ZH1105柴油机气缸体三面粗镗组合机床设计(左主轴箱设计).doc

1、盐城工学院本科生毕业设计说明书 2007目录1前言1组合机床是用按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。11、制定工艺方案，确定机床的配置型式及结构方案；11、总体设计问题:如设计选型、产品总体布局、产品配置；23、产品传动方案的确定:标准件、通用件的选择；22 方案论证31、孔间中心距的限制32、结构工艺性不好的限制31、对右侧面上5个孔的切削用量的选择：保证进给速度相等43轴 孔径194.4mm71前言 组合机床是用按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。本人课题来源于江苏江淮动力集团，

2、本人所设计的题目是ZH1105柴油机气缸体三面粗镗组合机床设计，主要完成左主轴箱装配图和零件图设计任务，所设计的机床主要用于加工柴油机左气缸体，本人在完成“三图一卡”的基础上，完成组合机床自动加工柴油机气缸体的左主轴箱设计。1.1 总体设计1、制定工艺方案，确定机床的配置型式及结构方案；2、三图一卡设计，包括：a)被加工零件工序图；(b) 加工示意图；(c) 机床联系尺寸图；(d) 生产率计算卡。1.2 左主轴箱设计1、左箱总装图；2、左轴箱箱体零件图；3、其它零件图；4、有关计算、校核等1.3 发展状况及涉及内容当我国加入WTO以后，制造业所面临的机遇与挑战并存。对组合机床的要求相对提高，从

3、而设计机床的要求也提高。为了组合机床行业适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，截至2002年9月份，组合机床行业仅组合机床产品一项，产量快速增长，相比2001年同比增长了十个百分点以上, 另外组合机床行业工业增加值、产品销售率、全员工资总额、出口交货值等经济指标均有不同程度的增长，新产品、新技术较去年均有大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。研究的主要内容可涉及：工程设计相关的理论；产品设计中的技术难点；对如何进行同类产品设计进行研究；相关行业的热点技术问题；针对的设计任务的特点所采用的相关结构的工作原理；如何用相关的技术手段来保证设计质量；设计产品所涉及的相关技术；

4、结构设计的合理性校验；产品设计的操作简便性、制造和使用的经济性；产品设计的环保、节能特性；产品设计的制造可实施性；产品设计的寿命；产品设计中零、部件的标准化、通用化问题。1.4 本课题拟解决的问题1、总体设计问题:如设计选型、产品总体布局、产品配置；2、产品设计的特殊要求:例如特定的参数要求，特定的结构要求，特定的性能要求；3、产品传动方案的确定:标准件、通用件的选择；4、详细设计相关问题:例如相关的强度校核、刚度校核、局部结构设计问题的方案确定；5、产品的设计分析:例如有限元分析、运动分析、动力学分析；6、工艺设计方案的论证:设计效果仿真；加工模拟仿真；7、生产效率:经济性；生产周期；1.5

5、 解决方案及预期效果1.5.1 解决方案：1、采用何种总体设计方案；针对某种需求采用何种特殊结构；2、易损件采用便于装拆的结构；采用何种设计手段；3、采用何种分析手段；采用何种实验手段；4、采用何种优化方法；采用何种仿真手段；1.5.2 预期效果：产品的制造工艺性好；产品外形美观；产品的制造成本降低；提高设计的一次成功率、减少设计返工；交货期缩短；产品使用中的维护成本降低；设计的产品工作更稳定、可靠；产品结构合理，符合工作现场的需要，更易于操作和使用；产品的使用效果达到什么样的指标；产品拆卸方便、更易于维护；所设计的部分符合整个工艺流程的要求。本次毕业设计历时四个多月，在指导老师的细心指导下，

6、在本组设计人员的共同努力下，我们的毕业设计得以按时圆满地完成。在此向所有支持我这次毕业设计的老师和同学表示深深的感谢！2 方案论证组合机床的通用部件分大型和小型两大类。用大型通用部件组成的机床称为大型组合机床，用小型通用部件组成的机床称为小型组合机床。机床带有一套固定的夹具，根据所需加工面数布置动力部件。动力部件可以是立式，卧式或斜式安装。工件安装在机床的固定夹具里，夹具和工件固定不动。动力滑台上的动力箱连同多轴箱或单轴切削头实现切削运动。根据加工零件的要求，本机床采用单工位组合机床。刀具对零件的加工为平行加工，动力部件采用卧式安装，品字型结构。2.1 组合机床工艺方案的制定2.1.1 确定机

7、床完成工艺时的一些限制 1、孔间中心距的限制 在确定组合机床完成工艺时，要考虑可同时加工的最小孔中心距。由于主轴箱的主轴结构的设备导向的需要，所以近距离孔能否在同一多轴箱上同一工位加工受其限制。 2、结构工艺性不好的限制 有些工件结构工艺性不好，如箱体多层壁上的同轴线的孔径中间大两头小时，则进刀困难。当孔径大于50mm时，可采用让刀的办法。多层壁同轴孔，为便于布置中间导向装置，孔中心离箱体侧壁间距离也应够。2.2 确定切削用量及选择刀具2.2.1 选择切削用量16个被加工孔中，由于既有钻孔加工又有镗孔加工，所以选择切削用量时应综合考虑，钻孔切削用量从文献9的130页表6-11中选取，镗孔切削用

8、量从文献9的130页表6-15中选取。由于钻孔的切削用量与钻孔深度有关，随孔深的增加而逐渐递减，其递减值按文献9的131页表6-12选取。钻孔时，降低进给量的目的是为了减小轴向切削力，以避免钻头折断，降低切削速度主要是为了提高刀具寿命。1、对右侧面上5个孔的切削用量的选择：保证进给速度相等A钻孔4：36.4，通孔. 由d22-50，硬度大于190-240HBS，选择v=10-18m/min,f0.25-0.4mm/r,又d=36.4mm,取定v=17.6m/min,f=0.3mm/r,则由文献5的43页知 （2-1） 得： n=100017.6/36.4=154r/min B钻孔5： 24.4

9、，通孔由d22-50，硬度大于190-240HBS，选择v=10-18m/min,f 0.25-0.4mm/r,又d=24.4mm,取定v=17.7m/min,f=0.3mm/r,则由 得： n=100017.7/24.4=230r/minC镗孔1、2： 61.4由于刀具采用硬质合金，加工材料为铸铁，v=35-50m/min,f0.4-1.5mm/r中选择,考虑到刀具寿命以及进给速度的一致性，取v=35m/mim,f=0.6mm/r，则 =100035/61.4=181.5r/min D镗孔6： 56.6由于刀具采用硬质合金，加工材料为铸铁，v=35-50m/min,f0.4-1.5mm/r中

10、选择,考虑到刀具寿命以及进给速度的一致性，取v=40m/min,f=0.5mm/r，则 =100040/56.6=225r/min 2.2.2 对左侧面上4个孔的切削用量的选择由于分两次进给，要同时考虑进给速度和转速，两次进给转速要相同，同次进给保证进给速度相同A镗孔3： 194.4/124.4由于刀具采用硬质合金，加工材料为铸铁，v=35-50m/min,f0.4-1.5mm/r中选择,考虑到刀具寿命,加工余量应取小一点，故加工193.8孔采用分层切削。第一次进给主要加工194.4孔，取定v=50m/min,f1=0.50mm/r,则=100050/194.4=82r/min 第二次进给要同

11、时镗124.4孔，考虑到轴向切削力，进给量应选小一点,取定v=37.3m/min,f2=0.6mm/r，则=100037.3/124.4=95r/min B镗孔1、2： 261.4由于刀具采用硬质合金，加工材料为铸铁，v=35-50m/min,f0.4-1.5mm/r中选择,考虑到刀具寿命以及进给速度的一致性，取定v1=35m/mim,f1=0.6mm/r，则=100035/61.4=181.5r/min 同轴转速相同，进给速度一致，取定v2=35m/min,f2=0.60mm/rC钻孔： 36.4，通孔由d22-50，硬度大于190-240HBS，选择v=10-18m/min,f0.25-0

12、.4mm/r,又d=35.8mm,取定第一次进给v1=17.9m/min,f1=0.3mm/r,则=100017.9/36.4=157r/min 同轴转速相同，进给速度一致，取定v2=17.9m/min,f2=0.3mm/r2.2.3 对后面上1个孔的切削用量的选择镗孔： 114.4/115/122.4 由于刀具采用硬质合金，加工材料为铸铁，在v=35-50m/min,f0.4-1.5mm/r中选择，考虑转速和进给速度的一直性，取定v=36/40/45m/min。第一次进给，取定f1=0.36mm/r；第二次进给,取定f2=0.16mm/r，则=100055.7/114.4=155r/min （孔的编号见被加工零件工序图）2.3 计算切削力、切削扭矩及切削功率根据文献9的134页表6-20中公式计算钻孔 （2-2） （2-3） （2-4）根据文献9的134页表6-20中公式计算镗孔 （2-5） （2-6） （2-7） （2-8） 式中， F、Fz-切削力（N）；T-切削转矩（N）；P-切削功率（Kw）；v-切削速度（m/min）；f-进给量（mm/r）；ap-切削深度（mm）； D-加工（或钻头）直径（mm）； HB-布氏硬度， 得HB=223。由以上公式可得：右面 1、2轴 4轴 5轴 6 轴 左面 1、2轴 3轴 孔径194.4mm 孔径124.4mm .7