毕业论文-汽车转向器壳体方向轴端盖孔钻削加工工艺装备设计

1、. 武汉理工大学 毕业设计论文 汽车转向器壳体方向轴端盖孔钻削加工工艺装备设计 学院系 机电工程学院 专业班级: xxx 专业 xx班 学生姓名 xxx 指导教师 xxx 武汉理工大学毕业设计论文 学位论文原创性声明 本人郑重声明所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版允许论文被

2、查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于1、保密囗在 年解密后适用本授权书 2、不保密囗 。 请在以上相应方框内打“” 作者签名 年 月 日 导师签名 年 月 日 武汉理工大学毕业设计论文 武汉理工大学 本科生毕业设计论文任务书 学生姓名 xxx 专业班级 xxx 指导教师 xxx 工作单位 机电工程学院 设计论文题目汽车转向器壳体方向轴端盖孔钻削加工工艺装备设计 设计论文主要内容 汽车转向器壳体是汽车结构中的一个主要部件其加工质量直接影响汽车整车的工作性能。生产批量70

3、000件/年采用组合机床加工 1. 汽车转向器壳体加工总体工艺方案设计 2. 转向器壳体方向轴端盖孔钻削加工组合机床设计 3. 转向器壳体方向轴端盖孔钻削加工主轴箱设计 要求完成的主要任务 1.查阅不少于10篇的相关资料其中英文文献不少于两篇完成开题报告 2.完成不少于2万英文5000汉字印刷符且与选题相关的文献翻译工作 3.完成折合不少于5张1-2#图纸设绘工作量 4.完成一份10000字以上的设计计算说明书设计计算说明书中涉及参考文献不少于10篇其中外文文献不少于2篇 必读参考资料 汽车构造 机械设计手册 机械加工工艺人员手册 指导教师签名 系主任签名 院长签名章: 武汉理工大学毕业设计论

4、文 武汉理工大学 本科生毕业设计论文开题报告 武汉理工大学毕业设计论文 1、目的及意义含国内外的研究现状分析 毕业设计论文是学生走向社会前的紧密结合社会主义现代化建设实际的综合性实践教学环节是培养大学生创新精神和实践能力的重要途径学生保质保量地完成毕业设计论文是赋予其学士学位的必备条件。 提高三个能力训练学生具有综合运用基础理论和专业理论知识的能力培养学生独立研究分析问题和解决问题的能力锻炼学生撰写学术论文的能力。 汽车转向系统是用来改变或者保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要因此汽车

5、转向系统的零件都称为保安件。 改革开放以来我国汽车工业发展迅猛。作为汽车关键部件之一的转向系统也得到了相应的发展基本已形成了专业化、系列化生产的局面。资料显示国外很多国家的转向器厂都已发展成大规模生产的专业厂年产超过百万台垄断了转向器的生产并且销售点遍布了全世界。现代汽车转向装置的设计趋势适应汽车高速行驶的需要充分考虑安全性、轻便性低成本、低油耗、大批量专业化生产汽车转向器装置的电脑化。 组合机床是按系列化标准化设计的由大量的通用部件和少量的专用部件组合的工序集中的高效率专用机床。它能对工件进行多刀,多轴多面多工位同时加工30多年来我国组合机床通用部件经历了一个从无到有、从点到面、从低到高的逐

6、步发展的历史时期。进入90年代组合机床行业加快发展行业的整体实力和新产品的质量及水平有了显著的提高。目前的现状的是1.组合机床制造技术由过去的以加工为主的单机及自动线想综合成套方向转化。2.组合机床的控制技术由传统的程序控制技术向数控、计算机管理与监控方向发展。3.组合机床的开发设计手段由过去的人工设计转向计算机辅助设计。 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、与国内用户的要求还存在着一定的差距主要表现在产品可靠性较差可调可变性差缺少必要的适应多品种加工的新品种系列化、通用化、模块化程度低致使制造周期过长满足不了用户要求。国外组

7、合机床技术在满足精度和效率要求的基础上武汉理工大学毕业设计论文 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。 主轴箱是机床的重要的部件是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加结构的。主轴箱采用多级齿轮传动通过一定的传动系统经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴最后把运动传到主轴上使主轴获得规定的转速和方向。主轴箱传动系统的设计一级主轴箱内各部件的加工工艺直接影响机床的性能。 2、基本内容和技术方案 1. 基本内容 设计论文题目汽车转向器壳体方向轴端盖

8、孔钻削加工工艺装备设计 a) 汽车转向器壳体加工总体工艺方案设计 b) 转向器壳体方向轴端盖孔钻削加工组合机床设计 c) 转向器壳体方向轴端盖孔钻削加工主轴箱设计。 2. 技术方案 a) 汽车转向器壳体加工总体工艺方案设计 零件的工艺性分析及选择毛坯分析零件的各项技术要求分析零件的结构工艺性选择毛坯应考虑生产规模的大小、考虑工件结构形状和尺寸大小、考虑零件的机械性能的要求等 工艺过程设计包括划分工艺过程的组成工序、安装、工位、工步和行程、选择定位基准粗基准和精基准、选择零件表面的加工方法满足零件的质量、良好的加工经济性和高的生产效率的要求、安排加工顺序加工阶段的划分和机械加工顺序的安排等和组合

9、工序等 工序设计包括选择机床加工范围应与零件的外廓尺寸相适武汉理工大学毕业设计论文 应、精度英语工序加工要求的精度相适应和生产率英语零件的生产类型相适应和工艺装备夹具、刀具和量具的选择、确定加工余量、计算工序尺寸及其公差、确定切削用量及计算工时定额等 编制工艺文件。 b) 转向器壳体方向轴端盖孔钻削加工组合机床设计 制定工艺方案选择合适、可靠的工艺方法粗、精加工要合理安排工序集中的原则和定位基准及加紧点的选择原则。 确定组合机床的配置形式和结构方案加工精度的影响、工件结构状况的影响、生产率的影响和现场条件的影响。 “三图一卡”的编制被加工零件工序图、加工示意图、和机床联系尺寸图。 c) 转向器

10、壳体方向轴端盖孔钻削加工主轴箱设计 根据“三图一卡”绘制多轴箱设计原始依据图 确定主轴结构形式及齿轮模数 拟定多轴箱的传动系统 计算主轴及传动轴坐标 绘制坐标的检查图 绘制多轴箱总图及零件图通用多轴箱的总图由主视图、展开图、装配表和技术要求等组成。 3、进度安排 1. 第13周广泛查阅相关资料,包括两篇以上的英文文献并完成开题报告。 2. 第45周完成不少于2万英文印刷符且与选题相关的文献翻译工作。 武汉理工大学毕业设计论文 3. 第67周完成转向器壳体加工总体工艺方案设计。 4. 第810周完成转向器壳体方向轴端盖孔钻削加工组合机床设计。 5. 第1113周完成转向器壳体方向轴端盖孔钻削加工

11、主轴箱设计。 6. 第1415周完成一份10000字以上的设计计算说明书并准备答辩。 7. 第16周答辩 4、指导教师意见 指导教师签名 年 月 日 武汉理工大学毕业设计论文 目 录 摘 要 abstract 1 绪论 2 汽车转向器壳体加工总体工艺方案设计 2.1 零件分析 2.1.1 技术要求及生产纲领计算 2.1.2 零件的工艺结构分析 2.1.3 毛坯的选择 2.1.4 主要尺寸分析 2.2 工艺方案设计 2.2.1 基准的选择 2.2.2 各表面加工方法与方案确定 2.2.3 各表面工序间余量工序尺寸的确定 2.2.4 制定工艺路线 2.3 工序设计 3 转向器壳体方向轴端盖孔钻削加

12、工组合机床设计 3.1 组合机床方案的制定 3.1.1 制定工艺方案 3.1.2 确定组合机床的配置形式和结构方案 3.2 确定切削用量及选择刀具 3.3 组合机床总体设计“三图一卡”的编制 3.3.1 被加工零件工序图 3.3.2 加工示意图 3.3.3 机床联系尺寸图 3.3.4 机床生产率计算卡 4 转向器壳体方向轴端盖孔钻削加工主轴箱设计 4.1 绘制多轴箱设计原始依据图 4.2 齿轮模数的选择 4.3 多轴箱的传动设计 4.4 绘制传动系统图 4.5 传动零件的校核 参考文献 致 谢 武汉理工大学毕业设计论文 摘 要 汽车转向器壳体是汽车结构中的一个主要部件其加工质量直接影响汽车整车

13、的工作性能。本文从传统的汽车转向器壳体入手分析设计其加工工艺方案并设计了转向器壳体方向轴端盖孔钻削加工组合机床继而设计了转向器壳体方向轴端盖孔钻削加工主轴箱。本文详细系统地介绍了各个设计方案的设计方法与过程。 关键词转向器壳体工艺方案组合机床主轴箱 武汉理工大学毕业设计论文 abstract automobile steering gear casing is a major component of automobile structure and the processing quality directly affect the working performance of automo

14、bile. this article begins with steering gear from the traditional automobile. then i analysis and design its processing technology schemeand design a drilling modular machine tool to the hole of the end cover of the steering gear axis, and design a drilling spindle head to the hole of the end cover

15、of the steering gear axis at last. this paper systematically introduces the method and process of the program design. key words: processing technology scheme; modular machine tool; spindle head 武汉理工大学毕业设计论文 1 绪论 汽车转向系统是用来改变或者保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要因此

16、汽车转向系统的零件都称为保安件。 改革开放以来我国汽车工业发展迅猛。作为汽车关键部件之一的转向系统也得到了相应的发展基本已形成了专业化、系列化生产的局面。资料显示国外很多国家的转向器厂都已发展成大规模生产的专业厂年产超过百万台垄断了转向器的生产并且销售点遍布了全世界。现代汽车转向装置的设计趋势适应汽车高速行驶的需要充分考虑安全性、轻便性低成本、低油耗、大批量专业化生产汽车转向器装置的电脑化。 组合机床是按系列化标准化设计的由大量的通用部件和少量的专用部件组合的工序集中的高效率专用机床。它能对工件进行多刀,多轴多面多工位同时加工30多年来我国组合机床通用部件经历了一个从无到有、从点到面、从低到高

17、的逐步发展的历史时期。进入90年代组合机床行业加快发展行业的整体实力和新产品的质量及水平有了显著的提高。目前的现状的是1.组合机床制造技术由过去的以加工为主的单机及自动线想综合成套方向转化。2.组合机床的控制技术由传统的程序控制技术向数控、计算机管理与监控方向发展。3.组合机床的开发设计手段由过去的人工设计转向计算机辅助设计。 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、与国内用户的要求还存在着一定的差距主要表现在产品可靠性较差可调可变性差缺少必要的适应多品种加工的新品种系列化、通用化、模块化程度低致使制造周期过长满足不了用户要求。国

18、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。 主轴箱是机床的重要的部件是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加结构的。主轴箱采用多级齿轮传动通过一定的传动系统经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴最后把运动传到主轴上使主轴获得规定的转速和方向。主轴箱传动系统的设计一级主轴箱内各部件的加工工艺直接影响机床的性能。 武汉理工大学毕业设计论文 2 汽车转向器壳体加工总体工艺方案设计 2.1 零件分析 2.1.1 技

19、术要求及生产纲领计算 1 零件技术要求 1) 铸造抽模角不大于2 2) 未注明的铸造圆角半径为2 3) 涂漆 4) 当套在f及g表面时?1端面的摆差不大于0.1 5) ?2端面的不平度不大于0.08 2 生产纲领的计算 产品的年生产量q=70000件/年每台汽车的加工数量n=1废品率=2%备品率=2%所以n=qn1+1+=700001.021.02=72828件/年。 2.1.2 零件的工艺结构分析 该壳体的主要加工面为方向轴端面和转向轴端面以及轴孔和各个端面孔的加工。表面粗糙度最小值为1.6端面的摆差不大于0.1方向轴内孔表面摆差不大于0.3端面的不平度不大于0.08方向轴和转向轴端面孔的位

20、置准确度为0.25。所有表面加工精度要求都不高壳体本身结构也不复杂所以工艺过程也较简单。 2.1.3 毛坯的选择 该转向器壳体的材料为球墨铸铁硬度160-210hb。该材料强度高、容易成形、切削性能好、价格低廉且吸震性和耐磨性也比较好并有一定的韧性可用于汽车的转向器壳体的制作。 毛坯种类的确定是与零件的结构形状、尺寸大小、材料的力学性能和零件的生产类型直接相关的另外还和毛坯车间的具体生产条件相关。 铸件包括铸钢、铸铁、有色金属及合金的铸件等。铸件毛胚的形状可以相当复杂尺寸可以相当大且吸震性能好但铸件的力学性能较差。 在大批量生产中常采用精度和生产率高的毛坯制造方法如金属型铸造并采用机器造型可以

21、使毛坯的形状接近于零件的形状因此可以减少切削加工用量从而提高材料的利用率降低了机械加工成本。 武汉理工大学毕业设计论文 2.1.4 主要尺寸分析 1 转向轴孔尺寸?41+0.05孔内表面粗糙度为6。 2 转向轴端面孔尺寸?110+0.054孔内表面粗糙度为4 3 转向轴端盖螺纹孔尺寸5-m10-2孔位置准确度为0.25孔深25螺纹深16。 4 转向轴外圆柱表面尺寸?65?0.064表面粗糙度为4 5 方向轴孔尺寸?44+0.05孔内表面粗糙度为6。 6 方向轴端面孔尺寸?72+0.046孔内表面粗糙度为6。 7 方向轴端盖螺纹孔尺寸4-m10-2孔位置准确度为0.25孔深25螺纹深16。 2.

22、2工艺方案设计 2.2.1 基准的选择 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正常、合理可以保证加工尽量提高生产效率。否则就会使加工工艺过程问题百出严重的还会造成零件的大批报废使生产无法进行。工件在机床上用夹具进行夹紧加工时用来决定工件相对于刀具位置的工件表面上的点、线、面称为定位基准。定位基准分为粗基准和精基准。 1 粗基准的选择 按照有关粗基准的选择原则即当零件上有一些不需要进行机械加工且不加工表面与加工表面之间具有一定的相互位置精度要求时应以不加工表面中与加工表面相互位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准。 对于壳体类零件而言一般以平面作粗基准是合理的。对于本零件来说选择转

23、向轴端盖端面相对的为了加工方便铣出来的凸台作为粗基准。 2 精基准的选择 精基准的选择有四大原则即基准重合、基准统一、互为基准、自为基准原则。精基准的选择主要考虑基准重合的问题。为了便于保证壳体上孔与孔、孔与平面及平面与平面之间较高的位置精度要求壳体类零件应遵循“基准统一”的原则选择精基准使具有位置精度要求的大部分表面能用同一个精基准定位加工。我采用“一面两孔”作为同意的基准转向轴端面限制了z的移动和xy的转动固定圆柱形限制了xy的移动菱形销先知了z的的转动。同时定位平面是零件的设计基准这样既符合基准同意原则又符合基准重合原则。 2.2.2 各表面加工方法与方案确定 根据机械制造工艺设计简明手

24、册选择确定零件各加工表面加工方法与方案如下 加工表面 表面粗糙度 加工方案 转向轴端面 ra12.5 粗铣精铣 转向轴端盖面 ra6.3 粗铣精铣 方向轴端盖面 ra1.6 粗铣精铣 武汉理工大学毕业设计论文 转向轴65外表面 ra6.3 粗车精车 转向轴41、54孔 ra1.6 粗镗精镗 转向轴110孔 ra6.3 粗镗精镗 方向轴44孔 ra1.6 粗镗精镗 方向轴72孔 ra1.6 粗镗精镗 转向轴端盖面螺纹孔 钻孔攻螺纹 转向轴方向13孔 钻孔扩孔 方向轴端盖面螺纹孔 钻孔攻螺纹 表2.2.2 各表面加工方法与方案 2.2.3 各加工表面工序间余量工序尺寸的确定 通过毛坯的确定以及查手

25、册来确定工序间余量、表面粗糙度以及尺寸公差等如下表所示 工序名称 工步 工序间 余量 /mm 工序间 工序间 尺寸 /mm 工序间 尺寸、公差 /mm 经济精度 表面粗糙度?/m 转向轴端面 精铣 0.5 it8 12.5 133 133 粗铣 2 it12 25 134 134 毛坯 ct8 138 138 转向轴端盖面 精铣 0.5 it8 6.3 54 540.1 粗铣 2 it12 12.5 55 550.3 毛坯 ct8 59 591.1 方向轴端盖面 精铣 0.5 it7 1.6 151 1510.2 粗铣 2 it11 3.2 152 1520.6 毛坯 ct8 156 1561

26、.4 转向轴65外表面 精车 0.5 it8 6.3 65 65?0.06 粗车 2 it12 12.5 65.5 65.5+0.14 毛坯 ct8 67.5 67.5+0.94 转向轴41孔 精镗 0.3 it7 1.6 41 41+0.05 粗镗 1.5 it11 3.2 40.7 40.7?0.01 毛坯 ct8 39.2 39.2?0.61 转向轴54孔 精镗 0.3 it7 1.6 54 54?0.06+0.06 粗镗 1.5 it11 3.2 53.7 53.7?0.12 毛坯 ct8 52.2 52.2?0.72 武汉理工大学毕业设计论文 转向轴110孔 精镗 0.5 it8 6

27、.3 110 110+0.054 粗镗 1.5 it12 12.5 109.5 109.5?0.946 毛坯 ct8 108 108?1.546 方向轴44孔 精镗 0.3 it7 1.6 44 44+0.05 粗镗 1.5 it11 3.2 43.7 43.7?0.01 毛坯 ct8 42.2 42.2?0.61 方向轴72孔 精镗 0.3 it7 1.6 72 72+0.046 粗镗 1.5 it11 3.2 71.7 71.7?0.014 毛坯 ct8 70.2 70.2?0.614 转向轴端盖面m10螺纹 攻螺纹 6h 3.2 m10 m10 钻8.5孔 it12 12.5 8.5 8

28、.5 转向轴方向13孔 扩13孔 it11 12.5 13 13 钻12孔 it12 12.5 12 12 方向轴端盖面m10螺纹孔 攻螺纹 6h 3.2 m10 m10 钻8.5孔 it12 12.5 8.5 8.5 表2.2.3 各表面工序间余量及工序尺寸 2.2.4 制定工艺路线 根据最终确定的加工方案制定工艺路线如下 粗、精铣转向轴和方向轴各端面粗、精镗转向轴和方向轴各孔钻、扩转向轴方向13孔钻、攻转向轴和方向轴各螺纹孔铣标记面清洗去毛刺清洗终检。 2.3 工序设计 根据本人题目要求特对壳体方向轴端盖孔钻削加工工步进行设计。 钻8.5螺纹底孔 1) 加工设备组合机床 2) 工装游标卡尺

29、钻头 3) 切削要素主轴转速n=500r/min 进给量f=0.15mm/r 切削速度v=30m/min 切削长度l=25mm 切削深度ap=4.25mm 武汉理工大学毕业设计论文 基本时间?=0.43min 3 转向器壳体方向轴端盖孔钻削加工组合机床设计 组合机床总体设计的内容和步骤与普通机床相同但由于组合机床只加工一种或数种工件的特定工序工艺范围窄主要技术参数已知且工艺方案一旦确定也就确定了结构布局因而总体设计的侧重点不同主要是通过工件分析等掌握机床设计的依据画出详细的加工零件工序图通过工艺分析画出加工示意图然后进行总体布局画出机床尺寸联系图。 3.1 组合机床方案的制定 3.1.1 制定

30、工艺方案 零件加工工艺将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。根据被加工零件的零件图加工汽车转向器壳体方向轴端盖四个m10孔的工艺过程。 1 加工孔的主要技术要求 加工4个8.5孔。 要求生产纲领为70000件/年。 2 工艺分析 加工该孔时要求位置准确度为0.25。 根据组合机床的工艺方法及能达到的经济精度可采用如下的加工方案一次性加工孔孔径为8.5。 3 定位基准及夹紧点的选择 加工此汽车转向器壳体方向轴端盖的孔以转向轴端面和方向轴端面以及方向轴44的孔两面一孔限制六个自由度。 在保证加工精度的情况下提高生产效率减轻工人的劳动量而工件也是大批量生产由于夹具在本设计中没有考虑

31、因此在设计时就认为是人工夹紧。 3.1.2 确定组合机床的配置形式和结构方案 1 被加工零件的加工精度 被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序应保证的加工精度是制造机床方案的武汉理工大学毕业设计论文 主要依据。汽车转向器壳体方向轴端盖的加工孔精度要求不高可采用钻孔组合机床工件各孔间的位置精度为0.25它的位置精度要求不是很高安排加工时可以在一个安装工位上对所有孔进行最终精加工。采取提高机床原始制造精度和工件定位基准精度并减少夹压变形等措施为此机床通常采用尾置式齿轮动力装置进给采用液压系统人工加紧。 2 被加工零件的特点 这主要指零件的材料、硬度及加工部位的结构形状工件刚度定位基准面的特点它们

32、对机床工艺方案制度有着重要的影响。一般的汽车转向器壳体的材料是球墨铸铁硬度为160-210hb孔在顶面呈正方形分布孔的直径为8.5.采用多孔同步加工零件的刚度足够工件受力不大振动及发热变形对工件影响可以不计。 一般来说孔中心线与定位基准面平行且需由一面或几面加工的箱体宜用卧式机床立式机床适宜加工基准面是水平的且被加工孔与基准面垂直的工件而不适宜加工安装不方便或高度较大的细长工件。对大型箱体件采用单工位机床加工较适宜而中小型零件则多采用多工位机床加工。 此零件的加工特点是中心线与定位基准平面是平行的因而适合选择卧式机床。 3 零件的生产批量 零件的生产批量是决定采用单工位、多工位、自动线或中小批

33、量生产特点设计组合机床的重要因素。按设计要求生产纲领为年生产量为7万件从工件外形及轮廓尺寸为了减少加工时间采用多轴头为了减少机床台数此工序在一台机床上完成以提高利用率。 4 机床使用条件 使用组合机床对车间布置情况、工序间的联系、使用厂的技术能力和自然条件等一定的要求。在根据用户实际情况来选择什么样的组合机床。 综合以上所述通过对汽车转向器壳体的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求、定位、夹紧方式、工艺方法并定出影响机床的总体布局和技术性能等方面的考虑最终决定设计四轴头同步卧式组合机床。 3.2 确定切削用量及选择刀具 3.2.1 确定工序间余量 为使加工过程顺利进行并稳定的保证

34、加工精度必须合理地确定工序余量。生产中常用查表给出组合机床对孔加工的工序余量但由于孔直径只有8.5只需一次加工即可实现精度也可以保证所以加工余量为0。 3.2.2 选择切削用量 确定了在组合机床上完成的工艺内容就可以着手选择切削用量了。因为所设计的组武汉理工大学毕业设计论文 合机床为多轴同步加工在大多数情况下所选切削用量根据经验比一般通用机床单刀加工低30%左右。多轴主轴箱上多有刀具共用一个进给系统通常为标准动力滑台工作时要求所有刀具的每分钟进给量相同且等于动力滑台的每分钟进给量mm/min。根据零件图可知要加工的四个孔参数相同所以四个刀具主轴的参数也完全相同。按照经济地选择满足加工要求的原则

35、采用查表的方法查得钻头直径6-12铸铁160-210hb的进给量为0.12-0.20mm/r切削速度为24-61m/min这里钻头直径为d=8.5取进给量f=0.15mm/r切削速度取v=30m/min。 3.2.3 确定切削力、切削扭矩、切削功率 根据选定的切削用量主要指切削速度v及进给量f确定切削力作为选择动力部件滑台及夹具设计的依据确定切削扭矩用以确定主轴及其它传动件齿轮、传动轴等的尺寸确定切削功率用以选择主传动电动一般指动力箱功率通过查表计算如下 布氏硬度hb = hbmin?13hbmax?hbmin = 160?13210?160 = 153.33 切削力f = 26?d?f0.8

36、?hb0.6 = 26 8.5 0.150.8153.330.6 = 992.30n 切削扭矩t = 10?d1.9?f0.8?hb0.6 = 10 8.51.9 0.150.8 153.330.6 = 2619.06n?mm 切削功率p =m?v9740?d =2619.063097403.148.5 = 0.30kw 式中hb布氏硬度 f切削力n d钻头直径mm f每转进给量mm/r t切削扭矩n*mm v切削速度m/min p切削功率kw 3.2.4 选择刀具结构 武汉理工大学毕业设计论文 汽车转向器壳体的硬度在160-210hb孔径d为8.5刀具的材料选择高速钢钻头w18cr4v为了使

37、工作可靠、结构简单、刃磨简单选择标准8.5的麻花钻。 3.3 组合机床总体设计“三图一卡”的编制 前面对四轴头同步卧式组合机床工艺方案及配置型式、结构方案的确定的有关问题进行了分析设计它是机床总体设计的重要内容。下面就以机床加工壳体总体设计的另一个问题既总体设计方案的图纸表达形式“三图一卡”的设计其内容包括绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图编制生产率卡。 3.3.1 被加工零件工序图 1. 被加工零件工序图的作用及内容 被加工零件工序图是根据选定的工艺方案表示一台组合机床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、夹具部位及被加工零件的材料、硬度、重

38、量和在本道工序加工前毛坯或成品状况的图纸它不能由用户提供的图纸代替而是在原零件图基础上突出本机床的加工内容加上必要的说明绘制成的。它是组合机床设计的主要依据也是制造、使用、检验和调整机床的重要技术文件。 图上主要内容 1 被加工零件的形状主要外廓尺寸和机床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技术要求以及对上道工序的技术要求等。 2 本工序所选定的定位基准、夹紧部位及夹紧方向。 3 加工时如需要中间向导应表示出工件与中间向导有关部位结构和尺寸以便检查工件、夹具、刀具之间是否相互干涉。 4 被加工零件的名称、材料、编号、硬度及被加工部位的余量等。 2. 绘制被加工零件工序图的注意事项 1

39、 为了使被加工零件工序图清晰明了一定要画出被本机床加工的内容。绘制时应按一定的比例选择足够的视图及剖视图突出加工部位并把零件轮廓及与机床、夹具设计有关部位表示清楚。 2 加工部位的位置尺寸应由定位基准标注为便于加工及检查尺寸应采用直角坐标系标出而不是采用极坐标但有时因所选定位基准与设计基准不重合则须对加工部位要求位置尺寸精度进行分析换算。 3.3.2 被加工零件工序图 1. 加工示意图的作用和内容 加工示意图是被加工零件工艺方案在图样上的反映表示被加工零件在机床上的加工过程刀具的布置以及工件、夹具、刀具的相对位置关系机床的工作行程及工作循环等是刀具、夹具、多轴箱、电气和液压系统设计选择动力部件

40、的主要依据是整台组合机床布局形式的原始要求也是调整机床和刀具所必需的重要文件。 武汉理工大学毕业设计论文 在图上应标注的内容 1 机床的加工方法切削用量工作循环和工作行程。 2 工件、夹具、刀具及多轴箱端面之间的距离等。 3 主轴的结构类型尺寸及外伸长度刀具类型数量和结构尺寸、接杆、导向装置的结构尺寸刀具与导向装置的配合刀具、接杆、主轴之间的连接方式刀具应按加工终了位置绘制。 2. 绘制加工示意图之前的有关计算 1 刀具的选择 刀具的选择要考虑加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生产率要求等因素。刀具的选择在前面已经述及此处就不再赘述了。 2 导向套的选择 在组合机床上加工孔除用刚性主轴的方

41、案外工件的尺寸、位置精度主要取决于夹具导向。因此正确血案则导向装置的类型合理确定其尺寸、精度是设计组合机床的重要内容也是绘制加工示意图时必须解决的内容。 1) 选择导向类型 根据刀具导向部分直径d=8.5和刀具导向的线速度v =?d?n1000=3.148.55001000=13.345 20m/min选择固定式导向。 2) 导向套的参数 根据刀具的直径选择固定导向装置如图所示 图3.3.2-1 固定导向装置 3) 初定主轴类型、尺寸、外伸长度 因为轴的材料为40cr剪切弹性模量g=81.0gpa刚性主轴取=0.25/m所以b取2.316。 武汉理工大学毕业设计论文 根据刚性条件计算主轴的直径为 dbt4= 2.316 2619.064= 16.57mm 式中d轴直径mm t轴所承受的转矩n*mm b系数 内孔长度为l1= 77mm。本设计中所有主轴d/d1为32/20主轴外伸长度为l=115mm。 4) 确定加工示意图的联系尺寸 从保证加工终了时主轴箱端面到工件端面间距离最小来确定全部联系尺寸加工示意图联系尺寸的标注如图所示。其中最重要的联系尺寸即工件端面到多轴箱端面之间的距离它等于刀具悬伸长度、螺母厚度、主轴外