高精度三轴镗孔专用机床的设计和研究

摘要

发动机机体的三轴孔精加工工序是机体制造中的关键工序，也是限制性的工序。机体的三轴孔加工精度要求高，国产设备很难达到精度要求，所以用于三轴孔精加工工序的机床——三轴镗机床长期依赖进口。机体制造厂的设备购置及运行成本较高。 为提高三轴镗机床的国有自主化程度，结合中国重汽杭州发动机有限公司和大连机床集团设计制造协议，进行自主研发三轴镗机床。在仔细分析用户产品加工内容及精度要求的基础上，提出将曲轴孔和凸轮轴孔的精加工分为半精、精两工序的加工方案。通过对两种镗削方式的分析研究，提出采用推一拉镗结合的方式，在一次加工中完成两工序的加工方法。这是本机床的独到之处之一。 为解决油封孔、止推面和曲轴孔同轴加工互相干涉的问题，提出采用复合刀具法。研发出一种专用复合刀具，将曲轴孔刀具、油封孔刀具和止推面刀具复合在一个镗杆上，通过控制中心芯杆的行程实现油封孔刀具让刀和止推面的粗、精加工。这是本机床的另一独到之处。 本文按照组合机床的一般设计规律，对机体的加工工序进行分析，拟定刀具方案，设计主机方案及夹具等关键部件。对凸轮轴孔镗杆在加工中的受力状态，应用一般静力分析方法和有限元方法进行分析。在设计中，突出工程技术方法的应用。如ABS接头在刀具连接上的应用，高压内冷技术在刀具上应用，定位面气检技术的应用，气密封在导套上的应用等。本机床已完成预验收，应用于生产实际。经用户厂使用验证完全达到机体加工精度的要求，并满足生产率要求。本机床的设计制造成功为三轴镗机床的研制积累了宝贵的经验。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 概 述

1.1 发动机机体制造技术综述

1.1.1 发动机机体简介

1.1.2发动机机体加工内容概述

1.1.3 发动机机体加工装备概述

1.2三轴镗机床

1.2.1三轴镗机床的概述

1.2.2三轴镗机床的重要性

1.2.3 国产和进口三轴镗机床对比

1.3课题研究内容

1.3.1 课题来源

1.3.2课题内容

1.3.3课题意义

2总方案设计

2.1机床方案设计

2.1.1 机床配置

2.1.2机床的控制系统

2.1.3机床的主要参数

2.1.4机床的工作循环

2.1.5机床的生产率计算

2.2机体工序分析

2.2.1机体工序概况

2.2.2工序加工内容分析

2.2.3工序基准分析

2.3加工工艺分析

2.3.1 曲轴孔加工工艺

2.3.2凸轮轴孔加工工艺

2.3.3惰轮轴孔加工工艺

2.3.4油封孔加工工艺

2.3.5后端面销孔加工工艺

2.3.6左、右止推面加工工艺

2.3.7齿轮室孔轴孔加工工艺

3刀具设计

3.1刀具方案设计

3.1.1刀杆与主轴的联接

3.1.2曲轴孔系的刀具方案设计

3.1.3凸轮轴孔系的刀具方案设计

3.1.4惰轮轴孔的刀具方案设计

3.2镗杆受力分析

3.2.1镗杆受力一般分析

3.2.2镗杆受力有限元方法分析

4主要部件设计

4.1夹具设计

4.1.1夹具方案设计概述

4.1.2定位方法及提高定位精度措施

4.1.3夹紧机构

4.1.4辅助上下料机构

4.2镗模设计

4.2.1 镗模方案

4.2.2镗模架技术特点

4.2.3镗杆与导套间隙探讨

4.3托刀装置设计

4.3.1托刀装置作用

4.3.2托刀装置结构特点

5应用验证

5.1两种检验和评定方法

5.1.1直接评定与检验

5.1.2工序能力指数Cp值评定与检验

5.2结论

结 论

参考文献

附录A设备照片

致 谢