论文37页，14000余字，CAD图纸13张
柴油机机体三面精镗组合机床总体及左主轴箱设计
摘要：柴油机机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它的加工情况。本课题设计一台加工柴油机机体的三面精镗组合机床，主要完成机床总体和左主轴箱的设计工作。根据柴油机机体的结构特点、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；为确保加工精度，采用“三面”的定位方案；为实现无级调速，操作可靠，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。本组合机床加工效率高，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。
关键词：组合机床；镗削；柴油机
Design of Overall and left Headstock of Modular Machine Tool for Finished Boring of Pipe Holes on Three-Side of Body of Diesel
Abstract：The diesel body is a product which needs mass production. In order to improve the disposition and the production efficiency, designing a high effective modular machine tool is needed to improve the production of the diesel body. This topic is the design of general scheme and left headstock of modular machine tool for Finished Boring of Pipe Holes on Three-Side of diesel body. According to the request of construction features, processing spot, size precision, surface roughness and productivity of the diesel cylinder body, sets the machine tool for single location horizontal type modular machine tool. The modular machine tool uses the horizontal-type single location three-side processing plan, the processing and assembly technology capability is good, and it clamps conveniently. In order to guarantee the processing precision, the localization plan use "three surfaces". In order to implement the unlimited speed regulation, safe and reliable, therefore choose hydraulic pressure sliding table. According the size of components and the position of the hole that is processed to set the overall size of the headstock. Choosing the taper bearing spindle by processing craft. The spindle and drive shaft diameter is decided through computation torque. The gear modulus is decided through the correlation method. The gear mentions and the position of intermediate propeller shaft is decided by the means "count, drawing and tries to collect many times". This modular machine tool has such advantages: it has high efficiency, the cost is low, the processing precision is high, it is easy to operate, it reduces the worker’s labor intensity, and it enhances the productivity.
Key words：modular machine-tool; boring; diesel engine
目 录
1 前言 1
1.1 课题内容 1
1.2 课题来由 1
1.2.1 课题背景 1
1.2.2 课题要求 1
1.3 组合机床国内外发展概述 1
1.4 本课题主要解决的问题和总体设计思路 2
2 组合机床总体的设计 3
2.1 总体方案的论证 3
2.2 工艺方案的拟订 3
2.2.1 工艺路线的确定 3
2.2.2 被加工零件的毛坯情况以及工艺过程分析 4
2.2.3 机床配置型式的选择 4
2.2.4 定位基面及夹压点的选择 5
2.2.5 影响工艺方案的主要因素 5
2.3 确定切削用量及选择刀具 5
2.3.1 选择切削用量 5
2.3.2计算切削扭矩及切削功率 7
2.3.3 选择刀具结构 8
2.4 三图一卡的设计 8
2.4.1 被加工零件工序图 8
2.4.2 加工示意图 9
2.4.3 机床联系尺寸总图 11
2.4.4 机床生产率计算卡 14
3 左主轴箱的设计 18
3.1 概述 18
3.2 绘制主轴箱设计的原始依据图 18
3.3主轴结构型式的选择及动力计算 19
3.3.1 主轴结构型式的选择 19
3.3.2 主轴直径和齿轮模数的初步确定 19
3.3.3 传动系统的设计与计算 19
3.4 主轴箱坐标计算 20
3.4.1 轴坐标系远点的确定 20
3.4.2 主轴箱坐标计算的顺序 21
3.4.3 主轴坐标的设置 21
3.4.4 传动轴坐标计算 22
3.5 齿轮和轴的校核 25
3.5.1 齿轮校核 25
3.5.2 轴的校核 26
3.6 标准件的选择及其它 30
3.6.1 叶片油泵的型号选择 30
3.6.2 螺塞 30
3.6.3 主轴箱的润滑 30
4 结论 32
致 谢 33
参考文献 34
附 录 35
1 前言
1.1 课题内容
本组课题是设计一台三面精镗孔卧式组合机床，来保证柴油机机体三面孔加工及保证相应的位置精度，在完成机床总体设计和绘制“三图一卡”的基础上，主要完成左主轴箱设计。
1.2 课题来由
本课题来自江动集团
1.2.1 课题背景
近年来，随着制造业的发展，普通机床已经越来越不能满足现代加工工艺及提高劳动生产率的要求。江动集团在生产柴油机时，其机体的加工效率比较低，跟不上生产指标，机体的加工精度比较高，普通机床加工比较困难，现需要设计一台组合机床用以实现柴油机机体的加工。
1.2.2 课题要求
本加工工序的内容：精镗平衡轴孔Φ52M7，凸轮轴孔Φ47H7、Φ35H7，调速轴孔Φ25V7，起动轴孔Φ37H7，缸套孔Φ118H9、Φ111H8、Φ110H7，曲轴孔Φ195H7、Φ78H7，表面粗糙度均为Ra1.6。
为了保证零件的加工精度，在整个设计过程中应满足以下几点要求：
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．机床尽量选用通用件，以便降低制造成本；
d．主轴箱能满足机床总体方案的要求（转速，转向，功率，坐标要求）。
1.3 组合机床国内外发展概述
组合机床是以系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量的专用部件组成的专用机床。组合机床是随着生产的发展，由万能机床和专用机床发展来的。这种机床既具有专用机床的结构简单、生产率和自动化程度较高的特点，又具有一定的重新调整能力，以适应工件变化的需要，组合机床可以对工件进行多面、多主轴加工。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。
组合机床装备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、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。在被加工零件的形状日益复杂的情况下，多轴化控制的机床装备适合能够加工形状复杂的零件。另外，产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。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，操作者可以通过网络对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据；通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。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。
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，以提高工艺可调性等。
1.4 本课题主要解决的问题和总体设计思路
本设计主要针对原有的柴油机机体左、右、后三个面上13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。左主轴箱的设计，首先，在完成对组合机床的总体设计并绘制出“三图一卡”的基础上，绘制左主轴箱设计的装配图；主轴箱设计是组合机床设计中的重要部分，主轴箱设计的合理与否，直接影响到被加工零件的加工精度等参数。首先确定工件的定位与夹紧方式，然后进行误差分析，对主轴箱的主要零件进行结构设计和校核。
2 组合机床总体的设计
2.1 总体方案的论证
图2-1柴油机机体
被加工零件 名称：柴油机机体
图号：TC-195-01
材料：HT200
硬度：HB170～241
此零件是中空的而四壁多孔的箱体类零件
技术要求：(1)本工序加工精度必须按图纸要求进行
(2)各镗孔终了允许有走刀线退刀痕
为了满足连续大批量生产，具有较好的应边性能的要求，生产工艺决定采用组合机床流水线来进行柴油机机体的切削加工。
2.2 工艺方案的拟订
2.2.1 工艺路线的确定
1 铸造
2 时效
3 粗铣上、下面
4 粗铣左、右面
5 粗铣前、后面
6 精铣上、下面
7 去毛刺
8 粗铣左、右面
9 去毛刺
10 精铣前、后面
11 去毛刺
12 三面粗镗孔
13 三面半精镗孔
14 三面精镗孔
15 镗平衡轴孔锁紧槽
16 钻气缸盖面、主轴承面、齿轮室盖面螺纹底孔
17 钻后盖面、水箱面、油箱面螺纹底孔
18 钻深孔
19 铣小搭面
20 攻气缸盖面、主轴承面、齿轮室面、后盖面、水箱面、油箱面螺纹
21 钻、扩、铰顶杆孔
22 终检
本工序加工的内容是加工路线中的第14道工序。孔的孔径大多都在40mm以上，只有极少数的孔稍微小了点，加工精度为H7、IT7级，表面粗糙度为Ra=1.6um。
