【2017年整理】L22机体顶面精铣床设计.doc

第一章绪论 1.1选题的背景、目的和意义 4L22柴油机是山东华源莱动自行研制开发的新产品，4L22柴油机机体采用的是干缸套，对机体顶面的加工精度要求，特别是平面度要求较高。机体顶面的加工精度直接影响缸孔和缸孔止口的加工精度，随着数控机床和加工中心的发展和应用越来越广泛，在生产线上组合机床、通用机床的应用虽然受到一定的影响，但在实际生产中，箱体类零件平面的加工多数采用端铣刀在专用组合铣床或通用铣床进行铣削加工。组合机床是以大量通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或多种工件按预先确定的工序进行加工的高效专用机床，具有生产效率高，加工质量稳定，工人劳动强度低，设计、制造周期短，加工对象改变时，原有的通用零、部件可以重新利用，组成新的组合机床等特点，目前仍是箱体类零件大批大量生产的主要设备。 目前所采用的金属切削机床主要是自动线（60%）、组合机床（20%）和加工中心（20%）。显然，在大批大量生产的机械厂，大量采用组合机床。因此组合机床及自动线的技术性能和综合自动化水平，在很大程度上决定了工业部门产品的生产效率、产品质量和企业生产组织的结构，也在很大程度上决定了企业产品的竞争力。因此设计组合铣床来精铣4L22机体顶面具有十分重要的意义。 1.2国内外研究现状分析 现代制造工程从各个角度对组合机床提出了愈来愈高的要求，而组合机床也在不断吸取新技术成果而完善和发展。十多年来，组合机床及其自动线在高效、高生产率、柔性化以及采用并行(同步)工程制订更为合理、更为节省的方案方面取得了不小的进展。尤其是汽车和拖拉机工业，为了提高汽车和拖拉机的性能，对零件的加工精度提出了一些新的要求，因此对机床性能的要求也更高了。对于汽车和拖拉机零件的加工精度，现在要求将一些关键零件的主要加工精度只分布在一个比标准公差带要小的公差范围内。由于采用了新结构、新刀具、新工艺方法、刀具自动补偿系统、专用刀具的复合工艺。直接利用软件进行误差补偿等办法，组合机床加工精度正在不断提高。现阶段在组合机床上加工大平面的平面度已达到lm长上0.02-0.04mm.粗糙度达到Ra 0.4-0.8um；孔经精度达到H5-H6；孔的圆度和圆柱度达到0.0015-0.055；定位销孔的中心距精度达到0.013mm；一般孔位精度达到0.02-0.025mm；单向镗孔的同轴度达0.005-0.01mm；双向镗孔的同轴度达到015-0.02mm；一些特种加工工艺的精度，如止口精度可达到0.015-0.02mm.缸盖阀座及导管孔的同轴度达到0.0075-0.01mm。[1]为适应高效加工的需要，现代组合机床自动线和自动加工系统的生产节拍愈来愈短，自动线的节拍，主要是通过缩短基本时间和辅助时间来实现的。缩短基本时间的主要途径是采用新的刀具材料和新颖刀具，以提高切削速度和进给速度来缩短基本时间。缩短辅助时间主要是缩短包括工件输送、加工模块快速引进以及加工模块由快进转换为工件后至刀具切入工件所花的时间。为缩短这部分空行程时间，普遍采用提高工件或随行夹具的输送速度和加工模块的快速移动速度。滑台的工作循环时间必须相应缩短。国外有些厂家中等规格滑台的工作循环时间已缩短到5s。其中快速行速度已达15m/min，而最大工作进给速度由通常的0.7m/min提高到1.2-1.5m/min，切入有的已可缩短到0.25mm。要提高快进和工作行程速度，需要有高的转换精度，用伺服驱动滑台便能满足要求。 现代组合机床和自动线作为机电一体化产品，它是控制、驱动、测量、监控、刀具、和机械组件等技术的综合反映。近些年来，这些技术有长足进步，同时作为组合机床主要用户的汽车和内燃机等行业也有很大的变化，其产品市场寿命不断缩短，品种日益增多且质量不断提高。这些因素有力的推动和激励了组合机床和自动线技术的不断发展。 在工业发达国家的组合机床行业中组合机床设计已普遍采用CAD工作站，在设计室几乎很难见到传统的绘图板。CAD除应用于绘图工作外，并在构件的刚度分析（有限元法）、组合机床及自动线设计方案比较和选择，以及方案报价等方面均已得到广泛应用，从而显著得提高了设计质量和缩短了设计周期。为缩短产品开发周期、降低制造费用和提高产品质量世界上许多机械厂都在积极推行精益生产方式其主要内容之一是并行工程，既要求产品开发部门、生产规划部门和组合机床制造厂之间进行紧密合作。组合机床厂则需要装备制造部门早期介入用户产品的规划和设计，在产品设计部门考虑其结构和功能时，能协同考虑产品的加工和装配工艺从而加速产品开发、降低制造费用和提高产品质量的目的，从而取得较好的经济效益。[2] 现代，组合机床自动线技术取得了很大的进步，自动线在加工精度、生产效率、利用率、柔性化和综合自动化等方面的巨大进步，标志着组合机床自动线技术发展达到的高水平。自动线的技术发展，刀