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钻孔
组合
机床
设计
- 资源描述：
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该方案是多轴钻孔组合机床设计，主要介绍下主轴箱总图设计：
通用主轴箱总图的设计包括绘制主视图,展开图,侧视图以及编列装配表和制定技术要求.
主视图:画出传动系统图.加上润滑系统.轴的编号画出主轴箱轮廓尺寸.注上主轴箱联系尺寸(驱动轴的水平和垂直方向位置尺寸.最低主轴的高度尺寸)
展开图:表示各轴的装配关系,主轴.传动轴.齿轮隔套.防油套.轴承等的形状和相对位置.注明齿轮排数轴的编号.直径和规格.标注主轴箱的厚度尺寸和与厚度有关的尺寸,主轴外伸尺寸.
主轴和传动轴装配表:轴上的零件的规格.尺寸.数量用装配表表示使图形清楚醒目.有利于组织生产装配方便.
主轴箱的技术条件中.主轴箱制造的技术要求.主轴的精度等级.按ZB2702标准检验.加入主轴箱的润滑油种类.数量.
- 内容简介：
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该方案是多轴钻孔组合机床设计，主要介绍下主轴箱总图设计：通用主轴箱总图的设计包括绘制主视图,展开图,开图:表示各轴的装配关系, 四 川 理 工 学 院 专 业 机械加工工艺过程卡 产品型号 零（部）件图号 共 页 机 械 制 造 产品名称 柴油机 零（部）件名称 气缸盖 共 页 材料牌号 坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 110毛坯 可制 件数 1 每台件数 1 备 注 工 序 号 工序 名称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准 终 单 件 铸造 铸 时效 热 010 粗铣 A 面 金工 用铣夹具 020 粗、精铣 B 面 金工 用铣夹具 030 钻、铰 2 11 金工 用钻夹具 040 镗 2 23；镗 27 29 26 金工 用镗夹具 050 粗、精铣两 C 面 金工 组合机床 专用铣夹具 060 粗、精铣 D 面 金工 用铣夹具 070 钻 孔 ， 攻螺纹 工 用钻夹具 080 钻、铰孔 2 11工 用钻夹具 090 扩孔 工 用钻夹具 描 图 描 校 底图号 编制日期 审核日期 会签日期 班 级 姓 名 装订号 机制 03 级 1 班 陈亮 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 四 川 理 工 学 院 专 业 机械加工工艺过程卡 产品型号 零（部）件图号 共 页 机 械 制 造 产品名称 柴油机 零（部）件名称 气缸盖 共 页 材料牌号 坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 110毛坯 可制 件数 1 每台件数 1 备 注 工 序 号 工序 名称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准 终 单 件 100 钻 纹底孔 ， 钻 2 11 ， 攻螺纹 金工 用钻夹具 110 钻螺纹 2 孔 ， 攻螺纹 2 金工 用钻夹具 120 钻孔 镗孔 18 金工 T 4145 专用镗夹具 130 钻螺纹 2 孔 ， 攻螺纹 2 工 用钻夹具 140 精铣 A 面 金工 用铣夹具 150 进行水压检验 检 160 涂漆 ， 入库 描 图 描 校 底图号 编制日期 审核日期 会签日期 班 级 姓 名 装订号 机 制 03 级 1 班 陈亮 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 毕 业 设 计（论 文）说 明 书 题 目 多 轴钻孔组合机床设计 毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 多轴钻孔组合机床设计 1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 1、 柴油机汽缸盖零件图一张 ,毛坯图一张 . 2、机械加工工艺规程一套 3、 工序卡一套 4、 两侧小孔 钻削加工组合机床设计 ； 5、计算机或手工绘制三图一卡 6、 毕业设计说明书 一份 2指定查阅的主要参考文献及说明 1、机械加工工艺手册 2、夹具设计手册 3、 机械零件设计手册 4、 组合机床设计手册 3进度安排 设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期 1 准备工作，资料检索 2 方案设计 3 工艺设计 和机床设计 4 绘图 修改 5 编写毕业设计说明书 四川理工学院毕业设计（论文） I 摘 要 本次设计是结合近年来国内外机床 行业发展的新趋势 ,针对柴油机汽缸盖 两侧 的小孔钻削 的 组合机床设计 用部件组成的工序集中的高效率机床 ,它能够对一种 (多种 )零件进行多刀 ,多轴 ,多面 ,多工位加工 ,制造的周期短 ,投资少 ,经济效益高 . 关键词 :汽缸盖 ;毛坯 ;定位 ;机床夹具 ;金属切削 ;钻头 I of s in at of of of s is is by it or of on is is is 川理工学院毕业设计（论文） 录 摘 要 . I . 言 . 1 第一章 零件的分析 . 2 功用 . 2 . 2 定毛坯的制造形式 ,加工余量 ,工序尺寸及毛坯尺寸 . 3 . 5 . 5 艺路线的拟订及工艺方案的分析 . 5 . 5 艺方案的分析，加工设备的选择及刀具、夹具、量具的选用 . 6 第二章 指定工序的夹具设计 . 8 题的提出 . 8 具定位元件的设计及定位误差的分析计算 . 8 . 10 . 10 . 11 . 12 . 12 第 三章 组合机床的设计 . 13 . 13 . 15 艺路线的确立 . 15 床配置型式的选择 . 15 位基准的选择 . 16 台型式的选择 . 16 定切削用量及选择刀具 . 16 择切削用量 . 16 削扭矩及切削功率 . 17 择刀具结构 . 17 合机床总体设计 三图一卡 . 17 加工零件工序图 . 17 加工示意图 . 17 床尺寸联系总图 . 21 床生产率计算卡 . 23 四 组合机床主 轴箱设计 . 24 . 24 . 24 制主轴箱原始依据图 . 24 轴结构型式的选择和动力计算 . 24 目 录 主轴箱传动系统的设计与计算 . 25 . 28 . 29 总 结 . 31 参考文献 . 32 致 谢 . 33 四川理工学院毕业设计（论文） 1 前 言 本次设计是对大学生 活的一次总结 ,上岗之前的最后一次检阅 ,是一种考验也是一种综合素质的体现 . 本次设计把机械制造专业所学的金属切削原理及刀具，机械制造装备，机床夹具设计，机械制造工艺学及气压传动等专业 课程 知识有机的结合起来 ，同时根据人才培养计划中对我们知识和能力的要求对相关专业基础知识和所学内容进行整合，使我们了解科学技术发展前沿的状况 . 设计中的一些观点 ,方案是在和指导老师商量后才确定的 ,虽然如此 ,设计中也一定存在着许多不足之处 ,希望读者批评指教 ,以待改进 . 设计能够顺利的完成是和指导老师张老师的悉心指导 ,以及共同设计的同学一起探讨不可分的 ,在此 ,向指导过我们的老师帮助过我们的同学一并致谢并希望在今后的学习和工作中能够继续的到你们支持 . 第一章 零件的分析 2 第 一 章 零件的分析 件的功用 气缸盖密封气缸并形成燃烧室顶面 ;气缸盖根据不同情况安装有进、排气门 ,喷油嘴(或火花塞 ),启动阀等零部件 ,并且布置进、排气道 ,以控制新鲜充量与燃料进入气缸燃烧 ;很大一部分热量由气缸盖传递给冷却介质 ,水冷内燃机的缸盖中布置有冷却水腔 M 165 型 ,属于水冷式 . 件的工艺分析 由气缸盖零件图可知 ,其材料为 材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及其适于较大应力 尺寸精度 ,形状位置精度要求均较高 1. 个定位孔 , 应该保证孔的实际轮廓必须位于直径为最小实体实效尺寸 与基准 A、 D 位置关联的最小实体实效边界内 该孔处于最大实体尺寸 给定的 ,表面粗糙度 2. 112 与底面有垂直度要求 ,其值为 气门的纵向移动精度 表面粗糙度值为 以保证进、排气门的运动精度 . 3. 27 与 112 有同轴度要求 ,尺寸精度为 7 级 ,同轴度要求为 ,以保证排气门的位置精度 . 4. 29 与 112 有同轴度要求 , 同轴度要求为 ,以保证进气门的位置精度 . 5. 进、排气孔的沉孔面要求圆跳动不大于 以保证进、排气门与进、排气孔的配合精度 . 6. 进、排气孔的出口圆度要求为 以保证进、排气门的圆周面与孔口的配合精度 . 7. 26 的圆度要求为 尺寸精度为 7 级 , 以保证镶块的装配精度 . 8 18 的粗糙度要求为 孔底面的粗糙度要求为 孔底面的圆跳动要求为 以保证喷油器的装配精度 . 9. 82 的位置度公差为 ,且与基准 F 位置关系的最小实体实效边界内 四川理工学院毕业设计（论文） 3 定毛坯的制造形式 ,加工余量 ,工序尺寸及毛坯尺寸 由零件图知 ,零件材料为 铸造性能有切削性能均佳 ,该件属于大批量生产 ,查 表 6采用砂型机器造型 ,低压铸造 箱体零件的内腔 (排、进气孔 )及 球形孔 ,穿配气机构顶杆孔需铸出 ,故还应该安放型芯 为了消除残余应力 ,铸造后还应该安排人工时效 . 根据 (李洪主编 )表 种零件的尺寸公差等级 7加工余量等级 F 级 ,故取 9 级 , F 级 . 根据 (李洪主编 )表 查表法确定各表面的总余量如表1示 : 表 1各加工面的总余量 单位： 工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说 明 A 面 56 F 2 A 面双侧加工，（取下行数据） B 面 56 G B 面降 1级，双侧加工 C 面 104 F 3 C 面单侧加工，（取上行数据） D 面 F 3 单侧加工，（取上行数据） 10形孔 10G 孔降 1 级，双侧加工 27 孔 27 G 孔降 1 级，双侧加工 29 孔 29 G 孔降 1 级，双侧加工 根据 (李洪主编 )表 得铸件主要尺寸的公差，如表1示： 表 1主要毛坯尺寸公差 单位： 要面 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 A 面 56 2 58 2 B 面 56 2 C 面 104 6 110 D 面 3 10形孔 105 15 第一章 零件的分析 4 27 孔 27 5 22 29 孔 29 5 24 毛坯加工余量理论图：图一所示 图 一 各加工面如图二所示： 图二 准的选择 基准的选择应该根据被加工零件的技术要求，在保证产品质量的前提下，有较高的生产率，有较好的经济效果，应该先选择精基准，获得最主要的技术要求；在保证精基准可靠的前提下选择粗基准。 四川理工学院毕业设计（论文） 5 基准的选择 精基准的选择原则 “基准重合”原则 :即设计基准与工序基准重合； “基准统一”原则 :即尽量采用某一种基准作为多数工序的基准； “自为基准”原则 :即当精加工或者光整加工工序要求余量尽量小而均 匀时， 应选择加工表面本身作为精基准 ； “互为基准”原则 :当两个加工表面相互位置精度要求较高时，以两个需加工表面相互作为基准反复加工以获得均匀的加工余量和较高的位置精度。 气缸盖的底面 A 是零件的主要加工部位，其它相关表面均以此面作为基准加工设计的，并且进、排气门的导向孔与底面 A 有尺寸与位置精度要求，而喷油孔与底面 A 有间接的位置精度要求，其它孔面的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。 另外 ,A 面的面积较大 ,它作为定位比较稳定 ,夹紧方案也比较简单 ,可靠 ,操作方便 面和孔 * 既是装配基准又是设计基准，用它们作为精基准，能使加工遵循“基准重合”原则，实现箱体零件“一面二孔”的典型定位方式。 基准的选择 粗基准的选择原则： 当有不加工表面时，选择不加工表面作为粗基准； 应选择表面平整，均匀的表面作为粗基准； 以平整且面积较大的表面作为粗基准； 粗基准一般只能使用一次。 考虑到以下几点，选择箱体零件的重要孔 和 的毛坯孔与箱体的 B 面作为粗基准： 第一，在 保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀； 第二，装入箱体内的零件与箱体内壁有足够的间隙； 另外，还应该保证定位准确，夹紧可靠。 艺路线的拟订及工艺方案的分析 艺路线的拟订 根据气缸盖零件为大批生产，所以采用通用机床配以专用夹具、刀具，并考虑工序集中，以提高生产率，减少机床数量，降低生产成本为依据。 第一章 零件的分析 6 经过对气缸盖的工艺分析，零件的毛坯为砂型机器造型，并经过人工时效处理，消除铸件的内应力，改善工件的可切削性。 现确定工艺路线如下： 序号 工 序 内 容 简要说明 铸造 时效 消除内应力 010 粗铣 A 面 先加工基准面 020 粗、精铣 B 面 先加工面 030 钻、铰112 孔 后加工孔 040 锪 孔；镗 27 孔， 29 孔，26 孔 以 27 , 29 两孔为基准加工 050 粗、精铣两 C 面 060 粗、精铣两 D 面 070 钻1 底孔 ,攻螺纹 1 080 钻、铰孔12( , 112 以此孔为基准加工下面的孔 090 扩孔 100 钻 纹底孔 ,钻 孔 ,攻螺纹 8 110 钻 螺纹底孔 ,攻螺纹 120 ;镗孔 , 130 钻 2 螺纹底孔 ,攻螺纹 82 140 精铣 A 面 此面为配合面 ,需精加工 150 进行水压检验 160 涂漆 ,入库 防止生锈 艺方案的分析 ， 加工设备的选择及刀具、夹具、量具的选用 由于生产类型为大批量生产 ， 故加工设备宜以 专用 设备机床为主 ， 辅以少量 通用 机床 ； 其生产方式以 专用 机床加专用夹具为主 ， 辅以少量机床的流水生产线 ， 工件在各机床上的装卸及其各机床间的传递均由人工完成 。 工序 010 粗铣 A 面 ， 考虑到工件的定位方案及其夹具结构设计等问题 ， 采用立式铣床 ， 选 择 式铣床 (表 3。 1 选择直径 D 为 镶齿套式面铣刀 (表 12 专用夹具和游标卡尺 。 工序 020 粗、精铣 B 面和 A 面一样 ， 只是在加工 B 面时 ， 要在 A、 B 面间保留余四川理工学院毕业设计（论文） 7 量 ， 以便在工序 140 中加工 。 工序 050 粗、精铣 C 面 ， 采用卧式双面组合铣床 ， 因为切削功率较大 ， 所以采用功率为 32铣削头 (表 3。 2 选择直径 D 为的镶齿套式面铣刀 (表 12 专用夹具和游标卡尺 。 工序 060 粗、精铣 D 面 ， 选择 式铣床 (表 3。 1选择直径 D 为 的镶齿套式面铣刀 (表 12 专用夹具和游标卡尺 。 工序 030 钻、铰 112 孔 ， 选用摇臂钻床 163040 Z (表 3。 1 选用锥柄麻花钻 (表 12 锥柄机用铰刀 (表 12 专用夹具 ， 快换夹头 ， 游标卡尺及其塞规 。 工序 040 采用摇臂钻床 163040 Z (表 3。 1 选用带导柱锥柄平底锪钻 (表 12工孔 ； 选用标镗床 (表 3。 1 选用樘孔刀 (表 4。 3工孔 27 ， 29 ， 26 。 采用专用夹具 ， 卡尺 ( 200 )及其塞规 。 工序 070中的攻螺纹采用机用丝锥 (表 12丝锥夹头 。 采用专用夹具 ， 螺孔用螺纹塞规检验 。 工序 090 机床采用摇臂钻床 163040 Z (表 3。 1 选用扩孔 用刀具 。 球形孔 用量具 。 工序 120 采用 4145T 坐标镗床 (表 3。 1 选用樘孔刀 (表 4。 3工孔 ， ， 孔轴线的倾斜度用专用60 检具测量 。 第二章 指定工序的夹具设计 8 第 二 章 指定工序的夹具 设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 经过与指导老师协商，决定设计第 110 道夹工序 螺纹底孔 夹具。本夹具将用于组合机床，采用气动装置，刀具为四 把 直柄麻花钻 ，对工件的两个 C 面 上的小孔 (图 3。 1)同时进行加工。 图 2件加工面图 题的提出 本夹具主要用于 两侧面小孔的钻削 、主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强 度，而精度则不是主要问题。 具定位元件的设计及定位误差的分析计算 根据工序要求，拟采用一面两销定位。一面及 A 面相接的支承面，两销分别针对 两孔是在铸造毛坯时的工艺孔。参考机械制造工艺学：为了补偿两定位孔的孔径和孔距误差及夹具两定位销的直径和距离误差，避免工件不能准确，快速的套入定位销，影响产品生产率，夹具两定位销应该采用一圆柱销和菱形销（削边销）。 一面相当三个支承点，限制工件在竖直方向上（ Z 向的移动自由度）， Y 和 X 方向上的转动自由度 。两销则限制了 Z 向的转动自由度， Y 和 X 方向上的移动自由度。故四川理工学院毕业设计（论文） 9 工件实现完全定位。 定位销的选择：参考金属切削机床夹具设计手册的选择： 圆柱销： 8014。 2定式定位销 削边销： 8014。 3换式定位销 第一基准面 但是定位销与两孔的配合间隙及两销中心距误差引起的基准位置误差必须考虑 ，其基准误差如图 3。 2所示，下面加以详细分析： （ a） 位置误差 （ b） 角度 误差 图 11 基准误差图 由零件图可知，两孔中心距 为 L=34 互换性与测量技术基础表 2准公差数值为 T=0。 6定位销工作部分按 表得，上偏差为 0。 02，下偏差为 ei=0。 033。故定位销尺寸为 零件图知，孔公差为 T=0。 021 第二章 指定工序的夹具设计 10 由 机械制造工艺学 孔： m m a 21 位置位置角度 上式中： 1圆柱销配合的工件的内孔的公差 2削边销配合的工件的内孔的公差 1夹具圆柱销的定位误差 2夹具削边销的定位误差 、 分别指与圆柱销、削边销的最小配合间歇 由因为： 10。 021 20。 02110。 0130。 013 = =0以：m 0。 034mm m 0。 034a 21 位置位置角度 = 由此可知，定位精度是相当高的，可以满足定位要求。 具设计 位基准的选择 由零件图知，排进气孔两端面应与气杆导向孔中心线平行，与气缸盖罩定位销孔连线有对称度要求，其设计基准为气杆导向孔中心线，为了使定位误差为零，应该选择以气杆导向孔定位 的自动定心夹具。但这种自动定心夹具在结构上过于复杂，因此这里只选用气门导杆孔与 B 面作用定位基面。图 3。 3 所示， 为了提高加工效率，现决定用四 把 钻头对两面两孔进 行加工，同时，为了缩短辅助时间，准备采用气动夹紧。 四川理工学院毕业设计（论文） 11 削力与夹紧力的计算 根据文献 9的 134 页表 6公式 （ 2 （ 2 9740（ 2 式中， F 切削力（ N）； T 切削转矩（ N）； 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（ F =T = 2零件加工定位简图 对于钻削加工时 ,主要考虑轴向切削里来确定夹紧力 F=2 77 (N) 其中夹具定位面上及夹机紧面上的摩擦系 数为 f= 理论夹紧力的确定 F = 954(N) 实际的夹紧力 F 实 =F 理 K 为安全系数 取 F=1954=3126N 气缸选用 。当压缩空气单位压力 ，气缸推力为 故由第二章 指定工序的夹具设计 12 气缸产生的实际夹紧力为 )(5070 气此时气本夹具可以安全工作。 承部件的设计 初 步 估 计 气 缸 盖 的 质 量 ， 由 轮 廓 尺 寸 m =当零件放在支承板上时，下降一定的位置（ 2为预定位，由此来选择适当的弹簧。因为支承板需要 4 个弹簧方能平衡，故零件的自重实际为四根弹簧一起承载 。选择圆柱螺旋压缩弹簧：类，计算载荷 P： P=10=) 查机械设计手册得知：选用 d =4D =20162 D 1D =12核所选弹簧： 旋绕比： C= 曲度系数为： 4 )(4( 3m a x MP 查机械设计图 20。 1知，选用 65， T =0。 4 B =600 故有T 足要求。 各支承板的设计见装配图。 具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。因此，应首先着眼于机动夹紧而不采用手动夹紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的铣床夹具就选择了气动夹紧方式。本工序由于是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增大气缸直径，而这样将使整个夹具过于庞大。因此 ，应首先设法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是选择一种比较理想的夹紧机构；三是在可能的情况下，适当提高压缩空气的工作压力，以增加气缸推力。 夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的 一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于钻 削加工。 四川理工学院毕业设计（论文） 13 第三 章 组合机床的设计 合机床的概述 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的专 用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方法，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用来组成自动生产线。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程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 ,因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国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 ,以及铣削平面和成形面等。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 ,还有多工位回转台式组合机床等 ;随着技术的不断进步 ,一种新型的组合机床 柔性组合机床越来越受到人们的青睐 ,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 ( )等 ,能任意改变工作循环控制和驱动系统 ,并能灵活适应多品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 (清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线 )等在组合机床行业中所占份额也越来越大。二十世纪 70 年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。 国内组合机床近几年取得了长足的进步，但是与发达国家相比， 在产业结构、产品水平、开发能力、产业规模、制造技术水平、劳动生产率、国内外市场占有率等诸多方面尚存在不少差距。在组合机床方面，总体水平不高，国际竞争力不强，不能充分满足国内建设需要，关键技术过分依赖国外，自主发展能力薄弱，高技能人才的比较优势有弱化的危险，产品质量不稳定，用户服务水平差距较大。 组合机床的设计，目前基本上有两种方式：其一，是根据具体加工对象的特征进行专门设计，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的广泛使用，广大工人 和技术人员总结出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的组合机床是第三章 组合机床的设 计 14 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，而是设计成通用品种，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。 在组合机床设计过程中，为了降低组合机床的制造成本，应尽可能地使用通用件和标准件。目前，我国设计制造的组合机床，其通用部件和标准件 约占部件总数的 70 80%，其它 20 30%是专用零部件。考虑到近年来，各种通用件和标准件都出台了新的标准及标注方法，为了方便以后组合机床的维修，整个组合机床的通用件和标准件配置，都采用了新标准。 本机床根据生产的需要进行设计， 气缸盖在两 面钻组合机床上加工过程为： 液压驱动夹具对气缸体夹紧 ；电气按钮驱动快进电机来实现快速进刀；快进电机关闭工进电机启动，把快进转工进对气缸体进行钻削加工；达到加工钻削深度时，滑鞍碰上死挡铁使丝杠不转，使传动装置中过转矩保护装置启动；启动快进电机反转，滑鞍快速退回；打开气压开关 放气减压，夹具松开；取出气缸盖。 论本设计主要针对 165 型号的柴油机汽缸盖 体左、右、两 个面上 4 个孔多工序加工、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 。主轴箱设计是该次设计中一个重要的传动部分的设计。首先，在完成对组合机床的总体设计并绘制出“三图一卡”的基础上，绘制主轴箱设计的原始依据图；接着确定主轴结构、轴径以齿轮模数；然后根据被加工孔的位置，拟定传动系统，应注意轴与轴的最小间距应符合规定要求，避免产生干涉，这一步是主轴箱设计的核心部分；第四步是计 算主轴、传动轴坐标、绘制坐标检查图；第五步，绘制多轴箱总图，零件图及编制组件明细表。 整个设计说明书分为五大部分： ： 总体方案论证、确定切削用量及选择刀具、组合机床总体设计 、 三图一卡 ； 绘制主轴箱原始依据图、主轴结构型式的选择和动力计算、主轴箱传动系 统的设计与计算、主轴箱坐标计算和绘制坐标检查图、轴和齿轮的校核 ； 制主轴箱的装配图及零件图、绘制主轴箱前后盖及箱体 ； 组合机床空运转试验 、组合机床钻孔试验、进行精度测试 ； 四川理工学院毕业设计（论文） 15 合机床 方案的制定 艺路线的确立 序号 工 序 内 容 简要说明 铸造 时效 消除内应力 010 粗铣 A 面 先加工基准面 020 粗、精铣 B 面 先加工面 030 钻、铰112 孔 后加工孔 040 锪 孔；镗 27 孔， 29 孔，26 孔 以 27 , 29 两孔为基准加工 050 粗、精铣两 C 面 060 粗、精铣两 D 面 070 钻1 底孔 ,攻螺纹 1 080 钻、铰孔12( , 112 以此孔为基准加工下面的孔 090 扩孔 100 钻 纹底孔 ,钻 孔 ,攻螺纹 8 110 钻 螺纹底孔 ,攻螺纹 120 ;镗孔 , 130 钻 2 螺纹底孔 ,攻螺纹 82 140 精铣 A 面 此面为配合面 ,需精加工 150 进行水压检验 160 涂漆 ,入库 防止生锈 本道工序是 (110)钻 2 螺纹底孔 。由本设计的组合机床加工完成。具体内容是钻 2 16 床配置型式的选择 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。此外 ，从装夹的角度来看，卧式第三章 组合机床的设 计 16 平放比较方便，也减轻了工人的劳动强度。 通过以上的比较 ，考虑到卧式床身振动小，装夹方便等优点，选用卧式组合机床。 位基准的选择 组合机床是针对某种零件或零件某道工序设计的。正确选择定位基准， 是确保加工精度的重要条 件 ，同时也有利于实现最大限度的集中工序。本机床加工时采用的 定位方式是 一面两销的定位 。 台型式的选择 本组合机床采用的是机械滑台。与液压滑台相比较，机械滑台具有如下优点：进给量稳定，慢速无爬行，高速无振动，可以降低加工工件的表面粗糙度；具有较好的冲击能力，继续铣削、钻头钻通孔将要出口时，不会因冲击而损坏刀具；运行安全可靠，易发现故障，调整维修方便；没有液压驱动的管路、泄漏、噪声和液压站占地的问题。机械滑台也有其弊端，如：只能有级变速，变速比较麻烦； 一般没有可靠的保护 ；快进转工进时，转换位置精度 较低。液压滑台弊端，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 165 柴油机气缸盖，钻左、右、 面上的 2 个孔，位置精度和尺寸精度要求较高，刚度高、热变形小、进给稳定性高，因此采用精密级机械滑台。 定切削用量及选择刀具 择切削用量 对于 4 个被加工孔，采用查表法选择切削用量，从文献 1的 130 页表 6选取。由于钻孔的切削用量还 与钻孔深度有关 ，随孔深度的增加而逐渐递减 其递减值按文献 1的 131 页表 6取。降低进给量的目的是为了减小轴向切削力，以避免钻头折断。钻孔深度较大时，由于冷却排屑条件都较差，使刀具寿命有所降低。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浅孔时钻头的寿命比较接近。 个孔的切削用量的选择 对于孔 1 ,2 盲孔 , L=16 = d 确定 v=10 18m/f=r 取 v=12m/ f=r 四川理工学院毕业设计（论文） 17 得 n=(1000 12)/(695r/ 对右侧面的 2 个孔的切削用量的选择 同左面一样 削扭矩及切削功率 布氏硬度， 根据文献 9的 134页表 6 （ 2 （ 2 9740（ 2 式中， F 切削力（ N）； T 切削转矩（ N）； 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（ )(31 m i nm ，在本设计中， 187， 55，得232。 由以上公式可得： 对左 右 面单根 轴 ： 轴 1,2,3,4 F =T =P =的切削功率：即求各面上所有轴的切削功率之和 左面 面 选择刀具结构 根据工艺要求及加工精度的要求，加工 4个孔的刀具均采用标准直柄长麻花钻。 d =L=139 l=91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。除了是设计研制合同外，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。 加工示意图 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第三章 组合机床的设
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