柴油機曲軸螺紋孔加工組合機床總體及主軸箱設計

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1、 柴油機曲軸螺紋孔加工組合機床總體及主軸箱設計柴油機曲軸螺紋孔加工組合機床總體及主軸箱設計 摘要：設計這組合機床的目的在于加工 2 個 G1/2柴油機曲軸螺紋孔。一次裝 夾，同時完成鉆孔、擴孔、攻螺紋等三道工序。本文介紹了用于曲軸孔加工的 組合機床總體方案的論證和主軸箱設計的步驟和方法。在設計過程中借鑒了國 內(nèi)一些現(xiàn)有組合機床的設計資料，結(jié)合被加工零件的結(jié)構(gòu)特征，其主要內(nèi)容包 括：機床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定 、組合機床總體設計和組合機床的部件設計。 本課題主要完成主軸箱的設計。設計中采用 V 型塊定位，可以有效地定位。 本次設計能夠保證加工精度和生產(chǎn)率，并且較大部分采用通用件和標準件，結(jié) 構(gòu)簡單

2、、成本較低和使用方便。主軸箱設計是本次設計中一個重要的傳動部分 的設計。在主軸箱設計方面，原有機床采用多工序加工，加工效率低，加工尺 寸不容易保證，而且位置精度也不高，通過改進不僅提高了加工效率，還保證 了孔的加工尺寸，同時也解決了位置精度問題，降低了工人的勞動強度。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：組合機床；總體設計；主軸箱 柴油機曲軸螺紋孔加工組合機床總體及主軸箱設計 Design of Diesel Engine Crankshaft Threaded Holes Processing Modular Machine Tool Overall and Headstock Abstract：Aim at m

3、achining two G1/2holes of the crankshaft of the ZH1105WA diesel engine at the same time, this modular machine tool is designed. An attire clamps, simultaneously completes the drill hole, the broaching, the tapping and so on three working procedures.The approach and method of design on project and he

4、adstock are introduced in this thesis. It includes the design of project ,headstock of modular machine tool and the parts of modular machine tool. This task is to complete the design of the headstock. Design used in V-block positioning, can be effectively targeted. This design can guarantee the proc

5、essing precision and the productivity, and majority of uses the standard part and the standard letter, the structure simple, the cost is low and the easy to operate.The headstock design is an important transmission part in modular machine tool designing. In headstock design aspect, the original mach

6、ine adopts much process and the efficiency is low , processing size do not guarantee easily too, also location precision do not be folder high . After improving, modular machine tool can make the drilling, reaming and tapping at the same time, thus not only have raised processing efficiency, guarant

7、eed the processing size of hole, solved location precision problem, but also reduced the labor strength of worker. KeyKey wordswords：Modular Machine Tool；System design；Headstock 目目 錄錄 1 前 言.1 2 組合機床總體方案論證.3 2.1 被加工零件工藝方案的擬訂3 2.1.2 工藝基準的選擇3 2.2 組合機床配置型式的選擇3 2.2.1 單工位加工機床3 2.2.2 轉(zhuǎn)塔動力箱式組合機床4 2.2.3 多工位雙

8、面臥式組合機床4 2.2.4 雙面臥式組合機床.5 3 組合機床的總體設計6 3.1 被加工零件工序圖.6 3.2 加工示意圖.7 3.2.1 刀具的選擇7 3.2.3 確定切削扭矩, 切削功率及刀具耐用度8 3.2.4 導向結(jié)構(gòu)的確定10 3.2.5 接桿的選擇.11 3.2.6 確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程12 3.3 機床聯(lián)系尺寸圖13 3.3.1 動力頭的選擇.14 3.3.2 裝料高度 H 的確定14 3.3.3 主軸箱輪廓尺寸的確定.14 3.4 生產(chǎn)率計算卡15 3.4.1 理想生產(chǎn)率.15 3.4.2 實際生產(chǎn)率.16 3.4.3 機床負荷率.17 3.4.4 生產(chǎn)率計算卡

9、.18 4 主軸箱設計19 4.1 繪制多軸箱設計原始依據(jù)圖.19 4.2 確定主軸、齒輪及模數(shù).19 4.3 主軸箱傳動系統(tǒng)的設計.19 4.3.1 對主軸箱傳動系統(tǒng)的一般要求.19 4.3.2 擬定多軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法.20 4.3.3 確定軸的位置與齒輪齒數(shù).20 4.4 軸上零件的設計選用與校核25 4.5.1 主軸箱中齒輪的校核計算.25 4.5.2 軸的強度設計27 4.5.3 主軸箱中軸承的校核計算.29 5 電氣控制系統(tǒng)設計.32 5.1 攻絲工位電氣控制設計32 6 樣機試驗測試34 柴油機曲軸螺紋孔加工組合機床總體及主軸箱設計 6.1 組合機床空運轉(zhuǎn)試驗.34 6.1.

10、1 樣機試驗要求34 6.1.2 樣機試驗結(jié)果34 6.2 組合機床切削試驗.34 6.2.1 組合機床試驗過程34 6.2.2 組合機床試驗結(jié)果34 7 結(jié)論35 參考文獻36 致謝37 附件清單38 1 1 前 言 組合機床是根據(jù)工件的加工需要，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。目前，組合機床主要用于平面加工和孔加工兩 類工序。平面加工包括銑平面、锪平面、車端面；孔加工包括鉆、擴、鉸、鏜 孔以及倒角、切槽、攻螺紋、锪沉孔、滾壓孔等。隨著綜合自動化的發(fā)展，其 工藝范圍正擴大到車外圓、行星銑削、拉削、推削、磨削及拋光沖壓等工序。 此外，還可以完成焊接、熱處理、自動

11、裝配和檢測、清洗和零件分類及打印等 非切削工作。組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器儀表、軍工及縫 紉機、自行車等輕工行業(yè)大批大量生產(chǎn)中已獲得廣泛的應用；一些中小批量生 產(chǎn)的企業(yè)，如機床、機車、工程機械等制造行業(yè)中也已推廣應用。組合機床最 適宜于加工各種大中型箱體類零件，如汽缸蓋、汽缸體、變速箱體、電機座及 儀表殼等零件；也可用來完成軸套類、輪盤類、叉架類和蓋板類零件的部分或 全部工序的加工1。 隨著市場競爭的加劇和對產(chǎn)品需求的提高，高精度、高生產(chǎn)率、柔性化、 多品種、短周期、數(shù)控組合機床及其自動線正在沖擊著傳統(tǒng)的組合機床行業(yè)企 業(yè)，因此組合機床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組合機床加工精度

12、、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。從 2002 年年底第 21 屆日本國際機床博覽會上獲悉，在來自世界 10 多個國家和地區(qū)的 500 多家機床制造商和團體展示的最先進機床設備中，超 高速和超高精度加工技術(shù)裝備與復合、多功能、多軸化控制設備等深受歡迎。 據(jù)專家分析，機床裝備的高速和超高速加工技術(shù)的關(guān)鍵是提高機床的主軸轉(zhuǎn)速 和進給速度。該屆博覽會上展出的加工中心，主軸轉(zhuǎn)速 1000020000r/m

13、in， 最高進給速度可達 2060m/min；復合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被 看好。在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時，加工的形狀卻日益復 雜。多軸化控制的機床裝備適合加工形狀復雜的工件。另外，產(chǎn)品周期的縮短 也要求加工機床能夠隨時調(diào)整和適應新的變化，滿足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。 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，操作者可以通過網(wǎng)絡或手機對機床的程序 柴油機曲軸螺紋孔加工組合機床總體及主軸箱設計 2 進行遠程修改，對運轉(zhuǎn)狀況進行監(jiān)控并積累有關(guān)數(shù)據(jù)；通過網(wǎng)絡對遠程的設備 進行維修和檢查、提供售后服務等。在這些方面

14、我國組合機床裝備還有相當大 的差距，因此我國組合機床技術(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。 此次設計的課題為 ZH1105WA 曲軸孔加工組合機床總體及主軸箱設計,以下 是對于本課題的一些設計理論思路： (1)制定工藝方案 在設計開始的一段時間里，我們深入車間，了解零件的 加工特點、精度和技術(shù)要求、定位夾壓情況以及生產(chǎn)率的要求等。確定在組合 機床上完成的工藝內(nèi)容及其加工方法。確定加工工步數(shù)，決定刀具的種類和型 式等。 (2)機床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定 根據(jù)總體方案確定機床的型式和總體布局。 要考慮實現(xiàn)工藝方案和保證加工精度、技術(shù)要求等

15、。 (3)組合機床總體設計 這里要求確定機床各部件間的關(guān)系，選擇通用部件 和刀具的導向，計算切削用量及機床生產(chǎn)率，繪制機床聯(lián)系尺寸圖及加工示意 圖等。 (4)組合機床的部件設計即主軸箱的設計。 (5)采用組合機床，由于采用多軸加工就能大大地縮小占用面積，成倍地提 高勞動生產(chǎn)率。 在設計伊始，我們進行為期兩周的畢業(yè)實習。在實習的過程中，我門深入 一線和工人師傅探討有關(guān)問題，向工人師傅取經(jīng)，收集了一些技術(shù)資料。本次 設計的課題來源于江淮動力股份有限公司。在領隊老師的講解下，我們對組合 機床有了較深刻的認識，為我們更好地提高設計的質(zhì)量奠定了基礎。同時我們 認真調(diào)查研究，查閱了大量資料，在周海老師的指

16、導下，我們初步設計了柴油 機 ZH1105WA 曲軸孔加工組合機床。 這設計歷時 3 個多月，在指導老師的悉心指導下，在本組成員的協(xié)同幫助 和共同努力下，我們?nèi)缙趫A滿地完成了設計任務。由于資料的不足，加上本人 的水平有限，在此次的設計中難免避免存在不少問題，誠懇地請老師們指正。 3 2 2 組合機床總組合機床總體方體方案論證案論證 2.12.1 被加工零件工藝方案的擬訂被加工零件工藝方案的擬訂 被加工零件工藝方案的擬定是組合機床設計的關(guān)鍵一步。因為工藝方案在 很大程度上決定了組合機床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應根據(jù)工件的加工 要求和特點，按一定的原則、結(jié)合組合機床常用工藝方法，充分考慮各種因

17、素， 并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析后擬定出先進、合理、經(jīng)濟、可靠的工藝方案。 2.1.12.1.1 被加工零件特點被加工零件特點 該加工零件為 ZH1105WA 曲軸，材料為 QT700，硬度 HB240290；重量為： 12.5kg；生產(chǎn)規(guī)模：為大量生產(chǎn)。 2.1.22.1.2 工藝基準的選擇工藝基準的選擇 遵循“基準統(tǒng)一”原則，即選用設計基準作為定位基準，這樣有助于減小 設計基準與定位基準不重合所帶來的誤差，有助于保證加工精度。 定位基準：為了加工出直道油孔，就要保證連桿軸軸線與刀具軸線平行。 以曲軸的連桿軸端面為定位基準。即選擇設計基準為定位基準，滿足基準統(tǒng)一 原則，有利于保證各加工孔相互間的位置精

18、度。 2.22.2 組合機床配置型式的選擇組合機床配置型式的選擇 根據(jù)上述確定的加工方案，按照工序集中程度和生產(chǎn)批量大小，機床總體 布局主要有如下配置形式： 2.2.12.2.1 單工位加工機床單工位加工機床 如圖 1-1 所示為單工位順序加工式組合機床。通過工件的移動或回轉(zhuǎn)，每 個工位分別完成鉆孔、擴孔、鉸孔加工工序，各自采用獨立的動力頭，這種方 式組成靈活，結(jié)構(gòu)簡單，由于單工位加工，且需要重復定位，故生產(chǎn)率較低。 柴油機曲軸螺紋孔加工組合機床總體及主軸箱設計 4 （ ） 擴孔 攻絲鉆孔 攻絲 擴孔 鉆孔 圖 2-1 單工位順序加工式組合機床 2.2.22.2.2 轉(zhuǎn)塔動力箱式組合機床轉(zhuǎn)塔動

19、力箱式組合機床 轉(zhuǎn)塔動力箱式組合機床如圖 1-2 所示：通過帶有不同工藝性能的轉(zhuǎn)塔動力 箱，實現(xiàn)對工件的順序加工，轉(zhuǎn)塔動力箱具有主切削運動和轉(zhuǎn)塔的轉(zhuǎn)位運動， 車軸安裝在回轉(zhuǎn)工作臺上實現(xiàn)雙面加工。 這種方式夾具和工件按加工過程順序 移動或轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)塔各工位主軸順序加工，工件一次安裝可完成全部工序，生產(chǎn) 率較高，也減少了機床臺數(shù)和生產(chǎn)占地面積，轉(zhuǎn)塔的回轉(zhuǎn)精度與定位精度，加 工精度較高。 圖 2-2 轉(zhuǎn)塔動力箱式組合機床示意圖 2.2.32.2.3 多工位雙面臥式組合機床多工位雙面臥式組合機床 多工位雙面臥式組合機床如圖 1-3 所示：工件在工作臺安裝定位后，動力 部件在工作臺兩面對工件進行雙面、順序

20、加工，這種方式需 6 臺液壓滑臺和 6 個主軸箱，設備投入大，生產(chǎn)占地面積大，但生產(chǎn)率高。這種方式若配合工作 臺的移動和精確定位，可以組成組合機床自動線，則自動化程度和生產(chǎn)率很高。 5 攻絲 擴孔 鉆孔鉆孔 擴孔 攻絲 圖 2-3 多工位雙面臥式組合機床 2.2.42.2.4 雙面臥式組合機床雙面臥式組合機床 雙面臥式組合機床：工件安裝在機床的固定夾具里，夾具和工件固定不動， 動力滑臺實現(xiàn)進給運動，滑臺上的動力箱連同主軸箱實現(xiàn)切削主運動，通過快 速換刀接桿，鉆孔和擴孔兩個工位共用一個動力滑臺和一個主軸箱，其特點是： 適宜大型工件加工，夾具和工件固定，一次安裝只能進行一次加工，輔助時間 長，生產(chǎn)

21、率不如多工位機床高，生產(chǎn)占地面積小。 根據(jù)實際情況，本設計選取雙面臥式組合機床。 柴油機曲軸螺紋孔加工組合機床總體及主軸箱設計 6 3 3 組合機床的總體設計組合機床的總體設計 組合機床的總體設計，就是針對具體的被加工零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu) 方案的基礎上，進行方案圖紙設計。 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)系總圖和編制 生產(chǎn)率計算卡等。 3.13.1 被加工零件工序圖被加工零件工序圖 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 的被加工工藝內(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 的定位標準，它是組合機床設計的具體依據(jù)，也是制造，使用

22、，調(diào)整和檢驗機 床精度的重要文件，是在被加工零件圖基礎上，突出機床的加工內(nèi)容，并作必 要的說明而繪制的。 （詳見曲軸工序圖 3-1） 本道工序的加工內(nèi)容 1.鉆曲軸孔 18，深為 30； 2.擴孔 19.07，深為 30； 3.攻絲 G1/2，深為 15.5。 7 圖 3-1 曲軸加工工序圖 曲軸工序圖簡要說明及與本機床設計有關(guān)的其他技術(shù)指標 （1） 曲軸材料：球墨鑄鐵； （2）本機床需要保證的尺寸有：孔尺寸為 G1/2，孔的位置精度 59.5，加 1 . 0 0 工 Error!Error! NoNo bookmarkbookmark namename given.given.Error!E

23、rror! NoNo bookmarkbookmark namename given.given.Error!Error! NoNo bookmarkbookmark namename given.given.Error!Error! NoNo bookmarkbookmark namename given.given.表面粗糙度 6.3m。 3.23.2 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，它是 設計刀具、輔具、夾具主軸箱以及選擇動力部件、繪制機床總聯(lián)系尺寸圖的重 要依據(jù)；也是調(diào)整機床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。 3.2.13.2.1 刀具的選擇

24、刀具的選擇 選擇刀具應考慮工件材質(zhì)、加工精度、表面粗糙度、排屑及生產(chǎn)率要求， 只要條件允許，應盡量選用標準刀具。為提高工序集中程度或滿足精度要求， 可以采用復合刀具。 孔加工刀具（鉆、擴、鉸等）的直徑應與加工部位尺寸、精度相適應，其 長度應保證加工終了時刀具螺旋槽尾端離導向套外端面 3050mm，以利排屑和 柴油機曲軸螺紋孔加工組合機床總體及主軸箱設計 8 刀具磨損有一定的向前調(diào)整量。刀具錐柄插入接桿孔內(nèi)長度，在繪制加工示意 圖時應注意從刀具總長中減去。 綜合本課題選擇： （1） 鉆孔選用 JDZ01-60701-02 復合型麻花鉆，鉆頭大徑為 25mm,小徑為 18mm，總長 L152mm；

25、主軸轉(zhuǎn)速 n=250r/min，進給量 f=0.24mm/r； （2） 擴孔選用 JDZ01-60701-02 復合型擴孔刀，大徑為 25mm,小徑為 18mm，總長 L152mm；主軸轉(zhuǎn)速 n=150r/min，進給量 f=0.4mm/r； （3） 攻絲選用 G1/2”TC60-5-76-02 型標準絲錐加長 5mm，主軸轉(zhuǎn)速 75r/min, 進給量 1.814mm/r。 3.2.23.2.2 組合機床切削用量的選擇組合機床切削用量的選擇 合理地選用切削用量，即確定合理的切削速度和工作進給量，能使組合機 床以最少的停車損失，最高的生產(chǎn)效率，最長的刀具壽命和最好的加工加工質(zhì) 量進行生產(chǎn)。 組

26、合機床多軸箱上所以的刀具共用一個進給系統(tǒng)。通常為標準動力滑臺，即 nf1=nf2=nfi=Vf。 其中 n1nn為各主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） f1fi為各主軸進給量（毫米/轉(zhuǎn)） Vf為動力滑臺每分進給量（毫米/分） 查組合機床設計表 2-7 和表 2-14 得硬度 HB200-241 時，加工孔直徑與刀具 線速度 V、進給量 f 之間關(guān)系如附表 3-1、3-2、3-3 所示 表 3-1 用高速鋼鉆頭加工球墨鑄鐵的切削用量 表 3-2 擴孔切削用量 加工直徑 d（mm） V(m/min)f(mm/r) 1525 10180.20.25 表 3-3 鉸孔切削用量 加工直徑 d（mm） V(m/min)f

27、(mm/r) . (1) 鉆孔 加工直徑 d（mm） V(m/min)f(mm/r) 122218250.20.3 9 由于曲軸是球墨鑄鐵，鉆孔直徑為 18，所以選取：切削速度為 14.1m/min；進給量為 0.24mm/r；鉆頭采用的是高速鋼。 (2) 擴孔 擴孔直徑為 19.07，所以選取：切削速度為 8.86 m/min；進給量為 0.4 mm/r；(3) 鉸孔 螺紋孔直徑為 20.96mm；所以選?。呵邢魉俣葹?5 m/min；進給量為 1.814mm/r。 3.2.33.2.3 確定切削扭矩確定切削扭矩, , 切削功率及刀具耐用度切削功率及刀具耐用度 根據(jù)選定的切削用量(主要指切削

28、速度及進給量 f),確定進給力,作為選擇動 力滑臺及設計夾具的依據(jù)；確定切削轉(zhuǎn)矩,用以確定主軸及其他傳動件(齒輪、傳 動軸)的尺寸； 確定切削功率,用作選擇主傳動電機(一般指動力箱電機) 功率； 確定刀具耐用度,用以驗證所選用量或刀具是否合理。 根據(jù)文獻1表 6-20 組合機床切削用量計算圖中推薦的切削力、轉(zhuǎn)矩及功 率公式(刀具材料為高速鋼,工件材料為球墨鑄鐵) 切削力 0.80.6 26FDfHBN 切削轉(zhuǎn)矩 1.90.80.6 .10T N m TDfHB 切削功率 9740 TV P kw P D 刀具耐用度 8 0.25 0.550.3 9600D T VfHB 其中： F軸向切削力

29、V切削速度 F進給量 D加工(或鉆頭)直徑(mm) HB布氏硬度 HB=HB-1/3(HB-HB) maxmaxmin =290-1/3(290-240)= 273.3 (1)鉆孔：F=26DfHB 8 . 06 . 0 = 26180.24273.3 8 . 06 . 0 =4338.5 N 切削轉(zhuǎn)矩 T=10D fHB 9 . 18 . 06 . 0 =10180.24273.3 9 . 18 . 06 . 0 =22496.6(Nm) 柴油機曲軸螺紋孔加工組合機床總體及主軸箱設計 10 切削功率 22496.6 19.6 0.801 9740974018 TV Pkw D (2)擴孔 F

30、=9.2f0.4ap1.2HB0.6 =9.20.40.4（19.07-18）1.2273.30.6 =198.6N T=31.6D0.75f0.8HB0.6 =31.619.070.750.40.8273.30.6 =25325.0(Nm) 9740 TV P D 25325 8.86 974019.07 0.385kw (3)攻絲 T=195D1.4 Pw1.5 =19520.961.41.51.5 =25399.5Nm 25399.5 5 0.918 9740974020.96 TV Pkw D (4)主軸箱加工總的軸向力 = F + F+F F 1 23 主軸箱 = 4338.5 N+

31、198.6N=4537.1N F (5) 主軸箱總切削功率計算 = P + P+P P 1 23 主軸箱 = 0.801+ 0.385+ 0.198 P =1.384kw 3.2.43.2.4 導向結(jié)構(gòu)的確定導向結(jié)構(gòu)的確定 1）導向的選擇 組合機床加工孔時，除采用剛性主軸加工方案外，零件上孔的位置精度主 要是刀具的導向裝置來保證的。因此，正確選擇導向結(jié)構(gòu)和確定導向類型、參 數(shù)、精度是組合機床設計的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時必須解決的問題。 導向通常分為兩類：一類是刀具導向部分與夾具導套之間既有相對轉(zhuǎn)動又 11 有相對滑動的第一類導向，或稱為固定式導向。另一類是刀具導向部分與夾具 導套之間只

32、有相對移動而無相對轉(zhuǎn)動的第二類導向，或稱旋轉(zhuǎn)式導向。 依據(jù)刀具導向部分直徑 d 和刀具轉(zhuǎn)速 n 折算出導向的線速度 v(v=米/ 1000 dn 分)，第一類導向的允許線速度 v20 米/ 分。一般用于孔徑 25 毫米以上的孔加工，尤以大直徑鏜孔應用較多。在本設 計中:直徑都小于 25mm 所以選擇第一類導向。 2）導向數(shù)量、參數(shù)的確定 導向數(shù)量應根據(jù)工件形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、刀具剛性、加工精度及具體加工情 況決定。 通常鉆、鉸、擴單層壁小孔時選單個導向加工，當在工件鑄孔上擴孔時， 為加強刀具導向剛性，通常采取雙導向加工。 導向的主要參數(shù)包括：導套的直徑及公差配合，導套的長度，導套離工件 端面的距離

33、等。如圖 3-2 所示： （a） 刀具布置簡圖 （b）固定式導套配合 圖 3-2 固定式導套布置及配合 根據(jù)文獻1表 8-4 和表 8-6 結(jié)合本設計得出參數(shù)如附表 3-4： 表 3-4 固定式導套布置及配合參數(shù) 導向裝置配合 工序 導向長 度 L1(mm) 導向至端面的距離 L2(mm) 速度范圍 dDD1 鉆孔 4023 =70.2NNFF sa 1 . 4375 6 . 36 5 . 4338 1 2S F 故軸承 1 有被“放松”的趨勢，軸承 2 有被“壓緊”的趨勢，于是 =4375.1N 2A F 1Sa FF FS1=36.6N 1A F （4）計算當量動載荷 已查得 e=0.31

34、，故 eFF RA 26 . 0 139/ 6 . 36/ 11 eFF RA 8 . 266/ 1 . 4375/ 22 再根據(jù)文獻12表 7-2-79，有 X1= 1 、Y1=0、X2=0.4、Y2=1.7 ；又根據(jù)文獻 8表 11-8 得 fp=1.21.8,取中央值 fp=1.5。軸承的當量動負荷為 柴油機曲軸螺紋孔加工組合機床總體及主軸箱設計 32 NFYFXfP ARp 5 . 20813915 . 1)( 11111 NFYFXfP ARp 6 . 11316) 1 .43757 . 1 8 . 2664 . 0(5 . 1)( 22222 （5）計算軸承壽命 根據(jù)文獻11表 1

35、1-6 得 ft=0.95，根據(jù)文獻12表 7-2-79 得 Cr=59000N。又 =10/3。得 hh P Cf n L r rt h 63/10 1 1 103 . 8) 5 . 208 5900095 . 0 ( 250 16667 )( 16667 hh P Cf n L r rt h 13807) 6 . 11316 5900095 . 0 ( 250 16667 )( 16667 3/10 2 2 故軸承 1 的壽命為 ，軸承 2 的壽命為 13807h。這對軸承的工作h 6 103 . 8 壽命為 13807h。 經(jīng)校核，該對軸承滿足壽命要求。 33 5 5 電氣控制系統(tǒng)設計電

36、氣控制系統(tǒng)設計 5.15.1 攻絲工位電氣控制設計攻絲工位電氣控制設計 攻絲工位電氣原理圖如圖 5-1 所示，控制原理如下： 按下 SB1，接觸器 KM1得電，氣壓壓緊線圈得電，常開變?yōu)殚]合。同時 KT 得電，延時 KT 常開閉合，KM2得電，電動機開始正轉(zhuǎn)工作，攻進 30mm 后，壓 SQ1，KM2失電，同時 KM3得電，電動機反轉(zhuǎn)，常開 KM3變?yōu)殚]合， 當攻退 30mm 時，壓 SQ2，KM3失電，電動機斷開，同時 KM1失電，氣壓壓 緊線圈同時也失電。若按下 SB1，進入下一次循環(huán)。若要斷開所有電路，按 SB0。 柴油機曲軸螺紋孔加工組合機床總體及主軸箱設計 34 圖 5-1 攻絲工位

37、電氣原理圖 35 6 6 樣機試驗測試樣機試驗測試 6.16.1 組合機床空運轉(zhuǎn)試驗組合機床空運轉(zhuǎn)試驗 6.1.16.1.1 樣機試驗要求樣機試驗要求 （1）機床總裝后，連續(xù)空運轉(zhuǎn) 4 小時。 （2）機床上所有的動力頭和各種各種輔助機構(gòu)要靈活而正確地完成全部規(guī) 定動作，運動部件之間的互鎖應嚴密可靠。 6.1.26.1.2 樣機試驗結(jié)果樣機試驗結(jié)果 （1）機床所有機構(gòu)的工作應平穩(wěn)，部件的運動不應有沖擊、振動和爬行現(xiàn) 象。 （2）所有電氣、液壓設備，氣動、潤滑和冷卻系統(tǒng)的工作必須正常。 （3）勞動保護裝置和機床保險裝置必須可靠。 6.26.2 組合機床切削試驗組合機床切削試驗 6.2.16.2.1

38、 組合機床試驗過程組合機床試驗過程 （1）先進行單個零件的切削加工，并檢查加工精度，合格后再按規(guī)定的加 工零件數(shù)量進行連續(xù)切削試驗，多工位機床切削零件數(shù)量為工位數(shù)的 5 倍。 （2）切削試驗時，機床所有機構(gòu)必須正常工作，不應有明顯的振動、沖擊 和過高的噪聲。 （3）在切削試驗過程中，刀具不應有任何損失，機床所有零件不應產(chǎn)生明 顯的變形。 6.2.26.2.2 組合機床試驗結(jié)果組合機床試驗結(jié)果 經(jīng)各項試驗后，該組合機床滿足以上各項試驗要求。 柴油機曲軸螺紋孔加工組合機床總體及主軸箱設計 36 7 結(jié)論結(jié)論 本次設計的曲軸螺紋孔加工組合機床采用兩面同時進行加工的工作方式， 在加工生產(chǎn)線上同時完成

39、2 個 G1/2 螺紋孔，可以 3 個零件同時加工。一次裝夾， 同時完成鉆孔、擴孔、攻螺紋等三道工序，操作簡單，同時也提高了曲軸孔加 工精度精度和生產(chǎn)率，降低了勞動強度，從而降低了零件的加工成本。 本組合機床設計合理，符合實際應用，滿足加工要求，且較大部分采用通 用件和標準件，制造成本合理，機床操作簡單，設備維修方便。同時，本機床 設計也有一些不足之處需要加以改進：機床占地面積大，同時加工數(shù)量還可以 在加大。 37 參考文獻 1 謝家瀛主編組合機床設計簡明手冊M北京：機械工業(yè)出版社1999. 2 孟少農(nóng)主編.機械加工藝手冊M.北京:機械工業(yè)出版社1991. 3 濮良貴主編.機械設計M.北京:高

40、等教育出版社1990. 4 徐 灝主編.機械設計手冊M.北京:機械工業(yè)出版社1991. 5 大連組合機床研究所.組合機床設計參考圖冊M.北京:機械工業(yè)出版 社1975. 6 方承遠. 工廠電氣控制技術(shù)M.北京機械工業(yè)出版社2000. 7 趙世華. 金屬切削機床M. 北京：航空工業(yè)出版社1996. 8 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學編機床夾 具設計手冊M上海：上?？茖W技術(shù)出版社1980. 9 大連組合機床廠研究所編組合機床設計（機械部分）M北京：機械工 業(yè)出版社1975. 10 陳秀寧，施高義主編 機械設計課程設計M浙江：浙江大學出版 社1995. 11 徐錦康主編. 機

41、械設計M.北京：機械工業(yè)出版社2001. 12 成大先主編 . 機械設計手冊M.北京：化學工業(yè)出版社2004. 13 張世偉，朱福元.液壓系統(tǒng)的計算與結(jié)構(gòu)設計M. 銀川：寧夏人民出版社， 1987. 14 黃如林.切削加工簡明實用手冊M. 北京:化學工業(yè)出版社,2004. 15 哈爾濱工業(yè)大學，上海工業(yè)大學.機床夾具設計（第二版）M. 上海：上 海科學技術(shù)出版社，1980. 16 國家教委高等教育司，北京市教育委員會.高等學校設計（論文）指導手 冊 機械卷M. 北京：高等教育出版社，2002. 17 戴曙.金屬切削機床M.北京：機械工業(yè)出版社，1995. 18王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎M.北

42、京：機械工業(yè)出版社，2003. 柴油機曲軸螺紋孔加工組合機床總體及主軸箱設計 38 致 謝 本次的設計的課題是 “曲軸螺紋孔加工組合機床總體及主軸箱設計”。這 是對我大學四年所學知識的一次全面考驗，它也是對即將走向社會的我們的進 行的一次有效的訓練?；仡欉@場設計，我覺得我獲益匪淺。所以我認為這次設 計鍛煉了我很多方面的能力，它使我面對困難不退縮，勇于克服困難。 在設計工作開始之初，老師帶領我們?nèi)}城江動集團進行了調(diào)研，讓我們 首先對本課題有了感性的認識。在調(diào)研過程中，老師認真給我們講解了各種零 件的最新的與傳統(tǒng)的加工過程和生產(chǎn)方式，避免我們在以后的設計中走彎路。 在本次設計的開始到結(jié)束一直得到

43、老師的指導和幫助，使我能得以順利完成并 學到了很多知識，我想這對我以后走上社會工作崗位會有很大幫助。對在本次 設計中給予我極大幫助的周老師和本組同學表示我最衷心的感謝！ 另外，學校圖書館，閱覽室，系部給予鼎力支持，在此我一并表示感謝！ 由于本人水平有限，缺乏經(jīng)驗，難免會留下一些錯誤，在此懇請各位老師 及同學們能夠給予批評指正。 39 附件清單附件清單 序號 名 稱 圖 號 圖 幅 1 機床總圖 ZH1105WACT02.0 A0 2 被加工零件工序圖 ZH1105WACT02.1 A1 3 加工示意圖 ZH1105WACT02.3 A1 4 主軸箱裝配圖 ZH1105WACT02.2 A0 5 箱體補充加工圖 ZH1105WACT02.2.1 A0 6 主軸箱前蓋 ZH1105WACT02.2.2 A1 7 主軸箱后蓋 ZH1105WACT02.2.3 A1 8 攻絲靠模 ZH1105WACT02.2.4 A1 9 主軸箱側(cè)蓋 ZH1105WACT02.2.5 A1 10 傳動軸 ZH1105WACT02.2.6 A4 11 主軸 ZH1105WACT02.2.7 A2 12 手柄軸 ZH1105WACT02.2.8 A4 13 箱體坐標檢查圖 ZH1105WACT02.2.9 A2