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变速箱壳体专用镗床结构设计 哈尔滨华德学院机电与汽车学院赵庆阳指导教师 于晓东 目录 第1章绪论 课题背景变速箱壳体零件的孔系加工是汽车 拖拉机生产过程中经常碰到的工艺难题 因受到毛坯生产工艺的制约 预制孔的余量不容易控制 经常使后续加工变得困难 由于产品的使用性能对变速箱壳体孔系加工的尺寸精度 形位精度和表面质量都提出了较高要求 同时企业为了降低生产成本 工艺设计时又需要简化工艺 减少工序 因此开发高精度 高效率 低成本的变速箱壳体孔系加工机床非常重要 第1章绪论 研究目的及意义本设计为了满足变速箱壳体孔系加工对尺寸精度 形位精度和表面质量的要求 同时也为简化工艺 减少工序的工艺设计打下基础 也可在一定程度上提高企业的竞争力 镗床为较常用机床 通过本次设计使我们对所学机械学 力学等知识得到综合应用 结构设计能力得到训练 可有效的提高分析问题 解决问题的能力 第1章绪论 设计的主要内容设计主要内容是镗床的结构 镗床的结构概念主要是两个方面 一是总体结构概念 总体结构主要决定机床的生产能力和工艺适应性能 二是机床本身的机械结构 主要决定机床的技术和工艺性能 总体布局除机床本身的结构布局外 还包括各种类型的附属装置 刀具系统 夹具和主轴箱的布局 结构设计主要为主轴箱 主轴组件的设计 主轴组件是机床重要的组成部分之一 主轴组件通常由主轴 轴承 和安装在主轴上的传动件等组成 第二章壳体加工方案 确定工序间余量选择切削用量滑台每分钟进给量Vf选取48mm min 经试算选定各主轴的切削用量见下表 第二章壳体加工方案 选择刀具经选择调整选取为加工52和75孔的镗杆直径均为36mm 镗刀方截面12mm 12mm 加工25孔的镗杆直径为28mm 镗刀方截面8mm 8mm 确定切削力 切削扭矩 切削功率 第二章壳体加工方案 通用部件的选用1 动力箱型号 1TD25 IA电动机型号 Y100L 6功率 P 1 5kW 动力箱输出转速 n 520r min 2 液压动力滑台 1HY25 IB台面宽250mm 台面长500mm 行程长250mm 滑台及滑座总高250mm 滑座长790mm 允许最大进给力8000N 快速行程速度12m min 工进速度32 800mm min 第3章机床总体设计 机床联系尺寸图1 夹具2 零件3 镗模4 控制面板5 多轴箱6 动力箱7 液压滑台8 床身 第3章机床总体设计 夹具轮廓尺寸的确定夹具是保证零件加工精度的重要专用部件 夹具的轮廓尺寸主要是指夹具底座的长 宽 高 确定这些尺寸时要考虑工件的轮廓尺寸 形状 具体结构 还要考虑能够布置下保证加工要求的定位 夹紧机构 导向机构 镗模 并要考虑夹具底座与机床中间底座的连接固定所需要的尺寸 本设计中夹具轮廓尺寸初步定位长 440mm 宽 306mm 高 460mm 第3章机床总体设计 机床装料高度的确定装料高度是指机床上工件的定位基准面到地面的垂直距离 我国现行标准H 850 1065mm 由于受工件的最低孔的位置 主轴箱最低主轴高度和所选通用部件 中间底座 夹具高度等尺寸限制 则机床装料高度取H 960mm 第3章机床总体设计 中间底座轮廓尺寸中间底座的轮廓尺寸要满足夹具在其上面安装连接的需要 其长度方向尺寸要根据所选动力部件及其配套部件的位置关系 照顾各部件联系尺寸的合理性来确定 一定要保证加工终了位置时 工件端面至主轴箱前端面的距离不小于CAD加工示意图上的要求的距离 同时 要考虑动力部件处于加工终了位置时 主轴箱与夹具外轮廓间应有便于机床调整 维修的距离 为便于排屑及冷却液回收 中间底座周边应有足够宽度的沟槽 初定中间底座的尺寸长宽高分别为1070mm 560mm和560mm 第3章机床总体设计 主轴箱轮廓尺寸主轴箱尺寸的确定着重在于确定主轴箱的宽度B和高度H及最低主轴高度h1 主轴箱宽度B和高度H的大小主要与被加工零件孔的位置分布有关 b 工件在宽度方向相距最远的两孔距离 mm b1 最边缘主轴中心距箱外壁的距离 mm h 工件高度方向相距最远的两孔距离 mm h1 最低主轴高度 mm 根据b 170mm 取b1 100mm 工件的最低孔的位置h2 72mm H 960mm 滑台滑座高度h3 250mm 侧底座高h4 560mm 滑座与侧底座之间调整高度h7 5mm 则h1 h2 H 0 5 h3 h4 h7 72 900 0 5 560 5 250 156 5mm 第3章机床总体设计 主轴箱轮廓尺寸B b 2b1 170 2 100 370mmH h h1 b1 100 156 5 256 5mm根据计算值 按主轴箱轮廓尺寸系列标准并为了保证主轴箱内有足够的空间排布齿轮 最后确定主轴箱轮廓尺寸为长 宽 厚 400 350 340mm 第4章多轴箱设计 多轴箱装配简图 第4章多轴箱设计 多轴箱装配简图 第5章夹具设计 定位方案分析本道工序要求及零件结构特点 对变速箱壳体采用 一面两孔 组合定位 采用两块支撑板确定平面 限制三个自由度 短圆柱销和菱形销限制三个自由度 导向装置本工序要求对被加工孔进行精镗加工 最终达到工序图上规定的加工要求 故需选用镗模作为刀具的导向装置 实际加工中由于被加工孔距较小 采用特殊的镗模 夹紧装置加工时轴向切削合力为8 72N 主切削力方向与夹紧方向一致 故夹紧力Q KP 安全系数K取3 根据参考文献中夹紧油缸的技术参数选用液压夹紧油缸型号 第5章夹具设计 夹具装配简图 第5章夹具设计 夹具装配简图 第6章结论 本设计主要是设计一种机床 能够同时加工一个工件上的三个不同尺寸的孔 所以选择了卧式专用镗床设计 在整个设计过程中 参考了国内外相关的产品 并查阅了相关的资料 最终确定了设计方案 认为该机床设计原理正确 系统结构