974723866畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）492Q型氣缸蓋雙端面銑削組合銑床總體設(shè)計(jì)

1、492q型氣缸蓋雙端面銑削組合銑床總體設(shè)計(jì)摘 要組合機(jī)床是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專(zhuān)用部件組成的專(zhuān)用機(jī)床。它適宜于在大批、大量生產(chǎn)中對(duì)一種或幾種類(lèi)似零件的一道或幾道工序進(jìn)行加工。組合機(jī)床可以對(duì)工件進(jìn)行多面、多主軸加工，一般是半自動(dòng)的。本設(shè)計(jì)就是組合銑床的設(shè)計(jì)。其主要用在生產(chǎn)線(xiàn)上加工汽車(chē)的氣缸蓋的兩端面。適合大批量的生產(chǎn)。本設(shè)計(jì)中采用液壓傳動(dòng)控制,在結(jié)構(gòu)上要巧妙完成動(dòng)作協(xié)調(diào)。用液壓系統(tǒng)來(lái)提供動(dòng)力,進(jìn)而減少工作量,提高效率,也能減少人員損傷。關(guān)鍵詞：組合銑床 氣缸蓋 液壓系統(tǒng)abstractcombine the tool machine is an in general use

2、 parts that turn, standardizes with the series for the foundation, going together with with the appropriation tool machine that a little amount appropriation parts constitute.it is feat in in large quantity, mass production to a kind of or several category an or a few work preface of the spare parts

3、 carries on process.combine the tool machine can carry on to the work piece to face much, many principal axises process, is a half generally automatic.this design is a design to combine the machine bed. its use primarily in the production on-line process the both ends of the automotive cylinder cove

4、r. in keeping with the production that large quantity measures. the origin designs the medium adoption liquid to press to spread to move the control, wanting that the handiness completes the action on the structure coordination.presses the system to provide the motive with the liquid, then reduce th

5、e workload, lift high-efficiency, also can reduce the personnel to hurt.key words:combination machine bed the cylinder covers the system of hydraulic pressure 目 錄引 言41明確任務(wù)書(shū)，分析原始資料61.1被加工工件的零件圖. 61.2明確任務(wù)書(shū)71.3分析原始資料72 組合機(jī)床方案的制定721 組合機(jī)床設(shè)計(jì)概述72.1.1 組合機(jī)床的特點(diǎn)82.1.2 組合機(jī)床的分類(lèi)82.1.3 組合機(jī)床發(fā)展方向82.1.4 組合機(jī)床設(shè)計(jì)步驟：92.2

6、 確定工藝方案102.3確定機(jī)床配置形式及結(jié)構(gòu)方案102.3.1 配置型式的確定102.3.2 結(jié)構(gòu)方案確定103 確定切削用量及選擇刀具113.1選擇刀具113.2工序余量的確定123.3確定切削用量123.4計(jì)算銑削力，切削扭矩，切削功率134 組合銑床總體設(shè)計(jì)134.1零件工序圖134.2加工示意圖144.3 動(dòng)力部件的選擇144.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算154.5機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制165 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)175.1明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求175.2分析工況確定主要參數(shù)175.2.1負(fù)載阻力分析：175.2.2繪制負(fù)載圖、速度圖：195.2.3初步確定液壓缸參數(shù)：195.3擬訂液壓系統(tǒng)圖235.4計(jì)算

7、選擇液壓元件27結(jié) 論29致 謝30參 考 文 獻(xiàn)31492q型氣缸蓋雙端面銑削組合銑床總體設(shè)計(jì)引 言組合機(jī)床(modular machine)是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專(zhuān)用部件組成的工序集中的高效專(zhuān)用機(jī)床。它適宜于在大批、大量生產(chǎn)中對(duì)一種或幾種零件的一道或幾道工序進(jìn)行加工。它既具有專(zhuān)用機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率和自動(dòng)化較高的特點(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。組合機(jī)床是隨著生產(chǎn)的發(fā)展，由萬(wàn)能機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床發(fā)展來(lái)的。大家知道，多少年來(lái)機(jī)械產(chǎn)品加工中廣泛采用萬(wàn)能機(jī)床。但隨著生產(chǎn)的發(fā)展，很多企業(yè)的產(chǎn)品量越來(lái)越多、精度越來(lái)越高。如汽車(chē)、拖拉機(jī)行業(yè)的汽缸體、汽缸蓋、變

8、速箱、后橋等零件。采用萬(wàn)能機(jī)車(chē)加工就不能很好地滿(mǎn)足要求。因?yàn)樵谀骋慌_(tái)機(jī)床上總是加工一種工件，使萬(wàn)能機(jī)床的很多部件品和機(jī)構(gòu)變化作用不大，工人整天忙于裝加工件、起動(dòng)機(jī)器、進(jìn)刀退刀、停車(chē)及卸工件等。不僅工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且生產(chǎn)率也不高。不利于保證產(chǎn)品加工精度。這樣就發(fā)生了矛盾，“任何事物內(nèi)部矛盾都有這種矛盾性，因此引起了事物的運(yùn)動(dòng)和發(fā)展?！睂?zhuān)用機(jī)床的創(chuàng)造，就是為了解決著個(gè)矛盾。專(zhuān)用機(jī)床是專(zhuān)門(mén)用于加工一種工件過(guò)工件的一定工序的機(jī)床，它可以同時(shí)用許多刀具進(jìn)行切削。機(jī)床的輔助動(dòng)作 部分地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，結(jié)構(gòu)也比萬(wàn)能機(jī)床簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率也提高了。但專(zhuān)用機(jī)床有一個(gè)最大的弱點(diǎn)：就是當(dāng)被加工零件稍有一點(diǎn)變動(dòng)，它就用不上

9、了，需要另造新的機(jī)床，不能適應(yīng)現(xiàn)代化的機(jī) 械工業(yè)技術(shù)迅速發(fā)展、產(chǎn)品經(jīng)常革新的餓需要，而且這種機(jī)床設(shè)計(jì)制周期長(zhǎng)造價(jià)高?！懊懿粩喑霈F(xiàn)，有不斷解決，就是事物發(fā)展的辨證規(guī)律。”廣大工人和技術(shù)人員在總結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，提出創(chuàng)造這樣的高效率機(jī)床：它既具有專(zhuān)用機(jī)床效率高結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，又有萬(wàn)能機(jī)床能夠重新調(diào)整，以適應(yīng)新工件加工的特點(diǎn)。為此，將機(jī)床上帶動(dòng)刀具對(duì)工件產(chǎn)生切削運(yùn)動(dòng)的部分以機(jī)床身、立柱、工件臺(tái)等設(shè)計(jì)制造成通用的獨(dú)立部件，稱(chēng)為“通用部件”。根據(jù)工件加工的需要，用這些通用部件配以專(zhuān)用部件就可以組成機(jī)床，這就是組合機(jī)床。組合機(jī)床是按高度工序集中原則設(shè)計(jì)的，即在一臺(tái)機(jī)床上可以同時(shí)完成許多同一種工序或多

10、種不同工序加工。生產(chǎn)效率高，適合大批量生產(chǎn)。因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益考慮，設(shè)計(jì)組合機(jī)床很有必要。對(duì)生產(chǎn)的發(fā)展具有重要意義。設(shè)計(jì)的是在自動(dòng)線(xiàn)里加工汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸蓋端面的組合銑床。另附設(shè)計(jì)該機(jī)床的液壓系統(tǒng)。1明確任務(wù)書(shū)，分析原始資料1.1被加工工件的零件圖圖表 11.2明確任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)一臺(tái)雙面組合銑床完成492q型氣缸蓋端間工序加工。另附該銑床的專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。圖表1為492q氣缸蓋零件圖，年產(chǎn)量100000臺(tái)。設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1） 三圖一卡設(shè)計(jì)。（2） 夾具及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。（3） 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份。1.3分析原始資料（1）如圖1所示，該零件為492q型氣缸蓋。從結(jié)果和形狀上看屬于箱體類(lèi)零件。（2）

11、生產(chǎn)批量為100000臺(tái)，屬于大批量生產(chǎn)。（3）材料為：鋁合金zl-104。硬度hb70。（4）圖1為零件工序圖，本工序需要加工缸蓋兩端面，精度要求為平面度為0.1毫米，粗糙度為1.0。要求保證尺寸4930.2，190.07。2 組合機(jī)床方案的制定21 組合機(jī)床設(shè)計(jì)概述2.1.1 組合機(jī)床的特點(diǎn)組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量專(zhuān)用部件組成的工序集中的高效專(zhuān)用機(jī)床。它能夠?qū)σ环N或幾種零件進(jìn)行多刀，多軸，多面，多工位加工。組合機(jī)床與萬(wàn)能機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床用機(jī)床比較具有以下特點(diǎn)： 組合機(jī)床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)部件占全部機(jī)床總量的70%-80%,因此設(shè)計(jì)和制造周期短成本低。由于組合機(jī)床采用多刀加工，自動(dòng)化程

12、度高，生產(chǎn)率比通用機(jī)床高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動(dòng)強(qiáng)度低。組合機(jī)床加工零件時(shí)，由于采用專(zhuān)用夾具，刀具，加工質(zhì)量由工序裝備保證，對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求不高。被加工零件更新時(shí)，采用其他類(lèi)型機(jī)床，大部分部件將要報(bào)廢，而組合機(jī)床的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件可重復(fù)利用，不必另行設(shè)計(jì)制造。組合機(jī)床易于連成組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)，適應(yīng)大批量生產(chǎn)的需要。2.1.2 組合機(jī)床的分類(lèi)i 按通用部件大小分： （1） 大型組合機(jī)床 （2） 小型組合機(jī)床 ii 按配置方式分： （1）單工位組合機(jī)床 （2）雙工位組合機(jī)床 單工位組合機(jī)床又分單面、雙面、三面、四面。 雙工位組合機(jī)床又分移動(dòng)工作臺(tái)式、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式、中央立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式。2.1

13、.3 組合機(jī)床發(fā)展方向 （1） 擴(kuò)大工藝范圍： 現(xiàn)在組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)一般已不是完成一個(gè)工件的某幾道工序，而常常是用于完成工件的全部加工工序。除過(guò)去完成平面銑削、鉆孔、锪孔、攻絲、粗鏜孔外，現(xiàn)在已擴(kuò)大到完成車(chē)削、仿形車(chē)削、磨削、拉削、精鏜以及非切削加工（如檢查、自動(dòng)裝配、清洗、試驗(yàn)，以及打印分類(lèi)等）工序。（2）提高生產(chǎn)率： 目前組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)的生產(chǎn)率不斷提高，循環(huán)時(shí)間一般是12分鐘，有的只用1030秒。提高生產(chǎn)率的主要方法是改善機(jī)床布局，增加同時(shí)工作刀具，減少加工余量，提高切削用量，提高工作可靠性及縮短輔助時(shí)間等。為了減少自動(dòng)線(xiàn)的停車(chē)損失，提高自動(dòng)線(xiàn)的柔性，采用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)線(xiàn)的管理。

14、 （3）提高加工精度： 現(xiàn)在組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)上納入很多精加工工序。如進(jìn)行一級(jí)孔的精鏜，保證孔加工位置精度在0.2毫米。為了使自動(dòng)線(xiàn)能穩(wěn)定地保證加工精度，已廣泛采用自測(cè)量和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)，做到調(diào)刀不停車(chē)。 （4） 提高自動(dòng)化程度： 目前組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)發(fā)展十分迅速。越來(lái)越多的組合機(jī)床用于組成自動(dòng)線(xiàn)。組合機(jī)床本身則是全自動(dòng)化發(fā)展。為此，重點(diǎn)是解決工件加壓自動(dòng)化和裝卸自動(dòng)化。 （5） 提高組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)的可調(diào)性： 除早期發(fā)展的多品種，成組加工的組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)外，還創(chuàng)造了自動(dòng)換刀和自動(dòng)控制切削用量的自動(dòng)化機(jī)床。 （6） 創(chuàng)造超小型組合機(jī)床： 為了適應(yīng)儀器、儀表、工業(yè)小箱體的加工需要，創(chuàng)造超小

15、型組合機(jī)床。這種機(jī)床多由超小型氣動(dòng)或液壓動(dòng)力配置而成，體積小、效率高，并能達(dá)到高的加工精度。（7） 發(fā)展專(zhuān)能組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)： 隨著組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，過(guò)去一直被認(rèn)為需按具體加工對(duì)象專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的組合機(jī)床，現(xiàn)在已可以以為一些行業(yè)范圍的工件創(chuàng)制專(zhuān)能的組合機(jī)床。2.1.4 組合機(jī)床設(shè)計(jì)步驟：（1） 制定工藝方案：需要深入現(xiàn)場(chǎng),了解被加工零件的工序的加工特點(diǎn),精度和技術(shù)要求；定位加壓情況以及生產(chǎn)率要求等。確定在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容及其加工方法。這里要確定加工步數(shù)，決定刀具的種類(lèi)和形式。（2） 機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定： 根據(jù)工藝方案確定機(jī)床的型式和總體布局。在選擇機(jī)床配置型式時(shí)，既要考察實(shí)現(xiàn)工藝方

16、案、保證加工精度、技術(shù)要求及生產(chǎn)效率，又要考慮機(jī)床操作、維護(hù)、修理是否方便，排屑情況是否良好。（3） 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)： 這里要確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系、選擇通用部件和刀具的導(dǎo)向、計(jì)算切削用量及機(jī)床生產(chǎn)率、繪制機(jī)床的總聯(lián)系尺寸圖及加工示意圖。2.2 確定工藝方案（1）工藝基面的選擇：該零件從構(gòu)形上看屬于箱體類(lèi)零件，因此選工藝基面為先行工序已加工過(guò)的表面即底面及兩個(gè)12的孔（見(jiàn)工序圖），采用一面二銷(xiāo)的定位方法，消除工件的六個(gè)自由度,使工件獲得穩(wěn)定的固定位置。（2）加工工藝分析：組合機(jī)床上通常采用在底座上安裝銑削頭來(lái)加工平面，這種加工方法所能達(dá)到的平面加工精度為：不垂直度0.040.1/500-

17、800。平面粗糙度為3.212.8，對(duì)基面的不平行度可以保證在0.05毫米以?xún)?nèi)，到基面的距離尺寸公差可以保證在0.05毫米以?xún)?nèi)。該零件材料為鋁合金zl-104。硬度hb70，精度要求為平面度為0.1毫米，粗糙度為1.0。要求保證尺寸4930.2，190.1根據(jù)以上分析及加工精度要求，決定采用端面銑刀進(jìn)行高速銑削的方法。保證零件精度要求，而不分粗，精加工工序，不要求兩個(gè)工位。這樣減少了銑刀數(shù)量，使機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低成本，更經(jīng)濟(jì)。2.3確定機(jī)床配置形式及結(jié)構(gòu)方案2.3.1 配置型式的確定該零件為長(zhǎng)方體零件，采用臥式機(jī)床，椐前面的分析，該零件不分粗精加工工序，用單工位組合機(jī)床，采用標(biāo)準(zhǔn)銑削頭，從兩面

18、對(duì)工件進(jìn)行加工。根據(jù)以上分析，機(jī)床配置形式采用臥式單工位組合銑床。2.3.2 結(jié)構(gòu)方案確定根據(jù)分析之具體有以下兩個(gè)方案：方案一：加工零件時(shí)，工件不動(dòng)，由銑削頭實(shí)現(xiàn)進(jìn)給的銑削方式。方案二：加工時(shí)銑削頭不做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由進(jìn)給動(dòng)滑臺(tái)帶動(dòng)工件實(shí)現(xiàn)。分析比較如下： 方案一：機(jī)床沒(méi)有滑臺(tái)，工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是靠側(cè)置兩個(gè)滑臺(tái)帶動(dòng)銑削頭來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此要設(shè)置兩個(gè)液壓動(dòng)力滑臺(tái)，致使液壓系統(tǒng)復(fù)雜而且也不經(jīng)濟(jì)，占地面積大不利于安裝，調(diào)整。加工精度也不易保證。方案二：只需設(shè)置一個(gè)動(dòng)力滑臺(tái)就可實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，與方案一比較：加工方法可靠，機(jī)床結(jié)構(gòu)較方案一簡(jiǎn)單，調(diào)整，安裝比較方便，占地面積小。但由于裝料高度的限制，中間有動(dòng)力

19、滑臺(tái)及夾具，中間底座可能為非標(biāo)準(zhǔn)，但可作為調(diào)整裝料高度的調(diào)整環(huán)。通過(guò)以上分析與比較，選方案二：加工時(shí)銑削頭不做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由進(jìn)給動(dòng)滑臺(tái)帶動(dòng)工件實(shí)現(xiàn)。其方案草圖及機(jī)床部件如下：圖表 23 確定切削用量及選擇刀具3.1選擇刀具（1） 確定材料：1.類(lèi)型：當(dāng)前使用的刀具材料有四大類(lèi)：工具鋼（包括炭素鋼、合金工具鋼、高速鋼）、硬質(zhì)合金鋼、陶瓷、超硬刀具材料。一般加工使用最多的是高速鋼與硬質(zhì)合金鋼。2.分析比較：工具鋼耐熱性差，但抗彎強(qiáng)度高，價(jià)格便宜，焊接與刃磨性能好。故廣泛用于中、低速切削的形成刀具，不宜高速切削。硬質(zhì)合金鋼耐熱好、切削效率高，但刀片強(qiáng)度、韌性不及工具鋼，焊接刃磨工藝性也比工具鋼

20、差。故多用于制作車(chē)刀、銑刀及各種高效切削刀具。常用的硬質(zhì)合金牌號(hào)中含有大量wc、tic，因此硬度、耐磨性、耐熱性均高于刀具鋼。常溫硬度達(dá)8994hra，耐熱性達(dá)800c1000c，切削速度可達(dá)220m/min左右。因本次要求刀具在高速下切削、需要良好的耐熱性、耐磨性以及高硬度。通過(guò)以上分析與比較：刀具材料選擇硬質(zhì)合金鋼。它可以用比高速剛銑刀高很多倍的切削速度進(jìn)行切削，且保持良好的切削性能。（2）刀具結(jié)構(gòu)：根據(jù)零件加工精度為使工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，刃磨容易，成本低。故選用標(biāo)準(zhǔn)端銑刀，銑刀直徑根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，參考文獻(xiàn)銑工工藝學(xué)p45。銑刀直徑d=1.6de（de：銑刀寬度）?？紤]加工余量。取de=85

21、，故：d=1.685=136。根據(jù)銑刀gb1129-85，選用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒套式面銑刀，參數(shù)為：銑刀直徑 - d=160銑刀寬度 - b=45銑刀齒數(shù) - z=16前角 - =45 法后角 - n=123.2工序余量的確定加工表面平面度為0.1。生產(chǎn)批量為大批生產(chǎn)。參考文獻(xiàn)金屬機(jī)械加工工藝手冊(cè)第一卷p3-72有色金屬及其合金類(lèi)型零件的機(jī)械加工余量表3-2-6，取加工余量為3。3.3確定切削用量采用查表法，參考文獻(xiàn)機(jī)械工程手冊(cè)p2-106表2-4-9組合機(jī)床用硬質(zhì)合金端銑刀銑削用量：銑削深度：a=25 生產(chǎn)批量為大批生產(chǎn)，要求生產(chǎn)率高，故取a=3 等于加工余量。銑削速度：v=300700m/min 為

22、避免溫升過(guò)高，取下限v=350 m/min。沒(méi)齒進(jìn)給量： f=0.10.4/z 根據(jù)被加工零件表面精度要求，取：。f=0.1/z。故：主軸轉(zhuǎn)速n=1000 v/d=1000350/3.14160=696.6r/min進(jìn)給速度：v=f.z.n=0.116696.6=1114.5r/min3.4計(jì)算銑削力，切削扭矩，切削功率（1）銑削力fz: 參考機(jī)械工程手冊(cè)p9-109表9.4-10公式fz鋁=fz鋼fz=82.59.81 - 銑削寬度 =8.5mm- 每齒進(jìn)給量 =0.1mm/z- 銑削深度 =3mmz - 齒數(shù) z=16n - 主軸轉(zhuǎn)速 n=696.6r/min d- 銑刀直徑 d=160

23、mm故：fz=（2）銑削扭矩m：（3）銑削功率n： 4 組合銑床總體設(shè)計(jì)4.1零件工序圖根據(jù)選擇的工藝方案，在零件圖的基礎(chǔ)上突出本工序機(jī)床加工內(nèi)容，圖上應(yīng)表示出：（1）被加工零件形狀及輪廓尺寸與機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。（2）加工用定位基準(zhǔn)，夾壓部位及夾壓方向。（3）本道工序加工部位尺寸，精度，表面粗糙度形狀位置精度及技術(shù)要求。（4）被加工零件編號(hào)，名稱(chēng)，材料，硬度，重量等。該零件選用底面和兩個(gè)孔為定位基準(zhǔn)在頂面夾緊。加工兩端，要求保證被加工面表面粗糙度10，及尺寸4930.2，190.1，見(jiàn)工序圖zx1-c1-0001。4.2加工示意圖（1）切削用量的選擇：根據(jù)前述已確定數(shù)字為：=3 mm v=350m/min =0.1mm/z（2）刀具選擇：根據(jù)前述已確定，采用標(biāo)準(zhǔn)的硬質(zhì)合金鑲齒套式面銑刀。標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：d=160 mm （gb1129-85）（3）動(dòng)力滑臺(tái)工作循環(huán)及工作行程的確定：為避免夾具尺寸過(guò)于龐大，設(shè)計(jì)時(shí)刀具與工件距離要求盡量少些。為此采用動(dòng)力滑臺(tái)