柴油機(jī)機(jī)體三面半精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)[帶圖紙].doc

鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2009目錄1前言.12組合機(jī)床總體設(shè)計(jì).42.1總體方案論證.42.1.1加工對(duì)象工藝性的分析.42.1.2機(jī)床配置型式的選擇.42.1.3定位基準(zhǔn)的選擇.52.1.4滑臺(tái)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(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率.82.2.3刀具耐用度的計(jì)算.122.2.4選擇刀具結(jié)構(gòu).142.3三圖一卡設(shè)計(jì).142.3.1被加工零件工序圖.142.3.2加工示意圖.152.3.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖.182.3.4.機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡.213組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì).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(dòng)力計(jì)算.253.3多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算.253.3.1根據(jù)原始依據(jù)圖對(duì)坐標(biāo)尺寸的計(jì)算.263.3.2主軸箱傳動(dòng)路線的擬訂.263.3.3傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù)的確定.263.4主軸箱坐標(biāo)計(jì)算、坐標(biāo)檢查圖的繪制.283.4.1傳動(dòng)軸的坐標(biāo)的計(jì)算.293.4.2坐標(biāo)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(qiáng)度計(jì)算.363.6主軸箱前、后蓋及箱體設(shè)計(jì).363.7附件的選擇.374結(jié)論.39參考文獻(xiàn).40致謝.41附錄.42鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)20091柴油機(jī)機(jī)體三面半精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì)摘要：柴油機(jī)機(jī)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(jì)了一臺(tái)用于ZH1135柴油機(jī)機(jī)體三面半精鏜的組合機(jī)床。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要分為總體設(shè)計(jì)和左主軸箱設(shè)計(jì)兩部分?？傮w設(shè)計(jì)包括機(jī)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(jì)包括繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖、確定主軸和齒輪；完成動(dòng)力計(jì)算、設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)；繪制多軸箱裝配圖和零件補(bǔ)充加工圖。機(jī)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(jì)過(guò)程中盡量采用了標(biāo)準(zhǔn)零部件，設(shè)計(jì)出的組合機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，加工精度高，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了加工效率，具有較好的經(jīng)濟(jì)性和適用性。關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；柴油機(jī)機(jī)體；鏜孔柴油機(jī)機(jī)體三面半精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì)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(jì)的課題是來(lái)源于鹽城市江動(dòng)集團(tuán)的關(guān)于ZH1135柴油機(jī)機(jī)體三面半精鏜組合機(jī)床設(shè)計(jì)。ZH1135柴油機(jī)是該集團(tuán)大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品之一，為便于柴油機(jī)機(jī)體三面孔的加工和保證相應(yīng)的位置精度，提高生產(chǎn)效率而設(shè)計(jì)的一臺(tái)三面半精鏜臥式組合機(jī)床。組合機(jī)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(jī)床1。這種機(jī)床既具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度較高等特點(diǎn)，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(duì)工件進(jìn)行多面、多軸同時(shí)加工。組合機(jī)床應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件，以降低制造成本，同時(shí)需考慮實(shí)際生產(chǎn)條件，并從機(jī)床的合理性、經(jīng)濟(jì)性、工藝性、實(shí)用性及對(duì)被加工零件的具體要求出發(fā)，鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)20093確定設(shè)計(jì)方案。本機(jī)床設(shè)計(jì)吸取了現(xiàn)有機(jī)床的加工優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)布局合理，滿足機(jī)體孔系加工質(zhì)量要求。組合機(jī)床行業(yè)雖然取得了較大的進(jìn)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(guó)內(nèi)的制造水平與國(guó)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(lái)，國(guó)外組合機(jī)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(jī)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(shí)自動(dòng)加工。加工精度穩(wěn)定，研制周期短，便于設(shè)計(jì)、制造和使用維護(hù)，成本低。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(jìn)行預(yù)制或外購(gòu)。自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低；配置靈活。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，目前基本上有兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對(duì)象的具體情況進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，這是當(dāng)前最普遍的做法。其二，隨著組合機(jī)床在我國(guó)機(jī)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(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)組合機(jī)床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計(jì)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(jī)床是極其相似的，有可能設(shè)計(jì)為通用機(jī)床，這種機(jī)床稱為“專能組合機(jī)床”。這種組合機(jī)床不需要每次按具體加工對(duì)象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，可以設(shè)計(jì)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(jiǎn)單的夾具及刀具，即可組成加工一定對(duì)象的高效率設(shè)備。組合機(jī)床的發(fā)展思路是以提高組合機(jī)床加工精度、組合機(jī)床柔性、組合機(jī)床工作可靠性和組合機(jī)床技術(shù)的成套性為主攻方向。一方面，加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，提高組合機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率；另一方面，進(jìn)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(chǎng)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(jī)床裝備中的應(yīng)用，信息通信技術(shù)的引進(jìn)使得現(xiàn)代機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高。在這些方面組合機(jī)床裝備還有相當(dāng)大的差距，因此組合機(jī)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(guó)組合機(jī)床的研究涉及機(jī)床設(shè)計(jì)研究23、加工工藝45、加工質(zhì)量改進(jìn)6等，在機(jī)床自動(dòng)化、柔性化等方面的研究與國(guó)際發(fā)展水平相比還有不小的差距。課題由兩人來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，本人主要進(jìn)行組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì)。在對(duì)組合機(jī)床的主軸箱設(shè)計(jì)之前，需對(duì)被加工零件孔的分布情況及所要達(dá)到的技術(shù)要求進(jìn)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(jī)床的特點(diǎn)，通過(guò)分析主軸箱的工作原理，進(jìn)行機(jī)床的總體方案設(shè)計(jì)。首先是總體方案論證，組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)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(jī)床聯(lián)系尺寸總圖，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。其次是部件設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)，在主軸箱設(shè)計(jì)時(shí)，需要繪制主軸箱原始依據(jù)圖，選擇主軸箱的規(guī)格、型號(hào)，選擇切削用量8，計(jì)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(qiáng)度、剛度校核等。還有主軸箱前蓋、后蓋、箱體及附件的設(shè)計(jì)1112。在主軸箱設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)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(shí)加工，這樣設(shè)計(jì)主要是為了解決由多次裝夾引起的定位誤差問(wèn)題，保證孔的位置精度。柴油機(jī)機(jī)體三面半精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì)42組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)針對(duì)ZH1135柴油機(jī)機(jī)體，在確定加工工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行總體方案對(duì)比論證。設(shè)計(jì)組合機(jī)床“三圖一卡”，包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。組合機(jī)床是針對(duì)被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求，按工序集中的原則設(shè)計(jì)的一種高效率專用機(jī)床。在設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)柴油機(jī)機(jī)體三個(gè)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(jī)床加工以及采用組合機(jī)床加工是否合理的問(wèn)題。如果確定可以利用組合機(jī)床加工，為使加工過(guò)程順利進(jìn)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(jī)床配置型式、結(jié)構(gòu)方案等因素，然后進(jìn)行分析比較，以確定被加工零件在組合機(jī)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(jī)床配置型式等等。2.1總體方案論證2.1.1加工對(duì)象工藝性的分析A.被加工零件特點(diǎn)被加工零件為柴油機(jī)機(jī)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(gè)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(jì)技術(shù)要求a)機(jī)床應(yīng)能滿足加工要求，保證加工精度；b)機(jī)床應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸