双面卧式铣床.docx
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双面卧式铣床
第一章绪论
第一节组合机床的简介
组合机床是由通用部件组成的，加工一种（或几种）零件，一道或几道工序的高效率的专用机床。
它是一种自动化或半自动化的机床，不管是机械、电器、或液压电器操纵的部件实现自动循环，半自动循环的组合机床，一样采纳多轴、多刀、多工序、多面、多工位同时加工，是一种工序集中的高效率机床。
组合机床加工刀具是借助于钻模板和钻模架。
双面卧式铣床采纳双面卧式结构,配置两个动力头,动力头可横向移动调整,主轴套筒也可横向手摇进给移动,工作台作纵向运动.整机采纳高刚性结构,可进行大刀盘高扭矩切削;结构坚实、保护简便。
专门适用于模具行业其它行业对大中小等机械零件的端面进行高效率的强力双面铣削加工。
第二节组合机床的特点
此刻的组合机床与传统的组合机床相较有以下几个特点：
一、缩短设计制造周期；
二、投资少、本钱低、经济成效好；
3、提高生产率。
我国有一个柴油机厂做个如此一个分析，由于用组合机床加工，生产率比用全能机床提高了6—10倍。
4、工作靠得住，便于维持，自动化程度高。
五、产品质量稳固，不要求技术高的操作工人。
六、便于产品更新，改变加工对象时，通用部件可重复利用，只废掉专用部件。
由于组合机床具有上述诸多优势，在分析解决问题时，为我指示出了明确的试探问题的方式。
S195柴油机机体要进行多工位的加工，若是仍是用通用机床，生产率显然是很低的，同时增加了设计制造周期，经济成效不行，且不易保证各孔之间的彼此位置精度。
在前面大的指导思想下，咱们自然能想到若是能设计出一台组合机床来进行二个面同时加工时，那么优越性就显而易见了。
第二章加工工艺的分析
第一节生产类型的分析
1、生产类型分析
这次设计的双面铣床组合机床，其所加工的零件在汽车中应用十分普遍，应该属于大量量生产项目，因此在设计时应注意到尽可能使加工简单，但又不阻碍加工质量。
这是组合机床设计最重要的一步，工艺方案的制定正确与否，将确信机床可否达到重量轻、体积小、结构简单、利用方便、效率高、质量好的要求，为使工艺方案先进合理，咱们认真分析了6110柴油机缸头工序图，要求加工6110
柴油机缸头面加工，认真分析总结设计制造利用单位和操作者丰硕的实践体会，大体确信机体在组合机床上能够完成的工艺内容及方式。
二、.零件的加工和生产力的分析
零件图如图
（1）6110柴油机缸头图
第二节零件的加工和生产力分析
这次设计的双面铣床组合机床专门大程度上使各工序尽可能集中，发挥组合机床的优势，同时使各类误差减小到最低限度。
加工工艺：
粗铣进气面和排气面使柴油机缸头总宽为，正负误差无毫米，使粗糙度为。
重要数据；使进气面至16的定位孔的距离为－，粗糙度为，并使进气面边的木耳边为
第三节卧式铣床的选定
对一样的机体，为了完成一样的面加工，咱们分析讨论了两种大的机床配置方案，一种是卧式布置，另一种是立式布置，这两种方案显然都能知足生产率的要求。
可是机床的负荷是不同的，关于立式布置，机床的负载能力低，机床的经济性不行，阻碍机床的加工精度，并加速机床导向的磨损，不便于操纵，考虑到这些因素，咱们再来看看卧式铣床的它的好坏势。
考虑到操作利用与维修的方便，经济成效如何，机床结构复杂程度如何，通用化程度如何。
机床工作的靠得住性，生产批量的大小，操作人员是不是能够用等因素动身，通过度析比较，最后确信选用卧式双面铣床。
第三章传动部份的设计
第一节刀具的选择
刀具的选择问题，是在编制加工示用意时碰到的问题，由于咱们要求的是对灰铸铁上空的加工，由于咱们用量大，切削力大，专门是切削铸铁等脆性材料，由于取得的是崩碎切削，切削力和切削热都集中在刀那里，存在着冲击和震动，这时就要求刀具材料的抗弯强度、任性和导热都比较好，应选用YG类。
刀具选用的一样原那么是要考虑工件加工尺寸、精度、表面粗糙，切削的排除和生产率,切削动力等因素。
由于此到工序为粗加工对精度，表面粗糙要求不使很高对刀具的要求咱们必需从刀具的切削力，从考虑他的刀具难久度下手。
第二节切削力的计算
切削动力是指在切削进程中，工具机在不同的加工情形之下所作的功率，称之为切削动力，单位表示为：
Kw 切削动力（Ne）＝t*f*v*Ks/60*102*ε
t：
背吃刀量（㎜） f：
切削进给率（㎜／rev） V：
切削线速度（M／min）Ks：
比切削阻抗（㎏／㎜2）请参阅附表 ε：
机械效率系数，一样以80%计算
附件:
比切削阻抗（Ks）值对照表
素材材质 抗拉强度（㎏/㎜2） 不同切削进给率下之Ks值 （㎜/rev）（㎜/rev）（㎜/rev）
低碳钢 52 361 272 228
中碳钢 62 308 257 230
高碳钢 72 440 325 264
工具钢 67 304 263 234
工具钢 77 315 262 240
SMNC 77 383 290 240
SCM 73 450 340 285
SNCM 90 307 235 198
米汉纳铸铁 36 230 173 145
灰口铸铁 HB200 211 160 133
（Ne）右＝t*f*v*Ks/60*102*ε＝*100**133/60*102*80%=105N
（Ne）左＝t*f*v*Ks/60*102*ε＝***133/60*102*80%＝82N
依照以上的数据，听从师傅的教诲右铣刀能够选择KTE160（右）
左铣刀能够选择ZM02
第三节生产力的分析
机床理想生产率是指机床在百分之百负载情形下，每小时的生产能力仅考虑加工一个工件所需的机动时刻和辅助时刻，辅助时刻是指机床空行程，和工件的装卸，定位。
夹压及排除定位面上切削所需的时刻。
机床理想生产率可用下式计算：
Q=60/T单（件/小时）
T单=t机+t辅（3-1）
t机与t辅可按以下公式计算
t机=L1/S1+t2（3-2）
t辅=t块+t多+t装卸+t（3-3）
式中L1为刀具进给长度S1为动力头每分钟的进给量t1考虑刀具在终点无进给状态下，动力刀头旋转5~10转所需的时刻。
L快进L快退—动力头快进快退行程长度（m）
V快—动力头快进行程速度一样在~10转/分.
挡块停留时刻为~
t辅一样为~（分钟）
切削速度的确信：
主轴箱每分钟转速为582转
V=πD
n=582**=22843mm=转/分钟（3-4））
每转进刀量：
115/582=2毫米/转
每分钟进刀量：
115毫米/分钟
T机=L1/Sm
L1=S=/min
T机==分
T辅：
快速行程L快进+L快退
L快进=850毫米L快退=880毫米
L=L快进+L快退=850+880=1730毫米
T空=L/V快进行程速度P=V=/min
T空=1730*10-3/=
死挡块停留时刻：
T挡块=分
装卸时刻：
T装卸=分
T单=T机+T辅助=+++=分
在制定方案时期，咱们依照要求把月产量定为：
万件，一月生产时刻为240小时，那么每小时生产件数为：
12000/465=件/小时
机床切削率ŋ=实际每小时产量/理论每小时产量
=*100％
=％
参照下表机床最大许诺负荷率：
机床复杂程度
主轴数
负荷率
单面或双面
到15
≈
16-40
三面或四面
到15
≈
16-40
表3-1
由以上表可知：
在本设计中，由于是加工6110柴油机缸头，是双面，因此负荷率在之间，那么与我设计机床负荷率相符。
被加工零件
图号
FLZJ-00-02
毛坯种类
铸件
名称
柴油机缸头
毛坯重量
材料
Rut311
硬度
硬度151—217HB
工序名称
粗铣进排气面
工序号
80
序号
工步名称
被加工零件数量
加工宽度（mm）
加工长度（mm）
工作行程（mm）
切削速度（m/min）
每分钟转速（r/min）
进给量（mm/）
进给速度（mm
/min）
工时（min）
机加工时间
辅助时间
共计
1
装卸工件
1
手动装卸
2
工件定位夹紧
3
动力部件工进
222．5
871
875
100．5
500
147
4
拔销放松
5
动力部件快退
808
4200
6
死挡块停留时间
备注
总计
单件工时
.
机床生产率
件/时
机床负荷率
%
表3-2生产率计算卡
第四节切削率的计算
合理选择切削用量，可提高面孔生产率，并降低加工本钱，选用切削用量的一样原那么与车间相同。
先选切削深度，再选进给量，最后确信切削深度。
（a）选择背吃刀量
这是依照被加工面的总宽度来选择：
由于柴油机缸头上所需加工面总宽度为，若是能够一次钻铣出面，再者由于缩短了辅助时刻还有利于提高生产率与专用车床特点相符。
（b）选择进给量f
为保证提高生产率，在选择进给量f的同时，应优先选用大的进给量f，但是同时又要考虑到铣刀头的进程，机床进给机构进程。
机床动力受系统刚性限制，由于柴油机缸头是铸铁铸成的，因此取得的是崩碎切削。
切削力、切削热都集中在刀刃周围，考虑到上述问题，因此如此较适宜的进给量f。
铣头或工件每转一转，它们之间的轴向相对位移量就称每转进给量f，单位毫米/r，相对工件每转过一刀，它们之间的相对位移量就称每齿进给量单位毫米/z；钻头在每转内与工件间的轴向位移量，就称每秒进给量或进给速度Vf，单位毫米/s。
Vf=nff=Vf/nf=147/582=毫米/转（4-1）
因此铣床进给量f初步确信为/转。
（c）确信铣削速度V
阻碍铣削速度的因素耐费用T，进给量f和切削深度αp，其中切削速度的阻碍与车削相同，大直径铣头d增加，在必然耐费用下反而可取大些。
这是因为，尽管αp增大，切削力增加，切削热量增加，使棱边与孔壁的磨擦减少，从而致使温度不是随铣刀头直径加大而升高，反而随d的增加有所下降，因此对切削速度的提高起了良好的作用。
依照齿轮的切削速度αp，进给量f?
和铣刀头片的耐费用T能够计算出给定的铣头耐费用条件下的切削速度，从而求出转速，再按实际机床主轴选取。
铣削速度的体会公式
V=TvCvdZv/601-mTMnfYvm/s（4-2）
式中CvTvZvYv—系数
由于柴油机缸头HB=170-217d=或u=毫米
查上表知：
v1=16~24米/分
δ1=~毫米/转
v2=16~24米/分
δ2=~毫米/转
依照体会与计算知：
铣削速度选V=880毫米/分
第五节动力部件的选择
1．功率选择标准
动力部件用以实现切削刀具的旋转和进给运动或只用于进给运动，此机床实现了切削刀具旋转和进给运动两项内容。
每一种规格的动力头都有必然的功率范围，依照所计算出的切削功率及进给功率之需要，并适当提高切削用量的可能性，选用相应规格的动力头，公式如下：
N动>（N切+N进）/hkW。
式中：
N动为动力头电机功率；N切为切削功率，按各刀具选用的切削用量，由“组合机床的切削力及功率计算公式”中已求出；N进为进给功率，关于液压动力头确实是进给油泵所消耗的功率，一样为～2）kW；h为传动效率，h=
2.机床实际功率
此立式组合机床左右分两个电机带动两个多轴箱进行加工。
，铣面电机的其功率总和：
N/kW=×7+=
选择动力头
左半部份所需功率为，查Y系列三相异步电动机表，选用Y123S24型号的电机，额定功率为，选用此型号电机比较适合。
右半部份所需功率为，查Y系列三相异步电动机表，选用Y112M26型号的电机，额定功率为，选用此型号电机比较适合。
依照电公率的要求，
咱们能够选择1TX系列铣削头符合JB1530-75《铣削头》标准，该铣削头可与-F41齿轮传动装置。
-F42皮带传动装置配用。
如图
（2）
动力滑台
行程的大小
依照加工工件的大小，柴油机总长871，因此动力滑台的行程必需大于871，依照我的体会，我确信动力滑台行程为890。
进给率大小
动力滑台与动力头比较，用动力滑台配置机床灵活性比较大，动力头前端一样只能安装所轴箱，而动力滑台能够安装动力箱（多轴或单轴）、锥孔车端面头，铣头或夹具等。
采纳机械动力滑台比采纳机械动力头多一个电机。
通过以上分析，适合我的实际情形，在设计双面铣床时，采纳机械动力滑台。
依照参考书（组合机床手册），得
铣削力F=fYfKmf（N）
G=Xf=Yf=
Kmf=Kmm=（HB/190）f=毫米/转（5-1）
=（200/190）
代入上式得：
F1=**110**（200/190）
=740N
当do=时
F2=***（200/190）
=1445N
F`＝F1＋F=1445+740=2185KG
结合以上可知：
动力部件选3#动力滑台
工进电机为J02-11-4A301
快速电机为J02-21-4A301
侧底座为cc32B
依照以上数据和信息，我选择了HY40A/B动力滑台
如图（3）
第六节机床床身的选择
组合机床床身的作用与类型
组合机床的床身是支撑部件，主若是用来安装其它工作部件用的，因此对床身的大体要求是具有足够的刚性，以保证各部件之间能长期维持正确的相对位置。
它是确信机床可否长期维持精度的要紧条件之一。
组合机床床身是采纳组合方式，如设计卧式滑座，床体及中间恻座组合而成，这种床身与立式相较，结构加工与装配工艺性不太好，同时安装与运输都不算太方便，只是这种床身刚性好。
1）.组合机床卧式床身
组合机床卧式床身，液压及机械通用部件的床体是通用的。
滑座是安装在床体上的，而床体与中间底座间是由螺钉及销联结在一路的，底座与床身间有一个5毫米厚的垫片，采纳这种组合结构，对机床的制造和维修都方便了。
因为当滑座导轨磨损后，只须取下滑座将导轨面从头修刮，并改换垫片，使之调整到相应的高度即可，而且滑座能够用比较好的材料，而床体那么能够用比较差的材料。
床体的规格与型式和滑台的规格与性式相配套的，选用cc32
此型号的床体顶面具有与滑座结合的平面外，周围有搜集冷却液或润滑油槽，以供需要时，能够用管将油液引到存储箱中。
为了便于运输，还设有起吊螺孔。
（3）．主轴箱的配置及大小、润滑情形：
依照床身与滑座型号的选择，和传动系统的排列，主轴箱外形尺寸可选为400*400。
主轴箱内齿轮，轴承的润滑是靠齿轮球润滑的，动力头导轨自动润滑，是靠主轴箱上的配油器供油，通过电动滑阀及分油器润滑各点。
电动滑阀的工作可用动力头上的电器操纵，挡铁来操纵，还能够用按钮集中操纵。
第四章机床的测试
钻床尽管是由大量通用部件及通用零件所组成，但并非用零件中及有关的专用部件凑合在一路就能够组成，加工出合格产品的组合机床来，即便如此而机床的几何精度也不必然是合格的。
因此，为了使生产出来的机床体会有有效性，必需进行以下三个方面内容的查验与实验。
第一节组合双面铣床的空载运转实验
通过组合机床的空载运行实验，能够使咱们发觉一些设计制造装配等质量问题，并可考验一下电机的合理性和靠得住性，以便在机床切削前采取一些必需的方法。
清除机床在空载运行实验中所暴露出来的缺点，为了保证切削实验能靠得住的进行，因此当清楚了实验中的所暴露的缺点后，还需要再次进行空载运转实验。
第二节组合双面铣床的切削实验
由于组合钻床是为了加工某一特定的零件或某一类特定零件而设计与制造的，因此组合机床实际加工精度可否达到设计要求，将是查验机床质量好坏的最要紧的标准，为此组合机床总装进程中，当机床空转实验合格下，必需进行机床的切削实验来查验机床的加工精度。
第三节组合双面铣床集合精度查验
阻碍组合机床加工精度的因素是多种多样的，有的是直接阻碍因素，有的是间接阻碍因素，其中组合机床的几何精度是阻碍机床加工精度及其重要的因素。
因为机床的几何精度的好坏将反映机床各部件间达到相对位置的状态，因此在机床总装进程中，通常要多次调整机床的几何精度。
那么，机床的调整第一为了装配各个部件及其紧钉螺钉孔，需第一次粗调机床几何精度，以保证各部件处于良好的工作状态，而在机床切削实验后需第三次最终查验机床的几何精度，以比较切削前后机床各部件间相对位置的转变，而且保证切削前后两次精度查验结果在许诺的范围内
。
第五章传动设计
第一节确信极限转速
设已知最小转数nmin=min，级数Z=17，取得主轴极限转速
，转速调整范围
。
1）确信公比
由题给条件，转速公比
，由参考文献[1]，查得其转速数列为：
，45，56，71，90，112，140，180，274，280，355，450，560，710，900，1120，1400
。
2）确信公比
由参考文献[1]，转速级速为
（1-1）
其中：
——转速调整范围
——转速公比
将
，
代入，得
。
3）确信结构式
在设计简单变速系统时，变速级数应选为
的形式，其中
为正整数。
故
，即选用2对三联齿轮，1对两联齿轮进行变速。
为实现要求的z=17，采纳一级共速。
由参考文献[2]，主变速传动系设计的一样原那么是：
传动副前多后少原那么，传动顺序与扩大顺序相一致的原那么，变速组降速要前慢后快。
因此，确信其变速结构式如下：
（1-2）
其最末扩大组的调整范围
，知足要求。
由于其调整范围已经达到最值，故其最大传动比与最小传动比均已确信，即：
最大传动比：
（1-3）
最小传动比：
（1-4）
第二节主轴转速及转速图
选用电动机
由参考文献[1]，选用Y系列封锁自扇冷式鼠笼式三相异步电动机，其级数
级，同步转速
，电机型号
。
1）确信传动轴的轴数
传动轴数=变速组数+定比传动副数+1=3+1+1=5。
绘制转速图
图错误！
文档中没有指定样式的文字。
1转速图
传动系统图
2）齿轮级数的确信
关于定比传动的齿轮齿数，按体会，由传动比为
。
取齿数比为
。
关于变速组内齿轮的齿数，由参考文献[2]，依照各级变速组传动比，在知足各传动比的各总齿数和当选择，得各传动组各齿轮齿数为：
I—II组内：
24：
3021：
3318：
36
II—III组内：
36：
2326：
3317：
42
III—IV组内：
55：
3518：
72
第三节主轴误差的核算
由参考文献[1]，实际传动比所造成的主轴转速误差，一样不该超过
，即
。
通过核算，17级转速各设计转速的实际转速为：
：
=，
45：
=，
56：
=，
71：
=，
90：
=，
112：
=，
140：
=，
180：
=，
224：
，
=
280：
=，
355：
，
450：
，
560：
=，
710：
=，
900：
，
1120：
，
1400：
。
可见，仅有设计转速56的实际转速误差略超过许诺值。
可是考虑到差距都不大，应选用本设计结果。
第五章夹具的设计
6110柴油机缸头夹具设计
工件用平面作为定位基准，在生产中十分普遍。
依照工件上作为定位基准的平面是不是已通过加工，将平面基准面分成粗基准和精基准两种情形。
粗基准面是工件的毛坯表面，表面粗糙，夹具上通常采纳球头支承或可调支承作为定位元件。
当工件以加工过的平面定位时，可采纳平头支承销或支承板。
第一节基准散布及辅助支承设计
对装夹表面的大体要求
关于一个复杂的工件，某些表面明显不适合作装夹表面，第一就能够够把这些表面删除掉。
咱们此刻的工件，仅是提出那些知足以下大体要求可供选择的装夹表面，即：
1）非加工表面。
2）平面。
3）带有可及性法方向的表面。
4）足够大的表面。
确信这些要求的目的主若是排除那些工件上明显不适合作装夹的表面，而且假定所有剩下的表面都可作为装夹表面，依照师父的体会我能够确信柴油机缸头的下表面为夹紧面，缸头的进气面为附助定位面。
第二节配合定位设计
为了保证定位位置准确，应尽可能增大支承钉之间的距离，使三点之间面积尽可能大，并使G落入3个支承钉组成的三角形内，如图4-二、<总图>所示。
但此工件面积较大，同时加工余量也专门大，仅用了3个支承钉，尽管原理正确，但工件应切削力、夹紧力和自重均易产生变形。
现在必需设置辅助支承，如图4-3、<总图>所示。
即在用3个支承钉确信工件位置的基础上，将辅助支承配磨调整到适合的高度，用以支承工使夹紧稳固、靠得住。
以上讨论得都是工件以单个定位基准面在夹具上定位的情形，只约束了3个自由度，还不能知足完全定位的要求。
在生产中往往要求工件用两个以上基准面即一组基准的定位，其中最多见到的是一面两孔的组合，夹具上相应的定位元件确实是两个定位销和一个平面，下面就再来讨论一下定位销的设计。
“一面两销”定位方式普遍用于各类板状、壳体和箱体类零件，如减速器箱体、发动机缸体、缸盖等。
此种定位方式使夹具结构简单、工艺进程中基准统一，并使工件传送和定位方便，因此在自动化生产中取得普遍应用。
定位方式：
工件以平面作为要紧定位基准，限制三个自由度，圆柱销限制两个自由度，菱形销限制一个自由度。
菱形销作为防转支承，其长轴方向应于两销中心连线相垂直，并应正确地选择菱形销直径的大体尺寸和经削边后圆柱部份的宽度。
图4-4所示为菱形销的结构与尺寸。
第三节夹紧原理与加紧力计算
夹紧的要紧目的是在整个加工周期内靠得住地维持工件在定位的位置
1）决定夹紧力大小
在决定了夹紧力的方向和位置后，通常将夹具和工件视为刚性系统，再依照工件受切削力Ｐ和夹紧力Ｑ后的静力平稳条件，
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