【文章內(nèi)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(diào)質(zhì)前檢查 （ 16） .調(diào)質(zhì)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(shè)計(jì) (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(shí)效前檢驗(yàn) （ 26） .高溫時(shí)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(biāo)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(kuò)攻螺孔，平鉆擴(kuò)較口 11定位孔 （ 37） .在 X端鉆擴(kuò)攻螺孔，平鉆擴(kuò)較口 11定位孔 （ 38） .鉆擴(kuò)攻平衡結(jié)合面上 8個(gè) 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(shí)效前檢查 （ 42） .時(shí)效熱處理 （ 43） .車二端面修正中心孔，打端面標(biāo)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(shè)計(jì) (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(biāo)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(yàn) （ 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(dòng)平衡實(shí)驗(yàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (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(yàn) （ 75） .清洗零件 （ 76） .油封入庫 零件整體分析 曲軸是造價(jià)相對較高的重要部件之一，其使用壽命決定了整機(jī)的壽命。曲軸各軸頸是在很高的比壓下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ,故使軸頸和軸承受到強(qiáng)烈磨擦 ,為保證曲軸軸承工作可靠 ,曲軸上必須開設(shè)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(xì)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(chǎn)效率 ,設(shè)計(jì)了一臺(tái)專用鉆床 ,該鉆床具有主軸調(diào)速范圍大、行程長、加工精度高等特點(diǎn) ,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(jī)床工藝方案時(shí)，首先要分析、研究被加工零件的用途及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工部位及其精度、表面粗糙度、技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)。深入現(xiàn)場調(diào)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(shè)備，刀具及切削用量，生產(chǎn)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(shí)際的合理工藝方案。 本機(jī)床總體結(jié)構(gòu)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(dòng) ,故可歸屬于一臺(tái)三坐標(biāo)滑座式搖臂鉆床 ,可實(shí)現(xiàn)鉆、鉸、攻絲切削功能。其工作原理為主軸箱隨進(jìn)給拖板實(shí)現(xiàn)鉆削進(jìn)給運(yùn)動(dòng) ( Z 向 ) , 工位的調(diào)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 整是通過大拖板橫向運(yùn)動(dòng) (X向 ) 、搖臂上下運(yùn)動(dòng) ( Y向 ) 、搖臂的轉(zhuǎn)動(dòng) (XOZ面 ) 來實(shí)現(xiàn)的。 鉆削運(yùn)動(dòng)由切削電機(jī) ( 29,帶變頻器 )通過彈性柱銷聯(lián)軸器 ( 16)與主軸變速箱 (23,三檔變速 )相聯(lián) ,可實(shí)現(xiàn)主軸切削運(yùn)動(dòng)的三檔無級變速。手動(dòng)切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) ,機(jī)動(dòng)切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由進(jìn)給電機(jī)減速器 (26,帶變頻器 )通過傳動(dòng)齒輪 (25)帶動(dòng)進(jìn)給絲杠 (18,滾珠絲桿 )來實(shí)現(xiàn) ,絲桿螺母設(shè)計(jì)成開口螺母 ,并通過手柄 (20)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和機(jī)動(dòng)的切換。搖臂上下運(yùn)動(dòng)由電機(jī)減速器 (22)通過電磁離合器 (1,實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)和手動(dòng)的切換 )與手柄軸相聯(lián) ,并經(jīng)錐齒輪換向帶動(dòng)梯形絲杠轉(zhuǎn)動(dòng) ,實(shí)現(xiàn)搖臂的上下移動(dòng)。大拖板橫向機(jī)動(dòng)( X向 ) 是由 X向驅(qū)動(dòng)電機(jī) (3) ,通過齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的 ,蝸桿軸上裝有帶簡易牙嵌離合器的手柄 ,可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)微調(diào)運(yùn)動(dòng)。底柱上開有環(huán)形 T型槽 ,并用螺釘聯(lián)接于大拖板上 ,立柱與底柱是通過 T型螺栓聯(lián)接 ,在需搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ,松開 T型螺栓 ,搬 動(dòng)搖臂實(shí)現(xiàn) XOZ方向的轉(zhuǎn)動(dòng) ,立柱下法蘭面外緣裝有齒圈 ,通過齒輪 (13)實(shí)現(xiàn)微調(diào) ,加工時(shí)需擰緊 T型螺栓。在進(jìn)給拖板與搖臂的導(dǎo)軌設(shè)計(jì)中 ,下軌采用燕尾形滑動(dòng)導(dǎo)軌 ,上軌采用滾動(dòng)導(dǎo)軌 (為了改善摩擦性質(zhì) ) ,并通過調(diào)整塊 (27)上的螺釘調(diào)整導(dǎo)軌間隙。搖臂的上下移動(dòng)通過導(dǎo)向鍵導(dǎo)向 ,工作時(shí)通過帶左右螺旋的鎖緊絲杠 (24)實(shí)現(xiàn)鎖緊。在鉆鉸曲軸潤滑油孔 時(shí)利用數(shù)顯進(jìn)行定位 ,立柱一側(cè)開設(shè)磁柵槽 ,磁頭安裝在搖臂相應(yīng)位置 ,實(shí)現(xiàn) Y方向的數(shù)顯 , X向磁柵裝在床身上 ,磁頭安裝在大拖板上 ,實(shí)現(xiàn) X方向數(shù)顯。 本章小結(jié)： 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(jìn)行整體分析并確定零件加工工藝和機(jī)床工作原理。通過對機(jī)床運(yùn)動(dòng)的研究和分析對工作原理，明白機(jī)床的整個(gè)工作過程。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 第三章 總體方案設(shè)計(jì) 刀具的選擇 刀具的選用、設(shè)計(jì)、制造正確與否，對機(jī)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(jī)床結(jié)構(gòu)簡化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。另外，刀具材料、幾何參數(shù)等選擇得合理，可有效減小切削力，降低切削熱的產(chǎn)生，提高刀具耐用度和使用壽命。 同時(shí)要考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生產(chǎn) 要求等因素。一般孔加工刀具（鉆、擴(kuò)、鉸等 ），其直徑選擇應(yīng)與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)，其長度要求要保證加工終了時(shí)，刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)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(yīng)優(yōu)先選取標(biāo)準(zhǔn)刀具； 第二，為提高工序集中程度，或達(dá)到更高精度，可采用復(fù)合刀具。 第三，鏜刀和鉸刀選用原則：鉸刀生產(chǎn)綠高，一般適用于直徑 60mm 以內(nèi)的孔。鏜刀制造簡單，刃磨方便，當(dāng)有效簡單的對刀法時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用。 根據(jù)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(dāng)?shù)恼{(diào)整螺旋角等參數(shù)。 根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)條件，選用 刀具為 高速鋼 麻花鉆，因?yàn)榍S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(zhuǎn)速： 10～ 1000rpm. （ 1） 主軸切削速度 V（ m/min） 畢業(yè)設(shè)計(jì) (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(zhuǎn)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(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速級數(shù)和公比 根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)手冊，查表 ,由 nR =100,得 Z=17， ? = （ Rn 為變速范圍， ? 為主運(yùn)動(dòng)公比） （ 5） 進(jìn)給量和進(jìn)給范圍 根 據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)手冊，查表 f=fR =4～ 55 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 電機(jī)的選取 電動(dòng)機(jī)功率是計(jì)算機(jī)床零件和決定結(jié)構(gòu)尺寸的主要依據(jù)。如果電動(dòng)機(jī)的功率選擇過大，將不必要的增加機(jī)床零部件的尺寸造成材料浪費(fèi)，使其結(jié)構(gòu)過于粗大笨重，且造成功率的浪費(fèi)；如果功率選擇過小，將影響機(jī)床的使用性能，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，而且電動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于過載的情況下工作，容易燒毀電機(jī)，損壞電氣元件。專門機(jī)床的功率根據(jù)所服務(wù)的典型工件的加工工序來確定。 切削力和切削扭矩是計(jì)算切削功率、零部件強(qiáng) 度和剛度、夾具和刀具的原始依據(jù)。切削力和切削扭矩與機(jī)床的結(jié)構(gòu)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(guān)。 （ 1） 主切削電機(jī)： 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(jìn)給量 f=。 運(yùn)動(dòng)參數(shù)： 切削速度 V=,取 V=20m/min(對鋼、鑄鐵 ) 根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)手冊，表 ，可查得下列參數(shù)。 鉆 削計(jì)算 切削力： NF fdVCF cfdVFc FFF 8 5 ????? ???? 切削功率： wVFP cw 1 8 5 860 ???? 電動(dòng)機(jī)所需功率為?? wd aPP (wP 為刀具端所需功率 ,?a 為傳動(dòng)效率 ) Pw =? = 畢業(yè)設(shè)計(jì) (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(dòng)的效率； η 2為軸承的傳動(dòng)效率； η 3為齒輪的傳動(dòng)效率；η 4為聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率。 ) 所以 ?? wd aPP=選取 Y 系列的電機(jī)型號為 Y112M— 4，額定功率 4KW，轉(zhuǎn)速 1400r/min,效率為 %，變速箱轉(zhuǎn)速為 10～ 1000r/min，電機(jī)傳動(dòng)比為 i=。 電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)矩： T=9550*P/n=9550 4/1400= KN? mm （ 2） 進(jìn)給電機(jī)：（縱向） Z 向進(jìn)給電機(jī)減速器： ，功率 4KW，轉(zhuǎn)速250r/min。 Z 方向行程： 800mm。進(jìn)給速度 45～ 120mm/min。 （ 3） 進(jìn)給電機(jī)：（橫向） X 向驅(qū)動(dòng)電機(jī)：型號 Y90L4B5,電機(jī)功率 ，轉(zhuǎn)速為 1400r/min。 X 方向行程： 4500mm,進(jìn)給速度 2249mm/min。 （ 4） 上下移 動(dòng)電機(jī) Y 向驅(qū)動(dòng)電機(jī)減速器：型號為 ，電機(jī)功率為 4KW，轉(zhuǎn)速為 1400r/min,最大轉(zhuǎn)距為 。 Y 方向行程： 850mm。進(jìn)給速度 350mm/min。 變速箱的選擇和設(shè)計(jì) 為了增加專機(jī)的加工能力 ,要求主軸調(diào)速范圍為 10～ 1000r /min,在專機(jī)設(shè)計(jì)中采用機(jī)械變速 (三檔 )和電氣變頻來實(shí)現(xiàn)無級變速。主軸變速箱的傳動(dòng)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 結(jié)構(gòu)原理如圖 2所示。動(dòng)力由軸Ⅰ輸入 , 由軸Ⅵ輸出 ,通過主軸上的三聯(lián)齒輪實(shí)現(xiàn)三檔變速 ,變速操縱機(jī)構(gòu)采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)。圖示傳動(dòng)路線為中速檔 ,無變頻時(shí)傳動(dòng)比 i總 = 6. 31,在保證功率不失真前提下變頻器可進(jìn)行 5倍變頻 ,則總傳動(dòng)比最大可達(dá) ,中速檔主軸無級變速范圍為 n主軸 = 31. 69～ 158. 4 r /min。當(dāng)軸Ⅰ上三聯(lián)齒輪中的齒輪 40 2撥至與軸Ⅵ上的齒輪 50 2嚙合時(shí) ,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(dòng) ) ,可實(shí)現(xiàn)高速檔傳動(dòng) ,無變頻時(shí)傳動(dòng)比 i總 = 1. 25,加上 5倍變頻總傳動(dòng)比最大可達(dá) 6. 25,高速檔主軸無級變速范圍為 n主軸 = 160～ 1000 r /min。當(dāng)軸Ⅰ上三聯(lián)齒輪中的齒輪 29 2撥至與軸Ⅱ上的齒輪 61 2嚙合時(shí) ,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(shè)計(jì)成寬齒輪 ) ,可實(shí)現(xiàn)低速檔傳動(dòng) ,無變頻時(shí)傳動(dòng)比 i總 = 20,加上 5倍變頻總傳動(dòng)比最大可達(dá) 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(jié)構(gòu)原理如圖 ： 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 圖 設(shè)計(jì)及使用中注意事項(xiàng) (1)搖臂的上軌設(shè)計(jì)成滾動(dòng)導(dǎo)軌 ,而滾動(dòng)導(dǎo)軌的比壓大 ,故搖臂在選材和工藝處理時(shí)建議采用 HT350,表面淬火硬度達(dá) HBS250～ 270。進(jìn)給拖板上用于調(diào)整間隙的調(diào)整螺釘在選型時(shí) ,為避免意外人為的松動(dòng) ,應(yīng)采用內(nèi)六角螺釘。 (2)立柱的剛性 ,直接影響整個(gè)機(jī)床的剛性 ,應(yīng)設(shè)計(jì)成具有足夠剛度 ,以保證切削質(zhì)量。 (3)搖臂與立柱的導(dǎo)向鍵 之 間形成滑動(dòng)副 ,位置應(yīng)設(shè)計(jì)在垂直于搖臂導(dǎo)軌面的平面上 ,為了補(bǔ)償磨損形成的間隙 ,搖臂在相應(yīng)位置設(shè)計(jì)安裝一用青銅制成的鑲條調(diào)整塊。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 (4)加工過程中因切削抗力產(chǎn)生較大的翻轉(zhuǎn)力矩 ,易抬起整個(gè)大拖板以上部件 ,因此加工時(shí) ,需通過壓塊機(jī)構(gòu)鎖緊大拖板 ,保證大拖板和床身導(dǎo)軌的接觸