柴油機(jī)汽缸體兩端面銑削專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì)

摘 要 本課題是柴油機(jī)汽缸體兩端面銑削專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì)，主要是完成機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)、組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)。根據(jù)柴油機(jī)汽缸體的結(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)床為臥式組合機(jī)床；考慮工件尺寸精度，表面粗糙度，切削的排除生產(chǎn)率等因素，選用硬質(zhì)合金不重磨式面銑刀；根據(jù)工件的尺寸、特點(diǎn)及其材料選擇切削用量；然后，再經(jīng)過(guò)切削用量來(lái)確定組合機(jī)床的通用部件；最后進(jìn)行組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)。由于是銑削柴油機(jī)汽缸體的兩端面，則夾具的設(shè)計(jì)可以采用“一面兩銷(xiāo)”定位，手動(dòng)夾緊，一次裝夾加工汽缸體兩端 面，保證加工精度，提高生產(chǎn)率；根據(jù)工作將受到切削力來(lái)計(jì)算夾緊力；再根據(jù)夾緊力來(lái)選擇確定夾緊裝置的專(zhuān)用部件。 在設(shè)計(jì)之中，盡量使用通用件，減少制造成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)本次設(shè)計(jì)可以達(dá)到的效果是：所設(shè)計(jì)的夾具及主軸箱能滿(mǎn)足所需的質(zhì)量要求，使用時(shí)安全可靠，拆裝方便，易于維修。 關(guān)鍵詞： 組合機(jī)床；汽缸體；銑刀；夾具 Abstract This topic is called a diesel engine at both ends of the cylinder block face milling plane design, mainly including the completion of jigs and fixtures design, the combination of the overall machine design and machine tool spindle box design. According to the structural characteristics of the diesel engine cylinder block, the processing site, dimensional accuracy, surface roughness and productivity requirements, it can be determined that the machine is a horizontal combination of machine tools； considering the accuracy of the workpiece dimensions, surface roughness, cutting negative factors such as productivity, the hard-alloyed throw-away grinding-face milling is chosen； cutting amount is selected according to the size of the workpiece. characteristics and material selection； then, by the cutting amount we determine the combination of general machine parts； Finally, the overall design of the machine is carried out. Due to both end faces of the milling diesel engine cylinder block, the design of the fixture can employ the two sells positioning, manual clamping, a fixture worked both ends of the cylinder block surface to ensure accuracy and improve productivity； clamping forces will be calculated through the cutting force； and determine specific parts of the clamping device according to the clamping force. In such a design, one should make use of common parts to reduce manufacturing costs and increase economic benefits. The design can achieve the effect that the design of the fixture and spindle box can meet the quality requirements and it guarantees safe and reliable use, easy disassembly and easy maintenance. Key words: combination machine tools； The cylinder body； Milling cutter；fixture V 目 錄 摘 要 . I Abstract . II 目 錄 . V 1 緒論 . 1 1.1 課題來(lái)源 . 1 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r . 1 1.3 指導(dǎo)思想和設(shè)計(jì)要求 . 2 2 總體方案論證 . 3 2.1 被加工零件分析 . 3 2.2 工藝方案的制定 . 3 2.3 加工設(shè)備方案選擇 . 3 2.4 確定機(jī)床總體布局 . 4 3 切削用量的選擇及計(jì)算 . 5 3.1 切削刀具的選擇 . 5 3.2 切削用量的選擇 . 5 3.3 切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率的確定 . 5 4 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) . 8 4.1 被加工零件工序圖 . 8 4.2 加工示意圖 . 9 4.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 . 10 4.3.1 動(dòng)力部件的選擇 . 10 4.3.2 滑臺(tái)及相配底座的選擇 . 11 4.3.3 確定機(jī)床的裝料高度 H . 11 4.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 . 11 4.4.1 理想生產(chǎn)率 Q . 11 4.4.2 實(shí)際生產(chǎn)率 Q1 . 12 4.4.3 機(jī)床負(fù)荷率 負(fù) . 13 4.4.4 編寫(xiě)機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 . 14 5 主軸箱設(shè)計(jì) . 15 5.1 主軸及傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 15 5.2 主軸箱傳動(dòng)計(jì)算 . 16 5.2.1 傳動(dòng)比分配 . 16 5.2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及齒輪的排布 . 17 5.3 主軸箱的潤(rùn)滑及油泵軸的確定 . 18 5.4 軸的計(jì)算及主軸校核 . 18 5.5 齒輪的校核 . 20 5.6 軸承的選擇與校核 . 21 6 夾具設(shè)計(jì) . 24 6.1 定位誤差分析計(jì)算 . 24 6.2 夾緊裝置設(shè)計(jì) . 25 6.3 夾緊力的計(jì)算 . 25 6.4 夾具零部件的設(shè)計(jì) . 27 6.4.1 夾具體的設(shè)計(jì) . 27 6.4.2 支座的設(shè)計(jì) . 28 6.4.3 支承板的設(shè)計(jì) . 28 6.4.4 螺桿的設(shè)計(jì) . 29 6.4.5 支承軸的設(shè)計(jì) . 30 6.4.6 壓板的設(shè)計(jì) . 30 6.4.7 導(dǎo)向板的設(shè)計(jì) . 31 7 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 32 7.1 負(fù)載分析 . 32 7.2 負(fù)載圖和速度圖的繪制 . 32 7.3 液壓缸主要參數(shù)的確定 . 32 7.4 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 . 35 7.4.1 液壓系統(tǒng)的工作要求的確定 . 35 7.4.2 擬定液壓系統(tǒng)圖 . 35 7.5 計(jì)算和選擇液壓元件 . 37 7.5.1 確定液壓泵的最高工作壓力 . 37 7.5.2 確定液壓泵流量 . 38 7.5.3 選擇液壓泵規(guī)格 . 38 7.5.4 計(jì)算油泵需要的電機(jī)功率 . 38 7.6 閥類(lèi)元件的選擇 . 38 7.7 油管的確定 . 39 7.8 確定其它輔助裝置 . 39 7.9 發(fā)熱及 油箱容量計(jì)算 . 39 8 結(jié)論與展望 . 40 8.1 結(jié)論 . 40 8.2 展望 . 40 致 謝 . 41 參考文獻(xiàn) . 42 柴油機(jī)氣缸體兩端面銑削專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1.1 課題來(lái)源 隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模化、專(zhuān)業(yè)化、集中化、高度機(jī)械化乃至自動(dòng)化的步伐的加快，在進(jìn)行工件加工時(shí)，要求考慮使用專(zhuān)用機(jī)床和夾具。 組合機(jī)床和組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)是一種專(zhuān)用高效自動(dòng)化技術(shù)裝 備 ,目前 ,由于它仍是大批量機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備 ,因而被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。某企業(yè)因生產(chǎn)發(fā)展需要，擬開(kāi)發(fā) 柴油機(jī)汽缸體兩端面銑削專(zhuān)機(jī) ，因此選定 柴油機(jī)汽缸體兩端面銑削專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 為本次設(shè)計(jì)課題 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r 在我國(guó)，組合機(jī)床發(fā)展已有 28 年的歷史，其科研和生產(chǎn)都具有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，應(yīng)用也已深入到很多行業(yè)。是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新，進(jìn)行技術(shù)改造，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一。組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較 高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn) 目前還是 主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類(lèi)和軸類(lèi)零件（近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額）， 是其主要的加工對(duì)象， 完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車(chē)端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。組合機(jī)床的分類(lèi)繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位 回轉(zhuǎn)臺(tái)式組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床 柔性組合機(jī)床越來(lái)越受到人們親睞，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程序控制（ PLC）、數(shù)字控制（ NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來(lái)組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)（清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測(cè)量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線(xiàn)）等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來(lái)越大。 由于組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專(zhuān)用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶(hù)特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及 到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國(guó)組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后，國(guó)內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線(xiàn)幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場(chǎng)要求我們不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝，研制新產(chǎn)品，由過(guò)去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿(mǎn)足用戶(hù)要求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。 從 2002 年年底第 21 屆日本國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)上獲悉，在來(lái)自世界 10 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的 500 多家機(jī)床制造商和團(tuán)體展示的最先進(jìn)機(jī) 床設(shè)備中，超高速和超高精度加工技術(shù)裝備與復(fù)合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深受歡迎。據(jù)專(zhuān)家分析，機(jī)床裝備的高速和超高速加工技術(shù)的關(guān)鍵是提高機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。 這次 博覽會(huì)上展出的加工中心，主軸轉(zhuǎn)速 10000 20000r/min，最高進(jìn)給速度可達(dá) 10-60m/min；復(fù)合、多功能、多軸化控制裝備未來(lái)也有很大發(fā)展?jié)摿?。 現(xiàn)在的零部件一體化在提高和數(shù)量減少的同時(shí)，形狀卻在變的復(fù)無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 雜多樣化。 多軸化控制的機(jī)床裝備適合加工形狀復(fù)雜的工件。另外， 為了滿(mǎn)足產(chǎn)品的加工需求，需要加工機(jī)床能夠隨時(shí)調(diào)整和適應(yīng)新的變化 。 可是 現(xiàn)代通信技 術(shù)在機(jī)床裝備中的應(yīng)用， 以及 信息通信技術(shù)的引進(jìn)使得現(xiàn)在機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，操作者可以通過(guò)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(guò)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。 從上面介紹的可以知道， 我國(guó)組合機(jī)床裝備 跟國(guó)外還是有相當(dāng)大 差距 的 ，因此我國(guó)組合機(jī)床技術(shù)裝備 今后的發(fā)展方向應(yīng)該是 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。 1.3 指導(dǎo)思想和設(shè)計(jì)要求 1.學(xué)習(xí)獨(dú)立查閱參考文獻(xiàn)的能力 。 2.完成 柴油機(jī)汽缸體兩端面銑削專(zhuān)機(jī) 總體結(jié)構(gòu)和主要部件（機(jī) 床夾具、組合機(jī)床主軸箱）設(shè)計(jì) （折合零號(hào)圖 4 張以上） 、編制 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。 3.學(xué)習(xí)撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)定的各項(xiàng)任務(wù)。 4.完成 英 文翻譯資料一份 。 柴油機(jī)氣缸體兩端面銑削專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 3 2 總體方案論證 設(shè)計(jì)的機(jī)床要滿(mǎn)足加工要求、保證加工精度；盡可能選用通用件、以降低成本 .因此根據(jù)上述要求和柴油機(jī)氣缸體的加工特點(diǎn)來(lái)確定設(shè)計(jì)方案 . 2.1 被加工零件分析 被加工零件：柴油機(jī)氣缸體 材料： HT250 硬度： 187 255HBS 年產(chǎn)量： 7 萬(wàn)件 加工部位：兩端面 加工要求：汽缸體兩端面粗糙度被加工到 6.3 m ，兩端面尺寸至 5820.3mm 2.2 工藝方案的制定 工藝方案的擬訂是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步 .組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)要注重工件及其加工的工藝分析，只有制定出先進(jìn)合理的工藝方案 ,才能設(shè)計(jì)出先進(jìn)合理的組合機(jī)床 .根據(jù)指定的加工要求 ,提出若干個(gè)工藝方案 ,擇其佳者 .工藝方案確定了 ,組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)、性能、運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)、布局等一系列問(wèn)題也就解決了 .所以，工藝方案設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié) .而且工藝方案在很大程度上決定了組合機(jī)床的結(jié) 構(gòu)配置和使用性能 .因此，必須認(rèn)真分析被加工零件圖紙 ,深入了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求及生產(chǎn)率要求等一些因素 . 擬定組合機(jī)床工藝方案的一般步驟如下： 1 分析、研究加工要求和現(xiàn)場(chǎng)工藝，在制訂組合機(jī)床工藝方案時(shí)，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位及其精度、表面粗糙度、技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)；其次深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析零件的加工工藝方法、定位夾緊方式、所采用的設(shè)備、刀具及切用量、生產(chǎn)率情況等 . 2 定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇組合機(jī)床一般為工序集中的多刀 加工，不但切削負(fù)荷大，而且工件受力方面變化 .因此，正確選擇定位基準(zhǔn)和夾壓部位是保證加工精度的重要條件 . 本道工序主要是加工毛坯，因此，還要對(duì)毛坯基準(zhǔn)選擇考慮有關(guān)工序加工余量的均勻性 .定位夾壓部位的選擇應(yīng)在有足夠的夾緊力下工件產(chǎn)生的變形最小，并且?jiàn)A具易于設(shè)置導(dǎo)向和能過(guò)刀具 . 本道工序：粗銑柴油機(jī)氣缸體兩端面 . 2.3 加工設(shè)備方案選擇 在機(jī)械制造業(yè)中，金屬切削機(jī)床占機(jī)械設(shè)備總臺(tái)數(shù)的 50% 70%，它負(fù)擔(dān)的工作量約占一半左右，其中有 30% 50%的工作量是由組合機(jī)床來(lái)完成的，同時(shí)，機(jī)械加工方法是機(jī)電產(chǎn)品及零部件 生產(chǎn)的主要方法，且機(jī)械加工質(zhì)量又是提高整個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵 .因此，組合機(jī)床的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)，是機(jī)械制造行業(yè)一項(xiàng)非常重要的工作 .組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專(zhuān)用部件組成的一種高效專(zhuān)用機(jī)床，具有如下特?zé)o錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 點(diǎn)： 1生產(chǎn)率高； 2加工精度穩(wěn)定； 3研制周期快，便于設(shè)計(jì)、制造和使用、維護(hù)； 4自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低； 5配置靈活，可按工件或工序要求靈活組成機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)，易于改裝，產(chǎn)品或工藝變化時(shí)，通用部件還可以重復(fù)利用； 6使用穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)床費(fèi)用低 . 由于 此次 被加工 的 零件已 定 型， 生產(chǎn)批量 又 較大，加工要求 也 較高， 因此 必須采用組合機(jī)床來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)，又是針對(duì)雙面加工 .因此，采用組合機(jī)床來(lái)進(jìn)行加工是較適宜、理想的生產(chǎn)方案 . 2.4 確定機(jī)床總體布局 根據(jù)上述確定的加工工藝方案，按照工序集中程度和生產(chǎn)批量大小，機(jī)床總體布局主要有如下配制型式： 1 多工位組合機(jī)床 多工位組合機(jī)床：主要用于中、小零件加工 .生產(chǎn)占地面積大，但生產(chǎn)率高 .這種方式若配合工作臺(tái)的移動(dòng)和精確定位，可以組成組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)，則自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率均很高 . 2.單工位組合機(jī)床 各種型式的單工位組合機(jī)床，通?？砂惭b一個(gè)工件，特 別適宜于大、中型箱體類(lèi)零件的加工 .根據(jù)配置動(dòng)力部件的型式和數(shù)量，這類(lèi)機(jī)床可分為單面、多面及復(fù)合式 .這種方 式組成靈活，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于單工位加工，其機(jī)動(dòng)時(shí)間與輔助時(shí)間不能重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低 . 根據(jù)以上所述 , 柴油機(jī)汽缸體的結(jié)構(gòu)是比較規(guī)則的長(zhǎng)方體，從裝夾的角度來(lái)看，臥式平放比較方便，采用臥式組合機(jī)床加平面，有利于排屑，也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 .且柴油機(jī)氣缸體屬于中型加工零件，在本次設(shè)計(jì)中，銑平面工序是主要工序內(nèi)容 .因此為了保證銑平面的加工精度和結(jié)合被加工零件加工特點(diǎn)，臥式單工位組合機(jī)床是較好的選擇 . 臥式單工位組合機(jī)床又可分為臥式單面組合機(jī)床，臥式多面組合機(jī)床等 .若采用臥式單面組合機(jī)床，加工兩端面需經(jīng)過(guò)兩次裝夾，增加輔助時(shí)間，成本高，生產(chǎn)效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大 .因此，采用臥式雙面組合機(jī)床是合理的選擇 .其特點(diǎn)：工件安裝在夾具里，工件和夾具裝在銑削工作臺(tái)上，刀具相對(duì)固定，銑削工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng) .生產(chǎn)占地面積小，加工精度高 . 柴油機(jī)氣缸體兩端面銑削專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 5 3 切削用量的選擇及計(jì)算 3.1 切削刀具的選擇 在生產(chǎn)線(xiàn)上，由于銑削平面的走刀長(zhǎng)度一般比孔加工的走刀長(zhǎng)度長(zhǎng)的多，為了提高切削用量應(yīng)采用硬質(zhì)合金套式面銑刀 . 由參考文獻(xiàn) 3，粗 齒中齒細(xì)齒面銑刀刀片材料為 YG6(銑鑄鐵 )及 YT15(銑鋼 )，密齒面銑刀刀片材料為 YG6，銑碳鋼面銑刀刀片材料為 YT15. 由加工箱體外形尺寸，結(jié)合參考文獻(xiàn) 4箱體端面為 425582，為大平面，以及被加工零件材料為 HT250，因此選用刀片材料為 YG6，刀盤(pán)直徑為 500mm 的硬質(zhì)合金套式面銑刀 .又因?yàn)楸镜拦ば蚴谴帚?，粗糙度要求不高，選中齒銑刀，齒數(shù)為 34. 故設(shè)計(jì)的組合銑床選擇的刀具為：硬質(zhì)合金套式中齒端面銑刀，材料為 YG6，齒數(shù)為34. 3.2 切削用量的選擇 在組合機(jī)床工藝方案確定過(guò)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)形式及工作可靠性均有較大的影響 . 在大多情況下，組合機(jī)床為多軸、多刀、多面同時(shí)切削，為盡量減少時(shí)間和刀具的損耗，保證機(jī)床生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)效果，因此，切削用量比一般機(jī)床單刀加工低 30%左右 . 組合機(jī)床通常用動(dòng)力滑臺(tái)來(lái)帶動(dòng)刀具進(jìn)給，由于多軸箱上同時(shí)工作的刀具種類(lèi)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(lái)確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，通常用試湊法來(lái)滿(mǎn)足每分鐘進(jìn)給量相同的要求 . 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(mǎn)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)氣缸體體量端面的切削用量 . 由參考文獻(xiàn)表 6-164，查得： 銑削深度為 2-5mm，在這里取銑削深度 ap=4mm 銑削速度為 50-80m/min，取銑削速度 vc=75m/min 每齒進(jìn)給量 fz為 0.2-0.4mm/z，取 fz =0.2mm/z 主軸轉(zhuǎn)速 n = d 1000 = 50014.3 751000 =50.96 r/min 取 n = 51 r/min 進(jìn)給速度： V 8.34651342.0f znffnV z mm/min 3.3 切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率的確定 根據(jù)選擇的切削用量，確定切削力，作為選擇動(dòng)力部件（滑臺(tái)）設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其他傳動(dòng)件的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動(dòng)電機(jī)功率 . 現(xiàn)分兩種方案進(jìn)行討論 . 方案： 銑削力的計(jì)算： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 由 由機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)得： F = 490ap 1.0f z 0.74D -1.0a e 0.90z （ 3.1） 式中 F-銑削力 (N)； ap -銑削深度 (mm)； fz -每齒進(jìn)給量 (mm/z)； D-銑刀直徑 (mm)； ae -銑削寬度 (mm)； z-銑刀的齒數(shù) . 由前面計(jì)算的切削用量得， ap =4mm； fz=0.2mm/z； D=512mm； ae =425mm； z=34. 將上述數(shù)值代入式（ 3.1）得： F = 490ap 1.0f z 0.74D -1.0a e 0.90z =490 41.00.20.74500-1.04250.9034 =9277.6(N) 由機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)有： 切削功率： P 切 = 2.6610-5 ap 0.9f z 0.75a e 1.1 n0.8 =2.6610-5 4 0.90.20.754251.1510.8 =7.03（ kW） 主軸轉(zhuǎn)矩： T =9.55106P/n = 9.551067.03/51 = 1.32106N.mm 方案： 計(jì)算銑削功率 : 查參考文獻(xiàn) 4表 6-20，得銑削功率 : P= 61200000pvf A 其中 p=1300/a0.313， v= fzzn， A= ap ae 柴油機(jī)氣缸體兩端面銑削專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 7 切削功率： P 切 = 6 1 2 0 0 0 0 0425451342.041300 313.0 =3.46 kW ，相比較，方案切削功率與實(shí)際切削功率相差的太大，方案與實(shí)際的切削功率相近，故選用第一種方案 . 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)，通常是針對(duì)具體加工零件，擬訂工藝和結(jié)構(gòu)方案 ，并進(jìn)行方案圖樣和有關(guān)技術(shù)文件設(shè)計(jì) .并且在選取定加工方法和機(jī)床總體布局結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上繪制組合機(jī)床“三圖一卡” .其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、加工示意圖、夾具設(shè)計(jì)圖和編制機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡等 . 4.1 被加工零件工序圖 本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床主要對(duì)柴油機(jī)氣缸體兩端面的粗銑 .因此采用一面兩銷(xiāo)定位方式，即利用零件上的一個(gè)平面和該平面上的兩個(gè)孔作為定位基準(zhǔn) .一個(gè)孔插圓柱銷(xiāo)，另一個(gè)孔插菱形銷(xiāo) .這種定位方法保證了理論上的六點(diǎn)定定位原則 (平面上三個(gè)點(diǎn) ,圓柱銷(xiāo)兩個(gè)點(diǎn)和菱形銷(xiāo)一個(gè)點(diǎn) )，但是在實(shí)踐中，在大多數(shù)情況下 ，工件的一個(gè)平面，在夾具中不是支承在三個(gè)點(diǎn)上，而是支承在四個(gè)或者更多一些的支承點(diǎn)上，有時(shí)放在兩條長(zhǎng)的支承板上，這樣可以提高“機(jī)床 -夾具 -刀具 -工件”系統(tǒng)的剛性，避免夾壓力和切削力超出支承點(diǎn)，引起工件的彈性變形，這種變形不僅影響加工精度，還會(huì)引起振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)造成刀具的折斷 . 由于本次的加工的工序是在加工好柴油機(jī)氣缸體頂?shù)酌娴那闆r下進(jìn)行的，因此被加工零件的頂、底面是較光滑的，因此采用柴油機(jī)氣缸體的下底面作為定位基準(zhǔn)，再在該面鉆兩個(gè)銷(xiāo)孔，這樣就保證了理論上的六點(diǎn)定位原則 . 被加工零件圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也 是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件 .它的要求被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)開(kāi)頭及尺寸相符 .加工用定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向，以便依次進(jìn)行夾具定位支承、夾緊、導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì) . 本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊?. 本組合機(jī)床以柴油機(jī)氣缸體為加工對(duì)象進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)工序圖簡(jiǎn)要說(shuō)明及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)如下： 1定位方法： 采用一面兩銷(xiāo)定位方式，即利用柴油機(jī)氣缸體底面和該平面上的兩個(gè)孔作為定位基準(zhǔn) .一 個(gè)孔插圓柱銷(xiāo)，另一個(gè)孔插菱形銷(xiāo)； 2零件材料： HT250； 3硬度： 187 255HBS； 4方框內(nèi)尺寸及相應(yīng)粗糙度為本機(jī)床所保證，其余尺寸及相應(yīng)光潔度為前序保證； 5 單邊加工余量： 4mm 柴油機(jī)氣缸體兩端面銑削專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 9 本汽缸體的被加工零件工序圖如下： 圖 4.1 被加工零件工序圖 4.2 加工示意圖 零件的加工方案要通過(guò)加工示意圖反映出來(lái)，加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程中工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系 .因此，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主 要圖樣之一，在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位 .其主要內(nèi)容為： 1反映機(jī)床的加工方法，切削用量及工作循環(huán) . 2決定刀具類(lèi)型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸 . 3決定主軸的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度 . 4選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)專(zhuān)用的接桿，浮動(dòng)卡頭，導(dǎo)向裝置，刀桿托架等 . 5標(biāo)明主軸、接桿、夾具與工件之間的聯(lián)系尺寸，配合及精度 . 加工示意圖的畫(huà)法有如下要求： 1 加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細(xì)實(shí)線(xiàn)繪出工作加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開(kāi)圖 .加工表面用粗實(shí)線(xiàn)畫(huà) .為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，相同加工部位的加工示意圖只需表示其中之一，即同一主軸箱里結(jié)構(gòu)尺 寸相同的主軸可只畫(huà)一根 . 2一般情況下，在加工示意圖上，主軸分布可不按真實(shí)距離繪制 . 3主軸應(yīng)從多軸箱端面畫(huà)起 .刀具應(yīng)處于加工終了位置 .標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)只畫(huà)外輪廓，但需加注規(guī)格代號(hào) . 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 本組合機(jī)床加工示意圖如下： 圖 4.2 機(jī)床加工示意圖 4.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖用來(lái)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，可用以檢驗(yàn)機(jī)床各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿(mǎn)足加工要求，通用部件的選擇是否合適，并為進(jìn)一步開(kāi)展主軸箱等專(zhuān)用部件的設(shè)計(jì)提供依據(jù) .聯(lián)系尺寸圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局 . 繪制機(jī) 床聯(lián)系尺寸圖有以下要求： 1.以適當(dāng)數(shù)量的視圖按同一比例畫(huà)出機(jī)床各主要組成部件的外形輪廓及相關(guān)位置，表明機(jī)床的配置型式及總體布局，主視圖應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致 . 2.圖上應(yīng)盡量減少不必要的線(xiàn)條及尺寸，但反映各部件的聯(lián)系尺寸，專(zhuān)用部件的主要輪廓尺寸，運(yùn)動(dòng)部件的極限位置及行程尺寸，必須完整齊全，至于各部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)不必畫(huà)出，可留在具體設(shè)計(jì)部件時(shí)完成 . 3.為便于開(kāi)展部件設(shè)計(jì)，聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格代號(hào)，電動(dòng)機(jī)型號(hào)，功率及轉(zhuǎn)速，并注明機(jī)床部件的分組情況及總行程 . 4.3.1 動(dòng)力部件的選擇 由于功率損 耗，取 =0.85 WPP k27.885.0 03.7 切電機(jī) 取功率儲(chǔ)備系數(shù)為 30%， ，電機(jī)P 8.27（ 1+30%） = 10.75 kW； 取 電機(jī)P 11 kW. 選用 1TD50-IV 動(dòng)力箱； 4 柴油機(jī)氣缸體兩端面銑削專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 11 選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)： Y160M-4； 同步轉(zhuǎn)速 n=1460 r/min，輸出軸轉(zhuǎn)速 n1=730 r/min， P 電機(jī) =11 kW. 4.3.2 滑臺(tái)及相配底座的選擇 根據(jù)選定量及工作行程和工件尺寸大小，由 參考文獻(xiàn) 4表 5-2 查知應(yīng)選擇 1HY63 系列液壓滑臺(tái) ，相應(yīng)的側(cè)底座為 1CC631. 表 5-1 1HY63 型液壓滑臺(tái)主要技術(shù)性能 型 號(hào) 臺(tái)面 寬度 臺(tái)面 長(zhǎng)度 行 程 快進(jìn)速度 （ min/mm ） 共進(jìn)速度 （ mm/min ） 最大進(jìn)給力（