基于PROE平臺的立式雙軸缸孔半精鏜機床總體及刀具設計說明書.doc

1目錄1前言12組合機床總體設計32.1總體方案的確定32.1.1組合機床工藝方案的制定32.1.2定位基準的選擇32.1.3機床配置型式的選擇42.1.4滑臺型式的選擇42.1.5中間底座的選擇42.2切削用量及刀具的選擇52.2.1選擇切削用量52.2.2切削力、切削扭矩及切削功率的計算62.2.3刀具結(jié)構(gòu)的選擇82.3三圖一卡設計.92.3.1被加工零件工序圖92.3.2加工示意圖102.3.3機床聯(lián)系尺寸圖112.3.4機床生產(chǎn)率計算卡123.組合鏜刀設計153.1刀具設計概述.153.1.1金屬切削刀具的發(fā)展.153.1.2刀具使用和設計中需注意的問題.153.2組合鏜刀工作原理.153.2.2工作原理.173.3推桿與滑塊的工作原理.173.1.1推桿與滑塊的設計原因.173.2.2工作原理.173.4鏜刀設計.185結(jié)論.26文獻資料.27致謝.28附錄.29基于PROE平臺的立式雙軸缸孔半精鏜機床總體及刀具設計21前言組合機床是根據(jù)工件加工需要,以大量通用部件為基礎,配以少量專用部件組成的一種高效的專用機床。組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方法，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已標準化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應用，并可用來組成自動生產(chǎn)線。組合機床及其自動線是集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用,因而被廣泛應用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制,它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件(近年研制的組合機床加工連桿、板件等也占一定份額),完成鉆孔、擴孔、鉸孔,加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺,在孔內(nèi)鏜各種形狀槽,以及銑削平面和成形面等。組合機床的分類繁多,有大型組合機床和小型組合機床,有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復合式,還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合機床等；隨著技術(shù)的不斷進步,一種新型的組合機床柔性組合機床越來越受到人們的青睞,它應用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換,配以可編程序控制器()、數(shù)字控制()等,能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(tǒng),并能靈活適應多品種加工的可調(diào)可變的組合機床。另外,近年來組合機床加工中心、數(shù)控組合機床、機床輔機(清洗機、裝配機、綜合測量機、試驗機、輸送線)等在組合機床行業(yè)中所占份額也越來越大。二十世紀70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術(shù)的發(fā)展，組合機床的加工精度也有所提高。組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。國內(nèi)組合機床近幾年取得了長足的進步，但是與發(fā)達國家相比，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品水平、開發(fā)能力、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、制造技術(shù)水平、勞動生產(chǎn)率、國內(nèi)外市場占有率等諸多方面尚存在不少差距。在組合機床方面，總體水平不高，國際競爭力不強，不能充分滿足國內(nèi)建設需要，關(guān)鍵技術(shù)過分依賴國外，自主發(fā)展能力薄弱，高技能人才的比較優(yōu)勢有弱化的危險，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，用戶服務水平差距較大。本次設計的課題是基于PRO/E立式雙軸缸孔半精鏜機床總體及刀具設計。該課題來源于江淮動力集團。本次設計分總體設計、夾具設計、鏜削頭設計、刀具設計三個部分。我主要負責刀具部分的設計，總體設計由我和另外三位同學共同完成。在設計組合機床過程中，組合機床刀具的設計是組合機床設計工作的重要部分之一。刀具要滿足成批量加工的要求，因此，就需要對刀具的強度、刀具材料進行計算校核，它要滿足同時加工幾個孔的要求，但由于中間孔的孔徑大于兩端的孔徑，給設計帶來了很大的難度，具體設計方案在后面講予以介紹。設計該組合機床思路如下：仔細分析零件的特點，以確定零件合理可行的加工方法（包括安排工序及工藝流程，確定工序中的工步數(shù)，選擇加工的定位基準及夾壓方案等），確定工序間加工余量，選擇合適的切削用量，確定組合機床的配制形式；3根據(jù)被加工零件的工藝要求確定刀具，再由刀具直徑計算切削力，切削扭矩，切削功率，然后選擇各通用部件，最后按裝配關(guān)系組裝成組合機床。本說明書以設計立式雙軸缸孔半精鏜組合機床為主線，闡述了刀具的選擇、鏜削頭和夾具設計的過程。在第2章中著重介紹了組合機床的總體設計。在總體設計中，首先是被加工零件的工藝分析，然后是總體方案的論證，在比較了許多方案之后，結(jié)合本道工序加工的特點最終選擇臥式三面的機床配置型式。再結(jié)合本道工序的特點選擇刀具。根據(jù)選擇的切削用量，計算刀具的切削力、切削扭矩、切削功率等，再確定刀具的大小和型式。在確定這些設計計算后，然后是繪制組合機床的“三圖一卡”被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡。在第3章中，主要介紹了刀具的設計。組合機床刀具，雖然從它的作用和對它的基本要求上看，與通用機床上用的刀具基本一樣，但是由于組合機床的特殊條件，也給組合機床刀具帶來了一些與一般刀具不同的特點。因此，要使組合機床能很好的工作，就必須了解這些特點。組合機床刀具要求有較高的耐用度和可靠性，并便于裝卸和調(diào)整。由于組合機床是高生產(chǎn)率的專用機床，它的循環(huán)時間較短，而在每一循環(huán)中，刀具不工作的時間很短。同時在大多數(shù)情況下，組合機床又是多刀加工，刀具數(shù)量較多，更換調(diào)整刀具較費時間。這樣，如換刀次數(shù)較多，勢必占用大量時間，降低生產(chǎn)率。所以就要求組合機床刀具具有如下性能：結(jié)構(gòu)可靠；刀具材料和幾何參數(shù)選取合理，并創(chuàng)造合適的切削條件以及選取比一般通用機床稍低的切削用量，以使刀具有較高的耐用度；便于裝卸?；赑ROE平臺的立式雙軸缸孔半精鏜機床總體及刀具設計42組合機床總體設計該組合機床的加工對象是汽車變速箱箱體，材料是HT250，硬度為HB190250.屬于箱體零件，結(jié)構(gòu)復雜。2.1組合機床總體設計2.1.1組合機床工藝方案的制定A.本機床被加工零件特點該加工零件為JD490柴油機機體。材料HT250，其硬度為HB187251，在本工序之前各主要表面、主要孔已加工完畢。B.本機床被加工零件的加工工序及加工精度此次設計的組合機床是完成JD490柴油機機體上的4個缸孔的加工，其具體的加工工藝路線如下:1、粗銑底面；2、粗銑左、右端面；3、粗銑前、后端面；4、半精銑底面；5、半精銑左、右端面；6、半精銑前、后端面；7、粗鏜孔；8、半精鏜孔；9、精鏜孔；10、鉆左、右、后面的孔；11、攻絲。本道加工工序是第8道工序，其加工內(nèi)容是：半精鏜087.004.116孔,深10，表面粗糙度為3.2m087.004.110孔,深10.3，表面粗糙度為3.2m115孔,深124倒角9.114,深5.6半精鏜087.004.109,深21.4，表面粗糙度為3.2m2.1.2定位基準的選