平衡轴钻孔组合机床总体及多轴箱体设计【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 学 毕业设计 (论文 ) 平衡轴钻孔组合机床总体及多轴箱体设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 根据设计任务书的要求 ,本设计说明书针对 平衡轴 机床的设计及专用夹具设计进行说明。内容包括组合机床工艺方案的制定、组合机床配置型式的选择、总体设计 还有多轴箱设计。 全文 含 组合 钻床 的总体设计和 多 轴箱设计两部分。机床总体设计要是在选定工艺方案并确定机床配置形式、结构方案基础上确定“三图一卡”， 主 轴箱设计根据“三图一卡”，整理编绘出 主 轴箱原始依据图，重点分析传动系统，经过各种方案的比较，最后确定最优方案。此外，为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，需设计专用夹具。 关键词： 主 轴箱；组合机床；夹具 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 to of is of is in of to a a to of to In in to to 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . I . 绪论 . 1 课题研究的意义 . 1 合机床总体设计 . 1 合机床的简述 . 1 合机床的发展趋势 . 2 2 组合机床的总体设计 . 4 合机床方案的制定 . 4 定工 艺方案 . 4 定配置形式及结构方案 . 5 定切削用量及选择刀具 . 7 定工序余量 . 7 择切削用量 . 7 定切削力、切削扭矩、切削功率 . 7 择刀具结构 . 8 孔组合机床总设计“三图一卡”的编制 . 8 衡轴工序图 . 8 加工示意图 . 10 床联系尺寸图 . 14 产率计算卡 . 16 3 主轴箱的设计 . 18 轴箱的设计 . 18 制主轴箱设计原始依据图 . 18 轮模数选择 . 19 轴箱的传动设计 . 19 制传动系统图 . 21 动轴的直径估算 . 22 定各轴转速 . 22 动轴直径的估算：确定各轴最小直径 . 23 的选择 . 23 动轴的校核 . 23 动轴、键的校核 . 23 的校核 . 24 变速组齿轮模数的确定和校核 . 24 轮模数的确定 . 24 轮结构的设计 . 27 承的选用与校核 . 27 轴轴承的选用 . 27 轴轴承的校核 . 27 组件设计 . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 论 . 30 致 谢 . 31 参考文献 . 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 课题研究 的 意义 据统计，在车间的平均切削时间普通机床的一般很少超 过总工作时间的 15%。其余的时间阅读，装卸，更换刀具，机床，测量和手术去除铁等。使用数控机床虽然可以提高 85%，但购买昂贵的。它必须更多地缩短加工时间。不同处理方法具有不同的特点，在钻 孔 过程中，钻 孔 设备是一种能够通过少量的投资提高生产力的有效措施。虽然不可调多轴头是用于自动线的早期，但仅限于大规模生产。特别是随着工业的发展，大型复杂钻 孔 专用设备是吸引某人的注意的。 1975法国巴黎机床展也反映了这一趋势增加使用的钻 孔 设 备 。 合机床总体设计 合机床的 简 述 组合机床 （ 以系列化和标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件对一种或多种工件按预先确定的工序进行切削加工的机床。兼有万能机床和专用机床的优点。通用零部件通常占整个机床零部件的 70 90，只需要根据平衡轴 的形状及工艺改变极少量的专用部件就可以部分或全部进行改装，从而组成适应新的加工要求的设备。由于在组合机床上可以同时从几上方向采用多把刀具对一个或数个工件进行加工，所以可减少物料的搬运和占地面积，实现工序集中，改善劳动条件，提高生产效率和降低成本。将多台组合机床联在一起，就成为自动生产 线。组合机床广泛应用于需大批量生产的零部件，如汽车等行业中的箱体等。 加工件总箱或特殊形状的组合机床。工件的加工，一般不旋转，相对进给运动的刀具的旋转运动和刀具和工件，来实现钻孔，扩孔，钻孔，扩孔，钻孔，铣削平面，内、外螺纹切削加工圆等。夹紧工件的加工头旋转组合机床，由刀具作进给运动，也可达到一定的旋转部件（如飞轮，汽车后桥等）的循环和过程。 组合机床通用组件分为功率元件，支撑部分，传输部分，控制部分和附件 5。功率部件的机器提供主运动和进给运动，主电源箱（将转移到主轴箱电机的旋转运动），切买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 割头（安装在主轴上 ，用于每一步处理），动力滑台（对配电箱或切割头，该安装为了实现进给运动安装）；动力滑台进给机构，切割头或夹具的支撑件，侧基，中间底座，支架，可调支架，柱和柱底；用于输送工件或主轴箱部件的处理站的传输，主要分度回转台的，分度回转工作台，工作台分度滚筒往复；控制部件，用于控制机自动循环组成，液压站，电气柜和控制表等。单工位组合机床根据表面的数量被加工，单面，双面，三面和四 4，通常只能在同一时间，一个处理，每个处理现场；多工位组合机床回转工作台，往复工作台，长柱型和滚筒式 4种，可多个处理站点。通用部件按功能可分为 动力元件，支撑部分，传输部分，控制部分和 辅助部件五类。 合机床的发展趋势 组合机床现代发展的方向主要有以下几个特点： A、 组合机床品种的发展重点 。 在这种特殊的机床，旋转组合机床及自动线中占有非常重要的地位。因为这两种类型的机床的工件可以把许多进程分配到多个处理站，还可加工，工件从另外多个方向，而且通过分度夹具（在转盘机）或转折点 . B、 自动线节拍时间进一步缩短 。 目前，对汽车和轻型卡车的特点是大批量生产，发动机的输出通常是 600000 左右，这样的大批量生产的实现，旋转组合机床和自动线在运行三班， 一般为 20 30 秒钟的时间，当零件的生产批量当机器周期时间短，甚至。自动线短射，主要是通过缩短时间和辅助时间。缩短时间的主要途径是新的刀具材料和刀具在小说中的使用，通过提高切削速度和进给率和缩短时间。缩短辅助时间主要包括工件输送，缩短时间处理模块和处理模块由一个快速导入工作切割工件花后。为了缩短这部分空气的旅行时间，提高工件（常用的工件直接输送）输送速度和处理模块或夹移动速度。目前，托盘输送速度可以达到 60 米 /分钟或更高，处理模块移动到 40m C、 组合机床柔性化进展迅速 。 十多年来，为机床 的汽车业的一个重要用户的组合，以满足人们的个性化需求，汽车变型品种不断增加，许多品种的竞争已经成为汽车市场的竞争特点，使机床制造业面临挑战。为了适应多品种生产，传统的刚性组合机床和自动线的一种处理必须增加灵活性。柔性组合机床主要是通过数字控制技术的使用来实现的。对机床和柔性自动线的柔性组合发展的一个重要前提是数控加工模块的开发，有着悠久的加工中心的数控加工模块的技术发展提供了经验的历史。由数控加工模块的柔性买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 组合机床和柔性自动生产线，可实现自动换刀，自动更换多轴箱和改变加工范围，工作周期，切削参数和加工位置通 过和数控程序更改应用程序，不同品种的加工。 D、 提高加工精度。特别是 80年代中期以来，汽车制造业，提高车辆的制造公差的竞争力，关键部件的不断收紧了引擎，并通过计算机辅助测量和分析方法，以及设备能力测试来提高其产品的质量。这无疑提出了更高的要求，对机床和自动线的组合。组合机床厂为了满足加工精度要求高的用户，提高自动线和新的监测精度。 电子，自动化程度的提高。在过去的十年中，为了进一步提高工件的加工精度，在生产过程中，工件减少中间存储，处理和缩短生产周期时间，工件的加工过程中的一些非加工过程（如清洗过程，测量， 装配和测试泄漏）的生产系统集成到自动线、自动线，为了实现全面自动化加工，表面处理，测量和装配过程。 F、 应用技术趋势，其他。在机床行业在发达国家，该技术得到了越来越广泛的应用。在国外许多企业的机床和 床的设计已被广泛用于 设计室很难看到传统的绘图板。 刚度分析组件（有限元方法），该组合机床和自动线的比较和选择的设计方案，以及报价等方面得到了广泛的应用，以提高设计质量，缩短设计周期大大。此外，许多外国公司形成了一系列的模块和通用性的高度是机和自动线的组合（ 通常大于 90%），机床和自动线输送进一步缩短组合 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 2 组合机床的 总体设计 合机床 方案的制定 定工艺方案 加工技术将确定组合机床的加工质量，生产率，夹具的总体布局和结构。因此，在计划的过程中，我们必须要 平衡轴 的分析，和现场的形状，尺寸，材料，硬度，刚度的深入了解，表面粗糙度的加工精度，加工零件的结构特点，和定位，夹紧方法，过程，和切割工具，生产力的场景，环境和条件等。与国内外相关技术资料的收集，制定合理的工艺。 根据 平衡轴 平衡轴 的零件图（图 加工 十四 个孔的工艺过程 如下 ： (1)技术要求。 12个 直径为 他 2个 10 工件材料为 42 假设 年产量 5万件， 2班制生产 ，每班 6小时 ，每年工作 300天 。 (2) 工艺分析 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 加工孔的位置度公差 = 根据 精度 要求 ， 决定 用 下列 加工方案： 一次性加工 孔径 = 10 孔 。 (3) 选择 定位基准 、选择 夹紧点 此 零件上 的孔 ，以 上 表 面 限制 三个自由度 和 右端面 限制 3个自由度， 中间 孔通过 螺杆 起到 夹紧 的 作用 。 定 配置形式及 结构方案 (1)平衡轴 的加工精度 平衡轴需要过程完成机器的组合，应保证加工精度，根据制造机方案。平衡轴钻孔的精度要求较高，钻井机。为了机 善原机的制造精度和工件的定位精度和减少夹紧变形的对策研究。因此，该机通常采用的尾部安装的齿轮传动装置， 进给采用液 压系统， 平衡轴 图如图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 图 平衡轴 (2) 平衡轴 的特点 此 平衡轴 的材料是 42度 241、孔的直径为 用多孔同步加工， 的刚度是足够的，少力，振动，和工件变形的影响可以忽略不计的加热。 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 ，工件小 ， 孔分布密集， 主轴箱 体积较大， 一次 钻孔，选 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、 在自动线或组合机床设计的小批量生产的特点。根据 50000 件的年生产能力的 生产程序设计的要求，从工件的形状和轮廓尺寸，以减少处理时间，采用多轴，以减少机床数量，过程在一台机器上完成，为了提高利用率。 (4)使用条件 根据车间布局，组合机床的使用选择合适的组合机床工艺连接，技术能力和自然条件和要求。 基于上述特点：结构，平衡轴类零件加工的零件，尺寸精度，表面粗糙度和技术要求，定位，夹紧方法，过程，和机床的总体布局和技术性能等的影响因素， 最终决定设买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 计 多工位同步钻床。 定切削用量及选择刀具 定工序余量 直径上工序间余量 均为 择切削用量 同一轴箱上的刀具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： =各轴转速（ r/ 12, , . if f f =各轴进给量（ mm/r） 动力滑台每分钟进给量（ mm/ 由于加工精度，平衡轴钻孔工件材料，工作条件，技术要求，按照经济原则选择满足加工要求，检查表法：钻头直径 D = 给速度，切削 V = 18m f = 定切削 力 、切削扭矩、切削功率 经 查表 切削力，扭矩，切削功率的 计算如下： 切削力： F =26D 26 =4372N 切削扭矩 ： T =10 10 =买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 切削功率 ： P = / 9740 18/(97403. 14 = 选择刀具结构 由于平衡轴布氏硬度 径 为了使工作可靠，加工简单，的麻花钻直径 择标准。孔加工刀具长度应确保在工具和导套的末端之间的螺旋槽加工结束 30 50围，以排出切屑与刀具磨损已调整了一定量的。 孔组合机床 总设计“三图一卡”的编制 内容包 含 ： 绘制 平衡轴 工序图、 加工示意图、机床联系尺寸图、编制生产率卡。 衡轴 工序图 1、 平衡轴 工序图的作用及内容 平衡轴 工序图如 图上要内容： （ 1）平衡轴的形状，尺寸和机加工零件，精度，表面粗糙度，形状和位置精度等技术要求，以及工作程序和技术要求。 （ 2）定位基准选择定位夹紧，夹紧方向的过程。 （ 3）平衡轴的名称，数量，材料，硬度和加工件与津贴。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 工序图 （ 1）为了使平衡轴画面清晰，必须通过处理这台机器的内容。绘制时，要按一定比例，选择足够的视图和剖面看，优秀的处理站点（用粗实线），和零件和 机床的轮廓，重行标记的夹具设计。如在参考 械夹紧位置和方向，辅助支持由符号部规定（细实线）表清楚，所有的程序来确保尺寸，角度等，应使用尺寸的数值表示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 图 衡轴 工序图 （ 2）和定位基准加工零件的注射位置大小，为了便于加工和检验，有时为选定的定位基准与设计基准不重合，应处理网站的转换位置精度要求。 加工示意图 1、加工示意图内容 图 衡轴 钻孔的 加工示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 图 在图上应标注的内容： 要在地图上的标记的内容： （ 1）切削加工方法，机床消费，流通和工作行程。 （ 2）工件和夹具之间，刀具和主轴箱端的距离。 （ 3）结构式轴，大小和延伸长度；工具的类型，大小和结构尺寸，连杆，数量导向装置；与工具和导向装置，连接工 具，连接杆，轴，刀具应根据加工结束位置映射。 2，绘制加工示意图在计算图 （ 1）刀具的选择 刀具的选择考虑到加工的尺寸精度，表面粗糙度，裁剪和生产力的要求和其他因素。刀具的选择，正如前面提到的，这是没有讨论。 （ 2）导套的选择 所以正确的选择式导向装置，合理确定规模，精度，是组合机床设计的重要内容，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 也是解决必须处理内容绘制示意图。 1）选型指南根据刀具导向部分的直径和 V = 18m/具导向线速度，固定式导向选择。 2）根据刀具的直径选择固定导向装置导向套参数 表 固定导向装置标准尺 寸表 d 2 l l1 l2 l3 5 0 30 34 150 40 2 17 46 表 固定装置配合 表 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 图见图 固定导向装置的布置 图 （ 3）初定轴类型、尺寸、外伸长度 由于轴材料为 40切模量 G = 性轴 1 4（ 0） m，所以 B 据轴径刚性条件计算： d 中 ： d=轴直径（ （ T=轴所承受的转矩（ N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 B=系数 本设计中 轴直径 d=外伸长度为： L=115D/ 1d 为 40/28。 （ 4） 选择刀具接杆 由以上可知，各轴延伸的主轴箱是一定值，和刀具长度是一定值，因此，确保机床主轴箱也可以达到加工结束位置，需要调节杆设置轴和工具之间，它可以在组合机床的调整连接杆的调整解决， 连接杆如图 示， 图 可调连接杆 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 1 42 50 12 （ 5）确定加工示意图的联系尺寸 从加工结束端到端 的所有链接的大小来确定的表面之间的最小距离，加工示意图连接尺寸如图 中一个最重要的连接尺寸工件表面的主轴箱面之间（图中尺寸321它等于刀具悬伸长度，厚度，眼轴长度延长螺母和连接杆的长度（可调）和减去加工，孔的深度和切出的价值。 （ 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。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（ 7）快进长度的确定 不考虑实际加工，加工，确保有表面和尖端之间有足够的空间，也是快速返回行程买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 应确保所有工具已经撤退到夹套不影响工件的装卸。在这里，采取快速返回行 程 120带的长度等于快速引进工作，因此快速长度 120 75 床联系尺寸图 图 机床联系尺寸图 1、联系尺寸图的作用和内容 如上图所示，机床联系尺寸图包括机床布局的大小，电机，功率元件的规格，大会并与工件的尺寸参数与电机，和特殊部件之间的零件尺寸。 2、选用动力部件 选用动力部件要选择型号、规格合适的动力滑台、动力箱。 （ 1）滑台的选用 1） 驱动形式的确定 2） 确定轴向进给力 滑台所需的进给力 进F = 8 4372=34976N 式中： 各轴加工时所产生的轴向力 由于滑台工作时，除了克服各轴的轴的向力外，还要克服滑台移动时所产生的摩擦力 。 因而选择滑台的最大进给力应大于 进F 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 3） 确定进给速度 本系统中进给速度 vf=n f=18mm/所以选择 1A 液 压滑台 ， 工作进给速度范围 20 650mm/快速速度 10m/ 4） 确定滑台行程 即：行程 L 120+20+80=220取 L 500综合上述条 件 ， 确定动力滑台型号 1A,以及相配套的 滑台底座（ 1）。 （ 2）由下式确定 动力箱的选用 动力箱要依据电动机功率来选用，在 主轴箱 没有设计之前，主 主P切P 8* W 式中： =主轴箱 传动效率，加工黑色金属时 有色金属时 系统加工 42 动力箱的电动机功率应大于计算功率 ，结合 转速大小选择 。 选用电动机型号为 1动力箱 ， 动力箱输出轴至箱底面高度为 180要技术参数如下表： 表 机型号及参数 电机传动型号 转速范围（ r/ 电机功率（ 配套轴部件型号 电机转速 输出转速 16070 470 ,1、 配套支承部件的选用 立柱底座 1 4、 确定装料高度 装卸工件高度安装表面，从机床的垂直距离的底面，目前的组合机床设计，装料高度根据 H = 580 1060体情况，该系统以装载高度为 800 5、 中间底座轮廓尺寸 中间基满足滑在上面的连接需要的外形尺寸，考虑到连接的柱脚。因此，中间底座买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 采用侧基 1 6、 确定 主轴箱 轮廓尺寸 机床主轴箱配置 630据标准尺寸的选择的宽度和高度。 计算时，主轴箱的宽度和高度 B = 630， H = 400 根据计算值，根据箱外形尺寸系列标准， 最后确定轴箱轮廓尺寸 BH=630400 产率计算卡 计算如下： 切削时间 ： T 切 = L/vf+t 停 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 表 产率计算卡 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 3 主轴箱的设计 轴箱 的设计 制 主轴箱 设计原始依据图 从 “三图一卡” 来设计 主轴箱原始依据图 两个定位头架的身影在销孔中心线为横坐标，工件孔对称，选择垂直盒为纵坐标，相对位置尺寸的轮廓尺寸和电源箱传动轴的坐标系统。轴部逆时针旋转（面对轴视图）。 过程中的轴的内容，以及切削参数模型的性能参数和轴的尺寸和功率元件如 示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 表 轴外尺寸及切削用量 轴号 轴外伸尺寸 工序 内容 切削用量 D/d L N （ r/ V (m/f (mm/r) mm/1、 2、 3、 4 5、 6 7、 8 40/28 115 钻 15 18 ： 1 平衡轴 编号及名称：箱 体 材料： 42度 : 前、后、侧盖等材料为 动力部件型号： 1力箱，电动机型号 率 P 轮 模数 选择 本组合机床要用于钻孔，因此采用滚珠轴承轴 。 齿轮模数 m=(30 32) 3 )/(32 3 )41518/( 中： m=估算齿轮模数 P=齿轮所传递 的功 率（ Z=对啮合齿中的小齿轮数 N=小齿轮的转速（ r/ 为了模数计算还需要满足中心距的关系 主轴箱 输入齿轮 模 数取 m=取 m=轮分配可以圆整 轴箱 的传动设计 （ 1） 根据原始依据图（图 画出驱动轴、轴坐标位置。如下表： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 表 驱动轴、轴坐标值 坐标 销 动轴 O 轴 1 轴 2 轴 3 轴 4 X 175 0 37 37 37 Y 0 2）确定传动轴位置及齿轮齿数 图 齿轮的最小壁厚 2） 传动轴 2为轴 1， 2， 3， 4都各自在同一同心圆上。 主轴箱 的齿轮模数 估算 33 0 3 2 Pm 入齿 轮模数取 m=4。用 降 速传动。轴齿数选 Z=21，传动齿轮用 z=22 齿的 齿轮，变位系数 。传 动轴的转速为 : 735 / m 动轴直径都选取 40，这样为了减少传动轴种类和设计题目需要由于传动轴转速是735 / 则驱动轴至传动轴的传动比为 : 735 1735i 以选择两级传动 ：一级为 级为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 驱动轴直径 =40查 手册 手册 得： t= m=3时，驱动轴上的齿数为： 033 3 . 32 ( 2 1 . 2 5 ) 2 ( 2 1 . 2 5 ) ) 2 3 . 82 驱动齿轮齿数 Z=24。 通用的齿轮材料均为 45钢，热处理为齿部高频淬火 机床齿轮的选用按照下表选用