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加工柴油機齒輪室蓋的鉆鏜專用組合機床設計

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更新時間：2014-09-20
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加工柴油機齒輪室蓋的鉆鏜專用組合機床設計
目錄
1 前言………………………………………………………………………………1
2 組合機床總體設計………………………………………………………………2
2.1 組合機床工藝方案的制定……………………………………………………2
2.2 組合機床配置型式及結構方案的確定………………………………………2
2.3 各側具體零部件的設計、計算及選擇………………………………………3
2.4 機床生產率計算卡………………………………………………………… 10
3 組合機床多軸箱設計（右主軸箱）………………………………………… 12
3.1 繪制右主軸箱設計原始依據圖…………………………………………… 12
3.2 主軸、齒輪的確定及動力計算…………………………………………… 13
3.3 主軸箱傳動系統的設計與計算…………………………………………… 13
3.4 多軸箱坐標計算、繪制坐標檢查圖……………………………………… 18
3.5 主軸箱中變位齒輪的計算………………………………………………… 22
3.6 變位齒輪的設計…………………………………………………………… 22
3.7 齒輪強度校核……………………………………………………………… 23
3.8 傳動軸直徑的確定和軸的強度校核……………………………………… 25
3.9 主軸箱體及其附件的選擇設計…………………………………………… 28
4 結論…………………………………………………………………………… 30
參考文獻……………………………………………………………………………31
致謝…………………………………………………………………………………32
附錄…………………………………………………………………………………33

1 前言
組合機床是根據工件加工需要，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率專用機床。目前，組合機床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。平面加工包括銑平面、锪（刮）平面、車平面；孔加工包括鉆、擴、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋、锪沉孔滾壓孔等。隨著綜合自動化的發展，其工藝范圍正擴大到車外圓、行星銑削、拉削、推削、磨削、珩磨及拋光、沖壓等工序。此外，還可以完成焊接、熱處理、自動裝配和檢測、清洗和零件分類及打印等非切削工作。
組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器儀表、軍工及縫紉機、自行車等輕工行業大批大量生產中已經獲得廣泛的應用；一些中小批量生產是企業，如機床、機車、工程制造業中也已推廣應用。組合機床最適宜于加工各種大中型箱體類零件，如汽缸蓋、汽缸體、變速箱體、電機座及儀表殼等零件；也可用來完成軸套類、輪盤類、叉架類和蓋板類零件的部分或全部工序的加工。
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。
本次畢業設計課題來源于生產實際，具體的課題是柴油機齒輪室蓋鉆鏜專機總體及主軸箱設計。在設計前認真研究被加工零件的圖樣，研究其尺寸、形狀、材料、硬度、重量、加工部位的結構及加工精度和表面粗糙度要求等內容，為設計提供大量的數據、資料，作好充分的、全面的技術準備。在準備了充足的資料之后進行總體及零部件的設計工作，總體的設計的主要工作是完成“三圖一卡”，即繪制機床的總體尺寸聯系圖、加工示意圖、零件的工序圖及編制生產率計算卡；主軸箱設計的方法是：繪制主軸箱設計的原始依據圖；確定主軸的結構、軸頸及齒輪模數；擬訂傳動系統；計算主軸、傳動軸坐標，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。在此次的設計中采用“一面兩銷”定位，液壓夾緊，提高了生產效率，降低了勞動強度，同時在設計中采用了大量的通用零部件，降低了產品的成本。
在設計過程中，得到了劉道標老師的大力指導和同課題組同學的熱情幫助，在此謹致謝意。
限于本人水平和經驗，本設計中一定有錯誤和不妥之處，敬請批評指正。

2 組合機床總體設計
組合機床總體設計，通常是根據與用戶簽定的合同和技術協議書,針對具體加工零件，擬訂工藝和結構方案，并進行方案圖樣和有關技術文件的設計。
2．1 組合機床工藝方案的制定
工藝方案的擬訂是組合機床設計的關鍵一步。因為工藝方案在很大程度上決定了組合機床的結構配置和使用性能。因此，應根據工件的加工要求和特點，按一定的原則、結合組合機床常用的工藝方法、充分考慮各種因素，并經技術經濟分析后擬訂出先進、合理、經濟、可靠的工藝方案。
此次設計的組合機床是用于加工柴油機齒輪室蓋的鉆鏜專用組合機床，其工藝方案為鉆孔和鏜孔，其具體的加工工藝如下:
a. 鉆6－M6－6H孔至Φ5，左側面；
b. 鉆6－Φ9孔（深38），右側面；
c. 鉆3－Φ9孔（深78），右側面；
d. 鏜Φ45H8孔至Φ43.5，后側面；
e. 倒孔口角至Φ46.6，后側面；
正確選擇組合機床加工工件采用的基準定位，是確保加工精度的重要條件。
本設計的柴油機齒輪室蓋是箱體類零件，箱體類零件一般都有較高精度的孔和面需要加工，又常常要在幾次安裝下進行。因此，定位基準選擇“一面雙孔”是最常用的方法，因此該被加工零件采用 “一面兩銷”的定位方案，定位基準和夾壓點見零件的工序圖。該定位方案限制的自由度敘述如下：以工件的右側面為定位基準面，約束了y、z向的轉動和x向的移動 3個自由度。短定位銷約束了y、z向的移動2個自由度。長定位銷約束了x向的轉動1個自由度。這樣工件的6個自由度被完全約束了也就得到了完全的定位。
2．2 組合機床配置型式及結構方案的確定
根據選定的工藝方案確定機床的配置型式，并定出影響機床總體布局和技術性能的主要部件的結構方案。既要考慮能實現工藝方案，以確保零件的精度、技術要求及生產率，又要考慮機床操作方便可靠，易于維修，且潤滑、冷卻、排屑情況良好。對同一個零件的加工，可能會有各種不同的工藝方案和機床配置方案，在最后決定采取哪種方案時，絕不能草率，要全面地看問題，綜合分析各方面的情況，進行多種方案的對比，從中選擇最佳方案。
各種形式的單工位組合機床，具有固定式夾具，通常可安裝一個工件，特別適用于大、中型箱體類零件的加工。根據配置動力部件的型式和數量，這種機床可分為單面、多面復合式。利用多軸想同時從幾個方面對工件進行加工。但其機動時間不能與輔助時間重合，因而生產率比多工位機床低。
在認真分析了被加工零件的結構特點及所選擇的加工工藝方案，又由單工位組合機床的特點及適應性，確定設計的組合機床的配置型式為單工位臥式組合機床。
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