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曲軸端部法蘭孔的加工設計及機床控制系統設計

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更新時間：2014-09-21
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曲軸端部法蘭孔的加工設計及機床控制系統的設計
目錄

第一章緒論 1
第一節畢業設計題目 1
第二節課題背景 1
一、選題意義 1
二、曲軸的概述 1
第三節國內外發展現狀及市場調查 2
第二章總體方案分析與設計 4
第一節工藝分析 4
第二節總體方案的確定及任務分配 5
第三章法蘭孔的主運動設計及進給運動設計 6
第一節主運動設計方案的分析 6
第二節法蘭主運動所需電機的選擇 7
一、進給量的確定 7
二. 轉速與功率的確定 8
三.帶輪的設計及計算 9
四.法蘭孔加工主軸箱運動設計的齒輪設計及計算 11
五、法蘭加工主軸箱運動系統所有齒輪數據匯總 18
第三節法蘭加工主軸箱運動設計的軸設計與計算 18
一.軸的材料選擇 18
二、軸的結構設計 18
三、軸的剛度校核 22
四、軸承的校核 24
第四節法蘭加工進給系統設計 25
一、法蘭加工孔進給系統的總體設計 25
二. 法蘭加工進給系統的計算與設計 26
第五節床身及導軌設計 36
一.對床身的要求 36
二、床身的材料及時效處理 36
三、床身受力分析 37
四、導軌設計 37
第四章機床控制系統的設計 39
第一節機床控制系統的分析 39
第二節機床法蘭控制系統的設計 39
一機床的主要結構及運動、形式 39
二控制要求 39
三控制系統的分析 39
四控制電路分析 41
第三節機床豎直孔加工及斜深孔加工控制系統的設計 43
結束語 45
致謝 46
參考文獻 47
第二章總體方案分析與設計

第一節工藝分析
正如之前所述所有潤油孔均為深孔鉆削加工，即鉆削孔深與直徑之比（L/D）大于5時稱為深孔鉆削。深孔鉆削加工勢必給工藝造成一定難度，目前深孔鉆削加工的主流方法分為2種,一種為一次進給完成加工，主要采用槍鉆等，另一種為采用標準麻花鉆或特長麻花鉆分級進給。
這里進行方案對比：
用槍鉆一次進給
優點：一次進給完成加工，加工時間短，提高生產效率，降低了工人操作要
求與工作強度。可要達到IT7-11,表面粗糙度1.6-3.2，加工精度高。
缺點：成本高，要專門設計槍鉆的系統設備，需要高水平的專業人員進行安裝、調試、維護，不易于經常更換。
用麻花鉆分級進給
優點：成本低，適合大批量生產，安裝維護比較簡單，易于更換。
缺點：需要分級進給，加工時間長，生產效率較低，提高了工人操作的要求
與工作強度，IT可達到10-13，表面粗糙度可達到6.3-12.5，加工精度較低。
以下為查參考文獻[1]深孔加工工藝的各種參數數據如下表1：
表1
刀具種類適用范圍刀具材料加工后孔的精度IT 加工后孔的表面粗糙度
直徑直徑/孔深
麻花鉆 1-75 每往復一次≤3 高速鋼 10-13 12.5-6.3
槍鉆 2-20 ≤250 高速鋼 7-10 3.2-1.6
考慮曲軸加工總線的經濟成本問題，而且法蘭孔只有6個，所以成本加工成本不是很高，可才用較為通用的、成本低的加工方法。若才用槍鉆則成本較高，而且設計也很復雜。所以采用成本較低的麻花鉆進行加工，加工精度低的問題，
可以從機床本身與夾具保證到達加工要求。雖然麻花鉆的加工時間較長，生產效率較低，但由于所加工孔的距離不是很深（29mm），相對于采用槍鉆進行加工而耗費的成本低。因而本次法蘭孔鉆削設計所采用麻花鉆。
第二節總體方案的確定及任務分配
正如之前課題內容所闡述4個方向一共18個孔若采用分步進行加工勢必會增加加工時間，所以專用鉆床采取潤油孔與法蘭孔同時加工的方案，其中所有設計任務分為6個部分：
1、斜向潤油孔的主運動系統、進給運動系統的設計；
2、豎直方向潤油孔的主運動系統、進給運動系統的設計；
3、法蘭孔的主運動系統、進給運動系統的設計；
4、專用鉆床的夾具設計；
5、專用鉆床的結構設計；
6、專用鉆床的控制操縱系統設計；
其中，本人主要負責第3、第6部分的設計，具體設計內容如下。
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