机械式主轴定位装置的设计【8张图/11400字】【优秀机械毕业设计论文】
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机械式
主轴
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文档包括:
说明书一份,30页,11400字左右.
二维图纸共8张:
A0-定位钩装配图.dwg
A0-主轴定位装置总装图.dwg
A1-蜗轮.dwg
A1-原理图.dwg
A2-齿轮.dwg
A2-蜗杆.dwg
A2-轴承端盖.dwg
A4-套筒.dwg
目 录
摘要 4
第一章 组合机床简介 4
第二章 主轴定位器简介 11
2.1主轴定位器在组合机床中的应用 11
2.2主轴定位器简介 12
第三章 主轴定位器工作原理 14
第四章 机械式主轴定位装置方案设计 15
第五章 机械式主轴定位装置设计与计算 16
5.1电机的选择与计算 16
5.1.1电动机的选择 16
5.1.2电动机功率的选择 16
5.1.3电动机转速的选择 16
5.1.4电动机型号确定 16
5.2 蜗轮及蜗杆的选用与校核 17
5.2.1 选择蜗杆传动类型 17
5. 2. 2 选择材料 17
2.2.3 按齿面接触疲劳强度设计 17
5.3 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 18
5. 3. 1 蜗杆 18
5. 3. 2 蜗轮 19
5. 3. 3 校核齿根弯曲疲劳强度 20
5.4 轴的校核与计算 21
5.4.1 画出受力简图 21
5. 4. 2 画出扭矩图 21
5. 4. 3 弯矩图 22
5.5 弯矩组合图 22
5.6 根据最大危险截面处的扭矩确定最小轴径 22
5.7 连轴器的选择 23
5.7.1 类型选择 23
5.7.2 载荷计算 23
5.7.3 型号选择 23
5.8 键联接的类型和尺寸 23
5.9 蜗杆上键的选取与校核 24
5.10 轴承的选用 24
5. 10. 1 轴承的类型 24
5. 10. 2 轴承的游隙及轴上零件的调配 25
5. 10. 3 滚动轴承的密封装置 26
5. 10. 4 最终主轴定位装置设计图 27
结论 28
致谢 29
参考文献 30
摘 要
组合机床是根据工件加工需要，以大量系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量的专用部件，对一种或数种工件按预先确定的工序进行加工的高效专用机床。组合机床能够对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工；可完成钻孔、扩孔、镗孔、攻螺纹、铣削、车孔端面等工序，随着组合机床技术的发展，其工艺范围日益扩大，如：焊接、热处理、自动测量和自动装配、清洗等非切削工序。
组合机床广泛应用于大批量生产的行业，如：汽车、拖拉机、电动机、内燃机、阀门、缝纫机等制造业。主要加工箱体类零件，如气缸体、变速箱体、汽缸盖、阀体等。
关键词： 组合机床 镗孔
Abstract
By analyzing the current development situation of open computer numerical control (CNC) system and architecture component software reuse technology, this paper researches on open CNC system based on this technology. Adopting domain engineering method, a CNC system is always organized with its data communication, which plays a role of key link. Furthermore, from which the reusable architecture of an open CNC system is extracted. Also the architecture is instanced to reusable data communication components, which differs from general architecture. The facet modal sorting, expression, storage and retrieval of CNC system components are introduced. Combined with all useful information as above, the integrated development platform of open CNC system is constructed.
Keywords Software reuse Domain engineering Boring
- 内容简介：
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1 组合机床的发展背景 组合机床是按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。它是随着生产的发展，由万能机床和专用机床发展来的。由于众多企业的产品产量越来越大，精度要求也越来越高，一些零件采用万能机床加工就不能很好的满足要求了。在这种情况下，组合机床就应运而生了。它同时具备专用机床效率高结构简单的特点和万能机床能够重新调整，以适应新工件加工的特点，即根据工件加工的需要，用通用部件配以部分专用部件组成一台组合机床。 组合机床及其生产线 ,是专用于 大批量机械产品生产的高效自动化技术设备，是汽车、拖拉机、内燃机等工业不可替代的主要加工设备。近年来随着数控技术、电子技术、计算机技术等的发展，组合机床的机械结构和控制系统也发生了翻天覆地的变化。组合机床呈现出以下优势： 由于组合机床是由 70通用零部件组成，在需要的时候，它可以部分或全部的进改装，以组成适应新的加工要求的新设备。 组合机床是按具体加工对象专门设计的， 因而可以按最合理的工艺过程进行加工。 在组合机床上可以同时从几个方向采用多把刀具对几个工件进行加工。 组合机床常常是多轴对箱体零件一个 面上的许多孔同时进行加工，这样就能比较好的保证各孔相互之间的精度要求，提高产品质量。 由于组合机床大多数零、部件是同类的通用部件，这就简化了机床的维护和修理。 组合机床的通用部件可以组织专门工厂集中生产。 组合机床也存在着如可变性较万能机床低、改装时劳动量比较大、结构较专用机床复杂等缺点。因此组合机床在今后的发展中，将从提高生产率、扩大工艺范围、提高加工精度、提高自动化程度、提高组合机床及其自动线的可靠性等方面得到进一步突破。 在组合机床上，有时为了实现某些特定的要求，如主轴定位、加速和减速、分组传动、行程 控制、刹车、让刀、调刀、锁紧、过扭保护以及皮带传动的张紧和卸载等， 2 就要求设计能满足上述要求的附加机构，供设计主轴箱时运用。 主轴定位器的简介 主轴定位的方式，分为自动和手动两种。通常在机床操作比较简单，生产率和自动化要求又不高时，宜采用手动定位。这种结构即简单，使用又可靠。 （ 1）自动主轴定位 实现主轴自动定位的方法很多，按其控制方式不同，分为下述几种： 机械减速定位 主轴用机械实现减速定位的，叫做机械减速定位。供机械减速用的机构很多，其结构也各不相同。但是，它们都是由减速和定位两部分组成。 轴定 位减速机构和 位钩是已通用化的部件。 位钩可与卧式主轴定位减速机构配合使用，用于卧式主轴箱的主轴定位； 位钩又可与立式主轴定位减速机构配合使用，用于立式主轴箱的主轴定位。机械减速定位中的主轴定位所需的时间大约在 1 秒左右。 电气减速定位 主轴用电气实现减速和定位的，叫做电气减速定位。最典型的就是使主轴从两个方向快速趋近定位位置而慢速进行定位的一种电气定位方法。 电气减速由主电机同时通入交流和直流电来实现，电气定位则由电气定位器来完成。电气定位器主要由三块回 转定位挡铁，三触头组合开关及其拉动电磁铁和主轴松位开关等元件组成。这种电气减速定位，最初用在汽车传动叉耳环加工自动线的半精镗主轴箱上。主轴箱电机的功率为 瓦。实践证明，定位效果良好，定位时间平均约 3 秒左右。 电气减速磁感应定位 主轴由电气实现减速、由磁感应完成定位的，叫做电气减速磁感应定位。这类定位机构的工作特点是保证镗刀加工表面上不留有退刀痕。 电气减速机械定位 主轴用电气实现减速，由机械完成定位的，叫做电气减速机械定位。属于这类减速定位的电气与机械两者的组合形式也颇多，以定位电机通入交流和直流电 实现减速。 3 （ 2）手动主轴定位 主轴手动定位时，可以采用手动主轴定位器，也可以采用定位销，作为主轴的定位部件，定位采用手轮。对手轮的要求是，主轴工作回转时，手轮不转。手动定位器要安在便于操作的地方，手轮的直径不宜太小。 主轴定位器是主轴箱常用的附加机构，它主要是供镗削主轴定位用的。所谓主轴定位（更确切和直观的来说是镗杆上镗刀的定位），就是使镗削主轴上的镗刀在每次加工结束后都处于规定的方位上，然后再向被加工零件引进或退出。 为了减少主轴传动系统惯性的冲击和获得准确定位，目前均采用低速的定位 方法。确定镗孔机床结构方案时，由于工件加工部位的特点，常常遇到需要主轴定位的情况，就是要求镗杆不旋转，并使镗刀朝着一定方向，送到工件毛坯中，然后进行加工。加工完了镗杆又停止旋转，慢速将镗刀定在规定方向，再退出工件。需要采用主轴定位方案的有如下几种情况： （ 1） 当被加工零件的加工表面不允许留有退刀痕迹，从生产率来看，又不能采用以工作进给速度退回时，则可采取主轴定位，并使工件“让刀”退出的方案。 （ 2） 在加工多层壁箱体同直径同心孔系时，例如汽缸体曲轴轴承孔，为了使镗刀能通过待加工孔，而送到接近各加工部位， 须把工件抬起一个高度，镗杆定位，使镗刀朝上，则可送进工件，然后工件落下定位夹压，镗杆旋转进行切削加工。最后，镗杆停止转动，定位退出。 （ 3） 当加工内孔直径稍大于外面孔时，为了自动送进镗刀，要采取主轴定位方案。 当需要加工的相邻孔很近，或者孔距箱体壁很近，采用转动导向有困难而必须用固定导向，镗刀又需要通过导向的时候，则可在固定导向上开设引刀槽，使镗杆上的镗刀送进后，再转动加工。 工作原理： 可以用于机械减速定位的机构很多，其结构也各有不同。但是，它们都是由减速和定位两部分组成的。 4 无论是哪种机械减速定位器， 其工作原理基本上是一样的。以下结合图介绍其基本原理： （ 1） 机床原位时，镗削主轴处于定位状态；此时，限位开关 14 和 12 被松开。 （ 2） 机床开始工作循环后，当发出“向前”信号时，主轴便在定位状态下快速向被加工零件引进。快速引进结束后，被加工零件在夹具作用下移到加工位置上，通过电气信号，电磁铁 13 接电。电磁铁 13 的衔铁将定位钩 11 拉离定位盘 10，同时限位开关 12 和 14 压下，从而镗削主轴解除定位，主电机可以接电旋转。 （ 3） 主电机起动旋转后，主轴定位减速机构中的定位盘 10、 齿轮 1、 2、 3、 4和轴 5 也被带动回转。镗 刀开始对被加工零件进行切削加工。 （ 4） 加工到终点，通过电气控制系统，主电机被切断，经过制动或延时后，电磁铁 13 断电，开关 14 被松开。此时，定位钩 11 在弹簧作用下其钩端抵到定位盘 10上。若钩端未落入定位盘的槽内，则开关 12 仍处于被压下状态；在此情况下，通过继电作用，定位电机 9 和电磁离合器 15 接电。于是，在定位电机的驱动下，通过蜗杆 8、蜗轮 7、套筒 6、 电磁离合器 15、轴 5、 齿轮 3 和 4，使镗削主轴作慢速反向回转（切削时，镗削主轴正向回转），同时定位盘以 8 转 /分的速度逆时针方向转动。直到定位钩的钩端落入槽内，即主 轴转到要求的定位位置时，开关 12 才被松开。开关12 被松开后，定位电机 9 和电磁离合器 15 便断电，至此镗削主轴
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