CG150汽缸体卧式数控钻孔组合机床设计说明书

重庆工业职业技术学院毕业设计课 题 名 称： CG150 汽缸体卧式数控钻孔机床 专 业 班 级： 13 机制 305 学 生 姓 名： 黄海林、周正来、康自华、冯枫、李国强、吴嘉懿指 导 教 师： 关 云 卿 二 O 一 六 年 五 月前言毕业设计是完成工程技术人员基本训练的最后一个重要环节，目的是培养学生综合运用所学专业和基础知识、独立解决本专业一般工程技术问题的能力。在设计方案的选定、设计资料的收集、手册和国家标准、规范的运用，设计方案的应用、零件图及总装图的绘制等方面有一定较全面的锻炼，并使每个学生树立起正确的设计思路和良好的工作风。一个零件的同一面上，往往有多个孔，如果在普通机床上加工。通常要一个一个孔的钻，生产率低下，同时，各加工孔的形状和它的位置公差以及尺寸精度都难以保证，工人劳动强度大。特别是大批大量生产的工艺，更是大大地增加了生产周期，而且成本也很高。为了克服多孔零件普通机床加工不利的一面，行之有效的方案就是在普通机床的主轴上装上多头轴，但是对于大型箱体零件，采用变种方案也不行，而采用组合钻床才是最佳方案。组合机床是按系列化、标准化设计的通用部件与按被加工零件的形状及加工工艺要设计的专用部件所组成的专用机床。由于编者学术水平有限，难免有错误和不妥之处，敬请同行专家和广大读者批评指正。编者目录前言绪论 .1第一章 组合机床方案的制定 .21.1 制定工艺方案 .21.2 组合机床方案的制定 .41.3 确定组合机床的配置形式和结构方案。 .41.4 确定切削用量及选择刀具 .53、切削用量的选择 .61.5 钻孔组合机床总设计“三图一卡”的编制 .81.5.1 被加工零件工序图 .81.5.2 加工示意图（如图 1-3） .101.5.3 机床联系尺寸图的作用和内容 .151.3.4 生产率计算卡 .18第二章 右端面多轴箱设计 .212.1 多轴箱的基本结构 .212.2 多轴箱设计 .212.2.1 绘制多轴箱设计原始依据图 .212.2.2 主轴、齿轮的确定及动力运算 .232.3 多轴箱的传动设计方案 .252.3.1 传动设计方案分析 .252.3.2 传动系统的设计计算 .262.4 绘制多轴箱总图及零件图 .322.4.1 多轴箱总图设计 .322.4.2 多轴箱零件设计 .33第三章 左端面多轴箱设计 .353.3.1 绘制多轴箱设计原始依据图 .354.2.2 主轴、齿轮的确定及动力运算 .363.3 多轴箱的传动设计方案 .383.3.1 传动设计方案分析 .383.3.2 传动系统的设计计算 .39第四章 进给系统结构设计 .474.1 进给系统变速方式 .474.2 伺服电动机类型的选择 .484.3 伺服进给系统机械传动结构形式 .484.3.1 传动齿轮副的选择 .485.3.2 丝杆副的选择 .494.4 机床导轨类型的选择 .504.4.1 导轨的基本要求 .504.4.2 对导轨的精度要求 .504.4.3 导轨的种类和特点 .514.4.4 滚动导轨的选择 .514.4.5 滚动导轨的结构形式 .51第五章 进给系统参数计算及选择 .535.1 设计参数 .535.2 切削参数的选择 .535.2.1 进给速度 .535.2.2 工作进给长度及快速进给长度 .545.2.3 轴向进给力 .545.3 进给伺服电机参数选择 .545.4 滚动导轨参数的选择 .555.4.1 摩擦力 .555.4.2 滚动导轨结构类型 .555.4.3 尺寸系列 .555.4.4 精度等级及间隙 .555.4.5 导轨长度 .56导5.5 滚珠丝杠副的计算 .565.5.1 滚珠导程 .565.5.2 滚珠丝杠副的载荷及转速 .565.5.3 预期额定动载荷 .575.5.4 最小螺纹底径 .5725.5.5 确定滚珠丝杠副的规格代号 .575.5.6 滚珠丝杠副预紧力 .585.5.7 确定滚珠丝杠副支承用得轴承代号，规格。 .585.5.8 滚珠丝杠副工作图设计 .585.5.9 传动系统刚度 .585.5.10 传动系统刚度验算 .595.5.11 滚珠丝杠副临界压缩载荷 的校核 .595.5.12 临界转速验算 .605.5.13 疲劳寿命计算 .605.5.2 珠丝杠的动载荷计算与直径估算 .60第六章 夹具设计 .616.1 钻床夹具的总体设计 .616.1.1 设计任务 .616.1.2 定位方案与定位元件 .616.1.3 夹紧装置 .626.1.4 实际所需夹紧力的计算 .636.1.5 夹紧方案 .646.1.6 夹具的使用方法 .666.2 钻床夹具体及夹具零件的设计 .676.2.1 夹具体的要求 .676.2.2 夹具体毛坯的类型 .686.2.3 钻模板以及钻套的设计 .686.3.1 角度尺寸公差 .706.3.2 定位误差 .706.3.3 夹具误差的计算 .71第八章 整体防护罩设计说明书 .76结论 .78致 谢 .79参考文献 .811绪论众所周知，机床的用途十分广阔，在国民经济中所起的作用极为重要。可以说，机床生产的水平是衡量一个国家工业、农业、国防和科学技术四个现代化水平的重要标志。组合机床是一种典型的加工类机械，它和其它机床一样是用于加工其它各类零件的母机。以前，在生产中广泛的采用万能机床，但是随着生产的发展，万能机床越来越不能适应大规模，集成化的生产，很多企业的产品产量越来越大，精度越来越高。在这种情况下，这时就产生了零件加工的专用设备。组合机床是用已经系列化、标准化的通用部件和少量专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高效专用机床，生产率比通用机床高几倍至几十倍，可以进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削、车孔端面等工序，随着组合机床的发展，其工艺范围日益扩大，如：焊接、热处理、自动测量和自动装配、清洗等非切削工序。1911 年，美国为加工汽车零部件研制了组合机床。在发展初期，各机床制造厂都执行自己的通用部件标准。为方便用户使用和维修，提高互换性，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，确定机床通用部件标准化的原则，并规定了部件间联系尺寸。1973 年 ISO 公布了第一批组合机床通用部件标准，它包括了汽车、农业、纺机和仪表工业。1978 年、1983 年又第二次作了增补。目前，我国组合机床的通用部件约占 70%90%。组合机床广泛应用于大批量生产的行业，如：汽车、拖拉机、电动机、内燃机、阀门缝纫机等制造业。主要加工箱体零件，如汽缸体、变速箱体、汽缸盖、阀体等，一些重要零件的关键加工工序，虽然生产批量不大，但也采用组合机床来保证其加工质量。目前，组合机床的研制正向高效、高精度、高自动化的柔性方向发展。2第一章 组合机床方案的制定1.1 制定工艺方案零件加工工艺将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。所以，在制定工艺方案时，必须计算分析被加工零件图，并深入现场了解零件的形状、大小、材料、硬度、刚度，加工部位的结构特点加工精度，表面粗糙度，以及定位，夹紧方法，工艺过程，所采用的刀具及切削用量，生产率要求，现场所采用的环境和条件等等。并收集国内外有关技术资料，制定出合理的工艺方案。根据被加工被零件（摩托车汽缸体）的零件图（图 1-1） ，加工大端面 5 个孔和小端面 6 个孔的工艺过程。（a ）A-A 剖视图3（b）小面视图（c）大面视图图 1-1被加工零件图样41.2 组合机床方案的制定(1) 加工孔的主要技术要求。加工 4 个 9 孔和 1 个 8.1 孔以及两个 6.5 孔。9 孔与 62 孔的位置公差为0.05mm，工件材料为 ZL112，HB90，要求生产纲领为月产量 10000 件，两班制生产。(2) 工艺分析加工该孔时，孔的位置度公差为0.05mm。根据组合机床用的工艺方法及能达到的经济精度，可采用如下的加工方案。一次性加工所有孔，大面孔径为 9 和 8.1，小面孔径为 9 和 6.5。(3) 定位基准及夹紧点的选择加工此摩托车汽缸体的孔，以孔 62（长销定位）和孔 22.6（短销定位）两孔作为定位基准，此定位为完全定位。在保证加工精度的情况下，提高生产效率减轻工人劳动量，而工件也是大批量生产，因此夹紧为气动夹紧，夹紧点为大小两端面（利用平面夹紧） 。1.3 确定组合机床的配置形式和结构方案。(1)被加工零件的加工精度被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度，是制造机床方案的主要依据。摩托车汽缸体加工孔的尺寸精度要求不高，可采用钻孔组合机床，工件各孔间的位置精度为 0.1mm,它的位置精度要求不是很高，安排加工时可以在下一个安装工位上对所有孔进行最终精加工。为了加工出表面粗糙度为 Ra3.2um 的孔。采取提高机床原始制造精度和工件定位基准精度并减少压夹变形等措施就可以了。被加工零件图如图 1-1 所示。(2)