粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭畢業(yè)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設(shè)計(jì) 摘 要 :本課題設(shè)計(jì)一臺(tái)雙面臥式專用鏜床。該組合機(jī)床設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括總體設(shè)計(jì)和部件設(shè)計(jì)兩部分?？傮w設(shè)計(jì)： 本鏜床用于粗鏜加工連桿大頭孔， 一個(gè)工作循環(huán)可同時(shí)粗加工兩個(gè)連桿的四個(gè)孔。根據(jù)工藝和加工的需要，兩兩并排設(shè)計(jì) 4 個(gè)專用的鏜削頭。為了使 主軸軸承結(jié)構(gòu)具有剛度好、精度高及調(diào)整簡單的特點(diǎn)，選擇了1鏜削頭。但為了使 1鏜削頭能夠在本專用鏜床上使用，故將部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。 在專用鏜床的設(shè)計(jì)中，完成了專用鏜削頭的總裝配圖和零件圖的設(shè)計(jì)。為保證主軸的剛度與精 度，在對主軸進(jìn)行了校核計(jì)算。主軸中設(shè)計(jì)了兩個(gè)錐度為 1： 12的的軸段用于安裝支承和固定圓柱滾子軸承，由于鏜削頭的精度要求很高，在軸承處使用了鎖緊螺母進(jìn)行軸向固定。此外，還進(jìn)行了主軸配套軸承的選用和校核。 此次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床，結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便，盡量使用了通用零部件來降低制造成本，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。 關(guān)鍵字： 鏜削頭；組合機(jī)床；連桿；鏜孔 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 of is to a of is to it of in a to of we is by I in to of s as in to be in I of its of I of I to I :12 to of I to of to s In I as as to of in 鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設(shè)計(jì) 2 目 錄 1 前 言 . 3 2 總體設(shè)計(jì) . 5 . 5 削用量的確定 . 5 削扭矩及切削功率 . 6 圖一卡”的設(shè)計(jì) . 8 . 8 工示意圖 . 10 床聯(lián)系尺寸圖 . 11 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 . 11 3 專用鏜削頭設(shè)計(jì) . 15 . 15 的設(shè)計(jì) . 15 . 15 . 16 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 . 19 . 20 端連接方式 . 21 軸支承軸承的選用 . 22 . 22 軸軸承的壽命計(jì)算 . 23 4 設(shè)計(jì)小結(jié) . 26 參 考 文 獻(xiàn) . 27 致 謝 . 28 附 錄 . 29 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 1 前 言 在機(jī)械制造中，對單件或小批量生產(chǎn)的工件，許多工廠采用通用機(jī)床加工。由于通用機(jī)床要適應(yīng)被加工零件形狀和 尺寸的要求，故機(jī)床結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜。不僅如此，在實(shí)際加工中，由于只能單人單機(jī)操作，一道一道工序地完成，所以工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)率低，工件的加工質(zhì)量也不穩(wěn)定。 針對以上的問題，組合機(jī)床便出現(xiàn)并逐步發(fā)展起來。組合機(jī)床是根據(jù)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一種高效組合機(jī)床。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方法，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。 組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形式的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對進(jìn)給運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)各種加 工。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，目前基本上有兩種方式：第一，是根據(jù)具體加工對象的特征進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，這是當(dāng)前最普遍也是最實(shí)用的做法。第二，隨著組合機(jī)床在我國機(jī)械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人和技術(shù)人員總結(jié)出生產(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)成通用部件，這種機(jī)床稱為“專用組合機(jī)床”。這種組合機(jī)床不需要每次按具體對象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而是設(shè)計(jì)成通用品種，組織成批量生產(chǎn)，然后按被加工零件的具體需要，配以簡單的夾具和刀 具，即可組成加工一定對象的高效率設(shè)備。 該課題是粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設(shè)計(jì)。該課題來源于高精公司。在進(jìn)行組合機(jī)床的鏜削頭設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要對被加工零件的分布情況及所要達(dá)到的要求進(jìn)行分析，如各加工部件尺寸、材料、形狀、硬度及加工精度和表面粗糙度等內(nèi)容。然后還要深入基層進(jìn)行實(shí)地觀察，弄清鏜削頭的工作原理，體會(huì)組合機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)。接下來是總體方案的設(shè)計(jì)，總體方案設(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，加工的示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡；設(shè)計(jì)出的鏜床要在確保加工效率和精度的情況下 大批量的生產(chǎn)。最后，就是部件設(shè)計(jì)。部件設(shè)計(jì)就是根據(jù)總體設(shè)計(jì)已經(jīng)確定的“三圖一卡”，設(shè)計(jì)夾具、鏜削頭等專用部件正式總圖；設(shè)計(jì)并繪制各個(gè)專用部件的圖樣，編制各零件的明細(xì)表。按要求設(shè)計(jì)出的鏜床要在確保加工效率和精度的情況下大批量的生產(chǎn)。 設(shè)計(jì)的整個(gè)過程是艱辛的，在設(shè)計(jì)過程中必須要考慮到方方面面的問題。由于所學(xué)知識有限，因此在設(shè)計(jì)過程中查閱了大量的相關(guān)資料，以補(bǔ)充自己的不足之處。 首先，要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。整個(gè)設(shè)計(jì)，僅靠一些參考資料是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，在設(shè)計(jì)工作開始前，特地到江淮動(dòng)力股份有限公司、鹽城市恒力集團(tuán)、高精機(jī)電裝備有限公司等進(jìn)行了實(shí)地的參觀考察，積累了一些寶貴經(jīng)驗(yàn)。其次，運(yùn)用四年來所學(xué)的專業(yè)知識，針對現(xiàn)實(shí)中遇到的實(shí)際情況，做到舉一反三，觸類旁通。整個(gè)設(shè)計(jì)過程不僅涉及到以前所學(xué)的知識，而且還設(shè)計(jì)到新的理念，所以我粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設(shè)計(jì) 4 在設(shè)計(jì)過程中一邊溫習(xí)以前所學(xué)的知識，一邊學(xué)習(xí)新的知識，這樣拓寬了我的視眼。 第三，通過自身的努力，結(jié)合理論和實(shí)際，從合理性、經(jīng)濟(jì)性、工藝性、實(shí)用性及其對被加工零件的具體要求對現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行研究分析，找出可以進(jìn)行改進(jìn)的地方，通過相互對比，確定一個(gè)新的，周全的設(shè)計(jì)方案。在邢青松老師的悉心指導(dǎo)下，在同課題組三 位同學(xué)相互討論學(xué)習(xí)和幫助下，經(jīng)過三個(gè)多月的艱辛勞動(dòng)，終于完成了這一設(shè)計(jì)課題。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 2 總體設(shè)計(jì) 藝方案的擬訂 工藝方案的擬訂是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。因?yàn)楣に嚪桨冈诤艽蟪潭壬辖鉀Q了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應(yīng)根據(jù)工件的加工要求和特點(diǎn)，按一定的原則、結(jié)合組合機(jī)床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬訂出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。 確定組合機(jī)床工藝方案的基本原則： a)粗加工時(shí)的切削 負(fù)荷較大，切削產(chǎn)生的熱變形、切削力引起的工件變形以及切削振動(dòng)等，對加工十分不利，影響加工尺寸精度和表面粗糙度。因此，在擬定工件一個(gè)連續(xù)的多工序過程時(shí)，應(yīng)選擇粗精加工分開的原則。 b)適當(dāng)考慮相同類型工序的集中，在條件允許時(shí)，把相同的工序集中在一臺(tái)機(jī)床或同一工位上進(jìn)行加工能簡化循環(huán)和結(jié)構(gòu)；有相對位置要求的工序應(yīng)集中加工，對于相互間有嚴(yán)格的位置精度的孔的精加工應(yīng)集中在一臺(tái)機(jī)床上一次安裝下完成，并且孔的粗精加工最好集中在一臺(tái)機(jī)床上完成，這樣可以使精加工余量分布均勻，更利于保證加工精度。 削用量的確定 在組合機(jī)床工藝方案確定過程中，工藝方法和關(guān)鍵工藝的切削用量選 擇十分重要。切削用量選擇是否合理，對組合機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機(jī)床的結(jié)構(gòu)型式及工作可靠性均有較大的影響。 進(jìn)給量按復(fù)合刀具中最小直徑的單個(gè)刀具選擇。在選擇進(jìn)給量時(shí) ， 除了考慮被加工工件要求的表面粗糙度外 ， 還應(yīng)考慮直徑最小或切削深度最大的那把單個(gè)刀具的強(qiáng)度。切削速度按復(fù)合刀具中最大直徑的單個(gè)刀具選擇?？砂吹毒哳A(yù)定的耐用度選取或計(jì)算。切削用量的選擇要保證最高精度孔或外圓的精度以及表面粗糙度的要求 ， 并考慮各單個(gè)刀具的特點(diǎn)。 合理 地選擇切削用量，即確定合理的切削速度和工作進(jìn)給量，能使組合機(jī)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質(zhì)量也就是多、快、好、省地進(jìn)行生產(chǎn)。 查文獻(xiàn)資料 1第 35 頁得： 粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設(shè)計(jì) 6 表 2加工常用工序間余量 加工工序 加工孔徑 直徑上工序間余量 鉸孔 10- 20 精鏜 10- 20 鏜 30- 130 工序?yàn)椋捍昼M連桿大頭孔（ 60 ） 采用硬質(zhì)合金刀具 ,m a x 0 /f m m r。 切削速度的確定： 根據(jù)以上的查表，選擇 0 /f m m r ， 500 / m 由公式 10002切削速度，單位 m/ 得： 5 0 0 3 . 1 4 6 0 / 1 0 0 0 9 4 . 2 / m i nV c m 算切削力、切削扭矩及切削功率 根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度及進(jìn)給量 f ），確定進(jìn)給力，作為選擇動(dòng)力滑臺(tái)及設(shè)計(jì)夾具的依據(jù)；確定切削轉(zhuǎn)矩，用以確定主軸及其傳動(dòng)部件的尺寸；確定切削功率，用作選擇主傳動(dòng)電機(jī)（指動(dòng)力箱電機(jī)）功率。 根據(jù) 1 134P 表 6矩及功P(公式查出采用硬質(zhì)合金刀具鏜孔的切削力 ()削轉(zhuǎn)矩 T(N/功率（缸體材料為灰鑄鐵）的計(jì)算公式如下： 切削力 0 . 7 5 0 . 7 53 5 . 7a f H B（ 2 1 . 2 0 . 6 5 1 . 50 . 2 1 2a f H B（ 2 轉(zhuǎn)矩 0 . 7 5 0 . 7 51 7 . 9 a f H B（ 2 功率 61200（ 2 公式中： V 切削速度（ / ； f 進(jìn)給量（ /； 切削深度（ ； D 加工直徑（ ；Z F 圓周力（ N）；X F 軸向切削力（ N）； 布氏硬度：m a x m a x m i )3H B H B H B H B ； （ 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 在本設(shè)計(jì)中，80，23，代入公式（ 2 261 D= 60， 所以取 1 0 . 7 5 . 7 5 0 . 7 5 0 . 7 53 5 . 7 3 5 . 7 1 0 . 4 5 2 6 1 1 2 7 4 . 3 1a f H B N 4 1 . 2 . 6 5 1 . 5 1 . 2 0 . 6 5 1 . 50 . 2 1 2 0 . 2 1 2 1 0 . 4 5 2 6 1 5 3 6 . 4 5a f H B N 0 . 7 5 0 . 7 5 0 . 7 5 0 . 7 51 7 . 9 1 7 . 9 6 0 1 0 . 4 5 2 6 1 3 8 3 5 7 . 2 a f H B N m 1 2 7 4 . 3 9 4 . 2 1 . 9 66 1 2 0 0 6 1 2 0 0k m 根據(jù)此轉(zhuǎn)速及主電機(jī)功率可以選取 1動(dòng)裝置。 工作進(jìn)給長度 （多軸加工時(shí)應(yīng)按最長孔計(jì)算）與刀具切入長度 2之和。 12 L L （ 2 切入長度一般為 5 10據(jù)工件端面的誤差情況確定。 根據(jù)文獻(xiàn)資料 1切出長度由表 1下表所示 表 2出長度 確定 工序名稱 鉸孔 鏜孔 切 出長度215 5 10 排氣孔的工進(jìn)長度的確定：本設(shè)計(jì)中鏜孔切入長度 出長度為 7以；1 L = 5 + 3 5 + 7 = 4 7 m 快速引進(jìn)是指動(dòng)力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置，其長度按具體情況確定。本設(shè)計(jì)快速引進(jìn)長度為 253 快速退回的長度等于快速引進(jìn)和工作進(jìn)給長度之和。由已確定的快速引 進(jìn) 和工作進(jìn)給長度可知，快速退回長度分別為 300 動(dòng)力部件的總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀具磨損（即前備量）和刀具裝卸以及刀具從接桿連同刀具一起從主軸中取出時(shí)，動(dòng)力部件需后退的距離（刀具退離夾具導(dǎo)套外端面的距離應(yīng)大于接桿接入主軸孔或刀具接入接桿孔內(nèi)的長度即后備量）。因此，動(dòng)力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。 本設(shè)計(jì)中采用兩機(jī)械滑臺(tái)的前備量取 40備量取 60總行程： L L L L 總 后 快 前（ 2 4 0 3 0 0 6 0 4 0 0L L L L m m 總 后 快 前粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設(shè)計(jì) 8 圖 2圖一卡”的設(shè)計(jì) 繪制組合機(jī)床“三圖一卡”，就是針對具體零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機(jī)床總體方案圖樣文件設(shè)計(jì)。其內(nèi)容包括：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。 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(shè)計(jì) 的組合機(jī)床 (或自動(dòng)線 )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(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn) ,夾壓部件以及被加工零件的材料，硬度和本機(jī)床的前加工余量 ,毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造、使用 ,調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件，是在被加工零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的。 被加工零件工序圖主要內(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(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。 b) 本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。 c) 本工序加工表面尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對上道工序的技術(shù)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。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 被加工工序圖如圖所示： 圖 2工零件工序圖 繪制被加工零件工序圖的規(guī)定及注意事項(xiàng)： A. 繪制被加工零件工序圖應(yīng)按一定的比例，繪制足夠的視圖以及剖面；本工序加工部位用粗實(shí)線表示；定位用定位基準(zhǔn)符號表示，并用下標(biāo)數(shù)表明消除自由度符號；夾緊用夾緊符號表示；輔助支撐用支撐符號表示。 圖應(yīng)注意事項(xiàng)： a本工序加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系。 b對工件毛坯應(yīng)有要求，對孔的加工余量要認(rèn)真分析。 c當(dāng)本工序有特殊要求時(shí)必須注明。被加工零件工序圖如圖 2示。 名稱及編號 :連桿 04201料及硬度 : 42223中符號： 夾緊方向 定位基準(zhǔn) 粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設(shè)計(jì) 10 工示意圖 圖 2加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體 方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的。是表示表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖。它是設(shè)計(jì)刀具、輔具、夾具、多軸箱和液壓、電氣系統(tǒng)以及選擇動(dòng)力部件、繪制機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對機(jī)床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。 加工示意圖應(yīng)表達(dá)和標(biāo)注的內(nèi)容有：機(jī)床的加工方法，切削用量。工作循環(huán)和工作行程；工件、刀具及向?qū)?、托架及多軸箱之間的相對位置及其聯(lián)系尺寸；主軸結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長度；刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸（直徑和長度）；接桿（包括鏜桿）、浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置、攻螺紋靠模裝置等結(jié)構(gòu)尺 寸；刀具、導(dǎo)向套間的配合，大局、連桿、主軸之間的連接方式及配合尺寸等。如上圖的機(jī)床加工示意圖。 加工示意圖應(yīng)繪制成展開圖。按比例用細(xì)實(shí)線畫出工件外形。加工部位、加工表面畫粗實(shí)線。必需使工件和加工方位與機(jī)床布局相吻合。為簡化設(shè)計(jì)，同一多軸箱上結(jié)構(gòu)于尺寸完全相同的主軸（即加工表面，所用刀具及導(dǎo)向、主軸及連桿等規(guī)格尺寸、精度完全相同時(shí)）只畫一根，但必須在主軸上標(biāo)注于工件孔號相對應(yīng)的軸號。一般主軸的分布不受真實(shí)距離的限制。當(dāng)主軸彼此間很近或需設(shè)置結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時(shí)，必須以實(shí)際中心距嚴(yán)格按比例畫，以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向等是否相互干涉。主軸應(yīng)從多軸箱端面畫起；刀具畫加工終了位置（攻螺紋應(yīng)畫在加工開始位置）。對采用浮動(dòng)卡頭的鏜孔刀桿，為避免刀桿退出導(dǎo)向后下垂，應(yīng)選用托架支撐退出的刀桿。這時(shí)必須畫出托架并標(biāo)出聯(lián)系尺寸。采用標(biāo)準(zhǔn)通用結(jié)構(gòu)（刀具、接桿、浮動(dòng)卡頭、攻螺紋靠模及絲錐卡頭、通用多軸箱外伸出部分等）只畫外輪廓，但須加注規(guī)格代號；對一些專用結(jié)構(gòu)，如專用的刀具、導(dǎo)向、刀桿托架、專用接桿或浮動(dòng)卡頭等，必須用剖視圖表示其結(jié)構(gòu)，并標(biāo)注尺寸、配合精度。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 床聯(lián)系尺寸圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是以被加工零件工序圖 和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。它是用來表示機(jī)床的配置型式和布局，用以檢驗(yàn)各主要部件相對位置聯(lián)系尺寸能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適；它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)；它可以看成是機(jī)床總體外觀簡圖。 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖表示的內(nèi)容： a）表明機(jī)床的配置型式和總布局。 b）完整齊全地反映各部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)極限位置及各滑臺(tái)工作循環(huán)總的工作行程和前后行程備量尺寸。 c）標(biāo)注主要通用部件的規(guī)格 代號和電動(dòng)機(jī)的型號、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)注機(jī)床分組編號及組件名稱。 d）標(biāo)明機(jī)床驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及安裝規(guī)程。 圖 2機(jī)床生產(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)率和切削量、動(dòng)作時(shí)間、生產(chǎn)粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設(shè)計(jì) 12 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)。 a) 理想生產(chǎn)率 Q 理想生產(chǎn)率 所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù)據(jù)文獻(xiàn)資料 1第 51頁得： （ 2 公式中： A 年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件），本課題中為 280000件； 全年工時(shí)總數(shù)，本課題以單班制計(jì)算， 2350 280000 1 1 9 . 1 5 /2350 件b) 實(shí)際生產(chǎn)率1 即公式： 1單（ 2 T 快 進(jìn) 快 退12切 移輔 停 裝單 f 1 f 2 f + + T ） + （ + T + T ）V V V（ 2 本設(shè)計(jì)中1 47L 1 2 5 5 / m i m m，2 9 4 . 2 / m i 0 m 件，325L m m快 進(jìn) ， 1 0 0 / m i m m ， 0.1 m 移 ， 1 .5 m 裝 卸 則 T單=+為本設(shè)計(jì)是雙刀 2個(gè) 工件同時(shí)加工 則1 6 0 6 0 1 4 7 . 5 /2 4 . 4 件式中： 分別為刀具第、第工作進(jìn)給長度，單位為 分別為刀具第、第工作進(jìn)給量，單位為 mm/ 當(dāng)加工沉孔、止口、倒角、光整表面時(shí)，滑臺(tái)在死擋鐵上的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn) 5 10轉(zhuǎn)所需的時(shí)間，單位為 快 退、 分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長度，單位為 動(dòng)力部件快速行程長度用機(jī)械動(dòng)力部件時(shí)取 5 6m/液壓動(dòng)力部件時(shí)取 3 10m/ 直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取 工件裝、卸（包括定位或撤消定位、夾緊或松開、清理基 面或切屑及吊運(yùn)工件等）時(shí)間它取決于裝卸自動(dòng)化程度、工件重量大小、裝卸是否方便及工人的熟練程度。通常取 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 c) 機(jī)床負(fù)荷率 負(fù)機(jī)床負(fù)荷率為理想生產(chǎn)率與實(shí)際生產(chǎn)率之比。即文獻(xiàn)資料 1 式 (2則 1負(fù)=當(dāng) 時(shí)，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。組合機(jī)床負(fù)荷率一般為 動(dòng)線負(fù)荷率為 于精密度較高、自動(dòng)化程度高或多品種組合機(jī)床，宜適當(dāng)降低負(fù)荷率。本機(jī)床負(fù)荷率適中。機(jī)床負(fù)荷率為理想生產(chǎn)率與實(shí)際生產(chǎn)率之比。 組合機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡如表 3 表 2產(chǎn)率計(jì)算卡 被加工零件 圖號 坯種類 鑄件 名稱 連桿 毛坯重量 材料 42度 223序名稱 粗鏜連桿大頭孔 工序號 序號 工步 名稱 被加工零件數(shù)量 加工直徑(加工長度(工作行程(切削速度(mm/每分鐘轉(zhuǎn)速(r/進(jìn)給量(mm/r) 進(jìn)給速度(mm/工時(shí) (1 安裝工件及夾緊工件 2 2 械滑臺(tái)快進(jìn)至工位1削頭啟動(dòng) 253 6000 械滑47 100 負(fù)粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設(shè)計(jì) 14 臺(tái)工進(jìn) 4 械滑臺(tái)快退至原位1削頭停止 300 6000 3 3 5 卸工件 備注 裝卸工作時(shí)間取決于操作者熟練程度 ,本機(jī)床裝卸時(shí)間為 15 秒。 總計(jì) 單件工時(shí) 機(jī)床生產(chǎn)率 /h 機(jī)床負(fù)荷率 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 3 專用鏜削 頭設(shè)計(jì) 鏜削頭是組合機(jī)床通用的部件 ， 其以良好的性能廣泛用于組合機(jī)床及自動(dòng)線。鏜削頭可與同規(guī)格的機(jī)械或液壓滑臺(tái)配套使用，組成立式或臥式組合機(jī)床，具有靈活配置的特點(diǎn)：主要配置成頂置式，也可配置成尾置和側(cè)置式，有高、低兩組轉(zhuǎn)速，通過交換齒輪或皮帶輪變速。配置齒輪傳動(dòng)裝置的鏜削頭適用于各種材料工件的粗、精鏜孔；配置皮帶傳動(dòng)裝置的鏜削頭適用于各種材料工件的半精、精加工。為了保證粗鏜連桿大頭孔的尺寸精度和位置精度要求，而一般鏜削頭不能滿足要求，故需要設(shè)計(jì)一臺(tái)用專用鏜削頭的組合機(jī)床。 刀的選用 本課程是設(shè)計(jì) 一臺(tái)雙 面臥式專用鏜床，由于普通的鏜削頭不能很好 地 滿足加工的要求，故設(shè)計(jì)一臺(tái)專用的鏜削頭。根據(jù)設(shè)計(jì)要求要鏜 60 的孔， 根據(jù) 2第86頁 對鏜刀進(jìn)行加工具有以下特點(diǎn)： 位精度和重復(fù)精度較高，保證刀尖位置變化在工件精度允范圍內(nèi)以及加工精度的一致性。 捷，并可反復(fù)使用，使用壽命長，可減少庫存量，簡化刀具管理。 c可轉(zhuǎn)位車刀片選用 刀片，可保證切削過程中自動(dòng)卷屑及曲線加工的平穩(wěn)性，且易于實(shí)現(xiàn)刀具標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，適合自動(dòng)化 生產(chǎn)中的切削。 刀具設(shè)計(jì)考慮的問題： a. 選用刀具的類型； b. 刀具材料； c. 刀具合理幾何角度； d. 刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)； e. 計(jì)算刀具的輪廓； f. 制定合理的技術(shù)要求 g. 刀具的制造工藝和檢驗(yàn)方法 根據(jù)以上特點(diǎn)材料選用階梯式雙頭鏜刀。 的設(shè)計(jì) 的結(jié)構(gòu)工藝 軸的結(jié)構(gòu)決定于受力情況、軸上零件的布置和固定方式、軸承的類型和尺寸、軸的毛坯、制造和裝配工藝、以及運(yùn)輸、安裝等條件。軸的結(jié)構(gòu)，應(yīng)使軸受力合理，避免或減輕應(yīng)力集中，良好的工藝性，并使軸上零件定位可靠、裝卸方便。對于要求剛度大的軸，還應(yīng)從結(jié)構(gòu)上考慮減小軸的變形 。 軸上零件的周向固定，可采用鍵、花鍵、過盈配合、圓銷等。軸上零件的軸向固定，常用軸肩、軸環(huán)、螺母、軸端擋圈、套筒、圓錐面、鎖緊擋圈、緊定螺粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設(shè)計(jì) 16 釘、彈性擋圈等。過盈配合和圓銷也可兼作軸向固定。 軸的截面變化處（如軸肩、鍵槽、環(huán)槽等），會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，使多數(shù)軸產(chǎn)生疲勞破壞部位。為了保證軸的疲勞強(qiáng)度，軸肩處的過渡圓角半徑不應(yīng)過小。如此圓角半徑受軸肩限制，則可改變凹切圓角或過渡肩環(huán)。 軸上不同部位的鍵槽應(yīng)開在同一母線上，以利加工。同時(shí)，應(yīng)注意不要開到圓角或過盈配合的邊緣處，以避免應(yīng)力集中過大。 軸的選用 本設(shè)計(jì)為剛性主軸。設(shè)計(jì)剛性主軸的主要內(nèi)容之一是選擇主軸參數(shù)。主軸參數(shù)確定的正確是否，對主軸的剛性將有很大的影響。 參考 3第 86頁確定基本參數(shù) 圖 3D 主軸平均外徑； L 主軸支承距； a 主軸的懸伸長； d 空心主軸的內(nèi)孔直徑； L/a 主軸的懸伸比； d/D 主軸直徑比。 B. 參數(shù)的確定 確定主軸的各個(gè)主要參數(shù)，通常是按照主軸的實(shí)際工作條件，參考有關(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)從多方面進(jìn)行分析比較來確 定的。也可以借助于公式進(jìn)行計(jì)算。 a) 主軸懸伸長 a 在組合機(jī)床的剛性主軸設(shè)計(jì)中，主軸懸伸量的大小是由被加工零件的需要來確定的。 b) 支承距和主軸的懸伸比 L/a 這個(gè)數(shù)值直接影響主軸的剛性，懸伸比選擇小，主軸受力后產(chǎn)生的撓度和支承處的傾角就會(huì)增大，影響主軸的工作性能。在一般結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)適當(dāng)?shù)募哟髴疑毂取?通常推薦主軸的懸伸比 。 c) 主軸的平均直徑 D 主軸直徑 剛性主軸的設(shè)計(jì)中 ，確定主軸的直徑，還沒有一個(gè)成熟的方法。有的是按主軸傳遞的扭矩做初步估算的： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 40 (3為確保剛度，再將估算出的主軸平均直徑根據(jù)推薦選用的剛度系數(shù)，按下式進(jìn)行核算： 443530 (千克 /微米 ) (3式中 D 主軸平均外徑 ( d 空心主軸內(nèi)孔直徑 ( L 主軸支承間距離 (剛度系數(shù)5千克 /微米，通常?。?2 5 5 0 ） 千 克 / 微 米。 d) 主軸內(nèi)孔直徑 d 在有些剛性主軸的設(shè)計(jì)中，主軸常采用空心的，主軸內(nèi)孔直徑 則會(huì)影響主軸的剛度。通常推薦主軸的直徑比： / (3440 . 7 3 0 . 7 3 3 8 3 . 5 7 2 3 . 2 3D M c m / 0 . 5 0 . 5 3 2 . 3 1 6 . 1 5 查 1表 3 40D 20d 443530 4 4 4 433335 3 0 ( ) 5 3 0 ( 4 0 2 0 ) 3 7 0 . 5 525000m 4 10d B T (3(3試中 d 軸的直徑（ T 軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（ N m） W3m ）。實(shí)心軸的 45鋼的 31 B 系數(shù)。當(dāng)材料的剪切彈性 模數(shù) P時(shí)， 粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設(shè)計(jì) 18 ( / ) 度 米 1/4 1/2 1 B ：允許扭轉(zhuǎn)角 的適用對象，推薦如下： 剛 性主軸，取 14 ；非剛性主軸，取 12 ；傳動(dòng)軸，取 1 。 本設(shè)計(jì)軸為剛性軸： 3 8 3 5 7 . 2 / 3 8 3 . 5 7 2 /T N m k g m m 441 0 7 . 3 1 0 3 8 3 . 5 7 2 5 7 . 4 5d B T m m 查 1中表 360d 根據(jù)上表，主軸前軸承軸徑 (取 80 階梯軸的設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下問題： a) 配合性質(zhì)不同的表面，直徑應(yīng)有所不同。 b) 加工精度、粗糙度不同的表面，一般直徑亦有所不同。 c) 與軸承配合的軸頸必須符合滾動(dòng)軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)系列。 d) 各軸段的長度決定于軸上零件的寬度和零件固定的可靠性。軸頸的長度通常于軸承的寬度相同。 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)合參考資 料 1第 107頁可以確定主軸各段軸的長度尺寸： 12 720L L L 400L 1 140L 180L 據(jù)以上要求得出軸的大致尺寸和形狀為： 圖 3型 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行軸的校核計(jì)算 根據(jù)變應(yīng)力的強(qiáng)度理論和實(shí)驗(yàn)研究周的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) 式如下： 22（ 3 公式中： S 只考慮正應(yīng)力作用時(shí)的安全系數(shù)； S 只考慮扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力作用時(shí)的安全系數(shù)。 許用安全系數(shù) S ，其值根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。對于延性材料，當(dāng)載荷確定精確，對材料性能有把握時(shí)，取 ；當(dāng)載荷確定不夠精確，材料性能不夠均勻時(shí)，取 ；當(dāng)載荷確定不夠精確、材 料性能均勻性差時(shí)，取 。 確定危險(xiǎn)截面： 危險(xiǎn)截面應(yīng)為主軸前軸承支承部分。 截面的強(qiáng)度校核： 該主軸為空心軸，抗彎、抗扭截面系數(shù)計(jì)算公式見參考文獻(xiàn) 4表 1440 1 )W d r （ 3 0 20 0 . 3 360dr d （ 3 3 4 30 . 1 8 0 (1 0 . 3 3 ) 5 0 5 9 2 . 8 m m 3 4 3. 2 (1 ) 1 0 1 1 8 . 5 6T d r m m （ 3 截面扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力、彎曲正應(yīng)力的應(yīng)力幅 對于一般轉(zhuǎn)軸，彎曲正應(yīng)力按對稱循環(huán)規(guī)律變化，故彎曲應(yīng)力幅、平均應(yīng)力分別為 /a ， 0m 。 在多數(shù)情況下， 對于經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，且扭矩軸相等的軸，當(dāng)作對稱循環(huán)變化，即 /， 0m 。 69 . 5 5 1 0 38 p （ 3 76a p a （ 3 平均應(yīng)力 0m0m彎曲、扭轉(zhuǎn)極限疲勞強(qiáng)度由軸的材料特性所定。 1 350M 粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設(shè)計(jì) 20 1 200M 彎曲、扭轉(zhuǎn)時(shí)的有效應(yīng)力集中系數(shù)，參見 4表 14 彎曲、扭轉(zhuǎn)時(shí)將平均應(yīng)力折算成應(yīng)力幅的等效系數(shù)（其值與材料有關(guān)，可從表 414查出） 僅有彎曲正應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)： 1 350 2 . 6 92 . 5 5 2 0 . 2 5 0 （ 3 僅有扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)： 1 200 3 . 7 61 . 9 0 2 8 0 . 1 5 0 （ 3 彎扭聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù)： 2 2 2 22 . 6 9 3 . 7 6 1 0 . 1 12 . 24 . 6 22 . 6 9 3 . 7 6 （ 3 設(shè)計(jì)安全系數(shù) 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 以疲勞強(qiáng)度合格，該主軸符合要求。 軸 密封裝置的選用 主軸前端密封裝置的選用 主軸前端密封裝置選用迷宮式密封裝置 (見下表 3迷宮式 密封裝置利用轉(zhuǎn)動(dòng)元件與固定元件間所構(gòu)成的曲折而狹小的縫隙及縫隙內(nèi)充填的油脂達(dá)到密封目的，與其他密封配合使用，則密封效果會(huì)更好。迷宮式密封對油潤滑及脂潤滑都適用，對防塵和防漏也有較好的效果。 表 3宮密封 軸徑d 100010e 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 f 1 據(jù)表 3 d 83e f=2 端連接方式 主軸軸端于同 步帶輪的連接方式采用矩形花鍵連接（圖 3然后，帶輪與花鍵不采用直接的連接方式，而是在花鍵上配上一個(gè)特制的花鍵套，并將帶輪安裝在花鍵套上?；ㄦI連接既可用于靜連接，也可用于動(dòng)連接。 圖 3形花鍵連接 矩形花鍵連接：圖 3示為矩形花鍵連接。鍵齒的兩側(cè)面為平面，形狀較為簡單，加工方便。花鍵通常要進(jìn)行熱處理，表面硬度應(yīng)高于 40形花鍵連接的定心方式為小徑定心，外花鍵和內(nèi)花鍵的小徑為配合面。由于制造時(shí)軸和轂上的接合面都要經(jīng)過磨削，因此能消除熱處理引起 的變形，具有定心精度高、定心穩(wěn)定性好、應(yīng)力集中較小、承載能力較大的特點(diǎn)，故應(yīng)用廣泛。 花鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算： 花鍵連接的失效形式和強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)及方法，與平鍵連接基本相同?；ㄦI連接的受力如圖 4示。假設(shè)載荷在鍵齒的工作面上均勻分布，每個(gè)鍵齒的工作表面上的壓力的合力 F 作用在平均直徑花鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩 /2mT 引入載荷不均勻系數(shù) K 考慮實(shí)際載荷在各花鍵齒 上分配不均的影響。由此可得花鍵連接的強(qiáng)度條件為 圖 3鍵連接受力圖 2 zh （ 3 粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設(shè)計(jì) 22 公式中： T 花鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為 N/ l 花鍵的工作長度，單位為 z 花鍵的齒數(shù)； K 載荷不均勻系數(shù)，取決于齒數(shù)，一般取 ，齒數(shù)多時(shí)取較小值； h 花鍵齒側(cè)面的工作高度，單位為 矩形花鍵 ( ) / 2 2h D d C ； 花鍵的平均直徑，單位為 矩形花鍵 ( ) / 2 d； P 花鍵連接的許用擠壓應(yīng)力，單位為 （見表 3 P 花鍵的許用壓強(qiáng)，單位為 （見表 3 花鍵連接的零件多用強(qiáng)度極限不低于 600鋼制造，一般需要熱處理，特別是在載荷作 用下需要頻繁移動(dòng)的花鍵齒，應(yīng)通過熱處理獲得足夠的硬度以抵抗磨損?；ㄦI的許用擠壓應(yīng)力、許用壓強(qiáng)見表 表 3鍵連接的許用擠壓應(yīng)力和許用壓強(qiáng) 連接工作方式 使用和制造情況 齒面未經(jīng)熱處理 齒面經(jīng)過熱處理 動(dòng)連接 P （載荷下移動(dòng)）