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摘 要
组合机床是根据工件加工需要,以通用部件为基础,配以少量专用部件组成的一种高效率专用机床。
本文根据BW150泵头的结构特点、设计加工三个直径为50的孔的组合镗床及分动箱,首先分析BW150泵头的加工工艺方案,采用“一面两销”的定位方案;然后绘出工件的工序图及工件加工示意图,为实现无级调速,安全可靠,选择液压滑台;根据零件的大小及被加工孔的位置确定主轴箱的轮廓尺寸;由加工工艺选择滚珠轴承主轴,通过计算扭矩确定主轴和传动轴的直径;绘出机床尺寸联系图;最后,设计分动箱,分动箱的齿轮的模数是通过计算齿面接触强度和齿根弯曲强度确定的;轴上的键等零件选取相应的标准件。
本课题所设计的镗BW150泵头孔组合机床,保证了加工精度,提高了生产效率,减少了工人的劳动强度。而且在设计之中,尽量选用通用件,减少了制造成本,增加了经济效益。
关键词:组合机床,泵,一面两销,分动箱
Abstract
Combination machine tools is based on the workpiece processing needs, based on the general parts, a high efficient special machine match with a few special parts.
According to the structure characteristics of BW150, the pump head design processing machine and the transfer case three with a diameter of 50 hole, machining process plan first analysis of BW150 pump head, localization plan use "two sells at the same face"; then process diagram and schematic diagram of workpiece machining drawing workpiece, in order to realize the stepless speed regulation, safe and reliable, select the hydraulic slipway; according to the size of parts and the hole position to determine the overall size of the headstock; choicing ball bearing spindle by processing craft, by calculating the torque of the spindle and shaft diameter is decided; draw machine size contact map; finally, design transfer, transfer case gear modulus is determined by contact strength of tooth surface and the tooth root bending strength calculation; the key parts such as selection of standard parts corresponding.
Boring BW150 pump head hole this modular machine tool design, ensuring the precision of processing, improve production efficiency, reduce the labor intensity of the workers. And in the design, try to use common parts, reduce manufacturing cost, increase the economic benefit.
Keywords: combination machine, pump, a two pin, a transfer case
目 录
摘 要I
AbstractII
目 录III
1 前 言1
1.1 组合机床国内外研究现状1
2 组合机床总体设计2
2.1 组合机床工艺方案的制定3
2.2 组合机床配置型式及结构方案的确定3
2.3 各侧具体零部件的设计、计算及选择4
2.3.2 镗Φ孔4
3 组合机床分动箱设计6
3.1 组合机床分动箱设计的基本结构6
2.2 分动箱的设计步骤和内容8
3.3 主轴结构形式的选择及动力计算9
3.4 传动系统的设计与计算11
3.5 分动箱坐标计算12
3.5 分动箱中齿轮的计算15
3.5.1 1与轴0相啮合的齿轮15
3.8 传动轴直径的确定和轴的强度校核17
3.8.1 轴的直径的确定17
3.8.2 轴的强度校核18
3.9 分动箱体及其附件的选择设计21
3.9.1 分动箱的选择设计21
3.9.2 分动箱上的附件材料的设计21
第4章 结论22
致 谢23
参 考 文 献25
1 前 言
1.1 组合机床国内外研究现状
1)国外研究现状:
世界上第一台组合机床于1908年在美国问世,30年代后组合机床在世界各国得到迅速发展。至今,它已成为现代制造工程的关键设备之一。从2002年年底第21届日本国际机床博览会上获悉,在来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中,超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析,机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心,主轴转速10000~20000r/min,最高进给速度可达20~60m/min;复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时,加工的形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外,产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化,满足各种各样产品的加工需求。 然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用,信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高,操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改,对运转状况进行监控并积累有关数据;通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。
2.国内研究现状:
30多年来,我国组合机床通用部件经历了一个从无到有、从点到面、从低到高的逐步发展的历史时期。进入90年代,组合机床行业加快发展,行业的整体实力和新产品的质量及水平有了显著的提高。目前的现状的是:
a.组合机床制造技术由过去的以加工为主的单机及自动线向综合成套方向转化。b.组合机床的控制技术由传统的程序控制技术向数控、计算机管理与监控方向发展。c.组合机床的开发设计手段由过去的人工设计,转向计算机辅助设计。
组合机床行业虽然取得了较大的进步与发展,但是,在制造技术高速发展的今天,由于基础薄弱,从整体上看,与国外先进水平、与国内用户的要求还存在着一定的差距,主要表现在:产品可靠性较差;可调可变性差;缺少必要的适应多品种加工的新品种;系列化、通用化、模块化程度低,致使制造周期过长,满足不了用户要求。80年代以来,国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上,正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性发展,实现了机床工作程序软件化,工序高度集中,高效短节拍和多种功能的自动监控。
1.2 本课题的意义
组合机床是根据工件加工需要,以大量通用部件为基础,配以少量专用部件组成的一种高效率专用机床。目前,组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。平面加工包括铣平面、锪(刮)平面、车平面;孔加工包括钻、扩、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹、锪沉孔滚压孔等。随着综合自动化的发展,其工艺范围正扩大到车外圆、行星铣削、拉削、推削、磨削、珩磨及抛光、冲压等工序。此外,还可以完成焊接、热处理、自动装配和检测、清洗和零件分类及打印等非切削工作。
组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工及缝纫机、自行车等轻工行业大批大量生产中已经获得广泛的应用;一些中小批量生产是企业,如机床、机车、工程制造业中也已推广应用。组合机床最适宜于加工各种大中型箱体类零件,如汽缸盖、汽缸体、变速箱体、电机座及仪表壳等零件;也可用来完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全部工序的加工。
组合机床的设计,目前基本上有两种情况:其一,是根据具体加工对象的具体情况进行专门设计,这是当前最普遍的做法。其二,随着组合机床在我国机械行业的广泛使用,广大工人总结自己生产和使用组合机床的经验,发现组合机床不仅在其组成部件方面有共性,可设计成通用部件,而且一些行业在完成一定工艺范围内组合机床是极其相似的,有可能设计为通用机床,这种机床称为“专能组合机床”。这种组合机床就不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产,而是可以设计成通用品种,组织成批生产,然后按被加工的零件的具体需要,配以简单的夹具及刀具,即可组成加工一定对象的高效率设备。
2 组合机床总体设计
组合机床总体设计,针对BW150泵泵头的零件特点,拟订工艺和结构方案,并进行方案图样和有关技术文件设计。
2.1 组合机床工艺方案的制定
工艺方案的拟订是组合机床设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此,应根据工件的加工要求和特点,按一定的原则、结合组合机床常用的工艺方法、充分考虑各种因素,并经技术经济分析后拟订出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。
此次设计的组合机床是用于加工BW150泵泵头镗孔专用组合机床,其工艺方案为镗孔,其具体的加工工艺如下:
镗3-






