多缸机气缸盖组合镗床设计

1、目 录摘 要IAbstractII1.绪论11.1 本课题的来源、目的、意义11.2本课题拟解决的问题11.3本课题在国内外发展概况22.方案的论证与分析32.1 确定方案32.2方案的分析与选择33.机床联系尺寸图的设计43.1 机床的布局和配置53.2 切削用量和时间定额的选择和计算53.3 切削力及切削功率的计算73.4 通用部件的选择93.5 主要联系尺寸确定.134.夹具设计.164.1 定位装置的设计164.2 夹紧装置的确定20 4.3 导向装置和夹具机床连接方式的选择.255.结论27参考文献28致谢29多缸机气缸盖组合镗床设计摘 要本文详细阐述了多缸机气缸盖底面镗床的设计。根

2、据气缸盖及其散热弧的结构特点，确定该机床为单面卧式组合镗床。在机床联系尺寸图设计中，通过分析和计算，选择了合理的切削用量、刀具导向装置及其刀具与主轴的连接方式， 确定了机床的工作行程及动作循环等。通过分析和计算，选用液压滑台、侧底座、动力箱等组合机床通用部件，并设计了专用的中间底座等。在夹具设计中，确定了定位、夹紧及导向等结构方案，确定了夹具与机床的联接方式，并进行了相关的分析和计算。经过分析和论证，该方案能够满足多缸机气缸盖底部散热弧的加工要求和生产纲领要求。关键词：组合镗床；夹具；气缸盖；动力箱The design for compounding boring machine of mul

3、ti-cylinder engine with heat dissipation arc on the bottom side of the cylinder head AbstractThe thesis elaborates the design for compounding boring machine of multi-cylinder engine with heat dissipation arc on the bottom side of the cylinder head. The machine can be defined as a single- side horizo

4、ntal compounding boring machine according to the structural features of its cylinder head and its heat dissipation arc. In the designing process of the machining sketch chart, the thesis introduces the determination process of the structure type and diameter of the main axle by careful analysis and

5、calculation, the choice of adequate cutting parameters, cutter guiding device and the connection pattern between the cutter and the main axle, as well as the ascertainment of the working stroke and action cycle of the machine tool. In the designing of machine size map, the thesis elaborates how to s

6、elect hydraulic pressure sliding platform, wing base, power box and other universal parts of combined machine tool through accurate analysis and calculation. Moreover, it introduces the design of specialized center base. In the designing of the fixture, the thesis explains the determination of posit

7、ion fixing, clamping, guiding and other structural concepts, as well as the connection pattern between the fixture and the machine tool. Also, it conducted related analysis and calculation. At last, the thesis concludes that though careful analysis and demonstration, the scheme can meet both the pro

8、cessing requirements and production program requirements of heat dissipation arc on the bottom side of the cylinder head for multi-cylinder engines. Key words: Compounding boring machine; Fixture; Cylinder head; Power box II 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文）1 绪论 毕业设计是高校完成本科教育教学计划中最后一个环节，也是最重要的一个环节，它是通过指导老师的指导及

9、查阅相关专业资料，让学生独立思考算，并运用大学所学基础知识、专业知识来完成导师布置的设计任务的一个过程。目的是培养学生学以致用、独立思考和合理处理问题的能力，为迈入社会和继续深造做好准备。 本设计的题目是多缸机气缸盖底部散热弧组合镗床设计，其中包括机床联系尺寸图的设计，确定机床的总体结构方案，完成机床联系尺寸图的设计；机床夹具设计，合理确定夹具的定位方案、夹紧方案等，绘制夹具总图，完成夹具主要零、部件的设计。1.1 本课题的来源、目的、意义 多缸机气缸盖是柴油机非常重要的一个部件，他不仅作为气缸进出气部分的支撑件以保证气缸的进气出气过程能顺利完成和作为密封件来封闭柴油机与外部的接触以保证燃烧室

10、气体不泄露而存在,同时它也承担着降低多缸机温度的重要作用。气缸盖的材料一般采用质地较硬的铸铁铸造而成，少数对内燃机要求要高的采用铝材铸造。气缸盖与机体的结合面在进排气门孔连接处设计有散热弧，会使散热效果更为明显，其加工质量直接影响多缸机的使用性能。多缸机气缸盖底面散热弧的加工可以选用卧式镗铣床进行镗削加工，但生产效率低，加工质量不稳定，劳动强度大。随着现在制造技术的发展，数控机床和加工中心已在生产线中获得广泛使用，也可以卧式加工中心进行镗削加工，有利于保证加工质量，但大大增加了设备投资。组合机床是由通用部件和单独设计的专用部件组合而成，专用部件能够适应工件的特定形状以提高加工生产效率，这样组成

11、的机床就称为组合机床。组合机床也正是由于专用部件的存在，相比于普通机床有高效率的优点，而且在大批量生产中，由于高生产率获得的利润导致组合机床的成本相对普通机床也低得多，所以组合机床在大批量生产中应用非常普遍。因此设计一台多缸柴油机气缸盖底面散热弧组合镗床对保证气缸盖底面散热弧的加工质量和提高生产效率具有十分重要的意义。1.2本课题拟解决的问题合理确定切削用量、刀具的导向方式及主轴与镗杆的连接方式，合理确定夹具的结构方案等，保证多缸柴油机气缸盖底面散热弧的加工精度要求和生产效率要求。1.3本课题在国内外发展概况 国内对气缸盖散热方面研究很多。由于缸盖的热应力很高, 因为在上止点时, 燃气在高温、

12、高压和高速下流动, 所以传给汽缸盖底面的热量特别多。位于缸盖底部的排气门座同样受到高温和高速燃气的冲刷, 而在换气过程中又受到通过进气门流入的新鲜空气的冷却, 由此所产生的热应力远远超过机械应力。气缸盖在如此高的复合应力作用下,所以要求其有足够的强度、刚度及耐热性10。随着多缸机的设计对轻型化简单化和高效率化的要求越来越高，对构建的结构要求越来越简单，气缸周围的关键部件和薄壁部件对热负荷在循环变化承受能力核对热应力的适应能力就因此也越来越高。此时对多缸机机体的冷却提出更高的要求，如冷却不足, 会导致柴油机过热,直接影响到进气冲程的进气质量，导致燃烧冲程的不正常进行， 不仅使得燃烧效率低下导致燃

13、油浪费，由此而引起的一系列结果如尾气排放量的增加，动力供给不足和可靠性大大下降等，使得多缸机的性能及表现全面恶化。在工件加工时为了使加工面不留退刀痕, 国内一般采用让刀法。让刀方式有多种，一种是通过对夹具刀具或者对动力箱加装移动部件如滑台等，使其在加工结束后移动一段距离，使刀具与工件保持安全距离，另外一种就是使用定向停车装置，在工件加工某一工序加工完成后，是刀具停止在固定的预定方向，这种让刀方式适合加工面只有一面，所以有空闲位置给刀具提供让刀空间。让刀就是在加工工件时, 为了使镗刀能通过一些障碍,移动到预定位置附近，要把工件相对于刀具有垂直于进给方向的相对移动，使刀具在不划伤工件表面和不损坏刀

14、具的条件下使刀具进入到预定位置，然后工件或刀具按照原路径返回到加工位置，对工件定位夹紧后镗杆旋转开始加工，在预定工序加工完成后镗杆停止转动，并按照预定方向退出。在组合机床方面，国内目前一般选择“1”字头的通用部件，“1”字头的通用部件是大连组合机床研究所研发的，研究所成员经过十多年的研究和实验实践，得到这样一套最新的通用部件，其规格的覆盖面之广和品种之全在全世界也是首屈一指的。采用“1”字头的通用部件设计组合机床可以节约成本，减少研发时间，并能大大提高机床的自动线的通用化水平，适应我国在机械方面的发展需求。国外一般采用数控机床或加工中心进行散热弧的加工，由于国外在机床及刀具方面要稍微领先国内，

15、故其加工效率及加工精度要高一些。 2 方案的论证与分析2.1 确定方案镗削时采用导向套导向完成多缸柴油机气缸盖底面散热弧的的镗削加工。2.2方案的分析与选择经分析比较：方案1结构简单，但是由于加工工件较长，镗杆也需要较长，用刚性连接会使镗杆的稳定性和加工精度受到影响，而且让刀装置会使夹具更复杂。方案二采用浮动卡头连接，避免的方案一的缺点，既能保证加工精度，又有较好的稳定性，没有夹具让刀时间，减少辅助时间，提高了生产效率，而且适合大批量的生产；故选择方案二。3 机床联系尺寸图的设计其中为转矩为每分钟转速由公式（3-9）得， 由于加工时是三把镗刀同时进行加工，故实际切削功率3.4D为主轴直径（mm

16、）T-轴所承受的转矩（N·mm） 查阅文献1表3-6，故取4 夹具设计由于多缸机气缸盖底部散热弧的镗削加工生产量较大，为了保证工件加工的质量，减少工人体力劳动，所以要设计操作性及生产效率相对较高专用夹具，以降低单件产品生产时间，降低生产成本，提高生产率。5 结论本文详细阐述了多缸机气缸盖镗床的设计。由于气缸盖属于箱体类零件，其散热弧位于气缸盖的一个大平面上，故确定该机床为单面卧式组合镗床。在机床联系尺寸图设计中，通过分析和计算，选择了合理的切削用量、刀具使用导向套导向，刀具与主轴的连接方式为用浮动卡头连接，确定了机床的动作循环为快进工进快退。通过分析和计算，选用系列动力箱、工作精度高

17、的系列液压滑台及配套的系列侧底座等组合机床通用部件，并设计了专用的中间底座等。在夹具设计中，使用一面两孔的定位方式，即用一个平面加一个短圆柱销和一个菱形销来进行定位，进行相关的定位误差计算，夹紧方案使用增力比高的楔形夹紧机构进行夹紧，采用外滚式回转镗套导向，确定了夹具与机床的联接方式为螺栓连接。经过分析和论证，该方案能够满足多缸机气缸盖底部散热弧的加工要求和生产纲领要求。本设计的夹具设计较为复杂，原因是定位基准面在上面，如能使定位基准面向下，将大大减少夹具的设计时间及装卸夹紧时间，提高生产效率。参考文献 1 谢家瀛. 组合机床简明设计手册. 北京：机械工业出版社，1994，43-128。 2

18、尹成湖，李保章，杜金萍. 机械制造技术基础课程设计. 北京：高等教育出版社，2009,237-240 3 吴拓. 简明机床夹具设计手册. 北京：化学工业出版社，2010,57-78。4 唐增宝，常建娥. 机械设计课程设计（第3版）. 武汉：华中科技大学出版社，2006,6。5 于英华. 组合机床设计. 北京：清华大学出版社，2012，23-195。6 甘永利. 几何量公差与检测. 上海：上海科学技术出版社，2010,31-49。7 杨建军. 金属切削机床设计. 北京：电子工业出版社，2014，47。8 李庆余，张佳. 机械制造装备设计. 北京：机械工业出版社，2003，8。9 孟少农. 机械加工