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柴油机 缸体 三面钻削 组合 机床 总体 主轴 设计

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内容简介：

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W1 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 70 . 0 80 . 0 60 . 0 1 10 . 0 60 . 0 60 . 0 2 50 . 1 50 . 1 51 0 51 2 51 3 50+ 0 . 1 6两侧两侧两侧两侧两侧两侧两侧0 . 0 2 50 . 0 2 50 . 0 1 10 . 0 1 10 . 0 2 50 . 0 1 10 . 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 . 50 . 50 . 50 . 58 28 2A8 2 58 06 21 1 98 3A - 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 W3 3动力箱,液压滑台为T W3 3 A - 1 1 ,侧 底 座 为T W3 3 A - 1 0。T W3 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 tM 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 tM 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 tM 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 tM 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 tM 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 tM 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 tM 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 tM 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 tM 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 tM 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 tM 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。目前已经总共生产G N 3 1箱体4 4 6 0 0台。创工业产值6 6 9 0万元, 节约加工费1 3 8 . 2万元, 该设计项目获2 0 0 2年度广西机械工业优秀工艺工装成果一等奖。4结语该机床设计在严谨规范的同时, 又有技术创新。稍有不足之处在于:按照定位销不承受刀具轴向力设计,选用了两个$1 2 5 m m的液压夹紧油缸, 但此时加工出来的零件圆度超差,实际液压站的工作压力为1 . 5 M P a,此时两个液压夹紧油缸的夹紧力为3 6 0 0 0 N, 用两个%9 0 m m的液压夹紧油缸即可。但瑕不掩瑜, 该机床仍不失为公司组合机床设计的经典之作。参考文献: 1 2 T h eD e s i g no f Mo d u l a r Ma c h i n eT o o l f o r G N 3 1Wa l k i n gT r a c t o r G e a r b o xC H E NB i n , L IX i a n g - x i n( N a n n i n g Wu l i n g - G u i h u a V e h i c l e C o .,L t d . , N a n n i n g5 3 0 0 0 1 , C h i n a )A b s t r a c t:T h e p a p e r i n t r o d u c e s t h e d e s i g n c o u r s e o f t h e m o d u l a r m a c h i n e t o o l f o r m u l t i - h o l e c o n c e n t r a t i o n g e a r b o x . T h e p r a c t i c e h a s p r o v et h e m o d u l a r m a c h i n e t o o l n o l o n g e r d e s i g n c r i t e r i o n b u t a l s o i n n o v a t e .K e y w o r d s : m u l t i - h o l e c o n c e n t r a t i o n ; d e e p h o l e s m a c h i n i n g ; m o d u l a r m a c h i