1P65F上箱體缸體粗鏜孔專機(jī)主軸箱設(shè)計【說明書+CAD】

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1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫 2000字左右的文獻(xiàn)綜述： 文 獻(xiàn) 綜 述 摘要 1P65F上箱體缸體粗鏜孔專機(jī)主軸箱設(shè)計是在完成了大學(xué)的全部課程之后，進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實際的綜合運(yùn)用，使我對專業(yè)知識、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。機(jī)械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。主軸箱是機(jī)床的重要的部件，是用于布置機(jī)床工作主軸及其傳動零件和相應(yīng)的附加機(jī)構(gòu)的。 關(guān)鍵詞 數(shù)控技術(shù) 發(fā)展趨勢 專機(jī) 主軸箱 箱體設(shè)計 數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。世界各國信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對市場的適應(yīng)能力和競爭能力。大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑[1][2]。 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，如數(shù)控機(jī)床等[3]。 1 數(shù)控技術(shù)及裝備的發(fā)展趨勢 隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，對國計民生的一些重要行業(yè)國防、汽車等的發(fā)展起著越來越重要的作用，這些行業(yè)裝備數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢，如：橋式三、五坐標(biāo)高速數(shù)控龍門銑床、龍門移動式五座標(biāo)AC擺角數(shù)控龍門銑床、龍門移動式三座標(biāo)數(shù)控龍門銑床等[4] 。 1．1 高速化發(fā)展新趨勢 目前高速加工中心進(jìn)給速度最高可達(dá)80m/min，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3小時，在普通銑床加工需8小時。 由于機(jī)構(gòu)各組件分工的專業(yè)化，在專業(yè)主軸廠的開發(fā)下，主軸高速化日益普及。過去只用于汽車工業(yè)高速化的機(jī)種（每分鐘1.5萬轉(zhuǎn)以上的機(jī)種），現(xiàn)在已成為必備的機(jī)械產(chǎn)品要件[5] 。 1．2 精密化加工發(fā)展新趨勢 由于各組件加工的精密化，微米的誤差已不是問題。以電腦輔助生產(chǎn)（CAM）系統(tǒng)的發(fā)展帶動數(shù)控控制器的功能越來越多[6] 。 在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01μm)。 1．3 高效能發(fā)展新趨勢 對機(jī)床高速及精密化要求的提高導(dǎo)致了對加工工件制造速度的要求提高。同時，由于產(chǎn)品競爭激烈，產(chǎn)品生命周期快速縮短，模具的快速加工已成為縮短產(chǎn)品開發(fā)時間必須具備的條件。對制造速度的要求致使加工模具的機(jī)床朝著高效能專業(yè)化機(jī)種發(fā)展[7] 。 1．4 開放化發(fā)展新趨勢 數(shù)控機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品?，F(xiàn)在可以用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)，不但可縮短產(chǎn)品的開發(fā)時間，還可以提高產(chǎn)品的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性。美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計劃和技術(shù)規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進(jìn)行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定[8] 。 1．5 復(fù)合化發(fā)展新趨勢 產(chǎn)品外觀曲線的復(fù)雜化致使模具加工技術(shù)必須不斷升級，機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及，機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機(jī)床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制[9] 。 2 1P65F上箱體缸體粗鏜孔專機(jī) 江蘇林海動力機(jī)械集團(tuán)公司先后研制開發(fā)了排量從26ML到520ML的各種類型的二沖程、四沖程汽油機(jī)，臥式、立式、風(fēng)冷、強(qiáng)制風(fēng)冷、水冷、油冷及各種起動方式和用途的汽油發(fā)動機(jī)以及各類配套動力機(jī)械。主要產(chǎn)品有ATV、CUV等特種車輛；通用發(fā)動機(jī)及小型汽油發(fā)電機(jī)組、泵、油鋸、風(fēng)力滅火機(jī)、割灌機(jī)等小動力配套機(jī)械；摩托車及摩托車發(fā)動機(jī)等。企業(yè)積極引進(jìn)技術(shù)和外資，先后與日本雅馬哈發(fā)動機(jī)株式會社合資組建了江蘇林海雅馬哈摩托有限公司、泰州雅馬哈動力有限公司兩家合資企業(yè)，與澳門客商合資組建了江蘇林海奔騰動力機(jī)械有限公司，與美國、歐洲等外商合資組建了江蘇聯(lián)海動力機(jī)械有限公司，此舉不僅壯大了企業(yè)的力量，而且使產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量水平得到較大提高。1P65F上箱體缸體粗鏜孔機(jī)床是林海集團(tuán)為了滿足生產(chǎn)要求，自主研發(fā)的專機(jī)。它用來摩托車發(fā)動機(jī)活塞銷孔的鏜削，生產(chǎn)綱領(lǐng)：單班制5萬臺。摩托車發(fā)動機(jī)活塞銷孔的鏜削具有下列特點:1)孔公差要求嚴(yán)格;2)表面光潔度要求高:3)孔的幾何形狀要求較高;4)生產(chǎn)率較高。 本工序一般是在大量生產(chǎn)機(jī)床上進(jìn)行的。通常采用三臺機(jī)床:一臺粗鏜孔、一臺精鏜孔及一臺切槽。不過,對于某些情況下的生產(chǎn)來說,分開在三臺高效率的機(jī)床上加工的投資畢竟是不合算的。所以林海集團(tuán)考慮到大批量生產(chǎn)，研發(fā)了專機(jī)。 3 主軸箱的作用 主軸箱是機(jī)床的重要的部件，是用于布置機(jī)床工作主軸及其傳動零件和相應(yīng)的附加機(jī)構(gòu)的。主軸箱采用多級齒輪傳動，通過一定的傳動系統(tǒng)，經(jīng)主軸箱內(nèi)各個位置上的傳動齒輪和傳動軸，最后把運(yùn)動傳到主軸上，使主軸獲得規(guī)定的轉(zhuǎn)速和方向。主軸箱傳動系統(tǒng)的設(shè)計，以及主軸箱各部件的加工工藝直接影響機(jī)床的性能 4 主軸箱箱體設(shè)計 4．1 箱體零件的功用與結(jié)構(gòu)特點 箱體是機(jī)器的基礎(chǔ)件,通過箱體零件將軸、軸承、齒輪等傳動件按一定的相互關(guān)系連接成一個箱體,并實現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動。因此，箱體的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器的性能、精度和使用壽命。 箱體零件的結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜，呈封閉或半封閉形，且壁薄、不均勻。箱體上的加工部位多，尤其是各軸承孔，尺寸、形狀和相互位置精度要求比較高[14]。 4．2 箱體零件的主要技術(shù)要求 箱體零件的主要加工面是軸孔和裝配基面，它們的技術(shù)要求可概括為如下幾方面。 （１） 孔徑精度 軸孔是箱體上的重要表面，為保證軸的回轉(zhuǎn)精度要求和支承剛度，軸孔必須與軸承有高的配合精度，常用公差等級為IT6～I(xiàn)T7。軸孔的圓度誤差會造成軸的徑向圓跳動，一般把軸孔的形狀精度控制在尺寸公差范圍內(nèi)，要求嚴(yán)格的另行規(guī)定。 （２） 孔與孔的位置精度 同一軸線上各孔的同軸度誤差和孔端面對軸線垂直度誤差，會使軸和軸承裝配到箱體內(nèi)出現(xiàn)歪斜，從而造成轉(zhuǎn)軸的徑向圓跳動和軸向竄動，加劇軸承的磨損。孔系之間的平行度誤差，則會影響齒輪的嚙合質(zhì)量。一般同軸上各孔的同軸度約為最小孔尺寸公差的一半。 （３） 孔和平面的位置精度 軸孔與箱體裝配基面一般都要規(guī)定平行度要求，精度較高的要在總裝時用刮研來達(dá)到。為了減少刮研的工作量，一般都要規(guī)定軸孔與裝配基面的平行度公差。 （４） 主要平面的精度 裝配基面的平面度影響箱體與相聯(lián)件的接觸剛度，加工過程中作為定位基面則會影響主要孔的加工精度，因此要規(guī)定主要平面的平面度公差。． （５） 表面粗糙度 重要孔和主要平面粗糙度會影響結(jié)合面的配合性質(zhì)或接觸剛度，一般要求主要軸孔表面粗糙度為Ｒa0.8～0.4μm，裝配基面或定位基面為Ｒa0.8～3.2μm，其余各面為Ｒa1.6～12.5μm[15]。 4．3 箱體的材料及毛坯 箱體的材料一般采用灰鑄鐵，用砂型鑄造制成毛坯。如此可適應(yīng)箱體零件形狀比較復(fù)雜的特點，并且具有良好的切削加工性和吸振性。機(jī)構(gòu)小而負(fù)荷大的箱體可采用鑄剛件，其成本將比灰鑄鐵件高出許多。一般的箱體鑄件為消除內(nèi)應(yīng)力要進(jìn)行一次時效處理，重要鑄件要增加一次時效，以進(jìn)一步提高箱體加工精度的穩(wěn)定性。某些結(jié)構(gòu)簡單、制造周期緊的箱體也采用鋼板焊接。用焊接箱體時要注意消除焊接應(yīng)力。 5 總結(jié) 中國今后要加速發(fā)展數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)，既要深入總結(jié)過往的經(jīng)驗教訓(xùn)，切實改善存在的問題，又要認(rèn)真學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)經(jīng)驗，沿正確的道路前進(jìn)。建議切實做好以下幾點：中國廠多人眾，極需正確的方針、政策對數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)行有力的指引。應(yīng)學(xué)習(xí)美、德、日經(jīng)驗，政府高度重視、正確決策、大力扶植。在方針政策上，應(yīng)講究科學(xué)精神、經(jīng)濟(jì)實效，以切實提高生產(chǎn)率、勞動生產(chǎn)率為原則。在方法上，深入用戶，精通工藝，低中高檔并舉，學(xué)習(xí)日本，首先解決量大而廣的中檔數(shù)控機(jī)床，批量生產(chǎn)，占領(lǐng)市場，減少進(jìn)口，擴(kuò)大出口。在步驟措施上，必須使國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)先進(jìn)、可靠，狠抓產(chǎn)品質(zhì)量與配套件過關(guān)，打好技術(shù)基礎(chǔ)。近期重在打基礎(chǔ)，建立信譽(yù)，擴(kuò)大國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場份額，遠(yuǎn)期謀求趕超世界先進(jìn)水平，大步走向世界市場；必須狠抓根本，堅持“以人為本”，加速提高人員素質(zhì)、培養(yǎng)各種專家人才，從根本上改變目前低效、落後的狀態(tài)。人是一切事業(yè)成敗的根本，層層都要重視“培才、選才、用才”，建立學(xué)習(xí)型企業(yè)，樹立企業(yè)文化，加速培育新人，培訓(xùn)在職人員，建立師徒相傳制度，舉辦各種技術(shù)講座、訓(xùn)練班和專題討論會，甚至聘請外國專家、顧問等，盡力提高數(shù)控。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 王永章. 機(jī)床的數(shù)字控制技術(shù)[D]. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1995. [2] 畢承恩, 丁乃健，等. 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床 [D]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，1991. [3] 陸啟健，周凱. SKY數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展戰(zhàn)略研究[M]. 北京: 中國機(jī)械工程，1999. [4] 陳潤芳. 機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)[D]. 北京: 科學(xué)技術(shù)出版社，1991. [5] 王愛玲,等. 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與設(shè)計[M].北京: 兵器工業(yè)出版社,1999. [6] 楊綾峰. 機(jī)床及夾具[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2005. [7] 傅煜, 洪榮晶. 數(shù)控機(jī)床設(shè)計信息集成系統(tǒng)的開發(fā)[D]. 江蘇: 南京工業(yè)大學(xué),2008. [8] 鄧榮琦. 數(shù)控機(jī)床使用與堆修[M]. 北京: 北京國防工業(yè)出版社,2006. [9] 盧斌. 數(shù)控機(jī)床廈其使用雛修[M]. 北京: 北京機(jī)械工業(yè)出版社,2001. [10] 周建亨, 何勇, 李恩光. PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計[D].上海: 中國紡織大學(xué),1999. [11] 孟秀麗,曹杰,韓向東. PLC在組合機(jī)床中的應(yīng)用[J].北京：中國制造業(yè)信息化,2006. [12] 熊幸明. 基于PLC 的粗鏜孔組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 湖南: 長沙學(xué)院,2005. [13] 李峻勤,費仁元. 數(shù)控機(jī)床及其使用與維護(hù)[M]. 北京: 北京國防工業(yè)出版社,2000. [14] 王承寶等. 機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)[D]. 南京: 東南大學(xué)出版社,1996. [15] 徐嘉元. 機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996.  畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 通過對上術(shù)的文獻(xiàn)的了解，知道了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢，也知道了箱體的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器的性能、精度和使用壽命。 要考慮箱體零件的復(fù)雜情況。確定原理方案，繪出簡圖。計算相關(guān)參數(shù)，再進(jìn)行修改，完善。我準(zhǔn)備采取以下步驟來開展我的課題： 1． 首先對所選的零件進(jìn)行大概的分析。 2． 其次原理方案設(shè)計，根據(jù)所選的零件，經(jīng)過綜合討論確定合理方案，制訂三圖一卡，熟悉相關(guān)軟件。 3． 編制相關(guān)軟件，計算相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)，選擇通用部件及標(biāo)準(zhǔn)件。 4． 對設(shè)計方案進(jìn)行評價與修改，使之完善。 5． 完成總裝圖，繪制零件圖。  畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 指導(dǎo)教師意見： 1． 對“文獻(xiàn)綜述”的評語： 文獻(xiàn)闡述了組合機(jī)床的總體設(shè)計，介紹了數(shù)控及技術(shù)裝備的發(fā)展趨勢，高速化發(fā)展趨勢，精密化發(fā)展趨勢及開放和復(fù)合化發(fā)展趨勢。對主軸箱的作用和箱體零件的結(jié)構(gòu)特點作了詳細(xì)的描述。為接下來所進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測： 1P65F上箱體缸體粗鏜孔專機(jī)主軸箱設(shè)計，是江蘇林海動力機(jī)械集團(tuán)公司的設(shè)計課題，為提高生產(chǎn)效率需將1P65F上箱體缸體孔粗鏜加工出，并能達(dá)到尺寸精度要求，表面粗糙度及形位公差要求。通過本課題的設(shè)計，能基本熟悉機(jī)床設(shè)計的全過程，能夠?qū)υO(shè)計方案進(jìn)行比較，會進(jìn)行切削力的計算并由此確定機(jī)床功率，能根據(jù)加工要求能正確的選擇進(jìn)給量、切削速度、及切削用量，并能正確的進(jìn)行計算。會根據(jù)相關(guān)參數(shù)正確的進(jìn)行部件設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、零件設(shè)計，了解關(guān)鍵零部件并能進(jìn)行強(qiáng)度校核。并能根據(jù)零件所起的作用正確的選擇零件材料及熱處理，根據(jù)機(jī)床的加工性質(zhì)設(shè)計出機(jī)床的動作要求。另外對加工、裝配有一個新的認(rèn)識，會正確的選擇尺寸公差、形位公差及表面粗糙度。設(shè)計計算及查閱資料的工作量較大。如認(rèn)真、獨立完成整個設(shè)計過程對自己將是一個極大的鍛煉，也為以后順利的走上工作崗位打下一個堅實的基礎(chǔ)。 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日