機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-柴油機(jī)汽缸體兩端面銑削專機(jī)設(shè)計(jì)【全套圖紙】

1、<p><b>　　編號(hào)</b></p><p><b>　　無(wú)錫太湖學(xué)院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題目： 柴油機(jī)汽缸體兩端面銑削專機(jī)設(shè)計(jì) </p><p>　　信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)</p&

2、gt;<p>　　學(xué) 號(hào)： 　　　　　　</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： 　 職稱：副教授 ）</p><p>　?。毞Q： ）</p><p>　　2013年5月25日</p><p>　　無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

3、</p><p><b>　　誠(chéng) 信 承 諾 書(shū)</b></p><p>　　全套圖紙，加153893706</p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 柴油機(jī)汽缸體兩端面銑削專機(jī)設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任

4、何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。</p><p>　　班 級(jí)： 機(jī)械92 </p><p><b>　　學(xué) 號(hào)： </b></p><p>　　作者姓名： </p><p>　　2013 年 5 月 25 日</p><p><b&g

5、t;　　無(wú)錫太湖學(xué)院</b></p><p>　　信 機(jī)　系 　機(jī)械工程及自動(dòng)化 　專業(yè)</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書(shū)</p><p><b>　　一、題目及專題：</b></p><p>　　1、題目　　 柴油機(jī)汽缸體兩端面銑削專機(jī)設(shè)計(jì) 　　</p>

6、<p>　　2、專題　 　</p><p>　　二、課題來(lái)源及選題依據(jù)</p><p>　　隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)?；I(yè)化、集中化、高度機(jī)械化乃至自動(dòng)化的步伐的加快，在進(jìn)行工件加工時(shí)，要求考慮使用專用機(jī)床和夾具。組合機(jī)床和組合機(jī)床自動(dòng)線是一種專用高效自動(dòng)化技術(shù)裝備,目前,由于它仍是大批量機(jī)械

7、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備,因而被廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。某企業(yè)因生產(chǎn)發(fā)展需要，擬開(kāi)發(fā)柴油機(jī)汽缸體兩端面銑削專機(jī)，因此選定柴油機(jī)汽缸體兩端面銑削專機(jī)設(shè)計(jì)為本次設(shè)計(jì)課</p><p>　　三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：</p><p>　　1. 依據(jù)設(shè)計(jì)原始參數(shù)繪制零件工序圖； &

8、lt;/p><p>　　2. 完成滿足生產(chǎn)需要的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)、組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)（折合零號(hào)圖3張以上）； </p><p>　　3. 編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份； </p><p>　　4. 完成英文翻譯資料一份；

9、 </p><p><b>　　四、接受任務(wù)學(xué)生：</b></p><p>　　機(jī)械92 班 　　姓名 </p><p>　　五、開(kāi)始及完成日期：</p><p>　　自2012年11月12日 至2013年5月25日</p><p>　　六、設(shè)計(jì)（

10、論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）：</p><p>　　指導(dǎo)教師　　　　　　　簽名</p><p><b>　　簽名</b></p><p><b>　　簽名</b></p><p><b>　　教研室主任</b></p><p>　　〔學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)〕　　　

11、　　　　簽名</p><p>　　系主任 　　　　　　簽名</p><p>　　2012年11月12日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本課題是柴油機(jī)汽缸體兩端面銑削專機(jī)設(shè)計(jì)，主要是完成機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)、組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)。根據(jù)柴油機(jī)汽缸體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、

12、尺寸精度、表面粗糙度及生產(chǎn)率等要求，確定該機(jī)床為臥式組合機(jī)床；考慮工件尺寸精度，表面粗糙度，切削的排除生產(chǎn)率等因素，選用硬質(zhì)合金不重磨式面銑刀；根據(jù)工件的尺寸、特點(diǎn)及其材料選擇切削用量；然后，再經(jīng)過(guò)切削用量來(lái)確定組合機(jī)床的通用部件；最后進(jìn)行組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)。由于是銑削柴油機(jī)汽缸體的兩端面，則夾具的設(shè)計(jì)可以采用“一面兩銷”定位，手動(dòng)夾緊，一次裝夾加工汽缸體兩端面，保證加工精度，提高生產(chǎn)率；根據(jù)工作將受到切削力來(lái)計(jì)算夾緊力；再根據(jù)夾緊力來(lái)

13、選擇確定夾緊裝置的專用部件。</p><p>　　在設(shè)計(jì)之中，盡量使用通用件，減少制造成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)本次設(shè)計(jì)可以達(dá)到的效果是：所設(shè)計(jì)的夾具及主軸箱能滿足所需的質(zhì)量要求，使用時(shí)安全可靠，拆裝方便，易于維修。</p><p>　　關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；汽缸體；銑刀；夾具</p><p><b>　　Abstract</b></p>

14、<p>　　This topic is called a diesel engine at both ends of the cylinder block face milling plane design, mainly including the completion of jigs and fixtures design, the combination of the overall machine design a

15、nd machine tool spindle box design. According to the structural characteristics of the diesel engine cylinder block, the processing site, dimensional accuracy, surface roughness and productivity requirements, it can be d

16、etermined that the machine is a horizontal combination of machine tools; </p><p>　　Key words: combination machine tools; The cylinder body; Milling cutter;fixture</p><p><b>　　目 錄</b>

17、;</p><p><b>　　摘 要III</b></p><p>　　AbstractIV</p><p><b>　　目 錄V</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題來(lái)源1</p

18、><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r1</p><p>　　1.3 指導(dǎo)思想和設(shè)計(jì)要求2</p><p>　　2 總體方案論證3</p><p>　　2.1 被加工零件分析3</p><p>　　2.2 工藝方案的制定3</p><p>　　2.3 加工設(shè)備方案選擇3</p>

19、;<p>　　2.4 確定機(jī)床總體布局4</p><p>　　3 切削用量的選擇及計(jì)算5</p><p>　　3.1 切削刀具的選擇5</p><p>　　3.2 切削用量的選擇5</p><p>　　3.3 切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率的確定5</p><p>　　4 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)8<

20、;/p><p>　　4.1 被加工零件工序圖8</p><p>　　4.2 加工示意圖9</p><p>　　4.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖10</p><p>　　4.3.1 動(dòng)力部件的選擇10</p><p>　　4.3.2 滑臺(tái)及相配底座的選擇11</p><p>　　4.3.3 確定機(jī)床的

21、裝料高度H11</p><p>　　4.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡11</p><p>　　4.4.1 理想生產(chǎn)率Q11</p><p>　　4.4.2 實(shí)際生產(chǎn)率Q112</p><p>　　4.4.3 機(jī)床負(fù)荷率?負(fù)13</p><p>　　4.4.4 編寫機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡14</p><

22、p>　　5 主軸箱設(shè)計(jì)15</p><p>　　5.1 主軸及傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15</p><p>　　5.2 主軸箱傳動(dòng)計(jì)算16</p><p>　　5.2.1 傳動(dòng)比分配16</p><p>　　5.2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及齒輪的排布17</p><p>　　5.3 主軸箱的潤(rùn)滑及油泵軸的確定18&l

23、t;/p><p>　　5.4 軸的計(jì)算及主軸校核18</p><p>　　5.5 齒輪的校核20</p><p>　　5.6 軸承的選擇與校核21</p><p><b>　　6 夾具設(shè)計(jì)24</b></p><p>　　6.1 定位誤差分析計(jì)算24</p><p>

24、　　6.2 夾緊裝置設(shè)計(jì)25</p><p>　　6.3 夾緊力的計(jì)算25</p><p>　　6.4 夾具零部件的設(shè)計(jì)27</p><p>　　6.4.1 夾具體的設(shè)計(jì)27</p><p>　　6.4.2 支座的設(shè)計(jì)28</p><p>　　6.4.3 支承板的設(shè)計(jì)28</p>&l

25、t;p>　　6.4.4 螺桿的設(shè)計(jì)29</p><p>　　6.4.5 支承軸的設(shè)計(jì)30</p><p>　　6.4.6 壓板的設(shè)計(jì)30</p><p>　　6.4.7 導(dǎo)向板的設(shè)計(jì)31</p><p>　　7 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)32</p><p>　　7.1 負(fù)載分析32</p>

26、<p>　　7.2 負(fù)載圖和速度圖的繪制32</p><p>　　7.3 液壓缸主要參數(shù)的確定32</p><p>　　7.4 擬定液壓系統(tǒng)原理圖35</p><p>　　7.4.1 液壓系統(tǒng)的工作要求的確定35</p><p>　　7.4.2 擬定液壓系統(tǒng)圖35</p><p>　　7.5 計(jì)算和

27、選擇液壓元件37</p><p>　　7.5.1 確定液壓泵的最高工作壓力37</p><p>　　7.5.2 確定液壓泵流量38</p><p>　　7.5.3 選擇液壓泵規(guī)格38</p><p>　　7.5.4 計(jì)算油泵需要的電機(jī)功率38</p><p>　　7.6 閥類元件的選擇38</p>

28、;<p>　　7.7 油管的確定39</p><p>　　7.8 確定其它輔助裝置39</p><p>　　7.9 發(fā)熱及油箱容量計(jì)算39</p><p>　　8 結(jié)論與展望40</p><p><b>　　8.1 結(jié)論40</b></p><p><b>　　8

29、.2 展望40</b></p><p><b>　　致 謝41</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)42</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題來(lái)源</b></p&g

30、t;<p>　　隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)?；?、專業(yè)化、集中化、高度機(jī)械化乃至自動(dòng)化的步伐的加快，在進(jìn)行工件加工時(shí)，要求考慮使用專用機(jī)床和夾具。組合機(jī)床和組合機(jī)床自動(dòng)線是一種專用高效自動(dòng)化技術(shù)裝備,目前,由于它仍是大批量機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備,因而被廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。某企業(yè)因生產(chǎn)發(fā)展需要，擬開(kāi)發(fā)柴油機(jī)汽缸體兩端面銑削專機(jī)，因此選定柴油機(jī)汽缸體兩端面銑削專機(jī)設(shè)計(jì)為本次設(shè)計(jì)課

31、題</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　在我國(guó)，組合機(jī)床發(fā)展已有28年的歷史，其科研和生產(chǎn)都具有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，應(yīng)用也已深入到很多行業(yè)。是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新，進(jìn)行技術(shù)改造，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一。組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能

32、源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線目前還是主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件（近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額），是其主要的加工對(duì)象，完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。組合機(jī)床的分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)式組合機(jī)床等；隨

33、著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床——柔性組合機(jī)床越來(lái)越受到人們親睞，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程序控制（PLC）、數(shù)字控制（NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的</p><p>　　由于組合機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)

34、。我國(guó)組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后，國(guó)內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場(chǎng)要求我們不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝，研制新產(chǎn)品，由過(guò)去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶要求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。</p><p>　　從2002年年底第21屆日本國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)上獲悉，在來(lái)自世界10多

35、個(gè)國(guó)家和地區(qū)的500多家機(jī)床制造商和團(tuán)體展示的最先進(jìn)機(jī)床設(shè)備中，超高速和超高精度加工技術(shù)裝備與復(fù)合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深受歡迎。據(jù)專家分析，機(jī)床裝備的高速和超高速加工技術(shù)的關(guān)鍵是提高機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。這次博覽會(huì)上展出的加工中心，主軸轉(zhuǎn)速10000—20000r/min，最高進(jìn)給速度可達(dá)10-60m/min；復(fù)合、多功能、多軸化控制裝備未來(lái)也有很大發(fā)展?jié)摿Α，F(xiàn)在的零部件一體化在提高和數(shù)量減少的同時(shí)，形狀卻在變的復(fù)雜多樣化。多

36、軸化控制的機(jī)床裝備適合加工形狀復(fù)雜的工件。另外，為了滿足產(chǎn)品的加工需求，需要加工機(jī)床能夠隨時(shí)調(diào)整和適應(yīng)新的變化?？墒乾F(xiàn)代通信技術(shù)在機(jī)床裝備中的應(yīng)用，以及信息通信技術(shù)的引進(jìn)使得現(xiàn)在機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，操作者可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)床的程序進(jìn)行遠(yuǎn)程修改，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行監(jiān)控并積累有關(guān)數(shù)據(jù)；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)程的設(shè)備進(jìn)行維修和檢查、提供售后服務(wù)等。</p><p>　　從上面介紹的可以知道，我國(guó)組合機(jī)床裝備跟國(guó)外還是有相當(dāng)大差

37、距的，因此我國(guó)組合機(jī)床技術(shù)裝備今后的發(fā)展方向應(yīng)該是高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用。</p><p>　　1.3 指導(dǎo)思想和設(shè)計(jì)要求</p><p>　　1.學(xué)習(xí)獨(dú)立查閱參考文獻(xiàn)的能力。</p><p>　　2.完成柴油機(jī)汽缸體兩端面銑削專機(jī)總體結(jié)構(gòu)和主要部件（機(jī)床夾具、組合機(jī)床主軸箱）設(shè)計(jì)（折合零號(hào)圖4張以上）、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

38、一份。</p><p>　　3.學(xué)習(xí)撰寫學(xué)術(shù)論文，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)定的各項(xiàng)任務(wù)。</p><p>　　4.完成英文翻譯資料一份。</p><p><b>　　2 總體方案論證</b></p><p>　　設(shè)計(jì)的機(jī)床要滿足加工要求、保證加工精度；盡可能選用通用件、以降低成本.因此根據(jù)上述要求和柴油機(jī)氣缸體的加工特點(diǎn)來(lái)確定設(shè)計(jì)

39、方案.</p><p>　　2.1 被加工零件分析 </p><p>　　被加工零件：柴油機(jī)氣缸體</p><p><b>　　材料：HT250</b></p><p>　　硬度：187—255HBS</p><p><b>　　年產(chǎn)量：7萬(wàn)件</b></p>

40、<p><b>　　加工部位：兩端面</b></p><p>　　加工要求：汽缸體兩端面粗糙度被加工到6.3m ，兩端面尺寸至582±0.3mm</p><p>　　2.2 工藝方案的制定</p><p>　　工藝方案的擬訂是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步.組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)要注重工件及其加工的工藝分析，只有制定出先進(jìn)合理的工藝方案

41、,才能設(shè)計(jì)出先進(jìn)合理的組合機(jī)床.根據(jù)指定的加工要求,提出若干個(gè)工藝方案,擇其佳者.工藝方案確定了,組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)、性能、運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)、布局等一系列問(wèn)題也就解決了.所以，工藝方案設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié).而且工藝方案在很大程度上決定了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能.因此，必須認(rèn)真分析被加工零件圖紙,深入了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求及生產(chǎn)率要求等一些因素.</p><p>　　擬

42、定組合機(jī)床工藝方案的一般步驟如下：</p><p>　　1．分析、研究加工要求和現(xiàn)場(chǎng)工藝，在制訂組合機(jī)床工藝方案時(shí)，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位及其精度、表面粗糙度、技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)；其次深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析零件的加工工藝方法、定位夾緊方式、所采用的設(shè)備、刀具及切用量、生產(chǎn)率情況等. </p><p>　　2．定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇組合機(jī)床一般為工序

43、集中的多刀加工，不但切削負(fù)荷大，而且工件受力方面變化.因此，正確選擇定位基準(zhǔn)和夾壓部位是保證加工精度的重要條件.</p><p>　　本道工序主要是加工毛坯，因此，還要對(duì)毛坯基準(zhǔn)選擇考慮有關(guān)工序加工余量的均勻性.定位夾壓部位的選擇應(yīng)在有足夠的夾緊力下工件產(chǎn)生的變形最小，并且?jiàn)A具易于設(shè)置導(dǎo)向和能過(guò)刀具.</p><p>　　本道工序：粗銑柴油機(jī)氣缸體兩端面.</p><p

44、>　　2.3 加工設(shè)備方案選擇</p><p>　　在機(jī)械制造業(yè)中，金屬切削機(jī)床占機(jī)械設(shè)備總臺(tái)數(shù)的50%～70%，它負(fù)擔(dān)的工作量約占一半左右，其中有30%～50%的工作量是由組合機(jī)床來(lái)完成的，同時(shí)，機(jī)械加工方法是機(jī)電產(chǎn)品及零部件生產(chǎn)的主要方法，且機(jī)械加工質(zhì)量又是提高整個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵.因此，組合機(jī)床的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)，是機(jī)械制造行業(yè)一項(xiàng)非常重要的工作.組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用

45、部件組成的一種高效專用機(jī)床，具有如下特點(diǎn)：</p><p><b>　　1．生產(chǎn)率高；</b></p><p><b>　　2．加工精度穩(wěn)定；</b></p><p>　　3．研制周期快，便于設(shè)計(jì)、制造和使用、維護(hù)；</p><p>　　4．自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低；</p><

46、p>　　5．配置靈活，可按工件或工序要求靈活組成機(jī)床自動(dòng)線，易于改裝，產(chǎn)品或工藝變化時(shí)，通用部件還可以重復(fù)利用；</p><p>　　6．使用穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)床費(fèi)用低.</p><p>　　由于此次被加工的零件已定型，生產(chǎn)批量又較大，加工要求也較高，因此必須采用組合機(jī)床來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)，又是針對(duì)雙面加工.因此，采用組合機(jī)床來(lái)進(jìn)行加工是較適宜、理想的生產(chǎn)方案.</p>

47、<p>　　2.4 確定機(jī)床總體布局</p><p>　　根據(jù)上述確定的加工工藝方案，按照工序集中程度和生產(chǎn)批量大小，機(jī)床總體布局主要有如下配制型式：</p><p><b>　　1．多工位組合機(jī)床</b></p><p>　　多工位組合機(jī)床：主要用于中、小零件加工.生產(chǎn)占地面積大，但生產(chǎn)率高.這種方式若配合工作臺(tái)的移動(dòng)和精確定位，可

48、以組成組合機(jī)床自動(dòng)線，則自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率均很高.</p><p><b>　　2.單工位組合機(jī)床</b></p><p>　　各種型式的單工位組合機(jī)床，通?？砂惭b一個(gè)工件，特別適宜于大、中型箱體類零件的加工.根據(jù)配置動(dòng)力部件的型式和數(shù)量，這類機(jī)床可分為單面、多面及復(fù)合式.這種方</p><p>　　式組成靈活，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于單工位加工，其機(jī)動(dòng)

49、時(shí)間與輔助時(shí)間不能重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低.</p><p>　　根據(jù)以上所述, 柴油機(jī)汽缸體的結(jié)構(gòu)是比較規(guī)則的長(zhǎng)方體，從裝夾的角度來(lái)看，臥式平放比較方便，采用臥式組合機(jī)床加平面，有利于排屑，也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度.且柴油機(jī)氣缸體屬于中型加工零件，在本次設(shè)計(jì)中，銑平面工序是主要工序內(nèi)容.因此為了保證銑平面的加工精度和結(jié)合被加工零件加工特點(diǎn)，臥式單工位組合機(jī)床是較好的選擇.</p><p&

50、gt;　　臥式單工位組合機(jī)床又可分為臥式單面組合機(jī)床，臥式多面組合機(jī)床等.若采用臥式單面組合機(jī)床，加工兩端面需經(jīng)過(guò)兩次裝夾，增加輔助時(shí)間，成本高，生產(chǎn)效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大.因此，采用臥式雙面組合機(jī)床是合理的選擇.其特點(diǎn)：工件安裝在夾具里，工件和夾具裝在銑削工作臺(tái)上，刀具相對(duì)固定，銑削工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng).生產(chǎn)占地面積小，加工精度高.</p><p>　　3 切削用量的選擇及計(jì)算</p><p&

51、gt;　　3.1 切削刀具的選擇</p><p>　　在生產(chǎn)線上，由于銑削平面的走刀長(zhǎng)度一般比孔加工的走刀長(zhǎng)度長(zhǎng)的多，為了提高切削用量應(yīng)采用硬質(zhì)合金套式面銑刀.</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[3]，粗齒﹑中齒﹑細(xì)齒面銑刀刀片材料為YG6(銑鑄鐵)及YT15(銑鋼)，密齒面銑刀刀片材料為YG6，銑碳鋼面銑刀刀片材料為YT15.</p><p>　　由加工箱體外形尺寸

52、，結(jié)合參考文獻(xiàn)[4]箱體端面為425×582，為大平面，以及被加工零件材料為HT250，因此選用刀片材料為YG6，刀盤直徑為500mm的硬質(zhì)合金套式面銑刀.又因?yàn)楸镜拦ば蚴谴帚姡植诙纫蟛桓?，選中齒銑刀，齒數(shù)為34.</p><p>　　故設(shè)計(jì)的組合銑床選擇的刀具為：硬質(zhì)合金套式中齒端面銑刀，材料為YG6，齒數(shù)為34.</p><p>　　3.2 切削用量的選擇</p&g

53、t;<p>　　在組合機(jī)床工藝方案確定過(guò)程中，工藝方法和切削用量選擇是否合理，對(duì)組合機(jī)床的加工精度，生產(chǎn)率，刀具耐用度，機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式及工作可靠性均有較大的影響.</p><p>　　在大多情況下，組合機(jī)床為多軸、多刀、多面同時(shí)切削，為盡量減少時(shí)間和刀具的損耗，保證機(jī)床生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)效果，因此，切削用量比一般機(jī)床單刀加工低30%左右.

54、

55、 </p><p>　　組合機(jī)床通常用動(dòng)力滑臺(tái)來(lái)帶動(dòng)刀具進(jìn)給，由于多軸箱上同

56、時(shí)工作的刀具種類不同且直徑大小不同，其切削用量也各有特點(diǎn).因此，一般先按各刀具選擇較合理的切削速度v(m/min) 和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f(mm/r)，再根據(jù)其中工作時(shí)間最長(zhǎng)，負(fù)荷最重，刃磨較困難的刀具來(lái)確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，通常用試湊法來(lái)滿足每分鐘進(jìn)給量相同的要求.</p><p>　　從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求等進(jìn)行分析，按照經(jīng)濟(jì)地滿足加工要求的原則，合理的選擇切削用量.本次設(shè)計(jì)中，

57、采用查表法選擇加工柴油機(jī)氣缸體體量端面的切削用量.</p><p>　　由參考文獻(xiàn)表6-16[4]，查得：</p><p>　　銑削深度為2-5mm，在這里取銑削深度ap=4mm</p><p>　　銑削速度為50-80m/min，取銑削速度vc=75m/min</p><p>　　每齒進(jìn)給量fz為0.2-0.4mm/z，取fz =0.2mm

58、/z</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速 n = ==50.96 r/min </p><p>　　取 n = 51 r/min </p><p>　　進(jìn)給速度：Vmm/min</p><p>　　3.3 切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率的確定</p><p>　　根據(jù)選擇的切削用量，確定切削力，作為選擇

59、動(dòng)力部件（滑臺(tái)）設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其他傳動(dòng)件的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動(dòng)電機(jī)功率.</p><p>　　現(xiàn)分兩種方案進(jìn)行討論.</p><p><b>　　方案Ⅰ：</b></p><p><b>　　銑削力的計(jì)算：</b></p><p>　　由由機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)

60、得：</p><p>　　F = 490×ap 1.0×fz 0.74×D-1.0×ae 0.90×z （3.1）</p><p>　　式中 F-銑削力(N)；</p><p>　　ap -銑削深度(mm)；</p><p>　　fz -每齒進(jìn)給量(mm

61、/z)；</p><p>　　D-銑刀直徑(mm)；</p><p>　　ae -銑削寬度(mm)；</p><p><b>　　z-銑刀的齒數(shù).</b></p><p>　　由前面計(jì)算的切削用量得，</p><p><b>　　ap =4mm；</b></p>

62、<p>　　fz=0.2mm/z；</p><p><b>　　D=512mm；</b></p><p>　　ae =425mm；</p><p><b>　　z=34.</b></p><p>　　將上述數(shù)值代入式（3.1）得：</p><p>　　F = 4

63、90×ap 1.0×fz 0.74×D-1.0×ae 0.90×z </p><p>　　=490× 41.0×0.20.74×500-1.0×4250.90×34</p><p>　　=9277.6(N)</p><p>　　由機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)有：<

64、;/p><p><b>　　切削功率：</b></p><p>　　P切 = 2.66×10-5× ap 0.9×fz 0.75×ae 1.1× n0.8 </p><p>　　=2.66×10-5 ×40.9×0.20.75×4251.1×51

65、0.8</p><p><b>　　=7.03（kW）</b></p><p><b>　　主軸轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　T =9.55×106×P/n</p><p>　　= 9.55×106×7.03/51</p><p>

66、;　　= 1.32×106N.mm</p><p><b>　　方案Ⅱ：</b></p><p><b>　　計(jì)算銑削功率:</b></p><p>　　查參考文獻(xiàn)[4]表6-20，得銑削功率: </p><p><b>　　P= </b></p>&l

67、t;p>　　其中 p=1300/a0.313，</p><p><b>　　v= fzzn，</b></p><p><b>　　A= ap ae</b></p><p><b>　　切削功率：</b></p><p><b>　　P切=</b&

68、gt;</p><p><b>　　=3.46 kW</b></p><p>　　Ⅰ，Ⅱ相比較，方案Ⅱ切削功率與實(shí)際切削功率相差的太大，方案Ⅰ與實(shí)際的切削功率相近，故選用第一種方案.</p><p>　　4 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)</p><p>　　組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)，通常是針對(duì)具體加工零件，擬訂工藝和結(jié)構(gòu)方案，并進(jìn)行方案圖樣

69、和有關(guān)技術(shù)文件設(shè)計(jì).并且在選取定加工方法和機(jī)床總體布局結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上繪制組合機(jī)床“三圖一卡”.其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、加工示意圖、夾具設(shè)計(jì)圖和編制機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡等.</p><p>　　4.1 被加工零件工序圖</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床主要對(duì)柴油機(jī)氣缸體兩端面的粗銑.因此采用一面兩銷定位方式，即利用零件上的一個(gè)平面和該平面上的兩個(gè)孔作為定位基準(zhǔn).一個(gè)

70、孔插圓柱銷，另一個(gè)孔插菱形銷.這種定位方法保證了理論上的六點(diǎn)定定位原則(平面上三個(gè)點(diǎn),圓柱銷兩個(gè)點(diǎn)和菱形銷一個(gè)點(diǎn))，但是在實(shí)踐中，在大多數(shù)情況下，工件的一個(gè)平面，在夾具中不是支承在三個(gè)點(diǎn)上，而是支承在四個(gè)或者更多一些的支承點(diǎn)上，有時(shí)放在兩條長(zhǎng)的支承板上，這樣可以提高“機(jī)床-夾具-刀具-工件”系統(tǒng)的剛性，避免夾壓力和切削力超出支承點(diǎn)，引起工件的彈性變形，這種變形不僅影響加工精度，還會(huì)引起振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)造成刀具的折斷.</p>

71、<p>　　由于本次的加工的工序是在加工好柴油機(jī)氣缸體頂?shù)酌娴那闆r下進(jìn)行的，因此被加工零件的頂、底面是較光滑的，因此采用柴油機(jī)氣缸體的下底面作為定位基準(zhǔn)，再在該面鉆兩個(gè)銷孔，這樣就保證了理論上的六點(diǎn)定位原則.</p><p>　　被加工零件圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件.它的要求被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)開(kāi)頭及尺寸相符.加工用定

72、位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向，以便依次進(jìn)行夾具定位支承、夾緊、導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì).</p><p>　　本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊?</p><p>　　本組合機(jī)床以柴油機(jī)氣缸體為加工對(duì)象進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)工序圖簡(jiǎn)要說(shuō)明及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)如下：</p><p>　　1．定位方法： 采用一面兩

73、銷定位方式，即利用柴油機(jī)氣缸體底面和該平面上的兩個(gè)孔作為定位基準(zhǔn).一個(gè)孔插圓柱銷，另一個(gè)孔插菱形銷；</p><p>　　2．零件材料：HT250；</p><p>　　3．硬度：187—255HBS；</p><p>　　4．方框內(nèi)尺寸及相應(yīng)粗糙度為本機(jī)床所保證，其余尺寸及相應(yīng)光潔度為前序保證；</p><p>　　5．單邊加工余量：4mm

74、 </p><p>　　本汽缸體的被加工零件工序圖如下：</p><p>　　圖4.1 被加工零件工序圖</p><p><b>　　4.2 加工示意圖</b></p><p>　　零件的加工方案要通過(guò)加工示意圖反映出來(lái)，加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程中工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系.因此，加工

75、示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖樣之一，在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位.其主要內(nèi)容為：</p><p>　　1．反映機(jī)床的加工方法，切削用量及工作循環(huán).</p><p>　　2．決定刀具類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸.</p><p>　　3．決定主軸的結(jié)構(gòu)類型，規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度.</p><p>　　4．選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)專用的接桿，浮動(dòng)卡頭，導(dǎo)向裝置，刀桿托

76、架等.</p><p>　　5．標(biāo)明主軸、接桿、夾具與工件之間的聯(lián)系尺寸，配合及精度.</p><p>　　加工示意圖的畫(huà)法有如下要求：</p><p>　　1．加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細(xì)實(shí)線繪出工作加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開(kāi)圖.加工表面用粗實(shí)線畫(huà).為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，相同加工部位的加工示意圖只需表示其中之一，即同一主軸箱里結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸可只畫(huà)一根.</p

77、><p>　　2．一般情況下，在加工示意圖上，主軸分布可不按真實(shí)距離繪制.</p><p>　　3．主軸應(yīng)從多軸箱端面畫(huà)起.刀具應(yīng)處于加工終了位置.標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)只畫(huà)外輪廓，但需加注規(guī)格代號(hào).</p><p>　　本組合機(jī)床加工示意圖如下：</p><p>　　圖4.2 機(jī)床加工示意圖</p><p>　　4.3 機(jī)床聯(lián)系

78、尺寸圖</p><p>　　機(jī)床聯(lián)系尺寸圖用來(lái)表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，可用以檢驗(yàn)機(jī)床各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求，通用部件的選擇是否合適，并為進(jìn)一步開(kāi)展主軸箱等專用部件的設(shè)計(jì)提供依據(jù).聯(lián)系尺寸圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局.</p><p>　　繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖有以下要求：</p><p>　　1.以適當(dāng)數(shù)量的視圖按同一比例畫(huà)出

79、機(jī)床各主要組成部件的外形輪廓及相關(guān)位置，表明機(jī)床的配置型式及總體布局，主視圖應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致.</p><p>　　2.圖上應(yīng)盡量減少不必要的線條及尺寸，但反映各部件的聯(lián)系尺寸，專用部件的主要輪廓尺寸，運(yùn)動(dòng)部件的極限位置及行程尺寸，必須完整齊全，至于各部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)不必畫(huà)出，可留在具體設(shè)計(jì)部件時(shí)完成.</p><p>　　3.為便于開(kāi)展部件設(shè)計(jì)，聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格代號(hào)

80、，電動(dòng)機(jī)型號(hào)，功率及轉(zhuǎn)速，并注明機(jī)床部件的分組情況及總行程.</p><p>　　4.3.1 動(dòng)力部件的選擇</p><p>　　由于功率損耗，取=0.85</p><p>　　取功率儲(chǔ)備系數(shù)為30%，8.27（1+30%）= 10.75 kW；</p><p>　　?。А?11 kW.</p><p>　　選用1TD

81、50-IV動(dòng)力箱；[4]</p><p>　　選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y160M-4；</p><p>　　同步轉(zhuǎn)速n=1460 r/min，輸出軸轉(zhuǎn)速n1=730 r/min，P電機(jī)=11 kW.</p><p>　　4.3.2 滑臺(tái)及相配底座的選擇</p><p>　　根據(jù)選定量及工作行程和工件尺寸大小，由參考文獻(xiàn)[4]表5-2查知應(yīng)選擇1HY6

82、3系列液壓滑臺(tái) ，相應(yīng)的側(cè)底座為1CC631.</p><p>　　表5-1 1HY63 型液壓滑臺(tái)主要技術(shù)性能</p><p>　　4.3.3 確定機(jī)床的裝料高度H</p><p>　　裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離.考慮剛度，結(jié)構(gòu)要功能和使用要求等因素，新頒國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為1060mm，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO一致.實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)常在850~1060之間選取

83、.</p><p>　　由于滑臺(tái)高度為400mm，滑臺(tái)底座高度為630mm，夾具底座高度為220mm，則裝料高度為：</p><p>　　H=400mm+630mm+220mm=1250mm.</p><p>　　圖4.3 機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖</p><p>　　4.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡</p><p>　　根據(jù)加工示意

84、圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計(jì)算出機(jī)床生產(chǎn)率度編制生產(chǎn)率計(jì)算卡.組合機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡是按一定格式要求編制的，反映零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，工作時(shí)間，機(jī)床生產(chǎn)率，機(jī)床負(fù)荷率的簡(jiǎn)明表格.它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù).</p><p>　　4.4.1 理想生產(chǎn)率Q</p><p>　　理想生產(chǎn)率Q（單件為件/h）是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A（包括備品及廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率.它與全年工

85、時(shí)總數(shù)tk有關(guān)，一般情況下，單班制取2350h,兩班制取4600h，則：</p><p>　　Q= </p><p>　　有已知條件知，A=20000件，tk=2350h</p><p><b>　　則由上式得</b></p><p>　　Q==

86、15.2（件）</p><p>　　4.4.2 實(shí)際生產(chǎn)率Q1</p><p>　　實(shí)際生產(chǎn)率（單位為件/h）是指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量.則：</p><p>　　Q1 = </p><p>　　式中，—生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（min），可按下式計(jì)算：&

87、lt;/p><p>　　式中 L1﹑L2—分別為刀具第Ⅰ﹑第Ⅱ工作進(jìn)給長(zhǎng)度，單位為mm；</p><p>　　vf1﹑vf2—分別為刀具第Ⅰ﹑第Ⅱ工作進(jìn)給量，單位為mm/min；</p><p>　　t?！?dāng)加工沉孔﹑止口﹑锪窩﹑倒角﹑光整表面時(shí)，滑臺(tái)在死擋鐵上的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無(wú)進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5~10轉(zhuǎn)所需的時(shí)間，單位為min；</p>

88、<p>　　L快進(jìn)﹑L快退—分別為動(dòng)力部件快進(jìn)，快退行程長(zhǎng)度，單位為mm；</p><p>　　—?jiǎng)恿Σ考煨谐趟俣?用機(jī)械動(dòng)力部件時(shí)取5~6m/min；用液壓動(dòng)力部件時(shí)取3~10m/min；</p><p>　　t移—直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取0.1min </p><p>　　t裝卸—工件裝﹑卸（包括定位或撤消定位﹑夾緊或松開(kāi)﹑

89、清理基面或切屑及吊運(yùn)工件等）時(shí)間.它取決于裝卸自動(dòng)化程度﹑工件重量大小﹑裝卸是否方便及工人的熟練程度.通常取0.5~1.5 min.</p><p><b>　　由已知條件知，</b></p><p>　　L1=320mm+250mm=570mm；</p><p>　　vf1=346.8 mm/min；</p><p>

90、<b>　　t停=0min；</b></p><p>　　L快進(jìn)=300mm；</p><p>　　t移=0.1min；</p><p>　　L快退=300mm+570mm=870mm；</p><p>　　vfk=5m/min=5000mm/min；</p><p>　　t移=0.1min；&l

91、t;/p><p>　　t裝卸=1.5min.</p><p><b>　　所以，由公式得：</b></p><p>　　T單=+0.1+1.5=3.55 (min)</p><p><b>　　則實(shí)際生產(chǎn)率為：</b></p><p>　　Q1==16.9 (件/h)</p

92、><p>　　由于Q1>Q，即機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率滿足理想生產(chǎn)率，則所選擇的切削用量符合機(jī)床設(shè)計(jì).</p><p>　　4.4.3 機(jī)床負(fù)荷率?負(fù)</p><p>　　當(dāng)Q1>Q，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比.</p><p>　　即：?負(fù)===0.89</p><p><b>　　= 89%</b>&

93、lt;/p><p>　　負(fù)荷率滿足組合機(jī)床要求.（組合機(jī)床負(fù)荷率一般在0.75-0.9）. [4]</p><p>　　4.4.4 編寫機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡</p><p><b>　　5 主軸箱設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主軸箱是組合機(jī)床的重要專用部件.它是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置、切削用量和主軸類型

94、設(shè)計(jì)的傳遞個(gè)主軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件.其動(dòng)力來(lái)自通用的動(dòng)力箱，與動(dòng)力箱一起安裝于進(jìn)給滑臺(tái)，可完成鉆、擴(kuò)、較、鏜、銑等加工工序.主軸箱由通用零件如箱體、主軸、傳動(dòng)軸、齒輪和附加機(jī)構(gòu)組成.</p><p>　　目前主軸箱設(shè)計(jì)有一般設(shè)計(jì)法和電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法兩種.在此用一般設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)多軸箱.一般設(shè)計(jì)法的順序是：繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)、齒輪齒數(shù)及模數(shù)；擬訂傳動(dòng)系統(tǒng)，計(jì)算主軸、傳動(dòng)軸，繪制坐標(biāo)檢查圖；繪制主軸

95、箱總圖，零件圖及編制組件明細(xì)表.</p><p>　　5.1 主軸及傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主軸結(jié)構(gòu)形式由零件加工工藝決定，并考慮主軸的工作條件和受力情況.軸承形式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征，該機(jī)床是進(jìn)行端面粗銑加工的主軸，為臥式雙工位機(jī)床，軸向切削力和徑向切削力都較大，使用圓錐滾

96、子軸承承受軸向力和徑向力.</p><p>　　主軸材料選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼，查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-2有：</p><p><b>　　主軸切削功率：</b></p><p>　　P= 2.66×10-5× ap 0.9×fz 0.75×ae 1.1× n0.8 </p><p&

97、gt;　　= 2.66×10-5 ×40.9×0.20.75×4251.1×510.8</p><p><b>　　= 7.03 kW</b></p><p><b>　　主軸轉(zhuǎn)矩：</b></p><p><b>　　T =</b></p&g

98、t;<p>　　= 9.55×106×7.03/51</p><p>　　= 1.32×106N.mm</p><p>　　由扭矩初算主軸軸徑： </p><p>　　D=7.3=7.3=78.25</p><p>　　由于該主軸上開(kāi)有鍵槽，對(duì)軸的強(qiáng)度有削弱，軸徑需增大5%，</p>

99、<p>　　則 d = 78.25 ×（1+5%）≈80mm</p><p>　　故取主軸軸徑為80mm.</p><p>　　2.各傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　取連接電動(dòng)機(jī)用聯(lián)軸器的效率=0.99，選用圓錐滾子軸承取傳動(dòng)效率為0.99， 8級(jí)精度齒輪傳動(dòng)取傳動(dòng)的效率0.97.</p><p>　　則多

100、軸箱的傳動(dòng)總效率=0.99×0.994×0.973 = 0.868.</p><p>　?。?）各軸功率的計(jì)算：</p><p>　　P1= 11×0.99 = 10.89 kW</p><p>　　P2== 10.89×0.99×0.97 = 10.45 kW</p><p>　　P3= 1

101、0.45×0.99×0.97 = 10.04 kW</p><p>　　P5= = 10.89×0.99×0.97 = 10.45 kW</p><p>　?。?）各傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算：</p><p>　　= = 146.2 N·m</p><p>　　= = 273.56 N·m&

102、lt;/p><p>　　= = 499.4 N·m</p><p>　　= = 159.7 N·m</p><p>　　（3）由各傳動(dòng)軸扭矩初算軸直徑：</p><p>　　44.85mm 48.79mm</p><p>　　59.86mm 30mm</p><p>

103、;　　由上取動(dòng)力箱輸出軸徑d1=45mm,其他傳動(dòng)軸取整：d2=50mm，d3=60mm，d5=30mm</p><p>　　5.2 主軸箱傳動(dòng)計(jì)算</p><p>　　5.2.1 傳動(dòng)比分配</p><p>　　主軸箱內(nèi)的傳動(dòng)比最佳為,在主軸箱后蓋內(nèi)的齒輪傳動(dòng)比，根據(jù)需要，其傳動(dòng)比可以取大些，但一般不超過(guò)；齒輪模數(shù)，一般取2，2.5,3或3.5，齒數(shù)一般在17~7

104、0，齒寬b取32mm或24mm；在傳動(dòng)系統(tǒng)中，最后一級(jí)采用升速傳動(dòng)，為了使主軸上的齒輪不過(guò)大.</p><p>　　總得傳動(dòng)比： i總=== 22.8</p><p><b>　　i動(dòng)力箱=2</b></p><p>　　則主軸箱內(nèi)傳動(dòng)比 i主==11.4</p><p>　　主軸箱次輪的模數(shù)一般有類比法確定亦可按

105、下式估算，即：</p><p>　　上式中： </p><p>　　p為齒輪所傳遞的功率（kW）</p><p>　　z為一對(duì)齒合齒輪中的小齒輪齒數(shù)</p><p>　　n為小齒輪轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p>　　那么： = 3.63</p><p&g

106、t;<b>　　取模數(shù)為4.</b></p><p>　　5.2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及齒輪的排布 </p><p>　　初步定軸1、2的傳動(dòng)比i12=2</p><p>　　軸2、3的傳動(dòng)比i23=1.9</p><p>　　軸3、4的傳動(dòng)比i34=3</p><p>　　軸1、5的傳動(dòng)比i15=

107、1.2（軸5為潤(rùn)滑泵驅(qū)動(dòng)軸）</p><p>　　則各個(gè)軸轉(zhuǎn)速計(jì)算如下:</p><p><b>　　i34 ==3</b></p><p>　　n3 = 192r/min</p><p><b>　　i23 = </b></p><p>　　n2=364.8 r/min&l

108、t;/p><p><b>　　i12 =</b></p><p>　　n1 = 729.6 r/min</p><p><b>　　n5 =</b></p><p>　　傳動(dòng)軸1--傳動(dòng)軸4:</p><p><b>　　， 取，</b></p>

109、<p>　　傳動(dòng)軸2--傳動(dòng)軸3:</p><p><b>　　,取</b></p><p>　　驅(qū)動(dòng)軸1--傳動(dòng)軸2:</p><p><b>　　i12=2 ，取 </b></p><p>　　驅(qū)動(dòng)軸2--傳動(dòng)軸5:</p><p><b>　　i

110、15=1.2，</b></p><p><b>　　約取</b></p><p><b>　　中心距：=114</b></p><p><b>　　= 184</b></p><p><b>　　= 210</b></p><

111、;p><b>　　= 84</b></p><p>　　齒輪排布如下圖5.1所示：</p><p>　　圖5.1 主軸箱齒輪排布</p><p>　　5.3 主軸箱的潤(rùn)滑及油泵軸的確定</p><p><b>　　1、潤(rùn)滑</b></p><p>　　大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱采

112、用葉片潤(rùn)滑油泵進(jìn)行潤(rùn)滑，油泵打出的油經(jīng)分油器分向各潤(rùn)滑部分；軸承采用油潤(rùn)滑；齒輪用油潤(rùn)滑，由分油器分出的油管潤(rùn)滑.</p><p><b>　　2、油泵軸的確定</b></p><p>　　葉片泵用來(lái)潤(rùn)滑時(shí)，轉(zhuǎn)速n泵應(yīng)在轉(zhuǎn)/分范圍之內(nèi)，而軸1的轉(zhuǎn)速n1=730r/min，故根據(jù)需要再加一級(jí)傳動(dòng)后，n5=625r/min,符合要求.</p><p&g

113、t;　　5.4 軸的計(jì)算及主軸校核</p><p><b>　　1.選主軸4來(lái)校核</b></p><p>　　選擇主軸做力學(xué)模型，畫(huà)出受力計(jì)算簡(jiǎn)圖.取集中載荷作用于齒輪及軸承的中點(diǎn).</p><p>　　1.軸的材料：45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理.其機(jī)械特性查得：</p><p><b>　　, , ,</b&g

114、t;</p><p>　　, ψδ=0.2 , ψτ=0.1 , C=110</p><p><b>　　由前述可得：</b></p><p><b>　　n=51r/min</b></p><p><b>　　d=80mm</b></p><p>&

115、lt;b>　　=300mm</b></p><p>　　2.計(jì)算齒輪上的作用力大小</p><p>　　低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為</p><p><b>　　則</b></p><p>　　圓周力Ft、徑向力Fr的方向如下圖所示，臥式機(jī)床軸向力記為0</p><p><b

116、>　　3．軸承的支反力</b></p><p>　　1）水平面上的支反力如圖1</p><p>　　2）垂直方向上的支反力</p><p><b>　　3）畫(huà)彎矩圖</b></p><p>　　a、水平上的彎矩圖如圖2</p><p>　　b、垂直方向上的彎矩圖如圖3</p

117、><p>　　4）合成彎矩圖如圖4</p><p><b>　　5）畫(huà)扭矩圖如圖5</b></p><p>　　T=1.32×106</p><p>　　6）畫(huà)計(jì)算彎矩圖如圖6</p><p>　　應(yīng)單向回轉(zhuǎn)，視扭矩為脈動(dòng)循環(huán)</p><p>　　則截面C處的當(dāng)量彎矩

118、為</p><p>　　7） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　由圖可知截面C的當(dāng)量彎矩最大，故校核該截面的強(qiáng)度.</p><p><b>　　對(duì)于實(shí)心軸：</b></p><p><b>　　故軸安全.</b></p><p><b>　　圖5.2&

119、lt;/b></p><p><b>　　5.5 齒輪的校核</b></p><p>　　選軸3與主軸4相齒合齒輪進(jìn)行校核</p><p>　　m=4 ， z3=25 ， z4=75，</p><p>　　n=51r/min， i=75/25=3</p><p>　　1.材料、熱處理、許

120、用應(yīng)力</p><p>　　兩齒輪材料均選用40Cr,火焰表面淬火，52HRC,8級(jí)精度</p><p><b>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：</b></p><p>　　預(yù)期齒輪壽命5年，每天工作12小時(shí)，工作載荷為輕微沖擊，則大小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為：</p><p>　　N1=60n1jLh=60×192&#

121、215;1×5×300×12=2.07×108</p><p>　　N2==6.91×107</p><p>　　2、驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度</p><p>　　載荷系數(shù)，取K=1.5</p><p>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)表6-3：區(qū)域系數(shù),彈性影響系數(shù)</p><p>　　查

122、機(jī)械設(shè)計(jì)表6-14（e）得到疲勞極限</p><p>　　查圖6-14得到接觸疲勞壽命系數(shù)和彎曲疲勞壽命系數(shù)：</p><p><b>　　則接觸應(yīng)力為：</b></p><p>　　3、驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　　取 K=1.5</b></p><p&g

123、t;　　查機(jī)械設(shè)計(jì)表6-4得：齒形系數(shù)： </p><p><b>　　應(yīng)力校正系數(shù)：</b></p><p>　　許用彎曲應(yīng)力為： </p><p>　　彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取</p><p>　　則：δF1 ≤［δF1］ ，δF2≤［δF2］</p><p>　　由上述計(jì)算可知

124、，均滿足要求.</p><p>　　5.6 軸承的選擇與校核</p><p>　　1、選軸承、確定額定動(dòng)負(fù)荷</p><p>　　選擇軸4上的一對(duì)軸承進(jìn)行校核.軸4直徑Ф=80mm，軸承選用圓錐滾子軸承，軸承型號(hào)為：30216.</p><p>　　額定負(fù)荷Cr=160KN,e=0.42.</p><p>　　設(shè)計(jì)軸承

125、壽命為L(zhǎng)h=20000h，取負(fù)荷系數(shù)fp=1.5，溫度系數(shù)ft=1.0</p><p>　　求軸承受的徑向力（受力見(jiàn)下圖5.3）</p><p>　　軸承所受的徑向力:FR1=9000N</p><p><b>　　FR2=7000N</b></p><p>　　圖5.3 軸承受力圖</p><p&g