论文23页，10000余字，CAD图纸11张
TY295柴油机机体缸孔粗镗组合机床总体及镗削头设计
摘 要：为了提高生产效率，满足被加工零件的精度要求，保证加工性能稳定。本课题设计了一台用于TY295柴油机机体缸孔粗镗孔的组合机床。设计内容主要分为总体设计和镗削头设计两部分。总体设计包括机床配置型式的确定、结构方案的选择以及“三图一卡”的绘制。镗削头设计包括确定镗削头尺寸、确定主轴和齿轮；完成动力计算、设计传动系统；绘制镗削头装配图和零件补充加工图。机床采用立式双工位加工的方案，加工和装配的工艺性好，零件装夹方便。采用液压滑台实现刀具进给，借助导套引导刀具实现加工精度的稳定。采用电动机驱动，工作过程稳定，利于保证加工效率。本组合机床效率高、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；适用性较强
关键词：气缸体；组合机床；镗削头
目录
1前言 1
2 总体设计 3
2.1 总体方案论证 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 3
2.1.4 滑台型式的选择……3
2.2 确定切削用量及刀具的选择 4
2.2.1 选择切削用量 4
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 5
2.3 组合机床总体设计—“三图一卡” 6
2.3.1 被加工零件工序图 6
2.3.2 加工示意图 6
2.3.3 机床联系尺寸图 7
2.3.4 机床生产率计算卡 10
2.4 夹具轮廓尺寸的确定 14
3镗头设计 15
3.1主轴箱设计原始依据 15
3.2 主轴结构型式的选择及动力计算 17
3.2.1 主轴结构型式的选择 17
3.2.2 主轴直径和齿轮模数的初步确定 17
3.3 主轴箱传动系统的设计与计算 18
3.3.1 计算驱动轴、主轴的坐标尺寸 18
3.3.2 拟订主轴箱传动路线 18
3.3.3 传动轴的位置和转速及齿轮齿数 19
3.4传动轴直径的确定 22
3.4.1 传动轴坐标的计算 22
3.4.2 传动轴轴径的确定 25
3.5 轴的强度校核 26
3.6 齿轮校核计算 28
4 结论 32
参 考 文 献 33
致 谢 34
附 录 35
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、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。
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” 。这种组合机床就不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，而是可以设计成通用品种，组织成批生产，然后按被加工的零件的具体需要，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。
在组合机床设计过程中，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70～80%，其它20～30%是专用零部件 。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，本人将进行总体及镗削头设计。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。
镗头设计是组合机床设计的重要部分，它在很大程度上决定了镗削加工的质量。其设计过程主要是根据总体设计中的切削用量以及电动机的选择等来确定传动比、传动、刀具的进给以及走向等，从而确定传动轴、齿轮等。
通过设计，本组合机床能满足加工需求，保证加工精度，机床运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整。各动力部分采用了电器控制，使用操作方便。提高了工作效率，预计能达到设计要求。
2 组合机床总体设计
2.1总体方案论证
本设计的加工对象为TY295柴油机气缸体，材料是HT250,硬度HB187～251。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，具体加工内容及加工精度如下：
a)镗φ115孔；标准公差等级为IT9。
b)镗φ109孔；标准公差等级为IT9。
c)镗φ108孔；标准公差等级为IT9。
e)镗φ115孔；标准公差等级为IT9。
f)镗φ109孔；标准公差等级为IT9。
g)镗φ108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、多面及复合式。这种方式组成灵活，结构简单，由于单工位加工，其机动时间与辅助时间不能重合，因而生产率比多工位机床低。
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。
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。
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
