P65F上箱體缸體粗鏜孔專(zhuān)機(jī)主軸箱設(shè)計(jì)
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目 錄
1 引言 1
1.1組合機(jī)床的概念 1
1.2組合機(jī)床的發(fā)展歷史 2
1.3加工對(duì)象及用途 3
1.4組合機(jī)床的組成 3
1.5組合機(jī)床通用部件分類(lèi) 5
1.6組合機(jī)床的特點(diǎn)和分類(lèi) 5
2 本設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容及加工方案的制定 7
2.1原始數(shù)據(jù)的介紹 7
2.2主軸箱的總體設(shè)計(jì)方案 7
2.3加工方案制定 8
2.4選擇切削余量 8
2.5確定刀具 10
2.6確定夾具 10
3 “三圖一卡”的編制 11
3.1 被加工零件圖 11
3.2被加工零件工序圖 12
3.3被加工零件示意圖 17
3.5機(jī)床尺寸聯(lián)系圖 20
4 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) 22
4.1主軸箱的用途、分類(lèi)及組成 22
4.2主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇 22
4.3主軸箱的動(dòng)力計(jì)算及動(dòng)力箱的選擇 22
4.4傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 23
4.5主軸箱輪廓尺寸及其相關(guān)系數(shù) 25
4.6強(qiáng)度校核 25
結(jié)束語(yǔ) 32
致謝 33
參考文獻(xiàn) 34
引言
組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專(zhuān)用部件，對(duì)一種或數(shù)種工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的高效專(zhuān)用機(jī)床。組合機(jī)床能夠?qū)ぜM(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位同時(shí)加工；可完成鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔、攻螺紋、銑削、車(chē)孔端面等工序，隨著組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，其工藝范圍日益擴(kuò)大，如：焊接、熱處理、自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)裝配、清洗等非切削工序。
組合機(jī)床廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的行業(yè)，如：汽車(chē)、拖拉機(jī)、電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、閥門(mén)、縫紉機(jī)等制造業(yè)。主要加工箱體類(lèi)零件，如氣缸體、變速箱體、汽缸蓋、閥體等；一些重要零件的關(guān)鍵加工工序，雖然生產(chǎn)批量不大，也采用組合機(jī)床來(lái)保證其加工質(zhì)量。目前，組合機(jī)床的研制正向高效、高精度、高自動(dòng)化的柔性化方向發(fā)展。
本文根據(jù)工廠(chǎng)需要,設(shè)計(jì)能高效、高精度的進(jìn)行上箱體缸體精鏜孔專(zhuān)機(jī)上的主軸箱。
1.1 組合機(jī)床的概念
組合機(jī)床是一種自動(dòng)化或半自動(dòng)化的機(jī)床。無(wú)論是機(jī)械電氣或電氣控制的都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)。半自動(dòng)化的組合機(jī)床，工人只要將工件裝夾好，按一下按鈕，機(jī)床既可自動(dòng)進(jìn)行加工，加工一個(gè)循環(huán)停止。自動(dòng)化的組合機(jī)床，工人只要將零件放到料斗或上料架上，機(jī)床即可連續(xù)不斷地進(jìn)行加工。
組合機(jī)床的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件約占70%——80%，這些部件是系列化的，可以進(jìn)行成批生產(chǎn)。其余20%——30%的專(zhuān)用部件是由被加工零件的形狀、輪廓尺寸、工藝和工序來(lái)決定，如夾具、主軸箱、刀具和工具等。
1.2 組合機(jī)床的發(fā)展歷史
1.2.1 國(guó)外組合機(jī)床的發(fā)展歷史
1911年，美國(guó)為了加工汽車(chē)零件研制了組合機(jī)床。在發(fā)展初期，各機(jī)床制造廠(chǎng)都執(zhí)行自己的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了方便用戶(hù)使用和維護(hù)，提高互換性，1953年美國(guó)福特汽車(chē)公司和通用汽車(chē)公司與美國(guó)機(jī)床制造廠(chǎng)協(xié)定，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，并規(guī)定了部件間聯(lián)系尺寸。1973年ISO公布了第一批組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)，使機(jī)床制造標(biāo)準(zhǔn)化做了行業(yè)性的規(guī)定。在剛過(guò)去的20世紀(jì)中，對(duì)機(jī)械制造裝備進(jìn)行了多次更新?lián)Q代。50年代為“規(guī)模效益”模式，即少品種大批量生產(chǎn)模式；70年代，是“精益生產(chǎn)”模式，以提高質(zhì)量，減低成本為標(biāo)志，80年代較多的采用數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、柔性制造單元和系統(tǒng)等高技術(shù)的集成機(jī)械制造裝備；90年代，機(jī)械制造裝備普遍具有“柔性化”、“自動(dòng)化”和“精密化”的特點(diǎn)，適應(yīng)多品種小批量和經(jīng)常更新產(chǎn)品的需要。
1.2.2 國(guó)內(nèi)組合機(jī)床的發(fā)展歷史
在改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)迅猛發(fā)展。已經(jīng)具備了成套生產(chǎn)加工各種精密的，高度自動(dòng)化的以及高效率的組合機(jī)床和自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)，有些機(jī)床甚至已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平。現(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)可以研制并生產(chǎn)出六軸五聯(lián)動(dòng)的系統(tǒng)，分辨率可以達(dá)到1微米，適用于復(fù)雜型體的加工。組合機(jī)床未來(lái)的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。
1.3 加工對(duì)象及用途
1P65F上箱體缸體粗鏜孔專(zhuān)機(jī)是江蘇林海動(dòng)力機(jī)械集團(tuán)自主研發(fā)的專(zhuān)機(jī)。江蘇林海動(dòng)力機(jī)械集團(tuán)公司先后研制開(kāi)發(fā)了排量從26ML到520ML的各種類(lèi)型的二沖程、四沖程汽油機(jī)，臥式、立式、風(fēng)冷、強(qiáng)制風(fēng)冷、水冷、油冷及各種起動(dòng)方式和用途的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)以及各類(lèi)配套動(dòng)力機(jī)械。主要產(chǎn)品有ATV、CUV等特種車(chē)輛；通用發(fā)動(dòng)機(jī)及小型汽油發(fā)電機(jī)組、泵、油鋸、風(fēng)力滅火機(jī)、割灌機(jī)等小動(dòng)力配套機(jī)械；摩托車(chē)及摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)等。1P65F上箱體缸體粗鏜孔機(jī)床是林海集團(tuán)為了滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，自主研發(fā)的專(zhuān)機(jī)。它用來(lái)摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞銷(xiāo)孔的鏜削，生產(chǎn)綱領(lǐng)：?jiǎn)伟嘀?萬(wàn)臺(tái)。摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞銷(xiāo)孔的鏜削具有下列特點(diǎn):1)孔公差要求嚴(yán)格;2)表面光潔度要求高:3)孔的幾何形狀要求較高;4)生產(chǎn)率較高。 本工序一般是在大量生產(chǎn)機(jī)床上進(jìn)行的。通常采用三臺(tái)機(jī)床:一臺(tái)粗鏜孔、一臺(tái)精鏜孔及一臺(tái)切槽。不過(guò),對(duì)于某些情況下的生產(chǎn)來(lái)說(shuō),分開(kāi)在三臺(tái)高效率的機(jī)床上加工的投資畢竟是不合算的。所以林海集團(tuán)考慮到大批量生產(chǎn)，研發(fā)了專(zhuān)機(jī)。
1P65F上箱體缸體粗鏜孔專(zhuān)機(jī)要求生產(chǎn)單班制年產(chǎn)5萬(wàn)件零件。屬于大批量生產(chǎn)，在批量生產(chǎn)中為了提高生產(chǎn)率，必須注意縮短加工時(shí)間和輔助時(shí)間，而且盡可能使輔助和加工時(shí)間重合，使每個(gè)工位安裝多個(gè)工件同時(shí)進(jìn)行多刀加工，實(shí)行工序高度集中，因而廣泛采用組合專(zhuān)用機(jī)床。組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專(zhuān)用部件，對(duì)一種或數(shù)種工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的高效專(zhuān)用機(jī)床。專(zhuān)用機(jī)床能夠?qū)ぜM(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位同時(shí)加工；可完成鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔、攻螺紋、銑削、車(chē)孔端面等工序，隨著組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，其工藝范圍日益擴(kuò)大，如：焊接、熱處理、自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)裝配、清洗等非切削工序。組合機(jī)床是用已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和少量專(zhuān)用部件組成的多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的高效專(zhuān)用機(jī)床，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。專(zhuān)用機(jī)床廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的行業(yè)，如：汽車(chē)、拖拉機(jī)、電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、閥門(mén)、縫紉機(jī)等制造業(yè)。主要加工箱體類(lèi)零件，如汽缸體、變速箱體、汽缸蓋、閥體等；一些重要零件的關(guān)鍵加工工序，雖然生產(chǎn)批量不大，也采用組合機(jī)床來(lái)保證其加工質(zhì)量。
1.4 組合機(jī)床的組成
組合機(jī)床與一般所指的專(zhuān)用機(jī)床的最大不同點(diǎn)，在于組合機(jī)床是由大量通用部件及少量專(zhuān)用部件所組成。因此，通用部件是組合機(jī)床發(fā)展的一個(gè)很重要的基礎(chǔ)及標(biāo)志。所謂組合機(jī)床通用部件，通常是泛指在組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)的設(shè)計(jì)與使用中，可以相互更換使用的一些專(zhuān)能部件。這些部件是經(jīng)過(guò)試制與試驗(yàn)而最后定型的。因此，相對(duì)而言，它的結(jié)構(gòu)較可靠，使用性能是較穩(wěn)定的。同時(shí)還可以組織專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)進(jìn)行生產(chǎn)，使用廠(chǎng)可以象買(mǎi)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備一樣在市場(chǎng)上買(mǎi)到。這樣便可以大大縮短設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造周期，降低設(shè)備的制造成本。通用部件之所以能相互更換使用，這就是由于各種通用部件之間均有著統(tǒng)一的聯(lián)系尺寸標(biāo)準(zhǔn)。在組合機(jī)床的零件總數(shù)中，通用零部件所占有的比重是較大的。一般可達(dá)60-70%，最高者則可達(dá)到90%以上。不僅如此，而且它的種類(lèi)也是很多種的。大的通用部件可以是個(gè)床身、立柱、動(dòng)力頭、動(dòng)力滑臺(tái)及冷卻系統(tǒng)等，小的通用部件則可以是個(gè)電氣擋鐵、液壓元件（如油缸及單向閥）等。
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