卧式组合钻床毕业设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕 业 设 计 说 明 书 设计题目 卧式组合钻床设计 学生姓名 指导老师 卧式组合钻床设计 2 目 录 一、 前言 1 二、设计任务及组合机床介绍 1、加工内容及要 求 2 2、工作循环 2 3、夹具设计方案 2 4、确定切削用量及刀具 2 5、确定切削力扭矩、功率及刀具耐用度 3 6、初定主轴直径 4 7、主轴箱所需动力 5 三、组合机床总体设计 6 、 三图一卡设计 6 、 主轴箱轮廓尺寸 9 、 传动装置润滑 10 、 机床技术特性 10 、 计算生产率 10 四、组合机床主轴箱设计 12 1、原始依据图 12 2、主轴结构形式及动力计算 13 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3、传动方案。 14 4、主轴箱的坐 标计算 19 5、主轴箱的润滑及手柄轴位置 20 6、绘制装配图主轴箱 21 五、总结 30 六、参考资料 31 卧式组合钻床设计 4 前 言 毕业设计是完成工程技术人员基本训练的最后一个重要环节，目的是培养学生综合运用所学专业和基础知识、独立解决本专业一般工程技术问题的能力。在设计方案的选定、设计资料的收集、手册和国家标准、规范的运用，设计方案的应用、零件图及总装图的绘制等方面有一定较全面的锻炼，并使每个学生树立起正确的设计思路和良好的工作风。 一个零件的同一面上，往往有多个孔，如果在普通机床上加工。通常要一个一个孔的钻，生产率低下，同时，各加工孔的形状和它的位置公差以及尺寸精度都难以保证，工人劳动强度大。特别是大批大量生产的工艺，更是大大地增加了生产周期，而且成本也很高。 为了克服多孔零件普通机床加工不利的一面，行之有效的方案就是在普通机床的主轴上装上多头轴，但是对于大型箱体零件，采用变种方案也不行，而采用组合钻床才是最佳方案。 组合机床是 按系列化、标准化设计的通用部件与按被加工零件的形状及加工工艺要设计的专用部件所组成的专用机床。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 二 设计任务及组合机床介绍 1、加工内容及要求 要求设计一台组合钻床，加工 175 型柴油机一面上的六个孔（详见加工工序图）。被加零件其材料为度 220。毛坯为铸件机械性能 85 中有关于 规定，年产量为 5 万件 /年。 2、本台机床为卧式单面组合钻床，工作循环为： 工进快退切入快进3、夹具设计方案 全生产线采用通 过式滚道输送带，根据被加工零件的特定结构以及考虑便于输送和装夹方便，从提高零件的加工精度出发，生产线采用随行夹具。 随行夹具以两个销孔和随行夹具体 6 的基面在机床固定夹具上定位。工件与机脚面和机脚面上的两孔在随行夹具 上，由于工件定位平面不连续，因此随行夹具的关部位必具有硬度和高耐磨性。考虑该机床工件加工面的不同，要从夹具的两个垂直方向输送工件。帮夹具采用敞开式四立柱结构，随行夹具输送方向的两侧固定夹具上设置定位板，而在 卧式组合钻床设计 6 输送导板上设置 输送方向上的限位装置，使随行夹具上定位准确，插销顺利，随行夹具以其底 面在两块等定位块所构成的平面上，并以两销孔（一个贺柱销和一个锥销定位）实现一面两销方式夹紧装置采用浮动压块直接压在工件上。 采用一面两销定位消除了六个自由度， 一个圆柱销消除2 个自由度 x、 z，削边销消除 y、自由度，一面消除三 y、 x、z 个自由度。 4、确定切削用具量及选择刀 根据本道工序的要求，刀具选择 麻花钻头，材料为高速钢，钢号为 组合机床设计，确定切削用量： 工序 V (m/S (mm/r) N(r/钻 6 60 钻 59 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5、确定切削用量、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度 p=26 D m=10 D N=m v/(9740 D) 式中 p 切削轴向力 d 钻头直径 f 每转进给量 m 切削扭矩 N 切削功率 V 切削速度。通常根据钻孔深度考虑修正系数 , v= B 公称 B 布氏 钻 时 P=26=10743N61=16m/=1743169740 =(96006=7003 钻 时 P=268164N 卧式组合钻床设计 8 M=10072 =3072740 =(9600802 初定主轴直径： 查毕业设计指导书 式 d=m 钻 即 1、 2 轴 d=1743 取 2=15 钻时即 3、 4、 5、 6 轴 d=3072=于便于统一，取 0传动轴和主轴都取 d=20便于选取轴承。 7、主轴箱所需动力 W N n=2 =2818+41164=6292= 动 =N 主 +N 进 N 进 = 动 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 选取 械动力头，驱动转速转 /分，动力滑台选 3 号液压滑台 机功率 N 3 三、 组合机床总体设计 、三图一卡的设计 1)工零件工序图是组合机床的主要依据。细实线表示与本道工序加工无关的部分，粗实线表示被加工部位精度、粗糙度、位置精度定位及夹压方向。组合机设计 )加工示意图 标记出夹具、刀具、工件的相互位置关系。 组合机床设计 ）联系尺寸图 4) 生产计算卡 A、绘制被加工零件工序图 被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台组合机床上完成的工艺内容，加工部位的尺寸精度、技术要求、定位基准、夹压部位。以及被加工零件的材料、硬度和本机床加工毛坯情况的图纸。它是在原有工件图的基础上，以突出本机床或自动线加工内容。工序图是组合机床设计的主要依据，也是制造、调试机床、检查精度的重要技术资料。内容主要包括： 卧式组合钻床设计 10 a、两个视图反映被加工零件形状。 b、 表示出以箱体随行夹具的底面和底面上两孔作为定位方式，以随行夹具两侧凸台上平面作为夹紧用四爪夹压。 c、表示出加部位尺寸、位置精度及技术要求。 d、表示出需加工孔的深度、箱体材料 以上所述详见加工工序图。 B、绘制加工示意图 它是刀具的布置图，是刀具辅具、电气液压、主轴箱等设计的重要依据。绘制所注意以下内容： a、导向装置的布置与参数做选择组合机床设计表 3 17 b、导向装置配合 表 3 17 c、主轴系列到参数 表 3 22 d、连接杆选择 表 3 23 以上 所述详见附图加工示意图 C、绘制机床联系尺寸图 它是用来表示机床组成部件的相互装配联系以检验机床各部件相对位置及尺寸联是否满足加工要求 ,通用部件的选择是否合适 ,并进一步为主轴箱、夹具等专用部件 ,零件的设计提供依据，联系尺寸图也可看成简化的机床总图 ,它表示机床的配置形式及总体布局。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 a、动力部件的选择 由前面计算 N 动 据组合机床设计表 2 6取 N 动 3电动机功率 选动力箱 称尺寸 B=320 动力箱长度 L=400力箱宽度 00 动力箱高度 H=320动轴距动力箱底面高度 25动轴直径 d=30 驱动轴外伸长度 L=45动轴转速：推荐驱动与电机传动比为 I=1/2，取 n 驱 =710转 /分。 b、行程：所确定的中部件的总行程应小于所选择动力滑的最大行程 ,要求刀具长与工件行程越小越好。 c、主轴箱端面至工件端面之间的轴向寸是加工示意图上最重要的联系寸。 d、动力滑台导轨形式采用“矩 山”型 e、工作行程 . L 工进 = 加工长度 + 工进 =5+28+20+35 快进 =L 工作行程 =L 工进 +L 快退 卧式组合钻床设计 12 L 快进 =155 L 工进 =35+155=190力部总行程 L 总 L 工作行程 +L 前备 +L 后备 =190+20+130=340、主轴箱轮廓尺寸 主轴箱宽度 B，高度 H 的大小主要与被加工零件孔的分布信置有关可按下式确定： B=h+h1+中 B 主轴箱宽度 H 主轴箱高度 最边缘主轴中心 工件上要加工的宽度方向上相隔最远的两孔距离 h 工件上要加工高度方向上相隔远的 两孔距离 最低主轴中心至主轴箱底平面距离 最高主轴中心 至主轴箱底平面距离。 根据被加工零 件工序图得 34 h=153 最 25 =84 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 H=h+h1+00 取 1 号主轴箱，其外廓尺寸为。 厚度 T=325具轮廓尺寸： 38822095 机床装料高度 H=890 组合机床设 、传动装置的润滑 采用自润滑 ,主轴箱内有叶片油泵，将油供应至齿轮传动和动力箱、滑台导轨上。 机 技术特性 1、滑台工作 面尺寸： 630 320(2、动力箱滑台快进速度： V 快 =5m/计算生产率 (表格见下一页 ) 卧式组合钻床设计 14 被加工零件 图 号 毛坯 种类 铸件 名 称 175-型柴油机曲轴箱 毛坯 重量 材料 硬度 00 工序名称 单面钻孔并倒角 工序号 序 号 工 步 名 称 被加工零直径数 加工直径工长度作行程 削速度m/m 转速r/给 量 工时 60 角 85 28 35 59 2 个 60 角 6 35 16 760 台 快 退190 注 1、 单班制： /年，满足 5 万件年的要求 2、 装卸工时取决于操作者的熟练程度，对于本机床，计算时取 产一件。 总计 件工时 床生产率 31 件 /小时 机床负荷率 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 四、组合机床主轴箱设计 1、绘制主轴箱设计原始依据图 主轴箱设计原始依据图，是根据“三图一卡”整理编绘出来的，其内 容括主轴箱设计的原始要求和已知条件。 在绘制此图时从“三图一卡”中已知： (1)主轴箱轮廓尺寸毫米。 (2)工件与主轴箱相对位置尺寸。 根据这些数据可绘制出主轴原始依据图。 a)被加工零件 名称： 175 F型柴油机曲轴箱 卧式组合钻床设计 16 材料： 硬度： 220 (b)主轴外伸尺寸及切削用量 (c)动力部件 动力箱电动机功率 3 千瓦。转速 145 转 /分。驱动轴到滑台表面距离为 100 毫米，其他尺寸可查动力箱装配图。 2、主轴结构型式的选择及动力计算 （ 1）主轴结构型式的选择 主轴结构型式由零件加工工艺来决定，并应考虑主轴的工作条作件 和力情况。轴承型式是主轴部件结构的主要特征。由于钻削加工的主轴，需承受径向力和轴向力，因此选轴号 工序内容 加工直径 主轴直径 主轴外伸尺寸 D/d( L(V m/ r/f mm/r m/ 2 32 22/ 14 85 16 760 、 4 5、 6 30 30/ 14 115 59 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 择圆锥滚子轴承。 （ 2）齿轮模数的确定： 初定直径一般在绘制“三图一卡”时进行同由公式 d m/100 根据前面计算， 1、 2 轴取 15， 3、 4、 5、 6 轴取 20，初选模数可以由下式计算，再通过类比确定： m (3032)3 NZn( m=2 3）主轴的动力计算： 由机床“三图一卡”已知， N 动 3P=6292N 3、传动方案的确定，各种受力分析，强度、寿命校核 根据切削 速度和刀具直径，求主轴所需转速。 钻 6.7 2=1000v D=100016 =760r/ 钻 8.5 4、 5、 6=1000vD=1000 =659r/动力驱动轴 n 驱 =710r/动比 10/760= 10/659=动力头矢量 4 m=2 卧式组合钻床设计 18 定传动路线如下： 传动方案 如图，动力轴 n=710r/两条路线向主轴传递：（ 1）首先传给 8 轴，然后 7 轴，最后至 1、 2 轴 I= 2）首先传给 9 轴然后 10 轴，再 12，最后传至 3、 4、 5、 6 轴。 首先考虑路线： 齿轮 1、 2 Z=24 m=2 齿轮 7 1=25 2=33 m=2 齿轮 8 1 m=2 I=243341254134=验算传动路线： 轴 9 7 m=2 轴 10 4 m=2 轴 11 0=34 6=41 m=2 轴 12 0=25 6=39 m=2 轴 3、 4、 5、 6 Z=29 则 i=29393431272541312734=中第八轴为手柄轴。 验算主轴转速 1 2 轴： n=7101/i=7100,935=763r/ 4 轴： n=7101/763760=5% 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 (859=5% 传动方案： 卧式组合钻床设计 20 传动方案 比较两种方案，第一种方案比第二种方案少一根传动轴。但在 0 到 7 轴至出现升速，这是应 该避免，所以应选择买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一种传动方案。 B、传动轴的确定： 根据公式 式中为作用在主轴上的总力矩 为作用在轴传来的扭矩 为第轴上齿轮传动比。 根据上述公式。 12 轴 有 5/29=表组合机床设计表 5 10 d=201 轴 有 41/39=9=表 5 10 d=220 轴 有 1/34=表 5 10 d=20 轴 有 m9=7/37=表 5 10 d=20 轴 有 5/24=表 5 10 d=20 轴 有 m8=1/25=表 5 10 d=20 0 0 卧式组合钻床设计 22 传动轴和主轴支承形式的确定： 主轴采用圆锥滚子轴承，传动轴可以采用圆锥滚子轴承。 4、轴 8 兼作调整手柄，其转速如下： n 8=71034/41=589r/、采用 叶片泵，用轴 13 传动 n 泵 =71034/2727/3123/24=746r/n 泵 在 400800r/围之内，满足要求。 4、主轴箱坐标计算： 选取主轴箱平面的平面与通过其定位销孔的垂直线交点为坐标原点（坐标尺寸中单位为）。 A、 坐标计算 在 x o y 坐标系中 4 有 95 轴 5 轴 1 有 00 96 轴 2 有 00 40 轴 3 有 95 轴 5 有 6 有 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1、 传动轴坐标计算 轴 7 如图， 则 x 7=100y 7=140+28=168 轴 8 设动力轴 0 轴 则 x 8= 轴 12 为轴 3、 4、 5、 6 中心，则 x 12= 9 可任意选是 设 x 9=200 1 轴 10 有 x 10= 11 有 x 11=196 泵轴 13 坐标计 制主轴箱检查图： 注：点划线表示齿轮分度圆直径 细实线表示轴承外圈 粗实线表示轴套外圈 5、主轴箱的润滑和手柄的位置 ： 卧式组合钻床设计 24 本主轴箱采用 2 叶片润滑泵进行润，油泵打出的油经分油器润各 部分，对于卧式标准主轴箱体前、后壁之间的齿轮和壁上的轴承用油盘润滑，箱体和后盖中润滑的齿轮用油管润滑，油管是通过 0 轴带动 10 轴，再通过 10 轴带动油泵上矢轮进行传动，泵轮上的齿轮为 24/2，装在主轴箱的第一排，主轴箱中盛满 30机油，由于组合机床的主轴箱上装有多个刀具，为了调整及更换刀具或装配和维修与检查主轴精度，一般来说主轴箱上都要设有一手柄轴，手柄的转速可高一些，在传动系统设计过程中，可以不考虑其位置，传动系统设计好后，根据其要求，选择轴 8 为手柄轴。 6、 绘制主轴箱装配图 （见附图） A、组合机床主轴箱用 途和分类 主轴箱改变主轴的转速和位置，通过主轴箱可得到正确的加工位置和转速，按其结构大小，可分为大型主轴箱和小型主轴箱。 B、确定主轴外伸尺寸和接杆莫氏锥号，类型和具本尺寸 选 D/2/14 L=85 3 号 D/0/20 L=115 2 号莫氏锥号 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 B、轴箱的规格和组成 。 由前面计算已知，主轴箱所采用的规格 为 400 400，动力源传入动力通过传动轴齿相啮合，然后传给主轴和油泵轴其中元件有：传动轴、矢轮、轴套、叶片泵，分油器、注油杯、排油塞、通用油盘和防油套。 通用主轴箱体基型后盖 90盖厚为 55 C、主轴箱材料 大型主轴箱通常用灰铸铁，代号 40，前后盖为33。 D、轴类零件 1）钻削类主轴 按支承型式平同分三种，本机床选用，圆锥滚子轴承。 2）传动轴也采用圆锥滚子轴承。 3）确定主轴和传动轴的材料。 主轴材料采用 40，热处理 传动轴采用 45钢，调质处理 4）齿轮 接杆号 Dt 莫氏锥号 类型 2 B 4 2 A 20 30 12 1 110 1 1 A 20 23 10 1 85 卧式组合钻床设计 26 齿轮材料均用 45钢，齿轮高频淬火 轮宽度选 24 a) 轴承的选择 主轴（ 1 6）和传动轴均采用圆锥滚子轴承 1 2 轴 d=15 选 7302E 3 6 轴 d=20 选 7204 传动轴 d=20 选 7204 7320E 有 D=42 b=143 c=11 T=204 有 D=47 b=14 c=12 T=15 6、 绘制主轴箱装配图 通用主轴箱总图设计包括主视图、展开图侧视图以及编制装配表和制定技术条件。 a)通用主轴箱的主视图和则视图 主视图主要用以表明主轴箱、传动正负、矢轮排列位置、附加机构及润滑位置，润滑泵和配置，手柄轴位置 和多轴编号，注出主轴箱联系尺寸，便构成主视视图，设计润滑系统时，分油器的位置应靠操作者一侧，以便观察和检查润滑泵工作情况。 b)展开图 组合机床通用主轴箱和普通机床变速箱比，一方面主轴买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 多，齿轮啮合关系复杂，另一方面，主轴箱中各主轴和传动轴及其上的零件大多通用化且排列有规律的，而除简单 的主轴外，一般采用简化展开图，并配合装配表来表达主轴箱的装配结构，其内容和画法简述如下： A 主要表达多轴装配关系，主轴、传动轴和矢轮隔套、防油套、轴承等的相对位置 . B 对结构相同的同类型 主轴和传动轴可只画轴，主轴头上注以相同轴的轴号，对于 轴向装配桔构基本相同，只是矢轮大小及排列位置不同的两根（或两组）轴可以画在一起，即轴心线两边各表示一根。 7、 轴的强度校核 在此机床的主轴箱设计中，由于采用第排齿轮，所以对轴的校核只要校核其剪切强度，对弯曲强度挠度可以不考虑。传动齿轮均为 45钢，齿部行高频淬火 达 部有好的机械性能。精度等级均为 8 7 部有足够韧。刚度和抗弯曲疲劳强度。 齿轮的强度、刚度和寿命校核： 1） 接触疲劳强度验算齿轮强度 公式 40/k m (I+i)中 齿轮分度圆直径 卧式组合钻床设计 28 k允许接触应力 kg/于材料为 45 钢值 k=1500kg/ m齿轮的扭矩 (i传动比 b齿宽 对于 1 2 轴上两齿轮 (m=2 Z=24) d 0=640/1500 1+25/24)2425/24=16mm d 0、 =16mZ=224=48 此齿轮满足强度要求 对于 5 6 轴上四矢轮 =640/1500 1+25/29) 2425/24=22.4m Z=229=58 此齿轮满足强度要求 第七 轴两矢轮 =640=640/1500 1+41/33)2441/33=20.9m Z=225=50332=66齿轮满足强度要求 第八轴齿轮 =640/1500 1+31/27)2431/27=12=81 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 该齿轮满足强度要求 第九同齿轮 d 0=640/1500 1+34/41)2434/41=27 =72=54 该齿轮满足强度要求 第十轴齿轮 =640/1500 1+39/41)2434/31=38.4 =12=62 该齿轮满足强度要求 第十一轴齿轮 =640/1500 1+34/31)2431/27=12=82 该齿轮满足强度要求 第十二轴齿轮 =640/1500 1+39/41)2429/25=52=50 该齿轮满足强度要求 第十三轴 因为力矩较大，但齿轮不圆度直径小， 12 轴的齿 m=2 Z=25 轴进行齿面接触强度，齿根弯曲强度校核： 卧式组合钻床设计 30 圆周力 m/d=） 齿面接触疲劳强度校核： N= Ku+1)bd1u 齿宽系数 u=24/25=机械零件设计手册（上）可得： 节点 Z 系数 （表 12 17） 工作情况系数 （表 12 20） 动载荷系数 （表 12 15(a)） (表 12 22) 载荷分布系数 （表 12 6） k= VK B=手册机械零件设计手册表 11 14 得接触疲劳强度极限 18 0 则 1850+150=1050N/ H= H KFt(u+1)bd1u =5 )2450 齿轮接触应力 H=用接触应力 H= HZ NZ RZ V 式中 H 为安全系数 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 齿面粗糙度系数 速度系数 取 接触寿命系数 H=1050/于 H H 齿轮满足接触强度要求。 2）齿根弯曲强度校核 公式： F=2 FY S/B/D/M K=表 11 15 可得 540N/ F=20542252根弯曲应力 F=许弯曲应力 F= NY Y/中 安全系数 取 寿命系数 YN=m 4106/N N=60n Y