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双孔支架镗铰组合机床刚性镗削头及主轴箱设计【16张图/13700字】【优秀机械毕业设计论文】

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双孔支架镗铰组合机床刚性镗削头及主轴箱设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar
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说明书正文.doc---(点击预览)
说明书封面.doc---(点击预览)
生产率计算卡.doc---(点击预览)
开题报告.doc---(点击预览)
实习报告90.doc---(点击预览)
任务书.doc---(点击预览)
中英文摘要.doc---(点击预览)
参考文献
外文翻译
A0-四轴刚性镗削头.dwg
A0-机床尺寸联系图.dwg
A0-箱体.dwg
A1-加工示意图.dwg
A2-主轴.dwg
A3-圆弧齿同步带轮.dwg
A3-电机端盖.dwg
A3-电机轴.dwg
A3-盖.dwg
A3-花键套.dwg
A3-被加工零件工序图.dwg
A4-法兰盘.dwg
A4-法兰盘1.dwg
A4-轴承座.dwg
A4-迷宫环1.dwg
A4-迷宫环2.dwg
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支架 组合 机床 刚性 镗削头 主轴 设计 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
资源描述:

文档包括:
说明书一份,31页,13700字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。
实习报告一份。
课题申报表一份。

图纸共16张,如下所示
A0-四轴刚性镗削头.dwg
A0-机床尺寸联系图.dwg
A0-箱体.dwg
A1-加工示意图.dwg
A2-主轴.dwg
A3-圆弧齿同步带轮.dwg
A3-电机端盖.dwg
A3-电机轴.dwg
A3-盖.dwg
A3-花键套.dwg
A3-被加工零件工序图.dwg
A4-法兰盘.dwg
A4-法兰盘1.dwg
A4-轴承座.dwg
A4-迷宫环1.dwg
A4-迷宫环2.dwg

目 录
1 前言 1
1.1 总体设计 1
1.2 本课题拟解决的问题 1
1.3 解决方案及预期效果决方案 2
1.3.1解决方案 2
1.3.2预期效果 3
2 总体概述 4
2.1工艺路线的确定 4
2.2机床配置型式的选择 5
2.3定位基准的选择 5
2.4滑台型式的选择 5
2.5刀具的选择 6
2.6 切削用量 6
2.6.1切削用量的选择 6
2.6.2计算切削力、切削扭矩及切削功率 6
2.6.3确定主轴类型、尺寸、外伸长度 8
2.7 动力部件工作循环及行程的确定 8
2.8 动力部件的选择 9
2.9 三图一卡 9
2.9.1被加工零件工序图 9
2.9.2加工示意图 10
2.9.3机床尺寸联系图 11
3 组合机床主轴箱设计 12
3.1 概述 14
3.2 绘制主轴箱设计原始依据图 14
3.3 主轴结构形式选择及动力计算 16
3.3.1 主轴结构型式选择 16
3.3.2 主轴材料的选择确定 16
3.3.3 主轴的大致尺寸和形状的确定 17
3.3.4 主轴箱的动力计算 17
3.4 主轴箱传动系统的设计与计算 18
3.4.1 主轴的位置分析 18
3.4.2 花键套的确定 18
3.5 主轴前端密封装置的选用 19
3.6 主轴的强度校核计算 19
3.7 主轴支承轴承的选用 20
3.8 主轴轴承 21
3.9 主轴箱润滑系统的设计 21
4 组合机床传动设计 22
4.1 传动方案拟订 22
4.2 同步带类型的确定 23
4.3带轮的设计 24
4.4带轮挡圈选择 25
5.结论 27
参考文献 28
致 谢 29
附 录 30

双孔支架镗铰组合机床刚性镗削头及主轴箱设计
摘要:随着生产的发展和专业化程度的提高,很多企业的产品产量越来越大,精度也越来越高。首先,加工时,同时参加工作的刀具少,限制了机床生产率的提高;其次,在加工多孔的工件时,需要对工件进行多次的定位和夹紧,使零件的加工精度和生产率降低;第三,因为在一台机床上总是加工一种工件,使通用机床的部件和机构造成冗余。因此,为了提高生产效率,满足加工要求,本课题设计了用于加工双筋蹄零件的镗铰组合机床之镗削主轴箱。根据被加工零件确定加工孔的数量、位置、切削用量及主轴类型,拟订了主轴箱的传动方式,应用最优化方法传递功率,削减振动,确定传动参数,设计轴的结构,进行如轴、轴承等相关零件的强度校核计算。通过以上设计,实现了两个双筋蹄零件一次加工完成,较好地达到了设计要求。
关键词:组合机床;镗床;主轴箱

The design of the modular machine tool for double rebar and feet parts boring and drilling 
Abstract: With the development of industry and improvement of the specialization, the products output of enterprise, is growing, the precision is increased precise high. First, fewer tool in the work at the same time that limiting machine tool productivity; Secondly, it is needed to clamp and position many times in processing that reduce the accuracy and productivity; Third, parts and body of lead to machine tool will lead to redundant if process only one work in some machine tool. Therefore, to improve the machining efficiency and satisfy the processing requirements, the boring headstocks are designed which are used for the unit machine tool, which is used to roughly bore the holes of the double rebar and feet parts. Based on the processed accessory, the number, the position and the machining data of the holes and the form of the principal axis are determined; The driving way of the headstocks are drawn, the power is transmits by the methods of optimization, the driving parameter are determined, the structure of the principal axis are designed and the strength of the parts, such as the strength and the bears, are checked. Trough the design, the four holes of two parts can be finished at one time, and can fulfill the design requirements better.
Key words: unit machine tool; boring machine tool; headstock

一、设计内容
课题来源于盐城市宝利来精密机械制造有限公司,根据双孔支架零件的加工要求, 
保证双孔支架零件φ20,φ34两孔的表面粗糙度、尺寸精度,拟设计一台一面粗镗一面
精铰的镗铰组合机床。

二、设计依据
双孔支架零件是焊接件,强度较低,要求加工的零件上的φ20,φ34两孔的表面
粗糙度都为1.6μm,表面精度较高,为保证加工精度和设计要求,拟设计一台可以同
时粗镗和精铰的镗铰机床;为保证表面精度,提高生产率,拟按双面四刀进行加工设
计,一次装夹两个工件。

三、技术要求
1、机床应能满足加工要求,保证加工精度;
2、机床应运转平稳,工作可靠,结构简单; 
3、装卸方便,便于维修、调整;
4、尽量使用通用件,以便降低制造成本;

四、毕业设计物化成果的具体内容及要求

1、设计说明书1份,达1万字以上,且要符合规范要求;
2、设计图样全部用AutoCAD绘制,总的绘图量达3张A0以上;
3、具体设计的图样有:
(1)四轴刚性镗削头总图一张;
(2)部分镗削头零件图; 
箱体零件图一张;
箱盖零件图一张;
主轴一张;
带轮一张;
(3)部份零件图。


双孔支架镗铰组合机床刚性镗削头及主轴箱设计





























内容简介:
机 电工程技术 年第 卷第 期机电工程技术 年第 卷第 期数控连续区域短轨迹代码加减速处理算法研究觹张碧陶, 高伟强, 沈 列, 阎秋生, 宋(广东工业大学机电工程学院 , 广东广州 ; 广州市诺信数字测控设备有限公司 , 广东广州 )觹 广州市科技计划资助项目 (编号 : )收稿日期 : 摘要 : 加减速控制方法是数控系统开发的关键技术之一 , 所以研究加减速控制方法具有重要意义 。 简单介绍了数控系统控制刀具轨迹运动的余弦加减速控制算法 , 并针对数控系统在处理大容量短轨迹 代码时的运动加减速控制问题 , 提出了区域整体按余弦曲线加减速处理新的控制算法 。 实验证明 , 按照多段短轨迹代码整体按余弦曲线加减速规律进行控制 , 既能达到比较好的控制效果 , 满足加工的要求 , 又能解决海量短轨迹代码单段处理所产生的问题 , 更好的提高加工效率和加工质量 。关键词 : 运动控制 ; 前瞻 ; 数控插补 ; 区域拐点中图分类号 : 文献标识码 : 文章编号 : () 引言加减速控制是数控系统开发的关键技术之一 。 数控加工的目标是实现高精度高效率的加工 , 因此一方面要求数控机床反应快 , 快速准确启停 , 缩短准备时间 ; 另一方面要求加工过程运动平稳 , 冲击小 , 这些要求需要靠加减速控制来保障。 本文所研究的是基于时间分割法插补 , 用余弦加减速控制规律进行的前加减速控制 。 目前常用的加减速控制算法有直线的加减速曲线 (梯形速度曲线 )、 形速度曲线等 。 本文提出一种新的余弦加减速控制算法 , 其具有高阶可导 、 连续 , 运动柔性平稳和计算简单 , 可用参数控制等特点 。随着 技术的发展和加工精度要求的提高 ,数控加工大都是自动编程 , 程序的代码量越来越大(海量代码 ), 每段加工代码轨迹的长度却越来越短 。 由于代码轨迹长度过短 , 对单条代码处理实际并不能构成整体的余弦或 形曲线加减速 , 而是逼近为直线的加减速曲线 。 而目前用到的直线加减速控制在速度规律曲线的起点 、 拐点 、 终点存在加速度的突变 , 会造成机床冲击 。 因此 , 要进一步提高数控机床的加工质量和效率 , 就要优化海量代码的加减速控制算法 , 而对短轨迹代码的处理是加减速控制迫切要解决的问题 。 为此 , 本文提出将多段连续的短轨迹代码用一段整体的区域轨迹代码来实现加减速控制方法 , 解决短轨迹代码加减速处理中的问题 。 余弦加减速控制用软件实现的加减速控制既可以在插补前进行 , 也可以放在插补后进行 。 放在插补前的加减速控制称为前加减速控制 , 放在插补后的加减速控制称为后加减速控制 。 根据加减速控制方式的不同可将加减速控制分为三种方式 : 线性加减速控制 、 指数型加减速控制 、 曲线加减速控制。线性加减速控制算法的优点是算法简单 , 效率高 。 但这种算法的缺点也很明显 , 在加减速阶段的起点 、 终点处加速度有突变 , 机床运动存在柔性冲击 。 另外速度的过渡不够平滑 , 运动精度低 。指数型加减速的不足 : 启动过程仍存在较大冲击 ; 加减速过程结束时速度变化是渐进的 , 变化过程太大 , 需要进行修正处理 。 曲线加减速在任何一点的加速度都是连续变化的 ,从而避免了柔性冲击 , 速度的平滑性很好 , 但是算法较复杂 。为了更好地解决这些算法存在的问题 , 我们提出了余弦加减速控制算法 。这里假设代码段足够长 , 可以实现从初始速度 加速到设定的速度 , 再减速到 。 这样 , 按照余弦加减速控制 , 可以得出如图 所示的三个运动过程 : 加速 、 匀速和减速 。加速段 : 根据速度和加速度的边界条件 , 可以构造出余弦加减速运动曲线函数 : () () () ()式中 , 是设定运动速度 , 是运动起始速度 , , 为加速时间 。对 () 式求导可得加速度函数 : () () ()环 月数 控技术64机 电工程技术 年第 卷第 期机电工程技术 年第 卷第 期图 拐 点判断图 余弦曲线加减速控制图 短轨迹代码路径数控技 术再对 () 式积分可得加速位移函数 : () () () ()同理 , 可以得出减速段和匀速段的数学表达式 。由图 可以看出 , 三角函数加减速规律具有高阶连续导数 , 可以实现平滑的运动 。 但是由于三角函数的计算复杂 , 对数控系统的 运算和处理数据能力要求较高 , 难以适应数控系统实时性的要求 。 为此 , 可以事先对其进行预处理, 将其作为样板以数表的形式存放于内存 , 通过查表的方式就可以实现 。 区域连续短轨迹代码加减速处理算法 区域连续短轨迹代码加减速处理算法原理 技术的发展和加工精度要求的不断提高 ,对数控系统提出了新的要求 。 代码的容量要求越来越大 , 而每段代码所完成的刀具运动距离越来越短 。 尽管余弦加减速控制具有很好的柔性 , 但是频繁的计算三角函数加减速的控制参数 , 占用 的运算时间 , 进而影响数控机床的加工效率 。 为了达到对海量短运动轨迹的加工要求 , 本文提出一种称之为区域代码处理的新方法 。 基本思路是 : 把多段连续的短轨迹代码用一段整体的区域轨迹代码来实现加减速控制 , 通过对多段短轨迹代码的整体应用余弦曲线加减速处理可以实现真正的三角函数控制 。 其处理原理如下 。根据图 所示 , 假设找出区域拐点 (如图 、 、 、 )。 由于本文提到的加减速控制是插补前加减速控制 。所以在加减速控制之前要做好插补前预处理 , 通过初始化 , 求出目前的进给速度 。 以 按余弦曲线规律先加速到最大允许速度 后减速到 所需距离 为范围向后搜索速度拐点 , 如果没找到拐点就以目前的速度进给 , 继续向后搜索拐点 ; 如果找到拐点 (如图 的 点 (), 则先判断是否有足够的距离从 减速到 点所允许的速度 ; 如果有 , 则继续向下搜索拐点 ; 如果没有 , 就把当前拐点允许速度作为目前的进给速度继续向下搜索速度拐点 。 把搜索的速度最低点作为该区域的拐点 , 以这个拐点速度按完整的余弦曲线加减速控制规律反向计算到当前进给速度的距离所要求的速度 , 再与当前速度比较 , 取较小速度为当前进给速度做整体的余弦加减速控制 。 区域速度拐点判断区域整体加减速控制算法的关键是找出区域速度变化点即区域速度拐点 。 当速度经历了由升速到减速或者由减速到升速的凹点就是区域速度拐点 。 这里以平面 ( 轴和 轴 ) 两轴联动为例 , 提出一种简单的判断方法 。首先要说明 , 这里提到的速度拐点是相对单轴来说的 , 只要有一条轴的运动方向发生了变化 (反向 ), 就认为是速度拐点 。 在这点速度要减低 , 以达到平滑过渡的光滑效果 。 假设有 、 两段轨迹代码 , 以两段代码的交点为坐标原点建立局部直角坐标系 (如图 所示 )。 然后 ,计算出 代码起点和 代码终点的相对坐标值 , 判断该坐标在局部坐标系中的正负符号来判断 、 交点是否拐点 。假设 代码起点坐标在第三象限 , 当 代码终点在第一象限时 (如图 的 所示 ), 即从 代码运动到 代码没有65机 电工程技术 年第 卷第 期机电工程技术 年第 卷第 期图 短轨迹代码区域加减速处理流程图数 控技术任何一条轴发生反向运动 , 此时 、 交点不是拐点 ; 若 代码终点落在局部坐标系的其它象限 (如图 中的 和), 则 段到 段的运动过程中至少有一个轴发生或两(第三象限 ) 个轴同时发生反向运动 , 因此认为 的终点在这些象限时 、 段代码的交点是拐点 。 短轨迹代码区域加减速处理流程短轨迹代码的加减速区域处理原理流程图如图 所示 。 由图 可看出 , 区域短轨迹代码处理关键在于找出区域速度拐点 。 区域速度拐点就是速度变化点 , 以拐点为起点反向按余弦曲线加速计算当前的进给速度, 实现多段短轨迹代码整体按余弦曲线加减速控制 。 这就很好地解决了海量短轨迹代码加减速控制的不足 。同时 , 在处理区域代码整体用余弦曲线控制规律时还要注意在区域代码段处理中进给档位的变化 , 则需考虑以下三种情况 :) 刀具当前运动轨迹处于区域整体余弦加速区域 ,不做区域整体余弦加减速控制 , 需重新计算 ;) 刀具当前运动轨迹处于区域整体余弦减速区域 ,不做区域整体余弦加减速控制 , 需重新计算 ;) 刀具当前运动轨迹处于区域整体余弦减速处于稳速区域 , 则以当前位置和当前线段终点重新构造为当前线段 , 并重新构造新区域 。 结语本文针对中 、 高档数控系统运动控制中遇到的问题 ,提出了余弦曲线加减速控制算法 , 并对过多短轨迹 代码进行单独的按余弦曲线规律加减速控制中存在的缺陷提出了新的解决控制算法 。 本文提出的余弦加减速控制算法和区域短轨迹代码处理算法已在基于高速浮点 位 运动控制器中通过实验验证 ,解决了过多短轨迹代码单独按余弦曲线规律控制带来的问题 , 达到了海量 短轨迹代码加工中高速运动控制平稳无冲击的要求 , 提高加工效率 。参考文献 : , , , , , : 张莉彦 基于数据采样插补的加减速控制的研究 北京化工大学学报(自然科学版 ), , (): 黄艳 , 李家霁 , 于东 , 等 系统 型曲线加减速算法的设计与实现 制造技术与机床 , (): 郭新贵 , 李从心 一种新型柔性加减速 算 法 上海交通大学学报 , (): 林一松 , 汤兆红
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