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摘 要 195柴油機(jī)加工精度要求高 特別是機(jī)體氣缸套孔止口深度公差 大跨度等直 徑同軸孔 平衡軸孔孔徑公差 大懸臂氣缸孔孔徑公差 曲軸孔與氣缸孔垂直度 曲 軸孔與平衡軸孔 曲軸孔與凸 輪軸孔軸心線平行度 氣缸套孔止口面與氣缸孔軸心 線垂直度等的精度要求較高 機(jī)體加工中 精鏜孔工序的加工質(zhì)量將直接影響柴油 機(jī)的功率 油耗 噪聲等性能 同時(shí) 由于 195柴油機(jī)的生產(chǎn)批量較大 因而要求該 工序的加工設(shè)備具有較高的生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度 然而 目前國內(nèi)現(xiàn)有的加工設(shè) 備都不能很好地滿足上述加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率等方面的要求 這在一定程度上制約 了 195 柴油機(jī)的性能保證 和生產(chǎn)產(chǎn)量的提高 作者設(shè)計(jì)的 195柴油機(jī)機(jī)體三面精 鏜孔組合機(jī)床 是在調(diào)研的基礎(chǔ)上 吸收了鏜床設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) 根據(jù)具體情況設(shè)計(jì) 制 造而成 如投入生產(chǎn)連續(xù)使用 將會(huì)獲得滿意的效果 關(guān)鍵詞 組合機(jī)床 柴油機(jī) 鏜削 Abstract S195 diesel engine expects machining accuracy much especially organism air cylinder sets of hole stop mouthfuls of degree of depth public errand Diameter shaft hole balanced shaft hole aperture public errand such as large span etc big cantilever air cylinder hole aperture public errand The shaft hole of song and air cylinder hole vertical degree shaft hole of song and balancing the shaft hole shaft hole of song and shaft hole of cam axis line parallel degree Air cylinder sets of hole stop and expect relatively much with air cylinder hole axis line precision of vertical degree etc the mouth In the organism is processed the processing quality of the precise bore hole process will influence the performance such as power oil consumption noise of the diesel engine etc directly Besides because the production lot of S195 diesel engine is relatively old require the processing equipment of this process to have higher production efficiency and automatic degree However the domestic and existing processing equipment can t well meet the above mentioned requests for processing the quality and production efficiency etc At present This restrain S195 performance of diesel engine from guaranteed and produces the improvement of the output to a certain extent Three precise bore holes of organism of S195 diesel engine designed now make up the lathe it is on the basis of surveying and study Have absorbed the merit that the boring machine is designed succeed according to concrete conditions design and manufacture Such as putting into production using in succession will obtain the satisfied result Key words combined machine diesel engine boring 目 錄 0 前 言 1 1 總體方案論證 3 1 1影響組合機(jī)床方案制定的主要因素 3 1 1 1被加工零件的加工精度和加工工序 3 1 1 2被加工零件的特點(diǎn) 3 1 1 3零件的生產(chǎn)批量 4 1 1 4機(jī)床的使用條件 4 1 2 機(jī)體的定位與夾緊 4 1 3 確定機(jī)床的配置形式及結(jié)構(gòu)方案 4 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及計(jì)算 5 2 1被加工零件工序圖 5 2 1 1被加工零件工序圖的設(shè)計(jì) 5 2 1 2主軸箱的分布 5 2 2加工示意圖 6 2 2 1加工示意圖的編制方法 6 2 3動(dòng)力部件的選擇 8 2 4組合機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算 10 2 4 1機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率的計(jì)算 10 2 4 2理想生產(chǎn)率Q 12 2 4 3機(jī)床負(fù)荷率 12 2 4 4生產(chǎn)率計(jì)算卡 12 2 5機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 14 2 5 1聯(lián)系尺寸圖的作用 14 2 5 2機(jī)床裝料高度的確定 14 2 5 3夾具輪廓尺寸的確定 15 2 5 4中間底座尺寸的確定 15 2 5 5動(dòng)力部件總選種的確定 16 3 左主軸箱的設(shè)計(jì)及計(jì)算 17 3 1 繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 17 3 2 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇及動(dòng)力計(jì)算 18 3 2 2主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇 18 3 2 2主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定 18 3 2 3主軸箱的動(dòng)力計(jì)算及主軸直徑的確定 19 3 3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 23 3 3 1主軸位置的分析及傳動(dòng)比的分配 23 3 3 2確定驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)向極其在主軸箱上的位置 23 3 3 3主軸箱的潤滑 手柄軸的設(shè)置 23 3 4 主軸箱坐標(biāo)計(jì)算 24 3 4 1軸坐標(biāo)系原點(diǎn)的確定 24 3 4 2主軸箱坐標(biāo)計(jì)算的順序 24 3 4 3主軸坐標(biāo)的設(shè)置 24 3 4 4傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算 26 3 4 5坐標(biāo)驗(yàn)算 29 3 5校核計(jì)算 30 3 5 1軸的校核計(jì)算 30 3 5 2軸的精確校核 34 3 5 3軸承壽命計(jì)算 34 3 5 4圓柱齒輪的疲勞強(qiáng)度的校核 35 3 5 5鍵的校核 36 3 6標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 及其它 36 3 6 1葉片油泵的型號選擇 36 3 6 2螺塞 37 3 6 3進(jìn)給機(jī)構(gòu)的選擇 37 3 6 4主軸箱的潤滑 37 4 結(jié) 束 語 38 工作小結(jié)與致謝 39 附件清單 41 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 0 前 言 四年來 我們在鹽城工學(xué)院特別是機(jī)械系領(lǐng)導(dǎo)的深切關(guān)懷下 即將完成大學(xué)基 礎(chǔ)課的學(xué)習(xí) 在此我們將通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)來檢驗(yàn)和證明我們四年來取得的成果 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是有學(xué)校分組分配課題 我的課題是 S195 柴油機(jī)機(jī)體孔用精鏜 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)之前我們先后到了鹽城市的幾個(gè)大的 機(jī)械廠進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)習(xí)考察 它們分別是江淮動(dòng)力廠 鹽城機(jī)床廠 紅旗機(jī)床廠 躍達(dá)拖拉機(jī)廠 在實(shí)習(xí)期間我們的課題指導(dǎo)老師給我們進(jìn)行了詳細(xì)的指導(dǎo)講解 使 我在設(shè)計(jì)之初就對 S195 柴油機(jī)的加工過程和具體的孔的精鏜過程和方法有了較深的 理解 并且對組合機(jī)床的設(shè)計(jì)加工總過程特別是左主軸箱的解剖裝配結(jié)構(gòu)和工作原 理作了深入的調(diào)查 這為我們后來進(jìn)行具體的畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了很好的基礎(chǔ) 195 柴油機(jī)以其設(shè)計(jì)緊湊 啟動(dòng)輕便 維修簡便 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn) 能為手扶 拖拉機(jī) 水泵 電站 運(yùn)輸及多種農(nóng)副業(yè)加工機(jī)械和設(shè)備作配套動(dòng)力 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 中得到廣泛的應(yīng)用 機(jī)體是柴油機(jī)的一個(gè)重要零件 精鏜孔又是機(jī)體加工中最關(guān)鍵的 工序 機(jī)體 70 以上的主要技術(shù)要求均在此工序得到保證 加工精度要求高 特別是 機(jī)體氣缸套孔止口深度公差 大跨度等直徑同軸孔 平衡軸孔孔徑公差 大懸臂氣缸 孔孔徑公差 曲軸孔與氣缸孔垂直度 曲軸孔與平衡軸孔 曲軸孔與凸輪軸孔軸心線 平行度 氣缸套孔止口面與氣缸孔軸心線垂直度等的精度要求較高 機(jī)體加工中 精 鏜孔工序的加工質(zhì)量將直接影響柴油機(jī)的功率 油耗 噪聲等性能 同時(shí) 由于 195 柴油機(jī)的生產(chǎn)批量較大 因而要求該工序的加工設(shè)備具有較高的生產(chǎn)效率和自 動(dòng)化程度 然而 目前國內(nèi)現(xiàn)有的加工設(shè)備都不能很好地滿足上述加工質(zhì)量和生產(chǎn)效 率等方面的要求 這在一定程度上制約了 195 柴油機(jī)的性能保證和生產(chǎn)產(chǎn)量的提高 本文介紹的 195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜孔組合機(jī)床 是在調(diào)研的基礎(chǔ)上 吸收了鏜床 設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) 根據(jù)具體情況設(shè)計(jì) 制造而成 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 能源 軍工 輕工 家電等行業(yè) 我國傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用 機(jī) 電 氣 液壓控制 它的加工對象主要是生產(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 完成鉆孔 擴(kuò)孔 鉸孔 加工各種螺紋 鏜孔 車端面和凸臺 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)臺式組合機(jī)床等 隨著 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)床越來越受到人們的青睞 它 S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 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 制器 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)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床 另外 近年來組合機(jī)床加工中心 數(shù)控組 合機(jī)床 機(jī)床輔機(jī) 清洗機(jī) 裝配機(jī) 綜合測量機(jī) 試驗(yàn)機(jī) 輸送線 等在組合機(jī) 床行業(yè)中所占份額也越來越大 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 測量 控制 診斷監(jiān)控 清洗 裝配和試漏等技術(shù) 我國組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國家要相 對落后 國內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國外進(jìn)口 工藝裝備的 大量進(jìn)口勢必導(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 市場要求我們 不斷開發(fā)新技術(shù) 新工藝 研制新產(chǎn)品 由過去的 剛性 機(jī)床結(jié)構(gòu) 向 柔性 化方 向發(fā)展 滿足用戶需求 真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備 隨著市場競爭的加劇和對產(chǎn)品需求的提高 高精度 高生產(chǎn)率 柔性化 多品 種 短周期 數(shù)控組合機(jī)床及其自動(dòng)線正在沖擊著傳統(tǒng)的組合機(jī)床行業(yè)企業(yè) 因此 組合機(jī)床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組合機(jī)床加工精度 組合機(jī)床柔性 組合機(jī) 床工作可靠性和組合機(jī)床技術(shù)的成套性為主攻方向 一方面 加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用 提高組合機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率 另一方面 進(jìn)一步發(fā)展新型部件 尤其是多坐標(biāo)部件 使其模塊化 柔性化 適應(yīng)可調(diào)可變 多品種加工的市場需求 設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí) 為使加工過程順利進(jìn)行 并能達(dá)到要求的生產(chǎn)效率 必須在 握大量的零件加工工藝資料基礎(chǔ)上 整體考慮影響制定零件加工方案 機(jī)床配置形 式 結(jié)構(gòu)方案的各種因素及應(yīng)注意的問題 經(jīng)過分析比較 以確定零件在組合機(jī)床 上合理可行的加工方法及組合機(jī)床的配置形式等等 這些是組合機(jī)床方案制定要考 慮的主要內(nèi)容 我們設(shè)計(jì)的組合機(jī)床如果能合理的應(yīng)用到實(shí)際中去 必定能大大提高生產(chǎn)效率 為廠家?guī)磔^高的生產(chǎn)效益 2003 年 6 月 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 1 總體方案論證 組合機(jī)床是針對被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求 按高度集中制的原則設(shè)計(jì)的一 種高效率專用機(jī) 設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí) 首先要根據(jù)組合機(jī)床完成工藝要求的一些限制 及組合機(jī)床各種工藝方法能達(dá)到的加工精度 表面粗糙度及技術(shù)要求 解決零件是 否可以利用組合機(jī)床加工以及采用組合機(jī)床加工是否合理的問題 如果確定可以利 用組合機(jī)床加工 為使加工過程順利進(jìn)行 并能達(dá)到要求的生產(chǎn)效率 必須在握大 量的零件加工工藝資料基礎(chǔ)上 通盤考慮影響制定零件加工方案 機(jī)床配置形式 結(jié)構(gòu)方案的各種因素及應(yīng)注意的問題 經(jīng)過分析比較 以確定零件在組合機(jī)床上合 理可行的加工方法及組合機(jī)床的配置形式等等 這些是組合機(jī)床方案制定的主要內(nèi) 容 本設(shè)計(jì)是為 195 型柴油機(jī)機(jī)體的三面精鏜孔工序 為了能夠達(dá)到質(zhì)量好 效率 高的要求 擬定設(shè)計(jì)一個(gè)三面精鏜的組合機(jī)床 由于被加工零件的孔的加工精度 表面粗糙度和技術(shù)要求所限 必須設(shè)計(jì)三面精鏜組合機(jī)床 由于被加工零件機(jī)體的體積小 重量較重 且是單工位三面加工 倘采用立式 床身 將造成加工困難 難以保證加工精度 且平穩(wěn)不夠 故將采用臥式床身 通 過三個(gè)動(dòng)力頭 主軸箱鏜銷頭 一次性完成該工序較為妥帖 以上作為本次設(shè)計(jì)的初定方案 1 1 影響組合機(jī)床方案制定的主要因素 1 1 1 被加工零件的加工精度和加工工序 被加工零件的加工精度和加工工序是制定機(jī)床加工方案的主要依據(jù) 當(dāng)孔與孔 之間有較高的位置精度要求 如 0 05mm 時(shí) 安排工藝應(yīng)考慮在同一個(gè)工位上對 所有的孔進(jìn)行最終精加工 如果同一軸上的幾個(gè)孔的同軸度要求較高時(shí) 0 05mm 其最終精加工應(yīng)從同一面進(jìn)行 由于 S195 柴油機(jī)的機(jī)體孔與孔之間有較高的位置精度 并且同一軸上的孔有較 高的同軸度要求 因此 確定組合機(jī)床應(yīng)在同一個(gè)工位上對所有的孔進(jìn)行加工 且 同一軸上的孔用同一軸加工 1 1 2 被加工零件的特點(diǎn) 主要指零件的材料 硬度 加工部位的結(jié)構(gòu)形狀 工件剛性 定位基準(zhǔn)面的特 S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 點(diǎn)等 它們對機(jī)床的加工方案的制定有著重要的影響 被加工零件的特點(diǎn)在很大程 度也決定了機(jī)床的配置型式 機(jī)體類零件多帶層壁上的同軸孔 因此要在同一鏜桿上安裝多個(gè)鏜刀頭進(jìn)行鏜 削 退刀時(shí) 要求工件 讓刀 鏜刀頭周向定位 又被加工的箱體孔中心線與定位 基面平行且需由一面或幾面加工箱體件 故采用臥式組合機(jī)床 1 1 3 零件的生產(chǎn)批量 大批量生產(chǎn)要求工序安排的趨于分散 而且 粗 半精 精加工應(yīng)分別在不同 的機(jī)床上完成 這正是我們設(shè)計(jì)的機(jī)體精鏜組合機(jī)床 1 1 4 機(jī)床的使用條件 如使用廠車間溫度比較高 使用液壓傳動(dòng)機(jī)床往往造工作性能不穩(wěn)定 則可選 用配置機(jī)械動(dòng)力部件的機(jī)床 我們選用液壓傳動(dòng)工作臺 1 2 機(jī)體的定位與夾緊 定位 箱體類零件可有兩種定位方法 一面雙孔 定位法和 三平面 定位法 這 里采用后者 這兩種方法一般都采用箱體設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 即箱體在機(jī)器中的主要安裝面 底面 還有另外兩面右側(cè)面和后面 夾緊 為減少和避免機(jī)體在夾壓力的作用下的變形 影響加工精度 這里不單從上面 壓緊箱體 而采用上面壓緊與底座加緊相結(jié)合的辦法以減少機(jī)體變形 1 3 確定機(jī)床的配置形式及結(jié)構(gòu)方案 由于采用固定式夾具 再同一工位上對同一孔進(jìn)行加工 故采用單工位臥式組 合機(jī)床 該機(jī)床特別適合箱體類零件的加工 并且加工精度較高 精鏜機(jī)床夾具的 公差一般取被加工零件的 1 3 1 5 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及計(jì)算 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 就是針對具體的被加工零件 在造室的工藝和結(jié)構(gòu)方案 的基礎(chǔ)上 進(jìn)行方案圖紙?jiān)O(shè)計(jì) 這些圖紙包括 被加工零件工序圖 加工示意圖 生產(chǎn)率計(jì)算卡片 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖等 下面談?wù)勥@些圖紙的設(shè)計(jì) 2 1 被加工零件工序圖 2 1 1 被加工零件工序圖的設(shè)計(jì) 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案 表示出在一臺機(jī)床上或一條自動(dòng)線 上完成的工藝內(nèi)容 加工部位的尺寸及精度 技術(shù)要求 加工用定位基準(zhǔn) 夾位部 位 以及被加工零件的材料 硬度和本機(jī)床加工前毛坯情況的圖紙 被加工零件工序圖 2 1 2 主軸箱的分布 從工序圖中可知 本三面精鏜組合機(jī)床布置有三個(gè)主軸箱 它們分別為左 右 主軸箱和后主軸箱 S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 左動(dòng)力箱帶左主軸箱加工 1 2 4 5 6 五個(gè)孔 它們的位置分布如下 右主軸箱加工 3 軸 后主軸箱加工 7 軸 工序圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù) 也是制造使用時(shí)調(diào)整機(jī)床 檢查精度的重 要技術(shù)文件 2 2 加工示意圖 加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要圖紙之一 在機(jī)床總體設(shè)計(jì)中占有重要地位 它是設(shè)計(jì)刀具 夾具 主軸箱以及選擇動(dòng)力部件的主要資料 同時(shí)也是調(diào)整機(jī)床和 刀具的依據(jù) 加工示意圖 反映了機(jī)床的加工過程和加工方法 并決定浮動(dòng)夾頭或接桿的尺 寸 鏜桿長度 刀具種類和數(shù)量 刀具長度及加工尺寸 主軸尺寸及伸出長度 主 軸 刀具 導(dǎo)向與工件間的聯(lián)系尺寸等 根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具特點(diǎn) 合理 地選擇切削用量 決定動(dòng)力頭的工作循環(huán) 2 2 1 加工示意圖的編制方法 1 刀具的選擇 一臺機(jī)床刀具選擇是否合理 直接影響到機(jī)床的加工精度 生產(chǎn)率和工作情況 根據(jù)機(jī)體孔的加工精度 加工尺寸 臺階級加工 切屑排除以及生產(chǎn)率等因素 和加工孔表面允許有退刀痕 因位置限制 導(dǎo)向孔的尺寸小于加工孔的尺寸 且加 工孔直徑大于 40 應(yīng)選用鏜刀 這樣對刀方便 加工中不至于有振動(dòng) 并在導(dǎo)套 上開引刀槽 以便鏜刀通過 刀具造用硬質(zhì)合金鋼 為了提高工序集中程度 可采用兩把鏜刀的鏜桿 同時(shí)加工孔 考慮到被加工零件是淬火鑄鐵 由于其硬度較高 為 170 241HB 可采用刃鏜 刀頭加工 以提高刀具的使用壽命 鏜削頭與相同規(guī)格的液壓滑臺組成的鏜床 滿足要求的精度 HT 級 表面粗糙度 達(dá) 1 6 微米的鏜孔 因鏜削直徑較大 傳遞的扭矩大 可用主軸前端的短圓錐和端 面定位 并由端面鍵傳遞扭矩 2 工序間余量的確定 關(guān)于工序間加工余量的確定 查 I 表 2 6 推薦數(shù)值選取 0 25 0 4 直徑上 3 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 組合機(jī)床上加工孔時(shí) 除用剛性主軸加工的方案外 其尺寸和位置精度都是依 靠夾具導(dǎo)向來保證的 選擇導(dǎo)向類型 因?qū)蛑睆捷^大 轉(zhuǎn)速較高時(shí) 為了避免鏜桿由于摩擦發(fā)熱而變形 產(chǎn)生 別 勁 的現(xiàn)象 可選用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向 這種導(dǎo)向利于減輕磨損和持久保證精度 選擇導(dǎo)向的形式和結(jié)構(gòu) 因精鏜多級孔 孔 導(dǎo)向的旋轉(zhuǎn)速度高 但加工精度要求比較低 可選用滾錐 軸承的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向 SM1 SM2 n 1f1 n2f2 根據(jù)這個(gè)原理計(jì)算切削用量如下 查 表 3 T V 70 90 米 分 f 0 12 毫米 轉(zhuǎn) 由公式 得Dvn 10 從上述兩個(gè)范圍中選取一個(gè)適中的數(shù)值 即 n 500rpm 由此倒過去 由公式 4 確定主軸類型及尺寸 因本機(jī)床是精鏜孔 根據(jù)制定的切削用量通過 T 9 55 106 公式計(jì)算得到的nP 1 092514 38 6 rpmn 25 3910254 310 7 101 1 0分米 分米計(jì) 算 速 度 nDVDV S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 扭矩 T 值很小 則由切削扭矩計(jì)算主軸直徑公式 M 軸所傳遞的扭矩410NBd N mm B 系數(shù) 計(jì)算的 d 亦過小 不能滿足剛度要求 這樣可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)由加工孔的直徑及相應(yīng)的刀具尾部尺寸利用 反推法 來造定 查 表 10 1 主軸直徑與加工孔的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 為 d 主軸 25 mm d 傳動(dòng) 30mm 5 動(dòng)力頭工作循環(huán)及其行程的確定 動(dòng)力頭工作循環(huán)一般包括快速引進(jìn) 工作進(jìn)給和快速退回等動(dòng)作 工作進(jìn)給長度的確定 工作進(jìn)給長度應(yīng)等于被加工部位長度與刀具切入和切出長度之和 動(dòng)力頭工作進(jìn)給長度是按加工長度最大的孔來造取 切入長度根據(jù)工件端面的 誤差情況 I 表 2 18 選 5 10 毫米為第一工作進(jìn)給長度 第二工作進(jìn)給常常比第一 工作進(jìn)給要小得多 在有條件 應(yīng)力法做到轉(zhuǎn)入第二工作進(jìn)給時(shí) 除倒大角的刀具 外 其余刀具都離開加工表面 不再切削 否則 將降低刀具使用壽命 且破壞已 加工的表面 快速進(jìn)給長度的確定 快速進(jìn)給是動(dòng)力頭把刀具送到工作進(jìn)給的位置 其長度按具體工作情況確定 在加工 1 2 兩孔徑相同的同心孔系時(shí) 可采用跳越進(jìn)給的循環(huán)進(jìn)行加工 即在加工 寬一層壁后 動(dòng)力頭再次快速引進(jìn) 加工第二層壁 這樣可以縮短工作循環(huán)時(shí)間 快速退回長度的確定 快速退回的長度等快速引進(jìn)和工作進(jìn)給長度之和 一般在固定式夾具機(jī)床上 動(dòng)力頭快速引進(jìn)和工作進(jìn)給長度之和 一般在國家式夾具機(jī)床上 動(dòng)力頭快速退回的行程 只要把所有刀具都退至導(dǎo) 套內(nèi) 不影響工件的裝卸就行了 動(dòng)力頭總行程的確定 動(dòng)力頭的總行程除了滿足工作循環(huán)所需長度外 還要考慮裝卸和調(diào)整刀具的方 便性 裝卸刀具的理想情況是 刀具退離導(dǎo)向套外端面的距離 需大于刀桿插入主 軸孔內(nèi)的長度 具體數(shù)值在加工示意圖上標(biāo)注可查閱 2 3 動(dòng)力部件的選擇 動(dòng)力部件用以實(shí)現(xiàn)切削刀具的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或只用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是組合機(jī)床最 主要的通用部件 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 組合機(jī)床動(dòng)力部件有多種結(jié)構(gòu)型式和不同的傳動(dòng)方式 就其傳動(dòng)方式來講 主 運(yùn)動(dòng)一般采用機(jī)械運(yùn)動(dòng) 即由電動(dòng)機(jī)通過齒輪皮帶 蝸輪蝸桿等機(jī)械元件傳遞運(yùn)動(dòng) 和動(dòng)力 而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則采用機(jī)械傳動(dòng) 液壓傳動(dòng) 氣壓傳動(dòng)或氣動(dòng)液壓傳動(dòng)等 本組合機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)動(dòng)力箱傳遞運(yùn)動(dòng)的 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是采用的液 壓傳動(dòng) 下面介紹一下具體選用動(dòng)力部件時(shí)應(yīng)注意的問題 1 電動(dòng)機(jī)功率的確定 根據(jù)所造切削用量計(jì)算的切削功率及進(jìn)給功率之需要 并適當(dāng)考慮提高切削用 量的可能性 一般按 30 考慮 選用相應(yīng)規(guī)格的動(dòng)力頭 可接下式進(jìn)行計(jì)算 式中 N 動(dòng) 動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)功率 N 動(dòng) 切削功率 N 進(jìn) 進(jìn)給功率 傳動(dòng)效率 在加工黑色金屬 主軸數(shù)少于 15 根時(shí) 0 9 按各刀具造用的切削用量 從 中 P10 查得各軸 N 切 左動(dòng)力頭 當(dāng) V1 2 106 米 分時(shí) N 切 0 38KW V6 96 米 分 N 切 0 46KW V4 81 米 分 N 切 0 62KW V5 78 米 分 N 切 0 67KW 對于液壓動(dòng)力頭 N 進(jìn)就是進(jìn)給油泵所消耗的功率 一般為 0 8 2 千瓦 取 N 進(jìn) 1KW 則 取 N 動(dòng) 4 0KW 查 表 17 5 知 適用 Y132M1 6 額定功率為 4 0 千瓦 滿載轉(zhuǎn)速 960rpm 起 動(dòng)轉(zhuǎn)矩 2 0 最大轉(zhuǎn)矩 2 0N m 右動(dòng)力頭 V 98 米 分 查得 3 軸 N 切 0 47KW 千 瓦進(jìn)切動(dòng) KW9 39 0167 24628 0 動(dòng) S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 同理取 N 進(jìn) 1KW 0 9 則 查 表 17 5 選用 Y112M 6 型電機(jī) 額定功率為 2 2kw n 940rpm 后動(dòng)力頭 V 88 9 米 分 查得 7 軸 N 切 0 56KW 同理取 N 進(jìn) 1KW 0 9 則 因此可用與右動(dòng)力頭同種型號的動(dòng)力頭 2 進(jìn)給速度的選擇 因液壓動(dòng)力頭的進(jìn)給是可以無級調(diào)整的 為避免由于氣溫制造誤差等影響 造 成動(dòng)力頭進(jìn)給速度的不穩(wěn)定 不宜造用動(dòng)力頭技術(shù)性能中規(guī)定的最小進(jìn)給量 尤其 對本精加工機(jī)床 實(shí)際使用的進(jìn)給量應(yīng)大于其 0 5 1 倍 3 最大行程的確定 動(dòng)力頭最大允許行程 除滿足機(jī)床工作循環(huán)的要求外 還必須保證調(diào)整和裝卸 刀具的方便性 在使用時(shí)要兼顧刀具來考慮 2 4 組合機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算 根據(jù)加工示意圖所選定的工作循環(huán) 工作行程及切削用量等 就可以計(jì)算機(jī)床 的生產(chǎn)率 并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡片 這樣就反映出機(jī)床的加工過程和動(dòng)作時(shí)間 切 削用量以及機(jī)床生產(chǎn)率與負(fù)荷率的關(guān)系等 2 4 1 機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率的計(jì)算 以每小時(shí)機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)的零件數(shù)來表示 即 KWH2 6 19 04 動(dòng)取動(dòng) KWNH2 7 19 056 動(dòng)取動(dòng) 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 Q 實(shí) 60 T 單 件 小時(shí) T 單 t 機(jī) t 輔 式中 Q 實(shí) 機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率 T 單 單件工時(shí) 即加工每個(gè)工件的時(shí)間 T 輔 輔助時(shí)間 包括快進(jìn)時(shí)間快退時(shí)間 多工位機(jī)床的工作臺移動(dòng)或轉(zhuǎn)位 時(shí)間 裝卸工件時(shí)間 t 機(jī) t 輔可由下列公式計(jì)算 t 機(jī) L1 S M1 L2 SM2 t 得 t 輔 t 塊 t 移 t 裝卸 L 快進(jìn) L 快退 V 塊 t 移 t 裝卸 式中 L1L2 分別為刀具第一工作進(jìn)給和第二工作進(jìn)給的往程長度 mm SM1 S M2 分別為刀具第一工作進(jìn)給和第二工作進(jìn)給的每分鐘進(jìn)給量 mm min t 停 當(dāng)加工沉孔 止口 锪窩時(shí) 動(dòng)力部件在死擋鐵上停留的時(shí)間 通常 接刀具在加工終了時(shí)無進(jìn)給狀態(tài)下轉(zhuǎn) 5 10 轉(zhuǎn)所需的時(shí)間 min L 快進(jìn) L 快退 動(dòng)力部件快進(jìn) 快退的行程長度 m V 快 動(dòng)力部件快速行程的速度 通常機(jī)械滑臺取 5 6m min 液壓滑臺 3 10m min t 移 工作臺移動(dòng)和回轉(zhuǎn)一個(gè)工位所需時(shí)間 一般在 3 8 秒 t 裝卸 工件安裝和清除切屑的時(shí)間 它根據(jù)工件尺寸大小 裝卸方便性及 工人熟級程度 一般取 0 5 1 5 分 根據(jù)本組合機(jī)床的年產(chǎn)量 10 萬臺 可選用下列數(shù)據(jù)計(jì)算 Q 實(shí) t 停 在加工終了無進(jìn)給狀態(tài)下轉(zhuǎn) 7 轉(zhuǎn) V 快 取 1 0m min t 移 取 3 秒 t 裝卸 取 0 6 分 三面 Q 實(shí)具體計(jì)算如下 左邊 T 單 1 18 0 72 1 9 分 右邊 分輔 分機(jī) 72 063108 1 57249 分輔 分機(jī) 72 06 31045 2 8 1 886 S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 T 單 2 88 0 72 3 6 分 后邊 T 單 3 43 0 698 4 128 分 對多面和多工位機(jī)床 在計(jì)算時(shí)應(yīng)以所有工位中機(jī)加工時(shí)間和輔助時(shí)間之和最 長的作為機(jī)床的單件工時(shí) 所以選用后面加工的 T 單來計(jì)算 Q 實(shí) Q 實(shí) 60 4 12 14 5 件 時(shí) 2 4 2 理想生產(chǎn)率 Q 使用單位接年生產(chǎn)綱領(lǐng)十萬臺 考慮備品率 廢品率在內(nèi)的年產(chǎn)量 計(jì)算的機(jī) 床生產(chǎn)率為理想生產(chǎn)率 當(dāng)接三班制生產(chǎn)時(shí) 全年工時(shí)為 7200 小時(shí) 則 Q 理 90000 7200 12 5 件 小 時(shí) 2 4 3 機(jī)床負(fù)荷率 Q 理 Q 實(shí)二者的比值即為負(fù)荷率 根據(jù)組合機(jī)床的使用經(jīng)驗(yàn) 適宜的機(jī)床負(fù)荷率為 負(fù) 0 75 0 90 而實(shí)際 負(fù) 86 05142 計(jì)算的 值合于 表 10 4 中推薦的數(shù)值 則設(shè)計(jì)的切削用量是合理的 2 4 4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 圖號 Du3023 002 毛坯種類 鑄件被加 工零 名稱 195 柴油機(jī)機(jī)體 毛坯重量 22kg 分輔 分機(jī) 698 0 31028 4 746 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 件 材料 鑄鐵 硬度 HB 170 241 工序 名稱 三面精鏜機(jī)體現(xiàn) 工序號 工時(shí) 分 序號 工 步 名 稱 被 加 工 零 件 加 工 直 徑 mm 加 工 長 度 mm 工 作 行 程 mm 切削 建層 米 分 每 分 鐘 轉(zhuǎn) 速 轉(zhuǎn) 分 每 分 鐘 進(jìn) 給 量 mm 分 每 轉(zhuǎn) 進(jìn) 給 量 mm 轉(zhuǎn) 機(jī)動(dòng) 時(shí)間 輔 助 時(shí) 間 共 計(jì) 1 裝入工件 0 3 2 工件定位 夾緊 0 006 3 后動(dòng)力部 件快進(jìn) 0 02 4 后動(dòng)力部 件一工進(jìn) 110 30 38 88 9 240 36 0 15 1 13 5 后動(dòng)力部 件二工進(jìn) 110 30 42 82 240 18 0 075 2 3 6 死擋鐵停留 0 03 7 后動(dòng)力部 件快退 280 0 028 8 松開工件 20 0 002 9 卸下工件 0 3 單件總工時(shí) 3 43 0 686 4 716 機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率 14 5 件 時(shí) 機(jī)床理想生產(chǎn)率 12 5 件 時(shí) 備注 本機(jī)床裝卸時(shí)間取 20 6 分 負(fù)荷率 0 86 S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 2 5 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 2 5 1 聯(lián)系尺寸圖的作用 聯(lián)系尺寸圖用來表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系 以檢驗(yàn)機(jī)床 各部件相對位置及尺寸聯(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) 一步展開主軸箱夾具等專用部件 零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù) 聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡 化的機(jī)床總圖 它表示機(jī)床的配置形式及總體布局 2 5 2 機(jī)床裝料高度的確定 裝料高度 H 一般是指機(jī)床上工件安裝基面至地面的距離 組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)中推薦 的裝料高度為 1060mm 具體設(shè)計(jì)情況可在 850 1060mm 范圍內(nèi)造取 圖中應(yīng)標(biāo)注為 160 440 560 170 N 主 N 進(jìn) 取 N 動(dòng) N 動(dòng) 則1 N 動(dòng) 2 732 1 0 9 N 動(dòng) 4 169 kw 查表選用 TD40A 電動(dòng)機(jī)功率為 55kw 足夠 B 進(jìn)給力計(jì)算 P 進(jìn) P P1 P2 P3 Pn P1 P2 P3 Pn 為各主軸切削功率時(shí)產(chǎn)生的軸向力 故 P 進(jìn) 6 9375 2 0 50875 2 6 9375 0 50875 S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 6 9283 0 4903 5 1615 0 3885 35 307 根據(jù) P 進(jìn) 選擇動(dòng)力滑臺 實(shí)際上選取動(dòng)力滑臺時(shí) 動(dòng)力滑臺的進(jìn)給力應(yīng)大于所求得的進(jìn)給力 這里因?yàn)?還要克服滑臺移動(dòng)時(shí)引起摩擦阻力的故 3 3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3 3 1 主軸位置的分析及傳動(dòng)比的分配 S195 柴油機(jī)機(jī)體上的位置可歸納為任意分布形式 其中 1 2 4 可按 三點(diǎn) 定圓 的原理化為圓分布 這樣即可在圓心上設(shè)置中間傳動(dòng)軸 7 傳動(dòng)軸 7 軸的中 間傳動(dòng)軸 8 在 5 6 連心線上設(shè)置傳動(dòng)軸 10 3 3 2 確定驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)向極其在主軸箱上的位置 這里采用的是機(jī)械動(dòng)力頭 因驅(qū)動(dòng)軸 0 的旋轉(zhuǎn)方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向有關(guān) 規(guī)定 為逆時(shí)針方向 驅(qū)動(dòng)軸專素按動(dòng)力箱型號定為 480r min 其水平方向在主軸箱中心 線上 垂直方向有動(dòng)力箱確定 3 3 3 主軸箱的潤滑 手柄軸的設(shè)置 潤滑 大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱采用葉片泵潤滑 油泵打出的油經(jīng)分油器分向各潤滑部件 本 主軸箱潤滑方式定位 主軸箱前后壁見得齒輪和軸用油盤潤滑 箱體和后蓋以及和 前蓋間齒輪用油管潤滑 通過直接安裝在泵軸上的齒輪直接傳動(dòng) 且由于本機(jī)床前 蓋易于拆卸 故不設(shè)計(jì)專供拆卸油泵用的油泵蓋 待主軸箱傳動(dòng)環(huán)節(jié)安排好后 再 用根據(jù)具體尺寸安排油泵位置 手柄軸的設(shè)置 組合機(jī)床主軸箱上一般都有較多的刀具 為了便于更換和調(diào)整刀具 或是裝配 和維修時(shí)檢驗(yàn)主軸精度 一般每個(gè)主軸箱上都要設(shè)置一個(gè)手柄軸 以便手動(dòng)回轉(zhuǎn)主 軸 考慮到操作方便 在主軸箱布置好后把手柄軸選在靠近操作者的一側(cè) 并給操 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 作者留有充分的操作空間 以便扳動(dòng)操作手柄 3 4 主軸箱坐標(biāo)計(jì)算 主軸箱坐標(biāo)計(jì)算是根據(jù)已知的驅(qū)動(dòng)軸和主軸位置及傳動(dòng)關(guān)系 計(jì)算出中間傳動(dòng) 軸的坐標(biāo) 3 4 1 軸坐標(biāo)系原點(diǎn)的確定 為了計(jì)算主軸箱的各軸坐標(biāo) 在箱內(nèi)選擇一個(gè)原點(diǎn) 如圖所示 通常選取主軸 箱體底平面與通過其定位銷孔的垂線交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn) E 50mm 距主軸箱底面 H 30mm 主軸箱坐標(biāo)原點(diǎn)的確定 3 4 2 主軸箱坐標(biāo)計(jì)算的順序 計(jì)算順序是 首先確定主軸的坐標(biāo) 然后計(jì)算與這些主軸有直接嚙合關(guān)系的傳 動(dòng)軸坐標(biāo) 再按順序計(jì)算其余軸的坐標(biāo) 3 4 3 主軸坐標(biāo)的設(shè)置 主軸坐標(biāo)是按主軸箱的原始依據(jù)或被加工零件工序圖進(jìn)行的 為了確保主軸坐 標(biāo)的正確性 一般要按被加工零件圖進(jìn)行一次驗(yàn)算 主軸計(jì)算精度 要求精確到小 數(shù)點(diǎn)后三位數(shù)字 當(dāng)被加工零件的孔距尺寸帶有公差時(shí) 在計(jì)算過程中應(yīng)考慮公差的影響 主要 是那些帶單向公差或雙向不等公差的尺寸 應(yīng)當(dāng)把公差計(jì)算進(jìn)去 是主軸的名義坐 S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 標(biāo)尺寸位于公差帶中央 軸 5 0 265315 x470 139 y 軸 3 7 453x 2608 y 軸 6 310 84 5 56 x 3190 y 軸 4 6 1947 34 x 402858 y 軸 1 0 31 x 7 y 軸 2 98 12x 0 y 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 3 4 4 傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算 傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算 它可分為與一軸定距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算 與二軸定傳動(dòng)坐 標(biāo)軸的計(jì)算 與三軸定傳動(dòng)坐標(biāo)軸的計(jì)算等三種情況 軸 10 公式均參閱 組合機(jī)床設(shè)計(jì) R1 63 R2 58 5 a 119 310 b 12 9301 295 322 baL 28391 60743 20745 2 LR 475836 9057 1 dRh947 6201743 258376 99 1 Lbax59 2 3 2 XRy 476 5895 120 9 21 byax實(shí) 0 35 2210 yxA S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 947 32510 x06y 軸 7 公式均參閱 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 0 2620 173 4173 y17 理A 30 89712098 7 2 2127 yrx 65 81 7 實(shí) 0127A 222 yx 6 4 0 14 7 油泵傳動(dòng)軸 11 設(shè) x 11 238 810 y11 83 364 軸 9 R1 106 R2 69 R12 1123 R22 4761 a 26 190 b 46 636 486 532 baL 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 274 8486 5301612 LRd 463 712 d 0 91dRh 195486 5371 Lbhaxv 221 y 驗(yàn) 公式參閱 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 0 69019 52R2 byxa實(shí) 軸 8 R 1 120 R2 94 a 80 480 R12 144000 R22 8836 b 176 636 1064 9L ba3856 11064 947 21d 2 LR d2 12406 74279 64590 2571 93h21 R S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 810 6104 93568 Lbhadxv 驗(yàn) 0 9401369 876222 yR實(shí) 以上公式參閱 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 3 4 5 坐標(biāo)驗(yàn)算 主軸及傳動(dòng)軸的坐標(biāo)驗(yàn)算是按齒輪布置圖的齒輪嚙合關(guān)系驗(yàn)算中心距 按下表列 出坐標(biāo)驗(yàn)算表 表中 是按坐標(biāo)算出中心距 A 是按傳動(dòng)齒輪的節(jié)圓的直徑算出的實(shí) 中心距 是兩者之差 坐標(biāo)驗(yàn)算表如下所示 N N x y 實(shí)AA 1 82 650 87 000 120 000 120 0 2 82 650 87 000 120 000 120 0 4 102 270 8 420 102 616 102 0 616 7 8 6 330 3 787 94 000 94 0 8 86 810 82 849 120 000 120 0 9 11 69 000 0 69 000 69 0 5 62 947 2 592 63 000 63 0 6 56 363 15 542 58 467 58 5 0 96710 0 62 947 46 062 78 000 78 0 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 3 5 校核計(jì)算 3 5 1 軸的校核計(jì)算 在確定主軸 傳動(dòng)軸的直徑時(shí) 參考了 組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊 中所 推薦的有關(guān)數(shù)據(jù) 又結(jié)合了實(shí)際情況部分地采用了類比法 基本上符合 要求 所以在校核時(shí) 只需對較重要的軸進(jìn)行校核以達(dá)到驗(yàn)證的目的 現(xiàn)以裝配圖軸號為 6 的主軸進(jìn)行校核 校核時(shí)軸上零件的自重忽略不計(jì) 沿寬度分布的力常簡化為集中力的計(jì)算 集力力的作用點(diǎn)取為輪轂的寬度中點(diǎn) 因此作出計(jì)算簡圖 如附圖所示 由上面計(jì)算可知 計(jì)算簡圖 1 圓周力 Ft 326 4 N 參考 金屬切削原理和刀具 中切削 力計(jì)算公式 垂直切削分力為 P2 95apf0 75Kz N59 203135471 750 孔 產(chǎn) 生 的孔 孔產(chǎn)生的切削扭矩 35 m 482 T1 孔產(chǎn)生的切削扭矩為 47 7132 工作扭矩為 N 56 241 2 有 組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考手冊 圖 1 7T0 P X 計(jì)算查得 S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 孔 PX0 69 375N35 P20 297 6N N0 0 46KW 孔 PX0 5 0875N47 P20 28 8N N0 0 0334KW 孔產(chǎn)生的切削扭矩 T1 35 mN 520836 297 孔產(chǎn)生的切削扭矩為 T2 47 48 總切削力為 T T1 T2 5884 8Nmm 為了安全起見 取切削扭矩大植代入軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 因而齒輪上所承受的 扭矩餓日 1344 56N mm 方向與切削扭矩相反 齒輪上圓周力 Ft 和徑向力 Fr 為 NtgFr NdT96 258048 712 03 14 3 計(jì)算軸承的支反力 如圖 a 所示 公式均參閱 組合機(jī)床設(shè)計(jì) NRrBHAV3 175 620984 8 5 5 BVA67 405 1628798 NR BHVBAA 85 03 176 40249822 4 作水平彎矩圖 d 在 A 點(diǎn) MHA 0 在 B 點(diǎn) MHB 0 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 在 C 點(diǎn) MHC RBHBC 171 3x55 5 9507 15N mm MHC RAHAC 88 4x107 5 9503N mm 5 作垂直彎矩圖 如圖 c 所示 在 A 點(diǎn) MV 0 在 B 點(diǎn) MV 0 在 C 點(diǎn) MV1 RBVBC 470 67x55 5 26122N mm MV2 RAVAC 242 998x107 5 26122N mm 6 作合成彎矩圖 如圖 f 所示 mNMVH 53 27860 61953 91 07 22221 S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 7 作軸轉(zhuǎn)矩圖 如圖 g 所示 T 5884 8N mm 軸材料為 45 號鋼 其 58 093 5 61 1修 正 系 數(shù) ccB MpapaMpa 當(dāng)量扭矩 mNT 72 41 強(qiáng)度校核 2BWTMc 對于實(shí)心軸 BpadW 1 0 6 32 3 代入上式 mTMd81 2 322 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 3 5 2 軸的精確校核 軸的精確校核主要是校核 軸的垂直截面安全系數(shù) 由 軸的彎矩圖可知 最大彎矩為 Me1 71410N mm 并考慮在 軸的 A A 截 面的疲勞強(qiáng)度 A A 截面 見圖 3 軸徑為 d 32mm 鍵 b h 10 8 T2 63 7Nm WP d3 16 5292 mm3 A A 截面 MPam06 經(jīng)校核安全 注 S 見 機(jī)械零件 P270 3 5 3 軸承壽命計(jì)算 查 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊 如 7206 軸承數(shù)據(jù)如下 額定動(dòng)載荷 C 24 80KN 24800N 額定靜載荷 C0 22 30KN 22300N 極限轉(zhuǎn)速 nmax 56000rpm min 油潤滑 軸承內(nèi)徑 d 30mm 外徑 D 62MM B 16mm e 0 36 Pr FrX FaY Fr 1799N L NPC6903 Lh 小 時(shí)28176 mn 軸承預(yù)期壽命 Lh 280000 小時(shí) 此預(yù)期壽命對于鏜頭是滿足的 5 1 3 4 17 9 0 5 4 STmKSK 取 S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 3 5 4 圓柱齒輪的疲勞強(qiáng)度的校核 以 Z 40 M 3 的圓柱齒輪為例 1 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 按無限制壽命計(jì)算 YN1 1 YN 2 1 由圖表查得 由 機(jī)械零件 P172 知 Ysx1 YX2 1 YSX1 0 9 Y SX2 1 AASXNboASXNboMPYFmtcP34205221 由式 6342051 bKDTtcNW 6342051 bKDTFtcNW 根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求 安全 2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 由式 H H O ZN ZW SXNbo 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 H 1 H O1 ZN1 ZW1 580MPA H 2 H O2 ZN2 ZW2 530MPA H 1 H 2 應(yīng)計(jì)算大齒輪的 h 由式 齒面接觸疲蘇強(qiáng)度滿足要求安全 3 5 5 鍵的校核 以鏜桿上的平鍵為例 鍵 10 50GB 1096 79 由 機(jī)械零件 P92 得 平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件是 pdjlT 4 p 60 90 查于 機(jī)械零件 表 4 1 校核結(jié)果表明 該平鍵強(qiáng)度滿足要求 3 6 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇及其它 3 6 1 葉片油泵的型號選擇 因?yàn)楸局鬏S箱是采用驅(qū)動(dòng)軸的第 排齒輪傳動(dòng)的 所以在選擇葉片油泵的型號 28 530 791228 HNNKWDTFtcMPAudbtcZ 90 6 53 2016054 3 dhlT S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 時(shí)選用 型號為 ZIR12 2 的一種型號 詳見 組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊 3 6 2 螺塞 本主軸箱放油螺塞安置于油杯下方 靠近箱體里壁 底部 這樣容易放油 清 理雜質(zhì)等 選用型號為 Q ZB220 77 六角螺塞 詳見 機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)手冊 P80 3 6 3 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的選擇 根據(jù)鏜頭的總體設(shè)計(jì)方案采用它驅(qū)式進(jìn)給機(jī)構(gòu) 將原臺座的平導(dǎo)軌改為山為形 導(dǎo)軌 用電氣控制訊號配合實(shí)現(xiàn)快進(jìn) 切削慢進(jìn)快退 自動(dòng)停車等各種動(dòng)作 3 6 4 主軸箱的潤滑 主軸箱的潤滑采用循環(huán)潤滑 從標(biāo)準(zhǔn)的葉片油泵 R12 1 型 打出的潤滑油 經(jīng)油管進(jìn)入配油器 再從配油器引出四根油管 分配到各個(gè)需要潤滑的部位 對布 置在各排齒輪位置上的齒輪 以及軸和軸承進(jìn)行潤滑 經(jīng)潤滑后的潤滑油最后又回 到油箱里 在臥式組合機(jī)床上 主軸箱里的零件采用淋雨的方式潤滑 即在箱體頂部放一 個(gè)油盤 從油泵打出的潤滑油 經(jīng)分配引出一根或兩根油管把潤滑油送到油盤里 然后通過油盤上的小孔淋到各個(gè)需要潤滑的零件上 對于潤滑油不溶易淋到而需要 潤滑的零件 如本主軸箱內(nèi)布置引進(jìn)油管進(jìn)行潤滑 潤滑用的油泵都安裝在主軸箱箱體的前壁上 油泵的轉(zhuǎn)動(dòng)通過潤滑油泵用的傳 動(dòng)軸 由布置在第 排齒傳輸線位置上的齒輪傳動(dòng) 油泵的最大轉(zhuǎn)數(shù)為 1000 轉(zhuǎn) 分 推薦彩油泵的工作轉(zhuǎn)數(shù)為 550 800 轉(zhuǎn) 分油泵可 以正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn) 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 4 結(jié) 束 語 本人設(shè)計(jì)的 S195 柴油機(jī)機(jī)體三面孔精鏜組合機(jī)床對擴(kuò)大柴油機(jī)的生產(chǎn)能力 提 高生產(chǎn)效率 增加經(jīng)濟(jì)效益起著很大的作用 總體方案還是較合理 機(jī)床總圖已達(dá)到要求 整臺機(jī)床采用的液壓滑臺 電器 控制等有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的設(shè)計(jì) 對減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度有明顯效果 且降低了對 工人的技術(shù)要求 還兼具調(diào)整 維護(hù) 保養(yǎng)方便的特點(diǎn) 所選的通用零部件都符合 規(guī)定的要求 同時(shí) 由于設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)不足 考慮的難免有不夠周到合理的地方 有許多不合 理的地方 敬請老師同學(xué)批評指正 提出寶貴的意見 以便及時(shí)糾正 但就總體而 言 本次設(shè)計(jì)仍然是一次能滿足要求的設(shè)計(jì)方案 在今后的工作中我會(huì)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教 訓(xùn) 不斷的完善自己 提高設(shè)計(jì)水平 由我設(shè)計(jì)的后主軸箱設(shè)計(jì) 涉及內(nèi)容之廣 參考資料之多 該設(shè)計(jì)的內(nèi)容大多 已涉及到 方案還是較合理的 通過對后主軸箱的設(shè)計(jì) 我對組合機(jī)床有了更進(jìn)一 步的了解 了解了它的傳動(dòng)原理 其的工作方式 通過該設(shè)計(jì) 我經(jīng)受了鍛煉 對所學(xué)的理論知識進(jìn)行綜合運(yùn)用 這對今后的工 作打下了基礎(chǔ) 這與市 學(xué)校領(lǐng)導(dǎo) 工程技術(shù)人員的精心指導(dǎo)是分不開的 S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 工作小結(jié)與致謝 隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)水平的飛速提高 設(shè)計(jì)新產(chǎn)品 新機(jī)床 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化 提高 生產(chǎn)率 是當(dāng)前生產(chǎn)中的迫在眉捷的任務(wù) 我們四人一組設(shè)計(jì)專用組合機(jī)床 精鏜 床 即為一臺高效能 高精度 具有工藝互換性的組合機(jī)床 在設(shè)計(jì)過程中 由于組合機(jī)床大部分是由標(biāo)準(zhǔn)零件構(gòu)成 另外一些非標(biāo)準(zhǔn)件盡 量適應(yīng)工廠的生產(chǎn)條件 使加工和維修方便 大大減少了設(shè)計(jì)工作量 由于這是初 次設(shè)計(jì) 經(jīng)驗(yàn)不多 水平有限 有許多不合理的地方 敬請老師同學(xué)批評指正 提 出寶貴的意見 以便及時(shí)糾正 但就總體而言 本次設(shè)計(jì) 仍然是個(gè)能夠滿足工藝 技術(shù)要求的方案 在今后的工作中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn) 立志提高效益 達(dá)到最佳效果 本小組設(shè)計(jì)的 S195 柴油機(jī)機(jī)體三面孔精鏜組合機(jī)床對擴(kuò)大柴油機(jī)的生產(chǎn)能力 提高生產(chǎn)率 增加經(jīng)濟(jì)效益起著很大的作用 由我設(shè)計(jì)的三面精鏜組合鏜床總體設(shè) 計(jì) 涉及內(nèi)容之廣 參考資料之多 該設(shè)計(jì)的內(nèi)容大都已涉及到 總體方案還是較 合理 尤其機(jī)床總圖已達(dá)要求 示意圖中鏜刀布置基本能達(dá)到加工的技術(shù)特性 整 個(gè)機(jī)床采用的液壓滑動(dòng) 電氣控制 自動(dòng)化程度高 對減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度有明顯 效益 且對工人的技術(shù)要求不高 整個(gè)鏜床還具有調(diào)整 修養(yǎng) 維修方便的特點(diǎn) 所選通用零部件都符合規(guī)定參數(shù) 通過畢業(yè)設(shè)計(jì) 我們經(jīng)受了鍛煉對所學(xué)的理論知識進(jìn)行綜合運(yùn)用 這對今后的 工作打下了基礎(chǔ) 這與市校 學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和江淮動(dòng)力機(jī)廠的工程技術(shù)人員的精心指導(dǎo) 是分不開的 謹(jǐn)此表示衷心的感謝 限于本人知識水平有限 又沒有工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 本設(shè)計(jì)中定存在不到之處 敬請老師同學(xué)批評指正 提出寶貴意見 以便及時(shí)糾正 最后向整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予我們指導(dǎo)的葛友華主任 王正剛老師以及劉道標(biāo) 老師表示最衷心的感謝 同時(shí) 也向給予我們?nèi)χС趾完P(guān)心的有關(guān)單位領(lǐng)導(dǎo)和廣 大工程技術(shù)人員 工人師傅們表示最誠摯的謝意 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 參考文獻(xiàn) 本次設(shè)計(jì)主要參考了以下文獻(xiàn) 1 謝家瀛 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1994 2 大連組合機(jī)床研究所 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 第一冊 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1975 3 大連組合機(jī)床研究所 組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1975 4 沈陽工業(yè)大學(xué) 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 上海 上海科學(xué)技術(shù)出版社 1985 5 王先達(dá) 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 6 揚(yáng)黎明 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊 北京 國防工業(yè)出版社 1996 7 徐仁發(fā) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 重慶 重慶大學(xué)出版社 1993 8 孟少庚 機(jī)械加工工藝手冊 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1992 9 戴曙 金屬切削機(jī)床 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1994 10 揚(yáng)列群 形狀和位置公差 北京 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社 1992 S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 附件清單 序 號 內(nèi)容 圖號 備注 份數(shù) 1 組合機(jī)床左主 軸箱裝配圖 S195 00 00 A0 一張 2 主軸箱補(bǔ)充加 工圖 S195 00 01 A0 一張 3 前箱蓋 S195 00 02 A3 一張 4 后箱蓋 S195 00 03 A3 一張 5 齒輪 S195 00 04 A3 一張 6 傳動(dòng)軸 S195 00 05 A3 一張 7 動(dòng)力頭齒輪 S195 00 06 A3 一張 8 箱蓋 S195 00 07 A3 一張 9 手柄軸 S195 00 08 A3 一張 10 油泵齒輪 S195 00 09 A3 一張 11 透蓋 S195 00 10 A4 一張 12 工序圖手工圖 S195 00 11 A2 一張 13 主軸 S195 00 12 A3 一張 14 主軸 S195 00 13 A3 一張 15 銷套 S195 00 14 A4 一張 16 撒油盤 S195 00 15 A3 一張 17 尺寸聯(lián)系圖 S195 00 16 A0 一張 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 18 工序圖 S195 00 17 A0 一張 目 錄 0 前 言 1 1 總體方案論證 3 1 1 影響組合機(jī)床方案制定的主要因素 3 1 1 1 被加工零件的加工精度和加工工序 3 1 1 2 被加工零件的特點(diǎn) 3 1 1 3 零件的生產(chǎn)批量 4 1 1 4 機(jī)床的使用條件 4 1 2 機(jī)體的定位與夾緊 4 1 3 確定機(jī)床的配置形式及結(jié)構(gòu)方案 4 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及計(jì)算 5 2 1 被加工零件工序圖 5 2 1 1 被加工零件工序圖的設(shè)計(jì) 5 2 1 2 主軸箱的分布 5 2 2 加工示意圖 6 2 2 1 加工示意圖的編制方法 6 2 3 動(dòng)力部件的選擇 8 2 4 組合機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算 10 2 4 1 機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率的計(jì)算 10 2 4 2 理想生產(chǎn)率 Q 12 2 4 3 機(jī)床負(fù)荷率 12 2 4 4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 12 2 5 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 14 2 5 1 聯(lián)系尺寸圖的作用 14 2 5 2 機(jī)床裝料高度的確定 14 2 5 3 夾具輪廓尺寸的確定 15 S195 柴油機(jī)機(jī)體三面精鏜組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)及左主軸箱設(shè)計(jì) 12323323 2 5 4 中間底座尺寸的確定 15 2 5 5 動(dòng)力部件總選種的確定 16 3 左主軸箱的設(shè)計(jì)及計(jì)算 17 3 1 繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 17 3 2 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇及動(dòng)力計(jì)算 18 3 2 2 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇 18 3 2 2 主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定 18 3 2 3 主軸箱的動(dòng)力計(jì)算及主軸直徑的確定 19 3 3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 23 3 3 1 主軸位置的分析及傳動(dòng)比的分配 23 3 3 2 確定驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)向極其在主軸箱上的位置 23 3 3 3 主軸箱的潤滑 手柄軸的設(shè)置 23 3 4 主軸箱坐標(biāo)計(jì)算 24 3 4 1 軸坐標(biāo)系原點(diǎn)的確定 24 3 4 2 主軸箱坐標(biāo)計(jì)算的順序 24 3 4 3 主軸坐標(biāo)的設(shè)置 24 3 4 4 傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算 26 3 4 5 坐標(biāo)驗(yàn)算 29 3 5 校核計(jì)算 30 3 5 1 軸的校核計(jì)算 30 3 5 2 軸的精確校核 34 3 5 3 軸承壽命計(jì)算 34 3 5 4 圓柱齒輪的疲勞強(qiáng)度的校核 35 3 5 5 鍵的校核 36 3 6 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 及其它 36 3 6 1 葉片油泵的型號選擇 36 3 6 2 螺塞 37 3 6 3 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的選擇 37 3 6 4 主軸箱的潤滑 37 4 結(jié) 束 語 38 工作小結(jié)與致謝 39 附件清單 41