汽车保险杠穿孔器设计【全套CAD图纸+Word说明书】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 广东技术师范学院 天河学院 毕业设计 (论文 ) 汽车保险杠穿孔器设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 此次设计的汽车保险杠穿孔器，是摇臂钻床的的一种细分，主要应用于汽车保险杠、石油管道、通信设施、下水管道等一些管道的孔加工。钻孔工艺是加工孔类的基础部分，只要钻孔工艺的加工精度提高了，在后面的加工工艺过程就会更加简洁，提高加工效率，节省时间，提高经济效益。 关键词： 汽车保险杠 ， 穿孔器 ， 钻孔工艺买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he of of is a of is of as as of be 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目 录 摘 要 . . 录 . 1 第 1 章 绪论 . 6 孔器发展 . 6 孔器意义 . 6 孔器 总体设计方案 . 7 第 2 章 穿孔器总体设计 . 8 床方案的制定 . 8 定工艺方案 . 8 定机床的配置形式和结构方案 . 8 定切削用量及选择刀具 . 9 定工序间余量 . 9 择切削用量 . 9 定切削力、切削扭矩、切削功率 . 10 择刀具结构 . 11 工图 . 11 第 3 章 传动结构设计 . 14 本传动数据计算 . 14 传动设计 . 15 轮传动设计 . 17 轴的校核 . 24 键的校 核 . 32 承的校核 . 34 第 4 章 机构其他各零件设计 . 36 条和齿轮设计计算 . 36 珠丝杠副的设计 . 38 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 珠丝杠的特点 . 40 珠丝杠副结构 . 41 珠丝杠副的种类 . 41 珠丝杠副精度 . 42 珠丝杠副性能 . 42 珠丝杠副设计与计算 . 44 动进给摇杆的设计 . 47 总 结 . 48 参考文献 . 49 致 谢 . 50 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 1 章 绪论 孔器发展 中国在发展，中国的机械设备也在不断的发展， 2015 年中国工程机械业将迎来 9000亿元市场容量，不仅给中国机械制造行业的带来巨大发展空间，同时也聚焦了国际的机械巨头的目光，使国外企业不断进驻中国市场，国内的机械企业在发展国内市场的 前提下也不断的拓展国外市场，坚持“走出去”的策略，将中国机械设备国际化。 我国已成为世界工程机械第一产销大国，中国制造的工程机械走向了世界各地。 10年来，我国工程机械行业在发展方式转变、经济结构调整方面取得明显成效，综合实力迅速增强，国际竞争力和产业地位大大提升。我国工程机械行业各类产品的技术水平及可靠性大多已达到甚至超过了国际先进水平，在世界工程机械领域有了诸多响当当的中国品牌。我国机械行业门类齐全，规模大， 2009 年整体销售收入接近 9 万亿元，仅次于日本居世界第二位，占到全球机械销售额的 15%左右 ;出口额 达到 2,425 亿美元，跃居世界第四 ;工业增加值超过 2 万亿元，约占当年我国 8%;机械行业是对全国工业发展贡献最大的行业，经济总量占整个装备制造业 2/3 以上。因此机械行业是装备制造业的最重要组成部分，堪称中国工业的“脊梁”。 我国摇臂钻床企业经过多年的努力，不断加大了钻床在国际市场上的份额。近期，我国的摇臂钻床已经达到供不应求的局面，据了解，我国机床的产销量增速飞快。我国摇臂钻床行业要在这样激烈的机床市场上占领市场的一席之地，就必须立足自身的优势，着力发展高档技术，不断创新。虽然摇臂钻具有较大的发展前景 ，但并不能盲目跟风，在不断提升数控技术的同时，要发展出自身的优势。机床企业要针对用户需求，勇于竞标高端装备，以此促进自主创新；要在冷静反思的基础上，控制产能的盲目扩张，强化研发及试验条件建设；把质量、可靠性、精度保持性、功能和附配件完整性等用户关心的指标置于更优先的位置。 孔器意义 此次设计的汽车保险杠穿孔器，是摇臂钻床的的一种细分，主要应用于汽车保险杠、石油管道、通信设施、下水管道等一些管道的孔加工。钻孔工艺是加工孔类的基础部分，只要钻孔工艺的加工精度提高了，在后面的加工工艺过程就会更加简洁，提高 加工效率，节省时间，提高经济效益。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 孔器 总体设计方案 这次设计提出两个方案，第一：对所选用的钻床加上一个齿轮变速箱，对齿轮的定位、夹紧进行设计，另外还应对工件的定位夹紧还有刀具选用进行设计。另一个方案，对选用的钻床加一个皮带轮变速箱，对皮带和皮带轮定位，夹紧进行设计，另外应对工件的定位夹紧进行设计 ，还有对刀具选用进行设计验算 。对于第一个方案，增加齿轮变速箱将是亮点，实现穿孔器多档变速，满足对不同管道的加工，让加工时间更省。对于第二方案，其优点是设计简单，增加皮带轮就是，但使用时变速不方便。 根据以上分析，优先采用的是第一种方案，当计算到齿轮变速设计不足时，可以采用第二种方案，如果最终采用第二种方案也不会影响到前面的设计，因此，实际的方案选用要到对比钻削力大小与所选用钻床功率时才能确定。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 第 2 章 穿孔器 总体设计 床方案的制定 定工艺方案 零件加工工艺将决定机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。所以，在制定工艺方案时，必须计算分析被加工零件图，并深入现场了解零件的形状、大小、材料、硬度、刚度，加工部位的结构特点加工精度，表面粗糙度，以及定位，夹紧方法，工艺过程，所采用的刀具及切削用量，生产率要求，现场所采用的环境和条件等等。并收集国内外有关技术资料，制定出合理的工艺方案。 (1) 加工孔的主要技术要求。 假设 孔 直径 为 20件材料为 求生产纲领为（考虑废品及备品 率）年产量 2万件，单班制生产 (2) 工艺分析 加工该孔时，孔的位置度公差为 根据机床 的工艺方法及能达到的精度，可采用如下的加工方案： 一次性加工通孔，孔径为 20 (3) 定位基准及夹紧点的选择 加工此零件上的孔， 以上表面限制三个自由度和右端面限制 三 个自由度， 位于中间的 孔通过螺杆 起到了很好的 夹紧 作用。 在保证加工精度的情况下，提高生产效率减轻工人劳动量，由于工件是大批量生产，因此在设计时就认为是人工夹紧。 定机床的配置形式和结构方案 (1)被加工零件的加工精度 被加工零 件需要在机床上完成的加工工序及应保证的加工精度，是制造机床方案的主要依据。 方槽轮幅式底板 钻 孔的精度要求较 高，可采用钻孔机床。为了加工出表面粗糙度为 取提高机床原始制造精度和工件定位基准精度并减少夹压变形等措施就可以了。为此，机床通常采用尾置式齿轮动力装置，进给采用液压系统，被加工零件图如图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 (2) 被加工零件的特点 这主要指零件的材料、硬度加工部位的结构形状，工件刚度定位基准面的特点，它们对机床工艺方案制度有着重要的影响。此 方槽轮幅式底板 的材料是 度241、孔的直径为 20用多孔同步加工，零件的刚度足够，工件受力不大，振动，及发热变形对工件影响可以不计。 一般来说，孔中心线与定位基准面平行且需由一面或几面加工的箱体宜用卧式机床，立式机床适宜加工定 位 基准面是水平的且被加工孔与基准面垂直的工件，而不适宜加工安装不方便或高度较大的细长工件 。对大型箱体件采用单工位机床加工较适宜，而中小型零件则多采用多工位机床加工。 此零件的加工特点是中心线与定位基准平面是 垂直 的，并且定位基准面是 水平 的，工件较小，其孔分布较密集， 多轴箱体积较大， 一次 钻孔，选择立式钻床。 (3) 零件的生产批量 零件的生产批量是决定采用单工位、多工位、自动线或按中小批量生产特点设计机床的重要因素。按设计要求生产纲领为年生产量为 2万件，从工件外形及轮廓尺寸，为了减少加工时间，采用多轴头，为了减少机床台数，此工序尽量在一台机床上完成，以提高利用率。 (4) 机床使用条件 根据使用机床对车间布置情况、工序间的联系、技术能力和自然条件等的要求来选择适合 的机床。 综合以上所述：通过对 方槽轮幅式底板 零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求、定位、夹紧方式、工艺方法 ，并定出影响机床的总体布 局和技术性能等方面的考虑， 最终决定设计四轴头多工位同步钻床。 定切削用量及选择刀具 定工序间余量 为使加工过程顺利进行并稳定的保证加工精度，必须合理地确定工序余量。生产中常用查表给出的机床对孔加工的工序余量，以消除转、定位误差的影响。 20径上工序间余量均为 择切削用量 确定了在机床上完成的工艺内容了，就可以着手选择切削用量了。因为所设计的机买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 床为多轴同步加工在大多数情况下，所选切削用量，根据经验比一般通用机床单刀加工低 30%左右多轴主轴 箱上所有刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台，工作时，要求所有刀具的每分钟进给量相同，且等于动力滑台的每分钟进给量（ mm/是适合有刀具的平均值。 因此，同一主轴箱上的刀具主轴可设计成同转速和 同的每转 进给量（ mm/r）与其适应。 以满足 直径的加需要，即： 1 1 2 2 . f n f n f v f 中： 各主轴转速（ r/ 12, , . if f f 各主轴进给量（ mm/r） 动力滑台每分钟进给量（ mm/ 由于 方槽轮幅式底板 钻孔的加工精度、工件材料、工作条件、技术要求等，按照经济地选择满足加工要求的原则，采用查表的方法查得： 孔钻头直径 D=20， D=24给量 f=r、切削速度 v=18m/ 确定切削力、切削扭矩、切削功率 根据选定的切削用量（主要指切削速度 v 及进给量 f）确定切削力，作为选择动力部件（滑台）；确定切削扭矩，用以确定主轴及其它传动件（齿轮，传动轴等）的尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电动（一般指动力箱）功率，通过查表计算如下： 切削力： F =26D 2624 =削扭矩： T =10 10 =12979N削功率： P = / 9740 997918/(97404) =中 ： 布氏硬度 F 切削力 （ N） D 钻头直径 （ f 每转进给量 （ mm/r） T 切削扭矩 (N买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 V 切削速度 （ m/ P 切削功率 (择刀具结构 方槽轮幅式底板 的布氏硬度在 径 D 为 20 24具的 材料选择高速钢钻头（ 为了使工作可靠、结构简单、刃磨简单，选择标准 20麻花钻。孔加工刀具的长度应保证加工终了时刀具螺旋槽尾端与导向套之间有 30 50便排出切屑和刀具磨损后有一定的向前的调整量。 工图 1、加工示意图的作用和内容 加工示意图是被加工零件工艺方案在图样上的反映，表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具的布置以及工件、夹具、刀具的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等，是刀具、夹具、多轴箱、电气和液压系统设计选择动力部件的主要依据，是整台机床布局 形式的原始要求，也是调整机床和刀具所必需的重要文件。图 槽轮幅式底板 钻孔的加工示意图 在图上应标注的内容： （ 1）机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程。 （ 2）工件、夹具、刀具及多轴箱端面之间的距离等。 （ 3）主轴的结构类型，尺寸及外伸长度；刀具类型，数量和结构尺寸、接杆、导向装置的结构尺寸；刀具与导向置的配合，刀具、接杆、主轴之间的连接方式，刀具应按加工终了位置绘制。 2、绘制加工示意图之前的有关计算 （ 1）刀具的选择 刀具选择考虑加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生产率要求等因 素。刀具的选择前已述及，此处就不在追述了。 （ 2）导向套的选择 在机床上加工孔，除用刚性主轴的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取决于夹具导向。因此正确选择导向装置的类型，合理确定其尺寸、精度，是设计机床的重要内容，也是绘制加工示意图时必须解决的内容。 1）选择导向类型 根据刀具导向部分直径和刀具导向的线速度 v=18m/选择买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 固定式导向。 2）导向套的参数 根据刀具的直径选择固定导向装置 固定导向装置的标准尺寸如下表： 表 固定导向装置的标准尺 d 2 l l1 l2 l3 5 24 24 22 30 34 150 40 14 12 17 46 固定装置的配合如下表： 表 固定装置的配合 导向 类别 工艺 方法 D D 具导向 部分外径 固定 导向 钻孔 H7/7/n6 定导向装置的布置如图 示 图 固定导向装置的布置 （ 3）初定主轴类型、尺寸、外伸长度 因为轴的材料为 40切弹性模量 G=性主轴取 1 4（ 0） m,所以 根据刚 性条件计算主轴的直径为： d 中： d 轴直径（ （ T 轴所承受的转矩（ N B 系数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 本设计中主轴直径 d=25轴外伸长度为： L=115D/ 1d 为 40/28。 （ 4）选择刀具接杆 由以上可知，多轴箱各主轴的外伸长度为一定值，而刀 具的长度也是一定值，因此，为保证多轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，就需要在主轴与刀具之间设置可调环节，这个可调节在机床上是通过可调整的刀具接杆来解决的 ,连接杆如图 示， 图 可调连接杆 连接杆上的尺寸 配合，因此，根据接杆直径 表 可调接杆的尺寸 d D1(d2 l1 l2 母 厚度 28 2 莫氏 1号 6 145 51 42 50 12 （ 5）确定 加工示意图的联系尺寸 从保证加工终了时主轴箱端面到工件端面间距离最小来确定全部联系尺寸，加工示意图联系尺寸的标注如图 示。其中最重要的联系尺寸即工件端面到多轴箱端面之间的距离（图中的尺寸 321,它等于刀具悬伸长度、螺母厚度、主轴外伸长度与接杆伸出长度（可调）之和，再减去加工孔深度和切出值。 （ 6）工作进给长度的确定 如图 作进给长度工 与刀具切入长度 1L 和切出长度 2L 之和。切入长应 1L 应根据工件端面误差情况在 5 10间选择，误差大时取大值，因此取 1L =8切出长度 2L =1/3d+(3 8)= 131 12 所以工L=8+12+12=32买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 （ 7）快进长度的 确定 考虑实际加工情况，在未加工之前，保证工件表面与刀尖之间有足够的工作空间，也就是快速退回行程须保证所有刀具均退至夹具导套内而不影响工件装卸。这里取快速退回行程为 120退长度等于快速引进与工作工进之和， 因此快进长度 1205第 3 章 传动结构设计 本传动数据计算 配传动比 电动机型号为 Y，满载转速为 960 r/ a) 总传动比 6415960 分配传动装置的传 动比 10 上式中 别为带传动与减速器（两级齿轮减速）的传动比，为使 V 带传动的外廓尺寸不致过大，同时使减速器的传动比圆整以便更方便的获得圆整地齿数。初步取 2，则减速器的传动比为 3226401 分配减速器的各级传动比 按展开式布置，查阅有关标准，取 。（注以下有 替 算机构各轴的运动及动力参数 a) 各轴的转速 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 轴 m in/ m 轴 m in/ 轴 m in/ 各轴的输入功率 轴 2011 轴 轴 各轴的输入转矩 电动机输出转矩 轴 d 轴 轴 8 023223 传动设计 设计可知： V 带传动的功率为 带轮的转速为 960r/带轮的转速为 480r/ 查表可知 工况系数取 据以上数值及小带轮的转速查相应得图表选取 A 型 V 带。 轮基准直径：查阅相关手册选取小带轮基准直径为 00大带轮基准直径为 100=200 带速的确定： s/ 心矩、带长及包角的确定。由式 0.7(d1+滚珠循环方式为外循环螺旋槽式 ,预紧方式采用双螺母螺纹预紧形式 . 滚珠丝杠螺母副的几何参数的计算如下表 名称 计算公式 结果 公称直径0d 20距 t 触角 045 钢球直径 纹滚道法向半径 R 心距 e ( 2 ) s i d 纹升角 0d 0433 螺杆外径 d 0 ( 0 . 2 0 . 2 5 ) bd d d 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 46 螺杆内径1d e R 杆接触直径2c o d d 母螺纹外径 D 0 22D d e R 母内径（外循环）1 0 . 2 0 . 2 5 5 ) bD d d 2） 传动效率计算 丝杠螺母副的传动效率为：)( tg =10 ，为摩擦角； 为丝杠螺旋升角。 00 4 3 3() ( 4 3 3 1 0 ) 0 . 9 6t （ 3） 稳定性验算 丝杠两端采用止推轴承时不需要稳定性验算。 （ 4） 刚度验算 滚珠丝杠受工作负载引起的导程变化量为：1 (故用 60622 2 21 . 6 5 1261 2 5 1 . 8 2 0 . 51 2 0 . 6 1 0 2 . 1 41 2 5 2 . 6 2 10 . 52 0 . 6 1 0 ( / )3 . 1 4 ( ) 2 . 1 46 . 1 2 1 0c C C M 丝杠受扭矩引起的导程变化量很小，可忽略不计。导程变形总误差 为 0641 0 0 1 0 01 0 . 56 . 1 2 1 0 1 2 . 2 4 1 0 1 2 . 2 4 lL u m E 级精度丝杠允许的螺距误差 =15 m/m。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 47 动进给摇杆的设计 本课题任务中，进给机构需能够实现手动进给，故设计了手动进给摇杆，摇杆与手柄间采用螺纹连接。如图： 图 3给摇杆 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 48 总 结 本次课题是机构进行的设计，在设计中得到老师耐心的指导和同学的热心帮助才使得这次毕业设计能够完满完成，同时也巩固了我所学的知识，作为大学四年的最后的一次作业，自始至终我都用心的去完成，并从中学到了不少的知识。在能力培养方面也基本达到了预期的目的，即不但培养了我综合应用专业基础知识来解决实际工程问题的能力，而且还 使我初步树立了很强的工作责任感。在设计中我们小组紧密配合，虽是共同设计一台数控车床，但各有分工。这就为我们的创新思维留足了广阔的自由空间，在追求统一的前提下充分发挥自己的想象力。讲求团队合作精神，这一课题的设置符合高等院校办学精神，同时也符合现代企业的择人准则。独立思考、广泛讨论是获取新知识的有效捷径这一思想正在被越来越多的人所接受 ,必尽这是我们迈向工程实际的第一步，也是最为关键的一步。相信经过这次训练后，无论是在以后的工作还是学习中，必定能使我们少走弯路。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 49 参考文献 1冯辛安主编 北京：机械工业出版社， 2盛伯浩 主编 北京：机械工业出版社 ， 3王爱玲，白恩远等编著 北京：国防工业出版社， 4关颖主编，数控车床 宁科学技术出版社， 5 盛晓敏，邓朝晖 M械工业出版社， 2002 6 谢红 M济大学出版社， 200