【文章內容簡介】 孔 （ 11） .車 （ 12） .銑連桿軸頸曲臂開檔及平面 （ 13） .劃線、檢查連桿軸頸余量 （ 14） .粗車全部連桿軸頸外圓及端面 （ 15） .調質前檢查 （ 16） .調質熱處理 （ 17） .測量擺差修正兩端中心孔 （ 18） .精車第一主軸軸頸、端面及法蘭外圓 （ 19） .精車 、端面及法蘭外圓 （ 20） .精車所有 25度斜面 畢業(yè)設計 (論文 ) 5 （ 21） .打磨曲臂斜面、去銳邊 （ 22） .磨全部主軸軸頸 （ 23） .劃線檢查連桿 軸頸余量 （ 24） .精車全部連桿軸頸及開檔 （ 25） .時效前檢驗 （ 26） .高溫時效 （ 27） .測量擺差、車兩端面及修整中心孔并攻 M10螺孔 （ 28） .精車長端直徑 （ 29） .半精磨全部主軸及法蘭外面 （ 30） .測量連桿軸頸角并作標記，劃連桿中心桿中心印記 （ 31） .半精磨各連桿軸頸圓角及開檔 （ 32） .銑 （ 33） .銑去 （ 34） .打磨曲臂去銳邊 （ 35） .超聲波探傷檢查 （ 36） .在 W端鉆擴攻螺孔，平鉆擴較口 11定位孔 （ 37） .在 X端鉆擴攻螺孔，平鉆擴較口 11定位孔 （ 38） .鉆擴攻平衡結合面上 8個 M20螺孔 （ 39） .鉆鉸全部連桿軸頸上斜油孔 （ 40） 拋出各連桿軸頸孔 R R8 （ 41） .時效前檢查 （ 42） .時效熱處理 （ 43） .車二端面修正中心孔，打端面標記 （ 44） .修車全部主軸軸頸、曲臂端面 （ 45） .精車端面、銑槽及法蘭外圓倒角 畢業(yè)設計 (論文 ) 6 （ 46） .修車全部連桿軸頸曲臂端面 （ 47） .打磨曲臂去毛刺 （ 48） .回攻全部螺紋孔手鉸兩端直徑 11的孔 （ 49） .半精磨全部主軸軸頸、外圓 （ 50） .精磨兩頭直徑 98外圓和端面 （ 51） .檢查孔及 120度連桿軸頸夾角并標記 （ 52） .半精磨連桿軸頸 （ 53） .精磨全部主軸軸頸 （ 54） .拋光油孔及去毛刺銑邊 （ 55） .修磨兩頭法蘭外圓 （ 56） .清洗 （ 57） .磁粉探傷檢查 （ 58） .檢測精修、拋光各軸頸擺差圓度和緯度 （ 59） .拋光全部軸頸及 R （ 60） .回攻螺紋修去毛刺、銑邊并清洗 （ 61） .氮化前檢驗 （ 62） .氮化 （ 63） .檢測、精修、拋光各軸頸擺差圓度和緯度 （ 64） .拋光全部主軸頸及 R （ 65） .拋光連桿軸及 R （ 66） .回攻螺紋孔、清洗 （ 67） .最后檢查 （ 68） .清晰平 衡塊 （ 69） .裝配平衡塊和支架 （ 70） .動平衡實驗 畢業(yè)設計 (論文 ) 7 （ 71） .鉆掉平衡塊上不平衡量 （ 72） .重裝平衡塊 （ 73） .拋光兩滾輪支承面 （ 74） .入庫前外觀檢驗 （ 75） .清洗零件 （ 76） .油封入庫 零件整體分析 曲軸是造價相對較高的重要部件之一，其使用壽命決定了整機的壽命。曲軸各軸頸是在很高的比壓下作旋轉運動 ,故使軸頸和軸承受到強烈磨擦 ,為保證曲軸軸承工作可靠 ,曲軸上必須開設可靠的潤滑油道 ,將潤滑油送到軸承磨擦表面上去。此油道屬細長孔 ,且與軸線成一定的角度。 在曲軸加工中 ,有鉆斜直油孔、鉸斜直油 孔、鉆鉸法蘭連接孔等工步。為了提高生產效率 ,設計了一臺專用鉆床 ,該鉆床具有主軸調速范圍大、行程長、加工精度高等特點 ,并能夠在一次裝夾中完成鉆、鉸斜直油孔 等 多道工序。 加工工藝的確定 在制定專用機床工藝方案時，首先要分析、研究被加工零件的用途及其結構特點，加工部位及其精度、表面粗糙度、技術要求及生產綱領。深入現場調查分析零件（或同類零件）的加工工藝方法，定位和夾緊方式，所采用的設備，刀具及切削用量，生產率情況及工作條件等方面的先行工藝資料，以便制定出切合實際的合理工藝方案。 本機床總體結構類似于搖臂鉆床 ,其床身為車床身 ,立柱隨大拖板沿著床身滑動 ,故可歸屬于一臺三坐標滑座式搖臂鉆床 ,可實現鉆、鉸、攻絲切削功能。其工作原理為主軸箱隨進給拖板實現鉆削進給運動 ( Z 向 ) , 工位的調畢業(yè)設計 (論文 ) 8 整是通過大拖板橫向運動 (X向 ) 、搖臂上下運動 ( Y向 ) 、搖臂的轉動 (XOZ面 ) 來實現的。 鉆削運動由切削電機 ( 29,帶變頻器 )通過彈性柱銷聯軸器 ( 16)與主軸變速箱 (23,三檔變速 )相聯 ,可實現主軸切削運動的三檔無級變速。手動切削進給運動采用齒輪齒條機構實現 ,機動切削進給運動由進給電機減速器 (26,帶變頻器 )通過傳動齒輪 (25)帶動進給絲杠 (18,滾珠絲桿 )來實現 ,絲桿螺母設計成開口螺母 ,并通過手柄 (20)實現手動和機動的切換。搖臂上下運動由電機減速器 (22)通過電磁離合器 (1,實現機動和手動的切換 )與手柄軸相聯 ,并經錐齒輪換向帶動梯形絲杠轉動 ,實現搖臂的上下移動。大拖板橫向機動( X向 ) 是由 X向驅動電機 (3) ,通過齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪齒條傳動來實現的 ,蝸桿軸上裝有帶簡易牙嵌離合器的手柄 ,可實現手動微調運動。底柱上開有環(huán)形 T型槽 ,并用螺釘聯接于大拖板上 ,立柱與底柱是通過 T型螺栓聯接 ,在需搖臂轉動時 ,松開 T型螺栓 ,搬 動搖臂實現 XOZ方向的轉動 ,立柱下法蘭面外緣裝有齒圈 ,通過齒輪 (13)實現微調 ,加工時需擰緊 T型螺栓。在進給拖板與搖臂的導軌設計中 ,下軌采用燕尾形滑動導軌 ,上軌采用滾動導軌 (為了改善摩擦性質 ) ,并通過調整塊 (27)上的螺釘調整導軌間隙。搖臂的上下移動通過導向鍵導向 ,工作時通過帶左右螺旋的鎖緊絲杠 (24)實現鎖緊。在鉆鉸曲軸潤滑油孔 時利用數顯進行定位 ,立柱一側開設磁柵槽 ,磁頭安裝在搖臂相應位置 ,實現 Y方向的數顯 , X向磁柵裝在床身上 ,磁頭安裝在大拖板上 ,實現 X方向數顯。 本章小結： 這一章介紹了被加工零件曲軸 主要的一些工藝步驟，對零件進行整體分析并確定零件加工工藝和機床工作原理。通過對機床運動的研究和分析對工作原理，明白機床的整個工作過程。 畢業(yè)設計 (論文 ) 9 第三章 總體方案設計 刀具的選擇 刀具的選用、設計、制造正確與否，對機床的加工精度和效率有著重要影響。刀具選擇的好，可以使工序集中、機床結構簡化，提高產品質量和生產效率。另外，刀具材料、幾何參數等選擇得合理，可有效減小切削力，降低切削熱的產生，提高刀具耐用度和使用壽命。 同時要考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生產 要求等因素。一般孔加工刀具（鉆、擴、鉸等 ），其直徑選擇應與加工部位尺寸、精度相適應，其長度要求要保證加工終了時，刀具螺旋槽尾端與導向套外端面有一定距離（一般為 30— 50mm）。 刀具選擇的基本原則如下： 第一，如條件允許，應優(yōu)先選取標準刀具； 第二，為提高工序集中程度，或達到更高精度，可采用復合刀具。 第三，鏜刀和鉸刀選用原則：鉸刀生產綠高，一般適用于直徑 60mm 以內的孔。鏜刀制造簡單，刃磨方便，當有效簡單的對刀法時，應優(yōu)先采用。 根據以上原則，考慮到孔的精度要求不高，選用深孔麻花鉆頭，并適當的調整螺旋角等參數。 根據機床設計條件，選用 刀具為 高速鋼 麻花鉆，因為曲軸是鑄造而成，鋒角為 ??1002? （對鑄鐵），刀具直徑為 ? 7～ 40mm,橫刃修摸長度 db ?? ,則選擇范圍為 ～ 4mm。 加工孔范圍：直徑 7～ 40mm，主軸轉速： 10～ 1000rpm. （ 1） 主軸切削速度 V（ m/min） 畢業(yè)設計 (論文 ) 10 1000/ndV ??? ? ① 最大切削速度 1 0 0 0/m a xm a x m a nndV ??? ? = 40 1000/1000=② 最小切削速度 minminmin ndV ??? ? = 7 10/1000 =（ 2） 主軸最大和最小極限轉速分別為 39。min39。max,nn m i nm a x39。m a x /1 0 0 0 dVn ??? ? =1000 7=m a xm i n39。m i n /1000 dVn ??? ? =1000 40=（ 3） 主軸變速范圍 nR minmax / nnRn ? =1000/10=100 （ 4） 主運動轉速級數和公比 根據機床設計手冊，查表 ,由 nR =100,得 Z=17， ? = （ Rn 為變速范圍， ? 為主運動公比） （ 5） 進給量和進給范圍 根 據機床設計手冊，查表 f=fR =4～ 55 畢業(yè)設計 (論文 ) 11 電機的選取 電動機功率是計算機床零件和決定結構尺寸的主要依據。如果電動機的功率選擇過大，將不必要的增加機床零部件的尺寸造成材料浪費，使其結構過于粗大笨重，且造成功率的浪費；如果功率選擇過小，將影響機床的使用性能，達不到設計要求，而且電動機經常處于過載的情況下工作，容易燒毀電機，損壞電氣元件。專門機床的功率根據所服務的典型工件的加工工序來確定。 切削力和切削扭矩是計算切削功率、零部件強 度和剛度、夾具和刀具的原始依據。切削力和切削扭矩與機床的結構方法、被加工零件的材料性能、刀具的材料和種類、刀具的幾何角度、切削用量及冷卻液有關。 （ 1） 主切削電機： 鉆孔，刀具為高速鋼麻花鉆，材料： 45 號鋼。 鉆削的切削用量范圍 d=740mm,進給量 f=。 運動參數： 切削速度 V=,取 V=20m/min(對鋼、鑄鐵 ) 根據機床設計手冊，表 ，可查得下列參數。 鉆 削計算 切削力： NF fdVCF cfdVFc FFF 8 5 ????? ???? 切削功率： wVFP cw 1 8 5 860 ???? 電動機所需功率為?? wd aPP (wP 為刀具端所需功率 ,?a 為傳動效率 ) Pw =? = 畢業(yè)設計 (論文 ) 12 η a=η 1? η 2? η 3? η 4 = ? ? ? ?230 . 9 6 0 . 9 8 0 . 9 7 0 . 9 9 0 . 8 3 3 (η 1為帶傳動的效率； η 2為軸承的傳動效率； η 3為齒輪的傳動效率；η 4為聯軸器的傳動效率。 ) 所以 ?? wd aPP=選取 Y 系列的電機型號為 Y112M— 4，額定功率 4KW，轉速 1400r/min,效率為 %，變速箱轉速為 10～ 1000r/min，電機傳動比為 i=。 電動 機轉矩： T=9550*P/n=9550 4/1400= KN? mm （ 2） 進給電機：（縱向） Z 向進給電機減速器： ，功率 4KW，轉速250r/min。 Z 方向行程： 800mm。進給速度 45～ 120mm/min。 （ 3） 進給電機：（橫向） X 向驅動電機：型號 Y90L4B5,電機功率 ，轉速為 1400r/min。 X 方向行程： 4500mm,進給速度 2249mm/min。 （ 4） 上下移 動電機 Y 向驅動電機減速器：型號為 ，電機功率為 4KW，轉速為 1400r/min,最大轉距為 。 Y 方向行程： 850mm。進給速度 350mm/min。 變速箱的選擇和設計 為了增加專機的加工能力 ,要求主軸調速范圍為 10～ 1000r /min,在專機設計中采用機械變速 (三檔 )和電氣變頻來實現無級變速。主軸變速箱的傳動畢業(yè)設計 (論文 ) 13 結構原理如圖 2所示。動力由軸Ⅰ輸入 , 由軸Ⅵ輸出 ,通過主軸上的三聯齒輪實現三檔變速 ,變速操縱機構采用齒輪齒條機構。圖示傳動路線為中速檔 ,無變頻時傳動比 i總 = 6. 31,在保證功率不失真前提下變頻器可進行 5倍變頻 ,則總傳動比最大可達 ,中速檔主軸無級變速范圍為 n主軸 = 31. 69～ 158. 4 r /min。當軸Ⅰ上三聯齒輪中的齒輪 40 2撥至與軸Ⅵ上的齒輪 50 2嚙合時 ,軸Ⅵ上的齒輪 40 3與軸Ⅴ上的齒輪 20 3退出嚙合 (因兩撥叉作反向互動 ) ,可實現高速檔傳動 ,無變頻時傳動比 i總 = 1. 25,加上 5倍變頻總傳動比最大可達 6. 25,高速檔主軸無級變速范圍為 n主軸 = 160～ 1000 r /min。當軸Ⅰ上三聯齒輪中的齒輪 29 2撥至與軸Ⅱ上的齒輪 61 2嚙合時 ,軸Ⅵ上的齒輪 40 3與軸Ⅴ上的齒輪 20 3仍處于嚙合 (因軸Ⅴ上的齒輪 20 3設計成寬齒輪 ) ,可實現低速檔傳動 ,無變頻時傳動比 i總 = 20,加上 5倍變頻總傳動比最大可達 100,低速檔主軸無級變速范圍為 n主軸 = 10～ 50 r /min。 主軸變速箱結構原理如圖 ： 畢業(yè)設計 (論文 ) 14 圖 設計及使用中注意事項 (1)搖臂的上軌設計成滾動導軌 ,而滾動導軌的比壓大 ,故搖臂在選材和工藝處理時建議采用 HT350,表面淬火硬度達 HBS250～ 270。進給拖板上用于調整間隙的調整螺釘在選型時 ,為避免意外人為的松動 ,應采用內六角螺釘。 (2)立柱的剛性 ,直接影響整個機床的剛性 ,應設計成具有足夠剛度 ,以保證切削質量。 (3)搖臂與立柱的導向鍵 之 間形成滑動副 ,位置應設計在垂直于搖臂導軌面的平面上 ,為了補償磨損形成的間隙 ,搖臂在相應位置設計安裝一用青銅制成的鑲條調整塊。 畢業(yè)設計 (論文 ) 15 (4)加工過程中因切削抗力產生較大的翻轉力矩 ,易抬起整個大拖板以上部件 ,因此加工時 ,需通過壓塊機構鎖緊大拖板 ,保證大拖板和床身導軌的接觸