《半精镗及精镗气缸盖导管孔组合机床设计(总体设计).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《半精镗及精镗气缸盖导管孔组合机床设计(总体设计).doc（10页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流半精镗及精镗气缸盖导管孔组合机床设计(总体设计)【精品文档】第 10 页半精镗及精镗气缸盖导管孔组合机床设计（总体设计）摘 要：本设计课题为半精镗及精镗气缸盖导管孔组合机床总体设计。机床总体设计主要完成精镗及半精镗组合机床的“三图一卡”；拟订滑台的结构方案、绘制滑台总图及其零件图。为了能够达到质量好、效率高的要求，拟定设计一个半精镗精镗的组合镗床。由于被加工零件的孔的加工精度、表面粗糙度和技术要求所限，提高生产效率，故必须设计一多刃半精镗及精镗一体的组合镗床。又因为被加工零件一机体，体积小，重量较重，且是单工位单面加工，采用立式床身，将造成加工困难，难以
2、保证加工精度，且平稳不够，所以将采用卧式床身，通过两个动力头，主轴箱镗销头，一次性完成该工序较为妥帖。通过这样的设计来达到加工要求，以便能完成对柴油机气缸盖的精镗，满足工厂制定的产量。关键词：组合机床； 气缸盖； 精镗； 半精镗。本设计来自：完美毕业设计网登陆网站联系客服远程截图或者远程控观看完整全套论文图纸设计客服QQ：8191040Semi-fine boring and fine boring holes cylinder head catheter combination machine design (design)Abstract: The design issues of the
3、 semi-fine boring and fine boring holes combination catheter cylinder head design machine tools. Machine Design completed major fine boring and semi-fine boring machine combination of the three plans a card; prepare the structure of the programme slider, slider drawing the design fig and its parts f
4、ig.In order to achieve good quality and high efficiency requirements, develop the design of a semi-fine boring combination of fine boring boring machine. As the processing parts-precision machining, surface roughness and technical requirements constraints, increase production efficiency, it must des
5、ign more than one half-edge fine boring and fine boring one combination of boring machine. As the processing parts of a body, small size, weight heavier, and is the single-single-sided processing, a vertical bed, will result in processing difficulties, it is difficult to guarantee precision machinin
6、g and smooth enough, it will use horizontal bed Through the first two dynamic, Headstock boring head pin, a one-time completion of the process is more Tuotie.Through this process to achieve the design requirements, in order to complete the engine cylinder head of the fine boring, to meet the output
7、of factories.Key words: combination machine; cylinder head; fine boring, semi-fine boring.目 录1 前言12 组合机床工艺方案的拟定32.1 本机床加工零件的加工工序及加工精度32.2 被加工零件特点33 组合机床的配置型式选择43.1 定位基准的选择.44 组合机床的总体设计54.1 被加工零件工序图54.2 加工示意图64.2.1 刀具的选择84.2.2 组合机床切削用量的选择84.2.3 计算切削力、切削扭矩及切削功率104.3 动力滑台的设计及检验144.3.1 机床联系尺寸图184.4 机床生产
8、率计算卡205 结论23参考文献24致 谢25附 录261 前言大学即将结束，毕业设计是对我们在学校四年所学知识的检验，我的设计是半精镗及精镗气缸盖导管孔组合机床（总体设计）。这次毕业设计是在实习的基础上进行的，我们在江苏高精机床厂工程技术人员的带领下，深入车间，理论联系实际，熟悉了气缸盖导管孔加工工艺分析，了解了每道工序的加工过程，仔细分析，研究了机体精镗的结构特性，根据指导老师分配给我的任务书，阅读并收集有关资料，为毕业设计做好准备。本设计是为气缸盖导管孔设计一个满足半精镗及精镗要求的工序。为了能够达到质量好、效率高的要求，拟定设计一个半精镗精镗的组合镗床。由于被加工零件的孔的加工精度、表
9、面粗糙度和技术要求所限，提高生产效率，故必须设计一多刃半精镗及精镗一体的组合镗床。因为被加工零件一机体，体积小，重量较重，且是单工位单面加工，所以采用立式床身，又因为加工困难，难以保证加工精度，且平稳不够，故将采用卧式床身，通过两个动力头，主轴箱镗销头，一次性完成该工序较为妥帖。随着现代工业生产水平的飞速提高，设计新产品，新机床，实现自动化，提高生产率，是当前生产中迫在眉睫的任务。我们两人一组设计专用组合机床既为一台高效能，高精度，具有工艺互换性的组合机床。在设计过程中，由于组合机床大部分是由标准零件构成，另外，一些非标准件尽量适应工厂的生产条件，使加工和维修方便，大大减少了设计工作量。近十多
10、年来，组合机床及其自动线在高效、高生产率、柔性化以及采用并行工程制订更为合理、更为节省的方案方面取得了不小的进展。尤其是汽车工业，为了提高汽车的性能，对零件的加工精度提出了一些新的要求，因此对机床性能的要求更高了。目前，我国组合机床行业已发展成为自成体系、配套齐全的行业，由于行业内多数为中小企业，且兼产企业多，其市场竞争能力普遍较弱。 为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机传动，以简化结构、缩短生产节拍
11、；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。本设计由于气缸盖需大批量生产，为了提高加工精度，降低成本，有必要设计一种组合机床来满足气缸盖导管孔的上下进气孔排气孔同时镗孔的需要。本次设计分总体及液压滑台设计、夹具设计、镗削头设计三个部分。我主要负责夹具部分的设计。在设计组合机床过程中，组合机床夹具的设计是整个组合机床设计工作的重要部分之一。虽然夹具零件的标准化程度高，使设计工作量大为减少，设计周期大为缩短，但在夹具设计过程中，在保证加工精度的前提下，如何综合考虑生产率、经济性和劳动条件等因素，还有一定的难度。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化
12、程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件(近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额)，完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台式组合机床等;随着技术的不断进步，一种新型的组合机床柔性组合机床越来越受到人们的青睐，
13、它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器()、数字控制()等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机(清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线)等在组合机床行业中所占份额也越来越大。二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统
14、等。国内组合机床近几年取得了长足的进步，但是与发达国家相比，在产业结构、产品水平、开发能力、产业规模、制造技术水平、劳动生产率、国内外市场占有率等诸多方面尚存在不少差距。在组合机床方面，总体水平不高，国际竞争力不强，不能充分满足国内建设需要，关键技术过分依赖国外，自主发展能力薄弱，高技能人才的比较优势有弱化的危险，产品质量不稳定，用户服务水平差距较大。本次设计的课题是半精镗及精镗气缸盖导管孔组合机床设计。该课题来源于江苏高精机电装备公司。该集团生产的机床十分走俏，市场需求量大，畅销国内外市场。现在该集团迫切需要改善现有的生产条件，进行提高生产率、改善产品质量方面的技术改造，使产品的合格率上升，
15、增加产量，适应市场竞争的需要，提高经济效益。 设计该组合机床思路如下：仔细分析零件的特点，以确定零件合理可行的加工方法（包括安排工序及工艺流程，确定工序中的工步数，选择加工的定位基准及夹压方案等），确定工序间加工余量，选择合适的切削用量，确定组合机床的配制形式；根据被加工零件的工艺要求确定刀具，再由刀具直径计算切削力，切削扭矩，切削功率，然后选择各通用部件，最后按装配关系组装成组合机床。本说明书以设计卧式半精镗及精镗气缸盖导管孔组合机床为主线，在第2章中着重介绍了组合机床的总体设计。在总体设计中，首先是被加工零件的工艺分析，然后是总体方案的论证，在比较了许多方案之后，结合本道工序加工的特点最终
16、选择卧式双面的机床配置型式。再结合本道工序的特点选择刀具。根据选择的切削用量，计算刀具的切削力、切削扭矩、切削功率等，再确定刀具的大小和型式。在确定这些设计计算后，然后是绘制组合机床的“三图一卡”被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡。2 组合机床工艺方案的拟定2.1 本机床加工零件的加工工序及加工精度本道工序：精镗半精镗气缸盖阀座孔，枪铰导管进、排气孔。具体加工内容及加工精度是：A.半精镗进气孔：半精镗孔44阀座孔至44.8，深10；枪铰导管孔14底孔至14.8，深24。B.半精镗排气孔：半精镗孔47阀座孔至47.8，深10；枪铰导管孔14底孔至14.8，深24。C.精镗
17、进气孔：半精镗孔44.8阀座孔至45，深10；枪铰导管孔14.8底孔至15，深24。D.精镗排气孔：半精镗孔47.8阀座孔至48，深10；枪铰导管孔14底孔至14.8，深24。2.2 被加工零件特点该加工零件为柴油机气缸盖导管孔，材料HT250，其抗拉强度为300N，在本工序之前各主要表面、主要孔已加工完毕。3 组合机床的配置型式选择根据选定的工艺方案确定机床的配置型式，并定出影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。既要考虑能实现工艺方案，以确保零件的精度、技术要求及生产率，又要考虑机床操作方便可靠，易于维修，且润滑、冷却、排屑情况良好。对同一个零件的加工，可能会有各种不同的工艺方案和
18、机床配置方案，在最后决定采取哪种方案时，绝不能草率，要全面地看问题，综合分析各方面的情况，进行多种方案的对比，从中选择最佳方案。各种形式的单工位组合机床，具有固定式夹具，通常可安装一个工件，特别适用于大、中型箱体类零件的加工。根据配置动力部件的型式和数量，这种机床可分为单面、多面复合式。利用多轴箱同时从几个方面对工件进行加工。但其机动时间不能与辅助时间重合，因而生产率比多工位机床低。机床的配置型式主要有卧式和立式两种。卧式组合机床床身由滑座、侧底座及中间底座组合而成。其优点是加工和装配工艺性好，无漏油现象；同时，安装、调试与运输也都比较方便；而且，机床重心较低，有利于减小振动。其缺点是削弱了床
19、身的刚性，占地面积大。立式组合机床床身由滑座、立柱及立柱底座组成。其优点是占地面积小，自由度大，操作方便。其缺点是机床重心高，振动大。在认真分析了被加工零件的结构特点及所选择的加工工艺方案，又由组合机床的特点及适应性，确定设计的组合机床的配置型式为单工位卧式双面镗组合机床。3.1 定位基准的选择被加工零件为气缸盖属箱体类零件，加工工序集中、精度要求高。由于箱体零件的定位方案一般有两种，“一面两孔”和“三平面”定位方法。 A. “一面双孔”的定位方法 它的特点是：a)可以简便地消除工件的六个自由度，使工件获得稳定可靠定位。b)有同时加工零件五个表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的
20、位置精度。c)“一面双孔”可作为零件从粗加工到精加工全部工序的定位基准，使零件整个工艺过程基准统一，从而减少由基准转换带来的累积误差，有利于保证零件的加工精度。同时，使机床各个工序（工位）的许多部件实现通用化，有利于缩短设计、制造周期，降低成本。d)易于实现自动化定位、夹紧，并有利于防止切削落于定位基面上。B.“三平面”定位方法 它的特点是：a)可以简便地消除工件的六个自由度，使工件获得稳定可靠定位。b)有同时加工零件两个表面的可能，能高度集中工序。一般情况下，“一面双孔”是最常用的定位方案，即零件在机床上放置的底面及底面上的两个孔作为定位基准，通过一个平面和两个定位销限制其六个自由度。由于气
21、缸盖零件质量较大，底面上孔的直径不大，初步拟定“一面双孔”定位方法。4 组合机床的总体设计4.1 被加工零件工序图被加工零件工序图是根据制定的工艺方案，表示所设计的组合机床（或自动线）上完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹压部位以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图样。除了设计研制合同外，它是组合机床设计的具体依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要文件。A.被加工零件名称及编号：气缸盖材料及硬度：HT250 HB150225B.定位基准及夹压点的选择针对机体的结构特点，不宜选用“三平面”定位基准，可采用“一面
22、双孔”定位基准的方法。在选择夹压部位时应注意零件夹压后定位稳定和避免零件夹压后变形的问题，可以选择上表面夹压。 C.图中符号 夹紧点 定位基面图4-1 加工工序图4.2 加工示意图加工示意图是在工艺方案和机床总体方案初步确定的基础上绘制的。是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图。零件加工的工艺方案要通过加工示意图反映出来。加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具、辅具的布置状况以及工件、夹具、刀具等机床各部件间的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等。A.刀具的选择一台机床刀具选择是否合理，直接影响到机床的加工精度，生产率和工作情况。根据机体孔的加工精度，加工尺寸，台阶级加工，切削排
23、除以及生产率等因素，和加工孔表面允许有退刀痕，因位置限制，导向孔的尺寸小于加工孔的尺寸，且加工孔直径大于40，应选用镗刀，这样对刀方便，加工中不至于有振动，并在导套上开引槽，以便镗刀通过，刀具选用硬质合金钢。为了提高工序集中程度，可采用两把镗刀的镗杆，同时加工孔。考虑到被加工零件是淬火铸铁，由于其硬度较高，为170241HB，可采用多刃镗刀头加工，一提高刀具的使用寿命。镗削头与相同规格的液压滑台组成的镗床，满足要求的精度H7级，表面粗糙度达1.6微米的镗孔。因镗削直径较大，传递的扭矩大，可用主轴前端的短圆锥面和端面定位，并由端面键传递扭矩。B.工序间余量的确定关于工序间加工余量的确定，查工表2
24、-6推荐数值选取0.250.4 （直径上）C.导向结构的选择组合机床上加工孔时，除用刚性主轴加工的方案外，其尺寸和位置精度都是依靠夹具导向来保证的。a)选择导向类型因导向直径较大，转速较高时，为了避免镗杆由于摩擦发热而变形，产生“别劲”的现象，可选用旋转导向。这种导向利于减轻摩损和持久保证精度。因导向直径较大，转速较高时，为了避免镗杆由于摩擦发热而变形，产生“别劲”的现象，可选用旋转导向。这种导向利于减轻摩损和持久保证精度。b)选择导向的形式和结构因精镗多级孔导向的旋转速度高，但加工精度要求比较低，可选用滚锥轴承的旋转导向。D.确定主轴类型及尺寸对于精镗类主轴，因其切削扭矩T值很小，如由切削扭
25、矩计算主轴直径，则刚性不足.因此应按加工孔径镗杆直径浮动卡头规格主轴直径的顺序逐步推定主轴直径。E.动力部件工作循环及行程的确定动力部件工作循环一般包括快速引进、工作进给和快速退回等动作。a)工作进给长度的确定工作进给长度应等于加工部位长度与刀具切入长度和切出长度之和。动力部件工作进给长度是按加工长度最大的孔来造取，切入长度应根据工件端面的误差情况确定，一般为510毫米。切出长度查表218，造510毫米为第一工作进给长度，第二工作进给常常比第一工作进给要小得多。在有条件时，应力求做到转入第二工作进给时，除倒大角的刀具外，其余刀具都离开加工表面，不再切削。否则，将降低刀具使用寿命，且破坏已加工的
26、表面。b)快速引进长度的确定快速进给是动力头把刀具送到工作进给的位置，其长度按具体工作情况确定。在加工1、2两孔径相同的同心孔系时，可采用跳跃进给的循环进行加工，即在加工完一层壁后，动力头再次快速进给，加工第二层壁，这样可以缩短工作循环时间。c)快速退回长度的确定快速退回的长度等于快速引进和工作进给长度之和。一般在固定式夹具机床上，动力头快速退回的行程，只要把所有刀具都退至导套内，不影响工件的装卸就行了。d)动力头总行程的确定动力头的总行程除了满足工作循环所须长度外，还要考虑装卸和调整刀具的方便性。装卸刀具的理想情况是：刀具退离导向套外端面的距离，需大于刀杆插入主轴孔内的长度。具体数值在加工示意图上标注可查阅。图4-2 加工示意图