機械畢業(yè)設計（論文）-zh1105柴油機氣缸蓋擴孔專機總體及左主軸箱設計【全套圖紙】

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1.前言1</b></p><p>　　2.組合機床總體設計3</p><p>　　2.1總體方案設計3</p><p>　　2.2切削用量的確定及刀具結構選擇4</p><p>　　2.

2、2.1切削用量的選擇4</p><p>　　2.2.2切削力、切削扭矩及切屑功率計算5</p><p>　　2.2.3刀具結構選擇6</p><p>　　2.3組合機床總體設計——三圖一卡7</p><p>　　2.3.1 被加工零件工序圖7</p><p>　　2.3.2加工示意圖8</p>

3、<p>　　2.3.3 機床聯(lián)系尺寸圖9</p><p>　　2.3.4 機床生產率計算卡12</p><p>　　3左主軸箱設計14</p><p>　　3.1左主軸箱箱體零件設計14</p><p>　　3.1.1箱體的選用14</p><p>　　3.2確定傳動軸的位置和齒輪齒數(shù)14<

4、;/p><p>　　3.3齒輪的校核及參數(shù)的確定17</p><p>　　3.3.1齒輪的校核17</p><p>　　3.4坐標計算19</p><p>　　3.5主軸等有關零件的設計21</p><p>　　3.5.1主軸直徑的選定21</p><p>　　3.5.2主軸結構的選定2

5、2</p><p>　　3.5.3傳動軸的選定22</p><p>　　3.6主軸箱坐標計算、繪制坐標檢查圖22</p><p>　　3.6.1計算傳動軸坐標22</p><p>　　3.6.2繪制坐標檢查圖23</p><p><b>　　4.結論25</b></p>&

6、lt;p><b>　　參考文獻26</b></p><p><b>　　致謝27</b></p><p><b>　　附錄28</b></p><p>　　ZH1105柴油機氣缸蓋擴孔專機總體及左主軸箱設計</p><p>　　摘要：本課題設計了ZH1105柴油機汽

7、缸蓋擴孔專機，主要對其總體及左主軸箱進行設計。該組合機床是針對ZH1105柴油機氣缸蓋的進、排氣孔和油泵孔進行加工。本次設計機床總體部分是通過對ZH1105柴油機氣缸蓋零件進行工藝分析，擬訂了機床總體方案，并根據組合機床設計步驟，計算了切削用量、切削力、切削扭矩、切削功率等，最終完成了“三圖一卡”的繪制。在此基礎上，繪制了左主軸箱設計的原始依據圖，擬訂了主軸箱的傳動路線，應用最優(yōu)化方法布置齒輪。確定傳動參數(shù)，繪制了主軸箱裝配圖、箱體坐標

8、檢查圖、前蓋及后蓋的補充加工圖，進行了軸、齒輪等零件的強度校核。該機較好地完成了設計要求，大大提高了工作效率。</p><p>　　關鍵詞： 組合機床 ；擴孔 ；主軸箱 </p><p>　　全套圖紙，加153893706</p><p>　　The design of the overall and the Left spindle box for cylinde

9、r head of ZH1105 diesel engine</p><p>　　Abstract: This topic designed ZH1105 diesel engine cylinder cover to drill out the special plane, mainly carried on the design to its overall and the jig. This aggrega

10、te machine-tool is aims at ZH1105 diesel engine cylinder cover to enter, the air vent and the oil pump hole carries on the processing. This design engine bed overall part is through carries on the craft analysis to ZH110

11、5 diesel engine cylinder cover components, has drafted the engine bed overall concept, and according to the aggre</p><p>　　Key word: Special machine-tool; Milling; spindle box</p><p><b>　　

12、1前言</b></p><p>　　組合機床是用按系列化標準化設計的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設計的專用部件組成的專用機床。</p><p>　　本人課題來源于江蘇江淮動力集團，本人所設計的題目是ZH1105柴油機氣缸蓋擴孔專機總體及左主軸箱設計，主要完成左主軸箱裝配圖和零件圖設計任務，所設計的機床主要用于加工柴油機氣缸蓋，本人在完成“三圖一卡”的基礎上，完成組

13、合機床自動加工柴油機氣缸蓋的左主軸箱設計。</p><p><b>　　1.1 總體設計</b></p><p>　　1）制定工藝方案，確定機床的配置型式及結構方案；</p><p>　　2）三圖一卡設計，包括：（a)被加工零件工序圖；(b) 加工示意圖；(c) 機床聯(lián)系尺寸圖；(d) 生產率計算卡。</p><p>　

14、　1.2 左主軸箱設計</p><p>　　1）左主軸箱總裝配圖；</p><p>　　2）左主軸箱箱體零件圖；</p><p><b>　　3）其它零件圖；</b></p><p>　　4）有關計算、校核等。</p><p>　　1.3 發(fā)展狀況及涉及內容</p><p>

15、;　　課題來自于江蘇江淮動力集團,該集團是中國農機行業(yè)上市公司。該集團生產的柴油機市場需求很大,為進一步提高生產率,改善產品質量, 氣缸蓋組合機床的作用就尤為重要。在此次課題中我的任務主要是負責氣缸蓋擴孔專機總體及左主軸箱設計,要求做到滿足工件加工的精準要求,同時要降低成本,提高其使用壽命和通用化程度。</p><p>　　國內外的工業(yè)發(fā)展史告訴我們，實現(xiàn)機械自動化是一個由低級到高級、由簡單到復雜、由不完善到完善

16、的發(fā)展過程。當機器的操作采用自動控制器后，生產方式才從機械化逐步過渡到機械控制（傳統(tǒng)）自動化、數(shù)字控制自動化、計算機控制自動化。只有建立了自動化工廠后，生產過程才能全盤自動化，才能使生產率全面提高，達到自動化的高級理想階段。</p><p>　　發(fā)展低成本自動化技術，潛力大，前景廣，投資省，見效快，提高自動化程度，可以收到事半功倍的經濟效果，適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情。90年代美國麻省理工學院提出的精益生產L

17、P(Lean Production)模式，就是以最小的投入，取得最大的產出的具體表現(xiàn)。日本豐田公司采用適時生產JIT（Just In Time）、全面質量管理TQC（Total Quallty Control）和成組技術GT（Group Technology）、彈性作業(yè)人數(shù)和尊重人性為支柱的精節(jié)生產方式，使自動化程度不高的工廠取得了良好的效益。芬蘭NOKOA Data機工廠的組裝車間內擁有一條能制造286、386和486微機的靈活生產線

18、，它并不完全由自動化設備組成，中間穿插著借助計算機指導的人工參與，將高新技術與原有工藝基礎巧妙靈活地結合在一起，從而使這種生產線的造價較低，同時卻具有柔性制造系統(tǒng)的性能。實際上精節(jié)生產本身就意味著從國情和企業(yè)實際情況出發(fā)。 </p><p>　　借鑒國外發(fā)展機械制造業(yè)低成本自動化技術的經驗是有益的。我國機械制造業(yè)各企業(yè)有大量的通用設備，在發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術時，若以原有的設備為主，合理調整機床布局，添加少量的數(shù)

19、控設備，引入CAD／CAM技術，充分發(fā)揮計算機自動化管理的優(yōu)勢和人的創(chuàng)造性，共同構成一個以人為中心、以信息自動化為先導、樹立自主的單元化生產系統(tǒng)，為我國機械制造業(yè)自動化技術發(fā)展應用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術發(fā)展應用新途徑。 </p><p>　　綜上所述，我國機械制造業(yè)發(fā)展應用自動化技術，不但要起點高，瞄準世界先進水準，包括國際領域內已展露鋒芒的某些新技術，而且必須包括各種靈

20、活的低成本、見效快的自動化技術，堅持提高與普及相結合的方針，我國的機械自動化技術發(fā)展應用才能健康地走上高速度、高質量和高效益之路。在我國完成無人化的工廠將恐怕不是機械制造業(yè)的主要發(fā)展模式，也不是機械自動化技術發(fā)展應用當務之急的事。這就是中國的機械自動化技術發(fā)展之路。 </p><p>　　1.4 本課題擬解決的問題</p><p>　　1）根據ZH1105型柴油機氣缸蓋的結構和加工工序，確

21、定機床總體結構和配置型式，定位基準的選擇及其滑臺傳動型式。</p><p>　　2）根據加工精度、工作條件、技術要求等進行分析，按照經濟的原則滿足加工要求，合理地選擇切削用量及其選擇合適的刀具。</p><p>　　3）根據柴油機的基本機構來確定總體設計方案,并對起加工精度分析。</p><p>　　1.5 解決方案及預期效果</p><p>

22、;<b>　　A、解決方案：</b></p><p>　　1）按圖紙要求制定真確的工藝方案；</p><p>　　2）選擇合理的刀具和切削工藝參數(shù)；</p><p>　　3）確定合理的精度、尺寸；</p><p>　　4）分析其強度、應力等。</p><p><b>　　B、預期效果：&

23、lt;/b></p><p>　　產品的制造工藝性好；產品外形美觀；產品的制造成本降低；提高設計的一次成功率、減少設計返工；交貨期縮短；產品使用中的維護成本降低；設計的產品工作更穩(wěn)定、可靠；產品結構合理，符合工作現(xiàn)場的需要，更易于操作和使用；產品的使用效果達到什么樣的指標；產品拆卸方便、更易于維護；所設計的部分符合整個工藝流程的要求。</p><p>　　2 組合機床總體設計<

24、/p><p>　　2.1 總體方案設計</p><p>　　本設計是為ZH1105柴油機氣缸蓋擴孔工序。為了能夠達到質量好、效率高的要求，以及考慮被加工零件的孔的加工精度、表面粗糙度、技術要求等，擬定設計一臺通過兩個動力頭，兩個主軸箱，六根刀具，一次性完成該工序的組合機床。機床總體的設計需繪制完成“三圖一卡”。以上作為本次設計的初定方案。</p><p>　　2.1.1

25、組合機床工藝方案的制定</p><p>　　1）孔間中心距的限制 </p><p>　　在確定組合機床完成工藝時，要考慮可同時加工的最小孔中心距。由于主軸箱的主軸結構的設備導向的需要，所以近距離孔能否在同一多軸箱上同一工位加工受其限制。</p><p>　　2）結構工藝性不好的限制 </p><p>　　有些工件結構工藝性不好，如箱體多層

26、壁上的同軸線的孔徑中間大兩頭小時，則進刀困難。當孔徑大于ф50mm時，可采用讓刀的辦法。多層壁同軸孔，為便于布置中間導向裝置，孔中心離箱體側壁間距離也應夠。</p><p>　　2.1.2 機床配置型式的選擇</p><p>　　A、被加工零件的特點對配置的影響</p><p>　　通常根據工件的結構特點，加工要求，生產率和工藝過程方案等，大體上就可以確定應采取哪種

27、基本形式的組合機床。被加工零件的特點對配置的影響如下：</p><p>　　a 在選擇組合機床的結構方案時，首先必須注意到加工精度能否確切保證，這里所指的是穩(wěn)定的加工精度。</p><p>　　固定式夾具組合機床的加工精度最高，采用固定精密導向時，孔間距離和孔的軸線與基面的位置精度可達±0.025～±0.05mm。</p><p>　　b 機

28、床生產率的影響。</p><p>　　機床要求的生產率對機床配置形式和結構方案有很大的影響，它是決定采用單工位機床，多工位機床或自動線，還是按中小批生產所需組合機床的特點進行設計的重要因素。有時從工件外形及輪廓尺寸來看，完全可以采用單工位固定夾具的機床型式。但由于生產率要求很高，就不得不采用多工位的方案，使裝卸時間和機動時間相重合。</p><p>　　c 被加工零件的大小、形狀、加工部

29、位特點的影響。</p><p>　　根據零件的形狀特點和加工特點，本次的設計采用臥式組合機床，因為ZH1105 柴油機氣缸蓋的結構近似長方體，考慮到臥式機床振動小，裝夾方便等因素，采用臥式組合機床。</p><p>　　B、機床使用條件的影響 </p><p><b>　　a.零件結構情況</b></p><p>　　考

30、慮到被加工零件的孔間距較小，如果采用立式加工，切屑落入下導向，造成導向精度走失，不利于保證加工精度。 </p><p>　　b.工藝間的聯(lián)系情況</p><p>　　工件在到組合機床加工之前，工件的毛坯或半成品必須達到一定的要求，否則將使工件在機床夾具上定位夾緊不可靠，以至造成刀具的損壞或者不能保證要求的加工精度。如果在組合機床上加工之后，還要在其他機床上進行加工，而工件事先沒有加工出保證

31、精度的有關工藝基面，那么組合機床應考慮為下一道工序加工出工藝基面。</p><p>　　c.使用廠商的技術能力和自然條件</p><p>　　如果使用廠商沒有相當能力的工具車間，對于制造刃磨復雜的整體復合刀具有困難，擬訂方案時，應當避免采用這類刀具。必要時可增加機床工位，以便采用一般刀具分散加工。若工廠所處地方氣候過于炎熱，車間溫度過高，使用液壓傳動機床工作性能不穩(wěn)定時，則可選用機械通用部

32、件配置機床。</p><p>　　2.1.3 定位基準的選擇</p><p>　　組合機床是針對某種零件或零件某道工序設計的。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)最大限度的集中工序。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。</p><p>　　2.2切削用量的確定及刀具結構選擇</p><

33、;p>　　2.2.1切削用量的選擇</p><p>　　對于被加工孔，采用查表法選擇切削用量，從《組合機床設計簡明手冊》P130表6-13中選取。由于擴孔的切削用量還與所鉆孔的深度有關，隨著孔深度的增加而逐漸遞減，其遞減值按《組合機床設計簡明手冊》P131表6-12選取。降低進給量的目的是為了減小軸向切削力，以避免鉆頭折段。鉆孔深度較大時，由于冷卻排屑條件都較差，則刀具壽命有所降低。降低切削速度主要是為了提

34、高刀具壽命，并使加工較深孔時鉆頭的壽命與加工其他淺孔時鉆頭的壽命比較接近。</p><p>　　同一多軸箱上各刀具每分鐘進給量必須相等并等于滑臺的工進速度Vf,所以要求同一多軸箱上各刀具均有較合理的切削用量是困難的。因此,一般先按各刀具選擇較合理的轉速ni和每轉進給量fi,在根據其中工作時間最長,負荷最重,刃磨較困難的所謂“限制性”刀具來確定和調整每轉進給量和轉速,通常采用試湊法來滿足每分鐘進給量相同的要求。&l

35、t;/p><p><b>　　左側面擴孔：</b></p><p>　　a．φ15孔、φ43孔</p><p>　　選擇v=30m/s，f=0.35mm/r，n=222.1r/min，Vf=77.7mm/min</p><p>　　b．φ15孔、φ37孔</p><p>　　選擇v=30m/s，f=0

36、.30mm/r，n=258.2r/min， Vf=77.7mm/min</p><p><b>　　c．φ51孔</b></p><p>　　選擇v=30m/s，f=0.415mm/r，n=187r/min， Vf=77.7mm/min</p><p><b>　　d．φ44.4孔</b></p><p

37、>　　選擇v = 30 m/s，f= 0.36 mm/r，n = 215.2 r/min， Vf = 77.7 mm/min</p><p><b>　　右側面擴孔：</b></p><p>　　φ11.6、φ23.6、φ29.2孔</p><p>　　先用φ10+φ20+φ24鉆頭鉆孔，復合刀具。</p><p>

38、;　　選擇v = 30m/s，f = 0.137mm/r，n = 477r/mm，Vf = 65.4m/min</p><p>　　再用φ11.6+φ23.6+φ29.2擴孔刀擴孔。</p><p>　　選擇v = 30m/s，f = 0.2mm/r，n = 327r/mm，Vf = 65.4m/min</p><p>　　2.2.2切削力、切削扭矩及切削功率計算&

39、lt;/p><p>　　根據《組合機床設計簡明手冊》P134表6-20中公式</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p><b>　　(2-2)</b></p><p><b>　　(2-3)</b></p><p>　　式中， F—切削

40、力（N）；</p><p>　　T—切削轉矩（N·㎜）；</p><p>　　P—切削功率（kW）；</p><p>　　v—切削速度（m/min）；</p><p>　　f—進給量（mm/r）；</p><p>　　D—加工（或鉆頭）直徑（mm）；</p><p>　　HB—布氏硬度

41、，，在本設計中，， ，得HB=230。</p><p><b>　　由以上公式可得：</b></p><p><b>　　φ37孔</b></p><p><b>　　φ15孔</b></p><p><b>　　φ43孔</b></p>&

42、lt;p><b>　　φ29.2孔</b></p><p><b>　　φ23.6孔</b></p><p><b>　　φ11.6孔</b></p><p><b>　　φ20孔鉆</b></p><p><b>　　φ44.4孔倒角&l

43、t;/b></p><p><b>　　φ51孔倒角</b></p><p>　　2.2.3刀具結構選擇</p><p>　　根據加工精度、工件材料、工件條件、技術要求等進行分析，按照經濟地滿足加工要求的原則，合理地選擇刀具。只要所選工藝方案可以采用剛性較好的鏜桿，還是采用鏜削方法，這是因為鏜刀制造簡單，刃磨方便。</p>

44、<p>　　組合機床刀具的選擇原則</p><p>　　a 要求有較高的耐用度和可靠性，并便于裝卸和調整</p><p>　　由于組合機床是高生產率的專用機床，它的循環(huán)時間較短，而在每一循環(huán)中，刀具不工作的時間很短。同時在大多數(shù)情況下，組合機床又是多刀加工，刀具數(shù)量較多，更換調整刀具較費時間。這樣，如果換刀次數(shù)太多，勢必占用大量時間，降低生產率。所以就要求組合機床刀具具有如下性

45、能：結構可靠；刀具材料和幾何參數(shù)選取合理，并創(chuàng)造合適的切削條件及選取比一般通用機床稍低的切削用量，以使刀具有較高的耐用度；便于裝卸及調整。</p><p>　　b 有較高的復合程度</p><p>　　在組合機床上，為了提高生產率、保證加工精度，或為了減少工位，一般工序比較集中，因此采用了大量復合刀具。這些刀具，結構較復雜，切削力較大，排屑不便，加工時互相影響，制造也比較復雜，與一般刀具

46、有所不同。</p><p><b>　　c 有良好的導向</b></p><p>　　組合機床在大多情況下，是多軸加工箱體零件的孔，孔的位置精度往往是通過夾具和刀桿導向保證的，因而組合機床的孔加工刀具往往有各種形式的導向。</p><p>　　2.3 組合機床總體設計—三圖一卡</p><p>　　2.3.1 被加工零

47、件工序圖</p><p>　　被加工零件工序圖是根據選定的工藝方案，表示在一臺機床上或一條自動線上完成的工藝內容，加工部件的尺寸及精度，技術要求，加工用定位基準、夾壓部位，以及被加工零件的材料，硬度和在本機床加工前毛坯情況的圖紙。它在原有的工件圖基礎上，以突出本機床自動線加工內容，加上必要的說明繪制的。</p><p>　　本組合機床以柴油機氣缸體為加工對象進行設計，對工序圖簡要說明及與本

48、機床設計有關的技術指標如下：</p><p>　　a.定位方法：采用的是一面兩孔定位法,即以一個平面和圓柱銷及削邊銷進行定位；</p><p>　　b.夾緊方法：采用液壓夾緊；</p><p>　　c.零件材料：HT250；</p><p>　　d.零件硬度：HB179～255；</p><p>　　其余工序尺寸、加工

49、要求等具體查加工工序圖 ZH1105-00-01</p><p><b>　　圖2-1加工工序圖</b></p><p>　　2.3.2 加工示意圖</p><p>　　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上繪制的。是表達工藝方案具體內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

50、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系，機床的工作行程及工作循環(huán)等。</p><p>　　2.3.2.A 刀具的選擇</p><p>　　刀具直徑的選擇應與加工部位尺寸、精度相適應?？爪?7選擇刀具Φ37G7；孔Φ15選擇刀具Φ15G7；孔Φ43選擇刀具Φ43G7；孔Φ29.2選擇刀具Φ29.2G7；孔Φ23.6選擇刀具Φ23.6G7；孔Φ11.6

51、選擇刀具Φ11.6G7。</p><p>　　2.3.2.B 導向結構的選擇</p><p>　　組合機床擴孔時，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導向裝置來保證的。導向裝置的作用是：保證刀具相對工件的正確位置；保證刀具相互間的正確位置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。</p><p>　　本課題中加工孔時，由于是大批大量生產，考慮到當導套磨損時，便于更換，避免使整個鉆模板報

52、廢，以節(jié)約成本，所以導向裝置選用可換導套。主要參數(shù)查表。</p><p>　　對于加工Φ43孔，選擇的尺寸為：D=55 mm，D1=71 mm，D2=22 mm，L=75 mm，L1=85mm，m= 32.5mm ，R=42.5 mm 配用螺釘M10</p><p>　　對于加工Φ37孔，選擇的尺寸為：D=55 mm，D1=71 mm，D2=22 mm，L=75 mm，L1=85mm，m=

53、 32.5mm ，R=42.5 mm 配用螺釘M10</p><p>　　對于倒Φ51孔口角，選擇尺寸為：D=55 mm，D1=71 mm，D2=22 mm，L=75 mm，L1=85mm，m= 32.5mm ，R=42.5 mm 配用螺釘M10</p><p>　　對于刀Φ44.4孔口角，選擇尺寸為: D=55 mm，D1=71 mm，D2=22 mm，L=75 mm，L1=85mm，m

54、= 32.5mm ，R=42.5 mm 配用螺釘M10</p><p>　　對于鉆右面孔，選擇的尺寸為：D=30mm，D1=41m，D2=40m，L=45mm，L1=55mm，m=18mm，R=26.5mm，配用螺釘M8</p><p>　　對于擴右面的孔，選擇的尺寸為：D=30mm，D1=41m，D2=40m，L=45mm，L1=55mm，m=18mm，R=26.5mm，配用螺釘M8&l

55、t;/p><p>　　2.3.2.C 確定主軸、尺寸、外伸尺寸</p><p>　　在該課題中，主軸用于擴孔，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。</p><p>　　根據由選定的切削用量計算得到的切削轉矩T，由《合機床設計簡明手冊》P43公式</p><p><b>

56、;　　(2-4)</b></p><p>　　式中，d—軸的直徑（㎜）；T—軸所傳遞的轉矩（N·m）；</p><p>　　B—系數(shù)，本課題中主軸為剛性主軸，取B=7.3。</p><p><b>　　由公式可得：</b></p><p>　　1軸：d = 7.3×(10×6.0

57、92)1/4 = 20.39 mm</p><p>　　2軸：d = 7.3×(10×5.1108)1/4 = 34.6 mm</p><p>　　3軸：d = 7.3×(10×4.9691)1/4 = 34.5 mm</p><p>　　4軸：d = 7.3×(10×4.6462)1/4 = 33.9 m

58、m</p><p>　　5軸：d = 7.3×(10×3.599)1/4 = 31.8 mm</p><p>　　6軸：d = 7.3×(10×4.388)1/4 = 33.4 mm</p><p>　　考慮到安裝過程中軸的互換性、安裝方便等因素，1主軸軸徑取為25mm,2、3、4、5、6主軸軸徑取35mm。根據主軸類型及初定

59、的主軸軸徑，查《組合機床設計簡明手冊》P44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=25㎜時，主軸外伸尺寸為：，L=115mm，其他軸為，L=115mm，接桿莫氏圓錐號為2。</p><p>　　2.3.2.D動力部件工作循環(huán)及行程的確定</p><p>　　a 工作進給長度Lx 的確定</p><p>　　工作進給長度Lx，應等于加工部位長度L（多

60、軸加工時按最長孔計算）與刀具切入長度L1和切出長度L2之和。切入長度一般為5～10㎜，根據工件端面的誤差情況確定。由于加工的孔均為螺紋底孔，即盲孔，所以各個孔的切出長度均為零。</p><p>　　兩個面上鉆孔時的工作進給長度見下表：</p><p>　　表2-1 工作進給長度</p><p><b>　　b 進給長度的確定</b></p

61、><p>　　快速進給是指動力部件把刀具送到工作進給位置。初步選定兩個主軸箱上刀具的快速進給長度為155㎜。</p><p>　　c 快速退回長度的確定</p><p>　　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，左面快速退回長度為230mm，右面快速退回長度為150mm。</p><p>　　d 動力部

62、件總行程的確定</p><p>　　動力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。左面的前備量取20mm，后備量取130㎜，則總行程為380㎜；右面的前備量取30mm，后備量取170㎜，則總行程為350㎜。</p><p>　　2.3.3 機床聯(lián)系尺寸圖</p><p><b>　　A 選擇動力部件</b></p><p>

63、<b>　　a 動力滑臺的選擇</b></p><p>　　a) 動力滑臺形式的選擇</p><p>　　本組合機床采用的是液壓滑臺。與機械滑臺相比較，液壓滑臺具有如下優(yōu)點：在相當大的范圍內進給量可以無級調速；可以獲得較大的進給力；由于液壓驅動，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；由行程調速閥來控制滑臺的快進轉工

64、進，轉換精度高，工作可靠。但采用液壓滑臺也有其弊端，如：進給量由于載荷的變化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定；液壓系統(tǒng)漏油影響工作環(huán)境，浪費能源；調整維修比較麻煩。本課題的加工對象是ZH1105柴油機氣缸蓋左、右兩個面上的孔，位置精度和尺寸精度要求較高，因此采用液壓滑臺。</p><p>　　由此，根據已定的工藝方案和機床配置形式并結合使用及修理等因素，確定機床為臥式雙面單工位液壓傳動組合機床，液壓滑臺實現(xiàn)工作進給運動，選

65、用配套的動力箱驅動主軸箱擴孔主軸。</p><p>　　b) 動力滑臺型號的選擇</p><p>　　功率傳遞效率η=0.8～0.9，取η=0.9</p><p><b>　　左主軸箱 </b></p><p><b>　　右主軸箱 </b></p><p>　　各

66、主軸箱進給力由上面計算得</p><p><b>　　左主軸箱 </b></p><p><b>　　右主軸箱 </b></p><p><b>　　進給速度</b></p><p>　　最大行程 L=400mm</p><p>　　實際上,為

67、克服滑臺移動引起的摩擦阻力，動力滑臺的進給力應大于F多軸箱。又考慮到所需的最小進給速度、切削功率、行程、主軸箱輪廓尺寸等因素，為了保證工作的穩(wěn)定性，由《組合機床設計簡明手冊》P91表5-1，左、右兩面的液壓滑臺均選用1HY40IA型。臺面寬400mm，臺面長800mm,行程長400mm，滑臺及滑座總高320mm,滑座長1240mm，允許最大進給力20000N，快速行程速度8m/min，工進速度12.5～500mm/min。</p&

68、gt;<p>　　b 動力箱型號的選擇</p><p>　　由切削用量計算得到的各主軸的切削功率的總和，根據《組合機床設計簡明手冊》P47頁公式</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中, —消耗于各主軸的切削功率的總和（Kw）；</p><p>　　—多軸箱的傳動效率,加工

69、黑色金屬時取0.8～0.9，加工有色金屬時取0.7～0.8；主軸數(shù)多、傳動復雜時取小值，反之取大值。本課題中，被加工零件材料為灰鑄鐵，屬黑色金屬，又主軸數(shù)量較少、傳動簡單，故取。</p><p><b>　　左主軸箱：</b></p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　右主軸箱： &

70、lt;/b></p><p><b>　　則 </b></p><p>　　根據液壓滑臺的配套要求，滑臺額定功率應大于電機功率的原則，查《組合機床設計簡明手冊》 P114～115表5-39得出動力箱及電動機的型號</p><p>　　表2-2 動力箱及電動機的型號選擇</p><p>　　c 配套通用部件的選擇&

71、lt;/p><p>　　側底座1CC401，其高度H=560㎜，寬度B=600㎜，長度L=1350㎜。根據夾具體的尺寸，自行設計中間底座。</p><p>　　B 確定機床裝料高度H</p><p>　　裝料高度是指機床上工件的定位基準面到地面的垂直距離。本課題中，工件最低孔位置，主軸箱最低主軸高度，所選滑臺與滑座總高，側底座高度，夾具底座高度，中間底座高度，綜合以上因

72、素，該組合機床裝料高度取H=960㎜。</p><p>　　C 確定主軸箱輪廓尺寸</p><p>　　主要需確定的尺寸是主軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度。主軸箱寬度B、高度H的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關，查文獻[1]可按下式計算：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b

73、>　?。?-7）</b></p><p>　　式中，b—工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離（㎜）；</p><p>　　—最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（㎜）；</p><p>　　h—工件在高度方向相距最遠的兩孔距離（㎜）；</p><p>　　—最低主軸高度（㎜）。</p><p>　　其中，還與工件

74、最低孔位置（）、機床裝料高度（H=960㎜）、滑臺滑座總高（）、側底座高度（）、滑座與側底座之間的調整墊高度（）等尺寸有關。對于臥式組合機床， 要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦，本組合機床按式</p><p><b>　　（2-8）</b></p><p><b>　　計算，得： 。</b></p><p>

75、　　,取，則求出主軸箱輪廓尺寸：</p><p>　　根據上述計算值,按主軸箱輪廓尺寸系列標準，最后確定主軸箱輪廓尺寸為B×H=600㎜×400㎜。</p><p>　　2.3.4 機床生產率計算卡</p><p>　　已知：機動時間1.5min 裝卸工件時間0.5min</p><p>　　單件工時1.343

76、min/件</p><p>　　A 理想生產率Q（件/h）</p><p>　　理想生產率是指完成年生產綱領（包括備品及廢品率）所要求的機床生產率。用《組合機床設計簡明手冊》P51公式</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　計算式中， N—年生產綱領（件），本課題中N=130000件；<

77、;/p><p>　　—全年工時總數(shù)，本課題以單班7小時計，則。</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　B 實際生產率Q1（件/h）</p><p>　　實際生產率是指所設計的機床每小時實際可生產的零件數(shù)量。即《組合機床設計簡明手冊》P51的公式</p><p><b&g

78、t;　?。?-10）</b></p><p>　　式中，—生產一個零件所需時間（min）。</p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　C 機床負荷率</b></p><p>　　機床負荷率為理想生產率與實際生產率之比。即《組合機床設計簡明手冊》P52的公式

79、</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　3左主軸箱設計</b></p><p>　　3.1 左主軸箱箱體零件的設計</p><p>　　3.1.1 箱體的選用</

80、p><p>　　左主軸箱是組合機床的重要部件之一，它是選用通用零件，是按專用要求進行設計的，它關系到整臺組合機床質量的好壞。具體設計時，除了要熟悉主軸箱本身的一些設計規(guī)律和要求外，還須依據“三圖一卡”仔細分析研究零件的加工部位，工藝要求，確定主軸箱與被加工零件、機床其它部分的相互關系。</p><p>　　大型通用主軸箱箱體類零件采用灰鑄鐵材料，箱體用牌號HT20—40。</p>

81、<p>　　通用主軸箱箱體厚度為180毫米，用于臥式的主軸箱前蓋厚度為55毫米，其后蓋厚度為90毫米。箱體的大小根據寬X高尺寸不同，有各類規(guī)格，其具體形狀和尺寸應按國標GB3668.1-83選擇。</p><p>　　3.2 確定傳動軸的位置和齒輪齒數(shù)</p><p>　　傳動方案擬訂之后，通過“計算、作圖和多次試湊”相結合的方法，確定齒輪齒數(shù)和中間傳動軸的位置及轉速。<

82、/p><p>　?。?）由各主軸及驅動軸轉速求驅動軸到各主軸之間的傳動比</p><p><b>　　主軸： </b></p><p><b>　　驅動軸： </b></p><p>　　各主軸總傳動比： </p><p>　　為使結構緊湊，主軸箱體內的齒

83、輪傳動副的最佳傳動比為1～1.5；另外，主軸與驅動軸轉向相同時,經過偶數(shù)個傳動副。</p><p>　?。?）各軸傳動比分配 </p><p><b>　　1軸： </b></p><p><b>　　2軸： </b></p><p><b>　　3軸： </b><

84、;/p><p><b>　　4軸： </b></p><p><b>　　7軸： </b></p><p><b>　　8軸： </b></p><p><b>　　9軸： </b></p><p><b>　　12軸：

85、 </b></p><p>　?。?）確定傳動軸匹配的各對齒輪</p><p>　　見《組合機床設計2》P50的計算公式：</p><p><b>　　（4-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　（4

86、-3）</b></p><p><b>　?。?-4） </b></p><p><b>　　（4-5）</b></p><p>　?。?-6） </p><p>　　式中： ——嚙合齒輪副傳動比；</p><p>　　——嚙合齒輪

87、副齒數(shù)和；</p><p>　　——分別為主動和從動齒輪齒數(shù)；</p><p>　　——分別為主動和從動齒輪轉速，單位為r/min；</p><p>　　——齒輪嚙合中心距，單位為mm；</p><p>　　——齒輪模數(shù)，單位為mm。</p><p>　　1）確定傳動軸7配與主軸4和5嚙合的兩對齒輪 </p>

88、;<p>　　由于齒輪嚙合的要求及齒輪空間、位置的需要，選取齒輪模數(shù)為2.5，選取傳動軸4和主軸5的齒輪嚙合中心距為51.1mm，和主軸6的齒輪嚙合中心距為51.1mm。</p><p>　　根據上列計算式可得：</p><p>　　可得：； ； ； ； 模數(shù)為2.5。</p><p>　　2）確定傳動軸8配與驅動軸0和傳動軸7嚙合的兩

89、對齒輪</p><p>　　由于齒輪嚙合的要求及齒輪空間、位置的需要，選取齒輪模數(shù)為3，選取傳動軸1和驅動軸0的齒輪嚙合中心距為95mm，和傳動軸7的齒輪嚙合中心距為63.24mm。</p><p>　　可得： 模數(shù)為3；</p><p>　　模數(shù)為2.5。 </p><p>　　用同樣的方法可以求得其它齒輪的齒數(shù)。

90、</p><p>　　3)．驗算各主軸轉速</p><p>　　轉速相對損失在5%以內，符合設計要求。</p><p>　　3.3 齒輪的校核及參數(shù)的確定</p><p>　　3.3.1 齒輪的校核</p><p>　　我們就以軸9和軸7嚙合的一對齒輪為例。</p><p>　　（1）齒輪的材料

91、，精度和齒數(shù)的選擇</p><p>　　因傳遞功率不大，轉速不高，材料都采用45鋼，鍛造毛坯，大齒輪正火處理，小齒輪調質，均用軟齒面。</p><p>　　齒輪精度用8級，輪齒表面粗糙度為Ra1.6。</p><p>　　軟齒面閉式傳動，失效形式為點蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取z=29則與其嚙合的齒數(shù)=</p><p><b&g

92、t;　　（2）設計計算</b></p><p><b>　　1）、設計準則</b></p><p>　　按齒面接觸疲勞強度設計，再按齒根彎曲疲勞強度校核。</p><p>　　2）、按齒面接觸疲勞強度設計 </p><p><b>　?。?-12） </b></p>&

93、lt;p><b>　　（4-13） </b></p><p>　　選取材料的接觸疲勞極限應力為：</p><p>　　選取材料的彎曲疲勞極限應力為：</p><p>　　應力循環(huán)次數(shù) N由下式計算：</p><p>　　N1=60n1at=60×960×1×(16×300&

94、#215;8)=2.23x109 （4-14）</p><p>　　則N2=N1/u=2.23x109/1.03=2.16x109 </p><p>　　選取接觸疲勞壽命系數(shù)</p><p>　　選取彎曲疲勞壽命系數(shù)</p><p>　　選取接觸疲勞安全系數(shù)，彎曲疲勞安全系數(shù),又。<

95、;/p><p><b>　　選取=1.3</b></p><p>　　按下式求許用接觸應力和許用彎曲應力：</p><p><b>　　（4-15） </b></p><p><b>　?。?-16） </b></p><p><b>　?。?

96、-17） </b></p><p><b>　?。?-18） </b></p><p>　　將有關值代入下式得：</p><p><b>　　（4-19） </b></p><p><b>　　=</b></p><p><b&g

97、t;　　=58.97mm</b></p><p>　　則： （4-20） </p><p><b>　?。?-21） </b></p><p>　　選取=1.12；選取=1.25；選取=1.05；取=1，則：</p><p>　　==1.12×1.25×1.

98、05×1=1.47 （4-22） </p><p>　　修正 （4-23） </p><p><b>　　(4-24） </b></p><p>　　選取標準模數(shù)m=3mm。</p><p><b>　　3) 計算幾

99、何尺寸</b></p><p><b>　?。?-25） </b></p><p><b>　　（4-26） </b></p><p><b>　　取=90mm</b></p><p>　　4) 校核齒根彎曲疲勞強度</p><p>　　

100、選取=4.35；=4.1；=0.7</p><p>　　由下式校核大小齒輪的彎曲疲勞強度</p><p>　　Mpa （4-27） </p><p><b>　　=30.13MPa</b></p><p><b>　?。?-28） </b></p>&

101、lt;p><b>　　所以 合適。 </b></p><p><b>　　3.4 坐標計算</b></p><p>　　坐標計算就是根據已知的驅動軸和主軸的位置及傳動關系精確計算各中間傳動軸的坐標。其目的是為多軸箱箱體零件補充加工圖提供孔的坐標尺寸，并用于繪制坐標檢查圖來檢查齒輪排列結構布置是否正確合理。</p><

102、p>　　已知坐標 : 0 (300.000,120.000)</p><p>　　5(132.000,227.000)</p><p>　　6(132.000,175.000)</p><p>　　10(472.000,227.000)</p><p>　　11（472.000，175.000）</p><p>

103、　　傳動軸與1軸定距離，即在一傳動軸上用兩對齒輪分別帶動兩根已知軸，其坐標可以根據已知兩軸坐標和兩對齒輪中心距求得。</p><p>　　傳動軸7與1軸定距圖（見圖4-1）</p><p>　　圖3-1 坐標計算圖</p><p>　　根據前面的已知條件:</p><p>　　L== （4-7）</p>&

104、lt;p>　　d=93.89 （4-8）</p><p>　　h= （4-9）</p><p>　　x==115.4 （4-10）</p><p>

105、　　y==4.9 （4-11）</p><p>　　經計算可得:傳動軸7的絕對坐標為(360.000,235.000)。</p><p>　　傳動軸2與1軸定距圖（見圖4-2）</p><p>　　圖3-2 坐標計算圖</p><p>　　根據前面的已知條件

106、:</p><p><b>　　L==</b></p><p><b>　　d=25.95</b></p><p><b>　　h=</b></p><p><b>　　x==91.06</b></p><p><b>　

107、　y==8.96</b></p><p>　　經計算可得:傳動軸2的絕對坐標為(242.000,229.000)。</p><p>　　表3-1 傳動軸的坐標位置</p><p>　　同理計算可得其它傳動軸的坐標位置，詳見表3-1。</p><p>　　3.5主軸等有關零件的設計</p><p>　　3.

108、5.1 主軸直徑的確定</p><p>　　由于主軸不是用于擴孔就是用于鉆孔，所以均選用圓錐滾子軸承的主軸。各主軸的直徑選定如下：</p><p>　　主軸直徑按照加工示意圖所示類型及外伸尺寸可初步確定，傳動軸的直徑也可參考主軸直徑大小初步選定。也可由《機械設計》中用公式 初估軸徑。式中 c——由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)；P——軸所傳遞的功率，單位為kw；N——軸的轉速，單位為r/mi

109、n。考慮到經濟、實用的需要，我們選軸的材料為45鋼，則取c=106。見《組合機床設計簡明手冊》 P44 表3-6</p><p>　　主軸5：主軸直徑 35mm</p><p>　　外伸尺寸 D/d 50/36；L=115mm</p><p>　　主軸6：主軸直徑 40mm</p><p>　　外伸尺寸 D/d 50/36；L

110、=115mm</p><p>　　主軸10：主軸直徑 35mm</p><p>　　外伸尺寸 D/d 50/36；L=115mm</p><p>　　主軸10：主軸直徑 35mm</p><p>　　外伸尺寸 D/d 50/36；L=115mm</p><p>　　3.5.2 主軸結構的選定<

111、/p><p>　　見《組合機床設計簡明手冊》 P141 表7-5</p><p>　　主軸5：T0723-41</p><p>　　主軸6：T0723-41</p><p>　　主軸10：T0723-41</p><p>　　主軸11：T0723-41</p><p>　　3.5.3 傳動軸的選定

112、</p><p>　　參考主軸直徑初步選定系列參數(shù)及型號，見《組合機床設計簡明手冊》 P59 表4-4。傳動軸1，直徑d=30mm、型號：T0736-42；傳動軸2，直徑d=25mm、型號：T0731-41；傳動軸3，直徑d=25mm、型號：T0731-42；傳動軸4，直徑d=25mm、型號：T0731-42 ；傳動軸7，直徑d=25mm、型號：T0731-41；傳動軸8，直徑d=25mm、型號：T0731-42

113、；傳動軸9，直徑d=25mm、型號：T0731-42 ；</p><p>　　3.6 主軸箱坐標計算、繪制坐標檢查圖</p><p>　　坐標計算就是根據已知的驅動軸和主軸的位置及傳動關系，精確計算各中間傳動軸的坐標。其目的是為主軸箱箱體零件補充加工圖提供孔的坐標尺寸，并用于繪制坐標檢查圖來檢查齒輪排列、結構布置是否正確合理。</p><p>　　3.6.1 計算傳

114、動軸的坐標</p><p>　　計算傳動軸坐標時，先算出與主軸有直接傳動關系的傳動軸坐標，然后計算其它傳動軸坐標。根據傳動軸的傳動形式，傳動軸的坐標計算可分為三種類型：與一軸定距的坐標計算；與兩軸定距的坐標計算；與三軸等距的坐標計算。</p><p>　　在本主軸箱8根傳動軸與1根油泵軸中，傳動軸、油泵軸之間可按與一軸定距的坐標計算方法計算，可按與兩軸定距的坐標計算方法計算，可按與三軸等距

115、的坐標計算方法計算。</p><p>　　由于與1軸定距的傳動軸坐標計算方法運用較多，下面簡單介紹其計算步驟：</p><p>　　計算公式如下：（如圖4-4）《組合機床設計簡明手冊》P71</p><p><b>　　設 </b></p><p>　　圖3-4軸和傳動軸坐標關系</p><p&

116、gt;<b>　　則 </b></p><p><b>　　因為 </b></p><p>　　所以 </p><p>　　還原到X0Y坐標系中去，則c點坐標：</p><p>　　根據文獻[9]的70-74頁三種計算傳動軸坐標的方法，計算得到中間傳動軸與油泵軸

117、的坐標。</p><p>　　左主軸箱傳動軸坐標計算結果</p><p>　　3.6.2 繪制坐標檢查圖</p><p>　　在坐標計算完成后，繪制坐標及傳動關系檢查圖，用以全面檢查傳動系統(tǒng)的正確性。坐標檢查圖的主要內容有：通過齒輪嚙合，檢查坐標位置是否正確；檢查主軸轉速及轉向；進一步檢查各零件間有無干涉現(xiàn)象；檢查液壓泵、分油器等附加機構的位置是否合適。</p

118、><p>　　繪制出的坐標檢查圖，如圖4-5所示。</p><p>　　圖3-5左主軸箱坐標檢查圖</p><p><b>　　4 結論</b></p><p>　　本次設計機床總體部分是通過對ZH1105柴油機氣缸蓋零件進行了工藝分析，進行了機床總體方案論證，并根據《組合機床設計手冊》上的機床設計步驟，計算了切削用量、切削

119、力、切削扭矩、切削功率等。最終完成了“三圖一卡”的繪制。根據軸的坐標定位和功率的確定，算出傳動比，從而確定齒輪的齒數(shù)，最終設計出左主軸箱。 </p><p>　　通過這次設計，我基本上掌握了工程設計的一般方法和步驟，培養(yǎng)了自己的獨立思考分析問題的能力。通過掌握的知識，結合參考大量的文獻資料解決了所面對的問題。最大的設計體會是：在開始設計前首先一定要有個設計的方案，考慮的東西一定要全面，不能簡

120、單的羅列出來就行，要綜合地考慮它的合理性、經濟性、工藝性、實用性等要求。其次是要有扎實的專業(yè)基礎知識，只有扎實的基礎知識，才不至于出現(xiàn)很多錯誤。此次畢業(yè)設計幾乎涉及到我所學的所有知識，而且還有許多的新知識。最后要有豐富的實踐經驗，如果沒有指導老師的認真指導和自己在工廠中畢業(yè)實習，我想在設計的時候會遇到更多的困難，甚至說都不可能按時完成設計任務。在此次的畢業(yè)設計中，我也學到了以前很多沒有學到的東西，加強了自己的動手能力，鞏固了自己的專業(yè)知

121、識，特別是學會了如何從眾多的文獻資料中選擇自己所需要的知識，這所有的一切對我以后的工作都有很好的幫助。</p><p>　　總之，通過這次設計，使我在基本理論的綜合運用以及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的鍛煉，提高了我獨立思考問題、解決問題以及創(chuàng)新設計的能力，縮短了我與工廠工程技術人員的差距，為我以后從事實際工程技術工作奠定了一個堅實的基礎。本次設計任務已順利完成，但由于本人水平有限，缺乏經驗，難免會留下一

122、些錯誤，在此懇請各位專家、老師及同學們不吝賜教</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 謝家瀛．組合機床設計簡明手冊[M]．北京: [M]．機械工業(yè)出版社,1995．</p><p>　　[2] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]． 哈爾濱:黑龍江科技出版社,1987． </p><p>