毕业设计论文TY295柴油机机体三面钻孔组合机床总体及右主轴箱设计.docx

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1、1前言组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、缝纫机、自行车等轻工行业大批大量生产中已经获得广泛的应用；一些中小批量生产企业，如机床、机车、工程制造业中也已推广应用。组合机床最适宜于加工各种大中型箱体类零件，如汽缸盖、汽缸体、变速箱体、电机座及仪表壳等零件；也可用来完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全部工序的加工。组合机床的设计，目前基本上有两种情况：其一，是根据具体加工对象的具体情况进行专门设计，这是当前最普遍的做法。其二，随着组合机床在我国机械行业的广泛使用，广大工人总结自己生产和使用组合机床的经验，发现组合机床不仅在其组成部件方面有共性，可设计成通用部件，而且一些行业

2、在完成一定工艺范围内组合机床是极其相似的，有可能设计为通用机床，这种机床称为“专能组合机床”。这种组合机床就不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，而是可以设计成通用品种，组织成批生产，然后按被加工的零件的具体需要，配以简单的夹具及刀具，即可组成加工一定对象的高效率设备。本次设计课题来源于生产实际，具体的课题是TY295柴油机机体三面钻孔组合机床总体及右主轴箱设计。在设计前认真研究被加工零件的图样，研究其尺寸、形状、材料、硬度、重量、加工部位的结构及加工精度和表面粗糙度要求等内容，为设计提供大量的数据、资料，作好充分的、全面的技术准备。在准备了充足的资料之后进行总体及零部件的设计工作，总体

3、的设计的主要工作是完成“三图一卡”，即绘制机床的总体尺寸联系图、加工示意图、零件的工序图及编制生产率计算卡；主轴箱设计的方法是：绘制主轴箱设计的原始依据图；确定主轴的结构、轴颈及齿轮模数；拟订传动系统；计算主轴、传动轴坐标，绘制坐标检查图；绘制多轴箱总图,零件图及编制组件明细表。在此次的设计中采用三面夹紧定位，气动夹紧，提高了生产效率，降低了劳动强度，同时在设计中采用了大量的通用零部件，降低了产品的成本。2组合机床总体设计组合机床的总体设计要注重工件加工时的工艺分析，制订出合理的工艺方案，才能设计出合理的专用机床。根据指定的加工要求，提出多个方案。工艺方案的确定决定了专用机床的结构、性能、运动

4、、传动、布局等一系列问题。所以，工艺方案设计是专用机床的重要环节。组合机床的设计结构一般可分为卧式图2-1和立式图2-2两种。2.1 图2-2立式组合机床结构2.2 工艺方案的拟订工艺方案的拟订是组合机床设计的关键一步，它在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。根据工件的加工要求和特点，按一定的原则、结合组合机床常用工艺方法、充分考虑各种影响因素，并经技术经济分析后拟订出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。2.2.1 被加工零件的特点该组合机床的加工对象是柴油机机体，材料是HT250,硬度为HB190250属于箱体零件，结构复杂。2.2.2 工艺路线的确立被加工零件需要在组合机床上完成的

5、加工工序，以及应保证的加工精度是制定机床方案的主要依据。本次加工的零件是柴油机机体，其主要加工工序是：1、粗铳底面；2、粗铳左、右端面；3、粗铳前、后端面；4、半精铳底面；5、半精铳左、右端面；6、半精铳前、后端面；7、粗獴孔；8、精獴孔；9、钻左、右、后面的孔；10、最终检验。本道工序为第9道工序，主要钻左右后三面上的37个孔。具体加工内容是：左面15X6.8深20以及孔3X8.5深20,位置度要求0.40mm,垂直度要求0.06mm；右面螺纹孔7X6.8深25,孔3X8.5深25以及孔5X610.3深25,位置度要求0.40mm；后面3X12以及孔12位置度要求中0.2OnInb垂直度要求

6、0.06mm,一次装夹一个零件，三个面钻孔同时加工。2.2.3 2组合机床总体方案论证根据任务书的要求：设计的组合机床要满足加工要求、保证加工精度；尽可能用通用件、以降低成本；各动力部件用电气控制、液压驱动。因此根据任务书要求和汽缸体的特点初定两种设计方案：卧式组合机床特点：卧式组合机床重心低、振动小运作平稳、加工精度高、占地面积大。立式组合机床特点：立式组合机床重心高、振动大、加工精度低、占地面积小。方案比较：根据被加工工件和两种组合机床的特点比较可知：TY295型柴油机汽缸体的结构为卧式长方体，从装夹的角度来看，卧式平放比较方便，也减轻了工人的劳动强度。通过以上的比较，考虑到卧式振动小，装

7、夹方便等因素，选用卧式组合机床。组合机床配置型式及结构方案确定：机床配置成单工位卧式双面钻削组合机床，采用固定式夹具。加工时，工件装在夹具中固定不动，由水平布置在工件两侧和后侧的钻头实现主运动和进给运动，以完成对工件钻孔加工。2. 3定位基准的选择组合机床是针对某种零件或零件某道工序而设计制造的。正确选择定位基准，是确保加工精度的重要条件，也有利于实现最大限度的集中工序。本机床加工时采用的定位方式是底面两根定位条、左面一根定位条、后面一根定位销的方案限制工件的6个自由度。夹紧方式采用上面用气缸夹紧并从右面用气缸辅助夹紧。3设计计算2.1 刀具的选择根据工艺的要求及加工精度不同，组合机床采用的刀

8、具一般有简单刀具（标准刀具）、复合刀具及特种刀具。选择刀具的原则：a）只要条件允许，为使工作可靠，结构简单、刃磨容易，应尽量选择标准刀具和简单刀具。b）为使工序集中或保证加工精度，可采用先后加工或同时加工两个或两个以上表面的复合刀具。c）选择刀具结构时，还须认真分析被加工零件材料特点。根据工艺要求及加工精度的要求，查文献15196页表4-45,加工37个孔的刀具均采用标准直柄麻花钻。刀具材料为高速钢，标准号：GB/T1438-1985o2.2 切削用量的选择本设计是加工左、右、后三个面上的孔，其中左面孔15X6.8深20以及孔3X8.5深20,位置度要求0.2mm,垂直度要求0.06mm；右面

9、孔7X6.8深25,孔3X8.5深25以及孔3X10.3深25,位置度要求0.4mm；后面孔3义612以及孔14位置度要求0.2mm,垂直度要求0.06mm,一次装夹一个零件，三个面钻孔同时加工。根据文献15134页表6-20可得出切削转矩T为：T=195D,4P11,5（3-1）式中，。一加工螺纹大径；匕一工件的螺距。组合机床多轴箱上所有刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台。工作时，要求所有刀具的每分钟进给量相同，且等于动力滑台的每分钟进给量。这个每分钟进给量（毫米/分）应是适合于所有刀具的平均值。因此，同一主轴箱上的刀具主轴可设计成不同转速和选择不同的每转进给量（毫米/转）与其相适应，

10、以满足不同直径工件的加工需要，文献1553页，即(3-2)n1f1=n2f2=-=nifi=vf式中：,勺各主轴转速（转/分）；12,.,各主轴进给量（毫米/转）；Vy动力滑台每分钟进给量（毫米/分）。在选择了转速后就可以根据公式(3-3)IOOOvn=d选择合理的切削速度。查文献15第130页表6-11表37高速钢钻头切削用量加工材料加工直径4（mm）切削速度n（mmin）进给量f(mmr)铸铁200241HBS1610180.050.16-120.1-0.18122210180.18-0.2522500.25-0.4A.左侧面钻孔a）钻15个6.8孔，深20mm选择y=10.676%jn，

11、进给量选择F=O168如%,由公式（3-2）得vz=84in,由公式（3-3）得转速：=5/.mnb）钻3个8.5孔，深20mm选择u=13.345%h，进给量选择/=。168如%,由公式（3-2）得。=84加%由，由公式（3一3）得转速：z=5/.mnB.右侧面钻孔a）钻7个6.8孔，深25mm选择y=10.676%h，进给量选择F=O68加%,由公式（3-2）得。=84加%由，由公式（3一3）得转速：=400-mnb）钻3个8.5孔，深25mm选择u=13.345%jn，进给量选择/=。68如%,由公式（3-2）得vz=84in,由公式（3-3）得转速：n=500.mnc）钻5个（HO.3

12、孔，深25un选择y=15.524%in,进给量选择f=0.175%,由公式（3-2）得O=846%in,由公式（3-3）得转速：C.左侧面钻孔a）钻3个12孔，深25mm选择u=13.188%jn,进给量选择/=0.24如%,由公式（3-2）得v7=84m%in,由公式（3-3）得转速：350%inb）钻1个14孔，深25mm选择u=15.386%in,进给量选择f=0.24加%,由公式（3-2）得vz=84in,由公式（3-3）得转速：-=350in3. 3计算切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度根据已选定的切削用量（主要指切削速度V及进给量f）,确定进给力，作为选择动力滑台及设计夹具的

13、依据；确定切削扭矩，用以确定主轴及其他传动件（齿轮、传动轴）的尺寸；确定切削功率，用作选择主传动电机（一般指动力箱电机）功率;确定刀具耐用度，用以验证所选用的刀具是否合理。根据文献1556页的公式(3-4)(3-5)(3-6)(3-7)P=26DfHBobM=10D,9o87B697404D9600-025式中：P切削轴向力（N）；D钻头直径（mm）；f每转进给量（mm/r）；M切削扭矩（N相；N切削功率（AW）；T刀具耐用度（min）；V一一切削速度（mmin）,通常根据钻孔深度1考虑修正系数（查1557页表3-14）,u=y公称鼠；HB零件的布氏硬度值。通常给出一个范围，如HB180220

14、0对于公式(3-4)、(3-5).(3-6)取最大值，对公式(3-7)取最大硬度值减去偏差值的三分之一。A.左侧面a) 6.8孑11D=206.8=2.94查文献1757页表3-14得A=().9V=U公称K=I0.676X0.9=9.6084mmin“8=241,公式(1-6)中HB=24X(241-200)=227.333(1-3)得：P=26DfsHB6=266.80.1680824106=114O.O97V由公式(1一4)得：M=1OD19o8B6=106.819O.168o824106=2461.64N如由公式(1-5)得：N=9740万O2461.64x10.6769740x3.14x6.8=0.12金W由公式(1-6)得：(9600D025Y二。.产.吟二96006.8c25Y一J0.6760.168o55227.33,3J=15679.27minb) 8.5孔1D=208.5=2.35查文献1757页表3-14得I=IU=U公称右=13.345X1=13.345mmin由公式(1-3)得：P=26Do86=268.5X0.1680824106=1425.127V由公式(1-4)得：M=1OD19o86=108.5,90.168082416=3761.442V由公式(1-5)得:由公式(1-6)得:,MVV=9740万。