镗套座底面4×M18螺纹底孔组合钻床及夹具设计【机械类毕业-含CAD图纸】
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机械类毕业-含CAD图纸
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镗套座底面4×M18螺纹底孔组合钻床及夹具设计【机械类毕业-含CAD图纸】,机械类毕业-含CAD图纸,镗套座,底面,m18,螺纹,罗纹,底孔,组合,钻床,夹具,设计,机械类,毕业,cad,图纸
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镗套座加工组合机床设计钻4M18底孔设计摘 要组合机床是根据顾客要求完成零件，由许多小型部件构成，组成新的机床。组合机床的效率比较高，是普通机床的几倍到几十倍。本文主要介绍了组合机床的设计过程，以及多部分的设计过程，并对组合机床的发展前景做出了展望。随着时代的发展，组合机床已经逐渐成为新时代大批量加工零件的首要选择。关键词：组合机床；设计IA boring modular machine tool for drilling design 4 M18 underport designABSTRACTModular machine tool based on customer requirements complete parts, made up of many small parts, the formation of a new machine. Higher machine efficiency, is the General machine tool several times to dozens of times. This paper describes the design of modular machine tool processes, as well as many parts of the design process, and looks forward to the development prospects of combined machine tool. With the development of era, new era has become a very large part of combined machine tool of first choice.Key words：Combination Machine；Design；目 录摘要ABSTRACT第1章 绪论11.1 机床概述11.2 机床设计的目的、要求及内容31.2.1 设计的目的31.2.2 设计要求31.2.3 设计内容31.3 机床的设计步骤41.3.1 调查研究41.3.2方案拟定4第2章镗套座加工钻4-M18钻孔组合机床的总体设计52.1 组合机床总体方案的制定72.1.1 制定加工工艺方案72.1.2 确定组合机床的配置形式及结构方案82.2 确定切削用量及刀具选择92.2.1 确定加工工序间余量92.2.2 选择切削用量92.2.3 确定切削力、切削力矩及切削功率102.2.4刀具结构选择102.3 本章小结10第3章 “三图一卡”的编制113.1 被加工零件工序图的绘制113.2 加工示意图的绘制133.3机床联系尺寸图的绘制173.4 生产效率计算卡的绘制193.5 本章小结22第4章 机床多轴箱的设计21第5章 夹具设计265.1.1机床夹具的组成和类型265.2夹紧方案和夹紧元件的设计275.3夹具的性能及优点275.4夹具操作的简要说明28结论29参考文献301第1章 绪论1.1 机床概述随着时代的发展，人们需要更迅速更经济的找早出需要的产品，因此必须的使用了大量的最新的机器，工具。与此同时，为了这些最新的机器，工具，人们需要大量的精密仪器。因为精密仪器对粗糙度等要求比较高，所以需要机床大量的加工。在现代工业中，机床是制造业中最重要的一部分之一。在现代建设中，机床工作已经占到建设总工程的绝大部分。机床的发展，已经影响到了大家的日常生活，进而决定了国家的工业经济发展水平。一个国家需要快速的发展，需要建立在工业，国防等行业快速发展的基础上。而工业，国防等重要产业无一能离开机床。机床工业已经在人们的生活中扮演了越来越重要的任务，对国民GDP总和产生了许多的深远影响。不仅仅是发展中国家越来越重视机床工业，许多的西方发达国家已经也开始重视机床工业，从而将国民经济建立在一个坚实的机床行业之上。人类的创造性是在不断发展的，因此机床是在不断的改善中完成的。世界上的一开始的机床是木制的，它的是靠人力或者畜力驱动。那并不算是真正意义的机床。随着时代的发展，到了18世纪，欧洲发生了一场席卷欧洲的工业革命，为了从原始的手工制造业过渡到新的机器大批量生产制造业。制造出了许多的当时世界先进的机床。在18世纪后期，终于设计出了世界第一台真正意义的机床，它意味着人们正式从手工制造成为了动力制造。随着科技的快速发展，大量类型的机床被生产出来，到了19世纪，大量的机床类型出现。随着人类的发展，单一功能性的机床已经无法满足人类的需求，因为在1907年，世界的第一台组合机床在美国问世，一经问世，引起了世界的轰动。在向后的30年来，组合机床已经得到迅速的发展。组合机床逐渐成为世界制造业的主要工具。在第一台组合机床问世到现在以来，组合机床快速发展，已经成为每个国家最为重视的行业之一。组合机床也在不断的完善中而日趋完美。随着人类的发展，单一功能性的机床已经无法满足人类的需求，因为在1907年，世界的第一台组合机床在美国问世，一经问世，引起了世界的轰动。在向后的30年来，组合机床已经得到迅速的发展。组合机床逐渐成为世界制造业的主要工具。在第一台组合机床问世到现在以来，组合机床快速发展，已经成为每个国家最为重视的行业之一。组合机床也在不断的完善中而日趋完美。组合机床行业已经对我国各行各业有较大的影响，几乎各行各业都受到了组合机床行业的影响。随着中国加入了WTO，国外技术迅速占领中国市场，中国的组合机床行业迅速与世界技术接轨，数控机床已深入到各行各业，取而代之的是以往中国一直在使用的老式组合机床。根据大量的数据显示，在中国的组合机床行业中，数控机床和加工中心产量正在迅速增加，在市场化的经济中，老一代的组合机床已经逐渐无法满足厂家以及顾客的需求，中国的组合机床行业已经逐渐向世界顶尖水平靠近，由原始的低级组合机床向综合性的数控机床，加工中心靠近。由低精度，低产量向高精度高产量发展。随着中国的改革开放，大量的组合机床工厂，已经逐渐由国营公司逐渐转变为私营企业，截止到9.5规划，中国仅剩2家大型组合机床工厂由国家控制，剩下已大部分转为私营，或者转为国营私营并举。剩下的2家国营企业也已经开始酝酿着股份改革，改革已经是民心所向，改革潮流无法逆转。民营企业已经由被国家轻视，不重视转而发展成国家经济的重要组成部分。组合机床行业脱离了国营行业的规管，随着大量的市场经济注入，已经迅猛发展。组合机床涉及的行业知识比较多，机械，电子等知识均在组合机床行业中有所体现，组合机床的优势在于它高效率，高产量，经济收益高，因而被各行各业而广泛接受，比如工程行业，交通行业，轻工业。我国的传统组合机床行业主要由电，液压，气压等控制，用于大批量的加工轴类工件以及箱盖工件。现代组合机床中，一种新型组合机床已经越来越受到大家的喜爱：柔性组合机床。柔性组合机床可塑性极高，可自动换刀，并且有着多位主轴箱，可换主轴箱。柔性组合机床还带有着许多现代技术，例如PLC，NC等，能改换驱动系统和工作循环。组合机床行业在中国起步较晚，并且它的综合要求比较高。一般的组合机床需要根据顾客的需求来完成，因此中国的组合机床生产线相对于英，法，德等国家还是处于一个比较落后的水平。国内许多大型的组合机床生产线还是由国外进口。组合机床生产线由国外进口，因此国内的组合机床的成本仍然处于一个比较高的地步。这也要求了我们这一代人需要学习组合机床的知识，来为中国的组合机床行业白天对国外进口的依赖，从而能完成中国的复兴重任。市场的不断改革也要求了我们需要不断的学习西方先进知识，从而为国家的组合机场行业贡献出自己的一份能量。新时代以来，国外的组合机床并没有停滞发展，而是一直向前，逐渐发展了柔性机床等新产品。欧美的组合机床行业在许多领域中有了重大突破，这给了我们中国的工程师们一个很大的压力，需要不断的开拓进取才能追上欧美组合机床行业的发展。国外的组合机床生产厂家都有着自己的全自动的生产流程，这领先了中国一大步，并且从80年代以来，国外采用了一系列措施，使得加工逐渐变得柔性化。先后发展出了可换主轴箱，可自动换刀的数控机床。这样，可以使生产出的产品多元化，更高效率，更经济。组合机床行业发展迅速的一个重要因素是由于汽车行业的迅猛发展。汽车行业需要大量的小型零件，且需要精度比较高，因为国外有些单位斥巨资打造组合机床来主要生产一些零件。如德国大众汽车汽车变速箱厂家，便投资超过10亿人民币进行了组合机床的设计以及加工，并取得了卓越的成功，将自己的零件生产成本减少30%,更为重要的是提高了自己的生产效率，同时也促进了自己国家的组合机床行业的大发展，可谓一举三得。随着综合化的系统发展，现在组合机床行业也是开发出了自己的一条道路。与此同时，为了配合组合机床行业的发展，大量新兴企业也是应运而生。一大批从事装配，清洗，安装等等行业随着组合机床的发展，也是逐渐发展，为就业等创造了极好的效果。跟随着发展，国外为了减少占地面积以及提高经济效益，国外还开发出了移动主轴箱，十字滑台等新型技术完成了对经济成本的节省，通过换刀加工完成了工序的简化。1.2 组合机床设计1.2.1目的设计对我们的要求是：在对机床传动系统的设计中，学会了基础构思，基本的机床计算，机械图纸绘制，零件设计以及对应零件的基本运算。并且教会了我们基本的查询资料的能力以及对查到的材料进行筛检，分析的能力，为以后的结构分析打下良好的基础。1.2.2 设计要求对机床综合性能的狐妖考察指标是物美价廉，在质量好的条件下，用户会选用相对经济的机床，只要切实的考虑到用户对经济方面的考虑，才能在市场上占有一定的比例，才能为更好冲向世界市场打下良好的基础。机床的经济成本可以从人工成本，材料成本来考虑，但是必须满足的一点是综合性能需要过关。1.3 机床的设计步骤1.3.1 调查研究采用了问卷调查的方式，对大量客户进行了访问，发现了大量客户主要考虑的是在性能合格的基础下，主要需要的是对经济效益的考虑。与此同时，还在网络上，以及大数据的分析中，得到了类似的结果，因此在满足性能呢个的条件下，我们主要考虑的还是对经济效益的满足。因此，我们需要设计一定的方案，保证机床的质量和生产效率，并降低经济成本，才能够受到客户的青睐。1.3.2方案拟定我们现在的思考方式还不够，因为我选择设计出几个可行的方案进行对比。每个方案都需要由一定的可行性，并设计出结构草图，综合分析成本等，在确定自己的方案的同时，有些问题需要注意：（1）当使用和设计过程起了冲突，一定要满足客户的使用要求，设计过程可以修改，但是一定要满足客户的使用要求;（2）设计必须要用事实说话，即使有些设计比较难无法实践，必须需要经过充分的数据分析才能付诸于生产；（3）多吸收国外先进知识，但不能只吸收，不消化，在吸收国外先进知识的同时，需要自己分析转化为自己的，并且有自己一定的见解，才能有更大的进步。1.3.3 工作图设计在进行设计图纸之前，先确定自己的设计方案。需要在书上查处足够的知识。接着，分析各个零件的制作过程，以及各个零件的计算。1第2章机床的总体设计2.1总体方案的制定2.1.1 制定加工工艺方案零件加工是整个加工过程的重中之重。零件加工决定着生产质量以及夹具设计。因此，在制定方案是，必须充分了解零件的结构。主要需要了解零件的原料，质量等。与此同时，需要收集足够的资料，来最终确定零件的设计方案。（1）技术要求。直径均为M18，查图一，得出底孔16.5mm图1生产计划要求是每年生产约2万件（考虑到废品率以及闲置率）。（2） 工艺分析加工该螺纹孔时，孔的尺寸公差为IT14，建议使用一下的加工方法：a.一开始先铣加工面，接着在工件上按照开题报告的要求生产四个直径为16.5mm的底孔，为加工螺纹孔做好准备；b.最后对已加工好的直径为16.5mm的孔进行攻丝处理，其中选择M18。 （3） 定位基准及夹紧点的选择保证加工精度，减少劳动力的小号是首要条件。2.1.2 确定机床的配置形式（1）加工精度可以采用的措施有，减少夹紧造成的变形，提高机床本身的加工精度等。如图2.1所示。（2）加工零件的特点这个加工零件的材料是HT200、硬度HB190247、孔的直径为16.5。这个零件可以采用四个孔同时加工，其他条件对零件加工时的影响不大，可以忽略。这个零件的中心线以及定位平面处于垂直，定位基准平面是水平，需要加工4个孔，多轴箱所占位置较大，我采用立式机床。（3） 零件的生产批量本零件的生产批量比较大，为了节省成本，提高经济效益，可以采用双刀同时进给，可以选择在一台机床完成工艺。归纳上面所有条件，经过对加工零件的分析，特别是构造特征，尺寸精度，定位夹紧，技术要求，所以采用多工位立式机床。2.2 选择刀具和决定切削用量2.2.1 确定余量为顺利的做出零件并且确保加工零件精度的稳定性，必须确定合理的工序余量。根据书中所给的数据来确定加工时的加工余量，用来减少误差。16.5mm的孔在钻孔时。2.2.2切削用量多轴同步加工组合机床的设计与切削加工，一般比单工位组合机床的加工效率低，因此选择刀具的每分钟拥有相同的进给量。所以，在同一个主轴箱的刀具可以选择进给速度一样的，来满足直径的加工需求。即： （2.1）采用查表的方法查得： D=16.5mm，f=0.18mm/r、v=31m/min。2.2.3 确定切削力、切削力矩及切削功率动力箱的功率：切削力： =23 （2.2） =2316.50.180.82000.6=2312.32N切削扭矩： =10 （2.3）= 1016.51.90.180.82000.6=12533.01Nmm切削功率： = （2.4） =0.015kw2.2.4刀具结构选择箱盖加工的布氏硬度在HB190-247，孔径D为16.5mm刀具的原料选择高速钢钻头，选择标准16.5的麻花钻从而使工作简单，省力。孔加工刀具的长度应确保在加工结束的螺旋槽和导向套的末端之间是30 50mm距离便于切屑与刀具磨损一定的正向调节量后放电。2.3 本章小结本章做了组合机床的总体设计，主要确定了组合机床的设计；计算切削用量和选择刀具。经过这些设计，为下一部分的工作打下良好的准备过程。第3章 “三图一卡”的编制3.1工序图的绘制1、工序图的作用及内容工序图确定一台组合机床需要完成的内容。它不能按照顾客的需求来改变，只能在图纸上突出加工零件的特性，加上一定的解释。这是组合机床的设计原理，也是检验检查组合机床的重要途径。（1）放置导向套时，要标出零件的内部结构，形状以及加工零件部位尺寸。（2）这道工序进行夹具的定位支承、限位。（3）对尺寸，粗糙度有要求。（4）用文字描绘出加工零件的序号，原料，硬度等。2、工序图的注意事项（1）绘图时，选择足够的视角和角度，用粗实线画出加工部位，用细实线画出机床轮廓，夹具设计等，只要是这道工序涉及的数据，需要标出。（2）绘图时，用定位基准标注加工部位的位置尺寸，用直角坐标系标示尺寸。3.2 加工示意图的绘制1、加工示意图的用处和内涵他是刀具，夹具，机床，加工零件组合的图，方便于自己的设计方案的落实，也方便于检查自己的错误。图4.2为箱盖端面钻孔的加工示意图。在图上应标注的内容： 图3.2 加工示意图2、绘制加工示意图之前的有关计算（1）刀具的选择 考虑到加工零件部位尺寸，加工所需要的精度，加工零件的粗糙度，才能确定选用哪个刀具。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3.1所示：固定导向装置的布置如图3.3所示。（3）确定主轴类型、尺寸、外伸长度根据刚性条件计算主轴的直径为： dB （3.1） 图3.4 可调连接杆（5）确定加工示意图的联系尺寸联系尺寸由最小距离所决定。（6）工作进给长度的确定 值取45（7）快进长度的确定 为了使加工更精确，加工之前在刀具和零件之间保持余量。快速退回的总行程为180mm，所以快进长度=180-45=135mm。如图所示。3.4联系尺寸图的绘制1、联系尺寸图的作用和内容联系尺寸图是用来表现所以通用部件的连接方式，运转模式，互相的运动关系，并且可以检查机床各部分能否完成对加工零件的加工。联系尺寸图就是机床的简图，可以看出机床的总体配置。2、选用动力部件（1）滑台的选用：1）驱动形式：选用HC液压滑台。2）确定轴向进给力：=42312.32=9249.3N（2）可算 (3.2)40.0150.850.07KW选用电动机型号为Y132M2-6的1TD50型动力箱。3、配套支承部件的选用立柱底座1CD504。4、确定装料高度本系统取装料高度为1400mm。3.5 生产效率计算卡的绘制计算如下：切削时间： （3.3） = 45/30.75215/478 =1.533 min表3.5 生产率计算卡辅助时间 T辅 = +t移+t装 （3.4） = （249300）/200+0.10+1.5= 4.363min机床生产率 为50.8% 3.6 本章小结主要设计的工序图，联系尺寸图，加工示意图，以及生产效率卡，为论文以及图纸的完成打下了坚实的基础。在赵老师的指导下，完成了这一段的设计。第4章 机床多轴箱的设计4.1多轴箱设计原始依据图的绘制图5.1 钻孔组合机床多轴箱原始依据图4.2 齿轮模数的选择m=(3032)=3 （4.1）多轴箱输入齿轮模数取m=3。4.3 多轴箱的传动设计1）最小齿数的确定根据资料可知，驱动轴齿数选取22.2） （4.2）多轴箱模数取m=3，且设转速为。传动轴的转速为:n=660r/min （4.3）则驱动轴至传动轴的传动比为: （4.4）则传动轴至主轴的传动比为: （4.5）主轴齿数为Z=27。所以选择两级传动，一级为1.09；二级为1.07。本机床齿轮的选用按照下表4.3选用计算各主轴转速误差要小于5%： N1=n2=（n传Z传）Z主=（66024）27=586.7r/min （4.6）4.4 多轴箱传动系统图的绘制如图5.3所示图4.3 减速箱盖钻孔多轴箱传动系统图4.5 多轴箱相关传动零件的校核（1）验算主轴扭矩：T1=T2=12533.01Nmm假设在理想无泄漏状态， 根据 d=B=2.316=22.5mm40mm因此传动轴1是符合要求的。4.6 本章小结本章主要对组合机床的多轴箱作了设计，主要绘制了多轴箱图纸，齿数模数的确定，运动方式的确定，进而为组合机床的进一步设计奠定了基础。在绘制多轴箱图纸的同时，需要注意一些问题，图中的数据与自己算出的数据需要相对应，不能张冠李戴，在自己绘图的时候，刚开始出现了一些问题，后来在老师的指导下，修改过来，让自己懂得了做任何事都需要仔细。第5章 夹具设计本夹具是用来加工中心对称4个M18螺纹底孔。 5.1 机床夹具的概述5.1.1机床夹具的组成组成主要有定位元件，夹紧装置，导向元件，夹具体5.1.2机床夹具的类型机床种类越来越多：车床夹具，铣床夹具，镗床夹具，磨床夹具和钻床夹具。5.2夹紧方案和夹紧元件的设计夹紧装置在夹紧过程中有一定的要求：(1)工件定位的重要性大于夹紧装置(2)夹紧力要适当，不能让零件在加工的时候动，也不能对零件的粗糙度有太多的破坏。(3)夹紧力方向和切却力保持同向，减小夹紧力。(4)夹紧装置应该简单，快捷，经济。5.3夹具的性能及优点（
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