機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì)【全套圖紙】

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1、鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 1 目 錄 1 前言 .1 1.1 課題內(nèi)容 .1 1.2 課題來由 .1 1.2.1 課題背景 .1 1.2.2 課題要求 .1 1.3 組合機(jī)床國(guó)內(nèi)外發(fā)展概述 .1 1.4 本課題主要解決的問題和總體設(shè)計(jì)思路 .2 2 組合機(jī)床總體的設(shè)計(jì) .3 2.1 總體方案的論證 .3 2.2 工藝方案的擬訂 .3 2.2.1 工藝路線的確定 .3 2.2.2 被加工零件的毛坯情況以及工藝過程分析 .4 2.2.3 機(jī)床配置型式的選擇 .4 2.2.4 定位基面及夾壓點(diǎn)的選擇 .5 2.2.5 影響工藝方案的主要因素 .5 2.3 確定切削用量及選擇刀具 .5

2、 2.3.1 選擇切削用量 .5 2.3.2 計(jì)算切削扭矩及切削功率7 2.3.3 選擇刀具結(jié)構(gòu) .8 2.4 三圖一卡的設(shè)計(jì) .8 2.4.1 被加工零件工序圖 .8 2.4.2 加工示意圖 .9 2.4.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 11 2.4.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 14 3 左主軸箱的設(shè)計(jì) 18 3.1 概述 18 3.2 繪制主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖 18 3.3 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動(dòng)力計(jì)算.19 3.3.1 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇 19 3.3.2 主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定 19 3.3.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 19 3.4 主軸箱坐標(biāo)計(jì)算 20 3.4.1 軸坐標(biāo)系遠(yuǎn)點(diǎn)的確定 20 3

3、.4.2 主軸箱坐標(biāo)計(jì)算的順序 21 3.4.3 主軸坐標(biāo)的設(shè)置 21 3.4.4 傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算 22 3.5 齒輪和軸的校核 25 3.5.1 齒輪校核 25 3.5.2 軸的校核 26 3.6 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇及其它 30 3.6.1 葉片油泵的型號(hào)選擇 30 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì) 2 3.6.2 螺塞 30 3.6.3 主軸箱的潤(rùn)滑 30 4 結(jié)論 32 致 謝 .33 參考文獻(xiàn) 34 附 錄 35 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì)柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(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(jì)一

4、臺(tái)組合機(jī)床來改善它的加工情況。本課題設(shè)計(jì)一臺(tái)加工柴油機(jī)機(jī)體的三面精 鏜組合機(jī)床，主要完成機(jī)床總體和左主軸箱的設(shè)計(jì)工作。根據(jù)柴油機(jī)機(jī)體的結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度及生產(chǎn)率等要求，確定該機(jī)床為單工位臥式 組合機(jī)床，機(jī)床采用臥式單工位三面加工的方案，加工和裝配的工藝性好，零件裝 夾方便；為確保加工精度，采用“三面”的定位方案；為實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，操作可靠， 選擇液壓滑臺(tái)；根據(jù)零件的大小及被加工孔的位置確定主軸箱的輪廓尺寸；由加工 工藝選擇滾珠軸承主軸，通過計(jì)算扭矩確定主軸和傳動(dòng)軸的直徑；齒輪的模數(shù)是通 過類比法確定；齒輪齒數(shù)和中間傳動(dòng)軸的位置是由“計(jì)算、作圖和多次試湊”相結(jié) 合的辦法確定

5、。本組合機(jī)床加工效率高，成本低，加工精度高，操作使用方便，減 輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。 關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；鏜削；柴油機(jī) 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 3 Design of Overall and left Headstock of Modular Machine Tool for Finished Boring of Pipe Holes on Three-Side of Body of Diesel Abstract：The diesel body is a product which needs m

6、ass production. In order to improve the disposition and the production efficiency, designing a high effective modular machine tool is needed to improve the production of the diesel body. This topic is the design of general scheme and left headstock of modular machine tool for Finished Boring of Pipe

7、 Holes on Three-Side of diesel body. According to the request of construction features, processing spot, size precision, surface roughness and productivity of the diesel cylinder body, sets the machine tool for single location horizontal type modular machine tool. The modular machine tool uses the h

8、orizontal-type single location three-side processing plan, the processing and assembly technology capability is good, and it clamps conveniently. In order to guarantee the processing precision, the localization plan use “three surfaces“. In order to implement the unlimited speed regulation, safe and

9、 reliable, therefore choose hydraulic pressure sliding table. According the size of components and the position of the hole that is processed to set the overall size of the headstock. Choosing the taper bearing spindle by processing craft. The spindle and drive shaft diameter is decided through comp

10、utation torque. The gear modulus is decided through the correlation 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì) 4 method. The gear mentions and the position of intermediate propeller shaft is decided by the means “count, drawing and tries to collect many times“. This modular machine tool has such advantages: it has high

11、 efficiency, the cost is low, the processing precision is high, it is easy to operate, it reduces the workers labor intensity, and it enhances the productivity. Key words：modular machine-tool; boring; diesel engine 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 1 1 前言 1.11.1 課題內(nèi)容 本組課題是設(shè)計(jì)一臺(tái)三面精鏜孔臥式組合機(jī)床，來保證柴油機(jī)機(jī)體三面孔加工 及保證相應(yīng)的位置精度

12、，在完成機(jī)床總體設(shè)計(jì)和繪制“三圖一卡”的基礎(chǔ)上，主要 完成左主軸箱設(shè)計(jì)。 1.21.2 課題來由 本課題來自江動(dòng)集團(tuán) 1.2.11.2.1 課題背景課題背景 近年來，隨著制造業(yè)的發(fā)展，普通機(jī)床已經(jīng)越來越不能滿足現(xiàn)代加工工藝及提 高勞動(dòng)生產(chǎn)率的要求。江動(dòng)集團(tuán)在生產(chǎn)柴油機(jī)時(shí)，其機(jī)體的加工效率比較低，跟不 上生產(chǎn)指標(biāo)，機(jī)體的加工精度比較高，普通機(jī)床加工比較困難，現(xiàn)需要設(shè)計(jì)一臺(tái)組 合機(jī)床用以實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)機(jī)體的加工。 1.2.21.2.2 課題要求課題要求 本加工工序的內(nèi)容：精鏜平衡軸孔 52M7，凸輪軸孔 47H7、35H7，調(diào)速 軸孔 25V7，起動(dòng)軸孔 37H7，缸套孔 118H9、111H8、11

13、0H7，曲軸孔 195H7、78H7，表面粗糙度均為 Ra1.6。 為了保證零件的加工精度，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)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，裝卸方便，便于維修、調(diào)整； c機(jī)床盡量選用通用件，以便降低制造成本； d主軸箱能滿足機(jī)床總體方案的要求（轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向，功率，坐標(biāo)要求） 。 1.31.3 組合機(jī)床國(guó)內(nèi)外發(fā)展概述 組合機(jī)床是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成的 專用機(jī)床。組合機(jī)床是隨著生產(chǎn)的發(fā)展，由萬能機(jī)床和專用機(jī)床發(fā)展來的。這種機(jī) 床既具有專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度較高的特點(diǎn)，又具有一定的重

14、 新調(diào)整能力，以適應(yīng)工件變化的需要，組合機(jī)床可以對(duì)工件進(jìn)行多面、多主軸加工。 組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用 以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。 組合機(jī)床裝備的發(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。在被加工零件的形狀日益復(fù)雜的情況下，多軸化控 制的機(jī)床裝備適合能夠加工形狀復(fù)雜的零件。另外，產(chǎn)品周期的縮

15、短也要求加工機(jī) 床能夠隨時(shí)調(diào)整和適應(yīng)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 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì) 2 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，操作者可以通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)床的程序進(jìn)行遠(yuǎn)程修改，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行 監(jiān)控并積累有關(guān)數(shù)據(jù)；通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)程的設(shè)備進(jìn)行維修和檢查、提供售后服務(wù)等。 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。 組合機(jī)床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、 縮短生產(chǎn)節(jié)

16、拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào) 性等。 1.41.4 本課題主要解決的問題和總體設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì)主要針對(duì)原有的柴油機(jī)機(jī)體左、右、后三個(gè)面上 13 個(gè)孔多工序加工、 生產(chǎn)率低、位置精度誤差大的問題而設(shè)計(jì)的，從而保證孔的位置精度、提高生產(chǎn)效 率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。左主軸箱的設(shè)計(jì)，首先，在完成對(duì)組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)并 繪制出“三圖一卡”的基礎(chǔ)上，繪制左主軸箱設(shè)計(jì)的裝配圖；主軸箱設(shè)計(jì)是組合機(jī)床 設(shè)計(jì)中的重要部分，主軸箱設(shè)計(jì)的合理與否，直接影響到被加工零件的加工精度等 參數(shù)。首先確定工件的定位與夾緊方式，然后進(jìn)行誤差分析，對(duì)主軸箱的主要零件 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核。 鹽城工學(xué)院

17、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 3 2 組合機(jī)床總體的設(shè)計(jì) 2.12.1 總體方案的論證 圖 2-1 柴油機(jī)機(jī)體 被加工零件 名稱：柴油機(jī)機(jī)體 圖號(hào)：TC-195-01 材料：HT200 硬度：HB170241 此零件是中空的而四壁多孔的箱體類零件 技術(shù)要求：(1)本工序加工精度必須按圖紙要求進(jìn)行 (2)各鏜孔終了允許有走刀線退刀痕 為了滿足連續(xù)大批量生產(chǎn)，具有較好的應(yīng)邊性能的要求，生產(chǎn)工藝決定采用組 合機(jī)床流水線來進(jìn)行柴油機(jī)機(jī)體的切削加工。 2.22.2 工藝方案的擬訂 2.2.12.2.1 工藝路線的確定工藝路線的確定 1 鑄造 2 時(shí)效 3 粗銑上、下面 4 粗銑左、右面 5 粗銑前、后

18、面 6 精銑上、下面 7 去毛刺 8 粗銑左、右面 9 去毛刺 10 精銑前、后面 11 去毛刺 12 三面粗鏜孔 13 三面半精鏜孔 14 三面精鏜孔 15 鏜平衡軸孔鎖緊槽 16 鉆氣缸蓋面、主軸承面、齒輪室蓋面螺紋底孔 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì) 4 17 鉆后蓋面、水箱面、油箱面螺紋底孔 18 鉆深孔 19 銑小搭面 20 攻氣缸蓋面、主軸承面、齒輪室面、后蓋面、水箱面、油箱面螺紋 21 鉆、擴(kuò)、鉸頂桿孔 22 終檢 本工序加工的內(nèi)容是加工路線中的第 14 道工序。孔的孔徑大多都在 40mm 以上， 只有極少數(shù)的孔稍微小了點(diǎn)，加工精度為 H7、IT7 級(jí)，表面粗糙度為

19、 Ra=1.6um。 為了保證其精度要求，將有精度要求的七組孔安排在同一臺(tái)專機(jī)上進(jìn)行。 被加工工件的加工精度和具體數(shù)值 參照?qǐng)D 2-1，列出本到工序要加工的各個(gè)孔的尺寸 表 2-1 本工序加工孔的尺寸及精度 組號(hào)孔徑偏差 1 組52M7 2 組52M7 195H73 組 78H7 4 組37H7 5 組25V7 47H76 組 6 組 35H7 118H9 111H8 7 組 110H7 2.2.22.2.2 被加工零件的毛坯情況以及工藝過程分析被加工零件的毛坯情況以及工藝過程分析 機(jī)體進(jìn)入本道工序機(jī)床前，機(jī)體上下、左右、前面六個(gè)面均已經(jīng)加工成為成品， 無需要再進(jìn)行最終精加工。各孔(本道工序要

20、加工的孔)都已經(jīng)加工成半成品，應(yīng)有 半精加工和精加工余量，在直徑方向上 3mm，在半徑方向上為 1.5mm，其余部分是 鑄造毛坯表面，其精度要求在鑄造時(shí)給予保證而不要進(jìn)行切削加工。 從生產(chǎn)綱領(lǐng)年產(chǎn) 10 萬臺(tái)可知：機(jī)體的加工是大批量連續(xù)性生產(chǎn)，加工精度有 一定的要求，位置及形位公差都有一定的要求，為了滿足連續(xù)性大批量生產(chǎn)，具有 較好的應(yīng)變性能的要求。生產(chǎn)工藝采用組合機(jī)床的流水線來加工柴油機(jī)機(jī)體的精鏜 孔。 流水線由若干道工序組成，分平面、孔、螺紋孔等，本道工序是孔鏜削加工的 終了工序。 2.2.32.2.3 機(jī)床配置型式的選擇機(jī)床配置型式的選擇 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 5 機(jī)

21、床的配置形式主要有臥式和立式兩種。臥式組合機(jī)床床身由滑座、側(cè)底座及 中間底座組合而成。其優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，無漏油現(xiàn)象；同時(shí)，安裝、調(diào) 試與運(yùn)輸也都比較方便；而且，機(jī)床重心較底，有利于減小振動(dòng)。其缺點(diǎn)是削弱了 床身的剛性，占面積大。辛辛苦苦組合機(jī)床床身由滑座、立柱及立柱底座組成。其 優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，自由度大，操作方便。其據(jù)點(diǎn)是機(jī)床重心高，振動(dòng)大。此外， 柴油機(jī)機(jī)體的結(jié)構(gòu)為臥式長(zhǎng)方體，從裝夾的角度來看，臥式平放比較方便，也減輕 了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 通過以上比較，考慮到臥式振動(dòng)小，裝夾方便等優(yōu)點(diǎn)，選用臥式組合機(jī)床。 組合機(jī)床是針對(duì)某種零件或零件某道工序設(shè)計(jì)的。正確選擇定位基準(zhǔn)，是確保 加工

22、精度的重要條件，同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)最大限度的集中工序。從而收到減少機(jī)床 臺(tái)數(shù)的效果。 2.2.42.2.4 定位基面及夾壓點(diǎn)的選擇 A.定位基準(zhǔn)的選擇 本機(jī)床加工為單工位加工，也就是一次安裝下進(jìn)行 13 個(gè)孔的加工，其定位基 準(zhǔn)選擇：機(jī)體的底面定位限制 3 個(gè)自由度，側(cè)面定位限制 2 個(gè)自由度，定位限制 1 個(gè)自由度，這種定位的特點(diǎn)是： a.可以簡(jiǎn)單地消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得可靠的定位； b.能同時(shí)加工工件三個(gè)端面上的全部孔，即能高度集中工序，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(jī)機(jī)體的加工精度，機(jī)床的許多部件實(shí)現(xiàn)通用化， 有利于縮短設(shè)計(jì)周期，降低成本。 B

23、確定夾緊位置 在選擇定位基準(zhǔn)的同時(shí)，要相應(yīng)的決定夾緊位置，本設(shè)計(jì)采用液壓夾緊，夾緊 部位為剛性較好的筋板上，即機(jī)體的上表面，目的為了減少機(jī)體夾緊變形誤差，應(yīng) 注意的問題； a.保證零件夾壓后的穩(wěn)定； b.盡量減少和避免零件夾壓后變形。 2.2.5 影響工藝方案的主要因素影響工藝方案的主要因素 a)被加工零件的加工精度和加工工序 b)被加工零件的特點(diǎn) c)零件的生產(chǎn)批量 d)機(jī)床的使用條件 2.32.3 確定切削用量及選擇刀具 2.3.12.3.1 選擇切削用量選擇切削用量 在組合機(jī)床工藝方案確定過程中，工藝方法和切削用量選擇是否合理，對(duì)組合 機(jī)床的加工精度，生產(chǎn)率，刀具耐用度，機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式及

24、工作可靠性均有較大的 影響。 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì) 6 A組合機(jī)床切削用量的選擇需要以下幾個(gè)方面: a)在大多情況下，組合機(jī)床為多軸、多刀、多面同時(shí)切削，因此，切削用量比 一般萬能機(jī)床單刀加工低 30%左右。 b)組合機(jī)床通常用動(dòng)力滑臺(tái)來帶動(dòng)刀具進(jìn)給，由于多軸箱上同時(shí)工作的刀具種 類不同且直徑大小不同，其切削用量也各有特點(diǎn)。因此，一般先按各刀具選擇較合 理的切削速度 v(m/min) 和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f(mm/r)，再根據(jù)其中工作時(shí)間最長(zhǎng)，負(fù)荷 最重，刃磨較困難的刀具來確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，通常用試湊法來滿足每 分鐘進(jìn)給量相同的要求。 即 fii vfnfnfnfn

25、 332211 c)在選擇切削用量時(shí)要注意既要保證生產(chǎn)批量要求，又要保證刀具一定的耐用 度。 d)選擇切削用量時(shí)，還須考慮可選動(dòng)力滑臺(tái)的性能。 B組合機(jī)床切削用量選擇方法 從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求等進(jìn)行分析，按 照經(jīng)濟(jì)地滿足加工要求的原則，合理的選擇切削用量。本次設(shè)計(jì)中，采用查表法選 擇加工柴油機(jī)氣缸體孔的切削用量。 對(duì)于左面 8 個(gè)孔： 鏜孔 1、2 軸：52 根據(jù)文獻(xiàn)1取 v=106.19m/min，f=0.08mm/r，且則由文獻(xiàn)1知 （2-1） d v n 1000 得： min/650 52 19.1061000 rn 鏜孔 4 軸：37 取 v=81.

26、37m/min，f=0.07mm/r， 得： min/700 37 37.811000 rn 鏜孔 6 軸：47 取 v=95.96m/min，f=0.08mm/r， 得： min/650 47 96.951000 rn 鏜孔 5 軸：25 取 v=78.54m/min，f=0.052mm/r， 得： min/1000 25 54.781000 rn 對(duì)于右面 2 個(gè)孔： 鏜孔 3 軸：78 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 7 取 v=85m/min，f=0.15mm/r， 得： min/347 78 851000 rn 對(duì)于右面 3 個(gè)孔： 鏜孔 7 軸：118 取 v=111m/

27、min，f=0.15mm/r， 得： min/300 118 1111000 rn 2.3.22.3.2 計(jì)算切削扭矩及切削功率計(jì)算切削扭矩及切削功率 根據(jù)文獻(xiàn)1P134 表 6-20 中公式 鉆孔： （2-2） 6 . 08 . 0 26HBDfF （2-3） 6 . 08 . 09 . 1 10HBfDT （2-4） D Tv P 9740 擴(kuò)孔： （2-5） 6 . 02 . 14 . 0 2 . 9HBafF p （2- 6 . 08 . 075 . 0 6 . 31HBfDT 6） D Tv P 9740 鏜孔： （2- 55. 075 . 0 4 . 51HBfaF pz 7） （

28、2- 1 . 165 . 0 2 . 1 51 . 0 HBfaF px 8） 55 . 0 75 . 0 7 . 25HBfDaT p （2- 61200 vF P z 9） 式中，F(xiàn)切削力（N） ；T切削扭矩（Nmm）P切削功率（Kw） ； ap切削深度（mm） ；（ap=1.25mm） ；HB布氏硬度， 在本設(shè)計(jì)中，),( 3 1 minmaxmax HBHBHBHB241 max HB170 min HB 得 HB=220。 由以上公式（2-2，2-3，2-4，2-5，2-6，2-7，2-8，2-9）分別可得： 左面 1、2 軸 Fz=187.7N Fx=48.7N T=4880.86

29、Nmm P=0.3257Kw 4 軸 Fz=169.8N Fx=44.7N T=3141.96Nmm P=0.2258Kw 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì) 8 5 軸 Fz=135.9N Fx=36.8N T=1698.71Nmm P=0.1744Kw 6 軸 Fz=187.7N Fx=48.7N T=4411.55Nmm P=0.2943Kw Fz=187.7N Fx=48.7N T=3285.20Nmm P=0.2192Kw 右面 3 軸 Fz=300.8N Fx=70.1N T=11731.10Nmm P=0.4178 Kw Fz=300.8N Fx=70.1N T=293

30、27.75Nmm P=1.0445 Kw 后面 7 軸 Fz=300.8N Fx=70.1N T=17747.05Nmm P=0.5456Kw Fz=300.8N Fx=70.1N T=16694.26Nmm P=0.5132Kw Fz=300.8N Fx=70.1N T=16543.86Nmm P=0.5086Kw (軸編號(hào)與孔編號(hào)相對(duì)應(yīng)) 總的切削功率：即求各面上所有軸的切削功率之和 左面 Pw=0.32574+0.2258+0.1744+0.2943=1.9973Kw 右面 Pw=0.4178+1.0445=1.4623Kw 后面 Pw=0.5456+0.5132+0.5086=1.56

31、74Kw 實(shí)際切削功率 根據(jù)9，P=（1.52.5）PwKw,因?yàn)槭嵌噍S加工，取定 P 左=21.9973=3.9946Kw P 右 =21.4623=2.9246Kw P 后 =21.5674=3.1348Kw 2.3.32.3.3 選擇刀具結(jié)構(gòu)選擇刀具結(jié)構(gòu) 一臺(tái)機(jī)床刀具選擇是否合理，直接影響到機(jī)床的加工精度，生產(chǎn)率和工作情況。 根據(jù)機(jī)體孔的加工精度、加工尺寸、臺(tái)階級(jí)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(dǎo)向孔的尺寸小于加工孔的尺寸，且加 工孔直徑大于 40，應(yīng)選用鏜刀，這樣對(duì)刀方便，加工中不至于有振動(dòng)，并在導(dǎo)套 上開引刀槽，以便鏜刀通過，刀具造用硬質(zhì)合金鋼。

32、 為了提高工序集中程度，可采用兩把鏜刀的鏜桿，同時(shí)加工孔。 考慮到被加工零件是淬火鑄鐵，由于其硬度較高，為 170241HB，可采用刃鏜 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(tái)組成的鏜床、滿足要求的精度 HT 級(jí)，表面粗糙 度達(dá) 1.6 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和 端面定位，并由端面鍵傳遞扭矩。 2.4 三圖一卡的設(shè)計(jì) 2.4.12.4.1 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，表示出在一臺(tái)機(jī)床上或一條自動(dòng)線 上完成的工藝內(nèi)容、加工部位的尺寸及精度、技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾位部 位，以及被加工零件

33、的材料、硬度和本機(jī)床加工前毛坯情況的圖紙。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 9 圖 2-2 被加工零件工序圖 2.4.22.4.2 加工示意圖加工示意圖 加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要圖紙之一，在機(jī)床總體設(shè)計(jì)中占有重要地位， 它是設(shè)計(jì)刀具、夾具、主軸箱以及選擇動(dòng)力部件的主要資料，同時(shí)也是調(diào)整機(jī)床和 刀具的依據(jù)。 加工示意圖，反映了機(jī)床的加工過程和加工方法，并決定浮動(dòng)夾頭或接桿的尺 寸，鏜桿長(zhǎng)度，刀具種類和數(shù)量，刀具長(zhǎng)度及加工尺寸，主軸尺寸及伸出長(zhǎng)度、主 軸、刀具、導(dǎo)向與工件間的聯(lián)系尺寸等，根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具特點(diǎn)，合理 地選擇切削用量，決定動(dòng)力頭的工作循環(huán)。 加工示意圖的作用和

34、內(nèi)容： a) 刀具的選擇 一臺(tái)機(jī)床刀具選擇是否合理，直接影響到機(jī)床的加工精度，生產(chǎn)率和工作情況。 根據(jù)機(jī)體孔的加工精度、加工尺寸、臺(tái)階級(jí)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(dǎo)向孔的尺寸小于加工孔的尺寸，且加 工孔直徑大于 40，應(yīng)選用鏜刀，這樣對(duì)刀方便，加工中不至于有振動(dòng)，并在導(dǎo)套 上開引刀槽，以便鏜刀通過，刀具造用硬質(zhì)合金鋼。 為了提高工序集中程度，可采用兩把鏜刀的鏜桿，同時(shí)加工孔。 考慮到被加工零件是淬火鑄鐵，由于其硬度較高，為 170241HB，可采用刃鏜 刀頭加工，以提高刀具的使用壽命。 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì) 10 鏜削頭與相同

35、規(guī)格的液壓滑臺(tái)組成的鏜床、滿足要求的精度 HT 級(jí)，表面粗糙 度達(dá) 1.6 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和 端面定位，并由端面鍵傳遞扭矩。 b) 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 組合機(jī)床上加工孔時(shí)，除用剛性主軸加工的方案外，其尺寸和位置精度都是依 靠夾具導(dǎo)向來保證的。 選擇導(dǎo)向類型: 因?qū)蛑睆捷^大、轉(zhuǎn)速較高時(shí)，為了避免鏜桿由于摩擦發(fā)熱而變形，可選用旋 轉(zhuǎn)導(dǎo)向，這種導(dǎo)向利于減輕磨損和持久保證精度。 選擇導(dǎo)向的形式和結(jié)構(gòu): 因精鏜多級(jí)孔（孔）導(dǎo)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(dǎo)向。 c) 確定主軸類型及尺寸 因本機(jī)床是精鏜孔，根據(jù)制定的切削用量通過

36、T=9.55106公式計(jì)算得到的 n P 扭矩 T 值很小，則由切削扭矩計(jì)算主軸直徑公式（M軸所傳遞的扭矩 4 100 M Bd N.mm，B系數(shù)）計(jì)算的 d 亦過小，不能滿足剛度要求。 這樣可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)由加工孔的直徑及相應(yīng)的刀具尾部尺寸利用“反推法”來造定， 主軸直徑與加工孔的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為 d 主軸=25 mm， d 傳動(dòng)=30mm d) 動(dòng)力部件工作循環(huán)及其行程的確定 動(dòng)力頭工作循環(huán)一般包括快速引進(jìn)，工作進(jìn)給和快速退回等動(dòng)作。 工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定: 工作進(jìn)給長(zhǎng)度應(yīng)等于被加工部位長(zhǎng)度與刀具切入和切出長(zhǎng)度之和。 動(dòng)力頭工作進(jìn)給長(zhǎng)度是按加工長(zhǎng)度最大的孔來造取，切入長(zhǎng)度根據(jù)工件端面的 誤差情況，選

37、510 毫米為第一工作進(jìn)給長(zhǎng)度，第二工作進(jìn)給常常比第一工作進(jìn)給 要小得多，在有條件，應(yīng)力法做到轉(zhuǎn)入第二工作進(jìn)給時(shí)，除倒大角的刀具外，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。 快速進(jìn)給長(zhǎng)度的確定: 快速進(jìn)給是動(dòng)力頭把刀具送到工作進(jìn)給的位置，其長(zhǎng)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(shí)，可采用跳越進(jìn)給的循環(huán)進(jìn)行加工，即在加工 寬一層壁后，動(dòng)力頭再次快速引進(jìn)，加工第二層壁，這樣可以縮短工作循環(huán)時(shí)間。 快速退回長(zhǎng)度的確定: 快速退回的長(zhǎng)度等快速引進(jìn)和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和。 一般在固定式夾具機(jī)床上，動(dòng)力頭快速引進(jìn)和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和。 鹽城工學(xué)

38、院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 11 一般在國(guó)家式夾具機(jī)床上，動(dòng)力頭快速退回的行程，只要把所有刀具都退至導(dǎo) 套內(nèi)，不影響工件的裝卸就行了。 動(dòng)力頭總行程的確定: 動(dòng)力頭的總行程除了滿足工作循環(huán)所需長(zhǎng)度外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具的方 便性。裝卸刀具的理想情況是：刀具退離導(dǎo)向套外端面的距離，需大于刀桿插入主 軸孔內(nèi)的長(zhǎng)度。 具體數(shù)值在加工示意圖上標(biāo)注可查閱。 2.4.32.4.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 2.4.3.1 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖的作用與內(nèi)容 聯(lián)系尺寸圖用來表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以檢驗(yàn)機(jī)床 各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求；通用部件的選擇是否合適，并

39、為進(jìn) 一步展開主軸箱夾具等專用部件、零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)，聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡(jiǎn) 化的機(jī)床總圖，它表示機(jī)床的配置形式及總體布局。 2.4.3.2 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖之前應(yīng)確定的主要內(nèi)容 a）機(jī)床裝料高度的確定 裝料高度 H 一般是指機(jī)床上工件安裝基面至地面的距離。組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)中推薦 的裝料高度為 1060mm，具體設(shè)計(jì)情況可在 8501060mm 范圍內(nèi)造取，圖中應(yīng)標(biāo)注為： 160+440+560+（170）1060mm 合適 確定裝料高度后，還要考慮以下兩組尺寸的聯(lián)系關(guān)系，現(xiàn)以圖中所示尺寸加以 說明。 由中間底座和夾具計(jì)算的裝料高度尺寸： H=H1+H2+H3 式中 H裝料高度 H1支承塊高

40、度 H2夾具底座高度 H3中間底座高度 由公式可知，當(dāng)裝料高度和通用部件選定后，便后計(jì)算出夾具底座的高度。 圖中標(biāo)注查得，裝料高度 H 為 1060mm，支承塊高度 H1為 60mm，中間底座高度 H3為 560mm。 則夾具底座高度 H2=1060-60-560=440mm 由動(dòng)力部件和側(cè)底計(jì)算的裝料高度尺寸 H=h1+h2+h3+h4+h5-hmin 式中：h1多軸箱最低主軸高度 h2多軸箱底面至滑臺(tái)頂面之間的距離 h3滑臺(tái)的高度 h4調(diào)整墊塊的高度（包括 5mm 的調(diào)整塊） h5側(cè)底座的高度 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì) 12 hmin被加工零件最低孔至工件安裝基面的距離

41、 由公式可知，當(dāng)通用部件選取后，h2,h3,h5便確定，H 僅與 h1,h4有關(guān)，h1由多 軸箱設(shè)計(jì)確定。這樣便可由確定的裝料高度計(jì)算出調(diào)整塊的厚度 h4。 圖中 h1=230mm h2=120mm h3=130mm h5=560mm hmin=10mm 則調(diào)整墊塊高度 h4=1060-230-120-130-560-10=10(mm) b）夾具輪廓尺寸的確定 夾具輪廓尺寸的指夾具底座的輪廓尺寸即長(zhǎng)寬高。 長(zhǎng)度尺寸與工件長(zhǎng)度尺寸、工件至模板間距離尺寸，模板架厚度尺寸有關(guān)。 從機(jī)床總圖中查得工件長(zhǎng)度尺寸為 176mm,工件至模板間距離及模板架厚度分別 為 482mm,542mm 則夾具總長(zhǎng)為 4

42、82+542+176=1200mm 高度尺寸由前裝料高度尺寸定為 1060mm 寬度尺寸，除考慮工件本身寬度尺寸外，再加其它寬度方向上能布置下工件的 定位、夾緊及其它機(jī)構(gòu)從工序圖中查得寬度尺寸為 184mm 這樣可確定夾具草圖 圖 2-3 夾具草圖 c）中間底座尺寸的確定 由加工示意圖中被步確定定的多軸箱端面至工件端面在加工終了時(shí)的距離，動(dòng) 力部件及其配套部件的聯(lián)系尺寸，便可確定中間底座的尺寸。在確定中間底座長(zhǎng)度 尺寸時(shí)要考慮以下兩組尺寸關(guān)系。 由加工示意圖和多軸箱尺寸確定兩動(dòng)力箱端面間的距離 L。 L=-L1+L2+L3+L4+L5 式中：L1，L5為左右多軸箱的厚度 L2，L4加工示意圖中

43、確定的左右多軸箱至工件端面的距離。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 13 L3工件的長(zhǎng)度 由機(jī)床總圖中查得，L1=330，L5=345，L3=176 由加工示意圖中查得，L2=880，L4=750 則兩動(dòng)力箱端面距離 L=330+345+880+750=2305 由動(dòng)力滑臺(tái)、側(cè)底座、中間底座也可確定兩動(dòng)力箱端面間的距離 L。 L=l1+l2+l3+lx+l4+l5+l6 式中：l1,l6左右動(dòng)力箱與滑臺(tái)連接形成的尺寸 l2,l5在行程終了時(shí)，滑臺(tái)前端與滑座之距 l3,l4左右滑座端面至側(cè)底端面之距 由機(jī)床總圖查得， l1=l6=300, l2=l5=40, l3=l4=100 在圖中

44、必須保證 L= L ，則中間底座 lx 尺寸為 Lx=l1+l2+l3+l4+l5-（l1+l2+l4+l5+l6） 則 lx=2305-（300+40+100+40+300） =1425mm d）選擇動(dòng)力部件 動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)的選擇： 根據(jù)選定的切削用量計(jì)算得到的單根主軸的進(jìn)給力，按文獻(xiàn)1P62 公式： （2-10） n i i FF 1 多軸箱 式中，各主軸所需的切削力，單位為 N。 i F 則根據(jù)公式（2-10）可得： 左主軸箱=448.7+248.7+44.7+36.8=373N 多軸箱 F 右主軸箱=70.12=140.2N 多軸箱 F 后主軸箱=370.1=210.3N 多軸箱 F 實(shí)

45、際上，為克服滑臺(tái)移動(dòng)引起的摩擦阻力，動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給力應(yīng)大于。 多軸箱 F 又考慮到所需的最小進(jìn)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1P91 動(dòng)力部件的總行程等于向前備量，工作行程和向后備量之和；向后備量要保證 方便地裝卸刀具由加工示意圖知 左動(dòng)力箱動(dòng)力部件總選種為： 40+40+300+380+20=780mm 右動(dòng)力箱動(dòng)力部件總行程為： 320+26+23+40+4+450+20=883mm 后動(dòng)力箱動(dòng)力部件總行程為： 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì) 14 200+28+42+280+20+580mm 動(dòng)力箱型號(hào)的選擇： 由切削用量計(jì)算得到的

46、各主軸的切削功率的總和，根據(jù)文獻(xiàn)1P47 公式： 切削 P （2-11）/ 切削多軸箱 PP 式中，消耗于各主軸的切削工率的總和（Kw）; 切削 P 多軸箱的傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)取 0.80.9，加工有色金屬時(shí)取 0.70.8；主軸數(shù)多、傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)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)量不多、傳動(dòng)不復(fù)雜，故取=0.9。 左主軸箱：=3.9946Kw 切削 P 則據(jù)公式 2-11 得：=3.9946/0.9=4.4384Kw 多軸箱 P 左主軸箱=2.9246Kw 切削 P 則據(jù)公式 2-11 得：=2.9246/0.9=3.2496Kw 多軸箱 P 后

47、主軸箱：=3.1348Kw 切削 P 則據(jù)公式 2-11 得：=3.1348/0.9=3.4831Kw 多軸箱 P 根據(jù)液壓滑臺(tái)的配套要求，滑臺(tái)額定功率應(yīng)大于電機(jī)功率的原則，查 P114P1151表得 5-38 得出動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的型號(hào)： 表 2-2 電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 動(dòng)力箱型號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)電動(dòng)機(jī)功率 （Kw） 電動(dòng)機(jī)功率 （r/min） 輸出軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 左主軸箱1TD40Y132M2-65.5960480 右主軸箱1TD40Y132M2-65.5960480 后主軸箱1TD40Y132M2-65.5960480 2.4.42.4.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 實(shí)際生產(chǎn)率 Q實(shí)

48、實(shí)： 根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計(jì)算機(jī)床生產(chǎn)率，并 編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削用量、 動(dòng)作時(shí)間、生產(chǎn)綱領(lǐng)及負(fù)荷率等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)效率的重 要依據(jù)。 以每小時(shí)機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)的零件數(shù)來表示，即 Q實(shí) 實(shí)=60/T單單（件/小時(shí)） T單 單=t機(jī)機(jī)+t輔輔 （2-12） 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 15 式中 Q實(shí) 實(shí)機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率 T單 單單件工時(shí)，即加工每個(gè)工件的時(shí)間 T輔 輔輔助時(shí)間，包括快進(jìn)時(shí)間快退時(shí)間，多工位機(jī)床的工作臺(tái)移動(dòng)或轉(zhuǎn)位 時(shí)間，裝卸工件時(shí)間。 t機(jī) 機(jī)t輔輔可由下列公式計(jì)算 t機(jī) 機(jī)

49、=L1 1/SM1+L2/SM2+t停得 t輔 輔=t快快+t移移+t裝卸裝卸=（L快進(jìn)快進(jìn)+L快退快退）/V快快+t移移+t裝卸裝卸 （2-13） 式中：L1 1L2 2分別為刀具第一工作進(jìn)給和第二工作進(jìn)給的往程長(zhǎng)度（mm） SM1，SM2分別為刀具第一工作進(jìn)給和第二工作進(jìn)給的每分鐘進(jìn)給量 （mm/min）. t停 停當(dāng)加工沉孔、止口、锪窩時(shí)，動(dòng)力部件在死擋鐵上停留的時(shí)間。通常 接刀具在加工終了時(shí)無進(jìn)給狀態(tài)下轉(zhuǎn) 510 轉(zhuǎn)所需的時(shí)間（min） 。 L快進(jìn) 快進(jìn) L快退快退動(dòng)力部件快進(jìn)、快退的行程長(zhǎng)度（m） V快 快動(dòng)力部件快速行程的速度。通常機(jī)械滑臺(tái)取 56m/min，液壓滑臺(tái) 310m/m

50、in。 t移 移工作臺(tái)移動(dòng)和回轉(zhuǎn)一個(gè)工位所需時(shí)間，一般在 38 秒。 t裝卸 裝卸工件安裝和清除切屑的時(shí)間。它根據(jù)工件尺寸大小、裝卸方便性及工 人熟級(jí)程度，一般取 0.51.5 分。 根據(jù)本組合機(jī)床的年產(chǎn)量 10 萬臺(tái)，可選用下列數(shù)據(jù)計(jì)算 Q實(shí)： t停 停：在加工終了無進(jìn)給狀態(tài)下轉(zhuǎn) 7 轉(zhuǎn)。 V快 快：取 1 0m/min。 t移 移取 3 秒。 t裝卸 裝卸取 0.6 分。 三面 Q 實(shí)具體計(jì)算如下（以下的部分計(jì)算數(shù)據(jù)在加工示意圖中查閱） 左邊 T單 單=1.18+0.72=1.9(分) 右邊 分 分 輔 機(jī) 72 . 0 6 . 0 60 3 10 38 . 0 3 . 0 )(18 .

51、1 650 7 52 40 97 40 t t 分 分 輔 機(jī) 72 . 0 6 . 060/3 10 45 . 0 32 . 0 )(88. 2160/7 48 4 48 23 48 40 18 26 t t 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì) 16 T單 單=2.88+0.72=3.6（/分） 后邊 T單 單=3.43+0.698=4.128（分） 對(duì)多面和多工位機(jī)床，在計(jì)算時(shí)應(yīng)以所有工位中機(jī)加工時(shí)間和輔助時(shí)間之和最 長(zhǎng)的作為機(jī)床的單件工時(shí)，所以選用后面加工的 T 單來計(jì)算 Q 實(shí)。 Q實(shí) 實(shí)=60/4.12=14.5（件/時(shí)） 理想生產(chǎn)效率 Q理 理： 使用單位接年生產(chǎn)綱領(lǐng)十萬

52、臺(tái)（考慮備品率、廢品率在內(nèi)的年產(chǎn)量）計(jì)算的機(jī) 床生產(chǎn)率為理想生產(chǎn)率。 當(dāng)接三班制生產(chǎn)時(shí)，全年工時(shí)為 7200 小時(shí)，則 Q理 理=90000 /7200=12.5（件/小 時(shí)） 機(jī)床負(fù)荷率 負(fù)： Q理 理/Q實(shí)實(shí)二者的比值即為負(fù)荷率 根據(jù)組合機(jī)床的使用經(jīng)驗(yàn)，適宜的機(jī)床負(fù)荷率為 負(fù) 負(fù)=0.750.90 而實(shí)際 負(fù)=86 . 0 5 .14 5 .12 設(shè)計(jì)的切削用量是合理的。 生產(chǎn)率計(jì)算卡： 圖號(hào) TC-195-01 毛坯種類鑄件 名稱195 柴油機(jī)機(jī)體毛坯重量 22kg 被加 工零 件材料鑄鐵硬度HB：170241 工序名稱三面精鏜機(jī)體現(xiàn)工序號(hào) 序號(hào)工 步 名 稱 被 加 工 零 件 加 工

53、 直 徑 mm 加 工 長(zhǎng) 度 mm 工 作 行 程 mm 切 削 進(jìn) 程 米 /分 每 分 鐘 轉(zhuǎn) 速 轉(zhuǎn) 每 分 鐘 進(jìn) 給 量 每 轉(zhuǎn) 進(jìn) 給 量 mm /轉(zhuǎn) 工時(shí)（分） 分 分 輔 機(jī) 698 . 0 6 . 060/3 10 28 . 0 2 . 0 )(43 . 3 240 7 18 42 36 38 t t 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 17 /分 mm / 分 機(jī)動(dòng) 時(shí)間 輔 助 時(shí) 間 共 計(jì) 1 裝入工件 0.3 2 工件定位 夾緊 0.006 3 后動(dòng)力部 件快進(jìn) 0.02 4 后動(dòng)力部 件一工進(jìn) 110303888.9240360.151.13 5 后動(dòng)力部

54、 件二工進(jìn) 110304282240180.0752.3 6 死擋鐵停留 0.03 7 后動(dòng)力部 件快退 2800.028 8 松開工件 200.002 9 卸下工件 0.3 單件總工時(shí) 3.43 0.686 4.716 機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率14.5(件/時(shí)) 機(jī)床理想生產(chǎn)率12.5(件/時(shí)) 備注本機(jī)床裝卸時(shí)間取 0.6 分 負(fù)荷率 0.86 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì) 18 3 3 左主軸箱的設(shè)計(jì) 3.13.1 概述 主軸箱是組合機(jī)床的重要組成部分，它關(guān)系到組合機(jī)床質(zhì)量的好壞，它是選用 通用零件，按專用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的，是用于布置（按所要求的坐標(biāo)位置）機(jī)床工作 主軸及傳動(dòng)件和相應(yīng)

55、的附加機(jī)構(gòu)，它通過按一定速比排布傳動(dòng)齒輪，把動(dòng)力從動(dòng)力 部件-動(dòng)力頭、動(dòng)力箱、電動(dòng)機(jī)等齒輪傳遞給個(gè)工作軸，使其獲得所要求的轉(zhuǎn) 速和轉(zhuǎn)向的。 這種主軸箱主軸剛性不是很高的，因?yàn)檫@種主軸箱主軸的前后支撐均 150mm 左 右，而刀具的懸伸長(zhǎng)度往往是主軸支撐的好幾倍，在這種情況下，單憑主軸本身是 不能保證孔加工的位置精度的，而主要由夾具的導(dǎo)向裝置來保證。 箱體上蓋材料為 HT100，前后蓋用 HT150，采用規(guī)格為 630 x500 型號(hào)為 T711- 11，箱體材料為 HT200。 3.2 繪制主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖 圖 3-1 主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 a)被加工零件 名稱：S195 柴油機(jī)機(jī)體，材

56、料 HT200，硬度 HB170241。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 19 b)主軸外伸尺寸及切削用量： 主軸外伸尺寸 L=75mm n1、2、4、5、6=650/650/700/1000/650 轉(zhuǎn)/分 V =106m/s(鏜 52M7 孔) 1 V =106m/s(鏜 52M7 孔) 2 V =87m/s(鏜 37H7 孔) 4 V =78.5m/s(鏜 25V7 孔) 5 V =96m/s(鏜 47H7 孔) 6 c)動(dòng)力部件 1TD40V 型動(dòng)力箱電力功率 5.5KW，轉(zhuǎn)速 960r/min,驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 480r/min,驅(qū)動(dòng)軸 到滑臺(tái)表面距離為 160mm。 3.3 主

57、軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動(dòng)力計(jì)算 3.3.13.3.1 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇 軸承形式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征，主軸 1，2，4，5，6 均為進(jìn)行鏜削加工 的主軸，軸向切削力量較小，但不可忽略，故對(duì)這類主軸 1，2，4，5，6 的前后支 撐均采用圓錐滾子軸承，用以承受較大的徑向力和軸向力，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用的軸的 個(gè)數(shù)少，裝配、調(diào)整均較方便。 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇，除了軸承外，還應(yīng)考慮到軸頭結(jié)構(gòu)。對(duì)于所選的短主軸 1，2，4，5，6 采用浮動(dòng)卡頭與刀具連接，用單導(dǎo)向，軸頭用圓柱孔與刀具連接， 用普通平鍵傳遞扭矩，固定螺釘做軸向定位。 3.3.23.3.2 主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定主軸直

58、徑和齒輪模數(shù)的初步確定 a）主軸直徑 初步確定主軸直徑已在編制三圖一卡時(shí)完成，由此可知主軸直徑 d=25mm 和 d=30mm。 b）齒輪的模數(shù) 主軸箱中齒輪的模數(shù)通常有 2、2.5、3、3.5、4 等幾種,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),初選模數(shù)可 由公式: （3-1）mm NZ P m 3 3230 進(jìn)行估算,再通過類比法,從通用系列中選用各齒輪的模數(shù),對(duì)于本次設(shè)計(jì)的主軸箱, 由于主要傳動(dòng)鍵中的齒輪往往和多個(gè)齒輪嚙合,受力交復(fù)雜,往往速度較低,受力較 大。故選用模數(shù)較大的齒輪,同時(shí)為了便于組織生產(chǎn),在同一主軸箱中齒輪模數(shù)最好 不多于兩種。綜合考慮,本設(shè)計(jì)中取傳動(dòng)齒輪模數(shù) m=3 和 m=4。 3.3.33.3.

59、3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 A主軸箱位置的分析 S195 柴油機(jī)機(jī)體上的位置可歸納為任意分布形式，其中 1，2，4，可按“三點(diǎn) 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì) 20 定圓”的原理化為圓分布，這樣即可在圓心上設(shè)置中間傳動(dòng)軸 7，傳動(dòng)軸 7 軸的中 間傳動(dòng)軸 8，在 5，6 連心線上設(shè)置傳動(dòng)軸 10。 B確定驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向及其主軸位置 這里采用的是機(jī)械動(dòng)力頭，因驅(qū)動(dòng)軸 0 的旋轉(zhuǎn)方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，規(guī)定 為逆時(shí)針方向，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速按動(dòng)力箱型號(hào)定為 480r/min；其水平方向在主軸箱中心 線上，垂直方向有動(dòng)力箱確定。 C齒輪的模數(shù)與齒數(shù) 要求主軸的轉(zhuǎn)速 n1、

60、2、6=650r/min,n4=700r/min,n5=1000r/min。根據(jù)切削速度， 確定主軸的直徑 d=25，齒輪模數(shù) m=3，m=4，傳動(dòng)方案如圖所示。 設(shè)主軸 1、2 上的齒輪齒數(shù) Z從=40，傳動(dòng)軸 7 上的齒數(shù) Z主=40。得 n=n主=n從 =630r/min a)軸 7 和軸 4 之間的距離為 A=102mm，故的齒數(shù)之和為 Z主+Z從=2A/m=68，所以 由公式 Z主=2A/m（1+n主/n從），計(jì)算得 Z主=35,Z從=33。 b) 設(shè)主軸 5 上齒輪 Z主=17， 傳動(dòng)軸 10 上齒數(shù) Z主=25， n從=1000r/min， n主=17X1000/25=680r/

61、min。軸 10 和軸 6 的距離為 59mm，得兩齒數(shù)之和為 39， Z主=2A/m（1+n主/n從），計(jì)算得 Z主=19,Z從=20。 c) 軸 10 到驅(qū)動(dòng)軸 0 間距離 A=78mm，n主=480r/min，n從=680r/min，模數(shù) m=4， Z主+Z從=2A/m=39，所以 Z從=3923=16。 同理可得其它各主軸上的齒輪的齒數(shù)，具體的數(shù)值在主軸箱的裝配圖上可以查 閱。 D.主軸潤(rùn)滑和手柄周位置 a)潤(rùn)滑： 大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱采用葉片泵潤(rùn)滑，油泵打出的油經(jīng)分油器分向各潤(rùn)滑部件。本 主軸箱潤(rùn)滑方式定位：主軸箱前后壁見得齒輪和軸用油盤潤(rùn)滑，箱體和后蓋以及和 前蓋間齒輪用油管潤(rùn)滑。通過直

62、接安裝在泵軸上的齒輪直接傳動(dòng)，且由于本機(jī)床前 蓋易于拆卸，故不設(shè)計(jì)專供拆卸油泵用的油泵蓋。待主軸箱傳動(dòng)環(huán)節(jié)安排好后，再 用根據(jù)具體尺寸安排油泵位置。 b)手柄軸的設(shè)置： 組合機(jī)床主軸箱上一般都有較多的刀具，為了便于更換和調(diào)整刀具，或是裝配 和維修時(shí)檢驗(yàn)主軸精度，一般每個(gè)主軸箱上都要設(shè)置一個(gè)手柄軸，以便手動(dòng)回轉(zhuǎn)主 軸。 考慮到操作方便，在主軸箱布置好后把手柄軸選在靠近操作者的一側(cè)，并給操 作者留有充分的操作空間，以便扳動(dòng)操作手柄。 3.4 主軸箱坐標(biāo)計(jì)算 主軸箱坐標(biāo)計(jì)算是根據(jù)已知的驅(qū)動(dòng)軸和主軸位置及傳動(dòng)關(guān)系，計(jì)算出中間傳動(dòng) 軸的坐標(biāo)。 3.4.1 軸坐標(biāo)系遠(yuǎn)點(diǎn)的確定軸坐標(biāo)系遠(yuǎn)點(diǎn)的確定 為了計(jì)算主軸箱的各軸坐標(biāo)，在箱內(nèi)選擇一個(gè)原點(diǎn)，如圖所示。通常選取主軸 箱體底平面與通過其定位銷孔的垂線交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，E=50m