空间多孔加工的组合机床主轴箱设计毕业设计论文.doc
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1、摘要 这种空间多空孔加工组合机床是我们常见的一种专用组合机床,它是由系列化以及标准化的通用部件和按照被加工零件的形状以及加工工艺要求、数据大小而设计成的专用部件所组成。 设计中的主轴箱的设计是这次设计任务的重中之重,也是最关键的部分当然它也是我们常见的组合机床中重要的部件之一。首先它是由我们所熟悉的通用部件,按照被加工零件的加工要求,根据专用要求设计的。举个例子就是加工拖拉机侧支架上的12个孔,就是一种加工空间多孔的组合机床的一种体现 。而这次的加工任务是机床也是以其为例。主轴箱是组合机床重要的专属部件,它是根据加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置、切削用量和主轴类型设计的传递各主轴运动的
2、动力部件,与此同时为了提高生产效率以及降低劳动强度。本文依据的主轴箱的设计原则完成了对结构型式的选择以及动力计算,传动系统的设计以及计算,主轴箱坐标计算,主轴箱的总图设计和液压部分的设计。并以此绘制加工的工序图,加工示意图以及卧式双面组合机床的各部件的尺寸图。整篇说明书全部依据了现行的国家标准以完成。关键词: 组合机床; 主轴箱; 传动轴AbstractThe pupil hole processing combined machine tool is our common a special combination of machine tool, it is by the series a
3、nd standardization of the general components and in accordance with the requirements of the processing parts of the shape and processing technology, size of the data and design of special components. Is a new and very useful form of machine tool.And the number of exclusive tractor design in the desi
4、gn of spindle box design is the task of top priority, but also the most important part of the course, it is our common modular machine tool is an important component of. First of all, it is we are familiar with the general parts to be machined parts processing requirements, according to the special
5、requirements of the design. Give an example is the processing side bracket 12 hole, is a kind of processing the porous space combination machine tool of a kind of expression. And the processing task is the machine is also in the case of the spindle box of modular machine tool is an important part, i
6、t is based on the processing schematic diagram to determine the workpiece hole position, cutting dosage and Spindle type design of the transfer of the spindle motor power components. At the same time in order to improve production efficiency and reduce labor intensity. This special design the with d
7、ouble-sided drilling and space multi drilling machine combination and corresponding special fixture.On the basis of the spindle box design principles completed the structure type selection and dynamic calculation, design and calculation of transmission system, spindle box coordinate calculation, des
8、ign of spindle box of general plan design and hydraulic parts. And in order to map graph processing procedure, processing schematic diagram and horizontal double-sided combination of machine tool parts size chart. The whole description all based on the existing national standards in order to complet
9、e.Key words: Combined machine tool; spindle box; transmission shaft 目 录第一章 组合机床概述 11.1 组合机床简介 11.2 组合机床的特点 21.3 组合机床工艺范围及发展方向 31.3.1 组合机床工艺范围 31.3.2 组合机床发展方向 41.3.3 组合机床的方案选择 5第二章 被加工零件工艺方案的制定 72.1 零件分析 72.1.1 零件的用途 72.1.2 零件的技术要求 72.2 工艺方案的制定 82.3 组合机床切削量及切削力的确定 92.3.1组合机床切削量和工序余量的确定 102.3.2选择组合机床切
10、削用量的特点 102.3.3选择组合机床钻削切削用量 102.3.4确定切削用量此时应注意的问题 112.3.5组合机床切削力的确定 112.4 主轴直径的确定和主轴箱所需动力计算 122.4.1主轴直径的确定 122.4.2动力箱的选用 13第三章 主轴箱的设计 153.1 主轴箱的基本机构及表达方法 153.1.1 主轴箱简介 153.1.2 通用主轴箱的组成 153.1.3 通用主轴箱的通用零件 163.2绘制主轴箱设计原始依据图 173.3确定主轴结构型式及齿轮模数 193.4主轴箱的传动系统设计 20 3.4.1对主轴箱传动系统的一般要求 20 3.4.2传动系统的设计与计算 21
11、3.5 主轴箱坐标的计算 263.5.1 绘制主轴箱总图及补充加工图 333.5.2主轴箱补充加工图设计 34结论 35参考文献 36致谢 37引言机械制造及其自动化专业毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及所有专业课之后进行的。这是我们在进行实际就业工作或者以后更远的发展学习之前对所学个课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练。在这次设计中,我主要设计侧支架卧式主轴箱,由于要加工的工件批量大,十二个孔的位置精度高,这就要求在主轴箱设计中要合理的排出传动系统,确保主轴位置精确和传动稳定。由于该零件的十二个孔对位置精度要求很高,必须非常合理的排出主轴箱的传动系统
12、,以达到主轴位置准确。其中,尽量减小传动误差,使主轴达到所要求的转速;避免轴与齿轮间的干涉现象;合理的分布手柄轴和油泵的位置。机械制造行业的产品,其结构日趋复杂,精度和性能要求日趋提高,因此对生产设备机床也相应地提出了高效率、高精度和高自动化的要求。专用机床,就是为了解决大批量,大量生产的零件加工中用于加工某一种(或几种)零件的特定工序的机床就我而言,我希望通过此次课程设计对自己未来将要从事的工作进行一次适应性的训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后参加工作打下一个良好的基础。同时,因为设计需要,得到了老师及同组同学的大力帮助,在此先表示真挚的感谢。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文
13、 第一章组合机床概述第一章 组合机床概述1.1 组合机床简介首先组合机床的基础是通用部件,而它是依据各自的功能按照国际的标准化、通用化、系列化等原则设计和制造的独立部件,之后依靠它可以组成各种组合机床时能互相通用的作用。当然组合机床的专用部件当中也有许多零件是国际的通用零件、标准件和独立部件。所以,组合机床的设计、制造、重组和调整都很方便。目前,我国当前的组合机床中约有70%-90%的零部件是通用零部件和标准件。 组合机床可以通过对工件进行多刀、多面、多轴、多工位的同时加工,工序相对来说高度集中,这样的话就缩短了加工时间以及辅助时间,并且可以使辅助时间与加工时间恰好重合,这样的话很容易自然的组
14、成自动线。而且组合机床多配有液压、气压以及新设备(电控)等系统,生产过程相对来说比较自动化或半自动化。所以才会导致组合机床的生产率以及自动化的普及程度很高。有的组合机床的生产效率甚至比通用机床高几倍到几十倍不止,更多的时候是其他机床无法替代的,也因为这个原因组合机床更加适宜于大批量的生产。 在这个工作上来说,组合机床上可以完成钻孔、扩孔、镗孔、刮平面、各种车削、磨削及滚压等加工工序,同时还可以完成热处理、在线自动检查等非切削这些加工工序。其中应用最多的是加工工序是平面加工以及孔加工这两类工序。当然组合机床最适宜的是于加工各种大中型箱体类的零件,如气缸体、气缸盖、变速箱箱体、电机座及仪表壳等零件
15、。以上说到的那些零件都可以从平面到孔的全部加工工序全部都可以在组合机床上完成。而轴套类、盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全部加工工序的加工,也可以在组合机床上完成,这是二者之间最大的区别。自从二十世纪70年代以来,伴随着可转位刀具、密齿铣刀以及镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术等这些先进的发展,组合机床的加工精度也有所提高。加工效率也再增加,甚至铣削平面的平面度可达0.05毫米1000毫米,而表面粗糙度可低达2.50.63微米;镗孔精度可达IT76级,孔距精度可达O.03O.02微米 。1.2 组合机床的特点现和与此同时进行的进给运动的部件,例如工艺切削头、主轴动力箱、动力滑台等动力部件。以用
16、来动力部件的通用部件的安装,例如底座或者其他。其主要分为床身组合机床是依靠工件本身的加工需要,通过大量通用部件为基础,同时以较少的专用部件二者相组成的一种新式高效专用机床的一种,是机械制造业高速发展必不可少的设备之一。在组合机床中每一1种部件都是具有其本身特有独立功能的部件,而且其中的大多数已经国际标准化、系列化和通用化的部件。然而在工厂的实际生产情况中非常常见,组合机床一般用于加工箱体类或特殊形式的零件。加工时,工件一般不旋转,由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削端面、切削平面、切削内外螺纹以及加工圆和端面等。组合机床是从专业机床和万能机床的基础
17、上发展起来的,是用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专用机床。其他的通用部件是组合机床的基础并且占据了很大的比重。目的是为了机床切削的实、动力头、主轴箱、夹具等几部分。而且从单方向或者几个方向采用单刀或者多刀对几个工件同时或者不同时加工,充分反映了高度工序集中的原则。与此同时为了更好的了解组合机床的优越性,有必要将其设计制造的情况和专用机床相进行一下比较。对于一台专用机床而言,除了一些标准件外,全部零件都需要一个接着一个地设计与制造,其中的劳动量大,生产周期长是一种很大的问题。由于工件全部都是单件生产的性质,过程中不仅制造工件的成本较高,而且工件
18、的生产使用的问题也比较多。而设计制造一台这样组合机床的情况却大大不一样,组合机床是根据具体加工对象,具体的加工要求,具体的加工数据,用预定并设计制造好的通用部件以及通用零件,再加上少量的专用部件或者零件来组成的,而通用部件和通用零件却占整台机床总体零件数的70%90%,这不仅大大地缩短了设计制造的周期,还减少了工件制造中的遇到的种种问题从而提高了机床工作的可靠性,并降低了机床制造的成本。组合机床具有如下一些特点:1. 普遍组合机床中有 70% 90% 的零部件是通用部件。2.这些零部件都是经过精心设计与计算并且经过长期生产实践考验的,又有专门国内外厂家成批生产,因此工作时稳定可靠,使用、维修方
19、便。 3.设计组合机床时,首选也是最主要的工作是选用通用零、部件,因此,设计、制造周期短。 4.被改变时,原有的通用零、部件可以重新利用,组成新的组合机床。 5.由于组合机床多采用多刀、多轴、多面、多工位加工,自动化程度很高,所以生产率高。 6.组合机床加工工件时采用专用夹具、经常采用组合刀具和导向装置等,工序固定、工作自动循环,加工精度靠工艺装备保证,产品质量稳定。同时对操作工人技术水平要求低,劳动强度低。 7.组合机床很容易组成自动线,实现联合操纵和控制。 8.其通用部件要有广泛的适应性,其结构稍为复杂些。9.可变性差,改装时有部分零件不能重复利用,而且改装时劳动量大。1.3 组合机床工艺
20、范围及发展方向1.3.1 组合机床工艺范围首先组合机床既可以完成、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔这些钻孔类加工又可以铣削端面、切削平面、切削内外螺纹以及加工圆和端面这种刀面的工序,同时还可以进行对工件的尺寸检查数据整改以及简单的工件装备工序。这其中大部分的工件部件主要用于平面加工和孔加工这两类的工序。随着现代的组合机床综合自动化技术的发展,其加工工件的工艺范围正扩大到车外圆、行星铣削、拉削、推削、磨削、衍磨及抛光、冲压更多工序。此外,还可以完成焊接、热处理、自动装配和检测、清洗以及零件分类等非切削工作。组合机床最大的加工方向是加工各种大中型箱体类的零件举个例子如气缸盖、气缸体、变数箱体、电机座及仪表壳
21、这些常用到的零件,当然也可以用来完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件当中的部分或者全部加工工件工序的加工。现在来说组合机床也在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工及缝纫机、自行车等轻工业大批大量生产中得到广泛应用同时也扮演这重要的角色。1.3.2 组合机床发展方向由于组合机床是针对某一中单个零件或者某一个零件中的一个单部件来设计的,因此它的柔性不足甚至很差。而现代无论制造业还是工业对机床的要求不仅限于考虑提高单品种大批量生产方式的生产率,考虑的更多的是不论被加工工件的几何形状和结构如何变化,也不管其批量大小,数据多少,机床的加工设备都能及时适应工件的加工要求的重要性并随之而改变。既有很
22、高的社会生产率,又有足够的满足需求的灵活性,这是很难得的。即使是针对大批量生产的产品,虽然组合机床本身有着生产率高、成本低的特点,其产品在目前市场上也拥有着价格优势。但是在新技术、新概念日新月异时刻进步的今天,对一个企业来说新产品的开发、新技术的应用、新生产线的投产以及投入市场当中应该是层出不穷的持续不断的,这样企业才有活力才会长久,与此同时产品对使用人群来说才有吸引力更加具有性价比。而如果一个企业大量使用的组合机床单一性过强,他无论是对旧产品的技术改造还是进行新产品的研发都受到工厂仅有设备的制约以及技术的不支持,这就使得新产品在许许多多的方面不能达到最优。如果再加上有些地方不得不设计制造新的
23、组合机床而花费大量的时间,精力,金钱,导致使得新产品失去抢占市场的第一时间,这种损失是巨大的。所以说,企业不能过分的依赖于组合机床,为了适应生产的需要,组合机床要大力提高其通用性,即其柔性。随着电子技术、信息技术和控制理论的发展而出现在大家视野里的数控机床为组合机床的柔性化带来了好消息。而事实上组合机床对制造业的贡献根本在于提出了可以在多轴、多刀、多工序的条件下对工件进行多面、多件、多工位的同时加工的概念,这是实现加工工序集中的最好途径之一,这为以后机床提高生产率指明了方向。而通过这十多年的发展,数控机床已和多轴多面加工的原理紧紧的联系在一起了,现在组合机床和数控机床已经没有了严格的区分,这使
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