柴油機曲軸銑開檔機床總體及和銑削頭設計說明書(已修改)

　

【正文】 1前言組合機床是根據加工需要，以大量通用部件為基礎，配以少量專用部件組成的一種高效專用機床。組合機床主要用于平面加工和孔加工。平面加工包括銑平面、車端面、刮平面；孔加工包括鉆、擴、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋等。組合機床最適宜于加工各種大中型箱體類零件，如氣缸體、氣缸蓋、變速箱體等零件。目前，組合機床在汽車、拖拉機、儀器儀表、軍工及縫紉機、柴油機、紡織、航空等部門，應用越來越普遍。組合機床主要適用于棱體類零件和雜體的孔面加工，生產效率高，研制周期短，便于設計、制造和使用維修，配置靈活，且自動化程度高，勞動強度低。在將來，組合機床將向五個方面發展：高速化、高精度化、復合化、高科技含量化以及環保化。同時，在自動化方面，將會進一步提高。通用部件是組成組合機床的基礎。用來實現機床切削和進給運動的通用部件，如單軸工藝切削頭、傳動裝置、動力箱、進給滑臺等為動力部件。用以安裝動力部件的通用部件如側底座、立柱、立柱底座等稱為支承部件。組合機床的特點：a．組合機床由70%～90%的通用部件組成，可以縮短設計和制造周期。而且在需要的時候，還可以部分或全部進行改裝，以組成適應新加工要求的新設備。這就是說組合機床有重新改造的優越性，其通用部件可以多次重復利用。b．組合機床是按具體加工對象專門設計的，可以按最佳工藝方案進行加工。c在組合機床上可以同時從幾個方向采用多把刀具對幾個工件進行加工，是實現工序集中，提高生產效率的最好途徑。，有利于保證各孔相互之間的精度要求，提高產品質量；減少了工件工序間的搬運，改善了勞動條件；減少了占地面積。e．由于組合機床大多數零、部件是同類的通用部件，簡化了機床的維護和修理。f．組合機床的通用部件可以組織專門工廠集中生產，有利于提高產品質量和技術水平，降低制造成本。組合機床的設計，目前基本上有兩種情況：其一，是根據具體加工對象的具體情況進行專門設計，這是當前最普遍的做法。其二，隨著組合機床在我國機械行業的廣泛使用，廣大工人總結自己生產和使用組合機床的經驗，發現組合機床不僅在其組成部件方面有共性，可設計成通用部件，而且一些行業在完成一定工藝范圍內組合機床是極其相似的，有可能設計為通用機床，這種機床稱為“專能組合機床”。這種組合機床就不需要每次按具體加工對象進行專門設計和生產，而是可以設計成通用品種，組織成批生產，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡單的夾具及刀具，即可組成加工一定對象的高效率設備。本次設計的課題是柴油機曲軸連桿軸頸滾切銑床總體和銑削頭設計。該課題來源于江蘇恒力機床有限公司,是該公司根據客戶需要為客戶定制的組合機床產品之一。公司擁有各種金切設備、檢測設備300多臺，其中DIX750精密坐標鏜床、精密導軌磨床，瑞士精密小孔磨床，高速磨齒機，加工中心，三座標測量儀，超音頻淬火機等精大稀設備30余臺。具有較強的加工、裝配、檢測和機床安裝調試能力。現在該公司迫切需要改善現有的生產條件，進行提高生產率、改善產品質量方面的技術改造，使產品的合格率上升，增加產量，適應市場競爭的需要，提高經濟效益。 本設計主要是設計一臺組合機床，對專門的曲軸連桿軸頸進行加工。本人的設計分工是總體設計和滾削頭部分的設計，夾具部分的設計由同組其他同學擔任。在設計組合機床過程中，組合機床刀具的設計是整個組合機床設計工作的重要部分之一。雖然刀具零件的標準化程度高，使設計工作量減少，設計周期縮短，但在夾具設計過程中，在保證加工精度的前提下，如何綜合考慮生產率、經濟性和勞動條件等因素，還有一定的難度。本說明書以設計臥式雙刀銑床為主線，闡述了總體設計和滾削頭設計的過程。在總體設計中，首先是被加工零件的工藝分析，然后是總體方案的論證，在比較了許多方案之后，結合本道工序加工的特點最終選擇臥式雙刀銑床的配置型式。再結合本道工序的特點選擇刀具。根據選擇的切削用量，計算刀具的切削力、切削扭矩、切削功率等，再確定刀具的大小和型式。在確定這些設計計算后，然后是繪制組合機床的“三圖一卡”—被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯系尺寸圖和生產率計算卡。滾削頭設計是組合機床設計中的一個重要的組成部分。滾削頭設計時,首先確定主軸,再設計傳動系統和主軸箱,最后根據計算結果繪制夾具裝配圖和主要的零件圖。2 組合機床總體設計本設計的加工對象為恒立機床廠的柴油機曲軸，材料是QT8002,硬度HB240～300。根據被加工零件工序圖，分析其精度、表面粗糙度、技術要求、加工部位尺寸、形狀結構。并根據工件剛性及生產綱領，確定設計組合機床為柴油機曲軸銑開檔機床。 被加工零件為QT8002，按照標準公差等級IT9加工。本道工序是銑削曲軸連桿頸部的加工。滾切兩連桿軸頸￠62，、。 ： a）機床應能滿足加工要求，保證加工精度； b) 機床應運轉平穩，工作可靠，結構簡單，裝卸方便，便于維修、調整； c) 機床盡量能用通用件（中間底座可自行設計）以便降低制造成本。 d) 機床各動力部件用電氣控制。機床總體布局主要有如下配置型式：a)多工位組合機床多工位組合機床：主要用于中、小零件加工。生產占地面積大，但生產率高。這種方式若配合工作臺的移動和精確定位，可以組成組合機床自動線，則自動化程度和生產率均很高。b)單工位組合機床各種型式的單工位組合機床，通常可安裝一個工件，特別適宜于大、中型箱體類零件的加工。根據配置動力部件的型式和數量，這類機床可分為單面、多面及復合式。這種方式組成靈活，結構簡單，由于單工位加工，其機動時間與輔助時間不能重合，因而生產率比多工位機床低。機床的配置型式還可分為臥式和立式兩種。臥式組合機床床身由滑座、側底座及中間底座組合而成。其優點是加工和裝配工藝性好，無漏油現象；同時，安裝、調試與運輸也都比較方便；而且，機床重心較低，有利于減小振動。其缺點是削弱了床身的剛性，占地面積大。立式組合機床床身由滑座、立柱及立柱底座組成。其優點是占地面積小，自由度大，操作方便。其缺點是機床重心高，振動大。基于以上分析, 柴油機曲軸結構是比較規則的長方體，從加工的角度來看，臥立式豎放比較方便，采用臥式組合機床銑削，有利于排屑，也減輕了工人的勞動強度。因此為了保證銑削的加工精度和結合被加工零件加工特點，組合機床是較好的選擇。 滑臺型式的選擇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；過載保護簡單可靠；由行程調速閥來控制滑臺的快進轉工進，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定；液壓系統漏油影響工作環境，浪費能源；調整維修比較麻煩。本設計加工對象為柴油機曲軸，為了提高加工效率，故采用液壓滑臺。a) 因為是銑削，所以切削用量計算如下：a. 確定銑削深度ap 由于銑削加工余量小于4mm。故粗銑可以在一次走刀內完成，所以取ap=b. 確定進給量fb) 考慮到刀具壽命以及進給速度的一致性，所以f=c) d) 取Vc=63mm/min 切削功率的計算根據文獻資料[9]P134表620得計算公式如下：功 率 （21） φ