ZH1105柴油機齒輪室蓋多孔鉆組合機床總體及右主軸箱設(shè)計

1、ZH1105 柴油機齒輪室蓋多孔鉆組合機床柴油機齒輪室蓋多孔鉆組合機床總體及右主軸箱設(shè)計總體及右主軸箱設(shè)計摘摘 要：要：組合機床通常采用多刀（多軸） 、多面、多工位同時對工件進行加工的方法。加工時，裝在機床主軸上的刀具作旋轉(zhuǎn)主運動，工件作進給運動，或者刀具既作旋轉(zhuǎn)主運動又做進給運動，以完成工件循環(huán)。本課題設(shè)計了一臺用于ZH1105 柴油機齒輪室蓋多孔鉆的組合機床。設(shè)計內(nèi)容主要分為總體設(shè)計和右主軸箱設(shè)計兩部分?？傮w設(shè)計包括總體方案論證、切削用量的確定和刀具選擇以及“三圖一卡”的繪制。右主軸箱設(shè)計主要包括繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖、確定主軸和齒輪、設(shè)計傳動系統(tǒng)；根據(jù)主軸箱的大小以及設(shè)計和裝配要求選擇

2、主軸箱的其他零部件。本組合機床有高精度、高剛性、高效率、高靈活性等優(yōu)點；使用方便，提高了勞動生產(chǎn)率。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：組合機床；齒輪室蓋；多孔鉆；主軸箱本本設(shè)計設(shè)計來自：完美來自：完美畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計網(wǎng)網(wǎng)登登陸陸網(wǎng)站網(wǎng)站聯(lián)聯(lián)系客服系客服遠遠程截程截圖圖或者或者遠遠程控程控觀觀看完整全套看完整全套論論文文圖紙設(shè)計圖紙設(shè)計客服客服 QQ： ：8191040Design the total and the right spindle box of Modular machine Tool for ZH1105 diesel gear room covered with Porous drillingA

3、bstract: The Modular machine tool usually processes workpieces by a Multi-knife (multi-axis), multi-faceted and multistation method when processed,the cutter installed in the spindle of machine tool rotates the main movement.The workpieces take a feed motion or take a combine motion of rotate and fe

4、ed. The topic designed a Modular machine tool for the ZH1105 diesel gear room covered with Porous drilling.Two parts of design are total design and ight headstock design.Total design contains overall program feasibility studies, the determination of cutting parameters and select of cutter and three

5、plans a card drawing. Right headstock design including the design of the original based map of multi-axle box diagram, determining the spindle and gears, the design of transmission system and choosing the other parts of headstock according to the size of the headstock, as well as design and assembly

6、 requirements. The Modular machine tool is high precision and high rigidity, high efficiency, high flexibility and easy to use,so improve the labor productivityKey words: Modular machine tool; Gear room covered; Porous drilling; Headstock 目 錄1 前言.12 組合機床總體設(shè)計.32.1 總體方案論證.32.1.1 工藝路線的確立.32.1.2 機床配置型式的

7、選擇.32.1.3 定位基準的選擇.32.1.4 滑臺型式的選擇.32.2 切削用量的確定及刀具選擇.42.2.1 選擇切削用量.4切削力、切削扭矩及切削功率的計算.52.2.3 選結(jié)擇刀具構(gòu).62.3 組合機床總體設(shè)計三圖一卡.62.3.1 被加工零件工序圖.62.3.2 加工示意圖.7機床聯(lián)系尺寸總圖.92.3.4 機床生產(chǎn)率計算卡.123組合機床右主軸箱設(shè)計 .143.1 主軸箱原始依據(jù)圖.143.2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇和動力計算.153.2.1 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇.153.2.2 主軸直徑和齒輪模數(shù)的確定.153.3 主軸箱傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算.153.3.1 根據(jù)原始依據(jù)圖計算坐標(biāo)尺

8、寸.163.3.2 擬訂主軸箱傳動路線.163.3.3 確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù).17傳動軸的坐標(biāo)計算與校核.203.3.5 齒輪的校核.213.3.6 軸承的壽命校核.22平鍵的選擇.233.3.8 坐標(biāo)檢查圖.244 零部件的設(shè)計.254.1 主軸箱的裝配圖及零件圖.254.2 主軸箱的選擇設(shè)計.254.3 潤滑系統(tǒng)的設(shè)計.255 結(jié)論.26參 考 文 獻.27致 謝.28附 錄.291 前言組合機床是用按系列化標(biāo)準化設(shè)計的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計的專用部件組成的專用機床。組合機床是由萬能機床和專用機床發(fā)展來的，它既有專用機床結(jié)構(gòu)簡單的特點，又有萬能機床能夠重新調(diào)整，

9、能適應(yīng)新工件加工的特性。組合機床是集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的基本組成是以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機床。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。組成組合機床的通用部件有如下幾類：動力部件動力頭、動力滑臺和動力箱；工件運送部件回轉(zhuǎn)工作臺、移動工作臺和回轉(zhuǎn)鼓輪；支承部件立柱、床身、底座和滑座等。控制系統(tǒng)有通用的液壓傳動裝置、電氣柜、操縱臺等。組合機床自誕生以來就一直在不斷地發(fā)展，其發(fā)展方向為：提高生產(chǎn)率；擴大工藝范圍；提高加工精度；提高自動化程度；提高組合機床及其自動線的可調(diào)性；創(chuàng)

10、造小型組合機床；發(fā)展專能組合機床及自動線。發(fā)展組合機床及其自動線，廣泛地推廣使用組合機床，對于機械制造業(yè)，特別是汽車、拖拉機、柴油機、電動機、儀器、儀表、閥門、礦山機械、冶金、航空、紡織機械以及軍工部門等生產(chǎn)的發(fā)展，有著很重要的意義。我的課題是 ZH1105 柴油機齒輪室蓋多孔鉆組合機床總體及右主軸箱設(shè)計，來源于江淮動力集團。總體設(shè)計由我們四個人完成，本人主要設(shè)計右主軸箱，主軸箱設(shè)計是組合機床設(shè)計中的一個重要組成部分。在主軸箱體設(shè)計中；首先根據(jù)已知條件和被加工零件的具體結(jié)構(gòu)特征，確定各軸的排布方案、結(jié)構(gòu)、材料、轉(zhuǎn)向、配合關(guān)系等，保證各軸互不干涉。軸的排布方案是多種多樣的，通過比較選擇一種最佳的

11、方案，然后選擇主軸箱體的規(guī)格、型號。確定好軸的排布方案及各種技術(shù)參數(shù)后，再選擇其它各種零件，編制各零件的明細表。盡可能選用標(biāo)準件和通用件，降低制造成本。需對被加工零件孔的分布情況及所要達到的要求進行分析，如各部件尺寸、材料、形狀、硬度及加工精度和表面粗糙度等。首先是總體方案的設(shè)計，組合機床的總體設(shè)計必須要制定工藝方案，在工藝制定過程中，通過生產(chǎn)批量的分析確定組合機床箱體結(jié)合件的加工方案，并尋求最佳的工藝方案。總體方案設(shè)計的主要成果是“三圖一卡” ，即繪制被加工零件圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計算卡。最后是技術(shù)設(shè)計和工作設(shè)計。技術(shù)設(shè)計是根據(jù)總體設(shè)計已經(jīng)確定的“三圖一卡” ，設(shè)計主軸

12、箱等專用部件的正式總圖；工作設(shè)計即繪制各個專用部件的施工圖樣，編制各部件明細表。這次畢業(yè)設(shè)計是熟悉和運用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實踐機會，它能讓我綜合運用機械設(shè)計的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)和課程設(shè)計中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力和運用主軸箱設(shè)計的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計方案，完成主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，為未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。在設(shè)計過程中，在指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助下和通過自身的努力，理論聯(lián)系實際，從合理性、經(jīng)濟性、工藝性、實用性及對被加工零件的具體要求對現(xiàn)有機床進行研究和分析，找出可以進行改進

13、的地方，通過反復(fù)推敲對比，確定了設(shè)計方案，并最終完成本課題的設(shè)計。2 組合機床總體設(shè)計2.1 總體方案論證本設(shè)計的加工對象為 ZH1105 柴油機齒輪室蓋，材料是 HT200，硬度 HB190-240。 工藝路線的確立工藝方案的擬訂是組合機床設(shè)計的關(guān)鍵一步。工藝方案制定的正確與否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(yīng)根據(jù)工件的形狀和加工要求的特點，按一定的原則，結(jié)合組合機床常用的工藝方法，充分考慮到各種因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析后擬訂出先進，合理、經(jīng)濟、可靠的工藝方案。選擇工藝基準和定位方式是制定工藝方案的關(guān)鍵所在。根據(jù)先粗后精、先基準面后其它表面、先主要表面后次要表面的機械加工

14、工序安排的設(shè)計原則。 機床配置型式的選擇機床配置型式的選擇確定機床的配置型式，定出影響機床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。既要考慮能實現(xiàn)工藝方案，以確保零件的精度、技術(shù)要求及生產(chǎn)率，又要考慮機床操作方便可靠，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。ZH1105 柴油機的結(jié)構(gòu)為臥式長方體，臥式組合機床的優(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

15、是削弱了床身的剛性，占地面積大。立式組合機床的優(yōu)點是占地面積小，自由度大，操作方便。其缺點是機床重心高，振動大。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強度?？紤]到機床運行的平穩(wěn)性，選用臥式組合機床。 定位基準的選擇定位基準的選擇組合機床是針對某種零件或零件某道工序設(shè)計的。正確選擇定位基準，是確保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。組合機床一般為工序集中的多刀加工，不但切削負荷大，而且工件受力方向變化。一般常采用一面兩孔定位和三面定位。本機床加工時采用的定位方式是一面兩孔定位，以底面為定位基準面，限制三個自由度；用圓柱定位銷，限制兩個自由度；用削邊銷限制剩下的

16、一個轉(zhuǎn)動自由度，符合六點定位規(guī)律，滿足相容條件。針對 ZH1105 柴油機我們采用了液壓夾緊，以減少齒輪室蓋夾緊變形誤差。 滑臺型式的選擇滑臺型式的選擇動力滑臺是由滑座、滑鞍和驅(qū)動裝置等組成、實現(xiàn)直線進給運動的動力部件。根據(jù)驅(qū)動和控制方式不同，滑臺分為液壓滑臺、機械滑臺和數(shù)控滑臺三種類型。液壓滑臺采用雙軌結(jié)構(gòu)型式，以單導(dǎo)軌兩側(cè)面導(dǎo)向，導(dǎo)向的長寬比較大，導(dǎo)向性好;在相當(dāng)大的范圍內(nèi)可以無級調(diào)速；可以獲得較大的進給力；由于液壓驅(qū)動，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；由行程調(diào)速閥來控制的快進轉(zhuǎn)工進，轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠。機械滑臺采用滾珠絲杠傳動

17、，進給量穩(wěn)定，慢速無爬行，高速無振動，可以降低加工工件的表面粗糙度；但是只能有級變速，變速比較麻煩；一般沒有可靠的過載保護；快進轉(zhuǎn)工進時，轉(zhuǎn)換位置精度較低。故選擇液壓滑臺。2.2 切削用量的確定及刀具選擇 選擇切削用量選擇切削用量對于 27 個被加工孔，采用查表法選擇切削用量，從文獻1第 130 頁表 6-11 中選取。由于鉆孔的切削用量與鉆孔深度有關(guān)，隨孔深的增加而逐漸遞減，其遞減值按文獻1表 6-12 選取。鉆孔時，降低進給量的目的是為了減小軸向切削力，以避免鉆頭折斷，降低切削速度主要是為了提高刀具壽命。所有刀具都采用硬質(zhì)合金。a.孔 1孔 6 6M6 鉆至 65，深 15，l=15mm。

18、 加工材料為鑄鐵，由 d16，硬度大于 190240HBS，選擇v=1018m/min,f0.05/r,又 d=5mm,初選 v=12.8112 m/min,f=/r,則由文獻1第43 頁公式 (2-dvn10001) 得：n=100012.8112/5=816r/min。 b.孔 7孔 12 锪 620，深 2，l=2mm。 加工材料為鑄鐵，由 d1222，硬度大于 190240HBS，選擇v=1018m/min,f0.18/r,又 d=20mm,初選 v=13.6904 m/min,f=/r,則由公式(2-1) 得：n=100013.6904/20=218r/min。 a.孔 13孔 18

19、 加工 610，鉆孔至尺寸 69.6，深 38（通） ，Ra12.5， l=38mm。加工材料為鑄鐵，由 d612，硬度大于 190240HBS，選擇v=1018m/min,f0.10.18mm/r,又 d=9.6mm,初選 v=15.78m/min,f=0.18mm/r,則由公式(2-1)得：n=100015.78/10=523.6r/min。19 M14*1.5-6H，鉆孔至尺寸 12.5，Ra12.5，深 15，l=15mm。加工材料為鑄鐵，由 d1222，硬度大于 190240HBS，選擇v=1018m/min,f0.180.25mm/r,又 d=12.5mm,初選 v=14.8m/m

20、in,f=0.25mm/r,則由公式(2-1)得：n=100014.8/12.5=377r/min。20 M8-6H 鉆至尺寸 6.7，深 15，l=15mm。加工材料為鑄鐵，由 d612，硬度大于 190240HBS，選擇v=1018m/min,f0.10.18mm/r, 又 d=6.7mm, 初選 v=11.2m/min,f=0.18mm/r,則由公式(2-1) 得：n=100011.2/6.7=523.6r/min。d.孔 21孔 23 310 鉆至 39.6，深 78（通孔） ，l=78mm。加工材料為鑄鐵，由 d612，硬度大于 190240HBS，選擇v=1018m/min,f0.

21、10.18mm/r, 又 d=9.6mm, 初選 v=15.78m/min,f=0.18mm/r,則由公式(2-1) 得：n=100015.78/9.6=523.6r/min。 a.孔 24孔 26 加工 39，鉆孔至尺寸 38.7，深 16，Ra12.5， l=16mm。加工材料為鑄鐵，由 d612，硬度大于 190240HBS，選擇v=1018m/min,f0.10.18mm/r,又 d=8.7mm,初選 v=11.49m/min,f=0.12mm/r,則由公式(2-1)得：n=100011.49/8.7=420r/min。27 M12*1.5-6H，鉆孔至尺寸 10.75，Ra12.5，

22、深 12，l=12mm。加工材料為鑄鐵，由 d1222，硬度大于 190240HBS，選擇v=1018m/min,f0.180.25mm/r,又 d=10.75mm,初選 v=10m/min,f=0.18mm/r,則由公式(2-1)得：n=100010/10.75=296r/min。切削力、切削扭矩及切削功率切削力、切削扭矩及切削功率的計算的計算根據(jù)公式計算鉆孔 6 . 08 . 026HBDfF （2-2） 6 . 08 . 09 . 110HBfDT （2-3） DTvP9740（2-4）式中， F -切削力（N） ；T-切削轉(zhuǎn)矩（N） ；P-切削功率（Kw） ；v-切削速度（m/min）

23、 ；f-進給量（mm/r） ；-切削深度（mm） ； D-加工pa（或鉆頭）直徑（mm） ；HB布氏硬度，在本設(shè)計中，)(31minmaxmaxHBHBHBHBmax240HB，得。min190HB223.33HB 由以上公式可得：軸編號與孔編號相對應(yīng)?？偟那邢鞴β剩杭辞蟾髅嫔纤休S的切削功率之和左面 因為鉆孔和锪孔不在同一時間進行，故取鉆、锪功率之間的較大者wP右面 wP后面 wP實際切削功率：根據(jù)文獻1，P=(1.52.5)Pw,因為是多軸加工，故取定 P=2Pw。 則 P 后=20.58=1.16kW。 選結(jié)擇刀具構(gòu)選結(jié)擇刀具構(gòu)根據(jù)工藝的要求及加工精度不同，組合機床采用的刀具一般有簡單刀

24、具（標(biāo)準刀具） 、復(fù)合刀具及特種刀具。選擇刀具的原則：a）只要條件允許，為使工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單、刃磨容易，應(yīng)盡量選擇標(biāo)準刀具和簡單刀具。b）為使工序集中程度或保證加工精度，可采用先后加工或同時加工兩個或兩個以上表面的復(fù)合刀具。c）選擇刀具結(jié)構(gòu)時，還須認真分析被加工零件材料特點。根據(jù)工藝要求及加工精度的要求，加工 55 個孔的刀具均采用標(biāo)準錐柄復(fù)合式麻花鉆。刀具直徑的選擇應(yīng)與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)。孔 5 選擇刀具 5；孔 20 選擇刀具 20；孔 9.6 選擇刀具 9.6；孔 12.5 選擇刀具12.5；孔 6.7 選擇刀具 6.7；孔 8.7 選擇刀具 8.7；孔 10.75 選擇刀具 1

25、0.75。2.32.3 組合機床總體設(shè)計三圖一卡 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(shè)計的組合機床（或自動線）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、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、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計研制合同外，它是組合機床設(shè)計的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗機床精度的重要文件。 （見附圖ZH1105-00-01）圖 2-1 所示為被加工零件工序圖。 圖 2-1 被加工零件工序圖 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(chǔ)上繪制的。是表達工藝方案

26、具體內(nèi)容的機床工藝方案圖。零件加工的工藝方案要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(guān)系，機床的工作行程及工作循環(huán)等。(見附圖 ZH1105-00-02)A.確定主軸、尺寸、外伸尺寸在該課題中，主軸用于鉆孔，選用滾珠軸承主軸。又因為浮動卡頭與刀具剛性連接，所以該主軸屬于長主軸。故本課題中的主軸均為滾珠軸承長主軸。根據(jù)由選定的切削用量計算得到的切削轉(zhuǎn)矩 T，由文獻1第 43 頁公式 410dBT(2-5)式中，軸的直徑（mm） ；T軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（Nm） ；d 系數(shù)，本課題中主軸為非剛性主軸，取。B6.

27、2B 由公式(2-5)可得：軸 16 9.6dmm軸 712 24.21dmm軸 1318 16.42dmm軸 19 19.87dmm軸 20 14.78dmm軸 2123 16.42dmm軸 2426 14.45dmm軸 27 17.32dmm考慮到安裝過程中軸的互換性、安裝方便等因素，16，20，2426 主軸軸徑均取為 15mm，1318，19，2123，27 主軸軸徑取為 20mm，712 主軸軸徑取為 25mm。根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，查1第 44 頁表 3-6 可得到主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號。主軸軸徑 d=15mm 時，主軸外伸尺寸為：D/d=25/16,L=85mm；主

28、軸軸徑 d=20mm 時，主軸外伸尺寸為：D/d=32/20mm、L=115mm；主軸軸徑 d=25mm 時，主軸外伸尺寸為：D/d=40/28mm、L=115mm；接桿莫氏圓錐號為。a 工作進給長度的確定工L工作進給長度，應(yīng)等于加工部位長度 L（多軸加工時按最長孔計算）與工L刀具切入長度和切出長度之和。切入長度一般為 510mm，根據(jù)工件端面1L2L的誤差情況確定。兩個面上鉆孔時的工作進給長度見表 2-1：表 2-1 工作進給長度L1Ld2L工L左主軸箱1581552822625028右主軸箱384220159515642016951564151695 787201095后主軸箱16320827123251227b 進給長度的確定快速進給是指動力部件把刀具送到工作進給位置。初步選定主軸箱上刀具的快速進給長度分別為 252mm、185mm 和 143mm。c 快速退回長度的確定快速退回長度等于快速進給和工作進給長度之和。由已確定的快速進給和工作進給長度可知，三面快速退回長度為 280mm、280mm 和 170mm。d 動力部件總行程的確定動力部件的總行程為快退行程與前后備量之和