缸发动机飞轮壳组合钻床主轴箱设计

3缸发动机飞轮壳组合钻床主轴箱设计摘要目前，组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工等行业大批大量生产中以获得广泛的应用；在一些中小批量生产的企业，如机床、机车、工程机械等制造业中也已推广应用。组合机床最适宜于加工各种大中型箱体类零件，如汽缸盖、汽缸体、变速箱体、电机座等。我国组合机床技术的发展起步比较晚，但经过科技人员的积极消化和吸收，与时俱进，努力奋斗，使我国的组合机床技术有了迅速发展。本文主要围绕3缸发动机飞轮壳组合钻床主轴箱的设计来写，分别介绍了课题研究背景及目的、组合机床发展过程概述、论文构成及研究内容，依次说明了加工工艺分析、主轴箱的基本结构及表达方法、主轴箱的设计等内容。另外论文还包括总体结构图和主要零件的结构图。本次设计重点放在主轴箱的结构设计上，同时介绍齿轮位置的设计和齿轮轴以及其它部件的选用。关键词：组合机床，钻床，主轴，主轴箱，设计The design of three-cylinder engine flywheel housing combination drill spindle boxAuthor:Li QiuyanTutor:Jia BaiheSummaryAt present, the combination of machine tools in a large number of automobiles, tractors, diesel engines, electrical, instrumentation, military and other industries in mass production in order to obtain a wide range of applications; in a number of enterprises of small and medium volume production, such as machine tools, locomotives, construction machinery manufacturing industry has also been application. Machine tool best suited to the processing of a variety of large and medium-sized box-type parts such as cylinder head, cylinder block, gearbox, motor base. Chinas machine tool technology development started relatively late, but through the digestion and absorption of scientific and technical personnel, keeping pace with the times, work hard, and has been the rapid development of Chinas machine tool technology.In this paper drilling machine headstock design to write around the three-cylinder engine flywheel housing portfolio, describes the background and purpose of research, an overview of the machine tool development process, the paper composition and content, followed by the process, the basic structure of the spindle box and expression method, headstock design.In addition, the paper also includes a chart of the overall structure of the diagram and the main parts. The design focus on the structural design on the headstock, and also describes the design and selection of the gear shaft and other parts of the gear position. Keywords:combination machine, drilling machine, spindle, spindle box, design目录1. 绪 论11.1 课题背景及目的11.2 组合机床发展过程概述21.3 论文构成及研究内容32. 加工工艺分析42.1 加工对象分析42.2 分析加工要求和现场工艺43. 主轴箱的基本结构及表达方法63.1 主轴箱的组成63.2 主轴箱总图绘制方法特点63.3 主轴箱通用零件74. 主轴箱的设计84.1 绘制主轴箱设计原始依据图84.2 主轴、齿轮的确定及动力计算104.2.1 主轴型式和直径、齿轮模数的确定104.2.2 主轴箱所需动力的计算114.3 主轴箱传动设计124.3.1 拟定传动路线124.3.2 确定驱动轴、主轴坐标尺寸134.3.3 确定传动轴位置及齿轮齿数134.4 绘制主轴箱总图及零件图174.4.1 主轴箱零件设计174.4.2 主轴箱总图设计17结论21致谢22参考文献231. 绪 论1.1 课题背景及目的组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量的专用部件组成的一种高效专用机床。主要用于平面加工和孔加工两类工序。组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工及缝纫机、自行车等轻工业大批量生产中已获得广泛的应用；一些中小批量生产的企业，如机床、机车。工程机械等制造业中也已推广应用。组合机床最适宜加工各种大中型箱体类零件，如汽缸盖、汽缸体、变速箱体、电机座、及仪表壳等零件；也可用来完成轴套类、轮盘类、插架类和盖板类零件的部分或全部工序的加工。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，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。通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。组合机床结构如图1.1所示。主轴箱是组合机床的重要专用部件。它是根据加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置、切削用量和主轴类型设计的传递各主轴运动的动力部件。其动力来自通用的动力箱，与动力箱一起安装于进给滑台，可完成钻、扩、铰、镗孔等加工工序。图1.1主轴箱按结构类型分为通用主轴箱和专用主轴箱，通用主轴箱又分为大型和小型主轴箱。本次设计主要是大型通用主轴箱，大型通用主轴箱的通用零件包括箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等组成。组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件（如飞轮、汽车后桥半轴等）的外圆和端面加工。1.2 组合机床发展过程概述专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，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，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达0.05毫米1000毫米，表面粗糙度可低达2.50.63微米；镗孔精度可达IT76级，孔距精度可达0.030.02微米。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；以及纳入柔性制造系统等。1.3 论文构成及研究内容目前，组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。其中孔加工包括钻、扩、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹等。随着综合自动化的发展，其工艺范围正在扩大到车外圆、行星铣削、拉削等工序。此外还可以完成焊接、热处理、自动装配和检索、清洗等非切削工作。组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工等行业大批大量生产中以获得广泛的应用；在一些中小批量生产的企业，如机床、机车、工程机械等制造业中也已推广应用。组合机床最适宜于加工各种大中型箱体类零件，如汽缸盖、汽缸体、变速箱体、电机座等。我国组合机床技术的发展起步比较晚，但通过不断引进大量先进的技术和设备，经过科技人员的积极消化和吸收，与时俱进，努力奋斗，使我国的组合机床技术有了迅速发展。本次毕业设计主要内容为3缸发动机飞轮壳组合钻床主轴箱设计，主要有以下几部分组成：绪论、总体结构设计、主轴箱设计。另外论文还包括总体结构图和主要零件的结构图。本次设计重点放在主轴箱的结构设计上，同时介绍齿轮位置的设计和齿轮轴以及其它部件的选用。2. 加工工艺分析2.1 加工对象分析加工对象：3缸发动机飞轮壳上的孔材料牌号：HT250材料硬度：HB190-240加工内容：在3缸发动机飞轮壳上钻8个10.8的孔生产批量：5000万台/年工艺方案的拟定是组合机床设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此，应根据工件的加工要求和特点，按一定的原则、结合机床常用工艺方法、充分考虑各种影响因素，并经过技术经济分析后拟定出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。2.2 分析加工要求和现场工艺根据被加工零件的用途及其结构特点，加工部位及其精度、表面粗糙度、技术要求及生产纲领。深入现场调查分析零件的加工工艺方法1，定位和加紧方式，所采用的设备、刀具及切削用量，生产率情况及工作条件等方面的现行工艺资料，一遍制定出切合实际的合理工艺方案。本工序中以飞轮壳左右两个工艺定位销孔作为基准，在飞轮壳断面上钻8个孔（图2.1）10.8mm深7mm。图2.1本工序中满足工艺方案基本原则：粗精加工分开原则；工序集中原则（适当考虑相同类型工序的集中；有相对位置精度要求的工序应集中加工）。满足在制定加工一个工件的几台成套机床或流水线的工艺方案时，应尽可能使精加工集中在所有粗加工之后，以减少内应力变形影响，有利于保证加工精度。此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和各类设计图纸等.请联系在线扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！结论本次3缸发动机飞轮壳组合机床的设计是我所学的科目的综合，从零件的材料到主轴箱整体设计，一直贯穿着我们所学的课程，如机械工程材料、机械制造技术基础、机械原理、机械设计、机械制造工艺学以及我们跟随课程安排的课程设计，尤其是机械原理课程设计和机械设计课程设计，对这次设计帮助最大。整个设计让我对专业课程有了一个很好的系统性概念，也让我对所学课程印象更加深刻。这次的设计主要参考的资料是谢家赢主编的组合机床设计简明手册，以及机械设计课程设计手册，还有机械手册。每个理论都让我在实际设计中得到检验，通过不断的查阅资料和各种文献，让我对机械设计的流程更加熟悉。相信实践出真知，只有自己亲力亲为才发觉其中的乐趣。此次设计绘图先使用手工绘制草图，然后使用计算机AutoCAD绘图，通过这次设计让我更加熟练的使用这个软件。以及为了打印出绘制的CAD图而需要的准备工作，从每一个细节里检查错误，努力达到零错误的标准。这是每一个机械技术人员的基本要求，也是我在整个设计中收获最大的一点。致谢首先感谢我的指导老师贾百合老师，如果没有贾老师的谆谆教诲，我不可能顺利完成此次设计，从最初的文献翻译和文献综述开始，贾老师一直不厌其烦的督促我。刚开始手绘草图的时候，有点不知所措，贾老师在授课闲暇时间里一直耐心的辅导我，我绘图遇到了难题，即使贾老师不在学校，在电话的那一端也同样能帮我解决。真心感谢贾老师的督促、教诲、指导和辛苦的检阅。其次是与我同甘共苦的同学们，只有我们一起互相帮助才能在学校要求的下完成此次设计。在一起讨论时让我收益颇多，让我少走了弯路，让我的设计渐渐成熟。再次是感谢我的母校，感谢母校给我这次检验自己学习的机会，让我在大学的最后一段日子里充实的度过。感谢学校图书馆提供丰富的文献资料，让我能在设计中查阅。感谢学校领导对这次设计的重视，让我们有压力的同时也有了动力。经过这次设计，让我的专业水平有了很好的提高，也巩固了所学的知识，让我不断前进。再次感谢。参考文献1谢家瀛组合机床设计简明手册M北京：机械工业出版社，1996.82吴宗泽，罗圣国机械设计课程设计手册M北京：高等教育出版社，2006.53郑修本机械制造工艺学（第2 版）M北京：机械工业出版社，1995.54李奇涵冲压成形工艺与模具设计M北京：科学出版社，20075梁景凯，盖玉先机电一体化技术与系统M北京：机械工业出版社，2006.116赵万生特种加工技术M北京：高等教育出版社，2001.77陆凤仪机械原理课程设计M北京：机械工业出版社，2009.68贾民平，张洪亭，周剑英测试技术M北京：高等教育出版社，2001.129董红玉，徐莉萍机械控制工程基础M北京：机械工业出版社，2006.610吕广庶，张远明工程材料及成形技术基础M北京：高等教育出版社，2001.911董红玉数控技术M北京：高等教育出版社，200712黄健求机械制造技术基础M北京：机械工业出版社，2005.1113刘极峰计算机辅助设计与制造M北京：高等教育出版社，2004.714韩进宏互换性与技术测量M北京：机械工业出版社，2004.715王永华现代电气控制及PLC应用技术M北京：北京航空航天大学出版社，2003.916朱冬梅，胥北澜画法几何及机械制图M北京：高等教育出版社，2007.417谢存禧，张铁机器人技术及其应用M北京：机械工业出版社，2005.718Johnson,H.V.Manufacturing ProcessM.U.S.:Diane Publishing,1984,269-269.19Nicholson,J.The operative mechanic,and British machinist:being a practical display of the manufactories and mechanical arts of the United KingdomM.London,Printed for Knight and Lacey,2007,323-323.20Degarmo,E.P.&J.T.Black&R.A.Kohser.Degarmos Materials and Processes in ManufacturingM.U.S.:John Wiley&Sons,2011,707-707.