1851_4缸发动机油底壳组合钻床Ⅰ主轴箱设计
1851_4缸发动机油底壳组合钻床主轴箱设计,_4,发动,机油,组合,钻床,主轴,设计
黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 1 页 4 缸发动机油底壳组合钻床主轴箱设计综述摘要 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 专 用部 件 组 成 的 一 种 高 效 专 用 机 床 。 一 般 钻 床 劳 动 强 度 大 , 专 用 性 能 低 , 生 产 率 不 高 且不 能 保 证 精 度 ; 而 多 轴 专 用 钻 床 操 纵 方 便 、 省 力 、 容 易 掌 握 , 不 易 发 生 操 作 错 误 和故 障 , 不 仅 能 减 少 工 人 的 疲 劳 , 保 证 工 人 和 钻 床 的 安 全 , 还 能 提 高 钻 床 的 生 产 率 。关 键 词 : 组 合 机 床 、 主 轴 箱 、 油 底 壳我 国 组 合 机 床 制 造 技 术 的 发 展 大 体 经 历 以 下 四 个 阶 段 :(1).引 进 消 化 , 开 创 我 国 组 合 机 床 技 术 标 准 体 系(2).普 及 组 合 机 床 技 术 , 发 展 形 成 行 业(3).组 织 科 技 攻 关 , 努 力 担 高 组 合 机 床 技 术 水 平(4).柔 性 制 造 技 术 的 发 展 , 推 动 了 组 合 机 床 传 统 制 造 技 术 的 转 变 1组合机床的工艺范围目 前 组 合 机 床 主 要 用 于 加 工 和 孔 加 工 两 类 工 序 。 平 明 加 工 包 括 铣 平 面 、 锪 (刮)平面、车端面;孔加工包括钻、扩、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹、锪沉孔、滚压孔等。随着综合自动化的发展看,其工艺范围正扩大到车外圆、行星铣削、拉削、磨削机抛光、冲压等工序。此外,亦可以完成焊接、热处理、自动装配和检测,清洗和零件分类及打印等非切削工作。组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工及缝纫机、自行车、等轻工行业大批大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。组合机床最适宜于加工各种大中型箱体类零件,如气缸盖、气缸体、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、叉架类和盖板类零件的部分或全部工序的加工 2。国外组合机床技术发展高柔性化对 象 组 合 机 床 这 样 的 以 加 工 箱 体 零 件 为 主 要 对 象 的 加 工 设 备 来 说 , 柔 性 主 要 是指 几 何 柔 性 (能 加 工 一 定 尺 寸 范 围 的 立 方 形 零 件 的 平 面 和 不 同 分 布 的 孔 和 孔 系 )、技 术 柔 性 (能 完 成 各 种 切 削 加 工 工 艺 、 自 动 更 换 刀 具 、 自 动 变 换 工 件 的 姿 势 )、 生产 柔 性 (对 指 定 的 多 种 工 件 能 自 动 识 别 , 可 任 意 投 产 )。 对 组 合 机 床 的 几 何 柔 性 和部 分 技 术 柔 性 可 通 过 按 顺 序 快 调 的 主 铀 和 备 用 主 轴 、 自 动 换 箱 、 转 塔 主 轴 箱 、 四 转黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 2 页 主 轴 箱 等 办 法 来 加 以 提 高 。 柔 性 最 大 的 就 是 单 主 铀 二 坐 标 加 工 模 块 , 但 它 的 生 产 率低 , 已 开 发 可 更 换 多 轴 箱 的 双 坐 标 或 三 坐 标 加 工 模 块 , 以 及 既 叼 换 箱 (多 铀 或 单 铀 )、又 可 换 刀 (在 单 主 铀 箱 时 )的 加 工 模 块 , 这 样 既 可 有 高 生 产 率 , 又 有 较 高 秉 性 3。组 合 机 床 是 以 系 列 化 、 标 准 化 的 通 用 部 件 为 基 础 , 配 以 少 量 的 专 用 部 件 组 成 的多 轴 、 多 刀 、 多 任 务 序 、 多 面 或 多 任 务 位 同 时 加 工 的 高 效 专 用 机 床 。 组 合 机 床 既具 有 专 用 机 床 的 结 构 简 单 、 生 产 率 和 自 动 化 程 度 较 高 的 特 点 , 又 具 有 一 定 的 重 新 调节 能 力 , 以 适 应 工 件 变 化 的 需 要 。 它 可 以 进 行 钻 、 镗 、 铰 攻 螺 纹 、 车 削 、 铣 削 等 切削 加 工 , 又 适 用 于 在 大 批 、 大 量 生 产 中 对 一 种 或 几 种 类 似 零 件 的 一 道 或 几 道 工 序 进行 加 工 4。组 合 机 床 广 泛 应 用 于 大 批 量 生 产 的 行 业 , 如 ; 汽 车 、 拖 拉 机 、 电 动 机 、 内 燃 机 、阀 门 、 缝 纫 机 等 制 造 业 5 。油 底 壳 的 作 用 储 存 机 油 并 封 闭 曲 轴 箱 。 油 底 壳 一 般 用 薄 钢 板 冲 压 而 成 , 也 有 的发 动 机 为 达 到 良 好 的 散 热 效 果 , 而 采 用 带 散 热 片 的 铝 合 金 铸 造 轻 金 属 油 底 壳为 保 证 纵 向 倾 斜 时 机 油 泵 仍 能 吸 到 机 油 , 油 底 壳 中 部 做 的 较 深 。 有 时 在 油 底 壳中 设 有 挡 油 板 以 减 轻 油 面 波 动 , 底 部 装 有 磁 性 的 放 油 螺 栓 , 可 吸 附 润 滑 油 中 的 铁 屑 ,减 少 发 动 机 的 磨 损 6。组合机床有了以下的发展:1、数控化。数控组合机床的出现,不仅完全改变了过去那种由继电器电路组成的组合机床的控制系统,而目也使组合机床机械结构乃至通用部件标准发生了或正在发生着巨大的变化。2、模块化。数控加 1 二模块化极大地丰富了组合机床的通用件,它必将引起组合机床通用件发生根本性变化。3、高速化。由于高速加工可大大降低零件表面粗糙度及切削力,大大减小切削温度,提高生产效率,故机床的高速化研究方兴未艾,特别是数控机床的主运动和进给运动速度已达到了惊人高速 7。小 型 拖 拉 机 零 件 ( 前 盖 ) , 采 用 普 通 钻 床 逐 孔 加 工 法 时 , 工 人 频 繁 地 装 夹 工 件 、起 动 机 床 、 进 刀 、 退 刀 、 停 车 和 卸 工 件 , 不 仅 劳 动 强 度 大 , 而 且 生 产 效 率 和 加 工 精度 低 。 在 全 面 了 解 被 加 工 零 件 的 加 工 情 况 和 影 响 方 案 而 制 定 的 各 种 因 素 的 基 础 上 ,重 新 制 定 机 械 加 工 工 艺 方 案 , 将 被 加 工 零 件 的 孔 集 中 于 一 台 组 合 钻 床 上 加 工 就 能有 效 地 解 决 上 述 问 题 8。组 合 机 床 大 型 标 准 主 轴 箱 主 要 由 箱 体 类 零 件 、 主 轴 、 传 动 轴 、 齿 轮 和 一 些 专 用黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 3 页 的 附 加 机 构 组 成 。 这 些 零 件 的 通 用 化 程 度 很 高 , 在 某 种 程 度 上 , 可 以 把 主 轴 箱 的设 计 视 为 从 几 类 、 数 千 个 通 用 件 、 标 准 件 中 选 取 模 块 , 进 行 积 木 式 的 搭 配 , 组 成各 种 合 理 的 、 符 合 主 轴 转 速 要 求 的 传 动 路 线 , 使 主 轴 获 得 必 要 的 动 力 。 在 批 量 设计 某 一 条 生 产 线 的 组 合 机 床 主 轴 箱 时 , 考 虑 整 体 优 化 设 计 , 通 过 适 当 圆 整 一 些 参数 , 使 整 批 主 轴 箱 零 件 的 品 种 最 少 。 设 计 顺 序 是 : 先 设 计 复 杂 的 主 轴 箱 , 其 后 设计 难 度 较 小 的 主 轴 箱 时 , 优 先 采 用 已 用 过 的 零 件 , 使 一 批 设 计 出 的 主 轴 箱 中 的 零件 品 种 、 数 量 较 小 9。钻 孔 专 用 组 合 机 床 , 是 按 系 列 化 标 准 化 设 计 的 通 用 部 件 , 和 按 被 加 工 零 件 的形 状 及 加 工 工 艺 要 求 设 计 的 专 用 部 件 组 成 的 机 床 。 主 轴 箱 是 其 重 要 专 用 部 件 , 该 部分 设 计 的 优 劣 , 直 接 关 系 到 零 件 加 工 的 精 度 , 影 响 零 件 加 工 品 质 的 高 低 。 这 一 部 分的 设 计 , 关 键 是 主 轴 和 传 动 轴 位 置 的 确 定 。 本 次 设 计 的 钻 孔 专 用 组 合 机 床 , 具 有 如下 优 点 : 可 以 便 于 重 新 改 装 , 可 以 同 时 从 两 个 方 向 采 用 多 把 刀 具 对 一 个 工 件 进 行 加工 , 能 够 很 好 地 保 证 加 工 精 度 要 求 , 提 高 产 品 品 质 , 减 少 工 件 在 工 序 间 的 搬 运 , 减少 机 床 占 地 面 积 , 简 化 机 床 的 维 护 和 修 理 等 10 13。在 组 合 机 床 的 诸 多 零 件 中 , 主 轴 箱 是 组 合 机 床 设 计 过 程 中 工 作 量 最 大 的 部 件 ,因 为 通 常 主 轴 箱 是 采 用 一 根 动 力 轴 带 动 多 根 主 轴 的 工 作 方 式 , 各 传 动 轴 必 须 在 有 限的 标 准 箱 体 空 间 中 找 到 适 宜 的 分 布 位 置 并 避 免 干 涉 , 而 各 轴 的 设 计 又 必 须 保 证 其 转速 、 旋 向 、 强 度 和 刚 度 , 因 此 难 度 大 、 设 计 周 期 长 。在 批 量 设 计 某 生 产 线 的 组 合 机 床 主 轴 箱 中 , 为 提 高 设 计 质 量 , 缩 短 设 计 周 期 ,我 们 采 用 计 算 机 辅 助 设 计 组 合 机 床 主 轴 箱 , 取 得 了 良 好 的 技 术 经 济 效 果 11。机 床 的 改 造 按 其 改 造 程 度 的 不 同 , 大 致 可 分 为 改 装 , 复 原 和 再 生 等 几 种 。 改装 是 指 利 用 最 新 的 控 制 装 置 、 驱 动 装 置 及 更 换 部 分 零 件 , 更 改 部 分 结 构 来 改 造 机 床 , 使 机 床 的 性 能 得 以 提 高 。 复 原 是 指 将 汩 机 床 恢 复 到 原 来 的 精 度 , 有 时 也 配上 一 些 最 新 的 控 制 装 置 , 提 高 其 性 能 。 再 生 是 指 将 旧 机 床 某 些 部 分 重 新 设 计 制造 , 使 其 达 到 当 今 水 平 的 机 床 。对 组 合 机 床 的 改 造 来 说 , 主 要 有 上 述 三 种 方 式 中 的 再 生 和 改 装 两 种 。 再 生 组合 机 床 见 得 较 多 的 是 回 转 工 作 台 式 多 工 位 小 型 组 合 机 床 , 是 利 用 从 回 收 或 报 废 的 回转 工 作 台 式 小 型 组 合 机 床 上 拆 下 的 通 用 部 件 , 加 以 复 原 (修 复 副 原 有 精 度 )或 改 装 ,进 步 提 高 其 性 能 , 然 后 再 用 这 种 经 过 翻 新 的 通 用 部 件 配 置 成 新 的 组 合 机 床 出 售 ,黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 4 页 其 售 价 为 同 类 全 新 组 台 机 床 价 格 的 三 分 之 二 或 更 低 。 并 可 保 证 使 用 性 能 。 一 些 小型 组 台 机 床 制 造 厂 都 开 展 这 项 业 务 , 取 得 了 较 好 的 效 果 12 14。 结 语通 过 学 习 4 缸 发 动 机 油 底 壳 组 合 钻 床 主 轴 箱 设 计 , 使 我 明 白 了 发 动 机 机 体大 批 量 生 产 流 水 线 中 组 合 机 床 的 原 理 、 结 构 、 工 艺 水 平 、 同 时 也 明 白 了 四 缸 发 动机 油 底 壳 的 结 构 、 工 艺 流 程 。 另 外 组 合 机 床 装 备 的 发 展 思 路 必 须 是 以 提 高 组 合 机 床加 工 精 度 、 组 合 机 床 柔 性 、 组 合 机 床 工 作 可 靠 性 和 组 合 机 床 技 术 的 成 套 性 为 主 攻 方向 适 应 可 调 可 变 、 多 品 种 加 工 的 市 场 需 求 。参考文献1 佟璞玮. 中国组合机床市场.1999 中国机电产品市场展望2 谢家瀛.组合机床设计简明手册M.北京:机械工业出版社,2002.3 裘愉弢主编组合机床 北京:机械工业出版社 19954 黄健求主编机械制造技术基础 北京:机械工业出版社5 李庆余、张佳.机械制造装备设计.机械工业出版6 关文达主编 汽车构造 北京:清华大学出版社7 李如松组合机床和自动线的技术发展 组合机床与自动化加工技术 ,19998 孟俊焕 多孔单工位组合钻床主轴箱传动系统设计 机械工程师 2005,34(3)9 丁国琴 组合机床主轴箱的计算机辅助设计 机械工程师 2002,(6)10 彭得利 变速器箱体专用钻床主轴箱的设计 助理工程师,11 王 敏 组合机床主轴箱的计算机辅助设计 高级工程师12 裘愉 从几个侧面看组合机床的发展动向J组合机床与自动化加工技术 1994 13 John Ramtm Machinable Rogow Coil Design,and Calibration.IEEE Instrument And Measurement,1996,45(2):511-515. 14 A.Tonge. Marlin. The UK Military UUV Programme-A Programme Overview. Proceedingsof the International UUV Conference, Newport,RI,2000,(4) 单位代码 02 学 号 080105025分 类 号 T H 密 级 秘密 毕业设计文献综述院 ( 系 ) 名 称 工 学 院 机 械 系专 业 名 称 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化学 生 姓 名 庞 宇 江指 导 教 师 贾 百 合2012 年 2 月 26 日General transformation of multi-axis drilling machine drilling machineSummary: The aggregate machine-tool is take the general part as a foundation, matches by presses the work piece specific shape and the processing technological design special-purpose part and the jig, the composition semiautomatic or the automatic special purpose machine. The aggregate machine-tool selects the method which generally multiple spindle, the multi-knives, the multi-working procedures, many or the multi-locations simultaneously process, production efficiency ratio general engine bed high several times to several dozens times. Because the general part already the standardization and the seriation, might according to need to dispose nimbly, could reduce the design and the manufacturing cycle. The multi-axle-boxes are aggregate machine-tools core parts. It selects the common parts, carries on the design according to the special-purpose request, in the aggregate machine-tool designs process, is one of work load big parts.Multi-axis processing is more and more widely used in industrial production. It not only increase the processing accuracy, but also greatly improve working efficiency, adapt to the market to seek and increase the competitive power.Key word: Multi-axis drilling machine Spindle box Multi-axis head Machine ToolAt present, Chinas small and medium enterprises in product quality and production efficiency are the need for a new increase. But the processing means is far from sufficient .Many small and medium enterprises with their actual technical state of equipment improvements, through strengthening its own. In order to self-development. Common drilling for single-axis machine tools, but the installation will become a multi-axis multi-axle box of the drill, transformation into a multi-axis drilling, we could greatly shorten the processing time, improve production efficiency. Application of multi-axis machining :According to statistics, in general machine tools in the workshop in general, the average cutting time rarely exceeds 15% of total working hours. The remaining time is plug-in, loading and unloading the workpiece, exchange tools, operation tools, measurements, and clear the iron filings and so forth. Although the use of CNC machine tools can improve 85%, but the purchase of costly. In some cases, even if the high productivity, but the processing of the same components, the cost is not necessarily lower than the average machine. Therefore must be more to shorten the processing time. Different processing methods have different characteristics, the drilling process, the multi-axis machining is a small investment to increase productivity through effective measures. The advantages of multi-axis machining :Although it is not the first in automatic multi-axis adjustable long line applications, but only limited to high-volume production. Even with the adjustable multi-axis head expanded the scope of use is still far from being able to meet the volume is small, hole complex requirements. In particular, as industrial development, large and complex multi-axis machining is even more compelling. For example, large-scale nuclear power plants in the water-wall tube plate condenser has 15000 20 holes, if radial drilling machine processing, and simply drilling holes and countersink countersunk head is necessary to 842.5 hours, while also crossed hours 151.1 hours. However, if the 8-axis CNC machining floor drilling, drilling countersink holes as long as 171.6 hours, crossed is also simple, as long as 1.9 hours. Therefore, the use of numerical control of two axis, so that proper alignment tool processing location, combined with multi-axis machining can not only expand the range of processing, but also on the basis of improving the accuracy can greatly enhance the work efficiency, easy to quickly create original processing parts. Some analysis of large high-speed diesel engine with 30 kinds of box-shaped rod-shaped parts of the more than 2,000 drilling operations, 40% could be the automatic replacement of machines using two-axis spindle box, three-axis or four-axis multi-axis machining head, the average can be reduced 20% of the processing time. Machine Tool Exhibition in Paris in 1975 also reflected the multi-axis machining using more and more the trend. Multi-axis machining equipment :Multi-axis machining is the same time in a feed processing a number of holes or simultaneously in many of the same or different processing of a workpiece on each hole. This will not only shorten the cutting time and improve accuracy, reduce fixturing or positioning time, and in the CNC machine tool is not necessary to calculate the coordinates, reducing the number of character blocks and simplified programming. It can be processed using the following equipment: radial drilling vertical drilling, or upload multi-axis head, multi-axis drilling machine, multi-axis modular machine tool spindle box heart and automatic replacement of machines. May even be able to automatically adjust wheelbase by two or more of the spindle axle box, junction All CNC vertical and horizontal table two directions of movement, processing a variety of round or oval-shaped hole group of one or several steps. Now the status quo in this regard to make a profile. Multi-Axis Head :Transmission is from the main drive gear drive with two kinds of universal joint couplings. This is our familiar. Former is more efficient, simple structure, which is easy to adjust wheelbase. From the structure is concerned there is not adjustable and the adjustable two kinds. The former can not change the wheelbase, multi-use gear drive, only applies to high-volume production. Adaptability in order to expand its approval to develop a multi-axis adjustable head, in a certain range adjustable wheelbase. It is mainly mounted in a universal. Two. (1) there are two kinds of universal axis: alignment device with a spindle. Spindle mounted on adjustable bracket in an adjustable bracket can be T-shaped slot in the shell move, and the position in alignment with bolted. (2) with a tolerance of cylindrical spindle units. Set of fixed spindle hole with pieces of the same type template. The former applies to small batch and the rules of distribution of pore groups are artifacts (such as the hole groups in different diameter circle). The latter applies to a larger batch-type production of small quantities of turns, rigid better pitch accuracy is also high, but a different hole requires a different template. Multi-axis head can be mounted on vertical drilling-type radial drilling machine, press the drill itself with the various functions work. This multi-axis processing methods, due to drilling efficiency, range and accuracy of processing of the relationship between the use of limited scope. Multi-axle box :As also the first multi-axis as the production as a standard component. U.S. Sectos standard gear boxes, multi-axle box, etc. are not designed adjustable multi-axle box. 32 kinds of specifications, process size from 300X300 mm to 600X1050 mm, the working-axis up to 60, and power up to 22.5 kilowatts. Romai factory adjustable multi-axle box easy to adjust, as long as the gear should first be adjusted to the location near the pass and then connected with its adjustable-axis move to the correct location. Therefore, this structure changes as long as the template, will be able to pass a certain extent change the content of shoes, and can reach more than ordinary axle box smaller pitch. According to principles of the use of group processing the first multi-axle, or a combination of multi-axis machine tool is applicable to large and medium volume production. In order to process to get good results, need to consider the following points: (1) workpiece clamping simple, there is enough coolant away iron filings. (2) The fixture rigidity, processing, without deformation, dividing the right position. (3) the possibility of using the two group knives for a group to use, another set of grinding and adjustment, thereby reducing tool change downtime. (4) The use of quality tools to monitor whether the blunt tool, drill grinding to machine. (5) Dimensions can be detected immediately when the ultra-poor. Multi-axis drilling machine :This is a multi-axis machining to meet the requirements of the drill. Such as orientation, power, feed, speed and processing range. Displayed at the Paris Exhibition of multi-axis drilling machine with hydraulic multi-feed. Throughout its work, such as fast-forward through the bad, workers enter and clear the iron filings are all automatically. It is noteworthy that the majority of agencies with separate variable speed, so that one group can adapt to the different pore size hole processing needs. 1.2.4 automatic replacement machine tool spindle box In order to rationalize the needs of small and medium volume production in recent years the development of the automatic replacement of modular machine tool spindle box. (1) The automatic replacement spindle machine Automatic replacement of rotary spindle machine tool spindle box at the top is a library, there are several non-adjustable hanging spindle box. Vertical and horizontal patch panel to the first series of good working procedures, so that the corresponding spindle box into the processing station, location and with the power connection tight, and then turn to the table with the workpiece spindle box below, upward mobility for processing. When the change processing object, as long as the exchange suspension spindle box, you can pass with different processes for different needs. (2) The multi-axis machine tool turret Turret to install more non-adjustable or universal coupling spindle box, turret can automatically switch to digital, and clamp the workpiece in the rotary table to feed motion. Through the rotary table can be a number of workpiece surface. Because the turret not be too big, so it is generally not exceed the median of workers 4-6. And the spindle box is also not too large. When the machining process more objects, size larger, it should automatically replace the machine tool spindle box fit, but its simple structure. (3) Automatic replacement of modular machine tool spindle box It consists of automatic line or a combination of standard machine parts. Non-adjustable multi-axle box and power box by home base in the horizontal, the spindle rotates, the entire case library fastening device to the system in the slip into the board. Library Headstock rotation and feed movement is based on standard routines of work. Headstock time for a few seconds. Clamping the hydraulic sub-degree rotary table so that each workpiece surface. Good fruit rotary table accompanied by discharging device, we can co-flow production automation. In the variable production system using this device, accompanied by the corresponding controller can obtain a complete processing system. (4) 8-axis CNC drill floor Large condenser water wall tube plate holes as many as 15,000, which linked together with the support plate processing. Diameter of 20 mm, hole depth 180 mm. Used inside the cooling pipe has a twist drill ,5-7 bar pressure, coolant directly into the cutting area is conducive to chip removal. And ground into a 90 drill point for the self-centering. Durable than regular twist drill, and a large quantity of feed. To shorten the processing time to 8-axis CNC machining floor. trends in multi-axis machining :Multi-axis machining high production efficiency, low investment and production preparation cycle is short, product modification, when a small loss of equipment. And as Chinas CNC technology, the scope of multi-axis machining will become the broad, processing efficiency will be improved. production tasks :A group of cast-iron joints have the same surface processing with multiple holes. In the general processing of vertical holes on the drill, usually a hole a hole drilling, production efficiency is low, use non-standard equipment, that is, combination of machining, production efficiency is high, but the large investment in equipment. However, the number of common vertical drilling machine to transform ordinary single-axis vertical multi-axis drilling machine after transformation, multi-axis drilling machine can simultaneously perform multiple hole drilling, expansion, hinges, and other processes.
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