cg150汽缸體臥式數控鉆孔機床設計畢業論文(完整版)

　　

【正文】 進+L快退vfk+t移+t裝式中LL2——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進給長度（mm）；vfvf2——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進給量；t停——當加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時，滑臺在死擋鐵上的停留時間，通常指刀具在加工終了時無進給條件下旋轉（5~10）r所需時間（min）；L快進、L快退——分別為動力部件快進、快退行程長度（mm）；vfk——動力部件快速行程速度。（5）第50~59組——液壓和氣壓裝置。夾具是組合機床主要的專用部件，常編號為20組，包含工件定位夾緊及固定導向部分。因此，中間底座采用側底座1CC252。4）確定滑臺行程滑臺的行程除保證足夠的工作行程外，還應留有前備量和后備量。圖1－8 機床聯系尺寸圖選用動力部件選用動力部件主要選擇型號、規格合適的動力滑臺、動力箱。 =15mm，切入長應根據工件端面誤差情況在5～10mm之間選擇，誤差大時取大值，因此取L1=7mm，切出長度L2=d3+3~8=+3~8=8,所以L工=L+L1+L2=15+7+8=30mm。2176。（2）導向套的選擇在組合機床上加工孔，除用剛性主軸的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取決于夾具導向。（2）加工部位的位置尺寸應由定位基準注起，為便于加工及檢查，尺寸應采用直角坐標系標出，而不采用極坐標，但有時因所選定位基準與設計基準不重合，則須對加工部位要求位置尺寸精度進行分析換算。它是組合機床設計的主要依據，也是制造、使用、檢驗和調整機床的重要技術文件。mm=切削扭矩：T1==10P2=T2v9740πD2 =209470==由于組合機床有大量的刀具同時工作，為了能使機床能正常工作，不經常停車換刀，而達到較高的生產效率，所選的切削用量比一般的萬能機床單刀加工要低一些。尤其采用液壓動力滑臺時，所選的每分鐘進給量一般比動力滑臺可實現的最小進給量大50％。選擇切削用量時，應考慮零件批量生產的影響。在根據使用戶實際情況來選擇什么樣的組合機床。(2) 被加工零件的特點這主要指零件的材料、硬度加工部位的結構形狀，工件剛度定位基準面的特點，它們對機床工藝方案制度有著重要的影響。一次性加工所有孔。并收集國內外有關技術資料，制定出合理的工藝方案。1973年ISO公布了第一批組合機床通用部件標準，它包括了汽車、農業、紡機和儀表工業。可以說，機床生產的水平是衡量一個國家工業、農業、國防和科學技術四個現代化水平的重要標志。組合機床是一種典型的加工類機械，它和其它機床一樣是用于加工其它各類零件的母機。1978年、1983年又第二次作了增補。根據被加工被零件（摩托車汽缸體）的零件圖（圖11），加工大端面5個孔和小端面6個孔的工藝過程。(3) 定位基準及夾緊點的選擇加工此摩托車汽缸體的孔，以孔Ф62（長銷定位）（短銷定位）兩孔作為定位基準，此定位為完全定位。此摩托車汽缸體的材料是ZL11硬度HB90。綜合以上所述：通過對零件的結構特點、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術要求、定位、夾緊方式、工藝方法，并定出影響機床的總體布局和技術性能等方面的考慮，最終決定設計兩邊同時鉆孔多工位同步鉆床。生產率要求不高時，就沒有必要將切削用量選得過高，以免降低刀具得耐用度，對于要求生產率高得大批量生產用組合機床，也只是提高那些耐用度低，刃磨困難，造價高得所謂“限制性”工序刀具的切削用量。否則，會由于溫度和其他原因導致進給量不穩定，影響加工精度，甚至造成機床不能工作。可概括地說：在多軸加工的組合機床上不宜選用偏大的切削用量。mm切削功率：P1=T1v9740πD1=2094709=切削力：F3==26=切削扭矩：T3==10=摩托車汽缸體用鉆孔組合機床的被加工零件工序圖如1－2所示。（如圖13）加工示意圖的作用和內容加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上的反映，表示被加工零件在機床上的加工過程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對位置關系，機床的工作行程及工作循環等，是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統設計選擇動力部件的主要依據，是整臺組合機床布局形式的原始要求，也是調整機床和刀具所必需的重要文件。因此正確選擇導向裝置的類型，合理確定其尺寸、精度，是設計組合機床的重要內容，也是繪制加工示意圖時必須解決的內容。2176。（8）快進長度的確定右端面主軸箱：考慮實際加工情況，在未加工之前，保證工件表面與刀尖之間有足夠的工作空間，也就是快速退回行程須保證所有刀具均退回而不影響工件裝卸（）。（1）滑臺的選用通常，根據滑臺的驅動方式、所需進給力、進給速度、最大行程長度和加工精度等因素來選用合適的滑臺。前備量的作用是動力部件有一定的向前移動的余地，以彌補機床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調整。確定多軸箱輪廓尺寸標準通用鉆鏜類多軸箱的厚度是一定的，臥式取325mm，立式取340mm。對一些獨立性較強的活動鉆模板、攻螺紋模板、自動夾緊機構、自動上下料裝置等單獨編組。（6）第60~69組——刀具、工具、量具和輔助工具等。用機械動力部件時取5~6m/min；用液壓動力部件時取3~10m/min；t移——直線移動或回轉工作臺進行一次工位轉換時間，；t裝——工件裝、卸（包括定位或撤銷定位、夾緊或松開、清理基面或切削及吊動工件等）時間。其動力來自通用的動力箱，與動力箱一起安裝于進給滑臺，可完成鉆、擴、鉸、鏜孔等加工工序。一般設計法的順序是：繪制多軸箱設計原始依據圖；確定主軸結構、軸徑及齒輪模數；擬訂傳動系統；計算主軸、傳動軸（也可用計算機計算和驗算箱體軸孔的坐標尺寸），繪制坐標檢查圖；繪制多軸箱總圖，零件圖及編制組件明細表。標明動力部件型號及其性能參數等。如鉆孔時常采用滾珠軸承主軸；擴、鏜、鉸孔等工序工序常采用滾錐軸承主軸；主軸間距較小時常選用滾針軸承主軸。本設計多軸箱齒輪模數均取m1=2和4。圖22 多軸箱傳動系統傳動方案圖（1）各齒輪參數的設計計算：1）擬定傳動路線。假設在理想無泄漏狀態即有：p?q=T?ω式中：p——液壓泵的壓力N/m3q——液壓泵的排量m3/sT——輸入扭矩N所有傳動軸材料均取40Cr已知：T1=T2=T3=T4= N?m，T5= N?m各傳動軸的計算結果如下：主軸2：T2,=T2+T8i82=+680137=?mmd6≥B4T==為保證軸的強度取d2,=20mm軸6：T6=T1i61+T4i64+T5i65=T1i61+i64+T5i5=2823+2823+2924=?mmd6≥B4T==為保證軸的強度取d6=25mm軸7：T7=T2i72+T3i73=i72T2+T3=2823+=驗算公式如下：σH=671KT1bd12u177。 繪制多軸箱總圖及零件圖 多軸箱總圖設計通用多軸箱總圖設計包括繪制主視圖、展開圖，編制裝配表，制定技術條件等四部分。包括主軸、傳動軸、驅動軸、受柄軸、油泵軸及其相應的齒輪、隔套、防油套、軸承或油泵等機件形狀和安裝的相對位置。這樣使圖表對照清晰易看，節省設計時間，方便裝配。第三章左端面多軸箱設計如圖31所示為雙面臥式鉆床組合機床多軸箱設計原始依據圖。設計時，盡可能不選用滾針主軸，因為滾針軸承精度低、結構剛度及裝配工藝性都較差，既不便于制造又不便于維修。傳動系統確定之后，多軸箱所需要的功率按下列公式計算：P多箱=P切削+P空+P失=i=1nP切削+i=1nP空+i=1nP失式中P切削——切削功率，單位為KW；P空——空轉功率，單位為KW；P失——與負荷成正比的功率損失，單位為KW。軸8與主軸3的傳動比取1/，則軸6轉速為n8=n2i83=取軸8上齒輪齒數為23，模數m=2，則z2=z3=23≈32（第Ⅱ排）軸8之間設置中心軸9。mω——輸入角速度rad/s單位換算：p==5105Pan =q= L/min=103247。mmd7≥B4T==為保證軸的強度取d8=25mm軸9：T9=T8i98+T7i97=4733+4733=驗算公式如下：σH=671KT1bd12u177。繪制多軸箱總圖及零件圖與右主軸箱相同此處不在敘述第四章進給系統結構設計 進給系統變速方式技術指標要求進給速度在0～10m/min范圍內無極可調。開環系統的伺服電動機一般采用步進電機，經降速齒輪（或同步帶）和滾珠絲桿副，帶動工作臺移動。半閉環伺服控制系統將齒輪副、絲桿副和軸承機械傳動部件排除在反饋控制之外，不能完全補償他們的傳動誤差，因此精度比閉環伺服系統差。為了達到這些要求，設計中應盡量采用低摩擦傳動副，如滾動導軌、靜壓導軌、貼塑導軌、滾珠絲桿等；通過選用最佳降速比來降低慣量；采用預緊的方法提高傳動剛度；采用消隙方法減少方向死區誤差等，其中最重要的是提高傳動剛度和降低慣量。 絲桿副的選擇數控機床的進給傳動鏈中，將旋轉運動轉換為直線運動的方法，采用絲杠副是常用的方法之一。4）不能自鎖，傳動具有可逆性。其缺點是滾道接縫處很難做做得平滑，影響滾珠滾動的平穩性，甚至發生卡珠現象，噪聲也較大。當滾珠絲杠方向運轉時，也會運轉一個微小角度。利用螺母調整實現預緊的結構，兩個滾珠螺母以平鍵與外套相連，其中右邊的一個滾動螺母外伸部分有螺紋。這種調整方式結構復雜，但調整準確可靠，精度較高。因導軌在工作過程中難免磨損，所以應力求減少磨損量，并在磨損后能自動補償或便于調整。 導軌的種類和特點按接觸面的摩擦性質可分為滑動導軌、滾動導軌和靜壓導軌等三大類。滑動導軌的優點是結構簡單，使用維護方便，缺點是未形成完全液體摩擦時低速易爬行，磨損大，壽命短，運動精度不穩定。4）低速運動平穩性要使導軌的摩擦阻力小，運動輕便，低速運動時無爬行現象。 機床導軌類型的選擇導軌是指引導部件沿一定方向運動的一組平面或曲面。這種結構緊湊，工作可靠，調整方便，但調整位移量不易精確控制，預緊力也不能準確控制。因此，為了提高滾珠絲桿副的定位精度和剛度，應對其預緊，即施加一定的預載荷，使滾珠兩滾道側面始終保持接觸（即消隙狀態）并產生一定的接觸變形（即預緊狀態）。內循環均采用反向器是個實現滾珠循環。滾珠在循環過程中有時與絲杠脫離接觸的稱為外循環，始終與絲杠保持接觸的稱為內循環。由于絲桿和螺母之間是滾動摩擦，因而具有下列特點：1）摩擦損失小，傳動效率高，可達90%~96%，是普通滑動絲桿副的3~4倍。 傳動齒輪副的選擇伺服電動機可與絲桿直接聯接，可采用剛性聯軸器和彈性聯軸器。綜上所訴，基于加工精度、機床經濟性和機床結構綜合選擇，選用半閉環伺服系統作為進給系統控制方式為半閉環伺服系統。當突然加載或脈沖頻率劇烈變化時，執行件的運動可能發生誤差，即常說的失步現象。1）液壓無極調速進給系統：該系統是利用調速閥等流量控制閥來改變閥口過流面積或液流通道的長短來調節液體流動阻力的大小，從而調節液壓缸出口流量，液壓無極調速運動平穩性好，變速范圍大，但不易實現準確的速度。mm齒數比u：u=4733=最大接觸應力σH：σH=σHlimSHmin=9701=970Mpa，σHlim查P420圖103；SHmin查P419表1024。mm）轉速（r/min）117232217232320225/32420225/32515221615221725223/59825223/599（手柄軸）3024214001115221/251215221/2510（油泵軸）20248662潤滑油泵型號：R121A葉片油泵（3）校核：1）軸的強度校核由公式TWρ≤[τ]計算式中Wρ——軸的抗扭截面模數（m3），實心軸Wρ≈；[τ]——許用剪切應力（Pa）40Cr的τ=。m=662N把主軸5視為一組直線分布主軸，在兩軸中心連線的垂直平分線上設中心傳動軸10；把主軸6視為一組直線分布主軸，在兩軸中心連線的垂直平分線上設中心傳動軸11；由于軸4的轉速均為707 r/min，軸6的轉速均為980 r/min因為：i53=i64=n6n4=980707r/min=。前面已計算得：P1=P2=則有P總=4P1+2P2=4+2= 空轉功率：由于主軸直徑為15mm，根據《組合機床設計簡明手冊》P62表46：轉速： n=630r/min ,軸徑為15mm時：P空=。傳動軸的直徑也參考主軸直徑大小初步選定。其中，表51是雙面臥式鉆床組合機床左主軸箱設計主軸外伸尺寸及切削用量的原始依據表。即： 1）多軸箱制造和驗收技術條件：多軸箱按ZBJ5801189《組合機床多軸箱制造技術條件》進行制造，按ZBJ5801289《組合機床多軸箱驗收技術條件》進行驗收。對近距離軸,往往要求按實際間距繪制相關軸的成套組合件，以便能直觀地檢查有否碰撞現象。因此，繪制主視圖就是在設計的傳動系統圖上標出各軸編號，畫出潤滑系統，標注主軸、油泵軸、驅動軸的轉向及坐標尺寸、最低主軸高度尺寸及箱體輪廓尺寸等。mm齒數比u：u=3222=最大接觸應力σH：σH=σHlimSHmin=9701=970Mpa，σHlim查P420圖103；SHmin查P419表1024。mmd9≥B4T==故d9=30mm各軸參數如下表所示表22 各軸軸徑及齒輪參數參數軸號軸徑（mm）模數（mm）齒數扭矩（N60=103m3/sω =2πn=2=代入公式p?q=