1852_4缸發(fā)動機油底殼組合鉆床Ⅱ主軸箱

1852_4缸發(fā)動機油底殼組合鉆床Ⅱ主軸箱,_4,發(fā)動,機油,組合,鉆床,主軸 單位代碼 6130 學 號 080105664 分 類 號 TH 密 級 秘密 畢業(yè)設(shè)計說明書4 缸發(fā)動機油底殼組合鉆床Ⅱ主軸箱設(shè)計院 （ 系 ） 名 稱 工 學 院 機 械 系專 業(yè) 名 稱 機 械 設(shè) 計 制 造 及 其 自 動 化學 生 姓 名 黎 振 廷指 導(dǎo) 教 師 賈 百 合2012 年 5 月 1 日黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 I 頁前 言制造業(yè)是一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，其發(fā)展水平標志著一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟實力，科技水平，生活水平和國防實力。國際市場的競爭歸根結(jié)底是個過制造生產(chǎn)能力的競爭，機械制造業(yè)是制造業(yè)的核心。隨著科技和生活水平的不斷提高，機械制造業(yè)生產(chǎn)模式發(fā)生了巨大的演變。從20 世紀 20 年代的不計成本發(fā)展，到 20 世紀 50 年代以福特為代表的“規(guī)模效益” ，再到 20 世紀 70 年代豐田為代表的“精益生產(chǎn)”模式，80 年代以后靠制造技術(shù)的改進和管理方法的創(chuàng)新，以單項的先進制造技術(shù)來縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和改善服務(wù)質(zhì)量，90 年代至今許多新的生產(chǎn)模式產(chǎn)生，并加以應(yīng)用，而且還將繼續(xù)發(fā)展。我國機械制造裝備水平還比較落后，基本上屬于國外 50 年代“傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)”的范疇，我國機械制造裝備產(chǎn)業(yè)僅僅是整個制造業(yè)的縮影，而機械制造裝備產(chǎn)業(yè)的萎靡不振又嚴重影響了機械制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的振興。故振興我國機械制造裝備產(chǎn)業(yè)，提高我國機械制造裝備產(chǎn)品的技術(shù)水平和市場競爭力是當前國內(nèi)企業(yè)改革，改組，改造的當務(wù)之急。 汽車工業(yè)是一個國家制造業(yè)的集中代表，隨著這幾年我過經(jīng)濟的強勁發(fā)展，汽車工業(yè)蓬勃發(fā)展，汽車工業(yè)成為我國經(jīng)濟發(fā)展的發(fā)動機，所以人們討論現(xiàn)代汽車發(fā)展的同時，對已有的發(fā)動機或裝備進行改造設(shè)計，以滿足人們的各種需求，這也是我們這次畢業(yè)設(shè)計研究加工發(fā)動機油底殼的意義。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 II 頁4 缸發(fā)動機油底殼組合鉆床Ⅱ主軸箱設(shè)計摘 要本次設(shè)計是在了解 4 缸發(fā)動機油底殼的基本結(jié)構(gòu)，組合機床的基本配置方式、工藝范圍、加工精度、經(jīng)濟分析及發(fā)展趨勢以及組合機床各通用部件的功能及特點的基礎(chǔ)上，進行的組合機床總體設(shè)計和主軸箱設(shè)計。本次設(shè)計的機床用來進行油底殼底面的 12 個孔加工。本設(shè)計的前期具體工作是分析影響組合機床方案制定的主要因素，制定工藝，確定機床配置形式及結(jié)構(gòu)方案，選擇切削用量三要素，選擇刀具，確定切削力、切削扭矩、切削功率、刀具耐用度。中期的具體工作是了解通用主軸箱的組成，在前期工作的基礎(chǔ)上繪制主軸箱設(shè)計的原始依據(jù)圖，選擇主軸結(jié)構(gòu)型式，進行動力計算，設(shè)計傳動方案并計算主軸箱的主軸坐標及確定傳動零件的尺寸。后期主要工作是在傳動方案確定之后，對傳功方案里的傳動系統(tǒng)進行校核，主要包括對齒輪模數(shù)的校核和軸的校核。在滿足生產(chǎn)各方面要求的前提下，繪制軸向裝配總圖及主軸箱局部剖試圖。主軸箱傳動方案為：驅(qū)動軸 0 軸通過 17 和 22 號軸上的第 3 排齒輪帶動中間傳動軸 17 和 22 號軸，傳動比為 0.67。17 和 22 號軸上有 3 排齒輪，第一排齒輪帶動3、4、9、10 號主軸，第二排齒輪帶動 16、18、21、23 號傳動軸。18 和 21 號傳動軸通過 19 和 20 號傳動軸上的第二排齒輪帶動 19 和 20 號傳動軸。19 和 20 號傳動軸通過第一排齒輪傳遞給 5、6、7、8、9 號主軸。16 和 23 號傳動軸分別通過15、14 號傳動軸和 24、25 號傳動軸帶動 13 和 26 號傳動軸上的第二排齒輪。13 和26 號軸通過 13 和 26 號軸上的第一排齒輪傳遞給 1、2、11、12 號主軸。關(guān)鍵詞：組合機床，主軸箱，孔加工，傳動方案 黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 III 頁4-cylinder engine sump Combination Drilling II spindle box designAuthor: Li zhentingTutor : Jia baiheAbstractThis design is to understand the basic structure of the 4-cylinder engine oil pan, the basic configuration of the machine tool, the range of technology, precision machining, economic analysis and development trends, as well as the general components of thecombination of machine functions and characteristics on the basis of conducted designof the overall machine tool design and the spindle box. The design of the machine used for the sump bottom surface 12 of hole machining.The early stage of this design work is to analyze the main factors of the combination ofmachine tool programming, to develop technology to determine machine configuration in the form and structure of programs, select the three elements of the cutting parameters,select the tool to determine the cutting force, cutting torque, cutting power, tool lifedegrees. The medium-term work is to understand the composition of the commonspindle box drawn in the preliminary work on the basis of the original basis of the spindle box diagram, select the spindle structure type, dynamic calculation, the design of thetransmission scheme and the calculation of the coordinates of the headstock spindle andto determine the transmission parts size. The main work of the late in the transmissionscheme for the drive system transfer power scheme checking, including the modulus ofgear check and check. Meet the production requirements of the various aspects of the premise, draw axial assembly of the General Plan and spindle box breakout attempt to.Transmission scheme of spindle box: 0-axis drive shaft gear driven axis by 17 and 22,three rows of the intermediate transmission shaft 17 and No. 22 shaft, three rows of geartransmission ratio 0.67, 17 and 22 axis, the first The row of gear drive 3,4,9,10 number ofspindles, the second row of gear driven 16,18,21,23 number of drive shaft. 18 and 21 onthe drive shaft 19 and on the 20th of the second row of the gear driven drive shaft through the drive shaft 19 and on the 20th. Pass the first row of gears 19 and 20 No. drive shaft tothe 5,6,7,8,9 No. spindle. 16 and 23 respectively driven by the drive shaft drive shaft and24, 25 15:14 No. 13 and No. 26 on the second row of the gear drive shaft drive shaft. 13and 26 axis through the first row of the gear shaft 13 and on the 26th passed to 1,2,11,12No. spindle.黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 IV 頁Keywords: machine tool, spindle box, hole processing, transmission scheme目 錄前 言 ..................................................................I摘 要 .................................................................II1 緒論 .................................................................11.1 組合機床的型式及其特點 ...........................................11.2 組合機床工藝范圍及加工精度 .......................................21.2.1 組合機床的工藝范圍 .........................................21.2.2 組合機床的加工精度 .........................................21.3 采用組合機床的經(jīng)濟分析 ...........................................31.4 組合機床的發(fā)展趨勢 ...............................................41.4.1 提高通用部件的水平 .........................................41.4.2 發(fā)展適應(yīng)中、小批生產(chǎn)的組合機床 .............................41.4.3 采用新刀具 .................................................41.4.4 發(fā)展自動監(jiān)測技術(shù) ...........................................51.4.5 擴大工藝范圍 ...............................................52 組合機床總體設(shè)計 .....................................................62.1 組合機床的方案設(shè)計 ...............................................62.1.1 擬定方案階段 ...............................................62.1.2 技術(shù)設(shè)計階段 ...............................................62.1.3 工作設(shè)計階段 ...............................................62.2 零件分析 .........................................................62.2.1 4 缸發(fā)動機油底殼的功用和結(jié)構(gòu)特點 ...........................62.2.2 基準的選擇 .................................................72.2.3 加工階段的劃分 .............................................73 繪制“三圖一卡” .....................................................93.1 加工工序圖 .......................................................93.1.1 被加工零件工序圖的作用和要求 ...............................93.1.2 被加工零件工序圖的內(nèi)容 .....................................93.1.3 編制被加工零件工序圖的注意事項 .............................93.2 加工示意圖 ......................................................103.2.1 被加工零件示意圖的作用 ....................................103.2.2 被加工零件示意圖的內(nèi)容 ....................................103.2.3 選擇刀具、工具及導(dǎo)向裝置 ..................................103.2.4 確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程 ..........................143.2.5 其它應(yīng)注意的問題 ..........................................143.2.6 加工示意圖簡圖 ............................................153.3 機床聯(lián)系尺寸圖 ..................................................153.3.1 被加工零件聯(lián)系尺寸圖的作用 ................................153.3.2 被加工零件聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容 ................................163.3.3 動力部件的選擇 ............................................16黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 V 頁3.3.4 組合機床其它尺寸的確定 ....................................174 多軸箱—— 主軸箱設(shè)計 ................................................184.1 多軸箱的基本結(jié)構(gòu) ...............................................184.2 通用多軸箱設(shè)計 ..................................................184.2.1 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 ..................................194.2.2 主軸、齒輪的確定及動力運算 ................................204.2.3 多軸箱傳動設(shè)計 ............................................234.2.4 多軸箱坐標計算、繪制坐標檢查圖 ............................264.3 多軸箱的傳動設(shè)計方案 ............................................294.3.1 傳動設(shè)計方案分析 ..........................................294.3.2 傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算 ........................................294.3.3 傳動系統(tǒng)的校核計算 ........................................344.4 繪制多軸箱總圖及零件圖 .........................................414.4.1 多軸箱總圖設(shè)計 ............................................414.4.2 多軸箱零件設(shè)計 ............................................42結(jié) 論 .................................................................43致 謝 .................................................................44參考文獻 ...............................................................45黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 1 頁1 緒論1.1 組合機床的型式及其特點組合機床使用系列化、標準化的通用部件和少量的專用部件組成的多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的高校專用機床，其生產(chǎn)率比通用機床高幾倍至幾十倍，可進行鉆、鏜、鉸、攻絲、車削、銑削等切削加工。組合機床的通用部件和標準件約占 70-80%,這些部件是系列化的,可以進行成批生產(chǎn). 其余 20-30%的專用部件是由被加工零件的形狀, 輪廓尺寸, 工藝和工序來決定 ,如夾具,主軸箱, 刀具和工具等。在批量生產(chǎn)中為了提高生產(chǎn)率，必須要縮短加工時間和輔助時間，而且盡可能使輔助時間和加工時間重合，使每個工位裝夾多個工件同時進行多刀加工，實行工序高度集中，因而廣泛采用組合機床。一般的組合機床主要有六部分通用部件及兩部分專用部件組成。以復(fù)合立式三面鉆孔組合機床，它由側(cè)底座、力主底座、力主、動力箱、滑臺及中間底座等通用部件及多軸箱、夾具等專用部件組成。組合機床的專用部件往往也是由大量的通用零件和標準件組成。組合機床按主軸箱和動力箱的安置方式不同可分為以下幾種型式：1、臥式組合機床（動力箱水平安裝） 。2、立式組合機床（動力箱垂直安裝） 。3、側(cè)斜式組合機床（動力箱傾斜安裝） 。4、復(fù)合式組合機床（動力箱具有上述兩種以上的安裝狀態(tài)） 。在以上四種配置型式的組合機床中，如果每一種之中再安置一個或幾個動力部件時，還可以組成雙面或多面組合鉆床。由組合機床的組成可以明顯地了解其特點，與通用機床及其它的專用機床比較，具有如下特點：1、要用于加工箱體類零件和雜件的平面和孔。2、生產(chǎn)率高。因為工序集中，可多面、多軸、多刀同時自動加工。3、加工精度穩(wěn)定。因為工序固定，可選用成熟的通用部件、精密夾具合作的工作循環(huán)來保證加工精度的一致性。4、研制周期短，便于設(shè)計、制造和使用維護，成本低。因為通用化、系列化、黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 2 頁標準化程度高，而且通用部件可組織批量生產(chǎn)。5、自動化程度高，勞動強度低。6、配置靈活。因為結(jié)構(gòu)模塊化、組合化、可按工件或工序要求，用大量通用部件和少量專用部件靈活組成各種類型的組合機床及自動線。機床易于改裝，產(chǎn)品或工藝變化時，通用部件一般還可以重復(fù)利用。1.2 組合機床工藝范圍及加工精度1.2.1 組合機床的工藝范圍目前，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（刮）平面、車端面；孔加工包括鉆、闊、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、珩磨及拋光、沖壓等工序。此外，還可以完成焊接、熱處理、自動裝配和建材、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、縫紉機和自行車等工業(yè)領(lǐng)域的大批、大量生產(chǎn)中已獲得廣泛應(yīng)用，一些中小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機床、機車、工程機械扽制造業(yè)中也亦推廣應(yīng)用。組合機床最適宜加工各種大中型箱體類零件，如氣缸蓋、氣缸體、變速箱體、電機座及儀表殼等零件，也可以用來完成軸套類、輪盤類、叉架類和蓋板類零件的部分或全部工序的加工。1.2.2 組合機床的加工精度組合機床的加工精度簡述如下：㈠、孔加工⒈孔的尺寸精度采用鉸孔或精鏜孔時，孔的精度可達 H6 級，表明粗糙度為 ，孔的1.6aRm??圓度在孔徑尺寸公差一半范圍內(nèi)。加工有色金屬時，采用精密夾具，經(jīng)過 3~4 次加工，精度可以穩(wěn)定地達 H6 級，表面粗糙度可達 。0.8~4aR⒉孔的同軸度當從兩面多軸加工時，孔的同軸度一般為 .當從一面進行精鏜孔，并且.5m采用固定式夾具，鏜刀桿兩端都有精密導(dǎo)向裝置，夾具在精度良好的條件下，在長度內(nèi)，被加工零件幾個孔的同軸度可保證在 以內(nèi)。當分別10m0.1~.3黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 3 頁從兩面對同一軸線上的孔進行單軸加工時，在有中間精密導(dǎo)向裝置條件下，其同軸度亦可保證在 。0.15~.3m⒊孔的平行度在組合機床上加工，孔與孔相互之間的平行度以及孔對加工基面的平行度，在長度內(nèi)可達 。10m0.2~.5⒋孔的位置精度孔的位置精度與夾具、機床的型式和精度有很大的關(guān)系。在固定式夾具的機床上鏜孔，孔間距離和孔的軸線與定位基面的位置精度可穩(wěn)定地達到。在多工位機床上，由于回轉(zhuǎn)工作臺會回轉(zhuǎn)鼓輪存在定位誤差，0.25~.m?則加工精度不高。如果在同一工位上，若有懸掛式活動鉆模板，對孔進行精加工時，其位置精度可達到 。0.5?㈡、平面加工在組合機床及其自動線上常用銑削、刮削、車削（端面）和拉削等方法加工平面。一般采用銑削頭、滑臺和滑座等通用部件，根據(jù)被加工工件的工藝要求組成單面、雙面以及立式、回轉(zhuǎn)臺式等多種型式的組合銑床。當加工大型的箱體類工件時，一般采用銑削頭固定、工件安裝在工作臺上移動的布局型式。這樣的機床結(jié)構(gòu)較簡單，剛性較好，加工精度較高。在加工中小型工件時，通常將銑削頭組成鼓輪式組合銑床或立式連續(xù)回轉(zhuǎn)臺式組合銑床，這類機床生產(chǎn)效率高，加工精度較低。在組合機床上加工平面的平直度可以達到在 1000 毫米長度內(nèi)偏差 0.02～0.05 毫米，表面粗糙度 微米。對定位基面的平行度可以保證在 0.05 毫米以內(nèi)，到定3.2aR位基面的距離（一般在 500 毫米以內(nèi)）尺寸公差可以保證在 0.05 毫米以內(nèi)。㈢、止口加工多軸加工，采用動力滑臺在死擋鐵上停留的方法，其加工精度能達到 0.15～0.25 毫米；單軸加工，采用特殊結(jié)構(gòu)，加工到終點使擋塊頂在被加工工件的表面，一般精度可以達到 0.08～0.10 毫米。條件良好時，精度可以保證在 0.02～0.045 毫米以內(nèi)。1.3 采用組合機床的經(jīng)濟分析組合機床是一種高效率專用機床，有特定的使用條件，不是在任何情況下都能收到良好的經(jīng)濟效益。在確定設(shè)計組合機床前，應(yīng)該進行具體的技術(shù)經(jīng)濟分析。根據(jù)設(shè)計任務(wù)，要在變速箱箱體上雙面鉆孔，孔的種類較多，總數(shù)也較多。若黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 4 頁采用普通機床加工需反復(fù)進行，加工耗時較多，且不容易保證孔與孔間的位置精度。根據(jù)零件的形狀及加工要求選取采用立式組合鉆床，同時進行多孔加工。這樣可以保證孔與孔之間的位置精度，且加工所需的時間大大縮短。除此之外采用組合機床對工人的要求很低，節(jié)約了勞動成本。綜上所述，對于在變速箱箱體上鉆孔采用組合機床，可以取得良好的經(jīng)濟性。1.4 組合機床的發(fā)展趨勢1.4.1 提高通用部件的水平衡量通用部件技術(shù)水平的主要標準是：品種規(guī)格齊全，動、靜態(tài)性能參數(shù)先進，工藝性好，精度高和精度保持性好。機械驅(qū)動的動力部件具有性能穩(wěn)定，工作可靠等優(yōu)點。目前，機械驅(qū)動的動力部件應(yīng)用了交流變頻調(diào)速電機和直流伺服電機等，使機械驅(qū)動的動力部件增添了新的競爭力。動力部件采用鑲鋼導(dǎo)軌（英度可達 HEC58~60） 、滾珠絲杠、靜壓導(dǎo)軌、靜壓軸承、遲形皮帶等較新的結(jié)構(gòu)。支承部件采用焊接結(jié)構(gòu)等。由于提高了部件的精度和動、靜態(tài)性能，因而使被加工的工件精度明顯提高，表面粗糙度減小。1.4.2 發(fā)展適應(yīng)中、小批生產(chǎn)的組合機床在機械制造工業(yè)中，中小批量生產(chǎn)約占 80%。在某些中批量生產(chǎn)的企業(yè)中，如機床、閥門行業(yè)中、其關(guān)鍵工序采用組合機床。其中機床廠用組合機床加工主軸變速箱孔系，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，技術(shù)經(jīng)濟效果顯著。發(fā)展具有可調(diào)、快調(diào)、裝配靈活、適應(yīng)多品種加工特點的組合機床十分迫切。轉(zhuǎn)塔主軸箱式組合機床，可換主軸箱式組合機床以及自動換刀式數(shù)控組合機床可用于中、小批生產(chǎn)，但這類機床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。帶轉(zhuǎn)塔式主軸箱的組合機床，由于轉(zhuǎn)塔不能制造的太大，安裝的主軸箱數(shù)量有限，因此只適應(yīng)工序不多，形狀不太復(fù)雜的零件加工。1.4.3 采用新刀具近年來出現(xiàn)了多種新刀具，如具有鍍層的硬質(zhì)合金刀片、立方氮化鵬刀具、金剛石刀具、各種可轉(zhuǎn)位的密赤銑刀，噴吸鉆頭，鑲有可轉(zhuǎn)位刀片的“短鉆頭”等。一般情況下，采用先進刀具的工時為原工時的 。由于提高了刀具的耐用度，1/2~4黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 5 頁大大縮短了多刀組合機床停機換刀時間，提高了組合機床的經(jīng)濟效益。1.4.4 發(fā)展自動監(jiān)測技術(shù)組合機床的自動檢測通常作為一個工位出現(xiàn)。自動檢測包括對毛坯尺寸和工件硬度的檢查、鉆孔深度、刀具折斷、精加工尺寸和幾何形狀的檢查等。檢查方法分為主動檢查與被動檢查。主動檢查是將不合格的工件剔出，使之不往下個工位輸送。被動檢查則是發(fā)現(xiàn)不合格的工件時發(fā)現(xiàn)停機信號。目前主動檢查應(yīng)用的日趨廣泛。由于電子元件迅速發(fā)展，集成控制器、微機處理的應(yīng)用，使自動檢測技術(shù)更加可靠。自動檢測工位要進行數(shù)據(jù)處理，統(tǒng)計計算以及打印出有關(guān)數(shù)據(jù)或作為數(shù)字顯示。自動監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展可以把被加工零件的實際尺寸控制在比規(guī)定公差更小的范圍之內(nèi)。還可以把加工后的工件按公差進行分組，以便按分組的公差帶裝配。實際表明，采用分組裝配法提高產(chǎn)品的精度要比用單純提高設(shè)備精度更為經(jīng)濟。1.4.5 擴大工藝范圍組合機床出完成切削加工等工序外，還在逐步設(shè)計制造用于焊接、熱處理、自動裝配、自動打印、性能試驗以及清洗和包裝等用途的組合機床。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 6 頁2 組合機床總體設(shè)計組合機床是用已經(jīng)系列化，標準化的通用部件和少量專用部件組成的多軸，多刀，多工序，多面或多工位同時加工的高效專用機床。在批量生產(chǎn)正為了提高生產(chǎn)率，縮短加工時間和輔助時間，而且盡可能使輔助時間和加工時間重合，使每個工位裝夾多個工件，同時進行多刀加工，實行工序高度集中，必須廣泛采用組合機床。設(shè)計組合機床首先要分析零件，制定工藝規(guī)程，根據(jù)所加工的工序繪制“三圖一卡”設(shè)計出本工序加工的多軸箱。以下是本次畢業(yè)設(shè)計組合機床的全過程。2.1 組合機床的方案設(shè)計組合機床是針對被加工零件的特點及工藝要求，按高度集中工序的原則設(shè)計的一種高效率的專用機床。設(shè)計組合機床前，首先應(yīng)根據(jù)組合機床完成工藝的一些現(xiàn)狀及組合機床各種工藝方案能達到的加工精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，解決零件是否可以利用組合機床加工以及采用組合機床價格是否合理的問題。2.1.1 擬定方案階段擬定方案階段包括制定工藝方案，確定機床的配置型式機結(jié)構(gòu)方案，最后在此基礎(chǔ)上進行圖紙的設(shè)計。2.1.2 技術(shù)設(shè)計階段根據(jù)已確定的工藝和結(jié)構(gòu)方案，按照加工示意圖和機床聯(lián)系尺寸圖展開部件設(shè)計，繪制夾具、主軸箱等的裝配圖。2.1.3 工作設(shè)計階段繪制有關(guān)圖紙，編制機床說明書。詳細過程見下列步驟和所繪圖紙。2.2 零件分析2.2.1 4 缸發(fā)動機油底殼的功用和結(jié)構(gòu)特點油底殼是曲軸箱的下半部，又稱為下曲軸箱。作用是封閉曲軸箱作為貯油槽的外殼，防止雜質(zhì)進入，并收集和儲存由柴油機各摩擦表面流回的潤滑油，散曲部分熱量，防止?jié)櫥脱趸?。油底殼多由薄鋼板沖壓而成，內(nèi)部裝有穩(wěn)油擋板，以避免黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 7 頁柴油機顛簸時造成的右面震蕩激濺，有利于潤滑油雜質(zhì)的沉淀，側(cè)面裝有油尺，用來檢查油量。本次加工的 4 缸發(fā)動機油底殼由鑄鐵鑄造成，硬度 190～240HBS。2.2.2 基準的選擇1、粗基準的選擇根據(jù)粗基準選擇原則，要保證主要加工表面的余量均勻及保證將來運動件（連桿，曲軸等）與油底殼各表面之間具有必要的間隙， 。油底殼的主要加工表面有：主軸軸承座孔，凸輪軸軸承孔等，要保證它們的加工余量均勻，就應(yīng)該選取主軸軸承座孔和氣缸孔組為氣缸體加工的粗基準。油底殼鑄件，有鑄造誤差，表面粗糙不平，如果直接用所選的粗基準定位加工大平面（即后續(xù)工序的定位精基準） ，即產(chǎn)生的切削力大，所需夾緊力也大，易使工件變形。同時粗基準表面粗糙不平，也易使工件在加工中松動。所以在加工中采用面積較小距離較遠的幾個凸臺作為過度基準，即首先以粗基準定位加工出過度基準然后用過度基準加工出精基準來。2、精基準的選擇同其他箱體零件一致，油底殼加工中一般都選用底面及其上的兩個工藝孔作為精基準。這樣做的優(yōu)點是：1）地面面積大，工件安裝可靠，平穩(wěn)，能簡單可靠的約束工件的六個自由度2）后續(xù)工序基本上均以一面兩孔定位，符合基準統(tǒng)一原則，減少了由于基準轉(zhuǎn)換帶來的加工誤差。能保證各表面間的相互位置精度，例如，套筒與底面的垂直度，主軸中心孔中心線與凸輪軸之間的平行度。3）由于基準統(tǒng)一，可以簡化夾具的設(shè)計和制造周期，使用維修方便，成本降低，減少了工件的翻轉(zhuǎn)次數(shù)，減輕了工人的勞動強度，易實現(xiàn)自動線加工。4）加工主軸支撐座孔和凸輪軸軸承時，便于在夾具上設(shè)置鏜桿的支撐導(dǎo)套，可以保證加工質(zhì)量和切削用量2.2.3 加工階段的劃分1．基準加工在前面幾道工序中把基準加工出來，即“基準先行” 。2．平面加工黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 8 頁按照先面后孔的原則將各平面加工出來。3．主要孔的粗加工將主要孔的粗加工安排在各面加工完成后進行?？梢员M早暴露工件上的缺陷：粗加工中切去大部分余量后，內(nèi)應(yīng)力重新分布，使工件有較長時間充分變形，使精加工能得到比較穩(wěn)定的加工精度。粗加工中切削力大，所需夾緊力也大，將粗加工放在前面，精粗加工分開，可以減少夾緊變形對精加工的影響。 次要工序加工：例如螺紋孔，油孔，倒角等，在各階段中穿插進行。4．主要孔的精加工包括半精鏜，精鏜缸套孔和主軸軸承座孔；軸承蓋裝配后，進行半精鏜，精鏜及研磨主軸軸承座孔給予只有相互位置精度要求的加工表面。這些是氣缸體加工的關(guān)鍵程序。把主要孔的精加工作為最后的加工階段，除上述原因之外，還可以防止這些表面加工過程中遭到破壞。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 9 頁3 繪制“三圖一卡” 繪制組合機床“三圖一卡”,就是針對具體零件,在選定的工藝和結(jié)構(gòu)法案的基礎(chǔ)上,進行組合機床總體法案圖樣文件設(shè)計。內(nèi)容包括:繪制被加工零件工序圖,加工示意圖,機床聯(lián)系尺寸圖和編制生產(chǎn)率計算卡。本次設(shè)計工序是鉆油底殼下表面的孔。3.1 加工工序圖3.1.1 被加工零件工序圖的作用和要求被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工序方案,表示所設(shè)計的組合機床上完成的工序內(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)速和檢驗機床精度的重要文件。3.1.2 被加工零件工序圖的內(nèi)容1、被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸及本工作設(shè)計有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。2、本工序所選用的定位基準,夾緊部位及夾緊方向。3、本工序加工表面的尺寸,精度,表面粗糙度,形位公差等級,技術(shù)要求以及對上道工序的技術(shù)要求。4、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。3.1.3 編制被加工零件工序圖的注意事項基面標注1、本機床加工部分的位置尺寸由定位基面標起，尤其在本機床加工，所選用的定位基面與設(shè)計基面不一致時，還必須對各孔要求的位置精度進行分析和換算，即把不對稱公差的尺寸換算成對稱公差尺寸。以便在進行夾具鏜?？自O(shè)計和主軸箱設(shè)計時，確定鏜?？壮叽缂爸鬏S位置尺寸，并把各孔位置尺寸改為從定位黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 10 頁2、對孔的加工余量要認真分析，在鏜階梯孔時，其大直徑孔德單邊余量應(yīng)小于相鄰兩孔半徑之差，以便鏜刀能通過。在加工毛坯孔時，不僅要弄清楚加工余量，還需要注意孔的鑄造偏心及鑄造毛刺大小，以便設(shè)計相應(yīng)尺寸的鏜桿，保證加工能正常進行。3、對精鏜機床必須注明是否允許有刀痕，以及允許退刀痕的形狀。為了使被加工零件工序圖清晰明了，能突出本機床加工內(nèi)容，繪制時對本機床加工部件用粗實線表示，其尺寸打上方框，其余部位用細實線表示，定位基面符號用“ ”表示，夾壓位置符號用↓表示。3.2 加工示意圖3.2.1 被加工零件示意圖的作用加工示意圖是在工藝方案和機床總方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的。是表達工藝方案、具體的機床工藝方案圖。它是設(shè)計刀具夾具多軸箱和液壓、電氣系統(tǒng)以及選擇動力部件。繪制機床總配合尺寸圖的主要依據(jù)，是對機床總體布局和性能的原始要求，也是調(diào)整機床刀具所必須的重要技術(shù)文件。3.2.2 被加工零件示意圖的內(nèi)容1、機床的加工方法、切削用量、工作循環(huán)和工作行程、工件、刀具及導(dǎo)向、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。2、刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、直徑和長度、接桿、浮動卡頭、導(dǎo)向裝置、攻螺紋靠模裝置等結(jié)構(gòu)尺寸。3、刀具、導(dǎo)向套間的配合,刀具、接桿主軸之間的連接方式及配合尺寸等。3.2.3 選擇刀具、工具及導(dǎo)向裝置（一）選擇刀具由加工工序圖可知：該工序為鉆 12 個 φ11 的孔。工件材料為：鑄鐵，硬度190～240HBS。精度為 10μm。所選刀具為高速鋼鉆頭。由參考文獻【1】P 130 表 6-11 如圖 3.1（鉆孔切削用量）中高速鋼鉆頭鉆鑄鐵時，由同一主軸箱上各主軸的每分鐘進給量是相等的，等于動力滑臺的工進速度vf，即 fm=vf。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 11 頁圖 3.1故選進給量 f=0.12 mm/min ，切削速度 v=16 mm/min(二)加工示意圖繪制過程:找出其中最深的孔，以其加工終了位置開始，依次畫出刀具、導(dǎo)向、接桿和主軸。確定各部軸向聯(lián)系尺寸，最后確定主軸箱端面的位置。1、導(dǎo)向套離工件端面距離一般按加工孔徑的（1-1.5）倍取值。所以取 11-17mm2、導(dǎo)向件取可換式，查資料《金屬機械加工工藝人員手冊》取 45mm。3、在以上確定值的基礎(chǔ)上，選取鉆頭的標準長度。4、根據(jù)進給量和切削速度計算組合機床的切削力、切削轉(zhuǎn)矩及功率。由參考文獻【1】P 134 表 6-20 如圖 3.2 可知：圖 3.2布氏硬度：HB =HB max－ (HBmax－HB min)31=240- （240-190）=223切削力: =26FD8.0f6.HB黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 12 頁=26×11× ×8.0126.03=1344.912N切削扭矩： =10T9.1D8.0f6.HB=10× × ×8026.03=4476.865 N·mm切削功率： =PD9740Tv?=4476.865×16/(9740×3.14×11)=0.2129 kw式中：HB——布氏硬度F——切削力（N ）D——鉆頭直徑（mm）f——每轉(zhuǎn)進給量（mm/r）T——切削扭矩(N ·mm)V——切削速度（m/min）P——切削功率(kw)5、根據(jù)主軸的傳動扭矩確定主軸的內(nèi)外徑及懸長度。由參考文獻【1】P 43 表 3-4 可知：mTBd829.14760374??故 d 取 20mm驗證軸徑 ][???WTMPaWT 31][798.202.865473 ???????主軸直徑 d=20 滿足條件由參考文獻【1】P 44 表 3-6 可知：黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 13 頁主軸軸頸 d1 可取 15,20,25,30，35，40定 d1=25mm由參考文獻【1】P 44 表 3-6 如圖 3.3 可知：圖 3.3主軸直徑 d=20mm 對應(yīng)的長主軸直徑 D=32，外伸尺寸 L=100mm6、根據(jù)選擇的鉆頭柄部的莫氏錐號和主軸前端孔內(nèi)徑選擇合適的接桿。以下為選擇的各部件：主軸: 圖 3.4黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 14 頁刀具:圖 3.5接桿:圖 3.63.2.4 確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程動力工件的工作循環(huán)是指加工時，動力部件從原始位置開始運動到加工終了位置，又返回到原位的動作過程。一般包括快速引進、工件進給和快速退回等動作?？焖僖M是指動力部件把刀具送到工件進給位置。工作進給是指動力部件把刀具送到加工完成位置，長度等于加工部位長度與刀具切入長度之和。 黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 15 頁3.2.5 其它應(yīng)注意的問題1、加工示意圖上應(yīng)有足夠的聯(lián)系尺寸，并標注恰當，如主軸端部尺寸、刀具結(jié)構(gòu)尺寸、導(dǎo)向尺寸、工件至夾具的尺寸，工件本身以及加工部件的尺寸等。2、應(yīng)有足夠的說明，如被加工零件的圖號、材料、硬度、加工余量、工件是否有讓刀運動，以及是否采用冷卻。3、加工部位的示意圖，需要將工件各面的形狀和加工孔的位置用縮小比例畫出，并標注孔號。4、相鄰兩孔中心距小的主軸，須在展開圖上按照比例畫出，以便檢查主軸、接桿、導(dǎo)向及浮動頭是否相碰。5、加工示意圖是按照加工終了狀態(tài)繪制。3.2.6 加工示意圖簡圖圖 3.7黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 16 頁3.3 機床聯(lián)系尺寸圖3.3.1 被加工零件聯(lián)系尺寸圖的作用1、機床聯(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)。2、按初步選定的主要通用部件以及確定的主用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。3、可用來表示機床的配置型式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互聯(lián)系運動關(guān)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適。4、它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計提供重要依據(jù)，它可以看成是機床總體外觀簡圖。3.3.2 被加工零件聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容1、表明機床的配置型式與總布局。已適當數(shù)量的視圖，用同一比例畫出主要部件的外廓形狀和相關(guān)位置，表明機床基本型式及操作位置等。2、完整齊全的反應(yīng)各部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸，專用部件的主要聯(lián)系尺寸、運動部件的機械極限位置幾、及各滑臺工作循環(huán)總的工作行程和前后行程備量尺寸。3、標注主要通用部件的規(guī)格代號和電動機的型號、功率及轉(zhuǎn)速，并標出機床分組編號及組件名稱，全部組件包括機床全部通用及專用零部件。4、標明機床驗收標準及安裝規(guī)程。3.3.3 動力部件的選擇動力部件的選擇主要是確定動力箱和動力滑臺。切削總功率：P 切 =nP=12×0.2129=2.550kwn 為鉆孔的個數(shù)多軸箱的功率： kw83.29.052切多 軸 箱 ???P為多軸箱的傳動效率，加工黑色金屬時取 0.8～ 0.9?由參考文獻【1】P 114 表 5-39 可選：黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 17 頁多軸箱選 1TD32-Ⅲ型動力箱驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速，n=720r/min; 電動機選 Y112M-4 型，功率為 4.0kw; 由參考文獻【1】P 116 表 5-40選 1HY32-Ⅲ型滑臺，最大行程 340mm，滑臺臺面長度為 L=500mm，滑臺臺面寬度為 B=800mm；快速進給速度為 16m/min；由參考文獻【1】P 94～P 95 表 5-4 和表 5-5 知：二級進給及壓力繼電器裝置為 1HY25-F51,導(dǎo)軌防護裝置為 1HY25-F81,分級進給裝置為 1HY32-F91，立柱為 1CL25M，立柱側(cè)底座為 1CD252M,滑臺側(cè)底座為1CC252M。3.3.4 組合機床其它尺寸的確定(一)確定機床裝料高度 H裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離。據(jù)國家標準，裝料高度取 H=900mm(二)確定中間底座尺寸中間底座的輪廓尺寸，在長寬方向應(yīng)滿足夾具的安裝需要。這里選 800×500×560 JB1529-79(三)確定多軸箱輪廓尺寸標準通用鉆、鏜類多軸箱的厚度是一定的。立式為 340mm，因此確定多軸箱尺寸，主要是確定多軸箱的寬度 B 和高度 H 及最低主軸高度 h1。B=b+2b1H=h+h1+b1其中 b——工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離b1——最邊緣主軸中心至箱體外壁距離h——工件在高度方向相距最遠的兩孔距離，此圖為 320mmh1——最低主軸高度 H、B 的計算如下： H=h1+h+b1=95+320+12=427mm B=b+b1=529+2×12=553mm 黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 18 頁按通用多軸箱箱體系列尺寸標準，選定多軸箱輪廓尺寸 B×H=800mm×500mm。(四)繪制機床聯(lián)系尺寸總圖 其中長、寬方向的尺寸鏈要封閉長度方向:從工件中心到夾具、多軸箱、滑臺、再由滑臺返回到滑臺前端、側(cè)底座、中間底座、工件中心 高度方向:從中心底座、夾具底座、支承塊、最低主軸高度到主軸箱、滑臺、調(diào)整墊、側(cè)底座4 多軸箱——主軸箱設(shè)計4.1 多軸箱的基本結(jié)構(gòu)多軸箱是組合機床的重要專用部件。他是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔數(shù)和位置、切削用量和主軸類型設(shè)計的傳動各主軸運動的動力部件。其動力來自通用的動力箱，與動力箱一起安裝于進給滑臺，可完成鉆、擴、鉸、鏜孔等加工工序。多軸箱一般具有多根主軸同時對一列孔進行加工。但也有單獨的，用于鏜孔居多。多軸箱按結(jié)構(gòu)特點分為通用（即標準）多軸箱和專用多軸箱兩大類。前者結(jié)構(gòu)典型，能利用通用的箱體和傳動件；后者結(jié)構(gòu)特殊，往往需要加強主軸系統(tǒng)剛性，而使主軸及某些傳動件必須專門設(shè)計，故專用多軸箱通常指“剛性主軸箱” ，即采用不需刀具導(dǎo)向裝置的剛性主軸和用精密滑臺導(dǎo)軌來保證被加工孔的位置精度。通用多軸箱則采用標準主軸，借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具來保證被加工孔的位置精度。多軸箱的通用箱體材料為 HT200，前、后、側(cè)蓋等材料為 HT150。多軸箱體基本尺寸系列標準（GB3668.1—1983）規(guī)定，9 種名義尺寸用相應(yīng)滑臺的滑鞍寬度表示，多軸箱體寬度和高度是根據(jù)配套滑臺的規(guī)定按規(guī)定的系列尺寸選擇。多軸箱后蓋與動力箱法蘭尺寸可查表，其結(jié)合面上聯(lián)結(jié)螺孔、定位銷孔及其位置與動力箱聯(lián)系尺寸相適應(yīng)。多軸箱的標準厚度為 180mm；用于臥式多軸箱的前蓋厚度為55mm，用于立式的因兼作油池用，故加厚到 70mm；基型后蓋的厚度為 90mm，變型后蓋厚度為 50mm、100mm、125mm 三種，應(yīng)根據(jù)多軸箱傳動系統(tǒng)安排和動力部件與多軸箱的連接情況合理選用。如只有電機軸安排Ⅳ排或Ⅴ排齒輪，可選用厚度黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 19 頁為 50mm 或 100mm 的后蓋，此時，后蓋窗口應(yīng)按齒輪外廓加以擴大。4.2 通用多軸箱設(shè)計目前，多軸設(shè)計有一般設(shè)計法和電子計算機輔助設(shè)計法兩種。計算機設(shè)計多軸箱，由人工輸入原始數(shù)據(jù)，按事先編制的程序，通過人機交互方式，可迅速、準確地設(shè)計傳動系統(tǒng)，繪制多軸箱總圖、零件圖和箱體加工圖，打印出軸孔坐標及組件明細表。一般設(shè)計法的順序是：繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)、軸徑及齒輪模數(shù)；擬訂傳動系統(tǒng)；計算主軸、傳動軸（可用計算機計算和驗算箱體軸孔的坐標尺寸） ，繪制坐標檢查圖；繪制多軸箱總圖，零件圖及編制組件明細表。具體內(nèi)容和方法如下。4.2.1 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。其主要內(nèi)容及注意事項如下：1、 根據(jù)機床聯(lián)系尺寸圖，繪制多軸箱外形圖，并標注輪廓尺寸及動力箱驅(qū)動軸的相對位置尺寸。2、 根據(jù)機床聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，標注所有主軸位置尺寸及工件與主軸、主軸與驅(qū)動軸的相關(guān)位置尺寸。在繪制主軸位置時，要特別注意：主軸和被加工零件在機床上是面對面安放的，因此，多軸箱主視圖上的水平方向尺寸與零件工序圖上的水平方向尺寸正好相反；其次，多軸箱上的坐標尺寸基準和零件工序圖上的基準經(jīng)常不重合，應(yīng)根據(jù)多軸箱與加工零件的相對位置找出統(tǒng)一基準，并標出其相對位置關(guān)系尺寸，然后根據(jù)零件工序圖各孔位置尺寸，算出多軸箱上各主軸坐標植。3、 根據(jù)加工示意圖標注各主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，主軸逆時針轉(zhuǎn)向（面對主軸看）可不標，只注順時針轉(zhuǎn)向。4、 列表標明各主軸的工序內(nèi)容、切削用量及主軸外伸尺寸等。5、 標明動力部件型號及其性能參數(shù)等。圖 4.1 所示為立式鉆床組合機床主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖。較簡單的多軸箱可不畫原始依據(jù)圖。多軸箱設(shè)計原始數(shù)據(jù)圖黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 20 頁1316 28350 415 542 64250500 8062.50162.52.532.542.55030圖 4.1 表 4.1 主軸外伸尺寸及切削用量表主軸外伸尺寸（mm）切 削 用 量 備注軸號D/d L 工序內(nèi)容 n(r/min) v(m/min) f(mm/r)1、2、3 32/20 100 鉆 φ11 孔 672.75 16 0.124、5、6 32/20 100 鉆 φ11 孔 672.75 16 0.127、8、9 32/20 100 鉆 φ11 孔 672.75 16 0.1210、11、1232/20 100 鉆 φ11 孔 672.75 16 0.12注：1、被加工零件編號及名稱：四缸發(fā)動機油底殼。材料及硬度，鑄鐵，190~240HBS。2、動力部件 1TD32-Ⅲ，電機型號 Y112M-4，功率 P=4.0KW，n=720r/min。4.2.2 主軸、齒輪的確定及動力運算1、主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 21 頁主軸的型式和直徑，主要取決與工藝方法、刀具主軸聯(lián)接機構(gòu)、刀具的進給抗力和切削