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Y形支架双面钻机床总体设计及前主轴箱设计【10张图/11000字】【优秀机械毕业设计论文】

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支架 双面 钻机 总体 整体 设计 主轴 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，26页，11100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。

图纸共10张，如下所示
A0-主轴箱装配图.dwg
A0-机床联系尺寸图.dwg
A0-箱体.dwg
A3-圆锥滚子传动轴.dwg
A3-工序图.dwg
A3-手柄轴.dwg
A3-油泵轴.dwg
A3-油泵轴套.dwg
A4-加工示意图.dwg
A4-生产率计算卡.dwg

目录
1 前言 1
2 组合机床总体设计 3
2.1 总体方案论证 3
2.2 组合机床切削用量的选择 4
2.3 组合机床总体设计—三图一卡 5
3 组合机床前主轴箱设计 12
3.1 绘制右主轴箱设计原始依据图 12
3.2 前主轴结构型式的选择 13
3.3 前主轴箱传动系统的设计与计算 13
3.4 前主轴箱坐标计算、绘制坐标检查图 16
3.5 轴、齿轮、轴承的校核 18
4 结论 22
参考文献 23
致谢 24
附录 25

“Y”形支架双面钻孔组合机床总体设计 及前主轴箱设计
摘要：“Y”型支架双面钻孔组合机床加工的是支架零件。主要钻削加工支架上的18-φ17和8-φ17孔。该零件形状独特，因此对工件的定位和夹紧比较困难。本设计任务是在完成组合机床总体设计的基础上，完成前主轴箱的设计。首先分析了所要加工工件的特点，进行了组合机床的总体设计，绘制了被加工零件的工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡，在此基础上，进行了前主轴箱的设计。主要绘制了前主轴箱设计的原始依据图，拟订了主轴箱的传动路线等，然后绘制了主轴箱的装配图和一些零件图，校核了轴、齿轮等零件。设计过程中尽量使用了标准零部件，设计出的组合机床机构简单，操作方便，加工精度高，减轻了劳动强度，提高了加工效率，具有较好的经济性。

关键词：主轴箱；组合机床；夹具；

"Y"-type double-stent combination drilling machine design and front-spindle box and fixture design 
Abstract: "Y"-type double-sided support of the drilling machine is a combination of stent components.The machine makes 26 holes with dills and the drilled diameter is 17mm. The shape of workpiece is particular,so orientation and fixation is difficult. My task is the overall，the front headstock and jig for the bracket of design of two-side drilling machine,in a sufficient analysis of the characteristics of the workpiece. The assembly diagram of the headstock was drawn. The drawing of the part’s processes,the schematic diagram of machining,the relationship of the machine size and the card of the productivity were drawn. After that, the primitive chart for the design of the front-side headstock was given out. The transmission routes were confirmed and so on.The parts drawing and assembly diagram of the headstock were drawn also,checked the shaft and gear and other parts of the strength. This modular mechanical tool has such advantages: high efficiency, low cost, high processing precision, easily operate and it reduces the worker’s labor intensity, and enhances the productivity.

Keywords：Modular machine tool; Headstock; Jig.

一、设计内容
设计一台支架双面钻组合机床，具体进行总体设计及前主轴箱设计。

主要内容有：
1．总体设计
1）制定工艺方案，确定机床配置型式及结构方案。
2）三图一卡设计，包括：
(a) 被加工零件工序图， (b) 加工示意图，(c) 机床联系尺寸图， 
(d) 生产率计算卡。
2．前主轴箱设计
(a) 前主轴箱总装图，(b) 箱体零件图，(c) 其它零件图，(d) 有关计算、
校核等。

二、设计依据
1．课题来源：盐城市精密机床制造有限公司
2．产品名称：支架双面钻组合机床
3．被加工零件：支架（附零件图）
4．工件材料：QT600
5．加工内容：钻削8×φ17孔
6. 生产纲领：大批大量。
7. 批量：本机床制造两台。

三、设计要求
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，装卸方便，便于维修、调整； 
3．机床尽量能用通用件，以便降低制造成本；
4．机床各动力部件用电气控制。
5．设计图样总量：折合成A0幅面在3张以上；工具要求：应用计算机软件绘图。过
程要求：装配图需提供手工草图。
6．毕业设计说明书按照学校规定的格式规范统一编排、打印，字数不少于1万字。 
7．查阅文献资料10篇以上，并有不少于3000汉字的外文资料翻译；
8．到相关单位进行毕业实习，撰写不少于3000字实习报告；
9．撰写开题报告


Y形支架双面钻机床总体设计及前主轴箱设计

















内容简介：
外文翻译 专 业 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 卞秋燕 班 级 B 机制 051 学 号 0510110130 指 导 教 师 朱效波 1 外文资料名称： An 外文资料出处： 附 件： 指导教师评语： 签名： 年 月 日 (用外文写 ) 2 位移 传感器的一种绝对的校准方法 张诗洲 清野聪 卞秋燕 译 摘要 ： 在现代研究中，一种新的位移传感器的绝对校准方法被提出并且校准系统被开发。这种新方法不但能确定线性错误而且能确定在波长上的平均敏感性 (校准线的倾斜 )。新测量系统由一个小型的激光干涉仪在以前开发的校准系统里。激光干涉计只通过半波长的整数倍的激光光源来确定必要的位移量。通过 使用这个知道位移量，一台位移传感器的平均敏感性和线性误差就可以被绝对确定下来。被提议的方法的准确性只依赖被校验的位移传感器的自身的稳定性以及激光光源的波长。一种电容型非接触位移传感器被校验成功，这种传感器有别于通过信噪比决定的有稳定极限的位移传感器。 关键词： 绝对校验；位移传感器；灵敏度；非线性。 1序言 位移传感器早就被用于极端精密的几何量的测量，例如确定位置，震动以及轴和表面的外形测量。 使用特殊的检测技术，位移传感器能达到极其高的分辨率 . 但是， 精确的位移传感器被固有的系统误差影响， 例如传感器出 产的线性错误 (线与校准线的偏差 )。 尤其，线性错误的影响比分辨率水平的影响要大得多。例如， 尽管一些位移传感器有纳米，最大量程却只有 100微米， 准确地说， 主要由于线性误差，只能达到量程的 另外，特有的线性误差是不稳定，极端精密的测量要求位移传感器频繁校准，使它适应被使用的环境 (在原处状态 )。 不过，一些问题与这样的校准有关。这些问题的困难是涉及到获得比附属纳米分辨率更好的正确参考，并且涉及到怎样执行那些测量系统中需要位移传感器的频繁校正。另外，那些位移传感器需要在原处校准。现在作者提出一种对一 些几何传感器来说在原处自校准线性错误的方法，例如一台位移传感器以及一台角度传感器 . 这种方法 也已经被用于校验一台扫描白光干涉计显微镜 准曲线只是稍微的受那些精确入量影响 子计算机模拟用来确定线性误差，百分之多点的量程，可以使用刚刚提出的方法正确校核。 提出的方法的准确只依赖被校验的传感器的稳定性和分辨率。 不过，被提出的方法还基于传感器的平均的敏感性被事先给出； 因此，只有线性误差（与线的校准线的偏差）可以被确定。 3 在现在的研究中，一种对 位移传感器的新的绝对校准方法被提出，并且校准系统被开发。 这种新方法不仅可以用于确定线性误差，而且可以在波长的基础上确定平均敏感性 (校准线的倾斜度 )。 新测量系统结合一台小型激光干涉计和以前开发的原处校准系统 . 激光干涉计只用激光光源的半波长的整数倍来确定必要的位移量。通过使用这个知道位移量，一台位移传感器的平均敏感性和线性误差就可以被绝对确定下来。目前的报道中， 绝对校准的原理使位移传感器和校准系统被提出。 另外，被提议的方法的可行性被实验上证明。 一种电容型非接触位移传感器被校验成功，这种传感器有别于通过信噪比决定的有稳定极限的位移传感器。 2绝对校正原理 通常，校准可能被分成两个部分：平均敏感性为校准和线性误差校准 参阅图 1 ( a ) . 在前边部分里，平均敏感性，与确定的传感器校准线的倾斜度有关。 另外，线性误差，和线与确定的校准线的偏差有关。 2 1 原理 绝对校准的原理与位移传感器在原处校准的概念相同 ,在原处校准的位移传感器，不进行收敛计算，而是反函数被计算。 图 1（ a）显示的 f(x)是位移传感器的输出曲线，那一般被表示为有斜度 的直线的总和，直线的功能为重力加速度 g(x)。 f(x)的功能表示如下 ： z=f(x)=x+g(x) (1) 这里， S和 g(x)分别描述平均敏感性和线性误差 , 让位移传感器在 出 如果反函数 f(x)如图 1(b)显示： 4 = 0-h( (i=1,2, ,n) (2) 这里 h(z)是 g(x)的反函数。 h(z)的导数在离散采样点可以表示为： h (1/x/ ( mi= (3) 这里，必要位移量 x/n (4) 并且 h(z)可以通过对 h (分求出。 2 2 模拟结果 图 2 显示出了模拟结果。 校准位移的传感器的测量范围是 100微米。位移量是 4微米。 敏感性的标准值是 性误差是一条以零线对称的正弦曲线，振幅为 200 随机误差有 =2的偏差 ,这主要包含在采样正弦曲线里 . 且 200个样本数据都在位移传感器的量程内取得。 另外， 在实际应用中，随机值中有 +最大值 ,这增加了扫描间隔使得模拟抽样间隔的挠度。 剩余误差不同于规定的线性误差和被获得的线性误 差，也如图 2所示。最大的剩余误差是大约4纳米，是噪 图 1（ a）输出曲线 b）输出曲线的反函数音的幅度的两倍。这个结果类似于收敛计 算方法获得的数据 . 图 3(A)所示为一台校验位移传感器的输出曲线的实验仪器。 图 3(A)显示系统由一台已校验的位移传感器，一台小型激光干涉计，一根 型激光干涉计只提供半波长的整数倍的激光光源， 位移传感器被固定到一根柱子上，直对着工作台的中心使得可以 安装激光干涉仪的小轴。根据管 移动 ,位移传感器识别工作台上的位移。激光干涉计被安置在 5 由步进电机驱动。 图 3(b)显示了另一台校验位移传感器输出曲线实验仪 器。 这样的话，一个 倾斜的平面由一个计量器块制成，被固定到激光干涉计的工作台中心上，并且激光干涉计被放置在由步进电机驱动的 方向运动时，倾斜平面在 准范围之上能产生一连续改变的位移。 图 4 所示机构是在光学系统上发展起来的激光干涉仪。 入射光从激光光源系统(出，再 15.5 被光束分离器分成两束光。 一束光通过装在工作台底部的移动的镜子反射 出来，另一束光被一面固定的镜子反射出来。两束光再反射回光束分离器，产生一条干涉条纹，干涉条纹通过一只双凹透镜之后被两个分开的发光二极管接收。当工作台通过 纹根据两束反射光移动距离改变而改变。两个点上的相位差条纹的输出有两个分开的发光二极管识别。如果 且 么下列方程式确定 Y： Y=(2) (5) 这种差动识别方法能用来有效地消除激光干涉计的 光源的强度变化。 而且，因为两束干涉光之间的光程差很小并且在 样，就可以获得稳定的干涉条纹。 不过，由于热漂移而导致激光光源的波长变化却不能用这种差动识别方法来消除。 因此， 为了提高波长的稳定性，而且因此需要有更高的精确度的热控制器来加给激光光源。 在图 4(b)的激光光源由一个激光二极管 (10 = 785 一个热敏元件和一个塞贝克效应元件组成。塞贝克 6 效应元件用来调节被识别的激光光源的温度从而来减少激光光源的热漂移。 为了在激光光源里镇压热漂流 ，佩尔蒂埃要素用来调节被发现的激光光源的温度。 在图 4(c)所示为激光干涉仪的输出量和正弦电压信号关于零线对称。 图 5是一张用来校验位移传感器的信号处理系统的图。 校验传感器的输出量由一台数字化的万用表识别。位移传感器的输出校准数据曲线 轴上的移动在激光干涉仪上采样。校准数据 和 第一个采样脉冲信号后连续采样。当 样信号在正弦电压的零交叉点从激光干涉仪中产生。正弦电压信号有两个发光二极管输出，发光二极管由 和计算电路（加，减，除）转换。 赫兹锯齿电压（通过一个模拟多路复用器和调压器，由一个函数 7 发生器）驱动，相邻的脉冲之间的位移量是 /2（ 是激光的波长， /2是条纹周期）。在原处绝对校准的必要位移量 * /2(。以前提过的校准系统提供一个极其简单的机械结构，还有校准系统重要的具体特性。因为当插值法干涉条纹不必要时，零交叉点干涉条纹是必要的，所以那是一个极其简单的激光干涉仪。在校准系统里的激光干涉仪只用来被获得一个激光源波长的 整数倍的平均敏感性，因此，系统的校准精度不受非线性运动 另一种重要的具体的特性是系统的校准精度不和理论采样点相关，即，当只在 Z 方向产生连续的位移量时，也受 参阅图 3 ( a ) 或者 参阅图 3 ( b ) 。 校准传感器是有 +造商报告的(2102/2001的微感 )位移传感器的平均敏感性的额定值是 图 6 所示是位移传感器的热漂移。步进电机和状态被打开并且保持。测量时期是 10分钟。 在这段时期，绝热箱内包含了位移传感器和校正器，漂流的高频率零部件大约在 3nm 频零部件大约在2nm 起高频漂流的主要原因是电噪音。引起低频漂流的主要原因是校准系统机构的变形和 过 ，在图 (3)和 (4)里的 因此，位移传感器在校准环境内的分辨率根据热漂移值来估算。 图 7 所示为两条位移传感器在不同时期获得的输出曲线。 且 193个校准数据在位移传感器的 100统要求大约 5分钟进行一次校准。在绝对校准中必要的位移量 0* /2。 用 频谱分析激光的波长 为 如图 7，虚线表示位移校正传感器平均敏感性的额定值，获得两个重复的平均敏感性值的几率大约 1%，少于额定值。图 8(a)所示为校验位移传感器和校准结果稳定性的线性误差。最大的线性误差大约为 200不同时间两个校正结果的偏差大约在 +这些结果比那些在图 6显示的使用热漂流试验获得的结果更坏。这可能由于校 准系统不稳定。 图 8 ( b ) 所示为校正位移传感器的线性误差，这是由图 3(b)所示的实验机构在调查校正结果的重复性而获得的。 在两分开的校准刻度之间的重复性是大约 +据每种扫描方法的结果和比较两平均值，重复性误差平均结果大约是 +图8(c)所示。 图 9所示为另一台位移传感器的校准结果。这台传感器是电容型非接触传感器，有 500微米的量程。制造商 (感 )是 品传感器的分辨率大约为10定性大约为 16nm 约 126个校准数据在位移传感器的 500绝对校准中必要的位移量 0* /2。最大的线性误差大约为 600不同时间两个校正结果的偏差大约在 +到的平均敏感性大约 少于额定位移传感器校正值。 9 在校准系统里， 图 3(a)所示的校准系统偏移量可以计算如下： Z= 1 （ 6） 上式中 扫描间距，是 轴方向的位移误差。当有一台干涉仪用于比较测量时，这里的位移误差通常是固定的 ,而且，这是二级错误，太小而不将他计算在内。 校正系统中的位移误差如图 3（ b）所示，计算如下： Z = (7) 上式中 轴平板沿 是在各个采样点工作台倾斜度的变化量。如图 10 所示，测量时间是 45s,采样周期是 采样 3000个测量数据。如同在实际校准实验里， 赫兹的三角形的电压驱动。在图 10中，整个扫描范围内，倾斜角度变化大约在 度 )。在式（ 7）中， 图 11所示是校正系统和激光干涉仪发展的图片。激光干涉仪的尺寸为9000 10 目前的研究的结果总结 如下： 种新的绝对的校准方法被提出 。通过实验有效的被证实了。 被校验的位移传感器的稳定性和它自身的激光光源的波长。 且校正曲线的重复性误差和能再生性误差分别大约为测量范围的 +和 + 1 1992. 2 S. et In of 1416 997, 8, 118122. 3 et in 9 (37) (1998) 41544159. 4 M. et of 21997, 414417. 11 An n a in a is a is is of of on of of a a in is to an of of of a be of on of of A to of of is . in of as of 1. of is by as a of In is a 12 a 00 to is of 1. In of in in to in in in a to is in In in an in of as a 2 an 3. to a 4. is on of of is by of is to of be of on of is on of be a be In a in a is a is be to of on of a 13 in 2. is to an of of of a be In of in a In of is A is to of of is 2. n be 1(a). In is to of of a is In is to is he of is on in in of a 2, in 14 f(x) 1(a) is of a be as of a a 0 g(x) f(x) is as z=f(x)=x+g(x) (1) S0 g(x) of at x be m , at x 1Dx is be m . If of f(x) 1(b) is = 0-h( (i=1,2, ,n) (2) n is h(z) is of g(x). of h(z) at be h (1/x/ ( mi= (3) x be an of of S be x/n (4) h(z) be by h9(z ). 15 2 of 00 x of is a of an 00 a of nm is in of .5 00 of In a a 0.2 mm is
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