機械畢業(yè)設計（論文）-柴油機機體三面精鏜組合機床總體及左主軸箱設計【全套圖紙】

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 前言1</b></p><p>　　1.1 課題內容1</p><p>　　1.2 課題來由1</p><p>　　1.2.1 課題背景1</p><p>　　1.2.2 課題要求1&

2、lt;/p><p>　　1.3 組合機床國內外發(fā)展概述1</p><p>　　1.4 本課題主要解決的問題和總體設計思路2</p><p>　　2 組合機床總體的設計3</p><p>　　2.1 總體方案的論證3</p><p>　　2.2 工藝方案的擬訂3</p><p>　　2.2.

3、1 工藝路線的確定3</p><p>　　2.2.2 被加工零件的毛坯情況以及工藝過程分析4</p><p>　　2.2.3 機床配置型式的選擇4</p><p>　　2.2.4 定位基面及夾壓點的選擇5</p><p>　　2.2.5 影響工藝方案的主要因素5</p><p>　　2.3 確定切削用量及選擇

4、刀具5</p><p>　　2.3.1 選擇切削用量5</p><p>　　2.3.2計算切削扭矩及切削功率7</p><p>　　2.3.3 選擇刀具結構8</p><p>　　2.4 三圖一卡的設計8</p><p>　　2.4.1 被加工零件工序圖8</p><p>　　2.4

5、.2 加工示意圖9</p><p>　　2.4.3 機床聯(lián)系尺寸總圖11</p><p>　　2.4.4 機床生產(chǎn)率計算卡14</p><p>　　3 左主軸箱的設計18</p><p><b>　　3.1 概述18</b></p><p>　　3.2 繪制主軸箱設計的原始依據(jù)圖18&

6、lt;/p><p>　　3.3主軸結構型式的選擇及動力計算19</p><p>　　3.3.1 主軸結構型式的選擇19</p><p>　　3.3.2 主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定19</p><p>　　3.3.3 傳動系統(tǒng)的設計與計算19</p><p>　　3.4 主軸箱坐標計算20</p>

7、<p>　　3.4.1 軸坐標系遠點的確定20</p><p>　　3.4.2 主軸箱坐標計算的順序21</p><p>　　3.4.3 主軸坐標的設置21</p><p>　　3.4.4 傳動軸坐標計算22</p><p>　　3.5 齒輪和軸的校核25</p><p>　　3.5.1 齒輪校核

8、25</p><p>　　3.5.2 軸的校核26</p><p>　　3.6 標準件的選擇及其它30</p><p>　　3.6.1 葉片油泵的型號選擇30</p><p>　　3.6.2 螺塞30</p><p>　　3.6.3 主軸箱的潤滑30</p><p><b>

9、　　4 結論32</b></p><p><b>　　致 謝33</b></p><p><b>　　參考文獻34</b></p><p><b>　　附 錄35</b></p><p>　　柴油機機體三面精鏜組合機床總體及左主軸箱設計</p

10、><p>　　摘要：柴油機機體是需要大量生產(chǎn)的零件。為了提高加工精度和生產(chǎn)效率，需要設計一臺組合機床來改善它的加工情況。本課題設計一臺加工柴油機機體的三面精鏜組合機床，主要完成機床總體和左主軸箱的設計工作。根據(jù)柴油機機體的結構特點、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度及生產(chǎn)率等要求，確定該機床為單工位臥式組合機床，機床采用臥式單工位三面加工的方案，加工和裝配的工藝性好，零件裝夾方便；為確保加工精度，采用“三面”的定位方案；

11、為實現(xiàn)無級調速，操作可靠，選擇液壓滑臺；根據(jù)零件的大小及被加工孔的位置確定主軸箱的輪廓尺寸；由加工工藝選擇滾珠軸承主軸，通過計算扭矩確定主軸和傳動軸的直徑；齒輪的模數(shù)是通過類比法確定；齒輪齒數(shù)和中間傳動軸的位置是由“計算、作圖和多次試湊”相結合的辦法確定。本組合機床加工效率高，成本低，加工精度高，操作使用方便，減輕了工人的勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)率。</p><p>　　關鍵詞：組合機床；鏜削；柴油機</p

12、><p>　　全套圖紙，加153893706</p><p>　　Design of Overall and left Headstock of Modular Machine Tool for Finished Boring of Pipe Holes on Three-Side of Body of Diesel</p><p>　　Abstract：The die

13、sel body is a product which needs mass production. In order to improve the disposition and the production efficiency, designing a high effective modular machine tool is needed to improve the production of the diesel body

14、. This topic is the design of general scheme and left headstock of modular machine tool for Finished Boring of Pipe Holes on Three-Side of diesel body. According to the request of construction features, processing spot,

15、size precision, surface roughness and produc</p><p>　　Key words：modular machine-tool; boring; diesel engine</p><p><b>　　1 前言  </b></p><p><b>　　1.1 課題內容</b&

16、gt;</p><p>　　本組課題是設計一臺三面精鏜孔臥式組合機床，來保證柴油機機體三面孔加工及保證相應的位置精度，在完成機床總體設計和繪制“三圖一卡”的基礎上，主要完成左主軸箱設計。</p><p><b>　　1.2 課題來由</b></p><p><b>　　本課題來自江動集團</b></p>&l

17、t;p>　　1.2.1 課題背景</p><p>　　近年來，隨著制造業(yè)的發(fā)展，普通機床已經(jīng)越來越不能滿足現(xiàn)代加工工藝及提高勞動生產(chǎn)率的要求。江動集團在生產(chǎn)柴油機時，其機體的加工效率比較低，跟不上生產(chǎn)指標，機體的加工精度比較高，普通機床加工比較困難，現(xiàn)需要設計一臺組合機床用以實現(xiàn)柴油機機體的加工。</p><p>　　1.2.2 課題要求</p><p>　　

18、本加工工序的內容：精鏜平衡軸孔Φ52M7，凸輪軸孔Φ47H7、Φ35H7，調速軸孔Φ25V7，起動軸孔Φ37H7，缸套孔Φ118H9、Φ111H8、Φ110H7，曲軸孔Φ195H7、Φ78H7，表面粗糙度均為Ra1.6。</p><p>　　為了保證零件的加工精度，在整個設計過程中應滿足以下幾點要求：</p><p>　　a．機床應能滿足加工要求，保證加工精度；</p>&l

19、t;p>　　b．機床應運轉平穩(wěn)，工作可靠，結構簡單，裝卸方便，便于維修、調整；</p><p>　　c．機床盡量選用通用件，以便降低制造成本；</p><p>　　d．主軸箱能滿足機床總體方案的要求（轉速，轉向，功率，坐標要求）。</p><p>　　1.3 組合機床國內外發(fā)展概述</p><p>　　組合機床是以系列化、標準化的通用部

20、件為基礎，配以少量的專用部件組成的專用機床。組合機床是隨著生產(chǎn)的發(fā)展，由萬能機床和專用機床發(fā)展來的。這種機床既具有專用機床的結構簡單、生產(chǎn)率和自動化程度較高的特點，又具有一定的重新調整能力，以適應工件變化的需要，組合機床可以對工件進行多面、多主軸加工。組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。</p><p>　　組合機床裝備的發(fā)展思路是以提高組合機床加工精度、組合

21、機床柔性、組合機床工作可靠性和組合機床技術的成套性為主攻方向。一方面，加強數(shù)控技術的應用，提高組合機床產(chǎn)品數(shù)控化率；另一方面，進一步發(fā)展新型部件，尤其是多坐標部件，使其模塊化、柔性化，適應可調可變、多品種加工的市場需求。復合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被看好。在被加工零件的形狀日益復雜的情況下，多軸化控制的機床裝備適合能夠加工形狀復雜的零件。另外，產(chǎn)品周期的縮短也要求加工機床能夠隨時調整和適應新的變化，滿足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。然

22、而更關鍵的是現(xiàn)代通信技術在機床裝備中的應用，信息通信技術的引進使得現(xiàn)代機床的自動化程度進一步提高，操作者可以通過網(wǎng)絡對機床的程序進行遠程修改，對運轉狀況進行監(jiān)控并積累有關數(shù)據(jù)；通過網(wǎng)絡對遠程的設備進行維修和檢查、提供售后服務等。在這些方面組合機床裝備還有相當大的差距，因此組合機床技術裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調可變、任意加工性以及通信技術的應用將是今后的發(fā)展方向。</p><p>　　組合機床未來的發(fā)

23、展將更多的采用調速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結構、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調性等。</p><p>　　1.4 本課題主要解決的問題和總體設計思路</p><p>　　本設計主要針對原有的柴油機機體左、右、后三個面上13個孔多工序加工、生產(chǎn)率低、位置精度誤差大的問題而設計的，從而保證孔的位置精度、提高生產(chǎn)效率，降低工人勞動強度。左主軸箱的設

24、計，首先，在完成對組合機床的總體設計并繪制出“三圖一卡”的基礎上，繪制左主軸箱設計的裝配圖；主軸箱設計是組合機床設計中的重要部分，主軸箱設計的合理與否，直接影響到被加工零件的加工精度等參數(shù)。首先確定工件的定位與夾緊方式，然后進行誤差分析，對主軸箱的主要零件進行結構設計和校核。</p><p>　　2 組合機床總體的設計</p><p>　　2.1 總體方案的論證</p>&l

25、t;p><b>　　圖2-1柴油機機體</b></p><p>　　被加工零件 名稱：柴油機機體</p><p>　　圖號：TC-195-01</p><p><b>　　材料：HT200</b></p><p>　　硬度：HB170～241</p><p>　　此

26、零件是中空的而四壁多孔的箱體類零件</p><p>　　技術要求：(1)本工序加工精度必須按圖紙要求進行</p><p>　　(2)各鏜孔終了允許有走刀線退刀痕</p><p>　　為了滿足連續(xù)大批量生產(chǎn)，具有較好的應邊性能的要求，生產(chǎn)工藝決定采用組合機床流水線來進行柴油機機體的切削加工。</p><p>　　2.2 工藝方案的擬訂</

27、p><p>　　2.2.1 工藝路線的確定</p><p><b>　　1 鑄造</b></p><p><b>　　2 時效</b></p><p><b>　　3 粗銑上、下面</b></p><p><b>　　4 粗銑左、右面</b&

28、gt;</p><p><b>　　5 粗銑前、后面</b></p><p><b>　　6 精銑上、下面</b></p><p><b>　　7 去毛刺</b></p><p><b>　　8 粗銑左、右面</b></p><p>

29、;<b>　　9 去毛刺</b></p><p><b>　　10 精銑前、后面</b></p><p><b>　　11 去毛刺</b></p><p><b>　　12 三面粗鏜孔</b></p><p><b>　　13 三面半精鏜孔<

30、;/b></p><p><b>　　14 三面精鏜孔</b></p><p>　　15 鏜平衡軸孔鎖緊槽</p><p>　　16 鉆氣缸蓋面、主軸承面、齒輪室蓋面螺紋底孔</p><p>　　17 鉆后蓋面、水箱面、油箱面螺紋底孔</p><p><b>　　18 鉆深孔<

31、;/b></p><p><b>　　19 銑小搭面</b></p><p>　　20 攻氣缸蓋面、主軸承面、齒輪室面、后蓋面、水箱面、油箱面螺紋</p><p>　　21 鉆、擴、鉸頂桿孔</p><p><b>　　22 終檢</b></p><p>　　本工序加工

32、的內容是加工路線中的第14道工序。孔的孔徑大多都在40mm以上，只有極少數(shù)的孔稍微小了點，加工精度為H7、IT7級，表面粗糙度為Ra=1.6um。</p><p>　　為了保證其精度要求，將有精度要求的七組孔安排在同一臺專機上進行。</p><p>　　被加工工件的加工精度和具體數(shù)值</p><p>　　參照圖2-1，列出本到工序要加工的各個孔的尺寸</p&g

33、t;<p>　　表2-1 本工序加工孔的尺寸及精度</p><p>　　2.2.2 被加工零件的毛坯情況以及工藝過程分析</p><p>　　機體進入本道工序機床前，機體上下、左右、前面六個面均已經(jīng)加工成為成品，無需要再進行最終精加工。各孔(本道工序要加工的孔)都已經(jīng)加工成半成品，應有半精加工和精加工余量，在直徑方向上3mm，在半徑方向上為1.5mm，其余部分是鑄造毛坯表面，

34、其精度要求在鑄造時給予保證而不要進行切削加工。</p><p>　　從生產(chǎn)綱領年產(chǎn)10萬臺可知：機體的加工是大批量連續(xù)性生產(chǎn)，加工精度有一定的要求，位置及形位公差都有一定的要求，為了滿足連續(xù)性大批量生產(chǎn)，具有較好的應變性能的要求。生產(chǎn)工藝采用組合機床的流水線來加工柴油機機體的精鏜孔。</p><p>　　流水線由若干道工序組成，分平面、孔、螺紋孔等，本道工序是孔鏜削加工的終了工序。<

35、/p><p>　　2.2.3 機床配置型式的選擇</p><p>　　機床的配置形式主要有臥式和立式兩種。臥式組合機床床身由滑座、側底座及中間底座組合而成。其優(yōu)點是加工和裝配工藝性好，無漏油現(xiàn)象；同時，安裝、調試與運輸也都比較方便；而且，機床重心較底，有利于減小振動。其缺點是削弱了床身的剛性，占面積大。辛辛苦苦組合機床床身由滑座、立柱及立柱底座組成。其優(yōu)點是占地面積小，自由度大，操作方便。其據(jù)

36、點是機床重心高，振動大。此外，柴油機機體的結構為臥式長方體，從裝夾的角度來看，臥式平放比較方便，也減輕了工人的勞動強度。</p><p>　　通過以上比較，考慮到臥式振動小，裝夾方便等優(yōu)點，選用臥式組合機床。</p><p>　　組合機床是針對某種零件或零件某道工序設計的。正確選擇定位基準，是確保加工精度的重要條件，同時也有利于實現(xiàn)最大限度的集中工序。從而收到減少機床臺數(shù)的效果。</

37、p><p>　　2.2.4 定位基面及夾壓點的選擇</p><p><b>　　A.定位基準的選擇</b></p><p>　　本機床加工為單工位加工，也就是一次安裝下進行13個孔的加工，其定位基準選擇：機體的底面定位限制3個自由度，側面定位限制2個自由度，定位限制1個自由度，這種定位的特點是：</p><p>　　a.可以

38、簡單地消除工件的六個自由度，使工件獲得可靠的定位；</p><p>　　b.能同時加工工件三個端面上的全部孔，即能高度集中工序，又有利于提高三端面孔的位置精度;</p><p>　　c.本定位基準有利于保證柴油機機體的加工精度，機床的許多部件實現(xiàn)通用化，有利于縮短設計周期，降低成本。</p><p><b>　　B確定夾緊位置</b></

39、p><p>　　在選擇定位基準的同時，要相應的決定夾緊位置，本設計采用液壓夾緊，夾緊部位為剛性較好的筋板上，即機體的上表面，目的為了減少機體夾緊變形誤差，應注意的問題；</p><p>　　a.保證零件夾壓后的穩(wěn)定；</p><p>　　b.盡量減少和避免零件夾壓后變形。</p><p>　　2.2.5 影響工藝方案的主要因素</p>

40、<p>　　a)被加工零件的加工精度和加工工序</p><p>　　b)被加工零件的特點</p><p><b>　　c)零件的生產(chǎn)批量</b></p><p><b>　　d)機床的使用條件</b></p><p>　　2.3 確定切削用量及選擇刀具</p><p

41、>　　2.3.1 選擇切削用量</p><p>　　在組合機床工藝方案確定過程中，工藝方法和切削用量選擇是否合理，對組合機床的加工精度，生產(chǎn)率，刀具耐用度，機床的結構形式及工作可靠性均有較大的影響。</p><p>　　A．組合機床切削用量的選擇需要以下幾個方面:</p><p>　　a)在大多情況下，組合機床為多軸、多刀、多面同時切削，因此，切削用量比一般萬

42、能機床單刀加工低30%左右。

43、

44、 </p><p>　　b)組合機床通常用動力滑臺來帶動刀具進給，由于多軸箱上同時工作的刀具種類不同且直徑大小不同，其切削用量也各有特點。因此，一般先按各刀具選擇較合理的切削速度v(m/min) 和每轉進給量f(mm/r)，再根據(jù)其中工作時間最長，負荷最重，刃磨較困難的刀具來確定并調整每轉進給量和轉速，通常用試湊法來滿足每分鐘進給量相同的要求。</p>&l

45、t;p>　　即 </p><p>　　c)在選擇切削用量時要注意既要保證生產(chǎn)批量要求，又要保證刀具一定的耐用度。</p><p>　　d)選擇切削用量時，還須考慮可選動力滑臺的性能。</p><p>　　B．組合機床切削用量選擇方法</p><p>　　從實際出發(fā)，

46、根據(jù)加工精度、工件材料、工作條件、技術要求等進行分析，按照經(jīng)濟地滿足加工要求的原則，合理的選擇切削用量。本次設計中，采用查表法選擇加工柴油機氣缸體孔的切削用量。</p><p><b>　　對于左面8個孔：</b></p><p>　　鏜孔1、2軸：Φ52</p><p>　　根據(jù)文獻[1]取v=106.19m/min，f=0.08mm/r，且

47、則由文獻[1]知</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　得： </p><p><b>　　鏜孔4軸：Φ37</b></p><p>　　取v=81.37m/min，f=0.07mm/r，</p><p>　　得：

48、 </p><p><b>　　鏜孔6軸：Φ47</b></p><p>　　取v=95.96m/min，f=0.08mm/r，</p><p>　　得： </p><p><b>　　鏜孔5軸：Φ25</b></p><p>

49、　　取v=78.54m/min，f=0.052mm/r，</p><p>　　得： </p><p><b>　　對于右面2個孔：</b></p><p><b>　　鏜孔3軸：Φ78</b></p><p>　　取v=85m/min，f=0.15mm/r，</p&

50、gt;<p>　　得： </p><p><b>　　對于右面3個孔：</b></p><p><b>　　鏜孔7軸：Φ118</b></p><p>　　取v=111m/min，f=0.15mm/r，</p><p>　　得： <

51、;/p><p>　　2.3.2計算切削扭矩及切削功率</p><p>　　根據(jù)文獻[1]P134表6-20中公式</p><p>　　鉆孔： （2-2）</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>&l

52、t;b>　?。?-4）</b></p><p>　　擴孔： （2-5）</p><p><b>　　（2-6）</b></p><p>　　鏜孔： （2-7）</p>

53、<p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中，F(xiàn)——切削力（N）；T——切削扭矩（N·mm）P——切削功率（Kw）；</p><p>　　ap——切削深度（mm）；（ap=1.25mm）；HB——布氏硬度，在本設計中，，，</p

54、><p><b>　　得HB=220。</b></p><p>　　由以上公式（2-2，2-3，2-4，2-5，2-6，2-7，2-8，2-9）分別可得：</p><p>　　左面1、2軸Fz=187.7N Fx=48.7N T=4880.86N·mm P=0.3257Kw</p><p>　　4軸Fz=1

55、69.8N Fx=44.7N T=3141.96N·mm P=0.2258Kw</p><p>　　5軸Fz=135.9N Fx=36.8N T=1698.71N·mm P=0.1744Kw</p><p>　　6軸Fz=187.7N Fx=48.7N T=4411.55N·mm P=0.2943Kw</p><p&

56、gt;　　Fz=187.7N Fx=48.7N T=3285.20N·mm P=0.2192Kw</p><p>　　右面3軸Fz=300.8N Fx=70.1N T=11731.10N·mm P=0.4178 Kw</p><p>　　Fz=300.8N Fx=70.1N T=29327.75N·mm P=1.0445 Kw</

57、p><p>　　后面7軸Fz=300.8N Fx=70.1N T=17747.05N·mm P=0.5456Kw</p><p>　　Fz=300.8N Fx=70.1N T=16694.26N·mm P=0.5132Kw</p><p>　　Fz=300.8N Fx=70.1N T=16543.86N·mm P=0

58、.5086Kw</p><p>　　(軸編號與孔編號相對應)</p><p>　　總的切削功率：即求各面上所有軸的切削功率之和</p><p>　　左面Pw=0.3257×4+0.2258+0.1744+0.2943=1.9973Kw</p><p>　　右面Pw=0.4178+1.0445=1.4623Kw</p>

59、<p>　　后面Pw=0.5456+0.5132+0.5086=1.5674Kw</p><p><b>　　實際切削功率</b></p><p>　　根據(jù)[9]，P=（1.5~2.5）PwKw,因為是多軸加工，取定</p><p>　　P左=2×1.9973=3.9946Kw</p><p>　　P

60、右 =2×1.4623=2.9246Kw</p><p>　　P后 =2×1.5674=3.1348Kw</p><p>　　2.3.3 選擇刀具結構</p><p>　　一臺機床刀具選擇是否合理，直接影響到機床的加工精度，生產(chǎn)率和工作情況。</p><p>　　根據(jù)機體孔的加工精度、加工尺寸、臺階級加工、切屑排除以及生產(chǎn)

61、率等因素和加工孔表面允許有退刀痕，因位置限制，導向孔的尺寸小于加工孔的尺寸，且加工孔直徑大于ф40，應選用鏜刀，這樣對刀方便，加工中不至于有振動，并在導套上開引刀槽，以便鏜刀通過，刀具造用硬質合金鋼。</p><p>　　為了提高工序集中程度，可采用兩把鏜刀的鏜桿，同時加工孔。</p><p>　　考慮到被加工零件是淬火鑄鐵，由于其硬度較高，為170~241HB，可采用刃鏜刀頭加工，以提高

62、刀具的使用壽命。</p><p>　　鏜削頭與相同規(guī)格的液壓滑臺組成的鏜床、滿足要求的精度HT級，表面粗糙度達1.6微米的鏜孔，因鏜削直徑較大，傳遞的扭矩大，可用主軸前端的短圓錐和端面定位，并由端面鍵傳遞扭矩。</p><p>　　2.4 三圖一卡的設計</p><p>　　2.4.1 被加工零件工序圖</p><p>　　被加工零件工序圖是

63、根據(jù)制定的工藝方案，表示出在一臺機床上或一條自動線上完成的工藝內容、加工部位的尺寸及精度、技術要求、加工用定位基準、夾位部位，以及被加工零件的材料、硬度和本機床加工前毛坯情況的圖紙。</p><p>　　圖2-2 被加工零件工序圖</p><p>　　2.4.2 加工示意圖</p><p>　　加工示意圖是組合機床設計的重要圖紙之一，在機床總體設計中占有重要地位，它

64、是設計刀具、夾具、主軸箱以及選擇動力部件的主要資料，同時也是調整機床和刀具的依據(jù)。</p><p>　　加工示意圖，反映了機床的加工過程和加工方法，并決定浮動夾頭或接桿的尺寸，鏜桿長度，刀具種類和數(shù)量，刀具長度及加工尺寸，主軸尺寸及伸出長度、主軸、刀具、導向與工件間的聯(lián)系尺寸等，根據(jù)機床要求的生產(chǎn)率及刀具特點，合理地選擇切削用量，決定動力頭的工作循環(huán)。</p><p>　　加工示意圖的作用

65、和內容：</p><p><b>　　a) 刀具的選擇</b></p><p>　　一臺機床刀具選擇是否合理，直接影響到機床的加工精度，生產(chǎn)率和工作情況。</p><p>　　根據(jù)機體孔的加工精度、加工尺寸、臺階級加工、切屑排除以及生產(chǎn)率等因素和加工孔表面允許有退刀痕，因位置限制，導向孔的尺寸小于加工孔的尺寸，且加工孔直徑大于ф40，應選用鏜刀

66、，這樣對刀方便，加工中不至于有振動，并在導套上開引刀槽，以便鏜刀通過，刀具造用硬質合金鋼。</p><p>　　為了提高工序集中程度，可采用兩把鏜刀的鏜桿，同時加工孔。</p><p>　　考慮到被加工零件是淬火鑄鐵，由于其硬度較高，為170~241HB，可采用刃鏜刀頭加工，以提高刀具的使用壽命。</p><p>　　鏜削頭與相同規(guī)格的液壓滑臺組成的鏜床、滿足要求的

67、精度HT級，表面粗糙度達1.6微米的鏜孔，因鏜削直徑較大，傳遞的扭矩大，可用主軸前端的短圓錐和端面定位，并由端面鍵傳遞扭矩。</p><p>　　b) 導向結構的選擇</p><p>　　組合機床上加工孔時，除用剛性主軸加工的方案外，其尺寸和位置精度都是依靠夾具導向來保證的。</p><p><b>　　選擇導向類型:</b></p>

68、;<p>　　因導向直徑較大、轉速較高時，為了避免鏜桿由于摩擦發(fā)熱而變形，可選用旋轉導向，這種導向利于減輕磨損和持久保證精度。</p><p>　　選擇導向的形式和結構:</p><p>　　因精鏜多級孔（孔）導向的旋轉速度高，但加工精度要求比較低，可選用滾錐軸承的旋轉導向。</p><p>　　c) 確定主軸類型及尺寸</p><

69、p>　　因本機床是精鏜孔，根據(jù)制定的切削用量通過T=9.55×106公式計算得到的扭矩T值很小，則由切削扭矩計算主軸直徑公式（M—軸所傳遞的扭矩N.mm，B—系數(shù)）計算的d亦過小，不能滿足剛度要求。</p><p>　　這樣可根據(jù)經(jīng)驗由加工孔的直徑及相應的刀具尾部尺寸利用“反推法”來造定，主軸直徑與加工孔的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，為</p><p>　　d主軸=25 mm， d傳動=30

70、mm</p><p>　　d) 動力部件工作循環(huán)及其行程的確定</p><p>　　動力頭工作循環(huán)一般包括快速引進，工作進給和快速退回等動作。</p><p>　　工作進給長度的確定:</p><p>　　工作進給長度應等于被加工部位長度與刀具切入和切出長度之和。</p><p>　　動力頭工作進給長度是按加工長度最大

71、的孔來造取，切入長度根據(jù)工件端面的誤差情況，選5~10毫米為第一工作進給長度，第二工作進給常常比第一工作進給要小得多，在有條件，應力法做到轉入第二工作進給時，除倒大角的刀具外，其余刀具都離開加工表面，不再切削。否則，將降低刀具使用壽命，且破壞已加工的表面。</p><p>　　快速進給長度的確定:</p><p>　　快速進給是動力頭把刀具送到工作進給的位置，其長度按具體工作情況確定。在加

72、工1.2兩孔徑相同的同心孔系時，可采用跳越進給的循環(huán)進行加工，即在加工寬一層壁后，動力頭再次快速引進，加工第二層壁，這樣可以縮短工作循環(huán)時間。</p><p>　　快速退回長度的確定:</p><p>　　快速退回的長度等快速引進和工作進給長度之和。</p><p>　　一般在固定式夾具機床上，動力頭快速引進和工作進給長度之和。</p><p&g

73、t;　　一般在國家式夾具機床上，動力頭快速退回的行程，只要把所有刀具都退至導套內，不影響工件的裝卸就行了。</p><p>　　動力頭總行程的確定:</p><p>　　動力頭的總行程除了滿足工作循環(huán)所需長度外，還要考慮裝卸和調整刀具的方便性。裝卸刀具的理想情況是：刀具退離導向套外端面的距離，需大于刀桿插入主軸孔內的長度。</p><p>　　具體數(shù)值在加工示意圖上

74、標注可查閱。</p><p>　　2.4.3 機床聯(lián)系尺寸總圖</p><p>　　2.4.3.1 機床聯(lián)系尺寸總圖的作用與內容</p><p>　　聯(lián)系尺寸圖用來表示機床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運動關系，以檢驗機床各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求；通用部件的選擇是否合適，并為進一步展開主軸箱夾具等專用部件、零件的設計提供依據(jù)，聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡化的機

75、床總圖，它表示機床的配置形式及總體布局。</p><p>　　2.4.3.2 繪制機床聯(lián)系尺寸總圖之前應確定的主要內容</p><p>　　a）機床裝料高度的確定</p><p>　　裝料高度H一般是指機床上工件安裝基面至地面的距離。組合機床標準中推薦的裝料高度為1060mm，具體設計情況可在850~1060mm范圍內造取，圖中應標注為：</p>&l

76、t;p>　　160+440+560+（<170）<1060mm合適</p><p>　　確定裝料高度后，還要考慮以下兩組尺寸的聯(lián)系關系，現(xiàn)以圖中所示尺寸加以說明。</p><p>　　由中間底座和夾具計算的裝料高度尺寸：</p><p>　　H=H1+H2+H3</p><p><b>　　式中H——裝料高度<

77、;/b></p><p><b>　　H1——支承塊高度</b></p><p>　　H2——夾具底座高度</p><p>　　H3——中間底座高度</p><p>　　由公式可知，當裝料高度和通用部件選定后，便后計算出夾具底座的高度。</p><p>　　圖中標注查得，裝料高度H為1060

78、mm，支承塊高度H1為60mm，中間底座高度H3為560mm。</p><p>　　則夾具底座高度H2=1060-60-560=440mm</p><p>　　由動力部件和側底計算的裝料高度尺寸</p><p>　　H=h1+h2+h3+h4+h5-hmin</p><p>　　式中：h1——多軸箱最低主軸高度</p><

79、p>　　h2——多軸箱底面至滑臺頂面之間的距離</p><p><b>　　h3——滑臺的高度</b></p><p>　　h4——調整墊塊的高度（包括5mm的調整塊）</p><p>　　h5——側底座的高度</p><p>　　hmin——被加工零件最低孔至工件安裝基面的距離</p><p&

80、gt;　　由公式可知，當通用部件選取后，h2,h3,h5便確定，H僅與h1,h4有關，h1由多軸箱設計確定。這樣便可由確定的裝料高度計算出調整塊的厚度h4。</p><p>　　圖中h1=230mm h2=120mm h3=130mm h5=560mm</p><p><b>　　hmin=10mm</b></p><p>　　則調整墊塊

81、高度h4=1060-230-120-130-560-10=10(mm)</p><p>　　b）夾具輪廓尺寸的確定</p><p>　　夾具輪廓尺寸的指夾具底座的輪廓尺寸即長×寬×高。</p><p>　　長度尺寸與工件長度尺寸、工件至模板間距離尺寸，模板架厚度尺寸有關。</p><p>　　從機床總圖中查得工件長度尺寸為

82、176mm,工件至模板間距離及模板架厚度分別為482mm,542mm則夾具總長為482+542+176=1200mm</p><p>　　高度尺寸由前裝料高度尺寸定為1060mm</p><p>　　寬度尺寸，除考慮工件本身寬度尺寸外，再加其它寬度方向上能布置下工件的定位、夾緊及其它機構從工序圖中查得寬度尺寸為184mm</p><p><b>　　這樣可

83、確定夾具草圖</b></p><p><b>　　圖2-3夾具草圖</b></p><p>　　c）中間底座尺寸的確定</p><p>　　由加工示意圖中被步確定定的多軸箱端面至工件端面在加工終了時的距離，動力部件及其配套部件的聯(lián)系尺寸，便可確定中間底座的尺寸。在確定中間底座長度尺寸時要考慮以下兩組尺寸關系。</p>

84、<p>　　由加工示意圖和多軸箱尺寸確定兩動力箱端面間的距離L。</p><p>　　L=-L1+L2+L3+L4+L5</p><p>　　式中：L1，L5——為左右多軸箱的厚度</p><p>　　L2，L4——加工示意圖中確定的左右多軸箱至工件端面的距離。</p><p><b>　　L3——工件的長度</b&

85、gt;</p><p>　　由機床總圖中查得，L1=330，L5=345，L3=176</p><p>　　由加工示意圖中查得，L2=880，L4=750</p><p>　　則兩動力箱端面距離L=330+345+880+750=2305</p><p>　　由動力滑臺、側底座、中間底座也可確定兩動力箱端面間的距離Lˊ。</p>

86、<p>　　Lˊ=l1+l2+l3+lx+l4+l5+l6</p><p>　　式中：l1,l6——左右動力箱與滑臺連接形成的尺寸</p><p>　　l2,l5——在行程終了時，滑臺前端與滑座之距</p><p>　　l3,l4——左右滑座端面至側底端面之距</p><p><b>　　由機床總圖查得，</b&g

87、t;</p><p>　　l1=l6=300, l2=l5=40, l3=l4=100</p><p>　　在圖中必須保證L= L’，則中間底座lx尺寸為</p><p>　　Lx=l1+l2+l3+l4+l5-（l1+l2+l4+l5+l6）</p><p>　　則 lx=2305-（300+40+100+40+300）&l

88、t;/p><p><b>　　=1425mm</b></p><p><b>　　d）選擇動力部件</b></p><p>　　動力滑臺型號的選擇：</p><p>　　根據(jù)選定的切削用量計算得到的單根主軸的進給力，按文獻[1]P62公式：</p><p><b>　　

89、（2-10）</b></p><p>　　式中，——各主軸所需的切削力，單位為N。</p><p>　　則根據(jù)公式（2-10）可得：</p><p>　　左主軸箱=4×48.7+2×48.7+44.7+36.8=373N</p><p>　　右主軸箱=70.1×2=140.2N</p>

90、<p>　　后主軸箱=3×70.1=210.3N</p><p>　　實際上，為克服滑臺移動引起的摩擦阻力，動力滑臺的進給力應大于。又考慮到所需的最小進給速度、切削功率、行程、主軸箱輪廓尺寸等因素，為了保證工作的穩(wěn)定性，由[1]P91</p><p>　　動力部件的總行程等于向前備量，工作行程和向后備量之和；向后備量要保證方便地裝卸刀具由加工示意圖知</p>

91、<p>　　左動力箱動力部件總選種為：</p><p>　　40+40+300+380+20=780mm</p><p>　　右動力箱動力部件總行程為：</p><p>　　320+26+23+40+4+450+20=883mm</p><p>　　后動力箱動力部件總行程為：</p><p>　　200+

92、28+42+280+20+580mm</p><p><b>　　動力箱型號的選擇：</b></p><p>　　由切削用量計算得到的各主軸的切削功率的總和，根據(jù)文獻[1]P47公式：</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　式中，——消耗于各主軸的切削工率的總和（Kw

93、）;</p><p>　　——多軸箱的傳動效率，加工黑色金屬時取0.8~0.9，加工有色金屬時取0.7~0.8；主軸數(shù)多、傳動復雜時取小值，反之取大值。本課題中，被加工零件材料為灰鑄鐵，屬黑色金屬，又主軸數(shù)量不多、傳動不復雜，故取=0.9。</p><p>　　左主軸箱：=3.9946Kw</p><p>　　則據(jù)公式2-11得：=3.9946/0.9=4.4384

94、Kw</p><p>　　左主軸箱=2.9246Kw </p><p>　　則據(jù)公式2-11得：=2.9246/0.9=3.2496Kw</p><p>　　后主軸箱：=3.1348Kw</p><p>　　則據(jù)公式2-11得：=3.1348/0.9=3.4831Kw</p><p>　　根據(jù)液壓滑臺的配套要求，滑臺

95、額定功率應大于電機功率的原則，查P114~P115[1]表得5-38得出動力箱及電動機的型號：</p><p>　　表2-2 電動機的型號</p><p>　　2.4.4 機床生產(chǎn)率計算卡</p><p><b>　　實際生產(chǎn)率Q實：</b></p><p>　　根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計算機床

96、生產(chǎn)率，并編制生產(chǎn)率計算卡。生產(chǎn)率計算卡是反映機床生產(chǎn)節(jié)拍或實際生產(chǎn)率和切削用量、動作時間、生產(chǎn)綱領及負荷率等關系的技術文件。它是用戶驗收機床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。</p><p>　　以每小時機床實際生產(chǎn)的零件數(shù)來表示，即</p><p>　　Q實=60/T單（件/小時）</p><p>　　T單=t機+t輔

97、 （2-12） </p><p>　　式中Q實——機床實際生產(chǎn)率</p><p>　　T單——單件工時，即加工每個工件的時間</p><p>　　T輔——輔助時間，包括快進時間快退時間，多工位機床的工作臺移動或轉位時間，裝卸工件時間。</p>&l

98、t;p>　　t機t輔可由下列公式計算</p><p>　　t機=L1/SM1+L2/SM2+t停得</p><p>　　t輔=t快+t移+t裝卸=（L快進+L快退）/V快+t移+t裝卸 （2-13）</p><p>　　式中：L1L2——分別為刀具第一工作進給和第二工作進給的往程

99、長度（mm）</p><p>　　SM1，SM2——分別為刀具第一工作進給和第二工作進給的每分鐘進給量（mm/min）.</p><p>　　t?！敿庸こ量住⒅箍?、锪窩時，動力部件在死擋鐵上停留的時間。通常接刀具在加工終了時無進給狀態(tài)下轉5~10轉所需的時間（min）。</p><p>　　L快進 L快退——動力部件快進、快退的行程長度（m）</p>

100、<p>　　V快——動力部件快速行程的速度。通常機械滑臺取5~6m/min，液壓滑臺3~10m/min。</p><p>　　t移——工作臺移動和回轉一個工位所需時間，一般在3~8秒。</p><p>　　t裝卸——工件安裝和清除切屑的時間。它根據(jù)工件尺寸大小、裝卸方便性及工人熟級程度，一般取0.5~1.5分。</p><p>　　根據(jù)本組合機床的年產(chǎn)

101、量10萬臺，可選用下列數(shù)據(jù)計算Q實：</p><p>　　t停：在加工終了無進給狀態(tài)下轉7轉。</p><p>　　V快：取1 0m/min。</p><p><b>　　t移——取3秒。</b></p><p>　　t裝卸——取0.6分。</p><p>　　三面Q實具體計算如下（以下的部分計算

102、數(shù)據(jù)在加工示意圖中查閱）</p><p><b>　　左邊</b></p><p>　　∴ T單=1.18+0.72=1.9(分)</p><p><b>　　右邊</b></p><p>　　∴ T單=2.88+0.72=3.6（/分）</p>

103、;<p><b>　　后邊</b></p><p>　　∴ T單=3.43+0.698=4.128（分）</p><p>　　對多面和多工位機床，在計算時應以所有工位中機加工時間和輔助時間之和最長的作為機床的單件工時，所以選用后面加工的T單來計算Q實。</p><p>　　∴

104、 Q實=60/4.12=14.5（件/時）</p><p><b>　　理想生產(chǎn)效率Q理：</b></p><p>　　使用單位接年生產(chǎn)綱領十萬臺（考慮備品率、廢品率在內的年產(chǎn)量）計算的機床生產(chǎn)率為理想生產(chǎn)率。</p><p>　　當接三班制生產(chǎn)時，全年工時為7200小時，則Q理=90000 /7200=12.5（件/小時）</p>

105、<p><b>　　機床負荷率η負：</b></p><p>　　Q理/Q實二者的比值即為負荷率</p><p>　　根據(jù)組合機床的使用經(jīng)驗，適宜的機床負荷率為η負=0.75~0.90</p><p>　　而實際 η負=</p><p>　　設計的切削用量是合理的。</p><

106、p><b>　　生產(chǎn)率計算卡：</b></p><p><b>　　3 左主軸箱的設計</b></p><p><b>　　3.1 概述</b></p><p>　　主軸箱是組合機床的重要組成部分，它關系到組合機床質量的好壞，它是選用通用零件，按專用要求進行設計的，是用于布置（按所要求的坐標位置

107、）機床工作主軸及傳動件和相應的附加機構，它通過按一定速比排布傳動齒輪，把動力從動力部件------動力頭、動力箱、電動機等齒輪傳遞給個工作軸，使其獲得所要求的轉速和轉向的。</p><p>　　這種主軸箱主軸剛性不是很高的，因為這種主軸箱主軸的前后支撐均150mm左右，而刀具的懸伸長度往往是主軸支撐的好幾倍，在這種情況下，單憑主軸本身是不能保證孔加工的位置精度的，而主要由夾具的導向裝置來保證。</p>

108、<p>　　箱體上蓋材料為HT100，前后蓋用HT150，采用規(guī)格為630x500型號為T711-11，箱體材料為HT200。</p><p>　　3.2 繪制主軸箱設計的原始依據(jù)圖</p><p>　　圖3-1 主軸箱設計原始依據(jù)圖</p><p><b>　　a)被加工零件</b></p><p>　　

109、名稱：S195柴油機機體，材料HT200，硬度HB170～241。</p><p>　　b)主軸外伸尺寸及切削用量：</p><p>　　主軸外伸尺寸L=75mm</p><p>　　n1、2、4、5、6=650/650/700/1000/650 轉/分 </p><p>　　V=106m/s(鏜Φ52M7孔)</p>

110、<p>　　V=106m/s(鏜Φ52M7孔)</p><p>　　V=87m/s(鏜Φ37H7孔)</p><p>　　V=78.5m/s(鏜Φ25V7孔)</p><p>　　V=96m/s(鏜Φ47H7孔)</p><p><b>　　c)動力部件</b></p><p>　　1

111、TD40V型動力箱電力功率5.5KW，轉速960r/min,驅動軸轉速480r/min,驅動軸到滑臺表面距離為160mm。</p><p>　　3.3主軸結構型式的選擇及動力計算</p><p>　　3.3.1 主軸結構型式的選擇</p><p>　　軸承形式是主軸部件結構的主要特征，主軸1，2，4，5，6均為進行鏜削加工的主軸，軸向切削力量較小，但不可忽略，故對這

112、類主軸1，2，4，5，6的前后支撐均采用圓錐滾子軸承，用以承受較大的徑向力和軸向力，其結構簡單，用的軸的個數(shù)少，裝配、調整均較方便。</p><p>　　主軸結構形式的選擇，除了軸承外，還應考慮到軸頭結構。對于所選的短主軸1，2，4，5，6采用浮動卡頭與刀具連接，用單導向，軸頭用圓柱孔與刀具連接，用普通平鍵傳遞扭矩，固定螺釘做軸向定位。</p><p>　　3.3.2 主軸直徑和齒輪模數(shù)的

113、初步確定</p><p><b>　　a）主軸直徑</b></p><p>　　初步確定主軸直徑已在編制三圖一卡時完成，由此可知主軸直徑d=25mm和d=30mm。</p><p><b>　　b）齒輪的模數(shù)</b></p><p>　　主軸箱中齒輪的模數(shù)通常有2、2.5、3、3.5、4等幾種,根據(jù)

114、經(jīng)驗,初選模數(shù)可由公式:</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　進行估算,再通過類比法,從通用系列中選用各齒輪的模數(shù),對于本次設計的主軸箱,由于主要傳動鍵中的齒輪往往和多個齒輪嚙合,受力交復雜,往往速度較低,受力較大。故選用模數(shù)較大的齒輪,同時為了便于組織生產(chǎn),在同一主軸箱中齒輪模數(shù)最好不多于兩種。綜合考慮,本設計中取傳動齒輪模數(shù)m=3和

115、m=4。</p><p>　　3.3.3 傳動系統(tǒng)的設計與計算</p><p>　　A．主軸箱位置的分析</p><p>　　S195柴油機機體上的位置可歸納為任意分布形式，其中1，2，4，可按“三點定圓”的原理化為圓分布，這樣即可在圓心上設置中間傳動軸7，傳動軸7軸的中間傳動軸8，在5，6連心線上設置傳動軸10。</p><p>　　B．確

116、定驅動軸的轉速、轉向及其主軸位置</p><p>　　這里采用的是機械動力頭，因驅動軸0的旋轉方向與進給運動方向有關，規(guī)定為逆時針方向，驅動軸轉速按動力箱型號定為480r/min；其水平方向在主軸箱中心線上，垂直方向有動力箱確定。</p><p>　　C．齒輪的模數(shù)與齒數(shù)</p><p>　　要求主軸的轉速n1、2、6=650r/min,n4=700r/min,n5

117、=1000r/min。根據(jù)切削速度，確定主軸的直徑d=25，齒輪模數(shù)m=3，m=4，傳動方案如圖所示。</p><p>　　設主軸1、2上的齒輪齒數(shù)Z從=40，傳動軸7上的齒數(shù)Z主=40。得 n=n主=n從=630r/min</p><p>　　a)軸7和軸4之間的距離為A=102mm，故的齒數(shù)之和為Z主+Z從=2A/m=68，所以由公式Z主=2A/[m（1+n主/n從）]，計算得Z主=3

118、5,Z從=33。</p><p>　　b) 設主軸5上齒輪Z主=17， 傳動軸10上齒數(shù)Z主=25， n從=1000r/min， n主=17X1000/25=680r/min。軸10和軸6的距離為59mm，得兩齒數(shù)之和為39， Z主=2A/[m（1+n主/n從）]，計算得Z主=19,Z從=20。</p><p>　　c) 軸10到驅動軸0間距離A=78mm

119、，n主=480r/min，n從=680r/min，模數(shù)m=4， Z主+Z從=2A/m=39，所以Z從=39—23=16。</p><p>　　同理可得其它各主軸上的齒輪的齒數(shù)，具體的數(shù)值在主軸箱的裝配圖上可以查閱。</p><p>　　D.主軸潤滑和手柄周位置</p><p><b>　　a)潤滑：</b></p>&l

120、t;p>　　大型標準主軸箱采用葉片泵潤滑，油泵打出的油經(jīng)分油器分向各潤滑部件。本主軸箱潤滑方式定位：主軸箱前后壁見得齒輪和軸用油盤潤滑，箱體和后蓋以及和前蓋間齒輪用油管潤滑。通過直接安裝在泵軸上的齒輪直接傳動，且由于本機床前蓋易于拆卸，故不設計專供拆卸油泵用的油泵蓋。待主軸箱傳動環(huán)節(jié)安排好后，再用根據(jù)具體尺寸安排油泵位置。</p><p><b>　　b)手柄軸的設置：</b><

121、/p><p>　　組合機床主軸箱上一般都有較多的刀具，為了便于更換和調整刀具，或是裝配和維修時檢驗主軸精度，一般每個主軸箱上都要設置一個手柄軸，以便手動回轉主軸。</p><p>　　考慮到操作方便，在主軸箱布置好后把手柄軸選在靠近操作者的一側，并給操作者留有充分的操作空間，以便扳動操作手柄。</p><p>　　3.4 主軸箱坐標計算</p><p