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液压仿行机床设计.doc
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1、摘 要 毕业设计是培养工科学生的一个实践性教育环节,它是在学完全部专业课程并在做过课程设计的基础上进行。通过毕业设计进一步巩固扩大和深化了我们所学的基本理论。基本知识和基本技能,提高了我们设计计算制图,编写技术文件正确使用技术资料,标准手册等工具书的独立工作的能力。培养了我们综合运用所学的基础理论课、技术基础课和专业课的知识解决工程技术问题的能力。在这次别设计中,我查阅有关资料。考虑到生产要求是大批量生产并且加工工件是弧形的,为提高生产率,所以该专用机床带有仿形的功能并且是半自动化的。在老师的指导下完成了200mm外圆和端面通用机床的设计。在机械设计过程中考虑到节省能源、使用方便、成本低等要求
2、。在电设过程中,力求做到结构简单,功耗小,成本低。关键词 专用机床;仿形功能;半自动化AbstractGraduation design is to develop a practical engineering students education link, it is in full professional course and in doing curriculum design basis.Through the graduation design further consolidate expand and deepen our learned basic theories. T
3、he basic knowledge and skills, to enhance our design calculation drawings, compile technical documents correctly use technical data, such as the reference standard manual work independently. Cultivate our integrated learned the basic courses, technical fundamental course and specialized course knowl
4、edge solving engineering technical question ability.In this time dont design, I look up relevant material. Considering the production requirement is mass production and machining is of arc, in order to improve productivity, so the special machine tool with a copy of fractal function and is half auto
5、mation. In under the guidance of teachers who completed 200mm external circular and fiber-end surface general machine design. In mechanical design process considering to save energy and convenient use, low cost and requirements. In the electrical set process, strives to be simple structure, low cons
6、umption, low cost.Keywords: special machinet;Copy shape function;semi-automatic目录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 机床设计的目的11.2 机床设计的主要任务1 1.3 机床总体方案设计.32 主传动系统的运动设计42.1 主要技术参数的确定42.1.1 主轴转速的确定42.1.2 主传动电动机功率的确定 52.2 主传动系统的确定52.2.1 主传动系统公比的选择52.2.2 主传动设计方案的确定62.2.3 主传动齿轮齿数的确定72.2.4 各轴及各齿轮计算转速的确定82.2.5 验算各级转速误差8
7、3 机床主要零件的计算103.1 三角带传动的计算与选定103.2 传动轴的计算113.2.1 传动轴直径的估算113.2.2 传动轴的校核123.3 主轴的计算163.3.1 选择主轴轴径16 3.3.2 主轴合理跨距的确定.16 3.4 直齿圆柱齿轮强度计算.16 3.4.1 齿轮模数的估算.16 3.4.2 齿轮结构尺寸的计算.17 3.4.3 齿轮模数的验算.18 3.4.4 各轴的中心距.19 3.4.5 滚动轴承寿命计算.204 主轴箱的结构设计224.1 主轴组件分析224.2 主轴箱其他结构设计225 机床的液压传动系统25 5.1 后顶尖的设计.25 5.2 下刀架的液压控制
8、系统.25 5.3 液压仿形系统.26 6 结论.28致 谢30参考文献31251 绪论1.1机床设计的目的 机械系统设计课程设计是专业课最后一个实践性教学环节,是机械零件课程设计的延伸,是机械系统设计的一次全面训练,为毕业设计打下良好基础,其目的是:(1)联系生产实际,运用所学过的知识,培养独立的分析问题、解决问题的能力。(2)利用“机械系统设计”、“装备设计”及“机械设计”等前序课的知识,学会并掌握机械系统设计的特点及方法,学会并掌握机械系统设计中“参数设计”、“方案设计”及“结构设计”的方法。(3)加强机械设计中基本技能的训练。加强计算能力,加强运用有关设计资料、设计手册、标准、规范及经
9、验数据的能力,加强机械绘图的能力。(4)巩固和加强机械零件的设计及制造工艺方向的知识。1.2机床设计的主要任务 该机床主要是针对工件的弧形及槽的加工而设计的 工件材料: 45钢 刀具材料: YT15 最大加工直径: 200mm 工件加工的生产类型:大批量生产 其主要内容包括: 运动设计结构设计 动力计算(1)运动设计 根据机床的用途、规格和常用的切削用量以及同类型机床的分析对比,合理确定主轴的极限转速、转速数列公比、转速级数,选择电动机功率和型号。拟定传动结构方案,绘制转速图,合理分配传动副及传动比。确定齿轮的齿数,验算转速误差,最后绘制出完整的转速图和传动系统图(2)动力计算 根据确定的电动
10、机功率和传动件的计算载荷及其尺寸进行校核(3)结构设计 结构设计是整个设计的重点,这部分主要包括:变速机构、传动轴系、主轴组件、操纵结构以及箱体、润滑密封等设计1.3机床总体方案设计 机床总体方案设计就是确定机床主要部件之间的相互位置关系以及他们之间的相对运动关系一、 机床的运动及其分配机床运动分配四个原则: (1)将运动分配给质量小的零部件 (2)运动分配应有利于提高工件的加工精度 (3)运动分配应有利于提高运动部件的刚度 (4)运动分配应视工件形状而定在机床上,依靠刀具、工件之间的相对运动,加工出一定形状的工件表面。不同的工件表面往往需要采用不同类型的机床。该机床采用车削的方式进行加工应有
11、主轴的回转运动(主运动)和刀架的纵横向移动(进给运动),在车削弧形时,为了满足其特殊加工要求液压系统伺服控制刀架的移动。 由于考虑到同时进行车弧形及切槽的加工、刀架位置硬作绕主轴轴线的回转运动,又因为能加工部件为一回转件,所以采用工件作回转,刀具作进给运动比较方便。二、工件的形状、尺寸和重量 车床用于车削回转轴类零件,采用卧式布局。主轴箱和刀架分别安装在床身上,使受力情况都得到改善。三、 加工精度和粗糙度机床有较高的加工精度和粗糙度要求,在考虑机床布局阶段采取措施,以便尽量提高机床的传动精度和刚度,减少振动和热变形。为提高机床的传动精度,可适当地提高传动件的制造精度;为提高机床的刚度,机床尽量
12、形成框架式结构;为减少振动,采用皮带传动;对于热变形的影响,液压传动的油箱需与床身分开,减少变形。四、 生产批量生产批量是影响机床总体设计的主要因素,该机床由于时大批量的生产,所以要求车床能进行多工序的加工,同时采用E、T两个刀架,粗加工过程中可以进行迅速调整,提高生产率。五、 便于操作、维修机床的总体设计应便于操作和观察加工情况,所以该车床将主轴箱安装在左面,刀架布置在工件的正面和下面。采用的操纵机构,应集中在便于操作的区域。为使机床具有较高的生产率和自动化程度,也应特别注意排漏问题。六、 机床的外形机床在经济、适用的前提下,应注意外形,使机床美观大方、对称和谐。该机床外形轮廓采用直线和光滑
13、曲线的组合。支承件和被支承件的比例适当,可给人稳定而安全的感觉。2 主传动系统的运动设计2.1主要技术参数的确定2.1.1主轴转速的确定1.首先根据硬质合金焊接车刀耐用度数值范围Tm=1560min,选Tm=60min。根据粗加工要求选取ap、f,依据计算公式: 2.1式中Cv与耐用度实验条件有关的系数 M、Xv、yv分别表示对T、ap、和f影响程度的指数 Kv切削条件与实验条件不同的修正系数 查表得 其中 2.2 查表得 经计算取 2.确定经济加工直径范围 2.3 ,加工的最大直径 所以 由于采用多刀半自动车床,计算直径范围,取所以极限转速: 查金属切削机床设计手册取 3. 转速损失 2.4
14、 2.1.2主传动电动机功率的确定 电动机功率是计算机床零件和决定尺寸的主要依据 2.5 式中:主传动电动机功率 切削功率 主传动链的总效率 一般可取 取 电动机的额定功率: 式中:k电动机起载系数 取k=1.0 式中 工件材料:45钢 刀具材料:YT15 所以 取 选电动机型号:Y160L-4 同步转速:1500r/min 额定转速:1460r/min2.2主传动系统的确定2.2.1主传动系统公比的选择 考虑机床为大批量生产用的专门化机床,应使机床的转速损失尽量小,以提高生产率,取又因为这类机床的生产率高,转速损失影响较大,另一方面这类机床不经常变速,变速机构采用交换齿轮,交换齿轮机构能实现
15、小公比,而结构又简单。 查表得主轴转速分别为:90r/min、125r/min、180r/min、250r/min、355r/min、 500r/min、710r/min、1000r/min2.2.2主传动设计方案的确定1.确定变速组的数目 考虑到此机床是切削炮弹的专用仿形机床CET120,在全部变速范围内各级转速的使用机会并不相同。高速、低速使用频繁,所以两端及中间的主轴转速,采用离合器和交换齿轮变速。交换齿轮变速机构的构造简单、结构紧凑。主要用于大批量生产中的自动或半自动机床、专用机床及组合机床等。离合器变速机构采用电磁离合器。 2.拟定转速图 转速图拟定原则:(1)极限传动比、极限变速范
16、围原则 (2)传动副数前多后少原则 (3)前密后疏原则 (4)最小传动比原则 考虑到传动比的分配、噪声及空载功率,损耗方面应注意以下几点:(1)分配后的传动比,在各变速组中尽可能不超出极限传动比、 (2)应取逐渐瞬速的原则分配变速组中的传动比即“前慢后快”,这样中间轴有较高的转速 (3)降低传动件噪声,各中间轴的转速也要适宜不应太高。降速传动副的传动比不应太低 (4)为减少空载功率损耗,各中间传动轴转速也不宜过高,并应减少中间传动轴的转速之和。 图2.1 转速图2.2.3主传动齿轮齿数的确定 A变速组: 最小齿轮齿数发生在中即,根据具体情况取 由式 2.6 2.7 B变速组: 采用交换齿轮 设
17、 C变速组: 设 2.2.4各轴及各齿轮计算转速的确定 1.主轴计算转速的确定 主轴计算转速是主轴传递全部功率时的最低转速,从计算转速起至主轴最高转速之间的所有转速都能够传递全部功率。 2.其它传递件计算转速的确定 主轴从计算转速起至最高转速间的所有转速都能传递全部功率,所以能实现上述主轴转速的其它传动件的工作转速,也传递全部功率。这些实际转速中的最低转速就是其传动件的计算转速。 表2.1 各轴的计算转速 (r/min)轴 号各级转速731510434180 表2.2 各齿轮的计算转速 (r/min)齿数292252374553计算转速4341026510.6731.4731731齿数7052
18、22534537计算转速1804341206510.673110212.2.5验算各级转速误差 各级转速误差: 许用转速误差 : 以上转速都在的范围内,符合要求。3 机床主要零件的计算3.1三角带传动的计算和选定(二) 选择标准三角带型号 所以合格。 4 主轴箱的结构设计该机床主轴箱的结构设计是在参考同类机床的基础上进行的,对其合理的部分加以采用,对其不合理部分进行改进。4.1主轴组件分析 主轴主件由主轴及其支承轴承、传动件、定位元件等组成。它是主运动的执行件,是机床重要的组成部分。它的功用是缩小主运动的传动误差并将运动传递给工件或刀具进行切削,形成表面成形运动;承受切削力和传动力等载荷。主轴
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