【JC037】缸头两面钻孔专机设计【2A0】【机械专业毕业设计论文】【优秀】【通过答辩】

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A2-夹具体.dwg

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关键词：: 两面钻孔专机设计 a0 机械专业毕业设计论文优秀优良通过答辩

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内容简介：: 中文译文缸体机械加工工艺设计发动机缸体是发动机零件中结构较为复杂的箱体零件，其精度要求高，加工工艺复杂，且加工质量的好坏直接影响发动机整机性能，因此，它成为各发动机生产厂家所关注的重点零件之一。 1 发动机缸体的工艺特点发动机缸体是发动机的基础零件和骨架，同时又是发动机总装配时的基准零件。缸体的作用是支承和保证活塞、连杆、曲轴等运动部件工作时的准确位置；保证发动机的换气、冷却和润滑；提供各种辅助系统、部件及发动机的安装。艺特点缸体为一整体铸造结构，其上部有 4个缸套安装孔；缸体的水平隔板将缸体分成上下两部分；缸体的前端面从前到后排列有三个同轴线的凸轮轴安装孔和惰轮轴孔。缸体的工艺特点是 :结构、形状复杂；加工的平面、孔多；壁厚不均，刚度低；加工精度要求高，属于典型的箱体类加工零件。缸体的主要加工表面有顶面、主轴承座侧面、缸孔、主轴承孔及凸轮轴孔等，它们的加工精度将直接影响发动机的装配精度和工作性能，主要依靠设备精度、工夹具的可靠性和加工工艺的合理性来保证。 2 发动机缸体工艺方案设计原则和依据工艺方案是工艺准备工作的总纲，是工艺规程设计和关键工艺装备设计的指导文件。正确的工艺方案设计，有助于系统地运用新的科学技术成果和先进的生产经验，保证产品质量，改善劳动条件，提高工艺技术和工艺管理水平。艺方案设计的原则设计工艺方案应在保证产品质量的同时，充分考虑生产周期、成本和环境保护；根据本企业能力，积极采用国内外先进的工艺技术和装备，不断提高企业工艺水平。发动机缸体机械加工工艺设计应遵循以下基本原则 : (1) 加工设备选型原则加工设备选型采用刚柔结合的原则，加工设各以卧式加工中心为主，少量工序采用立式加工中心，关键工序一曲轴孔、缸孔、平衡轴孔加工采用高精度高速卧式加工中心，非关键工艺一上下前后四个平面的粗铣采用高效并有一定调整范围的专用机床加工； (2) 集中工序原则关键工序一机体缸孔、曲轴孔、平衡轴孔的精加工及缸盖结合面的精铣，采用集中在一道工序一次装夹完成全部加工内容的方案，以确保产品精度满足缸体关键品质的工艺能力和有关技术要求； (3) 全部夹具均采用液压夹具，夹紧元件、液压泵及液压控制元件采用德国或美国产优质可靠元器件； (4) 整线全部采用湿式加工，采用单机独立排屑，高精度关键加工工序的卧式加工中心采用恒温冷却并加装高精度高压双回路带旁通精过滤系统，加工中心全部带有高压内冷。根据汽车发动机缸体的工艺特点和生产任务要求，发动机缸体机械加工自动生产线由卧式加工中心用铣 /镗床、立式加工中心 (1) 顶底面及瓦盖止口面粗铣组合机床本机床为双面卧式专用铣床，采用移动工作台带动工件，机床采用进口西门子床设独立电控柜，切削过程自动化完成，有自动和调整两种状态； (2) 高速卧式加工中心该加工中心可实现最大流量的湿加工，但由于设备自动排屑处理系统是通过位于托盘下的内置宽式排屑器而完成，该加工中心可以进行干加工；机床主轴转速 6000r/速进给速度 38m/ (3) 前后端面粗铣组合机床机床采用液压传动；控制系统采用进口西门子床具有一定的柔性； (4) 专用机床本机床由立式加工中心改造而成型，具备立式加工中心的特点及性能，该机床具有高强度、高耐磨度、高稳定性、高精度、高配置等优点； (5) 高速立式加工中心该加工中心主轴最高转速 9000r/制系统采用西门子公司 (6) 高速卧式加工中心主轴最高转速 15000r/ 艺方案设计的依据影响发动机缸体零件的工艺方案设计因素是多方面的。具体地说，可以从以下几个方面理解。 (1) 产品对象、产品图样和有关技术文件根据发动机缸体的复杂程度、精度要求等采取相应的工艺措施。生产对象为四缸汽车发动机缸体； (2) 产品的生产纲领、生产性质和生产类型该发动机缸体年生产纲领为 40000万件； (3) 工作制度设备年有效工作日为 320天，平均设备负荷率为 80%,两班制， 16小时 /天。 3发动机缸体机械加工工艺设计的主要内容发动机缸体结构复杂，精度要求高，尺寸较大，是薄壁零件，有若干精度要求较高的平面和孔。发动机缸体机械加工的工艺特点是 :主要是平面和孔的加工，加工平面一般采用刨、铣削等方法加工，加工孔主要采用镗削，加工小孔多用钻削。由于缸体结构复杂，因此如何保证各表面的相互位置精度是加工中的一个重要问题。坯的选择发动机缸体采用的材料一般是灰铸铁有采用铸铝或钢板的，此发动机缸体采用高强度合金铸铁。缸体在加工前进行时效处理，以消除铸件内应力和改善毛坯的力学性能。提高毛坯精度，减少加工余量，是提高自动生产线系统生产率及加工质量的重要措施。由于国外箱体类零件毛坯质量和精度较高，其生产线系统己实现了毛坯直接上线，既省去了毛坯检查装置，也节省了由于毛坯质量问题而浪费的加工工时，提高了综合效益。因此，精化毛坯是提高生产率最有潜力的出路。对于发动机缸体生产线，可在零件上线前粗铣六个面，去除大部分余量，便于零件直接上线。械加工工艺基准的选择与加工选择合理的加工工艺基准，直接关系到能否保证零件的加工质量。一般地说，工艺基准可分为粗基准和精基准。 (1) 粗基准对于上线的毛坯，其粗基准的选择尤为重要，如果粗基准选择不合理，会使加工余量分布不均匀，加工面偏移，造成废品。在缸体生产线中，我们采用侧面为粗基准； (2) 精基准对于发动机缸体这种箱体零件来说，一般采用“一面两销”为全线的统一基准。对于较长的自动生产线系统，由于定位销孔在使用过程中的磨损造成定位不准确，因此，将定位销孔分为 2缸体定位销孔的加工中，我们采用了以侧面、底面和主轴孔定位，在加工中心上加工。械加工加工阶段的划分和工序的安排一个零件往往有许多表面需要加工，当然表面的加工精度是不同的。加工精度较高的表面，往往要经过多次加工；而对于加工精度低的表面，只需要经过一两次就行了。因此，拟订工艺顺序时，要抓住“加工精度高的表面”这个矛盾，合理安排工序和合理划分加工阶段。安排工艺顺序的原则是 :先粗后精，先面后孔，先基准后其它。在发动机缸体的机械加工中，同样应遵循这一原则。 (1) 粗加工阶段在发动机缸体的机械加工过程中，安排粗加工工序，对毛坯全面进行粗加工，切去大部分余量，以保证生产效率； (2) 半精加工阶段在发动机缸体的机械加工中，为了保证一些重要表面的加工精度，安排一些半精加工工序，将精度和表面粗糙度要求中等的一些表面加工完成，而对要求高的表面进行半精加工，为以后的精加工做准备； (3) 精加工阶段对精度和表面粗糙度要求高的表面进行加工； (4) 次要小表面的加工如螺纹孔，可以在精加工主要表面后进行，一方面加工时对工件变形影响不大，同时废品率也降低；另外，如果主要表面出废品后，这些小表面就不必再加工了，从而避免浪费工时。但是，如果小表面的加工很容易碰伤主要表面时，就应该把小表面加工放在主要表面的精加工之前； (5) 辅助工序也要妥善安排如检验工序，在零件粗加工阶段之后，关键工序加工前后，零件全部加工完毕后，都要适当安排。对加工阶段进行划分，具有以下好处 :首先，可以在粗加工后采取措施消除工件内应力，保证精度；其次，精加工放在后面，不至于在运输过程中损坏工件己加工表面；再次，先粗加工各面，可以及早发现毛坯缺陷并及时处理，不会浪费工时。不过对于一般小工件就不要分得很细。体的主要加工表面和辅助工序缸体主要加工表面和辅助工序有 : (1) 平面加工目前，铣削是发动机缸体平面加工的主要手段，国内铣削进给量一般为 300国外铣削进给量 2000差甚远，有待于提高，因此，提高铣削进给量，缩短辅助时间，是提高生产效率的主要途径，发动机缸体精加工一些平面时的铣削进给量达到 2399 大提高了效率；顶面的铣削是缸体加工中的一个关键工序，其平面度要求为 45面粗糙度为缸体的加工中，采用侧面和主轴轴承孔定位，顶面、底面和中间瓦盖止口面同时加工，在加工中采用线外对刀装置，能较好地满足发动机缸体加工精度要求； (2) 一般孔系的加工一般孔系的加工仍采用传统的钻、扩、镗、铰、攻丝等工艺方法。课题在设计具体的工艺方案时，采用涂层刀具、内冷却刀具等先进刀具，并采用大流量冷却系统，大大提高了切削速度，提高了生产率； (3) 深油孔加工传统的加工方法是采用麻花钻进行分级进给，其生产效率低，加工质量差。在发动机缸体深油孔的加工中，采用枪钻工艺； (4) 三轴孔的加工三轴孔的加工为缸体孔系加工中精度要求高，工时长的限制性工序。因此，工序安排、加工方法、刀具等都应特别注意。合盖前加工，即缸体半圆孔和主轴承盖的荒加工，其主要目的是去除毛坯余量、释放应力，为后序加工做准备；在加工中心上加工曲轴孔时，采用双面镗孔，先在曲轴孔一端镗孔到 1/2长度时，然后工作台回转 180度，从另外一端再镗另一 1/2长。 (5) 缸孔的加工缸孔的加工是缸体机械加工中的关键工序之一，一般情况下，其加工工艺过程为粗镗、半精镗、精镗和珩磨。为及早发现缸孔内壁的铸造缺陷，消除应力，应尽量提前粗镗缸孔；由于缸孔的结构特点不同，需采用珩磨工艺，以提高缸孔表面质量。在大批量生产中，缸孔的珩磨一般采用多轴珩磨机或珩磨自动线。在此我们采用珩磨自动线，由粗珩 (6) 清洗清洗分为湿式清洗和干式清洗。缸体机械加工自动生产线采用大流量湿式清洗； (7) 检测检测分在线检测和线外检测两种。在发动机缸体的质量检测中，根据实际情况采用线外检测，主要采用三坐标测量机对缸体进行综合测量，每 200件抽查 1班抽查一件。体加工切削用量的选择发动机缸体切削用量的选择包括切削速度、进给量和进给速度的选择。由于加工中所使用的设备都是具有较高精度和刚度的机床和高速加工中心，为保证切削加工的效率，可以适当选择较大的切削用量。发动机缸体的主要加工表面为平面和轴承孔、缸孔等孔的加工，而平面和轴承孔、缸孔的加工方式主要是铣削和镗削，因此这里讨论的切削用量的选择主要是铣削和镗削切削用量的选择。 (1) 铣削量的选择铣削用量的选择直接关系到铣削效果的好坏。一般地说，铣削用量的选择原则是 :端面铣刀铣削时首先应尽可能取较大的铣削深度和铣削宽度，然后尽可能选取较大的铣削速度。在具体选择铣削用量时所涉及的因素很多，但总的来说，粗铣时工件余量大，加工要求低，主要考虑铣刀的耐用度；精铣时余量小，加工精度要求高，主要考虑加工质量的提高；在发动机缸体的铣削加工中，选用的机床为具有高刚度的高速机床，功率大，刚性好，因而选择了比较大的切削用量。 (2) 镗削用量的选择镗削用量的选择根据粗、精加工工艺的不同而不同。粗加工时，选用较大的切削深度，精加工时，选用较小的切削深度。切削深度确定以后，尽可能选用较大的切削用量。在切削深度和进给量选定以后，可在保证刀具合理耐用度的条件下，用计算或查表的方法来确定切削速度。一般地，粗加工时，选择较低的切削速度，精加工时，选用较高的切削速度。在发动机缸体的镗削加工中，选用的机床为具有高刚度的高速机床，功率大，刚性好；刀具为国外先进的刀具，质量高，刚性好，因而选择了比较大的切削用量。 4小结通过对发动机缸体的结构和工艺特点进行分析，论述了发动机缸体机械加工工艺方案设计的原则和依据以及切削用量的选择，并以高速铣削和调头镗孔为例，设计、分析了发动机缸体的高速铣削和调头镗孔工艺过程，及在加工中需要注意的问题。 I 无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题： 1、题目缸头两面钻孔专机设计 2、专题二、课题来源及选题依据随着工业生产规模化、专业化、集中化、高度机械化乃至自动化的步伐的加快，在进行工件加工时，要求考虑使用专用机床和夹具。组合机床和组合机床自动线是一种专用高效自动化技术装备 ,目前 ,由于它仍是大批量机械产品实现高效、高质量和经济性生产的关键装备 ,因而被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域。某企业因生产发展需要，拟开发缸头两面钻镗专机，因此选定缸头两面钻孔专机设计为本次设计课题。三、本设计（论文或其他）应达到的要求：设计原始参数；依据原始参数绘制零件工序图及零件加工示意图；完成满足生产需要的工程设计图一套（折合零号图 3 张），包括机床夹具设计、组合机床总体设计、组合机床多轴箱设计；编译设计说明书一份；完成英文翻译资料一份。四、接受任务学生：机械 91 班姓名季婷婷五、开始及完成日期：自 2012 年 11 月 12 日至 2013 年 5 月 25 日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任学科组组长研究所所长签名系主任签名 2012 年 11 月 12 日编号无锡太湖学院毕业设计（论文）相关资料题目：缸头两面钻孔专机设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923003 学生姓名：季婷婷指导教师：刘新佳（职称：副教授）（职称：） 2013年 5月 25日无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目：缸头两面钻孔专机设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923003 学生姓名：季婷婷指导教师：刘新佳（职称：副教授）（职称：） 2012年 11月 25日课题来源自拟题目科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）（ 1）课题科学意义专用机床相对于通用机床造价昂贵，设计、制造周期长，在一定程度上阻碍着产品的更新换代。为了解决通用机床与专用机床之间的矛盾，同时尽可能地兼顾通用机床与专用机床的优越性，于是，组合机床便在通用机床与专用机床的夹缝中悄然兴起，并得到了越来越广泛的应用。本课题主要是对缸头两面钻孔组合机床进行设计。（ 2）国内外研究概况、水平和发展趋势组合机床出现在世界上只有 50 多年的历史。我国从 1956 年开始自行设计、制造了组合机床并得到很大发展。目前，我国大多数省、市、自治区都能设计并制造组合机床及自动线，产量，质量和技术水平都在不断提高。组合机床在汽车、拖拉机、柴油机等部门已获得广泛的应用。由于组合机床具有的一系列优点，因此在我国机械加工工业中广泛使用组合机床已成为多、快、好、省地发展我国机械加工工业的一条重要途径，继续发展和提高组合机床及自动线技术水平，是当前机械加工工业的一项重要任务。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，由于基础薄弱，从整体上看，与国外先进水平还存在着一定的差距。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，实现了机床工作程序软件化，工序高度集中，高效短节拍和多种功能的自动监控。（ 3）应用前景纵观世界四大机床展览会的概况我们可以从中看到未来机床的发展动向有以下特点：（ 1）从开发制造系统转变到积极深入开发单机与环节技术，提高其先进性、可靠性、实用性和性能价格比，力求价廉，且实用于生产，产业经济效果。这是当前世界机床技术发展的主流。（ 2）进一步提高和开发高精度、高效率、高自动化及多样性、成套性、综合性的单机与环节。这是目前世界机床技术发展的根本趋势。（ 3）进一步发展不同程度的低、中、高档机电一体化的各类单机与环节产品，提高加工精度、效率、自动化，全面提高制造技术水平，有利的长远发展趋势。研究内容熟悉组合机床的发展历程，特别是从 1956 年我国开始自行设计制造并得到很大发展的历史；熟悉组合机床通用部件和专用部件的选用；完成组合机床的总体设计、多轴箱设计和夹具设计；熟练运用制图软件；拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析（ 1）方案查阅资料，调查研究；进行零件的工艺分析，选择加工方案；确定切削用量，切削功率；确定组合机床的配置形式和结构方案；编制“三图一卡” ；多轴箱的设计（含必要的计算）；夹具设计。（ 2）研究方法组合机床的总体设计。多轴箱设计。夹具的设计。研究计划及预期成果研究计划： 2012 年 12 月 3 日 1 月 20 日：专业实训。 2013 年 1 月 21 日 3 月 1 日：毕业实习；完成英文资料翻译。 2013 年 3 月 4 日 3 月 15 日：专用机床总体方案设计。 2013 年 3 月 18 日 3 月 29 日：绘制零件加工工序图。 2013 年 4 月 1 日 4 月 12 日：绘制机床联系尺寸图；填生产率计算卡。 2013 年 4 月 15 日 4 月 26 日：专用夹具设计。 2013 年 4 月 29 日 5 月 10 日：多轴箱设计。 2013 年 5 月 13 日 5 月 17 日：检查、修改、完善、撰写设计说明书。 2013 年 5 月 20 日 5 月 25 日：资料整理、装订、准备答辩。预期成果：图纸一套和说明书一份。特色或创新之处配置灵活，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。自动化程度高，劳动强度低，生产率高。已具备的条件和尚需解决的问题经过专业课程设计等的训练以及毕业实习，前期调研，相关资料等的搜集，已做好进行技术设计的相关准备工作，设计思路及方案已基本明确。练程度尚待加强。指导教师意见指导教师签名：年月日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名：年月日系意见主管领导签名：年月日摘要本课题是研究一台对缸头进行加工的两面精镗组合机床，主要是对组合机床的总体结构、夹具和多轴箱的设计。首先概括了组合机床的发展，阐述了组合机床的低成本、高效率、操作使用简单等优点。然后是机床夹具的设计，采用 “ 一面两销 ” 的定位方式，使定位更准确；通过误差分析，夹紧力计算等确定夹具的总体结构。其次是对组合机床的设计，关键是工艺方案的拟定，这大体决定组合机床的配置形式和使用性能，然后编制 “ 三图一卡 ” 。最后是多轴箱的设计，通过工件的尺寸和加工孔的位置计算出主轴箱的轮廓尺寸；根据扭矩的计算得出主轴和传动轴的直径；通过类比法确定齿轮的模数；通过 “ 计算、作图和多次试凑 ” 确定齿轮齿数和中间传动轴的位置。在总体设计过程中，首先通过计算所需功率选择动力箱，然后根据主轴的分布情况选用多轴箱；之后根据动力箱和加工行程图来选择液压滑台，再由液压滑台选用配套的多轴箱；再配合装料高度、滑台、侧底座相互位置等来确定中间底座的高度和长度。关键词：组合机床；精镗；缸头；多轴箱 is of a on of on of of is . a to to is a is of is to by OK In by of to of to of of of 目录摘要 . 错误 !未定义书签。 . 录 . 绪论 . 错误 !未定义书签。课题的研究内容和意义 . 错误 !未定义书签。内外的发展概况 . 错误 !未定义书签。课题应达到的要求 . 错误 !未定义书签。 2 设计方案的确定 . 错误 !未定义书签。件的大小、形状和加工部分的特点 . 错误 !未定义书签。产率的影响 . 错误 !未定义书签。济性与可靠性 . 错误 !未定义书签。 3 专用夹具的设计 . 错误 !未定义书签。具的功用与组成 . 错误 !未定义书签。具的设计 . 错误 !未定义书签。研分析 . 错误 !未定义书签。定工件定位方式 . 错误 !未定义书签。定工件加紧方式 . 错误 !未定义书签。要的加工精度计算及分析 . 错误 !未定义书签。紧力计算、分析 . 错误 !未定义书签。 4 组合机床总体设计 . 错误 !未定义书签。合机床的组成 . 错误 !未定义书签。合机床的特点 . 错误 !未定义书签。合机床的工艺范围 . 错误 !未定义书签。合机床配置型式 . 错误 !未定义书签。合机床的设计步骤 . 错误 !未定义书签。合机床工艺方案的确定 . 错误 !未定义书签。合机床工艺方案的基本原则 . 错误 !未定义书签。定组合机床工艺方案应注意的问题 . 错误 !未定义书签。艺方案的拟订 . 错误 !未定义书签。序间余量的确定 . 错误 !未定义书签。具结构的选择 . 错误 !未定义书签。削用量的确定 . 错误 !未定义书签。合机床切削用量选择的特点、方法及注意问题 . 错误 !未定义书签。合机床切削用量选择方法及应注意的问题 . 错误 !未定义书签。定切削速度和切削用量 . 错误 !未定义书签。削力、切削转矩、切削功率 . 错误 !未定义书签。定主轴类型、尺寸、外伸长度 . 错误 !未定义书签。力部件工作循环及行程的确定 . 错误 !未定义书签。合机床总体设计 “三图一卡 ” . 错误 !未定义书签。加工零件工序图 . 错误 !未定义书签。制加工零件工序图 . 错误 !未定义书签。工示意图 . 错误 !未定义书签。床联系尺寸图 . 错误 !未定义书签。 5 组合机床多轴箱的设计 . 错误 !未定义书签。轴箱的基本结构及表达式 . 错误 !未定义书签。轴箱的组成 . 错误 !未定义书签。轴箱总图绘制方法特点 . 错误 !未定义书签。用多轴箱设计 . 错误 !未定义书签。制多轴箱设计原始依据图 . 错误 !未定义书签。轴、齿轮的确定及动力计算 . 错误 !未定义书签。轴箱传动设计 . 错误 !未定义书签。制多轴箱总图及零件图 . 错误 !未定义书签。 6 结论与展望 . 错误 !未定义书签。论 . 错误 !未定义书签。足之处及未来展望 . 错误 !未定义书签。致谢 . 错误 !未定义书签。参考文献 . 错误 !未定义书签。附录 . 错误 !未定义书签。英文原文 in is a of so it s 1. of is of s is to to a of a is to of of of of is of of of of so of on to 2. is of is to of of to be to at to on to of (1) of of of is a of an a of (2) on a in of a on a to in to he to (3) or (4) in to in to of is of (1) of to to 7up an is of (2) be of of TA of be 000r/8m/(3) of 7a (4) by of (5) of 000r/(6) 5000r/of be (1) to of of to (2) of of of 00 (3) of 20 an 0%, 16 3. is a of of as of As so to of is an he of on is or in to in to of is to of As of on to of of is to of be in of to 3.2 of is to be (1) is of if of in In we of (2) of a of to in of by be -3 In of we to in on of a of of of As of of to go or on in to of of of In (1) to of in to (2) of in to of be of of of to of to (3) of of (4) as of at In if of a to be a of if is a it be on a to (5) as in be of it to to on of be do do 3.4 of (1) t of is of is 00000to to be on is to of of a of to 399 of is a in 45in of in of (2) in of in of of a of (3) of is to of is in of (4) of of so on be of of is to to in in at / 2 80 / 2 (5) is a in as a of be in to of be in to In or we of (6) is a of (7) of in to of of 00 -5 3.5 of of As is in of in to of be of a as of is so of of (1) of of of is to or of be as as a of of as as in a of in of of is in of In of of as a is so of (2) of of a of of a of of as a of In be a to of or to In a of a In of as a is so of 4. of of of of at of of in to 周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注11月 12日 2月 2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书参考资料不太详细，论文中相关的设计结构比较分散，要将各论文中设计的部件整合起来一起研究分析4012年 12月 3日 0日指导专业实训专业实训初次进入工厂实习，对生产结构不太熟悉，要多动手做，加强熟悉工作流程11月 21日日指导毕业实习,完成英文翻译毕业实习，英文翻译翻译中遇到很多专业术语，翻译语句不通顺，加强英语练习，通顺语句13 2012年 3月 4日日专用机床总体方案设计专用机床总体方案设计设计思路不够明确，对于所要完成的任务还不是十分清楚，要明确目标，设定计划14 2013年 3月 11日 5日专用机床总体方案设计专用机床总体方案设计对于各部件的装配关系不太清楚，要理清各部件间的装配15 2013年 3月 18日 2日绘制零件加工工序图绘制零件加工工序图部分图纸尺寸不全，多查找相关资料，估算尺寸16 2013年 3月2 5日日绘制零件加工示意图绘制零件加工示意图加强练习17 2013年 4月 1日日绘制机床联系尺寸图绘制机床联系尺寸图部分图纸尺寸不全，多查找相关资料，查找尺寸18 2013年 4月 8日 2日绘制机床联系尺寸图；填生产率计算卡绘制机床联系尺寸图；填生产率计算卡加强练习存档编码：无锡太湖学院 2013 届毕业作业周次进度计划、检查落实表系别：信机系班级：机械 91 学生姓名：季婷婷课题（设计）名称：缸头两面钻孔专机设计开始日期： 2012年 11月 12日周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注19 2013年 4月15日 9日专用夹具设计专用夹具设计设计计算比较生疏，查阅书籍，按照书上步骤一步一步设计计算20 2013年 4月 22日日专用夹具设计专用夹具设计绘制图纸，修改21 2013年 4月2 9日日多轴箱设计多轴箱设计设计计算比较生疏，查阅书籍，按照书上步骤一步一步设计计算22 2013年 5月 6日 0日多轴箱设计多轴箱设计绘制图纸，修改23 2013年 5月 13日 7日检查、修改、完善、撰写设计说明书检查、修改、完善、撰写设计说明书论文格式严格按照学校的规范进行修改,完善24 2013年 5月 20日 5日资料整理、装订、准备答辩资料整理、装订、准备答辩存在很多细节方面的错误，应认真检查并及时改正说明： 1、 “工作计划、进度 ”、 “指导教师意见并签字 ”由指导教师填写， “每周主要完成内容 ”， “存在问题、改进方法 ”由学生填写。2、本表由各系妥善归档，保存备查。编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：缸头两面钻孔专机设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923003 学生姓名：季婷婷指导教师：刘新佳（职称：副教授）（职称：） 2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）缸头两面钻孔专机设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械 91 学号： 0923003 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题： 1、题目缸头两面钻孔专机设计 2、专题二、课题来源及选题依据随着工业生产规模化、专业化、集中化、高度机械化乃至自动化的步伐的加快，在进行工件加工时，要求考虑使用专用机床和夹具。组合机床和组合机床自动线是一种专用高效自动化技术装备 ,目前 ,由于它仍是大批量机械产品实现高效、高质量和经济性生产的关键装备 ,因而被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域。某企业因生产发展需要，拟开发缸头两面钻镗专机，因此选定缸头两面钻孔专机设计为本次设计课题。三、本设计（论文或其他）应达到的要求：设计原始参数；依据原始参数绘制零件工序图及零件加工示意图；完成满足生产需要的工程设计图一套（折合零号图 3 张），包括机夹具设计、组合机床总体设计、组合机床多轴箱设计；编译设计说明书一份；完成英文翻译资料一份。四、接受任务学生：机械 91 班姓名季婷婷五、开始及完成日期：自 2012 年 11 月 12 日至 2013 年 5 月 25 日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任学科组组长研究所所长签名系主任签名 2012 年 11 月 12 日要本课题是研究一台对缸头进行加工的两面精镗组合机床，主要是对组合机床的总体结构、夹具和多轴箱的设计。首先概括了组合机床的发展，阐述了组合机床的低成本、高效率、操作使用简单等优点。然后是机床夹具的设计，采用 “ 一面两销 ” 的定位方式，使定位更准确；通过误差分析，夹紧力计算等确定夹具的总体结构。其次是对组合机床的设计，关键是工艺方案的拟定，这大体决定组合机床的配置形式和使用性能，然后编制 “ 三图一卡 ” 。最后是多轴箱的设计，通过工件的尺寸和加工孔的位置计算出主轴箱的轮廓尺寸；根据扭矩的计算得出主轴和传动轴的直径；通过类比法确定齿轮的模数；通过 “ 计算、作图和多次试凑 ” 确定齿轮齿数和中间传动轴的位置。在总体设计过程中，首先通过计算所需功率选择动力箱，然后根据主轴的分布情况选用多轴箱；之后根据动力箱和加工行程图来选择液压滑台，再由液压滑台选用配套的多轴箱；再配合装料高度、滑台、侧底座相互位置等来确定中间底座的高度和长度。关键词：组合机床；精镗；缸头；多轴箱 is of a on of on of of is . a to to is a is of is to by OK In by of to of to of of of V 目录摘要 . . 录 . 绪论 . 1 课题的研究内容和意义 . 1 内外的发展概况 . 1 课题应达到的要求 . 1 2 设计方案的确定 . 2 件的大小、形状和加工部分的特点 . 2 产率的影响 . 2 济性与可靠性 . 2 3 专用夹具的设计 . 3 具的功用与组成 . 3 具的设计 . 3 研分析 . 3 定工件定位方式 . 3 定工件加紧方式 . 4 要的加工精度计算及分析 . 4 紧力计算、分析 . 4 4 组合机床总体设计 . 6 合机床的组成 . 6 合机床的特点 . 6 合机床的工艺范围 . 6 合机床配置型式 . 6 合机床的设计步骤 . 7 合机床工艺方案的确定 . 7 合机床工艺方案的基本原则 . 7 定组合机床工艺方案应注意的问题 . 7 艺方案的拟订 . 8 序间余量的确定 . 8 具结构的选择 . 8 削用量的确定 . 8 合机床切削用量选择的特点、方法及注意问题 . 9 合机床切削用量选择方法及应注意的问题 . 9 定切削速度和切削用量 . 9 削力、切削转矩、切削功率 . 10 定主轴类型、尺寸、外伸长度 . 10 动力部件工作循环及行程的确定 . 11 合机床总体设计 “三图一卡 ” . 11 加工零件工序图 . 11 制加工零件工序图 . 12 工示意图 . 13 床联系尺寸图 . 16 5 组合机床多轴箱的设计 . 22 轴箱的基本结构及表达式 . 22 轴箱的组成 . 22 轴箱总图绘制方法特点 . 22 用多轴箱设计 . 22 制多轴箱设计原始依据图 . 22 轴、齿轮的确定及动力计算 . 23 轴箱传动设计 . 24 制多轴箱总图及零件图 . 28 6 结论与展望 . 30 论 . 30 足之处及未来展望 . 30 致谢 . 1 参考文献 . 32 附录 . 33 缸头两面钻孔专机设计 1 1 绪论毕业设计是我们结束大学生涯一个重要的部分，检验一个学生的综合能力的重要举措，是我们在校期间专业考核的重要环节。通过系统的运用基础知识、基本技能以及设计能力、逻辑分析能力调查研究、查阅文献、收集资料、撰写论文等各方面能力进行的综合设计的过程，使我们重温了大学所学习的大部分内容，将所学习的理论知识和现实设计生产做了初步尝试性的结合。课题的研究内容和意义此项设计的主要任务是钻缸体两个直径 5的侧孔和 2个直径 10的底孔专机总体设计、多轴箱及专用夹具设计。内容包括：机床夹具的设计，组合机床总体设计，组合机床多轴箱设计，编写毕业设计论文。在这次设计任务对缸体钻孔的专机。所以设计时对机床的精度的要求还是很高的，在保证机床的精度上才能保证所要加工孔的精度。在设计多轴箱时要注意，因为在组合机床的诸多零件中，主轴箱是组合机床设计过程中工作量最大的部件。因为通常主轴箱是采用一根动力轴带动多根主轴的工作方式，各传动轴必须在有限的标准箱体空间中找到适宜的分布位置并避免干涉，而各轴的设计又必须保证其转速、旋向、强度和刚度，因此难度大、设计周期长。内外的发展概况随着工业生产社会化、专业化、集中化、高度机械化乃至自动化的步伐的加快，在进行工件加工时，为了降低成本和提高生产率，要求考虑使用专用机床和夹具。组合机床发展前景 :美国机床市场中组合机床所占的份额将会有所下降，其他一些工业发达国家也大体是如此。从柔件方面看，组合机床与柔性制造系统的目标是一致的，但在柔性化程度上毕竟组合机床还是受到一定的制约，两者相互靠拢，也有可能融合成为一种新的加工设备。在我国由于汽车工业还会有较大的发展，而在资金上，不可能大量采用柔性制造设备，所以组合机床市场还会行进一步的增张。但目前汽车都是一些引进外外的产品，技术要求较高，国内组合机床短时期内尚不能满足这些高技术要求。因此中国组合机床生产厂面临国外工厂的竞争，需要进一步提高质量和精度，否则在竞争中将会有挤垮的危险。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，由于基础薄弱，从整体上看，与国外先进水平还存在着一定的差距。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，实现了机床工作程序软件化，工序高度集中，高效短节拍和多种功能的自动监控。课题应达到的要求此项设计是专机的设计但是在保证使用条件下仍才采用了很多通用部件，这样可以降低成本，所以这次设计的任务主要是设计专用夹具和多轴箱，专机的一些部件等等。熟悉组合机床通用部件和专用部件的选用；完成绘制组合机床的尺寸联系图、多轴箱图和夹具设计图及零件图；编制说明书一份；熟练运用锡太湖学院学士学位论文 2 2 设计方案的确定根据工件的结构特点，是一个回转体，考虑定位基准和设计基准的重合的原则，选择一面和两个 8 的孔作为定位基准，定位基准定了，组合机床的总体布置大体上也就定了。但是在确定机床总体布置时，还要考虑其他的一些因素的影响。件的大小、形状和加工部分的特点对于 2 面同时加工的工件，宜采用双工位的机床，以此来提高加工效率；对于小直径深孔的工件，通常采用专门的深孔加工的机床；对于被加工孔的中心线与定位基准平行，或需从几个面同时加工的工件，一般采用卧式机床；对于被加工孔的中心线与定位基准垂直的工件，一般采用立式机床，但是在采用这些原则时也要根据机床的使用条件来综合考虑。根据上述原则和缸体的特点，故采用卧式组合机床。产率的影响零件的生产批量的大小是决定采用单工位、多工位或者自动线，还是按中小批量生产特点来设计组合机床的重要因素。有时从工件的外行及轮廓尺寸上看，可采用单工位固定夹具的机床布置形式，但是由于生产率要求很高，就不得不采用多工位的机床布置方案，以便使装卸工件时间和机动时间重合。对于这个缸体的生产纲领： 2 万 /年；单班制。是小批量的生产采用了单工位固定夹具的组合机床。机床使用方便性和自动化程度分析比较时一定要与生产率相适应，不应过分追求机床的自动化程度。生产率高、节拍短，则要求自动化程度高、刀具耐磨且更换调整方便，这样使用才有方便性。济性与可靠性在满足加工要求的前提下，机床避免使用复杂刀具，力求简单和较高的通用化程度。这样可以降低机床成本，提高工作可靠性。有两点要注意： 1）应根据加工精度的需要选择相应精度等级的通用部件。 2）应根据生产率要求合理安排工艺流程，均衡负荷，使机床数量少，机床利用率高（机床利用率不应低于 50%），以取得好的经济效果 1。把组合机床的总体设计定下来后，再设计其中的零部件时根据机床的特点进行选择。缸头钻孔夹具设计 3 3 专用夹具的设计具的功用与组成夹具是在机床上加工零件时使用的一种工艺装备，其主要功用时实现工件的定位和夹紧，使得工件加工时相对机床、刀具有正确地位置，以保证工件的加工质量和生产率的要求。夹具通常由定位元件或装置、夹紧元件或装置、夹具体、对刀和导引元件、分度元件或装置、动力元件或装置以及其他元件或装置（如定位键及有关零部件）等组成 2。夹具设计时常用的零部件已有国家标准或部颁标准。具的设计研分析 1）工件生产纲领、生产类型分析； 2）工件加工工艺方案分析，工件结构、精度特点分析； 3）机床设计情况分析； 4）夹具操作要求分析；工件尺寸如图图件尺寸图无锡太湖学院学士学位论文 4 定工件定位方式由图上可知，定位基准是 A 面和 2 个 8的孔。所以，定位方式选用一面两销式。两销为一圆柱式定位销和一菱形式定位销。定工件加紧方式一面两销确定了 6 个方向的自由度，用压板压紧工件，用螺栓把钻模板与夹具体连接。要的加工精度计算及分析保证工件的加工精度是能够得到合格工件的前提条件，而影响工件加工精度的因素很多，一般影响加工精度是因为各种误差的存在，主要有：定位误差、夹紧误差、夹具的安装误差、导向对刀误差、工艺系统误差等。其中夹具采用合理的定位、夹紧方案，选择合适的定位、夹紧元件，确定合适的尺寸、形位公差，保证工件的加工精度要求。定位误差是由于工件在夹具中定位不准确引起的加工误差。引起定位误差的原因，一是由定位基准和工序基准不重合，叫基准不重合误差；另一种是由于定位基准在夹具中定位不一致，叫定位基准位移误差。本夹具的定位基准与设计基准一致，基准不重合误差为零。基准位移误差为以其定位误差为夹具制造与安装误差该项误差包括：钻套与衬套的配合间隙，由配合尺寸 H7/确定其最大间隙为套孔与外圆的同轴度误差此处取为刀具引偏量采用钻套引导刀具时，刀具引偏量 3公式： )2( （式中：具引偏量；本夹具钻套与钻头的配合取 H7/确定 H=23h=10=入上式： )2(=（ 23/2+） 3=值略大于零件相应公差的三分之二，夹具可以使用。紧力计算、分析由于夹紧力与轴向力的方向相反，所以夹紧力至少要大于轴向力，轴向力的公式 4： 4 2CFd f x f 各主轴所需的轴向切削力，单位为 N。 f = 1 F = 250 计算得 = 缸头钻孔夹具设计 5 所以夹紧力为 2 = ）确定对刀或导引方式；在钻床上的主要引导装置为钻套，其借助引导装置提高被加工零件的几何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。由于工件是中小批量生产，且选用可换钻套将引起钻套间的相碰，所以我选择固定式钻套。钻套与钻模板之间配合为 H7/ 2）确定夹具总体结构，协调各装置；如图图具装配图无锡太湖学院学士学位论文 6 4 组合机床总体设计合机床的组成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。组合机床通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。合机床的特点 1、组合机床对于普通机床的优点在于更适合棱体类零件和杂件的孔面加工。 2、生产率高。因为工序集中，可多面、多工位、多轴、多刀同时自动加工。 3、加工精度稳定。因为工序固定，可选用成熟的通用零件、精密夹具和自动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，通用零件占 70% 90%，通用件可组织批量生产进行预制或外购。 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或生产线；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 5。合机床的工艺范围组合机床加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动进行平面加工和孔加工两大类工序。平面加工包括铣平面、锪（刮）平面、车端面等；孔加工包括钻、扩、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、自动装配和检测、清洗和零件分类及打印等非切削工艺。合机床配置型式组合机床的通用件部件分大型和小型两大类。所以大型组合机床和小型组合机床在结构和配置型式有较大的差别。大型组合机床的配置型式多种多样，根据配置型式，组合机床可分为单工位和多工位两大类。其中单工位组合机床按被加工面的数量又有单面、双面、三面和四面 4 种，通常只能对各个加工部位同时进行一次加工；多工位组合机床则有回转工作台式、往复工作台式、中长立柱式和回转鼓轮式 4 种 6，能对加工部位进行多次加工。小型组合机床的配置型式可分为单工位和多工位两大类等。缸头钻孔夹具设计 7 本次设计的是单工位、单面、卧式的大型组合机床。合机床的设计步骤组合机床一般都是根据和用户签定的设计、制造合同进行设计的。我所做的课题就是这样的。 1、调查研究主要是对加工图样研究和工厂实际情况的调查研究； 2、总体方案设计，就是编制 “ 三图一卡 ” ； 3、技术设计就是设计机床各专用部件正式总图，如设计夹具，多轴箱等；工作设计即绘制各个专用部件的施工图样、编制各部件零件明细表。工艺方案的拟定是组合机床设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此，应根据工件的加工要求和特点，按一定的原则，结合组合机床常用工艺方法，充分考虑各种影响因素，并经技术经济分析后拟定出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。合机床工艺方案的确定合机床工艺方案的基本原则 1、粗细加工分开原则粗加工时的切削负荷较大，切削产生的热变形。较大夹紧压力引起的工件变形以及切削振动等，对精加工工序十分不利，影响加工尺寸精度和表面粗糙度。因此，在拟定工件一个连续的多工序工艺过程时，应选择粗精加工工序分开的原则。 2、工序集中原则工序集中时近代机械加工主要发展方向之一。组合机床正是基于这一原则发展而来的，即运用多刀（相同或不同刀具）集中在一台机床上完成一个或几个共建的不同表面的复杂工艺过程，从而有效地提高生产率。因此，拟定工艺方案时，在保证工件质量和操作维修方面的前提下，应适当提高工序集中程度，以便减少机床台数、占地面积和节省人力，取得理想的效果。但是，工序过于集中会使机床结构台复杂，增加机床设计和制造难度，机床使用调整不便，甚至影响机床是使用性能。如刀具数过多，停机率增加，反而会影响机床生产率，切削负载过大，当工件刚性不足而产生变形会影响工件质量。因此须全面分析多方因素，合理决定工序集中程度。考虑的一般原则有如下两个方面：一是适当考虑相同类型工序的集中；二是有相对位置精度要求的工序应集中加工。定组合机床工艺方案应注意的问题 1、按一般原则拟定工艺方案时的一些限制（ 1）孔间中心距的限制：根据切削扭矩计算要求，主轴轴颈和轴承外径有一最小许用尺寸；对于螺纹孔加工还要考虑相应攻螺纹靠模的径向尺寸限制；对于镗孔，要考虑浮动卡头和导向尺寸或刚性主轴机构尺寸限制。所以近距离孔能否在同一多轴箱上同一工位进行加工，要受各类主轴允许的最小中心距限制。（ 2）工件结构工艺性不好的限制：有些工件结构工艺性不好，如箱体多层壁上的同轴线的孔径中间大两头小时，则进刀困难。又如多层壁同轴孔，为便于布置中间导向装置，孔中心离箱体侧壁间距离也应足够 7。 2、其他应注意的问题无锡太湖学院学士学位论文 8 （ 1）精镗孔时用注意孔表面是否允许留有退刀刀痕。（ 2）对互相结合的量壳体零件，均应分别从截获面加工联接孔。（ 3）钻阶梯孔时，应先钻大孔后钻小孔。（ 4）平面一般采用铣削加工。（ 5）在制定加工一个工件的几台成套机床或流水线的工艺方案时，应

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