柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及左主軸箱設(shè)計說明書[帶圖紙].doc

鹽城工學院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書2009目錄1前言.12組合機床總體設(shè)計.42.1總體方案論證.42.1.1加工對象工藝性的分析.42.1.2機床配置型式的選擇.42.1.3定位基準的選擇.52.1.4滑臺型式的選擇.62.2確定切削用量及選擇刀具.62.2.1選擇切削用量.62.2.2計算切削力、切削扭矩及切削功率.82.2.3刀具耐用度的計算.122.2.4選擇刀具結(jié)構(gòu).142.3三圖一卡設(shè)計.142.3.1被加工零件工序圖.142.3.2加工示意圖.152.3.3機床聯(lián)系尺寸圖.182.3.4.機床生產(chǎn)率計算卡.213組合機床主軸箱設(shè)計.243.1主軸箱原始依據(jù)圖的繪制.243.2主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇和動力計算.253.3多軸箱傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算.253.3.1根據(jù)原始依據(jù)圖對坐標尺寸的計算.263.3.2主軸箱傳動路線的擬訂.263.3.3傳動軸位置及齒輪齒數(shù)的確定.263.4主軸箱坐標計算、坐標檢查圖的繪制.283.4.1傳動軸的坐標的計算.293.4.2坐標檢查圖的繪制.313.5軸、齒輪、軸承、鍵的校核.323.5.1軸的校核.323.5.2齒輪的校核.333.5.3軸承的壽命校核.353.5.4鍵的強度計算.363.6主軸箱前、后蓋及箱體設(shè)計.363.7附件的選擇.374結(jié)論.39參考文獻.40致謝.41附錄.42鹽城工學院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書20091柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及左主軸箱設(shè)計摘要：柴油機機體為大批量生產(chǎn)的零件，為了提高其生產(chǎn)效率，滿足被加工零件的精度要求，保證加工性能穩(wěn)定，本課題設(shè)計了一臺用于ZH1135柴油機機體三面半精鏜的組合機床。設(shè)計內(nèi)容主要分為總體設(shè)計和左主軸箱設(shè)計兩部分?？傮w設(shè)計包括機床配置型式的確定、結(jié)構(gòu)方案的選擇以及“三圖一卡”的繪制。左主軸箱設(shè)計包括繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖、確定主軸和齒輪；完成動力計算、設(shè)計傳動系統(tǒng)；繪制多軸箱裝配圖和零件補充加工圖。機床采用臥式三面加工的方案，加工和裝配的工藝性好，零件裝夾方便。主軸箱選用的是通用主軸箱。設(shè)計過程中盡量采用了標準零部件，設(shè)計出的組合機床結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，加工精度高，減輕了勞動強度，提高了加工效率，具有較好的經(jīng)濟性和適用性。關(guān)鍵詞：組合機床；柴油機機體；鏜孔柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及左主軸箱設(shè)計2DesignoftheoverallandLeftHeadstockofModularMachineToolforboringHolesonThree-SideofthebodyofDieselEngineAbstract:Thecylinderblockofdieselismadeforlargequantitiesofmassproduction.Inordertoenhancetheproductionefficiencyandtomeettheprecisionofthecomponentsprocessedandtheprecisionstability,amodularmachine-toolwasdesignedtobeusedintheZH1135dieselenginewiththree-sideboringholes.Thefocalpointofthistopiccouldbedividedintotwoparts:thegeneraldesignandtheleftheadstockdesign.Thegeneraldesignincludestheconfirmationofthemodularmachinetool,theselectingofthestructureplanandtheproductivitywhichsatisfiestherequestwasfiguredout.Theleftheadstockdesignincludesdrawingtheprimitivebasicchartforthegearbox,determinethespindleandthegears,completingthepowercomputation,designingthetransmissionsystem,drawingthegearboxassemblydrawingandthepartprocessingchart.Themodularmachinetoolusesthehorizontal-typesinglelocationthree-sideprocessingplan,theprocessingandassemblytechnologycapabilityisgood,anditcanbeclampedconveniently.Thisdesignusesthestandardheadstock.Theheadstockusesstandarddetails.Thismodularmechanicaltoolhassuchadvantages:highefficiency,lowcost,highprocessingprecision,easilyoperatedanditreducestheworkerslaborintensity,andenhancestheproductivity.Keywords:modularmachinetool；thebodyofdieselengine；boring1前言本次畢業(yè)設(shè)計的課題是來源于鹽城市江動集團的關(guān)于ZH1135柴油機機體三面半精鏜組合機床設(shè)計。ZH1135柴油機是該集團大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品之一，為便于柴油機機體三面孔的加工和保證相應的位置精度，提高生產(chǎn)效率而設(shè)計的一臺三面半精鏜臥式組合機床。組合機床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機床1。這種機床既具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)率和自動化程度較高等特點，又具有一定的重新調(diào)整能力，以適應工件變化的需要，它還可以對工件進行多面、多軸同時加工。組合機床應盡可能選用標準件，以降低制造成本，同時需考慮實際生產(chǎn)條件，并從機床的合理性、經(jīng)濟性、工藝性、實用性及對被加工零件的具體要求出發(fā)，鹽城工學院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書20093確定設(shè)計方案。本機床設(shè)計吸取了現(xiàn)有機床的加工優(yōu)點，設(shè)計布局合理，滿足機體孔系加工質(zhì)量要求。組合機床行業(yè)雖然取得了較大的進步與發(fā)展，但是，在制造技術(shù)高速發(fā)展的今天，由于基礎(chǔ)比較薄弱，從整體上看，國內(nèi)的制造水平與國內(nèi)用戶的要求還存在著一定的差距，滿足不了用戶要求。80年代以來，國外組合機床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。組合機床主要用于棱體類零件和雜件的孔面加工，生產(chǎn)率高，可多面、多工位、多軸、多刀同時自動加工。加工精度穩(wěn)定，研制周期短，便于設(shè)計、制造和使用維護，成本低。通用化、系列化、標準化程度高，通用零部件占70%-90%，通用件可組織批量生產(chǎn)進行預制或外購。自動化程度高，勞動強度低；配置靈活。組合機床的設(shè)計，目前基本上有兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對象的具體情況進行專門設(shè)計，這是當前最普遍的做法。其二，隨著組合機床在我國機械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結(jié)自己生產(chǎn)和使用組合機床的經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)組合機床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計成通用部件，而且一些行業(yè)在完成一定工藝范圍內(nèi)的組合機床是極其相似的，有可能設(shè)計為通用機床，這種機床稱為“專能組合機床”。這種組合機床不需要每次按具體加工對象進行專門設(shè)計和生產(chǎn)，可以設(shè)計成通用品種，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工零件的具體需要，配以簡單的夾具及刀具，即可組成加工一定對象的高效率設(shè)備。組合機床的發(fā)展思路是以提高組合機床加工精度、組合機床柔性、組合機床工作可靠性和組合機床技術(shù)的成套性為主攻方向。一方面，加強數(shù)控技術(shù)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(diào)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。然而更關(guān)鍵的是現(xiàn)代通信技術(shù)在機床裝備中的應用，信息通信技術(shù)的引進使得現(xiàn)代機床的自動化程度進一步提高。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(shù)裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應用將是今后的發(fā)展方向。目前，我國組合機床的研究涉及機床設(shè)計研究23、加工工藝45、加工質(zhì)量改進6等，在機床自動化、柔性化等方面的研究與國際發(fā)展水平相比還有不小的差距。課題由兩人來進行設(shè)計，本人主要進行組合機床的總體設(shè)計及左主軸箱設(shè)計。在對組合機床的主軸箱設(shè)計之前，需對被加工零件孔的分布情況及所要達到的技術(shù)要求進行具體分析7，如各部件尺寸、材料、形狀、硬度及加工精度和表面粗糙度等內(nèi)容。充分了解組合機床的特點，通過分析主軸箱的工作原理，進行機床的總體方案設(shè)計。首先是總體方案論證，組合機床總體設(shè)計的具體工作是編制“三圖一卡”，即繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸總圖，編制生產(chǎn)率計算卡。其次是部件設(shè)計和零件設(shè)計，在主軸箱設(shè)計時，需要繪制主軸箱原始依據(jù)圖，選擇主軸箱的規(guī)格、型號，選擇切削用量8，計算切削功率，確定各軸的結(jié)構(gòu)、排布、配合關(guān)系910，軸的強度、剛度校核等。還有主軸箱前蓋、后蓋、箱體及附件的設(shè)計1112。在主軸箱設(shè)計中，設(shè)計的主要思路是把原有的多道工序的單孔加工改為多孔同時加工，這樣設(shè)計主要是為了解決由多次裝夾引起的定位誤差問題，保證孔的位置精度。柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及左主軸箱設(shè)計42組合機床總體設(shè)計針對ZH1135柴油機機體，在確定加工工藝的基礎(chǔ)上進行總體方案對比論證。設(shè)計組合機床“三圖一卡”，包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計算卡。組合機床是針對被加工零件的特點及工藝要求，按工序集中的原則設(shè)計的一種高效率專用機床。在設(shè)計組合機床時，首先應根據(jù)柴油機機體三個面上孔的位置精度、表面粗糙度及其他技術(shù)要求，確定被加工零件是否可以利用組合機床加工以及采用組合機床加工是否合理的問題。如果確定可以利用組合機床加工，為使加工過程順利進行，并達到要求的生產(chǎn)率，在分析被加工零件加工工藝資料的基礎(chǔ)上，應考慮影響制定零件工藝方案、機床配置型式、結(jié)構(gòu)方案等因素，然后進行分析比較，以確定被加工零件在組合機床上合理可行的加工方法、確定工序間加工余量、選擇合適的切削用量、相應的刀具結(jié)構(gòu)、確定機床配置型式等等。2.1總體方案論證2.1.1加工對象工藝性的分析A.被加工零件特點被加工零件為柴油機機體，材料HT250，其硬度為HB190240，在本工序之前各主要表面、主要孔已加工完畢。B.被加工零件的加工工序及加工精度本道工序：半精鏜12個孔以及部分孔孔口倒角。具體加工內(nèi)容及加工精度是：a)左面半精鏜299.6，271.6，C2.2，C1.2；35.6，71.6，C1.2；29.7；表面粗糙度均為3.2微米。b)右面半精鏜210.5，149.5，C1.7；表面粗糙度均為3.2微米。c)后面半精鏜151.5，144.5，142.5，倒角C0.9；表面粗糙度均為3.2微米。C.本次設(shè)計技術(shù)要求a)機床應能滿足加工要求，保證加工精度；b)機床應運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸