《TY295柴油机机体缸孔粗镗组合机床总体及刀具设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《TY295柴油机机体缸孔粗镗组合机床总体及刀具设计（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业设计说明书 2009 目录1 前言 1 2 组合机床总体设计设计 3 2.1 总体方案的拟定 3 2.1.1 加工对象工艺性的分析. 3 2.1.2 机床总体布局的确定. 3 2.1.3定位基准的选择. 4 2.1.4滑台型式的选择. 4 2.2 切削用量及刀具的选择. 5 2.2.1 切削用量的选择 . 5 2.2.2 切削力、切削扭矩及切削功率的计算. 5 2.2.3 刀具结构的选择 . 7 2.3 三图一卡设计 . 7 2.3.1 被加工零件工序图 . 7 2.3.2 加工示意图 . 9 2.3.3 机床联系尺寸总图 11 2.3.4 生产率计算卡 12 3 组合镗刀设计 15 3.
2、1 刀具设计概述 15 3.1.1 金属切削刀具的发展 15 3.1.2 刀具使用和设计中需注意的问题 15 3.2 镗刀设计 16 4 结论 . 19 参考文献 . 20 致谢 . 21 附录 . 22 本科生毕业设计说明书 2009 1 1 前言组合机床是根据加工需要，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。组合机床主要用于平面加工和孔加工。平面加工包括铣平面、车端面、刮平面；孔加工包括钻、扩、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹等。组合机床最适宜于加工各种大中型箱体类零件，如气缸体、气缸盖、变速箱体等零件。目前，组合机床在汽车、拖拉机、仪器仪表、军工及缝纫机、柴油机、纺织
3、、航空等部门，应用越来越普遍。组合机床主要适用于棱体类零件和杂体的孔面加工，生产效率高，研制周期短，便于设计、制造和使用维修，配置灵活，且自动化程度高，劳动强度低。在将来，组合机床将向五个方面发展：高速化、高精度化、复合化、高科技含量化以及环保化。同时，在自动化方面，将会进一步提高。目前，组合机床在机械制造工业中应用越来越普遍，并已显示出其巨大的优越性。主要表现在以下几个方面：高速度、高精度、柔性化、模块化、高生产率等方向发展。因此组合机床装备的发展思路必须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
4、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。同时，高性能的组合机床的应用也越来越多，诸如被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件，完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。随着技术的不断进步，一种新型的组合机床柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC ）
5、、数字控制（ NC ）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在组合机床行业中所占份额也越来越大。国内组合机床近几年取得了长足的进步，但是与发达国家相比，在产业结构、产品水平、开发能力、产业规模、制造技术水平、劳动生产率、国内外市场占有率等诸多方面尚存在不少差距。在组合机床方面，总体水平不高，国际竞争力不强，不能充分满足国内建设需要，关键技术过分依赖国外，自主发展能力薄弱，高技能人才的比较优势有弱化的危险，产品质量不稳定，用户服务水平差距较大。在组合机床
6、设计过程中，为了降低组合机床的制造成本，应尽可能地使用通用件和标准件。目前，我国设计制造的组合机床，其通用部件和标准件约占部件总数的 7080% ，其它 2030% 是专用零部件2。考虑到近年来，各种通用件和标准件都出台了新的标准及标注方法，为了方便以后组合机床的维修，整个组合机床的通用件和标准件配置，都采用了新标准。本毕业设计课题是TY295柴油机气缸体粗镗孔组合机床的设计，来源于江动集TY295柴油机机体缸孔粗镗组合机床总体及刀具设计2 团江淮动力股份有限公司。本组合机床有三人完成，本人将进行总体及刀具设计。组合机床的设计过程包括前期调研，总体设计，技术设计和工作设计。总体设计，包括工艺分
7、析、定位基准的选择、滑台型式的选择、通过选择切削用量选择刀具；还需编制“三图一卡”，即加工工序图，加工示意图，机床联系尺寸图，生产率计算卡。技术设计就是根据总体设计已经确定的“三图一卡”，设计主轴箱等专用部件正式总图；工作设计即绘制各个专用部件的施工图样，编制各零部件明细表。本次设计的加工对象为TY295柴油机气缸体，材料为 HT250 ， 硬度为 HB187-251 。在本工序前各主要表面已加工完毕。机床加工内容为粗镗顶面一个1170.27 孔；一个1120.27 孔；一个 111.50.27 孔。这三个孔为同轴孔。机床的工作原理为：镗刀固定在镗削头上，机床工作时，镗刀杆随着镗削头主轴旋转而
8、旋转，并向下做镗削运动。镗刀杆上装有三把刀，三把刀都是固定在镗刀杆上，最上面一把刀用来镗117 的孔，最下面一把刀用来镗111.5 的孔，中间一把刀用来镗 112的孔。组合机床刀具是组合机床主要组成部分之一。组合机床刀具设计、制造和使用的情况，将影响到组合机床加工出零件的质量、组合机床的生产率及经济效果。组合机床刀具，虽然从它的作用和对它的基本要求上看，与通用机床上用的刀具基本一样，但是由于组合机床的特殊条件，也给组合机床刀具带来了一些与一般刀具不同的特点。因此，要使组合机床能很好的工作，就必须了解这些特点。组合机床刀具要求有较高的耐用度和可靠性，并便于装卸和调整。由于组合机床是高生产率的专用
9、机床，它的循环时间较短，而在每一循环中，刀具不工作的时间很短。同时在大多数情况下，组合机床又是多刀加工，刀具数量较多，更换调整刀具较费时间。这样，如换刀次数较多，势必占用大量时间，降低生产率。所以就要求组合机床刀具具有如下性能：结构可靠；刀具材料和几何参数选取合理，并创造合适的切削条件以及选取比一般通用机床稍低的切削用量，以使刀具有较高的耐用度；便于装卸。此组合机床与一般普通镗床相比，它具有自动化程度高，加工效率高，加工质量稳定，减轻工人劳动强度等优点；但同时它也有一些缺点，就是该机床的设计制造成本相对较高。但随着社会经济和科学技术的发展，相信此组合机床的生产成本会越来越低，再经不断的升级改造
10、，其前景会非常光明。由于水平限制 , 如有错误 , 希望老师见谅包涵。本科生毕业设计说明书 2009 3 2组合机床总体设计2.1 总体方案的确定本设计的加工对象为TY295柴油机气缸体，材料是HT250,硬度 HB187251。根据被加工零件工序图，分析其精度、表面粗糙度、技术要求、加工部位尺寸、形状结构。并根据工件刚性及生产纲领，确定设计组合机床为双工位立式组合机床。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为 HT250 ，按照标准公差等级IT9 加工。共计有 6 个不同的孔径需要加工。B.本机床的加工内容及加工精度本道工序：镗左、右共6 个孔径 ，由本组合机床完成，具
11、体加工内容及加工精度如下：a)镗115 孔；标准公差等级为IT9。b)镗109 孔；标准公差等级为IT9。c)镗108 孔；标准公差等级为IT9。d)镗115 孔；标准公差等级为IT9。e)镗109 孔；标准公差等级为IT9。f)镗108 孔；标准公差等级为IT9。各孔的位置精度及具体要求详见TY295 柴油机气缸体加工工序图。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)机床尽量能用通用件（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。2.1.2 机床总体布局的确定机床总体布局主要有
12、如下配置型式：a)多工位组合机床多工位组合机床：主要用于中、小零件加工。生产占地面积大，但生产率高。这种方式若配合工作台的移动和精确定位，可以组成组合机床自动线，则自动化程度和生产率均很高。b)单工位组合机床各种型式的单工位组合机床，通常可安装一个工件，特别适宜于大、中型箱体类零件的加工。根据配置动力部件的型式和数量，这类机床可分为单面、多面及复合成。机床的配置型式还可分为卧式和立式两种。卧式组合机床床身由滑座、侧底座及中间底座组合而成。其优点是加工和装配工艺性好，无漏油现象；同时，安装、调试与运输也都比较方便；而且，机床重心较低，有利于减小振动。其缺点是削弱TY295柴油机机体缸孔粗镗组合机
13、床总体及刀具设计4 了床身的刚性，占地面积大。立式组合机床床身由滑座、立柱及立柱底座组成。其优点是占地面积小，自由度大，操作方便。其缺点是机床重心高，振动大 3。基于以上分析 , 柴油机气缸体的结构是比较规则的长方体，从加工的角度来看，卧立式竖放比较方便，采用卧立式组合机床加工孔，有利于排屑，也减轻了工人的劳动强度。且柴油机气缸体属于中型加工零件。在本设计中，镗孔工序是本工序内容。因此为了保证镗孔的加工精度和结合被加工零件加工特点，立式双工位组合机床是较好的选择。2.1.3 定位基准的选择组合机床是针对某种零件或零件某道工序设计的。正确选择定位基准，是确保加工精度的重要条件，同时也有利于实现最
14、大限度的集中工序，同时也可减少机床台数。A.定位基准的选择本机床加工为双工位加工，也就是分两部进行加工，其定位基准选择为一面两销定位，这种定位的好处有：a)可以简便地消除工件的六个自由度，使工件获得稳定可靠定位。b)有同时加工零件五个表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度。c) “一面两销”可作为零件从粗加工到精加工全部工序的定位基准，使零件整个工艺过程基准统一，从而减少由基准转换带来的累积误差，有利于保证零件的加工精度。同时，使机床各个工序（工位）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。d)易于实现自动化定位、夹紧，并有利于防止切削落于定位基面上。本机
15、床加工时采用的是“ 一面两销 “ 的定位方式。即一面是缸体底面，限制了三个方向的自由度；圆柱销限制了两个方向的自由度；菱形销限制了一个方向的自由度。通过一个平面和两个定位销限制其六个自由度，这样工件的6 个自由度被完全约束了也就得到了完全的定位。e)由于主轴是液压控制，因此，夹具也通过液压来驱动，能达到集中控制的要求，对被加工零件的四个角进行加紧，有效的保证了加工精度。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形。本设计采用液压夹紧，夹紧部位为刚性较好的筋板上，即气缸体的上表面，以减少气缸体夹紧
16、变形误差。2.1.4 滑台型式的选择本组合机床采用的是液压滑台。与机械滑台相比较， 液压滑台具有如下优点： 在相当大的范围内进给量可以无级调速；可以获得较大的进给力；由于液压驱动，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；由行程调速阀来控制滑台的快进转工进，转换精度高，工作可本科生毕业设计说明书 2009 5 靠。但采用液压滑台也有其弊端，如：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。本设计加工对象为 TY295柴油机气缸体左、右6 个孔径，为了提高加工效率，故采用液压滑台。2.2 切削用量及刀具的选择2.2.1 切削用量的选择因为所有孔径加工均为镗削，所以切削用量计算如下：A镗115+0.27 孔 l=7.6mm a)确定镗削深度 ap 由于镗孔加工余量小于5mm 。故粗镗可以在一次 走刀内完成，所以取ap=4mm b)确定进给量 f 根据1P132
