1、目 录1 前言 12 组合机床总体设计 .32.1 总体方案论证 32.1.1 加工对象工艺性的分析 .32.1.2 机床总体布局的确定 .32.1.3 定位基准的选择 42.1.4 滑台型式的选择 42.2 切削用量的确定及刀具选择 42.2.1 切削用量选择 42.2.2 切削力、切削扭矩及切削功率计算.52.3 组合机床总体设计 .72.3.1 被加工零件工序图 .72.3.2 加工示意图.82.3.3 机床尺寸联系总图 102.3.4 机床生产率计算卡 .133 组合机床左主轴箱设计 .153.1 左主轴箱原始依据图的绘制 .153.2 左主轴结构型式的选择和动力计算 163.3 左主
2、轴箱传动系统的设计与计算 .163.3.1 根据原始依据图对坐标尺寸的计算 .173.3.2 左主轴箱传动路线的拟订 .173.3.3 传动轴位置及齿轮齿数的确定 .183.4 左主轴箱坐标计算、坐标检查图的绘制 .203.4.1 传动轴的坐标的计算 203.4.2 坐标检查图的绘制213.5 轴、齿轮、轴承、键的校核223.5.1 轴的校核223.5.2 齿轮的校核233.5.3 轴承的寿命校核253.5.4 键的强度计算263.6 左主轴箱前、后盖及箱体设计.263.7 附件的选择264 结论29参考文献. 30 致 谢. 31盐城工学院本科生毕业设计说明书 20091附件清单. 32柴油
3、机气缸体三面钻削组合机床总体及左主轴箱设计摘 要：柴油机气缸体是需要大量生产的零件。为了提高加工精度和生产效率，需要设计一台组合机床来改善柴油机气缸体的加工情况。本课题设计的是 ZH1105 柴油机气缸体三面钻孔组合机床。用于加工被加工零件左、右、后三个面上的共 31 个大小不等的底孔。根据被加工工件的特点以及加工工艺的要求，进行了总体设计。选定了定位基准，确定了机床的配置形式以及工件的定位夹紧方案，选择了合适的切削用量、刀具及动力部件。总体设计主要是绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸总图和编制生产率计算卡。在完成总体设计的基础上，绘制了左主轴箱设计的原始依据图，拟订了传动系统，确
4、定了传动参数，设计了轴的结构，进行了齿轮、轴等相关零件的强度校核计算。该设计布局合理，为使组合机床能尽快投入生产应用，配置结构中充分选用了标准件及通用部件。该机床工艺性良好、方案可行、有实际使用价值。关键词：钻孔；组合机床；主轴箱全套图纸，加 153893706柴油机气缸体三面钻削组合机床总体及左主轴箱设计2Design of General and Left Headstock of Modular Machine Tool for Drilling Holes on Three-Side of engine cylinder bodyAbstract: The engine cylinde
5、r body is a product which needs mass production. In order to prove the disposition and the production efficiency, need to design a high effective modular machine tool to improve the production of the truck gear box. The subject is to design a three-side modular machine tool for drilling 31 different
6、 holes on ZH1105 engine cylinder bodys left,right ,and behind. Based on the character and the process analysis of the work-piece, the designing system was made. After the location datum were designed, the disposition of machine and the mechanism clamping system being determined, the reasonable cutti
7、ng data, the cutter and the power part were chosen. Overall to it is process into part process picture, process sketch map , lathe contact size general drawing and work out productivity calculate the card to draw mainly to design. The primitive basis charts of the left-side spindle box were drawn, t
8、he transmission system and the parameter were drafted. Then the structure of the axis was designed and the intensity checks of the components of the gear ,axis and so on were carried on .This design layout is reasonable, to make the combination machine tools can be used as soon as possible into prod
9、uction, structure and fully chose standard components. This machine is technology, 盐城工学院本科生毕业设计说明书 20093scheme feasible and practical.Key word: Drill hole; Modular machine tool; Headstock.1 前言本次毕业设计的课题是来源于盐城市江动集团的关于 ZH1105 柴油机箱体三面钻孔组合机床设计。ZH1105 柴油机是该集团大批量生产的产品之一，为保证柴油机箱体三面孔的加工和相应的位置精度,提高生产效率而设计一台三面
10、钻孔的卧式组合机床。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专用机床 1。这种机床既具有结构简单、生产率和自动化程度较高等特点，又具有一定的重新调整能力，以适应工件变化的需要，它还可以对工件进行多面、多主轴同时加工。组合机床应尽可能选用标准件，降低制造成本，同时需考虑实际生产条件，并从机床的合理性、经济性、工艺性、实用性及对被加工零件的具体要求出发，确定设计方案。本机床设计吸取了现有机床加工优点，设计布局合理。满足机体孔系加工质量要求。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，由于自身的基础比较薄弱，从整体上看，国外的先进水
11、平、与国内用户的要求还存在着一定的差距，满足不了用户要求。80 年代以来，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。组合机床主要用于棱体类零件和复杂的孔面加工，生产率高。加工精度稳定，研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本低。因为通用化、系列化、标准化程度高，通用零部件占 70%-90%,通用件可组织批量生产进行预定或外购。自动化程度高，劳动强度低。组合机床的设计，目前基本上有两种情况：其一，是根据具体加工对象的具体柴油机气缸体三面钻削组合机床总体及左主轴箱设计4情况进行专门设计，这是当前最普遍的做法。其二，随着组合机床在我国机械行业的广泛使用，广大
12、工人总结自己生产和使用组合机床的经验，发现组合机床不仅在其组成部件方面有共性，可设计成通用部件，而且一些行业在完成一定工艺范围内组合机床是极其相似的，有可能设计为通用机床，这种机床称为“专能组合机床” 。这种组合机床不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，可以设计成通用品种，组织成批生产，然后按被加工零件的具体需要，配以简单的夹具及刀具，即可组成加工一定对象的高效率设备。组合机床的发展思路是以提高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠性和组合机床技术的成套性为主攻方向。一方面，加强数控技术的应用，提高组合机床产品数控化率；另一方面，进一步发展新型部件，尤其是多坐标部件，使其模块化
13、、柔性化，适应可调可变、多品种加工的市场需求。复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高。在这些方面组合机床装备还有相当大的差距，因此组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。目前，我国组合机床的研究涉及机床设计研究 23、加工工艺 45 、加工质量改进 6等，在机床自动化、柔性化等方面的研究与国际发展水平相比还有不小的差距。课题由 4 人来进行设计，本人主要进行组合机床的总体设计及左主轴箱设计。在对组合机床的主轴箱设计之前，需对被
14、加工零件孔的分布情况及所要达到的技术要求进行具体分析 7，如各部件尺寸、材料、形状、硬度及加工精度和表面粗糙度等内容。充分了解组合机床的特点，通过分析主轴箱的工作原理，进行机床的总体方案设计。首先是总体方案论证，组合机床总体设计的具体工作是编制“三图一卡” ，即绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图，编制生产率计算卡。其次是部件设计和零件设计，在主轴箱设计时，需要绘制主轴箱原始依据图，选择主轴箱的规格、型号，选择切削用量 8，计算切削功率，确定各轴的结构、排布、配合关系 910，轴的强度、刚度校核等。还需对主轴箱前盖、后盖、箱体及附件的设计 1112。在主轴箱设计中，设计的主要思路是
15、把原有的多道工序的单孔加工改为多孔同时加工，这样设计主要是为了解决由多次装夹引起的定位误差问题，保证孔的位置精度。盐城工学院本科生毕业设计说明书 200952 组合机床总体设计针对 ZH1105 柴油机气缸体，在确定加工工艺的基础上进行总体方案对比论证。设计组合机床“三图一卡” ，其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸总图和编制生产率计算卡等。组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求，按工序集中的原则设计的一种高效率专用机床。在设计组合机床时，首先应根据柴油机气缸体三个面上孔的位置精度、表面粗糙度及其他技术要求，确定被加工零件是否可以利用组合机床加工以及采用组合机床加工是否
16、合理的问题。如果确定可以利用组合机床加工，为使加工过程顺利进行，并达到要求的生产率，在分析被加工零件加工工艺资料的基础上，应考虑影响制定零件工艺方案、机床配置型式、结构方案等因素，然后进行分析比较，以确定被加工零件在组合机床上合理可行的加工方法、确定工序间加工余量、选择合适的切削用量、相应的刀具结构、确定机床配置型式等等。2.1 总体方案论证2.1.1 加工对象工艺性的分析A.被加工零件特点被加工零件材料是 HT250,硬度 HB190250，共计有 31 个孔需要加工，在本工柴油机气缸体三面钻削组合机床总体及左主轴箱设计6序之前各主要表面、主要孔已加工完毕。B.本机床的加工内容及加工精度本道
17、工序：钻左、右及后面共计 31 个孔，由本组合机床完成，具体加工内容及加工精度如下：a)钻箱体左面：钻 14 个 6.7 的孔，深 18；钻 1 个 10.5 的孔，深 38.5。b)钻箱体右面：钻 9 个 6.7 的孔，深 18；钻 1 个 8.4 的孔，深 20。c)钻箱体后面：钻 6 个 10.5 的孔，深 38.5。C.本次设计技术要求a)机床布局合理，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。 2.1.2 机床总体布局的确定机床的配置型式有立式和卧式两
18、种。立式机床的优点是占地面积小，自由度大，操作方便，其缺点是机床重心高，振动大。卧式机床的优点是加工和装配工艺性好，振动小，运动平稳，机床重心较低，精度高，安装方便，其缺点是削弱了床身的刚性，占地面积大。机床的配置型式在很大程度上取决于被加工零件的大小、形状及加工部位等因素。通过以上的比较，针对 ZH1105 柴油机箱体的结构特点和需要被加工的部位考虑钻孔工序是主要工序内容。为了保证钻孔的加工精度和符合被加工零件的加工特点，我们选择用卧式组合机床。2.1.3 定位基准的选择组合机床是针对某一个零件或一个零件的某道工序而设计的。正确选择定位基准，是保证加工精度的重要条件，同时也有利于实现最大限度
19、的工序集中。A.定位基准的选择本机床为工件一次安装，同时对 31 进行加工，其定位基准选择为：机体的底面定位限制 3 个自由度，侧面定位限制 2 个自由度，端面定位限制 1 个自由度，这种定位方法的特点是：a)可以简便地消除工件的六个自由度，使工件获得可靠的定位；b)能够同时加工工件三个端面上的孔，既能高度集中工序，又有利于提高三端面孔的位置精度；c)本定位基准有利于保证柴油机箱体的加工精度，使机床的许多部件实现通用化，有利于缩短设计制造周期、降低成本。B.确定夹紧位置在选择定位基准的同时，要有相应的夹紧位置。确定夹紧位置要考虑两个因素：一是保证零件夹压后的稳定；二是尽量减少和避免零件夹压后变
20、形。针对 ZH1105 柴油机气缸体我们采用了液压夹紧，夹紧部位为刚性较好的筋板上，即箱体的上表面，盐城工学院本科生毕业设计说明书 20097以减少箱体夹紧变形误差。 2.1.4 滑台型式的选择与机械滑台相比较，液压滑台的进给量可以无级调速；可以获得较大的进给力；零件磨损小，使用寿命长；工艺上要求多次进给时，通过液压换向阀，很容易实现；过载保护简单可靠；工作可靠。但采用液压滑台的不足之处在于进给量由于载荷的变化和温度的影响而不够稳定；液压系统漏油影响工作环境，浪费能源；调整维修比较麻烦。本课题的加工对象是 ZH1105 柴油机气缸体，为了提高加工效率，降低生产成本，所以选用了液压滑台。2.2
21、切削用量的确定及刀具选择2.2.1 切削用量选择在被加工的 31 个孔中，都是钻孔加工，所以选择切削用量时仅从钻孔方面考虑，具体的钻孔切削用量从文献 1表 6-11 中选取。由于钻孔的切削用量与钻孔深度有关，随孔深的增加而逐渐递减，其递减值按文献 1表 6-12 选取。钻孔时，降低进给量的目的是为了减小轴向切削力，以避免钻头折断，降低切削速度主要是为了提高刀具寿命 8。所有刀具都采用硬质合金。A.对左面 15 孔的切削用量选择： a)钻孔 114 轴：6.7 孔，h=18mm加工材料为 HT200 铸铁，由 d612,硬度大于 190250HBS，选择v=1018m/min,f0.10.18m
22、m/r,取定 v=12.56m/min,f=0.11mm/r,则由文献 1P43的公式，（2-dvn101）得： n=100012.56/(6.7) 597r/minb)钻孔 15 轴: 10.5 孔，h=38.5mm加工材料为 HT200 铸铁，由 d612,硬度大于 160200HBS，选择v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取定 v=21.98m/min,f=0.13mm/r,则由文献 1P43的公式，dvn10得： n=100021.98/(10.5) 667r/minB.对右侧面上 10 个孔的切削用量的选择：a)钻孔 1624,轴：6.7 孔，h=18mm加工材料为
23、HT200 铸铁，由 d612,硬度大于 160200HBS，选择v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取定 v=12.56m/min,f=0.11mm/r,则由文献 1P43的公式，柴油机气缸体三面钻削组合机床总体及左主轴箱设计8dvn10得： n=100012.56/(6.7) 597r/minb)钻孔 25 轴：8.4 孔，h=20mm加工材料为 HT200 铸铁，由 d612,硬度大于 160200HBS，选择v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取定 v=15.7m/min,f=0.13mm/r,则由文献 1P43 的公式，dvn10得： n=100015.7
24、/(8.4) 595r/minC.对后面上 6 个孔的切削用量的选择a)钻孔 2631 轴：10.5 孔，h=38.5mm 加工材料为 HT200 铸铁，由 d612,硬度大于 160200HBS，选择v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取定 v=21.98m/min,f=0.13mm/r,则由文献 1P43的公式，dvn10得： n=100021.98/(10.5) 667r/min2.2.2 切削力、切削扭矩及切削功率的计算根据文献1表 6-20 中公式计算钻孔（2-6.08.2HBDfF2）（2-6.08.91fT3） （2-DvP97404）其中中：F -切削力（N） ；
25、T-切削转矩（N） ；P-切削功率（kW） ；v-切削速度（m/min） ；f-进给量（mm/r） ；D-加工（或钻头）直径（mm） ； HB-布氏硬度， 得HB=200。则根据上述公式可得：A.左面：钻孔 114 轴 6.7：= 6.08.2HBDfF6.08.0217.2N78.15=20377.6Nmm91T 9.盐城工学院本科生毕业设计说明书 20099=1.25kWDTvP97407.65123钻孔 15 轴 10.5：=6.08.2HBfF6.08.02135.2N14.8=11867.76Nmm91T 9=0.81kW740vPD5.107B.右面： 钻孔 1624 轴 6.7：
26、6.08.2HBfFN8.=20377.6Nmm91T=1.25kWDvP740钻孔 25 轴 8.4：=531.70N6.08.2HBfF=1025.71Nmm91T=0.059kW740vPDC.后面： 钻孔 2631 轴 10.5：N6.08.2HBfF14.2Nmm91T7=0.81kWDvP7402.3 组合机床总体设计2.3.1 被加工零件工序图A.被加工零件工序图的作用和内容柴油机气缸体三面钻削组合机床总体及左主轴箱设计10被加工零件工序图是根据制定的工艺方案，表示所设计的组合机床上完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹压部位以及被加工零
27、件的材料、硬度和在本机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图样。除了设计研制合同外，它是组合机床设计的重要依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要文件。被加工零件工序图是在被加工零件的基础上，突出本机床或自动线的加工内容，并作必要的说明而绘制的。其主要内容包括：a)被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本工序机床设计有关部位结构形状和尺寸。当需要设置中间导向时，则应把设置中间导向临近的工件内部肋、壁布置及有关结构形状和尺寸表示清楚，以便检查工件、夹具、刀具之间是否相互干涉。b)本工序所选用的定位基准、夹压部位及夹紧方向。以便据此进行夹具的支承、定位、夹紧和导向等机构设计。c)本工序加工表面
28、的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技术要求以及对上道工序的技术要求。d)注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量。 B.绘制被加工零件工序图的规定及注意事项a)绘制被加工零件工序图的规定：应按一定的比例，绘制足够的视图以及剖面；本工序加工部位用粗实线表示；定位用定位基准符号表示，并用下标数表明消除自由度符号；夹紧用夹紧符号表示，辅助支承用支承符号表示。b)绘制被加工零件工序图注意事项本工序加工部位的位置尺寸应与定位基准直接发生关系。对工件毛坯应有要求，对孔的加工余量要认真分析。在钻孔时，其大孔单边余量应小于相邻两孔半径之差，以便钻头能通过。当本工序有特殊要求时必须注明。如精钻
29、孔时，当不允许有退刀痕迹或者允许有某种形状的刀痕时必须注明。有如薄壁或孔底部壁薄，加工螺纹时螺纹底孔深度不够及能否钻通等 1。图 2-1 所示为被加工零件工序图。盐城工学院本科生毕业设计说明书 200911图 2-1 被加工零件工序图2.3.2 加工示意图零件加工的工艺方案要通过加工示意图反映出来。加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具、辅具的布置状况以及工件、夹具、刀具等机床各部件间的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等。A.导向结构的选择组合机床钻孔时，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的导向装置来保证的。导向装置的作用是：保证刀具相对工件的正确位置；保证刀具相互间的正确位置；提
30、高刀具系统的支承刚性。B.确定主轴、尺寸、外伸尺寸在本课题中，主轴是用于钻孔的，钻孔选用滚珠轴承主轴。钻孔时采用刚性连接，主轴采用长主轴。根据由选定的切削用量计算得到的切削转矩 T，由文献 1P43 页公式（2-410Bd5） 式中，d 表示轴的直径（） ；T 表示轴所传递的转矩（Nm） ；B 表示系数，本课题中钻孔主轴为非刚性主轴，取 B=6.2。柴油机气缸体三面钻削组合机床总体及左主轴箱设计12由公式可得：左面 轴 114 d=13.42mm 取定 d=22 轴 15 d=19.77mm 取定 d=30 右面 轴 1621 d=13.74mm 取定 d=30后面 轴 2230 d=13.3
31、9mm 取定 d=22 轴 31 d=17.43mm 取定 d=30根据主轴类型及初定的主轴轴径，文献 1表 3-6 可得到主轴外伸尺寸及接杆莫氏圆锥号。滚珠长主轴轴径 d=20时，主轴外伸尺寸为：D/d1=32/20,L=115；接杆莫氏圆锥号为 2。滚珠长主轴轴径 d=15时，主轴外伸尺寸为：D/d1=25/16,L=1815；接杆莫氏圆锥号为 1。C.选择接杆、浮动卡头在钻、扩、铰、锪孔及倒角等加工小孔时，通常都采用接杆（刚性接杆） 。各主轴的外伸长度和刀具均为定值，为保证主轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，须采用轴向可调整的接杆来协调各轴的轴向长度，以满足同时加工完成孔的要求。 为提
32、高加工精度、减少主轴位置误差和主轴振摆对加工精度的影响，在采用长导向或双导向进行钻孔时，一般孔的位置精度靠夹具保证。为避免主轴与夹具导套不同而引起的刀杆“别劲”现象影响加工精度，均可采用浮动卡头连接。所以钻孔一般采用刚性连接。D.动力部件工作循环及行程的确定a)工作进给长度 L 工的确定工作进给长度 L 工，应等于加工部位长度 L（多轴加工时按最长孔计算）与刀具切入长度 L1 和切出长度 L2 之和。切入长度一般为 510，根据工件端面的误差情况确定。镗孔时，切出长度一般为 510mm；钻孔时，切出长度一般为 d+(38)mm。13当采用复合刀具时,应根据具体情况决定。所以得出以下结果:左主轴
33、箱：工进长度： =8+12=20mm工L右主轴箱：工进长度： =8+12=20mm工后主轴箱：工进长度： =6+14=20mm工b)快速进给长度的确定快速进给是指动力部件把刀具送到工作进给位置，其长度按具体情况确定。初步选定三个主轴箱上刀具的快速进给长度分别为 210mm,210mm,210mm。c)快速退回长度的确定快速退回长度等于快速进给和工作进给长度之和。由已确定的快速进给和工作进给长度可知，三面快速退回长度分别为 230mm,230mm,230mm。d)动力部件总行程的确定动力部件总行程除了满足工作循环向前和向后所需的行程外，还要考虑因刀具磨损或补偿制造、安装误差，动力部件能够向前调节
34、的距离（即前备量）和刀具装盐城工学院本科生毕业设计说明书 200913卸以及刀具从接杆中或接杆连同刀具一起从主轴孔中拿出时，动力部件需要后退的距离（刀具退离夹具导套外端面的距离应大于接杆插入主轴孔内或刀具插入接杆孔的长度，即后备量） 。因此，动力部件的总行程为快退行程与前后备量之和。图 2-2为被加工零件的加工示意图。图 2-2 加工示意图2.3.3 机床尺寸联系总图机床联系尺寸总图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并按初步选定的主要通用部件以及确定的专用部件的总体结构而绘制的 。1绘制机床联系尺寸总图之前应确定的主要内容A.选择动力部件a)动力箱型号的选择动力箱规格要与滑台匹配，其驱动
35、功率主要依据多轴箱所需传递的切削功率来选用。由切削用量计算得到的各主轴的切削功率的总和 ，根据文献1P47 公式切 削P式中, 消耗于各主轴的切削功率的总和（kW） ；切 削P多轴箱的传动效率,加工黑色金属时取 0.80.9，加工有色金属时 （2-切 削多 轴 箱P6）柴油机气缸体三面钻削组合机床总体及左主轴箱设计14取 0.70.8；主轴数多、传动复杂时取小值，反之取大值。本课题中，被加工零件材料为灰铸铁，属黑色金属，又主轴数量较多、传动复杂，故取 。0.85h=左主轴箱： =0.090+0.090+0.041=0.311kW切 削P则 = =0.3659kW多 主 轴 .31右主轴箱： =
36、40.096+0.059=0.443kW切 削则 = =0.52kW多 主 轴 85.04后主轴箱： =0.10043+0.0696=0.3708kW切 削P则 = =0.436kW多 主 轴 .37b)动力滑台型号的选择根据选定的切削用量计算得到的单根主轴的进给力，按文献 1的 62 页公式(2-7)niF1多 轴 箱计算。 式中，Fi各主轴所需的轴向切削力，单位为 N。则:左主轴箱 =3876.78+376.39=3006.73N多 主 轴 箱F右主轴箱 =4892.39+531.70=4102.26N多 主 轴 箱后主轴箱 =3921.91+585.90=3006.73N多 主 轴 箱实
37、际上,为克服滑台移动引起的摩擦阻力，动力滑台的进给力应大于 F。又考虑到所需的最小进给速度、切削功率、行程、主轴箱轮廓尺寸等因素，为了保证工作的稳定性，由文献 1表 5-1，左、右、后面都选用液压滑台 1HY32IA 型，台面宽320mm，台面长 800mm，滑台及滑座总高为 320mm，允许最大进给力为 20000N；其相应的侧底座型号为 1CC401。根据液压滑台的配套要求，滑台额定功率应大于电机功率的原则，查文献 1表5-38 得出动力箱及电动机的型号,见表 2-1。表 2-1 动力箱及电动机的型号 主轴箱 动力箱型号 电动机型号电动机功率(kW)电动机转速(r/min)输出轴转速(r/
38、min)左主轴箱 1TD32- Y100L1-4 2.2 1430 960右主轴箱 1TD32- Y100L1-4 2.2 1430 960后主轴箱 1TD32- Y100L1-4 2.2 1430 960c)配套通用部件的选择侧底座 1CC401 型号，其高度 H=560mm，宽度 B=900mm，长度 L=1350mm。盐城工学院本科生毕业设计说明书 200915B.确定机床装料高度 H装料高度是指机床上工件的定位基准面到地面的垂直距离。在确定之前，首先要考虑工人操作的方便性，还要考虑车间运送共建的滚到高度，工件最低孔的位置，主轴箱最低主轴高度和通用不见的高度尺寸的限制。本课题中，工件最低
39、孔位置h2=103，主轴箱最低主轴高度 h1=102.5，所选滑台与滑座总高 h3=320，侧底座高度 h4=560，夹具底座高度 h5=195，中间底座高度 h6=560，综合上述因素，该组合机床装料高度取 H=755。C.确定夹具轮廓尺寸主要确定夹具底座的长、宽、高尺寸。工件的轮廓尺寸和形状是确定夹具底座轮廓尺寸的基本依据。具体要考虑布置工件的定位、限位、夹紧机构、刀具导向装置以及夹具底座排屑和安装等方面的空间和面积需要。夹具底座的高度尺寸，一方面要保证其有足够的高度，同时考虑机床的装料高度、排屑的方便性和便于设置定位、夹紧机构。一般不小于 240 mm。本机床夹具的长度为 630mm，宽
40、度为 408mm，高度为 620mm。D.确定中间底座尺寸中间底座的顶面安装夹具或输送部件，侧面与侧底座或立柱底座相连接，并通过端面键或定位销定位。根据机床配置形式不同，中间底座有多种形式，如：双面卧式组合机床的中间底座，两侧面都安装侧底座；三面卧式组合机床的中间底座为三面安装侧底座；立式回状工作台式组合机床，除了安装立柱外，还需安装回转工作台。总之，中间底座的结构，尺寸需根据工件的大小、形状以及组合机床的配置形式等来确定。因此，中间底座一般按专用部件进行设计，但为了不致使组合机床的外廓尺寸过分繁多，中间底座的主要尺寸应符合国家标准规定。确定中间底高度尺寸时，应考虑铁屑的储存及排除电气接线安排
41、，中间底座高度一般不小于 540mm。本机床确定中间底座高度为 560mm。E.确定主轴箱轮廓尺寸主要需确定的尺寸是主轴箱的宽度 B 和高度 H 及最低主轴高度 h1。主轴箱宽度B、高度 H 的大小主要与被加工零件孔的分布位置有关，可按文献 1P49 公式计算：B=b+2b1 （2-8）H=h+h1+b1 （2-9）式中：b工件在宽度方向相距最远的两孔距离（） ；b1最边缘主轴中心距箱外壁的距离（） ；h工件在高度方向相距最远的两孔距离（） ；h1最低主轴高度（） 。其中，h 1还与工件最低孔位置（h 2=103） 、机床装料高度（H=880） 、滑台滑座总高（h 3=320） 、侧底座高度（
42、h 4=560）等尺寸有关。对于卧式组合机床， h1柴油机气缸体三面钻削组合机床总体及左主轴箱设计16要保证润滑油不致从主轴衬套处泄漏箱外，通常推荐 h185-140，本组合机床按文献 1P50 公式h1=h2+H-(0.5+h3+h4) （2-10）计算，得： h 1=102.5。b=100,h=125.125,取 b1=100，则求出主轴箱轮廓尺寸：B=b+2b1=100+2100=300H=h+h1+b1=125.125+102.5+100=327.625根据上述计算值,按主轴箱轮廓尺寸系列标准，左,右主轴箱轮廓尺寸都预定为BH=408620，后主轴箱轮廓尺寸预定为 BH=6408620
43、 。2.3.4 机床生产率计算卡A.理想生产率 (单位为件/h)是指完成年生产纲领 A(包括备品及废品率)所要求Q的机床生产率。它与全年工时总数 tk有关,一般情况下,单班制 tk取 2350h,两班制tk取 4600h,由文献 1的 51 页公式（2-ktAQ11）得： =50000/2350=21.28 件/h B.实际生产率 (单位为件/h)是指所设计机床每小时实际可生产的零件数 1Q（2-单TQ60112）式中: 生产一个零件所需时间(min)，可按下式计算：单T（2- 装移快 退快 进停辅切单 tVLtVLt kfff2113）式中: 分别为刀具第、工作进给长度,单位为 mm;21L
44、、分别为刀具第、工作进给量,单位为 mm/min;ffV、当加工沉孔、止口、锪窝、倒角、光整表面时，滑台在死挡铁上的停留停t时间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转 转所需的时间，单位 min; 分别为动力部件快进、快退行程长度，单位为 mm; 快 退快 进 、 L动力部件快速行程速度。用机械动力部件时取 56m/min;用液压动力部kf件时取 310m/min;直线移动或回转工作台进行一次工位转换时间，一般取 0.1min;移t工件装、卸（包括定位或撤销定位、夹紧或松开、清理基面或切屑及吊装 卸盐城工学院本科生毕业设计说明书 200917运工件）时间。它取决于装卸自动化程度、工件重量大小
45、、装卸是否方便及工人的熟练程度。通常取 0.51.5min。如果计算出的机床实际生产率不能满足理想生产率要求,即 ,则必须重新选Q1择切削用量或修改机床设计方案。已知: 钻左面孔 =20mm; 4000.104=41.2mm/min 工LfVn=210mm =230mm 快 进 快 退L钻右面孔 =20mm; 4310.104=44.8mm/min工 f=210mm =230mm 快 进 快 退钻后面孔 =20mm; 4440.119=52.8mm/min工LfVn=210mm =230mm 快 进 快 退L左面孔 20.65.min41ftt机 工 进 停230.15.68minkfttV快
46、 进 快 退 移辅 装 卸0.5168.intt辅单 机右面孔 2.0.51i4fLttV机 工 进 停23.51.68minkftt 快 进 快 退 移辅 装 卸0.51.68.9mintt辅单 机后面孔 2.0.45ifLttV机 工 停123.15.68minkftt快 进 快 退 移辅 装 卸 0.45.68.mintt辅单 机对多面和多工位加工机床，在计算时应以所有工件单件加工最长的时间作为单件工时，所以选择 ，2.38minT单实际生产率: 16026.81/.3QhT单 件C.机床负荷率 柴油机气缸体三面钻削组合机床总体及左主轴箱设计18a)当 时候，机床负荷率为二者之比。1Q组
47、合机床负荷率一般为 0.750.90,自动线负荷率为 0.60.7。典型的钻、镗、攻螺纹类组合机床，按其复杂程度确定；对于精度较高、自动化程度高或加工多品种组合机床，宜适当降低负荷率。b)由文献 1的 51 页公式得机床负荷率: （2-14）1Q 2.879.3%63 组合机床左主轴箱设计本人的设计任务是 ZH1105 柴油机气缸体三面钻孔组合机床总体及左主轴箱部分的设计。左轴箱是组合机床的重要专用部件。它是根据加工示意图和主轴类型设计的运动的动力部件，其动力来源于通用的动力箱。它与传动箱一起安装在进给滑台上，可完成钻孔镗孔等加工工序。由总体设计部分可知，我所需要设计的主轴箱轮廓尺寸为 400
48、400，属于大型通用主轴箱，结构典型，能利用通用的箱体和传动件；采用标准主轴，借助导向套引导刀具来保证被加工孔的位置精度。通用主轴箱设计的顺序是：绘制主轴箱设计原始依据图；确定主轴结构、轴径及齿轮 模数；拟订传动系统；计算主轴、传动轴坐标，绘制坐标检查图；绘制主轴箱总图，零件图及编制组件明细表 1。3.1 左主轴箱原始依据图的绘制左主轴箱原始依据图是根据“三图一卡”绘制的。图 3-1 所示为 ZH1105 柴油机气缸体三面钻镗孔组合机床左主轴箱设计原始依据图,表 3-1 所示为各主轴外伸尺寸及各孔的切削用量。盐城工学院本科生毕业设计说明书 200919图 3-1 原始依据图注：1.被加工零件编号及名称：ZH1105 柴油机材料及硬度：HT200 160-200HBS。2.动力部件 1TD32- I，Y100L1
