资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共31页)
编号：491405
类型：共享资源
大小：1.25MB
格式：ZIP
上传时间：2015-11-07
上传人：QQ28****1120
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
辽宁
IP属地：辽宁
30
积分
- 关 键 词：
-
机械毕业设计全套
- 资源描述：
-
JX04-221@精密深孔加工扭振装置,机械毕业设计全套
- 内容简介：
-
oempc o e m p c p 黲nts oempc o e m p c p 黲nts 精密深孔加工扭振装置 系 、 部： 机械工程系 学生姓名： 指导教师： 职 称： 讲师 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 号： nts I 摘 要 振动钻削是振动切削的一个分支 ,它与普通钻削的区别在于钻孔过程中通过振动装置使 钻头与工件之间产生可控的相对运动。振动方式主要有三种 ,即轴向振动 (振动方向与钻头轴线方向相同 )、扭转振动 (振动方向与钻头旋转方向相同 )和复合振动 (轴向振动与扭转振动迭加 )。其中 ,轴向振动易于实现 ,工艺效果良好 ,在振动钻削中占主导地位。振动的激励方式主要有超声波振动、机械振动、液压振动和电磁振动。其中 ,超声波振动的频率通常在 16以上 ,所以也称为高频振动钻削 ;其它三种振动方式的频率一般为几百赫兹 ,故称为低频振动钻削。振动钻削改变了传统钻削的切削机理。在振动钻削过程中 ,当主切削刃与工件不分离 (不分离型振动钻 削 )时 ,切削速度、切削方向等参数产生周期性变化 ;当主切削刃与工件时切时离 (分离型振动钻削 )时 ,切削过程变成脉冲式的断续切削。当振动参数 (振动频率和振幅 )、进给量、主轴转速等选择合理时 ,可明显提高钻入定位精度及孔的尺寸精度、圆度和表面质量 ,减小出口毛刺 ,降低切削力和切削温度 ,延长钻头寿命。振动钻削良好的工艺效果已引起国内外研究者的普遍关注。 关键词 ：振动钻削；电机；带传动；偏心轴；主轴 nts II ABSTRACT Vibration drilling is a branch of vibratory cutting, and it is the difference between ordinary drilling borehole process through the vibrating device bit with workpiece occurs between the relative motion of controllable. There are three main vibration mode, namely axial vibration (vibration direction and drill axis torsional vibration (same), with bits direction of vibration rotation direction the same) and complex vibration (axial vibration and torsional vibration superposition). Among them, the axial vibration easy to realize and good results, in process of vibration drilling dominant. The incentive ways mainly have the vibration ultrasonic vibration, mechanical vibration, hydraulic vibration and electromagnetic vibration. Among them, the ultrasonic vibration frequency usually 16kHz above, so in high frequency vibration drilling, also called; The other three vibration mode frequency general for hundreds of Hertz so called the low frequency vibration drilling. Vibration drilling has changed the traditional drilling cutting mechanism. In vibration drilling process, when the main cutting edge with workpiece are not isolated (not separated type vibration drilling), cutting speed, cutting parameters such as periodic changes direction produced; When the Lord when the cutting edges and workpiece when separated type cut from (vibration drilling), cutting process into pulsing concentres cutting. When the vibration parameters (vibration frequency and amplitude), feeding, reasonable selection of spindle speed etc, can obviously increase the penetration positioning accuracy and pore size precision, roundness and surface quality and reduce export burr, reduce the temperature of cutting force and cutting, prolong drill life. Good vibration drilling process effect by the domestic and international researchers already popular attention. Key words： vibration drilling； motor； Belt transmission； Eccentric shaft； spindle nts III 目 录 1 绪 论 . 1 1.1 振动钻削技术的发展历史 . 2 1.2 振动钻削的机理 . 1 2 装置设计 . 4 2.1 装置总体方案 . 4 2.2 电机的选择 . 6 2.3 带传动设计 . 8 2.4 偏心轴及其附件设计 .12 2.5 主轴及其附件设计 .18 2.6 底板设计 .23 参考文献 .24 致 谢 . 25 附 录 . 26 nts 1 1 绪论 1.1 振动钻削技术的发展历史 孔加工是金属切削加工中最常用的加工工艺。据统计 ,孔加工的金属切除量约占切削加工总金属切除量的 1/3,钻头的产量约占刀具总产量的 60%。目前用于加工微小孔的工艺方法虽然较多 ,但应用最广泛、生产实用性最强的仍是采用麻花钻钻削加工。随着对孔加工质量和效率的要求不断提高 ,传统 的钻削工艺已显示出极大的局限性 ,而近年来迅速发展的振动钻削工艺则日益显示出其独特的优势及广阔的应用前景。振动钻削是振动切削的一个分支 ,它与普通钻削的区别在于钻孔过程中通过振动装置使钻头与工件之间产生可控的相对运动。振动方式主要有三种 ,即轴向振动 (振动方向与钻头轴线方向相同 )、扭转振动 (振动方向与钻头旋转方向相同 )和复合振动 (轴向振动与扭转振动迭加 )。其中 ,轴向振动易于实现 ,工艺效果良好 ,在振动钻削中占主导地位。振 动的激励方式主要有超声波振动、机械振动、液压振动和电磁振动。其中 ,超声波振动的频率通常在 16以上 ,所以也称为高频振动钻削 ;其它三种振动方式的频率一般为几百赫兹 ,故称为低频振动钻削。振动钻削改变了传统钻削的切削机理。在振动钻削过程中 ,当主切削刃与工件不分离 (不分离型振动钻削 )时 ,切削速度、切削方向等参数产生周期性变化 ;当主切削刃与工件时切时离 (分离型振动钻削 )时 ,切削过程变成脉冲式的断续切削。当振动参数 (振动频率和振幅 )、进给量、主轴转速等选择合理时 ,可明显提高钻入定位精度及孔的尺寸精度、圆度和表面质量 ,减小出口毛刺 ,降低切削力和切削温度 ,延长钻头寿命。振动钻削良好的工艺效果已引起国内外研究者的普遍关注 ,自 1954 年日本宇都宫大学的隈部淳一郎教授提出振动钻削理论以来 ,各国学者对振动钻削进行了大量理论研究及实验分析 ,取得了许多有价值的研究成果 ,其中一些成果已逐步应用于加工领域。 低频振动切削技术目前已应用于孔加工 (包括钻、扩、铰、锁、攻丝等 )和外圆车削加工等领域，解决实际生产中诸如切屑处理、改善切削加工性、提高加工质量、延长刀具寿命等问题，理论上也获得了许多发展。 1.2 振动钻削的机理 振动切削是在普通 切削过程中给刀具或工件人为地加上某种有规律的、可控的振动 ,从而形成在机理上不同于普通切削的切削方法 .振动切削按振动频率 ,可分为高频振动切削超声振动切削 和低频振动切削 f 200Hz实践证明 ,不论是高频还是低频振动切削 ,只要振动参数和切削用量选择得当 ,都能产生普通切削nts 2 所无法比拟的切削效果 ,如改善难加工材料的可加工性 ,可靠地断屑、排屑 ,显著减小切削力 ,降低切削温度 ,降低表面粗糙度 ,提高切削液的使用效果 ,从而大大地提高刀具的耐用度尤其在难加工材料和精密零件的加工中 ,振动切削已成为一种不可忽视的加工方法 .用麻花钻进 行振动切削时 ,振动形式有扭振主切削方向上的振动 、轴向振动进给方向上的振动和复合振动同时进行扭振和轴向振动。 一般认为 ,当钻头进行扭振时 ,仅仅改变了切削速度 ,并没有形成切削厚度的变化 ,因而 ,从运动学上分析 ,在认为刀具是刚性的条件下 ,扭振并无断屑条件 ,对于复合振动中的扭振成分也是如此 .但是 ,由于扭振是在钻头外缘部分的主切削方向上的振动 ,能起到减小切削力的作用 ;另一方面 ,它所产生的圆周方向上的切削速度的波动 ,与进给运动合成 ,仍然形成了切削厚度的变化 ,也有利于断屑 .轴向振动对钻芯部分的切削刃而言 ,振动方向与切削方 向一致 ,使横刃部分的冲剪作用有规律地进行 ,从而使作用在横刃上的脉冲力发挥作用 ,这时 ,对钻头外缘附近的切削刃而言 ,就形成吃刀方向振动切削机理 .另一方面 ,振动切削过程中 ,由于刀具与工件之间断续接触 ,使得切削温度降低 ,正应力减小 ,内摩擦向外摩擦转化 ,而且刀具的动态冲击力产生了高于静态剪应力的波前剪切应力 ,这些也是切削力降低 ,工件材料更容易被破坏的原因 . 钻削工艺引入振动方式以后 ,由于受到振动、切削力、冲击等互相作用 ,加工表面的各种参数呈周期性变化 ,切屑不像麻花钻钻出来呈带状的切屑 ,而是片状、颗粒状、线性状等不同的 形式。 切屑原理分析 :设由于施振系统的作用 ,刀头产生振动为 1A ptsin 式中 : 1 为振幅 , 为振动频率 ( ), 为时间。 刀头的轴向位移 ( ) ( )= ftn 60/ + 1A pt2sin （ 1） 式中 :f 为走刀量 ( rmm/ ); n 为主轴转速 ( min/r )。 设为前后两刀波纹的重迭系数 =60 np/ = + （ 2） 式中 :为整数 ;0 1。设 2/)2c o s ()s in (231210 iptiAfa +=（ 3） 当 0a 0,即 f )sin(2 1 iA （ 4） 实现断屑 (理论上 )。 nts 3 实验证明 ,振动钻削在加工过程中都能断屑 ,其原理是刀具与工件进行间歇、断续的切削 ,所形成的切屑在切削力振动挤压 ,冲击负荷的周期变化的共同作用下形成断裂 ,所以断屑在振动钻削加工中最易形成。 nts 4 2 装置设计 2.1 装置总体方案 精密深孔钻削是机械加工中较 难的问题 ,特别是在难加工材料上的钻削小直径深孔 ,难度更大。一般情况下 ,用枪钻来加工小直径深孔 ,虽然冷却润滑和排屑都有较大的改善 ,但断屑并未解决。振动钻削技术是一种新的钻削方法 ,在小直径深孔加工中能有效地断屑 ,有利于深孔钻削中排屑问题的解决。由于振动钻削所具有的特点 ,国内外已在许多难加工材料的钻削中采用了振动钻削。实现振动钻削的关键之一是振动钻削装置。各种振动钻削装置所能产生的稳定的振动参数差别很大 ,因此 ,在实用上都有一定的局限性。 枪钻是一种外排屑深孔钻，其结构如图 1 所示。通常切屑是被由刀具孔内流入切削区的 高压切削油冲出孔的。如果切屑为连续不断的带状屑，即使增大供抽压力也难以可靠地冲出切屑，因此导致扭断刀头或刀杆的现象，所以枪钻加工深孔时的切屑处理主要是断屑问题。 图 1 钻枪 一般来说 ,振动装置应满足下列一些要求 : (1).单位功率要大 ,即在一定的功率下具有最小的轮廓尺寸 ,能够满足尽可能广泛的工艺要求 ; (2).振动参数 (频率与振幅 )最好能单独无级调节 ,可调范围要尽可能大 ,以便使同一种振动装置能满足不同工种、不同工序的特殊需要 ; (3).频率特性要稳定 ,即要求受负载的影响越小越好 ; (4).振动部分的质量 要适当 ,即要求附加的振动部分质量不会引起工艺系统的振动 ,以保证在切削过程中工艺系统能平稳工作 ; nts 5 (5).要有足够长的使用寿命 ,振动装置中的易损件要便于更换 ; (6).工作要平稳 ,噪声要小 ; (7).结构要简单 ,制造要方便 ,要容易和现有机床配套使用 ,甚至成为通用的机床部件 ; (8).和执行机构的连接要简便、可靠 ,若用螺纹一类的连接方式 ,必须采取防松措施。 振动装置的类型若按振动的能源分类 ,可分为强迫振动装置和自激振动装置。强迫振动装置可根据实际需要 ,在一定范围内随机改变振动参数 ,它受切削过程的影响较小 ,在切削 过程中容易维持振动参数的稳定性 ,因此应用最多。强迫振动切削装置有机械、电磁、电气、气动和液压等形式 ;也可以根据具体需要组成各种组合形式的振动装置 ,如机械 -液压、电气 -液压等。机械式振动装置结构简单 ,造价低 ,使用和维护方便 ,切削过程中振动参数受负载影响较小 ,其结构有偏心式、曲柄 -滑块式、四连杆机构等。偏心式振动装置由电动机、振动轴、偏心轮、偏心轮轴等组成。 本人设计的是可用在车床上的低频扭振装置。 为了使制造简单方便，并考虑到工厂生产时加工工序比较固定，所以本装置采用偏心量不可调的方案，取最常用的 1mm 作为偏 心量。结合各种因素初步设计方案如下： 在普通车床上 ,卸下刀架 ,在小溜板上安装上机械式扭转振动钻削装置。这种装置由偏心式振动机构、枪钻、导向机构和切削液循环系统等组成 ,车床主轴通过夹盘带动工件作旋转运动 (主运动 ),偏心振动机构带动枪钻作圆周方向振动(扭振 ),小溜板带动枪钻作轴向进给运动 ,高压切削液通过枪钻中心孔注入切削液 ,通过这种方法实现小径深孔低频扭振钻削加工。 如图所示。电动机转速为 1,经一级皮带带动偏心轴产生 2 转速使偏心旋转 ,利用偏心轴轴端的偏心销钉使摆杆上下摆动 ,摆杆与振动轴相连接 ,枪钻夹持在振动 轴的中心内 ,这样枪钻就在圆周方向以 100 /左右的振动频率进行扭振钻削加工。调节枪钻扭振频率的方法 :一是更换皮带轮改变传动比 ;二是采用调速电机实现无级调速。本装置选用调速电机实现无级调速。 nts 6 图 2 偏心式振动装置 图 3 扭转振动钻削结构件图 2.2 电机的选择 本装置定为低频扭振，所以取其振动频率 f =0100Hz 设偏心轴转速为 n1 则由公式 f = 60/1n （ 5） 可算出 n1=06000rpm nts 7 图 4 偏心轴与电机 如上图：中间轴为偏心轴，右端为电机，它们之间用带传动 ， 当偏心轴以n1=06000 rpm 的速度高速旋转时设电机转速为 n, 取带传动公比 i=0.5 由公式 nni /1= （ 6） 可得 n=03000rpm ； 调速电机有直流调速和交流调速两大类 。 因为在工件加工时，主切削力由机床主轴提供 ， 所以本装置只是使夹持钻头的振动轴产生很微小的振动，所需功率很小 。 本着造价经济，实用简单的原则，查阅相关资料后，决定选用 Z2-11型电机 。 该电机参数和样本图如下： 型号： Z2-11 额定功率： 0.4kW 额定电压： 220V 额定电流： 2.68A 弱磁调速时最大转速： 3000 r/min 效 率： 68% 飞轮力矩： 0.012 GD2/kgf.m2 重量： 30 kg nts 8 图 5 Z2-11 型电机 表 1 Z2-11 型电机外形尺寸 2.3 带传动设计 带传动是由联于主动轴上的带轮 1（主动轮），固联于从动轴上的带轮 3（从动轮）和紧套在两轮上的传动带 2 组成的（如图）。当原动机驱动主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦（或啮合），便拖动从动轮一起转动，并传递一定动力。带传动具有结构简单，传动平稳，造价低以及缓冲吸振等特点，在近代机械中被广泛应用。 nts 9 图 6 带传动示意图 (1) 确定计算功率caP计算功率 Pca 是根据传递的功率 P，并考虑到载荷性质和每天运转时间长短等因素的影响而确定的。即 PKP Aca = （ 7） 式中：caP 计算功率，单位为 kW； p 传递的额定功率（如电动机的额定功率），单位为 kW； AK 工作情况系数 查相关资料，取 AK =1.3 则 kwP ca 52.04.03.1 = (2) 选择带型 根据计算功率caP和主动轮转速，查相关资料选用窄 V带 SPZ (3) 确定带轮的基准直径 由于本装置是用带传动增速，故主动轮为大带轮，从动轮为小轮 ， 已知传动比 i =0.5， 以结构紧凑为指导原则，参考相关标准 ， 取主动轮1dd =125mm 取从动轮2dd =67 mm 验算带的速度maxV=18.5 sm/ 合理 (4) 确定中心距 a 和带的基准长度dL初步估计中心距0a， 由公式 nts 10 )(2)(7.0 21021 dddd ddadd + （ 8） 代入 1dd=125 2dd=67 得 134 0a384 取 0a=200 mm 0a取定后，根 据带传动的几何关系，按下式计算所需的基准长度 dLdL= )4/()-()(2/20212120 adddda dddd + （ 9） 代入相关数值后，得 dL= 705 mm 参考相关标准，取 V带基准长度dL=710 mm ，再根据dL来计算实际中心距。 由于 V带传动的中心距一般是可以调整的，故可采用下式作近似计算，即 2/)-(0 dd LLaa += (10) 代入数据得 202.5mm=a 考虑安装调整和补偿预紧力的需要，中心距的变动范围为： dLaa 015.0-min =dLaa 03.0max +=综合考虑，取 a = 210mm (5) 确定轮上的包角 1645.57/)-(-180 121 = adda dd大于 120度，合理 (6) 确定 V 带的根数 )/( 00 laca KKPPPZ += (11) 式中 ：aK 考虑包角不同时的影响系数，简称包角系数 lK 考 虑带的长度不同时的影响系数，简称长度系数 0P 单根 V 带的基本额定功率 0P 计入传动比的影响时，单根 V 带额定功率的增量 查表得 ： aK=0.96; lK=0.84; 0P=2.15; 0P=0.8; nts 11 所以； Z =0.52/(2.15+0.8)X0.96X0.84 1 因此取 V 带根数 Z =1 (7) 确定带的预紧力0F由公式： 20 1-/5.2()/(500 qvKZVPF aca += ） (12) 查表 mKgq /07.0= 再代入其它已知的数据，算得： NF 5.460 = (8) 计算带传动作用在轴上的力（简称压轴力）pF由公式 ： )2/s in (210 aZFF p =(13) 代入数据得 pF=92N (9) V 带轮设计 设计 V 带轮时应满足的要求有：质量小；结构工艺性好；无过大的铸造应力；质量分布均匀；转速高时要经过动平衡；轮槽工作面要精细加工，以减小带的磨损；各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较均匀等。 带轮材料可用铸铁，铸钢和铸铝。本装置因带轮转速较 高，故采用铸钢。 由设计标准：小轮结构为实心式，大轮结构为腹板式。 它们的结构图如下所示： 图 7 实心式小 V 带轮 nts 12 图 8 腹板式大 V 带轮 (10) V 带传动的张紧装置 各种材质的 V 带都不是完全的弹性体，在预紧力的作用下，经过一定时间的运转后，就会由于塑性变形而松弛，使预紧力 F0 降低。为了保证带传动的能力，应定期检查预紧力的数值。如发现不足时，必须重新张紧，才能正常工作。 如下图， 电机安装在滑槽上，张紧装置为一焊在底板上的钢块，钢块上开有螺纹孔，装上一螺栓后，调节螺栓即可调节电机的位置。 张紧装置图 9 V 带传动张紧装置 nts 13 2.4 偏心轴及其附件设计 . 图 10 偏心轴及其附件 偏心轴是本装置最关键的零件，如上图所示： 在轴端偏心位置安装有销钉，当 V 带轮带动该轴旋转时，销钉便以偏心轴中心线为中心作圆周运动，其运动轨迹的圆周半径即是偏心量， V 带轮的固定方法是轴肩加 螺母，整个轴在两端装上轴承后安装在轴承座上。偏心轴转速最高为 6000 r/min，所以其制造精度要求较高。 偏心轴的结构图如下： 图 11 偏心轴的结构图 nts 14 轴的强度校核： 偏心轴只受径向力，主要是皮带轮附加的压轴力，由于偏心轴转速较高 ,轴的微变形都会产生较显著的影响，因此需要校核轴的刚度，因为轴的两端用轴承支承，两轴承间的轴部分无载荷，因此只需计算皮带轮到其最近轴承上的部分轴的刚度。该轴段可简化为下图： 图 12 偏心轴简化图 选取坐标系如图所示，任意横截面上的弯矩为 M= -P（ L-x） 由公式 )/(/ 22 EIMdxvd = (14) 得挠曲线的微分方程为 )-(- xLPMEIv = 积分得 CPLPxEIv X += -2/ 2 (15) DCxPLxPEI v X += 2/-6/ 23 (16) 在轴承端 A，转角和挠度均应等于零，即 当 x=0 时 Av = A =0 Av =0 把边界条件 Av 代入 公式（ 15） ， Av 代入 公式（ 16） ，得 C=EI A =0 D= AEIv =0 再将所得积分常数 C 和 D 代回 2.11 和 2.12 式，得转角方程和挠曲线方程分别nts 15 为 PL xPxEI v -2/2 = (17) 2/-6/ 23 PLxPxEI v = (18) 以截面 B 的横坐标 x=L 代入以上两式，得截面 B 的转角和挠度分别为 B = Bv = )2/(- 2 EIPL (19) Bf = Bv = )3/(- 3 EIPL (20) B 为负，表示截面 B 的转角是顺时针的。 Bf 也为负，表示 B 点的挠度 下， 令 P=92N, E=210GPa, L=45mm, I=d4/64=7850mm4,得 B =-0.0000565rad Bf =0.00167mm 查资料验证，刚度合格 (1) 轴承的选用 轴承的选取依据是： a 轴承的载荷，包括大小，方向和性质 b 轴承的转速 c 轴承的调心性能 d 轴承的安装和拆卸 已知偏心轴只受径向力，主要是 V 带轮附加的压轴力，该压轴力为 92N，轴的转速最高为 6000 r/min，偏心销钉绕轴心线旋转 时以 0100Hz 的频率与摆动杆碰撞，具有冲击性质。 由偏心轴的工作性质，并按轴承的选用原则，参考相关的资料后，决定选用深沟球轴承。 由相关资料，设轴承预期寿命 hL=30000 h 已知载荷 P =92N N 转速 n =6000 min/r =3 则所需轴承应具有的基本额定动载荷 C（单位为 N）可根据公式计算得出： /16 )10/60( hnLPC = (20) 代入数据，算出 C =2034N 由轴承内径 d ，基本额定动载荷 C ，转速 n 参考相关标准后选用深沟球轴承 6204 标准 摘自 GB/T276-94 参照 ISO-15-1981 单位 (mm) 轴承代号 : 6204 尺寸 d: 20 尺寸 D: 47 nts 16 尺寸 B: 14 额定动载荷 C(kN): 10.0 额定静载荷 C0(kN): 6.30 极限转速 (rpm): 14000(脂润滑 ) 18000（油润滑） 重量 (kg) : 0.098 图 13 深沟球轴承 6204 (2) 轴承底座 轴承座用来支承轴承和轴，要求刚度足够，工作时稳定振动小，轴承座一般是用铸铁铸造，其中与轴承配合接触的内孔壁有较高的尺寸公差要求。 偏心轴轴承座结构图如下： 图 14 偏心轴轴承座结构图 (3) 端盖和透盖 为了阻止灰尘，水，酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑剂流失而必需对轴承进行密封，本装置采用毡圈油封形式。 nts 17 具体方法是在轴承盖上开出梯形槽，将毛毡按标准制成环形或带形，放置在梯形槽中以与轴密合接触。如下图，透盖是中间开有孔的轴承盖，以使轴可以伸出来，孔壁上开有梯形槽，用来安放毛毡圈。端盖是中间不通孔的轴承盖，安装在偏心轴不需伸出的另一端。它们都是使用镙钉固定在轴承座上。 图 15 透盖 图 16 端盖 (4) 偏心销钉 偏心销钉选用槽销，该类销上辗压或锻出的三条纵向的沟槽，打入销孔后与孔壁压紧，不易松脱，能承受振动和变载荷，销孔不需铰制，可多次装拆，一般用于有严重振动和冲击载荷的场合。 图 17 槽销 nts 18 2.5 主轴及其附件设计 弹性夹头 摆动杆图 18 主轴及其附件 主轴为一空心轴，如上图，在右端利用轴肩和螺母将摆动杆固定在轴上，摆杆和轴之间通过键 来传递力；轴的左端装有弹性夹头，可将钻头夹紧。 当偏心轴旋转使摆杆绕主轴轴心线作微小往复扭转时，整个主轴便带动紧固在弹性夹头上的钻头作扭转运动，即实现了本装置所要求的扭振。 (1) 主轴 主轴上装有钻头，钻削加工时，钻头所受的扭矩要附加在主轴上，所以要求主轴具有足够的扭转强度。另外，为了保证加工时深孔的精度，对主轴的旋转精度要求较高。 主轴的结构图如下： nts 19 图 19 主轴结构图 强度校核： 由于钻削 时，钻头主要受轴向力和扭矩，轴向力对主轴的变形基本无影响，因此主轴只需校核扭转强度。 钻削时，钻头所受扭矩 MMMM kfyzdCM 081.9=(20) 设0dd0=8mm ,f =0.008 rmm/ 加工材料为中碳钢 ， 查资料： MC =0031; Mz =2.0; My =0.8 ; Mk =1.0 所以 ： M=9.81X0.031X8X2.0X0.008X0.8X1.0 =0.03 mN/ 可见该扭矩很小，由于设计的主轴最小厚度已有 11mm ，远远能满足扭转强度要求。 (2) 弹性夹头 弹性夹头已有相关的设计标准，本装 置所设计的弹性夹头如下： nts 20 图 20 弹性夹头 （材料： 65Mn） (3) 轴承的选用 主轴主要承受的是加工时工件对钻头的作用力，附加给轴承时主要是轴向力。 轴向力 fffF kyfzdCF 081.9=(21) 查相关资料： 2.61=FC ; 0.1=Fz ; 7.0=Fy ; Fk = 1.0 所以 F=9.81X61.2X8X0.008X1.0X0.7X1.0= 26.9 N 由于振动钻削时，所加工的孔一般都是小孔，因此钻头所受作用力都比较小，一般的轴承都可以满足要求。 由轴承选用规则确定选用圆锥滚子轴承，并根据主轴直径查相关资料确定轴承型号 最后选用圆锥滚子轴承 30210 GB/T297 94 该轴承尺寸如下： nts 21 图 21 轴承尺寸标注 表 2 圆锥滚子轴承系列 轴承型号 外形尺寸 Dimensions(mm) 轴承重量 新代号 老代号 D D T B C Weight(Kg) 30210 7210E 50.000 90.000 21.750 20.000 17.000 0.563 额定动载荷 C（ kN）： 44.40 额定静载荷 C0（ kN）： 40.60 极限转速 (rpm)： 4300（脂润滑） 5300（油润滑） (4) 轴承座 轴承座结构图如下： 图 22 轴承座结构图 nts 22 (5) 夹紧螺母 夹紧螺母是与弹性夹头配合 使用的，当螺母往轴轴向拧进时，螺母内的斜面与弹性夹头的外斜面紧紧贴合，同时螺母内斜面对弹性夹头外斜面施加一作用力，螺母越往里拧，这个作用力越大，弹性夹头受这一作用力影响，便发生弹性形变以夹紧中心孔内的钻头。 夹紧螺母的结构图如下： 图 23 加紧螺母结构图 (6) 轴承盖 主轴两端都要外伸，因此两端的轴承
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号