柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計

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In order to prove the disposition and the production efficiency, need to design a high effective modular machine tool to improve the production of the truck gear box. The subject is to design a three-side modular machine tool for drilling 31 different holes on ZH1105 engine cylinder body’s left,right ,and behind. Based on the character and the process analysis of the work-piece, the designing system was made. After the location datum were designed, the disposition of machine and the mechanism clamping system being determined, the reasonable cutting data, the cutter and the power part were chosen. Overall to it is process into part process picture, process sketch map , lathe contact size general drawing and work out productivity calculate the card to draw mainly to design. The primitive basis charts of the left-side spindle box were drawn, the transmission system and the parameter were drafted. Then the structure of the axis was designed and the intensity checks of the components of the gear ,axis and so on were carried on .This design layout is reasonable, to make the combination machine tools can be used as soon as possible into production, structure and fully chose standard components. This machine is technology, scheme feasible and practical. Key word: Drill hole; Modular machine tool; Headstock. 機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）選題申報表 指導(dǎo)教師 黃傳錦 職稱 助教 所在專業(yè)（系） 機械設(shè)計制造及其自動化 課 題 名 稱 柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計? 課?? 題?? 來?? 源 課?? 題?? 性 質(zhì) 題目類別 科研 課題 生產(chǎn) 實際 課程或?qū)嶒炇医ㄔO(shè) 其它 技術(shù) 研究 工程 設(shè)計 軟件 開發(fā) 理論 研究 其它 畢業(yè) 設(shè)計 畢業(yè) 論文 √ √ √ 適用專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 選題理由 本課題來源于生產(chǎn)實際，課題符合機械設(shè)計制造及其自動化的培養(yǎng)目標(biāo)。 本課題能夠使學(xué)生在加工工藝、機床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、零件設(shè)計、計算機繪圖等方面得到綜合訓(xùn)練，提高學(xué)生解決本專業(yè)實際工程問題的能力。 本課題的難度較適中，學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計規(guī)定的時間內(nèi)經(jīng)過努力能夠完成任務(wù)。 主要內(nèi)容 根據(jù)被加工零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定零件的加工方式。 根據(jù)被加工零件工序圖，確定鉆削組合機床的總體結(jié)構(gòu)方案，包括定位方案、傳動方案、潤滑方案。 繪制鉆削組合機床的加工示意圖。 繪制組合機床聯(lián)系尺寸圖。 設(shè)計主軸箱傳動系統(tǒng)，設(shè)計各個傳動軸的坐標(biāo)位置。 繪制主軸箱裝配圖。 設(shè)計并繪制主軸箱的主要零件圖。 成果要求 □開題報告：3000 字以上； □說 明 書：10000?字以上； □圖??? 紙：折合0號圖?3?張以上； □譯??? 文：3000漢字以上； □論??? 文： 字； □其??? 它： 。 專業(yè)系審查意見： 專業(yè)系主任（簽名）： 學(xué)院審批意見： 院 長（簽名）： 畢業(yè)實習(xí)報告 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名 秦飛躍 班 級 B機制 053 學(xué) 號 051010310 指 導(dǎo) 教 師 黃傳錦 日 期 2009年3月14日 實習(xí)報告 一．概述 本次生產(chǎn)實習(xí)是大四畢業(yè)設(shè)計實習(xí)的一個重要組成部分，其目的在于通過實習(xí)使我獲得基本生產(chǎn)的感性知識，理論聯(lián)系實際，將所學(xué)的理論知識與實踐結(jié)合起來，擴大知識面;同時專業(yè)方面的實習(xí)又是鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生業(yè)務(wù)能力及素質(zhì)的重要渠道，培養(yǎng)勇于探索的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)我吃苦耐勞的精神，提高動手能力，也是我接觸社會、了解產(chǎn)業(yè)狀況、了解國情的一個重要途徑，逐步實現(xiàn)由學(xué)生到社會的轉(zhuǎn)變，加強社會活動能力，培養(yǎng)我初步擔(dān)任技術(shù)工作的能力、初步了解企業(yè)管理的基本方法和技能;體驗企業(yè)工作的內(nèi)容和方法。這些實際知識，讓我樹立了嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，對我后面的畢業(yè)設(shè)計乃至以后的工作，都是十分必要的基礎(chǔ)。 我在校主修機械設(shè)計制造機器自動化專業(yè)，這次分配到的課題是“柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計” ，柴油機氣缸體是需要大量生產(chǎn)的零件，為了提高加工精度和生產(chǎn)效率，需要設(shè)計一種組合機床來改善柴油機氣缸體的加工情況。為此，我專門去江淮動力集團畢業(yè)實習(xí)。 二．實習(xí)過程 江蘇江淮動力股份有限公司是高科技民營企業(yè)——重慶東銀集團旗下專業(yè)生產(chǎn)中、小功率發(fā)動機的大型企業(yè)，位居中國企業(yè)500強、中國農(nóng)機行業(yè)上市公司之列。?? 公司歷史悠久，創(chuàng)建于1945年，1959年開始生產(chǎn)發(fā)動機，現(xiàn)有員工6000人。公司長期注重技術(shù)創(chuàng)新，投資億元建成省級企業(yè)技術(shù)中心和國家級博士后科研工作站，建有具有國際先進水平的CAD/CAM/CAT（計算機輔助設(shè)計、制造、測試）網(wǎng)絡(luò)，擁有行業(yè)中以三維激光掃描儀、三維激光成型機等先進設(shè)備和計算機軟件為代表的RP技術(shù)，并積極引進應(yīng)用同步開發(fā)、虛擬設(shè)計、快速原型制造、求反工程等高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)品，確立了企業(yè)在行業(yè)技術(shù)進步方面的領(lǐng)先地位，逐步形成了具有自主版權(quán)和江動特色的節(jié)能單缸機、輕型多缸機、通用汽油機、小馬力單缸機和拖拉機、發(fā)電機組（柴、汽油）等六大系列，400多個品種的優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，柴、汽油發(fā)動機都有代表品種通過美國EPA、CARB認(rèn)證。 “江動”產(chǎn)品以其嚴(yán)格的合乎國際規(guī)范的質(zhì)量體系和成熟完善的服務(wù)保證體系，通過了2000版ISO9001國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，在國內(nèi)外市場享有很高的聲譽，產(chǎn)品覆蓋全國30個省、市和自治區(qū)，同時遠(yuǎn)銷歐美亞非等40多個國家和地區(qū)。，公司年產(chǎn)銷各類發(fā)動機及相關(guān)終端產(chǎn)品超百萬臺，出口創(chuàng)匯8000余萬美元，連續(xù)十一年雄居全國同行第一。“江動”產(chǎn)品曾榮獲國家質(zhì)量金質(zhì)獎，被確定為江蘇省重點名牌產(chǎn)品、國家產(chǎn)品質(zhì)量免檢產(chǎn)品，“JD”商標(biāo)為中國馳名商標(biāo)，“江動”牌發(fā)動機被評為“中國名牌產(chǎn)品”。 三．實習(xí)內(nèi)容 1）安全第一。對于任何機械廠，安全始終是重中之重，所以在實習(xí)老師的帶領(lǐng)下，首先對我進行了一些安全教育和以及在實習(xí)過程中的安全事項和需注意的項目。比如在進加工車間時了，不允許穿拖鞋進廠；進廠必須穿長褲；禁止在廠里吸煙，進廠后，衣服不準(zhǔn)敞開，外套不準(zhǔn)亂掛在身上，不得背背包進廠；人在廠里不要成堆，不要站在生產(chǎn)主干道上；在沒有實習(xí)老師的允許情況下，不準(zhǔn)亂按按扭、開關(guān)。 2）毛坯選擇。首先我來到了零件的原始毛坯加工車間，在老師的指導(dǎo)作用下，我了解到了下面知識，零件一般是由毛胚加工而成。由于08年暑假已經(jīng)去江動集團參觀見習(xí)，毛坯鑄造于本次畢業(yè)設(shè)計課題相關(guān)性不大。畢業(yè)設(shè)計時，是已經(jīng)假設(shè)給我完全合格的，我只是要做一個大致的了解，所以，我直奔我畢業(yè)設(shè)計所需要的主題——加工車間。 3）加工車間。來到加工車間，這里給我的第一感覺就是陰暗。車間共分為五部分，分別為車削加工，銑削及其他加工，鉗工，幾乎是涵蓋機械加工的各個方面，大概有兩三百人同時在里面進行各種零件加工，雖然我在學(xué)校的時候也進行過金工實習(xí)，做過一些零件，對機床也有一定認(rèn)識，但是真的處于那種加工零件的氣氛下，有很大的不同，一是我學(xué)校的機床都是有一定年代的，很少近年出來的新型加工機床二是在速度上，我的加工速度也太慢了，加工同一個零件，我需要的時間大概是這些加工師傅的五六倍，根本不能進行工業(yè)化的生產(chǎn)。在此次對加工車間的認(rèn)識過程中，我更加明白了機械加工一些流程；胚料---劃線---銑削(工藝留加工余量)—鉆削--磨削，（齒輪零件加工工藝:粗車--熱處理--精車--磨內(nèi)孔--磨芯,軸端面--磨另一端面--滾齒--鉗齒--剃齒--鍘鍵槽--鉗工--完工）。 和我畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的是鉆削了，組合機床的鉆削。我仔細(xì)端詳著有很多鉆頭的鉆床，思索其中的原理，及布局以及我畢業(yè)設(shè)計時的相關(guān)聯(lián)的組合機床的設(shè)計。 4）裝配車間。 任何機器都是有一個又一個零件裝配而來，我所看到的是柴油機的裝配。在裝配車間，這里大概有接近一百多人在進行零件的收集和裝配，以及包裝，再發(fā)送至儲貨廠，在這個車間，工人師傅首先將起所收集的零件進行分類，一便于進行組裝，確定裝配方法，裝配順序，所需工具；再進行清洗零件，去除油污，銹蝕，涂油，確保機器組裝以后，表面整潔美觀。在產(chǎn)品裝配完成以后，還要對零件各方面進行調(diào)試，檢查運動件的靈活性，密封性等性能，再轉(zhuǎn)箱入庫。 5）質(zhì)保，銷售和售后處理 最后的質(zhì)監(jiān)部門我覺得也應(yīng)該去，可是在金融危機還在肆虐的時候，我沒去成結(jié)束了實習(xí) 。 四．分析 歷時將近兩周的實習(xí)結(jié)束,該次實習(xí),真正到達(dá)機械制造業(yè)的第一前線,了解了我國目前制造業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r也粗步了解了機械制造也的發(fā)展趨勢.在新的世紀(jì)里,科學(xué)技術(shù)必將以更快的速度發(fā)展，更快更緊密得融合到各個領(lǐng)域中,而這一切都將大大拓寬機械制造業(yè)的發(fā)展方向. 在將來機械制造將會向“四個化”發(fā)展，即柔性化、靈捷化、智能化、信息化.即使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調(diào)的柔性,使生產(chǎn)推向市場的時間最短且使得企業(yè)生產(chǎn)制造靈活多變的靈捷化,還有使制造過程物耗,人耗大大降低,高自動化生產(chǎn),追求人的智能于機器只能高度結(jié)合的智能化以及主要使信息借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價值的信息化 當(dāng)然機械制造業(yè)的四個發(fā)展趨勢不是單獨的，它們是有機的結(jié)合在一起的，是相互依賴，相互促進的。同時由于科學(xué)技術(shù)的不斷進步，也將會使它出現(xiàn)新的發(fā)展方向。前面我看到的是機械制造行業(yè)其自身線上的發(fā)展。然而，作為社會發(fā)展的一個部分，它也將和其它的行業(yè)更廣泛的結(jié)合。2１世紀(jì)機械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在它的全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造等。它將使人類不僅要擺脫繁重的體力勞動，而且要從繁瑣的計算、分析等腦力勞動中解放出來，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動，智能化促進柔性化，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善。 五．實習(xí)感想 “紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?！痹诙虝旱膶嵙?xí)過程中，實習(xí)中，我采用了看、問，親自動手等方式,對在工作中人與人的關(guān)系做了進一步的了解,分析了人與人之間特點,方式.我深深地感覺到自己所學(xué)知識的膚淺和在實際運用中的專業(yè)知識的匱乏.一旦接觸到實際，才發(fā)現(xiàn)自己知道的是多么少，這時才真正領(lǐng)悟到“學(xué)無止境”的含義。 我的教育應(yīng)該社會實踐更多得結(jié)合起來,采用理論和實踐的辦學(xué)模式,做到課堂教育與社會實踐的關(guān)系，暑期實踐與平時實踐的關(guān)系，社會實踐廣度與深度的關(guān)系，分別同過課堂,暑期和實踐把我所學(xué)的和運用想結(jié)合起來,才能更完全的掌握. “千里之行，始于足下”，這近一個周短暫而又充實的實踐，我認(rèn)為對我走向社會起到了一個非常重要作用，對將來走上工作崗位也有著很大幫助。更重要的是要向他人虛心求教，遵守組織紀(jì)律和單位規(guī)章制度，與人文明交往等一些做人處世的基本原則都要在實際生活中認(rèn)真的貫徹，好的習(xí)慣也要在實際生活中不斷培養(yǎng)。領(lǐng)導(dǎo)和同事們的經(jīng)驗,好的習(xí)慣和他們的知識也會是我人生中的一大寶貴的財富.這次實踐更讓我肯定了做事先做人的道理,要明白做人的道理，如何與人相處是現(xiàn)代社會的做人的一個最基本的問題。對于自己這樣一個即將步入社會的人來說，需要學(xué)習(xí)的東西很多，他們就是最好的老師，正所謂“三人行，必有我?guī)煛?，我可以向他們學(xué)習(xí)很多知識、道理。 4 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 課題：柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名 秦 飛 躍 班 級 B機制053 學(xué) 號 0510110310 指 導(dǎo) 教 師 黃 傳 錦 專 業(yè) 系 主 任 吳 祥 發(fā) 放 日 期 2009年2月26日 一、設(shè)計內(nèi)容 設(shè)計一臺鉆削柴油機氣缸體左面、右面、后面孔系的組合機床，具體進行總 體設(shè)計和左主軸箱設(shè)計。主要內(nèi)容有： 1．總體設(shè)計 1）制定工藝方案，確定機床配置型式及結(jié)構(gòu)方案。 2）三圖一卡設(shè)計，包括： (a) 被加工零件工序圖； (b) 加工示意圖；(c) 機床聯(lián)系尺寸圖； (d) 生產(chǎn)率計算卡；(e) 有關(guān)設(shè)計計算、校核。 2．左主軸箱設(shè)計 (a) 左主軸箱總裝圖，(b)零件圖，(c) 有關(guān)計算、校核等。 二、設(shè)計依據(jù) 1．課題來源：鹽城市江動集團； 2．產(chǎn)品名稱：ZH1105型柴油機； 3．被加工零件：氣缸體（附零件圖）； 4．工件材料：HT250； 5．加工內(nèi)容：鉆左側(cè)面上的14個M8深14螺紋底孔和1個M14深31.5螺紋底孔； 鉆右側(cè)面上的9個M8深14螺紋底孔和1個M10深15螺紋底孔； 鉆后側(cè)面上的6個M14深32螺紋底孔； 6. 生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批大量。 三、設(shè)計要求 1．機床應(yīng)能滿足加工要求，保證加工精度； 2．機床應(yīng)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整； 3．機床盡量能用通用件（中間底座可自行設(shè)計）以便降低制造成本； 4．機床各動力部件用電氣控制； 5．設(shè)計圖樣總量：折合成A0幅面在3張以上；工具要求：應(yīng)用計算機軟件繪圖；過 程要求：裝配圖需提供手工草圖； 6．畢業(yè)設(shè)計說明書按照學(xué)校規(guī)定的格式規(guī)范統(tǒng)一編排、打印，字?jǐn)?shù)不少于1萬字； 7．查閱文獻資料10篇以上，并有不少于3000漢字的外文資料翻譯； 8．到相關(guān)單位進行畢業(yè)實習(xí)，撰寫不少于3000字實習(xí)報告； 9．撰寫開題報告。 四、畢業(yè)設(shè)計物化成果的具體內(nèi)容及要求 1、畢業(yè)設(shè)計成果要求 1）畢業(yè)設(shè)計說明書 1 份 2）被加工零件工序圖 1 張 3）加工示意圖 1 張 4）機床聯(lián)系尺寸圖 1 張 5）生產(chǎn)率計算卡 1 張 6）左主軸箱總裝配圖 1 張 7）左主軸箱體零件補充加工圖 1 張 8）其它零件圖 不少于7張 2、外文資料翻譯（英譯中）要求 1）外文翻譯材料中文字不少于3000字； 2）內(nèi)容必須與畢業(yè)設(shè)計課題相關(guān)； 3）所選外文資料應(yīng)是近10年的文章，并標(biāo)明文章出處。 五、畢業(yè)設(shè)計進度計劃 起訖日期 工作內(nèi)容 備 注 2月26日～2月28日 布置任務(wù) 3月1日～3月14日 調(diào)查研究，畢業(yè)實習(xí) 3月15日～3月31日 方案論證，總體設(shè)計 4月1日～4月14日 技術(shù)設(shè)計（部件設(shè)計） 4月14日～5月14日 工作設(shè)計（零件設(shè)計） 5月15日～5月31日 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書 6月1日～6月2 日 畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯 6月3日～6月9日 修改資料 6月10日～6月11日 評閱材料 6月12日～6月13日 畢業(yè)答辯 6月14日～6月15日 材料整理裝袋 六、主要參考文獻： 1. 叢鳳廷．組合機床設(shè)計（第二版）[M]．上海：上?？萍汲霭嫔?，1994． 2. 謝家瀛．組合機床設(shè)計參考手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1994． 3. 大連組合機床研究所．組合機床設(shè)計（第一分冊）[M].北京：機械工業(yè)出版社，1975． 4. 大連組合機床研究所．組合機床設(shè)計參考圖冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1975． 5. 姚永明．非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計[M]．上海：上海交通大學(xué)出版社，1999． 6. 金振華．組合機床及其調(diào)整與使用[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1990． 7. 東北重型機械學(xué)院．機床夾具設(shè)計手冊（第二版）[M]．上海：上海科技出版社， 1988． 8. 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．哈爾濱：黑龍江科技出版社，1987． 9. 楊黎明．機床夾具設(shè)計手冊[M]．北京：國防工業(yè)出版社，1996． 10. 吳何畏，王衛(wèi)兵.鉆孔組合機床液壓傳動和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].2006，（12）： 36-39. 11. 張曙.高性能組合機床和高生產(chǎn)率加工中心[M]．上海：上海交通大學(xué)出版社，2007． 12. 文立軍．機床夾具設(shè)計手冊（第二版）[M]．上海：上?？萍汲霭嫔?，2003． 七、其他 八、專業(yè)系審查意見 系主任： 年 月 日 九、機械工程學(xué)院意見 院長： 年 月 日 5 畢業(yè)設(shè)計 開題論證報告 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 秦飛躍 班 級 B機制053 學(xué) 號 0510110310 指導(dǎo)教師 黃傳錦 完成日期 2009年3月22日 課題名稱：柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計? 一、課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 1、課題來源：鹽城市江淮動力集團 2、課題研究的主要內(nèi)容：本課題設(shè)計的組合機床是針對柴油機氣缸體鉆左側(cè)面上15個孔，鉆右側(cè)面上10個孔，鉆后蓋板鉆6個孔，共計31個孔同時加工。 3、國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述：組合機床是以通用部件為基礎(chǔ)配以按工件特定外形和加工工藝設(shè)計的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機床，集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備,它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用,因而被廣泛用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。。 　　組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。 　　由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計和制造周期。因此，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(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。 　　組合機床一般用于加工箱體類或非凡外形的零件。加工時，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進給運動，也可實現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。 　　二十世紀(jì)70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術(shù)的發(fā)展，組合機床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá)0.05毫米／1000毫米，表面粗糙度可低達(dá)2.5～0.63微米；鏜孔精度可達(dá)IT7～6級，孔距精度可達(dá)0.03～0.02微米。 　　專用機床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機床中某些部件因重復(fù)使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機床。 　　最早的組合機床是1911年在美國制成的，用于加工汽車零件。初期，各機床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修，1953年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機床制造廠協(xié)商，確定了組合機床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。 　　通用部件按功能可分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。動力部件是為組合機床提供主運動和進給運動的部件。主要有動力箱、切削頭和動力滑臺。 　　支承部件是用以安裝動力滑臺、帶有進給機構(gòu)的切削頭或夾具等的部件，有側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。 　　輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件，主要有分度回轉(zhuǎn)工作臺、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺、分度鼓輪和往復(fù)移動工作臺等。 　　控制部件是用以控制機床的自動工作循環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操縱臺等。 　　輔助部件有潤滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。 　　為了使組合機床能在中小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用，往往需要應(yīng)用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺組合機床上加工，以提高機床的利用率。這類機床常見的有兩種，可換主軸箱式組合機床和轉(zhuǎn)塔式組合機床。 　　組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(jié)構(gòu)、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(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。 我國組合機床及組合機床自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國家要相對落后，國內(nèi)所需的一些高水平組合機床及自動線幾乎都從國外進口。我國傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件（近年研制的組合機床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。 二、本課題擬解決的問題 1、組合機床總體設(shè)計 （1）制定總體方案： 1）加工對象工藝分析2）選擇定位基準(zhǔn)和加緊部位3）確定機床配置形式4）制定機床總體結(jié)構(gòu)方案 （2）確定切削用量及選擇刀具： 1)選擇切削用量；2）計算切削力、切削扭矩及切削功率；3）選擇刀具結(jié)構(gòu)。 (3) 三圖一卡設(shè)計： 1）繪制被加工零件圖2）加工示意圖3）機床聯(lián)系尺寸圖4)繪制生產(chǎn)率計算卡 2、部件設(shè)計（組合機床四軸剛性頭設(shè)計） 組合機床布局合理；結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整、維修方便；所選通用零、部件均符合規(guī)定參數(shù)；機床夾具定位合理、夾緊可靠。 三、解決方案及預(yù)期效果 1．解決方案 (1)組合機床總體設(shè)計 1)工藝基面：以柴油機氣缸體的已加工側(cè)面作為工藝基面； 2)加工工藝：四軸鉆孔攻絲； 3)組合機床配置型式：單工位臥式三面組合機床。 2．預(yù)期效果 (1) 組合機床布局合理，結(jié)構(gòu)簡單； (2) 所選通用零、部件均符合規(guī)定參數(shù)； (3) 機床夾具定位合理、夾緊可靠； (4) 調(diào)整、維修方便； (5) 生產(chǎn)效率高、操作方便，滿足了軸類零件的軸端鉆孔攻絲的需要。 四、課題進度安排 3月1日～3月14日．畢業(yè)實習(xí)階段。 畢業(yè)實習(xí)，查閱資料，到多個公司實踐，撰寫實習(xí)報告。 3月15日～3月31日．開題階段。 提出總體設(shè)計方案及草圖，填寫開題報告。 4月1日～5月14日． 設(shè)計初稿階段。 完成總體設(shè)計圖、部件圖、零件圖。 5月15日～5月31日． 中期工作階段。 完善設(shè)計圖紙，編寫畢業(yè)設(shè)計說明書，中期檢查。 6月1日～6月2日．畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯。 6月3日～6月9日．畢業(yè)設(shè)計整改。 圖紙修改、設(shè)計說明書修改、定稿，材料復(fù)查。 6月10日～6月11日．畢業(yè)設(shè)計材料評閱。 6月12日～6月13日．畢業(yè)答辯。 6月14日～6月15日．材料整理裝袋。 五、指導(dǎo)教師意見 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 簽名 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　 年　 月　　日 六、專業(yè)系意見 簽名 　　　　　　 年　 月　　日 七、學(xué)院意見 　　　　　　　　　　　　　 簽名 　　　　　　 年　 月　　日 4 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 秦飛躍 班 級 B機制053 學(xué) 號 0510110310 指導(dǎo)教師 黃傳錦 完成日期 2009年6月6日 目目 錄錄1 前言 .12 組合機床總體設(shè)計.32.1 總體方案論證 .32.1.1 加工對象工藝性的分析.32.1.2 機床總體布局的確定.32.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇 .42.1.4 滑臺型式的選擇 .42.2 切削用量的確定及刀具選擇 .42.2.1 切削用量選擇 .42.2.2 切削力、切削扭矩及切削功率計算.52.3 組合機床總體設(shè)計.72.3.1 被加工零件工序圖.72.3.2 加工示意圖.82.3.3 機床尺寸聯(lián)系總圖.102.3.4 機床生產(chǎn)率計算卡 .133 組合機床左主軸箱設(shè)計 .153.1 左主軸箱原始依據(jù)圖的繪制 .153.2 左主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇和動力計算.163.3 左主軸箱傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 .163.3.1 根據(jù)原始依據(jù)圖對坐標(biāo)尺寸的計算 .173.3.2 左主軸箱傳動路線的擬訂 .173.3.3 傳動軸位置及齒輪齒數(shù)的確定 .183.4 左主軸箱坐標(biāo)計算、坐標(biāo)檢查圖的繪制 .203.4.1 傳動軸的坐標(biāo)的計算.203.4.2 坐標(biāo)檢查圖的繪制.213.5 軸、齒輪、軸承、鍵的校核.223.5.1 軸的校核.223.5.2 齒輪的校核.233.5.3 軸承的壽命校核.253.5.4 鍵的強度計算.263.6 左主軸箱前、后蓋及箱體設(shè)計.263.7 附件的選擇.264 結(jié)論.29 參考文獻. 30 致 謝. 31鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 1附件清單. 321 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 ZH1105 柴油機箱體三面鉆孔組合機床設(shè)計。ZH1105 柴油機是該集團大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品之一，為保證柴油機箱體三面孔的加工和相應(yīng)的位置精度,提高生產(chǎn)效率而設(shè)計一臺三面鉆孔的臥式組合機床。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(yīng)工件變化的需要，它還可以對工件進行多面、多主軸同時加工。組合機床應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件，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)，確定設(shè)計方案。本機床設(shè)計吸取了現(xiàn)有機床加工優(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，由于自身的基礎(chǔ)比較薄弱，從整體上看，國外的先進水平、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復(fù)雜的孔面加工，生產(chǎn)率高。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。因為通用化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)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(yù)定或外購。自動化程度高，勞動強度低。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(dāng)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)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(yīng)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(biāo)部件，使其模塊化、柔性化，適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場需求。復(fù)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(yīng)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柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計 2提高。在這些方面組合機床裝備還有相當(dāng)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(yīng)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 4 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(dá)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。還需對主軸箱前蓋、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。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 32 組合機床總體設(shè)計針對 ZH1105 柴油機氣缸體，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” ，其內(nèi)容包括：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)率計算卡等。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(yīng)根據(jù)柴油機氣缸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(dá)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(yīng)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(yīng)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2.1.12.1.1 加工對象工藝性的分析加工對象工藝性的分析A.被加工零件特點被加工零件材料是 HT250,硬度 HB190250，共計有 31 個孔需要加工，在本工序之前各主要表面、主要孔已加工完畢。B.本機床的加工內(nèi)容及加工精度本道工序：鉆左、右及后面共計 31 個孔，由本組合機床完成，具體加工內(nèi)容及加工精度如下：a)鉆箱體左面：鉆 14 個 6.7 的孔，深 18；鉆 1 個 10.5 的孔，深 38.5。b)鉆箱體右面：鉆 9 個 6.7 的孔，深 18；鉆 1 個 8.4 的孔，深 20。c)鉆箱體后面：鉆 6 個 10.5 的孔，深 38.5。C.本次設(shè)計技術(shù)要求a)機床布局合理，能滿足加工要求，保證加工精度；b)機床應(yīng)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整；c)機床盡可能用通用件以便降低制造成本；d)機床各動力部件用電氣控制，液壓驅(qū)動。 2.1.22.1.2 機床總體布局機床總體布局的確定的確定柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計 4機床的配置型式有立式和臥式兩種。立式機床的優(yōu)點是占地面積小，自由度大，操作方便，其缺點是機床重心高，振動大。臥式機床的優(yōu)點是加工和裝配工藝性好，振動小，運動平穩(wěn)，機床重心較低，精度高，安裝方便，其缺點是削弱了床身的剛性，占地面積大。機床的配置型式在很大程度上取決于被加工零件的大小、形狀及加工部位等因素。通過以上的比較，針對 ZH1105 柴油機箱體的結(jié)構(gòu)特點和需要被加工的部位考慮鉆孔工序是主要工序內(nèi)容。為了保證鉆孔的加工精度和符合被加工零件的加工特點， 我們選擇用臥式組合機床。2.1.32.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇組合機床是針對某一個零件或一個零件的某道工序而設(shè)計的。正確選擇定位基準(zhǔn)，是保證加工精度的重要條件，同時也有利于實現(xiàn)最大限度的工序集中。A.定位基準(zhǔn)的選擇本機床為工件一次安裝，同時對 31 進行加工，其定位基準(zhǔn)選擇為：機體的底面定位限制 3 個自由度，側(cè)面定位限制 2 個自由度，端面定位限制 1 個自由度，這種定位方法的特點是：a)可以簡便地消除工件的六個自由度，使工件獲得可靠的定位；b)能夠同時加工工件三個端面上的孔，既能高度集中工序，又有利于提高三端面孔的位置精度；c)本定位基準(zhǔn)有利于保證柴油機箱體的加工精度，使機床的許多部件實現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計制造周期、降低成本。B.確定夾緊位置在選擇定位基準(zhǔn)的同時，要有相應(yīng)的夾緊位置。確定夾緊位置要考慮兩個因素：一是保證零件夾壓后的穩(wěn)定；二是盡量減少和避免零件夾壓后變形。針對 ZH1105 柴油機氣缸體我們采用了液壓夾緊，夾緊部位為剛性較好的筋板上，即箱體的上表面，以減少箱體夾緊變形誤差。 2.1.42.1.4 滑臺型式的選擇滑臺型式的選擇與機械滑臺相比較，液壓滑臺的進給量可以無級調(diào)速；可以獲得較大的進給力；零件磨損小，使用壽命長；工藝上要求多次進給時，通過液壓換向閥，很容易實現(xiàn)；過載保護簡單可靠；工作可靠。但采用液壓滑臺的不足之處在于進給量由于載荷的變化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定；液壓系統(tǒng)漏油影響工作環(huán)境，浪費能源；調(diào)整維修比較麻煩。本課題的加工對象是 ZH1105 柴油機氣缸體，為了提高加工效率，降低生產(chǎn)成本，所以選用了液壓滑臺。2.2 切削用量的確定及刀具選擇2.2.12.2.1 切削用量切削用量選擇選擇 在被加工的 31 個孔中，都是鉆孔加工，所以選擇切削用量時僅從鉆孔方面考慮，鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 5具體的鉆孔切削用量從文獻1表 6-11 中選取。由于鉆孔的切削用量與鉆孔深度有關(guān)，隨孔深的增加而逐漸遞減，其遞減值按文獻1表 6-12 選取。鉆孔時，降低進給量的目的是為了減小軸向切削力，以避免鉆頭折斷，降低切削速度主要是為了提高刀具壽命8。所有刀具都采用硬質(zhì)合金。A.對左面 15 孔的切削用量選擇： a)鉆孔 114 軸：6.7 孔，h=18mm 加工材料為 HT200 鑄鐵，由 d612,硬度大于 190250HBS，選擇v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取定 v=12.56m/min,f=0.11mm/r,則由文獻1P43的公式， （2-dvn10001）得： n=100012.56/(6.7)597r/minb)鉆孔 15 軸: 10.5 孔，h=38.5mm加工材料為 HT200 鑄鐵，由 d612,硬度大于 160200HBS，選擇v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取定 v=21.98m/min,f=0.13mm/r,則由文獻1P43的公式， dvn1000得： n=100021.98/(10.5)667r/minB.對右側(cè)面上 10 個孔的切削用量的選擇：a)鉆孔 1624,軸：6.7 孔，h=18mm加工材料為 HT200 鑄鐵，由 d612,硬度大于 160200HBS，選擇v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取定 v=12.56m/min,f=0.11mm/r,則由文獻1P43的公式， dvn1000得： n=100012.56/(6.7)597r/minb)鉆孔 25 軸：8.4 孔，h=20mm加工材料為 HT200 鑄鐵，由 d612,硬度大于 160200HBS，選擇v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取定 v=15.7m/min,f=0.13mm/r,則由文獻1P43 的公式， dvn1000得： n=100015.7/(8.4)595r/minC.對后面上 6 個孔的切削用量的選擇a)鉆孔 2631 軸：10.5 孔，h=38.5mm 加工材料為 HT200 鑄鐵，由 d612,硬度大于 160200HBS，選擇柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計 6v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取定 v=21.98m/min,f=0.13mm/r,則由文獻1P43的公式， dvn1000得： n=100021.98/(10.5)667r/min2.2.22.2.2 切削力、切削扭矩及切削功率切削力、切削扭矩及切削功率的計算的計算根據(jù)文獻1表 6-20 中公式計算鉆孔 （2-6 . 08 . 026HBDfF 2） （2-6 . 08 . 09 . 110HBfDT 3） （2-DTvP97404）其中中：F -切削力（N） ；T-切削轉(zhuǎn)矩（N） ；P-切削功率（kW） ；v-切削速度（m/min） ；f-進給量（mm/r） ；D-加工（或鉆頭）直徑（mm） ； HB-布氏硬度， 得HB=200。則根據(jù)上述公式可得：A.左面：鉆孔 114 軸 6.7：= 6 . 08 . 026HBDfF 6 . 08 . 020011. 07 . 626N78.715 =20377.6Nmm6 . 08 . 09 . 110HBfDT 6 . 08 . 01920011. 07 . 610=1.25kWDTvP97407 . 6974056.126 .20377鉆孔 15 軸 10.5：=6 . 08 . 026HBDfF 6 . 08 . 020013. 05 .1026N14.1282 =11867.76Nmm6 . 08 . 09 . 110HBfDT 6 . 08 . 01920013. 05 .1010=0.81kW9740TvPD5 .10974098.2176.11867B.右面： 鉆孔 1624 軸 6.7：6 . 08 . 026HBDfF N78.715=20377.6Nmm6 . 08 . 09 . 110HBfDT 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 7=1.25kWDTvP9740鉆孔 25 軸 8.4：=531.70N6 . 08 . 026HBDfF =1025.71Nmm6 . 08 . 09 . 110HBfDT =0.059kW9740TvPDC.后面： 鉆孔 2631 軸 10.5：N6 . 08 . 026HBDfF 14.1282Nmm6 . 08 . 09 . 110HBfDT 76.11867=0.81kWDTvP97402.3 組合機床總體設(shè)計2.3.12.3.1 被加工零件工序圖被加工零件工序圖A.被加工零件工序圖的作用和內(nèi)容被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計的組合機床上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計研制合同外，它是組合機床設(shè)計的重要依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗機床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件的基礎(chǔ)上，突出本機床或自動線的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的。其主要內(nèi)容包括：a)被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機床設(shè)計有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向時，則應(yīng)把設(shè)置中間導(dǎo)向臨近的工件內(nèi)部肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸表示清楚，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。b)本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。以便據(jù)此進行夾具的支承、定位、夾緊和導(dǎo)向等機構(gòu)設(shè)計。c)本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對上道工序的技術(shù)要求。d)注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。 柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計 8B.繪制被加工零件工序圖的規(guī)定及注意事項a)繪制被加工零件工序圖的規(guī)定：應(yīng)按一定的比例，繪制足夠的視圖以及剖面；本工序加工部位用粗實線表示；定位用定位基準(zhǔn)符號表示，并用下標(biāo)數(shù)表明消除自由度符號；夾緊用夾緊符號表示，輔助支承用支承符號表示。b)繪制被加工零件工序圖注意事項本工序加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系。對工件毛坯應(yīng)有要求，對孔的加工余量要認(rèn)真分析。在鉆孔時，其大孔單邊余量應(yīng)小于相鄰兩孔半徑之差，以便鉆頭能通過。當(dāng)本工序有特殊要求時必須注明。如精鉆孔時，當(dāng)不允許有退刀痕跡或者允許有某種形狀的刀痕時必須注明。有如薄壁或孔底部壁薄，加工螺紋時螺紋底孔深度不夠及能否鉆通等1。圖 2-1 所示為被加工零件工序圖。圖 2-1 被加工零件工序圖2.3.22.3.2 加工示意圖加工示意圖零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件在機床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機床各部件間的相對位置關(guān)系，機床的工作行程及工作循環(huán)等。A.導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 9組合機床鉆孔時，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證的。導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具相對工件的正確位置；保證刀具相互間的正確位置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。B.確定主軸、尺寸、外伸尺寸在本課題中，主軸是用于鉆孔的，鉆孔選用滾珠軸承主軸。鉆孔時采用剛性連接，主軸采用長主軸。根據(jù)由選定的切削用量計算得到的切削轉(zhuǎn)矩 T，由文獻1P43 頁公式 （2-410TBd 5） 式中，d 表示軸的直徑（） ；T 表示軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（Nm） ；B 表示系數(shù)，本課題中鉆孔主軸為非剛性主軸，取 B=6.2。由公式可得：左面 軸 114 d=13.42mm 取定 d=22 軸 15 d=19.77mm 取定 d=30 右面 軸 1621 d=13.74mm 取定 d=30后面 軸 2230 d=13.39mm 取定 d=22 軸 31 d=17.43mm 取定 d=30根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，文獻1表 3-6 可得到主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號。滾珠長主軸軸徑 d=20時，主軸外伸尺寸為：D/d1=32/20,L=115；接桿莫氏圓錐號為 2。滾珠長主軸軸徑 d=15時，主軸外伸尺寸為：D/d1=25/16,L=1815；接桿莫氏圓錐號為 1。C.選擇接桿、浮動卡頭在鉆、擴、鉸、锪孔及倒角等加工小孔時，通常都采用接桿（剛性接桿） 。各主軸的外伸長度和刀具均為定值，為保證主軸箱上各刀具能同時到達(dá)加工終了位置，須采用軸向可調(diào)整的接桿來協(xié)調(diào)各軸的軸向長度，以滿足同時加工完成孔的要求。 為提高加工精度、減少主軸位置誤差和主軸振擺對加工精度的影響，在采用長導(dǎo)向或雙導(dǎo)向進行鉆孔時，一般孔的位置精度靠夾具保證。為避免主軸與夾具導(dǎo)套不同而引起的刀桿“別勁”現(xiàn)象影響加工精度，均可采用浮動卡頭連接。所以鉆孔一般采用剛性連接。D.動力部件工作循環(huán)及行程的確定a)工作進給長度 L 工的確定工作進給長度 L 工，應(yīng)等于加工部位長度 L（多軸加工時按最長孔計算）與刀具切入長度 L1 和切出長度 L2 之和。切入長度一般為 510，根據(jù)工件端面的誤差情況確定。鏜孔時，切出長度一般為 510mm；鉆孔時，切出長度一般為d+(38)mm。13當(dāng)采用復(fù)合刀具時,應(yīng)根據(jù)具體情況決定。所以得出以下結(jié)果:柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計 10左主軸箱：工進長度： =8+12=20mm工L右主軸箱：工進長度： =8+12=20mm工L后主軸箱：工進長度： =6+14=20mm工Lb)快速進給長度的確定快速進給是指動力部件把刀具送到工作進給位置，其長度按具體情況確定。初步選定三個主軸箱上刀具的快速進給長度分別為 210mm,210mm,210mm。c)快速退回長度的確定快速退回長度等于快速進給和工作進給長度之和。由已確定的快速進給和工作進給長度可知，三面快速退回長度分別為 230mm,230mm,230mm。d)動力部件總行程的確定動力部件總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀具磨損或補償制造、安裝誤差，動力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離（即前備量）和刀具裝卸以及刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中拿出時，動力部件需要后退的距離（刀具退離夾具導(dǎo)套外端面的距離應(yīng)大于接桿插入主軸孔內(nèi)或刀具插入接桿孔的長度，即后備量） 。因此，動力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。圖 2-2為被加工零件的加工示意圖。圖 2-2 加工示意圖2.3.32.3.3 機床尺寸聯(lián)系總圖機床尺寸聯(lián)系總圖鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 11機床聯(lián)系尺寸總圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。1繪制機床聯(lián)系尺寸總圖之前應(yīng)確定的主要內(nèi)容A.選擇動力部件a)動力箱型號的選擇動力箱規(guī)格要與滑臺匹配，其驅(qū)動功率主要依據(jù)多軸箱所需傳遞的切削功率來選用。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1P47 公式切削P式中, 消耗于各主軸的切削功率的總和（kW） ；切削P 多軸箱的傳動效率,加工黑色金屬時取 0.80.9，加工有色金屬時 （2-切削多軸箱PP6） 取 0.70.8；主軸數(shù)多、傳動復(fù)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)量較多、傳動復(fù)雜，故取。0.85h=左主軸箱： =0.090+0.090+0.041=0.311kW切削P則=0.3659kW多主軸P85. 0311. 0右主軸箱： =40.096+0.059=0.443kW切削P則=0.52kW多主軸P85. 0443. 0后主軸箱： =0.10043+0.0696=0.3708kW切削P則=0.436kW多主軸P85. 03708. 0b)動力滑臺型號的選擇根據(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的 62 頁公式 (2-7)niFiF1多軸箱計算。 式中，F(xiàn)i各主軸所需的軸向切削力，單位為 N。則:左主軸箱 =3876.78+376.39=3006.73N多主軸箱F右主軸箱 =4892.39+531.70=4102.26N多主軸箱F后主軸箱 =3921.91+585.90=3006.73N多主軸箱F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(yīng)大于 F。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，由文獻1表 5-1，左、右、后面都選用液壓滑臺 1HY32IA 型，臺面寬320mm，臺面長 800mm，滑臺及滑座總高為 320mm，允許最大進給力為 20000N；其相柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計 12應(yīng)的側(cè)底座型號為 1CC401。根據(jù)液壓滑臺的配套要求，滑臺額定功率應(yīng)大于電機功率的原則，查文獻1表5-38 得出動力箱及電動機的型號,見表 2-1。表 2-1 動力箱及電動機的型號 主軸箱動力箱型號電動機型號電動機功率(kW)電動機轉(zhuǎn)速(r/min)輸出軸轉(zhuǎn)速(r/min)左主軸箱1TD32-Y100L1-42.21430960右主軸箱1TD32-Y100L1-42.21430960后主軸箱1TD32-Y100L1-42.21430960c)配套通用部件的選擇側(cè)底座 1CC401 型號，其高度 H=560mm，寬度 B=900mm，長度 L=1350mm。B.確定機床裝料高度 H裝料高度是指機床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。在確定之前，首先要考慮工人操作的方便性，還要考慮車間運送共建的滾到高度，工件最低孔的位置，主軸箱最低主軸高度和通用不見的高度尺寸的限制。本課題中，工件最低孔位置h2=103，主軸箱最低主軸高度 h1=102.5，所選滑臺與滑座總高 h3=320，側(cè)底座高度 h4=560，夾具底座高度 h5=195，中間底座高度 h6=560，綜合上述因素，該組合機床裝料高度取 H=755。C.確定夾具輪廓尺寸主要確定夾具底座的長、寬、高尺寸。工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具底座輪廓尺寸的基本依據(jù)。具體要考慮布置工件的定位、限位、夾緊機構(gòu)、刀具導(dǎo)向裝置以及夾具底座排屑和安裝等方面的空間和面積需要。夾具底座的高度尺寸，一方面要保證其有足夠的高度，同時考慮機床的裝料高度、排屑的方便性和便于設(shè)置定位、夾緊機構(gòu)。一般不小于 240 mm。本機床夾具的長度為 630mm，寬度為 408mm，高度為 620mm。D.確定中間底座尺寸中間底座的頂面安裝夾具或輸送部件，側(cè)面與側(cè)底座或立柱底座相連接，并通過端面鍵或定位銷定位。根據(jù)機床配置形式不同，中間底座有多種形式，如：雙面臥式組合機床的中間底座，兩側(cè)面都安裝側(cè)底座；三面臥式組合機床的中間底座為三面安裝側(cè)底座；立式回狀工作臺式組合機床，除了安裝立柱外，還需安裝回轉(zhuǎn)工作臺?？傊?，中間底座的結(jié)構(gòu)，尺寸需根據(jù)工件的大小、形狀以及組合機床的配置形式等來確定。因此，中間底座一般按專用部件進行設(shè)計，但為了不致使組合機床的外廓尺寸過分繁多，中間底座的主要尺寸應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。確定中間底高度尺寸時，應(yīng)考慮鐵屑的儲存及排除電氣接線安排，中間底座高度一般不小于 540mm。本機床確定中間底座高度為 560mm。E.確定主軸箱輪廓尺寸鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 13主要需確定的尺寸是主軸箱的寬度 B 和高度 H 及最低主軸高度 h1。主軸箱寬度B、高度 H 的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按文獻1P49 公式計算： B=b+2b1 （2-8） H=h+h1+b1 （2-9）式中：b工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（） ；b1最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（） ；h工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（） ；h1最低主軸高度（） 。其中，h1還與工件最低孔位置（h2=103） 、機床裝料高度（H=880） 、滑臺滑座總高（h3=320） 、側(cè)底座高度（h4=560）等尺寸有關(guān)。對于臥式組合機床， h1要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦 h185-140，本組合機床按文獻1P50 公式h1=h2+H-(0.5+h3+h4) （2-10）計算，得： h1=102.5。b=100,h=125.125,取 b1=100，則求出主軸箱輪廓尺寸： B=b+2b1=100+2100=300 H=h+h1+b1=125.125+102.5+100=327.625根據(jù)上述計算值,按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，左,右主軸箱輪廓尺寸都預(yù)定為BH=408620，后主軸箱輪廓尺寸預(yù)定為 BH=6408620 。2.3.42.3.4 機床生產(chǎn)率計算卡機床生產(chǎn)率計算卡A.理想生產(chǎn)率(單位為件/h)是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng) A(包括備品及廢品率)所要求Q的機床生產(chǎn)率。它與全年工時總數(shù) tk有關(guān),一般情況下,單班制 tk取 2350h,兩班制tk取 4600h,由文獻1的 51 頁公式 （2-ktAQ 11）得： =50000/2350=21.28 件/h QB.實際生產(chǎn)率(單位為件/h)是指所設(shè)計機床每小時實際可生產(chǎn)的零件數(shù) 1Q （2-單TQ60112）式中:生產(chǎn)一個零件所需時間(min)，可按下式計算：單T柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計 14 （2-裝移快退快進停輔切單ttVLLtVLVLttTkfff221113）式中:分別為刀具第、工作進給長度,單位為 mm;21LL 、分別為刀具第、工作進給量,單位為 mm/min;21ffVV 、當(dāng)加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時，滑臺在死擋鐵上的停留停t時間，通常指刀具在加工終了時無進給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)所需的時間，單位 min; 分別為動力部件快進、快退行程長度，單位為 mm; 快退快進、LL動力部件快速行程速度。用機械動力部件時取 56m/min;用液壓動力部kfV件時取 310m/min;直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進行一次工位轉(zhuǎn)換時間，一般取 0.1min;移t工件裝、卸（包括定位或撤銷定位、夾緊或松開、清理基面或切屑及吊裝卸t運工件）時間。它取決于裝卸自動化程度、工件重量大小、裝卸是否方便及工人的熟練程度。通常取 0.51.5min。如果計算出的機床實際生產(chǎn)率不能滿足理想生產(chǎn)率要求,即,則必須重新選QQ 1擇切削用量或修改機床設(shè)計方案。已知: 鉆左面孔 =20mm;4000.104=41.2mm/min 工LfV nf =210mm =230mm 快進L快退L鉆右面孔 =20mm; 4310.104=44.8mm/min工LfV nf=210mm =230mm 快進L快退L鉆后面孔 =20mm; 4440.119=52.8mm/min工LfV nf=210mm =230mm 快進L快退L左面孔 200.0650.55min41.2fLttV機工進停 2102300.1 1.51.688min5000kfLLtttV快進快退移輔裝卸 0.55 1.6882.238minttt輔單機右面孔 200.0550.501min44.8fLttV機工進停 2102300.1 1.51.688min5000kfLLtttV快進快退移輔裝卸 0.501 1.6882.189minttt輔單機鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 15后面孔 200.0660.445min52.8fLttV機工停 2102300.1 1.51.688min5000kfLLtttV快進快退移輔裝卸0.445 1.6882.133minttt輔單機 對多面和多工位加工機床，在計算時應(yīng)以所有工件單件加工最長的時間作為單件工時，所以選擇，2.238minT單實際生產(chǎn)率: 1606026.81/2.238QhT單件C.機床負(fù)荷率a)當(dāng)時候，機床負(fù)荷率為二者之比。1QQ組合機床負(fù)荷率一般為 0.750.90,自動線負(fù)荷率為 0.60.7。典型的鉆、鏜、攻螺紋類組合機床，按其復(fù)雜程度確定；對于精度較高、自動化程度高或加工多品種組合機床，宜適當(dāng)降低負(fù)荷率。b)由文獻1的 51 頁公式得機床負(fù)荷率: （2-14）1QQ 21.2879.37%26.813 組合機床左主軸箱設(shè)計本人的設(shè)計任務(wù)是 ZH1105 柴油機氣缸體三面鉆孔組合機床總體及左主軸箱部分的設(shè)計。左軸箱是組合機床的重要專用部件。它是根據(jù)加工示意圖和主軸類型設(shè)計的運動的動力部件，其動力來源于通用的動力箱。它與傳動箱一起安裝在進給滑臺上，可完成鉆孔鏜孔等加工工序。由總體設(shè)計部分可知，我所需要設(shè)計的主軸箱輪廓尺寸為 400400，屬于大型通用主軸箱，結(jié)構(gòu)典型，能利用通用的箱體和傳動件；采用標(biāo)準(zhǔn)主軸，借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具來保證被加工孔的位置精度。通用主軸箱設(shè)計的順序是：繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)、軸徑及齒輪 模數(shù)；擬訂傳動系統(tǒng)；計算主軸、傳動軸坐標(biāo)，繪制坐標(biāo)檢查圖；繪制主軸箱總圖，零件圖及編制組件明細(xì)表1。3.1 左主軸箱原始依據(jù)圖的繪制左主軸箱原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計 16圖 3-1 所示為 ZH1105 柴油機氣缸體三面鉆鏜孔組合機床左主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖,表 3-1 所示為各主軸外伸尺寸及各孔的切削用量。圖 3-1 原始依據(jù)圖注：1.被加工零件編號及名稱：ZH1105 柴油機材料及硬度：HT200 160-200HBS。2.動力部件 1TD32- I，Y100L1-4，P主=2.2Kw,n=960r/min。 表 3-1 左主軸外伸尺寸及孔的切削用量軸 號D/dL工序內(nèi)容n(r/min)v(m/min)f(mm/r)11422/15115鉆 6.759712.560.111530/20115鉆 10.559521.980.133.2 左主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇和動力計算A.主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇主軸結(jié)構(gòu)的選擇包括軸承型式的選擇和軸頭結(jié)構(gòu)的選擇。軸承型式是左主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征。主軸進行鉆削加工，軸向切削力較大，用推力球軸承承受軸向力，用深溝球軸承承受徑向力。又因鉆削時軸向力是單向的，因此推力球軸承應(yīng)安排在主軸前端，主軸采用滾珠主軸,前支承為推力球軸承、深溝球軸承，后支承滾錐軸承，主軸進行鉆削時，前后支承均為滾錐軸承。鉆孔采用滾珠軸承長主軸是因為長主軸其軸頭內(nèi)孔較長，可增大與刀具尾部連接的接觸面，從而增強刀具與主軸的連接剛度，減少刀具前端下垂。B.主軸直徑和齒輪模數(shù)的確定鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 17主軸直徑已在總體設(shè)計部分初步確定，見 2.3.2。按同一主軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不多于兩種的原則，用類比法確定齒輪模數(shù)，也可按公式估算。據(jù)文獻1P62 頁公式估算： （3-3)3230(znPm 1）式中，P齒輪所傳遞的功率，單位為 kW；z一對嚙合齒輪中的小齒輪齒數(shù)；n小齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min。主軸箱中的齒輪模數(shù)常用 2、2.5、3、3.5、4 幾種。為了便于生產(chǎn)，同一主軸箱中的模數(shù)規(guī)格不要多于兩種1。確定本次設(shè)計的模數(shù)均為 2.5。3.3 左主軸箱傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算左主軸箱傳動設(shè)計，是根據(jù)動力箱驅(qū)動軸位置和轉(zhuǎn)速、各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計傳動鏈，把驅(qū)動軸和各主軸連接起來，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。多軸箱傳動系統(tǒng)的一般要求：a)在保證主軸的強度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下，力求使傳動軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。為此，應(yīng)盡量用一根傳動軸帶動多根主軸，并將齒輪布置在同一排上。當(dāng)中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時，可采用齒輪變位或略微改動傳動比的方法解決。b)盡量不用主軸帶動主軸的方案，否則會增加主軸負(fù)荷，影響加工精度。c)為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動比一般要大于(最佳傳動比)，21111.5后蓋內(nèi)傳動比允許取至；避免用升速傳動。1133.5d)用于粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在第排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形；精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)在第排，以減少主軸端的彎曲變形。e)多軸箱內(nèi)具有粗加工主軸時，最好從動力箱驅(qū)動軸齒輪傳動開始，就分兩條傳動路線，以免影響加工精度。f)剛性鏜孔主軸上的齒輪，其分度圓直徑應(yīng)盡可能大于被加工孔的孔徑，以減少振動，提高運動平穩(wěn)性。g)驅(qū)動軸直接帶動的轉(zhuǎn)動軸數(shù)不能超過兩根，以免給裝配帶來困難。3.3.13.3.1 根據(jù)原始依據(jù)圖對坐標(biāo)尺寸根據(jù)原始依據(jù)圖對坐標(biāo)尺寸的計算的計算根據(jù)原始依據(jù)圖 3-1，計算驅(qū)動軸、主軸的坐標(biāo)尺寸，如下表 3-2 所示： 表 3-2 驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)值坐標(biāo)銷 O1驅(qū)動軸 O主軸 1主軸 2主軸 3主軸 4X0.000175.000110.000147.232206.000175.000Y0.00080.000200.420132.620140.420252.391柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計 183.3.23.3.2 左主軸箱傳動路線左主軸箱傳動路線的擬訂的擬訂左主軸箱有 15 根主軸，這 15 根主軸為： 軸 115，傳動軸為 1634，油泵軸35 由傳動軸 16 帶動。具體傳動路線見圖 3-2。圖 3-2 主軸箱傳動樹形圖3.3.33.3.3 傳動軸位置及齒輪齒數(shù)傳動軸位置及齒輪齒數(shù)的確定的確定傳動方案擬訂之后，通過“計算、作圖和多次試湊”相結(jié)合的方法，確定齒輪齒數(shù)和中間傳動軸的位置及轉(zhuǎn)速。A.由各主軸和驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速求驅(qū)動軸到各主軸之間的傳動比。各主軸轉(zhuǎn)速見表 3-3所示。 表 3-3 主軸箱主軸轉(zhuǎn)速（r/min）主 軸 0 114 15轉(zhuǎn) 速920400640主軸箱總傳動比 ： 0 14000.43920i0 24000.43920i鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 1934000.43920oi46400.70920oiB.各軸傳動比分配主軸箱中軸的分布有同心圓分布及任意分布，同時為滿足主軸上齒輪不過大的要求，最后一級齒輪取升速。a)左主軸箱各軸傳動比分配：軸 1 0 5310.5556i5-1210.7827i 軸 2 0 5310.5556i5-2210.7827i軸 3 0 5310.5556i5-3210.7827i 軸 4 0 5310.5556i5-4281.2223ib)確定中間傳動軸的位置并配對各對齒輪傳動軸轉(zhuǎn)速的計算公式：文獻1P6165 （3-主從從主nnzzu2） （3-zSmzzmA2)(2從主3） （3-主從從從主zznunn4） （3-從主主主從zznunn5） )1 (2)1 (22umAunnmAzmAz從主從主（3-6） （3-uAunnmAzmAz12)1 (22主從主從7）柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計 20式中， 嚙合齒輪副傳動比；u嚙合齒輪副齒數(shù)和；zS分別為主動和從動齒輪齒數(shù)；從主、zz分別為主動和從動齒輪轉(zhuǎn)速，單位為 r/min；從主、nn齒輪嚙合中心距，單位為 mm；A齒輪模數(shù)，單位為 mm。mC.確定主軸箱內(nèi)中間傳動軸的位置：確定中間傳動軸 5 的位置，與傳動軸 5 相配對的有主軸 1、2、3、4，與之相配對的齒輪有 Z5/Z1,Z5/Z2,Z5/Z3,Z5/Z4，四對齒輪。 通過公式（2-2）及傳動比 i5-1=0.78、 i5-2=0.78 、i5-4=0.78、i5-4=0.1.22,取m=2.5，可得到齒輪齒數(shù) Z5=Z5=21 ,Z1=Z2=Z3=27,Z5=28,Z4=23。左主軸箱：13121920396 /min5627nr23121920396 /min5627nr33121920396 /min5627nr43128920620 /min5623nr轉(zhuǎn)速相對損失在 5%以內(nèi)，符合設(shè)計要求。由于該主軸箱上有較多的刀具，為了便于更換和調(diào)整刀具，以及裝配和維修時檢查主軸精度，所以在主軸箱上設(shè)置一個以便于手動回轉(zhuǎn)主軸，為了扳動起來輕便，手動軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)盡可能高些，且其所處位置要靠近機床操作者的一側(cè)，并留有扳手作用位置活動空間，所以本主軸箱的手柄設(shè)置在緊靠驅(qū)動軸 O 的位置，即 5 軸為手柄軸。D.采用 B-ZIR12-2 型葉片液壓泵，由軸 2 經(jīng)一對齒輪傳動 312127920563 /min562719nr泵葉片液壓泵轉(zhuǎn)速在 400800r/min 范圍內(nèi)，滿足要求。3.4 左主軸箱坐標(biāo)計算、坐標(biāo)檢查圖主軸箱坐標(biāo)計算、坐標(biāo)檢查圖的繪制的繪制坐標(biāo)計算就是根據(jù)已知的驅(qū)動軸和主軸的位置及傳動關(guān)系，精確計算各中間傳動軸的坐標(biāo)。其目的是為左主軸箱箱體零件補充加工圖提供孔的坐標(biāo)尺寸，并用于繪制坐標(biāo)檢查圖來檢查齒輪排列、結(jié)構(gòu)布置是否正確合理。3.4.13.4.1 傳動軸的坐標(biāo)傳動軸的坐標(biāo)的計算的計算計算傳動軸坐標(biāo)時，先算出與主軸有直接傳動關(guān)系的傳動軸坐標(biāo)，然后計算其它傳動軸坐標(biāo)。根據(jù)傳動軸的傳動形式，傳動軸的坐標(biāo)計算可分為三種類型：與一鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 21軸定距的坐標(biāo)計算；與兩軸定距的坐標(biāo)計算；與三軸等距的坐標(biāo)計算。在本主軸箱 1 根傳動軸與 1 根油泵軸，傳動軸、油泵軸之間可按與一軸定距的坐標(biāo)計算方法計算，在計算傳動軸 5 時采用與三軸等距方法求得。計算公式見文獻1P72 （3-8）222111abL222222abL （3-1BAaXX2CAaXX9） （3-10）1BAbYY2CAbYY （3-11）2221()()2()()()()BACAACABACABAYYLYYLXXXXYYYYXX （3-12）2221()()2()()()()CABAACABACABAXXLXYLYYXXYYYYXX傳動軸 5 的坐標(biāo)計算：圖 3-3 與三軸等距傳動軸坐標(biāo)計算圖 137.232BAaXX 258.768CAaXX 167.8BAbYY27.8CAbYY 2221115983.04Lab2222223514.517Lab2221()()169.6112()()()()BACAACABACABAYYLYYLXXXXYYYYXX2221()()188.9502()()()()CABAACABACABAXXLXYLYYXXYYYYXX理論中心距 05()602m zzA柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計 22實際中心距 22()()60.004ABABAXXYY 0.004AAA理實中心距在允差(0.0010.009)mm 范圍內(nèi)，所以此處要使用標(biāo)準(zhǔn)齒輪。表 3-4 主軸箱傳動軸坐標(biāo)計算結(jié)果坐標(biāo)傳動軸 5傳動軸 6X196.6193.73Y18895101.803.4.23.4.2 坐標(biāo)檢查圖坐標(biāo)檢查圖的繪制的繪制在坐標(biāo)計算完成后，繪制坐標(biāo)及傳動關(guān)系檢查圖，用以全面檢查傳動系統(tǒng)的正確性。坐標(biāo)檢查圖的主要內(nèi)容有：通過齒輪嚙合，檢查坐標(biāo)位置是否正確；檢查主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向；進一步檢查各零件間有無干涉現(xiàn)象；檢查液壓泵、分油器等附加機構(gòu)的位置是否合適。繪制出的坐標(biāo)檢查圖，如圖 3-4 所示。圖 3-4 左主軸箱坐標(biāo)檢查圖3.5 軸、齒輪、軸承、鍵的校核以軸 16 和其上的軸承進行校核，主動軸 0 上面的齒輪和鍵進行校核。3.5.13.5.1 軸的校核軸的校核鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 23圖 3-5 軸受力圖 A.求軸向載荷a)計算齒輪受力 齒輪分度圓直徑為 2.531=77.5mm （3- mzd13） 圓周力 =185.56N （3-dTFt/214）軸向力 =243.39+243.39=486.78N （3-rF15）b)求支反力 左右支點水平面的支反力 =191.97N)8656/(561rrFF =294.81N)8656/(862rrFF =73.192N)8656/(56.185561NHF =112.402N)8656/(56.185862NHFc)計算彎矩和扭矩 =73.19256=4098.752Nmm561NHHFM =191.9771=10750.32Nmm7111rrFM =294.8186=25353.66Nmm8622rrFM =11351.561Nmm （3-2121rHMMM2232.10750561.1135116）d)彎扭合成強度校核截面 O 處計算計算彎矩 0.6=13240.294Nmm （3-22)( TMMHoa22)0724.71906 . 0(561.1135117） 截面 O 處計算應(yīng)力 =13240.294/0.1=1.7675MPa （3-WMoaoa/37018） 材料為 40調(diào)質(zhì),由表 11.2 查得=70MPa，rC11oa柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計 24彎扭合成強度滿足要求。3.5.23.5.2 齒輪的校核齒輪的校核已選定齒輪采用 45 鋼，鍛造毛坯，軟齒面，齒輪 T 調(diào)質(zhì) HBS280350，齒輪精度 8 級，輪齒表面粗糙度為 1.6mm。以傳動軸 5 及驅(qū)動軸 O 上的一對嚙合為例進行齒輪的強度校核，大、小齒輪齒數(shù)分別為，傳動比。556,31ozz5310.5556ozizA.設(shè)計準(zhǔn)則按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，再按齒根彎曲疲勞強度校核。B.按齒面接觸疲勞強度設(shè)計由文獻9中公式（6.11）得 (3-19)213112.32EtdHKTZudu其中， ，5561.80631ozuz由文獻9的表 6.5 得，0.4d由文獻9表 6.3 得 =189.8MPa,EZ=11418.478Nmm9201 . 11055. 961T由文獻9的圖 6.8 選擇材料的接觸疲勞極限應(yīng)力為：=560MPa =650MPa1limH2limH由文獻9的圖 6.9 選擇材料的彎曲疲勞極限應(yīng)力為：=230MPa =210MPalim1Flim2F應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由文獻9的公式（6.3）計算可得 (3-20) 9116060 509 1 300 15 81.099 10hNn jL t 則 99121.099 100.6085 101.806NNu由文獻9的圖 6.6，查得接觸疲勞壽命系數(shù),10.9H NK20.95HNK由文獻9的圖 6.7，查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，彎曲疲勞安120.88,0.90FNFNKK全系數(shù),又，試選。1.4FS 0 . 2STY1.5tK 許用接觸應(yīng)力： 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 25=504MPa (3-21)9 . 0156021lim1HNHHHKS=617.5MPa95. 0165022lim2HNHHHKS (3-22) 3232115 .6178 .189806. 11806. 14 . 0478.114185 . 132. 2132. 2HEdtZuuKTd =77.23mmm/s 71. 310006092023.77100060111ndvtm/s=1.115m/s100718. 3311001vzo查文獻9的圖 6.10 得；查文獻9的表 6.2 得；查文獻9的表0 . 1Kv1.5AK 6.13 得，1.02K1.5 1.0 1.021.53AKK KvK修正mm (3-23) 81.775 . 153. 13 .773311ttKKddmm=2.507mm3181.771ozdm按標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù)=2.5mm，與前面選定的模數(shù)相同，所以=2.5mm 符合要求。mmC.校核齒根彎曲疲勞強度由文獻9的圖 6.7 查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，彎曲疲勞安120.88,0.90FNFNKK全系數(shù),又。1.4FS 0 . 2STYMPa (3-24)14.2894 . 1/230288. 0/1lim11FFSTFNFSYKMPa2704 . 1/2100 . 29 . 0/1lim22FFSTFNFSYK由文獻9的表 6-4 查得， ， 76. 21FaY53. 22FaY56. 11SaY62. 12SaY由文獻9的公式（6.12）校核兩齒輪的彎曲強度MPa (3-25)56. 176. 25 . 2314 . 0478.1141853. 122323211SaFaodFYYmzKT=25.051F柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設(shè)計 26MPa=26.01MPa (3-26)56. 162. 105.251212SaSaFFYY2F所以齒輪完全達(dá)到要求。其余齒輪均用此方法進行校核，其結(jié)果均符合要求。3.5.33.5.3 軸承的壽命校核軸承的壽命校核a)確定 30205 軸承的主要性能參數(shù)查文獻10表 18-4 得: =32.2KN =37KN e=0.37 Y=1.65 .12rCorCb)計算派生軸向力 1sF2sFN N N93.681rF36.322rF48.481aeFN N54.216 . 1293.68211YFFrs1125.106 . 1236.32222YFFrsc)計算軸向負(fù)荷 1aF2aF02.50348.48154.211aesFF2sF故軸承二被“壓緊” ，軸承一被“放松”得=503.02N =10.1125NaesaFFF1221saFFd)確定系數(shù) 1X2X1Y2Y 1110.11250.14768.93arFeF22503.0215.5432.36arFeF查參考文獻9表 8-10 11X 10Y 20.4X 20.4cot1.8Ye)計算當(dāng)量動負(fù)荷 1P2P (3-27)1111168.93raPX FY FN 222220.4 32.36 1.8 503.02918.38raPX FY FNf)計算軸承壽命 hL查參考文獻9表 8-7、8-8 得 又知1.5pf 11f 10/3716667166671 32200()()1.89 10300002501.5 918.38tnpf cLhnf P所以該軸承合適。鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 273.5.43.5.4 鍵的強度計算鍵的強度計算 校核主軸上的鍵 B8 22，鍵的受力如圖 3-6 所示，該鍵的主要失效形式為工作面的壓潰，按工作面上的擠壓力進行強度校核計算。圖 3-6 鍵受力圖 (3-28)2pTdkl式中: T傳遞的轉(zhuǎn)距，單位 Nmm； K鍵與輪轂的接觸高度，k=h/2,h 為鍵的高度，單位為 mm； d軸的直徑，單位為 mm； l鍵的工作長度，單位為 mm。A 型鍵 l=L-b。 =13.07MPa (3-29)225 . 2200724.719022dklTP查文獻9表 12.1 中選取MPa324P 100ppp所以鍵的強度符合要求。3.6 左主軸箱前、后蓋及箱體設(shè)計多軸箱設(shè)計中，大多數(shù)零件是參照同類通用零件圖，結(jié)合專用要