斯太尔发动机缸盖精铰阀座导杆孔机床动力装置设计有cad图.docx
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斯太尔发动机缸盖精铰阀座导杆孔机床动力装置设计有cad图
斯太尔发动机缸盖精铰阀座导杆孔机床动力装置设计
摘要：
本论文主要介绍机床动力部件的选用及设计过程。
包括动力头的设计，传动装置的设计，以及组合刀具的设计过程，首先分析了加工零件的工艺性，动力头的设计涉及主轴组件的设计过程，主轴部件的布置形式的选用，轴承的配置形式，轴承精度等级的选用，以及主轴结构的设计，主轴刚度的计算等。
然后介绍了传动装置的设计，涉及带传动的设计，包括了同步齿形带的传动计算过程。
刀具的设计过程主要概括了，刀具主要参数的选择确定过程。
关键词：
动力头组合机床动力装置液压滑台
Abstract：
Thepresentpapermainintroductionenginebedpowerpartselectsandthedesignprocess.Includingthepowerheaddesign,thetransmissiondevicedesign,aswellascombinesthecuttingtoolthedesignprocess,firstanalyzedtheprocessingcomponentstechnologycapability,thepowerheaddesignhasinvolvedthemainaxlemodulethedesignprocess,mainaxlepartarrangementformselection,thebearingdispositionform,bearingprecisionclassselection,aswellasmainaxlestructuredesign,mainaxlerigiditycomputationandsoon.Thenintroducedthetransmissiondevicedesign,involvesthebelttransmissionthedesign,includingsynchronizedtoothprofilebelttransmissioncomputationprocess.Thecuttingtooldesignprocessmainlysummarized,cuttingtoolmainparameterchoicedefiniteprocess.
Keyword:
powerheadunitmachinepowerdevicehydraumaticskidplatform
前言
组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。
组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。
由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。
因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。
二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。
铣削平面的平面度可达0.05毫米／1000毫米，表面粗糙度可低达2.5～0.63微米；镗孔精度可达IT7～6级，孔距精度可达0.03～0.02微米。
专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。
在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。
最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。
初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。
为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。
通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅和发年干助部件五类。
动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。
主要有动力箱、切削头和动力滑台。
支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。
输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。
控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。
辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。
为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。
这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。
组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。
1零件工艺分析
1.1气缸盖的作用
上装气门机构，与缸体用螺栓连接起来共同构成燃烧室。
内设通入冷却水的冷却水套，防止发动机工作时因活塞过热而磨损。
另外缸盖上还设有进气孔，排气孔和喷油嘴孔。
分别用于进气，排气和安装喷油嘴。
1.2本工序各待加工处的技术要求
表1-1
加工面
尺寸及偏差
公差及精度等级
表面粗糙度
形位公差
进气孔
φ560+0.03
IT6
Ra0.8μm
◎φ0.05mmA
排气孔
φ530+0.03
IT6
Ra0.8μm
◎φ0.05mmB
进气导杆孔
φ160+0.015
IT7
Ra3.2μm
⊥φ0.05mm
排气导杆孔
φ160+0.015
IT7
Ra3.2μm
⊥φ0.05mm
气缸盖零件结构复杂，孔加工较多。
且本次加工中对进排气孔的加工精度要求较高，主要是为了防止在做功冲程中有漏气现象的发生。
所以要设计的机床的加工精度要求也较高，而作为机床的重要组成部分，机床的动力装置要求的精度相应的较高。
要求主轴要有高的刚度、同轴度，并且圆跳动要相应的小。
零件有一定的耐磨性，以适应倒杆的摩擦，从而保证发动机缸的密封性，提高发动机的使用寿命，此要保证零件的硬度。
汽缸盖所用材料一般选用合金铸铁，这种材料的硬度较高，通过加入其它一些金属材料，使金属的性能更趋于良好，更能适应内燃机工作所要求的性能，气缸盖一般应用机器砂型铸造。
1.3审查气缸盖本次加工的工艺性
导杆孔要求与端面C的垂直度为φ0.05mm，位置精度要求较高。
分步加工加工比较困难，所以考虑采用复合刀具进行加工，以减少其形位误差。
进油口内槽加工精度要求较低，考虑到工艺经济性，进排气阀座、刀杆孔、槽的轴向尺寸精度均较低。
采用液压滑台驱动进给，以挡铁和行程开关完全可以保证其尺寸精度。
1.4缸盖的生产类型
已知Q=10000台/年，m=6件/台；结合生产实际备品率和废品率分别取10%和10%代如公式得：
已知Q=10000台/年，m=6件/台；结合生产实际备品率和废品率分别取10%和10%代如公式得：
N=10000台/年*m=6件/台*（1+10%）*（1+10%）=72600件/年
2组合机床动力部件选用
通用部件是具有特定功能、按标准化、系列化、通用化原则设计制造的组合机床基础部件。
2.1选用通用部件的基本方法
跟据所需的功率进给力、进给速度等要求，选择动力部件及其配套部件。
选用原则如下：
（1）切削功率应满足加工所需的计算功率（包括切削所需功率、空转功率及传动功率）。
（2）进给部件应满足加工所需的最大计算进给力、进给速度和工作行程及工作循环的要求，同时还须考虑装刀、调刀的方便性。
应满足加工精度的要求。
选用时应注意结构不同或者结构相同、精度等级不同的动力部件所能达到的加工精度是不同的。
尽可能按通用部件的配套关系选用有关通用部件。
2.2通用部件的选用
（1）动力部件的选用选用动力部件主要是确定动力部件的品种和规格。
根据加工工艺分析和机床总体设计选择所需的动力部件及规格如下：
表2-1
部件名称
规格
数量
铰孔铰头
DSS800-F-L
2
左液压滑台
SEHY-F630/630
1
右液压滑台
SEHY-F400/400
1
铰孔电机
YD132S-6/4/2-B3
2
切槽电机
Y100L-6B3
1
动力滑台主要用来实现进给运动的通用部件。
此外他还可以作为自动检验和压套等辅助工序的传动装置，以及自动线上的运输装置等用。
液压滑台主要由滑座、滑台、和液压缸三部分组成。
滑台由固定在滑座内的油缸活塞杆推动，沿滑座的导轨作直线运动，左侧滑台要承受较重的压力，故选用双矩形导轨，为提高精度，右侧选用三角形矩行组合导轨。
滑台的运动由液压系统控制，能实现快进-工进
-工进
-停留-快退-停止，通常工进比
工进
速度小些。
根据所选液压滑台选用相应的组件。
以及配做相应的零件。
3主轴组件设计
主轴组件包括主轴、主轴支撑和安装在主轴上的传动件、密封件等。
因为主轴带动工件或刀具直接参加工件表面形成运动，所以它的工作性能对加工质量和生产率产生直接影响，是机床上最重要的部件之一。
3.1主轴组件的设计要求
主轴组件应达到以下几点设计基本要求：
（1）旋转精度指机床在空载低速旋转时（机动或手动），主轴前端安装工件或刀具部位的径向和轴向跳动值满足要求（其值可参见有关机床精度标准）。
目的是保证加工零件的几何精度和表面粗糙度。
（2）刚度指主轴组件在外力（例如切削力）的作用下，仍能保持一定工作精度的能力。
刚度不足时，不仅影响加工精度和表面质量，还容易引起振动。
恶化传动件和轴承的工作条件。
设计时应在其它条件允许的条件下，尽量提高刚度值。
（3）抗振性指主轴组件在切屑过程中抵抗强迫振动和自己振动保持平稳运转的能力。
抗振性直接影响加工表面质量和生产率，应尽量提高。
（4）温升和热变性温升会引起机床部件热变性，使主轴旋转中心的相对位置发生变化，影响加工精度。
并且温度过高会改变轴承等元件的间隙，破坏润滑条件，加速磨损甚至抱轴。
（5）耐磨性指长期保持其原始精度的能力。
主要影响因素时材料热处理、轴承类型和润滑方式。
同时，主轴结构要保证各零件定位可靠、工艺性好等要求。
设计时应综合考虑以上几项要求，注意吸收新技术，以获得满意的设计方案。
3.2主轴组件的设计步骤
（1）调研，跟据设计要求调查机床厂现行同类型机床的主轴系统情况。
查阅、收集和分析国内外有关技术资料。
尤其注意新技术的应用情况。
通过分西，摸清现有的技术水平和发展趋势。
（2）在调研的基础上，考虑设计要求及给定的设计条件，确定主轴轴承类型及配置方式，合理布置传动件。
（3）确定主轴轴径，选择住轴端部形状并初步确定支承跨距。
然后再考虑各组件的定位、工艺性等要求的基础上定出主轴全部结构尺寸。
（4）进行主轴刚度验算。
如果转速较高，还应进行主轴临界转速的验算。
（5）选定主轴材料、热处理及技术要求。
3.3主轴组件的布局
3.3.1轴承的选取
机床主轴轴承有滚动轴承和滑动轴承两大类。
滚动轴承性能日臻完善，并由专门工厂生产标准化的滚动轴承，得到广泛的应用。
当然，滑动轴承工作平稳、抗振性好（阻尼比高），这是滚动轴承难以代替的。
轴承的选择原则主要是下列几点：
1,满足承载能力和刚度的要求。
2,满足精度要求。
3,满足转速要求。
用容许极限转速作为衡量指标。
4,适应结构的要求。
为了在结构紧凑的前提下，尽量增大主轴直径以提高刚度，通常选用轻型或特轻型
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