缸头两面钻孔专机设计论文.docx

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缸头两面钻孔专机设计论文

摘要

本课题是研究一台对缸头进行加工的两面精镗组合机床，主要是对组合机床的总体结构、夹具和多轴箱的设计。

首先概括了组合机床的发展，阐述了组合机床的低成本、高效率、操作使用简单等优点。

然后是机床夹具的设计，采用“一面两销”的定位方式，使定位更准确；通过误差分析，夹紧力计算等确定夹具的总体结构。

其次是对组合机床的设计，关键是工艺方案的拟定，这大体决定组合机床的配置形式和使用性能，然后编制“三图一卡”。

最后是多轴箱的设计，通过工件的尺寸和加工孔的位置计算出主轴箱的轮廓尺寸；根据扭矩的计算得出主轴和传动轴的直径；通过类比法确定齿轮的模数；通过“计算、作图和多次试凑”确定齿轮齿数和中间传动轴的位置。

在总体设计过程中，首先通过计算所需功率选择动力箱，然后根据主轴的分布情况选用多轴箱；之后根据动力箱和加工行程图来选择液压滑台，再由液压滑台选用配套的多轴箱；再配合装料高度、滑台、侧底座相互位置等来确定中间底座的高度和长度。

关键词：

组合机床；精镗；缸头；多轴箱

Abstract

Thistopicisthestudyofastationonbothsidesofthecylinderheadforprocessingfineboringcombinationmachine,mainlyontheoverallstructureofmachinetool,fixtures,andmulti-axledesign.Firstly,thispaperoutlinesthedevelopmentofcombinedmachine,expliansitsfeatureislow-cost,highefficiency,andwithsimpleoperationetc...Thentellsthemachinetoolfixturedesign,theuseof"locatingasurfacewithtwopins"positioningwaystomakemoreaccuratepositioning;througherroranalysis,fixtureclampingforcecalculationtodeterminetheoverallstructure.Secondly,thedesignisacombinationmachine,thekeyistheprogramdevelopmentprocess,whichlargelydeterminestheformofcombinationmachineconfigurationandperformance,andthepreparationof"thethreechartscard".Finally,theresearchisaboutmulti-axledesign,sizeandprocessingthroughtheworkpieceholepositioncalculatedheadstockoutlinedimensions;calculatedaccordingtothetorqueshaftandshaftdiameter;determinedbyanalogygearmodulus;throughthe"Calculation,mappingandrepeatedtrialanderror"OKgearandintermediateshaftposition.Intheoveralldesignprocess,firstselecttherequiredpowerbycalculatingthepowerbox,andthenchoosethedistributionofmulti-spindleaxle;afterpowerboxandprocessedaccordingtothechoiceofhydraulictraveldiagramslide,andthenthehydraulicmulti-slidesupportingoptionalaxle;togetherwithloadingheight,slide,sidestandeachothertodeterminethelocationofthemiddleofthebaseoftheheightandlength.

Keywords:

Aombinationmachine;Boring;Cylinderhead;Multi-spindlebox

1绪论

毕业设计是我们结束大学生涯一个重要的部分，检验一个学生的综合能力的重要举措，是我们在校期间专业考核的重要环节。

通过系统的运用基础知识、基本技能以及设计能力、逻辑分析能力调查研究、查阅文献、收集资料、撰写论文等各方面能力进行的综合设计的过程，使我们重温了大学所学习的大部分内容，将所学习的理论知识和现实设计生产做了初步尝试性的结合。

1.1本课题的研究内容和意义

此项设计的主要任务是钻缸体两个直径5的侧孔和2个直径10的底孔专机总体设计、多轴箱及专用夹具设计。

内容包括：

机床夹具的设计，组合机床总体设计，组合机床多轴箱设计，编写毕业设计论文。

在这次设计任务对缸体钻孔的专机。

所以设计时对机床的精度的要求还是很高的，在保证机床的精度上才能保证所要加工孔的精度。

在设计多轴箱时要注意，因为在组合机床的诸多零件中，主轴箱是组合机床设计过程中工作量最大的部件。

因为通常主轴箱是采用一根动力轴带动多根主轴的工作方式，各传动轴必须在有限的标准箱体空间中找到适宜的分布位置并避免干涉，而各轴的设计又必须保证其转速、旋向、强度和刚度，因此难度大、设计周期长。

1.2国内外的发展概况

随着工业生产社会化、专业化、集中化、高度机械化乃至自动化的步伐的加快，在进行工件加工时，为了降低成本和提高生产率，要求考虑使用专用机床和夹具。

组合机床发展前景:

美国机床市场中组合机床所占的份额将会有所下降，其他一些工业发达国家也大体是如此。

从柔件方面看，组合机床与柔性制造系统的目标是一致的，但在柔性化程度上毕竟组合机床还是受到一定的制约，两者相互靠拢，也有可能融合成为一种新的加工设备。

在我国由于汽车工业还会有较大的发展，而在资金上，不可能大量采用柔性制造设备，所以组合机床市场还会行进一步的增张。

但目前汽车都是一些引进外外的产品，技术要求较高，国内组合机床短时期内尚不能满足这些高技术要求。

因此中国组合机床生产厂面临国外工厂的竞争，需要进一步提高质量和精度，否则在竞争中将会有挤垮的危险。

组合机床行业虽然取得了较大的进步与发展，但是，在制造技术高速发展的今天，由于基础薄弱，从整体上看，与国外先进水平还存在着一定的差距。

国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合成套和具备柔性的方向发展，实现了机床工作程序软件化，工序高度集中，高效短节拍和多种功能的自动监控。

1.3本课题应达到的要求

此项设计是专机的设计但是在保证使用条件下仍才采用了很多通用部件，这样可以降低成本，所以这次设计的任务主要是设计专用夹具和多轴箱，专机的一些部件等等。

熟悉组合机床通用部件和专用部件的选用；完成绘制组合机床的尺寸联系图、多轴箱图和夹具设计图及零件图；编制说明书一份；熟练运用CAD等制图软件。

2设计方案的确定

根据工件的结构特点，是一个回转体，考虑定位基准和设计基准的重合的原则，选择一面和两个的孔作为定位基准，定位基准定了，组合机床的总体布置大体上也就定了。

但是在确定机床总体布置时，还要考虑其他的一些因素的影响。

2.1工件的大小、形状和加工部分的特点

对于2面同时加工的工件，宜采用双工位的机床，以此来提高加工效率；对于小直径深孔的工件，通常采用专门的深孔加工的机床；对于被加工孔的中心线与定位基准平行，或需从几个面同时加工的工件，一般采用卧式机床；对于被加工孔的中心线与定位基准垂直的工件，一般采用立式机床，但是在采用这些原则时也要根据机床的使用条件来综合考虑。

根据上述原则和缸体的特点，故采用卧式组合机床。

2.2生产率的影响

零件的生产批量的大小是决定采用单工位、多工位或者自动线，还是按中小批量生产特点来设计组合机床的重要因素。

有时从工件的外行及轮廓尺寸上看，可采用单工位固定夹具的机床布置形式，但是由于生产率要求很高，就不得不采用多工位的机床布置方案，以便使装卸工件时间和机动时间重合。

对于这个缸体的生产纲领：

2万/年；单班制。

是小批量的生产采用了单工位固定夹具的组合机床。

机床使用方便性和自动化程度分析比较时一定要与生产率相适应，不应过分追求机床的自动化程度。

生产率高、节拍短，则要求自动化程度高、刀具耐磨且更换调整方便，这样使用才有方便性。

2.3经济性与可靠性

在满足加工要求的前提下，机床避免使用复杂刀具，力求简单和较高的通用化程度。

这样可以降低机床成本，提高工作可靠性。

有两点要注意：

1）应根据加工精度的需要选择相应精度等级的通用部件。

2）应根据生产率要求合理安排工艺流程，均衡负荷，使机床数量少，机床利用率高（机床利用率不应低于50%），以取得好的经济效果[1]。

把组合机床的总体设计定下来后，再设计其中的零部件时根据机床的特点进行选择。

3专用夹具的设计

3.1夹具的功用与组成

夹具是在机床上加工零件时使用的一种工艺装备，其主要功用时实现工件的定位和夹紧，使得工件加工时相对机床、刀具有正确地位置，以保证工件的加工质量和生产率的要求。

夹具通常由定位元件或装置、夹紧元件或装置、夹具体、对刀和导引元件、分度元件或装置、动力元件或装置以及其他元件或装置（如定位键及有关零部件）等组成[2]。

夹具设计时常用的零部件已有国家标准或部颁标准。

3.2夹具的设计

3.2.1调研分析

1）工件生产纲领、生产类型分析；

2）工件加工工艺方案分析，工件结构、精度特点分析；

3）机床设计情况分析；

4）夹具操作要求分析；

工件尺寸如图3.1。

图3.1工件尺寸图

3.2.2确定工件定位方式

由图上可知，定位基准是A面和2个Φ8的孔。

所以，定位方式选用一面两销式。

两销为一圆柱式定位销和一菱形式定位销。

3.2.3确定工件加紧方式

一面两销确定了6个方向的自由度，用压板压紧工件，用螺栓把钻模板与夹具体连接。

3.2.4必要的加工精度计算及分析

保证工件的加工精度是能够得到合格工件的前提条件，而影响工件加工精度的因素很多，一般影响加工精度是因为各种误差的存在，主要有：

定位误差、夹紧误差、夹具的安装误差、导向对刀误差、工艺系统误差等。

其中夹具采用合理的定位、夹紧方案，选择合适的定位、夹紧元件，确定合适的尺寸、形位公差，保证工件的加工精度要求。

定位误差是由于工件在夹具中定位不准确引起的加工误差。

引起定位误差的原因，一是由定位基准和工序基准不重合，叫基准不重合误差；另一种是由于定位基准在夹具中定位不一致，叫定位基准位移误差。

本夹具的定位基准与设计基准一致，基准不重合误差为零。

基准位移误差为0.03mm。

所以其定位误差为0.03mm。

夹具制造与安装误差该项误差包括：

钻套与衬套的配合间隙，由配合尺寸H7/h6可确定其最大间隙为0.029mm。

钻套孔与外圆的同轴度误差此处取为0.01mm。

刀具引偏量采用钻套引导刀具时，刀具引偏量[3]公式：

（3.1）

式中：

e-----