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机械毕业设计全套

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JC01-024@CK-Ⅱ型车床主轴箱加工6～Ф17孔两面卧式组合钻床,机械毕业设计全套

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1 毕业设计 （论文） 课题 名称 CK- 型车床主轴箱加工 6 17孔两面卧式组合钻 床 专业名称 数控技术与应用 所在班级 学生姓名 学生学号 指导老师 黄开有 （副教授） nts 2 摘 要 在 组合 机床 的设计中，主轴箱加工工艺是关键。 “ 三图一卡 ” 包括加工零件工序图 ,加工示意图 , 机床总图 ,生产效率计算卡。 其中 加工零件工序图 是 表示一台组合机床对被加工零件应完成的工艺内容的示意图。它包括加工部位尺寸精度 ,表面粗糙度及技术要求等内容。 加 工示意图表明被加工零件在机床的加工过程 ,刀具 ,辅具的位置状况 ,工件与夹具 ,刀具等机床各零部件间的位置关系，以及机床的工作行程和工作循环等。机床总图表示机床各组成部件相互配合关系及各零件、部件、标准件、通用件等名称、代号、数量及运动关系。以 及 检验各部件的相对位置及尺寸之间联系是否满足加工要求，通用部件是否合适等内容。 关键词 ： 组合机床 主轴箱 “三图一卡” nts 3 Abstract In transfer and unit machine design, the headstockprocessing craft is a key. A three charts card including processingcomponents working procedure chart, processing schematic drawing,engine bed assembly drawing, production efficiency computation card. Processing components working procedure chart is expressed a aggregatemachine-tool to is processed the craft content schematic drawing whichthe components should complete. It including processing spot sizeprecision, content and so on surface roughness and specification. The processing schematic drawing indicated is processed the componentsin the engine bed processing process, the cutting tool, auxiliaryposition condition, work piece and jig, position relations engine bedvarious spare parts and so on between cutting tool, as well as enginebed power stroke and operating cycle and so on. The engine bed assembly drawing expressed the engine bed eachcomposition part mutually coordinates the relations and variouscomponents, the part, the standard letter, General nts 4 Work piece and so on thename, the code number, the quantity and the movement relations.Examines various parts between the relative position and the sizerelates whether satisfies the processing request, the general part is whether appropriate and so on the content. Key words: transfer and unit machine Headstock a three charts card nts 5 目录 一、 设计任务书 .6 二、 概述 .7 （一） 组合机床的设计内容 7 （二）组合机床 的功用及未来的发展 8 三、 组合钻床的总体设计 .10 （一） 工艺过程分析 .10 （二） “三图一卡”设计 .12 1 被加工零件工序图 12 2 加工示意图 .13 3 机床总图 .17 4 生产效率计 算卡 .20 四、 组合机床的专题设计 23 （一） 组合机床的主轴箱传动系统设计 .23 （二） 组合机床多轴箱的设计 .27 五、 多轴箱补充加工图 31 六、 多轴箱 CAD系统 32 七、 设计总结 33 八、 参考文献 .34 nts 6 一、设计任务书 一 设计课题 ：钻加工 CK 型数控车床主轴箱 6- 17孔两面卧式组合钻床 二 任务书 1 工序图 2 加工示意图 3 机床布置总图 4 传动系统图 5 多轴箱总图 6 CAD零件图 7 加工效率计算卡 8 设计说明书 生产纲领 :6万台 /年 nts 7 二、概述 （ 一 ） 组合机床 （ transfer and unit machine） 的设计内容 组合机床是按系列化 ,标准化通用件及按工件的形状和加工工艺要求设计的专用件所组成的高效机床 ,组合机床 90%为通用件 ,10%为专用件 ,故来加工产品有很大的优点 . 组合机床的特点 : 1. 主要用于棱体其零件和杂件的孔面加工 . 2. 生产高 ,因工序集中 ,可多共面 、 多轴、多刀同时 加工 . 3. 加工精度稳定 . 4. 研制周期短、便于设计、制造和使用维护 ,成本低 . 5. 自动化程度高 ,劳动强度低 . 6. 配置灵活 ,因结构是横块化 ,组合化 ,可按工件或工序 ,因大量通用部件和少量部件灵活组成或各种类型的组合机床及自动化 . （二）组合机床 （ transfer and unit machine）的功用及未来的发展 组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点 ，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。 组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运nts 8 动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件 (如飞轮、汽车后桥半轴等 )的外圆和端面加工。 二十世纪 70 年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平 面的平面度可达 0.05毫米 1000 毫米，表面粗糙度可低达 2.5 0.63 微米；镗孔精度可达 IT7 6 级，孔距精度可达 O.03 O.02微米。 专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。 最早的组合机床是 1911 年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修， 1953 年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件 标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。 通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。 支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。 输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动nts 9 工作台等。 控制部件是用以控制机床的自动工作 循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。 为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。 组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。 nts 10 三 、 组合钻床的总体设计 加工对象 主轴箱箱体 材料 HT200 加工内容 钻 6 17孔 加工精度 孔位置精度 0.1 生产批量 6 万台 /年 （一） CK-型数控机床主轴箱加工工艺过程 : 1. 木模 :确定造型的分型面 ,拔模斜度 ,芯头芯盒的几何尺寸 ,内外横浇口 ,有浇口的几何形状及尺寸 ;浇片后的素水量等工步 . 2. 造型 :采用渗加固化剂的肤腩树脂造型 ,在造型机上制造外型与泥芯经氯化硬化后进行合模 ,在外模中下泥芯 ,然后经合箱、扣箱工步制造浇杯、冒口杯等 . 3. 浇注 :先进行点火将砂型中有机物质燃烧排气 ,将熔化温度在1400 左右的铸铁铁水净化 ,待气 孔渣子上浮 ,清楚干净后冷却到 1300 度左右进行浇注 . 4. 清砂 :铸件冷却 1 2 小时后开箱送入振动落砂机上清砂 .除去铸件的浇冒口系统 ,并对坯件进行打磨去刺 . 5. 退火 :清除坯件体凝固的内应力 ,加温在 350左右 ,保温在4 6h并随炉冷却 . 6. 刷涂料 :在需要加工的四周表面上刷上冷却带色涂料 7. 钳 :以三大孔为基准 ,划四周平面加工线 . 8. 龙门铣 :找正工件一次粗铣 4 5 个主轴箱件的外表面 .并在箱体底平面及两侧平面上留 0.5 的精刨余量 . 9. 龙门铣 :精刨工件的底平面及有孔系两侧平面 . nts 11 10.摇臂钻 :以钻模为夹具 ,钻加工 8的孔并钻铣 2- K两销孔 . 11.粗镗 :以卧式单工位双面组合镗床 ,粗镗 100,2- 60 三大孔 .并留单边余量 0.5 12.精镗 :以卧式单工位双面组合镗床精镗上叙三个大孔至图式尺寸并倒角 1 45 . 13.以大孔 100 为基准 ,采用活动钻模板在单工位卧式组合钻床加工 6- 17孔 . 14.钳 :去除机加工毛刺 . 15.检验 :检验各加工平面与孔的尺寸是否合图 . 16.钳 :在 CK-数控机床主轴箱上打印标记 . 17.入库 :涂刷防锈剂 ,分类堆放 . 根据工件主轴箱箱体的结构特点 ,以及考虑定位基准与设计基准重合原则 ,必须选用一面 A 及两孔 100,2- 16 的销孔为定位基准 . 注 :加工精度的影响 :从表 4-1 中看出 ,当工件的加工精度要求高时 ,应采用具有固定夹具的单工位组合机床 .因为对孔的位置精度要求较高 ,所以采用单工位卧式组合机床 . 工件的大小形状和加工部位特点影响 :因工件尺寸较大 ,所以采用单工位机床 .又因被加工孔的中心线与定位基准平行 ,且需从两个方向同时加工 ,故采用卧式组合钻床 ,同时卧式组合钻床排屑方便 . nts 12 （二） “三图一卡”的设计 : 1 所谓 “ 三图一卡 ” 是指加工零件工序图 ,加工示意图 , 机床总图 ,生产效率计算卡 . 1.被加工零件工序图 : 1.1 被加工零件工序图的工艺方案 ,表示 一台组合机床对被加工零件应完成的工艺内容的示意图 .它包括加工部位尺寸精度 ,表面粗糙度及技术要求等内容 .它不能用产品的零件图代替 ,其内容包括 : 1) 表示出被加工零件的形状和轮廓尺寸及本机床设计相关的部位的结构形状和尺寸 . 2) 表示出加工用定位基准 ,夹紧部位及夹紧方向 .以便进行夹具的定位支承 ,限位 ,夹紧及导向系统的设计 . 3) 表示出本道工序加工部位的尺寸 ,尺寸精度 ,表面粗糙度 ,形状位置精度及技术要求 .另外还应该表示出本道工序对前道工序提出的要求 . 4) 表示出必要的文字说明 .如被加工零件的编号 ,名称 ,材料硬度 ,重量及加工部位的余 量等 . 1.2绘制被加工零件工序图注意事项 : 5) 绘制时按一定比例 ,选择足够的视图和剖视图突出加工部位 ,并把零件的轮廓及机床 ,夹具设计有关部位表示清楚 . 6) 应注明零件加工对机床提出的某些特殊要求 . 7) 对工件毛坯应有要求 ,对孔的加工余量要认真分析 . 8) 当本工序有特殊要求应注明 . nts 13 1.3如下图是 主轴箱箱体工序图 （其余 部分 见图纸） 2.加工示意图 2.1 加工示意图的作用和内容 : 表明被加工零件在机床的加工过程 ,刀具 ,辅具的位置状况 ,工件与夹具 ,刀具等 机床各零部件间的位置关系 .以及机床的工作行程和工作循环等 . 内容有 : 1) 反映机床加工部位的特点及加工要求决定道具等类型。 2) 根据加工部位的特点及加工要求决定道具等类型。 3) 决定主轴的结构类型规格尺寸及外伸长度。 4) 选择标准或设计专用接杆，浮动卡头，导向装置，攻丝靠模nts 14 装置，刀杆托架等。 5) 表明主轴，接杆，夹具与工件之间的联系尺寸，配合及精度。 6) 根据机生效率及刀具和工件的材料等，合理并标注各主轴的切削用量。 7) 决定机床动力部件的工作行程及工作循环。 2.2加工示意图的画法及注意事项 1） 加工示意图的绘制顺序：先按比例用细实线绘 出工件加工部位和局部结构的展开图，然后用粗实线绘出加工表面。 2） 在加工示意图上，主轴的分布可不按其真实距离绘制 3） 主轴应从主轴箱端面画起，刀具画在加工位置。 2.3选择刀具，导向装置及有关计算 1) 刀具选择 因加工孔的直径为 17mm，选直径 D 17mm 的高速钢钻头在硬度为 HBS170 200的 零件上钻孔深 40mm。 首先确定切削用量，查组合机床设计 表 3-7 取 v 24m/min f 0.2mm/r 轴向力 F 26Df0.8HB0.6 26 17 0.20.8 2000.6 2930N F=6 2930 17580N 扭矩： M=10D1.9f0.8HB0.6 =10 171.9 0.20.8 2000.6 nts 15 =14431N mm M 总 6M=6 14431 86586N mm 功率： N 切 M V/（ 9740 3.14 D） 14431 24/（ 9740 3.14 17） 0.67 KW P 电 N 切 /K 功 0.67/0.8 0.8375KW P 总 6 P 电 6 0.8375 5.03KW 查表中的电机为： ITD40 IY132S 4型 滑台： IHY40 ZA 型 侧底座： ICC401 用 45正火钢，于非刚性主轴 取 =1/v 则 B 6.2 故： d B(M/100)1/4 =6.2 (14431/100)1/4 =21.5 取 d 25 mm 导向装置的选择： 组合机床加工时，采用非 刚性主轴加工方案外，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的导向装置来保证的。在组合机床上使用钻头为标准刀具时，通常采用可以调节轴向尺寸的摇杆和卡头等中间夹具安装在主轴孔中。 确定主轴类型、尺寸、外伸长度： 因为刀具与主轴是刚性连接，且用于组合双面钻床上，由毕业设计指导书中表 4 8 选主轴为长轴，且轴端的外径为内径的38/26，外伸长为 115，接杆材料为 45 钢，莫氏圆锥度为 2，即2-240-7635-01 A 类。 nts 16 D1=24mm D2 38mm 圆螺母 B 12mm， L=240mm 采用接杆连接，且 D t 26 2 刀具切出长度： L2 1/3dQ+（ 3 8） 1/3 17+（ 3 8） 8mm 动力部件的工作进给长度： L 工进 L 工件 +L1+L2 40+10+8 58mm L 快进 142mm L 快退 L 工进 + L 快进 =58+142=200MM 因动力部件的快速退回长度 L快退 须保证所有刀具均至夹具的导套内，而不影响工件的装卸。 L 前备 30mm L 后备 170mm L 总 L2+ L 前备 + L 后备 20+30+170 400mm 用钻孔 17 活动钻套为 27 与钻头的配合为 H7/g6的间隙配合，固定钻套为 35H7/g6 与活动钻套为过盈配合，活动导向板与工件的距离为 10mm，活动钻套伸出长为 5mm，总长为 34mm，活动钻模板为 24mm。 2.4 如下图是 多轴箱中间体加工图 （其余部分见图纸） nts 17 4 - M 6 钻 深 1 2 攻深9 不许钻通3. 机床总图 3.1总图的作用和内容： 表示机床各组成部件相互 配合关系及各零件、部件、标准件、通用件等名称、代号、数量及运动关系。以检验各部件的相对位置及尺寸之间联系是否满足加工要求，通用部件是否合适，其内容有： 以适当数量视图，按一定比例画出机床所有部件、零件、通用件、标准件等完整表明装配关系。 运动零件的极限位置及行程开关，应在图中表示且完整。 3.2选择动力部件： nts 18 影响动力部件选择的主要因素有切削功率、进给力、进给速度、行程、主轴轮廓尺寸、动力滑台导轨形式等。 查组合机床简明手册表 5-39可得 . 电机型号 IY132S-4 功率 5.5KW L3 395mm n 电 1440r/min n 出 720r/min 动力滑台查毕业设计指导书表 4-11 HY40 IA 型 配套通用件： 底层座 CC401 机床的架料高度； H 200+320+560 1080mm 3.3总装图的技术要求 本机床为批量生产 CK-型数控车床主轴床。 本机床安装调试时，其导轨水平面度控制在 0.5 mm 以内，如钻一安装在多轴箱的定位导柱中心线的同轴度控制在 0.05mm 以内。 本机床的夹具和工作台进给液压系统采 用 25-8MPa/m压力，工作进给速度为 125-500mm/min，但不小 4mm/min，以免油路系统产生爬行，影响产品质量。 本机床用 20#-40#机油润滑，每三年定期更换一次。 本机床内表面涂上红色硝基防锈漆，其外表面涂遍油漆腻子和底漆进行，次打磨，一次水磨抛光，烘干后进行喷漆烘干，主色为翠绿色。 本机床一件产品所需时间 3.297min，年产 6万台。 3.4总图中液压系统的设计： 动力滑台控制的液压原理图： nts 19 动力滑台控制的液压 系统是一种以速度变换为主、最高工作压力不超过 6.3MPa 的中压系统。 液压夹紧元件示意图：压 板2 支撑杆3 油 缸4 工 件液压夹紧力的计算 ： 油缸压力 F 油 P(s 活 +s 杆 ) nts 20 18（ 60-30） 540 作用在工件上的正压力 P2 F油 l1 = P（ l1+l2） p2 = F油 l1/（ l1+l2） = 5401.5 /(1.5+1.8) = 246 N l1. l2 由上图知 l1=1.5mm l2=1.8mm 颠覆力矩 : 2 P2 p/2F 切消力 X h 2 246 300/22930 200 即 :7380058460 4. 生产效率计算卡 : 根据选定的机床工作循环所要求的工作行程长度 ,切削用量 ,功力部件的快速及工进速度等 ,就可以计算 机床的生产 效 率计算卡 ,用以反映机床的加工过程 .完成每一次动作所需时间 ,切削用量 ,机床生产率及 机床效率 ,机床负荷率 . 4.1 理想生产率 Q Q=A/K =6 104/4600 =13.04 件 /时 4.2 实际生产率 Q1 Q1=60/T 单 T 单 生产一个零件所需时间 . T 单 =t 切 +t 辅 =(L/Vt+力 停 )+(L 快速 +L 快退 /V+K+力 停 +T 装卸 ) nts 21 L1、 L2 分别为刀具第、工作进行形程长度 L1=40 Ut1=24m/min Uf1=6m/min T 移 =0.1min 大装卸 0.8min T 单 =(40/24+8 60/720)+(142+200) 10-3/6+0.1+0.8 =1.67+0.67+0.057+0.1+0.8 =3.297min 所以 Q1=60/t 单 =60/3.297=18.19/件 Q1Q 所以 切削刀量与机床设计方案合理 4.3 负荷率 Y 负 y=Q/Q1=13.04/18.19=0.72 nts 22 4.4 机床的生产效率计算卡 被加工零件 图号 A3 毛坯种类 铸 件 名称 CK-型数控车床主轴箱 箱体 毛坯重量 材料 HT200 毛坯硬度 HBS170-240 工序名称 钻 17孔 工序号 13 序 号 工步 名称 被加工零件数量 加工直径（ mm ) 加工长度 mm 工作行程 mm 切削速度 m/ min 转 速 进刀量 工时（ min） mm/r mm/ min 机动时间 辅 助 时 间 共 计 1 装卸工件 1 0.9 0.9 动力部件 滑台快进 142 0.024 0.024 钻 6个17孔 17 40 24 720 0.20 89.9 2.34 2.34 滑台快退 0.033 0.033 备 注 1. 双班制： 8.37万件每年，满足 6万件 /年的要求。 2装卸工件时间取决于操作者的熟练程度，对本机床，计算时取 3min生产一件。 总计 3.297min 单件工时 3.297min 机床生产率 18.19件 /h 机床负荷率 72% nts 23 四 、 组合钻床的专题设计 （一） 组 合机床的主轴箱传动系统设计 主轴箱的传动系统设计就是通过一定的传动链把动力箱输出轴传来的力分配到各主轴 . n0=720r/min 又 n 主 =u.1000/ .D =24 1000/（ 3.14 17） =449 r/min n0（ Z1/Z2）（ Z0/ Z0,） =ni Mi(Z1+Z1,/2)=DL/2 取 :Z0=24,M=3,M,=2, L=150 Z1=45.Z1,=30 Z0,=720 4 Z1/（ Z1, 49） =57.7 57 2. 验算 A= n 实 -n 理 /n 理 100N/mm 合理 4. 润滑系统齿轮的传动链的齿数、模数计算 由于所设计的中等尺寸的主轴箱，可来用一个润滑泵系统，参考 组合机床设计 P97，应采用 R12-2型叶片泵润滑泵的齿轮布置在第排，叶片泵的转速范围一般为 400-800r/min， 叶片泵的中心线离油面的高度不应大于400-500mm，采用阀号为 78642的齿轮泵，该转速为 925r/min，输油量为2.2r/min，则有： n0（ Z0/Z1）（ Z1/Z4）（ Z5/Z5,） =925=n 主 即： 720（ 24/57）（ 57/Z4）（ Z5/17） =925 nts 26 取 Z5=23 Z4=25 则：左 =935=n 主 , 故： =（ n 主 ,- n 主 ） / n 主 =（ 935-925） /925=1.08% Z5=23 Z4=25 Z5,=17 m 均为 2 上图为 多轴箱传动系统图 nts 27 (二 )组合机床多轴箱的设计 主轴外形的结构尺寸 主轴结构形式主要根据工件的加工工艺，并考虑主轴的工作条件和受力等确定。因主轴为钻削，需承受径向与轴向力，而采用推力球轴承。以承受轴向力，且推力球轴承配置在主轴 的前端。 采用 Z205滚珠轴承以承受径向力。所有轴承都采用润滑脂润滑，参考机械零件课程设计 载荷的校定，在进行轴承寿命计算时，必须把实际载荷转换为与确定基本额定载荷的载荷条件相一致，当量动载荷 P=（ XR+YA） fp 主轴承受的轴向力 A=2930N 径向力 R=（ M/d/2） =14431/17/2=1697.76N 则： A/R=2930/1697.76=3.45 而查机械设计手册表 13-5有 e=0.37 A/R e 则查得： X=0.56 Y=1.2 查表 13-6得载荷系数 fp=1.1 故： P=1.1（ 0.56 1697.76+1.2 2930） =4913.4N 又： Lh=106（ C/P） 3/（ 60 n） =106（ 1990 9.8/4913.4） 3/（ 60 449） =2020.2h 取整 Lh=2021h 主轴上套筒尺寸的确定 轴 1、 3、 5装套长度 L1=180-10-24-5-15-15 2-4.5=101.5 查机械设简明计手册表 7-7 有：套 1 25 22T0732-68 套 2 25 60T0732-62 套 3 25 19.5T022-61 套总长 =22+60+19.5=101.5= L1 故：合理 轴 2、 4、 6装套长度 L2=180-10-5-24-15-15 2-2 2=101 查机械设计简明手册表 7-7 套 1 25 22T0722-65 套 2 25 60T0721-61 套 3 25 19.5T022-61 套总长 =26+29.5+19.5=101= L2 故：合理 nts 28 轴 7同理可得 套 1、 2 35 15T023-61 套 4、 5 35 14T0723-64 套 3 35 24T0721-68 轴 8有 套 1 30 21.5T022-61 套 2 30 20T0723-64 套 3 30 30.5T0722-63 轴承外圈的外径与轴承座的公差配合选择 轴承内圈的内径与主轴轴径的公差配合选择及外圈的外径与轴承 座的配合采用基轴制间 隙配合，轴承内圈则为基孔制过盈配合。 参考机械设计简明手册表 7-8 主轴组件的联系尺寸及配合： d（ js6） D（ f7） d1（ H7） d2（ js7） d4（ H7/h6） d5（ H8/h7） d6（ H8/t7） 多轴箱润滑系统的设计 润滑油泵安排在油泵轴的位置要尽可能靠近油池，离油面高度大 于 400-500mm，油泵轴的转速根据工作条件而定，主轴数目多，油泵轴的 转速可在 400-800r/min 范围内选择，箱体宽度为 400mm，采用一个油泵。 为了方便维修，油泵齿轮最好布置在 第排 另外，油泵的安置要使回转方向保证进油口到排油口转速 270。 主轴因切削产生的扭矩及传动齿轮产生的扭矩及其强度校核、扭矩图 通过轴的结构设计、轴的主要尺寸、轴上零件的位置以及载荷和 支承反力的作用、位置均已确定，轴上的载荷可以求得，因而可按弯矩扭 矩合成强度条件对轴型进行强度校核计算。 主轴 的计算简图：nts 29 轴上受力零件的载荷并将其水平分力和垂直分力求出 水平反力 RH=轴向力 F =2930N 垂直分力 RY=Mc=14431N 水平分力 RX=3Vc=3 14431/17/2=5093.3N 根据中简图，分别按水平和垂直面计算各产生的弯矩，并按 计算结果分别作出水平方向的弯矩 MH图和垂直方向的弯矩 MY图，而在设计过程中可简化为一个平面内的合成弯矩图。 MH =F d/2=2930 17/2=24904.8Nmm MV=3Mc=3 14431=43293 Nmm 则： M=（ MH2+ MV2） 1/2=（ 24904.82+432932） 1/2 =49945 Nmm 作出 扭矩图 作出计算弯矩图 有 Mc=（ M2+4T2） 1/2 式中 是考虑扭矩和弯矩的加载情况及产生应力循环特性差异的 系数，因通常由弯矩产生的弯曲应力是对称循环的变应力，而扭 矩产生的弯矩应力则常常为不对称循环的变应力，故在计算弯矩 时，必须计算这种循环特性差异影响，故取 =0.3 而 T=95.5 105 P0/n0 P0=P 出 =5.03KM =95.5 105 5.03/720 =6.67 104 Nmm 故 Mc=（ M2+4T2） 1/2 =499452+4（ 6.67 104） 21/2=53.7503N m 轴的强度校核 c= Mc/ 0.1 d3=0.1 253=1562.5mm2 式中为抗弯抗扭截面系数 查机械设计手册表 15-4 = d3/32 0.1 d3=0.1 253=1562.5mm2 故 c= Mc/ =53.7503 103/1562.5 =34.40Mpa 查机械设计手册表 15-1得 40Cr许用弯曲应力 -1=70 Mpa 34.4 Mpa 故 合理 nts 30 轴 载 荷 分 析 示 图nts 31 五 、 多轴箱补充加工图 主轴箱体一般为铸件，但由于加工对象有所不同，需要在通用铸件的基础上，进行补充加工。用粗实线画出补充加工部件的结构。其尺寸、形位公差、表面粗糙度等均按机械制图国际规格标记。通用铸件的原有部分的轮廓等一律用细实线表示。 主轴坐标计算 1 主轴坐标原点选至主轴箱的定位销孔的原点 2 主轴坐标的确定 （ X=175+75cos60 Y=202.5+75cos3） 轴 X=212.550 Y=267.450 2 X=250.000 Y=202.500 3 X=212.550 Y=137.550 4 X=137.550 Y=137.550 5 X=100.000 Y=202.550 6 X=137.550 Y=267.450 7 X=175.000 Y=202.500 8 X=67.325 Y=267.450 9 X=51.325 Y=325.750 10 X=350.00 Y=0 nts 32 六、 组合机床多轴箱 CAD 系统 运 行 环 境 ： 组 合 机 床 多 轴 箱 CAD 系统是在Windows 95/98/2000/NT 4.0环境下开发的刀具 CAD软件。该软件以世界上最流行的微机 CAD系统 AutoCAD R14/2000为基础，以多轴箱设计指导资料 1T07 和 T07 为技术基础，结合我国组合机床多轴箱设计特点而开发的，为工程设计人员设计多轴箱提供极为方便、高效的软件工具。 软件技术基础：本软件综合利用 Windows环境下的动态数据交换技术（ DDE）、目标连接与嵌入技术 (OLE)、数据库操作技术 (ODBC、DAO、 ADO)、图形软件二次开发技术 (ARX)，用 Visual C+语言开发的数据库技术与参数化设计相结合的组合机床多轴箱 CAD 系统。 软件内容：该系统可以用于钻、扩、铰、镗、攻丝以及钻攻复合的组合机床多轴箱的设计。交互选择传动模型进行齿轮排列，传动轴坐标计算，各种几何干涉校核，传动部件的强度校核；自动生成多轴箱装配总图，箱体补充加工图，前、后、侧盖补充加工图，专用零件图；整理打印多轴箱零部件明细表。 软件应用情况：本软件已在山东华源莱动内燃机有限公司、上海市柴油机股份公司、江苏恒力组合机床股份有限公司、无锡柴油机厂、无锡威孚集团、常州柴油机股份公司、扬州动力机械厂、湖北光华组合机床股份有限公司、保定第二机床厂、大连专用机床厂等企业应用，取得了显著的社会效益和经济效益。 nts 33 六、 总结 毕业设计是一次培养学生综合运用三年来所学机械制造知识的大考验，也是学生融会贯通各学科知识提升自己的实际设计能力、动手能力的大好机会。通过本次设计，自觉得在独立解决专业技术问题、创造设计工程及树立正确的设计思想等方面，得到 很好的锻炼，而且树立了较硬派、干练、全面的工作作风。 在前面数次课程设计的基础上进行这次毕业设计，使 我 对一般零件的设计加工及机床设计的过程有一定程度的了解和把握。 十分幸运，在设计过程得到了老师细心的指导和帮助及同学的良好建议。但由于时间较短且任务较大，故问题难免存在一些，希望老师指正，在此谢过！ 敬祝老师 身体健康、家庭幸福、生活愉快！ 2007 年 5月 nts 34 七、 参考书目 1 华中理工大学出版社毕业设计指导书 2 机械工业出版社组合机床设计简明手册 3 沈阳工业大学组合机床设计 4 天津大学 出版社液压传动控制教程 5 高等教育出版社机械原理 6 上海机械高专金属切削机床概论 7 机械工业出版社切削用量简明手册 8 上海机械高专金属切削刀具 9 机械工业出版社 公差与测量 10 机械工业出版社机械工程材料 11 化学工业出版社机械设计手册 12 机械工业出版社机械制造工艺学 13 浙江大学机械零件课程设计 14 高等教育出版社金属工艺学 15 华中理工大学出版社机械夹具设计 nts毕业实习报告 在大三这一年 ,学院为了使我们更多了解 机械 产品、设备，提高对 机械 制造技术的认识，加深 机械制造 在工业各领域应用的感性认识，开阔视野，了解相关设备及技术资料，熟悉典型零件的加工工艺，特意安排了我们到几个拥有较多类型的 机械 设备，生产技术较先进的工厂进行生产操作实习 . 为期 23 天的生产实习，我们先后去过了 衡阳拖拉机厂 ,衡阳电缆 厂 , 衡阳仪表厂以及 衡阳纺织机械厂 等大型工厂，了解这些工厂的生产情况，与本专业有关的各种知识，各厂工人的工作情况等等 。第一次亲身感受了所学知识与实际的应用，传感器在空调设 备的应用，电子技术在机械制造工业的应用，精密机械制造在机器制造的应用 ，等等理论与实际的相结合，让我们大开眼界 ,也是对以前所学知识的一个初审 .通过这次生产实习，进一步巩固和深化所学的理论知识，弥补以前单一理论教学的不足 ,为后续专业课学习和毕业设计打好基础 . 衡阳拖拉机厂 12月 3日 ,我们来到实习的第一站 , 衡阳拖拉机厂 .该厂 是国家定点生产拖拉机、低速载货汽车（变型拖拉机、农用运输车）、收割机的基地之一。 在实习中我们首先听取了一系列关于实习过程中的安全事项和需注意的项目 ,在机械工程类实习中 ,安全问题始终是 摆在第一位的 .然后通过该厂总设计师的总体介绍 .粗略了解了该厂的产品类型和工厂概况 .也使我们明白了在该厂的实习目的和实习重点 . 在接下来的一 段 时间 ,我们分三组陆续在 拖拉机 车间 , 低速载货汽车 车间和 收 割机 车间进行生产实习 .在 拖拉机 车间 ,该车间负责人带我们参观了他们的生产装配流水线 ,并为我们详细讲解了平面磨床 几 个主要零部件的加工装配工艺和整机的动力驱动问题以及内部液压系统的一系列构造 .我最感兴趣的应该是该平面磨床的液压系统 ,共分为供油机构 ,执行机构 ,辅助机构和控制机构 .从不同的角度出发，可以把液压系统分成不同 的形式 .按油液的循环方式，液压系统可分为开式系统和闭式系统。开式系统是指液压泵从油箱吸油，油经各种控制阀后，驱动液压执行元件，回油再经过换向阀回油箱。这种系统结构较为简单，可以发挥油箱的散热、沉淀杂质作用，但因油液常与空气接触，使空气易于渗入系统，导致机构运动不平稳等后果。开式系统油箱大，油泵自吸性能好。闭式系统中，液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相连，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。其结构紧凑，与空气接触机会少，空气不易渗入系统，故传动较平稳 ,但闭式系统较开式系统复杂，因无油箱，油液的散热和过滤条 件较差。为补偿系统中的泄漏，通常需要一个小流量的补油泵和油箱 .由于闭式系统在技术要求和成本上比较高 ,考虑到经济性的问题 ,所以该平面磨床采取开始系统 ,外加一个吸震器来平衡系统 . 现代工程机械几乎都采用了液压系统，并且与电子系统、计算机控制技术结合，成为现代工程机械的重要组成部分 ,怎样设计好液压系统 ,是提高我国机械制造业水平的一项关键技术 .在 低速载货汽车 车间 ,对专用磨床的三组导轨 ,两个拖板等特殊结构和送料机构及其加工范围有了进一步的加深学习 ,比向nts老师傅讨教了动力驱动的原理问题 ,获益非浅 .在 收 割机 车间 ,对龙门刨床 ,牛头刨床等有了更多的确切的感性认知 ,听老师傅们把机床的五大部件 :床身 ,立柱 ,磨头 ,拖板 ,工作台细细道来 ,如孢丁解牛般地 ,它们的加工工艺 ,加工特点在不知不觉间嵌们我们的脑袋 . 在 衡阳拖拉机厂 的实习 ,使我 了解了目前制造业的基本情况 ,只是由于机械行业特有的技术操作熟练性和其具有的较大风险性 ,很遗憾地 ,不能多做一些具体实践的操作 ,但是观察了一台机床的各个零件的生产加工过程及其装配过程 ,使许多自己从书本上学的知识鲜活了起来 ,明白了本专业在一些技术制造上的具体应用 . 衡阳电缆 厂 12