基于三维的柴油机气缸体三面钻削组合机床总体及后主轴箱设计

目录1前言 (1)2 总体设计 (3)2.1总体方案论证 (3)2.1.1 加工对象工艺性的分析 (3)2.1.2 机床配置型式的选择 (3)2.1.3 定位基准的选择 (3)2.2确定切削用量及选择刀具 (3)2.2.1 选择切削用量 (4)2.2.2 计算切削力、切削扭矩及切削功率 (6)2.2.3 选择刀具结构 (7)2.3组合机床总体设计—“三图一卡” (7)2.3.1 被加工零件工序图 (7)2.3.2 加工示意图 (8)2.3.3 机床联系尺寸图.................................................................. 错误!未定义书签。

2.3.4 机床生产率计算卡.............................................................. 错误!未定义书签。

2.4夹具轮廓尺寸的确定............................................................ 错误!未定义书签。

3 组合机床后主轴箱设计............................................................ 错误!未定义书签。

3.1绘制后主轴箱设计原始依据图............................................ 错误!未定义书签。

3.2主轴结构型式的选择及动力计算........................................ 错误!未定义书签。

3.2.1 主轴结构型式的选择.......................................................... 错误!未定义书签。

3.2.2 主轴直径和齿轮模数的初步确定...................................... 错误!未定义书签。

3.2.3 主轴箱动力计算.................................................................. 错误!未定义书签。

3.3主轴箱传动系统的设计与计算............................................ 错误!未定义书签。

3.3.1 计算驱动轴、主轴的坐标尺寸.......................................... 错误!未定义书签。

3.3.2 拟订主轴箱传动路线.......................................................... 错误!未定义书签。

3.3.3 传动轴的位置和转速及齿轮齿数...................................... 错误!未定义书签。

3.4主轴箱中传动轴坐标的计算及传动轴直径的确定............ 错误!未定义书签。

3.4.1 传动轴坐标的计算.............................................................. 错误!未定义书签。

3.4.2 传动轴轴径的确定.............................................................. 错误!未定义书签。

3.5轴的强度校核........................................................................ 错误!未定义书签。

3.6齿轮校核计算........................................................................ 错误!未定义书签。

3.7主轴箱中传动轴坐标检查图的绘制..................................... 错误!未定义书签。

4三维建模..................................................................................... 错误!未定义书签。

4.1建模软件简介......................................................................... 错误!未定义书签。

4.2建模过程................................................................................. 错误!未定义书签。

5结论............................................................................................. 错误!未定义书签。

参考文献.................................................................................. 错误!未定义书签。

致谢........................................................................................ 错误!未定义书签。

附录........................................................................................ 错误!未定义书签。

1前言本次设计的课题是基于三维的柴油机汽缸体三面钻削组合机床总体及后主箱设计，水箱面钻11个孔，其中有五个φ6.7孔，深18；四个φ8.5孔，深22；一个φ6.7的孔，通孔；一个φ10.5孔，通孔；油底壳面钻21个孔其中有十六个φ6.7孔，深17；一个φ6.8孔，深66；四个φ13孔，通孔。

后盖板面（缸尾）钻11个孔，其中有二个φ8.5孔，深20；一个φ7孔，深115；八个φ6.7孔，深18。

该课题来源于盐城市江动集团。

本设计主要针对原有的机体左、右、后三个面上43个孔多工序加工、生产率低、位置精度误差大的问题而设计的，从而保证孔的位置精度、提高生产效率，降低工人劳动强度。

本人的设计分工是总体设计和后主轴箱的设计，左主轴箱、右主轴箱和夹具部分的设计由同组其他同学担任。

在设计组合机床过程中，组合机床后主轴箱的设计是整个组合机床设计工作的重要部分之一。

虽然主轴箱零件的标准化程度高，使设计工作量有所减少，设计周期大为缩短，但在主轴箱设计过程中，在保证加工精度的前提下，如何综合考虑生产率、经济性和劳动条件等因素，还有一定的难度。

组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效率专用机床。

目前，组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。

平面加工包括铣平面、锪（刮）平面、车平面；孔加工包括钻、扩、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹、锪沉孔滚压孔等。

随着综合自动化的发展，其工艺范围正扩大到车外圆、行星铣削、拉削、推削、磨削、珩磨及抛光、冲压等工序。

此外，还可以完成焊接、热处理、自动装配和检测、清洗和零件分类及打印等非切削工作。

组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工及缝纫机、自行车等轻工行业大批大量生产中已经获得广泛的应用；一些中小批量生产是企业，如机床、机车、工程制造业中也已推广应用。

组合机床最适宜于加工各种大中型箱体类零件，如汽缸盖、汽缸体、变速箱体、电机座及仪表壳等零件；也可用来完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全部工序的加工。

本次毕业设计具体的课题是基于三维柴油机气缸体三面钻削组合机床总体及后主轴箱设计。

在设计前认真研究被加工零件的图样，被加工零件是柴油机气缸体，属于箱体类零件。

根据柴油机气缸体的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度及生产率等要求，确定该机床为单工位卧式组合机床，机床采用卧式单工位三面加工的方案，加工和装配的工艺性好，零件装夹方便；为确保其加工精度，采用“三面”的定位方案；为实现无级调速，安全可靠，选择液压滑台；根据零件的大小及被加工孔的位置确定主轴箱的轮廓尺寸；由加工工艺选择滚珠轴承主轴，通过计算扭矩确定主轴和传动轴的直径；齿轮的模数是通过类比法确定；齿轮齿数和中间传动轴的位置是由“计算、作图和多次试凑”相结合的办法确定。

本课题需要解决的主要问题有：a.合理选择机床的配置形式及结构方案，主基于三维的柴油机气缸体三面钻削组合机床总体及后主轴箱设计要部件的结构选择等。

b.合理选择主轴箱的规格、型号，切削用量的选择，切削功率的计算。

c.确定各轴的结构、排布、配合关系，轴的强度、刚度校核等，尤其是传动系统的设计尤为重要。

本组合机床效率高，成本低，加工精度高，操作使用方便，减轻了工人的劳动强度，提高了劳动生产率。

2 总体设计2.1 总体方案论证2.1.1 加工对象工艺性的分析A. 本机床被加工零件特点该加工零件为气缸体。

材料是HT250,硬度：190～240HBS，在本工序之前各主要表面、销孔已加工完毕。

B. 本机床被加工零件的加工工序及加工精度本道工序：钻左面、右面的孔，由本设备“ZH1105w三工位专用钻床”来完成，因此，本设备的主要功能是完成气缸体左、右、后三个面上一共43个孔的加工。

具体加工内容及加工精度是：a) 水箱面钻11个孔：依次钻削4×φ8.5深22、1×φ10.5深15、1×φ6.7深15、5×φ6.7深18的孔，表面粗糙度12.5，各孔位置度公差为φ0.02mm；b) 油底壳面钻21个孔：两侧钻4×φ13深16的孔，表面粗糙度12.5，各孔位置度公差为φ0.03mm；并钻削顶面16×φ6.7深17和钻1×φ6.8深66的孔，表面粗糙度12.5，各孔位置度公差为φ0.03mm。

c) 后盖板面(缸尾)钻11个孔,一侧钻2×φ8.5深20的孔,表面粗糙度为12.5,各孔位置度公差为φ0.02mm,并钻削1×φ7深115及8×φ6.7深18的孔,表面粗糙度为12.5,各孔位置度公差为φ0.03mm。

C. 本次设计技术要求:a)机床应能满足加工要求，保证加工精度。

b) 机床应运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整；c) 机床尽可能用通用件（中间底座可自行设计）以便降低制造成本；d) 机床各动力部件用电气控制，液压驱动。