《機械畢業(yè)設計（論文）-柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及左主軸箱設計【全套圖紙】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《機械畢業(yè)設計（論文）-柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及左主軸箱設計【全套圖紙】（45頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 目目 錄錄 1 前言1 2 組合機床總體設計3 2.1 總體方案論證3 2.1.1 加工對象工藝性的分析3 2.1.2 機床配置型式的選擇3 2.1.3 定位基準的選擇4 2.1.4 滑臺型式的選擇5 2.2 確定切削用量及選擇刀具5 2.2.1 選擇切削用量5 2.2.2 計算切削力、切削扭矩及切削功率7 2.2.3 刀具耐用度的計算.11 2.2.4 選擇刀具結(jié)構13 2.3 三圖一卡設計13 2.3.1 被加工零件工序圖13 2.3.2 加工示意圖14 2.3.3 機床聯(lián)系尺寸圖17 2.3.4.機床生產(chǎn)率計算卡.20 3 組合機床主軸箱設計23

2、 3.1 主軸箱原始依據(jù)圖的繪制23 3.2 主軸結(jié)構型式的選擇和動力計算24 3.3 多軸箱傳動系統(tǒng)的設計與計算24 3.3.1 根據(jù)原始依據(jù)圖對坐標尺寸的計算25 3.3.2 主軸箱傳動路線的擬訂25 3.3.3 傳動軸位置及齒輪齒數(shù)的確定25 3.4 主軸箱坐標計算、坐標檢查圖的繪制27 3.4.1 傳動軸的坐標的計算.28 3.4.2 坐標檢查圖的繪制.30 3.5 軸、齒輪、軸承、鍵的校核31 3.5.1 軸的校核.31 3.5.2 齒輪的校核.32 3.5.3 軸承的壽命校核.34 3.5.4 鍵的強度計算.35 3.6 主軸箱前、后蓋及箱體設計35 3.7 附件的選擇36 4 結(jié)

3、論38 參考文獻39 致 謝40 附 錄41 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 1 柴油機機體三面半精鏜組合機床柴油機機體三面半精鏜組合機床 總體及左主軸箱設計總體及左主軸箱設計 摘摘 要：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，本課題設計了一臺用于 ZH1135 柴油機機體三面半 精鏜的組合機床。設計內(nèi)容主要分為總體設計和左主軸箱設計兩部分。總體設計包 括機床配置型式的確定、結(jié)構方案的選擇以及“三圖一卡”的繪制。左主軸箱設計 包括繪制多軸箱設計原始依據(jù)圖、確定主軸和齒輪；完成動力計算、設計傳動系統(tǒng)； 繪制多軸箱裝配圖和零件補

4、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。設計過程中盡量采用了 標準零部件，設計出的組合機床結(jié)構簡單，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。 關鍵詞：關鍵詞：組合機床；柴油機機體；鏜孔 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及左主軸箱設計 2 Design of the overall and Left Headstock of Modular Machine Tool for boring Holes on Three-Side o

5、f the body of Diesel Engine Abstract: The cylinder block of diesel is made for large quantities of mass production. In order to enhance the production efficiency and to meet the precision of the components processed and the precision stability, a modular machine-tool was designed to be used in the Z

6、H1135 diesel engine with three-side boring holes. The focal point of this topic could be divided into two parts: the general design and the left headstock design. The general design includes the confirmation of the modular machine tool, the selecting of the structure plan and the productivity which

7、satisfies the request was figured out. The left headstock design includes drawing the primitive basic chart for the gear box, determine the spindle and the gears, completing the power computation, designing the transmission system, drawing the gear box assembly drawing and the part processing chart.

8、 The modular machine tool uses the horizontal-type single location three-side processing plan, the processing and assembly technology capability is good, and it can be clamped conveniently. This design uses the standard headstock. The headstock uses standard details. This modular mechanical tool has

9、 such advantages: high efficiency, low cost, high processing precision, easily operated and it reduces the workers labor intensity, and enhances the productivity. 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 3 Key words: modular machine tool; the body of diesel engine; boring 1 前言 本次畢業(yè)設計的課題是來源于鹽城市江動集團的關于 ZH1135 柴油機機體三面半 精鏜

10、組合機床設計。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，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)，確定設計方案。本機床設計吸取了現(xiàn)有機床的加工優(yōu)點，設

11、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，在制造技術高速發(fā)展的今天，由于基礎比較薄弱，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 外組合機床技術在滿足精度和效率要求的基礎上，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；

12、配置靈活。 組合機床的設計，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計和生產(chǎn)，可以設計成通用品 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備。組合機床的發(fā)展思路是以提高組合機床加工

13、精度、 組合機床柔性、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(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。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(diào)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。目前，我國組合機床的研究涉及機床設計研究23、加工工藝45

14、、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 柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及左主軸箱設計 4 小的差距。 課題由兩人來進行設計，本人主要進行組合機床的總體設計及左主軸箱設計。 在對組合機床的主軸箱設計之前，需對被加工零件孔的分布情況及所要達到的技術 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 方案設計。首先是總體方案論證，組合機床總體設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

15、設計和零件設計，在主軸箱設計時，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、排布、 配合關系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 計1112。在主軸箱設計中，設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。 2 組合機床總體設計 針對 ZH1135 柴油機機體，在確定加工工藝的基礎上進行總體方案對比論證。設 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

16、加工零件的特點及工藝要求，按工 序集中的原則設計的一種高效率專用機床。在設計組合機床時，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 工工藝資料的基礎上，應考慮影響制定零件工藝方案、機床配置型式、結(jié)構方案等 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、確定機床配置型式 等等。 2.12.1 總體方案論證總體方案論證 2

17、.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 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 5 299.6，271.6，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，

18、144.5，142.5，倒角 C0.9；表面粗糙度均為 3.2 微米。 C.本次設計技術要求 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； e)提高生產(chǎn)效率，減輕工人的勞動強度； f)提高自動化程度，配置靈活。 2.1.22.1.2 機床配置型式的選擇機床配置型式的選擇 根據(jù)選定的工藝方案確定機床的配置型式，并定出影響機床總體布局和技術性 能的主要部件的結(jié)構方案。既要考慮能實現(xiàn)工藝方案，以確保零件的精度、技術要 求及生產(chǎn)率，又要考慮機床操作方便可靠

19、，易于維修，且潤滑、冷卻、排屑情況良 好。對同一個零件的加工，可能會有各種不同的工藝方案和機床配置方案，在最后 決定采取哪種方案時，絕不能草率，要全面地看問題，綜合分析各方面的情況，進 行多種方案的對比，從中選擇最佳方案。 機床的配置型式主要有臥式和立式兩種，如圖 2-1 和圖 2-2 所示。臥式組合機床 床身由滑座、側(cè)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(diào)試與運輸也都比較方便；而且，機床重心較低，有利于減小 振動。其缺點是削弱了床身的剛性，占地面積大。立式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。其缺點是機床重

20、心 高，振動大。 圖 2-1 臥式組合機床結(jié)構圖 圖 2-2 立式組合機床結(jié)構 在認真分析了被加工零件的結(jié)構特點及所選擇的加工工藝方案，又由組合機床 的特點及適應性，確定所設計的組合機床的配置型式為單工位臥式鏜孔組合機床。 柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及左主軸箱設計 6 2.1.32.1.3 定位基準的選擇定位基準的選擇 組合機床是針對某一個零件或一個零件的某道工序而設計的。正確選擇定位基 準，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。 被加工零件為柴油機機體，屬箱體類零件，加工工序集中、精度要求高。 A.定位基準的選擇 本機床為工件一次裝夾，同時對 12 個孔進行加工

21、，其定位基準選擇為：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)本定位基準有利于保證柴油機機體的加工精度，使機床的許多部件實現(xiàn)通用化， 有利于縮短設計制造周期、降低成本。 B.確定夾緊位置 在選擇定位基準的同時，要有相應的夾緊位置。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 ZH1135 柴油機機體，我們采用了液壓夾緊

22、裝置，夾緊位置為剛性較好的筋板上，即機體的 上表面以及機體底座，以減少機體夾緊變形誤差。 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 ZH1135 柴油機機體，為了提高加工效率，降低生 產(chǎn)成本，所以選用了液壓滑臺。 2.22.2 確定切削用量及選擇刀具確定切削用量及

23、選擇刀具 2.2.12.2.1 選擇切削用量選擇切削用量 對于被加工孔，采用查表法選擇切削用量，從文獻1P132 表 6-15 中選取。降低 進給量的目的是為了減小軸向切削力。鏜孔深度較大時，由于冷卻排屑條件都較差， 使刀具壽命有所降低。降低切削速度主要是為了提高刀具壽命，并使加工較深孔時 鏜頭的壽命與加工其他淺孔時鏜頭的壽命比較接近。 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 的布局形式及正常工作均有很大影響。組合機床多軸箱上所有的刀具共用一個進給 系統(tǒng)，通常為標準動力滑臺。 在選擇切削速度時，要求同一多軸箱上各刀具每分鐘進給量必須相等并等于滑 臺的工進速度（單位

24、為 mm/min） ，因此，一般先按各刀具選擇較合理的轉(zhuǎn)速(單 f v i n 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 7 位為 r/min)和每轉(zhuǎn)進給量（單位為 mm/r） ，再根據(jù)其工作時間最長、負荷最重、 i f 刃磨較困難的所謂“限制性刀具”來確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)進給量和轉(zhuǎn)速，通過“試湊法” 來滿足每分鐘進給量相同的要求，即 （2- fii vfnfnfn 2211 1） 在選擇了轉(zhuǎn)速后就可以根據(jù)公式 （2- 1000 nd v 2） 選擇合理的切削速度。 A.左面半精鏜切削用量的選擇 a)1#、2#軸半精鏜 99.6mm 孔，深 16.5mm 由文獻1P132 表 6-15 中得半精鏜硬

25、質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min，f 0.150.45mm/r，又 d=99.6mm，初選 n=258r/min，則由（2-2） 得：v=99.6258/1000=80.729m/min b)1#、2#軸半精鏜 71.6mm 孔，深 8.6mm 由文獻1P132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min，f 0.150.45mm/r，又 d=71.6mm，初選 n=258r/min，則由（2-2） 得：v=71.6258/1000=58.034m/min c)4#軸半精鏜 29.7mm 孔，深 18mm 由文獻1P132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50

26、-70m/min，f 0.150.45mm/r，又 d=29.7mm，初選 n=588r/min，則由（2-2） 得：v=29.7588/1000=54.864m/min d)5#軸半精鏜 71.6mm 孔，深 14.5mm 由文獻1P132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min，f 0.150.45mm/r，又 d=71.6mm，初選 n=323r/min，則由（2-2） 得：v=71.6323/1000=72.655m/min e)5#軸半精鏜 35.6mm 孔，深 32.1mm 由文獻1P132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min，f

27、 0.150.45mm/r，又 d=35.6mm，初選 n=323r/min，則由（2-2） 得：v=35.6323/1000=36.125m/min f)進給量的選擇f 由，min/258 21 rnnmin/588 4 rn min/323 5 rn 令，則由（2-1）rmmff/15 . 0 2111 得： min/ 7 . 3815 . 0 258 1111 mmfnvf rmmnvf f /066 . 0 588 7 . 38 4141 rmmnvf f /12 . 0 323 7 . 38 5151 令，則由（2-1）rmmff/1 . 0 2212 柴油機機體三面半精鏜組合機床總

28、體及左主軸箱設計 8 得： min/ 8 . 251 . 0258 1212 mmfnvf rmmnvf f /044 . 0 588 8 . 25 4242 rmmnvf f /08 . 0 323 8 . 25 5252 B.右面半精鏜切削用量的選擇 a)3#軸半精鏜 201.5mm 孔，深 18mm 由文獻1P132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min，f 0.150.45mm/r，又 d=201.5mm，初選 n=110r/min，則由（2-2） 得：v=201.5110/1000=69.633m/min b)3#軸半精鏜 149.5mm 孔，深 54.5m

29、m 由文獻1P132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min，f 0.150.45mm/r，又 d=149.5mm，初選 n=110r/min，則由（2-2） 得：v=149.5110/1000=51.663m/min c)進給量的選擇f 由min/110 3 rn 令，rmmf/2 . 0 31 rmmf/15 . 0 32 則，rmmfnvf/222 . 0110 3131 ，rmmfnvf/ 5 . 1615 . 0 110 3232 C.后面半精鏜切削用量的選擇 a)半精鏜 151.5mm 孔，深 12mm 由文獻1P132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇

30、 v=50-70m/min，f 0.150.45mm/r，又 d=151.5mm，初選 n=140r/min，則由（2-2） 得：v=151.5140/1000=66.63m/min b)半精鏜 144.5mm 孔，深 14.5mm 由文獻1P132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min，f 0.150.45mm/r，又 d=144.5mm，初選 n=140r/min，則由（2-2） 得：v=144.5140/1000=63.55m/min c)半精鏜 142.5mm 孔，深 37mm 由文獻1P132 表 6-15 中得半精鏜硬質(zhì)合金選擇 v=50-70m/min，

31、f 0.150.45mm/r，又 d=142.5mm，初選 n=140r/min，則由（2-2） 得：v=142.5140/1000=62.67m/min d)進給量的選擇f 由min/140rn 令，rmmf/2 . 0 1 rmmf/15 . 0 2 則rmmfnvf/282 . 0140 11 。rmmfnvf/2115 . 0 140 22 表 2-1 鏜削各個孔的進給量，工進速度及切削速度 孔徑 切削用量 99.671.629.771.635.6201.5149.5151.5144.5142.5 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 9 v (m/min)80.72958.034

32、54.86472.65536.12569.63351.66366.6363.5562.67 n (r/min)258258588323323110110140140140 f1 (mm/r)0.150.150.0660.120.120.20.20.20.20.2 vf1(mm/min ) 38.738.738.738.738.72222282828 f2 (mm/r)0.10.10.0440.080.080.150.150.150.150.15 vf2(mm/min ) 25.825.825.825.825.816.516.5212121 2.2.22.2.2 計算切削力、切削扭矩及切削功率計

33、算切削力、切削扭矩及切削功率 根據(jù)文獻1P134 表 6-20 中公式 (2-3) 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz (2-4) 1 . 1 2 . 1 65. 051 . 0 HBfaFx p (2-5) 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p (2-6) 61200 Fzv P 式中， 圓周力（N） ； z F 軸向切削力（N） ； x F T 切削轉(zhuǎn)矩（） ；mmN P 切削功率（kW） ； v 切削速度（） ； 1 min m f 進給量（） ； 1 rmm 切削深度（mm） ； p a D 加工（或鉆頭）直徑（mm） ； HB 布氏硬度。，在

34、本設計中，)( 3 1 minmaxmax HBHBHBHB240 max HB ，得 HB=223.33。190 min HB 由以上公式可得： A.左面半精鏜孔 a)1#、2#軸半精鏜 99.6mm 孔，深 16.5mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.22315 . 0 5 . 0 4 . 51N318.121 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaFx p 1 . 165 . 0 2 . 1 33.22315 . 0 5 . 051 . 0 N811.24 由公式

35、（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.22315 . 0 5 . 0 6 . 99 7 . 25 柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及左主軸箱設計 10 mmN 598.6041 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P 61200 729.80318.121 kW16 . 0 b)1#、2#軸半精鏜 71.6mm 孔，深 8.6mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.22315 . 0 5 . 0 4 . 51N318.121 由公式（2-4

36、）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 165 . 0 2 . 1 33.22315 . 0 5 . 051 . 0 N811.24 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.22315 . 0 5 . 0 6 . 71 7 . 25 mmN 157.4343 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P = 61200 034.58318.121 kW116 . 0 c)4#軸半精鏜 29.7mm 孔，深 18mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51

37、HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.223066 . 0 4 . 0 4 . 51N433.52 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 165 . 0 2 . 1 33.223066 . 0 4 . 051 . 0 N133.11 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.223066 . 0 4 . 0 7 . 29 7 . 25 mmN 626.778 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P 61200 864.54433.52 kW04

38、7 . 0 d)5#軸半精鏜 71.6mm 孔，深 14.5mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.22312 . 0 5 . 0 4 . 51N622.102 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 165 . 0 2 . 1 33.22312 . 0 5 . 051 . 0 N461.21 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.22312 . 0 5 . 0 6 . 71 7 .

39、 25 mmN 864.3673 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P 61200 655.72622.102 kW122 . 0 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 11 e)5#軸半精鏜 35.6mm 孔，深 32.1mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.22312 . 0 4 . 0 4 . 51N098.82 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 165 . 0 2 . 1 33.22312 . 0 4 . 051 . 0 N42.

40、16 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.22312 . 0 4 . 0 6 . 35 7 . 25 mmN 336.1461 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P 61200 125.36098.82 kw049. 0 B.右面半精鏜孔 a)3#軸半精鏜 201.5mm 孔，深 18mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 08 . 0 4 . 51N85.240 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 .

41、 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 165 . 0 2 . 1 33.2232 . 08 . 051 . 0 N577.52 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 08 . 0 5 . 201 7 . 25 mmN 629.24265 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P 61200 633.6985.240 kW275 . 0 b)3#軸半精鏜 149.5mm 孔，深 54.5mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 .

42、0 33.2232 . 075 . 0 4 . 51N797.225 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 165 . 0 2 . 1 33.2232 . 075 . 0 51 . 0 N659.48 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 075 . 0 5 . 149 7 . 25 mmN 311.16878 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P 61200 663.51797.225 kW191 . 0 C.后面半精鏜孔 a)半精鏜

43、151.5mm 孔，深 12mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及左主軸箱設計 12 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 075 . 0 4 . 51N797.225 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 165 . 0 2 . 1 33.2232 . 075 . 0 51 . 0 N659.48 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 075 . 0 5

44、 . 151 7 . 25 mmN 107.17104 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P 61200 63.66797.225 kW246 . 0 b)半精鏜 144.5mm 孔，深 14.5mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 07 . 0 4 . 51N744.210 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 165 . 0 2 . 1 33.2232 . 07 . 051 . 0 N792.44 由公式（2-5）得： 55 .

45、 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 07 . 0 5 . 144 7 . 25 mmN 231.15226 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P 61200 55.63744.210 kW219 . 0 c)半精鏜 142.5mm 孔，深 37mm 由公式（2-3）得： 55 . 0 75 . 0 4 . 51HBfaF pz 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 07 . 0 4 . 51N744.210 由公式（2-4）得： 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 1 . 165 .

46、 0 2 . 1 33.2232 . 07 . 051 . 0 N792.44 由公式（2-5）得： 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p 55 . 0 75 . 0 33.2232 . 07 . 0 5 . 142 7 . 25 mmN 487.15015 由公式（2-6）得： 61200 Fzv P 61200 67.62744.210 kW216 . 0 表 2-2 加工各個孔的切削力、切削轉(zhuǎn)矩及切削功率 參數(shù) 孔徑 Fz(N)F x(N)T(Nmm)P (kW) 99.6121.31824.8116041.5980.16 71.6121.31824.8114343.

47、1570.116 29.752.43311.133778.6260.047 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 13 71.6102.62221.4613673.8640.122 35.682.09816.421461.3360.049 201.5240.8552.57724265.6290.275 149.5225.79748.65916878.3110.191 151.5225.79748.65917104.1070.246 144.5210.74444.79215226.2310.219 142.5210.74444.79215015.4870.216 2.2.32.2.3 刀具耐

48、用度的計算刀具耐用度的計算 確定刀具耐用度，用以驗證選用量或刀具是否合理，刀具的耐用度至少大于 4 個小時。查閱文獻2中公式： （2-7） 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 式中： 刀具耐用度，單位 min；T 鏜頭直徑，單位 mm；D 切削速度，單位 m/min；v 每轉(zhuǎn)進給量，單位 mm/r；f 布氏硬度，=223.33。HBHB A.左主軸箱刀具耐用度計算 a)1#、2#軸半精鏜 99.6mm 孔，深 16.5mm =80.729m/min =0.1mm/r vf 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155

49、 . 0 25 . 0 33.2231 . 0729.80 6 . 999600 min711. 3 b)1#、2#軸半精鏜 71.6mm 孔，深 8.6mm =58.034m/min =0.1mm/rvf 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25 . 0 33.2231 . 0034.58 6 . 719600 min883.26 c)4#軸半精鏜 29.7mm 孔，深 18mm =54.864m/min =0.044mm/rvf 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 2

50、5 . 0 33.223044 . 0 864.54 7 . 299600 min622.268 d)5#軸半精鏜 71.6mm 孔，深 14.5mm =72.655m/min =0.08mm/rvf 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25 . 0 33.22308 . 0 655.72 6 . 719600 min891.11 e)5#軸半精鏜 35.6mm 孔，深 32.1mm 柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及左主軸箱設計 14 =36.125m/min =0.08mm/rvf 8 3 . 155 . 0 25 . 0 96

51、00 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25 . 0 33.22308 . 0 125.36 6 . 359600 min976.786 B.右主軸箱刀具耐用度計算 a)3#軸半精鏜 201.5mm 孔，深 18mm =69.633m/min =0.15mm/rvf 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25 . 0 33.22315 . 0 633.69 5 . 2019600 min324. 8 b)3#軸半精鏜 149.5mm 孔，深 54.5mm =51.663m/min =0.15mm/rvf 8 3 . 155

52、 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25 . 0 33.22315 . 0 663.51 5 . 1499600 min907.49 C.后主軸箱刀具耐用度計算 a)半精鏜 151.5mm 孔，深 12mm =66.63m/min =0.15mm/rvf 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25 . 0 33.22315 . 0 63.66 5 . 1519600 min695 . 6 b)半精鏜 144.5mm 孔，深 14.5mm =63.55m/min =0.15mm/rvf 8 3

53、 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25 . 0 33.22315 . 0 55.63 5 . 1449600 min894. 8 c)半精鏜 142.5mm 孔，深 37mm =62.67m/min =0.15mm/rvf 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBvf D T 8 3 . 155 . 0 25 . 0 33.22315 . 0 67.62 5 . 1429600 min67 . 9 根據(jù)計算，所得刀具耐用度滿足要求。 2.2.42.2.4 選擇刀具結(jié)構選擇刀具結(jié)構 根據(jù)工藝要求及加工精度的要求，刀具采用標

54、準刀具。 2.32.3 三圖一卡設計三圖一卡設計 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、表面粗糙度及技術要求，加工用的定位基準、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 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 15 況的圖樣。除了設計研制合同外，它是組合機床設計的重要依據(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上，突 出本機床或自動線的加工內(nèi)容，并作必要的說明而

55、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計有關部位結(jié)構形狀和 尺寸。當需要設置中間導向時，則應把設置中間導向臨近的工件內(nèi)部肋、壁布置及 有關結(jié)構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、夾壓部位及夾緊方向。以便據(jù)此進行夾具的支承、 定位、夾緊和導向等機構設計。 c)本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術要求以及對上道 工序的技術要求。 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。 B.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：應按一定的比例，繪制

56、足夠的視圖以及剖面； 本工序加工部位用粗實線表示；定位用定位基準符號表示，并用下標數(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與定位基準直接發(fā)生關系。 對工件毛坯應有要求，對孔的加工余量要認真分析。在鏜階梯孔時，其大孔單 邊余量應小于相鄰兩孔半徑之差，以便鏜刀能通過。 當本工序有特殊要求時必須注明。如精鉆孔時，當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。又如薄壁或孔底部壁薄，加工螺孔時螺紋底孔深度 不夠及能否鉆通等1。 C.被加工零件工序圖 a)被加工零件 名稱及編號：柴油機機體 材料及硬度：HT

57、250 HB190-240 b)定位基準及夾壓點的選擇 針對機體的結(jié)構特點，不宜選用“一面兩孔”定位基準，可采用“三平面”定位基準 的方法。在選擇夾壓部位時應注意零件夾壓后定位穩(wěn)定和避免零件夾壓后變形的問 題，可以選擇機體上表面夾壓。 c)圖中符號 夾緊點 定位基面 柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及左主軸箱設計 16 根據(jù)設計課題要求繪制柴油機機體的加工工序圖，見附圖 ZH1135-ZT-001。 圖 2-3 被加工零件工序圖 2.3.22.3.2 加工示意圖加工示意圖 加工示意圖是在工藝方案和機床總體方案初步確定的基礎上繪制的。是表達工 藝方案具體內(nèi)容的機床工藝方案圖。零件加工的工藝方案要

58、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系，機床的工作行程及工作循環(huán)等。 A.刀具的選擇 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。 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 40，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 開引槽，以便鏜刀通過，刀具選用硬質(zhì)合金鋼。為了提高工序集中程度，可采用復 合刀具，同時加工孔。 考慮到被加工零件是灰

59、鑄鐵，由于其硬度較高，為 HB 190240，可采用多刃鏜 刀頭加工，以提高刀具的使用壽命。 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 H7 級，表面粗糙度 達 3.2 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面和 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 17 端面定位，并由端面鍵傳遞扭矩。 B.工序間余量的確定 關于工序間加工余量的確定，查1表 3-1 推薦數(shù)值選取 0.7-1.5（直徑上） 。 C.導向結(jié)構的選擇 組合機床加工孔時，除采用剛性主軸加工的方案外，零件上孔的位置精度主要 是靠刀具的導向裝置來保證的。導向裝置的作用是：保證刀具相對工件的正確位置

60、； 保證刀具相互間的正確位置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。 a)選擇導向類型 因?qū)蛑睆捷^大，轉(zhuǎn)速較高時，為了避免鏜桿由于摩擦發(fā)熱而變形，產(chǎn)生“別勁” 的現(xiàn)象，可選用旋轉(zhuǎn)導向。這種導向利于減輕摩損和持久保證精度。 b)選擇導向的形式和結(jié)構 因半精鏜多級孔導向的旋轉(zhuǎn)速度高，但加工精度要求比較低，可選用滾錐軸承 的旋轉(zhuǎn)導向。 D.確定主軸類型及尺寸 對于精鏜類主軸，因其切削扭矩 T 值很小，如由切削扭矩計算主軸直徑，則剛 性不足。因此應按加工孔徑鏜桿直徑浮動卡頭規(guī)格主軸直徑的順序逐步推定 主軸直徑。本設計中取。mmLmmdmmD75,36/48,50/67 主軸主軸 E.選擇接桿、浮動卡頭 在鉆、擴、

61、鉸、锪孔及倒角等加工小孔時，通常都采用接桿（剛性接桿） 。因多 軸箱各主軸的外伸長度和刀具長度均為定值，為保證多軸箱上各刀具能同時到達加 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 導向或雙導向和多導向進行鏜孔時，一般孔的位置精度靠夾具保證。為避免主軸與 夾具導套不同軸而引起的刀桿“別勁”現(xiàn)象影響加工精度，均可采用浮動卡頭連接。 所以鏜孔一般采用剛性連接。 F.動力部件工作循環(huán)及行程的確定 動力部件工作循環(huán)一般包括快速引進、工作進給和快速退回等動作。 a)工作進給長度 L工的確定

62、工作進給長度 L工應等于加工部位長度 L 與刀具切入長度 L1和切出長度 L2之和。 動力部件工作進給長度是按加工長度最大的孔來選取，切入長度應根據(jù)工件端面的 誤差情況確定，一般為 510 毫米。切出長度查1表 3-7，鏜孔時，選 510 毫米。 第二工作進給通常比第一工作進給速度要小得多。在有條件時，應力求做到轉(zhuǎn)入第 二工作進給時，除锪平面或倒大角的刀具外，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。 當采用復合刀具時，應根據(jù)具體情況決定。所以得出以下結(jié)果: 左主軸箱：1 工進長度：； mmL435335 工 柴油機機體三面半精鏜組合機床總體及左主軸箱設計

63、 18 2 工進長度：； mmL82 . 28 . 5 工 右主軸箱：1 工進長度：； mmL655555 工 2 工進長度：； mmL77 . 13 . 5 工 后主軸箱：1 工進長度：； mmL475375 工 2 工進長度： 。 mmL17125 工 b)快速引進長度的確定 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。 在加工 1、2 兩孔徑相同的同心孔系時，可采用跳躍進給的循環(huán)進行加工，即在加工 完一層壁后，動力頭再次快速進給，加工第二層壁，這樣可以縮短工作循環(huán)時間。 初步選定左、右、后主軸箱上刀具的快速進給長度分別為 200mm、200mm 和 200mm。 c)快速退回長度的確定 快速退回的長度等于快速引進和工作進給長度之和。一般在固定式夾具機床上， 動力頭