粗精铣V型发动机箱体45°面专用机床设计与研究

摘要

应用组合机床加工批量零件，生产效率高、机床成本低是机械加工的发展方向。本次设计的任务是“粗精铣V型发动机箱体45°面专用机床设计与研究”，其中，本论文主要论述了该专用机床的总体布局设计、机床夹具设计和铣床立柱有限元分析及结构优化。设计的组合铣床要求能实现箱体45°面的粗、精铣，自动定位、夹紧、放松，同时机床夹具能根据被加工零件的尺寸做出相应的调整以及机床加工要满足零件加工的精度要求和生产效率。
　　 在设计的过程中，首先针对零件的技术要求进行分析，确定了在组合铣床上零件的加工工艺方案。在此过程中，确定了工件的定位方式、工序间余量、刀具的材料与结构以及机床的配置型式等。然后进行了组合铣床的总体布局设计。这里主要根据零件的加工要求绘制了“三图一卡”：被加工零件的工序图、加工示意图、组合铣床生产效率卡、组合铣床联系尺寸图，同时也进行了机床通用部件的选型和部分专用部件的设计。接着根据零件的结构特点、加工定位方式、铣削力大小等设计出了组合铣床的专用夹具。
　　 通过这些工作的展开，初步完成了组合铣床的总体结构设计和机床夹具设计。然后通过三维软件建立了铣床立柱的三维模型，采用有限元软件建立了有限元计算模型，并进行了立柱的静态强度和刚度分析，计算了立柱的应力和变形情况。通过模态分析，计算出立柱1至8阶的固有频率和振型。分析结果表明，现有立柱的设计模型刚度、强度较好。对铣床立柱进行优化，优化后的立柱结构，在保证满足加工精度和生产效率的前提下，质量减轻了，固有频率也得到了相应的提高。