工时 床生产率 h 机床负荷率 3 组合机床左主轴箱设计 主轴箱是组合机床的部件之一,它的功用是根据被加工零件的加工要求,将电机和动力箱部件的功率和运动,通过按一定速比排 布的传动齿轮传递给各主轴,使其能按要求的转速和转向带动刀具进行切削。 制左主轴箱设计原始依据图 主轴箱的设计原始依据图是根据“三图一卡”整理编绘出来的,其内容包括主轴箱设计的原始要求和已知条件。 在编制此图时从“三图一卡”中已知 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 15 a) 主轴箱轮廓尺寸 :400 400 440; b) 工件轮廓尺寸及各孔位置尺寸; c) 工件和主轴箱相对位置尺寸。 根据以上依据编制出的主轴箱设计原始依据图 3图中双点划线表示被加 工零件轮廓,实线表示主轴箱轮廓。 附表: a) 被加工零件 名称:气缸体 材 料: 度: 190 240b) 主轴外伸长度及切削用量 表 3主轴外伸长度及切削用量 轴号 加工直径( 主轴直径( 主轴外伸尺寸( 切削速度v( m/ 转速 n( r/ 每转进给量 f( mm/r) D/d L 0 4 15 65/44 135 16 335 缸体双工位专用钻床总体及左主轴箱设计 16 动机功率 速 1400r/动轴转速 403r/动轴到滑台表面距离为 他尺寸可查动力箱装配图。 轴结构型式的选择及动力计算 轴结构型式的选择 主轴结构型式由零件加工工艺决定,并应考虑主轴的工作条件和受力情况。因本工序是对气缸盖进行钻孔,因此选用滚珠轴承主轴结构,这种结构前支承为推力球轴承和向心球轴承 ,后支承为向心球轴承或圆锥滚子轴承 能承受单方向的轴向力 ,适用于钻孔主轴。 本主轴是属外伸长度为 135置的单导向用于钻孔。 轴直径和齿轮模数的初步确定 a) 主轴直径 初步主轴直径已在编制“三图一卡”时完成,由此可知主轴直 径 d=40 b) 齿轮的模数 主轴直径已在总体设计部分初步确定 齿轮模数 m(单位为 般用类比法确定,也可由查得的公式 估算, 即 3)3230( (3式中, P 齿轮所传递的功率,单位为 z 一对啮合齿轮中的小齿轮齿数; n 小齿轮的转速,单位为 r/ 多 轴箱中的齿轮模数常用 2、 3、 4几种。为了便于生产,同一主轴箱中的模数规格不要多于两种。由于本主轴箱为钻孔主轴箱,主轴转速误差较 小,且加工孔的位置比较集中,可以根据实际需要选出齿轮模数为 3、 4两种。 该主轴箱中两条主要传动链中的齿轮,由于往往和多个齿轮同时啮合,受力较复杂,且往往速度较低,受力较大,所以选用大一点的模数,而对其它一些齿轮可选小一些,如取 m=3,m=4, 具体各齿轮的模数如图 4所示。 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 17 轴箱动力计算 因所有主轴均用于钻孔,所以均选用有推力轴承的主轴,主轴箱所需动力见机床的总体设计,此处不在赘述。 轴箱传动系统的设计与计算 算驱动轴、主轴的坐标尺寸 根据原始依据图 3算驱 动轴、主轴的坐标尺寸,如表 4 表 3驱动轴、主轴坐标值 驱动轴O 主轴 1 0 25 0 120 订主轴箱传动路线 在设计传动系统时,要尽可能用较少的传动件,使数量较多的主轴获的预定的转速和转向,因此在设计时单一应用计算或作图的方法就难以达到要求,现在一般采用“计算、作图和试凑”相结合的办法来设计。 a) 分析主轴的位置 其传动路线如下: 驱动轴 O轴 3轴 2 轴 1(主动轴) 手柄轴 4轴 3轴 2轴 1(主动轴) b) 传动比的选择 为了使结构紧凑,多轴箱内齿轮传动比一般选在 1 1,尽量避免用升速传动。当驱动轴转速较低时,允许先升速后在降一些,使传动链前面的轴、
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本文标题:基于三维的柴油机气缸盖组合钻床总体及左主轴箱设计【11张图/12100字】【优秀机械毕业设计论文】
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